CN219339132U

CN219339132U - 汽车热管理管路系统及电动汽车

Info

Publication number: CN219339132U
Application number: CN202223324608.9U
Authority: CN
Inventors: 李潇; 高彩辰; 吴会丽
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2032-12-12

Abstract

本申请涉及一种汽车热管理管路系统及电动汽车，包括压缩支路、制冷支路、电机冷却支路、电池包冷却支路；压缩支路、制冷支路的两端均连接第一切换机构，压缩支路的第一端经第一切换机构连接制冷支路的第一端或第二端，压缩支路的第二端经第一切换机构连接制冷支路的第二端或第一端；电机冷却支路、电池包冷却支路的两端均连接第二切换机构，电机冷却支路的两端、电池包冷却支路经第二切换机构连接形成相互独立的循环回路，或者形成串联的循环回路；通过对切换机构及压缩机的控制，可以实现多种运行模式，实现冬季电机余热的完全利用，能实现低负荷工况下无需开启压缩机，仅依靠冷却液循环实现电池包温度控制。

Description

汽车热管理管路系统及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及车辆热管理技术领域，具体涉及一种汽车热管理管路系统及电动汽车。

背景技术

目前，电动汽车的推广和普及已成为时代发展的必然趋势。电动汽车的核心部件电池包、驱动电机和电控系统必须工作在合适的温度区间。为此，车辆需要配置热管理系统来保障电动汽车安全性、经济性和舒适性。

现有的电动汽车热管理系统普遍采用PTC电加热为热源，且部分采用热泵系统的车型对于驱动电机的余热利用效率不高，导致冬季空调耗电量大，续航里程低。另外，现有的热管理系统的电池包只有在空调系统压缩机开启时才能进行温度调节，这样的控热管理方式，在一些低负荷的运行工况下会造成电池包电量的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种汽车热管理管路系统及电动汽车，实现冬季电机余热的完全利用，且低负荷工况下无需开启压缩机。

本实用新型解决技术问题所采用的第一个技术方案是，一种汽车热管理管路系统，包括压缩支路、制冷支路、电机冷却支路、电池包冷却支路；

所述压缩支路、制冷支路的两端均连接第一切换机构，压缩支路的第一端经第一切换机构连接制冷支路的第一端或第二端，压缩支路的第二端经第一切换机构连接制冷支路的第二端或第一端；

所述电机冷却支路、电池包冷却支路的两端均连接第二切换机构，电机冷却支路的两端、电池包冷却支路经第二切换机构连接形成相互独立的循环回路，或者形成串联的循环回路。

进一步的，所述第一切换机构、第二切换机构均与汽车控制单元电性连接。

进一步的，所述第一切换机构、第二切换机构均为四通阀。

进一步的，所述压缩支路包括依次连接的压缩支路的第一端、气液分离器、压缩机、压缩支路的第二端。

进一步的，所述制冷支路包括依次连接的制冷支路的第一端、第一间接换热器、换热支路、制冷支路的第二端；

所述换热支路包括并联的第二间接换热器、车内换热器，第二间接换热器、车内换热器输入端均安装有调节阀。

进一步的，所述调节阀与汽车控制单元电性连接。

进一步的，所述电机冷却支路包括依次连接的电机冷却支路的第一端、第一间接换热器、第一水泵、车外换热器、电机、电机冷却支路的第二端。

进一步的，所述电池包冷却支路包括依次连接的电池包冷却支路的第一端、第二水泵、电池包、第二间接换热器、电池包冷却支路的第二端。

进一步的，所述第一间接换热器和第二间接换热器的内部均设置有互不流通的制冷剂回路、冷却液回路，制冷剂回路、冷却液回路能相互换热，第一间接换热器的制冷剂回路连接在制冷支路，第一间接换热器的冷却液回路连接在电机冷却支路，第二间接换热器的制冷剂回路连接在制冷支路，第二间接换热器的冷却液回路连接在电池包冷却支路。

本实用新型解决技术问题所采用的第二个技术方案是，提供一种电动汽车热，包括上述的汽车热管理管路系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

通过对切换机构及压缩机的控制，可以实现多种运行模式：

夏季制冷工况，压缩支路的第一端经第一切换机构连接制冷支路的第二端，压缩支路的第二端经第一切换机构连接制冷支路的第一端；电机冷却支路的两端、电池包冷却支路经第二切换机构连接形成相互独立的循环回路，从而实现汽车对乘员舱及电池冷却；

冬季制热工况，压缩支路的第一端经第一切换机构连接制冷支路的第以端，压缩支路的第二端经第一切换机构连接制冷支路的第二端；电机冷却支路的两端、电池包冷却支路经第二切换机构连接形成相互独立的循环回路，从而实现汽车对乘员舱及电池的加热，实现冬季电机余热的完全利用，提高系统综合能效，提升续航里程；

低负荷工况，压缩机不开启，压缩支路的第一端经第一切换机构连接制冷支路的第一端，压缩支路的第二端经第一切换机构连接制冷支路的第二端；电机冷却支路的两端、电池包冷却支路经第二切换机构连接形成串联的循环回路，从而实现汽车对电池的冷却或加热，实现低负荷工况下仅依靠冷却液循环实现电池包温度控制，提高系统综合能效，提升续航里程。

附图说明

下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。

图1为夏季制冷工况行车的系统原理图。

图2为冬季制热工况行车的系统原理图。

图3为春秋季低负荷工况行车的系统原理图。

图中：

101、压缩机；102、第一切换机构；103、第一间接换热器；104、第一调节阀；105、车内换热器；106、第二调节阀；107、第二间接换热器；108、气液分离器；109、第一水泵；111、车外换热器；112、第二切换机构；113、电机；114、第二水泵；115、电池包；116、车内换热风扇；117车外换热风扇；A、压缩支路；B、制冷支路；C、电机冷却支路；D、电池包冷却支路。

具体实施方式

下面更详细地描述本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

针对上述问题，实施例1提供一种汽车热管理管路系统，实现冬季电机余热的完全利用，且低负荷工况下无需开启压缩机。

如图1-3所示，一种汽车热管理管路系统，包括压缩支路A、制冷支路B、电机冷却支路C、电池包冷却支路D；

所述压缩支路A、制冷支路B的两端均连接第一切换机构102，压缩支路A的第一端经第一切换机构102连接制冷支路B的第一端或第二端，压缩支路A的第二端经第一切换机构102连接制冷支路B的第二端或第一端；

所述电机冷却支路C、电池包冷却支路D的两端均连接第二切换机构112，电机冷却支路C的两端、电池包冷却支路D经第二切换机构112连接形成相互独立的循环回路，或者形成串联的循环回路；

所述压缩支路A包括依次连接的压缩支路A的第一端、气液分离器108、压缩机101、压缩支路A的第二端，压缩机101与汽车控制单元电性连接；

所述制冷支路B包括依次连接的制冷支路B的第一端、第一间接换热器103、换热支路、制冷支路B的第二端；

所述换热支路包括并联的第二间接换热器107、车内换热器105，第二间接换热器107、车内换热器105输入端分别安装第一调节阀104、第二调节阀106；

所述电机冷却支路C包括依次连接的电机冷却支路C的第一端、第一间接换热器103、第一水泵109、车外换热器111、电机113、电机冷却支路C的第二端。

所述电池包冷却支路D包括依次连接的电池包冷却支路D的第一端、第二水泵114、电池包115、第二间接换热器107、电池包冷却支路D的第二端；

所述第一间接换热器103和第二间接换热器107的内部均设置有互不流通的制冷剂回路、冷却液回路，制冷剂回路、冷却液回路能相互换热，第一间接换热器103的制冷剂回路连接在制冷支路B，第一间接换热器103的冷却液回路连接在电机冷却支路C，第二间接换热器107的制冷剂回路连接在制冷支路B，第二间接换热器107的冷却液回路连接在电池包冷却支路D。

如图1所示，夏季制冷工况行车时，乘员舱和电池包需要同时进行冷却，此时汽车热管理管路系统进入乘员舱冷却+电池冷却模式。

该模式下，压缩支路A的第一端经第一切换机构102连接制冷支路B的第二端，压缩支路A的第二端经第一切换机构102连接制冷支路B的第一端；电机冷却支路C的两端、电池包冷却支路D经第二切换机构112连接形成相互独立的循环回路。

该模式下，制冷剂从压缩机101的排气口排出，流经第一切换机构102进入第一间接换热器103，制冷剂的热量通过间接换热传递给电机冷却支路C中的冷却液；汽车控制单元获取乘员舱冷却需求和电池115包冷却需求，汽车控制单元分别控制第一调节阀104和第二调节阀106的开度，调节分别进入车内换热器105和第二间接换热器107的制冷剂的流量；流经车内换热器105的制冷剂通过设置在车内换热器105旁侧的车内换热器风扇116，吸收乘员舱内空气的热量而蒸发，使乘员舱内温度降低；流经107第二间接换热器的制冷剂通过间接换热吸收电池冷却支路中冷却液的热量而蒸发，使电池冷却支路中冷却液温度降低；从车内换热器105和第二间接换热器107中完成蒸发后的制冷剂，流经第一切换机构102进入气液分离器108进行气液分离后，回到压缩机101的吸气口，以此完成该模式下的制冷剂回路循环。

该模式下，电机冷却支路C中的冷却液通过第一水泵109进入车外换热器111，通过设置在车外换热器111旁侧车外换热风扇117将热量传递给车外空气，降温后的冷却液流经第二切换机构112进入第一间接换热器103，吸收制冷剂回路中制冷剂的热量，然后进入电机113吸收驱动电机和电控系统的热量使电机113温度降低，最后回到第一水泵109，以此完成该模式下的电机冷却支路C循环。

该模式下，由于电机系统的工作温度上限通常远高于制冷剂循环的冷凝温度，因此冷却液必须先流经第一间接换热器103(该模式下作为制冷剂循环的冷凝器)，然后再流经电机113，以保证从第一间接换热器103中流出的冷却液温度仍低于电机系统的工作温度上限，从而确保其对电机系统仍有降温能力。

该模式下，电池冷却支路中的冷却液通过第二水泵114进入电池包115，吸收电池包115内热量使电池包115温度降低，升温后的冷却液进入第二间接换热器107，将热量传递给制冷剂回路中的制冷剂，然后流经第二切换机构112回到第二水泵114，以此完成该模式下的电池冷却支路循环。

如图2所示，冬季制热工况行车时，乘员舱和电池包需要同时进行加热，此时汽车热管理管路系统进入乘员舱加热+电池加热模式。

该模式下，压缩支路A的第一端经第一切换机构102连接制冷支路B的第一端，压缩支路A的第二端经第一切换机构102连接制冷支路B的第二端；电机冷却支路C的两端、电池包冷却支路D经第二切换机构112连接形成相互独立的循环回路。

该模式下，制冷剂回路中的制冷剂从压缩机101的排气口排出，流经第一切换机构102分别进入车内换热器105和第二间接换热器107，通过获取乘员舱加热需求和电池包115加热需求，分别控制第一调节阀104和第二调节阀106的开度，调节分别进入车内换热器105和第二间接换热器107的制冷剂的流量；流经车内换热器105的制冷剂通过车内换热器风扇116，将热量传递给乘员舱内空气，使乘员舱内温度升高；流经第二间接换热器107的制冷剂通过间接换热将热量传递给电池冷却支路中的冷却液，使电池冷却支路中冷却液温度升高；从车内换热器105和第二间接换热器107中完成冷凝后的制冷剂，流入第一间接换热器103，从电机冷却支路C中的冷却液吸收热量进行蒸发，然后流经第一切换机构102进入气液分离器108进行气液分离后，回到压缩机101的吸气口，以此完成该模式下的制冷剂回路循环。

该模式下，电机冷却支路C中的冷却液进入电机113吸收驱动电机和电控系统的余热，然后通过第一水泵109进入车外换热器111，通过车外换热风扇117从车外空气吸收热量，升温后的冷却液流经第二切换机构112进入第一间接换热器103，将热量传递给制冷剂回路中制冷剂，降温后的冷却液回到电机113，以此完成该模式下的电机冷却支路C循环。

该模式下，通过冷却液将电机113的余热完全回收，用于改善制冷剂循环低温制热时的蒸发，提升系统综合能效，提高冬季电动汽车续航里程。

该模式下，电池冷却支路中的冷却液通过第二水泵114进入电池包115，将热量传递给电池包115使电池包115温度升高，降温后的冷却液进入第二间接换热器107，从制冷剂回路中的制冷剂吸收热量，然后流经第二切换机构112回到第二水泵114，以此完成该模式下的电池冷却支路循环。

如图3所示，在春秋季节车内外环境温度舒适的低负荷工况行车时，乘员舱没有冷却或加热需求，但电池包仍有相对较低的冷却或者加热需求，此时汽车热管理管路系统进入低负荷工况下的电池冷却/加热模式。

该模式下，压缩机不开启，压缩支路A的第一端经第一切换机构102连接制冷支路B的第一端，压缩支路A的第二端经第一切换机构102连接制冷支路B的第二端；电机冷却支路C的两端、电池包冷却支路D经第二切换机构112连接形成串联的循环回路。

当电池需要冷却时，冷却液回路中的冷却液流经第二水泵114进入电池包115吸收电池包115中的热量，使电池包115温度降低，然后依次流经第二间接换热器107、第二切换机构112、第一间接换热器103，进入电机113吸收电机热量，然后流经第一水泵109进入车外换热器111，通过车外换热风扇117将多余的热量传递到车外空气，最后流经第二切换机构112回到第二水泵114，以此完成该模式下的冷却液循环。

当电池需要加热时，冷却液回路中的冷却液流经第二水泵114进入电池包115将热量传递给电池包115，使电池包115温度升高，然后依次流经第二间接换热器107、第二切换机构112、第一间接换热器103，进入电机113吸收电机热量，然后流经第一水泵109进入车外换热器111，此时车外换热风扇117不开启，最后流经第二切换机构112回到第二水泵114，以此完成该模式下的冷却液循环。

该模式下，无需开启压缩机，仅通过冷却液循环即可保证电池包115de工作温度正常，节省了电池包115电量，提高了电动汽车的续航里程。

在本实施例中，所述第一切换机构102、第二切换机构112均与汽车控制单元电性连接。

在本实施例中，所述第一切换机构102、第二切换机构112均为四通阀。

在本实施例中，所述第一调节阀104、第二调节阀106均与汽车控制单元电性连接。在实际应用中，所述第一调节阀104、第二调节阀106可选用膨胀阀。

在本实施例中，所述第一水泵109、第二水泵114均与汽车控制单元电性连接。

本系统采用热泵，通过对切换机构及压缩机的控制，可以实现多种运行模式：

实施例2

实施例2在实施例1基础上，提供一种电动汽车，该电动汽车包括实施例1中的汽车热管理管路系统。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项被定义，则在随后中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本申请如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸的固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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

1.一种汽车热管理管路系统，其特征在于：

包括压缩支路、制冷支路、电机冷却支路、电池包冷却支路；

2.根据权利要求1所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述第一切换机构、第二切换机构均与汽车控制单元电性连接。

3.根据权利要求2所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述第一切换机构、第二切换机构均为四通阀。

4.根据权利要求2所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述压缩支路包括依次连接的压缩支路的第一端、气液分离器、压缩机、压缩支路的第二端。

5.根据权利要求4所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述制冷支路包括依次连接的制冷支路的第一端、第一间接换热器、换热支路、制冷支路的第二端；

6.根据权利要求5所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述调节阀与汽车控制单元电性连接。

7.根据权利要求5所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述电机冷却支路包括依次连接的电机冷却支路的第一端、第一间接换热器、第一水泵、车外换热器、电机、电机冷却支路的第二端。

8.根据权利要求5所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述电池包冷却支路包括依次连接的电池包冷却支路的第一端、第二水泵、电池包、第二间接换热器、电池包冷却支路的第二端。

9.根据权利要求5所述的汽车热管理管路系统，其特征在于：所述第一间接换热器和第二间接换热器的内部均设置有互不流通的制冷剂回路、冷却液回路，制冷剂回路、冷却液回路能相互换热，第一间接换热器的制冷剂回路连接在制冷支路，第一间接换热器的冷却液回路连接在电机冷却支路，第二间接换热器的制冷剂回路连接在制冷支路，第二间接换热器的冷却液回路连接在电池包冷却支路。

10.一种电动汽车，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的汽车热管理管路系统。