TWI543888B - Electric car thermal management system - Google Patents

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TWI543888B
TWI543888B TW102140281A TW102140281A TWI543888B TW I543888 B TWI543888 B TW I543888B TW 102140281 A TW102140281 A TW 102140281A TW 102140281 A TW102140281 A TW 102140281A TW I543888 B TWI543888 B TW I543888B
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Liang Cheng Chang
hong chi Wang
Chih Jung Yeh
Shih Jung Ho
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Automotive Res & Testing Ct
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Description

電動車熱管理系統
本發明是有關於一種熱管理系統,特別是指一種電動車熱管理系統。
一般電動車的熱能管理上,為了避免熱能累積而使元件過熱造成損壞及提供車室內空調,須對運轉元件進行散熱及處理車室內空調的熱能移轉,而如何能在車輛運行時更有效地進行熱能分配管理即為目前車輛研究的目標。
因此,本發明之目的,即在提供一種可提升熱能分配管理的電動車熱管理系統。
於是,本發明電動車熱管理系統,包含一動力散熱單元、一冷暖空調單元、一熱交換單元,及一控制單元。
該動力散熱單元包括:一用以供一冷卻液流動循環的動力冷卻液循環管路、依該冷卻液循環方向依序連接該動力冷卻液循環管路的一散熱裝置、一液體泵浦,及一動力裝置,該散熱裝置用以排放所經過該冷卻液的熱 能,該液體泵浦根據一控制訊號而控制所流通過的冷卻液之流量,該動力裝置用以產生動力及熱能。
該冷暖空調單元可於一冷氣模式及一暖氣模式間切換,並包括一用以供冷媒以一冷氣循環方向及一相反的暖氣循環方向循環的空調冷媒循環管路、依該冷氣循環方向依序連接該空調冷媒循環管路的一車外熱交換裝置、一膨脹閥、一車內熱交換裝置,及一壓縮裝置。
於該冷暖空調單元為該冷氣模式時,該冷媒以該冷氣循環方向循環,於該冷暖空調單元為該暖氣模式時,該冷媒以該暖氣循環方向循環。
該熱交換單元分別連接該動力冷卻液循環管路及該空調冷媒循環管路,且分別位於該動力散熱單元的散熱裝置之冷卻液循環入口,及該冷暖空調單元的壓縮裝置之冷氣循環方向出口,用以供該冷暖空調單元於冷氣模式時將熱能傳遞至該動力散熱單元以經由該散熱裝置排放。
該控制單元電連接該液體泵浦,並輸出該控制訊號。
本發明之功效在於:藉由該熱交換單元提供該動力散熱單元與該冷暖空調單元間的熱能交換路徑,及藉由該控制單元控制該液體泵浦以調整冷卻液流量,可以控制及優化系統中的熱能流動,提升整體系統的熱能分配管理。
2‧‧‧動力散熱單元
21‧‧‧動力冷卻液循環管路
22‧‧‧散熱裝置
23‧‧‧液體泵浦
24‧‧‧動力裝置
241‧‧‧電池
242‧‧‧馬達
243‧‧‧電子設備
25‧‧‧輔助加熱裝置
251‧‧‧加熱器
252‧‧‧備用電池
26‧‧‧輔助循環裝置
261‧‧‧第一三通閥
262‧‧‧第二三通閥
263‧‧‧第三三通閥
264‧‧‧第四三通閥
265‧‧‧第一輔助三通閥
266‧‧‧第二輔助三通閥
267‧‧‧輔助循環管路
268‧‧‧輔助四向閥
27‧‧‧溫度感應器
3‧‧‧冷暖空調單元
31‧‧‧空調冷媒循環管路
32‧‧‧車外熱交換裝置
321‧‧‧鰭片
322‧‧‧風扇
33‧‧‧膨脹閥
34‧‧‧車內熱交換裝置
35‧‧‧壓縮裝置
351‧‧‧壓縮機
352‧‧‧四向閥
36‧‧‧熱交換四向閥
37‧‧‧冷氣單向閥
38‧‧‧暖氣單向閥
39‧‧‧熱交換器
4‧‧‧熱交換單元
5‧‧‧控制單元
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的 實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是本發明電動車熱管理系統之一第一較佳實施例的示意圖;圖2是一示意圖,說明該第一較佳實施例的一動力散熱單元於一動力散熱模式;圖3是一示意圖,說明該第一較佳實施例的該動力散熱單元於一輔助空調散熱模式;圖4是一莫利爾線圖,說明該第一較佳實施例的一冷暖空調單元於一冷氣模式下的熱循環曲線;圖5是一示意圖,說明該第一較佳實施例的熱管理控制;圖6是一示意圖,說明該第一較佳實施例的該動力散熱單元於一活化啟動模式;圖7是一示意圖,說明該第一較佳實施例的該動力散熱單元於一輔助加熱模式;圖8是一示意圖,說明該第一較佳實施例的該動力散熱單元於一熱回收模式;圖9是一莫利爾線圖,說明該第一較佳實施例的該冷暖空調單元於一暖氣模式下的熱循環曲線;圖10是該第一較佳實施例之另一樣態的示意圖;圖11是一示意圖,說明該第一較佳實施例的一輔助循環裝置;圖12是本發明電動車熱管理系統之一第二較佳實施例的示意圖; 圖13是該第二較佳實施例的另一示意圖;及圖14是一莫利爾線圖,說明該第二較佳實施例的一熱交換器之功效。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1,本發明電動車熱管理系統之第一較佳實施例包含一動力散熱單元2、一冷暖空調單元3、一熱交換單元4,及一控制單元5。
該動力散熱單元2包括:一用以供一冷卻液流動循環的動力冷卻液循環管路21、依該冷卻液循環方向依序連接該動力冷卻液循環管路21的一散熱裝置22、一液體泵浦23、一動力裝置24、一輔助加熱裝置25,及一連接該動力冷卻液循環管路21的輔助循環裝置26、三電連接該控制單元5的溫度感應器27。
該散熱裝置22用以排放所經過該冷卻液的熱能,該液體泵浦23根據一控制訊號而控制所流通過的冷卻液之流量,該動力裝置24用以產生動力及熱能。
於本實施例中,該動力裝置24具有一電池241、一馬達242,及複數電子設備243(圖1中以一個電子設備243為例),但亦可依各種電動車樣式而有不同設計,並不以此為限。
該輔助加熱裝置25具有一連接該動力冷卻液循環管路21且位於該熱交換單元4與該動力裝置24間的加 熱器251,及一電連接該加熱器251及該液體泵浦23並提供電源的備用電池252。
該輔助循環裝置26分別連通該動力裝置24與該加熱器251之連接點、該加熱器251與該熱交換單元4之連接點、該熱交換單元4與該散熱裝置22之連接點,及該散熱裝置22與該液體泵浦23之連接點,用以切換該冷卻液的循環路徑以使該動力散熱單元2分別於一動力散熱模式、一輔助空調散熱模式、一活化啟動模式、一輔助加熱模式,及一熱回收模式間切換。
該輔助循環裝置26具有分別連接於該動力冷卻液循環管路21的一第一三通閥261、一第二三通閥262、一第三三通閥263、一第四三通閥264,該第一三通閥261、第二三通閥262、第三三通閥263,及第四三通閥264分別位於該動力裝置24與該加熱器251間、該加熱器251與該熱交換單元4間、該熱交換單元4與該散熱裝置22間,及該散熱裝置22與該液體泵浦23間。
該輔助循環裝置26還具有一第一輔助三通閥265、一第二輔助三通閥266,及五個輔助循環管路267,該第一輔助三通閥265分別藉由其中一輔助循環管路267連通該第一三通閥261及該第二三通閥262,該第二輔助三通閥266分別藉由其中一輔助循環管路267連通該第一輔助三通閥265、該第三三通閥263,及該第四三通閥264。
該等溫度感應器27分別用以量測該動力裝置 24的冷卻液循環入口與冷卻液循環出口之溫度,及該散熱裝置22的冷卻液循環入口之溫度,並傳送一對應之溫度信號至該控制單元5。
該冷暖空調單元3可於一冷氣模式及一暖氣模式間切換,並包括一用以供冷媒以一冷氣循環方向及一相反的暖氣循環方向循環的空調冷媒循環管路31、依該冷氣循環方向依序連接該空調冷媒循環管路31的一車外熱交換裝置32、一膨脹閥33、一車內熱交換裝置34,及一壓縮裝置35。
於本實施例中,該車外熱交換裝置32為一散熱鰭片321及一風扇322,該車內熱交換裝置34為散熱鰭片,該壓縮裝置35具有一壓縮機351及一四向閥352,該四向閥352藉由切換該壓縮機351與該空調冷媒循環管路31連接方式而改變冷媒循環方向,但上述裝置依實際需求而有不同之設計樣式,並不限於此。
於該冷暖空調單元3為該冷氣模式時,該冷媒以該冷氣循環方向循環,於該冷暖空調單元3為該暖氣模式時,該冷媒以該暖氣循環方向循環。
該熱交換單元4分別連接該動力冷卻液循環管路21及該空調冷媒循環管路31,且分別位於該動力散熱單元2的散熱裝置22之冷卻液循環入口、該冷暖空調單元3的壓縮裝置35之冷氣循環方向出口,及該冷暖空調單元3的壓縮裝置35之暖氣循環方向入口,用以供該冷暖空調單元3於冷氣模式時將熱能傳遞至該動力散熱單元2以經 由該散熱裝置22排放,及供該冷暖空調單元3於暖氣模式時接收由該動力散熱單元2傳遞的熱能。
該控制單元5電連接該液體泵浦23並輸出該控制訊號,該控制單元5接收該溫度信號,並運算該動力裝置24運行時的一預估發熱值及該散熱裝置22的一散熱能力值,並於該預估發熱值大於該散熱能力值時,輸出對應的該控制訊號以使該液體泵浦23增加流量,直至該預估發熱值小於等於該散熱能力值為止。
本實施例的動力散熱單元2可於五種模式下切換,詳細說明如下。
動力散熱模式:
參閱圖2,此時該冷暖空調單元3為關閉狀態,該動力散熱單元2主要對運作中的動力裝置24散熱,並藉由切換該輔助循環裝置26,使該冷卻液依序於該動力裝置24、該散熱裝置22、及該液體泵浦23間循環。
該冷卻液於經過該動力裝置24時帶走該動力裝置24的熱能,並經由該散熱裝置22將熱能散逸到環境中。
輔助空調散熱模式:
參閱圖3,此時該冷暖空調單元3為開啟狀態且運作於該冷氣模式,該動力散熱單元2對運作中的動力裝置24散熱並同時輔助該冷暖空調單元3散熱,以加強冷暖空調單元3的冷氣效能,藉由切換該輔助循環裝置26,該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液依序於該動力裝置 24、該熱交換單元4、該散熱裝置22、及該液體泵浦23間循環,此時該空調冷媒循環管路31中之冷媒則以該冷氣循環方向循環。
空調冷媒循環管路31中之冷媒於經過車內熱交換裝置34時帶走車內的熱能以降低車內溫度(即提供車內冷氣),並經由該熱交換單元4將熱能傳遞到該動力散熱單元2,及藉由該車外熱交換裝置32將熱能散逸到環境中。
該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液於經過該動力裝置24時帶走該動力裝置24的熱能,並由該熱交換單元4接收該冷暖空調單元3所傳遞的熱能,再一併經由該散熱裝置22將熱能散逸到環境中。
參閱圖3及圖4,圖4中所示為本實施例之冷媒的莫利爾線圖(Mollier Chart),其中,a-b線段表示冷媒壓縮過程,b-b’線段表示該動力散熱單元2輔助散熱程度,b’-c線段表示該車外熱交換裝置32散熱能力,c-d線段表示冷媒降壓與節流過程,d-a線段表示該車內熱交換裝置34吸熱能力。
由圖4中可以觀察到,藉由將冷暖空調單元3的部分熱能經由該動力散熱單元2散逸,可以減少該冷暖空調單元3的散熱負擔及降低對該車外熱交換裝置32的散熱功率需求,因此可進而減少該車外熱交換裝置32的體積。
參閱圖3及圖5,該控制單元5可以藉由控制該液體泵浦23調整冷卻液的流量以優化熱管理控制,該控制 單元5接收該等溫度感應器27所傳送的該溫度信號,並根據該溫度信號或車網資訊運算車輛運行時該動力裝置24的預估發熱值,及在目前的流量情況下該散熱裝置22的散熱能力值,由於在相同的條件下,該散熱裝置22的散熱能力受該冷卻液的流量影響且與該冷卻液流量呈正比,因此該控制單元5可以藉由調整該冷卻液的流量使該散熱裝置22的散熱能力值符合所需的預估發熱值,如此減少能源耗費、增進能源的利用率,並可避免因散熱不良所造成的溫升。
活化啟動模式:
參閱圖6,於環境溫度低於該動力裝置24的一啟動溫度,而使該動力裝置24的電池241無法活化或馬達242無法啟動的情況下,該動力散熱單元2切換於該活化啟動模式,此時啟動該輔助加熱裝置25,由該備用電池252提供該加熱器251及該液體泵浦23電源,且藉由切換該輔助循環裝置26,使該冷卻液依序於該動力裝置24、該加熱器251及該液體泵浦23間循環。
該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液於經過該加熱器251時接收該加熱器251所提供的熱能,並帶到該動力裝置24以活化該電池241,並對該馬達242及各個電子設備243進行預熱,等到該電池241活化而開始運作後,即可關閉該輔助加熱裝置25,以提高該備用電池252的使用效率。
值得一提的是,由於該輔助加熱裝置25需要在 寒冷季節中提供熱能,且該備用電池252於預熱時須同時提供該加熱器251及該液體泵浦23電源,因此該備用電池252需使用在低溫下仍可提供電源的鎳氫電池實施。
輔助加熱模式:
參閱圖7,當天氣更加嚴寒而使環境氣溫過低到系統無法正常運作的情況下,該動力散熱單元2切換於該輔助加熱模式,此時該冷暖空調單元3為開啟狀態且運作於該暖氣模式,該輔助加熱裝置25同時提供熱能至該冷暖空調單元3及該動力裝置24,以加強冷暖空調單元3的暖氣功能,藉由切換該輔助循環裝置26,該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液依序於該動力裝置24、該加熱器251、該熱交換單元4及該液體泵浦23間循環,此時該空調冷媒循環管路31中之冷媒則以該暖氣循環方向循環。
該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液於經過該加熱器251時接收該加熱器251提供的熱能,並藉由該熱交換單元4傳遞至該冷暖空調單元3及運送至該動力裝置24,使該動力裝置24得以在低溫下繼續運行。
該空調冷媒循環管路31中之冷媒於經過該車外熱交換裝置32時,藉由該車外熱交換裝置32從環境中吸收熱能,接著於經過該熱交換單元4時接收由該動力散熱單元2所提供之熱能,再經由該車內熱交換裝置34將熱能提供到車內以提高車內溫度(即提供車內暖氣)。
熱回收模式:
參閱圖8,於環境氣溫較低而系統仍可正常運 作的情況下,該動力散熱單元2切換於該熱回收模式,此時該冷暖空調單元3為開啟狀態且運作於該暖氣模式,該動力裝置24所產生的熱能經由該熱交換單元4傳遞至該冷暖空調單元3,以加強冷暖空調單元3的暖氣功能,藉由切換該輔助循環裝置26,該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液依序於該動力裝置24、該熱交換單元4及該液體泵浦23間循環,此時該空調冷媒循環管路31中之冷媒則以該暖氣循環方向循環。
該動力冷卻液循環管路21中之冷卻液於經過該動力裝置24時接收該動力裝置24所產生的熱能,並藉由該熱交換單元4傳遞至該冷暖空調單元3。
該空調冷媒循環管路31中之冷媒於經過該車外熱交換裝置32時,藉由該車外熱交換裝置32從環境中吸收熱能,接著於經過該熱交換單元4時接收由該動力散熱單元2所提供之熱能,再經由該車內熱交換裝置34將熱能提供到車內以提高車內溫度(即提供車內暖氣)。
如此可將該動力裝置24原本要散逸的熱能回收提供至該冷暖空調單元3,而形成熱回收循環架構,增加熱能利用效率。
參閱圖7、圖8及圖9,圖9中所示為本實施例之冷媒的莫利爾線圖,其中,a-b-c-d曲線表示習知沒有輔助加熱裝置25及熱能回收的熱循環曲線,a’-b’-c-d曲線表示本實施例中該動力散熱單元2於該熱回收模式的熱循環曲線,a”-b”-c-d曲線表示本實施例中該動力散熱單元2於 該輔助加熱模式的熱循環曲線,其中,a-b、a’-b’、a”-b”線段表示冷媒壓縮過程,b-c、b’-c、b”-c線段表示該車內熱交換裝置34將熱能提供至車內,c-d線段表示冷媒降壓過程,d-a、d-a’、d-a”線段表示從環境或由該動力散熱單元2中接收熱能。
其中,d-a、d-a’、d-a”線段愈長表示吸收的熱能愈多,b-c、b’-c、b”-c線段愈長則表示所能提供到車內的熱能愈多,如圖9中所示,可以觀察出藉由回收該動力裝置24的熱能及藉由啟動該輔助加熱裝置25,可以增加所接收的熱能及提供至車內的熱能,故可提升該冷暖空調單元3的暖房功能。
經由以上的說明,可將本實施例的優點歸納如下:
一、藉由切換該輔助循環裝置26以改變冷卻液於該動力冷卻液循環管路21中的循環路徑,並藉由該熱交換單元4提供熱能交換路徑,可以在該冷暖空調單元3於冷氣模式時,使該動力散熱單元2輔助該冷暖空調單元3散熱,以減少該冷暖空調單元3的散熱負擔,進而降低該車外熱交換裝置32的體積;在該冷暖空調單元3於暖氣模式時,回收該動力裝置24所產生的熱能,並於過低溫的情況下,啟動該輔助加熱裝置25提供額外熱能,可以提升整體系統的熱能使用效率,將廢熱回收再利用,減少能源消耗而符合環保趨勢。
二、該控制單元5接收該等溫度感應器27所傳 送的該溫度信號,運算車輛運行時的預估發熱值及散熱能力值,並藉由調整該冷卻液的流量使該散熱裝置22的散熱能力值符合所需的預估發熱值,如此可以增進能源的利用率,並可避免因散熱不良所造成的溫升。
三、藉由設置該輔助加熱裝置25,並使用低溫下仍可正常提供電源的鎳氫電池作為該備用電池252,可以在嚴寒的氣溫下提供熱能,避免因為低溫使該電池241無法活化或馬達242無法啟動,且在過度低溫的環境下,該輔助加熱裝置25亦可輔助提供該動力裝置24及該冷暖空調單元3熱能,以使該動力裝置24及該冷暖空調單元3得以在低溫下繼續運行。
參閱圖10,為該第一較佳實施例的另一樣態,該樣態與該第一較佳實施例的差異在於:該輔助循環裝置26還具有一輔助四向閥268,及四個輔助循環管路267,該輔助四向閥268分別藉由其中一輔助循環管路267以分別連通該第一三通閥261、第二三通閥262、第三三通閥263,及第四三通閥264。
該等溫度感應器27分別用以量測該動力裝置24的冷卻液循環出口之溫度,及該散熱裝置22的冷卻液循環入口與冷卻液循環出口之溫度,並傳送一對應之溫度信號至該控制單元5。
值得一提的是,於實際應用時,可將該輔助循環裝置26、液體泵浦23及控制單元5整合製作為如圖11所示之架構,再另外以管路連通至該加熱器251、該動力 裝置24、該散熱裝置22及該熱交換單元4,可增加系統建構時之方便性。
如此,此樣態亦可達到與上述第一較佳實施例相同的目的與功效。
參閱圖12,為本發明電動車熱管理系統的一第二較佳實施例,該第二較佳實施例是類似於該第一較佳實施例,該第二較佳實施例與該第一較佳實施例的差異在於:該冷暖空調單元3還包括一熱交換四向閥36、一串接於膨脹閥33與車外熱交換裝置32間且僅供冷氣循環方向之冷媒通過的冷氣單向閥37、一串接於膨脹閥33與車內熱交換裝置34間且僅供暖氣循環方向之冷媒通過的暖氣單向閥38,及一熱交換器39。
該熱交換四向閥36分別連通於該熱交換單元4兩端、該壓縮裝置35連接該熱交換單元4之一端,及該車外熱交換裝置32連接該熱交換單元4之一端,用以切換該熱交換單元4兩端分別連接於該壓縮裝置35與該車外熱交換裝置32,及連接於該車外熱交換裝置32與該壓縮裝置35其中之一,以使該熱交換單元4中,該動力冷卻液循環管路21的冷卻液流向與該空調冷媒循環管路31的冷媒流向不論於該冷暖空調單元3的冷氣模式及暖氣模式下皆相同。
該熱交換器39設置於該車外熱交換裝置32的冷氣循環方向出口及該車內熱交換裝置34的冷氣循環方向 出口,用以將流出該車外熱交換裝置32的冷媒之熱能傳遞至流出該車內熱交換裝置34的冷媒。
參閱圖13,圖13中所示之該冷暖空調單元3運作於該暖氣模式,藉由切換該熱交換四向閥36使該熱交換單元4中該動力冷卻液循環管路21的冷卻液流向及該空調冷媒循環管路31的冷媒流向仍維持一致,該空調冷媒循環管路31中的冷媒經由該暖氣單向閥38流過而不經過該熱交換器39,由於其運作原理類似於該第一實施例,故在此並不贅述。
參閱圖12及圖14,圖14中所示為本實施例之冷媒的莫利爾線圖,其中,虛線之a-b線段、c-d線段分別為未使用該熱交換器39的冷媒壓縮過程及冷媒降壓與節流過程,實線之a-b線段、c-d線段則分別為使用該熱交換器39的冷媒壓縮過程及冷媒降壓與節流過程,由圖14中可知,藉由設置該熱交換器39以增加一個熱交換過程,可使該車外熱交換裝置32流出的冷媒經過熱交換後溫度降低而產生c-d實線線段,且車內熱交換裝置34出口的冷媒經過熱交換的過程會提升溫度,接著冷媒經過壓縮得到a-b實線線段,如此,由圖14中可見,增設熱交換器39之曲線具有比d-a實線線段更長的線段,故能得到更佳的冷房效果。
如此,該第二較佳實施例亦可達到與上述第一較佳實施例相同的目的與功效,且還具有下述優點:
一、藉由設置該熱交換四向閥36,可使該熱交 換單元4中,該動力冷卻液循環管路21的冷卻液流向及該空調冷媒循環管路31的冷媒流向一致,如此可以保持該熱交換單元4在冷暖空調單元3的冷氣模式及暖氣模式下皆可產生一致的熱交換效果,且即使熱交換四向閥36故障,雖會降低系統性能,但並不會損壞系統或是造成危險性,因此具備使用上的安全性。
二、藉由在該車外熱交換裝置32的冷氣循環方向出口及該車內熱交換裝置34的冷氣循環方向出口設置該熱交換器39,可以增加一個熱交換過程,使由該車外熱交換裝置32流出的冷媒再次降低溫度,以提升該冷暖空調單元3的冷房效果,增加整體系統的效率。
綜上所述,本實施例不僅可以提升整體系統熱能利用效率、回收廢熱以減少能源消耗、優化熱能控制、且在低溫下仍可以正常運作、具備使用上的安全性,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧動力散熱單元
21‧‧‧動力冷卻液循環管路
22‧‧‧散熱裝置
23‧‧‧液體泵浦
24‧‧‧動力裝置
241‧‧‧電池
242‧‧‧馬達
243‧‧‧電子設備
25‧‧‧輔助加熱裝置
251‧‧‧加熱器
252‧‧‧備用電池
26‧‧‧輔助循環裝置
261‧‧‧第一三通閥
262‧‧‧第二三通閥
263‧‧‧第三三通閥
264‧‧‧第四三通閥
265‧‧‧第一輔助三通閥
266‧‧‧第二輔助三通閥
267‧‧‧輔助循環管路
27‧‧‧溫度感應器
3‧‧‧冷暖空調單元
31‧‧‧空調冷媒循環管路
32‧‧‧車外熱交換裝置
321‧‧‧鰭片
322‧‧‧風扇
33‧‧‧膨脹閥
34‧‧‧車內熱交換裝置
35‧‧‧壓縮裝置
351‧‧‧壓縮機
352‧‧‧四向閥
4‧‧‧熱交換單元
5‧‧‧控制單元

Claims (9)

  1. 一種電動車熱管理系統,包含:一動力散熱單元,包括:一用以供一冷卻液流動循環的動力冷卻液循環管路、依該冷卻液循環方向依序連接該動力冷卻液循環管路的一散熱裝置、一液體泵浦,及一動力裝置,該散熱裝置用以排放所經過該冷卻液的熱能,該液體泵浦根據一控制訊號而控制所流通過的冷卻液之流量,該動力裝置用以產生動力及熱能;該動力散熱單元還包括一輔助加熱裝置,該輔助加熱裝置具有一連接該動力冷卻液循環管路且位於該熱交換單元與該動力裝置間的加熱器,及一電連接該加熱器及該液體泵浦並提供電源的備用電池;一冷暖空調單元,可於一冷氣模式及一暖氣模式間切換,並包括一用以供冷媒以一冷氣循環方向及一相反的暖氣循環方向循環的空調冷媒循環管路、依該冷氣循環方向依序連接該空調冷媒循環管路的一車外熱交換裝置、一膨脹閥、一車內熱交換裝置,及一壓縮裝置,於該冷暖空調單元為該冷氣模式時,該冷媒以該冷氣循環方向循環,於該冷暖空調單元為該暖氣模式時,該冷媒以該暖氣循環方向循環;一熱交換單元,分別連接該動力冷卻液循環管路及該空調冷媒循環管路,且分別位於該動力散熱單元的散熱裝置之冷卻液循環入口、該冷暖空調單元的壓縮裝 置之冷氣循環方向出口,及該冷暖空調單元的壓縮裝置之暖氣循環方向入口,用以供該冷暖空調單元於冷氣模式時將熱能傳遞至該動力散熱單元以經由該散熱裝置排放,及用以供該冷暖空調單元於暖氣模式時接收由該動力散熱單元傳遞的熱能;及一控制單元,電連接該液體泵浦,並輸出該控制訊號。
  2. 如請求項1所述的電動車熱管理系統,其中,該動力散熱單元還包括一連接該動力冷卻液循環管路的輔助循環裝置,該輔助循環裝置分別連通該動力裝置與該加熱器之連接點、該加熱器與該熱交換單元之連接點、該熱交換單元與該散熱裝置之連接點,及該散熱裝置與該液體泵浦之連接點,用以切換該冷卻液的循環路徑以使該動力散熱單元分別於一動力散熱模式、一輔助空調散熱模式、一活化啟動模式、一輔助加熱模式,及一熱回收模式間切換。
  3. 如請求項2所述的電動車熱管理系統,其中:該動力散熱單元於該動力散熱模式時,該冷卻液依序於該動力裝置、該散熱裝置、及該液體泵浦間循環;該動力散熱單元於該輔助空調散熱模式時,該冷卻液依序於該動力裝置、該熱交換單元、該散熱裝置、及該液體泵浦間循環;該動力散熱單元於該活化啟動模式時,該冷卻液依 序於該動力裝置、該加熱器及該液體泵浦間循環;該動力散熱單元於該輔助加熱模式時,該冷卻液依序於該動力裝置、該加熱器、該熱交換單元及該液體泵浦間循環;該動力散熱單元於該熱回收模式時,該冷卻液依序於該動力裝置、該熱交換單元及該液體泵浦間循環。
  4. 如請求項3所述的電動車熱管理系統,其中,於環境溫度低於該動力裝置的一啟動溫度時,該備用電池提供該加熱器及該液體泵浦電源,且該動力散熱單元切換於該活化啟動模式。
  5. 如請求項3所述的電動車熱管理系統,其中,該輔助循環裝置具有分別連接於該動力冷卻液循環管路的一第一三通閥、一第二三通閥、一第三三通閥、一第四三通閥,該第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥,及第四三通閥分別位於該動力裝置與該加熱器間、該加熱器與該熱交換單元間、該熱交換單元與該散熱裝置間,及該散熱裝置與該液體泵浦間;該輔助循環裝置還具有一第一輔助三通閥、一第二輔助三通閥,及五個輔助循環管路,該第一輔助三通閥分別藉由其中一輔助循環管路連通該第一三通閥及該第二三通閥,該第二輔助三通閥分別藉由其中一輔助循環管路連通該第一輔助三通閥、該第三三通閥,及該第四三通閥。
  6. 如請求項3所述的電動車熱管理系統,其中,該輔助循 環裝置具有分別連接於該動力冷卻液循環管路的一第一三通閥、一第二三通閥、一第三三通閥、一第四三通閥,該第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥,及第四三通閥分別位於該動力裝置與該加熱器間、該加熱器與該熱交換單元間、該熱交換單元與該散熱裝置間,及該散熱裝置與該液體泵浦間;該輔助循環裝置還具有一輔助四向閥,及四個輔助循環管路,該輔助四向閥分別藉由其中一輔助循環管路以分別連通該第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥,及第四三通閥。
  7. 如請求項1所述的電動車熱管理系統,其中,該冷暖空調單元還包括一熱交換四向閥,分別連通於該熱交換單元兩端、該壓縮裝置連接該熱交換單元之一端,及該車外熱交換裝置連接該熱交換單元之一端,用以切換該熱交換單元兩端分別連接於該壓縮裝置與該車外熱交換裝置,及連接於該車外熱交換裝置與該壓縮裝置其中之一,以使該熱交換單元中,該動力冷卻液循環管路的冷卻液與該空調冷媒循環管路的冷媒流向於該冷暖空調單元的冷氣模式及暖氣模式下皆相同。
  8. 如請求項1所述的電動車熱管理系統,其中,該冷暖空調單元還包括一熱交換器,設置於該車外熱交換裝置的冷氣循環方向出口及該車內熱交換裝置的冷氣循環方向出口,用以將流出該車外熱交換裝置的冷媒之熱能傳遞至流出該車內熱交換裝置的冷媒。
  9. 如請求項1所述的電動車熱管理系統,其中,該動力散熱單元還包括三電連接該控制單元的溫度感應器,分別用以量測該動力裝置的冷卻液循環入口與冷卻液循環出口之溫度,及該散熱裝置的冷卻液循環入口之溫度,並傳送一對應之溫度信號至該控制單元;該控制單元接收該溫度信號,並運算該動力裝置運行時的一預估發熱值及該散熱裝置的一散熱能力值,並於該預估發熱值大於該散熱能力值時,輸出對應的該控制訊號以使該液體泵浦增加流量,直至該預估發熱值小於等於該散熱能力值為止。
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