CN217396149U - 电动工程机械热管理系统及电动工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热量管理技术领域，提供一种电动工程机械热管理系统及电动工程机械。上述的电动工程机械热管理系统，包括：第一回路，第一回路上设置有电机和暖风芯体；第一支路，第一支路与暖风芯体并联，第一支路上设置有换热器；第二回路，第二回路与换热器热耦合，第二回路上设置有动力电池。上述的技术方案解决了电动工程机械热管理系统能耗高或成本高的问题。本实用新型提供的电动工程机械热管理系统，通过设置第一回路、第一支路和第二回路，能够将电机工作时产生的废热进行回收利用，使动力电池处于合适的环境温度中，保证了电动工程机械长时间连续作业，较之现有技术降低了电动工程机械热管理系统的能耗和成本。

Description

电动工程机械热管理系统及电动工程机械

技术领域

本实用新型涉及热量管理技术领域，尤其涉及一种电动工程机械热管理系统及电动工程机械。

背景技术

电动工程机械的热管理系统包括动力电池热管理子系统、电机电控热管理子系统和驾驶室空调热管理子系统。动力电池的性能、寿命及可靠性受温度的影响较大，如何提高低温下电动工程机械的连续作业时长，对电动工程机械热管理系统提出了更高的要求。

目前低温下大多采用PTC加热器对驾驶室空调和动力电池进行加热，或采用热泵系统对驾驶室空调和动力电池进行加热，此两种方式均可以满足驾驶室空调和动力电池的热管理功能需求，但是PTC加热器能耗较高，会严重影响动力电池的电量，缩短电动工程机械的作业时长，采用热泵技术成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动工程机械热管理系统及电动工程机械，用以解决现有技术中电动工程机械热管理系统能耗高或成本高的缺陷。

本实用新型提供一种电动工程机械热管理系统，包括：第一回路，所述第一回路上设置有电机和暖风芯体；第一支路，所述第一支路与所述暖风芯体并联，所述第一支路上设置有换热器；第二回路，所述第二回路与所述换热器热耦合，所述第二回路上设置有动力电池。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，所述第一回路包括：四通阀和第一三通阀，所述四通阀的第一出口与所述电机的进口连接，所述电机的出口与所述第一三通阀的进口连接，所述第一三通阀的第一出口与所述四通阀的第一进口连接；其中，所述电机、所述第一三通阀和所述四通阀形成第三回路。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，所述第一回路还包括第二三通阀，所述四通阀的第二出口与所述第二三通阀的进口连接，所述第二三通阀的第一出口与所述暖风芯体的进口连接，所述第二三通阀的第二出口与所述换热器的第一进口连接，所述暖风芯体的出口以及所述换热器的第一出口与所述四通阀的第二进口连接；其中，所述电机、所述第一三通阀、所述四通阀、所述第二三通阀以及所述暖风芯体形成所述第一回路。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，所述第一回路还包括连接的第一膨胀水箱和第一水泵，所述第一膨胀水箱与所述四通阀的第一出口连接，所述第一水泵的出口与所述电机的进口连接。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，所述第二回路包括：第二膨胀水箱和第二水泵，所述第二膨胀水箱与所述动力电池的进口连接，所述动力电池的出口与所述第二水泵的进口连接，所述第二水泵的出口与所述换热器的第二进口连接，所述换热器的第二出口与所述第二膨胀水箱连接。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，还包括散热器，所述散热器的进口与所述第一三通阀的第二出口连接，所述散热器的出口与所述四通阀的第一进口连接；其中，所述电机、所述第一三通阀、所述散热器、所述四通阀、所述第二三通阀和所述换热器形成第四回路。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，还包括第二支路，所述第二支路与所述换热器形成第五回路，所述第二支路与所述暖风芯体形成第六回路；所述第二支路包括：水加热器和第三三通阀，所述水加热器的出口与所述第三三通阀的进口连接，所述第三三通阀的两个出口分别与所述换热器的第一进口和所述暖风芯体的进口连接，所述换热器的第一出口和所述暖风芯体的出口与所述水加热器的进口连接。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，所述第二支路还包括：连接的第三膨胀水箱和第三水泵，所述第三水泵的出口与所述水加热器的进口连接，所述第三膨胀水箱与所述换热器的第一出口和所述暖风芯体的出口连接。

根据本实用新型提供的一种电动工程机械热管理系统，还包括：第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述电机的出口；第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述动力电池。

本实用新型还提供一种电动工程机械，包括如上所述的电动工程机械热管理系统。

本实用新型提供的电动工程机械热管理系统，通过设置第一回路、第一支路和第二回路，能够将电机工作时产生的废热进行回收利用，使动力电池处于合适的环境温度中，保证了电动工程机械长时间连续作业，较之现有技术降低了电动工程机械热管理系统的能耗和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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电动工程机械热管理系统的结构示意图；

附图标记：

10：电机；11：第一三通阀；12：四通阀；13：第一膨胀水箱；14：第一水泵；15：暖风芯体；16：第二三通阀；20：换热器；21：动力电池；22：第二膨胀水箱；23：第二水泵；30：散热器；40：水加热器；41：第三三通阀；42：第三膨胀水箱；43：第三水泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1描述本实用新型的电动工程机械热管理系统。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，电动工程机械热管理系统包括：第一回路、第一支路和第二回路。第一回路上设置有电机10和暖风芯体15，第一支路与暖风芯体15并联，第一支路上设置有换热器20，第二回路与换热器20热耦合，第二回路上设置有动力电池21。

具体来说，第一回路中的流体介质将电机10工作时产生的热量传递至暖风芯体15和换热器20，加热暖风芯体15为驾驶室空调制热。换热器20与第二回路热耦合，第二回路中的流体介质与换热器20进行热交换，从而对动力电池21加热，保证动力电池21的温度处于合适范围，从而保证电动工程机械的作业时长。

进一步地，采用换热器20与第二回路进行热耦合，可将电机10工作时产生的废热直接用于加热动力电池21，减小了热量损失，提高了热量的利用率。

可选地，在本实施例中，每个回路中的流体介质均为冷却液，换热器20为板式换热器。

本实用新型实施例提供的电动工程机械热管理系统，通过设置第一回路、第一支路和第二回路，能够将电机工作时产生的废热进行回收利用，使动力电池处于合适的环境温度中，保证了电动工程机械长时间连续作业，较之现有技术降低了电动工程机械热管理系统的能耗和成本。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，第一回路还包括：第一三通阀11和四通阀12。四通阀12的第一出口C与电机10的进口连接，电机10的出口与第一三通阀11的进口连接，第一三通阀11的第一出口E与四通阀12的第一进口D连接；其中，电机10、第一三通阀11和四通阀12形成第三回路。

具体来说，在电机10工作产生的热量温度较低时，如小于第一预设值时，第一三通阀11的第一出口E打开，四通阀12的第一进口D和第一出口C连通，流体介质由电机10的出口经过第一三通阀11的进口和第一出口E、再经过四通阀12的第一进口D和第二出口C进入电机10进口，形成第三回路为电机10蓄热。

如图1所示，第一回路还包括第二三通阀16。四通阀12的第二出口A与第二三通阀16的进口连接，第二三通阀16的第一出口与暖风芯体15的进口连接，第二三通阀16的第二出口与换热器20的第一进口连接，暖风芯体15的出口以及换热器20的第一出口与四通阀12的第二进口B连接；其中，电机10、第一三通阀11、四通阀12、第二三通阀16以及暖风芯体15形成第一回路。

具体来说，在电机10工作产生的热量温度大于或等于第一预设值，小于第二预设值时，电机10工作产生的废热用于为暖风芯体15和动力电池21加热。具体地，此时，四通阀12的第一进口D和第二出口A连通，第二进口B和第一出口C连通。流体介质经过电机10出口、第一三通阀11、四通阀12、第二三通阀16进入暖风芯体15和换热器20，为暖风芯体15和动力电池21加热，流体介质由暖风芯体15和换热器20流出后经过四通阀12进入电机10进口。

进一步地，第一回路还包括：连接的第一膨胀水箱13和第一水泵14，第一膨胀水箱13与四通阀12的第一出口C连接，第一水泵14的出口与电机10的进口连接。

具体来说，第一膨胀水箱13用于补偿第一回路的流体介质，平衡第一回路的压力。

如图1所示，第二回路还包括：第二膨胀水箱22和第二水泵23。具体来说，第二膨胀水箱22的出口与动力电池21的进口连接，动力电池21的出口与第二水泵23的进口连接，第二水泵23的出口与换热器20的第二进口连接，换热器20的第二出口与第二膨胀水箱22连接。第二回路与换热器20进行热交换，从而为动力电池21供热，使动力电池21处于合适的环境温度。第二膨胀水箱22用于补偿第二回路的流体介质，平衡第二回路的压力。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，电动工程机械热管理系统还包括散热器30，散热器30的进口与第一三通阀11的第二出口F连接，散热器30的出口与四通阀12的第一进口D连接，电机10、第一三通阀11、散热器30、四通阀12、第二三通阀16和换热器20形成第四回路。

具体来说，在电机10工作产生的热量温度较高时，如大于或等于第二预设值时，若此时动力电池21本身的温度也比较高，直接对动力电池21供热，会造成动力电池21所处环境温度过高，影响动力电池21的寿命，此时，第一三通阀11的第一出口E关闭，第二出口F打开，电机10出口的流体介质经过第一三通阀11后进入散热器30冷却，冷却后的流体介质经过四通阀12、第二三通阀16进入换热器20为动力电池21冷却或保温。具体地，可根据动力电池21所处的环境温度调节散热器30的风速，如动力电池21温度较高，可增大散热器30的风速，降低流体介质的温度，使流体介质为动力电池21降温；如动力电池21的温度较低，可减小散热器30的风速，使流体介质为动力电池21加热或保温。

进一步地，当经过散热器30流出的流体介质的温度较低时，可将第二三通阀16与暖风芯体15连接的出口关闭，使流体介质不进入暖风芯体15；相应地，当经过散热器30流出的流体介质的温度较高时，可将第二三通阀16与暖风芯体15连接的阀口打开，使流体介质进入暖风芯体15，为驾驶室空调系统制热。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，电动工程机械热管理系统还包括第二支路，第二支路与换热器20形成第五回路，第二支路与暖风芯体15形成第六回路。第二支路包括：水加热器40和第三三通阀41。水加热器40的出口与第三三通阀41的进口连接，第三三通阀41的两个出口分别与换热器20的第一进口和暖风芯体15的进口连接，换热器20的第一出口和暖风芯体15的出口与水加热器40的进口连接。

具体来说，在电机10不工作或工作产生的热量较低时，如小于第一预设值时，水加热器40工作为动力电池21和暖风芯体15供热。水加热器40出口的流体介质经过第三三通阀41分别流向换热器20和暖风芯体15，为动力电池21和暖风芯体15加热后流回水加热器40。

进一步地，第二支路还包括连接的第三膨胀水箱42和第三水泵43，经过水加热器40加热的流体介质经过第三三通阀41后分别流向换热器20和暖风芯体15，然后由换热器20的第一出口和暖风芯体15的出口流向第三膨胀水箱42，在第三水泵43的作用下，流进水加热器40。进一步地，第三膨胀水箱42用于补偿第五回路和第六回路的流体介质，保证第五回路和第六回路压力平衡。

在本实用新型的一个实施例中，电动工程机械热管理系统还包括：第一温度传感器、第二温度传感器和控制器。第一温度传感器设置在电机10的出口，用于检测电机10出口处的流体介质的温度，第二温度传感器设置在动力电池21上，用于检测动力电池21的温度。控制器用于根据第一温度传感器和第二温度传感器检测的温度数据控制第一三通阀11、四通阀12和第二三通阀16各个阀口的通断。

具体来说，当第一温度传感器检测到的电机10出口的温度小于第一预设值时，控制器控制第一三通阀11的第一出口E打开，第二出口F关闭，四通阀12的第一进口D和第一出口C连通，第二进口B和第二出口A关闭，电机10、第一三通阀11和四通阀12形成第三回路，电机10工作产生的热量为电机10自身蓄热。

当第一温度传感器检测到的电机10出口的温度大于或等于第一预设值，小于第二预设值时，控制器控制第一三通阀11的第一出口E打开，第二出口F关闭，四通阀12的第一进口D和第二出口A连通，第一出口C和第二进口B连通，第二三通阀16的进口打开，为动力电池加热时，第二三通阀16的第二出口打开，电机10出口的流体介质经过第一三通阀11、四通阀12、第二三通阀16进入换热器20，为动力电池加热；为空调制热时，第二三通阀16的第一出口打开，电机10出口的流体介质经过第一三通阀11、四通阀12、第二三通阀16进入暖风芯体15，为暖风芯体15加热。

当第一温度传感器检测到的电机10出口的温度大于或等于第二预设值时，控制器控制第一三通阀11的第一出口E关闭，第二出口F打开，四通阀12的第一进口D和第二出口A连通，第一出口C和第二进口B连通，第二三通阀16的进口打开。此时，第二温度传感器检测动力电池21的温度，当动力电池21的温度大于预设的温度范围时，控制器控制第二三通阀16与换热器20连接的第二出口打开，经过散热器30降温后的流体介质经过第二三通阀16进入换热器20，为动力电池21降温。进一步地，控制器还可以根据第二温度传感器检测的动力电池21的温度，调节散热器30的风速，进而调节经过散热器30的流体介质的温度，使流体介质为动力电池21降温、保温或加热。

具体来说，通常动力电池21合适的环境温度为15-40℃，可选地，在本实用新型的实施例中，第一预设值可以为15℃，第二预设值可以为40℃。举例来说，假设电机10出口处的温度为45℃，而此时动力电池21的温度为42℃，此时，控制器可增大散热器30的风速，将流体介质的温度快速降低，从而为动力电池21降温。若此时动力电池21的温度为16℃，则控制器可减小散热器30的风速，适当降低流体介质的温度，从而为动力电池21保温或加热。进一步地，还可在第二三通阀16的进口处设置第三温度传感器，用于检测经过散热器30后的流体介质的温度，当第三温度传感器检测到的温度数据大于或等于第一预设值而小于第二预设值时，控制器可控制第二三通阀16与暖风芯体15连接的出口打开，从而为暖风芯体15加热。

本实用新型实施例还提供了一种电动工程机械，包括电动工程机械热管理系统。

本实用新型实施例提供的电动工程机械，通过设置电动工程机械热管理系统，能够将电机工作时产生的废热进行回收利用，使动力电池处于合适的环境温度中，保证了电动工程机械长时间连续作业，提高了电动工程机械的工作效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动工程机械热管理系统，其特征在于，包括：

第一回路，所述第一回路上设置有电机和暖风芯体；

第一支路，所述第一支路与所述暖风芯体并联，所述第一支路上设置有换热器；

第二回路，所述第二回路与所述换热器热耦合，所述第二回路上设置有动力电池。

2.根据权利要求1所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，所述第一回路包括：四通阀和第一三通阀，所述四通阀的第一出口与所述电机的进口连接，所述电机的出口与所述第一三通阀的进口连接，所述第一三通阀的第一出口与所述四通阀的第一进口连接；

其中，所述电机、所述第一三通阀和所述四通阀形成第三回路。

3.根据权利要求2所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，所述第一回路还包括第二三通阀，所述四通阀的第二出口与所述第二三通阀的进口连接，所述第二三通阀的第一出口与所述暖风芯体的进口连接，所述第二三通阀的第二出口与所述换热器的第一进口连接，所述暖风芯体的出口以及所述换热器的第一出口与所述四通阀的第二进口连接；

其中，所述电机、所述第一三通阀、所述四通阀、所述第二三通阀以及所述暖风芯体形成所述第一回路。

4.根据权利要求3所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，所述第一回路还包括连接的第一膨胀水箱和第一水泵，所述第一膨胀水箱与所述四通阀的第一出口连接，所述第一水泵的出口与所述电机的进口连接。

5.根据权利要求1所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，所述第二回路包括：第二膨胀水箱和第二水泵，所述第二膨胀水箱与所述动力电池的进口连接，所述动力电池的出口与所述第二水泵的进口连接，所述第二水泵的出口与所述换热器的第二进口连接，所述换热器的第二出口与所述第二膨胀水箱连接。

6.根据权利要求3所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，还包括散热器，所述散热器的进口与所述第一三通阀的第二出口连接，所述散热器的出口与所述四通阀的第一进口连接；

其中，所述电机、所述第一三通阀、所述散热器、所述四通阀、所述第二三通阀和所述换热器形成第四回路。

7.根据权利要求1所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，还包括第二支路，所述第二支路与所述换热器形成第五回路，所述第二支路与所述暖风芯体形成第六回路；

所述第二支路包括：水加热器和第三三通阀，所述水加热器的出口与所述第三三通阀的进口连接，所述第三三通阀的两个出口分别与所述换热器的第一进口和所述暖风芯体的进口连接，所述换热器的第一出口和所述暖风芯体的出口与所述水加热器的进口连接。

8.根据权利要求7所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，所述第二支路还包括：连接的第三膨胀水箱和第三水泵，所述第三水泵的出口与所述水加热器的进口连接，所述第三膨胀水箱与所述换热器的第一出口和所述暖风芯体的出口连接。

9.根据权利要求3所述的电动工程机械热管理系统，其特征在于，还包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述电机的出口；

第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述动力电池。

10.一种电动工程机械，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电动工程机械热管理系统。

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