CN220682093U - 热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种热管理系统及车辆,涉及新能源车辆领域。本申请提供的热管理系统,包括:四通阀、九通阀和多条回路,并通过四通阀和九通阀的不同连通方式,使得多条回路中的发动机回路、电驱总成回路、电池回路、降温回路、传输回路和空调回路构成不同的回路,从而满足增程混合动力车辆中发动机、乘员舱、电池和电机在不同工况下的冷却及加热功能需求,空调回路通过两个电磁开关阀的组合,使得各自对应的空冷冷凝器和水冷冷凝器共同配合处理冷媒,提升空调的制冷能力,同时根据热管理需求在电驱总成和电机水泵之间设置有水冷中冷器,通过水冷中冷器与低温散热器配合工作,在整体上减少了阀门组件及散热模块的数量,从而实现成本降低。
Description
技术领域
本申请涉及新能源车辆领域,尤其涉及一种热管理系统及车辆。
背景技术
随着新能源车辆的发展,其中的增程或者混动车型都是在纯电方案的基础上增加发动机热管理系统,并且需要在满足用户的实际使用需求的同时兼顾车辆的空调制冷性能和控制生产成本。
而在现有纯电方案基础上增加发动机热管理系统的方案中,由于增程车空调工作环境比纯电方案的工作环境更加恶劣,使得增程或者混动车型中空调相比纯电车型制冷效果降低,并且现有技术方案中的阀件组合较多,并不便于做成集成模块,成本较高。
因此对于在现有纯电基础上增加发动机热管理系统的现有技术方案中,在制冷效果不佳且成本较高的方面仍存有缺陷。
实用新型内容
本申请提供一种热管理系统及车辆,用以解决在现有纯电基础上增加发动机热管理系统的现有技术方案中,制冷效果不佳且成本较高的方面仍存有缺陷的问题。
第一方面,本申请提供一种热管理系统,应用于增程车辆,所述增程车辆包括发动机、电驱总成、四通阀、九通阀、电池及乘员舱,所述热管理系统包括:
发动机回路,用于调节所述发动机的温度;
电驱总成回路,用于调节所述电驱总成的温度;
电池回路,用于调节所述电池的温度;
降温回路,用于辅助调节所述电池的温度和所述电驱总成的温度;
传输回路,用于连接所述四通阀和所述九通阀;
空调回路,用于调节所述乘员舱的温度,所述空调回路包括空冷冷凝器和水冷冷凝器,其中所述空调回路和所述传输回路共用所述水冷冷凝器,所述降温回路与所述空调回路共用低温冷却机Chiller;
所述四通阀,用于控制所述发动机回路、所述水冷冷凝器和所述九通阀构成不同回路;
所述九通阀,用于控制所述水冷冷凝器、所述电驱总成回路、所述降温回路和所述电池回路构成不同回路。
在一种可能的设计中,所述四通阀包括四个端口,所述四通阀中的两个端口分别与所述发动机回路的出口和入口连接,所述四通阀中的另两个端口分别与所述水冷冷凝器和所述九通阀连接。
在一种可能的设计中,所述九通阀的两个端口分别与所述四通阀和所述水冷冷凝器连接,所述九通阀的另两个端口分别与所述降温回路连接,所述九通阀的再两个端口与所述电池回路连接,所述九通阀剩余的三个端口与所述电驱总成回路连接。
在一种可能的设计中,所述发动机回路设置有高温散热器,以对所述发动机降温,所述传输回路设置有三通阀和暖风水泵,其中所述三通阀用于调整所述传输回路中流动介质的流向,所述暖风水泵用于传输所述传输回路中的流动介质。
在一种可能的设计中,所述空调回路包括高压通路和低压通路,所述高压通路并联有多个电子膨胀阀、多个电磁开关阀以及与各自所述电磁开关阀对应的水冷冷凝器和空冷冷凝器,所述低压通路并联有所述低温冷却机Chiller和蒸发器,所述高压通路和所述低压通路通过所述多个电子膨胀阀连通。
在一种可能的设计中,所述电驱总成回路包括低温散热器、电驱总成、水冷中冷器和电机水泵,其中,所述电驱总成、水冷中冷器和电机水泵串联。
在一种可能的设计中,所述电池回路包括高压电池包和电池水泵,其中,所述电池水泵用于传输所述电池回路中的流动介质。
在一种可能的设计中,在所述四通阀的第一连通方式下,所述发动机回路不与所述传输回路连通,在所述四通阀的第二连通方式下,所述发动机回路与所述传输回路连通。
在一种可能的设计中,在所述九通阀的第一连通方式下,所述传输回路与所述电驱总成回路连通,所述降温回路与所述电池回路连通。
在一种可能的设计中,在所述九通阀的第二连通方式下,所述传输回路、所述电池回路连通,所述电驱总成回路与所述降温回路串联连通。
在一种可能的设计中,在所述九通阀的第三连通方式下,所述传输回路与所述电池回路连通,所述降温回路与所述电驱总成回路的第一入口和第一出口连通,以使所述电驱总成回路中的流动介质流通所述低温散热器。
在一种可能的设计中,在所述九通阀的第四连通方式下,所述传输回路与所述电池回路连通,所述降温回路与所述电驱总成回路的第二入口和第一出口连通,以使所述电驱总成回路中的流动介质不流通所述低温散热器。
第二方面,本申请提供一种车辆,其包括如上述技术方案中任一项所述的热管理系统。
本申请提供的一种热管理系统及车辆,通过四通阀和九通阀的不同连通方式,使得发动机回路、电驱总成回路、电池回路、降温回路、传输回路和空调回路构成不同的回路,从而满足增程混合动力车辆中发动机、乘员舱、电池和电机在不同工况下的冷却及加热功能需求,空调回路通过两个电磁开关阀的组合,使得各自对应的空冷冷凝器和水冷冷凝器共同配合处理冷媒,提升空调的制冷能力,同时根据热管理需求在电驱总成和电机水泵之间设置有水冷中冷器,通过水冷中冷器与低温散热器配合工作,在整体上减少了阀门组件及散热模块的数量,从而实现成本降低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第一连通方式的示意图;
图2为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第二连通方式的示意图;
图3为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第三连通方式的示意图;
图4为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第四连通方式的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子,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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆,是新能源汽车的重要分支,使得在操纵便捷性与节能性、成本等因素之间达到平衡。为了应对用户的需求,混合动力汽车在市场上越来越普遍。混合动力汽车包含发动机、电机两套动力系统,随着动力模式的不同,从而体现出纯电、混动、燃油三种不同的行驶模式,根据混合动力驱动的联结方式,一般把混合动力汽车分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混合式混合动力汽车。
其中,串联式混合动力汽车又叫做增程式电动汽车,是指在纯电动汽车基础上,增加一个内燃机给动力电池充电或直接驱动电机增加续航里程,从而克服纯电动汽车行驶里程短的电动汽车,由于混合动力汽车的动力系统较传统燃油车增大,其热管理系统的复杂性也将加大,动力电池、电机及高压附件等等都需要单独设计热管理系统来保证正常运行,这就要求热管理系统方案需要保证空调制冷性能的同时兼顾成本。并且由于热管理系统复杂性增加,系统内的水泵、压缩机、冷却风扇等等的能耗也会加大,这些部件能耗的增加会降低动力电池的实际续航和空调的制冷效果。
本申请提供了一种热管理系统,包括:四通阀100、九通阀200和多条回路,其中多条回路包括发动机回路300、电驱总成回路400、电池回路500、降温回路600、传输回路700和空调回路800,四通阀100通过控制发动机回路300、空调回路800中的水冷冷凝器804和九通阀200构成不同回路,九通阀200通过不同的连通方式控制水冷冷凝器804、电驱总成回路400、降温回路600和电池回路500构成不同回路,从而满足乘员舱、电池和电驱总成在不同工况下的功能需求,其中,通过四通阀100控制发动机回路300与传输回路700的连通,其中四通阀100中的两个端口分别与发动机回路300的出口和入口连接,四通阀中100的另两个端口分别与水冷冷凝器804和九通阀200连接,九通阀200包括第一出口1-第九出口9,并分别标号为1-9,并且九通阀200外部第一相邻两个端口即第二出口2和第八出口8,经过传输回路700中的三通阀701和暖风水泵703后分别与四通阀100和水冷冷凝器804连接,九通阀200外部第二相邻两个端口即第三出口3和第五出口5与降温回路600连接,九通阀200外部第三相邻两个端口即第四出口4和第六出口6与电池回路500连接,九通阀200剩余的三个端口即第七出口7、第一出口1和第九出口9与电驱总成回路400连接。
其中,发动机回路300设置有发动机301、发动机水泵302和高温散热器303,电驱总成回路400设置有电驱总成、DCDC(直流/直流变换器)/OBC(车载充电机)、水冷中冷器401、电机水泵402和低温散热器403,电池回路500设置有高压电池包501亦即电池和电池水泵502,降温回路600与空调回路800共用低温冷却机Chiller809,传输回路700中设置有三通阀701、暖风芯体702、暖风水泵703和单向阀704,传输回路700还与空调回路800共用水冷冷凝器804,三通阀701用于控制传输回路700中流动介质如水媒的流向,暖风芯体702用于对乘员舱制热,空调回路800的高压通路中设置有压缩机801、第一电磁开关阀802及其对应的空冷冷凝器803、第二电磁开关阀805及其对应的水冷冷凝器804,在空调回路800的低压通路中设置有蒸发器807和低温冷却机Chiller809,并通过分别与蒸发器807和低温冷却机Chiller809对应的第一电子膨胀阀806和第二电子膨胀阀808连接高压通路和低压通路,其中,低温散热器403、空冷冷凝器803和高温散热器303依次共同设置于车辆的前端散热模块布置位置,并在高温散热器303后对应设置有冷却风扇,以进一步对低温散热器403、空冷冷凝器803和高温散热器303进行散热,相较于在现有纯电方案基础上增加发动机热管理系统的方案中,本申请提供的热管理系统通过设置的空冷冷凝器803和水冷冷凝器804提高了空调系统的制冷效果,同时在整体上减少了阀门组件的数量,从而实现成本降低。
表1为本申请实施例的四通阀100和九通阀200的不同连通方式及其对应的热管理的主要效果汇总表,如下表所示,其中第一列为四通阀100的连通方式,第二列为九通阀200的具体连通方式,第三列为暖风水泵703的工作状态,第四列为三通阀701的开启比例,其中,当三通阀701的开启比例为0%时,从水冷冷凝器804流出的冷却介质不经过暖风芯体702,而直接流向九通阀200,当三通阀701的开启比例为100%时,从水冷冷凝器804流出的冷却介质仅通过暖风芯体702,而不流向九通阀200,当三通阀701的开启比例为不为0%且不为100%时,从水冷冷凝器804流出的冷却介质既流向九通阀200,也经过暖风芯体702,第五列为压缩机801的工作状态,第六列为第一电磁开关阀802的工作状态,第七列为第二电磁开关阀805的工作状态,第八列为第一电子膨胀阀806的工作状态,第九列为第二电子膨胀阀808的工作状态,第十列为热管理的场景效果,通过对四通阀100和九通阀200不同连通方式的切换,从而实现不同场景下的热管理效果。
表1
下面采用具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
实施例一
图1为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第一连通方式的示意图,在四通阀100的第一连通方式下,四通阀100内部将第一端口1和第二端口2连通,亦即通过四通阀100中的两个端口将发动机回路的出口和入口连通,使得发动机回路300不与其他回路连通,四通阀100内部将第三端口3和第四端口4连通,使得经过九通阀200或者暖风芯体702的流动媒介在经过暖风水泵703后直接流向水冷冷凝器804,不流入发动机回路300,在九通阀200的第一连通方式下亦即模式一,九通阀200内部将第一出口1与第二出口2连通,第八出口8与第七出口7连通,第三出口3与第四出口4连通,第五出口5与第六出口6连通,第九出口9不与其他九通阀200的端口连通。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对发动机、负荷较高的电驱总成的冷却以及对乘员舱制冷,当暖风水泵703处于关闭状态,且三通阀701开启率为100%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第一电子膨胀阀806处于工作状态,第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于关闭状态时,电驱总成回路400中的流动介质在电机水泵402的作用下,吸收电驱总成和DCDC/OBC工作产生的热量后,通过九通阀200后进入到传输回路700中,由于三通阀701开启率为100%,则流动介质仅经过传输回路700中的单向阀704后,通过九通阀200再次进入到电驱总成回路400中的低温散热器403中,并通过配合的冷却风扇,将流动介质中的热量转移至周围环境中,使得流动介质在电机水泵402的作用下,再次通过水冷中冷器401对流动介质进行降温后,经过电驱总成和DCDC/OBC,以实现对负荷较高电驱总成的冷却,对于不与其他回路连通的发动机回路300中的流动介质,在发动机水泵302的作用下,在经过发动机301后,通过高温散热器303和冷却风扇的配合将流动介质中吸收发动机301工作产生的热量,转移至周围环境,并将降温后的流动介质再次送入发动机301中,以实现对发动机301的冷却,对于空调回路800,冷媒在经过压缩机801处理后形成的高温高压气态冷媒在经过与第一电磁开关阀802对应的空冷冷凝器803和冷却风扇配合快速散热后,亦即提升了对高温高压气态冷媒的处理能力,将高温高压气态冷媒转变为高温高压液态冷媒,并使得高温高压液态冷媒经过储液干燥罐后,经过第一电子膨胀阀806对冷媒降温降压后,形成低温低压气液混合态冷媒通过蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,送入乘员舱中实现对乘员舱的制冷,从而有效的提高了空调的制冷效果。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对发动机、负荷较小的电驱总成的冷却以及对乘员舱制冷,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为0%,压缩机801处于工作状态,第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805和第一电子膨胀阀806均处于工作状态,第二电子膨胀阀808处于关闭状态时,电驱总成回路400中的流动介质在电机水泵402的作用下,吸收电驱总成和DCDC/OBC工作产生的热量后,通过九通阀200后进入到传输回路700中,由于三通阀701开启率为0%,则流动介质在暖风水泵703的作用下,依次经过四通阀100、水冷冷凝器804和三通阀701后,其中水冷冷凝器804还可用于辅助处理空调回路800中冷媒的热量,通过九通阀200再次进入到电驱总成回路400中的低温散热器403中,并通过配合的冷却风扇,将流动介质中的热量转移至周围环境中,使得流动介质在电机水泵402的作用下,再次通过水冷中冷器401对流动介质进行降温后,经过电驱总成和DCDC/OBC,以实现对负荷较小的电驱总成的冷却,其中,在电机水泵402和水冷中冷器401之间设置有与传输通路700并联的直联通路,并在直联通路上设置有比例阀404,以控制流动介质通过电驱总成和DCDC/OBC的流量,从而实现对电驱总成和DCDC/OBC的冷却控制,对于空调回路800,冷媒在经过压缩机801处理后形成的高温高压气态冷媒在经过与第一电磁开关阀802对应的空冷冷凝器803和冷却风扇,以及第二电磁开关阀805对应的水冷冷凝器804的快速散热后,将高温高压气态冷媒转变为高温高压液态冷媒,并使得高温高压液态冷媒经过储液干燥罐后,经过第一电子膨胀阀806对冷媒降温降压后,形成低温低压气液混合态冷媒通过蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,送入乘员舱中实现对乘员舱的制冷。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对发动机、电驱总成的冷却以及对电池制冷,当压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第二电子膨胀阀808处于工作状态,第一电子膨胀阀806处于关闭状态时,对于空调回路800,冷媒在经过压缩机801处理后形成的高温高压气态冷媒在经过与第一电磁开关阀802对应的空冷冷凝器803和冷却风扇配合快速散热后,将高温高压气态冷媒转变为高温高压液态冷媒,并使得高温高压液态冷媒经过储液干燥罐后,经过第二电子膨胀阀808对冷媒降温降压后,形成低温低压气液混合态冷媒通过低温冷却机Chiller809,以将降温回路600中流动介质的部分热量转移至空调回路800中,从而实现对降温回路600中流动介质的降温,并使得降温后的流动介质流向电池水泵502和高压电池包501,其中,电池回路500中的流动介质在吸收高压电池包501工作产生的热量后,在电池水泵502的作用下再次送入降温回路600中,并通过低温冷却机Chiller809将流动介质中吸收高压电池包工作产生的热量转移至空调回路800中,从而实现对高压电池包亦即电池的制冷。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对发动机、电驱总成的冷却以及电池和乘员舱的同时制冷,当暖风水泵703处于关闭状态,压缩机801处于工作状态,当第一电子膨胀阀806和第二电子膨胀阀808均处于工作状态时,对于空调回路800,冷媒在经过压缩机801处理后形成的高温高压气态冷媒在经过与第一电磁开关阀802对应的空冷冷凝器803和冷却风扇配合快速散热后,或者高温高压气态冷媒在经过与第一电磁开关阀802对应的空冷冷凝器803,以及第二电磁开关阀805对应的水冷冷凝器804的快速散热后,将高温高压气态冷媒转变为高温高压液态冷媒,在使得高温高压液态冷媒经过储液干燥罐后,经过第二电子膨胀阀808对冷媒降温降压后,形成低温低压气液混合态冷媒通过低温冷却机Chiller809,以将降温回路600中流动介质的热量转移至空调回路800中,从而实现对降温回路600中流动介质的降温,并使得降温后的流动介质流向电池水泵502和高压电池包501,其中,电池回路500中的流动介质在吸收高压电池包工作产生的热量后,在电池水泵502的作用下再次送入降温回路600中,并通过低温冷却机Chiller809将流动介质中吸收高压电池包工作产生的热量转移至空调回路800中,从而实现对高压电池包的制冷,在高温高压液态冷媒经过储液干燥罐后,经过第一电子膨胀阀806对冷媒降温降压后,形成低温低压气液混合态冷媒通过蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,送入乘员舱中实现对乘员舱的制冷,从而实现对电池和乘员舱的同时制冷,从而减少了不必要的阀件组合数量。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对发动机、负荷较小的电驱总成的冷却以及乘员舱的制冷除湿,当暖风水泵703和暖风芯体702均处于工作状态,且三通阀701的开启比例为不为0%且不为100%时,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805和第一电子膨胀阀806处于工作状态,第二电子膨胀阀808处于关闭状态时,电驱总成回路400中的流动介质在电机水泵402的作用下,吸收电驱总成和DCDC/OBC工作产生的热量后,通过九通阀200后进入到传输回路700中,由于三通阀701开启比例不为0%且不为100%,则流动介质一部分还经过暖风芯体702,并通过暖风芯体702将流动介质中的部分热量转移至周围环境中,流动介质另一部分通过九通阀200再次进入到电驱总成回路400中的低温散热器403中,并通过配合的冷却风扇,将流动介质中的热量转移至周围环境中,以实现对负荷较小的电驱总成的冷却,并在空调回路800中,通过与第一电子膨胀阀806对应的蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,实现对乘员舱的制冷除湿。
在四通阀100的第二连通方式下,四通阀100内部将第一端口1和第四端口4连通,并将第二端口2和第三端口3连通,使得发动机回路300与传输回路700连通。
进一步地,在四通阀的第二连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对发动机、负荷较高的电驱总成的冷却以及对乘员舱制冷除湿,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为100%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第一电子膨胀阀806处于工作状态,第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于关闭状态时,电驱总成回路400中的流动介质在从电驱总成流出,经过九通阀200后,仅通过传输回路700中的单向阀704,并再次流入电驱总成回路400中的低温散热器403,以实现对负荷较高的电驱总成的冷却,对于发动机回路300中从发动机301流出的流动介质经过四通阀100进入到水冷冷凝器804,以将流动介质中发动机301工作产生的热量转移至周围环境中,由于三通阀701开启率为100%,此时从水冷冷凝器804流出的流动介质仅流向暖风芯体702,通过暖风芯体702将流动介质中的部分热量转移至周围环境中,并在暖风水泵703的作用下,将降温后的流动介质再次经过四通阀100流入发动机回路300中,以实现对发动机的冷却,在空调回路800中,通过与第一电子膨胀阀806对应的蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,实现对乘员舱的制冷除湿,从而有效的提高了空调的制冷效果。
进一步地,基于对发动机、负荷较高的电驱总成的冷却以及对乘员舱制冷除湿,还需要对电池冷却时,第一电磁开关阀802、第一电子膨胀阀806和第二电子膨胀阀808处于工作状态,第二电磁开关阀805处于关闭状态时,其中电池回路500中的流动介质在吸收高压电池包工作产生的热量后,在电池水泵502的作用下送入降温回路600中,并通过低温冷却机Chiller809将流动介质中吸收高压电池包工作产生的热量转移至空调回路800中,从而实现对高压电池包亦即实现对电池的制冷。
进一步地,当增程车辆处于纯电运行模式时,发动机冷机不启动,并在四通阀的第二连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对负荷较高的电驱总成的冷却和对乘员舱制冷,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为0%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805和第一电子膨胀阀806处于工作状态,第二电子膨胀阀808处于关闭状态时,电驱总成回路400中的流动介质在从电驱总成流出并经过九通阀200后,在暖风水泵703的作用下,流动介质通过四通阀400后经过冷机状态的发动机、水冷冷凝器804、三通阀701后再次通过九通阀200,并流向电驱总成回路400中低温散热器403,以实现对负荷较高的电驱总成的冷却,其中处于冷机状态的发动机亦带走流动介质中的部分热量,在空调回路800中,通过与第一电子膨胀阀806对应的蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,实现对乘员舱的制冷,其中第一电磁开关阀802对应的空冷冷凝器803和第二电磁开关阀805对应的水冷冷凝器804共同对压缩机801处理形成的高温高压气态冷媒进行处理,从而增强了空调系统的制冷能力。
进一步地,当增程车辆处于纯电运行模式时,发动机停机不启动,并在四通阀的第二连通方式且九通阀的第一连通方式下,实现对负荷较高的电驱总成的冷却和电池制冷,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为0%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于工作状态,第一电子膨胀阀806处于关闭状态时,其中电池回路500中的流动介质在吸收高压电池包工作产生的热量后,在电池水泵502的作用下送入降温回路600中,并通过低温冷却机Chiller809将流动介质中吸收高压电池包工作产生的热量转移至空调回路800中,从而实现对高压电池包亦即电池的制冷,进一步地,当第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805和第一电子膨胀阀806处于工作状态,第二电子膨胀阀808处于关闭状态时,通过与第一电子膨胀阀806对应的蒸发器807,以将周围空气温度降低形成冷空气,实现对乘员舱的制冷除湿。
在纯电运行模式下,当发动机处于冷机停机时,当电驱负荷较大或者电池和乘员舱制冷需求较大时,通过四通阀100,冷却液即流动介质通过发动机后把流动介质中吸收电驱总成工作产生的部分热量转移至发动机,从而降低电驱总成回路400中低温散热器403的冷却负荷,因此能够降低冷却风扇转速,从而实现对整车能耗的降低。
当发动机处于停机热机时,且当电池或者乘客舱有制热需求时,通过四通阀,流动介质经过发动机时,将发动机缸体的部分热量转移至流动介质中,并结合九通阀200模式的切换,实现将发动机的热量回收给电池或者乘员舱,从而降低压缩机的功率,从而实现对整车能耗的降低,提高了能量的利用效率。
实施例二
图2为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第二连通方式的示意图,在九通阀200的第二连通方式下亦即模式二,九通阀200内部将第一出口1与第二出口2连通,第八出口8与第六出口6连通,第三出口3与第四出口4连通,第五出口5与第七出口7连通,第九出口9不与其他九通阀200的端口连通。
进一步地,在四通阀的第二连通方式且九通阀的第二连通方式下,实现对发动机、负荷较高的电驱总成的冷却、对乘员舱制冷除湿以及对电池加热,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为100%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805、第一电子膨胀阀806和第二电子膨胀阀808均处于工作状态时,电池回路500中的流动介质经过高压电池包后,通过九通阀200流入降温回路600中的低温冷却机Chiller809,以将流动介质中高压电池包工作产生的部分热量转移至空调回路800中,在流动介质经过低温冷却机Chiller809后流向电驱总成回路400中的低温散热器403,以将流动介质中高压电池包工作产生的另一部分热量转移至周围环境中,并在电机水泵402的作用下,经水冷中冷器401,再次流入电驱总成和DCDC/OBC,从而实现对电驱总成的制冷,在从电驱总成流出的流动介质经过九通阀200和单向阀704后,再次流向电池回路500,并在电池水泵502的作用下经过高压电池包,由于此时流动介质中有电驱总成工作产生的热量,从而实现对高压电池包亦即电池的加热,从而减少了不必要的阀件组合数量,降低了成本。
实施例三
图3为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第三连通方式的示意图,在九通阀200的第三连通方式下亦即模式三,九通阀200内部将第一出口1与第三出口3连通,第八出口8与第六出口6连通,第二出口2与第四出口4连通,第五出口5与第七出口7连通,第九出口9不与其他九通阀200的端口连通,其中,九通阀200内部将第五出口5与第七出口7连通,第一出口1与第三出口3连通,亦即使得降温回路600与电驱总成回路400中的第一入口和第一出口连通,使得电驱总成回路中的流动介质流通经过低温散热器403。其中电驱总成回路400中的第一入口与九通阀200的第七出口7连通,第一出口与九通阀200的第一出口1连通。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第三连通方式下,当周围环境温度较高亦即低温冷却机Chiller809的出水温度比周围环境温度低时,且对电池温度需求较高时,实现对发动机暖机、电驱冷却和电池制热,当暖风水泵703处于关闭状态,且三通阀701开启率为0%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第一电子膨胀阀806处于关闭状态,第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于工作状态时,在电驱总成回路400中从电驱总成流出的流动介质经过九通阀200后,通过降温回路600中的低温冷却机Chiller809,此时从低温冷却机Chiller809流出的流动介质温度低于周围环境温度,且从低温冷却机Chiller809流出的流动介质经过九通阀200进入电驱总成回路400中的低温散热器403和水冷中冷器401,从而实现对电驱总成的冷却,对于发动机回路300中流动介质,此时发动机回路300不与其他回路连通,并且此时高温散热器303也不工作,使得发动机回路300中热量持续上升,实现对发动机暖机,在电池回路500中从高压电池包流出的流动介质经过九通阀200后,流向传输回路700中的暖风水泵703,并在暖风水泵703的作用下,经过水冷冷凝器804和三通阀701后再次流入电池回路500中,使得电池回路500中的热量持续上升,实现对高压电池包亦即电池的制热。
进一步地,在四通阀的第二连通方式且九通阀的第三连通方式下,当周围环境温度较高且对乘员舱制热需求较高时,实现对发动机暖机、电驱冷却和乘员舱制热,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为100%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第一电子膨胀阀806处于关闭状态,第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于工作状态时,对于发动机回路300中流动介质,此时发动机回路300与传输回路700连通,并且此时高温散热器303不工作,使得从发动机301流出的流动介质通过四通阀100流向传输回路700中的水冷冷凝器804、三通阀701和暖风芯体702,并通过暖风芯体702对乘员舱制热,在暖风水泵703的作用下,流动介质再次流向发动机回路300,使得发动机回路300中热量持续上升,实现对发动机暖机,其中,当三通阀701开启率不为0%且不为100%时,实现对电池和乘员舱的同时制热。
实施例四
图4为本申请实施例提供的热管理系统处于九通阀的第四连通方式的示意图,在九通阀200的第四连通方式下亦即模式四,九通阀200内部将第一出口1与第三出口3连通,第八出口8与第六出口6连通,第二出口2与第四出口4连通,第五出口5与第九出口9连通,第七出口7不与其他九通阀200的端口连通,其中,九通阀200内部将第一出口1与第三出口3连通,第五出口5与第九出口9连通,亦即使得降温回路600与电驱总成回路400中的第二入口和第一出口连通,使得电驱总成回路400中的流动介质不流经过低温散热器403。其中电驱总成回路400中的第二入口与九通阀200的第九出口9连通,第一出口与九通阀200的第一出口1连通。
进一步地,在四通阀的第二通方式且九通阀的第四连通方式下,实现对发动机冷却、电驱储热和乘员舱制热,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为100%,压缩机801处于关闭状态,当第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805、和第一电子膨胀阀806和第二电子膨胀阀808均处于关闭状态时,对于发动机回路300中流动介质,此时发动机回路300与传输回路700连通,并且此时高温散热器303不工作,使得从发动机301流出的流动介质通过四通阀100流向传输回路700中的水冷冷凝器804、三通阀701和暖风芯体702,并通过暖风芯体702对乘员舱制热,其中通过水冷冷凝器804和暖风芯体702将流动介质中发动机工作产生的热量转移至周围环境中,从而实现对发动机冷却,对于电驱总成回路400中的流动介质在从电驱总成流出后,经过九通阀200流向降温回路600,此时Chliier809并未工作,使得流动介质中电驱总成工作产生的热量并未转移至周围环境中,从而使得电驱储热,其中,当三通阀701开启率不为0%且不为100%时,实现对发动机冷却、电驱储热和电池加热。
进一步地,在四通阀的第一连通方式且九通阀的第四连通方式下,当周围环境温度较低亦即低温冷却机Chiller809的出水温度比周围环境温度高时,且对电池温度需求较高时,实现对发动机暖机、电驱储热和电池制热,当暖风水泵703处于关闭状态,且三通阀701开启率为0%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第一电子膨胀阀806处于关闭状态,第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于工作状态时,在电驱总成回路400中从电驱总成流出的流动介质经过九通阀200后,通过降温回路600中的低温冷却机Chiller809,此时流动介质中的部分热量虽然通过低温冷却机Chiller809转移至空调回路800中,但此时降温回路600流动介质中剩余热量仍然较高,使得在空调回路800中的流动介质在流出低温冷却机Chiller809时的流动介质温度高于周围环境温度,且从低温冷却机Chiller809流出的流动介质经过九通阀200进入电驱总成回路400后在电机水泵402的作用下,再次流向电驱总成和DCDC/OBC,在流动介质中剩余热量和电驱总成工作产生的热量的共同作用下,实现对电驱总成的储热。
进一步地,在四通阀的第二连通方式且九通阀的第四连通方式下,当周围环境温度较低且对乘员舱制热需求较高时,实现对发动机暖机、电驱储热和乘员舱制热,当暖风水泵703处于工作状态,且三通阀701开启率为100%,压缩机801处于工作状态,当第一电磁开关阀802和第一电子膨胀阀806处于关闭状态,第二电磁开关阀805和第二电子膨胀阀808处于工作状态时,对于发动机回路300中流动介质,此时发动机回路300与传输回路700连通,并且此时高温散热器303不工作,使得从发动机301流出的流动介质通过四通阀100流向传输回路700中的水冷冷凝器804、三通阀701和暖风芯体702,并通过暖风芯体702对乘员舱制热,在电驱总成回路400中从电驱总成流出的流动介质经过九通阀200后,经过降温回路600中与空调回路800共用的低温冷却机Chiller809,此时流动介质中的部分热量虽然通过低温冷却机Chiller809转移至空调回路800中,但此时降温回路600流动介质中剩余热量仍然较高,使得在空调回路800中的流动介质在流出低温冷却机Chiller809时的流动介质温度仍高于周围环境温度,且从低温冷却机Chiller809流出的流动介质经过九通阀200进入电驱总成回路400后在电机水泵402的作用下,再次流向电驱总成和DCDC/OBC,在流动介质中剩余热量和电驱总成工作产生的热量的共同作用下,实现对电驱总成的储热,其中,当三通阀701开启率不为0%且不为100%时,实现对发动机暖机、电驱储热以及乘员舱和电池的同时制热,通过对四通阀100和九通阀200内部不同的连通方式的控制,从而减少了不必要的阀件组合数量,并同时提高了能量的利用效率。
当然对于九通阀200还具有其他的连通方式如九通阀200内部将第一出口1与第二出口2连通,第四出口4与第三出口3连通,第八出口8与第六出口6连通,第五出口5与第九出口9连通,第七出口7不与其他九通阀200的端口连通,以及第一电磁开关阀802、第二电磁开关阀805、第一电子膨胀阀806和第二电子膨胀阀808之间还有其他不同的控制方式以实现其他不同的热管理场景效果,以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制。
最后应说明的是:尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种热管理系统,应用于增程车辆,所述增程车辆包括发动机、电驱总成、四通阀、九通阀、电池及乘员舱,其特征在于,所述热管理系统包括:
发动机回路,用于调节所述发动机的温度;
电驱总成回路,用于调节所述电驱总成的温度;
电池回路,用于调节所述电池的温度;
降温回路,用于辅助调节所述电池的温度和所述电驱总成的温度;
传输回路,用于连接所述四通阀和所述九通阀;
空调回路,用于调节所述乘员舱的温度,所述空调回路包括空冷冷凝器和水冷冷凝器,其中所述空调回路和所述传输回路共用所述水冷冷凝器,所述降温回路与所述空调回路共用低温冷却机Chiller;
所述四通阀,用于控制所述发动机回路、所述水冷冷凝器和所述九通阀构成不同回路;
所述九通阀,用于控制所述水冷冷凝器、所述电驱总成回路、所述降温回路和所述电池回路构成不同回路。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述四通阀包括四个端口,所述四通阀中的两个端口分别与所述发动机回路的出口和入口连接,所述四通阀中的另两个端口分别与所述水冷冷凝器和所述九通阀连接。
3.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述九通阀的两个端口分别与所述四通阀和所述水冷冷凝器连接,所述九通阀的另两个端口分别与所述降温回路连接,所述九通阀的再两个端口与所述电池回路连接,所述九通阀剩余的三个端口与所述电驱总成回路连接。
4.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述发动机回路设置有高温散热器,以对所述发动机降温,所述传输回路设置有三通阀和暖风水泵,其中所述三通阀用于调整所述传输回路中流动介质的流向,所述暖风水泵用于传输所述传输回路中的流动介质。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述空调回路包括高压通路和低压通路,所述高压通路并联有多个电子膨胀阀、多个电磁开关阀以及与各自所述电磁开关阀对应的水冷冷凝器和空冷冷凝器,所述低压通路并联有所述低温冷却机Chiller和蒸发器,所述高压通路和所述低压通路通过所述多个电子膨胀阀连通。
6.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述电驱总成回路包括低温散热器、电驱总成、水冷中冷器和电机水泵,其中,所述电驱总成、水冷中冷器和电机水泵串联。
7.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述电池回路包括高压电池包和电池水泵,其中,所述电池水泵用于传输所述电池回路中的流动介质。
8.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,在所述四通阀的第一连通方式下,所述发动机回路不与所述传输回路连通;
在所述四通阀的第二连通方式下,所述发动机回路与所述传输回路连通。
9.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,在所述九通阀的第一连通方式下,所述传输回路与所述电驱总成回路连通,所述降温回路与所述电池回路连通。
10.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,在所述九通阀的第二连通方式下,所述传输回路、所述电池回路连通,所述电驱总成回路与所述降温回路串联连通。
11.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,在所述九通阀的第三连通方式下,所述传输回路与所述电池回路连通,所述降温回路与所述电驱总成回路的第一入口和第一出口连通,以使所述电驱总成回路中的流动介质流通所述电驱总成回路中的低温散热器。
12.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,在所述九通阀的第四连通方式下,所述传输回路与所述电池回路连通,所述降温回路与所述电驱总成回路的第二入口和第一出口连通,以使所述电驱总成回路中的流动介质不流通所述电驱总成回路中的低温散热器。
13.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1至12任一项所述的热管理系统。
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