CN218316138U - 基于多通阀的热管理系统及电动装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于多通阀的热管理系统及电动装置,涉及热管理系统的技术领域。包括:水路切换机构具有第一多通阀及第二多通阀;电驱动机构分别与第一水泵、第七接口连接;动力电池分别与第二水泵、第一接口连接,第三水口连接于第二水泵与第四接口之间;电池冷却器分别与第八接口、第三接口连接,散热器分别与第五接口、第六接口连接,加热器分别与第三水泵、暖风芯体连接,暖风芯体与第一水口连接,第三水泵与第二水口连接。完成电驱动冷却系统、电池温控系统及暖风系统的耦合,实现合理的能量流动,且通过第一多通阀及第二多通阀的切换,能够实现多种模式的切换,提高了热管理系统的集成度。
Description
技术领域
本申请涉及热管理系统的技术领域,具体而言,涉及一种基于多通阀的热管理系统及电动装置。
背景技术
电动汽车的动力电池对温度要求苛刻,特别是锂电动汽车,当在环境温度低于0℃时,动力电动汽车内阻变大,此时存在放电功率较低且无法正常充电的问题,当在环境温度过高时,动力电池内部化学反应加剧,此时存在工作异常,甚至起火爆炸的危险,当电动汽车快速行驶时,动力电池需要对驱动电机提供较大的输出功率,常常会产生热量以致动力电池温度升高,因此,动力汽车上配备电动汽车热管理控制装置,当动力电动汽车温度过高时,对其进行降温;当动力电动汽车温度过低时,对其进行加热以能较均衡的控制动力电动汽车的温度范围。
热管理技术是纯电动汽车的核心技术之一,纯电动汽车整车热管理系统的功用即是使驱动电机、驱动电机控制器、充电机、动力电池等部件在所有工况下都保持在适当的温度范围内。驱动电机得不到有效的冷却,电机的内部温度不断升高会导致电机效率下降,严重情况下温度过高会造成电机内部的线圈烧蚀甚至导致线圈短路而使电机损坏。电池系统在较低温度条件下,性能衰减严重,无法输出足够功率驱动电机正常工作,因此要让电池、电机系统稳定可靠工作,必须要有一套合理有效的整车热管理系统。目前电动车热管理系统方案为电池热管理系统与电驱动热管理系统独立设计,这种设计方式占用空间大、成本高,且热管理系统工作效率不高、节能效果差。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种基于多通阀的热管理系统及电动装置,有利于冷却系统、电池温控系统及热泵系统的耦合,实现合理的能量流动,减少投入成本。
为达上述目的,本申请采用以下技术方案:
第一方面,本申请提供一种基于多通阀的热管理系统,包括:水路切换机构,具有第一多通阀及第二多通阀,所述第一多通阀设置有第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口,所述第二多通阀设置有第一水口、第二水口、第三水口;电驱动冷却系统,具有散热器、电驱动机构及第一水泵,所述散热器的一端与所述第五接口连接,所述散热器的另一端与所述第六接口连接,所述电驱动机构的一端与所述第一水泵连接,所述电驱动机构的另一端与所述第七接口连接,所述第一水泵与所述第二接口连接;电池温控系统,具有电池冷却器、动力电池及第二水泵,所述电池冷却器的一端与所述第八接口连接,所述电池冷却器的另一端与所述第三接口连接,所述动力电池的一端与所述第二水泵连接,所述动力电池的另一端与所述第一接口连接,所述第二水泵与所述第四接口连接,所述第三水口连接于所述第二水泵与所述第四接口之间的管路;暖风系统,具有加热器、暖风芯体及第三水泵,所述加热器的一端与所述第三水泵连接,所述加热器的另一端与所述暖风芯体连接,所述暖风芯体与所述第一水口连接,所述第三水泵与所述第二水口连接。
在上述实现的过程中,水路切换机构设置有第一多通阀及第二多通阀,电驱动冷却系统的电驱动机构连接于第一多通阀的第七接口,其第一水泵连接于第二接口,电池温控系统的动力电池连接于第一接口,其第二水泵连接于第四接口,暖风系统的电池冷却器分别连接于第三接口及第八接口,散热器分别连接于第五接口及第六接口,暖风芯体连接于第一水口,第三水泵连接于第二水口,实现电驱动冷却系统、电池温控系统及暖风系统的耦合,实现合理的能量流动,减少投入成本,且通过第一多通阀及第二多通阀的切换,能够实现多种模式的切换,提高了热管理系统的集成度。
在一些实施例中,所述暖风系统还包括连接管路,所述连接管路的一端连接于所述第三水泵与所述第二水口之间的管路,所述连接管路的另一端连接于所述动力电池与所述第一接口之间的管路。
在上述实现的过程中,连接管路连接于动力电池与第三水泵之间,能够将暖风系统与电池温控系统进行连通,可方便暖风系统及电池温控系统中的冷却液加注。
在一些实施例中,所述电驱动冷却系统还包括第一传感器,所述第一传感器的一端与所述第二接口连接,所述第一传感器的另一端与所述第一水泵连接,通过在第二接口与第一水泵之间设置第一传感器,能够用于检测该处的冷却液的温度,方便对电驱动冷却系统的控制。
在一些实施例中,所述电驱动机构包括电驱动总成及充电机,所述电驱动总成的一端与所述第一水泵连接,所述电驱动总成的另一端与所述充电机连接,所述充电机与所述第七接口连接。
在上述实现的过程中,电驱动总成与第一水泵连接,充电机与第七接口连接,使得电驱动总成及充电机工作中产生的余热能够通过第一多通阀与电池冷却器进行换热,从而实现热管理系统的高效率,降低热管理系统的耗能。
在一些实施例中,所述电池温控系统还包括第二传感器,所述第二传感器的一端与所述第八接口连接,所述第二传感器的另一端与所述电池冷却器连接,通过在第八接口与电池冷却器之间设置第二传感器,能够用于检测该处的冷却液的温度,方便对电驱动冷却系统的控制。
在一些实施例中,所述暖风系统还包括第三传感器,所述第三传感器的一端与所述第二水泵连接,所述第三传感器的另一端与所述第四接口连接,通过在第四接口与第二水泵之间设置第三传感器,能够用于检测该处的冷却液的温度,方便对电驱动冷却系统的控制。
在一些实施例中,所述第三水口连接于所述第三传感器与所述第四接口之间的管路,可方便对热管路系统添加冷却液时,其中一部分的冷却液进入到第二多通阀内,并且第二多通阀内的一部分冷却液通过第三水口分别进入到第二水泵及第三水泵,实现泵送冷却液,避免出现冷却液加注不满的情况发生。
在一些实施例中,所述第二多通阀包括第四水口及第五水口,所述第四水口连接于所述第一水泵与所述第二接口之间的管路,所述第五水口连接于所述第三水泵与所述第二水口之间的管路。
在上述实现的过程中,通过在第二多通阀上设置第四水口及第五水口,能够调节第一水口、第二水口及第三水口流量比例的同时,也能实现第一水口、第二水口、第三水口、第四水口及第五水口全通的模式,可方便热管理系统加注冷却液,提高集成度,减少生产成本的投入。
在一些实施例中,所述基于多通阀的热管理系统还包括膨胀水箱,所述膨胀水箱的一端连接于所述第二接口与所述第一水泵之间的管路,所述膨胀水箱的另一端连接于所述散热器与所述第五接口之间的管路。
在上述实现的过程中,通过将膨胀水箱连接于第二接口与第一水泵之间的管路,且动力电池与第三水泵之间连接有连接管路,可实现对第一水泵、第二水泵及第三水泵加注冷却液,且膨胀水箱也能够储存冷却液、容纳热管理系统内溢出的空气及调节热管理系统的极限压力。
第二方面,本申请还提供一种电动装置,包括如上述任一项所述的基于多通阀的热管理系统。
本申请第二方面实施例提供的电动车辆,因包括第一方面技术方案中所述的基于多通阀的热管理系统,因而具有上述实施例所具有的一切技术效果,在此不再赘述。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术使用者来讲,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相关的附图。
图1是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第一模式的连通示意图。
图2是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第二模式的连通示意图。
图3是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第三模式的连通示意图。
图4是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第四模式的连通示意图。
图5是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第五模式的连通示意图。
图6是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第六模式的连通示意图。
附图标记
101、第一多通阀;A、第一接口;B、第二接口;C、第三接口;D、第四接口;E、第五接口;F、第六接口;G、第七接口;H、第八接口;
102、第一传感器;103、第一水泵;104、充电机;105、电驱动总成;
106、第二传感器;107、电池冷却器;108、散热器;109、第三传感器;
110、第二水泵;111、动力电池;112、第三水泵;113、加热器;114、暖风芯体;115、五通阀;J、第一水口;M、第二水口;N、第三水口;K、第四水口;P、第五水口;116、膨胀水箱。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术使用者在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“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使用者而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
常见的电动汽车热管理系统包含三个独立的系统:电驱动冷却系统、动力电池电池温控系统(包括加热系统和冷却系统)及暖风系统(包括制冷和采暖系统),常见的集成热管理系统中,为了实现复杂的水冷回路切换,通常需要设计复杂的水阀系统,而常用的水阀为两通阀和三通阀,目前的系统通常包含多个两通阀和三通阀,系统复杂,成本高,重量大,且无法合理利用系统内的废热,例如利用电驱动总成的废热加热动力电池、利用电驱动总成的废热加热热泵暖风系统的蒸发器(即电池冷却器)、利用动力电池的余热加热热泵系统的蒸发器等,浪费了系统内的能量,导致系统能耗高;此外对于需要加热的动力电池盒乘员舱,分别使用两个独立的加热器,导致系统成本高。
鉴于此,如图1所示,第一方面,图1是本申请实施例公开的一种基于多通阀的热管理系统的第一模式的连通示意图;本申请提供一种基于多通阀的热管理系统,所述基于多通阀的热管理系统可应用于电动装置,也可应用于家电、建筑、飞行器及船舶等领域,所述基于多通阀的热管理系统包括:水路切换机构、电驱动冷却系统、电池温控系统及暖风系统,所述电驱动冷却系统、所述电池温控系统及所述暖风系统均连接于所述水路切换机构,通过所述水路切换机构的切换,能够完成电驱动冷却系统、所述电池温控系统及所述暖风系统之间的耦合,减少投入成本,并且可实现三者的热量交换,可降低热管理系统的耗能。
具体而言,水路切换机构,具有第一多通阀101及第二多通阀,所述第一多通阀101设置有第一接口A、第二接口B、第三接口C、第四接口D、第五接口E、第六接口F、第七接口G、第八接口H,所述第二多通阀设置有第一水口J、第二水口M、第三水口N;电驱动冷却系统,具有电驱动机构及第一水泵103,所述电驱动机构的一端与所述第一水泵103连接,所述电驱动机构的另一端与所述第七接口G连接,所述第一水泵103与所述第二接口B连接;电池温控系统,具有动力电池111及第二水泵110,所述动力电池111的一端与所述第二水泵110连接,所述动力电池111的另一端与所述第一接口A连接,所述第二水泵110与所述第四接口D连接,所述第三水口N连接于所述第二水泵110与所述第四接口D之间的管路;暖风系统,具有电池冷却器107、散热器108、加热器113、暖风芯体114及第三水泵112,所述电池冷却器107的一端与所述第八接口H连接,所述电池冷却器107的另一端与所述第三接口C连接,所述散热器108的一端与所述第五接口E连接,所述散热器108的另一端与所述第六接口F连接,所述加热器113的一端与所述第三水泵112连接,所述加热器113的另一端与所述暖风芯体114连接,所述暖风芯体114与所述第一水口J连接,所述第三水泵112与所述第二水口M连接。
示例性的,所述第一多通阀101包括但不局限于八通阀,以球阀为例说明第一多通阀101的工作原理,但该第一多通阀101具体的实现方式可以为其他类型,所述第一多通阀101的接口可以通过阀芯上的流道两两联通,阀芯可以绕轴线进行旋转,旋转后接口的连通方式改变,从而改变了热管理系统的连通方式;所述第二多通阀包括但不局限于五通阀115,所述第二多通阀具有两种模式,一、比例模式,所述第一水口J可以看作进口,所述第二水口M及所述第三水口N可以看作出口的比例三通阀,通过旋转所述第二多通阀的阀芯,可以调节流程所述第二水口M及所述第三水口N的冷却液流量的比例;二、全通模式,即所述第二多通阀的第一水口J、第二水口M、第三水口N、第四水口K及第五水口P全部连通,此模式下可用于热管理系统的冷却液加注。
其中,所述第一水泵103、所述第二水泵110及所述第三水泵112均可以推动冷却液在热管理系统内流动,从而完成换热、排气等功能;所述电池冷却器107可以实现冷媒与冷却液的换热,二者经过电池换热器后,冷媒吸收冷却液的热量而温度升高,而冷却液温度降低,降温后的冷却液流入所述动力电池111,为其进行冷却;所述散热器108包括但不局限于气液换热器,其可以将内部的冷却液热量转移到流经其表面的空气中,从而为冷却液进行冷却;所述加热器113可以使用所述电动装置的电能进行加热,升高流经其内部的冷却液温度,升温后的冷却液可以为所述电动装置的乘员舱或者动力电池111进行加热;所述暖风芯体114包括但不局限于气液换热器,可以将其内部的冷却液热量转移到流经其表面的空气中,热空气进入乘员舱可以为其进行加热。
在上述实现的过程中,水路切换机构设置有第一多通阀101及第二多通阀,电驱动冷却系统的电驱动机构连接于第一多通阀101的第七接口G,其第一水泵103连接于第二接口B,电池温控系统的动力电池111连接于第一接口A,其第二水泵110连接于第四接口D,暖风系统的电池冷却器107分别连接于第三接口C及第八接口H,散热器108分别连接于第五接口E及第六接口F,暖风芯体114连接于第一水口J,第三水泵112连接于第二水口M,实现电驱动冷却系统、电池温控系统及暖风系统的耦合,实现合理的能量流动,减少投入成本,且通过第一多通阀101及第二多通阀的切换,能够实现多种模式的切换,提高了热管理系统的集成度。
在一些实施例中,所述暖风系统还包括连接管路,所述连接管路的一端连接于所述第三水泵112与所述第二水口M之间的管路,所述连接管路的另一端连接于所述动力电池111与所述第一接口A之间的管路。
在上述实现的过程中,连接管路连接于动力电池111与第三水泵112之间,能够将暖风系统与电池温控系统进行连通,可方便暖风系统及电池温控系统中的冷却液加注。
在一些实施例中,所述电驱动冷却系统还包括第一传感器102,所述第一传感器102包括但不局限于温度传感器,所述第一传感器102的一端与所述第二接口B连接,所述第一传感器102的另一端与所述第一水泵103连接,通过在第二接口B与第一水泵103之间设置第一传感器102,能够用于检测该处的冷却液的温度,方便对电驱动冷却系统的控制。
在一些实施例中,所述电驱动机构包括电驱动总成105及充电机104,所述电驱动总成105的一端与所述第一水泵103连接,所述电驱动总成105的另一端与所述充电机104连接,所述充电机104与所述第七接口G连接。
在上述实现的过程中,电驱动总成105与第一水泵103连接,充电机104与第七接口G连接,使得电驱动总成105及充电机104工作中产生的余热能够通过第一多通阀101与电池冷却器107进行换热,从而实现热管理系统的高效率,降低热管理系统的耗能。
在一些实施例中,所述电池温控系统还包括第二传感器106,所述第二传感器106包括但不局限于温度传感器,所述第二传感器106的一端与所述第八接口H连接,所述第二传感器106的另一端与所述电池冷却器107连接,通过在第八接口H与电池冷却器107之间设置第二传感器106,能够用于检测该处的冷却液的温度,方便对电驱动冷却系统的控制。
在一些实施例中,所述暖风系统还包括第三传感器109,所述第三传感器109包括但不局限于温度传感器,所述第三传感器109的一端与所述第二水泵110连接,所述第三传感器109的另一端与所述第四接口D连接,通过在第四接口D与第二水泵110之间设置第三传感器109,能够用于检测该处的冷却液的温度,方便对电驱动冷却系统的控制。
在一些实施例中,所述第三水口N连接于所述第三传感器109与所述第四接口D之间的管路,可方便对热管路系统添加冷却液时,其中一部分的冷却液进入到第二多通阀内,并且第二多通阀内的一部分冷却液通过第三水口N分别进入到第二水泵110及第三水泵112,实现泵送冷却液,避免出现冷却液加注不满的情况发生。
在一些实施例中,所述第二多通阀包括第四水口K及第五水口P,所述第四水口K连接于所述第一水泵103与所述第二接口B之间的管路,所述第五水口P连接于所述第三水泵112与所述第二水口之间的管路;具体而言,所述第四水口K连接于所述第一传感器102与所述第二接口B之间的管路。
在上述实现的过程中,通过在第二多通阀上设置第四水口K及第五水口P,能够调节第一水口J、第二水口M及第三水口N流量比例的同时,也能实现第一水口J、第二水口M、第三水口N、第四水口K及第五水口P全通的模式,可方便热管理系统加注冷却液,提高集成度,减少生产成本的投入。
其中,发明人在设计的过程中发现,现有的集成热管理系统中,为了降低成本以及避免不同系统间非预期的液体化合导致的热量缓和,通常将各子系统中独立存在的多个膨胀箱集成为一个独立的集成膨胀箱;膨胀箱其中的一个重要作用是,在冷却液加注时为水泵进行补液,防止水泵干转,维持系统内液体的循环,因此在传统的系统中,各个膨胀箱会分别设置独立的补水管,将冷却液补充到各水泵的入口处;集成膨胀箱为避免混水,通常只能设置一根补水管,因此集成膨胀箱的补水功能会大大被削弱,在加注时,常常会出现集成膨胀箱无法为所有水泵正常补水,导致部分水泵入口缺液,无法泵送冷却液,甚至因干转故障而停止工作,进而导致系统出现冷却液加注不满的情况。
鉴于此,所述基于多通阀的热管理系统还包括膨胀水箱116,所述膨胀水箱116的一端连接于所述第二接口B与所述第一水泵103之间的管路,所述膨胀水箱116的另一端连接于所述散热器108与所述第五接口E之间的管路;具体而言,所述膨胀水箱116的一端连接于所述第二接口B与所述第一传感器102之间的管路。
在上述实现的过程中,通过将膨胀水箱116连接于第二接口B与第一水泵103之间的管路,且动力电池111与第三水泵112之间连接有连接管路,可实现对第一水泵103、第二水泵110及第三水泵112加注冷却液,且膨胀水箱116也能够储存冷却液、容纳热管理系统内溢出的空气及调节热管理系统的极限压力。
如图1所示,该模式下电池回路(包含第三传感器109、第二水泵110、动力电池111)、电池冷却器107回路(包含第二传感器106、电池冷却器107)与电驱动回路(包含第一传感器102、第一水泵103、充电机104、电驱动总成105)三回路串联;暖风回路(包含第三水泵112、加热器113、暖风芯体114)独立工作。该模式可用于以下工况:低温环境下,动力电池111需要加热,且电驱动总成105温度高于动力电池111温度,乘员舱需要加热。第一水泵103驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过充电机104和电驱动总成105吸收二者放出的热量;温度升高后的冷却液流过八通阀的第七接口G、第四接口D、第三传感器109,随后被第二水泵110加压后流过动力电池111,冷却液内的热量传递给动力电池111,动力电池111的温度升高;温度降低后的冷却液继续流过八通阀的第一接口A及第八接口H、第二传感器106、电池冷却器107、第三接口C、第二接口B、第一传感器102,最终重新回到第一水泵103,完成循环。五通阀115此时处在比例模式,且仅有第一水口J和第二水口M连通,第三水口N关闭。由第三水泵112、加热器113、暖风芯体114组成的暖风回路通过五通阀115形成独立的循环回路,即第三水泵112驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过加热器113,被其加热,温度升高后的冷却液流过暖风芯体114,暖风芯体114吸收冷却液的热量后,加热流过其表面的空气,热空气被吹入乘员舱对其进行加热,冷却液经过五通阀115的第一水口J和第二水口M,最终回到第三水泵112,完成循环。
如图2所示,该模式下电池回路(包含第三传感器109、第二水泵110、动力电池111)、电池冷却器107回路(包含第二传感器106、电池冷却器107)、电驱动回路(包含第一传感器102、第一水泵103、充电机104、电驱动总成105)、散热器108回路(包含散热器108)、暖风回路(包含第三水泵112、加热器113、暖风芯体114)均联通在一起。该模式可用于热管理系统加注冷却液的情况;具体为,冷却液加入膨胀水箱116后,分为两部分,一部分流经第一传感器102到达第一水泵103入口,然后依次经过充电机104、电驱动总成105、八通阀的第七接口G及第八接口H、第二传感器106、电池冷却器107、第三接口C、第六接口F、散热器108、第五接口E、第四接口D、第三传感器109、第二水泵110、动力电池111、第一接口A、第二接口B,最后经过第一传感器102回到第一水泵103,完成循环;另一部分由五通阀115的第四水口K进入五通阀115的阀芯内部,冷却液在阀芯内部分为几部分:一部分通过五通阀115的第三水口N、第三传感器109,到达第二水泵110入口,之后冷却液可以通过连接管路进入到第三水泵112,也可以通过八通阀进入到第一水泵103内,或者分别进入到第三水泵112及第一水泵103等,在此不做具体的限定;一部分通过五通阀115的第二水口M及第五水口P到达第三水泵112入口。综上,冷却液可以顺畅地到达三个水泵的入口,便于系统加注。
如图3所示,该模式下电池回路(包含第三传感器109、第二水泵110、动力电池111)与电池冷却器107回路(第二传感器106、电池冷却器107)串联,电驱动回路(包含第一传感器102、第一水泵103、充电机104、电驱动总成105)与散热器108回路(包含散热器108)串联。该模式可用于以下工况:高温环境下,动力电池111需要使用电池冷却器107冷却,充电机104及电驱动总成105温度需要使用散热器108冷却。第一水泵103驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过充电机104和电驱动总成105吸收二者放出的热量。温度升高后的冷却液进入八通阀的第七接口G,并从第六接口F流出八通阀,随后流过散热器108,冷却液内的热量通过散热器108被空气带走,降温后的冷却液通过八通阀的第五接口E及第二接口B,并经过第一传感器102回到第一水泵103,完成循环。第二水泵110驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过动力电池111吸收其放出的热量,温度升高后的冷却液经过八通阀的第一接口A及第八接口H,随后流过第二传感器106、电池冷却器107,冷却液内的热量被电池冷却器107带走,降温后的冷却液经过八通阀的第三接口C及第四接口D,随后通过第三传感器109回到第二水泵110,完成循环。
如图4所示,该模式下电池回路(包含第三传感器109、第二水泵110、动力电池111)与暖风回路(包含第三水泵112、加热器113、暖风芯体114)联通,电驱动回路(包含第一传感器102、第一水泵103、充电机104、电驱动总成105)与电池冷却器107回路(第二传感器106、电池冷却器107)串联。该模式可用于以下工况:低温环境下,动力电池111、暖风芯体114需要利用加热器113进行加热,电驱动总成105需要进行保温。第一水泵103驱动冷却液在系统内循环,冷却液先后流过充电机104、电驱动总成105、八通阀的第七接口G及第八接口H、第二传感器106、电池冷却器107、八通阀的第三接口C及第二接口B、第一传感器102,最终回到第一水泵103,完成循环。冷却液在循环内没有被显著加热或者冷却,而是温度缓慢增加,并使充电机104、电驱动总成105的温度保持均匀。第三水泵112驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过加热器113,被其加热,温度升高后的冷却液流过暖风芯体114,暖风芯体114吸收冷却液的热量后,加热流过其表面的空气,热空气被吹入乘员舱对其进行加热,冷却液经过五通阀115的第一水口J后分为两部分水流:一部分流经五通阀115的第二水口M、第三水泵112,完成循环;另一部分流经五通阀115的第三水口N、第三传感器109,被第二水泵110加压后流过动力电池111,对其进行加热,随后冷却液分为两部分,一部分经过八通阀的第一接口A及第四接口D、第三传感器109,最终回到第二水泵110完成该部分冷却液的循环;另一部分冷却液直接流回第三水泵112,完成该部分冷却液的循环。该模式下,五通阀115可以调节第二水口M及第三水口N的相对开度,以调节流过第二水口M及第三水口N的冷却液流量,最终实现加热器113的发热量在动力电池111和暖风芯体114之间的能量分配。
模式四还用于以下工况:低温环境下,动力电池111、暖风芯体114需要利用加热器113进行加热,电驱动总成105为电池冷却器107进行加热。其中动力电池111、暖风芯体114需要利用加热器113进行加热的原理与上一段中相同,不再重复描述。第一水泵103驱动冷却液在系统内循环,冷却液先后流过充电机104、电驱动总成105后被加热,温度升高的冷却液随后经过八通阀的第七接口G及第八接口H、第二传感器106,进入电池冷却器107对其进行加热,从而将充电机104、电驱动总成105产生的热量传递给暖风系统,随后降温后的冷却液流经八通阀的第三接口C及第二接口B、第一传感器102,最终回到第一水泵103,完成循环。
如图5所示,该模式下电池回路(包含第三传感器109、第二水泵110、动力电池111)、电驱动回路(包含第一传感器102、第一水泵103、充电机104、电驱动总成105)、散热器108回路(包含散热器108)三回路串联。暖风回路(包含第三水泵112、加热器113、暖风芯体114)独立工作。该模式可用于以下工况:常温环境下,动力电池111、电驱动总成105同时通过散热器108进行散热,暖风回路工作。第一水泵103驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过充电机104和电驱动总成105吸收二者放出的热量,温度升高后的冷却液流过八通阀第七接口G及第六接口F,随后进入散热器108,冷却液在其中被冷却,温度降低,降温后的冷却液流经八通阀的第五接口E及第四接口D、第三传感器109,之后被第二水泵110加压后进入动力电池111,为其进行冷却,冷却液随后进入八通阀的第一接口A及第二接口B、第一传感器102,最终回到第一水泵103,结束循环。五通阀115此时处在比例模式,且仅有第一水口J及第二水口M联通,第三水口N关闭;由第三水泵112、加热器113、暖风芯体114组成的暖风回路通过五通阀115形成独立的循环回路;第三水泵112驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过加热器113,被其加热,温度升高后的冷却液流过暖风芯体114,暖风芯体114吸收冷却液的热量后,加热流过其表面的空气,热空气被吹入乘员舱对其进行加热,冷却液经过五通阀115的第一水口J及第二水口M,最终回到第三水泵112,完成循环。
如图6所示,该模式下电池回路(包含第三传感器109、第二水泵110、动力电池111)、电池冷却器107回路(第二传感器106、电池冷却器107)串联,电驱动回路(包含第一传感器102、第一水泵103、充电机104、电驱动总成105)独立工作,暖风回路(包含第三水泵112、加热器113、暖风芯体114)独立工作。该模式可用于以下工况:低温环境下,电驱动总成105保温,动力电池111及电池冷却器107进行冷却,暖风回路工作。第一水泵103驱动冷却液在系统内循环,冷却液先后流过充电机104、电驱动总成105、八通阀的第七接口G及第二接口B、第一传感器102,最终回到第一水泵103,完成循环。冷却液在循环内没有被显著加热或者冷却,而是温度缓慢增加,并使充电机104、电驱动总成105的温度保持均匀。第二水泵110驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过动力电池111吸收其放出的热量,温度升高后的冷却液经过八通阀的第一接口A及第八接口H,随后流过第二传感器106、电池冷却器107,冷却液内的热量被电池冷却器107带走,随后冷却液经过八通阀第三接口C及第四接口D,并通过第三传感器109回到第二水泵110,完成循环。五通阀115此时处在比例模式,且仅有第接口及第二水口M联通,第三水口N关闭。由第三水泵112、加热器113、暖风芯体114组成的暖风回路通过五通阀115形成独立的循环回路,即第三水泵112驱动冷却液在系统内循环,冷却液流过加热器113,被其加热,温度升高后的冷却液流过暖风芯体114,暖风芯体114吸收冷却液的热量后,加热流过其表面的空气,热空气被吹入乘员舱对其进行加热,冷却液经过五通阀115的第一水口J及第二水口M,最终回到第三水泵112,完成循环。
可以理解的是,基于多通阀的热管理系统能够充分利用废热,例如可以利用电驱动总成105的废热加热动力电池111(第一模式)、利用电驱动总成105的废热加热暖风系统的电池冷却器107(第四模式)、利用动力电池111的废热加热暖风系统的电池冷却器107(第三模式),以实现热管理系统的高效率;动力电池111可以选着使用电池冷却器107或者散热器108进行冷却,在中低温度环境下,可以使用低能耗的散热器108进行冷却,降低热管理系统的耗能,且通过第一多通阀101及第二多通阀的设计,可以实现仅使用一个加热器113对动力电池111和暖风芯体114进行冷却,节省了热管理系统的成本,并且能够实现热量的精确分配。
第二方面,本申请还提供一种电动装置,包括如上述任一项所述的基于多通阀的热管理系统;示例性的,所述电动装置可以为电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)、电动巴士、电动摩托车中的一种。
本申请第二方面实施例提供的电动车辆,因包括第一方面技术方案中所述的基于多通阀的热管理系统,因而具有上述实施例所具有的一切技术效果,在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术使用者来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于多通阀的热管理系统,其特征在于,包括:
水路切换机构,具有第一多通阀及第二多通阀,所述第一多通阀设置有第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口,所述第二多通阀设置有第一水口、第二水口、第三水口;
电驱动冷却系统,具有散热器、电驱动机构及第一水泵,所述散热器的一端与所述第五接口连接,所述散热器的另一端与所述第六接口连接,所述电驱动机构的一端与所述第一水泵连接,所述电驱动机构的另一端与所述第七接口连接,所述第一水泵与所述第二接口连接;
电池温控系统,具有电池冷却器、动力电池及第二水泵,所述电池冷却器的一端与所述第八接口连接,所述电池冷却器的另一端与所述第三接口连接,所述动力电池的一端与所述第二水泵连接,所述动力电池的另一端与所述第一接口连接,所述第二水泵与所述第四接口连接,所述第三水口连接于所述第二水泵与所述第四接口之间的管路;
暖风系统,具有加热器、暖风芯体及第三水泵,所述加热器的一端与所述第三水泵连接,所述加热器的另一端与所述暖风芯体连接,所述暖风芯体与所述第一水口连接,所述第三水泵与所述第二水口连接。
2.根据权利要求1所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述暖风系统还包括连接管路,所述连接管路的一端连接于所述第三水泵与所述第二水口之间的管路,所述连接管路的另一端连接于所述动力电池与所述第一接口之间的管路。
3.根据权利要求1所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述电驱动冷却系统还包括第一传感器,所述第一传感器的一端与所述第二接口连接,所述第一传感器的另一端与所述第一水泵连接。
4.根据权利要求1所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述电驱动机构包括电驱动总成及充电机,所述电驱动总成的一端与所述第一水泵连接,所述电驱动总成的另一端与所述充电机连接,所述充电机与所述第七接口连接。
5.根据权利要求1所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述电池温控系统还包括第二传感器,所述第二传感器的一端与所述第八接口连接,所述第二传感器的另一端与所述电池冷却器连接。
6.根据权利要求1所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述暖风系统还包括第三传感器,所述第三传感器的一端与所述第二水泵连接,所述第三传感器的另一端与所述第四接口连接。
7.根据权利要求6所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述第三水口连接于所述第三传感器与所述第四接口之间的管路。
8.根据权利要求1所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述第二多通阀包括第四水口及第五水口,所述第四水口连接于所述第一水泵与所述第二接口之间的管路,所述第五水口连接于所述第三水泵与所述第二水口之间的管路。
9.根据权利要求1或8所述的基于多通阀的热管理系统,其特征在于,所述基于多通阀的热管理系统还包括膨胀水箱,所述膨胀水箱的一端连接于所述第二接口与所述第一水泵之间的管路,所述膨胀水箱的另一端连接于所述散热器与所述第五接口之间的管路。
10.一种电动装置,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的基于多通阀的热管理系统。
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