CN219668007U - 燃油换热装置、电池低温预加热系统、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燃油换热装置、电池低温预加热系统、热管理系统及车辆，属于车辆附件技术领域，包括：油箱和换热器，设置有注油孔。换热器包括燃烧室、置于燃烧室内的换热管以及设置于燃烧室内的火花塞；燃烧室通过油管连通油箱，油管上设置有燃油泵；燃烧室还设置有排气尾管。其中，换热管的进水口和出水口分别连接有第一进水管路和第一回水管路。本实用新型提供的燃油换热装置，独立的燃油加热装置不需要对动力电池的电量进行额外损耗，规避了动力电池在低温环境下电量衰减的问题，提升了整车的续驶里程。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆附件技术领域，具体涉及一种燃油换热装置、电池低温预加热系统、热管理系统及车辆。
背景技术
低温工况下动力电池的电量衰减是当前电池热管理领域最关键的课题之一，现有动力电池低温工况加热的解决方案主要以鼓风加热、PTC加热(PTC是PositiveTemperature Coefficient)和加热膜加热为主，均为通过消耗动力电池的电能，驱动加热设备对PACK实施低温热管理操作，其技术难度较低，各主机厂使用的现有方案均较为成熟。
但是，现有的低温预加热系统存在如下不足：
(1)鼓风加热的缺点：通过外部的鼓风机吹热风，需要对电池包内的风道进行严格设计；电池的升温效果较慢，容易导致局部温度过高；消耗动力电池的电能，影响整车续驶里程；
(2)PTC加热的缺点：PTC本体体积较大，占用PACK电池包内部的布置空间；加热不均匀，电池本体与PTC的距离越远效果越差；消耗动力电池的电能，影响整车续驶里程；
(3)加热膜加热的缺点：消耗动力电池的电能，影响整车续驶里程；
(4)发动机加热冷却液的缺点：EV纯电动汽车没有类似发动机的动力发热源，在EV产品上无法实现。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种燃油换热装置、电池低温预加热系统、热管理系统及车辆，不需要消耗动力电池的电能，旨在改善动力电池电能消耗大、导致续航里程低的问题。
为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种燃油换热装置，包括：
油箱，设置有注油孔；
换热器，所述换热器包括燃烧室、置于所述燃烧室内的换热管以及设置于所述燃烧室内的火花塞；所述燃烧室通过油管连通所述油箱，所述油管上设置有燃油泵；所述燃烧室还设置有排气尾管；
其中，所述换热管的进水口和出水口分别连接有第一进水管路和第一回水管路。
结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括防护箱体，所述油箱、所述换热器及所述燃油泵均固设于所述防护箱体内。
结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述油箱与所述换热器之间设置有隔热垫。
结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述换热器还包括换热壳体，所述燃烧室位于所述换热壳体内。
结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括控制器，所述控制器安装在所述防护箱体的外壁上，所述燃油泵与所述火花塞分别通过线束连接所述控制器。
结合第一方面，在一种可行的实现方式中，还包括固定支架，所述防护箱体固定于所述固定支架上。
结合第一方面，在一种可行的实现方式中，所述第一进水管路上设置有调节阀，所述第一进水管路和所述第一回水管路上均设置有水温传感器。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电池低温预加热系统，包括所述的燃油换热装置和动力电池，所述燃油换热装置的第一回水管路与所述动力电池的冷却通道的进水口连通。
第三方面，本实用新型实施例还提供了一种电池的热管理系统，包括所述的电池低温预加热系统以及水箱，所述水箱的回水口通过第二回水管路与所述动力电池的冷却通道的回水口连通，所述水箱的出水口通过第二进水管路与所述动力电池的冷却通道的进水口连通，所述第二进水管路、所述第一进水管路与所述水箱之间设置有三通换向阀。
第四方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括所述的电池低温预加热系统。
本实用新型提供的燃油换热装置、电池低温预加热系统、热管理系统及车辆，与现有技术相比，有益效果在于：(1)独立燃油加热装置不需要对动力电池的电量进行额外损耗，不影响整车的续驶里程；(2)燃油换热装置的进水和回水接入整车的冷却水系统，冷却液经过在燃烧室内部充分加热的换热管后获得热量，对动力电池内部进行预热升温，规避了动力电池在低温环境下电量衰减的问题；(3)不需要借助发动机作为发热源，解决了低温工况下纯电重卡冷启动后，动力电池实际可用电量衰减严重的问题，且易于在纯电动汽车上实现；(4)利用燃油对冷却液体循环加热，使得PACK内部温度上升均匀，规避了局部温度过高和加热不充分的问题；(5)PACK的加热与冷却使用共用的循环水路，降低了PACK内部结构布置的难度，降低了PACK的体积，节省了占用的空间体积。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的低温预加热系统的流程结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的燃油换热装置的结构示意图；
附图标记说明：
1、防护箱体；2、油箱盖；3、油箱；4、隔热垫；5、换热壳体；6、燃油泵；7、火花塞；8、燃烧室；9、排气尾管；10、换热管；11、线束；12、水温传感器；13、固定支架；14、第一回水管路；15、第一进水管路；16、控制器；17、调节阀；18、第二回水管路；19、第二进水管路。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。
请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的燃油换热装置进行说明。所述燃油换热装置，包括油箱3和换热器，设置有注油孔，其中，注油孔上设置有油箱3盖2。可选地，本实施例采用柴油加热燃烧，当该种燃油换热装置应用于柴油汽车上时，该油箱3可以与柴油动力车上的油箱3共用。
换热器包括燃烧室8、置于燃烧室8内的换热管10以及设置于燃烧室8内的火花塞7；燃烧室8通过油管连通油箱3，油管上设置有燃油泵6；燃烧室8还设置有排气尾管9。使用时，燃油泵6启动，将油箱3内的油注入燃烧室8内，火花塞7安装在燃烧室8的进油口处，火花塞7点燃，燃烧室8内温度升高，即可将经过燃烧室8内的换热管10内的冷却液升温。燃烧室8远离火花塞7的一侧设有排气尾管9，将燃烧室8内的废气排至外界。
其中，换热管10的进水口和出水口分别连接有第一进水管路15和第一回水管路14。当该燃油换热装置应用在车辆上时，进回水管路可接入整车的冷却系统，可以不单独的设置水箱，这样可以融合在整车的系统中，实现一些部件的共用，降低重置重复部件的资源浪费，也减少占用的整车空间体积。
本实用新型提供的燃油换热装置，有益效果在于：(1)独立的燃油加热装置不需要对动力电池的电量进行额外损耗，不影响整车的续驶里程；(2)燃油换热装置的进水和回水接入整车的冷却水系统，冷却液经过在燃烧室8内部充分加热的换热管10后获得热量，对动力电池内部进行预热升温，规避了动力电池在低温环境下电量衰减的问题；(3)不需要借助发动机作为发热源，解决了低温工况下纯电重卡冷启动后，动力电池实际可用电量衰减严重的问题，且易于在纯电动汽车上实现；(4)利用燃油对冷却液体循环加热，使得PACK内部温度上升均匀，规避了局部温度过高和加热不充分的问题；(5)PACK的加热与冷却使用共用的循环水路，降低了PACK内部结构布置的难度，降低了PACK的体积，节省了占用的空间体积。
本实用新型提供的燃油换热装置，还包括防护箱体1，油箱3、换热器及燃油泵6均固设于防护箱体1内。本实施例将油箱3、换热器和燃油泵6集成在一个防护箱体1内，安装作业时可以作为一个整体部件布局，安装简单方便，且整洁车内布局，集成式的结构也占用较小的空间体积，为整车的布局节省空间。
在一种可行的实施例中，如图2所示，油箱3与所述换热器之间设置有隔热垫4。油箱3与换热器之间采用隔热垫4进行间隔，以进行隔热保护。隔热垫4可以选择隔热棉、泡沫板(聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫板)；隔热垫4的材料可以玻璃纤维保温棉、石棉、岩棉、硅酸盐等材料，也可以选用气凝胶毡、真空板等材料。
油箱3位于换热器的上方，这种上下布局的结构方式，可降低平铺空间占用的表面面积。油箱3上设置有注油孔，注油孔上设置有油箱盖2。
在一种可行的实施例中，如图2所示，换热器还包括换热壳体5，燃烧室8位于换热壳体5内。燃油泵6也位于换热壳体5内，换热壳体5对燃烧室8形成保护。燃烧室8借助防护箱体1和换热壳体5形成双层保护和双层隔热。
本实用新型提供的燃油换热装置，如图2所示，还包括控制器16，控制器16安装在防护箱体1的外壁上，燃油泵6与火花塞7分别通过线束11连接控制器16。控制器16电连接在整车的控制系统上。本文中的调节阀17、换向阀以及水温传感器12均电连接该控制器16。
本实用新型提供的燃油换热装置，如图2所示，还包括固定支架13，防护箱体1固定于固定支架13上。整个装置通过固定支架13，便于在应用场合的固定安装。
在一种可行的实施例中，如图2所示，第一进水管路15上设置有调节阀17，第一进水管路15和第一回水管路14上均设置有水温传感器12。
在水路上配有水温传感器12，水温传感器12将根据冷却液温度对燃烧室8内部的喷油量予以调控，以保证冷却液温度处于合理的控制范围，避免过热对电池PACK和整车其他零部件产生损害。
本实用新型提供的燃油换热装置的工作原理如下:
第一步，开启调节阀17，第一进水管路15与第一回水管路14中的水路流通，使得燃油换热装置介入整车冷却液循环。
第二步，控制器16控制开启燃油泵6及火花塞7工作，通过燃油泵6将油箱3中的柴油输送到换热器内部的燃烧室8中，使得火花塞7对燃烧室8进行点火。
第三步，燃烧室8内的柴油燃烧，燃烧室8内温度升高，使得换热管10内的冷却液温度升高，经第一回水管供入整车动力电池及其他需要加热的附件达到低温预加热效果。
第四步，水温传感器12对第一进水管路15和第一回水管路14内的水温进行监控，并向控制器16反馈水温信号，控制器16通过对燃油泵6的泵油量进行控制，以调整燃烧室8的燃烧热量，进而对回水水温进行控制，使动力电池及其他需要加热的附件达到低温预加热效果。
这样通过水温传感器12的反馈及控制器16的自动控制，可以根据动力电池及其他需要加热的附件的实际温度及需要调节的温度，在保证正常工作的同时，达到节能降耗的目的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
基于同一发明构思，如图1及图2所示，本申请实施例还提供一种电池低温预加热系统，包括燃油换热装置和动力电池，燃油换热装置的第一回水管路14与动力电池的冷却通道的进水口连通。本实施例提供的燃油换热装置，独立于动力电池之外，不需要消耗动力电池的能源，而是利用外置的燃油换热装置，通过循环水路对动力电池进行预热，能够改善纯电汽车冬季动力电池电量衰减问题，提高整车的续航里程；借用电池PACK内部冷却通道，预热均匀，整体升温效果更好，且无需在动力电池内部另外设置冷却通道，不占用电池PACK内部布置空间，使得电池PACK内部结构简单，也减小了电池包的整体占用的体积。
本实施例提供的电池低温预加热系统的预热工作过程如下：冷却液经换向阀流向燃烧室8内部的换热管10，冷却液经过在燃烧室8内部充分加热后获得热量，通过电池PACK内部的冷却通道对动力电池内部进行升温，利用外置的加热装置，规避了动力电池在低温环境下的电量衰减问题。
本实施例应用于冬季低温状况下的纯电动汽车上，在改善纯电汽车冬季动力电池电量衰减的同时，还能改善纯电汽车低温启动的速度；特别是当车辆驻车时，通过该燃油加热装置，对动力电池进行预热，避免驻车时动力电池温度降低，而导致汽车启动困难的问题。
基于同一发明构思，如图1及图2所示，本实用新型实施例还提供了一种电池的热管理系统，包括电池低温预加热系统以及水箱，水箱的回水口通过第二回水管路18与动力电池的冷却通道的回水口连通，水箱的出水口通过第二进水管路19与动力电池的冷却通道的进水口连通，第二进水管路19、第一进水管路15与水箱之间设置有三通换向阀。
在整车冷却液循环系统中加入电池低温预加热系统，三通换向阀安装在动力电池及换热器的进水端，水箱中的冷却液通过换向阀调节流向，满足整车在低温或极寒工况下可以使用燃油加热装置对冷却液进行加热，而在常温或高温工况下不经过燃油加热装置，直接流向电池PACK，以降低对散热性能的影响。
其中，从电池PACK中流出的冷却液通过整车水路循环流经整车其他需要散热的零部件后，流回至水箱，形成水路循环。
基于同一发明构思，如图1及图2所示，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括所述的电池低温预加热系统。
本实用新型实施例提供的车辆，由于采用了这种独立加热的燃油加热装置，可改善纯电汽车冬季动力电池电量衰减问题；使用柴油加热的途径加热冷却液，电能仅用以供给油泵与整车水循环，能大幅降低整车续航能力的损失；借用电池PACK内部冷却液管路，预热均匀，整体升温效果更好，且不占用电池PACK内部布置空间，为整车的布局节省了空间。
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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃油换热装置，其特征在于，包括：
油箱(3)，设置有注油孔；
换热器，所述换热器包括燃烧室(8)、置于所述燃烧室(8)内的换热管(10)以及设置于所述燃烧室(8)内的火花塞(7)；所述燃烧室(8)通过油管连通所述油箱(3)，所述油管上设置有燃油泵(6)；所述燃烧室(8)还设置有排气尾管(9)；
其中，所述换热管(10)的进水口和出水口分别连接有第一进水管路(15)和第一回水管路(14)。
2.如权利要求1所述的燃油换热装置，其特征在于，还包括防护箱体(1)，所述油箱(3)、所述换热器及所述燃油泵(6)均固设于所述防护箱体(1)内。
3.如权利要求2所述的燃油换热装置，其特征在于，所述油箱(3)与所述换热器之间设置有隔热垫(4)。
4.如权利要求2所述的燃油换热装置，其特征在于，所述换热器还包括换热壳体(5)，所述燃烧室(8)位于所述换热壳体(5)内。
5.如权利要求2所述的燃油换热装置，其特征在于，还包括控制器(16)，所述控制器(16)安装在所述防护箱体(1)的外壁上，所述燃油泵(6)与所述火花塞(7)分别通过线束(11)连接所述控制器(16)。
6.如权利要求2所述的燃油换热装置，其特征在于，还包括固定支架(13)，所述防护箱体(1)固定于所述固定支架(13)上。
7.如权利要求1所述的燃油换热装置，其特征在于，所述第一进水管路(15)上设置有调节阀(17)，所述第一进水管路(15)和所述第一回水管路(14)上均设置有水温传感器(12)。
8.一种电池低温预加热系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的燃油换热装置和动力电池，所述燃油换热装置的第一回水管路(14)与所述动力电池的冷却通道的进水口连通。
9.一种电池的热管理系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池低温预加热系统以及水箱，所述水箱的回水口通过第二回水管路(18)与所述动力电池的冷却通道的回水口连通，所述水箱的出水口通过第二进水管路(19)与所述动力电池的冷却通道的进水口连通，所述第二进水管路(19)、所述第一进水管路(15)与所述水箱之间设置有三通换向阀。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池低温预加热系统。
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