CN219256995U - 一种增程式电动车热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增程式电动车热管理系统。现有的增程式电动车热管理大多数采用空调降温采暖回路、电驱冷却回路、发动机冷却回路和电池恒温系统回路相互独立的方案。本实用新型包括电动压缩机、回热管、HVAC模块、电池冷却器、冷凝器、高温换热器、暖风水泵、水水换热器、液体加热器、五通阀A、发动机水泵、电池回路液泵、五通阀B、电驱水泵和低温散热器。本实用新型巧妙地应用2个五通阀和1个水水换热器，并通过合理布置水温传感器，将增程式电动车热管理涉及到的4个循环回路集成拟合在一起，可有效回收发动机、电机电池余热，降低了能耗；在保障乘员舱舒适性的情况下，最大化地实现了多种功能，并规避了热冲击等问题。

Description

一种增程式电动车热管理系统

技术领域

本实用新型属于新能源汽车热管理领域，具体涉及一种增程式电动车热管理系统。

背景技术

随着新能源汽车的发展，增程式电动车作为其中一种形式，不仅能消除消费者对于电动车续航里程不足、充电难的担忧，而且其环保性、动力性能、NVH性能等方面又远优于传统燃油车，成为当今市场广受欢迎的存在。增程式电动车热管理系统一般涉及4个循环回路：空调降温采暖回路、电驱冷却回路、发动机冷却回路、电池恒温系统回路。现有的增程式电动车热管理大多数采用4个回路相互独立的方案，不能很好的集成在一起，导致成本较高、存在能量浪费。少数的集成式热管理方案，依然存在如下问题：①功能单一，且在电池有冷却或者加热需求时，牺牲了乘员舱的热舒适性；②控制不精确、水路混合有热冲击的风险；③能源浪费，发动机、电驱等回路有多余的热量可使用时无法使用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种增程式电动车热管理系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

本实用新型包括电动压缩机、回热管、HVAC模块、电池冷却器、冷凝器、高温换热器、暖风水泵、水水换热器、液体加热器、五通阀A、发动机水泵、电池回路液泵、五通阀B、电驱水泵和低温散热器；所述电动压缩机的制冷剂进口与回热管中通道一的制冷剂出口连通；回热管中通道一的制冷剂进口与HVAC模块中蒸发器的制冷剂出口和电池冷却器的制冷剂出口均连通；所述电池冷却器的制冷剂出口处设有电池冷却器出口压力温度传感器；回热管中通道二的制冷剂出口与蒸发器的制冷剂进口和电池冷却器的制冷剂进口均连通；回热管中通道二的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口连通，且冷凝器的制冷剂出口处设有压力传感器；冷凝器的制冷剂进口与电动压缩机的制冷剂出口连通；所述暖风水泵的冷却液出口与HVAC模块中暖风芯体的冷却液进口和水水换热器中通道一的冷却液进口均连通，且暖风水泵的冷却液出口处设有液体加热器；暖风芯体的冷却液出口与五通阀A的进口一连通，暖风水泵的冷却液进口与五通阀A的出口一连通，水水换热器中通道一的冷却液出口与五通阀A的进口二连通；五通阀A的出口二与发动机水泵的冷却液进口连通，五通阀A还设有进口三；所述电池回路液泵的冷却液进口与五通阀B的出口二连通，且电池回路液泵的冷却液出口处设有电池进口液温传感器；五通阀B的进口三与电池冷却器的冷却液出口连通；电池冷却器的冷却液进口与水水换热器中通道二的冷却液出口连通；五通阀B的出口一与电驱水泵的冷却液进口连通，电驱水泵的冷却液出口处设有电驱入口液温传感器；低温散热器的冷却液出口与五通阀B的进口二连通。

优选地，所述的HVAC模块还设有鼓风机。

优选地，所述的HVAC模块中蒸发器表面设有蒸发器表面温度传感器。

优选地，所述蒸发器的制冷剂进口处设有热力膨胀阀。

更优选地，所述电池冷却器的制冷剂进口处设有电子膨胀阀。

更优选地，所述的高温换热器位置处设有电子风扇。

更优选地，所述水水换热器中通道二的冷却液进口处设有电池出口液温传感器。

更优选地，所述的电动压缩机、冷凝器、压力传感器、回热管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、电池冷却器、电池冷却器出口压力温度传感器、HVAC模块、暖风水泵、液体加热器、五通阀A和发动机水泵组成空调制冷采暖系统；所述的五通阀A、发动机水泵、高温换热器和电子风扇组成发动机冷却回路系统；所述的驱动回路水泵、低温散热器、五通阀B和电驱入口液温传感器组成电驱冷却回路系统；所述的电动压缩机、冷凝器、压力传感器、电池冷却器、电子膨胀阀、电池冷却器出口压力温度传感器、回热管、低温散热器、电驱水泵、电驱入口液温传感器、电池回路液泵、电池进口液温传感器、电池出口液温传感器、五通阀B、水水换热器、发动机水泵、暖风水泵、液体加热器和五通阀A组成电池恒温回路系统。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型巧妙地应用2个五通阀和1个水水换热器，并通过合理布置水温传感器，将增程式电动车热管理涉及到的4个循环回路集成拟合在一起，可有效回收发动机、电机电池余热，降低了能耗；在保障乘员舱舒适性的情况下，最大化地实现了多种功能，并规避了热冲击等问题。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种增程式电动车热管理系统，包括电动压缩机1、回热管25、HVAC模块3、电池冷却器21、冷凝器2、高温换热器14、暖风水泵8、水水换热器20、液体加热器9、五通阀A10、发动机水泵13、电池回路液泵19、五通阀B18、电驱水泵16和低温散热器15；电动压缩机1的制冷剂进口与回热管25中通道一的制冷剂出口连通；回热管25中通道一的制冷剂进口与HVAC模块3中蒸发器4的制冷剂出口和电池冷却器21的制冷剂出口均连通；电池冷却器21的制冷剂出口处设有电池冷却器出口压力温度传感器23；回热管25中通道二的制冷剂出口与蒸发器4的制冷剂进口和电池冷却器21的制冷剂进口均连通；回热管25中通道二的制冷剂进口与冷凝器2的制冷剂出口连通，且冷凝器2的制冷剂出口处设有压力传感器12；冷凝器2的制冷剂进口与电动压缩机1的制冷剂出口连通；暖风水泵8的冷却液出口与HVAC模块3中暖风芯体5的冷却液进口和水水换热器20中通道一的冷却液进口均连通，且暖风水泵8的冷却液出口处设有液体加热器9；暖风芯体5的冷却液出口与五通阀A10的进口一(一号阀口)连通，暖风水泵8的冷却液进口与五通阀A10的出口一(二号阀口)连通，水水换热器20中通道一的冷却液出口与五通阀A10的进口二(五号阀口)连通；五通阀A10的出口二(四号阀口)与发动机水泵13的冷却液进口连通，五通阀A10还设有进口三(三号阀口)；电池回路液泵19的冷却液进口与五通阀B18的出口二(四号阀口)连通，且电池回路液泵19的冷却液出口处设有电池进口液温传感器；五通阀B18的进口三(三号阀口)与电池冷却器21的冷却液出口连通；电池冷却器21的冷却液进口与水水换热器20中通道二的冷却液出口连通；五通阀B18的出口一(二号阀口)与电驱水泵16的冷却液进口连通，电驱水泵16的冷却液出口处设有电驱入口液温传感器17；低温散热器15的冷却液出口与五通阀B18的进口二(五号阀口)连通。

作为一个优选实施例，HVAC模块3还设有鼓风机6。

作为一个优选实施例，HVAC模块3中蒸发器4表面设有蒸发器表面温度传感器11。

作为一个优选实施例，蒸发器4的制冷剂进口处设有热力膨胀阀7。

作为一个优选实施例，电池冷却器21的制冷剂进口处设有电子膨胀阀22。

作为一个优选实施例，高温换热器14位置处设有电子风扇24。

作为一个优选实施例，水水换热器20中通道二的冷却液进口处设有电池出口液温传感器。

作为一个优选实施例，电动压缩机1、冷凝器2、压力传感器12、回热管25、热力膨胀阀7、电子膨胀阀22、电池冷却器21、电池冷却器出口压力温度传感器23、HVAC模块3(蒸发器4、暖风芯体5、鼓风机6、蒸发器表面温度传感器11)、暖风水泵8、液体加热器9、五通阀A10和发动机水泵13组成空调制冷采暖系统；五通阀A10、发动机水泵13、高温换热器14和电子风扇24组成发动机冷却回路系统；驱动回路水泵16、低温散热器15、五通阀B18和电驱入口液温传感器17组成电驱冷却回路系统；电动压缩机1、冷凝器2、压力传感器12、电池冷却器21、电子膨胀阀22、电池冷却器出口压力温度传感器23、回热管25、低温散热器15、电驱水泵16、电驱入口液温传感器17、电池回路液泵19、电池进口液温传感器、电池出口液温传感器、五通阀B18、水水换热器20、发动机水泵13、暖风水泵8、液体加热器9和五通阀A10组成电池恒温回路系统。

其中，五通阀A和五通阀B18均为现有技术，由三通比例阀和四通球阀连接而成，具体是三通比例阀的连接阀口与四通球阀的连接阀口直接连接，另外，一号阀口和五号阀口为三通比例阀除连接阀口外的另外两个阀口，二号阀口、三号阀口和四号阀口为四通球阀除连接阀口外的另外三个阀口。

该增程式电动车热管理系统使用时，将发动机水泵13的冷却液出口和五通阀A10的进口三(三号阀口)分别与发动机总成的冷却液进口和一个冷却液出口连通，高温换热器14的冷却液出口和冷却液进口分别与发动机总成的冷却液进口和另一个冷却液出口(该冷却液出口处设有节温器)连通，水水换热器20中通道二的冷却液进口和电池回路液泵19的冷却液出口分别与电池的冷却液出口和冷却液进口连通，电驱水泵16的冷却液出口与电驱(可以包括电机、电机控制器、充电机、整车电力转换器和减速器)的冷却液进口连通，五通阀B18的进口一(一号阀口)和低温散热器15的冷却液进口均与电驱的冷却液出口连通；该增程式电动车热管理系统具备以下几种工作模式：

1、空调制冷采暖系统：

a)乘员舱制冷模式：电动压缩机1启动，电池冷却器21中的液态制冷剂经电池冷却器出口压力温度传感器23与蒸发器4中对外界空气降温后形成的气态制冷剂汇集，然后经回热管25的通道一到达电动压缩机1，电动压缩机1将制冷剂输送至冷凝器2进行冷凝，冷凝后的制冷剂经压力传感器12到达回热管25的通道二，回热管25的通道二的一部分制冷剂经热力膨胀阀7到达蒸发器4，另一部分制冷剂经电子膨胀阀22到达电池冷却器21；HVAC模块3中蒸发器4对外界空气进行降温，且HVAC模块3中鼓风机6将冷风吹出；而蒸发器表面温度传感器11检测蒸发器4表面温度，可以反馈到车载中控，从而精准调节空调出风温度及风速，保证乘员舱舒适性。

b)乘员舱采暖模式：暖风水泵8启动，HVAC模块3的暖风芯体5中冷却液从五通阀A10的进口一(一号阀口)进入，从五通阀A10的出口一(二号阀口)流出，被暖风水泵8送至液体加热器9加热；液体加热器9加热后的冷却液再回流至暖风芯体5中；暖风芯体5对外界空气进行加热，且HVAC模块3中鼓风机6将热风吹出。其中液体加热器9自带水温传感器或外接水温传感器，反馈出口水温给车载中控，从而精准调节空调出风温度及风速，保证乘员舱舒适性。

c)发动机余热采暖模式：该模式下，暖风水泵8所在回路与发动机总成所在回路串联，液体加热器可以不工作，依靠发动机总成的余热对乘员舱进行加热；具体地，发动机水泵13启动，暖风芯体5中冷却液从五通阀A10的进口一(一号阀口)进入，从五通阀A10的出口二(四号阀口)流出，被发动机水泵13送至发动机总成与发动机总成进行热交换，同时暖风水泵8启动，发动机总成出来的冷却液从五通阀A10的进口三(三号阀口)进入，从五通阀A10的出口一(二号阀口)流出，被暖风水泵8经液体加热器送至暖风芯体5中；暖风芯体5对外界空气进行加热，且HVAC模块3中鼓风机6将热风吹出。其中液体加热器9自带水温传感器或外接水温传感器，反馈出口水温给车载中控，从而精准调节空调出风温度及风速，保证乘员舱舒适性。

2、发动机冷却回路系统：

发动机水泵13启动，发动机总成中的一部分冷却液经发动机总成的一个冷却液出口进入五通阀A10的进口三(三号阀口)，从五通阀A10的出口二(四号阀口)流出，被发动机水泵13送回发动机总成中；发动机总成中的另一部分冷却液经发动机总成的另一个冷却液出口进入高温换热器14，经高温换热器14降温后与发动机水泵13送回的冷却液交汇后一同送入发动机总成中，对发动机总成进行冷却。其中电子风扇24可以促进高温换热器14的降温效果，发动机总成自带水温传感器，将检测的进口水温信号反馈到车载中控，从而使发动机总成工作在安全温度下。

3、电驱冷却回路系统：

驱动回路水泵16启动，低温散热器15中的冷却液从五通阀B18的进口二(五号阀口)进入，从五通阀B18的出口一(二号阀口)流出，被驱动回路水泵16经电驱入口液温传感器17送至电驱，对电驱进行冷却；电驱出来的冷却液回流至低温散热器15中；电驱入口液温传感器17将检测的液温反馈信号反馈到车载中控，车载中控精准控制驱动回路水泵16的流量和五通阀B的位置开度。

4、电池恒温回路系统：

a)高温散热模式：该模式下，电池恒温回路系统与电驱冷却回路系统并联，互不干扰。该模式下，电动压缩机1启动，电池冷却器21中的液态制冷剂经电池冷却器出口压力温度传感器23和回热管25的通道一到达电动压缩机1，电动压缩机1将制冷剂输送至冷凝器2进行冷凝，冷凝后的制冷剂经压力传感器12到达回热管25的通道二，回热管25中通道二的一部分制冷剂经电子膨胀阀22回到电池冷却器21；同时，电池回路液泵19启动，电池冷却器21中的冷却液从五通阀B18的进口三(三号阀口)流入，从五通阀B18的出口二(四号阀口)流出，被电池回路液泵19送至电池中，对电池进行散热，电池中流出的冷却液经水水换热器20的通道二回流至电池冷却器21中，由电池冷却器21中的液态制冷剂进行降温；其中，电池进口液温传感器和电池出口液温传感器将检测的液温信号反馈到车载中控，电池冷却器出口压力温度传感器23将检测的压力、温度信号反馈到车载中控，从而精准控制电池回路液泵19的流量、电子膨胀阀22的开度，使电池工作在安全温度范围内。

b)中温散热模式：该模式下，电池恒温回路系统与电驱冷却回路系统串联，制冷剂所在回路可以不工作，依靠低温散热器15进行散热。该模式下，电驱水泵16和电池回路液泵19启动，电池冷却器21中的冷却液从五通阀B18的进口三(三号阀口)流入，从五通阀B18的出口一(二号阀口)流出，被电驱水泵16经电驱入口液温传感器17送至电驱中，经电驱后进入低温散热器15进行降温，低温散热器15出来的冷却液从五通阀B18的进口二(五号阀口)进入，从五通阀B18的出口二(四号阀口)流出，被电池回路液泵19送至电池中，对电池进行散热，电池中流出的冷却液经水水换热器20的通道二回流至电池冷却器21中；其中，电池进口液温传感器和电池出口液温传感器将检测的液温信号反馈到车载中控，从而精准控制电驱水泵16和电池回路液泵19的流量以及五通阀B的位置开度。

c)低温电驱余热回收模式：该模式下，电池恒温回路系统与电驱冷却回路系统串联，回收电驱冷却回路系统的余热给电池保温。该模式下，电驱水泵16和电池回路液泵19启动，电池冷却器21中的冷却液从五通阀B18的进口三(三号阀口)流入，从五通阀B18的出口一(二号阀口)流出，被电驱水泵16经电驱入口液温传感器17送至电驱中，吸收电驱余热后由五通阀B18的进口一(一号阀口)流入，从五通阀B18的出口二(四号阀口)流出，被电池回路液泵19送至电池中，对电池进行加热，电池中流出的冷却液经水水换热器20的通道二回流至电池冷却器21中；其中，电池进口液温传感器和电池出口液温传感器将检测的液温信号反馈到车载中控，从而精准控制电驱水泵16和电池回路液泵19的流量以及五通阀B的位置开度。

d)低温发动机余热回收模式：该模式下，电池恒温回路系统与电驱冷却回路系统并联，互不干扰，依靠发动机总成的余热给电池加热；发动机水泵13和暖风水泵8启动，水水换热器20的通道一中冷却液从五通阀A10的进口二(五号阀口)进入，从五通阀A10的出口二(四号阀口)流出，被发动机水泵13送至发动机总成中，吸收发动机总成余热后，从五通阀A10的进口三(三号阀口)进入，从五通阀A10的出口一(二号阀口)流出，被暖风水泵8经液体加热器9(此时液体加热器9不进行加热工作)送回水水换热器20的通道一中，对水水换热器20通道二中的冷却液进行加热；同时，电池回路液泵19启动，水水换热器20通道二中的冷却液经电池冷却器21从五通阀B18的进口三(三号阀口)进入，从五通阀B18的出口二(四号阀口)流出，被电池回路液泵19送至电池中，对电池进行加热，电池中流出的冷却液回流至水水换热器20的通道二；其中电池进口液温传感器和电池出口液温传感器将检测的液温信号反馈到车载中控，从而精准控制发动机水泵13、暖风水泵8和电池回路液泵19的流量以及五通阀A和五通阀B的位置开度。

e)低温电池加热模式：该模式下，电池恒温回路系统与电驱冷却回路系统并联，互不干扰，依靠液体加热器9加热；暖风水泵8启动，水水换热器20的通道一中冷却液从五通阀A10的进口二(五号阀口)进入，从五通阀A10的出口一(二号阀口)流出，被暖风水泵8送至液体加热器9进行加热，液体加热器9流出的冷却液回流到水水换热器20的通道一中，对水水换热器20通道二中的冷却液进行加热；同时，电池回路液泵19启动，水水换热器20通道二中的冷却液经电池冷却器21从五通阀B18的进口三(三号阀口)进入，从五通阀B18的出口二(四号阀口)流出，被电池回路液泵19送至电池中，对电池进行加热，电池中流出的冷却液回流至水水换热器20的通道二；其中，液体加热器9处的水温传感器、电池进口液温传感器和电池出口液温传感器将检测的温度信号反馈到车载中控，从而精准控制暖风水泵8和电池回路液泵19的流量以及五通阀A和五通阀B的位置开度。

Claims (8)

1.一种增程式电动车热管理系统，包括电动压缩机、回热管、HVAC模块、电池冷却器和冷凝器，其特征在于：还包括高温换热器、暖风水泵、水水换热器、液体加热器、五通阀A、发动机水泵、电池回路液泵、五通阀B、电驱水泵和低温散热器；所述电动压缩机的制冷剂进口与回热管中通道一的制冷剂出口连通；回热管中通道一的制冷剂进口与HVAC模块中蒸发器的制冷剂出口和电池冷却器的制冷剂出口均连通；所述电池冷却器的制冷剂出口处设有电池冷却器出口压力温度传感器；回热管中通道二的制冷剂出口与蒸发器的制冷剂进口和电池冷却器的制冷剂进口均连通；回热管中通道二的制冷剂进口与冷凝器的制冷剂出口连通，且冷凝器的制冷剂出口处设有压力传感器；冷凝器的制冷剂进口与电动压缩机的制冷剂出口连通；所述暖风水泵的冷却液出口与HVAC模块中暖风芯体的冷却液进口和水水换热器中通道一的冷却液进口均连通，且暖风水泵的冷却液出口处设有液体加热器；暖风芯体的冷却液出口与五通阀A的进口一连通，暖风水泵的冷却液进口与五通阀A的出口一连通，水水换热器中通道一的冷却液出口与五通阀A的进口二连通；五通阀A的出口二与发动机水泵的冷却液进口连通，五通阀A还设有进口三；所述电池回路液泵的冷却液进口与五通阀B的出口二连通，且电池回路液泵的冷却液出口处设有电池进口液温传感器；五通阀B的进口三与电池冷却器的冷却液出口连通；电池冷却器的冷却液进口与水水换热器中通道二的冷却液出口连通；五通阀B的出口一与电驱水泵的冷却液进口连通，电驱水泵的冷却液出口处设有电驱入口液温传感器；低温散热器的冷却液出口与五通阀B的进口二连通。

2.根据权利要求1所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述的HVAC模块还设有鼓风机。

3.根据权利要求1所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述的HVAC模块中蒸发器表面设有蒸发器表面温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述蒸发器的制冷剂进口处设有热力膨胀阀。

5.根据权利要求4所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述电池冷却器的制冷剂进口处设有电子膨胀阀。

6.根据权利要求5所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述的高温换热器位置处设有电子风扇。

7.根据权利要求6所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述水水换热器中通道二的冷却液进口处设有电池出口液温传感器。

8.根据权利要求7所述的一种增程式电动车热管理系统，其特征在于：所述的电动压缩机、冷凝器、压力传感器、回热管、热力膨胀阀、电子膨胀阀、电池冷却器、电池冷却器出口压力温度传感器、HVAC模块、暖风水泵、液体加热器、五通阀A和发动机水泵组成空调制冷采暖系统；所述的五通阀A、发动机水泵、高温换热器和电子风扇组成发动机冷却回路系统；所述的电驱水泵、低温散热器、五通阀B和电驱入口液温传感器组成电驱冷却回路系统；所述的电动压缩机、冷凝器、压力传感器、电池冷却器、电子膨胀阀、电池冷却器出口压力温度传感器、回热管、低温散热器、电驱水泵、电驱入口液温传感器、电池回路液泵、电池进口液温传感器、电池出口液温传感器、五通阀B、水水换热器、发动机水泵、暖风水泵、液体加热器和五通阀A组成电池恒温回路系统。

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