[發明專利]增程式電動汽車熱管理系統及方法

有效

• 申請號: 201310391715.X
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103465770A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 任孝文;瞿榮;袁偉;趙則昂;朱琪斌;于皓
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60K11/00
• 分類號: B60K11/00;F25B30/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種增程式電動汽車熱管理系統，由電池溫度控制系統儲油壺（1）、電池溫度控制系統電動油泵（2）、第一三通油閥（3）、第二三通油閥（4）、冷卻油箱（5）、電池組（6）、第三三通油閥（7）、第一油冷器（8）、高壓PTC（9）、換熱器（10）、其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11）、其他部件冷卻液循環系統電動油泵（12）、第四三通油閥（13）、散熱油箱（14）、電機控制器（15）、電機（16）、逆變器（17）、壓縮機（18）、第五三通油閥（19）、車外冷凝器（20）、第一膨脹閥（21）、車內蒸發器（22）、第二膨脹閥（23）、第二油冷器（24）、第三膨脹閥（25）、車內冷凝器（26）、車外鼓風機（27）、車內鼓風機（28）、儲水壺（29）、電動水泵（30）組成；其中第二油冷器（24）與第一油冷器（8）相連；

上述電池溫度控制系統儲油壺（1）、電池溫度控制系統電動油泵（2）、第一三通油閥（3）、第二三通油閥（4）、冷卻油箱（5）、電池組（6）、第三三通油閥（7）、第一油冷器（8）、高壓PTC（9）、換熱器（10）構成電池溫度控制系統；其中電池溫度控制系統儲油壺（1）出口經過電池溫度控制系統電動油泵（2）與第一三通油閥（3）的端口1相連，第一三通油閥（3）的端口2與第二三通油閥（4）的端口1相連，第二三通油閥（4）的端口2經過冷卻油箱（5）與電池組（6）入口相連；第一三通油閥（3）的端口3與第三三通油閥（7）的端口1相連，第三三通油閥（7）的端口2經過第一油冷器（8）與電池組（6）入口相連；第三三通油閥（7）的端口3經過高壓PTC（9）與電池組（6）入口相連；第二三通油閥（4）的端口3經過換熱器（10）的第一熱邊與電池組（6）入口相連；電池組（6）出口與電池溫度控制系統儲油壺（1）入口相連；

上述換熱器（10）、其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11）、其他部件冷卻液循環系統電動油泵（12）、第四三通油閥（13）、散熱油箱（14）、電機控制器（15）、電機（16）、逆變器（17）構成其他部件冷卻液循環系統；其中其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11）出口經過其他部件冷卻液循環系統電動油泵（12）與第四三通油閥（13）的端口1相連，第四三通油閥（13）的端口2經過散熱油箱（14）與電機控制器（15）的入口相連；第四三通油閥（13）的端口3經過換熱器（10）的第二熱邊與電機控制器（15）入口相連；電機控制器（15）的出口依次經過電機（16）、逆變器（17）與其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11）入口相連；

上述換熱器（10）、壓縮機（18）、第五三通油閥（19）、車外冷凝器（20）、第一膨脹閥（21）、車內蒸發器（22）、第二膨脹閥（23）、第二油冷器（24）、第三膨脹閥（25）、車內冷凝器（26）、車外鼓風機（27）、車內鼓風機（28）、儲水壺（29）、電動水泵（30）構成空調循環系統；其中車外冷凝器（20）置于車外鼓風機（27）出風口，車內鼓風機（28）置于車內蒸發器（22）與車內冷凝器（26）之間；其中壓縮機（18）出口與第五三通油閥（19）的端口1相連，第五三通油閥（19）的端口2與車外冷凝器（20）熱邊相連；車外冷凝器（20）出口分成兩條支路，第一條支路依次經過第一膨脹閥（21）、車內蒸發器（22）冷邊與壓縮機（18）入口相連，第二條支路依次經過第二膨脹閥（23）、第二油冷器（24）與壓縮機（18）入口相連；第五三通油閥（19）的端口3依次經過第三膨脹閥（25）、車內冷凝器（26）連接到車外冷凝器（20）出口的第一條支路入口處；儲水壺（29）出口經過電動水泵（30）、車內蒸發器（22）熱邊、換熱器（10）冷邊，返回至儲水壺（29）進口。

2.根據權利要求1所述增程式電動汽車熱管理系統的方法，其特征在于包括以下過程：

夏季：

電池溫度控制系統中，電池組（6）需要散熱，電池溫度控制系統電動油泵（2）啟動，電池溫度控制系統儲油壺（1）中的一部分冷卻油由第一三通油閥（3）端口1、2與第二三通油閥（4）端口1、2控制流向冷卻油箱（5），在冷卻油箱（5）處散熱冷卻后流向電池組（6），對電池組（6）冷卻降溫，之后冷卻油流回電池溫度控制系統儲油壺（1）形成循環工作；電池溫度控制系統儲油壺（1）中的另一部分冷卻油由第一三通油閥（3）端口1、3與第三三通油閥（7）的端口1、2控制流入第一油冷器（8）中進行冷卻，之后流向電池組（6），對電池組（6）冷卻降溫，之后冷卻油流回電池溫度控制系統儲油壺（1）；

其他部件冷卻液循環系統中，電機控制器（15）、電機（16）、逆變器（17）需要散熱，其他部件冷卻液循環系統電動油泵（12）啟動，其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11）中的冷卻油由第四三通油閥（13）端口1、2控制流向散熱油箱（14）進行冷卻，冷卻后依次流過電機控制器（15）、電機（16）、逆變器（17）回到其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11），實現循環冷卻；

空調循環系統中，壓縮機（18）工作，制冷劑由第五三通油閥（19）端口1、2控制流向車外冷凝器（20），在車外冷凝器（20）處冷凝放熱，放出的熱量由車外鼓風機（27）吹出車外，冷卻后的制冷劑一部分經過第一膨脹閥（21）到車內蒸發器（22）處蒸發吸熱，之后流回壓縮機（18）形成循環，在車內蒸發器（22）處被冷卻的空氣由車內鼓風機（28）吹入車廂內降溫；另一部分冷卻后的制冷劑經過第二膨脹閥（23）到第二油冷器（24）處，由于第二油冷器（24）與第一油冷器（8）相連，因此可對電池溫度控制系統的冷卻油降溫，之后制冷劑流回壓縮機（18）；

冬季：

電池溫度控制系統中，當電動汽車啟動時，需對電池組（6）進行預熱，電池溫度控制系統電動油泵（2）啟動，電池溫度控制系統儲油壺（1）中的冷卻油在第一三通油閥（3）端口1、3與第三三通油閥（7）的端口1、3的控制下，進入高壓PTC（9）處，高壓PTC（9）將冷卻油加熱后，冷卻油流回電池組（6）對其預熱；當電動汽車運行穩定后，電池組（6）需要散熱，冷卻油在第一三通油閥（3）端口1、2與第二三通油閥（4）端口1、3的控制下，進入換熱器（10）換熱冷卻后流回電池組（6）對其冷卻，之后流回電池溫度控制系統儲油壺（1）形成循環；

其他部件冷卻液循環系統中，電動汽車運行穩定后，電機控制器（15）、電機（16）、逆變器（17）需要散熱，其他部件冷卻液循環系統電動油泵（12）啟動，其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11）中的冷卻油在第四三通油閥（13）端口1、3控制下，進入換熱器（10）換熱冷卻，之后依次流過電機控制器（15）、電機（16）、逆變器（17）回到其他部件冷卻液循環系統儲油壺（11），實現循環冷卻；

空調循環系統中，壓縮機（18）工作，制冷劑由第五三通油閥（19）端口1、3控制，經過第三膨脹閥（25）流入車內冷凝器（26）處冷凝放熱，放出的熱量由車內鼓風機（28）吹入車廂內供暖，之后經過第一膨脹閥（21）進入車內蒸發器（22）處蒸發吸熱，吸熱后的冷凝器再次回到壓縮機（18）形成循環；其中，車內蒸發器（22）處吸收的熱量來自儲水壺（29）、電動水泵（30）、蒸發器（22）、換熱器（10）組成的循環回路與換熱器（10）換熱后的熱量，換熱器（10）中的熱量來自電池溫度控制系統及其他部件冷卻液循環系統中的高溫冷卻油。