CN220785397U - 热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热管理系统及车辆,系统包括:多个热管理流路,包括储热罐流路和电机电控总成流路,储热罐流路包括储热罐,电机电控总成流路包括电机电控总成;流路选择组件,与储热罐流路、电机电控总成流路分别连接,被配置为将储热罐流路和电机电控总成流路连通为储热回路,以实现电机电控总成产生的热量存储至储热罐中。该系统利用流路选择组件将储热罐流路和电机电控总成流路连通,将电机电控总成产生的热量存储至储热罐中,有效回收电机电控产生的热量,以便于对电机电控产生的热量再利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆热管理技术领域,尤其涉及一种热管理系统及车辆。
背景技术
相关技术中,对电机产生余热进行利用需要电机启动(此时电池需要放电),电机启动后才能实时利用电机余热给乘员舱和电池加热。难以满足纯电动汽车冷启动时电池的预热需求,低温环境下电池需要预热后再进行充放电,以避免电池容量衰减,影响整车续航里程。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种热管理系统,有效回收电机电控产生的余热。
本实用新型的第二个目的在于提出一种车辆。
为达到上述目的,本实用新型第一方面实施例提出一种热管理系统,所述系统包括:多个热管理流路,包括储热罐流路和电机电控总成流路,所述储热罐流路包括储热罐,所述电机电控总成流路包括电机电控总成;流路选择组件,与所述储热罐流路、所述电机电控总成流路分别连接,被配置为将所述储热罐流路和所述电机电控总成流路连通为储热回路,以实现所述电机电控总成产生的热量存储至所述储热罐中。
根据本实用新型实施例的热管理系统,利用流路选择组件将储热罐流路和电机电控总成流路连通,将电机电控总成产生的热量存储至储热罐中,有效回收电机电控产生的热量,以便于对电机电控产生的热量再利用。
另外,根据本实用新型上述实施例提出的热管理系统还可以具有如下附加的技术特征:
在一些示例中,多个所述热管理流路还包括电池流路,所述电池流路包括电池包;其中,所述流路选择组件还与所述电池流路连接,还被配置为将所述储热罐流路和所述电池流路连通为电池预热回路,以实现利用所述储热罐中的储热给所述电池包预热。
在一些示例中,所述流路选择组件还被配置为将所述电池流路和所述电机电控总成流路连通为电池加热回路,以实现利用所述电机电控总成产生的热量给所述电池包加热。
在一些示例中,多个所述热管理流路还包括低温散热流路,所述低温散热流路包括低温散热器;其中,所述流路选择组件还与所述低温散热流路连接,还被配置为将所述电机电控总成流路和所述低温散热流路连通为散热回路,以实现所述电机电控总成产生的热量通过所述低温散热器释放到外部环境。
在一些示例中,所述电池流路还包括第一温度传感器,所述第一温度传感器被配置为检测所述电池包的温度,得到第一温度;其中,所述系统还包括控制器,所述控制器与所述第一温度传感器和所述流路选择组件分别连接,被配置为在根据所述第一温度确定所述电池包无加热需求时,控制所述流路选择组件连通所述储热回路,在根据所述第一温度确定所述电池包有预热需求时,控制所述流路选择组件连通所述电池预热回路,以及在根据所述第一温度确定所述电池包有加热需求时,控制所述流路选择组件连通所述电池加热回路。
在一些示例中,所述电机电控总成流路还包括:第二温度传感器,被配置为检测所述电机电控总成的入口温度,得到第二温度;其中,所述控制器还与所述第二温度传感器连接,还被配置为在所述储热回路连通,且所述第二温度大于预设上限温度时,控制所述流路选择组件连通所述散热回路;还被配置为在所述储热回路连通,且所述第二温度小于预设下限温度时,控制所述流路选择组件断开所述散热回路。
在一些示例中,所述储热罐流路还包括:第三温度传感器,被配置为检测所述储热罐的入口温度,得到第三温度;第四温度传感器,被配置为检测所述储热罐的出口温度,得到第四温度;其中,所述控制器还与所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别连接,还被配置为在所述第三温度与所述第四温度的温度差小于预设温度差时,控制所述流路选择组件断开所述储热回路。
在一些示例中,所述流路选择组件包括:第一水泵、第一三通阀和第二三通阀;其中,所述第一水泵的出口与所述第一三通阀的第一端连接,所述第一三通阀的第二端通过第一电磁阀与所述储热罐的入口连接,所述储热罐的出口与所述第二三通阀的第一端连接,所述第二三通阀的第二端与所述电机电控总成的入口连接,所述电机电控总成的出口通过第二电磁阀与所述第一水泵的入口连接,所述第一三通阀的第三端与所述低温散热器的入口连接,所述低温散热器的出口与所述第二三通阀的第三端连接。
在一些示例中,所述流路选择组件还包括:第三三通阀和第四三通阀和第一四通阀;其中,所述第三三通阀的第一端与所述第二三通阀的第二端连接,所述第三三通阀的第二端与所述电机电控总成的入口连接,所述电机电控总成的出口通过所述第二电磁阀与所述第一四通阀的第一端连接,所述第一四通阀的第二端通过第三电磁阀与所述第四三通阀的第一端连接,所述第四三通阀的第二端与所述第一水泵的入口连接,所述第三三通阀的第三端通过第四电磁阀与所述第一四通阀的第三端连接,所述第一四通阀的第四端与所述电池流路的入口连接,所述电池流路的出口通过第五电磁阀与所述第四三通阀的出口连接。
在一些示例中,所述流路选择组件还包括:第五三通阀和第六三通阀;
其中,所述第五三通阀的第一端与所述第一三通阀的第三端连接,所述第五三通阀的第二端通过第六电磁阀与所述第六三通阀的第一端连接,所述第六三通阀的第二端与所述第二三通阀的第三端连接,所述第五三通阀的第三端通过第七电磁阀与所述低温散热器的入口连接,所述第六三通阀的第三端与所述第二三通阀的第三端连接。
在一些示例中,所述电池流路还包括板式换热器和第二水泵;其中,所述板式换热器的第一端作为所述电池流路的入口,所述板式换热器的第二端与所述电池包的入口连接,所述电池包的出口与所述第二水泵的入口连接,所述第二水泵的出口与所述板式换热器的第三端连接,所述板式换热器的第四端作为所述电池流路的出口。
在一些示例中,所述电池流路还包括第七三通阀、压缩机、第八三通阀、乘员舱内冷凝器、第二四通阀、第八电磁阀、车外换热器和第九电磁阀;
其中,所述板式换热器的第一端作为所述电池流路的入口,所述板式换热器的第二端与所述第七三通阀的第一端连接,所述第七三通阀的第二端与所述压缩机的入口连接,所述压缩机的出口与所述第八三通阀的第一端连接,所述第八三通阀的第二端与所述电池包的入口连接,所述电池包的出口与所述第二四通阀的第一端连接,所述第二四通阀的第二端与所述第八电磁阀的第一端连接,所述第八电磁阀的第二端与所述板式换热器的第三端连接,所述板式换热器的第四端作为所述电池流路的出口,所述第八三通阀的第三端与所述乘员舱内冷凝器的第一端连接,所述乘员舱内冷凝器的第二端与所述第二四通阀的第三端连接,所述第七三通阀的第三端与所述车外换热器的第一端连接,所述车外换热器的第二端与所述第九电磁阀的第一端连接,所述第九电磁阀的第二端与所述第二四通阀的第四端连接。
在一些示例中,所述电池包内部集成有冷板。
在一些示例中,所述储热罐包括固液相变储热罐。
为达到上述目的,本实用新型第二方面实施例提出了一种车辆,其特征在于,包括如上述的热管理系统。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是本实用新型一个具体实施例的热管理系统的结构示意图;
图2是本实用新型一个实施例的储热回路连通时冷却液流通示意图;
图3是本实用新型一个实施例的储热回路连通时和散热回路连通时冷却液流通示意图;
图4是本实用新型一个实施例的散热回路连通时冷却液流通示意图;
图5是本实用新型一个实施例的预热回路连通时冷却液流通示意图;
图6是本实用新型一个实施例的加热回路连通时冷却液流通示意图;
图7是本实用新型另一个具体实施例的电池流路示意图;
图8是本实用新型一个实施例的车辆的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合说明书附图1-附图8以及具体的实施方式对本实用新型实施例的热管理系统及车辆进行详细说明。
图1是本实用新型一个具体实施例的热管理系统的结构示意图。如图1所示,热管理系统可包括:
多个热管理流路,包括储热罐流路和电机电控总成流路,储热罐流路包括储热罐,电机电控总成流路包括电机电控总成;
流路选择组件,与储热罐流路、电机电控总成流路分别连接,被配置为将储热罐流路和电机电控总成流路连通为储热回路,以实现电机电控总成产生的热量存储至储热罐中。
为有效回收电机产生的余热,本实施例设置储热罐,利用储热罐储存电机电控工作时产生的余热。具体地,控制流路选择组件将储热罐流路与电机电控总成流路连通,电机电控总成产生的热量通过储热回路存储至储热罐。
本实用新型实施例,利用流路选择组件将储热罐流路和电机电控总成流路连通,将电机电控总成产生的热量存储至储热罐中,有效回收电机电控产生的热量,以便于对电机电控产生的热量再利用,提高能量利用率。
在一个实施例中,如图1所示,多个热管理流路还包括电池流路,电池流路包括电池包;
其中,流路选择组件还与电池流路连接,还被配置为将储热罐流路和电池流路连通为电池预热回路,以实现利用储热罐中的储热给电池包预热。
为满足纯电动汽车冷启动时电池的预热需求,本实用新型的实施例控制流路选择组件将储热罐流路和电池流路连通,以利用储热罐中存储的电机电控余热对低温环境下的电池包进行预热。低温环境下的电池包预热后再进行充放电,可避免电池包容量衰减影响整车续航里程的问题。
在一个实施例中,储热罐包括固液相变储热罐。
在一些实施例中,相变储热罐采用轻质、隔热性能优良的材料加工而成,如闭孔泡沫金属。
在一些实施例中,储热罐中的固液相变材料的熔点应高于电池包的最佳工作温度范围(25-40℃),低于电机电控正常工作所需的冷却液温度(70-80℃)。示例性的,可以选用石蜡作为相变材料,也可以选择其他熔点合适的材料。在选择其他熔点的材料时,需选熔点范围为50-60℃的材料。
本实用新型的实施例,考虑环境温度变化较大,以及储热罐的体积和重量限制问题,储热罐的储热量优选的是根据电池从-20℃加热到10℃时所需的预热量进行确定。
在一个实施例中,如图1所示,流路选择组件还被配置为将电池流路和电机电控总成流路连通为电池加热回路,以实现利用电机电控总成产生的热量给电池包加热。
极低温工况下(<-20℃),当电池包有更多的预热量需求时(由于质量和体积受限,储热罐的蓄热量难以满足极寒工况下电池包预热到目标温度的需求),为避免储热罐存储的热量,在极低温工况下对电池包的预热达不到电池包的预热需求,本实用新型实施例还控制流路选择组件将电池流路和电机电控总成流路连通,利用电机电控总成产生的余热给电池包继续加热,使电池包达到预热需求。
在本实用新型实施例中,电机电控总成和储热罐可通过板式换热器对电池包进行加热。
在一个实施例中,如图1所示,多个热管理流路还包括低温散热流路,低温散热流路包括低温散热器;其中,流路选择组件还与低温散热流路连接,还被配置为将电机电控总成流路和低温散热流路连通为散热回路,以实现电机电控总成产生的热量通过低温散热器释放到外部环境。
为避免电机电控总成的冷却液温度高于电机、电控正常工作所需水温的上限值,出现电机、电控温度上升导致的效率降低和高温限扭问题,本实施例设置低温散热器,控制流路选择组件将电机电控总成流路和低温散热器所在的低温散热流路连通,以利用低温散热器及时将电机电控总成产生的热量释放到外部环境。
在一个实施例中,如图1所示,电池流路还包括第一温度传感器,第一温度传感器被配置为检测电池包的温度,得到第一温度;其中,热管理系统还包括控制器,控制器与第一温度传感器和流路选择组件分别连接,被配置为在根据第一温度确定电池包无加热需求时,控制流路选择组件连通储热回路,在根据第一温度确定电池包有预热需求时,控制流路选择组件连通电池预热回路,以及在根据第一温度确定电池包有加热需求时,控制流路选择组件连通电池加热回路。
具体地,利用第一温度传感器检测电池包温度,根据电池包温度确定电池包是否有预热或加热需求,以根据电池包的预热或加热需求控制流路选择组件。控制器获取第一温度传感器采集的第一温度(电池包温度),根据第一温度确定电池包是否有加热需求。
示例性的,考虑到0℃以下对电池包的影响,可在第一温度大于0℃时,确定电池包无加热需求。在确定电池包无加热需求时,控制流路选择组件连通储热回路,将储热罐流路与电机电控总成流路连通,储热罐存储电机电控总成产生的热量。
示例性的,考虑上述储热罐的储热量的设置,在第一温度大于-20℃,且小于0℃时,确定电池包有预热需求。在第一温度小于-20℃时,确定电池包有加热需求。在确定电池包有预热需求时,控制流路选择组件连通电池预热回路,将储热罐流路和电池流路连通,储热罐中存储的电机电控余热对低温环境下的电池包进行预热。在确定电池包有加热需求时,控制流路选择组件连通电池预热回路,将储热罐流路和电池流路连通,储热罐中存储的电机电控余热对低温环境下的电池包进行预热。经过储热罐预热后,电池包虽然未达到目标温度,但是温度已经升高,能够进行小倍率放电,再控制流路选择组件连通电池加热回路,将电池流路和电机电控总成流路连通,利用电机电控总成产生的余热给电池包继续加热,使电池包达到预热需求,避免电池包容量衰减影响整车续航里程的问题。
在本实用新型实施例中,电池包完成预热或加热需求后,控制流路选择组件连通储热回路,以使储热罐再次存储电机电控总成产生的热量,以便于电池包有预热或加热需求再利用。
在一个实施例中,如图1所示,电机电控总成流路还包括:第二温度传感器,被配置为检测电机电控总成的入口温度,得到第二温度;其中,控制器还与第二温度传感器连接,还被配置为在储热回路连通,且第二温度大于预设上限温度时,控制流路选择组件连通散热回路;还被配置为在储热回路连通,且第二温度小于预设下限温度时,控制流路选择组件断开散热回路。
具体地,第二温度传感器检测电机电控总成的入口温度,以根据电机电控总成的入口温度(第二温度)确定电机电控总成的工作温度是否超过电机、电控正常工作所需的冷却液温度上限(预设上限温度),是否小于电机、电控正常工作所需的冷却液温度下限(预设下限温度)。在第二温度大于预设上限温度时,为避免电机、电控温度上升导致的效率降低和高温限扭问题,控制流路选择组件连通散热回路,以利用低温散热器将电机电控总成产生的热量释放到外部环境。在第二温度小于预设下限温度时,为加快储热罐的蓄热速率,关闭通散热回路。
在一个实施例中,如图1所示,储热罐流路还包括:第三温度传感器,被配置为检测储热罐的入口温度,得到第三温度;第四温度传感器,被配置为检测储热罐的出口温度,得到第四温度;其中,控制器还与第三温度传感器和第四温度传感器分别连接,还被配置为在第三温度与第四温度的温度差小于预设温度差时,控制流路选择组件断开储热回路。
具体地,根据储热罐的入口温度(第三温度)和储热罐的出口温度(第四温度)之间差值,可确定储热罐是否达到最大出热量,并在储热罐达到最大出热量时,控制流路选择组件断开储热回路。
在一个实施例中,如图1所示,流路选择组件可包括:第一水泵、第一三通阀和第二三通阀;其中,第一水泵的出口与第一三通阀的第一端连接,第一三通阀的第二端通过第一电磁阀与储热罐的入口连接,储热罐的出口与第二三通阀的第一端连接,第二三通阀的第二端与电机电控总成的入口连接,电机电控总成的出口通过第二电磁阀与第一水泵的入口连接,第一三通阀的第三端通过第七电磁阀与低温散热器的入口连接,低温散热器的出口与第二三通阀的第三端连接。
在一个实施例中,如图1所示,流路选择组件还包括:第三三通阀和第四三通阀和第一四通阀;其中,第三三通阀的第一端与第二三通阀的第二端连接,第三三通阀的第二端与电机电控总成的入口连接,电机电控总成的出口通过第二电磁阀与第一四通阀的第一端连接,第一四通阀的第二端通过第三电磁阀与第四三通阀的第一端连接,第四三通阀的第二端与第一水泵的入口连接,第三三通阀的第三端通过第四电磁阀与第一四通阀的第三端连接,第一四通阀的第四端与电池流路的入口连接,电池流路的出口通过第五电磁阀与第四三通阀的出口连接。
在一个实施例中,如图1所示,流路选择组件还包括:第五三通阀和第六三通阀;其中,第五三通阀的第一端与第一三通阀的第三端连接,第五三通阀的第二端通过第六电磁阀与第六三通阀的第一端连接,第六三通阀的第二端与第二三通阀的第三端连接,第五三通阀的第三端通过第七电磁阀与低温散热器的入口连接,第六三通阀的第三端与第二三通阀的第三端连接。
在一个实施例中,电池流路还包括板式换热器和第二水泵;
其中,板式换热器的第一端作为电池流路的入口,板式换热器的第二端与电池包的入口连接,电池包的出口与第二水泵的入口连接,第二水泵的出口与板式换热器的第三端连接,板式换热器的第四端作为电池流路的出口。
图1是本实用新型一个具体地实施例的热管理系统的结构示意图,该系统由低温散热器、相变储热罐、电机、电控、板式换热器、电池包、四通、泵(2个)、电磁阀(7个)、三通(6个)、温度传感器(4个)和管路(若干)组成。本实用新型的热管理系统根据多个温度传感器的监测信号和上述控制策略控制电磁阀的通断,以实现系统工况的切换,从而实现不同的功能。
本实用新型的热管理系统中的四个温度传感器分别监测电池包的温度、电机电控的入口水温、相变储热罐的入口水温和相变储热罐出口水温。上述控制策略中使用到的温度分别为预设温度差(相变储热罐进、出口水温的温差参考值,即第三温度与第四温度的差值)、预设下限温度(电机、电控正常工作所需的冷却液温度下限)、预设上限温度(电机、电控正常工作所需的冷却液温度上限)、目标温度(电池加热的目标温度)。
具体地,电池包无加热需求时,控制器控制各电磁阀,使电机电控总成产生的热量直接通过储热罐回收存储,进入工况1。具体地,控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀打开,第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀关闭,冷却液的流通顺序为:第一水泵—第一三通阀—第一电磁阀—第三温度传感器—储热罐—第四温度传感器—第二三通阀—第三三通阀—第二温度传感器—电控—电机—第二电磁阀—第一四通阀—第三电磁阀—第四三通阀—第一水泵(如图2中黑线和箭头所示)。储热罐和电机电控总成形成储热回路,储热罐回收存储电机电控总成产生的热量。
当第二温度大于预设上限温度时,此时进入电机电控总成的冷却液温度高于电机、电控正常工作所需水温的上限值,需开启低温散热器支路。控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第七电磁阀打开,第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀关闭,此时系统由工况1(图2)切换到工况2(图3)。电机电控总成产生的热量一部分通过相变储热罐存储,一部分通过低温散热器释放到外界环境,即相变储热罐与低温散热器并联构成液体循环回路,工况2冷却液的流通顺序如图3中黑线和箭头所示。
当第二温度传感器监测的第二温度小于预设下限温度时,此时进入电控水套的冷却液温度低于电机、电控正常工作所需水温的下限值。控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀打开,第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀关闭,关闭通散热回路。系统从工况2切换为工况1,加快储热罐的蓄热速率。
当相变储热罐的进出口水温的温差值小于预设温度差,此时认为相变储热罐达到最大储热量,关闭相变储热罐支路(第一电磁阀关闭),系统随即切换到工况3(图4),即电机、电控产生的热量通过低温散热器释放到外界环境。控制第七电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀打开,第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀关闭,冷却液的流通顺序为:第一水泵—第一三通阀—第五三通阀—第七电磁阀—低温散热器—第六三通阀—第二三通阀—第三三通阀—第二温度传感器—电控—电机—第二电磁阀—第一四通阀—第三电磁阀—第四三通阀—第一水泵(如图4中黑线和箭头所示)。
低温环境下(-20℃-0℃)电动汽车冷启动时,控制第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀打开,第三电磁阀、第二电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀关闭,系统切换到工况4(图5)。工况4冷却液的流通顺序为:第一水泵—第一三通阀—第一电磁阀—第三温度传感器—相变储热罐—第四温度传感器—第二三通阀—第三三通阀—第四电磁阀—四通—板式换热器—第五电磁阀—第四三通阀—第一水泵)与电池液体回路(第二水泵—板式换热器—电池包)的热量交换,从而实现相变储热罐预热电池的目的(如图5中黑线和箭头所示)。通过板式换热器高效完成相变储热罐液体回路。当电池包加热到目标温度时,预热结束。此时,电机、电控启动,驱动汽车行驶,系统由工况4(图5)切换到工况1(图2),相变储热罐吸收电机、电控运行过程产生的热量。
在本实用新型实施例中,低温环境下(-20℃-0℃)电动汽车从启动到停止,该实施例中的热管理系统的切换流程为工况4(图5)—工况1(图2)—工况2(图3)—工况3(图4),如此往复循环能够实现电池高效预热、电机、电控废热利用及其高效散热的功能。
极低温工况下(<-20℃),当电池包有更多的预热量需求时(由于质量和体积受限,储热罐的蓄热量难以满足极寒工况下电池预热到目标温度的需求),先通过相变储热罐给电池加热(工况4,图5),当储热罐热量耗尽后通过电机、电控的余热给电池加热,系统切换到工况5(图6)。工况5时,控制第六电磁阀、第二电磁阀、第五电磁阀打开,第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第七电磁阀关闭。通过板式换热器高效完成电机、电控液体回路与电池液体回路(第二水泵—板式换热器—电池包)的热量交换,从而实现电机、电控预热电池的目的。工况5冷却液的流通顺序为:第一水泵—第一三通阀—第五三通阀—第六电磁阀—第六三通阀—第二三通阀—第三三通阀—第二温度传感器—电控—电机—第二电磁阀—四通—板式换热器—第五电磁阀—第四三通阀—第一水泵(如图6中黑线和箭头所示)。
在一些实施例中,可将上述电池流路“板式换热器-第二水泵-电池包回路”替换成“热泵系统的一条支路”(水-水板替换为制冷剂-水板换),实现与热泵系统的耦合。
可实施的,热泵系统的一条支路,具体如图7所示。电池流路还包括第七三通阀、压缩机、第八三通阀、乘员舱内冷凝器、第二四通阀、第八电磁阀、车外换热器和第九电磁阀;其中,板式换热器的第一端作为电池流路的入口,板式换热器的第二端与第七三通阀的第一端连接,第七三通阀的第二端与压缩机的入口连接,压缩机的出口与第八三通阀的第一端连接,第八三通阀的第二端与电池包的入口连接,电池包的出口与第二四通阀的第一端连接,第二四通阀的第二端与第八电磁阀的第一端连接,第八电磁阀的第二端与板式换热器的第三端连接,板式换热器的第四端作为电池流路的出口,第八三通阀的第三端与乘员舱内冷凝器的第一端连接,乘员舱内冷凝器的第二端与第二四通阀的第三端连接,第七三通阀的第三端与车外换热器的第一端连接,车外换热器的第二端与第九电磁阀的第一端连接,第九电磁阀的第二端与第二四通阀的第四端连接。
需要说明的是,板式换热器-第二水泵-电池包回路中工质为冷却液,热泵系统的一条支路中工质为制冷剂。因此,在电池流路替换成“热泵系统的一条支路”之后电池包内部集成的冷板也需要进行相应的替换,替换成适合制冷剂直热的耐压更高的冷板。替换后板式换热器此时充当热泵系统的第一蒸发器(第一蒸发器的支路为:第二四通阀—第八电磁阀—板式换热器),车外换热器充当热泵系统的第二蒸发器(第二蒸发器的支路为:第二四通阀—第九电磁阀—车外换热器)。这两条支路可以同时工作也可以分开工作,通过控制器控制第八电磁阀和第九电磁阀的开闭实现。这两条支路的主要目的是吸收电机电控组件和环境空气的热量以供给电池包。具体地,通过电池包冷板加热电池包。这两条支路吸收电机电控组件和环境空气的热量除了供给电池包外,还可以提供给乘员舱。具体地,通过乘员舱内冷凝器加热乘员舱。其中,图7中第一膨胀阀和第二膨胀阀起到调节电池包支路和乘员舱支路中热量大小的作用。
本实用新型实施例中的电池包内部集成有冷板,以通过电池包内部集成的冷板实现热交换。
需要说明的是,上述流路选择组件是仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
例如,可以通过一个四通来替代第一三通阀和第五三通阀;可以用一个五通来替代第六三通阀、第二三通阀和第三三通阀。或者通过多通阀来替换本专利系统的三通、四通和电磁阀等。通过零部件的替换后仍能实现本系统的功能也在本专利技术的保护范围内。
在本实用新型的实施例中,根据实际工作需求,通过控制器进行各阀工作,实现热管理系统对应的功效。
本实用新型的热管理系统,采用的相变储热罐能够存储电机、电控运行过程中的废热。低温工况下(-20℃-0℃),通过相变储热罐储存的热量对电池进行高效预热,而不需要电机、电控启动,即动力电池也不需要启动放电,从而有效避免现有技术方案存在的低温电池容量衰减问题。极低温工况下(<-20℃),当电池有更多的预热量需求时,首先通过储热罐预热电池,待其热量耗尽后,再通过电机、电控运行过程产生的废热继续给电池包加热。本实用新型的热管理系统保留有板式换热器,方便与主流的热泵技术进行耦合,集成难度较小。本实用新型的热管理系统无PTC,预热电池的耗电量较小,能够有效降低整车的低温续驶里程衰减率。
本实用新型提供一种车辆。
图8是本实用新型一个实施例的车辆的示意图。如图8所示,车辆1000包括如上述的热管理系统100。
在该实施例中,上述热管理系统100尤其适用于小电量的纯电动汽车,对插电式混合动力汽车也适用。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,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,除非另有明确的限定。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。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (15)
1.一种热管理系统,其特征在于,所述系统包括:
多个热管理流路,包括储热罐流路和电机电控总成流路,所述储热罐流路包括储热罐,所述电机电控总成流路包括电机电控总成;
流路选择组件,与所述储热罐流路、所述电机电控总成流路分别连接,被配置为将所述储热罐流路和所述电机电控总成流路连通为储热回路,以实现所述电机电控总成产生的热量存储至所述储热罐中。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,多个所述热管理流路还包括电池流路,所述电池流路包括电池包;
其中,所述流路选择组件还与所述电池流路连接,还被配置为将所述储热罐流路和所述电池流路连通为电池预热回路,以实现利用所述储热罐中的储热给所述电池包预热。
3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,所述流路选择组件还被配置为将所述电池流路和所述电机电控总成流路连通为电池加热回路,以实现利用所述电机电控总成产生的热量给所述电池包加热。
4.根据权利要求3所述的热管理系统,其特征在于,多个所述热管理流路还包括低温散热流路,所述低温散热流路包括低温散热器;
其中,所述流路选择组件还与所述低温散热流路连接,还被配置为将所述电机电控总成流路和所述低温散热流路连通为散热回路,以实现所述电机电控总成产生的热量通过所述低温散热器释放到外部环境。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述电池流路还包括第一温度传感器,所述第一温度传感器被配置为检测所述电池包的温度,得到第一温度;
其中,所述系统还包括控制器,所述控制器与所述第一温度传感器和所述流路选择组件分别连接,被配置为在根据所述第一温度确定所述电池包无加热需求时,控制所述流路选择组件连通所述储热回路,在根据所述第一温度确定所述电池包有预热需求时,控制所述流路选择组件连通所述电池预热回路,以及在根据所述第一温度确定所述电池包有加热需求时,控制所述流路选择组件连通所述电池加热回路。
6.根据权利要求5所述的热管理系统,其特征在于,所述电机电控总成流路还包括:
第二温度传感器,被配置为检测所述电机电控总成的入口温度,得到第二温度;
其中,所述控制器还与所述第二温度传感器连接,还被配置为在所述储热回路连通,且所述第二温度大于预设上限温度时,控制所述流路选择组件连通所述散热回路;还被配置为在所述储热回路连通,且所述第二温度小于预设下限温度时,控制所述流路选择组件断开所述散热回路。
7.根据权利要求6所述的热管理系统,其特征在于,所述储热罐流路还包括:
第三温度传感器,被配置为检测所述储热罐的入口温度,得到第三温度;
第四温度传感器,被配置为检测所述储热罐的出口温度,得到第四温度;
其中,所述控制器还与所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别连接,还被配置为在所述第三温度与所述第四温度的温度差小于预设温度差时,控制所述流路选择组件断开所述储热回路。
8.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述流路选择组件包括:第一水泵、第一三通阀和第二三通阀;
其中,所述第一水泵的出口与所述第一三通阀的第一端连接,所述第一三通阀的第二端通过第一电磁阀与所述储热罐的入口连接,所述储热罐的出口与所述第二三通阀的第一端连接,所述第二三通阀的第二端与所述电机电控总成的入口连接,所述电机电控总成的出口通过第二电磁阀与所述第一水泵的入口连接,所述第一三通阀的第三端与所述低温散热器的入口连接,所述低温散热器的出口与所述第二三通阀的第三端连接。
9.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,所述流路选择组件还包括:第三三通阀和第四三通阀和第一四通阀;
其中,所述第三三通阀的第一端与所述第二三通阀的第二端连接,所述第三三通阀的第二端与所述电机电控总成的入口连接,所述电机电控总成的出口通过所述第二电磁阀与所述第一四通阀的第一端连接,所述第一四通阀的第二端通过第三电磁阀与所述第四三通阀的第一端连接,所述第四三通阀的第二端与所述第一水泵的入口连接,所述第三三通阀的第三端通过第四电磁阀与所述第一四通阀的第三端连接,所述第一四通阀的第四端与所述电池流路的入口连接,所述电池流路的出口通过第五电磁阀与所述第四三通阀的出口连接。
10.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,所述流路选择组件还包括:第五三通阀和第六三通阀;
其中,所述第五三通阀的第一端与所述第一三通阀的第三端连接,所述第五三通阀的第二端通过第六电磁阀与所述第六三通阀的第一端连接,所述第六三通阀的第二端与所述第二三通阀的第三端连接,所述第五三通阀的第三端通过第七电磁阀与所述低温散热器的入口连接,所述第六三通阀的第三端与所述第二三通阀的第三端连接。
11.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,所述电池流路还包括板式换热器和第二水泵;
其中,所述板式换热器的第一端作为所述电池流路的入口,所述板式换热器的第二端与所述电池包的入口连接,所述电池包的出口与所述第二水泵的入口连接,所述第二水泵的出口与所述板式换热器的第三端连接,所述板式换热器的第四端作为所述电池流路的出口。
12.根据权利要求11所述的热管理系统,其特征在于,所述电池流路还包括第七三通阀、压缩机、第八三通阀、乘员舱内冷凝器、第二四通阀、第八电磁阀、车外换热器和第九电磁阀;
其中,所述板式换热器的第一端作为所述电池流路的入口,所述板式换热器的第二端与所述第七三通阀的第一端连接,所述第七三通阀的第二端与所述压缩机的入口连接,所述压缩机的出口与所述第八三通阀的第一端连接,所述第八三通阀的第二端与所述电池包的入口连接,所述电池包的出口与所述第二四通阀的第一端连接,所述第二四通阀的第二端与所述第八电磁阀的第一端连接,所述第八电磁阀的第二端与所述板式换热器的第三端连接,所述板式换热器的第四端作为所述电池流路的出口,所述第八三通阀的第三端与所述乘员舱内冷凝器的第一端连接,所述乘员舱内冷凝器的第二端与所述第二四通阀的第三端连接,所述第七三通阀的第三端与所述车外换热器的第一端连接,所述车外换热器的第二端与所述第九电磁阀的第一端连接,所述第九电磁阀的第二端与所述第二四通阀的第四端连接。
13.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,所述电池包内部集成有冷板。
14.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述储热罐包括固液相变储热罐。
15.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-14中任一项所述的热管理系统。
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