CN220923754U - 增程式新能源汽车热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于新能源汽车技术领域,公开了一种增程式新能源汽车热管理系统,包括压缩机、冷凝器、储液器、第一电子膨胀阀、电池冷却器、第二电子膨胀阀、蒸发器、第一五通阀、第一水泵、电池包总成、第二五通阀、加热器、第一三通阀、暖风芯体、第二水泵、第二三通阀、第一散热器、电机总成、第三水泵、燃油发动机总成、第四水泵、第三三通阀、第二散热器、第四三通阀和第五三通阀。该增程式新能源汽车热管理系统通过上述零部件,能够形成电池冷却回路、乘员舱制冷回路、电池冷却水回路、电池加热水回路、乘员舱供暖回路、电机冷却回路、发动机冷却水回路和发动机自循环回路,具有冷媒部件少、占用空间小,可靠性高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车技术领域,尤其涉及一种增程式新能源汽车热管理系统。
背景技术
增程式新能源汽车以较高的续航里程以及较低的运行成本受到广泛关注与青睐。目前,增程式新能源汽车热管理系统以传统的燃油车(PTC+发动机余热)非热泵供暖为主。在车辆纯电运行时,只采取PTC制热,能量利用效率较低,并且,在冬季温度极低的情况下,动力电池放电能力低,限制了PTC的加热功率,导致冬季采暖较为低效。
因此,亟需提出一种增程式新能源汽车热管理系统,以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种增程式新能源汽车热管理系统,冷媒部件少,成本低,并且可对多种热源综合利用,供暖效率和能量利用效率均较高。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
增程式新能源汽车热管理系统,包括压缩机、冷凝器、储液器、第一电子膨胀阀、电池冷却器、第二电子膨胀阀、蒸发器、第一五通阀、第一水泵、电池包总成、第二五通阀、加热器、第一三通阀、暖风芯体、第二水泵、第二三通阀、第一散热器、电机总成、第三水泵、燃油发动机总成、第四水泵、第三三通阀、第二散热器、第四三通阀和第五三通阀;
所述压缩机的出口与所述冷凝器的第一进口连通,所述冷凝器的第一出口与所述储液器的进口连通,所述储液器的出口与所述第一电子膨胀阀的进口连通,所述第一电子膨胀阀的出口与所述电池冷却器的第一进口连通,所述电池冷却器的第一出口与所述压缩机的进口连通;
所述储液器的出口与所述第二电子膨胀阀的进口连通,所述第二电子膨胀阀的出口与所述蒸发器的进口连通,所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连通;
所述电池冷却器的第二出口与所述第一五通阀的第一接口连通,所述第一五通阀的第二接口与所述第一水泵的进口连通,所述第一水泵的出口与所述电池包总成的进口连通,所述电池包总成的出口与所述第二五通阀的第一接口连通,所述第二五通阀的第二接口与所述加热器的进口连通,所述加热器的出口与所述电池冷却器的第二进口连通;
所述冷凝器的第二出口与所述第一三通阀的第一接口连通,所述第一三通阀的第二接口与所述暖风芯体的进口连通,所述暖风芯体的出口与所述第二水泵的进口连通,所述第二水泵的出口与所述第二三通阀的第一接口连通,所述第二三通阀的第二接口与所述冷凝器的第二进口连通;
所述第一三通阀的第三接口与所述第一五通阀的第三接口连通,所述第一五通阀的第四接口与所述第一散热器的进口连通,所述第一散热器的出口与所述电机总成连通,所述电机总成的出口与所述第三水泵的进口连通,所述第三水泵的出口与所述第二五通阀的第三接口连通,所述第二五通阀的第四接口与所述第二水泵的进口连通;
所述燃油发动机总成的出口与所述第四水泵的进口连通,所述第四水泵的出口与所述第三三通阀的第一接口连通,所述第三三通阀的第二接口与所述第二散热器的进口连通,所述第二散热器的出口与所述燃油发动机总成的进口连通;
所述第三三通阀的第三接口与所述第四三通阀的第一接口连通,所述第四三通阀的第二接口与所述第五三通阀的第一接口连通,所述第五三通阀的第二接口与所述燃油发动机总成的进口连通;
所述第四三通阀的第三接口与所述第一三通阀的第一接口连通,所述第五三通阀的第三接口与所述第二三通阀的第三接口连通。
可选地,当以制冷模式运行时,所述第一电子膨胀阀和所述第二电子膨胀阀均打开,所述第一五通阀的第一接口与所述第一五通阀的第二接口连通,所述第一五通阀的第三接口和所述第一五通阀的第四接口连通,所述第二五通阀的第一接口与所述第二五通阀的第二接口连通,所述第二五通阀的第三接口和所述第二五通阀的第四接口连通,所述第一三通阀的第一接口与所述第一三通阀的第三接口连通,所述第二三通阀的第一接口和所述第二三通阀的第二接口连通,所述第三三通阀的第一接口和所述第三三通阀的第二接口连通,所述第四三通阀和所述第五三通阀均关闭。
可选地,当以制热模式运行时,所述第一电子膨胀阀打开,所述第二电子膨胀阀关闭,所述第一三通阀的第一接口与所述第一三通阀的第二接口和所述第一三通阀的第三接口均连通,所述第一五通阀的第二接口与所述第一五通阀的第三接口连通,所述第一五通阀的第一接口和所述第一五通阀的第四接口连通,所述第二五通阀的第一接口与所述第二五通阀的第四接口连通,所述第二五通阀的第二接口和所述第二五通阀的第三接口连通,所述第二三通阀的第一接口和所述第二三通阀的第二接口连通,所述第二三通阀的第二接口和所述第二三通阀的第三接口连通,所述第三三通阀的第一接口和所述第三三通阀的第三接口连通,所述第四三通阀的第一接口和所述第四三通阀的第三接口连通,所述第五三通阀的第二接口与所述第五三通阀的第三接口连通。
可选地,当以化霜模式运行时,所述第一电子膨胀阀打开,所述第二电子膨胀阀关闭,所述第一三通阀的第一接口与所述第一三通阀的第三接口连通,所述第一五通阀的第三接口和所述第一五通阀的第四接口连通,所述第一五通阀的第一接口与所述第一五通阀的第二接口连通,所述第二五通阀的第三接口与所述第二五通阀的第四接口连通,所述第二五通阀的第一接口和所述第二五通阀的第二接口连通,所述第二三通阀的第一接口和所述第二三通阀的第二接口连通。
可选地,当以除湿模式运行时,所述第一电子膨胀阀和所述第二电子膨胀阀均打开,所述第一五通阀的第一接口与所述第一五通阀的第二接口连通,所述第二五通阀的第一接口与所述第二五通阀的第二接口连通,所述第一三通阀的第一接口与所述第一三通阀的第二接口连通,所述第二三通阀的第一接口和所述第二三通阀的第二接口连通。
可选地,所述第一水泵的进口与所述第二五通阀的第五接口连通;和/或,所述第一五通阀的第五接口与所述电机总成的进口连通。
可选地,所述加热器的功率为2000W-3000W。
可选地,所述增程式新能源汽车热管理系统还包括鼓风机,所述鼓风机通过扰流空气与所述蒸发器或所述暖风芯体换热,以向乘员舱提供冷风或暖风。
可选地,所述第一散热器为低温散热器,所述第二散热器为高温散热器。
可选地,所述增程式新能源汽车热管理系统还包括风扇,所述风扇用于向所述第一散热器和所述第二散热器吹风。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供一种增程式新能源汽车热管理系统,其具有制冷、制热、化霜和除湿模式,且集成度较高、冷媒部件少、成本低。
并且,该增程式新能源汽车热管理系统以压缩机、冷凝器、储液器、第二电子膨胀阀和蒸发器形成的热泵系统为核心,热泵系统制热时,制冷剂可以吸收环境热量,或者回收电机总成、电池包总成、燃油发动机总成等的余热,综合利用多种热源,与传统采用PTC+发动机余热的制热方式相比,供暖更加高效,能量利用效率更高。并且,由于可利用热源较多,因此,可以将高功率的PTC换成低功率的PTC,既能保证热量供给,又能够节省成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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,还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的增程式新能源汽车热管理系统的结构示意图;
图2是本实用新型实施例提供的增程式新能源汽车热管理系统以制冷模式运行时的示意图;
图3是本实用新型实施例提供的增程式新能源汽车热管理系统以制热模式运行时的示意图;
图4是本实用新型实施例提供的增程式新能源汽车热管理系统以化霜模式运行时的示意图;
图5是本实用新型实施例提供的增程式新能源汽车热管理系统以除湿模式运行时的示意图。
图中:
1、压缩机;2、冷凝器;3、储液器;4、第一电子膨胀阀;5、电池冷却器;6、第二电子膨胀阀;7、鼓风机;8、蒸发器;9、第一五通阀;10、第一水泵;11、电池包总成;12、第二五通阀;13、加热器;14、第一三通阀;15、暖风芯体;16、第二水泵;17、第二三通阀;18、第一散热器;19、电机总成;20、第三水泵;21、燃油发动机总成;22、第四水泵;23、第三三通阀;24、第二散热器;25、风扇;26、第四三通阀;27、第五三通阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言,可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
本实施例提供一种增程式新能源汽车热管理系统,冷媒部件少,成本低,并且可对多种热源综合利用,供暖效率和能量利用效率均较高。
该增程式新能源汽车热管理系统,包括电池冷却回路、乘员舱制冷回路、电池冷却水回路、电池加热水回路、乘员舱供暖回路、电机冷却回路、发动机冷却水回路和发动机自循环回路。其中,电池冷却回路用于与电池冷却水回路换热,使电池包总成11降温;乘员舱制冷回路用于为乘员舱提供冷风;电池加热水回路用于为电池加热;乘员舱供暖回路用于为乘员舱提供暖风;电机冷却回路用于为电机总成19降温;发动机冷却水回路用于为燃油发动机总成21降温;发动机自循环回路用于燃油发动机总成21无需降温的工况。
具体地,如图1所示,该增程式新能源汽车热管理系统包括压缩机1、冷凝器2、储液器3、第一电子膨胀阀4、电池冷却器5、第二电子膨胀阀6、蒸发器8、第一五通阀9、第一水泵10、电池包总成11、第二五通阀12、加热器13、第一三通阀14、暖风芯体15、第二水泵16、第二三通阀17、第一散热器18、电机总成19、第三水泵20、燃油发动机总成21、第四水泵22、第三三通阀23、第二散热器24、第四三通阀26和第五三通阀27。
值得说明的是,图1-图5中,a代表第一接口,b代表第二接口,c代表第三接口,d代表第四接口,e代表第五接口。
其中,压缩机1的出口与冷凝器2的第一进口连通,冷凝器2的第一出口与储液器3的进口连通,储液器3的出口与第一电子膨胀阀4的进口连通,第一电子膨胀阀4的出口与电池冷却器5的第一进口连通,电池冷却器5的第一出口与压缩机1的进口连通。当第一电子膨胀阀4打开时,压缩机1、冷凝器2、储液器3、第一电子膨胀阀4形成了电池冷却回路。
储液器3的出口与第二电子膨胀阀6的进口连通,第二电子膨胀阀6的出口与蒸发器8的进口连通,蒸发器8的出口与压缩机1的进口连通。当第二电子膨胀阀6打开时,压缩机1、冷凝器2、储液器3、第二电子膨胀阀6、蒸发器8形成了乘员舱制冷回路。
电池冷却器5的第二出口与第一五通阀9的第一接口a连通,第一五通阀9的第二接口b与第一水泵10的进口连通,第一水泵10的出口与电池包总成11的进口连通,电池包总成11的出口与第二五通阀12的第一接口a连通,第二五通阀12的第二接口b与加热器13的进口连通,加热器13的出口与电池冷却器5的第二进口连通。当第一五通阀9的第一接口a与第一五通阀9的第二接口b连通,第二五通阀12的第一接口a与第二五通阀12的第二接口b连通时,电池冷却器5、第一五通阀9、第一水泵10、电池包总成11、第二五通阀12、加热器13形成了电池冷却水回路。
冷凝器2的第二出口与第一三通阀14的第一接口a连通,第一三通阀14的第二接口b与暖风芯体15的进口连通,暖风芯体15的出口与第二水泵16的进口连通,第二水泵16的出口与第二三通阀17的第一接口a连通,第二三通阀17的第二接口b与冷凝器2的第二进口连通。当第一三通阀14的第一接口a和第一三通阀14的第二接口b连通,第二三通阀17的第一接口a和第二三通阀17的第二接口b连通时,冷凝器2、第一三通阀14、暖风芯体15、第二水泵16、第二三通阀17形成了乘员舱供暖回路。
第一三通阀14的第三接口c与第一五通阀9的第三接口c连通,第一五通阀9的第四接口d与第一散热器18的进口连通,第一散热器18的出口与电机总成19连通,电机总成19的出口与第三水泵20的进口连通,第三水泵20的出口与第二五通阀12的第三接口c连通,第二五通阀12的第四接口d与第二水泵16的进口连通。当第一三通阀14的第一接口a与第一三通阀14的第三接口c连通,第一五通阀9的第三接口c与第一五通阀9的第四接口d连通,第二五通阀12的第三接口c与第二五通阀12的第四接口d连通,第二三通阀17的第一接口a和第二三通阀17的第二接口b连通时,冷凝器2、第一三通阀14、第一五通阀9、第一散热器18、电机总成19、第三水泵20、第二五通阀12、第二水泵16和第二三通阀17形成了电机冷却回路。
燃油发动机总成21的出口与第四水泵22的进口连通,第四水泵22的出口与第三三通阀23的第一接口a连通,第三三通阀23的第二接口b与第二散热器24的进口连通,第二散热器24的出口与燃油发动机总成21的进口连通。当第三三通阀23的第一接口a与第三三通阀23的第二接口b连通时,燃油发动机总成21、第四水泵22、第三三通阀23、第二散热器24形成了发动机冷却水回路。
第三三通阀23的第三接口c与第四三通阀26的第一接口a连通,第四三通阀26的第二接口b与第五三通阀27的第一接口a连通,第五三通阀27的第二接口b与燃油发动机总成21的进口连通。当第三三通阀23的第一接口a与第三三通阀23的第三接口c连通,第四三通阀26的第一接口a与第四三通阀26的第二接口b连通,第五三通阀27的第一接口a与第五三通阀27的第二接口b连通时,燃油发动机总成21、第四水泵22、第三三通阀23、第四三通阀26和第五三通阀27形成了发动机自循环回路。
第四三通阀26的第三接口c与第一三通阀14的第一接口a连通,第五三通阀27的第三接口c与第二三通阀17的第三接口c连通。当第四三通阀26的第一接口a与第四三通阀26的第三接口c连通,第五三通阀27的第二接口b与第五三通阀27的第三接口c连通,第二三通阀17的第三接口c与第二三通阀17的第二接口b连通时,冷凝器2回收燃油发动机总成21的热量。
本实施例提供增程式新能源汽车热管理系统,以压缩机1、冷凝器2、储液器3、第二电子膨胀阀6和蒸发器8形成的热泵系统为核心,热泵系统制热时,制冷剂可以吸收环境热量,或者回收电机总成19、电池包总成11、燃油发动机总成21等的余热,综合利用多种热源,与传统采用PTC+发动机余热的制热方式相比,供暖更加高效,能量利用效率更高。由于可利用热源较多,因此,可以将高功率的PTC换成低功率的PTC,既能保证热量供给,又能够节省成本。并且,该增程式新能源汽车热管理系统集成度较高、冷媒部件少、成本低。
可选地,第一水泵10、第二水泵16、第三水泵20和第四水泵22均可以为电子水泵,便于进行远程智能化控制。
本实施例提供的增程式新能源汽车热管理系统具有制冷模式、制热模式、化霜模式和除湿模式。
如图2所示,当上述增程式新能源汽车热管理系统以制冷模式运行时,各阀门的开闭情况如下:
第一电子膨胀阀4和第二电子膨胀阀6均打开;从压缩机1吸气口吸入的低温过热气体经过压缩机1压缩后排出高温高压气态制冷剂流入冷凝器2,制冷剂从冷凝器2流出进入储液器3,经过第一电子膨胀阀4节流后进入电池冷却器5,经过第二电子膨胀阀6节流后进入蒸发器8,从电池冷却器5吸热后流出的制冷剂以及从蒸发器8吸热后流出的制冷剂变为过热态气体汇合后流入压缩机1吸气口后进入下一个循环。此时,由鼓风机7产生的流动空气与蒸发器8发生热交换,带走蒸发器8产生的冷量并送至乘员舱,为乘员舱提供冷风,使乘员舱降温。
第一五通阀9的第一接口a与第一五通阀9的第二接口b连通,第二五通阀12的第一接口a与第二五通阀12的第二接口b连通;从电池包总成11出来的温度较高的防冻液经过第二五通阀12和加热器13(此时加热器13未启动)到达电池冷却器5,并与电池冷却器5发生热交换,使较高温度的防冻液降温到电池入口所需温度后,经第一五通阀9和第一水泵10到达电池包总成11,实现对电池包总成11的降温,之后再进入下一个循环。
第一三通阀14的第一接口a与第一三通阀14的第三接口c连通,第一五通阀9的第三接口c和第一五通阀9的第四接口d连通,第二五通阀12的第三接口c和第二五通阀12的第四接口d连通,第二三通阀17的第一接口a和第二三通阀17的第二接口b连通;从冷凝器2出来的高温防冻液经过第一三通阀14、第一五通阀9到达第一散热器18进行降温,降温后的防冻液进入电机总成19,实现对电机总成19的降温,之后经第三水泵20、第二五通阀12、第二水泵16和第二三通阀17返回冷凝器2,再进入下一个循环。
第三三通阀23的第一接口a和第三三通阀23的第二接口b连通,第四三通阀26和第五三通阀27均关闭;从燃油发动机总成21出来的高温防冻液经过第四水泵22和第三三通阀23到达第二散热器24降温,降温后的防冻液再返回燃油发动机总成21,完成燃油发动机的冷却,再进入下一个循环。
可选地,第一散热器18为低温散热器,第二散热器24为高温散热器。根据实际工况选择合适的散热器功率,在保证散热效果的同时,有利于降低成本和能耗。
进一步地,上述增程式新能源汽车热管理系统还包括风扇25,风扇25用于向第一散热器18和第二散热器24吹风。通过设置风扇25,能够提高第一散热器18和第二散热器24的散热效果,且第一散热器18和第二散热器24共用一个风扇25,能够降低零件成本。
如图3所示,当上述增程式新能源汽车热管理系统以制热模式运行时,各阀门的开闭情况如下:
第一电子膨胀阀4打开,第二电子膨胀阀6关闭;从压缩机1吸气口吸入的低温过热气体经过压缩机1压缩排出高温高压气态制冷剂流入冷凝器2,制冷剂在冷凝器2内放热后进入储液器3,之后经第一电子膨胀阀4节流后进入电池冷却器5,从电池冷却器5吸热后流出的制冷剂变为过热态气体,之后流回压缩机1吸气口进入下一个循环。
第一三通阀14的第一接口a与第一三通阀14的第二接口b和第一三通阀14的第三接口c均连通,第一五通阀9的第二接口b与第一五通阀9的第三接口c连通,第二五通阀12的第一接口a与第二五通阀12的第四接口d连通,第二三通阀17的第一接口a和所述第二三通阀17的第二接口b连通;冷凝器2放热后获得的高温防冻液经过第一三通阀14按乘员舱以及电池包总成11的热量需求分为两路,一路经过暖风芯体15完成乘员舱采暖需求,具体地,由鼓风机7产生的流动空气与暖风芯体15发生热交换,带走暖风芯体15产生的热量并送至乘员舱,为乘员舱提供暖风,使乘员舱升温;另一路经过第一五通阀9以及第一水泵10到达电池包总成11,完成电池包总成11的采暖需求,后经过第二五通阀12与从暖风芯体15流出的防冻液汇合,汇合后的防冻液再经过第二水泵16以及第二三通阀17返回冷凝器2,之后进入下一个循环。
第一五通阀9的第一接口a和第一五通阀9的第四接口d连通,第二五通阀12的第二接口b和第二五通阀12的第三接口c连通;电池冷却器5吸热后获得的低温防冻液经过第一五通阀9到达第一散热器18,降低温度的防冻液在第一散热器18内从外界环境中吸热,再经过电机总成19吸收电机总成19的余热,使防冻液温度升高,之后经过第三水泵20、第二五通阀12以及加热器13(根据需要选择开启或关闭)后进入电池冷却器5,之后进入下一个循环。在本实施例中,加热器13的功率为2000W-3000W,该加热器13功率较低,有利于节约成本,降低能耗。
第三三通阀23的第一接口a和第三三通阀23的第三接口c连通,第四三通阀26的第一接口a和第四三通阀26的第三接口c连通,第五三通阀27的第二接口b与第五三通阀27的第三接口c连通;第二三通阀17的第三接口c和第二三通阀17的第二接口b连通;从燃油发动机总成21出来的高温防冻液经过第四水泵22、第三三通阀23、第四三通阀26、第一三通阀14、第一五通阀9、第一水泵10进入电池包总成11,与电池包总成11换热后使电池包总成11温度升高,换热后的低温防冻液经第二五通阀12、第二水泵16、第二三通阀17和第五三通阀27返回燃油发动机总成21,之后进入下一个循环。
在制热模式下,燃油发动机总成21和加热器13可以分别补偿热量,采暖效率高。
如图4所示,当上述增程式新能源汽车热管理系统以化霜模式运行时,各阀门的开闭情况如下:
第一电子膨胀阀4打开,第二电子膨胀阀6关闭;从压缩机1吸气口吸入的低温过热气体经过压缩机1压缩排出高温高压气态制冷剂流入冷凝器2,制冷剂在冷凝器2内放热后进入储液器3,之后经第一电子膨胀阀4节流后进入电池冷却器5,从电池冷却器5吸热后流出的制冷剂变为过热态气体,之后流回压缩机1吸气口进入下一个循环。
第一三通阀14的第一接口a与第一三通阀14的第三接口c连通,第一五通阀9的第三接口c和第一五通阀9的第四接口d连通,第二五通阀12的第三接口c与第二五通阀12的第四接口d连通,第二三通阀17的第一接口a和第二三通阀17的第二接口b连通;冷凝器2放热后获得的高温防冻液经过第一三通阀14以及第一五通阀9到达第一散热器18,完成第一散热器18的化霜过程,后经过电机总成19、第三水泵20、第二五通阀12、第二水泵16以及第二三通阀17返回冷凝器2,之后进入下一个循环。
第一五通阀9的第一接口a与第一五通阀9的第二接口b连通,第二五通阀12的第一接口a和第二五通阀12的第二接口b连通;从电池包总成11出来的温度较高的防冻液经过第二五通阀12和加热器13到达电池冷却器5,与电池冷却器5发生热交换,经过电池冷却器5吸热后变成温度较低的防冻液,再经过第一五通阀9和第一水泵10返回电池包总成11,对电池包总成11降温后,进入下一个循环。
如图5所示,当上述增程式新能源汽车热管理系统以除湿模式运行时,各阀门的开闭情况如下:
第一电子膨胀阀4和第二电子膨胀阀6均打开;从电动压缩机1吸气口吸入的低温过热气体经过压缩机1压缩后排出高温高压气态制冷剂流入冷凝器2,制冷剂从冷凝器2流出进入储液器3,经过第一电子膨胀阀4节流后进入电池冷却器5,经过第二电子膨胀阀6节流后进入蒸发器8,从电池冷却器5吸热后流出的制冷剂以及从蒸发器8吸热后流出的制冷剂变为过热态气体汇合后流入压缩机1吸气口后进入下一个循环。此时,由鼓风机7产生的流动空气与蒸发器8发生热交换,高温高湿的空气经过降温后冷凝析出水分,从而使乘员舱达到除湿的目的。
第一三通阀14的第一接口a与第一三通阀14的第二接口b连通,第二三通阀17的第一接口a和第二三通阀17的第二接口b连通;冷凝器2放热后获得的高温防冻液经第一三通阀14后到达暖风芯体15,暖风芯体15与经过除湿后的低温空气换热后输送至乘员舱,以满足乘员舱的采暖需求,高温防冻液经过与暖风芯体15换热后温度降低,再经过第二水泵16以及第二三通阀17返回冷凝器2,之后进入下一个循环。
第一五通阀9的第一接口a与第一五通阀9的第二接口b连通,第二五通阀12的第一接口a与第二五通阀12的第二接口b连通;从电池包总成11出来的温度较高的防冻液经过第二五通阀12以及加热器13(未启动)到达电池冷却器5,并与电池冷却器5发生热交换,经过电池冷却器5吸热后变成温度较低的防冻液,再经过第一五通阀9以及第一水泵10返回电池包总成11,实现电池包总成11的降温后,再进入下一个循环。
可选地,该模式下,燃油发动机总成21的余热可以按照需要通过第二散热器24散掉;或者通过第四三通阀26流入乘员舱中,或者通过第四三通阀26进行自循环。
可选地,当电池包总成11无需加热也无需降温时,电池包总成11在自循环模式下运行,此时,第一水泵10的进口与第二五通阀12的第五接口e连通,第二五通阀12的第五接口e与第二五通阀12的第一接口a连通,即第一水泵10、电池包总成11和第二五通阀12形成电池包总成11自循环回路。
可选地,当电机总成19无需第一散热器18降温时,第一五通阀9的第五接口e与电池总成的进口连通,此时,第一五通阀9的第四接口d与第一五通阀9的第五接口e连通,第二五通阀12的第三接口c与第二五通阀12的第四接口d连通,即冷凝器2、第一三通阀14、第一五通阀9、电机总成19、第三水泵20、第二五通阀12、第二水泵16、和第二三通阀17形成电机循环回路。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,包括压缩机(1)、冷凝器(2)、储液器(3)、第一电子膨胀阀(4)、电池冷却器(5)、第二电子膨胀阀(6)、蒸发器(8)、第一五通阀(9)、第一水泵(10)、电池包总成(11)、第二五通阀(12)、加热器(13)、第一三通阀(14)、暖风芯体(15)、第二水泵(16)、第二三通阀(17)、第一散热器(18)、电机总成(19)、第三水泵(20)、燃油发动机总成(21)、第四水泵(22)、第三三通阀(23)、第二散热器(24)、第四三通阀(26)和第五三通阀(27);
所述压缩机(1)的出口与所述冷凝器(2)的第一进口连通,所述冷凝器(2)的第一出口与所述储液器(3)的进口连通,所述储液器(3)的出口与所述第一电子膨胀阀(4)的进口连通,所述第一电子膨胀阀(4)的出口与所述电池冷却器(5)的第一进口连通,所述电池冷却器(5)的第一出口与所述压缩机(1)的进口连通;
所述储液器(3)的出口与所述第二电子膨胀阀(6)的进口连通,所述第二电子膨胀阀(6)的出口与所述蒸发器(8)的进口连通,所述蒸发器(8)的出口与所述压缩机(1)的进口连通;
所述电池冷却器(5)的第二出口与所述第一五通阀(9)的第一接口连通,所述第一五通阀(9)的第二接口与所述第一水泵(10)的进口连通,所述第一水泵(10)的出口与所述电池包总成(11)的进口连通,所述电池包总成(11)的出口与所述第二五通阀(12)的第一接口连通,所述第二五通阀(12)的第二接口与所述加热器(13)的进口连通,所述加热器(13)的出口与所述电池冷却器(5)的第二进口连通;
所述冷凝器(2)的第二出口与所述第一三通阀(14)的第一接口连通,所述第一三通阀(14)的第二接口与所述暖风芯体(15)的进口连通,所述暖风芯体(15)的出口与所述第二水泵(16)的进口连通,所述第二水泵(16)的出口与所述第二三通阀(17)的第一接口连通,所述第二三通阀(17)的第二接口与所述冷凝器(2)的第二进口连通;
所述第一三通阀(14)的第三接口与所述第一五通阀(9)的第三接口连通,所述第一五通阀(9)的第四接口与所述第一散热器(18)的进口连通,所述第一散热器(18)的出口与所述电机总成(19)连通,所述电机总成(19)的出口与所述第三水泵(20)的进口连通,所述第三水泵(20)的出口与所述第二五通阀(12)的第三接口连通,所述第二五通阀(12)的第四接口与所述第二水泵(16)的进口连通;
所述燃油发动机总成(21)的出口与所述第四水泵(22)的进口连通,所述第四水泵(22)的出口与所述第三三通阀(23)的第一接口连通,所述第三三通阀(23)的第二接口与所述第二散热器(24)的进口连通,所述第二散热器(24)的出口与所述燃油发动机总成(21)的进口连通;
所述第三三通阀(23)的第三接口与所述第四三通阀(26)的第一接口连通,所述第四三通阀(26)的第二接口与所述第五三通阀(27)的第一接口连通,所述第五三通阀(27)的第二接口与所述燃油发动机总成(21)的进口连通;
所述第四三通阀(26)的第三接口与所述第一三通阀(14)的第一接口连通,所述第五三通阀(27)的第三接口与所述第二三通阀(17)的第三接口连通。
2.根据权利要求1所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,
当以制冷模式运行时,所述第一电子膨胀阀(4)和所述第二电子膨胀阀(6)均打开,所述第一五通阀(9)的第一接口与所述第一五通阀(9)的第二接口连通,所述第一五通阀(9)的第三接口和所述第一五通阀(9)的第四接口连通,所述第二五通阀(12)的第一接口与所述第二五通阀(12)的第二接口连通,所述第二五通阀(12)的第三接口和所述第二五通阀(12)的第四接口连通,所述第一三通阀(14)的第一接口与所述第一三通阀(14)的第三接口连通,所述第二三通阀(17)的第一接口和所述第二三通阀(17)的第二接口连通,所述第三三通阀(23)的第一接口和所述第三三通阀(23)的第二接口连通,所述第四三通阀(26)和所述第五三通阀(27)均关闭。
3.根据权利要求1所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,
当以制热模式运行时,所述第一电子膨胀阀(4)打开,所述第二电子膨胀阀(6)关闭,所述第一三通阀(14)的第一接口与所述第一三通阀(14)的第二接口和所述第一三通阀(14)的第三接口均连通,所述第一五通阀(9)的第二接口与所述第一五通阀(9)的第三接口连通,所述第一五通阀(9)的第一接口和所述第一五通阀(9)的第四接口连通,所述第二五通阀(12)的第一接口与所述第二五通阀(12)的第四接口连通,所述第二五通阀(12)的第二接口和所述第二五通阀(12)的第三接口连通,所述第二三通阀(17)的第一接口和所述第二三通阀(17)的第二接口连通,所述第二三通阀(17)的第二接口和所述第二三通阀(17)的第三接口连通,所述第三三通阀(23)的第一接口和所述第三三通阀(23)的第三接口连通,所述第四三通阀(26)的第一接口和所述第四三通阀(26)的第三接口连通,所述第五三通阀(27)的第二接口与所述第五三通阀(27)的第三接口连通。
4.根据权利要求1所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,
当以化霜模式运行时,所述第一电子膨胀阀(4)打开,所述第二电子膨胀阀(6)关闭,所述第一三通阀(14)的第一接口与所述第一三通阀(14)的第三接口连通,所述第一五通阀(9)的第三接口和所述第一五通阀(9)的第四接口连通,所述第一五通阀(9)的第一接口与所述第一五通阀(9)的第二接口连通,所述第二五通阀(12)的第三接口与所述第二五通阀(12)的第四接口连通,所述第二五通阀(12)的第一接口和所述第二五通阀(12)的第二接口连通,所述第二三通阀(17)的第一接口和所述第二三通阀(17)的第二接口连通。
5.根据权利要求1所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,
当以除湿模式运行时,所述第一电子膨胀阀(4)和所述第二电子膨胀阀(6)均打开,所述第一五通阀(9)的第一接口与所述第一五通阀(9)的第二接口连通,所述第二五通阀(12)的第一接口与所述第二五通阀(12)的第二接口连通,所述第一三通阀(14)的第一接口与所述第一三通阀(14)的第二接口连通,所述第二三通阀(17)的第一接口和所述第二三通阀(17)的第二接口连通。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,所述第一水泵(10)的进口与所述第二五通阀(12)的第五接口连通;和/或,所述第一五通阀(9)的第五接口与所述电机总成(19)的进口连通。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,所述加热器(13)的功率为2000W-3000W。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,所述增程式新能源汽车热管理系统还包括鼓风机(7),所述鼓风机(7)通过扰流空气与所述蒸发器(8)或所述暖风芯体(15)换热,以向乘员舱提供冷风或暖风。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,所述第一散热器(18)为低温散热器,所述第二散热器(24)为高温散热器。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的增程式新能源汽车热管理系统,其特征在于,所述增程式新能源汽车热管理系统还包括风扇(25),所述风扇(25)用于向所述第一散热器(18)和所述第二散热器(24)吹风。
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