CN216886248U - 车辆热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车辆热管理系统及车辆。车辆热管理系统包括发动机水路和电池水路；发动机水路包括四通水阀、板式换热器和二位三通阀；四通水阀的第一接口和第二接口与发动机水路系统连接，第三接口与二位三通阀的入水接口连接，第四接口与板式换热器的第一出水接口连接；二位三通阀的一个出水接口与板式换热器的第一入水接口连接，另一个出水接口与四通水阀的第四接口连接；电池水路包括冷却单元、电池包和板式换热器，板式换热器的第二出水接口与冷却单元的入水接口连接，冷却单元的出水接口与电池包的入水接口连接。本申请通过使用板式换热器同时连接发动机水路和电池水路，使得发动机废热可以参与调节电池温度，从而使车辆更加节能。

Description

车辆热管理系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆热管理系统及车辆。

背景技术

油电混合动力汽车是当今人们正在使用的汽车车型之一。在油电混合动力汽车中，往往存在热管理系统，用于管控各个零部件的温度。

现有技术中，由于油电混合动力汽车存在多个需冷却或加热部件，且各部件需求的冷却或加热温度不尽相同，导致各系统相对独立并且车辆不够节能。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型提供了一种车辆热管理系统及车辆，以解决现有的油电混合动力汽车不够节能的问题。

为了解决上述问题，第一方面，本实用新型实施例公开了一种车辆热管理系统，应用在车辆中，包括发动机水路和电池水路；

所述发动机水路包括四通水阀、板式换热器和二位三通阀；所述四通水阀的第一接口和第二接口与发动机水路系统连接，第三接口与所述二位三通阀的入水接口连接，第四接口与所述板式换热器的第一出水接口连接；所述二位三通阀的一个出水接口与所述板式换热器的第一入水接口连接，另一个出水接口与所述四通水阀的第四接口连接；

所述电池水路包括冷却单元、电池包和所述板式换热器，所述板式换热器的第二出水接口与所述冷却单元的入水接口连接，所述冷却单元的出水接口与所述电池包的入水接口连接，所述电池包的出水接口与所述板式换热器的第二入水接口连接。

可选的，所述二位三通阀的入水接口与所述四通水阀的第三出水接口之间还设置有PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)加热器和暖风芯体。

可选的，所述系统还包括：

第一溢水罐、第一散热器和高电压零部件；所述第一溢水罐的一个入水接口与所述电池包的出水口连接，另一个入水接口与所述第一散热器的出水接口连接；所述第一溢水罐的一个出水接口与所述板式换热器的第二入水接口连接，另一个出水接口与所述第一散热器的入水接口连接并经过所述高电压零部件。

可选的，所述系统还包括：第二散热器、中冷器、油冷器、电机、变速器；所述第二散热器的入水接口的入水接口连接；所述中冷器的出水接口与所述油冷器的第一入水接口连接；所述油冷器的第一出水接口与所述第二散热器的入水接口连接；所述油冷器的第二入水接口与所述电机的入水接口连接；所述电机的出水接口与所述变速器的入水接口连接；所述变速器的出水接口与所述油冷器的第二入水接口连接。

可选的，所述系统还包括第二溢水罐和第三散热器；所述第二溢水罐的入水接口与所述发动机水路系统、所述第二散热器的出水接口以及所述第三散热器的第一出水接口连接，所述第二溢水罐的出水接口与所述第三散热器的第一入水接口连接。

可选的，所述第二溢水罐的入水接口与所述发动机水路系统的连接管路上设置有第一单向阀；所述第二溢水罐的入水接口与所述第二散热器的出水接口的连接管路上设置有第二单向阀；所述第一单向阀和第二单向阀的出水方向均朝向所述第二溢水罐。

可选的，所述第三散热器的第二入水接口和第二出水接口与所述发动机水路系统连接。

可选的，所述第三散热器的第一出水接口与所述第二溢水罐的入水接口的连接管路上还设置有第三单向阀，所述第三单向阀的出水方向朝向所述第二溢水罐。

可选的，所述系统中的发动机水路和电池水路还设置有水泵。

第二方面，本实用新型实施例还公开了一种车辆，所述车辆包括上述车辆热管理系统。

本实用新型实施例包括以下优点：

本实用新型实施例通过设置一个板式换热器同时接入发动机水路和电池水路，使发动机水路和电池水路联系起来，实现发动机高温冷却液与电池低温冷却液的热交换，从而利用发动机废热加热电池，使电池处于最佳工作温度区间，以提升电池容量和充放电性能，使车辆更加节能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种车辆热管理系统示意图一；

图2是本实用新型提供的一种车辆热管理系统示意图二。

附图标记说明：

1-四通水阀、2-板式换热器、3-二位三通阀、4-冷却单元、5-电池包、6- 发动机水路系统、7-第一溢水罐、8-第一散热器、9-高电压零部件、10-第二散热器、15-中冷器、16-油冷器、17-电机、18-变速器、19-PTC加热器、20- 暖风芯体、25-第二溢水罐、26-第一单向阀、27-第二单向阀、28-第三散热器、29-第三单向阀、30-三通管、31-第一水泵、32-第二水泵、33-第三水泵、 34-第四水泵、35-节流阀、36-温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实用新型的一个实施方式涉及一种车辆热管理系统，应用在油电混合动力车辆中，如图1所示，包括发动机水路和电池水路；

所述发动机水路包括四通水阀1、板式换热器2和二位三通阀3；所述四通水阀1的第一接口11和第二接口12与发动机水路系统连接6，第三接口13与所述二位三通阀3的入水接口连接，第四接口14与所述板式换热器 2的第一出水接口22连接；所述二位三通阀3的一个出水接口与所述板式换热器2的第一入水接口21连接，另一个出水接口与所述四通水阀的第四接口14连接；

所述电池水路包括冷却单元4、电池包5和所述板式换热器2，所述板式换热器的第二出水接口23与所述冷却单元4的入水接口连接，所述冷却单元4的出水接口与所述电池包5的入水接口连接，所述电池包5的出水接口与所述板式换热器的第二入水接口24连接。

具体地，冷却单元4为设置在车载空调中的冷却器，设置在电池水路中，用于给电池包降温。四通水阀1的两个接口接入车辆中的发动机水路系统6，另两个接口连接板式换热器2，通过发动机水路中的板式换热器2将发动机的废热转换到电池水路，使得发动机的废热可以加热电池包5，使车辆更加节能。另外，由于电池水路中的冷却液温度不能过高，因此在板式换热器2 的第三接口13和四通水阀1之间还设置了二位三通阀3，当电池冷却液温度过高时将二位三通阀3开至另一侧即可停止使用发动机废热加热电池。在本实施方式中，二位三通阀3可以替换为电机阀或其他可实现类似功能的阀体，板式换热器也可以替换为其他具有换热功能的器件，本实用新型实施例对此不作具体限定。

另外，四通水阀1的四个接口可以通过调整实现任意接口两两相通。在第一接口与第二接口相通、第三接口与第四接口相通的情况下，暖风芯体中无液体流通，可以减少暖风芯体热量对乘员舱降温的影响，提升降温性能。

可选的，所述二位三通阀3的入水接口与所述四通水阀1的第三接口13 之间还设置有PTC加热器19和暖风芯体20。

具体地，如图2所示，暖风芯体20用于乘员舱采暖，可以将水路中的热量通过空气散发到乘员舱中。通过将暖风芯体20和板式换热器2设置在发动机水路中，使得发动机废热可以同时用于乘员舱采暖和加热电池包，提高了车辆的节能效果，降低了车辆功耗。另外，将PTC加热器也设置在发动机水路中，可以实现在发动机废热不足时对水路中的液体进行加热，以达到为乘员舱供暖以及加热电池包的目的。

可选的，本实用新型实施例还包括：第一溢水罐7、第一散热器8和高电压零部件9；所述第一溢水罐7的一个入水接口与所述电池包5的出水口连接，另一个入水接口与所述第一散热器8的出水接口连接；所述第一溢水罐7的一个出水接口与所述板式换热器2的第二入水接口24连接，另一个出水接口与所述第一散热器8的入水接口连接并经过所述高电压零部件9。

具体地，如图2所示，其中高电压零部件可以包括充电机、DCDC、驱动电机、驱动电机控制器等，本实用新型实施例对此不作具体限定。通过将第一溢水罐7同时接入电池水路和高电压零部件水路中，实现一个溢水罐可以同时为两个回路加液、溢气，节约了生产成本，降低了复杂度。在实际应用中，本实用新型实施例对两个水路连接的部件数量、连接顺序、部件串并联方式以及溢水罐具体结构形式不作具体限定。

可选的，本实用新型实施例还包括：第二散热器10、中冷器15、油冷器16、电机17、变速器18；所述第二散热器10的入水接口和出水接口与所述中冷器15的入水接口连接；所述中冷器的出水接口与所述油冷器的第一入水接口连接；所述油冷器16的第一出水接口与所述第二散热器10的入水接口连接；所述油冷器16的第二入水接口与所述电机17的入水接口连接；所述电机17的出水接口与所述变速器18的入水接口连接；所述变速器18 的出水接口与所述油冷器16的第二入水接口连接。

在本实施方式中，如图2所示，中冷器15、油冷器16、电机17、变速器18可以同时使用一个散热器，节约了生产成本并降低了复杂度。

可选的，本实用新型实施例还包括第二溢水罐25和第三散热器28；所述第二溢水罐25的入水接口与所述发动机水路系统6、所述第二散热器10 的出水接口以及所述第三散热器28的第一出水接口连接，所述第二溢水罐 25的出水接口与所述第三散热器28的第一入水接口连接。

在本实施方式中，如图2所示，发动机水路、中冷器、油冷器共用一个溢水罐，可实现一个溢水罐同时为两个回路加液、溢气、补液，节约了生产成本并降低了复杂度。在实际应用中，本实用新型实施例对本部分水路连接的部件数量、连接顺序、部件串并联方式以及溢水罐具体结构形式不作具体限定。

可选的，在本实用新型实施例中，所述第二溢水罐25的入水接口与所述发动机水路系统6的连接管路上设置有第一单向阀26；所述第二溢水罐 25的入水接口与所述第二散热器10的出水接口的连接管路上设置有第二单向阀27；所述第一单向阀26和第二单向阀27的出水方向均朝向所述第二溢水罐25。

在本实施方式中，如图2所示，通过在第二溢水罐的进水接口所连接的通路上设置单向阀，可以有效防止因压力差异导致的冷却液非预期循环，例如发动机水路冷却液通过溢气管循环至水冷式中冷器水路。

可选的，第三散热器28的第二入水接口和第二出水接口与发动机水路系统6连接。

在本实施方式中，如图2所示，第三散热器28除了与第二溢水罐25连接以外，还与发动机水路系统6进行了连接，第三散热器28用于发动机水路系统的散热，第二溢水罐25通过第二散热器10和第三散热器28分别调节两个回路，节约了生产成本，降低了系统复杂度。

可选的，所述第三散热器28的第一出水接口与所述第二溢水罐25的入水接口的连接管路上还设置有第三单向阀29，所述第三单向阀29的出水方向朝向所述第二溢水罐25。

在本实施方式中，如图2所示，通过在第三散热器的出水管路上设置第三单向阀，可以有效防止第二溢水罐25与第三散热器28之间产生非正常循环。

另外，在上述第一、第二、第三单向阀所在的支路上还可以设置节流阀，用于控制其所在支路的水流量。

可选的，本实用新型实施例中的发动机水路、电池水路以及其他位置还设置有水泵，如图2所示，用于驱动水路中液体循环。在实际应用中，水泵的位置可以根据实际情况进行调整，并且可以根据需要增加或减少水泵的数量，本实用新型对此不作具体限定。

另外，如图2所示，本实用新型实施例中还设置有三通管，例如三通管 30，用于优化连接管路。

本实用新型的另一种实施方式提供了一种车辆，所述车辆包括上述的车辆热管理系统。

本实用新型实施例具有以下优点：(1)将电池水路与高电压部件水路溢水罐集成设计，节约成本；(2)通过四通水阀、二位三通阀和换热器实现发动机水路加热电池水路，减少PTC加热器加热电池的电能消耗；(3)通过 PTC加热器、二位三通阀和换热器可同时实现乘员舱采暖和电池加热，电池与乘员舱共用PTC，节约成本；(4)中冷器和油冷器集成在一个水路，节约散热器布置空间、电子水泵和相关管路，降低成本。(5)发动机和水冷中冷器冷却系统溢水罐集成设计，节约成本；(6)使用四通水阀断开发动机与暖风芯体的水路连接，减少暖风芯体对乘员舱降温影响，节约电能消耗。(7) 溢水管路内增加单向阀和限流阀，防止因压力差异导致的冷却液非预期循环。

在本实用新型实施例中，通过多水路共用溢水罐、共用散热器、共用 PTC的设计，减少了零件数量和系统复杂度，降低了整车成本和生产线加注成本；通过使用发动机水路加热电池，使用四通水阀切断发动机与暖风芯体水路设计，可以更加充分地利用燃料能量，降低整车能耗；通过在溢水管路内设置单向阀和限流阀，有效避免水路中液体的非预期流动导致性能劣化。

需要说明的是，本实用新型实施例对二位三通阀、四通阀的种类、控制信号不作具体限定。本实用新型实施例中，二位三通阀和四通阀可使用其他阀体组合实现功能替代。本实用新型实施例中，水泵的数量、位置均可任意调整。本实用新型实施例中，对各水路系统零部件(中冷器水路、电池水路、高电压部件水路、暖风芯体水路)的零部件数量、水路连接前后顺序及串并联方式不作具体限定。在实际应用中，如有其他类型零部件有冷却需求，可根据具体换热要求，在保持现有功能方案不缺失的条件下置入本方案中的任意位置。本实用新型实施例对三通管的应用不做具体限定，在实际应用中，相邻的两个三通管可合并为四通管，也可直接对个别管路乃至所有管路进行集成设计，从而省略三通管。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种车辆热管理系统，其特征在于，包括发动机水路和电池水路；

所述发动机水路包括四通水阀(1)、板式换热器(2)和二位三通阀(3)；所述四通水阀(1)的第一接口(11)和第二接口(12)与发动机水路系统连接(6)，第三接口(13)与所述二位三通阀(3)的入水接口连接，第四接口(14)与所述板式换热器(2)的第一出水接口(22)连接；所述二位三通阀(3)的一个出水接口与所述板式换热器(2)的第一入水接口(21)连接，另一个出水接口与所述四通水阀(1)的第四接口(14)连接；

所述电池水路包括冷却单元(4)、电池包(5)和所述板式换热器(2)，所述板式换热器的第二出水接口(23)与所述冷却单元(4)的入水接口连接，所述冷却单元(4)的出水接口与所述电池包(5)的入水接口连接，所述电池包(5)的出水接口与所述板式换热器的第二入水接口(24)连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述二位三通阀(3)的入水接口与所述四通水阀(1)的第三接口(13)之间还设置有PTC加热器(19)和暖风芯体(20)。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一溢水罐(7)、第一散热器(8)和高电压零部件(9)；所述第一溢水罐(7)的一个入水接口与所述电池包(5)的出水口连接，另一个入水接口与所述第一散热器(8)的出水接口连接；所述第一溢水罐(7)的一个出水接口与所述板式换热器(2)的第二入水接口(24)连接，另一个出水接口与所述第一散热器(8)的入水接口连接并经过所述高电压零部件(9)。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二散热器(10)、中冷器(15)、油冷器(16)、电机(17)、变速器(18)；所述第二散热器(10)的出水接口与所述中冷器(15)的入水接口连接；所述中冷器的出水接口与所述油冷器的第一入水接口连接；所述油冷器(16)的第一出水接口与所述第二散热器(10)的入水接口连接；

所述油冷器(16)的第二入水接口与所述电机(17)的入水接口连接；所述电机(17)的出水接口与所述变速器(18)的入水接口连接；所述变速器(18)的出水接口与所述油冷器(16)的第二入水接口连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二溢水罐(25)和第三散热器(28)；所述第二溢水罐(25)的入水接口与所述发动机水路系统(6)、所述第二散热器(10)的出水接口以及所述第三散热器(28)的第一出水接口连接，所述第二溢水罐(25)的出水接口与所述第三散热器(28)的第一入水接口连接，其中所述第三散热器(28)的第二入水接口和第二出水接口与所述发动机水路系统(6)连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二溢水罐(25)的入水接口与所述发动机水路系统(6)的连接管路上设置有第一单向阀(26)；所述第二溢水罐(25)的入水接口与所述第二散热器(10)的出水接口的连接管路上设置有第二单向阀(27)。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第三散热器(28)的第一出水接口与所述第二溢水罐(25)的入水接口的连接管路上还设置有第三单向阀(29)，所述第三单向阀(29)的出水方向朝向所述第二溢水罐(25)。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发动机水路和电池水路中还设置有水泵。

9.一种车辆，所述车辆包括权利要求1-8中任意一项所述的车辆热管理系统。

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