CN113547893B - 车辆及其热管理*** - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种车辆及其热管理***，热管理***具有第一工作模式和第二工作模式，包括：电池包换热模块，包括电池包；制冷模块，包括冷却器，在第一工作模式，冷却器的被冷却介质的出口和入口分别与电池包的换热介质的入口和出口连通，制冷模块被配置为在第一工作模式向冷却器提供冷媒以冷却被冷却介质；电机电控换热模块，包括电机电控***和散热器，电机电控***的换热介质的入口和出口分别与散热器的散热介质的出口和入口连通，在第二工作模式，散热器的散热介质的出口和入口还分别与电池包的换热介质的入口和出口连通；和控制模块，包括控制阀组和控制器，控制阀组被配置为根据控制器发出的控制信号切换热管理***的工作模式。

Description

车辆及其热管理***

技术领域

本公开涉及工程机械领域，特别涉及一种车辆及其热管理***。

背景技术

随着工程机械领域向新能源技术方向发展。挖掘机、装载机等工程机械的电动化趋势愈发明显。电动工程机械的热管理***包括电池包的热管理***、电机电控***的热管理***以及驾驶室的空调***。由于电池包和电机电控***的性能、寿命及可靠性受温度的影响较大，电池包和电机电控***的热管理也不断面临新的要求，如何构建集节能高效、舒适、安全于一体的电动工程机械的热管理***成为一个重要问题。

已知的相关技术中，电机电控***和电池包的温控***主要基于液冷方式构建，其中，电池包主要采用空调***制冷结合板式换热器实现散热，而电池包主要采用电池包自带的加热膜实现加热，缺乏其它散热或加热方式，成本较高；热管理***中用于冷却电池包和电机电控***的冷却循环回路相对独立地设置，元件较多，电机电控***产生的余热也难以被充分利用。此外，已知的相关技术中，驾驶室的空调***制热缓慢，影响操作舒适性，并且能耗较高，不利于降低成本和延长工程机械的连续工作时间。

发明内容

本公开的目的在于提供一种车辆及其热管理***。

本公开的第一方面提供一种车辆的热管理***，具有第一工作模式和第二工作模式，所述热管理***包括：

电池包换热模块，包括电池包；

制冷模块，包括冷却器，在所述第一工作模式，所述冷却器的被冷却介质的出口和入口分别与所述电池包的换热介质的入口和出口连通，所述制冷模块被配置为在所述第一工作模式向所述冷却器提供冷媒以冷却所述被冷却介质；

电机电控换热模块，包括电机电控***和散热器，所述电机电控***的换热介质的入口和出口分别与所述散热器的散热介质的出口和入口连通，在所述第二工作模式，所述散热器的散热介质的出口和入口还分别与所述电池包的换热介质的入口和出口连通；和

控制模块，包括控制阀组和控制器，所述控制器与所述控制阀组信号连接，所述控制阀组被配置为根据所述控制器发出的控制信号切换所述热管理***的工作模式。

根据本公开的一些实施例，

所述制冷模块还包括压缩机、冷凝器、第一膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀和所述冷却器顺次连接形成第一制冷回路，所述第一制冷回路被配置为在所述第一工作模式对所述电池包制冷；

所述制冷模块还包括第二膨胀阀和蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二膨胀阀和所述蒸发器顺次连接形成第二制冷回路，所述第二制冷回路被配置为利用流过所述蒸发器的气体对所述车辆的驾驶室制冷。

根据本公开的一些实施例，所述热管理***还具有第三工作模式，所述热管理***还包括制热模块，所述制热模块包括换热介质加热器，在所述第三工作模式，所述换热介质加热器的被加热介质的出口和入口分别与所述电池包的换热介质的入口和出口连通。

根据本公开的一些实施例，

所述制热模块还包括暖风芯体和气体加热器，所述换热介质加热器的被加热介质的出口和入口分别与所述暖风芯体的入口和所述电池包的换热介质的出口连通，以通过所述被加热介质加热流过所述暖风芯体的气体，所述气体加热器设置于所述暖风芯体上以直接加热流过所述暖风芯体的气体；

在所述第三工作模式，所述暖风芯体的出口与所述电池包的换热介质的入口连通，所述换热介质加热器、所述暖风芯体和所述电池包顺次连接形成第一制热回路，所述第一制热回路被配置为对所述电池包和/或所述车辆的驾驶室制热。

根据本公开的一些实施例，

在所述第二工作模式，所述散热器的散热介质的出口和入口分别与所述冷却器的被冷却介质的入口和所述电池包的换热介质的出口连通，所述冷却器的被冷却介质的出口与所述电池包的换热介质的入口连通；

在所述第三工作模式，所述换热介质加热器的被加热介质的出口和入口分别与所述冷却器的被冷却介质的入口和所述电池包的换热介质的出口连通，所述冷却器的被冷却介质的出口与所述电池包的换热介质的入口连通。

根据本公开的一些实施例，

所述控制阀组包括第一控制阀，具有第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口，所述第一控制阀的第一阀口与所述电池包的换热介质的出口和所述散热器的散热介质的入口连接，所述第一控制阀的第二阀口与所述冷却器的被冷却介质的入口连接，所述第一控制阀的第三阀口与所述电池包的换热介质的入口和所述加热器的被加热介质的入口连接，所述第一控制阀的第四阀口与所述加热器的被加热介质的出口连接；

其中，在所述第一工作模式，所述第一控制阀的第一阀口和所述第一控制阀的第二阀口连通，所述第一控制阀的第三阀口和所述第一控制阀的第四阀口连通，在所述第二工作模式，所述第一控制阀的第一阀口和所述第一控制阀的第四阀口连通，所述第一控制阀的第二阀口和所述第一控制阀的第三阀口连通，在所述第三工作模式，所述第一控制阀的第一阀口和所述第一控制阀的第三阀口连通，所述第一控制阀的第二阀口和所述第一控制阀的第四阀口连通。

根据本公开的一些实施例，所述热管理***还包括温度检测模块，所述温度检测模块被配置为获取所述电池包和/或所述电机电控***的温度数据，所述控制器被配置为根据所述温度数据向所述控制阀组发出切换所述热管理***的工作模式的控制信号。

根据本公开的一些实施例，所述温度检测模块包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别用于检测所述电池包的换热介质的出口和入口的温度，所述控制器被配置为：

所述电池包的换热介质的出口的温度高于入口的温度且所述电池包的换热介质的出口和入口的温差大于或等于制冷温差限值时，向所述控制阀组发出使所述热管理***处于所述第一工作模式的控制信号；

所述电池包的换热介质的出口的温度高于入口的温度且所述电池包的换热介质的出口和入口的温差位于所述制冷温差限值和制热温差限值之间时，向所述控制阀组发出使所述热管理***处于所述第二工作模式的控制信号，所述制冷温差限值大于所述制热温差限值；

所述电池包的换热介质的出口的温度高于入口的温度且所述电池包的换热介质的出口和入口的温差小于或等于所述制热温差限值时，或，所述电池包的换热介质的出口的温度低于入口的温度时，向所述控制阀组发出使所述热管理***处于所述第三工作模式的控制信号。

根据本公开的一些实施例，

所述温度检测模块还包括第三温度传感器，所述第三温度传感器用于检测所述电机电控***的换热介质的出口的温度，所述控制器还与所述电机电控换热模块信号连接；

在所述第二工作模式，所述控制器被进一步配置为根据所述电机电控***的换热介质的出口的温度向所述电机电控换热模块发出调节所述散热器的散热功率的控制信号，以使流经所述散热器的换热介质成为所述电池包的冷却介质或加热介质。

本公开的第二方面提供一种车辆，包括本公开第一方面所述的热管理***。

根据本公开的一些实施例，所述车辆为电动挖掘机。

本公开的实施例提供的热管理***可根据电池包的散热需求在不同的工作模式之间切换，当电池包的散热需求较高时，电池包可在热管理***的第一工作模式通过制冷模块的冷却器散热，当电池包的散热需求较低时，电池包可在热管理***的第二工作模式直接通过电机电控模块的散热器散热，不需要启动制冷模块。通过采用不同的电池包的散热方式，可以减少制冷模块的启动频率，利于降低能耗，提升电池包的工作时长。

本公开的实施例提供的车辆由于采用本公开实施例提供的热管理***，可以增强续航能力，降低使用成本。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的一些实施例的热管理***在第一工作模式的原理图。

图2为图1所示的热管理***在第二工作模式的原理图。

图3为图1所示的热管理***在第三工作模式的原理图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，这些技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

本公开的实施例提供一种车辆的热管理***和包括该热管理***的车辆。

如图1至图3所示，本公开的实施例提供的热管理***具有第一工作模式和第二工作模式，热管理***包括电池包换热模块、制冷模块、电机电控换热模块和控制模块。

电池包换热模块包括电池包11。

制冷模块包括冷却器34。如图1所示，在第一工作模式，冷却器34的被冷却介质的出口和入口分别与电池包11的换热介质的入口和出口连通，电池包11的换热介质从电池包11吸热后可通过冷却器34散热，实现电池包11的冷却。制冷模块被配置为在第一工作模式向冷却器34提供冷媒以冷却被冷却介质。

在环境温度较高或电池包11充电的电流较大的情况下，可以通过制冷模块对电池包11制冷，以使电池包11达到适宜的使用温度范围，以使电池包安全工作，延长电池包的寿命，并降低能耗。

电机电控换热模块包括电机电控***21和散热器22。电机电控***21的换热介质的入口和出口分别与散热器22的散热介质的出口和入口连通，电机电控***21的换热介质从电机电控***21吸热后通过散热器22散热，实现电机电控***21的冷却。如图2所示，在第二工作模式，散热器22的散热介质的出口和入口还分别与电池包11的换热介质的入口和出口连通，电池包11的换热介质从电池包11吸热后还可通过散热器22散热，实现电池包11的冷却。

控制模块包括控制阀组和控制器。控制器与控制阀组信号连接，控制阀组被配置为根据控制器发出的控制信号切换热管理***的工作模式。

本公开的实施例提供的热管理***可根据电池包的散热需求在不同的工作模式之间切换，当电池包的散热需求较高时，电池包可在热管理***的第一工作模式通过制冷模块的冷却器散热，当电池包的散热需求较低时，电池包可在热管理***的第二工作模式直接通过电机电控模块的散热器散热，不需要启动制冷模块。通过采用不同的电池包的散热方式，可以减少制冷模块的启动频率，利于降低能耗，提升电池包的工作时长。

在一些实施例中，如图1至图3所示，制冷模块还包括压缩机31、冷凝器32、第一膨胀阀33、第二膨胀阀35和蒸发器36。

压缩机31、冷凝器32、第一膨胀阀33和冷却器34顺次连接形成第一制冷回路C1，第一制冷回路C1被配置为在第一工作模式对电池包11制冷。第一膨胀阀33可采用电子膨胀阀，以更加精确地控制第一制冷回路C1的制冷量，从而在第一工作模式下更好地匹配电池包11的散热需求。

压缩机31、冷凝器32、第二膨胀阀35和蒸发器36顺次连接形成第二制冷回路C2，第二制冷回路C2被配置为利用流过蒸发器36的气体对车辆的驾驶室制冷。流过蒸发器36的气体可以由车辆的送风装置82提供。

制冷模块既可以通过冷却器34为车辆的电池包11制冷，又可以通过蒸发器36为车辆的驾驶室制冷，电池包11和车辆的驾驶室可以共用压缩机31和冷凝器32。并且，冷凝器32和散热器22可以共用散热风扇***81。以上关于制冷模块的设置利于简化管路和元件的布置方式，从而简化热管理***的结构。

车辆在低温环境下充电时，电池包11的温度较低，电池的活性降低，导致电池包11的充电时间大幅增加。

为改善上述问题，在一些实施例中，热管理***还具有第三工作模式，热管理***还包括制热模块。制热模块包括换热介质加热器41。如图3所示，在第三工作模式，换热介质加热器41的被加热介质的出口和入口分别与电池包11的换热介质的入口和出口连通，电池包11的换热介质从换热介质加热器41吸热后可向电池包11放热，实现对电池包11的制热，利于提高电池包11的充电效率。

在低温环境下，可以通过制热模块对电池包11制热，以使电池包11达到适宜的使用温度范围，从而提升电池包11在低温环境下的充电效率。

在一些实施例中，如图1至图3所示，制热模块还包括暖风芯体43和气体加热器42。换热介质加热器41的被加热介质的出口和入口分别与暖风芯体43的入口和电池包11的换热介质的出口连通，以通过被加热介质加热流过暖风芯体43的气体，气体加热器42设置于暖风芯体43上以直接加热流过暖风芯体43的气体。换热介质加热器41和气体加热器42可以采用PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器，例如，换热介质加热器41可采用PTC水暖加热器，气体加热器可采用PTC风暖加热器。为了简化热管理***的结构，暖风芯体43和蒸发器也可以共用送风装置82。在第三工作模式，暖风芯体43的出口与电池包11的换热介质的入口连通，换热介质加热器41、暖风芯体43和电池包11顺次连接形成第一制热回路，第一制热回路被配置为对电池包11和/或车辆的驾驶室制热。

根据车辆驾驶室的制热需求，在第一制热回路中，可以选择性地启动换热介质加热器41和气体加热器42。

例如，由于常用的PTC风暖加热器等气体加热器制热速度较快、能耗较高，而PTC水暖加热器制热速度较慢、能耗较低，可以先启动气体加热器42，直接加热流过暖风芯体43的气体，实现对驾驶室的快速制热；再启动换热介质加热器41，加热从换热介质加热器41流向暖风芯体43的被加热介质，再由被加热介质加热流过暖风芯体43的气体，实现对驾驶室的进一步制热或保温，从而降低能耗，提升低温环境下驾驶室的制热速度，进而提升操作人员的操作舒适性。

而当车辆的驾驶室的制热需求较低时，也可以不启动换热介质加热器41和气体加热器42，可以将电池包11自身产生的热量通过电池包11的换热介质输送至暖风芯体43，并加热流过暖风芯体43的气体，实现对驾驶室的制热。以上设置可以实现车辆的驾驶室制热和电池包制热的综合管理。

在一些实施例中，如图2所示，在第二工作模式，散热器22的散热介质的出口和入口分别与冷却器34的被冷却介质的入口和电池包11的换热介质的出口连通，冷却器34的被冷却介质的出口与电池包11的换热介质的入口连通；如图3所示，在第三工作模式，换热介质加热器41的被加热介质的出口和入口分别与冷却器34的被冷却介质的入口和电池包11的换热介质的出口连通，冷却器34的被冷却介质的出口与电池包11的换热介质的入口连通。

以上实施例中，通过改变冷却器34的被冷却介质的入口与热管理***中的其它部件的连接关系，即可切换热管理***的工作模式，利于简化管路的布置、简化热管理***的结构。

在一些实施例中，如图1至图3所示，作为实现切换热管理***的工作模式的具体形式，控制阀组包括第一控制阀51。第一控制阀51具有第一阀口51A、第二阀口51B、第三阀口51C和第四阀口51D，第一控制阀51的第一阀口51A与电池包11的换热介质的出口和散热器22的散热介质的入口连接，第一控制阀51的第二阀口51B与冷却器34的被冷却介质的入口连接，第一控制阀51的第三阀口51C与电池包11的换热介质的入口和加热器的被加热介质的入口连接，第一控制阀51的第四阀口51D与加热器的被加热介质的出口连接。在第一工作模式，第一控制阀51的第一阀口51A和第一控制阀51的第二阀口51B连通，第一控制阀51的第三阀口51C和第一控制阀51的第四阀口51D连通，在第二工作模式，第一控制阀51的第一阀口51A和第一控制阀51的第四阀口51D连通，第一控制阀51的第二阀口51B和第一控制阀51的第三阀口51C连通，在第三工作模式，第一控制阀51的第一阀口51A和第一控制阀51的第三阀口51C连通，第一控制阀51的第二阀口51B和第一控制阀51的第四阀口51D连通。第一控制阀51可以是满足以上功能的换向阀，例如四通阀。在设置第一控制阀51的基础上，在热管理***中还可以设置更多的方向控制阀和流量控制阀，以更精确地控制热管理***中换热介质的流向和流量。

在一些实施例中，热管理***还包括温度检测模块，温度检测模块被配置为获取电池包11和/或电机电控***21的温度数据，控制器被配置为根据温度数据向控制阀组发出切换热管理***的工作模式的控制信号。

温度数据可以包括电池包11的换热介质的入口的温度和出口的温度。根据电池包11的换热介质的出口和入口的温差，可以获取电池包11的发热情况，从而判断电池包11需要散热还是加热。若电池包11的换热介质的出口的温度高于入口的温度，电池包11的换热介质的出口和入口的温差较大时，表明电池包11发热量较大，电池包11的散热需求较高，电池包11须通过第一制冷回路散热以使自身处于适宜的使用温度范围；而电池包11的换热介质的出口和入口的温差较小时，表明电池包11的发热量可能不足以使自身处于适宜的使用温度范围，须通过第一制热回路制热以实现电池包11的预热或保温。若电池包11的换热介质的出口的温度低于入口的温度，表明电池包11可能处于低温环境，电池包11同样须通过第一制热回路制热以实现电池包11的预热或保温。因此，控制器可以根据电池包11的换热介质的出口和入口的温差向控制阀组发出使热管理***处于何种工作模式的控制信号。

为实现上述功能，在一些实施例中，温度检测模块包括第一温度传感器61和第二温度传感器62，第一温度传感器61和第二温度传感器62分别用于检测电池包11的换热介质的出口和入口的温度。电池包11的换热介质的出口的温度高于入口的温度且电池包11的换热介质的出口和入口的温差大于或等于制冷温差限值时，电池包11须通过第一制冷回路制冷才能达到适宜的使用温度范围，控制器被配置为向控制阀组发出使热管理***处于第一工作模式的控制信号；电池包11的换热介质的出口的温度高于入口的温度且电池包11的换热介质的出口和入口的温差位于制冷温差限值和制热温差限值之间时，为达到适宜的使用温度范围，电池包11可以通过散热器22散热的方式进行冷却，或利用电机电控***21产生的余热进行预热或保温，控制器被配置为向控制阀组发出使热管理***处于第二工作模式的控制信号，制冷温差限值大于制热温差限值；电池包11的换热介质的出口的温度高于入口的温度且电池包11的换热介质的出口和入口的温差小于或等于制热温差限值时，或电池包11的换热介质的出口的温度低于入口的温度时，电池包11须通过第一制热回路制热才能达到适宜的使用温度范围，控制器被配置为向控制阀组发出使热管理***处于第三工作模式的控制信号。

以上实施例中，热管理***根据制冷温差限值和制热温差限值切换工作模式，制冷温差限值和制热温差限值可根据制冷模块的制冷性能、制热模块的制热性能、散热器22的散热性能以及热管理***中其它相关的性能参数设定。

温度数据还可以包括电机电控***21的换热介质的出口的温度。根据电机电控***21的换热介质的出口的温度，可以判断电机电控***21的散热需求。在第二工作模式，散热器22的散热介质的出口和入口分别与电池包11的换热介质的入口和出口连通，结合电池包11的换热介质的入口的温度和出口的温度，可以进一步判断电池包11是否可以通过电机电控换热模块的散热器22散热，以及电池包11是否可以利用电机电控***21产生的余热进行预热。

为实现上述功能，在一些实施例中，温度检测模块还包括第三温度传感器63，第三温度传感器63用于检测电机电控***21的换热介质的出口的温度。控制器还与电机电控换热模块信号连接。在第二工作模式，控制器被进一步配置为根据电机电控***21的换热介质的出口的温度向电机电控换热模块发出调节散热器22的散热功率的控制信号，以使流经散热器22的换热介质成为电池包11的冷却介质或加热介质。调节散热器22的散热功率可以通过调节散热风扇***81中风扇的转速实现，此时调节散热器22的散热功率的控制信号作为调节散热风扇***81中风扇的转速的控制信号。

例如，在车辆工作过程中，当第三温度传感器63检测的电机电控***21的换热介质的出口的温度低于25℃，且电池包11的换热介质的出口和入口的温差小于制冷温差限值时，表明电机电控***21的散热需求较低，可以通过提高风扇的转速适当增大散热器22的散热功率，电池包11的换热介质从电池包11吸热后通过散热器22散热，此时流经散热器22的换热介质作为电池包11的冷却介质。

又例如，在车辆工作过程中，当电机电控***21的换热介质的出口的温度在25℃～50℃之间，且电池包11的换热介质的出口和入口的温差大于制热温差限值时，可以通过降低风扇的转速适当减小散热器22的散热功率，电机电控***21的换热介质从电机电控***21吸热后流至散热器22，再流至电池包11的换热介质通道并向电池包11放热，此时流经散热器22的换热介质作为电池包11的加热介质。

下面对图1至图3所示的实施例的热管理***作进一步说明。图1至图3中箭头的指向代表电池包的换热介质的流动方向或电机电控***的换热介质的流动方向。热管理***中未说明的部件和部件的功能、部件间的位置关系等均可参照前面的相关描述。

热管理***包括电池包换热模块、电机电控换热模块、制冷模块、制热模块、温度检测模块和控制模块。

电池包换热模块包括电池包11和第一泵送装置12。第一泵送装置12用于使电池包11的换热介质循环流动。

电机电控换热模块包括顺次连接形成传热回路的电机电控***21、散热器22和第二泵送装置23。散热器22可以是低温散热器。第二泵送装置23用于使电机电控***21的换热介质循环流动，电机电控***21的换热介质从电机电控***21吸热后通过散热器22散热，实现电机电控***21的冷却。

制冷模块包括压缩机31、冷凝器32、第一膨胀阀33、冷却器34、第二膨胀阀35和蒸发器36。其中，压缩机31、冷凝器32、第一膨胀阀33和冷却器34顺次连接形成第一制冷回路C1，压缩机31、冷凝器32、第二膨胀阀35和蒸发器36顺次连接形成第二制冷回路C2。

制热模块包括换热介质加热器41、气体加热器42和暖风芯体43和第三泵送装置44。第三泵送装置44用于使电机电控***21的换热介质循环流动。

温度检测模块包括第一温度传感器61、第二温度传感器62和第三温度传感器63。第一温度传感器61设置于电池包11的换热介质的出口，第二温度传感器62设置于电池包11的换热介质的入口，第三温度传感器63设置于电机电控***21的换热介质的出口。

控制模块包括控制阀组和与控制阀组信号连接的控制器。控制阀组包括第一控制阀51、第二控制阀52、第三控制阀53和第四控制阀54。

第一控制阀51的第一阀口51A与电池包11的换热介质的出口和散热器22的散热介质的入口连接，第一控制阀51的第二阀口51B与冷却器34的被冷却介质的入口连接，第一控制阀51的第三阀口51C与电池包11的换热介质的入口和加热器的被加热介质的入口连接，第一控制阀51的第四阀口51D与加热器的被加热介质的出口连接。

第二控制阀52、第三控制阀53和第四控制阀54均为三通阀，用于限制和调整换热介质的流向。第二控制阀52的第一阀口52A与第二泵送装置23的入口连接，第二控制阀52的第二阀口52B与第三泵送装置44的入口和第三控制阀53的第三阀口53C连接，第二控制阀52的第三阀口52C与散热器22的散热介质的出口连接。

第三控制阀53的第一阀口53A与第一控制阀51的第四阀口连接，第三控制阀53的第二阀口53B与冷却器34的被冷却介质的出口和电池包11的换热介质的入口连接，第三控制阀53的第三阀口53C还与第三泵送装置44的入口连接。

第四控制阀54的第一阀口54A与电机电控***21的换热介质的出口连接，第四控制阀54的第二阀口54B与散热器22的散热介质的入口连接，第四控制阀54的第三阀口54C与第一控制阀51的第一阀口51A和电池包11的换热介质的出口连接。

为维持热管理***中换热介质的压力稳定，热管理***还包括第一膨胀水箱71和第二膨胀水箱72。第一膨胀水箱71设置于第一控制阀的第四阀口51D和电池包11的换热介质的出口之间，第二膨胀水箱72设置于散热器22的散热介质的出口和第二控制阀52的第三阀口52C之间。

在环境温度较高或电池包11充电的电流较大的情况下，当电池包11的换热介质的出口的温度高于入口的温度且电池包11的换热介质的出口和入口的温差大于或等于制冷温差限值，可使热管理***处于第一工作模式，并启动压缩机31，通过第一制冷回路对电池包11制冷。

在第一工作模式，第一控制阀51的第一阀口51A和第一控制阀51的第二阀口51B连通，第一控制阀51的第三阀口51C和第一控制阀51的第四阀口51D连通，冷却器34的被冷却介质的出口和入口分别与电池包11的换热介质的入口和出口连通，第一泵送装置12、冷却器34、电池包11顺次连接形成换热回路。电池包11的换热介质从电池包11吸热后在冷却器34内与冷媒换热，冷媒吸收电池包11的换热介质的热量，实现对电池包11的冷却。

在车辆的工作过程中，当电机电控***21的换热介质的出口的温度低于25℃，且电池包11的换热介质的出口和入口的温差小于制冷温差限值，可使热管理***处于第二工作模式，此时不启动压缩机31，电池包11通过散热器22散热。

在第二工作模式，第一控制阀51的第一阀口51A和第一控制阀51的第四阀口51D连通，第一控制阀51的第二阀口51B和第一控制阀51的第三阀口51C连通。散热器22的散热介质的出口和入口分别与冷却器34的被冷却介质的入口和电池包11的换热介质的出口连通，冷却器34的被冷却介质的出口与电池包11的换热介质的入口连通。

电池包11的换热介质由电池包11依次流经第四控制阀54的第三阀口54C和第二阀口54B，在散热器22散热后依次流经膨胀水箱72、第二控制阀52的第三阀口52C和第二阀口52B、第三控制阀53的第三阀口53C和第一阀口53A、第一控制阀51的第三阀口51C和第二阀口52B以及第一泵送装置12后回到电池包11，实现电池包11的散热。

在车辆的工作过程中，当电机电控***21的换热介质的出口的温度在25℃～50℃之间，且电池包11的换热介质的出口和入口的温差大于制热温差限值时，也可使热管理***处于第二工作模式，利用电机电控***21产生的余热进行预热或保温。

电机电控***21的换热介质由电机电控***21流向散热器22，部分换热介质由散热器22依次流经膨胀水箱72、第二控制阀52的第三阀口52C和第二阀口52B、第三控制阀53的第三阀口53C和第一阀口53A、第一控制阀51的第三阀口51C和第二阀口52B以及第一泵送装置12后向电池包11放热，对电池包11预热或保温。

在低温环境下，当电池包11的换热介质的出口的温度高于入口的温度且电池包11的换热介质的出口和入口的温差小于或等于制热温差限值，或电池包11的换热介质的出口的温度低于入口的温度，可使热管理***处于第三工作模式，并启动换热介质加热器41，通过第一换热回路对电池包11预热或保温。

在第三工作模式，第一控制阀51的第一阀口51A和第一控制阀51的第三阀口51C连通，第一控制阀51的第二阀口51B和第一控制阀51的第四阀口51D连通。换热介质加热器41的被加热介质的出口和入口分别与冷却器34的被冷却介质的入口和电池包11的换热介质的出口连通，冷却器34的被冷却介质的出口与电池包11的换热介质的入口连通。

电池包11的换热介质由电池包11依次流经第一控制阀51的第一阀口51A和第三阀口51C、第三控制阀53的第一阀口53A和第三阀口53C以及第三泵送装置44，再经过换热介质加热器41加热后，依次流经暖风芯体43、第一泵送装置12、冷却器34后向电池包11放热，实现对电池包11的制热。

当驾驶室需要制热时，可以先启动气体加热器42，直接加热流过暖风芯体43的气体，实现对驾驶室的快速制热；再启动换热介质加热器41，加热从换热介质加热器41流向暖风芯体43的被加热介质，再由被加热介质加热流过暖风芯体43的气体，实现对驾驶室的进一步制热或保温。当车辆的驾驶室的制热需求较低时，可以将电池包11自身产生的热量通过电池包11的换热介质输送至暖风芯体43，并加热流过暖风芯体43的气体，实现对驾驶室的制热。

在一些实施例中，在上面所描述的控制器可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

本公开的一些实施例还提供一种车辆，包括前述热管理***。本公开的实施例提供的车辆具有本公开提供的热管理***所具有的优点。本公开提供的车辆可以是电动挖掘机，也可以是电动装载机或其他电动车辆。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种车辆的热管理***，其特征在于，具有第一工作模式和第二工作模式和第三工作模式，所述热管理***包括：

电池包换热模块，包括电池包(11)；

制冷模块，包括冷却器(34)，在所述第一工作模式，所述冷却器(34)的被冷却介质的出口和入口分别与所述电池包(11)的换热介质的入口和出口连通，所述制冷模块被配置为在所述第一工作模式向所述冷却器(34)提供冷媒以冷却所述被冷却介质；

电机电控换热模块，包括电机电控***(21)和散热器(22)，所述电机电控***(21)的换热介质的入口和出口分别与所述散热器(22)的散热介质的出口和入口连通，在所述第二工作模式，所述散热器(22)的散热介质的出口和入口还分别与所述电池包(11)的换热介质的入口和出口连通；

制热模块，包括换热介质加热器(41)，在所述第三工作模式，所述换热介质加热器(41)的被加热介质的出口和入口分别与所述电池包(11)的换热介质的入口和出口连通；和

控制模块，包括控制阀组和控制器，所述控制器与所述控制阀组信号连接，所述控制阀组被配置为根据所述控制器发出的控制信号切换所述热管理***的工作模式，所述控制阀组包括第一控制阀(51)，所述第一控制阀(51)具有第一阀口(51A)、第二阀口(51B)、第三阀口(51C)和第四阀口(51D)，所述第一控制阀(51)的第一阀口(51A)与所述电池包(11)的换热介质的出口和所述散热器(22)的散热介质的入口连接，所述第一控制阀(51)的第二阀口(51B)与所述冷却器(34)的被冷却介质的入口连接，所述第一控制阀(51)的第三阀口(51C)与所述电池包(11)的换热介质的入口和所述加热器的被加热介质的入口连接，所述第一控制阀(51)的第四阀口(51D)与所述加热器的被加热介质的出口连接；

其中，在所述第二工作模式，所述散热器(22)的散热介质的出口和入口分别与所述冷却器(34)的被冷却介质的入口和所述电池包(11)的换热介质的出口连通，所述冷却器(34)的被冷却介质的出口与所述电池包(11)的换热介质的入口连通，在所述第三工作模式，所述换热介质加热器(41)的被加热介质的出口和入口分别与所述冷却器(34)的被冷却介质的入口和所述电池包(11)的换热介质的出口连通，所述冷却器(34)的被冷却介质的出口与所述电池包(11)的换热介质的入口连通；

在所述第一工作模式，所述第一控制阀(51)的第一阀口(51A)和所述第一控制阀(51)的第二阀口(51B)连通，所述第一控制阀(51)的第三阀口(51C)和所述第一控制阀(51)的第四阀口(51D)连通，在所述第二工作模式，所述第一控制阀(51)的第一阀口(51A)和所述第一控制阀(51)的第四阀口(51D)连通，所述第一控制阀(51)的第二阀口(51B)和所述第一控制阀(51)的第三阀口(51C)连通，在所述第三工作模式，所述第一控制阀(51)的第一阀口(51A)和所述第一控制阀(51)的第三阀口(51C)连通，所述第一控制阀(51)的第二阀口(51B)和所述第一控制阀(51)的第四阀口(51D)连通。

2.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述制冷模块还包括压缩机(31)、冷凝器(32)、第一膨胀阀(33)，所述压缩机(31)、所述冷凝器(32)、所述第一膨胀阀(33)和所述冷却器(34)顺次连接形成第一制冷回路(C1)，所述第一制冷回路(C1)被配置为在所述第一工作模式对所述电池包(11)制冷；

所述制冷模块还包括第二膨胀阀(35)和蒸发器(36)，所述压缩机(31)、所述冷凝器(32)、所述第二膨胀阀(35)和所述蒸发器(36)顺次连接形成第二制冷回路(C2)，所述第二制冷回路(C2)被配置为利用流过所述蒸发器(36)的气体对所述车辆的驾驶室制冷。

3.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述制热模块还包括暖风芯体(43)和气体加热器(42)，所述换热介质加热器(41)的被加热介质的出口和入口分别与所述暖风芯体(43)的入口和所述电池包(11)的换热介质的出口连通，以通过所述被加热介质加热流过所述暖风芯体(43)的气体，所述气体加热器(42)设置于所述暖风芯体(43)上以直接加热流过所述暖风芯体(43)的气体；

在所述第三工作模式，所述暖风芯体(43)的出口与所述电池包(11)的换热介质的入口连通，所述换热介质加热器(41)、所述暖风芯体(43)和所述电池包(11)顺次连接形成第一制热回路，所述第一制热回路被配置为对所述电池包(11)和/或所述车辆的驾驶室制热。

4.根据权利要求1或3所述的热管理***，其特征在于，所述热管理***还包括温度检测模块，所述温度检测模块被配置为获取所述电池包(11)和/或所述电机电控***(21)的温度数据，所述控制器被配置为根据所述温度数据向所述控制阀组发出切换所述热管理***的工作模式的控制信号。

5.根据权利要求4所述的热管理***，其特征在于，所述温度检测模块包括第一温度传感器(61)和第二温度传感器(62)，所述第一温度传感器(61)和所述第二温度传感器(62)分别用于检测所述电池包(11)的换热介质的出口和入口的温度，所述控制器被配置为：

所述电池包(11)的换热介质的出口的温度高于入口的温度且所述电池包(11)的换热介质的出口和入口的温差大于或等于制冷温差限值时，向所述控制阀组发出使所述热管理***处于所述第一工作模式的控制信号；

所述电池包(11)的换热介质的出口的温度高于入口的温度且所述电池包(11)的换热介质的出口和入口的温差位于所述制冷温差限值和制热温差限值之间时，向所述控制阀组发出使所述热管理***处于所述第二工作模式的控制信号，所述制冷温差限值大于所述制热温差限值；

所述电池包(11)的换热介质的出口的温度高于入口的温度且所述电池包(11)的换热介质的出口和入口的温差小于或等于所述制热温差限值时，或，所述电池包(11)的换热介质的出口的温度低于入口的温度时，向所述控制阀组发出使所述热管理***处于所述第三工作模式的控制信号。

6.根据权利要求5所述的热管理***，其特征在于，

所述温度检测模块还包括第三温度传感器(63)，所述第三温度传感器(63)用于检测所述电机电控***(21)的换热介质的出口的温度，所述控制器还与所述电机电控换热模块信号连接；

在所述第二工作模式，所述控制器被进一步配置为根据所述电机电控***(21)的换热介质的出口的温度向所述电机电控换热模块发出调节所述散热器(22)的散热功率的控制信号，以使流经所述散热器(22)的换热介质成为所述电池包(11)的冷却介质或加热介质。

7.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述的热管理***。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆为电动挖掘机。

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