[發(fā)明專利]一種純電動(dòng)汽車的一體化熱管理系統(tǒng)及純電動(dòng)汽車

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110596288.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN113246686B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周安健;石力王;魚苗;李夔寧;謝翌;胡明輝;李賢榮;鄧承浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司;重慶長(zhǎng)安新能源汽車科技有限公司
• 主分類號(hào): B60H1/00
• 分類號(hào): B60H1/00;B60K1/00;B60K11/04;B60L58/26;B60L58/27;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/6556;H01M10/6568;H01M10/663
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 黃啟梅

本發(fā)明提供了一種純電動(dòng)汽車的一體化熱管理系統(tǒng)及汽車，該系統(tǒng)包括：控制器、兩位四通控制閥、乘員艙熱管理回路、電池?zé)峁芾砘芈贰⑾噙B通的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱管理回路和散熱回路；所述乘員艙熱管理回路內(nèi)具有與所述控制器連接的三通控制閥組，以改變制冷介質(zhì)在所述乘員艙熱管理回路內(nèi)部的流動(dòng)方向；所述電池?zé)峁芾砘芈返闹评浣橘|(zhì)通道通過一組三通比例控制閥連通所述乘員艙熱管理回路，所述電池?zé)峁芾砘芈返睦鋮s液通道通過所述兩位四通電磁閥連通所述電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱管理回路；所述控制器通過控制所述三通控制閥組、所述兩位四通控制閥和第一組三通比例閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)乘員艙的冷卻或加熱管理、電池包的冷卻或加熱管理以及電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的冷卻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種純電動(dòng)汽車的一體化熱管理系統(tǒng)及純電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車發(fā)展對(duì)安全性、續(xù)航里程和節(jié)能性等性能提出了更高要求。將電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)和高效暖通空調(diào)系統(tǒng)等進(jìn)行集成，應(yīng)用車輛熱管理技術(shù)可以有效改善上述性能。目前應(yīng)用車輛熱管理系統(tǒng)改善能源利用效率主要有三種方式，即減少熱負(fù)荷，提高熱量傳遞效率及重復(fù)利用可用余熱，因此，建立電動(dòng)汽車集成式熱管理系統(tǒng)，促進(jìn)各子系統(tǒng)間協(xié)同控制，高效利用車載能源，實(shí)現(xiàn)電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、空調(diào)熱管理系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)熱管理系統(tǒng)與蓄能系統(tǒng)之間的能量協(xié)同管理，對(duì)電動(dòng)汽車的應(yīng)用發(fā)展具有重要意義。

對(duì)比于冬季燃油車可利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱提供乘員艙以足夠的熱量，新能源汽車如強(qiáng)混動(dòng)，尤其是純電動(dòng)車都將面臨電機(jī)余熱不足以支持冬季尤其極寒天氣下乘員艙的熱舒適性要求。目前，采用高壓PTC材料電加熱的方式被各大車企作首要解決方案。雖然其有著升溫速率快及簡(jiǎn)易控制的特點(diǎn)，但基于電－熱效率的極限，其COP永遠(yuǎn)小于1且實(shí)際值則隨工況條件的不同而更小，因而，純電動(dòng)車其“空調(diào)+PTC制熱系統(tǒng)”將大幅降低整車電池的剩余電量。由于電池隨溫度降低內(nèi)阻大幅提升的特性，在惡劣低溫環(huán)境下PTC對(duì)整車?yán)m(xù)航里程影響也迅速上升，使用PTC加熱器會(huì)嚴(yán)重減少電動(dòng)汽車的行駛里程。據(jù)美國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(SAE)研究，“空調(diào)+PTC制熱系統(tǒng)”對(duì)于整車能源的消耗占比約33％。目前，隨著熱管理集成化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，一些廠商開始采用更高效的“熱泵空調(diào)+電機(jī)余熱回收”的形式。熱泵系統(tǒng)是目前最有潛力且效率最高的熱管理解決方案。

ZHANG Z等人對(duì)兩種空調(diào)系統(tǒng)(帶PTC加熱器的單一制冷空調(diào)系統(tǒng)和熱泵空調(diào)系統(tǒng))在中國(guó)30個(gè)城市的年度能耗進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果表明，除了熱帶城市，熱泵系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)平均41.3％的節(jié)能。因此，熱泵系統(tǒng)應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，是很實(shí)際也是很有前景的。而且相比較單一的PTC加熱器供熱，在滿足車內(nèi)溫度20℃條件下，混合供暖熱泵系統(tǒng)的制熱量提高了59％。

目前熱泵空調(diào)存在的問題是在制熱模式，車外換熱器被當(dāng)作蒸發(fā)器使用，其表面溫度可能會(huì)低于0℃，這會(huì)引起換熱器表面結(jié)霜或者結(jié)冰，從而使換熱器的性能急劇下降導(dǎo)致熱泵系統(tǒng)效率急劇下降。李會(huì)喜等人試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)車外換熱器結(jié)霜會(huì)嚴(yán)重降電動(dòng)汽車熱泵系統(tǒng)的熱性能，空氣通過車外換熱器時(shí)流量減少了36.7％，制熱量會(huì)減少大約34.7％，系統(tǒng)的COP降低了31.2％。研究還發(fā)現(xiàn)，車外換熱器表面未被蒸發(fā)的水容易導(dǎo)致二次結(jié)冰，這又會(huì)降低系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種純電動(dòng)汽車的一體化熱管理系統(tǒng)及純電動(dòng)汽車，通過液壓管道與電子閥的配合連接將熱泵空調(diào)系統(tǒng)、電驅(qū)冷卻系統(tǒng)和電池包熱管理系統(tǒng)耦合為一體，集成到同一個(gè)控制器控制實(shí)現(xiàn)一體化熱管理，能夠完成電驅(qū)系統(tǒng)散熱、電池包制冷和制熱、乘員艙制冷和制熱、電機(jī)余熱回收、冬季除霜除霧功能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種純電動(dòng)汽車的一體化熱管理系統(tǒng)，包括：

控制器、二位四通電磁閥、乘員艙熱管理回路、電池?zé)峁芾砘芈贰⑾噙B通的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱管理回路和散熱回路；

所述乘員艙熱管理回路內(nèi)具有與所述控制器連接的三通控制閥組，以改變制冷介質(zhì)在所述乘員艙熱管理回路內(nèi)部的流動(dòng)方向；