一种电动汽车热管理系统及方法与流程

专利2026-01-29  4


本发明涉及汽车系统设计,特别是涉及一种电动汽车热管理系统及一种电动汽车热管理方法。


背景技术:

1、新能源纯电动汽车无法使用发动机余热来进行乘员舱采暖,且电池低温特性差,不能满足正常充放电需求,存在加热需求,通常通过热泵空调+水暖ptc(positivetemperature coefficient,正温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件)满足整车制热需求,然而水暖ptc加热效率低于1,开启时功耗较大,严重影响续航里程。且热泵空调常规使用r134a(四氟乙烷)制冷剂,在低温工况(-10℃以下),制热能力受限于冷媒热物性,由于压缩机硬件保护要求蒸发压力>1bar,而r134a在1bar压力对应的气态饱和温度与环境温差较小,无法从低温环境吸热,从而无法满足整车加热需求。

2、随着纯电动汽车普及,用户对电动汽车续航里程要求越来越高,各种热泵系统应运而生,直接式热泵系统通过内冷为乘员舱采暖,空调箱内蒸发器冷却乘员舱。

3、然而,直接式热泵系统换热器众多,导致冷媒回路模式较多、管路复杂、成本较高,且需配合大功率水暖ptc以满足低温下乘员舱和电池制热需求,导致电动汽车在低温下续航严重衰减。


技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷,本发明实施例提供了一种电动汽车热管理系统及一种电动汽车热管理方法。

2、第一方面,本发明实施例提供一种电动汽车热管理系统,包括:冷媒回路、冷却液回路和空调箱;

3、所述冷媒回路依次包括压缩机、水冷冷凝器、乘员舱电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器;

4、所述冷却液回路包括电机回路和电池回路,所述电机回路和所述电池回路通过四通电磁阀连接;

5、所述电机回路依次包括膨胀水壶、电机水泵、第二电磁三通阀、所述四通电磁膨胀阀、所述水冷冷凝器和第一电磁三通阀;

6、所述电池回路依次包括所述四通电磁膨胀阀、电池冷却板和电池水泵;

7、所述空调箱包括暖风芯体、风暖ptc、所述蒸发器和鼓风机,所述暖风芯体连接所述第一电磁三通阀和所述水冷冷凝器。

8、如上述系统,可选地,所述空调箱还包括:

9、模式风门;

10、所述蒸发器和所述风暖ptc串联,所述暖风芯体与所述蒸发器和所述风暖ptc并排且错开位置;

11、所述模式风门设置于所述暖风芯体与所述蒸发器之间,用于控制所述暖风芯体与所述蒸发器的气流流通关系。

12、如上述系统,可选地,所述电机回路还包括:

13、依次连接的前端散热模块和电驱动模块,所述前端散热模块包括前端散热器和散热风扇;

14、所述第二电磁三通阀连接所述前端散热器和所述电驱动模块。

15、如上述系统,可选地,所述冷媒回路还包括:

16、电池电子膨胀阀和与其连接的电池冷却器;

17、所述电池电子膨胀阀与所述水冷冷凝器连接,所述电池冷却器与所述气液分离器和所述电池冷却板连接。

18、如上述系统,可选地,所述电驱动模块包括:

19、电机和电控。

20、如上述系统,可选地,所述电驱动模块还包括:

21、水冷部件。

22、第二方面,本发明实施例提供一种电动汽车热管理方法,应用于电动汽车热管理系统中,所述电动汽车热管理系统包括:冷媒回路、冷却液回路和空调箱;所述冷媒回路依次包括压缩机、水冷冷凝器、乘员舱电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器;所述冷却液回路包括电机回路和电池回路,所述电机回路和所述电池回路通过四通电磁阀连接;所述电机回路依次包括膨胀水壶、电机水泵、第二电磁三通阀、所述四通电磁膨胀阀、所述水冷冷凝器和第一电磁三通阀;所述电池回路依次包括所述四通电磁膨胀阀、电池冷却板和电池水泵;所述空调箱包括暖风芯体、风暖ptc、所述蒸发器和鼓风机,所述暖风芯体连接所述第一电磁三通阀和所述水冷冷凝器;所述方法包括:

23、若判断获知电动汽车的车外温度低于预设低温阈值,则开启所述电机水泵、所述电池水泵和所述乘员舱电子膨胀阀;

24、控制所述四通电磁阀,使所述电机回路与所述电池回路连通;

25、控制所述第一电磁三通阀,使所述电池回路与所述暖风芯体串联;

26、控制所述鼓风机向所述蒸发器吹入空气;

27、控制所述风暖ptc加热所述蒸发器的进口空气,以便提升流经所述暖风芯体的空气温度。

28、如上述方法,可选地,所述空调箱还包括:模式风门;所述蒸发器和所述风暖ptc串联,所述暖风芯体与所述蒸发器和所述风暖ptc并排且错开位置;所述模式风门设置于所述暖风芯体与所述蒸发器之间,所述方法还包括:

29、若判断获知需单独加热所述电动汽车的乘员舱,则控制所述四通电磁阀,与所述电池回路断开;

30、控制所述模式风门,使所述暖风芯体与所述蒸发器并联。

31、如上述方法,可选地,还包括:

32、若判断获知需单独加热所述电动汽车的电池,则控制所述第一电磁三通阀断开所述暖风芯体,并与所述水冷冷凝器连通;

33、控制所述四通电磁阀,与所述电池回路连通。

34、如上述方法,可选地,所述电机回路还包括:依次连接的前端散热模块和电驱动模块,所述前端散热模块包括前端散热器和散热风扇;所述第二电磁三通阀连接所述前端散热器和所述电驱动模块,所述方法还包括:

35、若判断获知所述电动汽车的电机本体温度与冷却液温度的差值高于差值阈值,则控制所述第一电磁三通阀与所述暖风芯体连通,并与所述水冷冷凝器断开;

36、控制所述第二电磁三通阀,使所述前端散热模块、所述电驱动模块与所述水冷冷凝器连通。

37、如上述方法,可选地,所述方法还包括:

38、若判断获知需冷却所述电动汽车的电机,则控制所述第二电磁三通阀与所述前端散热模块连通;

39、控制所述第一电磁三通阀,与所述水冷冷凝器连通,并断开所述暖风芯体;

40、控制所述四通电磁阀,断开所述电池回路,使所述电机回路单独循环;

41、关闭所述冷媒回路,开启所述电机水泵;

42、在所述电机水泵达到最大占空比后开启所述散热风扇;

43、根据所述前端散热器的出口水温度控制所述散热风扇的风扇占空比。

44、如上述方法,可选地,所述冷媒回路还包括:电池电子膨胀阀和与其连接的电池冷却器;所述电池电子膨胀阀与所述水冷冷凝器连接,所述电池冷却器与所述气液分离器和所述电池冷却板连接,所述方法还包括:

45、若判断获知需冷却所述电动汽车的乘员舱和电池,则开启所述冷媒回路;

46、获取所述乘员舱的吹出口温度与目标温度的差值;

47、根据所述差值控制所述压缩机的转速;

48、根据所述压缩机入口冷媒的过热度控制所述乘员舱电子膨胀阀和所述电池电子膨胀阀的开度。

49、如上述方法,可选地,所述方法还包括:

50、若判断获知仅需冷却所述电动汽车的乘员舱,则关闭所述电池电子膨胀阀。

51、如上述方法,可选地,所述方法还包括:

52、若判断获知仅需冷却所述电动汽车的电池,则关闭所述乘员舱电子膨胀阀。

53、如上述方法,可选地,所述方法还包括:

54、获取所述前端散热器的出水口温度;

55、判断所述出水口温度满足预设条件后,控制所述四通电磁阀,使所述电池回路与所述电机回路串联;

56、关闭所述冷媒回路,并开启所述电机水泵。

57、本发明实施例提供的电动汽车热管理系统,集成整车乘员舱、电池热管理需求,增加小功率风暖ptc,在低温下激发热泵系统高压侧制热能力,无需大功率水暖ptc,降低整车功耗,满足低温下乘员舱快速制热及电池加热需求。


技术特征:

1.一种电动汽车热管理系统,其特征在于,包括:冷媒回路、冷却液回路和空调箱;

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空调箱还包括:

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述电机回路还包括:

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述冷媒回路还包括:

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述电驱动模块包括:

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述电驱动模块还包括:

7.一种电动汽车热管理方法,其特征在于,应用于电动汽车热管理系统中,所述电动汽车热管理系统包括:冷媒回路、冷却液回路和空调箱;所述冷媒回路依次包括压缩机、水冷冷凝器、乘员舱电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器;所述冷却液回路包括电机回路和电池回路,所述电机回路和所述电池回路通过四通电磁阀连接;所述电机回路依次包括膨胀水壶、电机水泵、第二电磁三通阀、所述四通电磁膨胀阀、所述水冷冷凝器和第一电磁三通阀;所述电池回路依次包括所述四通电磁膨胀阀、电池冷却板和电池水泵;所述空调箱包括暖风芯体、风暖ptc、所述蒸发器和鼓风机,所述暖风芯体连接所述第一电磁三通阀和所述水冷冷凝器;所述方法包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述空调箱还包括:模式风门;所述蒸发器和所述风暖ptc串联,所述暖风芯体与所述蒸发器和所述风暖ptc并排且错开位置;所述模式风门设置于所述暖风芯体与所述蒸发器之间,所述方法还包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述电机回路还包括:依次连接的前端散热模块和电驱动模块,所述前端散热模块包括前端散热器和散热风扇;所述第二电磁三通阀连接所述前端散热器和所述电驱动模块,所述方法还包括:

11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述冷媒回路还包括:电池电子膨胀阀和与其连接的电池冷却器;所述电池电子膨胀阀与所述水冷冷凝器连接,所述电池冷却器与所述气液分离器和所述电池冷却板连接,所述方法还包括:

13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

14.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:


技术总结
本发明实施例提供了一种电动汽车热管理系统及方法。该系统包括:冷媒回路、冷却液回路和空调箱;冷媒回路依次包括压缩机、水冷冷凝器、乘员舱电子膨胀阀、蒸发器和气液分离器;冷却液回路包括电机回路和电池回路,电机回路和电池回路通过四通电磁阀连接;电机回路依次包括膨胀水壶、电机水泵、第二电磁三通阀、四通电磁膨胀阀、水冷冷凝器和第一电磁三通阀;电池回路依次包括所述四通电磁膨胀阀、电池冷却板和电池水泵;空调箱包括暖风芯体、风暖PTC、蒸发器和鼓风机,暖风芯体连接第一电磁三通阀和水冷冷凝器。本发明实施例增加小功率风暖PTC,无需大功率水暖PTC,降低整车功耗,满足低温下乘员舱快速制热及电池加热需求。

技术研发人员:王俊明,邢志海,刘晓俊
受保护的技术使用者:亿咖通(湖北)技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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