CN112590493A - 一种集成电池热管理的空调*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成电池热管理的空调***，属于属于电动车汽车热管理技术领域，包括：压缩机、第三温度传感器、室外冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器、鼓风机和第二压力传感器。本发明提出一种集成电池热管理的空调***及其控制方法，通过共用热源以及一个可调位置的三通阀实现两个加热***间的集成，同时为保证电池加热入水温度均匀性，通过热交换器1进行换热；制冷为前蒸采用带截止功能的热力膨胀阀，后蒸采用带电子膨胀阀的板式换热器实现。

Description

一种集成电池热管理的空调***
技术领域
本发明公开了一种集成电池热管理的空调***，属于属于电动车汽车热管理技术领域。
背景技术
电动车由于热源的更换，制热依托动力来源主要为电加热或热泵加热，其中电加热适用温度范围广且技术相对成熟为当前电动车首选加热方案。电加热分直接与空气换热的风暖加热器、与冷冻液换热后再与空气换热的水暖加热器。
对动力***而言，由于电池工作温度范围的限制，传统车直接利用冷却液散热的方式无法满足电池需求，采用制冷剂与冷却液换热成为主流方式。同时，由于电池在适宜的工作温度范围内有较高的SOC，低温环境下对电池加热能有效提升续航里程。
电动车空调***根据整车功能和实现方式的不同，衍生出多种方案。本方案正是在这种前提下，综合考虑技术成熟度、集成度、控制有效性及成本等制定的。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的电动车空调***无法同时兼顾乘员舱空调及电池热管理问题，提出一种集成电池热管理的空调***及其控制方法。
本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：
一种集成电池热管理的空调***，包括：压缩机、第三温度传感器、室外冷凝器、热力膨胀阀、蒸发器、鼓风机和第二压力传感器，所述压缩机与室外冷凝器连接，所述第三温度传感器设置在压缩机与室外冷凝器连接的管路上，所述室外冷凝器与蒸发器连接，所述热力膨胀阀设置在室外冷凝器与蒸发器连接的管路上，所述压缩机与蒸发器连通形成循环水路，所述第二压力传感器设置在压缩机与蒸发器连通的分支管路上，所述鼓风机设置在蒸发器侧面。
优选的是，还包括第二热交换器、第二温度传感器、第二电动水泵和第一温度传感器，所述室外冷凝器与第二热交换器连接，所述第二热交换器与第二电动水泵连接，所述第二电动水泵与动力电池连接，所述第一温度传感器设置在第二电动水泵与动力电池连接的管路上，所述第二热交换器与压缩机与蒸发器连通的分支管路连接，所述第二温度传感器设置在压缩机与蒸发器连通的分支管路且与第二压力传感器相邻。
优选的是，还包括：PTC加热器、第四温度传感器和电子三通阀、第一电动水泵和第一热交换器，所述第一热交换器分别与动力电池、第二热交换器和第一电动水泵连接，所述第一电动水泵与PTC加热器连接，所述PTC加热器与第一热交换器连通形成循环水路，所述电子三通阀设置在PTC加热器与第一热交换器之间，所述第四温度传感器设置在PTC加热器与电子三通阀连接管路之间。
优选的是，还包括暖风芯体，所述暖风芯体分别与第一电动水泵和第一热交换器分支管路和电子三通阀连接。
优选的是，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱一端与第二热交换器与第二电动水泵分支管路连接，所述膨胀水箱另一端与第一热交换器与第二热交换器分支管路连接，所述膨胀水箱一端与第一电动水泵和第一热交换器分支管路连接，所述膨胀水箱另一端与第一电动水泵与PTC加热器分支管路连接。
本发明相对于现有而言具有的有益效果：
本发明提出一种集成电池热管理的空调***及其控制方法，通过共用热源以及一个可调位置的三通阀实现两个加热***间的集成，同时为保证电池加热入水温度均匀性，通过热交换器1进行换热；制冷为前蒸采用带截止功能的热力膨胀阀，后蒸采用带电子膨胀阀的板式换热器实现。
附图说明
图1为本发明一种集成电池热管理的空调***的框架图。
图中：1、压缩机，2、第三温度传感器，3、第一压力传感器，4、冷凝器，5、热力膨胀阀，6、蒸发器，7、鼓风机，8、第二压力传感器，9、第二温度传感器，10、第一热交换器，11、PTC加热器，12、第四温度传感器，13、电子三通阀，14、暖风芯体，15、第一电动水泵，16、第二热交换器，17、第二电动水泵，18、第一温度传感器。
具体实施方式
以下根据附图1对本发明做进一步说明：
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明第一实施例在现有技术的基础上提供了一种集成电池热管理的空调***，其特征在于，包括：压缩机1、第一压力传感器3、第三温度传感器2、室外冷凝器4、热力膨胀阀5、蒸发器6、鼓风机7和第二压力传感器8，压缩机1与室外冷凝器4连接，第三温度传感器2和第一压力传感器3设置在压缩机1与室外冷凝器4连接的管路上，室外冷凝器4与蒸发器6连接，热力膨胀阀5设置在室外冷凝器4与蒸发器6连接的管路上，压缩机1与蒸发器6连通形成循环水路，第二压力传感器8设置在压缩机1与蒸发器6连通的分支管路上，鼓风机7设置在蒸发器6侧面。
本发明还包括第二热交换器16、第二温度传感器9、第二电动水泵17和第一温度传感器18，室外冷凝器4与第二热交换器6连接，第二热交换器16与第二电动水泵17连接，第二电动水泵17与动力电池连接，第一温度传感器18设置在第二电动水泵17与动力电池连接的管路上，第二热交换器16与压缩机1与蒸发器6连通的分支管路连接，第二温度传感器9设置在压缩机1与蒸发器6连通的分支管路且与第二压力传感器8相邻。
本发明还包括：PTC加热器11、第四温度传感器12和电子三通阀13、第一电动水泵15和第一热交换器10，第一热交换器10分别与动力电池、第二热交换器16和第一电动水泵15连接，第一电动水泵15与PTC加热器11连接，PTC加热器11与第一热交换器10连通形成循环水路，电子三通阀13设置在PTC加热器11与第一热交换器10之间，第四温度传感器12设置在PTC加热器11与电子三通阀13连接管路之间。
本发明还包括暖风芯体4，暖风芯体14分别与第一电动水泵15和第一热交换器10分支管路和电子三通阀13连接。
本发明还包括膨胀水箱，膨胀水箱一端与第二热交换器16与第二电动水泵17分支管路连接，膨胀水箱另一端与第一热交换器10与第二热交换器16分支管路连接，膨胀水箱一端与第一电动水泵15和第一热交换器10分支管路连接，膨胀水箱另一端与第一电动水泵15与PTC加热器11分支管路连接。
室外冷凝器4、第一压力传感器3、压缩机1、蒸发器6、第二压力传感器8、第二温度传感器9、第二热交换器16和热力膨胀阀5构成制冷剂回路，第一热交换器10、第二热交换器16、第二电动水泵17、第一温度传感器18和动力电池连接构成循环水路，第一热交换器10、PTC加热器11、第四温度传感器12、电子三通阀13、暖风芯体14和第一电动水泵15构成循环水路，膨胀水箱一端与第二热交换器16与第二电动水泵17分支管路连接进行补水，膨胀水箱另一端与第一热交换器10与第二热交换器16分支管路连接进行除气，膨胀水箱一端与第一电动水泵15和第一热交换器10分支管路连接进行补水，膨胀水箱另一端与第一电动水泵15与PTC加热器11分支管路连接进行除气。
本发明可实现乘员舱制冷、电池冷却、乘员舱制冷+电池冷却、乘员舱制热、电池加热、乘员舱+电池加热，6种功能如下：
第一功能：压缩机1、第三温度传感器2、冷凝器4、热力膨胀阀5、蒸发器6、鼓风机7、第二压力传感器8构成了乘员舱制冷***工作部件。当乘员舱制冷时，截止阀打开，电子膨胀阀关闭，避免冷量进入中间换热器产生能量浪费。
第二功能：压缩机1、第三温度传感器2、冷凝器4、第二热交换器16、第二温度传感器9、第二压力传感器8、第二电动水泵17和第一温度传感器18构成了电池冷却***工作部件，电池冷却功能开启时，截止阀关闭，电子膨胀阀打开，电动水泵2工作避免冷量窜入乘员舱影响乘员舒适性。
第三功能:压缩机1、第三温度传感器2、冷凝器4、第二热交换器16、第二温度传感器9、第二压力传感器8、第二电动水泵17、第一温度传感器18、热力膨胀阀5、蒸发器6和鼓风机7构成了乘员舱制冷+电池冷却。
第四功能：PTC加热器11、第一电动水泵15、第四温度传感器12、电子三通阀13、暖风芯体14和鼓风机7构成了暖风水路。
第五功能：PTC加热器11、第一电动水泵15、第四温度传感器12、电子三通阀13、第一热交换器10、第二电动水泵17和第一温度传感器18构成了电池加热回路。
第六功能：PTC加热器11、第一电动水泵15、第四温度传感器12、电子三通阀13、第一热交换器10、第二电动水泵17、第一温度传感器18、暖风芯体14和鼓风机7构成了电池加热回路。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种集成电池热管理的空调***，其特征在于，包括：压缩机(1)、第三温度传感器(2)、室外冷凝器(4)、热力膨胀阀(5)、蒸发器(6)、鼓风机(7)和第二压力传感器(8)，所述压缩机(1)与室外冷凝器(4)连接，所述第三温度传感器(2)设置在压缩机(1)与室外冷凝器(4)连接的管路上，所述室外冷凝器(4)与蒸发器(6)连接，所述热力膨胀阀(5)设置在室外冷凝器(4)与蒸发器(6)连接的管路上，所述压缩机(1)与蒸发器(6)连通形成循环水路，所述第二压力传感器(8)设置在压缩机(1)与蒸发器(6)连通的分支管路上，所述鼓风机(7)设置在蒸发器(6)侧面。
2.根据权利要求1所述的一种集成电池热管理的空调***，其特征在于，还包括第二热交换器(16)、第二温度传感器(9)、第二电动水泵(17)和第一温度传感器(18)，所述室外冷凝器(4)与第二热交换器(16)连接，所述第二热交换器(16)与第二电动水泵(17)连接，所述第二电动水泵(17)与动力电池连接，所述第一温度传感器(18)设置在第二电动水泵(17)与动力电池连接的管路上，所述第二热交换器(16)与压缩机(1)与蒸发器(6)连通的分支管路连接，所述第二温度传感器(9)设置在压缩机(1)与蒸发器(6)连通的分支管路且与第二压力传感器(8)相邻。
3.根据权利要求2所述的一种集成电池热管理的空调***，其特征在于，还包括：PTC加热器(11)、第四温度传感器(12)和电子三通阀(13)、第一电动水泵(15)和第一热交换器(10)，所述第一热交换器(10)分别与动力电池、第二热交换器(16)和第一电动水泵(15)连接，所述第一电动水泵(15)与PTC加热器(11)连接，所述PTC加热器(11)与第一热交换器(10)连通形成循环水路，所述电子三通阀(13)设置在PTC加热器(11)与第一热交换器(10)之间，所述第四温度传感器(12)设置在PTC加热器(11)与电子三通阀(13)连接管路之间。
4.根据权利要求3所述的一种集成电池热管理的空调***，其特征在于，还包括暖风芯体(14)，所述暖风芯体(14)分别与第一电动水泵(15)和第一热交换器(10)分支管路和电子三通阀(13)连接。
5.根据权利要求3所述的一种集成电池热管理的空调***，其特征在于，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱一端与第二热交换器(16)与第二电动水泵(17)分支管路连接，所述膨胀水箱另一端与第一热交换器(10)与第二热交换器(16)分支管路连接，所述膨胀水箱一端与第一电动水泵(15)和第一热交换器(10)分支管路连接，所述膨胀水箱另一端与第一电动水泵(15)与PTC加热器(11)分支管路连接。
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