[發明專利]用于管理電動車的廢熱的系統和方法

有效

• 申請號: 201110456255.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102897019B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 樸熙相;金玄;樸俊奎;具俊模;金武容;李淳鐘;金兌玩
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社;斗源空調株式會社;翰昂系統有限公司
• 主分類號: B60K11/04
• 分類號: B60K11/04;B60H1/06
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及一種用于管理從電動車排放的廢熱的系統和方法，其能夠有效地使用從電動車的車載充電器(OBC)或電動機產生的廢熱來加熱電動車，并且能夠通過使用從車載充電器(OBC)產生的廢熱加熱電動機來提高電動車的燃料效率。

背景技術

術語“電動車”是指使用電力作為其主要動力源的車輛，即配備有利用電力對電池充電并隨后將電力供應給作為驅動源的電動機的系統的車輛。例如，存在著可再充電車輛、混合動力車、燃料電池車等。

電動車設置有車載充電器(OBC，較慢的充電器)以對電池充電。車載充電器(OBC)是通過將電池連接到家用110V或220V電源來對電池充電的設備。此外，這樣的電動車設置有LDC(低電壓DC到DC轉換器，電壓轉換器)，使得電池電力可以用于運轉車輛內的電子部件。此外，這樣的電動車設置有逆變器和電動機以便相應地傳遞驅動力。

電動車的OBC、LDC、逆變器和電動機全都是產生廢熱的部件。在電動車中，在對電池充電的同時從OBC產生廢熱，在電動車運行的同時從逆變器和電動機產生廢熱，并且在在電子部件運轉的同時從LDC產生廢熱。

如果適當地利用這樣的發明裝置，則與電池壽命相關聯的局限性可以得到降低，因為電動車的整體燃料效率可以通過所述熱量的高效再使用而得到提高，特別地，電動車在冬季的燃料效率可以通過預加熱逆變器或電動機而得到提高。

然而，如圖1中所示，電動車的傳統熱交換系統被配置成使得廢熱無法得到利用，因為正溫度系數(PTC)加熱器10和鼓風機12要消耗額外的電力來加熱電動車的內部，并且因為電動機艙設置有彼此串聯連接的流體泵20、LDC 30、逆變器40、電動機50和OBC 60并且通過在空氣穿過散熱器70時風扇72的操作而得到冷卻。

此外，盡管在該系統中使用了從OBC 60產生的廢熱，但是廢熱從散熱器70泄漏并與電動車內部分離且未被用于加熱電動車內部，因此廢熱并未高效地得到利用。

除了在車輛插入充電站的同時對高電壓電池快速充電之外，當必須對高電壓電池再充電時，OBC 60通過利用變壓器升高家用交流電源的電壓并隨后利用整流器將家用交流電源轉換成DC電源，來對高電壓電池充電。為了防止在對高電壓電池充電時OBC 60過熱，使水泵20、散熱器70和風扇72運轉使得OBC 60的溫度不會達到閾值溫度。然而，由于該系統的架構和構造，會出現不必要的熱傳遞，因為即使電動車在運行時OBC 60仍布置在循環回路內以便冷卻電動機50、逆變器40等。

因此，需要一種通過高效地利用從OBC 60和電動機50產生的廢熱來補償電動車不足的電池性能的系統和方法。

發明內容

因此，本發明是為了解決上面提及的問題而做出的，并且本發明的目的是通過利用從OBC和電動機產生的廢熱來加熱電動車內部并對電動機進行預加熱來提高電動車的燃料效率。

為了實現以上目的，本發明的一個方面提供了一種電動車的廢熱管理系統，包括：用于控制冷卻液的流動的泵；從流體泵的冷卻液管線的出口并行地分叉的OBC冷卻液管線和電動機冷卻液管線；以及分別與流體泵冷卻液管線的入口的接合點(junction)以及加熱器芯冷卻液管線和散熱器冷卻液管線的出口的接合點并聯連接的加熱器芯冷卻液管線和散熱器冷卻液管線。

這里，OBC冷卻液管線可以設置有彼此串聯連接的OBC和LDC，并且泵冷卻液管線可以在其出口處設置有與OBC冷卻液管線和電動機冷卻液管線并聯的LDC冷卻液管線。

泵冷卻液管線的出口可以通過多路閥與OBC冷卻液管線和電動機冷卻液管線的入口連接，并且加熱器芯冷卻液管線和散熱器冷卻液管線可以通過多路閥連接到OBC冷卻液管線和電動機冷卻液管線的出口的接合點。

廢熱管理系統還可以包括控制單元例如控制器。控制單元用于在電池充電期間允許冷卻液流過OBC冷卻液管線、電動機冷卻液管線和加熱器芯冷卻液管線，以及用于在電池未在充電時允許冷卻液流過電動機冷卻液管線和加熱器芯冷卻液管線。

本發明的另一方面提供了一種利用從泵并行地分叉的OBC冷卻液管線和電動機冷卻液管線來管理電動車的廢熱的方法，包括以下步驟：確定溫度以選擇加熱和空氣調節中的任何一個；以及當選擇加熱時確定是否正在對電池充電，然后在電池正在充電時使冷卻液流過OBC冷卻液管線、電動機冷卻液管線和加熱器芯冷卻液管線，并且在電池未在充電時使冷卻液流過電動機冷卻液管線和加熱器芯冷卻液管線。

這里，加熱步驟還可以包括以下步驟：當選擇空氣調節時，使冷卻液流過OBC冷卻液管線、電動機冷卻液管線和加熱器芯冷卻液管線。