CN217374081U - 一种基于余热回收的新能源汽车热管理系统及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于余热回收的新能源汽车热管理系统，包括电池加热回路；电池加热回路包括第一泵、电机电控、第二泵、电池及混合管路，第一泵的出口与电机电控的进口连通，第二泵的进口与电池的出口连通；混合管路的进口与第二泵的出口及电机电控的出口连通，混合管路的出口与电池的进口及第一泵的进口连通；冷却介质在所述电池加热回路中循环流动以加热所述电池。本申请中电池加热回路中电机电控与电池的连通，通过冷却介质的循环流动，利用电机电控的余热对电池加热，对电机电控的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费。且通过一个回路同时实现了对电机电控的冷却与电池的加热，简化了热管理系统结构，降低成本。

Description

一种基于余热回收的新能源汽车热管理系统及新能源汽车

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种基于余热回收的新能源汽车热管理系统及新能源汽车。

背景技术

为顺应国家政策和环保号召，现在正大力发展新能源汽车。热管理系统是新能源汽车最重要的组成部分，热管理系统包括电池加热系统和电机电控冷却系统，电机电控冷却系统需要对电机电控散热，一般是将电机电控处产生的热通过冷却介质的循环，在车辆前端的散热器处进行散热。电池加热系统的主要目的是适时加热，使电池处于合适的温度范围，保证整车热管理功能模式的安全高效。现有技术中，电池加热系统中一般通过安装电加热器，对电池进行加热。热管理系统的电池加热和电机电控冷却相互分离、不连通，系统结构复杂，整车热管理系统的成本高，同时电机电控的热量不能进行回收利用，热管理系统效率低，整车续航力将降低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种结构简单、节省能源的基于余热回收的新能源汽车热管理系统及新能源汽车。

一种基于余热回收的新能源汽车热管理系统，包括电池加热回路；所述电池加热回路包括第一泵、电机电控、第二泵、电池及混合管路，所述第一泵的出口与所述电机电控的进口连通，所述第二泵的进口与所述电池的出口连通；

所述混合管路的进口与所述第二泵的出口及所述电机电控的出口连通，所述混合管路的出口与所述电池的进口及所述第一泵的进口连通；

冷却介质在所述电池加热回路中循环流动以加热所述电池。

采用本方案的有益效果：

与现有技术相比，本申请的新能源汽车热管理系统中，第一泵、电机电控中流动的温度较高的冷却介质与第二泵、电池流动的温度较低的冷却介质在混合管路中混合形成中间温度的混合冷却介质，混合冷却介质从混合管路中流出后，分为两路，一路流入第一泵与电机电控中，用于冷却电机电控，另一路流入第二泵、电池中，用于加热电池，从而电池加热回路中电机电控与电池的连通，通过冷却介质的循环流动，利用电机电控的余热对电池加热，对电机电控的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费。且通过一个回路同时实现了对电机电控的冷却与电池的加热，简化了热管理系统结构，降低成本。

在其中一个实施例中，所述新能源汽车热管理系统还包括制冷介质回路，所述制冷介质回路包括压缩机、空调箱和第一换热器，所述空调箱内设有冷凝器和鼓风机，所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连通；所述第一换热器包括相互隔离的第一通道与第二通道，所述冷凝器的出口与所述压缩机的进口分别连通于所述第一通道的两端，所述第一通道的进口前设有第一节流件；所述电机电控的出口与所述第一泵的进口分别连通于所述第二通道的两端。

在其中一个实施例中，所述第二泵的出口与所述电池的进口分别连通于所述第二通道的两端。

在其中一个实施例中，所述新能源汽车热管理系统包括第二换热器，所述压缩机的出口与所述第一换热器的进口分别连通于所述第二换热器的两端，所述压缩机的出口与所述第二换热器的进口之间设有第二节流件；所述空调箱内还设有蒸发器，所述蒸发器的进口与所述第二换热器的出口连通，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连通，且所述蒸发器进口前设有第三节流件。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第一开关阀与第二开关阀，所述第一开关阀的一端连接于所述压缩机的出口及所述第二开关阀，另一端连接于所述第二换热器的进口及所述冷凝器的出口，所述第二开关阀的一端连接于所述压缩机的出口及所述第一开关阀，另一端连接于所述冷凝器的进口。

在其中一个实施例中，所述新能源汽车热管理系统还包括第三换热器，以用于冷却介质与车舱外气体介质的换热，所述电机电控的出口与所述第一泵的进口分别连通于所述第三换热器的两端。

在其中一个实施例中，所述第二换热器与所述第三换热器集成为一体，且沿竖直方向依次分布，所述第二换热器的内部管路与所述第三换热器的内部管路并联并相互独立。

在其中一个实施例中，所述第二换热器与所述第三换热器并排且分体设置。在其中一个实施例中，所述新能源汽车热管理系统还包括五通阀，所述五通阀包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口，所述第一接口连通于所述电机电控的出口，所述第二接口连通于所述第二泵的出口，所述第三接口连通于所述混合管路，所述第四接口连通于所述第一换热器的进口，所述第五接口连通于所述第三换热器的进口。

本实用新型公开的另一个技术方案如下：

一种新能源汽车，包括上述任一技术方案中所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请提供的基于余热回收的新能源汽车热管理系统一种实施方式的结构示意图。

图2为本申请提供的基于余热回收的新能源汽车热管理系统另一种实施方式的结构示意图。

图3为本申请提供的基于余热回收的新能源汽车热管理系统另一种实施方式的结构示意图。

图4为本申请提供的基于余热回收的新能源汽车热管理系统另一种实施方式的结构示意图。

附图标记：

110、压缩机；111、第一温度压力传感器；112、第二温度压力传感器；113、第四节流件；120、空调箱；121、鼓风机；122、蒸发器；123、冷凝器；1231、第一温度传感器；130、第一支路；140、第二支路；150、第三节流件；160、第二换热器；161、第二温度传感器；170、第二节流件；180、第一节流件；190、气液分离器；210、第一泵；220、电机电控；230、第二泵；240、电池；250、混合管路；260、PTC加热器；270、第三换热器；280、风机；290、水壶；300、第一换热器；400、第一开关阀；500、第二开关阀；600、五通阀；700、第一三通管；800、第二三通管；900、四通管。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型的基于余热回收的新能源汽车热管理系统作进一步详细描述：

一种新能源汽车，包括汽车热管理系统，汽车热管理系统是影响新能源汽车市场竞争力的重要因素。如图1～图4所示，汽车热管理系统包括制冷介质回路与冷却介质回路，通过制冷介质回路和冷却介质回路中介质的循环流动，以实现不同工作模式的转换。制冷介质可以为R134A，R1234YF，R290，CO₂等；冷却介质可以为水，水-乙二醇混合液等。

其中，制冷介质回路包括压缩机110、空调箱120、第一支路130和第二支路140。压缩机110主要用于压缩和输送气相制冷介质，结构类型不限，可以为电动压缩机中的一种。空调箱120包括鼓风机121、蒸发器122与冷凝器123，根据客户需求空调箱120中也可设置风电加热器，冷凝器123的进口连通于压缩机110的出口，冷凝器123的出口通过第一支路130连通于蒸发器122的进口，并通过第二支路140连通于压缩机110的进口，蒸发器122的出口连通于压缩机110的进口，第一支路130上设有第三节流件150，以控制制冷介质流入蒸发器122的流量和对制冷介质的节流降压。蒸发器122表面布置温度传感器，用来检测蒸发器122表面温度。风电加热器通过低压电控制，在空调箱120中放在冷凝器123的后面，贴着冷凝器123放置，在低温环境下可以与鼓风机121吹出的风进行热交换，加热空气吹入乘员舱进行加热。

本实施例汽车热管理系统的制冷介质回路中设置两条支路，在中、低温环境温度下进行乘员舱除湿时，压缩机110流出的高温高压的制冷介质，流入冷凝器123中并在冷凝器123处放热，以实现乘员舱的制热，经过换热后的制冷介质分为两路，一路由第一支路130流入蒸发器122中，与从乘员舱吸入空调箱120湿度较高的空气进行热交换，湿空气在蒸发器122表面冷凝减湿后流通至冷凝器123，再在冷凝器123处再热后重新吹回乘员舱，如此循环，实现乘员舱的除湿，另一路由第二支路140直接流回压缩机110；若在高环境温度下除湿可关闭第二支路140，无需流通，蒸发器122本身可在不结霜的情况下完成除湿。通过控制第三节流件150的开度，可调节第一支路130中制冷介质的流量与蒸发器122表面温度，第三节流件150开度越大，蒸发器122表面温度越高，若第三节流件150开度全开，蒸发器122表面温度仍低于0℃，则需要打开第二支路140，分一部分制冷介质流入第二支路140，从而控制流入蒸发器122中制冷介质的流量和蒸发器122表面温度，使蒸发器122表面温度保持在合适温度，湿空气在蒸发器122表面冷凝减湿，实现了乘员舱的除湿，但又不会在蒸发器122表面结霜结冰

通过设置第二支路140，可以实现第一支路130中制冷介质流量和蒸发器122表面温度的灵活调节，同时不会对制冷介质回路中制冷介质的流动产生影响，保证汽车热管理系统整体的稳定运行。

为了对冷凝器123中流出的制冷介质温度进行更有效的调节，制冷介质回路还包括第二换热器160与第二节流件170，第二节流件170设在冷凝器123的出口与第二换热器160的进口之间，第二换热器160的出口连通于第一支路130及第二支路140。在冷凝器123与第一之路之间设置第二换热器160与第二节流件170，可以通过调节第二节流件170的开度和/或开关第二换热器160，对冷凝器123流出的制冷介质温度进行多次调节，以使进入蒸发器122的制冷介质的温度更好地满足不同除湿量的需求。

本实施例中的汽车热管理系统除了具有制热模式和除湿模式外，还具有其他多种模式，如电池240强制冷却模式、余热回收模式等，在这些模式下，需要制冷介质与冷却介质进行换热。从而第二支路140上设有第一换热器300，第一换热器300优选板式换热器，流程不限。第一换热器300包括相互隔离的第一通道与第二通道，冷凝器123的出口与压缩机110的进口分别连通于第一通道的两端，第二通道连通于冷却介质回路。即，制冷介质在第一通道中流动，冷却介质在第二通道中流动，以实现制冷介质与冷却介质的换热，优选制冷介质与冷却介质逆向流动，以增大换热面积，延长换热时间，提升换热效果。第一通道的进口前设有第一节流件180，根据制冷介质在第一通道中的换热需求调节第一节流件180的开度以对流入的制冷介质节流降压。

为了防止液态制冷介质进入压缩机110中而损害压缩机110，本实施例中压缩机110的进口前设有气液分离器190,气液分离器190结构可以为套管式，也可为U型管式，结构不限。气液分离器190的进口连通于蒸发器122的出口及第一通道，即由蒸发器122和/或第一通道流出的制冷介质流入气液分离器190中，经气液分离后，气相制冷介质流回压缩机110中，液相制冷介质则被回收储存在气分罐中。压缩机110的进口处与出口处分别设有第一温度压力传感器111及第二温度压力传感器112，以实时监测压缩机110的进口及出口处的制冷介质的过热度。

为了更精确的控制第三节流件150、第二节流件170及第一节流件180的开度，以对制冷介质的温度进行更有效的调节，制冷介质回路还设有第一温度传感器1231与第二温度传感器161。第一温度传感器1231设在冷凝器123的出口处，以实时监测冷凝器123的出口处制冷介质的温度，第二温度传感器161设在第二换热器160的出口处，以实时监测第二换热器160的出口处制冷介质的温度。

如图3所示，制冷介质回路还包括第四节流件113，第四节流件113的一端连接于压缩机110的出口，另一端连接于压缩机110的进口。具体的，第四节流件113的一端连接于压缩机110的出口，另一端连接于气液分离器190的进口。在较低温环境下，新能源汽车在冷启动且乘员舱需求制热时，通过将压缩机110出口处的气相制冷介质引流至气液分离器190的进口处，以增加吸气密度和效率，进而提高整车热管理的热泵能力。

本实施例中的汽车热管理系统还包括制冷模式、电池240强制冷却模式等，在这些模式下，制冷介质流经冷凝器123时无需制热，冷凝器123作为管道使用，但制冷介质在流经冷凝器123时，即使空调箱120中鼓风机121吸入的空气不与制冷介质发生热交换，制冷介质也会在冷凝器123中由于热辐射而造成部分热量损失，进而造成热管理系统制冷性能下降。为了减少制冷介质在冷凝器123处的热量损失，提升制冷性能，参照图2，根据本实施例的一个实施例，制冷介质回路还包括第一开关阀400与第二开关阀500，第一开关阀400的一端连接于压缩机110的出口及第二开关阀500，另一端连接于第二换热器160的进口及冷凝器123的出口，第二开关阀500的一端连接于压缩机110的出口及第一开关阀400，另一端连接于冷凝器123的进口。从而系统不需要制热时，可以关闭第二开关阀500，打开第一开关阀400，使压缩机110流出的高温高压的制冷介质不流经空调箱120内的冷凝器123，直接流经第一开关阀400流向第二节流件170和第二换热器160，避免了部分热量的散失。系统需要制热时，可以关闭第一开关阀400，打开第二开关阀500，使压缩机110中流出的制冷机制流经冷凝器123后再流向第二换热器160。

为了满足乘员舱内不同乘客的温度需求，提升用户的使用体验感，本实施例中的新能源汽车热管理系统可以实现制热双温区和制冷双温区，空调箱120内设有温度调节风门，通过控制电机旋转角度调节温度风门，在空调箱120中调节空气是否流过冷凝器123，以及流过冷凝器123的风量，进行主驾驶和副驾驶通风流道出风温度的控制，进而实现主驾驶室和副驾驶室的制冷或制热双温区模式实现。

本实施例中的第三节流件150、第二节流件170、第一节流件180、第四节流件113可以为毛细管或电子膨胀阀，只要起节流和流通作用即可，优选电子膨胀阀。

第一温度传感器1231与第二温度传感器161可以为贴壁式，也可为内嵌式，样式不限制。

本实施例中的节流件，温度传感器、温度压力传感器仅以示例进行说明，若改变数量和改变位置，以及用能起到相同作用的部件替换也属于权利保护范围。

其中，制冷介质回路包括电池240加热回路；电池240加热回路包括第一泵210、电机电控220、第二泵230、电池240及混合管路250，第一泵210的出口与电机电控220的进口连通，第二泵230的进口与电池240的出口连通；

混合管路250的进口与第二泵230的出口及电机电控220的出口连通，混合管路250的出口与电池240的进口及第一泵210的进口连通；冷却介质在电池240加热回路中循环流动以加热电池240。

本实施例的汽车热管理系统中，第一泵210、电机电控220中流动的温度较高的冷却介质与第二泵230、电池240流动的温度较低的冷却介质在混合管路250中混合形成中间温度的混合冷却介质，混合冷却介质从混合管路250中流出后，分为两路，一路流入第一泵210与电机电控220中，用于冷却电机电控220，另一路流入第二泵230、电池240中，用于加热电池240，从而电池240加热回路中电机电控220与电池240的连通，通过冷却介质的循环流动，利用电机电控220的余热对电池240加热，实现电池240利用电机电控220余热加热模式，对电机电控220的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费。且通过一个回路同时实现了对电机电控220的冷却与电池240的加热，简化了热管理系统结构，降低成本。

当然，也可以用电加热器直接对电池240进行加热，此时冷却介质回路还包括PTC加热器260，PTC加热器260的两端分别连通于电池240的第二泵230的出口与电池240的进口。具体的，PTC加热器260的进口与混合管路250的出口连通，PTC加热器260的出口与电池240连通，PTC加热器260为电池240加热，从而形成电池240利用PTC加热器260加热模式。在电池240温度可以达到最佳温度时，可以关闭PTC加热器260，使其作为管路使用，此时可以形成电池240自循环模式。

当电池240处于自循环模式时，第一泵210、电机电控220中的冷却介质可以自循环，此时，汽车热管理系统还包括第三换热器270，以用于冷却介质与车舱外气体介质的换热，电机电控220的出口与第一泵210的进口分别连通于第三换热器270的两端。冷却介质在循环过程中将电机电控220的热量带出，并在第三换热器270处与车舱外气体介质换热，以实现电机电控220自循环模式。

本实施例中，第二换热器160与第三换热器270并排且分体设置，二者可以共用一个风机280，风机280设置在第二换热器160与第三换热器270旁，节省硬件成本和放置空间。

当然，参照图4，在其他实施例中，第二换热器160与第三换热器270也可以集成为一体，且沿竖直方向依次分布，第二换热器160的内部管路与第三换热器270的内部管路并联并相互独立，配合风机280使用，风机280设置在第二换热器160与第三换热器270旁。

第二换热器160与第三换热器270一般放置在车头位置，通过上述集成方式，提高了集成度，减小水平空间的占据，合理利用垂直空间，布局更优化。

当电机电控220有热量可以进行余热回收时，第一泵210、电机电控220可以与第二通道连通，具体的，第一泵210的进口与电机电控220的出口连通于第二通道的两端。冷却介质将电机电控220余热带出，并在第一换热器300处和制冷介质进行换热。

若电池240也有较多余热的情况下也可进行余热回收，第二泵230、电池240可以与第二通道连通，具体的，第二泵230的出口与电池240的进口分别连通于第二通道的两端。冷却介质将电池240余热带出，并在第一换热器300处和制冷介质进行换热。能够实现电池240强制冷却模式。

当然，在其他实施例中，第一泵210、电机电控220、第二泵230、电池240也可以同时与第二通道连通，对电机电控220与电池240的余热进行同时回收利用。

为了实现多种模式和功能的快速转换和调整，优化布局，汽车热管理系统还包括五通阀600，五通阀600包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口，第一接口连通于电机电控220的出口，第二接口连通于第二泵230的出口，第三接口连通于混合管路250，第四接口连通于第一换热器300中第二通道的进口，第五接口连通于第三换热器270的进口。通过五通阀600各个接口之间的快速转换，实现不同模式的调整，从而提高了汽车热管理系统的集成度，简化了管路，优化系统整体结构。五通阀600的接口处可以带有接头，单独使用，也可以与路线中的歧管配合使用。

冷却介质回路还包括第一三通管700、第二三通管800、四通管900与水壶290，水壶290用于为冷却介质回路补充冷却介质。第一三通管700的第一接口与混合管路250连通，第一三通管700的第二接口与PTC加热器260的进口连通，第一三通管700的第三接口与第二三通管800的第二接口连通，第二三通管800的第一接口与四通管900的第四接口连通，第二三通管800的第三接口与第二通道连通，四通管900的第一接口与水壶290连通，四通管900的第二接口与第三换热器270的出口连通，四通管900的第三接口与第一泵210的进口连通。通过第一三通管700、第二三通管800与四通管900的设置，进一步提高了汽车热管理系统的集成度，简化了管路，优化系统整体结构。

下面，对本申请实施例所提供的汽车热管理系统及新能源汽车的几种运行模式进行举例：

模式一：制冷模式+电池240自循环模式

在环境温度高的工况下，整车热管理系统对乘员舱进行制冷。制冷模式运行时，空调箱120中鼓风机121打开，制冷温度风门打开，制热温度风门关闭，制冷介质循环回路中，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流入冷凝器123，由于制热温度风门关闭，制冷介质在冷凝器123中不换热流出进入第二节流件170和第二换热器160，第二节流件170全开，此时第二换热器160冷凝放热，制冷介质从第二换热器160流出后流至第三节流件150，在第三节流件150处节流后进入空调箱120内的蒸发器122，制冷介质在蒸发器122处蒸发吸热后再经过气液分离器190回流至压缩机110。冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第三接口；从五通阀600的第三接口流出后经过第一三通管700经过PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230入口，实现电池240的自循环均温。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220处吸热后再流入从五通阀600的第一接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第五接口；然后这一路冷却介质在五通阀600的第五接口再流向第三换热器270，冷却介质在第三换热器270处散热后流向四通管900的第二接口，再由四通管900的第三接口及第一接口流进第一泵210，形成一个电机电控220散热的循环。

模式二：制冷模式+电池240强制冷却模式

在此制冷模式下，电池240发热量较大，有强制冷却需求，制冷介质循环回路中，制冷介质从第二换热器160处冷凝放热后流出会分支两路，一路流入第三节流件150，制冷介质在第三节流件150处节流后进入空调箱120内的蒸发器122，在蒸发器122处蒸发吸热；另一路流入第一节流件180，制冷介质在第一节流件180处节流后进入第一换热器300，在第一换热器300处蒸发吸热后与流出蒸发器122的制冷介质在气液分离器190进口前汇合一起流至气液分离器190和压缩机110。冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第四接口；从五通阀600的第四接口流出后流经第一换热器300的第二通道、第二三通管800的第三接口及第二接口、第一三通管700的第三接口及第二接口，再经过PTC加热器260进入电池240内部流道，实现电池240的强制冷却。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，与上述过程一致，在此不再一一赘述。

模式三：制热模式+电池240自循环模式

在低温环境下，新能源汽车有制热需求时，制冷介质循环回路中，空调箱120中鼓风机121打开，制冷温度调节风门关闭，制热温度调节风门打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后进入空调箱120内的冷凝器123，在冷凝器123处放热后流至第二节流件170，制冷介质在第二节流件170处节流，节流后的制冷介质经过第二换热器160吸热后流至第一节流件180，第一节流件180全开不节流，最后再依次经过第一换热器300和气液分离器190回流压缩机110，此时第一换热器300相当于管路，不与冷却介质进行热交换。冷却介质循环回路中，冷却介质分两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第三接口；从五通阀600的第三接口流出后经过第一三通管700，从第一三通管700的第一接口经过PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230入口，实现电池240自循环均温。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220后从五通阀600的第一接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第五接口；然后这一路冷却介质在五通阀600的第五接口再流向第三换热器270，冷却介质在第三换热器270处吸收环境热量后流向四通管900的第二接口，再由四通管900的第三接口流进第一泵210。

模式四：制热模式+余热回收模式

新能源汽车在制热工况下电机电控220有热量可以进行余热回收时。制冷介质循环回路中，空调箱120中鼓风机121打开，制冷温度风门关闭，制热温度风门打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流至空调箱120内的冷凝器123，在冷凝器123处放热后流至第二节流件170，在第二节流件170处节流后依次经过第二换热器160，制冷介质吸热后流至第一节流件180，第一节流件180节流，但开度偏大，从第一节流件180流出的制冷介质在第一换热器300处继续吸热，然后再经过气液分离器190流回压缩机110。冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第三接口；从五通阀600的第三接口流出后经过第一三通管700，从第一三通管700的第一接口经过PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道流出最后再流至第二泵230，实现电池240的自循环匀温，若电池240也有较多余热的情况下也可切换水路模式参加到余热回收模式中，五通阀600内部流向由第二接口→第三接口变为第二接口→第四接口。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220吸热后从五通阀600的第一接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第四接口，从五通阀600的第四接口流出后流至第一换热器300的第二通道，在第一换热器300处放热后再依次经过第二三通管800的第三接口及第一接口、四通管900的第四接口及第三接口后回流至第一泵210。

模式五：除湿模式

乘员舱内湿度过高时，新能源汽车热管理系统会运行除湿模式。除湿模式运行时，制冷介质循环回路中，空调箱120中鼓风机121打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后进入空调箱120内的冷凝器123，制冷介质在冷凝器123处放热，在冷凝器123处放热后流至第二节流件170，制冷介质在第二节流件170处节流，节流后的制冷介质经过第二换热器160，在第二换热器160处换热，具体在第二换热器160处是吸热和放热则需根据环境温度和逻辑控制第二节流件170阀的开度决定，从第二换热器160流出后至第一支路130的第三节流件150，制冷介质在第三节流件150处节流后进入蒸发器122，制冷介质在蒸发器122处蒸发吸热，最后再经过气液分离器190回流压缩机110。若流经蒸发器122处的制冷介质温度较低时容易造成蒸发器122表面结霜，这时可结合第二支路140除湿，第一支路130结合第二支路140除湿工作原理在前面已经详细说明，在此不再赘述。冷却介质循环回路中，除湿工况下是要将冷却介质控制在合适的温度，不触发电池240冷却的情况下，满足乘员舱的制冷制热请求。一般情况下，电池240不需要强制冷却，可选择自循环或与电机电控220循环冷却。以电池240自循环为例，冷却介质分为两部分循环，一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第三接口；从五通阀600的第三接口流出后经过第一三通管700，PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道内流出进入第二泵230，实现电池240的自循环均温。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220吸热后从五通阀600的第一接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第五接口，从五通阀600的第五接口流出后流至第三换热器270，再依次经过四通管900的第二接口及第三接口回流至第一泵210。

模式六：电池240强制冷却模式

当乘员舱无制冷需求，电池240发热量较大，有强制冷却需求时，制冷介质循环回路中，空调箱120中鼓风机121关闭，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流入冷凝器123，由于鼓风机121关闭，制冷介质在冷凝器123中不换热流出进入第二节流件170和第二换热器160，第二节流件170全开，此时第二换热器160冷凝放热，制冷介质从第二换热器160流出后流至第一节流件180，在第一节流件180处节流后进入第一换热器300，制冷介质在第一换热器300处蒸发吸热后再经过气液分离器190回流至压缩机110。冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第四接口；从五通阀600的第四接口流出后经过第一通道、第二三通管800、第一三通管700及PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230入口，实现电池240的强制冷却。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220吸热后从五通阀600的第一接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第五接口；然后这一路冷却介质在五通阀600的第五接口再流向第三换热器270，冷却介质在第三换热器270处散热后，再依次经过四通管900的第二接口及第三接口回流至第一泵210，形成一个电机电控220散热的循环。

模式七：电池240快充冷却模式

当新能源汽车进行快充时，因快充模式下会造成电池240热量过高影响电池240充电速率和寿命，此时整车热管理模式会请求运行电池240快充冷却模式。电池240快充冷却模式运行时，制冷介质循环回路中，空调箱120中鼓风机121打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流入冷凝器123，由于鼓风机121打开，制冷介质在冷凝器123中冷凝放热到乘员舱后流出进入第二节流件170和第二换热器160，第二节流件170全开，制冷介质在第二换热器160中再次冷凝放热流至第一节流件180，制冷介质在第一节流件180处节流后进入第一换热器300，制冷介质在第一换热器300处蒸发吸热后再经过气液分离器190回流至压缩机110。当整车电量充入80％-90％时，打开第三节流件150，蒸发器122和空调箱120中的制冷温度调节风门，关闭制热调节温度风门，制冷介质流经冷凝器123不换热，流经蒸发器122蒸发吸热，给乘员舱降温，因为电池240快充时车中温度过高，体验感较差，因此在充电最后，对乘员舱进行制冷降温，以提高舒适度。冷却介质循环回路中冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第四接口；从五通阀600的第四接口流出后经过第一通道、第二三通管800、第一三通管700及PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230入口，实现电池240的强制冷却。

模式八：电池240利用电机电控220余热加热模式

当冷却介质温度低于电池240温度需求范围时，新能源汽车热管理系统会发出电池240加热请求。此时可用电池240自发热加热，可用PTC加热器260直接加热电池240，也可用电机电控220的余热进行加热。电机电控220余热加热电池240模式运行时，冷却介质循环回路中，冷却介质分为两路循环，一路冷却介质从第一泵210流出后流经电机电控220吸热后从五通阀600的第一接口流至五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第三接口；另一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第三接口，两路冷却介质在五通阀600的第三接口处汇合后流至混合管路250中混合后，流向第一三通管700，在第一三通管700处分为两路，一路经过第一三通管700的第一接口，PTC加热器260流至电池240给电池240加热，然后流出至第二泵230。另一路经过第二三通管800的第三接口及第一接口、四通管900的第四接口及第三接口回流至第一泵210，完成电池240利用电机电控220余热加热的循环。

模式九：电机电控220余热化霜模式

在环境温度低湿度高工况下，当第二换热器160表面结霜时运行电机电控220余热化霜模式。制冷介质循环回路中，空调箱120中鼓风机121打开，温度风门打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流入冷凝器123，制冷介质在冷凝器123中放热流出进入第二节流件170和第二换热器160，第二节流件170全开，此时第二换热器160旁的风机280关闭，制冷介质在第二换热器160中放热，对第二换热器160表面进行化霜，制冷介质从第二换热器160流出后流至第一节流件180，在第一节流件180处节流后进入第一换热器300，制冷介质在第一换热器300处蒸发吸收冷却介质热量后再经过气液分离器190回流至压缩机110。冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀600的第二接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第二接口→第三接口；从五通阀600的第三接口流出后经过第一三通管700，从第一三通管700的第一接口经过PTC加热器260进入电池240内部流道，从电池240内部流道流出最后再流至第二泵230，实现电池240的自循环匀温。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220吸热后从五通阀600的第一接口进入五通阀600，五通阀600内部流向为第一接口→第四接口，从五通阀600的第四接口流出后流至第一换热器300的第二通道，在第一换热器300处放热后再依次经过第二三通管800的第三接口及第一接口、四通管900的第四接口及第三接口后回流至第一泵210。

本实用新型提供的汽车热管理系统及新能源汽车，功能齐全，零部件少，结构简单，冷却介质回路集成度高，且成本低。其汽车热管理系统可实现制冷模式+电池240自循环模式、制冷模式+电池240强制冷却模式、制热模式+电池240自循环模式、制热模式+余热回收模式、除湿模式、电池240强制冷却模式、电池240快充冷却模式、电池240利用电机电控220余热加热、电机电控220余热化霜模式。本实用新型涵盖模式多，适用于高、中、低环境温度下行车、怠速、充电、乘员舱预热等多种整车实际使用场景功能模式，且适用工况范围广，可以满足整车在不同工况下的乘员舱与电池240包与电机电控220热管理需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，包括电池加热回路；所述电池加热回路包括第一泵、电机电控、第二泵、电池及混合管路，所述第一泵的出口与所述电机电控的进口连通，所述第二泵的进口与所述电池的出口连通；

所述混合管路的进口与所述第二泵的出口及所述电机电控的出口连通，所述混合管路的出口与所述电池的进口及所述第一泵的进口连通；

冷却介质在所述电池加热回路中循环流动以加热所述电池。

2.根据权利要求1所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述新能源汽车热管理系统还包括制冷介质回路，所述制冷介质回路包括压缩机、空调箱和第一换热器，所述空调箱内设有冷凝器和鼓风机，所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口连通；所述第一换热器包括相互隔离的第一通道与第二通道，所述冷凝器的出口与所述压缩机的进口分别连通于所述第一通道的两端，所述第一通道的进口前设有第一节流件；所述电机电控的出口与所述第一泵的进口分别连通于所述第二通道的两端。

3.根据权利要求2所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述第二泵的出口与所述电池的进口分别连通于所述第二通道的两端。

4.根据权利要求3所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述新能源汽车热管理系统包括第二换热器，所述压缩机的出口与所述第一换热器的进口分别连通于所述第二换热器的两端，所述压缩机的出口与所述第二换热器的进口之间设有第二节流件；所述空调箱内还设有蒸发器，所述蒸发器的进口与所述第二换热器的出口连通，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连通，且所述蒸发器进口前设有第三节流件。

5.根据权利要求4所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述制冷介质回路还包括第一开关阀与第二开关阀，所述第一开关阀的一端连接于所述压缩机的出口及所述第二开关阀，另一端连接于所述第二换热器的进口及所述冷凝器的出口，所述第二开关阀的一端连接于所述压缩机的出口及所述第一开关阀，另一端连接于所述冷凝器的进口。

6.根据权利要求4所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述新能源汽车热管理系统还包括第三换热器，以用于冷却介质与车舱外气体介质的换热，所述电机电控的出口与所述第一泵的进口分别连通于所述第三换热器的两端。

7.根据权利要求6所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述第二换热器与所述第三换热器集成为一体，且沿竖直方向依次分布，所述第二换热器的内部管路与所述第三换热器的内部管路并联并相互独立。

8.根据权利要求6所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述第二换热器与所述第三换热器并排且分体设置。

9.根据权利要求8所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述新能源汽车热管理系统还包括五通阀，所述五通阀包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口，所述第一接口连通于所述电机电控的出口，所述第二接口连通于所述第二泵的出口，所述第三接口连通于所述混合管路，所述第四接口连通于所述第一换热器的进口，所述第五接口连通于所述第三换热器的进口。

10.一种新能源汽车，其特征在于，包括权利要求1～9任一项中所述的基于余热回收的新能源汽车热管理系统。

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