CN221213385U - 一种电动车热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电动车热管理系统，涉及汽车技术领域。本申请采用本套系统采用一个水路五通阀、一个水路三通阀、一个冷媒截止阀，通过各阀件来实现各个回路的串联与并联，除了常规的空调制冷、电加热、动力冷却等功能外，还能实现热泵加热乘员舱、热泵加热电池包、水源热泵、空气源热泵、电池低温散热等功能，如此，将空调回路、动力冷却回路、电池热管理回路进行高度耦合，最终到达能量的精细化管理，降低空调能耗的目的；同时本申请还实现将水路五通阀、水路三通阀、动力水泵、电池水泵、空调水泵、水冷冷凝器、电池冷却器、电池加热芯体、电池膨胀阀进行集成式开发，尽可量减少管路、线束及安装支架的使用。

Description

一种电动车热管理系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种电动车热管理系统。

背景技术

电动车冬季续航衰减一直以来都是电车用户的一大用车痛点，而冬季空调采暖所消耗的电能占了整车能耗相当大的比例。解决冬季采暖能耗成为行业内的一大重要课题，因此，热泵系统以其较高的COP而得到了广泛的运用。

目前，电动车所使用的热泵系统存在的问题，如：系统耦合度不高，空调回路、动力冷却回路、电池热管理回路相互独立，未能进行高度耦合，能量利用率低。因此我们对此做出改进，提出一种电动车热管理系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对目前存在的系统耦合度不高，空调回路、动力冷却回路、电池热管理回路相互独立，未能进行高度耦合，能量利用率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了电动车热管理系统，以改善上述问题。

本申请具体是这样的：

一种电动车热管理系统，包括集成模块，集成模块包括水冷冷凝器、空调水泵、水路三通阀、水路五通阀、动力水泵、电池水泵、电池加热芯体、电池冷却器以及电池膨胀阀；

所述水冷冷凝器与空调水泵以及热泵膨胀阀连接，所述空调水泵与水路三通阀连接，所述水路三通阀连接有空调暖芯，且水路三通阀还与电池加热芯体连接，所述电池加热芯体与空调暖芯之间连接有高压加热器，且高压加热器与水冷冷凝器连接，所述电池加热芯体还与电池冷却器连接，且电池冷却器与电池膨胀阀连接，所述水路五通阀也与电池加热芯体连接。

作为本申请优选的技术方案，所述水路五通阀与动力水泵和电池水泵连接，所述动力水泵连接有动力总成，且水路五通阀与动力总成共同连接有低温散热器，所述低温散热器还与水路五通阀的另一路连接；

所述水冷冷凝器还连接有压缩机，所述压缩机连接有汽液分离器，所述汽液分离器连接有冷媒截止阀，且冷媒截止阀连接有外部冷凝器；

所述冷媒截止阀与汽液分离器之间连接有蒸发器本体，且电池冷却器也连接在冷媒截止阀与汽液分离器之间；

所述蒸发器本体连接有蒸发器膨胀阀，所述蒸发器膨胀阀与外部冷凝器以及电池膨胀阀连接；

所述电池冷却器连接有电池包总成，所述电池包总成与电池水泵连接，所述热泵膨胀阀与外部冷凝器连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

在本申请的方案中：

本申请采用本套系统采用一个水路五通阀、一个水路三通阀、一个冷媒截止阀，通过各阀件来实现各个回路的串联与并联，除了常规的空调制冷、电加热、动力冷却等功能外，还能实现热泵加热乘员舱、热泵加热电池包、水源热泵、空气源热泵、电池低温散热等功能，如此，将空调回路、动力冷却回路、电池热管理回路进行高度耦合，最终到达能量的精细化管理，降低空调能耗的目的；同时本申请还实现将水路五通阀、水路三通阀、动力水泵、电池水泵、空调水泵、水冷冷凝器、电池冷却器、电池加热芯体、电池膨胀阀进行集成式开发，尽可量减少管路、线束及安装支架的使用，达到降低系统成本、优化布置空间、优化装配工艺的目的。

附图说明

图1为本申请提供的电动车热管理系统的示意图；

图2为本申请提供的空调系统冷媒回路的示意图；

图3为本申请提供的制冷冷媒回路的示意图；

图4为本申请提供的电池冷却回路的示意图；

图5为本申请提供的动力冷却回路的示意图；

图6为本申请提供的第一热泵系统冷媒回路的示意图；

图7为本申请提供的空调采暖回路的示意图；

图8为本申请提供的水回路的示意图；

图9为本申请提供的第一热泵系统冷媒回路的结构示意图；

图10为本申请提供的冷媒回路与空调采暖回路的示意图；

图11为本申请提供的空调采暖回路与电池加热回路的示意图；

图12为本申请提供的电池包低温散热回路的示意图。

图中标示：

1、低温散热器；2、外部冷凝器；3、水冷冷凝器；4、空调水泵；5、热泵膨胀阀；6、水路三通阀；7、水路五通阀；8、动力水泵；9、电池水泵；10、动力总成；11、电池加热芯体；12、电池包总成；13、空调暖芯；14、电池冷却器；15、电池膨胀阀；16、蒸发器膨胀阀；17、蒸发器本体；18、高压加热器；19、压缩机；20、汽液分离器；21、冷媒截止阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

请参考图1，一种电动车热管理系统，包括集成模块，集成模块包括水冷冷凝器3、空调水泵4、水路三通阀6、水路五通阀7、动力水泵8、电池水泵9、电池加热芯体11、电池冷却器14以及电池膨胀阀15，结构紧凑，设计合理，有效利用空间，方便安装和维护；

水冷冷凝器3与空调水泵4以及热泵膨胀阀5连接，空调水泵4与水路三通阀6连接，水路三通阀6连接有空调暖芯13，且水路三通阀6还与电池加热芯体11连接，电池加热芯体11与空调暖芯13之间连接有高压加热器18，且高压加热器18与水冷冷凝器3连接，电池加热芯体11还与电池冷却器14连接，且电池冷却器14与电池膨胀阀15连接，水路五通阀7也与电池加热芯体11连接，可以实现空调暖风和电池加热的双重功能，同时高压加热器的设计可以进一步提高加热效率。

进一步的，如图1所示，水路五通阀7与动力水泵8和电池水泵9连接，动力水泵8连接有动力总成10，且水路五通阀7与动力总成10共同连接有低温散热器1，低温散热器1还与水路五通阀7的另一路连接，可以将动力总成的热量和水路的热量同时散发出去，提高散热效果；

水冷冷凝器3还连接有压缩机19，压缩机19连接有汽液分离器20，汽液分离器20连接有冷媒截止阀21，且冷媒截止阀21连接有外部冷凝器2；

冷媒截止阀21与汽液分离器20之间连接有蒸发器本体17，且电池冷却器14也连接在冷媒截止阀21与汽液分离器20之间；

蒸发器本体17连接有蒸发器膨胀阀16，蒸发器膨胀阀16与外部冷凝器2以及电池膨胀阀15连接；

电池冷却器14连接有电池包总成12，电池包总成12与电池水泵9连接，热泵膨胀阀5与外部冷凝器2连接。

实施例2

对实施例1提供的电动车热管理系统进一步优化，具体地，如图2所示，外部冷凝器2、电池冷却器14、电池膨胀阀15、水冷冷凝器3、热泵膨胀阀5、蒸发器膨胀阀16、蒸发器本体17、汽液分离器20、电动压缩机19以及冷媒截止阀21构成空调系统冷媒回路。

进一步的，如图3所示，电动压缩机19、水冷冷凝器3、热泵膨胀阀5、外部冷凝器2、电池冷却器14、电池膨胀阀15、蒸发器本体17、蒸发器膨胀阀16以及汽液分离器20构成制冷冷媒回路，且由蒸发器本体17为乘员舱提供冷量实现降温。

进一步的，如图4所示，电池冷却器14、电池加热芯体11、水路五通阀7、电池水泵9以及电池包总成12构成电池冷却回路，且由电池冷却器14为电池包总成12提供冷量实现降温。

进一步的，如图5所示，动力总成10、低温散热器1、水路五通阀7以及动力水泵8构成动力冷却回路，且由低温散热器1实现对动力冷却系统的散热。

进一步的，如图6所示，电动压缩机19、水冷冷凝器3、热泵膨胀阀5、外部冷凝器2、冷媒截止阀21以及汽液分离器20构成第一热泵系统冷媒回路，且水冷冷凝器3为暖风系统提供热量。

进一步的，如图7所示，水冷冷凝器3、水路三通阀6、空调暖芯13、高压加热器18以及空调水泵4构成空调采暖回路，且空调暖芯13将水冷冷凝器3的热量提供给乘员舱以实现采暖。

进一步的，如图8所示，动力总成10、动力水泵8、水路五通阀7、电池加热芯体11、电池冷却器14、电池包总成12以及电池水泵9构成水回路，用于实现动力总成10的余热回收，且余热回收后用于电池包总成12的加热或保温。

进一步的，如图9所示，电动压缩机19、水冷冷凝器3、热泵膨胀阀5、外部冷凝器2、电池膨胀阀15、电池冷却器14以及汽液分离器20构成第二热泵系统冷媒回路，由水冷冷凝器3为暖风系统提供热量。

实施例3

对实施例1或2提供的电动车热管理系统进一步优化，具体地，如图10所示，电动压缩机19、水冷冷凝器3、热泵膨胀阀5、外部冷凝器2、蒸发器膨胀阀16、蒸发器本体17以及汽液分离器20构成冷媒回路并与空调采暖回路配合使用，利用热泵膨胀阀5与蒸发器膨胀阀16对高压冷媒进行二级节流，湿空气进入乘员舱前先通过蒸发器本体17进行除湿，空调暖芯13将除湿后的低湿空气升温至人体舒适温度，实现春秋季节的除湿功能。

进一步的，如图11所示，空调暖芯13、水路三通阀6、水冷冷凝器3、空调水泵4、高压加热器18、电池加热芯体11构成空调采暖回路与电池加热回路，实现高压加热器18对乘员舱以及电池包总成12的加热。

进一步的，如图12所示，电池包总成12、电池水泵9、水路五通阀7、动力总成10、动力水泵8、低温散热器1构成电池包低温散热回路，且低温散热器1用于电池包总成12的散热，同时，可以调速水路五通阀7将低温散热器1进行旁通，实现动力总成10热量为电池包总成12加热与保温的功能。

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，也可以是电连接或彼此可通讯；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。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车热管理系统，其特征在于，包括集成模块，集成模块包括水冷冷凝器（3）、空调水泵（4）、水路三通阀（6）、水路五通阀（7）、动力水泵（8）、电池水泵（9）、电池加热芯体（11）、电池冷却器（14）以及电池膨胀阀（15）；

所述水冷冷凝器（3）与空调水泵（4）以及热泵膨胀阀（5）连接，所述空调水泵（4）与水路三通阀（6）连接，所述水路三通阀（6）连接有空调暖芯（13），且水路三通阀（6）还与电池加热芯体（11）连接，所述电池加热芯体（11）与空调暖芯（13）之间连接有高压加热器（18），且高压加热器（18）与水冷冷凝器（3）连接，所述电池加热芯体（11）还与电池冷却器（14）连接，且电池冷却器（14）与电池膨胀阀（15）连接，所述水路五通阀（7）也与电池加热芯体（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，所述水路五通阀（7）与动力水泵（8）和电池水泵（9）连接，所述动力水泵（8）连接有动力总成（10），且水路五通阀（7）与动力总成（10）共同连接有低温散热器（1），所述低温散热器（1）还与水路五通阀（7）的另一路连接；

所述水冷冷凝器（3）还连接有压缩机（19），所述压缩机（19）连接有汽液分离器（20），所述汽液分离器（20）连接有冷媒截止阀（21），且冷媒截止阀（21）连接有外部冷凝器（2）；

所述冷媒截止阀（21）与汽液分离器（20）之间连接有蒸发器本体（17），且电池冷却器（14）也连接在冷媒截止阀（21）与汽液分离器（20）之间；

所述蒸发器本体（17）连接有蒸发器膨胀阀（16），所述蒸发器膨胀阀（16）与外部冷凝器（2）以及电池膨胀阀（15）连接；

所述电池冷却器（14）连接有电池包总成（12），所述电池包总成（12）与电池水泵（9）连接，所述热泵膨胀阀（5）与外部冷凝器（2）连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，外部冷凝器（2）、电池冷却器（14）、电池膨胀阀（15）、水冷冷凝器（3）、热泵膨胀阀（5）、蒸发器膨胀阀（16）、蒸发器本体（17）、汽液分离器（20）、电动压缩机（19）以及冷媒截止阀（21）构成空调系统冷媒回路。

4.根据权利要求3所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，电动压缩机（19）、水冷冷凝器（3）、热泵膨胀阀（5）、外部冷凝器（2）、电池冷却器（14）、电池膨胀阀（15）、蒸发器本体（17）、蒸发器膨胀阀（16）以及汽液分离器（20）构成制冷冷媒回路，且由蒸发器本体（17）为乘员舱提供冷量实现降温。

5.根据权利要求4所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，电池冷却器（14）、电池加热芯体（11）、水路五通阀（7）、电池水泵（9）以及电池包总成（12）构成电池冷却回路，且由电池冷却器（14）为电池包总成（12）提供冷量实现降温。

6.根据权利要求5所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，动力总成（10）、低温散热器（1）、水路五通阀（7）以及动力水泵（8）构成动力冷却回路，且由低温散热器（1）实现对动力冷却系统的散热。

7.根据权利要求6所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，电动压缩机（19）、水冷冷凝器（3）、热泵膨胀阀（5）、外部冷凝器（2）、冷媒截止阀（21）以及汽液分离器（20）构成第一热泵系统冷媒回路，且水冷冷凝器（3）为暖风系统提供热量。

8.根据权利要求7所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，水冷冷凝器（3）、水路三通阀（6）、空调暖芯（13）、高压加热器（18）以及空调水泵（4）构成空调采暖回路，且空调暖芯（13）将水冷冷凝器（3）的热量提供给乘员舱以实现采暖。

9.根据权利要求8所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，动力总成（10）、动力水泵（8）、水路五通阀（7）、电池加热芯体（11）、电池冷却器（14）、电池包总成（12）以及电池水泵（9）构成水回路，用于实现动力总成（10）的余热回收，且余热回收后用于电池包总成（12）的加热或保温；

电动压缩机（19）、水冷冷凝器（3）、热泵膨胀阀（5）、外部冷凝器（2）、电池膨胀阀（15）、电池冷却器（14）以及汽液分离器（20）构成第二热泵系统冷媒回路，由水冷冷凝器（3）为暖风系统提供热量。

10.根据权利要求9所述的一种电动车热管理系统，其特征在于，电动压缩机（19）、水冷冷凝器（3）、热泵膨胀阀（5）、外部冷凝器（2）、蒸发器膨胀阀（16）、蒸发器本体（17）以及汽液分离器（20）构成冷媒回路并与空调采暖回路配合使用；

空调暖芯（13）、水路三通阀（6）、水冷冷凝器（3）、空调水泵（4）、高压加热器（18）、电池加热芯体（11）构成空调采暖回路与电池加热回路，实现高压加热器（18）对乘员舱以及电池包总成（12）的加热；

电池包总成（12）、电池水泵（9）、水路五通阀（7）、动力总成（10）、动力水泵（8）、低温散热器（1）构成电池包低温散热回路，且低温散热器（1）用于电池包总成（12）的散热。