CN220883980U - 一种热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种热管理系统及车辆,属于车辆技术领域,包括燃料电池热交换器、空压机余热回收单元、待加热单元和循环管道,循环管道中有流动的循环液;空压机余热回收单元的输出端与待加热单元的输入端连通,空压机余热回收单元的输入端与待加热单元的输出端连通;燃料电池热交换器的输出端与空压机余热回收单元的输入端连通,燃料电池热交换器的输入端与待加热单元的输出端连通;还包括第一阀门,用于控制循环液从待加热单元流向燃料电池热交换器,或流向空压机余热回收单元;本申请所述的热管理系统,利用空压机废热对电池包和暖风芯体供热,也能对燃料电池系统供热,可替代或部分替代PTC加热器的功能,减少能耗,降低整车成本。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,特别涉及一种热管理系统及车辆。
背景技术
在我国东北地区冬季气温较低,车辆启动初期,乘员舱内温度较低,容易出现冻脚现象,影响驾驶安全,需要打开空调暖风,同时,电池包的温度低于最佳工作温度下限,为使电池包正常工作,需要整车给电池包供热。
目前,FCEV汽车(燃料电池电动汽车)在空调和电池包加热方面,主要用氢氧燃料电池系统冷却液和PTC加热器(PTC,正温度系数热敏电阻)共同完成。PTC加热器是采用陶瓷发热元件与铝管组成的一种电发热器,串联在电池包和空调暖风芯体的循环回路中,加热介质时需要消耗电能,将电能转化为热能。由于冬季燃料电池系统冷却液热量有限,无法快速供热,额外使用PTC产热,则需要消耗大量的电能,成本较高。
实用新型内容
有鉴于此,本申请旨在提出一种热管理系统,以解决现有技术中对空调和电池包供暖时能耗大、成本高的问题。
为达到上述目的,本申请的技术方案是这样实现的:
一种热管理系统,包括:
燃料电池热交换器、空压机余热回收单元、待加热单元;
所述空压机余热回收单元的输出端与所述待加热单元的输入端连通,所述空压机余热回收单元的输入端与所述待加热单元的输出端连通;
所述燃料电池热交换器的输出端与所述空压机余热回收单元的输入端连通,所述燃料电池热交换器的输入端与所述待加热单元的输出端连通;
所述待加热单元的输出端设置有第一阀门,所述第一阀门用于控制所述待加热单元的输出端与所述燃料电池热交换器的输入端之间的通道、所述待加热单元的输出端与所述空压机余热回收单元的输入端之间的通道开启或关闭。
进一步的,所述热管理系统还包括循环管道;所述循环管道内容纳有循环液,所述循环管道上连接有水泵,所述水泵用于驱动所述循环液在所述循环管道内流动;
所述循环管道包括第一管道、第二管道、第三管道和第四管道;
所述空压机余热回收单元的输出端与所述待加热单元的输入端通过所述第一管道连通;所述空压机余热回收单元的输入端与所述待加热单元的输出端通过所述第二管道连通;
所述第三管道连接在所述第二管道上,所述燃料电池热交换器的输出端与所述空压机余热回收单元的输入端通过所述第三管道连通;所述第四管道连接在所述第二管道上,所述燃料电池热交换器的输入端与所述待加热单元的输出端通过所述第四管道连通;
所述第四管道与所述第一管道的连接处设置有第一阀门,所述第一阀门用于控制所述循环液从所述待加热单元的输出端流向所述燃料电池热交换器的输入端,或流向所述空压机余热回收单元的输入端。
进一步的,所述空压机余热回收单元包括设置在空压机外部的壳体,所述空压机与所述壳体之间形成容纳所述循环液的空腔,所述壳体上设置有出液口和进液口;所述出液口通过所述第一管道与所述待加热单元的的输入端连通,所述进液口通过所述第二管道与所述待加热单元的输出端连通。
进一步的,所述第一阀门为三通阀,所述第一阀门的第一连接端与所述待加热单元的输出端连通,所述第一阀门的第二连接端与所述燃料电池热交换器的输入端连通,所述第一阀门的第三连接端与所述空压机余热回收单元的输入端连通;
所述热管理系统包括第一工作状态和第二工作状态;在所述第一工作状态下,所述第一阀门的第一连接端和所述第一阀门的第三连接端开启,所述第一阀门的第二连接端关闭;在所述第二工作状态下,所述第一阀门的第一连接端和所述第一阀门的第二连接端开启,所述第一阀门的第三连接端关闭。
进一步的,所述热管理系统还包括散热单元,所述循环管道还包括第五管道和第六管道;所述第五管道连接在所述第一管道上,所述散热单元的输出端与所述待加热单元的输入端通过所述第五管道连通;所述第六管道连接在所述第三管道上,所述散热单元的输入端与所述燃料电池热交换器的输出端通过所述第六管道连通;
所述第五管道与所述第一管道的连接处设置有第二阀门,所述第二阀门用于控制所述循环液从所述散热单元的输出端流向所述待加热单元的输入端,或从所述空压机余热回收单元的输出端流向所述待加热单元的输入端。
进一步的,所述第二阀门为三通阀,所述第二阀门的第一连接端与所述散热单元的输出端连通,所述第二阀门的第二连接端与所述待加热单元的输入端连通,所述第二阀门的第三连接端与所述空压机余热回收单元的输出端连通;
所述热管理系统还包括第三工作状态;在所述第一工作状态和所述第二工作状态下,所述第二阀门的第二连接端和所述第二阀门的第三连接端开启,所述第二阀门的第一连接端关闭;在所述第三工作状态下,所述第一阀门的第一连接端和所述第一阀门的第二连接端开启,所述第一阀门的第三连接端关闭,所述第二阀门的第一连接端和所述第二阀门的第二连接端开启,所述第二阀门的第三连接端关闭。
进一步的,所述第一管道上设置有加热器,所述加热器的输入端与所述空压机余热回收单元的输出端连接,所述加热器的输出端与所述待加热单元的输入端连接。
进一步的,所述第一管道上设置有第一温度传感器,所述第一温度传感器位于所述待加热单元的输入端,用于检测流入所述待加热单元的循环液的温度。
进一步的,所述第四管道上设置有第二温度传感器,所述第二温度传感器位于所述燃料电池热交换器的输入端,用于检测流入所述燃料电池热交换器的循环液的温度。
进一步的,所述待加热单元包括电池包和暖风芯体,所述电池包与所述暖风芯体并联;所述电池包的输入端设置有第一流量控制阀,用于调节进入所述电池包的循环液的流量;所述暖风芯体的输入端设置有第二流量控制阀,用于调节进入所述暖风芯体的循环液的流量。
相对于现有技术,本申请所述的热管理系统具有以下优势:
(1)本申请所述的热管理系统,通过设置空压机余热回收单元,将空压机余热回收单元的输出端与待加热单元的输入端连通,空压机余热回收单元的输入端与待加热单元的输出端连通,使循环液可以沿空压机余热回收单元流向待加热单元,实现对电池包和暖风芯体加热;将燃料电池热交换器的输出端与空压机余热回收单元的输入端连通,燃料电池热交换器的输入端与待加热单元的输出端连通,使循环液可以沿空压机余热回收单元依次流向待加热单元和燃料电池热交换器,实现对燃料电池系统的加热;通过设置第一阀门,可以实现对上述两种加热模式的切换。本申请所述的热管理系统,有效利用了空压机工作中产生的废热,既能对电池包和暖风芯体供热,也能对燃料电池系统供热,能够替代PTC加热器,使其不工作或低功率工作,从而减少能耗,降低整车成本。
(2)本申请所述的空压机余热回收单元,包括设置在空压机外部的壳体,所述空压机与所述壳体之间形成空腔,所述壳体上设置有出液口和进液口;通过在空压机的外部设置壳体,让壳体与空压机之间的空腔中充满循环液,形成包裹在空压机外部的水套结构,能够替代现有技术中包裹在空压机外部的NVH隔吸声材料,一方面能隔绝空压机噪声,隔绝空压机辐射热,有效保护机舱零部件;另一方面,循环液在壳体与空压机之间的空腔中流动,能够吸收空压机工作中产生的废热,辅助降低空压机压缩空气的温度,从而降低压缩空气的冷却成本。
本申请的另一目的在于提出一种车辆,所述车辆包括如上所述的热管理系统。
相对于现有技术,本申请所述的车辆具有以下优势:
本申请所述的车辆,通过在热管理系统中引入空压机余热回收单元,利用空压机工作中产生的废热来对电池包和空调暖风芯体加热,在寒冷的冬季和车辆启动初期,能够快速提升乘员舱内的暖风温度,同时能使电池包快速达到最佳工作温度区间,保证车辆的驾驶性能,有利于降低能耗,降低整车成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例所述的热管理系统的结构示意图;
图2为本申请实施例所述的空压机余热回收单元的结构示意图。
附图标记说明:
1、燃料电池热交换器;2、空压机余热回收单元;20、空压机;21、壳体;3、水泵;41、第一管道;42、第二管道;43、第三管道;44、第四管道;45、第五管道;46、第六管道;51、第一阀门;52、第二阀门;6、电池包;7、暖风芯体;8、PTC加热器;91、第一温度传感器;92、第二温度传感器;93、第三温度传感器;10、燃料电池系统;11、第一流量控制阀;12、第二流量控制阀;13、节温器;14、散热器;15、溢水罐。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
另外,在本申请的实施例中所提到的“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述,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申请的限制。此外,诸如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参阅图1,一种热管理系统,包括:燃料电池热交换器1、空压机余热回收单元2、待加热单元和循环管道;所述循环管道内容纳有循环液,所述循环管道上连接有水泵3,所述水泵3用于驱动所述循环液在所述循环管道内流动。
所述循环管道包括第一管道41、第二管道42、第三管道43和第四管道44。
所述空压机余热回收单元2的输出端与所述待加热单元的输入端通过所述第一管道41连通;所述空压机余热回收单元2的输入端与所述待加热单元的输出端通过所述第二管道42连通。
所述第三管道43连接在所述第二管道42上,所述燃料电池热交换器1的输出端与所述空压机余热回收单元2的输入端通过所述第三管道43连通;所述第四管道44连接在所述第二管道42上,所述燃料电池热交换器1的输入端与所述待加热单元的输出端通过所述第四管道44连通。
所述第四管道44与所述第一管道41的连接处设置有第一阀门51,所述第一阀门51用于控制所述循环液从所述待加热单元的输出端流向所述燃料电池热交换器1的输入端,或流向所述空压机余热回收单元2的输入端;所述待加热单元包括电池包6和暖风芯体7,所述电池包6与所述暖风芯体7并联。
具体的,参见图1,空压机余热回收单元2的输出端连接到待加热单元的输入端,待加热单元的输出端连接到空压机余热回收单元2的输入端,循环液在空压机余热回收单元2与待加热单元之间循环流动,形成闭合的第一回路。具体而言,在第一管道41上设置水泵3,开启水泵3后,第二管道42内的循环液进入空压机余热回收单元2,吸收空压机20产生的废热后温度升高,从第一管道41流出,进入待加热单元;待加热单元包括并联的电池包6和暖风芯体7,升温后的循环液分别流经电池包6和暖风芯体7,将热量传递给电池包6和暖风芯体7后,再从第二管道42流回空压机余热回收单元2,如此循环,实现对电池包6和暖风芯体7的加热。
燃料电池热交换器1主要用于对燃料电池系统10换热,燃料电池热交换器1的输出端通过第三管道43连接到空压机余热回收单元2的输入端,进而从燃料电池热交换器1流出的循环液可以流入空压机余热回收单元2,燃料电池热交换器1的输入端通过第四管道44连接到待加热单元的输出端,进而从待加热单元流出的循环液可以流回燃料电池热交换器1。循环液在空压机余热回收单元2、待加热单元和燃料电池热交换器1之间循环流动,形成闭合的第二回路。具体而言,第四管道44上布置有溢水罐15,用于储存循环液,在第四管道44上设置水泵3,水泵3开启后,第三管道43内的循环液依次流经空压机余热回收单元2、待加热单元和燃料电池热交换器1,最终将空压机20产生的废热传递到燃料电池热交换器1,实现对燃料电池系统10的加热,使其达到最佳工作温度。
本实施例中,水泵3用于驱动循环液在循环管道内流动,在第一回路和第二回路中各设置有一个,实际应用中,水泵3的数量和设置位置可根据车辆的具体结构布局进行灵活调整。
为方便控制循环液在第一回路或第二回路中的流动,在第四管道44与第二管道42的连接处设置有第一阀门51。通过改变第一阀门51的启闭状态,可以控制从待加热单元中流出的循环液,流回空压机余热回收单元2,或者流回燃料电池热交换器1,实现两种加热模式的切换。
进一步的,所述第一阀门51为三通阀,所述第一阀门51的第一连接端与所述待加热单元的输出端连通,所述第一阀门51的第二连接端与所述燃料电池热交换器1的输入端连通,所述第一阀门51的第三连接端与所述空压机余热回收单元2的输入端连通。所述热管理系统包括第一工作状态和第二工作状态;在所述第一工作状态下,所述第一阀门51的第一连接端和所述第一阀门51的第三连接端开启,所述第一阀门51的第二连接端关闭;在所述第二工作状态下,所述第一阀门51的第一连接端和所述第一阀门51的第二连接端开启,所述第一阀门51的第三连接端关闭。
具体而言,第一阀门51为两位三通阀,具有三个连接端,参见图1,第一阀门51的右端连通待加热单元的输出端,左端连通燃料电池热交换器1的输入端,下端连通空压机余热回收单元2的输入端。当第一阀门51的右端和下端开启、左端关闭时,循环液在第一回路中循环流动,此时热管理系统处于第一工作状态,对电池包6和暖风芯体7进行加热;当第一阀门51的右端和左端开启、下端关闭时,循环液在第二回路中循环流动,此时热管理系统处于第二工作状态,对燃料电池系统10进行加热。
进一步的,所述空压机余热回收单元2包括设置在空压机20外部的壳体21,所述空压机20与所述壳体21之间形成容纳所述循环液的空腔,所述壳体21上设置有出液口和进液口;所述出液口通过所述第一管道41与所述待加热单元的的输入端连通,所述进液口通过所述第二管道42与所述待加热单元的输出端连通。
具体的,参见图2,壳体21设置在空压机20的外部,壳体21与空压机20之间形成空腔,并且在壳体21上开设有出液口和进液口,出液口上连接有第一管道41,第一管道41的另一端连接到待加热单元的输入端,进液口上连接第二管道42,第二管道42的另一端连接到待加热单元的输出端,使得第二管道42内的循环液能够从进液口进入壳体21与空压机20之间的空腔,吸收空压机20工作中产生的废热升温,然后从出液口流出,进入第一管道41,最终用于对电池包6和暖风芯体7加热或对燃料电池系统10进行加热。
现有技术中,空压机20在电机高速旋转压缩空气时会产生大量热量,压缩完的空气需要通过中冷器冷却后再传输到燃料电池用来反应。由于空压机20高速旋转产生噪声较大,空压机20外部通常全覆盖包裹有NVH材料,NVH材料是用于抑制发动机的噪音、减轻车辆的振动和震动、增强车辆内部的声学效果以及改善车辆外观和质量感受的材料,包裹NVH材料会导致空压机20压缩空气产生的热量无法排出,导致空气温度升高,需要大尺寸中冷器来给压缩后空气降温,成本很高。
而本申请实施例通过设置在空压机20外部设置壳体21,使循环液充满于壳体21与空压机20之间的空腔,从而形成包裹在空压机20外部的水套结构,能够替代传统的NVH隔吸声材料,隔绝噪声,循环液在壳体21与空压机20之间的空腔中流动,能够吸收空压机20辐射热量,保证机舱内零部件的热安全,同时辅助降低压缩后空气的温度,从而可以适当减小中冷器的尺寸,降低成本。
进一步的,所述热管理系统还包括散热单元,所述循环管道还包括第五管道45和第六管道46;所述第五管道45连接在所述第一管道41上,所述散热单元的输出端与所述待加热单元的输入端通过所述第五管道45连通;所述第六管道46连接在所述第三管道43上,所述散热单元的输入端与所述燃料电池热交换器1的输出端通过所述第六管道46连通。
所述第五管道45与所述第一管道41的连接处设置有第二阀门52,所述第二阀门52用于控制所述循环液从所述散热单元的输出端流向所述待加热单元的输入端,或从所述空压机余热回收单元2的输出端流向所述待加热单元的输入端。
具体而言,散热单元包括节温器13和散热器14,散热器14用于对燃料电池系统10进行散热,节温器13则用于调节进入散热器14的循环液流量,使燃料电池系统10的温度维持在合适的工作区间,不至于过冷。散热单元的输入端通过第六管道46连接到燃料电池热交换器1的输出端,进而从燃料电池热交换器1流出的循环液可以流入散热单元,散热单元的输出端通过第五管道45连接到待加热单元的输入端,进而从散热单元流出的循环液可以流向待加热单元。循环液在燃料电池热交换器1、待加热单元和散热单元之间循环流动,形成闭合的第三回路。当燃料电池系统10温度过高时需要散热,从燃料电池热交换器1流出的循环液,沿第六管道46进入散热单元,经过散热器14冷却后,沿第五管道45流向待加热电池包6和暖风芯体7,再流回燃料电池热交换器1,最终实现对燃料电池系统10的冷却。
为方便控制循环液在第三回路中的流动,在第五管道45与第一管道41的连接处设置有第二阀门52。通过改变第二阀门52的启闭状态,可以控制流入待加热单元的循环液来自空压机余热回收单元2或者来自散热单元,实现加热模式和散热模式的切换。
进一步的,所述第二阀门52为三通阀,所述第二阀门52的第一连接端与所述散热单元的输出端连通,所述第二阀门52的第二连接端与所述待加热单元的输入端连通,所述第二阀门52的第三连接端与所述空压机余热回收单元2的输出端连通。所述热管理系统还包括第三工作状态;在所述第一工作状态和所述第二工作状态下,所述第二阀门52的第二连接端和所述第二阀门52的第三连接端开启,所述第二阀门52的第一连接端关闭;在所述第三工作状态下,所述第一阀门51的第一连接端和所述第一阀门51的第二连接端开启,所述第一阀门51的第三连接端关闭,所述第二阀门52的第一连接端和所述第二阀门52的第二连接端开启,所述第二阀门52的第三连接端关闭。
具体而言,第二阀门52为两位三通阀,具有三个连接端,如图1所示,第二阀门52的右端连通散热单元的输出端,左端连通待加热单元的输入端,下端连通空压机余热回收单元2的输出端。当第一阀门51的右端和下端开启、左端关闭,且第二阀门52的左端和下端开启、右端关闭时,循环液在第一回路中循环流动,此时热管理系统处于第一工作状态,空压机余热回收单元2对电池包6和暖风芯体7进行加热。当第一阀门51的右端和左端开启、下端关闭,第二阀门52的左端和下端开启、右端关闭,循环液在第二回路中循环流动,此时热管理系统处于第二工作状态,空压机余热回收单元2对燃料电池系统10进行加热。当第一阀门51的右端和左端开启、下端关闭,第二阀门52的右端和左端开启、下端关闭,循环液在第三回路中循环流动,此时热管理系统处于第三工作状态,散热单元对燃料电池系统10进行散热。
进一步的,所述第一管道41上设置有PTC加热器8,所述PTC加热器8的输入端与所述空压机余热回收单元2的输出端连接,所述PTC加热器8的输出端与所述待加热单元的输入端连接。
PTC加热器8是采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成的一种电发热器,加热介质时需要消耗电能,将电能转化为热能。本申请实施例通过在热管理系统中设置PTC加热器8,作为辅助加热设备,当空压机余热回收单元2的热量不足以将电池包6和暖风芯体7或燃料电池系统10加热到所需温度时,可以开启PTC加热器8共同进行加热,提升加热效率。与现有技术相比,本申请实施例以空压机余热回收单元2作为主要加热部件,因而PTC加热器8可以不工作或低功率工作,能耗少,成本低。
进一步的,所述第一管道41上设置有第一温度传感器91,所述第一温度传感器91位于所述待加热单元的输入端,用于检测流入所述待加热单元的循环液的温度。
具体而言,在第一工作状态下,即对电池包6和暖风芯体7加热的模式,循环液在第一回路中流动,在第一管道41上设置第一温度传感器91,可以检测从第一管道41流入待加热单元的循环液温度,若低于设定温度,则开启PTC加热器8,对第一管道41内的循环液进行辅助加热,以保证对待加热单元的加热效果。可选地,在电池包6的输入端也可以设置第三温度传感器93,检测流入电池包6的循环液温度,若低于设定值,则开启PTC加热器8辅助加热。
进一步的,所述第四管道44上设置有第二温度传感器92,所述第二温度传感器92位于所述燃料电池热交换器1的输入端,用于检测流入所述燃料电池热交换器1的循环液的温度。
具体而言,在第二工作状态下,即对燃料电池系统10加热的模式,循环液在第二回路中流动,在第四管道44上设置第二温度传感器92,可以检测从第四管道44流入燃料电池热交换器1的循环液温度,若低于设定值,则开启PTC加热器8辅助加热,确保对燃料电池系统10的加热效果。
进一步的,所述电池包6的输入端设置有第一流量控制阀11,用于调节进入所述电池包6的循环液的流量;所述暖风芯体7的输入端设置有第二流量控制阀12,用于调节进入所述暖风芯体7的循环液的流量。
一般而言,在一定温度下,流量越大,传热速率越快。通过设置第一流量控制阀11和第二流量控制阀12,可以方便调节进入电池包6和进入暖风芯体7的循环液流量,从而调节电池包6和暖风芯体7升温的快慢,方便控制两者的温度。
进一步的,热管理系统还包括控制器,所述第一温度传感器91、第二温度传感器92、第三温度传感器93、PTC加热器8、第一阀门51、第二阀门52、第一流量控制阀11、第二流量控制阀12均与控制器连接,控制器可以接收第一温度传感器91、第二温度传感器92、第三温度传感器93的温度信号,并且根据这些温度信号去控制第一阀门51和第二阀门52的启闭状态、控制PTC加热器8的启停、控制第一流量控制阀11和第二流量控制阀12的开度大小等,使电池包6、暖风芯体7和燃料电池系统10处于需要的温度范围。
如何利用控制器来实现对PTC加热器8、第一阀门51、第二阀门52、第一流量控制阀11和第二流量控制阀12的控制是本领域技术人员公知的技术,在此不赘述。
本申请实施例所述的热管理系统,其工作过程如下:
第一工作状态:在低温环境中,气温较低和车辆刚启动时,电池包6温度低,乘员舱内暖气温度低,需要对电池包6和暖风芯体7供热,此时第一阀门51和第二阀门52动作,开启第一回路,使循环液流入空压机余热回收单元2,吸收空压机20辐射热量后升温,由第一温度传感器91和第三温度传感器93检测循环液温度,若温度依然过低,则启动PTC加热器8进行辅助加热,加热后的循环液流经待加热单元,将热量传递至电池包6和暖风芯体7,实现对二者的加热。
第二工作状态:燃料电池系统10的温度低于最佳工作温度区间时,第一阀门51和第二阀门52动作开启第二回路,循环液在空压机余热回收单元2、电池包6和暖风芯体7、燃料电池热交换器1之间循环流动,从空压机余热回收单元2流出的循环液,经过电池包6和暖风芯体7后,流向燃料电池热交换器1,由第二传感器检测循环液温度,若温度依然过低,再启动PTC加热器8进行辅助加热,使燃料电池系统10达到所需温度。
第三工作状态:燃料电池系统10的温度高于最佳工作温度区间时,第一阀门51和第二阀门52动作开启第三回路,从燃料电池热交换器1流出的循环液,流经散热单元后降温,然后经过电池包6和暖风芯体7,流向燃料电池热交换器1,对燃料电池系统10进行散热,使之达到所需温度。
本申请实施例还提出一种车辆,所述车辆包括如上所述的热管理系统。
本申请实施例所述的车辆,通过在热管理系统中引入空压机余热回收单元2,利用空压机20工作中产生的废热来对电池包6和空调暖风芯体7加热,在寒冷的冬季和车辆启动初期,能够快速提升乘员舱内的暖风温度,同时能使电池包6快速达到最佳工作温度区间,保证车辆的驾驶性能,有利于降低能耗,降低整车成本。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热管理系统,其特征在于,包括:
燃料电池热交换器(1)、空压机余热回收单元(2)、待加热单元;
所述空压机余热回收单元(2)的输出端与所述待加热单元的输入端连通,所述空压机余热回收单元(2)的输入端与所述待加热单元的输出端连通;
所述燃料电池热交换器(1)的输出端与所述空压机余热回收单元(2)的输入端连通,所述燃料电池热交换器(1)的输入端与所述待加热单元的输出端连通;
所述待加热单元的输出端设置有第一阀门(51),所述第一阀门(51)用于控制所述待加热单元的输出端与所述燃料电池热交换器(1)的输入端之间的通道、所述待加热单元的输出端与所述空压机余热回收单元(2)的输入端之间的通道开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于:所述热管理系统还包括循环管道;所述循环管道内容纳有循环液,所述循环管道上连接有水泵(3),所述水泵(3)用于驱动所述循环液在所述循环管道内流动;
所述循环管道包括第一管道(41)、第二管道(42)、第三管道(43)和第四管道(44);
所述空压机余热回收单元(2)的输出端与所述待加热单元的输入端通过所述第一管道(41)连通;所述空压机余热回收单元(2)的输入端与所述待加热单元的输出端通过所述第二管道(42)连通;
所述第三管道(43)连接在所述第二管道(42)上,所述燃料电池热交换器(1)的输出端与所述空压机余热回收单元(2)的输入端通过所述第三管道(43)连通;所述第四管道(44)连接在所述第二管道(42)上,所述燃料电池热交换器(1)的输入端与所述待加热单元的输出端通过所述第四管道(44)连通;
所述第一阀门(51)设置在所述第四管道(44)与所述第一管道(41)的连接处,所述第一阀门(51)用于控制所述循环液从所述待加热单元的输出端流向所述燃料电池热交换器(1)的输入端,或流向所述空压机余热回收单元(2)的输入端。
3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于:所述空压机余热回收单元(2)包括设置在空压机(20)外部的壳体(21),所述空压机(20)与所述壳体(21)之间形成容纳所述循环液的空腔,所述壳体(21)上设置有出液口和进液口;所述出液口通过所述第一管道(41)与所述待加热单元的输入端连通,所述进液口通过所述第二管道(42)与所述待加热单元的输出端连通。
4.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于:所述第一阀门(51)为三通阀,所述第一阀门(51)的第一连接端与所述待加热单元的输出端连通,所述第一阀门(51)的第二连接端与所述燃料电池热交换器(1)的输入端连通,所述第一阀门(51)的第三连接端与所述空压机余热回收单元(2)的输入端连通。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于:所述热管理系统还包括散热单元,所述循环管道还包括第五管道(45)和第六管道(46);
所述第五管道(45)连接在所述第一管道(41)上,所述散热单元的输出端与所述待加热单元的输入端通过所述第五管道(45)连通;
所述第六管道(46)连接在所述第三管道(43)上,所述散热单元的输入端与所述燃料电池热交换器(1)的输出端通过所述第六管道(46)连通;
所述第五管道(45)与所述第一管道(41)的连接处设置有第二阀门(52),所述第二阀门(52)用于控制所述循环液从所述散热单元的输出端流向所述待加热单元的输入端,或从所述空压机余热回收单元(2)的输出端流向所述待加热单元的输入端。
6.根据权利要求5所述的热管理系统,其特征在于:所述第二阀门(52)为三通阀,所述第二阀门(52)的第一连接端与所述散热单元的输出端连通,所述第二阀门(52)的第二连接端与所述待加热单元的输入端连通,所述第二阀门(52)的第三连接端与所述空压机余热回收单元(2)的输出端连通。
7.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于:所述第一管道(41)上设置有加热器(8),所述加热器(8)的输入端与所述空压机余热回收单元(2)的输出端连接,所述加热器(8)的输出端与所述待加热单元的输入端连接。
8.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于:所述第一管道(41)上设置有第一温度传感器(91),所述第一温度传感器(91)位于所述待加热单元的输入端,用于检测流入所述待加热单元的循环液的温度;所述第四管道(44)上设置有第二温度传感器(92),所述第二温度传感器(92)位于所述燃料电池热交换器(1)的输入端,用于检测流入所述燃料电池热交换器(1)的循环液的温度。
9.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于:
所述待加热单元包括电池包(6)和暖风芯体(7),所述电池包(6)与所述暖风芯体(7)并联;所述电池包(6)的输入端设置有第一流量控制阀(11),用于调节进入所述电池包(6)的循环液的流量;所述暖风芯体(7)的输入端设置有第二流量控制阀(12),用于调节进入所述暖风芯体(7)的循环液的流量。
10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的热管理系统。
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CN202323029894.0U CN220883980U (zh) | 2023-11-09 | 2023-11-09 | 一种热管理系统及车辆 |
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-
2023
- 2023-11-09 CN CN202323029894.0U patent/CN220883980U/zh active Active
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