CN216033618U - 热管理系统 - Google Patents

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CN216033618U CN202220023852.2U CN202220023852U CN216033618U CN 216033618 U CN216033618 U CN 216033618U CN 202220023852 U CN202220023852 U CN 202220023852U CN 216033618 U CN216033618 U CN 216033618U
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熊永
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林业福
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Abstract

本实用新型公开了一种热管理系统,包括:地源系统、充电桩和车辆,地源系统包括地源水路;充电桩包括充电桩热管理流路,充电桩热管理流路通过充电桩热管理换热器与地源水路换热;车辆包括空调热管理流路和高压系统热管理流路,高压系统热管理流路与充电桩热管理流路串联,高压系统热管理流路包括彼此串联的第一换热器和充配电总成,充配电总成与充电桩热管理流路相连,空调热管理流路和高压系统热管理流路通过第一换热器换热。根据本实用新型的热管理系统,可以有效地利用地源系统中的热量和冷量对乘员舱进行加热或降温,由此可以避免对车辆的采暖和制冷系统进行过设计,从而可以降低车辆的成本和重量,提高了车辆内部空间的利用率。

Description

热管理系统
技术领域
本实用新型涉及热管理技术领域,尤其是涉及一种热管理系统。
背景技术
相关技术中,车辆例如电动车通常对采暖系统和制冷系统进行过设计以实现车辆电池的快充。然而,上述设计方式,会导致车辆的成本较高,车辆的重量较重,且车辆内的空间利用率较低。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种热管理系统,可以有效地利用地源系统中的热量和冷量乘员舱进行加热或降温,从而降低了车辆的成本和重量。
根据本实用新型实施例的热管理系统,包括:地源系统,所述地源系统包括地源水路;充电桩,所述充电桩包括充电桩热管理流路,所述充电桩热管理流路包括充电桩热管理换热器,所述充电桩热管理流路通过所述充电桩热管理换热器与所述地源水路换热;车辆,所述车辆包括空调热管理流路和高压系统热管理流路,所述高压系统热管理流路与所述充电桩热管理流路串联,所述高压系统热管理流路包括彼此串联的第一换热器和充配电总成,所述充配电总成与所述充电桩热管理流路相连,所述空调热管理流路和所述高压系统热管理流路通过所述第一换热器换热。
根据本实用新型实施例的热管理系统,通过使充电桩热管理流路通过充电桩热管理换热器与地源水路换热,空调热管理流路和高压系统热管理流路通过第一换热器换热。由此,可以有效地利用地源系统中的热量和冷量对乘员舱进行加热或降温,从而可以避免对车辆的采暖和制冷系统进行过设计,从而可以降低车辆的成本和重量,提高了车辆例如电动车内部空间的利用率。
根据本实用新型的一些实施例,所述空调热管理流路包括并联连接的第一支路和第二支路;所述车辆还包括电池热管理流路和控制阀组,所述控制阀组在第一状态和第二状态之间可切换;当所述控制阀组处于所述第一状态时,所述电池热管理流路与所述第一支路并联连接在所述空调热管理流路中,且所述电池热管理流路和所述第一支路中的至少一个与所述空调热管理流路连通;当所述控制阀组处于所述第二状态时,所述电池热管理流路与所述第二支路串联连接在所述空调热管理流路中,且所述电池热管理流路和所述第二支路均与所述空调热管理流路连通。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩热管理换热器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,所述充电桩热管理换热器通过所述第一端口和所述第二端口串联在所述充电桩热管理流路中;所述地源水路包括:地源集水器;地源水泵,所述地源水泵的第一端与所述地源集水器内部连通,所述地源水泵的第二端与所述充电桩热管理换热器的所述第三端口相连,所述充电桩热管理换热器的所述第四端口与所述地源集水器内部连通。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩热管理流路还包括:升降压模块散热器;充电桩第一控制阀,所述充电桩第一控制阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口,所述第一阀口和所述第四阀口均与所述充配电总成相连,所述第二阀口与所述升降压模块散热器的第一端相连,当所述第一阀口和所述第三阀口中的其中一个与所述第二阀口和所述第四阀口中的其中一个连通时所述第一阀口和所述第三阀口中的另一个与所述第二阀口和所述第四阀口中的另一个连通;充电桩水泵,所述充电桩水泵的第一端与所述第三阀口相连,所述充电桩水泵的第二端与所述充电桩热管理换热器的所述第三端口相连,所述充电桩热管理换热器的所述第四端口与所述升降压模块散热器的第二端相连。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩水泵的第一端与所述第三阀口之间设有流量计。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩热管理换热器的所述第四端口与所述升降压模块散热器的第二端之间设有去离子器。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩热管理流路还包括:充电桩水箱,所述充电桩水箱与所述升降压模块散热器的充注口相连;排气管,所述排气管连接在所述升降压模块散热器与所述充电桩水箱之间。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩热管理流路还包括:三通阀,所述三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,所述第一接口与所述第二阀口相连,所述第二接口与所述升降压模块散热器的都一端相连,所述第一接口可切换地与第二接口和第三接口连通;第三支路,所述第三支路的第一端与所述第三接口相连,所述第三支路的第二端与所述升降压模块散热器的第二端相连。
根据本实用新型的一些实施例,所述控制阀组包括:第一控制阀,所述第一控制阀包括第一控制口、第二控制口、第三控制口和第四控制口,所述第一控制阀通过所述第一控制口和所述第四控制口串联在所述高压系统热管理流路中,所述第二控制口与所述第一阀口相连,所述第三控制口与所述第四阀口相连,当所述第一控制口和所述第三控制口中的其中一个与所述第二控制口和所述第四控制口中的其中一个连通时所述第一控制口和所述第三控制口中的另一个与所述第二控制口和所述第四控制口中的另一个连通。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电桩还包括所述充电枪,所述充电枪包括:充电线,所述充电线的外周侧设有绝缘层;保护层,所述保护层设在所述绝缘层的外周侧;彼此独立的冷却液进流道和冷却液出流道,所述冷却液进流道和所述冷却液出流道均邻近所述充电线设置,所述冷却液进流道和所述冷却液出流道串联在充电桩热管理流路中。
根据本实用新型的一些实施例,所述充电线和所述保护层共同限定出容纳腔,所述容纳腔内设有所述冷却液进流道和所述冷却液出流道;或所述冷却液进流道和所述冷却液出流道设在所述保护层外。
根据本实用新型的一些实施例,所述冷却液进流道和所述冷却液出流道之间设有隔热分离层。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的热管理系统的示意图;
图2是根据本实用新型实施例的热管理系统的电池包制冷时的示意图;
图3是根据本实用新型实施例的热管理系统的乘员舱制冷时的示意图;
图4是根据本实用新型实施例的热管理系统的电池包和乘员舱同时制冷时的示意图;
图5是根据本实用新型实施例的热管理系统的电池包制热时的示意图;
图6是根据本实用新型实施例的热管理系统的乘员舱制热时的示意图;
图7是根据本实用新型实施例的热管理系统的电池包和乘员舱同时制热时的示意图;
图8是根据本实用新型实施例的热管理系统的充电桩冷却时的示意图;
图9是根据本实用新型实施例的热管理系统的充电枪的示意图;
图10是根据本实用新型另一个实施例的热管理系统的充电枪的示意图;
图11是根据本实用新型再一个实施例的热管理系统的充电枪的示意图。
附图标记:
100:热管理系统;
1:地源系统;11:地源水路;111:地源集水器;112:地源水泵;
2:充电桩;21:充电桩热管理流路;211:充电桩热管理换热器;
2111:第一端口;2112:第二端口;2113:第三端口;2114:第四端口;
22:充电桩水箱;23:升降压模块散热器;231:充注口;24:充电桩第一控制阀;
241:第一阀口;242:第二阀口;243:第三阀口;244:第四阀口;
25:充电桩水泵;26:流量计;27:排气管;28:三通阀;281:第一接口;
282:第二接口;283:第三接口;29:第三支路;30:去离子器;301:充电枪;
3011:充电线;3012:绝缘层;3013:保护层;3014:冷却液进流道;
3015:冷却液出流道;3016:容纳腔;3017:隔热分离层;302:截止阀;
303:第一换热器;3:车辆;31:第一控制阀;311:第一控制口;
312:第二控制口;313:第三控制口;314:第四控制口;32:充配电总成;
33:副水箱;34:车辆水泵;35:三通水阀;36:第一电磁阀;37:第二电磁阀;
38:第三电磁阀;39:第四电磁阀;40:第五电磁阀;41:第六电磁阀;
42:压缩机;43:车内冷凝器;44:车外散热器;45:车外冷凝器;
46:蒸发器;47:气液分离器;48:第一膨胀阀;49:第二膨胀阀;
50:辅助排气管;51:压力温度传感器;52:双向膨胀阀;53:电池包。
具体实施方式
下面参考图1-图11描述根据本实用新型实施例的热管理系统100。
如图1-图11所示,根据本实用新型实施例的热管理系统100,包括地源系统1、充电桩2和车辆3。
具体而言,地源系统1包括地源水路11,充电桩2包括充电桩热管理流路21,充电桩热管理流路21包括充电桩热管理换热器211,充电桩热管理流路21通过充电桩热管理换热器211与地源水路11换热。车辆3包括空调热管理流路和高压系统热管理流路,高压系统热管理流路与充电桩热管理流路21串联,高压系统热管理流路包括彼此串联的第一换热器303和充配电总成32,充配电总成32与充电桩热管理流路21相连,空调热管理流路和高压系统热管理流路通过第一换热器303换热。
例如,在图1-图8的示例中,空调热管理流路可以包括压缩机42、车内冷凝器43、车外冷凝器45和蒸发器46。当车辆3对乘员舱制冷时,地源水路11中的水可以与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以降低充电桩热管理流路21中的冷却液的温度,降温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42中的冷媒经车内冷凝器43流向第一换热器303,此时第一换热器303中的冷媒与第一换热器303中的冷却液进行热交换,以降低冷媒的温度,降温后的冷媒流向车外冷凝器45进行液化放热,进一步降低冷媒的温度,之后车外冷凝器45中的冷媒经蒸发器46进行气化吸热后流回压缩机42,如此循环,实现对乘员舱的制冷。
当车辆3对乘员舱制热时,地源水路11中的水可以与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以提高充电桩热管理流路21中的冷却液的温度,升温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42中的流向车内冷凝器43进行液化放热,以提高乘员舱的温度,液化后的冷媒流向第一换热器303,此时第一换热器303中的冷媒和冷却液进行热交换,以提高冷媒的温度,升温后的冷媒经车外冷凝器45气化吸热后流回压缩机42,如此循环,实现对乘员舱的制热。
由此,热管理系统100可以将地源系统1、充电桩热管理流路21、空调热管理流路和高压系统热管理流路进行高度耦合,充分利用了地源系统1中的热量和冷量对乘员舱进行升温和降温,使得车辆3-充电桩2-外界热源有更充分的交互,进而可以提升乘员舱的换热效果,且可以避免对车辆3的采暖和制冷系统进行过设计,从而可以降低车辆3的成本和重量,同时提高了乘员舱的舒适性,提高了车辆3例如电动车内部空间的利用率。
根据本实用新型实施例的热管理系统100,通过使充电桩热管理流路21通过充电桩热管理换热器211与地源水路11换热,空调热管理流路和高压系统热管理流路通过第一换热器303换热。由此,可以有效地利用地源系统1中的热量和冷量对乘员舱进行升温或降温,可以快速调节乘员舱的温度,且可以避免对车辆3的采暖和制冷系统进行过设计,从而可以降低车辆3的成本和重量,提高了车辆3例如电动车内部空间的利用率。
根据本实用新型的一些实施例,空调热管理流路包括并联连接的第一支路和第二支路。车辆3还包括电池热管理流路和控制阀组,控制阀组在第一状态和第二状态之间可切换,当控制阀组处于第一状态时,电池热管理流路与第一支路并联连接在空调热管理流路中,且电池热管理流路和第一支路中的至少一个与空调热管理流路连通;当控制阀组处于第二状态时,电池热管理流路与第二支路串联连接在空调热管理流路中,且电池热管理流路和第二支路均与空调热管理流路连通。
参照图1-图8,控制阀组可以包括第一电磁阀36、第二电磁阀37、第三电磁阀38、第四电磁阀39、第五电磁阀40、第六电磁阀41、第一膨胀阀48和第二膨胀阀49。具体地,压缩机42的出口与车内冷凝器43的第一端相连,车内冷凝器43的第二端通过第一电磁阀36和第二电磁阀37与第一换热器303的第一端相连,且第一膨胀阀48与第一电磁阀36并联,第一换热器303的第二端通过第三电磁阀38与车外冷凝器45的第一端相连,车外冷凝器45的第二端通过第二膨胀阀49与蒸发器46的第一端相连,蒸发器46的第二端与压缩机42的进口相连,第六电磁阀41设在第一换热器303的第一端和压缩机42的进口之间。电池热管理流路可以包括电池包53和双向膨胀阀52,电池包53的第一端与第一换热器303的第二端相连,电池包53的第二端与压缩机42的出口相连,且第四电磁阀39设在电池包53的第二端和压缩机42的出口之间,第五电磁阀40设在压缩机42的进口和电池包53的第二端之间,第一支路可以包括蒸发器46和第二膨胀阀49,第二支路可以包括第六电磁阀41。
结合图2,当夏季对车辆3例如电动车进行充电时,由于在电池包53的充电过程中电池包53的发热量较大,需要对电池包53进行降温以保证电池包53的充电效率。此时,控制阀组处于第一状态,且电池热管理流路与空调热管理流路连通,地源水路11中的水的温度较低,地源水路11中的水流经充电桩热管理换热器211并与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以降低充电桩热管理流路21中冷却液的温度,且降温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42中的高温冷媒经车内冷凝器43、第一电磁阀36和第二电磁阀37流向第一换热器303,以使第一换热器303中的高温冷媒与降温后的冷却液进行热交换后变成中温冷媒,之后中温冷媒流向车外冷凝器45进一步降低中温冷媒的温度后变成低温冷媒,低温冷媒再经双向膨胀阀52流向电池包53,以对电池包53进行降温,最后流经电池包53的冷媒经第五电磁阀40流回压缩机42,循环往复上述过程可以实现对电池包53的降温。由此,在电池包53进行大功率充电时,地源水路11中的冷源与车辆3中的冷媒进行换热,可以极大地改善整车的冷却效果,且较低温度的冷却液可以先冷却车辆3内高压系统的元器件,以降低元器件的温度,使得元器件在适宜的温度范围内工作,同时高温冷媒在第一换热器303内充分换热后,冷媒流经车外冷凝器45基本无需换热即可达到目标过冷度,以使车辆3中的空调系统能够充分冷却,且冷却后系统的压力会明显降低,从而可以降低压缩机42的转速。当空调系统和高压系统均得到有效的冷却时,可以降低或关闭车辆3的风扇,从而可以有效改善整车NVH效果,同时降低能耗。
结合图3,当对车辆3例如电动车的乘员舱制冷时,此时,控制阀组处于第一状态,且第一支路与空调热管理流路连通。具体地,地源水路11中的水流经充电桩热管理换热器211并与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以降低充电桩热管理流路21中冷却液的温度,且降温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42中的高温冷媒经车内冷凝器43、第一电磁阀36和第二电磁阀37流向第一换热器303,以使第一换热器303中的高温冷媒与降温后的冷却液进行热交换后变成中温冷媒,之后中温冷媒流向车外冷凝器45进一步降低中温冷媒的温度后变成低温冷媒,低温冷媒经第二膨胀阀49流向蒸发器46并在蒸发器46内气化吸热,以降低乘员舱内的温度,最后气化后的冷媒流回压缩机42,循环往复上述过程可以实现对乘员舱的降温。由此,利用地源水路11的冷源给空调热管理流路提供冷却,改善了空调热管理流路的负荷同时,减小了整车电功率,使得整车在静态制冷过程中电量保持率较高,同时空调系统和高压系统均可以得到有效的冷却时,从而可以有效改善整车NVH效果,同时降低能耗。
结合图4,当对车辆3的乘员舱和电池包53同时降温时,此时,控制阀组处于第一状态,且电池热管理流路和第一支路均与空调热管理流路连通。地源水路11中的水流经充电桩热管理换热器211并与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以降低充电桩热管理流路21中冷却液的温度,且降温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42中的高温冷媒经车内冷凝器43、第一电磁阀36和第二电磁阀37流向第一换热器303,以使第一换热器303中的高温冷媒与降温后的冷却液进行热交换后变成中温冷媒,之后中温冷媒流向车外冷凝器45进一步降低中温冷媒的温度后变成低温冷媒,然后低温冷媒分成两路,其中一路低温冷媒经双向膨胀阀52、电池包53和第五电磁阀40流回压缩机42,另一路低温冷媒经第二膨胀阀49和蒸发器46流回压缩机42,循环往复上述过程可以同时实现对电池包53和乘员舱的降温。由此,既可以保证电池包53的充电效率,又可以保证乘员舱内的制冷效果,同时空调系统和高压系统均可以得到有效的冷却。
这里需要解释说明的是,在电池包53降温过程中、乘员舱降温过程中或电池包53和乘员舱同时降温过程中,车内冷凝器43不工作,也就是说,车内冷凝器43相当于管路,压缩机42内的冷媒流经车内冷凝器43时基本不进行热交换。
结合图5,当冬季对车辆3例如电动车进行充电时,由于冬季室外温度较低,需对电池包53进行加热以使电池包53放开充电电流。此时,控制阀组处于第二状态,第二支路可以包括第六电磁阀41。具体地,地源水路11中的水的温度较高,地源水路11中的水流经充电桩热管理换热器211并与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以提高充电桩热管理流路21中冷却液的温度,且升温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42内的高温冷媒经第四电磁阀39流向电池包53以对电池包53进行加热,电池包53中的冷媒经双向膨胀阀52、第二电磁阀37流向第一换热器303并与第一换热器303内的冷却液进行热交换,热交换后的冷媒经第六电磁阀41流回压缩机42,循环往复上述过程可以实现对电池包53的加热。由此,可以有效地利用地源水路11中的热源,从而可以快速提高电池包53的温度,进而可以提高电池包53的充电效率。
结合图6,当对车辆3例如电动车的乘员舱制热时,此时,控制阀组处于第二状态。具体地,地源水路11中的水流经充电桩热管理换热器211并与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以提高充电桩热管理流路21中冷却液的温度,且升温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42中的高温冷媒流向车内冷凝器43并在车内冷凝器43内进行液化放热,以提高乘员舱的温度,之后液化后的冷媒经第一膨胀阀48和第二电磁阀37流向第一换热器303以提高液化后的冷媒的温度,最后第一换热器303中的冷媒经第六电磁阀41流回压缩机42,循环往复上述过程可以实现对乘员舱的升温。由此,地源水路11中的热源可以给第一换热器303供热,以使热源的热量可以转移至乘员舱内,实现乘员舱的快速采暖,从而可以降低乘员舱制热时占用的电量比,进而可以延长整车的续航里程,同时,在地源水路11中的热源充分情况下,空调热管理流路搬运热量的能力变大,压缩机42的转速可有效降低,改善NVH性能,此外,在热源充分的情况下,无需靠其它热源工作即可满足加热需求,降低加热能耗。
结合图7,当对车辆3的乘员舱和电池包53同时加热时,此时,控制阀组处于第二状态。具体地,地源水路11中的水流经充电桩热管理换热器211并与充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,以提高充电桩热管理流路21中冷却液的温度,且升温后的冷却液经充配电总成32流向第一换热器303,同时压缩机42的高温冷媒分成两路,其中一路高温冷媒流向车内冷凝器43进行液化放热,之后,液化后的冷媒经第一膨胀阀48和第二电磁阀37流向第一换热器303,另一路高温冷媒经第四电磁阀39流向电池包53以对电池包53进行加热,降温后的冷媒经双向膨胀阀52和第二电磁阀37流向第一换热器303,最后,第一换热器303中的冷媒与第一换热器303中的冷却液进行热交换,热交换后的冷媒经第六电磁阀41流回压缩机42,循环往复上述过程可以同时实现对乘员舱和电池包53的升温。由此,可以有效地改善电池包53和乘员舱的加热效果。
这里需要解释说明的是,在电池包53或乘员舱的降温或升温过程中,电磁阀(即上式第一电磁阀36、第二电磁阀37、第三电磁阀38、第四电磁阀39、第五电磁阀40和第六电磁阀41)用于控制其所在流路中的冷媒量,保证电池包53和乘员舱具有较好的换热效果,以更好地满足用户需求。
由此,通过使控制阀组在第一状态和第二状态之间可切换,可以充分利用地源系统1中的热量和冷量对电池包53或乘员舱进行升温或降温,实现电池包53的快速充电,以及快速调节乘员舱内的温度,从而能够更好地满足用户需求。
根据本实用新型的一些实施例,充电桩热管理换热器211包括第一端口2111、第二端口2112、第三端口2113和第四端口2114,充电桩热管理换热器211通过第一端口2111和第二端口2112串联在充电桩热管理流路21中。地源水路11包括地源集水器111和地源水泵112,地源水泵112的第一端与地源集水器111内部连通,地源水泵112的第二端与充电桩热管理换热器211的第三端口2113相连,充电桩热管理换热器211的第四端口2114与地源集水器111内部连通。参照图1-图7,在地源水泵112的驱动下,地源集水器111中的水可以从地源集水器111的出口流出并经地源水泵112和第三端口2113流向充电桩热管理换热器211,同时充电桩热管理流路21中的冷却液经第一端口2111流向充电桩热管理换热器211,之后,充电桩热管理换热器211中的水和充电桩热管理换热器211中的冷却液进行热交换,最后,热交换后的水经第四端口2114和地源集水器111的进口流回地源集水器111,热交换后的冷却液经第二端口2112流回充电桩热管理流路21。由此,可以实现充电桩热管理流路21和地源水路11之间的换热。
进一步地,如图1-图7所示,充电桩热管理流路21还包括升降压模块散热器23、充电桩第一控制阀24和充电桩水泵25,充电桩第一控制阀24包括第一阀口241、第二阀口242、第三阀口243和第四阀口244,第一阀口241和第四阀口244均与充配电总成32相连,第二阀口242与升降压模块散热器23的第一端相连,当第一阀口241和第三阀口243中的其中一个与第二阀口242和第四阀口244中的其中一个连通时第一阀口241和第三阀口243中的另一个与第二阀口242和第四阀口244中的另一个连通,充电桩水泵25的第一端与第三阀口243相连,充电桩水泵25的第二端与充电桩热管理换热器211的第三端口2113相连,充电桩热管理换热器211的第四端口2114与升降压模块散热器23的第二端相连。
具体地,参照图1-图7,在控制阀组处于第一状态时,充电桩热管理流路中的冷却液流经升降压模块散热器23,可以对升降压模块散热器23进行降温;在控制阀组处于第二状态,且升降压模块散热器23存有余热时,充电桩热管理流路中的冷却液流经升降压模块散热器23可以吸收升降压模块散热器23中的热量,以提高充电桩热管理流路中的冷却液的温度。之后升降压模块散热器23中的冷却液经第二端口2112流向充电桩热管理换热器211,此时充电桩热管理换热器211中的冷却液和水可以进行换热,换热后的冷却液从第三端口2113流出并经第三阀口243和第四阀口244流向充配电总成32,流经充配电总成32的冷却液在车辆水泵34的驱动下流向第一换热器303并与流经第一换热器303的冷媒进行热交换,热交换后的冷却液经三通水阀35和/或车外散热器44流向充电桩第一控制阀24,充电桩第一控制阀24中的冷却液经第一阀口241和第二阀口242流回升降压模块散热器23。由此,可以实现充电桩2和车辆3的串联,从而在控制阀组处于第二状态时,可以将地源水路11和充电桩2中的热量传递至车辆3内,在控制阀组处于第一状态时,在对升降压模块散热器23进行降温的同时,可以将地源水路11中的冷量传递至车辆3内,进而可以增加高温下车辆3的冷源,或增加低温下车辆3的热源。
在一些可选的实施例中,如图1-图7所示,充电桩热管理流路还包括充电桩水箱22和排气管27,充电桩水箱22与升降压模块散热器23的充注口231相连。排气管27连接在升降压模块散热器23与充电桩水箱22之间。充电桩水箱22中的冷却液在充电桩水泵25的驱动下经充注口231流向升降压模块散热器23,充电桩热管理流路21中气体可以经排气管27排出充电桩2,以保证充电桩热管理流路21中的冷却液的流量。
在一些可选的实施例中,充电桩水泵25的第一端与第三阀口243之间设有流量计26。流量计26用于检测充电桩热管理流路21中的冷却液的流量。例如,在图1-图8的示例中,充电桩热管理流路21还可以包括截止阀302,截止阀302连接在充电桩水箱22和升降压模块散热器23的充注口231之间。当流量计26检测充电桩热管理流路21中的冷却液的流量较小时,表明充电桩热管理流路21中的冷却液一部分流向副水箱33,以对副水箱33补充冷却液,保证副水箱33内的冷却液为最佳冷却液量,此时截止阀302打开,以使充电桩水箱22中的冷却液可以补充至充电桩热管理流路21中,保证充电桩热管理流路21的换热效果。当流量计26检测充电桩热管理流路21中的冷却液的流量正常时,表明副水箱33内冷却液为最佳冷却液量,无需向副水箱33内补充冷却液,此时截止阀302关闭。
在一些可选的实施例中,参照图1-图8,充电桩热管理换热器211的第四端口2114与升降压模块散热器23的上述另一端之间设有去离子器30。去离子器30用于去除冷却液中的导电离子,以保证充电枪的线缆和冷却液之间的绝缘性,防止线缆与冷却液导电。
根据本实用新型的一些实施例,参照图1-图7,充电桩热管理流路21还包括三通阀28和第三支路29,三通阀28包括第一接口281、第二接口282和第三接口283,第一接口281与第二阀口242相连,第二接口282与升降压模块散热器23的第一端相连,第一接口281可切换地与第二接口282和第三接口283连通。第三支路29的第一端与第三接口283相连,第三支路29的第二端与升降压模块散热器23的第二端相连。
当控制阀组处于第一状态,且升降压模块散热器23温度较高时,第一接口281与第二接口282连通,充电桩第一控制阀24内的冷却液可以经第一接口281与第二接口282流向升降压模块散热器23,以对升降压模块散热器23进行降温,之后降温后的冷却液流向充电桩热管理换热器211与充电桩热管理换热器211中水进行热交换。当控制阀组处于第一状态,且升降压模块散热器23温度较低时,第一接口281与第三接口283连通,充电桩第一控制阀24内的冷却液可以经第一接口281与第三接口283流向充电桩热管理换热器211与充电桩热管理换热器211中水进行热交换。由此,在将地源系统1中的冷量传递至车辆3内的同时,可以对充电桩2进行降温。
当控制阀组处于第二状态,且升降压模块散热器23温度较高时,第一接口281与第二接口282连通,充电桩第一控制阀24内的冷却液可以经第一接口281与第二接口282流向升降压模块散热器23,以吸收升降压模块散热器23中热量,升温后的冷却液流向充电桩热管理换热器211与充电桩热管理换热器211中水进行热交换。当控制阀组处于第二状态,且升降压模块散热器23温度较低时,第一接口281与第三接口283连通,充电桩第一控制阀24内的冷却液可以经第一接口281与第三接口283流向充电桩热管理换热器211与充电桩热管理换热器211中水进行热交换。由此,在保证充电桩2内的部件能够在合适温度范围内运行的同时,充电桩2中的冷却液可以同时吸收地源系统1中的热量以及充电桩2中的余热,从而可以快速提升电池包53和乘员舱的温度。
根据本实用新型的一些实施例,结合图1-图7,控制阀组包括第一控制阀31,第一控制阀31包括第一控制口311、第二控制口312、第三控制口313和第四控制口314,第一控制阀31通过第一控制口311和第四控制口314串联在高压系统热管理流路中,第二控制口312与第一阀口241相连,第三控制口313与第四阀口244相连。当第一控制口311和第三控制口313中的其中一个与第二控制口312和第四控制口314中的其中一个连通时第一控制口311和第三控制口313中的另一个与第二控制口312和第四控制口314中的另一个连通。例如,充电桩热管理流路21中的冷却液可以经第三阀口243、第四阀口244、第三控制口313和第四控制口314流向充配电总成32,以使充电桩2中的冷却液流向车辆3,同时流经充配电总成32的冷却液可以经第一控制口311、第二控制口312、第一阀口241和第二阀口242流向升降压模块散热器23,以使车辆3中的冷却液流向充电桩2。由此,可以将地源水路11中的热量或冷量传递至车辆3内。
可选地,车辆3还可以包括多个压力温度传感器51。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。例如,压力温度传感器51可以为五个,其中两个压力温度传感器51可以设置电池包53的两端,剩余三个中的其中一个压力温度传感器51可以设在压缩机42的出口处,剩余两个中的其中一个压力温度传感器51可以设在蒸发器46的邻近压缩机42的一端,最后一个压力温度传感器51可以设在车外冷凝器45和蒸发器46之间。由此,通过设置多个压力温度传感器51可以准确地检测出冷媒在各个位置处的压力和温度,从而可以通过检测的压力和温度来调节电磁阀的开度,进而可以调节电池热管理流路或空调热管理流路中的冷媒量,保证电池包53和乘员舱的换热效果。
可选地,地源集水器111中的水可以为地下水、人为加注的水或特定的冷却液介质,地源集水器111中的水通过与土壤的温差进行换热,以提供夏季车辆3降温所需的冷源和冬季车辆3加热所需的热源。
可选地,压缩机42的进口的一侧设有气液分离器47。
根据本实用新型的一些实施例,如图8所示,在高温环境下车辆3进行直流充电时,充电桩2的发热量较大,需要及时将充电桩2的热量散出去,其中,充电桩2的冷却可以与车辆3一体冷却,此时冷却液在充电桩2和车辆3中的流动路径与电池包53或乘员舱降温过程中冷却液的流动路径相同。当然充电桩2也可以单独冷却,此时地源集水器111中的水在地源水泵112的驱动下流向充电桩热管理换热器211,同时升降压模块散热器23中的冷却液在充电桩水泵25的驱动下经去离子器30流向充电桩热管理换热器211,充电桩热管理换热器211中的冷却液和水进行热交换,热交换后的水流回地源集水器111,热交换后的冷却液经充电桩水泵25、流量计26、充电桩第一控制阀24的第三阀口243和第二阀口242以及三通阀28的第一接口281和第二接口282流向升降压模块散热器23。由此,以实现充电桩2的降温。
根据本实用新型的一些实施例,如图9-图11所示,充电桩2还包括充电枪301,充电枪301包括充电线3011、保护层3013、彼此独立的冷却液进流道3014和冷却液出流道3015,充电线3011的外周侧设有绝缘层3012,保护层3013设在绝缘层3012的外周侧,冷却液进流道3014和冷却液出流道3015均邻近充电线3011设置,冷却液进流道3014和冷却液出流道3015串联在充电桩热管理流路21中。例如,绝缘层3012可以直接包裹在充电线3011的外周面以使充电线3011与外部绝缘。冷却液可以对充电枪301进行冷却,以保证充电枪301的充电效率。具体地,当车辆3对热量有需求时,充电枪301的余热可以通过冷却液输送到充电桩热管理流路21中,并经第一换热器303传送至车辆3内的冷却液;当车辆3对热量无需求时,充电枪301的余热可以通过冷却液输送到充电桩热管理流路21,并经车外散热器44或者地源集水器111进行冷却。
进一步地,参照图9和图10,充电线3011和保护层3013共同限定出容纳腔3016,容纳腔3016内设有冷却液进流道3014和冷却液出流道3015。其中,冷却液可以填满容纳腔3016;或者,冷却液进流道3014和冷却液出流道3015与充电线3011间隔开。如此设置,可以减小冷却液进流道3014和冷却液出流道3015与充电线3011之间的距离,从而可以对充电线3011进行充分冷却,且保护层3013可以同时保护充电线3011、冷却液进流道3014和冷却液出流道3015。
当然,本实用新型不限于此,在另一些实施例中,参照图11,冷却液进流道3014和冷却液出流道3015设在保护层3013外。由此,可以减轻充电枪301的重量,同时可以选择是否需要进入充电桩2给车辆3换热的流程,且兼容普通充电桩2对车辆3进行直流充电。
在一些可选的实施例中,如图9所示,冷却液进流道3014和冷却液出流道3015之间设有隔热分离层3017。由此,可以将容纳腔3016分隔为冷却液进流道3014和冷却液出流道3015,此时冷却液可以填满容纳腔3016,进一步增加了冷却液与充电线3011的接触面积,从而可以快速调节充电线3011的温度。
根据本实用新型实施例的热管理系统100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种热管理系统,其特征在于,包括:
地源系统,所述地源系统包括地源水路;
充电桩,所述充电桩包括充电桩热管理流路,所述充电桩热管理流路包括充电桩热管理换热器,所述充电桩热管理流路通过所述充电桩热管理换热器与所述地源水路换热;
车辆,所述车辆包括空调热管理流路和高压系统热管理流路,所述高压系统热管理流路与所述充电桩热管理流路串联,所述高压系统热管理流路包括彼此串联的第一换热器和充配电总成,所述充配电总成与所述充电桩热管理流路相连,所述空调热管理流路和所述高压系统热管理流路通过所述第一换热器换热。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述空调热管理流路包括并联连接的第一支路和第二支路;
所述车辆还包括电池热管理流路和控制阀组,所述控制阀组在第一状态和第二状态之间可切换,
当所述控制阀组处于所述第一状态时,所述电池热管理流路与所述第一支路并联连接在所述空调热管理流路中,且所述电池热管理流路和所述第一支路中的至少一个与所述空调热管理流路连通;
当所述控制阀组处于所述第二状态时,所述电池热管理流路与所述第二支路串联连接在所述空调热管理流路中,且所述电池热管理流路和所述第二支路均与所述空调热管理流路连通。
3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩热管理换热器包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口,所述充电桩热管理换热器通过所述第一端口和所述第二端口串联在所述充电桩热管理流路中;
所述地源水路包括:
地源集水器;
地源水泵,所述地源水泵的第一端与所述地源集水器内部连通,所述地源水泵的第二端与所述充电桩热管理换热器的所述第三端口相连,所述充电桩热管理换热器的所述第四端口与所述地源集水器内部连通。
4.根据权利要求3所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩热管理流路还包括:
升降压模块散热器;
充电桩第一控制阀,所述充电桩第一控制阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口,所述第一阀口和所述第四阀口均与所述充配电总成相连,所述第二阀口与所述升降压模块散热器的第一端相连,当所述第一阀口和所述第三阀口中的其中一个与所述第二阀口和所述第四阀口中的其中一个连通时,所述第一阀口和所述第三阀口中的另一个与所述第二阀口和所述第四阀口中的另一个连通;
充电桩水泵,所述充电桩水泵的第一端与所述第三阀口相连,所述充电桩水泵的第二端与所述充电桩热管理换热器的所述第三端口相连,所述充电桩热管理换热器的所述第四端口与所述升降压模块散热器的第二端相连。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩水泵的第一端与所述第三阀口之间设有流量计。
6.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩热管理换热器的所述第四端口与所述升降压模块散热器的第二端之间设有去离子器。
7.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩热管理流路还包括:
充电桩水箱,所述充电桩水箱与所述升降压模块散热器的充注口相连;
排气管,所述排气管连接在所述升降压模块散热器与所述充电桩水箱之间。
8.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩热管理流路还包括:
三通阀,所述三通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,所述第一接口与所述第二阀口相连,所述第二接口与所述升降压模块散热器的第一端相连,所述第一接口可切换地与第二接口和第三接口连通;
第三支路,所述第三支路的第一端与所述第三接口相连,所述第三支路的第二端与所述升降压模块散热器的第二端相连。
9.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述控制阀组包括:
第一控制阀,所述第一控制阀包括第一控制口、第二控制口、第三控制口和第四控制口,所述第一控制阀通过所述第一控制口和所述第四控制口串联在所述高压系统热管理流路中,所述第二控制口与所述第一阀口相连,所述第三控制口与所述第四阀口相连,当所述第一控制口和所述第三控制口中的其中一个与所述第二控制口和所述第四控制口中的其中一个连通时所述第一控制口和所述第三控制口中的另一个与所述第二控制口和所述第四控制口中的另一个连通。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的热管理系统,其特征在于,所述充电桩还包括充电枪,所述充电枪包括:
充电线,所述充电线的外周侧设有绝缘层;
保护层,所述保护层设在所述绝缘层的外周侧;
彼此独立的冷却液进流道和冷却液出流道,所述冷却液进流道和所述冷却液出流道均邻近所述充电线设置,所述冷却液进流道和所述冷却液出流道串联在充电桩热管理流路中。
11.根据权利要求10所述的热管理系统,其特征在于,所述充电线和所述保护层共同限定出容纳腔,所述容纳腔内设有所述冷却液进流道和所述冷却液出流道;或
所述冷却液进流道和所述冷却液出流道设在所述保护层外。
12.根据权利要求10所述的热管理系统,其特征在于,所述冷却液进流道和所述冷却液出流道之间设有隔热分离层。
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