RU2722217C1 - Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля - Google Patents

Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля Download PDF

Info

Publication number
RU2722217C1
RU2722217C1 RU2019120107A RU2019120107A RU2722217C1 RU 2722217 C1 RU2722217 C1 RU 2722217C1 RU 2019120107 A RU2019120107 A RU 2019120107A RU 2019120107 A RU2019120107 A RU 2019120107A RU 2722217 C1 RU2722217 C1 RU 2722217C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
inverter
battery module
radiator
engine
Prior art date
Application number
RU2019120107A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Вячеславович Зонов
Дмитрий Сергеевич Зотов
Тахир Фирдависович Исламгулов
Максим Владимирович Григорьев
Дмитрий Васильевич Маханько
Юрий Станиславович Коптяков
Илья Михайлович Силиникс
Original Assignee
Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "КАМАЗ" filed Critical Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority to RU2019120107A priority Critical patent/RU2722217C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2722217C1 publication Critical patent/RU2722217C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции систем охлаждения и подогрева батарейного модуля и инвертора гибридных транспортных средств. Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля выполнена в виде низкотемпературного контура, включающего теплообменник (1) типа «жидкость-жидкость», блок охлаждения (2) в составе с радиатором (3) и электровентилятором (4), расширительный бачок (5), насос электрический (6), установленный перед теплообменником, два датчика температурных (7) и (8), один из которых установлен на входе в радиатор (3), а второй - на выходе из теплообменника (1), и электрический кран (9), размещенный перед входом в теплообменник (1). Теплообменник (1) и радиатор (3) блока охлаждения (2) соединены с батареями (10) и инвертором (11). Теплообменник (1) объединяет низкотемпературный контур для термостатирования батарейного модуля и инвертора (11) с основным контуром системы подогрева двигателя (12) посредством параллельного подключения. Вход в теплообменник (1) связан с трубопроводом подачи теплоносителя в двигатель (12), а выход - с трубопроводом отвода охлажденного теплоносителя от двигателя (12) в предпусковой подогреватель (13). Обеспечивается эффективный нагрев батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля при отрицательных температурах окружающей среды в условиях безгаражного хранения. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции систем охлаждения и подогрева батарейного модуля и инвертора гибридных транспортных средств, в частности грузового транспортного средства с опрокидывающейся кабиной.
Гибридные автомобили оснащены компонентами тягового электропривода. Основными компонентами комбинированной энергоустановки являются установка накопления энергии, в состав которой входят батарейные модули, а также установка инвертора и коммутационного блока. Оптимальная рабочая температура, при которой литий-ионные батарейные модули способны исправно функционировать, накапливать и передавать заряд, находится в пределах от +10°С до +35°С. При эксплуатации транспортного средства, следует предотвратить перегрев батарей. Критическая температура, при которой батарейные модули и инвертор выходят из строя, составляет +55…+60°С. В условиях низких температур окружающей среды у литий-ионных батарейных модулей гибридных транспортных средств могут возникнуть следующие проблемы: снижение срока службы аккумулятора, снижение емкости, ограничение процесса зарядки.
Использование обогрева батарейного модуля с инвертором является очень важной технической характеристикой для успешной эксплуатации гибридного автомобиля в холодное время года. Способ обогрева батарейного модуля и рабочие характеристики устройства обогревателя непосредственно влияют на удобство, стабильность работы и безопасность транспортного средства. Для осуществления обогрева батарейного модуля и инвертора предложено много вариантов, но из-за невозможности обеспечить стабильную температуру нагрева они не нашли широкого применения на транспорте. Например, батарею аккумуляторов снабжают рукавом из теплоизолирующего материала, или для обогрева применяют инфракрасную пленку, а для сохранения тепла используют теплоизолирующую манжету, или согревающую обертку на поверхности аккумулятора. Такие способы применяют только для неподвижных аккумуляторов, использование внешнего источника энергии для обогрева аккумулятора не подходит для находящегося в движении транспортного средства.
Применение автономного дизельного подогревателя в низкотемпературном контуре имеет сложности связанные с поддержанием рабочего температурного режима, с реализацией управления работы, а также возрастает стоимость обслуживания гибридного автомобиля.
Известно устройство термостатирования агрегатов электромобиля, содержащее насос с электроприводом для подачи жидкого теплоносителя от радиатора в рубашки жидкостного охлаждения аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя, инвертора, прибора для зарядки аккумуляторной батареи, в гидролиниях, сообщающих упомянутые рубашки охлаждения с входом радиатора, установлены краны, управляемые датчиками температуры теплоносителя в указанных гидролиниях, на выходе из радиатора установлен кран, управляемый датчиком температуры на входе в радиатор, вход в рубашку охлаждения аккумуляторной батареи сообщен с насосом через кран, управляемый датчиком температуры на выходе из рубашки охлаждения аккумуляторной батареи, при этом вход в рубашку охлаждения аккумуляторной батареи сообщен с выходом охладителя теплоносителя через кран, управляемый датчиком температуры на выходе охладителя, и через обратный клапан и сообщен с выходом электронагревателя теплоносителя через упомянутый обратный клапан. Кроме того, устройство содержит компенсационно-расширительный бачок, вход которого сообщен с выходами рубашек охлаждения аккумуляторной батареи, тягового электродвигателя, инвертора, прибора для зарядки аккумуляторной батареи, а выход из бачка сообщен с входом в насос (см. патент RU №2673788, МПК В60К 11/02 (2006.01), F01P 3/20 (2006.01) от 29.11.2018 г.).
В известном устройстве отсутствуют элементы жидкостного подогрева, что приведет к невозможности применения аналога при низких температурах. Данное решение возможно применять только на электромобилях гаражного хранения.
Известен предпусковой подогреватель двигателя с дополнительным обогревом аккумуляторных батарей и предохранителем отключения, состоящий из теплообменника, горелки, насосного агрегата, патрубка выхода отработавших газов, переходника на патрубок выхода отработавших газов, источника высокого напряжения (транзисторного коммутатора), трубопровода для отвода отработавших газов, распределителя воздушного потока, электромагнитного клапана, температурного датчика (см. патент RU №85860, МПК В60Н 1/00 (2006.01) от 20.08.2009 г.).
Наиболее близким устройством такого же назначения является автономная система предпусковой подготовки двигателя, содержащая устройство обогрева аккумуляторных батарей, выполненное в виде трубки одним концом связанной с трубопроводом подачи теплоносителя в двигатель, а другим концом - с трубопроводом отвода охлажденного теплоносителя от двигателя в предпусковой подогреватель (см. патент RU №183420 МПК F02N 19/02 (2010.01) от 21.09.2018 г.).
Данные технические решения обеспечивают обогрев аккумуляторных батарей, но не подходят для подогрева и охлаждения батарейных модулей гибридных транспортных средств, имеющих вход и выход для теплоносителя.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение эффективного нагрева батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля при отрицательных температурах окружающей среды в условиях безгаражного хранения для умеренного климатического исполнения по ГОСТ 15150-69, а также обеспечение поддержания оптимальной температуры в необходимом диапазоне для предотвращения их перегрева.
Для решения поставленной задачи система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля, имеющая вход и выход соответственно для соединения с трубопроводом подачи теплоносителя в двигатель и с трубопроводом отвода охлажденного теплоносителя от двигателя в предпусковой подогреватель, выполнена в виде низкотемпературного контура, включающего теплообменник типа «жидкость-жидкость», предназначенный для объединения низкотемпературного контура и контура системы подогрева двигателя, блок охлаждения в составе с радиатором и электровентилятором, расширительный бачок, насос электрический, два датчика температурных, один из которых установлен на входе в радиатор, а второй - на выходе из теплообменника, и электрический кран, установленный на входе в теплообменник, при этом теплообменник и радиатор блока охлаждения выполнены с возможностью для соединения с батарейным модулем и инвертором.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что система термостатирования выполнена в виде низкотемпературного контура, включающего теплообменник типа «жидкость-жидкость», предназначенный для объединения низкотемпературного контура и контура системы подогрева двигателя, блок охлаждения в составе с радиатором и электровентилятором, расширительный бачок, насос электрический, два датчика температурных, один из которых установлен на входе в радиатор, а второй - на выходе из теплообменника, и электрический кран, установленный на входе в теплообменник, при этом теплообменник и радиатор блока охлаждения выполнены с возможностью для соединения с батарейным модулем и инвертором, позволяет обеспечить эффективный нагрев батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля при отрицательных температурах окружающей среды в условиях безгаражного хранения для умеренного климатического исполнения, а также обеспечить поддержание оптимальной температуры в необходимом диапазоне для предотвращения их перегрева.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема системы термостатирования батарейного модуля и инвертора, соединенная с контуром системы подогрева двигателя.
Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля выполнена в виде низкотемпературного контура, включающего теплообменник 1 типа «жидкость-жидкость», блок охлаждения 2 в составе с радиатором 3 и электровентилятором 4, расширительный бачок 5 с пробкой с блоком клапанов, насос электрический 6, два датчика температурных 7 и 8, один из которых установлен на входе в радиатор 3, а второй - на выходе из теплообменника 1, и электрический кран 9. Теплообменник 1, выполненный в пластинчатом либо в трубчатом варианте, и радиатор 3 блока охлаждения 2 соединены с батареями 10 и инвертором 11.
Теплообменник 1 объединяет низкотемпературный контур для термостатирования батарейного модуля и инвертора 11 с основным контуром системы подогрева двигателя 12 посредством параллельного подключения. Вход в теплообменник 1 связан с трубопроводом подачи теплоносителя в двигатель 12, а выход - с трубопроводом отвода охлажденного теплоносителя от двигателя 12 в предпусковой подогреватель 13. Электрический кран 9 установлен перед входом в теплообменник 1 и предназначен для обеспечения своевременного перекрытия горячего потока охлаждающей жидкости из двигателя 12 или предпускового подогревателя 13 в теплообменник 1. Насос электрический 6, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя по всему низкотемпературному контуру, установлен перед теплообменником. Теплообменник 1 и радиатор 3 соединены трубопроводами с расширительным бачком 5, предназначенным для компенсации изменения объема жидкости, связанного с температурным расширением и испарением.
Все части системы соединены стальными трубами с приварными патрубками, а также рукавами для жидких рабочих сред при помощи червячных хомутов.
Устройство работает следующим образом.
Низкотемпературный контур системы термостатирования батарейного модуля и инвертора заполнен охлаждающей жидкостью, замерзающей при низких температурах окружающей среды. При необходимости проведения предпусковой подготовки автомобиля, запускается предпусковой подогреватель 13, выполняющий подогрев охлаждающей жидкости контура системы подогрева двигателя 12 за счет сжигания топлива, которая циркулирует благодаря электрическому насосу 14. Подогретый теплоноситель нагревает змеевик теплообменника 1, змеевик в свою очередь передает тепло жидкости, находящейся в низкотемпературном контуре. Из корпуса теплообменника 1 прогретый теплоноситель низкотемпературного контура перетекает в подключенные параллельно батареи 10 и инвертор 11, прогревая их, поступает в радиатор 3 блока охлаждения 2, вентилятор 4 которого во время режима прогрева не включается. Из радиатора 3 теплоноситель возвращается в теплообменник 1. Циркуляцию по низкотемпературному контуру обеспечивает насос 6. Расширительный бачок 5 компенсирует изменения объема жидкости. При достижении рабочего температурного диапазона батарейного модуля температурный датчик 8 подает сигнал в электронный блок управления (не показан) о закрытии электрического крана 9. При повышении заданного температурного диапазона охлаждающей жидкости датчик 7 подает сигнал в электронный блок управления о включении электровентилятора 4 блока охлаждения.
Технический результат заключается в обеспечении эффективного нагрева батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля при отрицательных температурах окружающей среды до температурного порога, при котором батареи и инвертор выходят на оптимальный рабочий режим, а также поддержание оптимальной температуры в необходимом диапазоне для предотвращения их перегрева.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.

Claims (1)

  1. Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля, имеющая вход и выход соответственно для соединения с трубопроводом подачи теплоносителя в двигатель и с трубопроводом отвода охлажденного теплоносителя от двигателя в предпусковой подогреватель, отличающаяся тем, что выполнена в виде низкотемпературного контура, включающего теплообменник типа «жидкость-жидкость», предназначенный для объединения низкотемпературного контура и контура системы подогрева двигателя, блок охлаждения в составе с радиатором и электровентилятором, расширительный бачок, насос электрический, два датчика температурных, один из которых установлен на входе в радиатор, а второй - на выходе из теплообменника, и электрический кран, установленный на входе в теплообменник, при этом теплообменник и радиатор блока охлаждения выполнены с возможностью для соединения с батарейным модулем и инвертором.
RU2019120107A 2019-06-26 2019-06-26 Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля RU2722217C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120107A RU2722217C1 (ru) 2019-06-26 2019-06-26 Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120107A RU2722217C1 (ru) 2019-06-26 2019-06-26 Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722217C1 true RU2722217C1 (ru) 2020-05-28

Family

ID=71067341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120107A RU2722217C1 (ru) 2019-06-26 2019-06-26 Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722217C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204677U1 (ru) * 2021-02-08 2021-06-04 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Устройство термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля
RU215059U1 (ru) * 2022-10-07 2022-11-28 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗУМА" (ООО "СЭТРа") Термостатированная батарея

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7013659B2 (en) * 2003-08-05 2006-03-21 Denso Corporation Battery cooling system for vehicle
DE102010038599A1 (de) * 2009-12-03 2011-06-09 Hyundai Motor Co. Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug und Verfahren zum Steuern derselben
EP2574482A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-03 Tesla Motors, Inc. Thermal management system with heat exchanger blending valve
RU183420U1 (ru) * 2018-03-27 2018-09-21 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Автономная система предпусковой подготовки двигателя

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7013659B2 (en) * 2003-08-05 2006-03-21 Denso Corporation Battery cooling system for vehicle
DE102010038599A1 (de) * 2009-12-03 2011-06-09 Hyundai Motor Co. Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug und Verfahren zum Steuern derselben
EP2574482A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-03 Tesla Motors, Inc. Thermal management system with heat exchanger blending valve
RU183420U1 (ru) * 2018-03-27 2018-09-21 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Автономная система предпусковой подготовки двигателя

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204677U1 (ru) * 2021-02-08 2021-06-04 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Устройство термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля
RU215059U1 (ru) * 2022-10-07 2022-11-28 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗУМА" (ООО "СЭТРа") Термостатированная батарея
RU2788540C1 (ru) * 2022-10-07 2023-01-23 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СОВРЕМЕННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗУМА" (ООО "СЭТРа") Система термостатирования литий-ионной батареи
RU217548U1 (ru) * 2023-02-03 2023-04-04 Публичное акционерное общество "КАМАЗ" Система термостатирования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10773586B2 (en) Motor vehicle with a cooling system
US4958766A (en) Appliance for heating motor vehicles, mainly buses driven with internal combustion engine
JP5583212B2 (ja) ハイブリッド車両におけるエンジンオイル及びミッションオイルの加熱のための方法及び装置
US10814716B2 (en) Vehicle temperature control system
JP2013119259A (ja) 車載用バッテリ温度調整装置
RU2700158C1 (ru) Устройство термостатирования агрегатов электромобиля
CN107781089B (zh) 柴油发动机的预加热装置、系统及方法
RU2722217C1 (ru) Система термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля
RU2633109C1 (ru) Устройство жидкостного охлаждения агрегатов электромобиля
US2726042A (en) Heating plant, particularly for motor vehicles
US20130213632A1 (en) Thermal control apparatus and method for vehicle
RU2673788C1 (ru) Устройство термостатирования агрегатов электромобиля
CN114475147A (zh) 一种混合动力汽车热管理系统及其控制方法
JP2004278345A (ja) 車両のエンジン排気熱利用装置
RU2144869C1 (ru) Система энергопитания транспортного средства - электромобиля
RU204677U1 (ru) Устройство термостатирования батарейного модуля и инвертора гибридного автомобиля
CN112302780B (zh) 一种船用柴油机的冷却系统
RU175682U1 (ru) Устройство для обогрева аккумуляторной батареи транспортного средства
Anatychuk et al. Experimental research on thermoelectric automobile starting pre-heater operated with diesel fuel
US20230271531A1 (en) Arrangement for cooling a fuel cell and an electric traction and/or propulsion motor of a vehicle
RU202152U1 (ru) Устройство термостатирования тяговых батарей
RU180312U1 (ru) Система прогрева тепловозного дизеля
RU151382U1 (ru) Устройство автоматического поддержания теплового состояния аккумуляторных батарей
US20070080237A1 (en) Motor vehicle heating device comprising an additional heater
CN111997809A (zh) 一种用于汽车发动机冷启动的水暖式暖机装置