CN109910548A - 一种新能源汽车电加热暖风装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车电加热暖风装置，包括暖风电子水泵、电加热器、热交换器、空调暖风芯体、水气分离器、暖风膨胀水壶、暖风管路和电池冷却***控制装置；所述水气分离器通过管道连通在暖风电子水泵进水口前端，本发明对传统单PTC（电加热器）+热交换器控制方式进行优化，将暖风回路，由并联回路更改为串联回路，取消分配流量用的电磁阀，使控制简单化，并且降低了成本。由并联回路更改为串联回路，冷却液由并联分配流量更改为全流量流经热交换器和暖风芯体，提高了换热流量；冷却液换热次数由单次换热提升为两次换热；由于提高了换热流量和换热次数，热量得到更加充分的交换，从而提高了热量利用率。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车电加热暖风装置。
背景技术
常规新能源汽车电加热暖风回路和电池冷却回路控制方式之一，是采用单PTC（电加热器）+热交换器控制方式；电池冷却***通常采用单循环回路控制，即冷却液只有一个流动回路，冷却液循环过程如下：水泵-电池包-冷却器（Chiller）-热交换器-水泵（冷却器和热交换器不分前后顺序），从而实现周而复始的循环；常规的单PTC（电加热器）+ 热交换器控制方式，暖风回路为并联回路，即暖风芯体和热交换器并联，冷却液循环过程如下：水泵-PTC-三通电磁阀-（暖风芯体/热交换器）-水泵，通过三通电磁阀来分配流入暖风芯体或热交换器的冷却液流量。当电池包需要加热的时候，PTC工作，冷却液被加热，三通电磁阀往热交换器中通入热冷却液，热量通过热交换，从暖风回路进入电池加热回路，从而加热电池包。当乘员舱需要除霜或者暖风时，PTC工作，三通电磁阀往暖风芯体中通入热冷却液，空调开启暖风，空调鼓风机向暖风风道送风，热量经过热交换，被带到乘员舱。
现有技术缺点：常规新能源汽车电加热暖风***，其回路是并联回路，需要通过三通电磁阀来分配流量，成本较高，且分流之后，热量也被分流，换热效率不理想；并且只经过一次换热，热量利用效率低。
本方案解决问题：改进后的新能源汽车电加热暖风***，将并联回路改为串联回路，取消了三通电磁阀，降低成本，简化控制策略；更改之后热冷却液全流量流经热交换器及暖风芯体，提升了换热流量，更改之后冷却液经过两次换热，热量利用效率更高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种新能源汽车电加热暖风装置，以解决上述背景技术中提出的，现有技术中，并联回路电加热暖风***，控制策略复杂，而且热量利用率不高的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种新能源汽车电加热暖风装置，包括暖风电子水泵、电加热器、热交换器、空调暖风芯体、水气分离器、暖风膨胀水壶、暖风管路和电池冷却***控制装置；
所述水气分离器通过管道连通在暖风电子水泵进水口前端，且所述水气分离器通过补水管路和排气管路与暖风膨胀水壶相连；
所述电加热器通过管道安装在热交换器前端，所述电加热器另一端通过管道与暖风电子水泵出液管连通；
所述空调暖风芯体通过管道连接在热交换器和水气分离器之间，且所述热交换器一侧与电池冷却***控制装置连通；
电池冷却***控制装置包括电池加热回路和电池冷却回路，且所述电池加热回路和电池冷却回路均由动力电池包供电驱动。
具体的，所述电池加热回路包括动力电池包、电池冷却电子水泵、第一节温器、第二节温器、热交换器、水气分离器、电池冷却膨胀水壶和冷却管路，所述第一节温器和第二节温器分别通过冷却管路与热交换器连通。
具体的，所述电池冷却回路包括动力电池包、电池冷却电子水泵、第一节温器、第二节温器、冷却器、水气分离器、电池冷却膨胀水壶、冷却管路、空调制冷回路。
具体的，所述所述第一节温器中间依次通过管道与水气分离器、电池冷却电子水泵和第二节温器连接，且所述电池冷却电子水泵和第二节温器之间管道经过动力电池包。
具体的，所述水气分离器通过补水管路和排气管路与电池冷却膨胀水壶相连。
具体的，所述第一节温器和第二节温器另一端分别通过冷却管路与冷却器连通，所述空调制冷回路安装在冷却器上。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种新能源汽车电加热暖风装置，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明对传统单PTC（电加热器）+热交换器控制方式进行优化，将暖风回路，由并联回路更改为串联回路，取消分配流量用的电磁阀，使控制简单化，并且降低了成本。
2、由并联回路更改为串联回路，冷却液由并联分配流量更改为全流量流经热交换器和暖风芯体，提高了换热流量；冷却液换热次数由单次换热提升为两次换热；由于提高了换热流量和换热次数，热量得到更加充分的交换，从而提高了热量利用率。
附图说明
图1为本发明的结构连接示意图；
图2为本发明中电池冷却***控制装置结构连接示意图；
图中：1、暖风电子水泵；2、电加热器；3、热交换器；4、空调暖风芯体；5、水气分离器；6、暖风膨胀水壶；7、暖风管路；8、电池冷却***控制装置；9、电池加热回路；10、电池冷却回路；11、动力电池包；12、电池冷却电子水泵；13、第一节温器；14、第二节温器；15、电池冷却膨胀水壶16、冷却管路；17、冷却器；18、空调制冷回路。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示的一种新能源汽车电加热暖风装置，包括暖风电子水泵1、电加热器2、热交换器3、空调暖风芯体4、水气分离器5、暖风膨胀水壶6、暖风管路7和和电池冷却***控制装置8。
所述暖风电子水泵1是驱动暖风回路中冷却液循环的动力源，可以设置于暖风回路中的任意位置。
所述水气分离器5，设置于水泵进水口之前，并且通过补水管路和排气管路与暖风膨胀水壶6相连；水气分离器5功能是将水路中的气体分离出来，再将其排入暖风膨胀水壶6，暖风膨胀水壶6的功能是将超过压力设定的气体排出壶体，并对水路中的冷却液进行补偿。在水泵进水口之前，排除冷却液中的空气，能够有效地减少水泵汽蚀现象发生，延长水泵寿命。
所述电加热器2设置于热交换器3之前。
所述热交换器3由于动力电池包加热的优先级高于乘员舱内暖风，故其设置于空调暖风芯体4之前；热交换器3，是暖风回路和电池加热回路连接的纽带，通过热交换器，热量从暖风回路进入到电池加热回路，从而加热动力电池包；空调暖风芯体4设置于乘员舱内，用于加热乘员舱。
所述电池加热回路9是电池冷却***控制装置8中的一个回路，该回路用于负责电池加热功能；电池冷却***控制装置8中的另一个回路为电池冷却回路10，该回路用于负责电池冷却功能。
本发明对传统单PTC电加热器+热交换器控制方式进行优化，将暖风回路，由并联回路更改为串联回路，取消分配流量用的电磁阀，使控制简单化，并且降低了成本。由并联回路更改为串联回路，冷却液由并联分配流量更改为全流量流经热交换器和暖风芯体，提高了换热流量；冷却液换热次数由单次换热提升为两次换热；由于提高了换热流量和换热次数，热量得到更加充分的交换，从而提高了热量利用率。
如图2所示，所述电池冷却***控制装置8，包括电池加热回路9和电池冷却回路10。
所述电池加热回路9包括动力电池包11、电池冷却电子水泵12、第一节温器13、第二节温器14、热交换器3、水气分离器5、电池冷却膨胀水壶15、冷却管路16。
所述第一节温器13其内部阀体为常闭式单阀门结构，当流经感温包的冷却液温度低于设定值时，其阀门常闭；当流经感温包的冷却液温度高于设定值时，其阀门逐渐开启，直至全开；并且该阀体只负责单个通道的开启或关闭，即单阀门结构。
所述第二节温器14，其内部阀体为常开式单阀门结构，当流经感温包的冷却液温度低于设定值时，其阀门常开；当流经感温包的冷却液温度高于设定值时，其阀门逐渐关闭，直至完全关闭；并且该阀体只负责单个通道的开启或关闭，即单阀门结构。
在低于设定温度A条件下，第二节温器14将电池加热回路9打开，第一节温器13将电池冷却回路10关闭；热量通过热交换器3，从暖风回路进入到电池加热回路9，从而加热动力电池包11。
所述电池冷却回路10，包括动力电池包11、电池冷却电子水泵12、第一节温器13、第二节温器14、冷却器17、水气分离器5、电池冷却膨胀水壶15、冷却管路16、空调制冷回路18。
在高于设定温度B条件下B＞A，第二节温器14将电池加热回路9关闭，第一节温器13将电池冷却回路10打开；热量通过冷却器17，从电池冷却回路10进入到空调制冷回路18，通过空调***将热量散发到外部空气中，从而达到对动力电池包降温的目的。
本实施例中，由于节温器是通过感温包来实施控制的，感温包是通过感知冷却液温度变化实现自我调整的，因此感温包需要时刻被冷却液冲击，所以本实施例中，需要保持水泵时刻在运行，当电池包既不需要加热也不需要冷却时，出于节能目的，水泵保持低速运行即可，由于水泵需要变速，本实施例使用的是调速水泵。如果使用定速水泵，则需要控制水泵间断运行，以保证节温器感测到实时水温变化。
所述空调制冷回路18，由于其实施控制方式的差异对本发明没有实质影响，故本发明不再赘述。
所述电池加热回路9和电池冷却回路10的控制方式不仅限于本实施例中所采用的双节温器控制方式，亦可采用双单向电磁阀控制方式，或者三通电磁阀控制方式。
最后应说明的是，在上述的实施方式中，所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域技术人员只要将本发明的方法构思和技术方案未经改进直接应用于其它场合的，或者采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种新能源汽车电加热暖风装置，包括暖风电子水泵（1）、电加热器（2）、热交换器（3）、空调暖风芯体（4）、水气分离器（5）、暖风膨胀水壶（6）、暖风管路（7）和电池冷却***控制装置（8）；
所述水气分离器（5）通过管道连通在暖风电子水泵（1）进水口前端，且所述水气分离器（5）通过补水管路和排气管路与暖风膨胀水壶（6）相连；
所述电加热器（2）通过管道安装在热交换器（3）前端，所述电加热器（2）另一端通过管道与暖风电子水泵（1）出液管连通；
所述空调暖风芯体（4）通过管道连接在热交换器（3）和水气分离器（5）之间，且所述热交换器（3）一侧与电池冷却***控制装置（8）连通；
电池冷却***控制装置（8）包括电池加热回路（9）和电池冷却回路（10），且所述电池加热回路（9）和电池冷却回路（10）均由动力电池包（11）供电驱动。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电加热暖风装置，其特征在于：所述电池加热回路（9）包括动力电池包（11）、电池冷却电子水泵（12）、第一节温器（13）、第二节温器（14）、热交换器（3）、水气分离器（5）、电池冷却膨胀水壶（15）和冷却管路（16），所述第一节温器（13）和第二节温器（14）分别通过冷却管路（16）与热交换器（3）连通。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车电加热暖风装置，其特征在于：所述电池冷却回路（10）包括动力电池包（11）、电池冷却电子水泵（12）、第一节温器（13）、第二节温器（14）、冷却器（17）、水气分离器（5）、电池冷却膨胀水壶（15）、冷却管路（16）、空调制冷回路（18）。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车电加热暖风装置，其特征在于：所述所述第一节温器（13）中间依次通过管道与水气分离器（5）、电池冷却电子水泵（12）和第二节温器（14）连接，且所述电池冷却电子水泵（12）和第二节温器（14）之间管道经过动力电池包（11）。
5.根据权利要求3所述的一种新能源汽车电加热暖风装置，其特征在于：所述水气分离器（5）通过补水管路和排气管路与电池冷却膨胀水壶（15）相连。
6.根据权利要求3所述的一种新能源汽车电加热暖风装置，其特征在于：所述第一节温器（13）和第二节温器（14）另一端分别通过冷却管路（16）与冷却器（17）连通，所述空调制冷回路（18）安装在冷却器（17）上。
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