CN114919376A - 一种混动车型的电池热管理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混动车型的电池热管理装置,包括电池冷却液回路,与空调制冷剂回路连接的闭合制冷回路,与发动机冷却液回路和WPTC加热回路连接的闭合加热回路,以及与电池冷却液回路、闭合制冷回路和闭合加热回路连接的组合式电池冷却器;自所述空调制冷剂回路输出至所述闭合制冷回路内的空调制冷剂,与自所述电池冷却液回路输出的电池冷却液在所述组合式电池冷却器内换热,以实现电池冷却;自所述发动机冷却液回路或WPTC加热回路输出至所述闭合加热回路内的发动机冷却液或加热工质,与所述电池冷却液在所述组合式电池冷却器内换热,以实现电池加热。本发明可实现空调制冷,可利用发动机余热,还能使用WPTC制热,还兼顾电池的热管理。
Description
技术领域
本发明属于电池热管理领域,具体涉及一种混动车型的电池热管理装置。
背景技术
与传统的燃油车、纯电动车的汽车空调不同,传统燃油车空调制热只能使用发动机余热,纯电动车空调制热只能采用WPTC(WPTC加热回路)或者空气PTC(空气加热)。
为节能减排,开发混合动力车型,该车型的空调***可实现空调制冷,可利用发动机余热进行供暖,还能在发动机未启动时使用WPTC制热,还兼顾电池的热管理,但是热管理效果还有待进一步的改进。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种混动车型的电池热管理装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种混动车型的电池热管理装置,包括电池冷却液回路,与空调制冷剂回路连接的闭合制冷回路,与发动机冷却液回路和WPTC加热回路连接的闭合加热回路,以及与电池冷却液回路、闭合制冷回路和闭合加热回路连接的组合式电池冷却器;
自所述空调制冷剂回路输出至所述闭合制冷回路内的空调制冷剂,与自所述电池冷却液回路输出的电池冷却液在所述组合式电池冷却器内换热,以实现电池冷却;
自所述发动机冷却液回路或WPTC加热回路输出至所述闭合加热回路内的发动机冷却液或加热工质,与所述电池冷却液在所述组合式电池冷却器内换热,以实现电池加热。
作为本发明的进一步优化方案,所述电池冷却液回路包括通过电池冷却液管道串联的一号电子泵和电池包,以及膨胀水壶,所述膨胀水壶连接于一号电子泵和电池包之间的电池冷却液管道上。
作为本发明的进一步优化方案,所述空调制冷剂回路包括通过制冷剂管道依次串联连接的冷凝器、温度传感器、压力传感器、压缩机、蒸发器和截止膨胀阀,所述蒸发器和组合式电池冷却器连接的制冷剂管道两端通过一号三通阀连接闭合制冷回路,闭合制冷回路上设置有温度压力传感器和电子膨胀阀。
作为本发明的进一步优化方案,所述发动机冷却液回路和WPTC加热回路均通过供暖管道连接换热器,发动机冷却液和加热工质材料相同,所述供暖管道和闭合加热回路之间通过三号三通阀和三通阀连接,所述换热器和所述蒸发器均位于空调箱内,所述空调箱利用鼓风机和所述蒸发器制冷,利用鼓风机和所述换热器制热。
作为本发明的进一步优化方案,所述发动机冷却液回路包括通过发动机冷却液管道依次串联的发动机散热器、节温器、二号电子泵、发动机水套和二号三通阀,所述发动机冷却液管道两端与供暖管道两端之间分别通过四号三通阀和温控单向阀连接。
作为本发明的进一步优化方案,所述WPTC加热回路包括通过水加热管道依次串联的三号电子泵、水加热器,所述水加热管道两端与供暖管道两端之间分别通过四号三通阀和单向阀连接。
作为本发明的进一步优化方案,所述组合式电池冷却器包括板式换热器,所述板式换热器内部设置有与电池冷却液回路连接的电池冷却液通道,与闭合制冷回路连接的制冷通道,以及与闭合加热回路连接的加热通道。
本发明的有益效果在于:
1)本发明电池热管理装置利用组合式电池冷却器能够将电池冷却液与空调制冷剂换热,实现电池制冷,避免电池过热,还能够利用发动机余热、WPTC制热与电池冷却液换热,实现电池加热,避免低温充电,整个装置配合传感器等,能够实现电池的智能控温,延长其使用寿命;
2)本发明利用发动机余热和WPTC制热不仅能够进行电池热管理,还能够结合使用,在发动机启动前和启动后都能够给乘客舱供暖,电池加热和乘客舱加热共用一个WPTC,绿色节能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的WPTC加热回路供暖时的结构示意图。
图3是本发明的发动机冷却液回路供暖时的结构示意图。
图中:1、电池冷却液回路;11、电池冷却液管道;12、一号电子泵;13、电池包;14、膨胀水壶;2、空调制冷剂回路;21、制冷剂管道;22、冷凝器;23、温度传感器;24、压力传感器;25、压缩机;26、蒸发器;27、截止膨胀阀;28、一号三通阀;3、闭合制冷回路;31、温度压力传感器;32、电子膨胀阀;4、发动机冷却液回路;41、发动机冷却液管道;42、发动机散热器;43、节温器;44、二号电子泵;45、发动机水套;46、二号三通阀;47、四号三通阀;48、温控单向阀;5、WPTC加热回路;51、水加热管道;52、三号电子泵;53、水加热器;54、单向阀;6、闭合加热回路;7、组合式电池冷却器;8、换热器;9、三号三通阀;10、三通阀。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述,有必要在此指出的是,以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明,不能理解为对本申请保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,除非另有说明,“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
实施例1
如图1-3所示,一种混动车型的电池热管理装置,包括电池冷却液回路1,与空调制冷剂回路2连接的闭合制冷回路3,与发动机冷却液回路4和WPTC加热回路5连接的闭合加热回路6,以及与电池冷却液回路1、闭合制冷回路3和闭合加热回路6连接的组合式电池冷却器7;
所述电池冷却液回路1包括通过电池冷却液管道11串联的一号电子泵12和电池包13,以及膨胀水壶14,所述膨胀水壶14连接于一号电子泵12和电池包13之间的电池冷却液管道11上;
所述空调制冷剂回路2包括通过制冷剂管道21依次串联连接的冷凝器22、温度传感器23、压力传感器24、压缩机25、蒸发器26和截止膨胀阀27,所述蒸发器26和组合式电池冷却器7连接的制冷剂管道21两端通过一号三通阀28连接闭合制冷回路3,闭合制冷回路3上设置有温度压力传感器31和电子膨胀阀32;
所述发动机冷却液回路4和WPTC加热回路5均通过供暖管道连接换热器8,发动机冷却液和加热工质材料相同,所述供暖管道和闭合加热回路6之间通过三号三通阀9和三通阀10连接,所述换热器8和所述蒸发器26均位于空调箱内,所述空调箱利用鼓风机和所述蒸发器26制冷,利用鼓风机和所述换热器8制热;
所述发动机冷却液回路4包括通过发动机冷却液管道41依次串联的发动机散热器42、节温器43、二号电子泵44、发动机水套45和二号三通阀46,所述发动机冷却液管道41两端与供暖管道两端之间分别通过四号三通阀47和温控单向阀48连接,温控单向阀48是一种带温度保护的单向阀,到达需求温度才能开启;
所述WPTC加热回路5包括通过水加热管道51依次串联的三号电子泵52、水加热器53,所述水加热管道51两端与供暖管道两端之间分别通过四号三通阀47和单向阀54连接;
自所述空调制冷剂回路2输出至所述闭合制冷回路3内的空调制冷剂,与自所述电池冷却液回路1输出的电池冷却液在所述组合式电池冷却器7内换热,以实现电池冷却;
自所述发动机冷却液回路4或WPTC加热回路5输出至所述闭合加热回路6内的发动机冷却液或加热工质,与所述电池冷却液在所述组合式电池冷却器7内换热,以实现电池加热。
所述组合式电池冷却器7包括板式换热器,所述板式换热器内部设置有与电池冷却液回路1连接的电池冷却液通道,与闭合制冷回路3连接的制冷通道,以及与闭合加热回路6连接的加热通道。
需要说明的是,整个电池热管理装置不仅能够实现电池的热管理,还能够实现空调***的热管理;
空调***的热管理:
①发动机未启动时,采用纯电模式,电池向空调制冷剂回路2中的冷凝器22(风扇)、温度传感器23、压力传感器24、压缩机25、鼓风机供电,可实现空调制冷;电池向WPTC加热回路5中的三号电子泵52、水加热器53(WPTC)供电,加热的加热工质通过供暖通道进入换热器8内,鼓风机吹出的风经换热器8换热后供乘客舱采暖;
②发动机启动过程中,发动机冷却液回路4中通过温控单向阀48检测发动机冷却液温度,当发动机冷却液温度不高时,温控单向阀48处于关闭状态,避免发动机中的低温冷却液进入空调箱中,影响采暖舒适性;发动机冷却液温度上升后,温控单向阀48开启,加热的发动机冷却液进入换热器8,关闭WPTC加热回路5,确保采暖舒适性,节省电能。
电池的热管理:
①低温充电时,若发动机未启动,则开启WPTC,其内加热并输送的加热工质从供暖管道进入闭合加热回路6,再进入组合式电池冷却器7,同时电池冷却液从电池冷却液管道11进入组合式电池冷却器7,此时加热工质能够与低温的电池冷却液换热,实现给电池加热,避免低温充电,电池加热和乘客舱加热共用一个WPTC;
②发动机启动过程中,发动机冷却液温度上升后,温控单向阀48开启,加热的发动机冷却液进入闭合加热回路6,再进入组合式电池冷却器7与低温的电池冷却液换热,实现给电池加热。
上述所述的发动机冷却液和WPTC加热工质均采用同一种液体材料,例如防冻液。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:包括电池冷却液回路,与空调制冷剂回路连接的闭合制冷回路,与发动机冷却液回路和WPTC加热回路连接的闭合加热回路,以及与电池冷却液回路、闭合制冷回路和闭合加热回路连接的组合式电池冷却器;
自所述空调制冷剂回路输出至所述闭合制冷回路内的空调制冷剂,与自所述电池冷却液回路输出的电池冷却液在所述组合式电池冷却器内换热,以实现电池冷却;
自所述发动机冷却液回路或WPTC加热回路输出至所述闭合加热回路内的发动机冷却液或加热工质,与所述电池冷却液在所述组合式电池冷却器内换热,以实现电池加热。
2.根据权利要求1所述的一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:所述电池冷却液回路包括通过电池冷却液管道串联的一号电子泵和电池包,以及膨胀水壶,所述膨胀水壶连接于一号电子泵和电池包之间的电池冷却液管道上。
3.根据权利要求1所述的一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:所述空调制冷剂回路包括通过制冷剂管道依次串联连接的冷凝器、温度传感器、压力传感器、压缩机、蒸发器和截止膨胀阀,所述蒸发器和组合式电池冷却器连接的制冷剂管道两端通过一号三通阀连接闭合制冷回路,闭合制冷回路上设置有温度压力传感器和电子膨胀阀。
4.根据权利要求3所述的一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:所述发动机冷却液回路和WPTC加热回路均通过供暖管道连接换热器,发动机冷却液和加热工质材料相同,所述供暖管道和闭合加热回路之间通过三号三通阀和三通阀连接,所述换热器和所述蒸发器均位于空调箱内,所述空调箱利用鼓风机和所述蒸发器制冷,利用鼓风机和所述换热器制热。
5.根据权利要求4所述的一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:所述发动机冷却液回路包括通过发动机冷却液管道依次串联的发动机散热器、节温器、二号电子泵、发动机水套和二号三通阀,所述发动机冷却液管道两端与供暖管道两端之间分别通过四号三通阀和温控单向阀连接。
6.根据权利要求5所述的一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:所述WPTC加热回路包括通过水加热管道依次串联的三号电子泵、水加热器,所述水加热管道两端与供暖管道两端之间分别通过四号三通阀和单向阀连接。
7.根据权利要求1所述的一种混动车型的电池热管理装置,其特征在于:所述组合式电池冷却器包括板式换热器,所述板式换热器内部设置有与电池冷却液回路连接的电池冷却液通道,与闭合制冷回路连接的制冷通道,以及与闭合加热回路连接的加热通道。
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