純電動汽車熱管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種純電動汽車熱管理系統(tǒng)，包括壓縮機、四位換向閥、室外換熱器、第一膨脹閥和室內(nèi)換熱器，四位換向閥包括四個工作口，壓縮機的排氣口連接至四位換向閥的一口，壓縮機的吸氣口連接至四位換向閥的二口，換向閥的三口依次連接室外換熱器、第一膨脹閥、室內(nèi)換熱器至四口，壓縮機由純電動汽車提供電能，第一膨脹閥通過四個單向閥橋接設(shè)置在管路中。本實用新型通過新的熱管理系統(tǒng)，減少電能轉(zhuǎn)化為熱能的比例，提高能源的利用效率，滿足復(fù)雜情況下系統(tǒng)熱管理的需求。
【專利說明】純電動汽車熱管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種純電動汽車熱管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)燃油汽車相比，純電動汽車的動力總成結(jié)構(gòu)有了巨大的變化。利用電機取代傳統(tǒng)車中的燃油發(fā)動機后，純電動車的熱管理系統(tǒng)也發(fā)生了根本的改變。
[0003]純電動車整車熱管理系統(tǒng)主要包含:電池的熱管理，控制單元的熱管理以及乘客艙的熱管理?，F(xiàn)有的專利及技術(shù)中，比較常見的熱管理系統(tǒng)有以下兩種。
[0004]一種是風(fēng)暖方案，參見附圖1，在這種方案中，電機及電機控制器的溫度控制主要由水泵及散熱器來實現(xiàn)，乘客艙的溫度控制由制冷系統(tǒng)及高電壓風(fēng)暖PTC來完成制冷及采暖，電池的溫度由風(fēng)道將冷(熱)空氣吹向電池從而對其溫度進行控制。此方案通過空氣來給電池控制溫度往往不能有效地保持電池溫度的均勻性，大大減少了電池的使用壽命。同時為了使風(fēng)有效地吹向電池組，可能需要增加額外的風(fēng)道及風(fēng)門控制機構(gòu)。并且PTC由于直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能，其效率也不夠高，影響了電動車的續(xù)航里程。
[0005]另一種是水暖方案，參見附圖2，此方案的電機及電機控制器的溫度控制仍由水泵及散熱器來實現(xiàn)，新增一板式換熱器，通過水作為載冷劑，將制冷劑的冷量傳遞到芯體及電池組中，從而降低乘客艙及電池的溫度。同時，回路中串聯(lián)了水暖的PTC加熱器，通過對水的加溫來實現(xiàn)提高乘客艙及電池組的溫度。這種方案雖然有了集中熱管理的概念，但其加熱速度較慢，且仍然將電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，效率不夠高。并且在該方案中，乘客艙與電池的熱管理必須相關(guān)(及同時制冷或同時制熱)，可能無法滿足復(fù)雜情況下對于熱管理的需求。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種純電動汽車熱管理系統(tǒng)，以期提高電動汽車的能源的利用效率。
[0007]本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征是，包括壓縮機、四位換向閥、室外換熱器、第一膨脹閥和室內(nèi)換熱器，所述四位換向閥包括四個工作口，分別為一口、二口、三口和四口，所述壓縮機的排氣口連接至所述四位換向閥的一口，所述壓縮機的吸氣口連接至所述四位換向閥的二口，所述換向閥的三口依次連接所述室外換熱器、第一膨脹閥、室內(nèi)換熱器至四口，所述四位換向閥的一 口與三口聯(lián)通、二 口與四口聯(lián)通后所述系統(tǒng)形成室內(nèi)換熱器制冷回路，所述四位換向閥的一 口與四口聯(lián)通、二口與三口聯(lián)通后所述系統(tǒng)形成室內(nèi)換熱器制熱回路，所述壓縮機由純電動汽車提供電能，所述第一膨脹閥通過四個單向閥橋接設(shè)置在管路中。
[0009]進一步，所述純電動汽車還包括電機和電機控制器，所述電機和電機控制器、儲水箱、電子水泵連接形成電機和電機控制器熱控制回路。[0010]進一步，所述電機和電機控制器熱控制回路中還連接一個散熱水箱。
[0011]進一步，在所述壓縮機的吸氣口與四位換向閥的二口連接的管路上安裝一個第一板式換熱器，在所述電機和電機控制器熱控制回路還連接一個第一水閥，在所述第一水閥的兩端通過附加管路并聯(lián)連接一個第二水閥和一個單向閥，所述附加管路連接到所述第一板式換熱器，所述第一板式換熱器實現(xiàn)壓縮機管路與附加管路之間的熱交換。
[0012]進一步，所述純電動汽車還包括電池組，所述電池組與儲水箱、電子水泵連接形成電池組熱控制回路。
[0013]進一步，在所述電池組熱控制回路中還連接一個PTC水加熱器。
[0014]進一步，在所述壓縮機吸氣口的管路上連接一個支管路，在所述支管路上分別安裝單向閥、第二膨脹閥并分別通過第一電磁閥和第二電磁閥連接在所述第一膨脹閥的兩端，所述第一電磁閥和第二電磁閥在同一時刻只有一個連接所述支管路，在所述支管路上安裝第二板式換熱器，所述電池組熱控制回路也連接在所述第二板式換熱器上，所述第二板式換熱器實現(xiàn)支管路與電池組熱控制回路的管路之間的熱交換。
[0015]進一步，所述室內(nèi)換熱器上還設(shè)置有PTC輔助加熱器，所述PTC輔助加熱器用于所述室內(nèi)換熱器制熱時的輔助加熱。
[0016]進一步，所述室內(nèi)換熱器上還設(shè)置一個電子水泵，所述電子水泵用于所述室內(nèi)換熱器制冷時的輔助降溫。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018](I)通過新的熱管理系統(tǒng)，減少電能轉(zhuǎn)化為熱能的比例；
[0019](2)提高能源的利用效率，滿足復(fù)雜情況下系統(tǒng)熱管理的需求。`【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)暖方案的系統(tǒng)示意圖；
[0021]附圖2為現(xiàn)有技術(shù)中水暖方案的系統(tǒng)示意圖；
[0022]附圖3為本實用新型的制冷模式系統(tǒng)示意圖；
[0023]附圖4為本實用新型的制熱模式系統(tǒng)示意圖。
[0024]附圖中的標記分別為:
[0025]1.壓縮機；2.四位換向閥；
[0026]2a.一口；2b.二口；
[0027]2c.三口；2d.四口；
[0028]3.室內(nèi)換熱器；4.PTC輔助加熱器；
[0029]5a.直角接頭；5b.直角接頭；
[0030]5c.直角接頭；5d.直角接頭；
[0031]6.第一膨脹閥；7.室外換熱器
[0032]8.第一板式換熱器； 9.第一電磁閥；
[0033]10.第二電磁閥；11.第二膨脹閥；
[0034]12.第二板式換熱器；13.單向閥；
[0035]14.電子水泵；15.PTC水加熱器；
[0036]16.電池組；17.儲水箱；[0037]18.儲水箱；19.電子水泵；
[0038]20.電機控制器；21.電機；
[0039]22.第一水閥；23.第二水閥；
[0040]24.單向閥；25.散熱水箱；
[0041]26.支管路。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本實用新型壓縮機管路接頭的【具體實施方式】作詳細說明。
[0043]純電動汽車的整車熱管理系統(tǒng)包括乘客艙熱管理回路、電機和電機控制器熱管理回路以及電池組熱管理回路。
[0044]參見附圖3、4，乘客艙熱管理回路包括壓縮機1、四位換向閥2、室外換熱器7、第一膨脹閥6和室內(nèi)換熱器3，四位換向閥2包括四個工作口，分別為一口 2a、二口 2b、三口 2c和四口 2d，壓縮機I的排氣口連接至四位換向閥2的一口 2a，壓縮機I的吸氣口連接至四位換向閥2的二口 2b，換向閥2的三口 2c依次連接室外換熱器7、第一膨脹閥6、室內(nèi)換熱器3至四口 2d。室內(nèi)換熱器3上還設(shè)置有PTC輔助加熱器4，PTC輔助加熱器4用于室內(nèi)換熱器3制熱時的輔助加熱。室內(nèi)換熱器3上還可設(shè)置一個電子水泵14，電子水泵14用于室內(nèi)換熱器3制冷時的輔助降溫。第一膨脹閥6通過四個單向閥5a、5b、5c、5d橋接設(shè)置在管路中，當四位換向閥2的一口 2a與三口 2c聯(lián)通、二口 2b與四口 2d聯(lián)通后系統(tǒng)形成室內(nèi)換熱器制冷回路；當四位換向閥2的一口 2a與四口 2d聯(lián)通、二口 2b與三口 2c聯(lián)通后系統(tǒng)形成室內(nèi)換熱器制熱回路。壓縮機I由純電動汽車提供電能。
[0045]繼續(xù)參見附圖3、`4，電機和電機控制器熱管理回路包括電機21和電機控制器20，電機21和電機控制器20、儲水箱18、電子水泵19、散熱水箱25以及第一水閥22連接形成電機和電機控制器散熱控制回路。此回路用于電機21和電機控制器20的散熱。在壓縮機I的吸氣口與四位換向閥2的二口 2b連接的管路上安裝一個第一板式換熱器8，在第一水閥22的兩端通過附加管路并聯(lián)連接一個第二水閥23和一個單向閥24，附加管路連接到第一板式換熱器8，第一板式換熱器8實現(xiàn)壓縮機管路與附加管路之間的熱交換，當電機21和電機控制器20需要加熱時，通過打開第二水閥23，關(guān)閉第一水閥22實現(xiàn)。
[0046]繼續(xù)參見附圖3、4，純電動汽車還包括電池組16，電池組16與儲水箱17、電子水泵14、PTC水加熱器15連接形成電池組熱控制回路。此回路用于能電池組16的降溫。在壓縮機I的吸氣口的管路上連接一個支管路26，在支管路26上分別安裝單向閥13、第二膨脹閥11并分別通過第一電磁閥9和第二電磁閥10連接在第一膨脹閥6的兩端，第一電磁閥9和第二電磁閥10在同一時刻只有一個連接支管路26，在支管路26上安裝第二板式換熱器12，電池組熱控制回路也連接在第二板式換熱器12上，第二板式換熱器12實現(xiàn)支管路26與電池組熱控制回路的管路之間的熱交換。
[0047]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本系統(tǒng)的工作流程。
[0048]參見附圖3，圖中是乘客艙熱管理回路制冷過程，制冷劑從壓縮機I流經(jīng)四通換向閥2，通過室外換熱器7向環(huán)境放熱后通過單向閥5b、第一膨脹閥6及單向閥5d流入室內(nèi)換熱器3，向環(huán)境吸熱后再次通過四通換向閥2，經(jīng)第一板式換熱器8后回到壓縮機1，完成一個完整循環(huán)。在制冷系統(tǒng)中的電池組熱控制回路中，當電池組16需要降溫時，電磁閥開啟10，電磁閥關(guān)閉9。通過室外換熱器7后的高溫高壓制冷劑有一部分流經(jīng)第二膨脹閥11進行節(jié)流變成低溫低壓制冷劑，再通過第二板式換熱器12后，將冷量傳遞給第二板式換熱器12中的水(或冷卻液)，通過單向閥13后，支路26的制冷劑回到主回路中。與此同時，第二板式換熱器12中的水(或冷卻液)經(jīng)由電子水泵14的作用流入電池組16，達到給電池組16降溫的目的。在制冷模式下的電機及電機控制器回路中，電機21及電機控制器20的冷卻有其相對獨立的循環(huán)系統(tǒng)，水(或冷卻液)在電子水泵19的作用下，流經(jīng)電機21及電機控制器20，再通過散熱水箱25向環(huán)境放熱，達到冷卻電機21及電機控制器20的目的。此時，第一水閥22開啟，第二水閥23關(guān)閉。對于一些特殊的場合，當整體系統(tǒng)進行制冷循環(huán)，但電池組16需要加熱時，可以關(guān)閉第一電磁閥9和第二電磁閥10，啟動PTC水加熱器15，由電子水泵14進行水(或冷卻液)循環(huán)，達到給電池組16加熱的目的。
[0049]參見附圖4，圖是乘客艙熱管理回路的制熱過程，制冷劑從壓縮機I流經(jīng)四通換向閥2，通過室內(nèi)換熱器3向環(huán)境放熱，后通過單向閥5a、第一膨脹閥6及單向閥5c流入室外換熱器7，向環(huán)境吸熱后再次通過四通換向閥2，經(jīng)第一板式換熱器8后回到壓縮機1，完成一個完整循環(huán)，當系統(tǒng)換熱量不足時，可開啟輔助PTC加熱器4給空氣進行加熱。同時，電池組16如需要加熱，則開啟PTC水加熱器15及電子水泵14進行水(或冷卻液)循環(huán)，達到給電池組16加溫的目的。在一些特殊的場合，如主體系統(tǒng)在制熱模式下，但電池組16需要降溫時，可以開啟第一電磁閥9，關(guān)閉第二電磁閥10，有一部分高溫高壓制冷劑將通過第二膨脹閥11及第二板式換熱器12，給電池循環(huán)回路中的水(或冷卻液)進行降溫，從而達到冷卻電池組16的目的。在制熱模式下，電機21及電機控制器20的循環(huán)回路也將有所改變，此時，第一水閥22將關(guān)閉，第二水閥23將開啟，循環(huán)中的水(或冷卻液)將會通過第一板式換熱器8向制冷劑吸熱，從而避免因可能的室內(nèi)換熱器3換熱量不足而導(dǎo)致制冷劑液體流入壓縮機I的現(xiàn)象。
[0050]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:包括壓縮機、四位換向閥、室外換熱器、第一膨脹閥和室內(nèi)換熱器，所述四位換向閥包括四個工作口，分別為一口、二口、三口和四口，所述壓縮機的排氣口連接至所述四位換向閥的一 口，所述壓縮機的吸氣口連接至所述四位換向閥的二口，所述換向閥的三口依次連接所述室外換熱器、第一膨脹閥、室內(nèi)換熱器至四口，所述四位換向閥的一 口與三口聯(lián)通、二 口與四口聯(lián)通后所述系統(tǒng)形成室內(nèi)換熱器制冷回路，所述四位換向閥的一口與四口聯(lián)通、二 口與三口聯(lián)通后所述系統(tǒng)形成室內(nèi)換熱器制熱回路，所述壓縮機由純電動汽車提供電能，所述第一膨脹閥通過四個單向閥橋接設(shè)置在管路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述純電動汽車還包括電機和電機控制器，所述電機和電機控制器、儲水箱、電子水泵連接形成電機和電機控制器熱控制回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電機和電機控制器熱控制回路中還連接一個散熱水箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:在所述壓縮機的吸氣口與四位換向閥的二口連接的管路上安裝一個第一板式換熱器，在所述電機和電機控制器熱控制回路還連接一個第一水閥，在所述第一水閥的兩端通過附加管路并聯(lián)連接一個第二水閥和一個單向閥，所述附加管路連接到所述第一板式換熱器，所述第一板式換熱器實現(xiàn)壓縮機管路與附加管路之間的熱交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述純電動汽車還包括電池組，所述電池組與儲水箱、電子水泵連接形成電池組熱控制回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:在所述電池組熱控制回路中還連接一個PTC水加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:在所述壓縮機吸氣口的管路上連接一個支管路，在所述支管路上分別安裝單向閥、第二膨脹閥并分別通過第一電磁閥和第二電磁閥連接在所述第一膨脹閥的兩端，所述第一電磁閥和第二電磁閥在同一時刻只有一個連接所述支管路，在所述支管路上安裝第二板式換熱器，所述電池組熱控制回路也連接在所述第二板式換熱器上，所述第二板式換熱器實現(xiàn)支管路與電池組熱控制回路的管路之間的熱交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述室內(nèi)換熱器上還設(shè)置有PTC輔助加熱器，所述PTC輔助加熱器用于所述室內(nèi)換熱器制熱時的輔助加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車熱管理系統(tǒng)，其特征在于:所述室內(nèi)換熱器上還設(shè)置一個電子水泵，所述電子水泵用于所述室內(nèi)換熱器制冷時的輔助降溫。
【文檔編號】B60K11/02GK203460658SQ201320417522
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】呂家明, 黃國強, 陳江平, 嚴瑞東 申請人:上海加冷松芝汽車空調(diào)股份有限公司, 上海交通大學(xué)