[發明專利]一種電動汽車智能整車熱管理系統及其方法

有效

• 申請號: 201610523976.6
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN106004337B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 俞小莉;嚴仁遠;黃瑞;王俊杰;沈天浩
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60K11/02;B60L11/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種電動汽車智能整車熱管理系統，由熱泵空調系統、電機電控冷卻系統和電池熱管理系統互相耦合組成；

其中熱泵空調系統由車頭換熱器(1)、四通換向閥(5)、壓縮機(6)、乘客艙換熱器(9)、三通球閥一(8)、三通球閥二(10)組成，其中壓縮機(6)入口與四通換向閥D口相連，四通換向閥B口與車頭換熱器(1)相連，四通換向閥C口流經三通球閥一(8)后與乘客艙換熱器(9)相連，車頭換熱器(1)和乘客艙換熱器(9)于三通球閥二(10)處匯合；

電機電控冷卻系統由車頭換熱器(1)、電動機(2)、電控系統(3)、電機水泵(4)按順序串聯組成，其中從車頭換熱器(1)流出的低溫冷卻液將首先冷卻電控系統；

電池熱管理系統由車頭換熱器(1)、電磁閥(7)、水泵(11)、電池(12)、熱管(13)、電池換熱器(14)組成，包含兩個回路及電池箱，其中外回路由電磁閥(7)、車頭換熱器(1)、水泵(11)、電池換熱器(14)組成，內回路由水泵(11)、三通球閥一(8)、乘客艙換熱器(9)、三通球閥二(10)、電池換熱器(14)組成，電池箱包括電池(12)和熱管(13)。

2.按照權利要求1所述的一種電動汽車智能整車熱管理系統，其特征在于電池組內部結構中熱管(13)橫插在每列電池之間，剩余空間以相變材料填充，電池組與熱管進行密封處理，電池組外殼為隔熱材料，只有熱管露出部分與外界換熱。

3.按照權利要求1所述的一種電動汽車智能整車熱管理系統，其特征在于電池組熱管理系統的外部冷卻介質為空調制冷劑，并可以通過三通球閥一(8)、三通球閥二(10)與熱泵空調系統相通。

4.按照權利要求1所述的一種電動汽車智能整車熱管理系統，其特征在于所述的車頭換熱器具有三個進出水通道，內部管道獨立并且根據迎風順序排序為電池組制冷劑管道、空調制冷劑管道、電控系統冷卻液管道。

5.按照權利要求1所述系統的電動汽車智能整車熱管理方法，其特征在于具體如下：

1)僅電池有加熱需求時：壓縮機(6)開啟，四通換向閥(5)的C口作為高溫高壓制冷劑出口，三通球閥一(8)的A口和B口接通，電磁閥(7)關閉，三通球閥二(10)的B口和C口接通；

2)僅乘客艙有加熱需求時：壓縮機(6)開啟，四通換向閥(5)的C口作為高溫高壓制冷劑出口，三通球閥一(8)的A口、C口接通，電磁閥(7)關閉，三通球閥二(10)的A口、B口接通；

3)乘客艙與電池都有加熱需求時：壓縮機(6)開啟，四通換向閥(5)的C口作為高溫高壓制冷劑出口，三通球閥一(8)全通，電磁閥(7)關閉，三通球閥二(10)全通；

4)僅乘客艙有降溫需求時：壓縮機(6)開啟，四通換向閥(5)的B口作為高溫高壓制冷劑出口，三通球閥一(8)的A口和C口接通，電磁閥(7)關閉，三通球閥二(10)的A口和B口接通；

5)僅電池有降溫需求，且環境溫度低于從電池換熱器(14)流出的高溫制冷劑時：水泵(11)開啟，電磁閥(7)開啟，三通球閥一(8)的B口關閉，三通球閥二(10)的C口關閉；若冷量不足則啟動壓縮機(6)，四通換向閥(5)的B口作為高溫高壓制冷劑出口，三通球閥二(10)的B口和C口接通，三通球閥一(8)的A口和B口接通；

6)僅電池有降溫需求，且環境溫度高于從電池換熱器(14)流出的高溫制冷劑時：啟動壓縮機(6)，電磁閥(7)關閉，四通換向閥(5)的B口作為高溫高壓制冷劑出口，三通球閥二(10)的B口、C口接通，三通球閥一(8)的A口、B口接通；

7)乘客艙和電池組都有降溫需求：在5)和6)的基礎上兩個三通球閥變為全通；

8)乘客艙有加熱需求而電池組有降溫需求時：水泵(11)開啟，三通球閥一(8)的B口和C口接通，三通球閥二(10)的A口和C口接通，利用電池的散熱為乘客艙加熱。

6.按照權利要求5所述的電動汽車整車熱管理方法，其特征在于電池熱管理系統中水泵、壓縮機的轉速控制為邏輯門配合PID，即在邏輯門的每個區間中由PID控制冷卻液流量與壓縮機轉速，當電池溫度低于20℃時熱泵空調啟用對電池組制熱，當電池溫度高于30℃時電池組冷卻系統工作。

7.按照權利要求5所述的一種電動汽車整車熱管理方法，其特征在于電池組與乘客艙的加熱均是熱泵加熱。