CN219236755U - 车辆的热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种车辆的热管理系统及车辆,热管理系统包括电驱冷却系统和中冷冷却系统,电驱冷却系统包括依次串接形成闭环的第一电动水泵、第一散热器以及第一换热器,第一换热器用于与车辆的电机换热;中冷冷却系统包括依次串接形成闭环的第一电动水泵、第一散热器、节流阀以及第二换热器,第二换热器用于与车辆的发动机进气循环管路换热。其中,电驱冷却系统与中冷冷却系统共用第一电动水泵和第一散热器,减少热管理系统的结构,而且减少散热器堆叠的数量,减少了散热器的层数,降低了风阻、提高了散热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,主要涉及一种车辆的热管理系统及车辆。
背景技术
在汽车中,设置有中冷冷却系统与电驱冷却系统,中冷冷却系统用于对发动机进气进行冷却降温,电驱冷却系统用于对驱动电机进行冷却,以使得驱动电机处于最优的工作温度。
现有的汽车中,中冷冷却系统与电驱冷却系统相互独立,前端散热器相互叠加以形成多层散热器并列排放,导致空气与散热器换热时,需要经过多层散热器,进而导致整车热管理系统的风阻大、散热效率低。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本实用新型的目的在于提供一种车辆的热管理系统及车辆,解决车辆的热管理系统中的前端散热器相互叠加成多层导致风阻大、散热效率低的问题。
为了达到上述目的,本实用新型采取了以下技术方案:
一种车辆的热管理系统,包括电驱冷却系统和中冷冷却系统;所述电驱冷却系统包括依次串接形成闭环的第一电动水泵、第一散热器以及第一换热器,所述第一换热器用于与车辆的电机换热;所述中冷冷却系统包括依次串接形成闭环的所述第一电动水泵、所述第一散热器、节流阀以及第二换热器,所述第二换热器用于与车辆的发动机进气循环管路换热。
在本申请的一些技术方案中,所述热管理系统还包括空调制冷系统;所述空调制冷系统包括依次串联形成闭环的蒸发器、空调压缩机、第三换热器以及第一膨胀阀;所述第三换热器、所述第一电动水泵、所述第一散热器还依次串接形成用于所述空调制冷系统散热的散热通路。
在本申请的一些技术方案中,所述中冷冷却系统的管道上串接有第一三通电磁阀和第一三通接头,所述第一三通电磁阀和所述第一三通接头依次串接在所述第一散热器与所述节流阀之间;所述第一三通电磁阀包括第一进口、第一出口和第二出口,所述第一进口与所述第一散热器连通,所述第一出口与所述第一三通接头的一个接口连通;所述第一三通电磁阀的第二出口和所述第一三通接头之间连接有第一通路,所述第一通路包括电池包的换热管路,以使得所述电池包的换热管路、所述第一三通接头、所述节流阀、所述第二换热器、所述第一电动水泵、所述第一散热器以及所述第一三通电磁阀串接形成电池慢速冷却系统。
在本申请的一些技术方案中,所述第一通路上串接有第二三通电磁阀和第三三通电磁阀,所述第二三通电磁阀设在所述电池包的换热管路与所述第一三通接头之间,所述第三三通电磁阀设在所述第一三通电磁阀与所述电池包的换热管路之间;所述第二三通电磁阀包括第二进口、第三出口和第四出口,所述第二进口与所述电池包的换热管路连通,所述第三出口与所述第一三通接头连通;所述第三三通电磁阀包括第三进口、第四进口和第五出口,所述第三进口与所述第一三通电磁阀的第二出口连通,所述第五出口与所述电池包的换热管路连通;所述第二三通电磁阀的第四出口与第三三通电磁阀的第四进口之间串接有第四换热器,所述电池包的换热管路、所述第二三通电磁阀、所述第四换热器以及所述第三三通电磁阀依次连接以形成第二通路;所述热管理系统还包括第二电磁阀以及第二膨胀阀;所述第四换热器、所述空调压缩机、所述第三换热器、所述第二电磁阀以及所述第二膨胀阀依次连接以形成闭环的第三通路;所述热管理系统还包括电池快速冷却系统,所述电池快速冷却系统包括所述第二通路和所述第三通路;所述空调制冷系统还包括第一电磁阀,所述第一电磁阀串接在所述第三换热器与所述蒸发器之间的管道上。
在本申请的一些技术方案中,所述热管理系统还包括第五换热器、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第二电动水泵以及加热装置;所述加热装置、所述第二电动水泵以及所述第五换热器串接以形成闭环的供热管路;所述第四三通电磁阀包括第五进口、第六出口和第七出口,所述第五进口与所述电池包的换热管路连通,所述第六出口与所述第二三通电磁阀的第二进口连通;所述第五三通电磁阀包括第六进口、第七进口和第八出口,所述第六进口与所述第三三通电磁阀的第五出口连通,所述第八出口与所述电池包的换热管路连通;所述第四三通电磁阀的第七出口与所述第五三通电磁阀的第七进口之间通过管路与所述第五换热器串接,使所述电池包的换热管路、所述第四三通电磁阀、所述第五换热器、所述第五三通电磁阀以及所述供热管路形成电池加热系统。
在本申请的一些技术方案中,所述蒸发器还与所述供热管路连接,并且所述蒸发器与所述第五换热器并联,形成包含所述第五换热器的第一支路和包含所述蒸发器的第二支路,所述第一支路上串接有第三电磁阀,所述第二支路上串接有第四电磁阀;所述第二支路、所述第二电动水泵以及加热装置形成采暖系统。
在本申请的一些技术方案中,所述蒸发器包括第一换热通道和第二换热通道,所述空调制冷系统包含所述第一换热通道;所述第二换热通道与所述第二支路连接。
在本申请的一些技术方案中,所述加热装置包括第六换热器,所述第六换热器的进口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,所述第六换热器的出口端与所述第二电动水泵连通,所述散热通路在所述第三换热器与第一电动水泵之间的管路上串接所述第六换热器,使所述散热通路的热量传递至供热管路上,形成余热回收系统;及/或所述加热装置包括发动机的冷却管路,所述发动机的冷却管路的进口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,所述发动机的冷却管路的出口端与所述第二电动水泵连通,并且所述第二电动水泵与所述第一支路以及所述第二支路的进口端连通,以使得所述发动机的热量能够传递至所述蒸发器或所述第五换热器上;及/或所述加热装置包括加热器,所述加热器的出口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,所述加热器的进口端与所述第二电动水泵连通,并且所述第二电动水泵的进口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,以使得所述加热器的热量能够传递至所述蒸发器或所述第五换热器上。
在本申请的一些技术方案中,所述第一通路还包括第一膨胀水箱、第三电动水泵;所述第一膨胀水箱和所述第三电动水泵设置在所述第五三通电磁阀与所述电池包的换热管路之间。
在本申请的一些技术方案中,所述第一散热器与第三换热器之间的管路上还串联有第二散热器,所述第二散热器的后方设有第二风机。
在本申请的一些技术方案中,所述热管理系统还包括发动机的冷却管路、节温器、第三散热器以及发动机内部机械水泵;所述发动机的冷却管路、所述节温器以及所述发动机内部机械水泵依次串接形成小循环冷却系统;所述发动机的冷却管路、所述节温器以及所述第三散热器依次串接形成大循环冷却系统。
在本申请的一些技术方案中,所述热管理系统还包括第一风机,所述第一散热器、所述第三散热器和所述第一风机并列设置,并且所述第三散热器位于所述第一散热器与所述第一风机之间。
在本申请的一些技术方案中,所述热管理系统还包括第二膨胀水箱,所述第二膨胀水箱设置有第一腔体和第二腔体;所述第一腔体的出水端与所述第一电动水泵的上游连接,以形成第一补水回路,所述第一腔体的进水端与所述第一散热器的蒸汽出口连接,以形成第一溢气回路;所述第二腔体的出水端与所述发动机内部机械水泵的上游连接,形成第二补水回路,所述第二腔体的进水端与所述发动机的冷却管路连接,形成第二溢气回路;所述第三散热器与所述第二腔体的进水端之间还连接有第三溢气回路。
在本申请的一些技术方案中,所述第一散热器与第一换热器之间的管路上还串接有电源的换热管路和控制器的换热管路。
一种车辆,包括所述的车辆的热管理系统。
有益效果:热管理系统包括电驱冷却系统和中冷冷却系统,电驱冷却系统包括依次串接形成闭环的第一电动水泵、第一散热器以及第一换热器,第一换热器用于与车辆的电机换热;中冷冷却系统包括依次串接形成闭环的第一电动水泵、第一散热器、节流阀以及第二换热器,第二换热器用于与车辆的发动机进气循环管路换热。其中,电驱冷却系统与中冷冷却系统共用第一电动水泵和第一散热器,减少热管理系统的结构,而且减少散热器堆叠的数量,减少了散热器的层数,降低了风阻、提高了散热效率。
附图说明
图1是热管理系统的结构示意图。
图2是电驱冷却系统的结构示意图。
图3是中冷冷却系统的结构示意图。
图4是空调制冷系统的结构示意图。
图5是散热通路的结构示意图。
图6是电池慢速冷却系统的结构示意图。
图7是电池快速冷却系统的结构示意图。
图8是电池加热系统的结构示意图。
图9是采暖系统的结构示意图。
图10是余热回收系统的结构示意图。
图11是小循环冷却系统的结构示意图。
图12是大循环冷却系统的结构示意图。
主要元件符号说明:110-电驱冷却系统;120-中冷冷却系统;130-空调制冷系统;140-散热通路;150-第一通路;160-电池慢速冷却系统;170-第二通路;180-第三通路;190-电池快速冷却系统;210-供热管路;220-电池加热系统;230-第一支路;240-第二支路;250-采暖系统;260-余热回收系统;270-小循环冷却系统;280-大循环冷却系统;
01-发动机;02-电机;03-节温器;04-电池包;05-电源;06-控制器;
10-第三散热器;11-第一散热器;12-第二散热器;13-第三换热器;14-第四换热器;15-第五换热器;16-第六换热器;17-第一换热器;18-第二换热器;
20-第一风机;21-第二风机;
30-发动机内部机械水泵;31-第一电动水泵;32-第二电动水泵;33-第三电动水泵;
40-空调压缩机;41-加热器;42-蒸发器;
50-第二膨胀水箱;501-第一腔体;502-第二腔体;503-第一补水回路;504-第一溢气回路;505-第二补水回路;506-第二溢气回路;507-第三溢气回路;51-节流阀;52-第一膨胀水箱;
60-第六三通电磁阀;61-第一三通电磁阀;62-第三三通电磁阀;63-第五三通电磁阀;64-第二三通电磁阀;65-第四三通电磁阀;66-第一电磁阀;68-第三电磁阀;69-第二电磁阀;
71-温度传感器;72-压力传感器;
80-第一膨胀阀;82-第二膨胀阀;83-第四电磁阀;
91-第一三通接头;92-第二三通接头。
具体实施方式
本实用新型提供一种车辆的热管理系统及车辆,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“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,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接连接,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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参阅图1、图2和图3,一种车辆的热管理系统,应用于混合动力的车辆中,即车辆上设置有电机02和发动机01,车辆可以由电机02和发动机01中的一者驱动,也可以由电机02和发动机01共同驱动。
热管理系统包括电驱冷却系统110和中冷冷却系统120,中冷冷却系统120即是发动机01水冷涡轮增压系统。其中,电驱冷却系统110包括依次串接形成闭环的第一电动水泵31、第一散热器11以及第一换热器17,第一换热器17用于与车辆的电机02换热。中冷冷却系统120包括依次串接形成闭环的第一电动水泵31、第一散热器11、节流阀51以及第二换热器18,第二换热器18用于与车辆的进气循环管路换热,节流阀51用于调节电驱冷却系统110和中冷冷却系统120中流经的冷却液的比例,保证有足够的冷却液用于对电机02进行散热。
上述中,电驱冷却系统110和中冷冷却系统120共用第一散热器11进行散热,减少了散热器的数量,降低散热器进行散热时的风阻,提升热管理系统的散热效率。
热管理系统的散热器通常堆叠在车辆的前端,因此,热管理系统的每个散热系统均设置独立的散热器时,需要的散热器的数量较多,多个散热器堆叠在一起后,导致经过散热器的气流阻力增大,进而导致散热效率下降。本申请中,则是将电驱冷却系统110和中冷冷却系统120连接在同一散热器,减少散热器的数量,解决了散热器进行散热时的风阻大的问题,提升热管理系统的散热效率。而且,本申请通过多个冷却系统共用第一散热器11,减少散热器的数量,减小散热器所占用的空间。
参阅图1和图4,热管理系统还包括空调制冷系统130。空调制冷系统130包括依次串联形成闭环的蒸发器42、空调压缩机40、第三换热器13以及第一膨胀阀80,蒸发器42用于对车辆的室内进行降温。空调制冷系统130中的冷凝剂在空调压缩机40的驱动下,冷凝剂在蒸发器42与第三换热器13之间进行循环,并且冷凝剂在蒸发器42处吸热,然后流动至第三换热器13处将所吸收的热量进行释放,实现对车辆的室内进行降温。
参阅图1和图5,第三换热器13、第一电动水泵31、第一散热器11还依次串接形成用于空调制冷系统130散热的散热通路140。散热通路140内部有冷却液,并且在第一电动水泵31驱动下循环流动。冷凝剂在第三换热器13处将热量释放至冷却液中,冷却液将热量带至第一散热器11处进行散热,因此空调制冷系统130与电驱冷却系统110和中冷冷却系统120共用第一散热器11,以减少散热器的数量。
参阅图1和图6,采用电机02作为车辆的动力输出时,电机02需要电池包04供电,电池包04在进行充电时,会产生热量,因此,需要对电池进行降温。本申请中,在中冷冷却系统120的管道上串接有第一三通电磁阀61和第一三通接头91,第一三通电磁阀61和第一三通接头91依次串接在第一散热器11与节流阀51之间,第一三通电磁阀61和第一三通接头91用于连接用于对电池包04进行降温的管道,而且第一三通电磁阀61还可以控制冷却液的流向。
详细的,第一三通电磁阀61包括第一进口、第一出口和第二出口,第一进口与第一散热器11连通,第一出口与第一三通接头91的一个接口连通;第一三通电磁阀61的第二出口和第一三通接头91之间连接有第一通路150,第一通路150包括电池包04的换热管路,使得电池包04的换热管路、第一三通接头91、节流阀51、第二换热器18、第一电动水泵31、第一散热器11以及第一三通电磁阀61串接形成电池慢速冷却系统160。
当需要对电池进行慢速降温时,将第一三通电磁阀61切换至第一进口与第二出口连通的状态,此时第一进口与第一出口不连通,因此经过第一三通电磁阀61的冷却液进入电池包04的换热管路中,然后经过第二换热器18和第一散热器11,使得冷却液将电池包04的热量和车辆的进气循环管路中的热量带至第一散热器11处进行散热,实现对电池包04以及进气循环管路中的气体进行冷却。
当不需要对电池包04进行降温时,将第一三通电磁阀61切换至第一进口与第一出口连通的状态,此时第一进口与第二出口不连通,因此,冷却液直接从第一三通电磁阀61流向第一三通接头91,而不经过电池包04的换热管路,因此只是对车辆的进气循环管路进行冷却。
上述中,通过在中冷冷却系统120上设置第一三通电磁阀61以及第一三通接头91,并且在第一三通电磁阀61与第一三通接头91之间连接用于对电池包04冷却的管道,实现对电池包04进行慢速降温。因此,电池慢速冷却系统160与中冷冷却系统120、空调制冷系统130以及电驱冷却系统110共用第一散热器11,减少散热器的数量。
参阅图1和图7,在第一通路150上串接有第二三通电磁阀64和第三三通电磁阀62,第二三通电磁阀64设在电池包04的换热管路与第一三通接头91之间,第三三通电磁阀62设在第一三通电磁阀61与电池包04的换热管路之间。
其中,第二三通电磁阀64包括第二进口、第三出口和第四出口,第二进口与电池包04的换热管路连通,第三出口与第一三通接头91连通;第三三通电磁阀62包括第三进口、第四进口和第五出口,第三进口与第一三通电磁阀61的第二出口连通,第五出口与电池包04的换热管路连通。
第二三通电磁阀64的第四出口与第三三通电磁阀62的第四进口之间串接有第四换热器14,电池包04的换热管路、第二三通电磁阀64、第四换热器14以及第三三通电磁阀62依次连接以形成第二通路170。
热管理系统还包括第二电磁阀69以及第二膨胀阀82;第四换热器14、空调压缩机40、第三换热器13、第二电磁阀69以及第二膨胀阀82依次连接以形成闭环的第三通路180。
空调制冷系统130还包括第一电磁阀66,第一电磁阀66串接在第三换热器13与蒸发器42之间的管道上。第一电磁阀66和第二电磁阀69用于控制冷凝剂的流向,当第一电磁阀66处于打开状态、第二电磁阀69处于关闭状态时,冷凝剂经过蒸发器42,实现对车辆的室内进行冷却;当第一电磁阀66处于关闭状态、第二电磁阀69处于打开状态时,冷凝剂经过电池包04的换热管路,实现对电池包04进行冷却。由于冷凝剂的换热效率高于冷却液的换热效率,因此,采用冷凝剂对电池包04进行冷却时形成电池快速冷却系统190,即电池快速冷却系统190包括第二通路170和第三通路180。
当电池快速冷却系统190处于工作状态时,冷却液在第二通路170内流通,实现将电池包04中的热量带至第四换热器14处,而第三通路180内的冷凝剂在第四换热器14处吸收第二通路170内的热量,并在空调压缩机40的作用下,将热量带动至第三换热器13,散热通路140将第三换热器13的热量带至第一散热器11处进行散热。
上述中,空调制冷系统130、电驱冷却系统110、中冷冷却系统120以及电池冷却系统(电池冷却系统包括电池慢速冷却系统160和电池快速冷却系统190)共用第一散热器11,进一步地减少散热器的堆叠,减少散热器的风阻,提高散热效率。
本申请中,设置有电池慢速冷却系统160和电池快速冷却系统190,当冬季温度较低而导致空调压缩机40无法正常工作(空调压缩机40在低于3-5℃后的环境中,工作效率低或者不工作)时,可以通过电池慢速冷却系统160进行散热,以满足电池包04的散热要求。而且,在冬季,外部的空气温度较低,电池包04的热量能够通过电池慢速冷却系统160对中冷系统中的空气进行加热,提高热量的利用。
参阅图1、图8和图9,热管理系统还包括第五换热器15、第四三通电磁阀65、第五三通电磁阀63、第二电动水泵32以及加热装置。其中,加热装置、第二电动水泵32以及第五换热器15串接以形成闭环的供热管路210。
第四三通电磁阀65包括第五进口、第六出口和第七出口,第五进口与电池包04的换热管路连通,第六出口与第二三通电磁阀64的第二进口连通;第五三通电磁阀63包括第六进口、第七进口和第八出口,第六进口与第三三通电磁阀62的第五出口连通,第八出口与电池包04的换热管路连通。
第四三通电磁阀65的第七出口与第五三通电磁阀63的第七进口之间通过管路与第五换热器15串接以形成第四通路,使得电池包04的换热管路、第四三通电磁阀65、第五换热器15、第五三通电磁阀63以及供热管路210形成电池加热系统220。
加热装置用于提供热量,加热装置所提供的热量通过供热管路210传递至第五换热器15上,第五换热器15上的热量通过第四通路传递至电池包04上,实现对电池包04的加热。在冬季,通过对电池包04的加热,使得电池包04快速处于最优的工作温度,保证电量的稳定。
第一通路150还包括第一膨胀水箱52和第三电动水泵33。第一膨胀水箱52和第三电动水泵33设置在第五三通电磁阀63与电池包04的换热管路之间,第一膨胀水箱52用于为电池快速冷却系统190、电池慢速冷却系统160以及电池加热系统220工作时提供用于传递热量的冷却液,第三电动水泵33用于电池快速冷却系统190、电池慢速冷却系统160或者电池加热系统220工作时提供冷却液的流动动力。
蒸发器42还与供热管路210连接,并且蒸发器42与第五换热器15并接,以形成包含第五换热器15的第一支路230和包含蒸发器42的第二支路240,第一支路230上串接有第三电磁阀68,第二支路240上串接有第四电磁阀83;第二支路240、第二电动水泵32以及加热装置形成采暖系统250。
第三电磁阀68和第四电磁阀83用于控制供热管路210中的冷却液的流向,当第三电磁阀68处于关闭状态、第四电磁阀83处于打开状态时,被加热装置加热的冷却液流经第五换热器15,实现对电池包04的加热;当第三电磁阀68处于打开状态、第四电磁阀83处于关闭状态时,被加热装置加热的冷却液流经蒸发器42,实现对车辆的室内进行加热。
在本申请的一实施例中,蒸发器42包括第一换热通道和第二换热通道,第一换热通道与空调制冷系统130连接;第二换热通道与第二支路240连接。在其它实施例中,蒸发器42的数量为两个,其中一个用于与空调制冷系统130连接,另一个用于与第二支路240连接。
在图1所示的实施例中,蒸发器42的数量为两个,两个蒸发器42并联设置,每个蒸发器42均包括第一换热通道和第二换热通道,第一换热通道与空调制冷系统130连接;第二换热通道与第二支路240连接。举例地,两个蒸发器42可以分别对应车辆的驾驶室以及后排座位设置,即其中一个蒸发器42用于对车辆的驾驶室进行制冷或加热,另一个蒸发器42用于对车辆的后排座位进行制冷或加热。为了两个蒸发器42能够独立工作,因此,第一电磁阀66和第四电磁阀83的数量与蒸发器42相同,并且对应每个蒸发器42设置。
参阅图1、图8和图9,实施例一,加热装置包括第六换热器16,第六换热器16的进口端与第一支路230以及第二支路240的出口端连通,第六换热器16的出口端与第二电动水泵32连通,散热通路140在第三换热器13与第一电动水泵31之间的管路上还串接第六换热器16,使散热通路140的热量传递至供热管路210上,形成余热回收系统260。
在使用电池快速冷却系统190时,冷凝剂中的热量通过第三换热器13传递至余热回收系统260,并由第六换热器16将余热回收系统260中的热量传递至供热管路210上,供热管路210上的热量能够用于蒸发器42制热,实现对电池的热量回收利用,提升热量的利用率。在图1所示的实施例中,第六换热器16设置在第二电动水泵32的上游。
实施例二,加热装置包括发动机01的冷却管路,发动机01的冷却管路的进口端与第一支路230以及第二支路240的出口端连通,发动机01的冷却管路的出口端与第二电动水泵32连通,并且第二电动水泵32与第一支路230以及第二支路240的进口端连通,以使得发动机01的热量能够传递至蒸发器42或第五换热器15上。
冷却液流经发动机01的冷却管路时,吸收发动机01中的热量,并用于蒸发器42的制热或者电池包04的加热,实现发动机01的热量回收利用,提升热量的利用率。在图1所示的实施例中,发动机01的冷却管路设置在第二电动水泵32的上游。
实施例三,加热装置包括加热器41,加热器41的出口端与第一支路230以及第二支路240的出口端连通,加热器41的进口端与第二电动水泵32连通,并且第二电动水泵32的进口端与第一支路230以及第二支路240的出口端连通,以使得加热器41的热量能够传递至蒸发器42或第五换热器15上。
通过加热器41制热,使得热量通过供热管路210传递至蒸发器42上,实现蒸发器42的制热功能,或者通过供热管路210传递以及第四通路传递至电池包04上,实现对电池包04的加热。
在其它实施例中,加热器41和第二电动水泵32的位置可以互换。
在其它实施例中,可以同时设置有实施例一、实施例二以及实施例三中的任意两者。
在本申请的一实施例中,同时设置有实施例一、实施例二以及实施例三中的加热装置。详细的,在供热管路210上串接第六换热器16以及加热器41,并且在第六换热器16的上游设置设有第六三通电磁阀以及第二三通接头92,第二三通接头92设在第六三通电磁阀与第六换热器16之间。
第六三通电磁阀60包括第八进口、第九出口和第十出口,其中,第八进口与蒸发器42和第五换热器15连通,第九出口与第二三通接头92的一个接口连通,第十出口与发动机01的冷却管路的进口端连通,发动机01的冷却管路的出口端与第二三通接头92的另一个接口连通,第二三通接头92还有一个接口与第六换热器16连通。
其中,当第六三通电磁阀60切换至第八进口与第九出口连通时,供热管路210中的冷却液不流经发动机01的冷却管路,即供热管路210中的冷却液经过第六换热器16以及加热器41,而加热器41可以根据需要选择启动或者不启动,因此可以实现电池的热量回收利用。
当第六三通电磁阀60切换至第八进口与第十出口连通时,供热管路210中的冷却液流经发动机01的冷却管路,即供热管路210中的冷却液依次经过发动机01的冷却管路、第六换热器16以及加热器41,因此实现对发动机01以及电池包04的热量的回收利用。当不启动电池快速冷却系统190而启动发动机01时,即第六换热器16不工作,则实现对发动机01中的热量回收利用。当不启动发动机01而启动电池快速冷却系统190时,即发动机01的冷却管路不工作,则实现对电池包04的热量回收利用。
当不需要对电池包04加热或者蒸发器42制热时,第六三通电磁阀60切换至第八进口与第九出口、第十出口均不连通(此时,第九出口与第十出口之间可以连通或者不连通)的状态。
第一散热器11与第三换热器13之间的管路上还串联有第二散热器12,第二散热器12的后方设有第二风机21,由于散热通路140增设有第二散热器12,增加了散热通路140的散热效率。其中,空调制冷系统130或者电池快速冷却系统190工作时,其中热量通过散热通路140进行散热,因此加快了冷凝剂的散热效率。
再次参阅图1和图5,在一实施例中,第二散热器12和第二风机21设在车辆的侧面,不需要堆叠在车辆的前端,因此不会导致辆的前端的散热器的风阻增大。
参阅图11,热管理系统还包括发动机01的冷却管路、节温器03、第三散热器10以及发动机01内部机械水泵。其中,发动机01的冷却管路、节温器03以及发动机01内部机械水泵依次串接形成小循环冷却系统270。当发动机01的温度较低时,节温器03切换至小循环冷却系统270,即发动机01的冷却管路中的冷却液从出口端直接流向发动机01的冷却管路的进口端,不经过换热器和散热器,以使得发动机01的热量用于发动机01自身的加热,使得发动机01快速达到最优的工作温度。
参阅图12,发动机01的冷却管路、节温器03以及第三散热器10依次串接形成大循环冷却系统280。当发动机01达到达到最优的工作温度后,节温器03切换至大循环冷却系统280,使得发动机01的冷却管路中的冷却液流经第三散热器10散热后,再回到发动机01的冷却管路内部,以实现对发动机01的散热降温。
在图1所示的实施例中,在发动机01的冷却管路与第二三通接头92之间的管路也连接节温器03,并且通过节温器03控制冷却液的流向,发动机01的冷却管路与当第六三通电磁阀之间的管路上也连接发动机01内部机械水泵。
参阅图1,热管理系统还包括第一风机20,第一散热器11、第三散热器10和第一风机20并列设置,并且第三散热器10位于第一散热器11与第一风机20之间。其中,第一散热器11、第三散热器10和第一风机20堆叠在车辆的前端,并且利用第一风机20的工作,加快经过第一散热器11、第三散热器10的空气的流速,提高第一散热器11和第三散热器10的散热效率。而且,本申请中,只有第一散热器11和第三散热器10两个散热器堆叠在车辆的前端,因此,经过第一散热器11和第三散热器10的空气阻力不大。
热管理系统还包括第二膨胀水箱50,第二膨胀水箱50设置有第一腔体501和第二腔体502,第一腔体501和第二腔体502相互独立,即第一腔体501和第二腔体502内部不连通。其中,大循环冷却系统280和小循环冷却系统270中的冷却液温度高于电驱冷却系统110、中冷冷却系统120、电池慢速冷却系统160和散热通路140中的冷却液温度,因此将第二膨胀水箱50设置第一腔体501和第二腔体502以盛装两种不同温度的冷却液,发动机01能够在其最优的工作温度下工作,电机02以及电池包04也能在其最优的工作温度下工作。发动机01、电机02以及电池包04共用同一膨胀水箱,能够减少膨胀水箱的数量以及安装膨胀水箱所用的空间。
其中,第一腔体501的出水端与第一电动水泵31的上游连接,形成第一补水回路503,第一腔体501的进水端与第一散热器11的蒸汽出口连接,形成第一溢气回路504。冷却液在电驱冷却系统110、中冷冷却系统120、电池慢速冷却系统160和散热通路140所产生的蒸汽或气泡能够通过第一溢气回路504排至第一腔体501内,并且通过第一补水回路503补充冷却液。
第二腔体502的出水端与发动机01内部机械水泵的上游连接,形成第二补水回路505,第二腔体502的进水端与发动机01的冷却管路连接,形成第二溢气回路506。当冷却液在发动机01的冷却管路中产生蒸汽或者气泡时,通过第二溢气回路506排出至第二腔体502内,并且通过第二补水回路505补充冷却液。
当大循环冷却系统280工作时,第三散热器10上也会产生蒸汽或者气泡,因此,在第三散热器10与第二腔体502的进水端之间连接有第三溢气回路507,第三散热器10上的蒸汽或者气泡通过第三溢气回路507排出至第二腔体502内,然后通过第二补水回路505补充冷却液。
第一散热器11与第一换热器17之间的管路上还串接有电源05的换热管路和控制器06的换热管路,以实现对电源05以及控制器06进行降温。
本申请的热管理系统,具体的控制方法如下:
当环境温度Ta不小于第一预设温度Ta1且存在制冷需求时,控制第一电磁阀66开启,使得空调制冷系统130回路工作;当环境温度Ta不小于第一预设温度Ta1且无制冷需求时,控制第一电磁阀66关闭,使得空调制冷系统130回路不工作。其中,第一预设Ta1为空调压缩机40能够工作的温度。
当环境温度Ta不小于第一预设温度Ta1且存在采暖需求时,控制第二电动水泵32开启运行,第四电磁阀83开启,并且发动机01、电池快速冷却系统190以及加热器41中至少一者处于工作状态,第六三通电磁阀的第八进口与第十出口连通,使得采暖系统250回路工作。
当环境温度Ta不小于第一预设温度Ta1,电池温度Tb大于第二预设温度Tb1时,控制第三电动水泵33运行,第三三通电磁阀62的第四进口和第五出口连通、第五三通电磁阀63的第六进口和第八出口连通、第二三通电磁阀64的第二进口和第四出口连通、第四三通电磁阀65的第五进口和第六出口连通以及第二电磁阀69开启,使得电池快速冷却系统190回路工作。
当环境温度Ta小于第一设定温度Ta1,电池温度Tb大于第二设定温度Tb1或车辆停车进行快速充电时,控制第一电动水泵31和第三电动水泵33开启运行,第一三通电磁阀61的第一进口和第二出口连通、第三三通电磁阀62的第三进口和第五出口连通、第五三通电磁阀63的第六进口和第八出口连通、第二三通电磁阀64的第二进口和第三出口连通以及第四三通电磁阀65的第五进口和第六出口连通,使得电池慢速冷却系统160回路工作。
当环境温度Ta小于第一设定温度Ta1,电池温度Tb小于第三设定温度Tb2时,控制第二电动水泵32和第三电动水泵33开启运行,第三电磁阀68开启,第六三通电磁阀的第八进口与第十出口连通、第五三通电磁阀63的第七进口和第八出口连通、第四三通电磁阀65的第五进口和第七出口连通,并且发动机01、电池快速冷却系统190以及加热器41中至少一者处于工作状态,使得电池加热系统220回路工作。
在供热回路在加热装置的下游、电驱冷却系统110的第一换热器17的上游、空调制冷系统130的蒸发器42的下游、第三通路180的的下游以及在电池包04的换热管路的上游和下游设有温度传感器71,在空调制冷系统130的蒸发器42的下游以及第三通路180的的下游设有压力传感器72。温度传感器71用于获取对应管路内的冷却液或冷凝剂的温度,压力传感器72用于获取对应管路内的冷凝剂的压力,通过获取各个温度传感器71以及压力传感器72的数据,可以获知各个冷却系统的工作情况。
上述中,第一电磁阀66、第二电磁阀69、第三电磁阀68优选但不限于为二通电磁阀。
一种车辆,包括发动机01、电机02、电池包04和以及热管理系统,热管理系统用于对发动机01、电机02、电池包04的散热以及电池包04的加热。
可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (15)
1.一种车辆的热管理系统,其特征在于,包括电驱冷却系统和中冷冷却系统;
所述电驱冷却系统包括依次串接形成闭环的第一电动水泵、第一散热器以及第一换热器,所述第一换热器用于与车辆的电机换热;
所述中冷冷却系统包括依次串接形成闭环的所述第一电动水泵、所述第一散热器、节流阀以及第二换热器,所述第二换热器用于与车辆的发动机进气循环管路换热。
2.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统还包括空调制冷系统;
所述空调制冷系统包括依次串联形成闭环的蒸发器、空调压缩机、第三换热器以及第一膨胀阀;
所述第三换热器、所述第一电动水泵、所述第一散热器还依次串接形成用于所述空调制冷系统散热的散热通路。
3.根据权利要求2所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述中冷冷却系统的管道上串接有第一三通电磁阀和第一三通接头,所述第一三通电磁阀和所述第一三通接头依次串接在所述第一散热器与所述节流阀之间;
所述第一三通电磁阀包括第一进口、第一出口和第二出口,所述第一进口与所述第一散热器连通,所述第一出口与所述第一三通接头的一个接口连通;
所述第一三通电磁阀的第二出口和所述第一三通接头之间连接有第一通路,所述第一通路包括电池包的换热管路,所述电池包的换热管路、所述第一三通接头、所述节流阀、所述第二换热器、所述第一电动水泵、所述第一散热器以及所述第一三通电磁阀串接形成电池慢速冷却系统。
4.根据权利要求3所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述第一通路上串接有第二三通电磁阀和第三三通电磁阀,所述第二三通电磁阀设在所述电池包的换热管路与所述第一三通接头之间,所述第三三通电磁阀设在所述第一三通电磁阀与所述电池包的换热管路之间;
所述第二三通电磁阀包括第二进口、第三出口和第四出口,所述第二进口与所述电池包的换热管路连通,所述第三出口与所述第一三通接头连通;
所述第三三通电磁阀包括第三进口、第四进口和第五出口,所述第三进口与所述第一三通电磁阀的第二出口连通,所述第五出口与所述电池包的换热管路连通;
所述第二三通电磁阀的第四出口与第三三通电磁阀的第四进口之间串接有第四换热器,所述电池包的换热管路、所述第二三通电磁阀、所述第四换热器以及所述第三三通电磁阀依次连接以形成第二通路;
所述热管理系统还包括第二电磁阀以及第二膨胀阀;所述第四换热器、所述空调压缩机、所述第三换热器、所述第二电磁阀以及所述第二膨胀阀依次连接以形成闭环的第三通路;
所述热管理系统还包括电池快速冷却系统,所述电池快速冷却系统包括所述第二通路和所述第三通路;
所述空调制冷系统还包括第一电磁阀,所述第一电磁阀串接在所述第三换热器与所述蒸发器之间的管道上。
5.根据权利要求4所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统还包括第五换热器、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第二电动水泵以及加热装置;
所述加热装置、所述第二电动水泵以及所述第五换热器串接以形成闭环的供热管路;
所述第四三通电磁阀包括第五进口、第六出口和第七出口,所述第五进口与所述电池包的换热管路连通,所述第六出口与所述第二三通电磁阀的第二进口连通;
所述第五三通电磁阀包括第六进口、第七进口和第八出口,所述第六进口与所述第三三通电磁阀的第五出口连通,所述第八出口与所述电池包的换热管路连通;
所述第四三通电磁阀的第七出口与所述第五三通电磁阀的第七进口之间通过管路与所述第五换热器串接,使所述电池包的换热管路、所述第四三通电磁阀、所述第五换热器、所述第五三通电磁阀以及所述供热管路形成电池加热系统。
6.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统,其特征在于,
所述蒸发器还与所述供热管路连接,并且所述蒸发器与所述第五换热器并联,形成包含所述第五换热器的第一支路和包含所述蒸发器的第二支路,所述第一支路上串接有第三电磁阀,所述第二支路上串接有第四电磁阀;
所述第二支路、所述第二电动水泵以及加热装置形成采暖系统。
7.根据权利要求6所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述蒸发器包括第一换热通道和第二换热通道,所述空调制冷系统包含所述第一换热通道;所述第二换热通道与所述第二支路连接。
8.根据权利要求6或7所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述加热装置包括第六换热器,所述第六换热器的进口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,所述第六换热器的出口端与所述第二电动水泵连通,所述散热通路在所述第三换热器与第一电动水泵之间的管路上串接所述第六换热器,使所述散热通路的热量传递至供热管路上,形成余热回收系统;及/或
所述加热装置包括发动机的冷却管路,所述发动机的冷却管路的进口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,所述发动机的冷却管路的出口端与所述第二电动水泵连通,并且所述第二电动水泵与所述第一支路以及所述第二支路的进口端连通,以使得所述发动机的热量能够传递至所述蒸发器或所述第五换热器上;及/或
所述加热装置包括加热器,所述加热器的出口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,所述加热器的进口端与所述第二电动水泵连通,并且所述第二电动水泵的进口端与所述第一支路以及所述第二支路的出口端连通,以使得所述加热器的热量能够传递至所述蒸发器或所述第五换热器上。
9.根据权利要求5所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述第一通路还包括第一膨胀水箱、第三电动水泵;
所述第一膨胀水箱和所述第三电动水泵设置在所述第五三通电磁阀与所述电池包的换热管路之间。
10.根据权利要求2所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述第一散热器与所述第三换热器之间的管路上还串联有第二散热器,所述第二散热器的后方设有第二风机。
11.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统还包括发动机的冷却管路、节温器、第三散热器以及发动机内部机械水泵;
所述发动机的冷却管路、所述节温器以及所述发动机内部机械水泵依次串接形成小循环冷却系统;
所述发动机的冷却管路、所述节温器以及所述第三散热器依次串接形成大循环冷却系统。
12.根据权利要求11所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统还包括第一风机,所述第一散热器、所述第三散热器和所述第一风机并列设置,并且所述第三散热器位于所述第一散热器与所述第一风机之间。
13.根据权利要求11所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统还包括第二膨胀水箱,所述第二膨胀水箱设置有第一腔体和第二腔体;
所述第一腔体的出水端与所述第一电动水泵的上游连接,以形成第一补水回路,所述第一腔体的进水端与所述第一散热器的蒸汽出口连接,以形成第一溢气回路;
所述第二腔体的出水端与所述发动机内部机械水泵的上游连接,形成第二补水回路,所述第二腔体的进水端与所述发动机的冷却管路连接,形成第二溢气回路;
所述第三散热器与所述第二腔体的进水端之间还连接有第三溢气回路。
14.根据权利要求1所述的车辆的热管理系统,其特征在于,所述第一散热器与第一换热器之间的管路上还串接有电源的换热管路和控制器的换热管路。
15.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-14任一项所述的车辆的热管理系统。
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