CN212473014U - 一种汽车余热利用*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种汽车余热利用***，涉及汽车热管理技术领域，包括采暖***与电池加热***，在判断汽车整车下电后，将采暖***的余热通过热交换器传输至所述电池加热***，用于电池包内的电池升温及保温，有一定的节能及提升电池充放电性能的作用，降低了电池加热及乘员舱采暖的能耗，提升了行车动力性。

Description

一种汽车余热利用***

技术领域

本实用新型涉及汽车热管理的技术领域，尤其涉及一种汽车余热利用***。

背景技术

随着大气污染、全球变暖及能源危机等问题的出现，新能源车型相继产生，其驱动电池的加热以及乘员舱采暖均是通过电加热器实现的。在整车快充或行车过程中，为确保整车快充时间及行车动力性，在电池温度过低时，需要启动电加热器给电池加热，同时电池水泵工作。当电池温度被加热至目标温度后，加热器停止工作；当乘员舱有采暖需求时，电加热器开启，并通过车内通风***将热量传输至汽车乘员舱，保证了乘员舱乘客的保暖，但在冬季驾驶人员的使用过程中，可能会消耗整车相当大比例的能量。如何降低电池加热和乘员舱采暖功率成为新能源汽车行业为之努力的一个方向，解决方式主要是通过车辆余热回收，车辆保温隔热、车辆气密性、车辆冷负荷、电池保温隔热等方法。

比如专利文献CN110588280A公开了一种“集三热管理及余热回收功能的新能源汽车热管理***”，热泵空调***由依次连接的压缩机、室内冷凝器HEX3、电子膨胀阀EXV1、室外换热器HEX2、常开电磁阀以及气液分离器A/D的回路和依次连接的压缩机、常闭电磁阀、室外换热器HEX2、热力膨胀阀TXV、室内蒸发器HEX1、气液分离器A/D的回路组成，热泵空调***连接电池热管理模块，电池热管理模块并联连接电机电控热管理模块，电池热管理模块和电机电控热管理模块连接位于乘员舱内的暖风水箱组成余热利用模块；电池热管理模块通过制冷剂与冷却液进行热交换，冷却液与电池进行热量交换，对电池模块进行热管理，电机电控热管理模块可以对电机电控进行热管理以及余热利用。但是其***在回收余热所需要的装置造价成本较高，且构造复杂。

因此，有必要开发一种汽车余热利用***。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种汽车余热利用***，利用电池包的热容特性及电池包外壳的保温隔热性，解决如何将采暖***内额残余热量转移至电池包内进行加热的技术问题。

第一方面，本实用新型提供了一种汽车余热利用***，包括采暖***与电池加热***，所述采暖***包括第一水泵、电加热器、第一温度传感器、暖风芯体以及热交换器，其中，所述暖风芯体、所述第一水泵、所述电加热器与所述热交换器通过第一管道依次连接，形成第一回路，所述第一温度传感器设置在连接电加热器与热交换器的第一管道内，用于检测第一回路内液体的温度，所述第一水泵为第一回路的液体提供循环驱动动力；所述电池加热***包括电池包、第二水泵与第二温度传感器，其中，所述电池包、第二水泵与热交换器通过第一管道依次连接，形成第二回路，所述第二温度传感器设置在连接热交换器与电池包的第一管道内，用于检测所述第二回路内液体的温度，所述第二水泵为第二回路的液体提供循环驱动动力。

进一步地，所述采暖***还包括第一三通管、第二三通管与第一水壶，其中，所述第一三通管的第一连接口通过第一管道连接所述暖风芯体，所述第一三通管的第二连接口通过第一管道连接所述第一水泵，所述第一三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第一水壶；所述第二三通管的第一连接口通过第一管道连接所述电加热器，所述第二三通管的第二连接口通过第一管道连接所述热交换器，所述第二三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第一水壶，所述第一水壶从第一三通管的第三连接口收集所述采暖***产生的水蒸气，冷却后从第二三通管的第三连接口排入第一回路内。

进一步地，所述电池加热***还包括第三三通管、第四三通管与第二水壶，其中，所述第三三通管的第一连接口通过第一管道连接所述热交换器，所述第三三通管的第二连接口通过第一管道连接所述电池包，所述第三三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第二水壶；所述第四三通管的第一连接口通过第一管道连接所述第二水泵，所述第四三通管的第二连接口通过第一管路连接所述电池包，所述第四三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第二水壶，所述第二水壶通过第三三通管的第三连接口收集所述电池加热***产生的水蒸气，冷却后从第四三通管的第三连接口排入第二回路内。

本实用新型带来了以下有益效果：

一种汽车余热利用***，包括采暖***与电池加热***，采暖***通过热交换器将采暖***的余热传输至所述电池加热***，为电池包加热，降低了电池加热及乘员舱采暖的能耗，提升了行车动力性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种汽车余热利用***的示意图；

图2为本实用新型所述的一种汽车余热利用控制方法的流程图；

图中：

1-第一水泵、2-电加热器、3-第一温度传感器、4-暖风芯体、5-热交换器、6-第一管道

7-电池包、8-第二水泵、9-第二温度传感器、10-第一三通管、11-第二三通管、12-第一水壶、13-第二管道、14-第三三通管、15-第四三通管、16-第二水壶。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本实用新型所述的一种汽车余热利用***，包括采暖***与电池加热***，所述采暖***还包括第一水泵1、电加热器2、第一温度传感器3、暖风芯体4以及热交换器5，其中，所述暖风芯体4、所述第一水泵1、所述电加热器2与所述热交换器5通过第一管道6依次连接，形成第一回路。所述第一温度传感器3设置在连接电加热器2与热交换器5的第一管道6内，用于检测第一回路内液体的温度，避免出现管道内部出现温度过高的情况，影响到其他零部件的正常工作，所述第一水泵1则为第一回路的液体提供循环驱动动力。

所述电池加热***包括电池包7、第二水泵8与第二温度传感器9，其中，所述电池包7、第二水泵8与热交换器5通过第一管道6依次连接，形成第二回路，所述第二温度传感器9设置在连接热交换器5与电池包7的第一管道内，用于检测所述第二回路内液体的温度，避免出现管道内部温度过高影响其他零部件的正常工作，所述第二水泵8则为第二回路的液体提供循环驱动动力。

在本实施例中，一种汽车余热利用***利用电池包的热容特性及电池包外壳的保温隔热性，在电池包的电池有加热需求时，将采暖***内部的热量通过热交换器传输至电池加热***，对电池加热***的电池包进行加热，减少其电池加热***加热频率，提升了电池活性及动力性能。

需要说明的是，采暖***是为乘员舱内的乘客提供供暖的***，为了防止乘员舱内的温度过高，在采暖***设置了第一水壶，如图1所示，所述采暖***还包括第一三通管10、第二三通管11与第一水壶12，其中，所述第一三通管的第一连接口通过第一管道6连接所述暖风芯体4，所述第一三通管的第二连接口通过第一管道6连接所述第一水泵1，所述第一三通管的第三连接口通过第二管道13连接所述第一水壶12；所述第二三通管11在的第一连接口通过第一管道6连接所述电加热器2，所述第二三通管的第二连接口通过第一管道6连接所述热交换器5，所述第二三通管的第三连接口通过第二管道13连接所述第一水壶12，所述第一水壶12从第一三通管10的第三连接口收集所述采暖***产生的水蒸气，冷却后从第二三通管11的第三连接口排入第一回路内，以保障成员舱内乘客的安全。

同样地，为了防止电池加热***内部温度过高，在电池加热***设置了第二水壶，如图1所示，所述电池加热***还包括第三三通管14、第四三通管15与第二水壶16，其中，所述第三三通管14的第一连接口通过第一管道6连接所述热交换器5，所述第三三通管14的第二连接口通过第一管道连接所述电池包7，所述第三三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第二水壶16；

所述第四三通管15的第一连接口通过第一管道6连接所述第二水泵8，所述第四三通管15的第二连接口通过第一管路连接所述电池包7，所述第四三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第二水壶16，所述第二水壶通过第三三通管的第三连接口收集所述电池加热***产生的水蒸气，冷却后从第四三通管的第三连接口排入第二回路内。

需要说明的是，图1中的实线与虚线分别表示第一管道与第二管道，且用于连接采暖***与电池加热***的第一水壶与第二水壶的管路直径大小通常设置在7cm-9cm之间，而用于连接采暖***回路与电池加热***回路中的管路则设置在14cm-22cm之间。

实施例二：

如图2所示，一种汽车余热利用***的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，判断所述汽车的电源挡位处于ON或OFF的状态，若所述电源挡位处于ON的状态，则结束流程；若所述电源挡位处于OFF的状态，则对电池最低温度进行判断。

步骤S2，当所述电池最低温度大于或等于第一预设阈值T1时，结束流程；若所述电池最低温度小于第一预设阈值T1，则进一步计算采暖***内的水温与电池最低温度的差值。

步骤S3，当所述采暖***回路的水温与电池最低温度的差值小于或等于第二预设阈值T2时，结束流程。

步骤S4，若所述采暖***回路的水温与电池最低温度的差值大于第二预设阈值T2，则启动第一水泵与第二水泵，采暖***通过热交换器将所述采暖***的余热传输至电池加热***。

在所述采暖***的余热传输至电池加热***之后，判断当前电池最低温度，同时计算采暖***的水温与电池加热***水温的差值。

步骤S5，当采暖***的水温与电池加热***水温的差值低于或等于第三预设阈值T3时，关闭第一水泵和第二水泵，停止汽车的余热利用；若采暖***内的水温与电池加热***回路水温的差值高于第三预设阈值T3，则进入步骤S2，循环上述操作。

需要说明的是所述第一预设阈值T1、所述第二预设阈值T2与所述第三预设阈值T3是根据不同车型所标定的不同温度参数，是实验人员在实验室经过多次试验得出来的预设阈值结果。

本实施例所述的汽车余热利用***采用以上控制方法后，采暖***通过热交换器将采暖***的余热传输至所述电池加热***，为电池包加热，降低了电池加热及乘员舱采暖的能耗，提升了行车动力性。

Claims (3)

1.一种汽车余热利用***，其特征在于，包括采暖***与电池加热***，

所述采暖***包括第一水泵（1）、电加热器（2）、第一温度传感器（3）、暖风芯体（4）以及热交换器（5），其中，所述暖风芯体（4）、所述第一水泵（1）、所述电加热器（2）与所述热交换器（5）通过第一管道(6)依次连接，形成第一回路，所述第一温度传感器（3）设置在连接电加热器(2)与热交换器(5)的第一管道(6)内，用于检测第一回路内液体的温度，所述第一水泵(1)为第一回路的液体提供循环驱动动力；

所述电池加热***包括电池包（7）、第二水泵（8）与第二温度传感器（9），其中，所述电池包（7）、第二水泵（8）与热交换器（5）通过第一管道(6)依次连接，形成第二回路，所述第二温度传感器（9）设置在连接热交换器(5)与电池包(7)的第一管道内，用于检测所述第二回路内液体的温度，所述第二水泵(8)为第二回路的液体提供循环驱动动力。

2.根据权利要求1所述的汽车余热利用***，其特征在于，所述采暖***还包括第一三通管(10)、第二三通管(11)与第一水壶(12)，其中，所述第一三通管的第一连接口通过第一管道（6）连接所述暖风芯体(4)，所述第一三通管的第二连接口通过第一管道（6）连接所述第一水泵(1)，所述第一三通管的第三连接口通过第二管道（13）连接所述第一水壶(12)；

所述第二三通管（11）的第一连接口通过第一管道（6）连接所述电加热器（2），所述第二三通管的第二连接口通过第一管道（6）连接所述热交换器（5），所述第二三通管的第三连接口通过第二管道（13）连接所述第一水壶（12），所述第一水壶（12）从第一三通管（10）的第三连接口收集所述采暖***产生的水蒸气，冷却后从第二三通管（11）的第三连接口排入第一回路内。

3.根据权利要求1所述的汽车余热利用***，其特征在于，所述电池加热***还包括第三三通管（14）、第四三通管（15）与第二水壶（16），其中，所述第三三通管（14）的第一连接口通过第一管道（6）连接所述热交换器（5），所述第三三通管（14）的第二连接口通过第一管道连接所述电池包（7），所述第三三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第二水壶（16）；

所述第四三通管（15）的第一连接口通过第一管道（6）连接所述第二水泵（8），所述第四三通管（15）的第二连接口通过第一管路连接所述电池包（7），所述第四三通管的第三连接口通过第二管道连接所述第二水壶（16），所述第二水壶通过第三三通管的第三连接口收集所述电池加热***产生的水蒸气，冷却后从第四三通管的第三连接口排入第二回路内。

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