本實(shí)用新型涉及純電動(dòng)汽車熱管理系統(tǒng)，具體涉及乘員艙的采暖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

續(xù)駛里程短是目前純電動(dòng)汽車的研發(fā)與推廣面臨的最大的問題，要想提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，不僅要從電池容量著手，還要追求能量的高效利用。目前，由于純電動(dòng)汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，其乘員艙的采暖主要通過PTC加熱器進(jìn)行加熱，而PTC加熱需要消耗高壓電池包能量，從而降低了整車?yán)m(xù)駛里程。目前動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中電機(jī)、電機(jī)控制器、DCDC等在運(yùn)行中產(chǎn)生的大量廢熱通過冷卻形式消耗掉，如果將該部分廢熱利用起來給乘員艙加熱，可節(jié)省高壓電池包能量，從而有效提高整車純電動(dòng)續(xù)駛里程。

目前純電動(dòng)汽車的空調(diào)采暖都需要高壓電池提供能量，車輛冬季運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力電池效率降低，續(xù)駛里程縮短。為了確保整車?yán)m(xù)駛里程，車輛用戶都不敢主動(dòng)開暖風(fēng)，降低了整車駕乘舒適性。此外，由于高壓電池分出一部分功率給電加熱器，造成提供給動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率減少，整車動(dòng)力性將受到影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種純電動(dòng)汽車廢熱利用系統(tǒng)，通過改進(jìn)現(xiàn)有純電動(dòng)車的熱管理系統(tǒng)，將動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量利用到乘員艙的加熱需求中，減少高壓電池提供額外能量給電加熱器，從而在不增加電池容量的前提下，保證純電動(dòng)汽車在開啟暖風(fēng)工況下的續(xù)駛里程，并保證該工況下整車動(dòng)力性。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型所述的純電動(dòng)汽車廢熱利用系統(tǒng)其核心是通過在原有的動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路上增加一個(gè)暖通回路，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)廢熱的利用。本系統(tǒng)包括PTC暖通空調(diào)回路、動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路以及動(dòng)力系統(tǒng)廢熱利用暖通回路。所述動(dòng)力系統(tǒng)廢熱利用暖通回路包括三通閥、第二熱交換器和管路。所述三通閥設(shè)置在動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路中的電機(jī)的出水口與散熱器的進(jìn)水口之間的管路上，三通閥的A口和B口導(dǎo)通電機(jī)的出水口與散熱器的進(jìn)水口，三通閥的C口通過管路連接所述第二熱交換器的進(jìn)水口，所述第二熱交換器設(shè)置在PTC暖通空調(diào)回路的空調(diào)箱內(nèi)，是在空調(diào)本身的第一熱交換器基礎(chǔ)上增加的一個(gè)熱交換器，第二熱交換器的出水口通過管路連接至動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路的散熱器與冷卻水泵之間的管道上。

進(jìn)一步，所述動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路冷卻水泵、充電機(jī)、DCDC、電機(jī)控制器、電機(jī)、散熱器和設(shè)置在管路上的水溫傳感器；冷卻水泵的出水口連接至充電機(jī)的進(jìn)水口，充電機(jī)的出水口連接至DCDC的進(jìn)水口，DCDC的出水口連接至電機(jī)控制器的進(jìn)水口，電機(jī)控制器的出水口連接至電機(jī)的進(jìn)水口，電機(jī)的出水口連接至三通閥的A口，三通閥的B口連接至散熱器的進(jìn)水口，散熱器的出水口連接至冷卻水泵的進(jìn)水口。水溫傳感器安裝在冷卻水泵與充電機(jī)之間的管道中。

所述PTC暖通回路包括電子水泵、PTC、第一熱交換器；電子水泵的出水口連接至PTC的進(jìn)水口，PTC的出水口連接至第一熱交換器的進(jìn)水口，第一熱交換器的出水口連接至電子水泵的進(jìn)水口。

進(jìn)一步，在動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路中還設(shè)置補(bǔ)液壺，其直接連接至散熱器。

在PTC暖通回路中還設(shè)置加注液壺，其通過三通閥連接至熱交換器與電子水泵之間的管道。

所述PTC暖通回路和動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路的排氣管分別連接至加注液壺。

所述第一和第二熱交換器平行安裝在空調(diào)箱中，鼓風(fēng)機(jī)推動(dòng)空氣經(jīng)過兩個(gè)換熱器進(jìn)行加熱。

本廢熱利用系統(tǒng)較現(xiàn)有純電動(dòng)汽車的取暖系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一方面，由于在原有的動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路上增加了一個(gè)暖通回路，可以將動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生的廢熱利用至乘員艙，避免了長時(shí)間使用PTC加熱，可以一定程度上減少電池能量的使用，增加了冬季取暖工況的純電動(dòng)續(xù)駛里程。

另外一方面，由于在使用動(dòng)力系統(tǒng)廢熱利用時(shí)，PTC絕大部分時(shí)間沒有占用電池功率，動(dòng)力電池分配給電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率較多，整車動(dòng)力性受到的影響較小。

附圖說明

圖1是廢熱利用技術(shù)系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。

參見圖1，純電動(dòng)汽車廢熱利用系統(tǒng)包括動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路和PTC暖通空調(diào)回路，并在PTC暖通空調(diào)回路和動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路之間設(shè)置一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)廢熱利用暖通回路。

具體地，動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路由冷卻水泵18、水溫傳感器6、水溫傳感器19、充電機(jī)20、DCDC21、電機(jī)控制器9、電機(jī)7、散熱器16組成。冷卻水泵18的出水口連接至充電機(jī)20的冷卻水進(jìn)口，充電機(jī)20的出水口連接至DCDC21的進(jìn)水口，DCDC21出水口連接至電機(jī)控制器9的進(jìn)水口，電機(jī)控制器9的出水口連接至電機(jī)7的進(jìn)水口，電機(jī)7出水口連接至三通閥4的A口即進(jìn)水口，三通閥4的其中一個(gè)出水口即 B口連接至散熱器16的進(jìn)水口，散熱器16的出水口連接至冷卻水泵18的進(jìn)水口。一個(gè)水溫傳感器19安裝在冷卻水泵18的出水口，另一個(gè)水溫傳感器6安裝在電機(jī)7的出水口。

動(dòng)力系統(tǒng)廢熱利用暖通回路由三通閥4的另外一個(gè)出水口即C口出發(fā)，連接至空調(diào)箱的第二熱交換器14的進(jìn)水口，第二熱交換器14的出水口連接至散熱器16與冷卻水泵18之間的管道8。

PTC暖通回路包括電子水泵11、PTC電加熱器10、第一熱交換器13。電子水泵11的出水口連接至PTC10的進(jìn)水口，PTC10的出水口連接至第一熱交換器13的進(jìn)水口，第一熱交換器13的出水口連接至電子水泵11的進(jìn)水口。

本廢熱利用系統(tǒng)還包括動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路的補(bǔ)液壺5，其直接連接至散熱器16。PTC暖通回路的加注液壺1通過另一個(gè)三通閥2連接至第一熱交換器13與電子水泵11之間的管道。PTC暖通回路和動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路的排氣管3分別連接至加注液壺1。

第一熱交換器13和第二熱交換器14平行安裝在空調(diào)箱中，鼓風(fēng)機(jī)15推動(dòng)空氣經(jīng)過兩個(gè)換熱器進(jìn)行加熱。

本系統(tǒng)的運(yùn)行過程如下：

當(dāng)乘員艙不需要取暖加熱，而電機(jī)需要冷卻時(shí)，PTC暖通回路的PTC電加熱器10及電子水泵11均不工作。動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路中三通閥4的A口和B口導(dǎo)通，冷卻液通過水泵18的推動(dòng)流經(jīng)整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路，通過散熱器16對(duì)電機(jī)7等動(dòng)力系統(tǒng)部件散熱。而動(dòng)力系統(tǒng)空調(diào)暖通回路中無冷卻液流動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)15不工作。

當(dāng)乘員艙需要加熱，而動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路的水溫未達(dá)到乘員艙的需求時(shí)，三通閥4的A口和C口導(dǎo)通，動(dòng)力系統(tǒng)的冷卻液流經(jīng)第二熱交換器14，對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)開啟電加熱器10，加熱PTC暖通回路的介質(zhì)，作為乘員艙供暖的主要熱源。隨著動(dòng)力系統(tǒng)冷卻水溫度的上升，逐步降低電加熱器10的加熱功率，直到動(dòng)力系統(tǒng)的產(chǎn)生的廢熱足以維持乘員艙需求溫度時(shí)，關(guān)閉電加熱器10和電子水泵11，否則電加熱器10小功率開啟。

當(dāng)利用動(dòng)力系統(tǒng)的廢熱為乘員艙加熱時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)散熱不足，動(dòng)力系統(tǒng)的溫度繼續(xù)上升，三通閥4的A口、B口和C口均將導(dǎo)通，冷卻液將同時(shí)流經(jīng)散熱器16和第二熱交換器14，使動(dòng)力總成的溫度下降。

以動(dòng)力總成可承受的最高溫度為60℃，乘員艙取暖目標(biāo)溫度26℃為例：

當(dāng)乘員艙不需要加熱時(shí)，PTC暖通回路及動(dòng)力系統(tǒng)廢熱利用暖通回路均不工作，三通閥4的A口和B口相通，動(dòng)力系統(tǒng)冷卻回路根據(jù)各個(gè)部件的溫度狀況調(diào)節(jié)水泵18及冷卻風(fēng)扇17的轉(zhuǎn)速。

當(dāng)乘員艙需要取暖時(shí)，當(dāng)水溫傳感器6檢測(cè)到的水溫低于45℃時(shí)，電加熱器10及電子水泵11運(yùn)行，鼓風(fēng)機(jī)15開啟，對(duì)乘員艙進(jìn)行加熱；同時(shí)，三通閥4的A口與C口導(dǎo)通，動(dòng)力系統(tǒng)的冷卻水經(jīng)過第二熱交換器14進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)水溫傳感器6檢測(cè)到的水溫高于45℃時(shí)，關(guān)閉PTC暖通回路中的電子水泵11和電加熱器10，動(dòng)力系統(tǒng)的冷卻水仍然全部流經(jīng)第二熱交換器14，并通過電子水泵18的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)傳遞到乘員艙的熱量，維持乘員艙溫度。

當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)部件的溫度持續(xù)上升，水溫傳感器6的溫度高于55℃時(shí)，則將三通閥的A、B、C口全部導(dǎo)通，使部分冷卻液流經(jīng)散熱器16，降低動(dòng)力系統(tǒng)的溫度。當(dāng)水溫傳感器6的溫度下降至55℃時(shí)，并不會(huì)立即停止散熱器的散熱，而是持續(xù)散熱，直到水溫傳感器6的溫度下降至50℃時(shí)，再將三通閥的A口和C口導(dǎo)通，并關(guān)閉冷卻風(fēng)扇。動(dòng)力系統(tǒng)的廢熱又將完全利用到乘員艙加熱中。此措施是為了防止三通閥4和冷卻風(fēng)扇17的頻繁動(dòng)作，延長其使用壽命。