CN218876971U - 一种动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动力系统和车辆，所述动力系统包括：动力电池、燃料电池辅件、水泵以及循环液管道；水泵连接于循环液管道，循环液管道分别连接于动力电池和燃料电池辅件，循环液管道内容纳有可流动的循环液；在动力电池需要加热的情况下，控制器水泵控制循环液管道内的循环液流动，以将燃料电池辅件产生的热量传递至动力电池；燃料电池辅件包括依次连接的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器，所述循环液沿所述氢泵控制器、所述空气压缩机控制器、所述空气压缩机、所述升压器和所述动力电池形成回路。

Description

一种动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种动力系统及车辆。

背景技术

随着科技的发展，可以使用清洁能源的电动汽车应用越来越广泛。电动汽车内通常设有动力电池和动力电池加热器。在动力电池温度较低时，动力电池加热器可以对动力电池进行加热，避免温度较低时动力电池的容量衰减。

现有技术中，动力电池加热器通常可以采用加热膜或者热敏电阻(PositiveTemperature Coefficient，PTC)，还可以采用热泵或者加热电机等。

然而，发明人在研究现有技术的过程中发现，采用加热膜、热敏电阻、热泵或者加热电机等对动力电池进行加热的方式，都需要消耗动力电池的电能，这样，很容易降低车辆的续航能力。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种动力系统及车辆，以解决现有技术中消耗电能对动力电池进行加热，导致车辆的续航能力降低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种动力系统，所述动力系统包括：动力电池、燃料电池辅件、水泵以及循环液管道；

所述水泵连接于所述循环液管道，所述循环液管道分别连接于所述动力电池和所述燃料电池辅件，所述循环液管道内容纳有可流动的循环液；

在所述动力电池需要加热的情况下，所述水泵控制所述循环液管道内的循环液流动，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池；

所述燃料电池辅件包括依次连接的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器，所述循环液沿所述氢泵控制器、所述空气压缩机控制器、所述空气压缩机、所述升压器和所述动力电池形成回路。

可选地，所述循环液管道包括第一分流管和与所述第一分流管连接的第二分流管；

所述第一分流管连接于所述燃料电池辅件，所述第二分流管连接于所述动力电池，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池。

可选地，所述动力系统还包括第一阀门，所述第一阀门的一端连接于所述第一分流管，所述第一阀门的另一端连接于低温散热器，所述第一阀门用于控制所述第一分流管内循环液的流动。

可选地，所述动力系统还包括电驱件，所述循环液管道还包括第三分流管；

所述电驱件连接于所述第三分流管，所述第三分流管连接于所述第二分流管，以将所述电驱件产生的热量传递至所述动力电池。

可选地，所述动力系统还包括第二阀门，所述第二阀门连接于所述第三分流管，所述第二阀门用于控制所述第三分流管内循环液的流动。

可选地，所述动力系统还包括水冷中冷器，所述循环液管道还包括第四分流管；

所述水冷中冷器连接于所述第四分流管，所述第四分流管连接于所述第二分流管，以将所述水冷中冷器产生的热量传递至所述动力电池。

可选地，所述电驱件包括第一电机、第二电机、充电机集成器以及电驱控制器；

所述电驱控制器的一端连接于所述第三分流管，所述电驱控制器的另一端连接于所述充电机集成器的一端，所述充电机集成器的另一端连接于所述第二电机的一端，所述第二电机的另一端连接于所述第四分流管，所述第一电机的一端连接于所述第三分流管，所述第一电机的另一端连接于所述第四分流管。

可选地，所述动力系统还包括换热器和电池冷却器，所述换热器的一端连接于所述动力电池，所述电池冷却器的一端连接于所述换热器的一端，所述换热器的另一端和所述电池冷却器的另一端连接于空调系统。

可选地，所述动力系统还包括温度传感器，所述温度传感器连接于所述动力电池，且连接于所述循环液管道；

所述温度传感器用于检测循环液流通电池包的温度。

相对于现有技术，本实用新型提供的动力系统具有以下优势：

在本实用新型实施例中，所述动力系统包括：动力电池、燃料电池辅件、水泵以及循环液管道；所述水泵连接于所述循环液管道，所述循环液管道分别连接于所述动力电池和所述燃料电池辅件，所述循环液管道内容纳有可流动的循环液；在所述动力电池需要加热的情况下，所述水泵控制所述循环液管道内的循环液流动，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池；所述燃料电池辅件包括依次连接的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器，所述循环液沿所述氢泵控制器、所述空气压缩机控制器、所述空气压缩机、所述升压器和所述动力电池形成回路。这样，通过水泵和循环液管道，使得燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量通过循环液管道内的循环液传递至动力电池，进行热量交换，实现了对所述动力电池的加热。也即，可以将燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量用于对动力电池的加热，充分利用了燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量，提高了能量利用率。这样，不需要采用加热膜、热敏电阻、热泵或者加热电机消耗动力电池的电能，提升了动力电池的性能，提高了电动汽车的续航能力。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，以解决现有技术中消耗电能对动力电池进行加热，导致车辆的续航能力降低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，所述车辆包括所述的动力系统。

所述车辆与上述动力系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种动力系统的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的一种动力系统的结构示意图之二。

附图标记说明：10-动力电池；20-燃料电池辅件；30-水泵；40-第一分流管；41-第二分流管；11-第一阀门；50-第一电机；51-第二电机；52-充电机集成器；53-电驱控制器；42-第三分流管；12-第二阀门；60-水冷中冷器；43-第四分流管；21-升压器；22-空气压缩机；23-空气压缩机控制器；24-氢泵控制器；70-温度传感器；80-换热器；90-电池冷却器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图2所示，示出了本实用新型实施例提供的一种动力系统的结构示意图，其中箭头表示循环液的流向示意。所述动力系统具体可以包括：动力电池10、燃料电池辅件20、水泵30以及循环液管道；

水泵30连接于所述循环液管道，所述循环液管道分别连接于动力电池10和燃料电池辅件20，所述循环液管道内容纳有可流动的循环液；

在动力电池10需要加热的情况下，水泵30控制所述循环液管道内的循环液流动，以将燃料电池辅件20产生的热量传递至动力电池10；

所述燃料电池辅件20包括依次连接的氢泵控制器24、空气压缩机控制器23、空气压缩机22和升压器21，所述循环液沿氢泵控制器24、空气压缩机控制器23、空气压缩机22、升压器21和所述动力电池10形成回路。

在本申请实施例中，具体地，氢泵控制器24的一端连接于所述循环液管道的一端，氢泵控制器24的另一端连接于空气压缩机控制器23的一端，空气压缩机控制器23的另一端连接于空气压缩机22的一端，空气压缩机22的另一端连接于升压器21的一端，升压器21的另一端连接于所述循环液管道的另一端。通过水泵30和循环液管道，循环液能够沿燃料电池辅件20的氢泵控制器24、空气压缩机控制器23、空气压缩机22和升压器21与动力电池10形成循环回路，使得氢泵控制器24、空气压缩机控制器23、空气压缩机22和升压器21产生的热量可以通过循环液管道内的循环液传递至动力电池10，进行热量交换，实现了对动力电池10的加热。也即，可以将燃料电池辅件20的氢泵控制器24、空气压缩机控制器23、空气压缩机22和升压器21产生的热量用于对动力电池10的加热，充分利用了燃料电池辅件20的氢泵控制器24、空气压缩机控制器23、空气压缩机22和升压器21产生的热量，提高了能量利用率。这样，不需要采用加热膜、热敏电阻、热泵或者加热电机消耗动力电池10的电能，提升了动力电池10的性能，提高了电动汽车的续航能力。

如图1，示出了燃料电池辅件20包括升压器21、空气压缩机22、空气压缩机控制器23和氢泵控制器24的示意图。其中，空气压缩机控制器23在图示中可以用Air COMP表示，空气压缩机22在图示中可以用FCAC Cont表示，升压器21为燃料电池系统的升压器21，在图示中可以用HV DC/DC表示。

示例地，在本申请实施例中，燃料电池辅件20中的升压器21、空气压缩机22、空气压缩机控制器23和氢泵控制器24可以产生10千瓦左右的热量(在本申请实施例中可以用单位千瓦来衡量热量的大小)，将上述热量传递至动力电池10，使得动力电池10的工作温度到达适宜的20-40℃。

具体地，在本申请实施例中，燃料电池辅件20用于辅助燃料电池，在其进行工作的过程中会产生热量，为了使得燃料电池辅件20能够较好地工作，通常需要对燃料电池辅件20进行散热。本申请实施例将燃料电池辅件20产生的热量传递至动力电池10，不仅实现对动力电池10的加热，还对燃料电池辅件20进行了散热，使得所述动力系统能够实现较好的能量利用。

在本申请实施例中，水泵30实现对所述循环液管道内的循环液的驱动作用，提供较为稳定可靠的驱动力。在本申请实施例中，可以通过一个水泵30对所述循环液管道内的循环液进行驱动，也可以根据车辆的具体结构布局设置多个水泵30协同作用，例如2个、3个等等，本申请实施例对水泵30的具体设置数量和位置可以不做限定。

在本申请实施例中，示例地，所述循环液可以为水，使得所述循环液具有较好的流动性以及热量传递效果。

具体地，在本申请实施例中，所述循环液管道的设置位置可以根据车辆的具体结构按需设置，所述循环液管道上也可以设置多个连通管，例如三通管等等，本申请实施例对此可以不做限定。

可选地，在本申请实施例中，所述循环液管道包括第一分流管40和与第一分流管40连接的第二分流管41；第一分流管40连接于燃料电池辅件20，第二分流管41连接于动力电池10，以将燃料电池辅件20产生的热量传递至动力电池10。这样，可以通过第一分流管40吸收燃料电池辅件20产生的热量，并将其传递至第一分流管40内的循环液，循环液流动至第二分流管41，将热量传递至第二分流管41，第二分流管41再将热量传递至动力电池10，实现对动力电池10的加热作用。示例地，水泵30可以连接于第一分流管40和第二分流管41中的至少一个，以实现对其中循环液的驱动，本申请实施例对此可以不做限定。

在本申请实施例中，可选地，所述动力系统还包括第一阀门11，第一阀门11的一端连接于第一分流管40，第一阀门11的另一端连接于低温散热器，第一阀门11用于控制第一分流管40内循环液的流动。这样，可以通过第一阀门11实现对第一分流管40内循环液是否流动的实时控制。当燃料电池辅件20工作发热，需要将其产生的热量进行传递的时候，则打开第一阀门11。当燃料电池辅件20没有工作或者没有产生较多的热量，不需要对其进行热量传递的时候，则关闭第一阀门11。

示例地，在本申请实施例中，第一阀门11可以为三通比例阀，也可以为四通比例阀等等，可以根据实际需要进行设置，本申请实施例对第一阀门11的具体类型可以不做限定。

可选地，在本申请实施例中，所述动力系统还包括电驱件，所述循环液管道还包括第三分流管42，电驱件连接于第三分流管42，第三分流管42连接于第二分流管41，以将电驱件产生的热量传递至动力电池10。在车辆运行过程中，电驱系统的电驱件也会产生较多的热量，通过第三分流管42与电驱件的连接，可以将电驱件产生的热量用于对动力电池10进行加热，进一步提高车辆的能量利用率。

在本申请的一些可选实施例中，所述动力系统还包括第二阀门12，第二阀门12连接于第三分流管42，第二阀门12用于控制第三分流管42内循环液的流动。这样，可以通过第二阀门12实现对第三分流管42内循环液是否流动的实时控制。当电驱件工作发热，需要将其产生的热量进行传递的时候，则打开第二阀门12。当电驱件没有工作或者没有产生较多的热量，不需要对其进行热量传递的时候，则关闭第二阀门12。

示例地，在本申请实施例中，第二阀门12可以为三通比例阀，也可以为四通比例阀等等，可以根据实际需要进行设置，本申请实施例对第二阀门12的具体类型可以不做限定。

可选地，在本申请实施例中，所述动力系统还包括水冷中冷器60，所述循环液管道还包括第四分流管43，水冷中冷器60连接于第四分流管43，第四分流管43连接于第二分流管41，以将水冷中冷器60产生的热量传递至动力电池10。在车辆运行过程中，水冷中冷器60也会产生较多的热量，通过第四分流管43与水冷中冷器60的连接，可以将水冷中冷器60产生的热量用于对动力电池10进行加热，进一步提高车辆的能量利用率。

示例地，在本申请实施例中，水冷中冷器60在图示中可以用WCAC表示。第四分流管43还可以通过第三分流管42与第二分流管41连接，这样，循环液可以流经电驱件和水冷中冷器60，以将电驱件和水冷中冷器60产生的热量都传递至动力电池10。

可选地，在本申请实施例中，电驱件包括第一电机50、第二电机51、充电机集成器52以及电驱控制器53，电驱控制器53的一端连接于所述第三分流管42，电驱控制器53的另一端连接于充电机集成器52的一端，充电机集成器52的另一端连接于第二电机51的一端，第二电机51的另一端连接于第四分流管43，第一电机50的一端连接于所述第三分流管42，第一电机50的另一端连接于第四分流管43。这样，循环液可以依次流经电驱控制器53、充电机集成器52以及第二电机51，同时流经第一电机50，与动力电池10处形成循环回路。以此通过第一电机50、第二电机51、充电机集成器52以及电驱控制器53为动力电池10进一步提供热量。

如图2，示出了所述动力系统包括电驱系统中的第一电机50、第二电机51、充电机集成器52以及电驱控制器53的示意图。其中，第一电机50可以为前电机系统(图示中用FMCU表示)，第二电机51可以为后电机系统(图示中用RMCU表示)，充电机集成器52可以为充电机三合一(图示中用HPIU表示)，电驱控制器53可以为智能驾驶控制器(图示中用IDC表示)。此外，所述动力系统还可以包括电驱系统中的其他发热器件，例如第一电机控制器和第二电机控制器，本申请实施例对此可以不做限定。

可选地，在本申请实施例中，所述动力系统还包括换热器80和电池冷却器90，换热器80的一端连接于所述动力电池10，电池冷却器90的一端连接于换热器80的一端，换热器80的另一端和电池冷却器90的另一端连接于空调系统。这样，实现动力系统与换热器80和电池冷却器90的配合，以及与空调系统的空调回路实现连通。

具体地，在本申请实施例中，换热器80用于对流经动力电池10的循环液进行换热处理。示例地，换热器80可以为板式换热器。电池冷却器90的英文为Chiller，用于对动力电池10进行冷却降温，避免动力电池10的温度过高造成损坏。

可选地，在本申请实施例中，所述动力系统还包括温度传感器70，温度传感器70连接于动力电池10，且连接于所述循环液管道，温度传感器70用于检测循环液流通电池包的温度。示例地，在温度传感器70检测到动力电池10的温度小于预设值的情况下，所述循环液则向动力电池10流动，在温度传感器70检测到动力电池10的温度大于或者等于所述预设值的情况下，所述循环液则停止向动力电池10流动。这样，通过温度传感器70实现对动力电池10的温度检测，并基于此判断是否需要对动力电池10进行加热，提高控制的精准度。

示例地，动力电池10的温度的预设值可以为20-40℃中的任一数值，例如20℃、25℃、30℃、40℃，也可以设置为43℃、45℃等等，本申请实施例对所述预设值的具体数值可以不做限定。

综上，相对于现有技术，本实用新型提供的动力系统具有以下优势：

在本实用新型实施例中，所述动力系统包括：动力电池、燃料电池辅件、水泵以及循环液管道；所述水泵连接于所述循环液管道，所述循环液管道分别连接于所述动力电池和所述燃料电池辅件，所述循环液管道内容纳有可流动的循环液；在所述动力电池需要加热的情况下，所述水泵控制所述循环液管道内的循环液流动，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池；所述燃料电池辅件包括依次连接的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器，所述循环液沿所述氢泵控制器、所述空气压缩机控制器、所述空气压缩机、所述升压器和所述动力电池形成回路。这样，通过水泵和循环液管道，使得燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量通过循环液管道内的循环液传递至动力电池，进行热量交换，实现了对所述动力电池的加热。也即，可以将燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量用于对动力电池的加热，充分利用了燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量，提高了能量利用率。这样，不需要采用加热膜、热敏电阻、热泵或者加热电机消耗动力电池的电能，提升了动力电池的性能，提高了电动汽车的续航能力。

本实用新型的还提出了一种车辆，所述车辆包括所述的动力系统。

示例地，所述车辆可以包括小型车、中等车型、三厢车型、卡车、挂车、CDV(CarDerived Van，基于轿车平台的厢式车)、MPV(multi-Purpose Vehicles，多用途汽车)、SUV(Sport Utility Vehicles，运动型多用途汽车)等等。所述车辆还可以包括轨道车辆，如胶轮有轨电车、地铁、轻轨和磁悬浮列车等等，本申请实施例对所述车辆的具体种类可以不做限定。

相对于现有技术，本实用新型提供的车辆具有以下优势：

在本实用新型实施例中，所述车辆包括所述动力系统，所述动力系统包括：动力电池、燃料电池辅件、水泵以及循环液管道；所述水泵连接于所述循环液管道，所述循环液管道分别连接于所述动力电池和所述燃料电池辅件，所述循环液管道内容纳有可流动的循环液；在所述动力电池需要加热的情况下，所述水泵控制所述循环液管道内的循环液流动，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池；所述燃料电池辅件包括依次连接的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器，所述循环液沿所述氢泵控制器、所述空气压缩机控制器、所述空气压缩机、所述升压器和所述动力电池形成回路。这样，通过水泵和循环液管道，使得燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量通过循环液管道内的循环液传递至动力电池，进行热量交换，实现了对所述动力电池的加热。也即，可以将燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量用于对动力电池的加热，充分利用了燃料电池辅件的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器产生的热量，提高了能量利用率。这样，不需要采用加热膜、热敏电阻、热泵或者加热电机消耗动力电池的电能，提升了动力电池的性能，提高了电动汽车的续航能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力系统，其特征在于，所述动力系统包括：动力电池、燃料电池辅件、水泵以及循环液管道；

所述水泵连接于所述循环液管道，所述循环液管道分别连接于所述动力电池和所述燃料电池辅件，所述循环液管道内容纳有可流动的循环液；

在所述动力电池需要加热的情况下，所述水泵控制所述循环液管道内的循环液流动，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池；

所述燃料电池辅件包括依次连接的氢泵控制器、空气压缩机控制器、空气压缩机和升压器，所述循环液沿所述氢泵控制器、所述空气压缩机控制器、所述空气压缩机、所述升压器和所述动力电池形成回路。

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述循环液管道包括第一分流管和与所述第一分流管连接的第二分流管；

所述第一分流管连接于所述燃料电池辅件，所述第二分流管连接于所述动力电池，以将所述燃料电池辅件产生的热量传递至所述动力电池。

3.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括第一阀门，所述第一阀门的一端连接于所述第一分流管，所述第一阀门的另一端连接于低温散热器，所述第一阀门用于控制所述第一分流管内循环液的流动。

4.根据权利要求2所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括电驱件，所述循环液管道还包括第三分流管；

所述电驱件连接于所述第三分流管，所述第三分流管连接于所述第二分流管，以将所述电驱件产生的热量传递至所述动力电池。

5.根据权利要求4所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括第二阀门，所述第二阀门连接于所述第三分流管，所述第二阀门用于控制所述第三分流管内循环液的流动。

6.根据权利要求4所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括水冷中冷器，所述循环液管道还包括第四分流管；

所述水冷中冷器连接于所述第四分流管，所述第四分流管连接于所述第二分流管，以将所述水冷中冷器产生的热量传递至所述动力电池。

7.根据权利要求6所述的动力系统，其特征在于，所述电驱件包括第一电机、第二电机、充电机集成器以及电驱控制器；

所述电驱控制器的一端连接于所述第三分流管，所述电驱控制器的另一端连接于所述充电机集成器的一端，所述充电机集成器的另一端连接于所述第二电机的一端，所述第二电机的另一端连接于所述第四分流管，所述第一电机的一端连接于所述第三分流管，所述第一电机的另一端连接于所述第四分流管。

8.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括换热器和电池冷却器，所述换热器的一端连接于所述动力电池，所述电池冷却器的一端连接于所述换热器的一端，所述换热器的另一端和所述电池冷却器的另一端连接于空调系统。

9.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括温度传感器，所述温度传感器连接于所述动力电池，且连接于所述循环液管道；

所述温度传感器用于检测循环液流通电池包的温度。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9任一项所述的动力系统。

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