一種智能化多回路電動汽車熱管理系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，包括動力電池組、驅動電機、電機控制器、車載充電機、DC/DC轉換器、電池散熱器、電池制冷器、電機散熱器、電動水泵、電動油泵、膨脹水箱、PTC加熱器、熱交換器、電動壓縮機、冷凝器、儲液干燥壺、蒸發器、電子膨脹閥、暖風芯體，通過管路及設于管路中的直通閥、三向閥和四通閥進行相互連接，形成多個熱管理控制回路。與現有技術相比，本實用新型專利技術形成了滿足不同冷卻或加熱需求的多個回路，這些回路根據電動汽車的動力電池組、電驅模塊以及乘員艙空調的特點及工作狀態進行選擇性開閉，保證電動汽車的溫度均衡，保證電動汽車高效運行，系統節能顯著，汽車續航里程變長，車輛經濟性更佳。

【技術實現步驟摘要】
一種智能化多回路電動汽車熱管理系統
本技術屬于電動汽車
，具體涉及一種智能化多回路電動汽車熱管理系統。
技術介紹
隨著世界各國對環境污染以及石油等能源消耗問題越來越重視，電動汽車的發展前景被普遍看好，其產銷量逐年上升，未來有望完全取代傳統燃油汽車。電動汽車相比傳統汽車，無尾氣排放，對環境非常友好，但電動汽車現階段也存在一些發展瓶頸，其充電時間較長，滿電續航里程相比傳統汽車沒有優勢。為了在續航里程上減小與傳統汽車的差距，這就要求電動汽車盡可能地節能。目前已上市的電動汽車，其熱管理系統的節能性大多不夠顯著，且空調系統、動力電池組冷卻系統以及電驅模塊冷卻系統或者彼此之間不相關聯，或者關聯性不夠；當動力電池組進行冷卻時，通常要么是過于依賴空調制冷，要么依靠在冷凝器前方加設一個電池散熱器來進行冷卻，不僅會對空調的性能以及電驅系統的散熱效果造成負面影響，導致前端模塊的效率降低，而且會增加整車的風阻，使得車輛的動力性和經濟性變差。當動力電池和乘員艙需要加熱采暖時，通常過于依賴PTC加熱器，導致車輛續航里程變得更短。中國專利CN205768485U公開了一種電動汽車整車智能熱管理系統，由車頭換熱器、乘客艙換熱器、電視、電控系統、驅動電機水泵、四通換向閥、壓縮機、電磁揭、兩個三逞球閥、蒸發器、水泵、電池握、熱管、電池換熱器組成，使整車的空調系統、驅動電機電控系統、電池組熱管理系統三大熱管理系統的熱量能移充分地互相利用，減少散熱加熱對電池能量的需求，保證各電池單體之間的溫度均衡，延長續航里程、電池系統的使用壽命，但該系統形成的控制回路比較少，不能有效發揮系統內各部件的功能。
技術實現思路
本技術的目的就是為了解決上述問題而提供一種智能化多回路電動汽車熱管理系統。本技術的目的通過以下技術方案實現：一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，包括動力電池組、電驅模塊、車載充電機、DC/DC轉換器、電池散熱器、電池制冷器、電機散熱器、電動水泵、電動油泵、膨脹水箱、PTC加熱器、熱交換器、電動壓縮機、冷凝器、蒸發器、儲液干燥壺、暖風芯體，所述的電驅模塊包括驅動電機和電機控制器，各組件通過管路以及設于管路中的四通閥、三向閥、直通閥以及電子膨脹閥連接形成多個分別對動力電池組、電驅模塊以及乘員艙空調進行熱管理控制的回路，包括：對動力電池組進行熱管理控制的：動力電池組溫度均衡內部回路、動力電池組常溫冷卻內部回路、動力電池組空調制冷外部回路、動力電池組空調制冷內部回路、動力電池組低溫加熱內部回路；對乘員艙空調進行熱管理控制的：乘員艙制冷回路、乘員艙采暖大循環回路、乘員艙采暖小循環回路；對電驅模塊進行熱管理控制的：電驅模塊冷卻回路、驅動電機油冷回路。進一步地，所述的動力電池組溫度均衡內部回路由動力電池組、四通閥、電動水泵、三向閥以及PTC加熱器串聯連接形成，PTC加熱器不工作；所述的動力電池組低溫加熱內部回路由動力電池組、四通閥、電動水泵、三向閥以及PTC加熱器串聯連接形成，PTC加熱器工作；所述的動力電池組常溫冷卻內部回路由動力電池組、四通閥、電動水泵、三向閥以及電池散熱器串聯連接形成；所述的動力電池組空調制冷外部回路由電動壓縮機、冷凝器、儲液干燥壺、電子膨脹閥以及電池制冷器串聯連接形成；所述的動力電池組空調制冷內部回路由動力電池組、四通閥、電動水泵、三向閥以及電池制冷器串聯連接形成。進一步地，所述的電驅模塊冷卻回路由電動水泵、直通閥、電機控制器、熱交換器、三向閥與電機散熱器、四通閥以及膨脹水箱串聯連接形成；所述的驅動電機油冷回路由驅動電機、熱交換器、電動油泵串聯連接形成。進一步地，所述的乘員艙制冷回路由電動壓縮機、冷凝器、儲液干燥壺、電子膨脹閥以及蒸發器串聯連接形成；所述的乘員艙采暖大循環回路由所述的電驅模塊冷卻回路與直通閥、暖風芯體串聯連接形成；所述的乘員艙采暖小循環回路由暖風芯體、電動水泵、直通閥、PTC加熱器串聯連接形成。所述的電動水泵、電動油泵、直通閥、三向閥、四通閥、電子膨脹閥連接整車控制器，通過控制四通閥的開度，所述的動力電池組與電驅模塊進行串聯或并聯連接。該熱管理系統在動力電池組、驅動電機、電機控制器、DC/DC轉換器和車載充電機的內部以及冷卻回路的內部設有溫度傳感器，溫度傳感器連接整車控制器并將采集的溫度輸出至整車控制器。所述的DC/DC轉換器與直通閥串聯，并與動力電池組并聯；所述的車載充電機與電驅模塊并聯。進一步地，所述的驅動電機包括第一驅動電機、第二驅動電機；所述的電機控制器包括第一電機控制器、第二電機控制器；所述的電動水泵包括第一電動水泵、第二電動水泵、第三電動水泵、第四電動水泵；所述的電動油泵包括第一電動油泵、第二電動油泵；所述的PTC加熱器包括第一PTC加熱器、第二PTC加熱器；所述的熱交換器包括第一熱交換器、第二熱交換器；所述的電子膨脹閥包括第一電子膨脹閥、第二電子膨脹閥；所述的三向閥包括第一三向閥、第二三向閥、第三三向閥、第四三向閥；所述的直通閥包括第一直通閥、第二直通閥、第三直通閥、第四直通閥。所述的第一電動水泵、第一電機控制器、第一熱交換器串聯，并與串聯的第二電動水泵、第二電機控制器和第二熱交換器形成并聯。該熱管理系統在電機散熱器與電池散熱器的旁邊設置輔助散熱并連接整車控制器的電動風扇，包括第一電動風扇和第二電動風扇，該熱管理系統在蒸發器的旁邊設置連接整車控制器的電動鼓風機。散熱器與電動風扇安裝位置比較靈活，可根據電動汽車的車身結構特點來進行布置，可以靠近車頭，也可設在車尾，或在車身其他位置，可根據需要設置一個或多個電動風扇。本技術各熱管理控制回路的具體原理為：系統中各電動水泵、電動油泵、電動風扇、電動鼓風機、直通閥、三向閥、四通閥以及電子膨脹閥都連接整車控制器，熱管理系統在動力電池組、驅動電機、電機控制器、DC/DC轉換器和車載充電機的內部以及各回路的內部設有溫度傳感器，溫度傳感器連接整車控制器并將采集的溫度信息輸出至整車控制器，整車控制器根據溫度信號進行決策，控制電動水泵、電動油泵、電動風扇、電動鼓風機、四通閥、直通閥、三向閥以及電子膨脹閥的開閉，及時有效地調節系統的熱量交換，通過控制各三向閥、四通閥、直通閥和電子膨脹閥的開度形成滿足不同的冷卻或加熱需求的熱管理控制回路。當動力電池組的溫度處于合理區間(對于鋰離子電池來說，通常認為其溫度在0-40℃范圍是處于合理區間)，但各單體電池之間的溫差過大，超出合理范圍(通常認為單體電池之間溫差小于5℃為合理范圍)時，需要對動力電池組進行溫度均衡，所述的動力電池組溫度均衡內部回路，可有效減小動力電池組各個單體電池之間的溫差。當動力電池組的溫度偏高(對于鋰離子電池來說，通常認為其溫度高于40℃時屬于溫度偏高)時，此時需要對動力電池組進行冷卻，所述的動力電池組常溫冷卻內部回路，可有效降低動力電池組的溫度。當外界空氣溫度過高或動力電池組發熱功率過大時，動力電池組常溫冷卻內部回路無法滿足動力電池組的散熱需求，此時需要借助空調制冷來對動力電池組進行冷卻，所述的動力電池組空調制冷外部回路和動力電池組空調制冷內部回路，可使動力電池組的溫度迅速降低。當電動汽車處于停車充電狀態，如果動力電池組的溫度偏低(對于鋰離子電池來說，通常認為其溫度低于0℃時屬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，包括動力電池組(38)、電驅模塊、車載充電機(7)、DC/DC轉換器(40)、電池散熱器(35)、電池制冷器(23)、電機散熱器(15)、電動水泵、電動油泵、膨脹水箱(17)、PTC加熱器、熱交換器、電動壓縮機(24)、冷凝器(18)、蒸發器(21)、儲液干燥壺(19)、暖風芯體(27)，所述的電驅模塊包括驅動電機和電機控制器，其特征在于，各組件通過管路以及設于管路中的四通閥(16)、三向閥、直通閥以及電子膨脹閥連接形成多個分別對動力電池組、電驅模塊以及乘員艙空調進行熱管理控制的回路，包括：對動力電池組進行熱管理控制的：動力電池組溫度均衡內部回路、動力電池組常溫冷卻內部回路、動力電池組空調制冷外部回路、動力電池組空調制冷內部回路、動力電池組低溫加熱內部回路；對乘員艙空調進行熱管理控制的：乘員艙制冷回路、乘員艙采暖大循環回路、乘員艙采暖小循環回路；對電驅模塊進行熱管理控制的：電驅模塊冷卻回路、驅動電機油冷回路。

【技術特征摘要】
1.一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，包括動力電池組(38)、電驅模塊、車載充電機(7)、DC/DC轉換器(40)、電池散熱器(35)、電池制冷器(23)、電機散熱器(15)、電動水泵、電動油泵、膨脹水箱(17)、PTC加熱器、熱交換器、電動壓縮機(24)、冷凝器(18)、蒸發器(21)、儲液干燥壺(19)、暖風芯體(27)，所述的電驅模塊包括驅動電機和電機控制器，其特征在于，各組件通過管路以及設于管路中的四通閥(16)、三向閥、直通閥以及電子膨脹閥連接形成多個分別對動力電池組、電驅模塊以及乘員艙空調進行熱管理控制的回路，包括：對動力電池組進行熱管理控制的：動力電池組溫度均衡內部回路、動力電池組常溫冷卻內部回路、動力電池組空調制冷外部回路、動力電池組空調制冷內部回路、動力電池組低溫加熱內部回路；對乘員艙空調進行熱管理控制的：乘員艙制冷回路、乘員艙采暖大循環回路、乘員艙采暖小循環回路；對電驅模塊進行熱管理控制的：電驅模塊冷卻回路、驅動電機油冷回路。2.根據權利要求1所述的一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，其特征在于，所述的動力電池組溫度均衡內部回路由動力電池組(38)、四通閥(16)、電動水泵、三向閥以及PTC加熱器串聯連接形成，PTC加熱器不工作；所述的動力電池組低溫加熱內部回路由動力電池組(38)、四通閥(16)、電動水泵、三向閥以及PTC加熱器串聯連接形成，PTC加熱器工作；所述的動力電池組常溫冷卻內部回路由動力電池組(38)、四通閥(16)、電動水泵、三向閥以及電池散熱器(35)串聯連接形成；所述的動力電池組空調制冷外部回路由電動壓縮機(24)、冷凝器(18)、儲液干燥壺(19)、電子膨脹閥以及電池制冷器(23)串聯連接形成；所述的動力電池組空調制冷內部回路由動力電池組(38)、四通閥(16)、電動水泵、三向閥以及電池制冷器(23)串聯連接形成。3.根據權利要求1所述的一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，其特征在于，所述的電驅模塊冷卻回路由電動水泵、直通閥、電機控制器、熱交換器、三向閥與電機散熱器(15)、四通閥(16)以及膨脹水箱(17)串聯連接形成；所述的驅動電機油冷回路由驅動電機、熱交換器、電動油泵串聯連接形成。4.根據權利要求3所述的一種智能化多回路電動汽車熱管理系統，其特征在于，所述的乘員艙制冷回路由電動壓縮機(24)、冷凝器(18)、儲液干燥壺(19)、電子膨脹閥以及蒸發器(21)串聯連接形成；所述的乘員艙采暖大循環回路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏應波，張志偉，吳云飛，
申請(專利權)人：上海思致汽車工程技術有限公司，
類型：新型
國別省市：上海,31