[發明專利]電動汽車熱管理系統

在審

• 申請號: 201710538323.X
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107310344A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 尹湘林;鮑文光;王紅梅;閆優勝;樊曉滸;何志剛
• 申請（專利權）人: 知豆電動汽車有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32;B60H1/22;B60L11/18
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及電動汽車技術和熱電技術領域，尤其是涉及一種結構簡單，可靠性好，控溫精確，熱利用率高，能有效提高電動汽車電池使用效率和延長電動汽車行駛里程的電動汽車熱管理系統。

背景技術

目前，電動汽車作為一種降低石油消耗、低污染、低噪聲的新能源汽車，被認為是解決能源危機和環境惡化的重要途徑。與傳統內燃機汽車一樣，電動汽車也需要進行熱管理，主要包括乘員艙的熱管理和動力系統的熱管理。在現有的電動汽車熱管理方法中，乘員艙采用空調制冷，水或者空氣PTC加熱采暖。動力系統包括動力電池、控制器、逆變器和驅動電機四部分組成。其中動力電池部分為低溫系統，根據動力電池固有特性，在15℃到35℃之間為其最佳工作溫度區間，超過其最佳工作溫度區間，電池的使用壽命和效率降低。另外，動力電池在充放電過程中也會產生大量的熱量。故需要一套熱管理系統對動力電池進行加熱或者冷卻，保證動力電池在其最佳工作溫度區間內進行工作，且能保證使用過程的安全性。而控制器、逆變器和驅動電機在使用過程中產生大量的熱，工作允許溫度范圍低于70℃即可，稱之為高溫系統部分。此部分只需要對其進行降溫處理。

目前存在一種電動汽車熱管理方法中，乘員倉采用空調制冷，水或者空氣PTC加熱采暖。動力電池包的冷卻采用制冷劑和水換熱進行降溫，升溫則采用水PTC加熱。而控制器、逆變器和驅動電機的降溫采用散熱器和散熱風扇進行降溫處理。

此熱管理系統復雜，動力電池包的制冷和乘員艙的制冷同時采用制冷劑進行熱交換管理，需要多余的一個制冷劑-水換熱器和一個電磁膨脹閥才能實現，增加系統成本，且溫度控制不精確，控制復雜，可靠性降低。動力電池包的升溫采用水PTC加熱進行，熱效率低，且消耗動力電池電能，降低續航里程。

發明內容

本發明是為了克服現有技術缺陷，電動汽車熱管理系統結構復雜，系統成本高，溫度控制不精確，可靠性低，熱效率低和會降低續航里程的問題，提供了一種結構簡單，可靠性好，控溫精確，熱利用率高，能有效提高電動汽車電池使用效率和延長電動汽車行駛里程的電動汽車熱管理系統。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種電動汽車熱管理系統，包括乘員艙熱管理模塊和動力系統熱管理模塊，乘員艙熱管理模塊包括制冷循環密閉系統和采暖循環密閉系統，制冷循環密閉系統包括電動壓縮機、冷凝器、冷凝風扇、膨脹閥、HVAC系統和連接管路，采暖循環密閉系統包括第一水泵、水PTC加熱器和連接管路，動力系統熱管理模塊包括第一流體循環密閉系統和第二流體循環密閉系統，第一流體循環密閉系統包括動力電池包、水壺、第二水泵、熱電板式換熱器和連接管路，第二流體循環密閉系統包括散熱器、散熱器風扇、第三水泵、控制器、逆變器、電機、熱電板式換熱器和連接管路。

本發明中，乘員艙熱管理模塊包括制冷和采暖兩模塊。乘員艙制冷采用蒸發器蒸發實現；乘員艙采暖用水PTC加熱器系統實現。動力系統熱管理模塊采用熱電板式換熱器來實現。熱電板式換熱器根據珀耳帖效應，具有加熱和制冷功能，使熱電板式換熱器兩個換熱流道形成兩種不同溫度的流體進行循環。且兩種不同溫度流體溫差越小，所述的熱電板式換熱器的效率越高。本發明具有結構簡單，可靠性好，控溫精確，熱利用率高，能有效提高電動汽車電池使用效率和延長電動汽車行駛里程的特點。

作為優選，動力系統熱管理模塊中的熱電板式換熱器包括第一流體進口、第一流體出口、第二流體進口和第二流體出口，第一流體進口通過連接管路與第二水泵出口連接，第一流體出口通過連接管路與動力電池包進口連接，第二流體進口通過連接管路與第三水泵出口連接，第二流體出口通過連接管路與控制器進口連接。熱電板式換熱器加熱端和制冷端分別組成兩套獨立的流體循環系統；根據珀耳帖效應原理，要實現加熱端和制冷端之間的切換，不需要更換管路，只需要轉換熱電板式換熱器的電源正負極即可。

作為優選，熱電板式換熱器和散熱器對動力系統熱管理模塊進行熱管理。

作為優選，第一流體和第二流體同時經過熱電板式換熱器進行加熱或制冷，第一流體從熱電板式換熱器流出時的溫度與第二流體從熱電板式換熱器流出時的溫度差可以通過熱電板式換熱器工作電流大小進行調節，溫度差調節在5℃-10℃比較合適。

作為優選，當動力電池包不需要制冷或加熱時，熱電板式換熱器停止工作，僅作流通通道，控制器、逆變器和電機依靠散熱器和散熱風扇進行降溫。