CN218661242U - 全地形车热管理系统和全地形车 - Google Patents
全地形车热管理系统和全地形车 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种全地形车热管理系统和全地形车,全地形车热管理系统包括电池热管理回路、电机散热回路、发动机散热回路、压缩机制冷回路、温度采集模块和热管理模块,发动机散热回路与电池热管理回路连接以对动力电池进行加热;压缩机制冷回路与电池热管理回路和电机散热回路连接,以对动力电池和/或电机模块进行冷却;热管理模块与电池热管理回路、电机散热回路、发动机散热回路、压缩机制冷回路和温度采集模块电连接,用于根据动力电池、发动机和电机模块的温度控制电池热管理回路、电机散热回路、发动机散热回路和压缩机制冷回路中的至少一个。本实施例的热管理系统能提升对车辆中各部件的冷却效果,降低效整车能耗,保证车辆的续航。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,尤其是涉及一种全地形车热管理系统和全地形车。
背景技术
增程式车辆中需要冷却的部件较多,通常采用散热器对内的部件进行散热。其中,散热器在与水泵连通后,水泵运转时冷却水循环形成冷却回路以对各部件进行散热,且该冷却回路中主要以水为冷却介质。以及,对动力电池进行加热时,通常设置辅助加热装置以对动力电池进行加热。
现有技术中,由于采用上述方式进行冷却时,较难满足发电机、发动机、驱动电机和动力电池等的冷却需求,进而降低增程式车辆的冷却效果。而采用设置辅助加热装置的方式对动力电池进行加热时,会增加整车能耗,缩短车辆的续航时间。
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全地形车热管理系统,能提升对车辆中各部件的冷却效果,降低效整车的能耗,保证车辆的续航。
本实用新型的目的之二在于提出一种全地形车。
为了达到上述目的,本实用新型第一方面实施例提出一种全地形车热管理系统,所述全地形车包括动力电池、发动机和电机模块,所述全地形车热管理系统包括:电池热管理回路,所述电池热管理回路与所述动力电池的加热/散热端口连接;电机散热回路,所述电机散热回路与所述电机模块的散热端口连接,用于对所述电机模块进行散热;发动机散热回路,所述发动机散热回路与所述发动机的散热端口连接以对所述发动机进行散热,所述发动机散热回路还与所述电池热管理回路连接以对所述动力电池进行加热;压缩机制冷回路,所述压缩机制冷回路与所述电池热管理回路和所述电机散热回路连接,以对所述动力电池和/或所述电机模块进行冷却;温度采集模块,所述温度采集模块用于采集所述动力电池、所述发动机和所述电机模块的温度;热管理模块,所述热管理模块与所述电池热管理回路、所述电机散热回路、所述发动机散热回路、所述压缩机制冷回路和所述温度采集模块电连接,用于根据所述动力电池、所述发动机和所述电机模块的温度控制所述电池热管理回路、所述电机散热回路、所述发动机散热回路和所述压缩机制冷回路中的至少一个。
根据本实用新型实施例的全地形车管理系统,设置温度采集模块与热管理模块电连接,使得热管理模块能实时监控动力电池、发动机和电机模块的温度,在根据动力电池的温度确定需要为动力电池升温时,控制发动机散热回路与电池热管理回路进行热交换,借助发动机产生的热量来给动力电池进行加热,从而降低了整车的能耗,保证车辆的续航。以及,当确定需要为动力电池降温时,控制压缩机制冷回路与电池热管理回路进行热交换,避免了空调冷媒管路直接进入动力电池而引起的结霜等问题。以及,当电机模块的温度很高时,采用电机散热回路与压缩机制冷回路双重散热的方式,能够解决大功率的电机模块产生的更多的热量无法及时散热的问题,以实现对电机模块快速降温的目的。
在本实用新型的一些实施例中,所述压缩机制冷回路包括:压缩机,所述压缩机具有排气口和回气口;第一换热器,所述第一换热器具有连通的第一进口和第一出口,所述第一进口与所述压缩机的排气口连接;第二换热器,所述第二换热器具有连通的第二进口和第二出口以及连通的第三出口和第三进口,所述第二进口与所述第一换热器的第一出口连接,所述第二出口与所述压缩机的回气口连接,所述第三出口和所述第三进口与所述电池热管理回路连接;第一节流阀,所述第一节流阀设置在所述第二进口处;所述热管理模块与所述压缩机和所述第一节流阀连接,用于根据所述动力电池的温度控制所述压缩机和所述第一节流阀。
在本实用新型的一些实施例中,所述压缩机制冷回路还包括:第三换热器,所述第三换热器具有连通的第四进口和第四出口以及连通的第五进口和第五出口,所述第四进口与所述第一换热器的第一出口连接,所述第四出口与所述压缩机的回气口连接,所述第五进口和所述第五出口与所述电机散热回路连接;第二节流阀,所述第二节流阀设置在所述第四进口处;所述热管理模块还与所述电机模块连接和所述第二节流阀连接,用于根据所述电机模块的温度控制所述压缩机和所述第二节流阀。
在本实用新型的一些实施例中,所述压缩机制冷回路还包括:压力开关,所述压力开关设置在所述第一换热器与所述第二换热器或所述第三换热器之间的管路上,所述压力开关与所述热管理模块连接,用于采集管路内的冷媒压力并发送所述热管理模块。其中,压力开关可用于监控管路内压力,热管理模块进而能根据检测到的压力信号确定到管路内存在压力或者压力比较低时,根据需要控制压力开关打开或者闭合,或者,根据当检测到的压力信号确定监控管路内压力比较高时,确认该管路可能存在危险需要进行相应处理。
在本实用新型的一些实施例中,所述电池热管理回路包括:第四换热器,所述第四换热器具有连通的第六出口和第六进口,所述第六出口与所述动力电池的加热/散热进口连接,所述动力电池的加热/散热出口与所述第二换热器的第三进口连接,所述第六进口与所述第二换热器的第三出口连接;第一泵,所述第一泵设置在所述第三出口与所述第六进口之间的管路上;电池管理器,所述电池管理器与所述热管理模块连接,用于将所述动力电池的温度发送给所述热管理模块;所述热管理模块与所述第一泵连接,用于根据所述动力电池的温度控制所述第一泵。
在本实用新型的一些实施例中,所述发动机散热回路包括:第一散热器和第一风扇,所述第一风扇用于对所述第一散热器吹风,所述第一散热器的出口端与所述发动机的散热进口连接;第二泵,所述第二泵设置在所述第一散热器的出口端与所述发动机的散热进口之间的管路上;发动机控制器,所述发动机控制器与所述第一风扇和所述第二泵连接,用于根据所述发动机的温度对所述第一风扇和所述第二泵进行控制。
在本实用新型的一些实施例中,所述第四换热器还具有连通的第七进口和第七出口,所述第七出口与所述第一散热器的进口端连接;所述发动机散热回路还包括:三通阀,所述三通阀的第一端口与所述第一散热器的进口端连接,所述三通阀的第二端口通过节温器与所述发动机的散热出口连接,所述三通阀的第三端口与所述第七进口连接;所述热管理模块还与所述发动机控制器和所述三通阀连接,用于根据所述发动机的温度或所述动力电池的温度控制所述三通阀的接通状态。其中,通过在原有传统散热回路中设置三通阀,以将发动机散热回路与电池热管理回路并联到第四换热器,该两个回路中的液体同时循环流动时可在第四换热器处进行热量交换,能实现对能实现电池热管理回路与发动机散热回路这两个回路的热交换的控制,进而实现借助发动机产生的热量为动力电池加热,能降低整车的能耗,保证车辆的续航。
在本实用新型的一些实施例中,所述电机散热回路包括:第二散热器和第二风扇,所述第二风扇用于对所述第二散热器吹风,所述第二散热器的进口端与所述电机模块的散热出口连接,所述第二散热器的出口端与所述第三换热器的第五进口连接,所述电机模块的散热进口与所述第三换热器的第五出口连接;第三泵,所述第三泵设置在所述电机模块的散热进口与所述第三换热器的第五出口之间的管路上;所述热管理模块还与所述第三泵连接,用于根据所述电机模块的温度控制所述第三泵的转速。
在本实用新型的一些实施例中,所述电机模块包括:双电机控制器,所述双电机控制器与所述热管理模块电连接,所述双电机控制器的散热进口与所述第三换热器的第五出口连接;发电机,所述发电机与所述双电机控制器电连接,所述发电机的散热进口与所述双电机控制器的散热出口连接;驱动电机,所述驱动电机与所述双电机控制器电连接,所述驱动电机的散热进口与所述发电机的散热出口连接,所述驱动电机的散热出口与所述第二散热器的进口端连接。
根据本实用新型实施例提出的全地形车热管理系统,对电机模块降温采用电机散热回路中传统水路散热与压缩机制冷回路双重散热的方式,能解决大功率的发电机和驱动电机产生更多的热量而不能及时散热的问题,达到快速降温效果。
为了达到上述目的,本实用新型第二方面实施例提出一种全地形车,包括:动力电池、发动机和电机模块;如上面任一项实施例所述的全地形车热管理系统,所述全地形车热管理系统用于对所述动力电池、所述发动机和所述电机模块进行散热或加热。
根据本实新型实施例提出的全地形车,通过采用上面实施例的全地形车热管理系统对动力电池、发动机和电机模块进行散热或加热,能够降低整车的能耗,能保证车辆的续航,还能避免空调冷媒管路直接进入动力电池而引起的结霜等问题,以及采用电机散热回路与压缩机制冷回路双重散热的方式,能够解决大功率的电机模块产生的更多的热量无法及时散热的问题,以实现对电机模块快速降温的目的。
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为根据本实用新型一个实施例的全地形车的框图;
图2为根据本实用新型一个实施例的全地形车热管理系统的框图;
图3为根据本实用新型一个实施例的全地形车热管理系统的示意图;
图4为根据本实用新型一个实施例的全地形车热管理系统的逻辑控制的示意图。
附图标记:
全地形车100;
全地形车热管理系统10、动力电池20、发动机30、电机模块40;
电池热管理回路1、电机散热回路2、发动机散热回路3、压缩机制冷回路4、温度采集模块5、热管理模块6;
第四换热器11、第一泵12、第二散热器21、第二风扇22、第三泵23、第一散热器31、第一风扇32、第二泵33、发动机控制器34、三通阀35、节温器36、电池管理器13、压缩机41、第一换热器42、第二换热器43、第一节流阀44、第三换热器45、第二节流阀46、压力开关47、双电机控制器401、发电机402、驱动电机403。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,下面详细描述本实用新型的实施例。
在本实用新型的一些实施例中,该全地形车热管理系统10应用于全地形车,如图1所示,为根据本实用新型一个实施例的全地形车的框图,其中,全地形车100包括全地形车热管理系统10、动力电池20、发动机30和电机模块40。其中,如图1所示,电机模块40包括双电机控制器401、发电机402和驱动电机403。发动机30、双电机控制器401、发电机402和驱动电机403在运行时均会产生热量,让其产生的热量较多、温度较高时,需要及时为发动机30和电机模块40进行降温。以及,可以理解的是,温度对动力电池20的性能的影响比较大,温度过高或过低时,动力电池20都将可能出现热失控、寿命严重衰减、充放电限制等问题,因此当动力电池20的温度较低时,需要及时提升动力电池20的温度,当动力电池20温度比较高时,需要对动力电池20进行降温,以将动力电池20的温度维持在一个相对高效且稳定的状态,满足动力电池20工作的温度要求。
在一些实施例中,全地形车热管理系统10分为别与动力电池20、发动机30和电机模块40,用于对动力电池20、发动机30和电机模块40进行散热或加热,以实现对整车的热量管理。
下面具体参考图2-图4描述根据本实用新型实施例的全地形车热管理系统10。
在本实用新型的一些实施例中,如图2所示,为根据本实用新型一个实施例的全地形车热管理系统的框图,其中,全地形车热管理系统10包括电池热管理回路1、电机散热回路2、发动机散热回路3、压缩机制冷回路4、温度采集模块5和热管理模块6。
其中,电池热管理回路1与动力电池20的加热/散热端口连接,电池热管理回路1设置有用于与动力电池22进行热交换的液体如循环水等,该液体在循环流动时能适时地将热量提供给动力电池20,以提升动力电池20的温度,或者带走动力电池20中的热量,以降低动力电池20的温度。
在本实用新型的一些实施例中,如图1和图2所示,电机模块40包括双电机控制器401、发电机402和驱动电机403。具体地,如图2所示,双电机控制器401的散热进口与第三换热器45的第五出口连接。发电机402与双电机控制器401电连接,发电机402的散热进口与双电机控制器401的散热出口连接。驱动电机403与双电机控制器401电连接,驱动电机403的散热进口与发电机402的散热出口连接,驱动电机403的散热出口与第二散热器21的进口端连接。如图3所示,双电机控制器401与热管理模块6电连接,其中,热管理模块6可发送控制信号至双电机控制器401,由可双电机控制器401控制发电机402和驱动电机403的运行状态。
以及,双电机控制器401还能监测发电机402和驱动电机403的运行状态参数,并将其二者的运行状态参数和自身的运行状态参数温度等参数及时上报至热管理模块6中。例如,如图4所示,可将双电机控制器401通过CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线与制热管理模块6连接,以将获取的双电机控制器401的温度、发电机402的温度和驱动电机403的温度等运行状态发送至CAN总线中以实时提供给制热管理模块6。
其中,还可以理解的是,电机模块40中的双电机控制器401或/和发电机402或/和驱动电机403工作时均会产生大量热量,需要及时为电机模块40进行散热,电机散热回路2与电机模块40的散热端口连接。如图3所示,电机散热回路2中的冷却水在循环流动时依次经过双电机控制器401、发电机402和驱动电机403,能适时地带走双电机控制器401、发电机402和驱动电机403中的热量,以对电机模块40进行散热。
还可以理解的是,发动机30运行时会产生大量的热量,可以采用传送散热的方式对发动机30进行散热,可将发动机散热回路3与发动机30的散热端口连接,该发动机散热回路3中可设置有冷却水,该冷却水流经发动机30时,能适时地将发动机30中的热量带走,以对发动机30进行散热。
进一步地,发动机散热回路3还与电池热管理回路1连接以对动力电池20进行加热。其中,动力电池20的温度过低时,会导致动力电池20的输出功率下降。此时需要控制提升动力电池20的温度,由于发动机30运行时会产生大量的热量,因此可以将发动机散热回路3中的热量提供给电池热管理回路1,电池热管理回路1将热量带给动力电池20以为动力电池20加热。也就是说,借用发动机30产生的热量来给动力电池20进行加热,从而降低了整车的能耗,保证车辆的续航。
在一些实施例中,压缩机制冷回路4与电池热管理回路1和电机散热回路2连接,以对动力电池20和/或电机模块40进行冷却。具体地,压缩机制冷回路4中具有冷媒,驱动冷媒在该回路中循环流动过程中,用于实现制冷。
可以理解的是,通常压缩机制冷回路4的散热效果比较好。当动力电池20或者电机模块40工作时产生热量较多导致温度较高时,需要快速对动力电池20和/或电机模块40冷却处理,或者,电池热管理回路1不能满足动力电池20的散热需求或电机散热回路2不能满足电机模块40的散热需求时,可以借助压缩机制冷回路4对动力电池20和/或电机模块40进行降温。
基于以上,在对电机模块40降温时,采用电机散热回路2与压缩机制冷回路4双重散热的方式,能解决大功率的发电机402和驱动电机403产生更多的热量而不能及时散热的问题,达到快速降温效果。以及,在对动力电池20降温时,借助压缩机制冷回路4进行散热,通过将压缩机制冷回路4中的冷媒和电池热管理回路1中的水进行热量交换,避免了空调冷媒管路直接进入动力电池20而引起的结霜等问题。
温度采集模块5用于采集动力电池20、发动机30和电机模块40的温度。热管理模块6与电池热管理回路1、电机散热回路2、发动机散热回路3、压缩机制冷回路4和温度采集模块5电连接,用于根据动力电池20、发动机30和电机模块40的温度控制电池热管理回路1、电机散热回路2、发动机散热回路3和压缩机制冷回路4中的至少一个。
如图2所示,温度采集模块5采集动力电池20的温度后,可将该温度上传制热管理模块6中,具体地,热管理模块6可通过CAN总线实时监控动力电池20、发动机30和电机模块40的温度。例如当根据动力电池20的温度确定需要为动力电池20升温时,借助发动机散热回路3中的热量来给动力电池20进行加热,以及确定需要为动力电池20降温时,借助压缩机制冷回路4对动力电池20进行降温。以及,当电机模块40的温度很高时,采用电机散热回路2与压缩机制冷回路4双重散热的方式,以达到对电机模块40快速降温的目的。
根据本实用新型实施例的全地形车管理系统10,设置温度采集模块5与热管理模块6电连接,使得热管理模块6能实时监控动力电池20、发动机30和电机模块40的温度,在根据动力电池20的温度确定需要为动力电池20升温时,控制发动机散热回路3与电池热管理回路1进行热交换,借助发动机30产生的热量来给动力电池20进行加热,从而降低了整车的能耗,保证车辆的续航。以及,当确定需要为动力电池20降温时,控制压缩机制冷回路4与电池热管理回路1进行热交换,避免了空调冷媒管路直接进入动力电池而引起的结霜等问题。以及,当电机模块40的温度很高时,采用电机散热回路2与压缩机制冷回路4双重散热的方式,能够解决大功率的电机模块40产生的更多的热量无法及时散热的问题,以实现对电机模块40快速降温的目的。
在本实用新型的一些实施例中,具体可结合图2-图4描述本实用新型实施例的全地形车热管理系统10中各个模块以及控制逻辑,图3为根据本实用新型一个实施例的全地形车热管理系统的示意图;图4为根据本实用新型一个实施例的全地形车而管理系统的控制逻辑的示意图。
其中,压缩机制冷回路4包括压缩机41、第一换热器42、第二换热器43和第一节流阀44。具体地,如图3所示,在该压缩机制冷回路4中,其中,压缩机41具有排气口和回气口。第一换热器42具有连通的第一进口和第一出口,第一进口与压缩机41的排气口连接。第二换热器43具有连通的第二进口和第二出口第二进口与第一换热器42的第一出口连接,第一节流阀44设置在第二进口处。第二出口与压缩机41的回气口连接。其中,当第一节流阀44为开启状态时,压缩机41、第一换热器42、第一节流阀44和第二换热器43依次连通,且第二换热器43与压缩机41连通,形成循环回路,该压缩机制冷回路4中具有冷媒,压缩机41运行时用于驱动冷媒在该回路中循环流动,其中第一换热器42为冷凝器,冷媒经过压缩机41后变为高温高压的气态,再经过第一换热器42放热后变为高压的液态,该液态冷媒由第二进口进入第二换热器43并从第二出口流出后变为低压的气态冷媒,最后由回气口流回压缩机41。可以理解的是,整个循环过程中,冷媒流经第一换热器42时实现一级降温,在流经第二换热器43时实现二级降温,从而实现制冷。
在一些实施例中,第二换热器43还具有连通的第三出口和第三进口,第三出口和第三进口与电池热管理回路1连接。当压缩机41运行且第一节流阀44为开启状态时,压缩机制冷回路4中的冷媒流经第二换热器43时会带走电池热管理回路1中的热量,也就是说可以借助压缩机制冷回路4对动力电池20进行降温。
在一些实施例中,热管理模块6与压缩机41和第一节流阀44连接,用于根据动力电池20的温度控制压缩机41和第一节流阀44。其中,如图4所示,压缩机41和第一节流阀44可均可连接12V供电电源。例如可设置热管理模块6发送低电平信号至压缩机41中的COMS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补型金属氧化物半导体芯片)芯片,进而控制压缩机41使能。基于此,热管理模块6可通过CAN总线实时监控动力电池20的温度,当根据获取的数据确定动力电池20的温度达到预设的降温温度阈值时,确定需要为动力电池20降温,通过控制压缩机41和第一节流阀44启动,以实现借助压缩机制冷回路4对动力电池20进行降温的目的。其中,该预设的降温温度阈值可在实验室条件下或者根据需要或者根据动力电池20的型号、性能等进行设定,此处不做限定。
进一步地,如图4所示,热管理模块6还能根据动力电池20的温度实时调整压缩机41的转速,例如热管理模块6可发送PWM信号至COMS芯片,并随着动力电池20的温度升高,通过发送PWM信号逐步提升压缩机41的转速,直至将动力电池10的温度调节到一个安全且平衡的状态。
在本实用新型的另一些实施例中,如图3所示,压缩机制冷回路4还包括第三换热器45和第二节流阀46。其中,第三换热器45具有连通的第四进口和第四出口,第四进口与第一换热器42的第一出口连接,第四出口与压缩机41的回气口连接,其中,第二节流阀46设置在第四进口处。
其中,当第二节流阀46为开启状态时,压缩机41、第一换热器42、第二节流阀46和第三换热器45依次连通,且第三换热器45与压缩机41连通形成循环回路。或者,当第一节流阀44和第二节流阀46均开启时,冷媒经过压缩机41后变为高温高压的气态,再经过第一换热器42放热后变为高压的液态,随后该液态冷媒被分为两路,一路由第二进口进入第二换热器43并从第二出口流出后变为低压的气态冷媒,另一路由第四进口进入第三换热器45并从第四出口流出后变为低压的气态冷媒,最后两路气态冷媒均由回气口流回压缩机41。可以理解的是,整个循环过程中,冷媒流经第一换热器42时实现一级降温,在流经第二换热器43或第三换热器45时实现二级降温,相当于冷媒流经三个换热器,能实现对大限度地制冷。
在一些实施例中,第三换热器45还具有连通的第五进口和第五出口,第五进口和第五出口与电机散热回路2连接。当压缩机41运行且第二节流阀46为开启状态时,压缩机制冷回路4中的冷媒流经第三换热器45时会带走电机散热回路2中的热量,也就是说可以借助压缩机制冷回路4对电机模块40进行降温。
在一些实施例中,热管理模块6还与电机模块40连接和第二节流阀46连接,用于根据电机模块40的温度控制压缩机41和第二节流阀46。其中,如图4所示,压缩机41和第一节流阀44可均可连接12V供电电源。热管理模块6可通过CAN总线实时监控电机模块40的温度,当根据获取的确定需要对电机模块40进行降温时,控制压缩机41和第二节流阀46启动,以实现借助压缩机制冷回路4对电机模块40进行降温的目的。
进一步地,热管理模块6可发送PWM信号至COMS芯片,并随着电机模块40的温度升高,通过发送PWM信号逐步提升压缩机41的转速,直至将电机模块40的温度调节到一个安全且平衡的状态。
在本实用新型的另一些实施例中,如图3所示,压缩机制冷回路4还包括压力开关47。压力开关47设置在第一换热器42与第二换热器43或第三换热器45之间的管路上,压力开关47与热管理模块6连接,用于采集管路内的冷媒压力并发送热管理模块6。其中,如图4所示,压力开关47具体可以包括开关S1、S2和S3,分别为高、低、中三种状态,压力开关47用于监控管路内压力,例如热管理模块6根据检测到的压力信号确定管路内存在压力或者压力比较低时,根据需要控制压力开关47打开或者闭合,或者,根据当检测到的压力信号确定监控管路内压力比较高时,确认该管路可能存在危险需要进行相应处理。
在本实用新型的一些实施例中,如图3所示,电池热管理回路1包括第四换热器11、第一泵12和电池管理器13(图3中未示出)。其中,第四换热器11为液液换热器,第四换热器11具有连通的第六出口和第六进口,第六出口与动力电池20的加热/散热进口连接,动力电池20的加热/散热出口与第二换热器43的第三进口连接,第六进口与第二换热器43的第三出口连接。第一泵12设置在第三出口与第六进口之间的管路上,其中该第一泵12可以为电子水泵,则该电池热管理回路1中设置有用于与动力电池20进行热交换的液体如循环水等,第一泵12启动运行时,电池热管理回路1中的液体,沿着第一泵12-第四换热器11-动力电池20-第二换热器43-第一泵12的方向在管路中循环流动,该液体流经动力电池20时,能适时地将热量提供给动力电池20,以提升动力电池20的温度,或者带走动力电池20中的热量,以降低动力电池20的温度。
如图2所示,还可以可将电池管理器13与温度采集模块5连接,能实时获取温度采集模块5将采集到的动力电池20的温度,以及,如图4所示,电池管理器13还与热管理模块6连接,进而能将获取的动力电池20的温度发送给热管理模块6。热管理模块6与第一泵12连接,用于根据动力电池20的温度控制第一泵12。其中,如图4所示,第一泵12可连接12V供电电源,热管理模块6可通过CAN总线与电池管理器13连接,电池管理器13可实时将动力电池20的温度发送至CAN总线上,热管理模块6从而能实时监控动力电池20的温度,当根据获取的数据确定动力电池20的温度达到预设的降温温度阈值时,确定需要为动力电池20降温,控制压缩机41和第一节流阀44以及第一泵12启动,压缩机制冷回路4中的冷媒流经第二换热器43时与电池热管理回路1的水发生热量交换,冷媒带走了水中大量的热,从而能实现借助压缩机制冷回路4对动力电池20进行降温的目的,避免了空调冷媒管路直接进入动力电池20而引起的结霜等问题。
此外,如图4所示,热管理模块6还能根据动力电池20的温度变化实时控制调整第一泵12的转速,例如,热管理模块6可发送PWM信号至第一泵12,并随着动力电池20的温度升高,通过发送PWM信号逐步提升第一泵12的转速,以及还可以通过发送PWM信号至COMS芯片以逐步提升压缩机41的转速,直至将动力电池10的温度调节到一个安全且平衡的状态。
以及,当热管理模块6根据获取的数据确定动力电池20的温度低于预设的升温温度阈值时,确认需要为动力电池20升温,热管理模块6通过控制第一泵12启动,能实现管路中的液体将热量带给动力电池20以达到提升动力电池20的温度的目的。其中,该预设的升温温度阈值可在实验室条件下或者根据需要或者根据动力电池20的型号、性能等进行设定,此处不做限定。
此外,如图4所示,在调整提升动力电池20的温度的过程中,热管理模块6还实时控制调整第一泵12的转速,例如,热管理模块6可发送PWM信号至第一泵12,并随着动力电池20的温度升高,通过发送PWM信号逐步降低第一泵12的转速,直至将动力电池10的温度调节到一个安全且平衡的状态。
进一步地,第一泵12运行过程中还能实时监测自身的运行状态,当确定自身运行出现故障时,还能及时上报故障状态制热管理模块6以实现故障反馈。
在本实用新型的一些实施例中,如图3所示,发动机散热回路3包括第一散热器31、第一风扇32、第二泵33和发动机控制器34(图3中未示出)。其中,第一风扇32用于对第一散热器31吹风,第一散热器31的出口端与发动机30的散热进口连接。第二泵33设置在第一散热器31的出口端与发动机30的散热进口之间的管路上。
具体地,第二泵33为机械式水泵,该发动机散热回路3中设置有冷却水,该冷却水流经发动机30时,能适时地将发动机30中的热量带走,以降低发动机30的温度。
其中,该发动机散热回路3可以采用传送散热的方式对发动机30进行散热,发动机控制器34与第一风扇32和第二泵33连接(图3和图4中未示出)。如图2所示,还可以将发动机控制器34与温度采集模块5连接,能实时获取温度采集模块5将采集到的发动机30的温度,并根据发动机30的温度对第一风扇32和第二泵33进行控制。具体地,发动机控制器34控制发动机30启动运行的同时,也控制第一风扇32和第二泵33启动,以达到为发动机30散热的目的。进一步地,如图4所示,该发动机控制器34还通过CAN总线与制热管理模块6连接,以将获取的发动机30的温度信号发送至CAN总线中以实时提供给制热管理模块6。
在本实用新型的一些实施例中,第四换热器11还具有连通的第七进口和第七出口,第七出口与第一散热器31的进口端连接。发动机散热回路3还包括三通阀35,三通阀35的第一端口与第一散热器31的进口端连接,三通阀35的第二端口通过节温器36与发动机30的散热出口连接,三通阀35的第三端口与第七进口连接。
在一些实施例中,热管理模块6还与发动机控制器34和三通阀35连接,用于根据发动机30的温度控制三通阀35的接通状态。具体地,当发动机控制器34控制发动机30启动并控制第一风扇32和第二泵33启动后,热管理模块6可控制三通阀31的第一端口与第二端口导通,具体地,当三通阀31的第一端口与第二端口处于导通状态且第二泵33运行时,发动机散热回路3中的冷却水沿着发动机30-第二泵33-第一散热器31-三通阀35-节温器36-发动机30的方向在管路中循环流动,以对发动机30进行降温。或者,热管理模块6根据发动机控制器34发送的发动机30的温度信号确定发动机30的温度很高需要进行进一步降温时,可控制三通阀31的第一端口与第三端口导通。具体地,当三通阀31的第一端口与第三端口处于导通状态且第二泵33运行时,发动机散热回路3中的冷却水沿着发动机30-第二泵33-第一散热器31-第四换热器11-三通阀35-节温器36-发动机30的方向在管路中循环流动,也就是说,该冷却水经过第一散热器31进行一级降温后还可以经过第四换热器11进行二级降温,经二级降温后的冷却水的温度更低,流过发动机30后能带走更多的热量,提升系统对发动机30的降温效果。
进一步地,热管理模块6还能根据动力电池20的温度控制三通阀35的接通状态。具体地,发动机控制器34控制发动机30、第一风扇32和第二泵33启动运行时,当热管理模块6根据获取的数据确定动力电池20的温度低于预设的升温温度阈值时,确认需要为动力电池20升温,热管理模块6控制第一泵12启动后,还可以控制三通阀31的第一端口与第三端口导通。如图3所示,当三通阀31的第一端口与第三端口处于导通状态时,发动机散热回路3中的冷却水会经过第四换热器11,而电池热管理回路1中的液体也经过第四换热器11,发动机30的热量经过第四换热器11传导给电池热管理回路1,以对动力电池20进行加热。
此外,如图4所示,在调整提升动力电池20的温度的过程中,随着动力电池20的温度升高,热管理模块6还可实时发送PWM信号逐步降低第一泵12的转速,当确定动力电池10的温度达到设定的目标温度后,可控制第一泵12关闭并控制三通阀31由第一端口与第三端口导通变为第一端口与第二端口,或者控制三通阀31关闭。
通过在原有传统散热回路中设置三通阀31,以将发动机散热回路3与电池热管理回路1并联到第四换热器11,该两个回路中的液体同时循环流动时可在第四换热器11处进行热量交换,能实现对能实现电池热管理回路1与发动机散热回路3这两个回路的热交换的控制,进而实现借助发动机3产生的热量为动力电池20加热,能降低整车的能耗,保证车辆的续航。
在本实用新型的一个实施例中,如图3所示,电机散热回路2包括第二散热器21、第二风扇22和第三泵23。
第二风扇22用于对第二散热器21吹风,第二散热器的进口端与电机模块40的散热出口连接,第二散热器21的出口端与第三换热器45的第五进口连接,电机模块40的散热进口与第三换热器的45第五出口连接。第三泵23设置在电机模块40的散热进口与第三换热器45的第五出口之间的管路上。热管理模块6还与第三泵23连接,用于根据电机模块40的温度控制第三泵23的转速。具体地,电机模块40包括双电机控制器401、发电机402和驱动电机403,第三泵23可以为电子水泵。在电机散热回路2中,冷却水先经过第二散热器21进行一级降温,再通过第三换热器45进行二级降温,冷却后的水根据零部件耐温等级依次经过双电机控制器401、发电机402和驱动电机403,最后流回第二散热器21进行降温。
具体地,如图1或图3所示,由于电机模块40包括双电机控制器401、发电机402和驱动电机403,则电机模块40的温度包括双电机控制器401的温度、发电机402的温度和驱动电机403的温度,具体地,如图2所示,温度采集模块5可以与双电机控制器401连接,以将采集到的双电机控制器401的温度、发电机402的温度和驱动电机403的温度发送至双电机控制器401。进一步地,如图4所示,双电机控制器401还通过CAN总线与制热管理模块6连接,以将获取的双电机控制器401的温度、发电机402的温度和驱动电机403的温度发送至CAN总线中以实时提供给制热管理模块6。
具体地,热管理模块6可实时监测双电机控制器401的温度、发电机402的温度和驱动电机403的温度,当确定该三个部件中的至少一个部件的温度达到第一降温条件阈值时,则确定需要为电机模块40降温,控制第三泵23以及第二风扇22开启。其中,如图4所示,第三泵23与第二风扇22均可连接12V供电电源。此外,随着电机模块40的温度升高,热管理模块6还可实时发送PWM信号逐步调节第三泵23的转速,以对电机模块40快速降温。当确定电机模块40的温度达到第二降温条件阈值时,确定电机模块40的温度比较高,需要快速为电机模块40降温并加大降温力度,热管理模块6可发送控制信号控制压缩机41和第一节流阀44启动,同时控制第二节流阀46开启,压缩机制冷回路4中的冷媒流经第三换热器45时会带走电机散热回路2中的热量,也就是说可以借助压缩机制冷回路4对电机模块40进行降温。其中,可设置第二降温条件阈值大于第一降温条件阈值第一降温条件阈值和第二降温条件阈值,具体地,可在实验室条件下或者根据需要或者根据动力电池20的型号、性能等进行设定,此处不做限定。
根据本实用新型实施例提出的全地形车热管理系统10,对电机模块40降温采用电机散热回路2中传统水路散热与压缩机制冷回路4双重散热的方式,能解决大功率的发电机402和驱动电机403产生更多的热量而不能及时散热的问题,达到快速降温效果。
进一步地,热管理模块6可发送PWM信号至COMS芯片,并随着电机模块40的温度升高,通过发送PWM信号逐步提升压缩机41的转速,直至将电机模块40的温度调节到一个安全且平衡的状态。
根据本实用新型实施例的全地形车热管理系统10和全地形车100等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 (10)
1.一种全地形车热管理系统,其特征在于,所述全地形车包括动力电池、发动机和电机模块,所述全地形车热管理系统包括:
电池热管理回路,所述电池热管理回路与所述动力电池的加热/散热端口连接;
电机散热回路,所述电机散热回路与所述电机模块的散热端口连接,用于对所述电机模块进行散热;
发动机散热回路,所述发动机散热回路与所述发动机的散热端口连接以对所述发动机进行散热,所述发动机散热回路还与所述电池热管理回路连接以对所述动力电池进行加热;
压缩机制冷回路,所述压缩机制冷回路与所述电池热管理回路和所述电机散热回路连接,以对所述动力电池和/或所述电机模块进行冷却;
温度采集模块,所述温度采集模块用于采集所述动力电池、所述发动机和所述电机模块的温度;
热管理模块,所述热管理模块与所述电池热管理回路、所述电机散热回路、所述发动机散热回路、所述压缩机制冷回路和所述温度采集模块电连接,用于根据所述动力电池、所述发动机和所述电机模块的温度控制所述电池热管理回路、所述电机散热回路、所述发动机散热回路和所述压缩机制冷回路中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述压缩机制冷回路包括:
压缩机,所述压缩机具有排气口和回气口;
第一换热器,所述第一换热器具有连通的第一进口和第一出口,所述第一进口与所述压缩机的排气口连接;
第二换热器,所述第二换热器具有连通的第二进口和第二出口以及连通的第三出口和第三进口,所述第二进口与所述第一换热器的第一出口连接,所述第二出口与所述压缩机的回气口连接,所述第三出口和所述第三进口与所述电池热管理回路连接;
第一节流阀,所述第一节流阀设置在所述第二进口处;
所述热管理模块与所述压缩机和所述第一节流阀连接,用于根据所述动力电池的温度控制所述压缩机和所述第一节流阀。
3.根据权利要求2所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述压缩机制冷回路还包括:
第三换热器,所述第三换热器具有连通的第四进口和第四出口以及连通的第五进口和第五出口,所述第四进口与所述第一换热器的第一出口连接,所述第四出口与所述压缩机的回气口连接,所述第五进口和所述第五出口与所述电机散热回路连接;
第二节流阀,所述第二节流阀设置在所述第四进口处;
所述热管理模块还与所述电机模块连接和所述第二节流阀连接,用于根据所述电机模块的温度控制所述压缩机和所述第二节流阀。
4.根据权利要求3所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述压缩机制冷回路还包括:
压力开关,所述压力开关设置在所述第一换热器与所述第二换热器或所述第三换热器之间的管路上,所述压力开关与所述热管理模块连接,用于采集管路内的冷媒压力并发送所述热管理模块。
5.根据权利要求2所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述电池热管理回路包括:
第四换热器,所述第四换热器具有连通的第六出口和第六进口,所述第六出口与所述动力电池的加热/散热进口连接,所述动力电池的加热/散热出口与所述第二换热器的第三进口连接,所述第六进口与所述第二换热器的第三出口连接;
第一泵,所述第一泵设置在所述第三出口与所述第六进口之间的管路上;
电池管理器,所述电池管理器与所述热管理模块连接,用于将所述动力电池的温度发送给所述热管理模块;
所述热管理模块与所述第一泵连接,用于根据所述动力电池的温度控制所述第一泵。
6.根据权利要求5所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述发动机散热回路包括:
第一散热器和第一风扇,所述第一风扇用于对所述第一散热器吹风,所述第一散热器的出口端与所述发动机的散热进口连接;
第二泵,所述第二泵设置在所述第一散热器的出口端与所述发动机的散热进口之间的管路上;
发动机控制器,所述发动机控制器与所述第一风扇和所述第二泵连接,用于根据所述发动机的温度对所述第一风扇和所述第二泵进行控制。
7.根据权利要求6所述的全地形车热管理系统,其特征在于,
所述第四换热器还具有连通的第七进口和第七出口,所述第七出口与所述第一散热器的进口端连接;
所述发动机散热回路还包括:
三通阀,所述三通阀的第一端口与所述第一散热器的进口端连接,所述三通阀的第二端口通过节温器与所述发动机的散热出口连接,所述三通阀的第三端口与所述第七进口连接;
所述热管理模块还与所述发动机控制器和所述三通阀连接,用于根据所述发动机的温度或所述动力电池的温度控制所述三通阀的接通状态。
8.根据权利要求3所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述电机散热回路包括:
第二散热器和第二风扇,所述第二风扇用于对所述第二散热器吹风,所述第二散热器的进口端与所述电机模块的散热出口连接,所述第二散热器的出口端与所述第三换热器的第五进口连接,所述电机模块的散热进口与所述第三换热器的第五出口连接;
第三泵,所述第三泵设置在所述电机模块的散热进口与所述第三换热器的第五出口之间的管路上;
所述热管理模块还与所述第三泵连接,用于根据所述电机模块的温度控制所述第三泵的转速。
9.根据权利要求8所述的全地形车热管理系统,其特征在于,所述电机模块包括:
双电机控制器,所述双电机控制器与所述热管理模块电连接,所述双电机控制器的散热进口与所述第三换热器的第五出口连接;
发电机,所述发电机与所述双电机控制器电连接,所述发电机的散热进口与所述双电机控制器的散热出口连接;
驱动电机,所述驱动电机与所述双电机控制器电连接,所述驱动电机的散热进口与所述发电机的散热出口连接,所述驱动电机的散热出口与所述第二散热器的进口端连接。
10.一种全地形车,其特征在于,包括:
动力电池、发动机和电机模块;
如权利要求1-9任一项所述的全地形车热管理系统,所述全地形车热管理系统用于对所述动力电池、所述发动机和所述电机模块进行散热或加热。
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