CN215284271U - 新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***。***通过共用热源，实现对驾驶室和动力电池的加热功能；通过共用一套空调***，实现对驾驶室和动力电池的制冷功能；通过电磁阀，来实现不同功能的独立控制，满足不同工况下的热管理需求。其包括：发动机，发动机设置有冷却液出水口、冷却液回水口；电池仓，电池仓内设置有动力电池、水冷板组件。水冷板组件包括电池进水口、电池出水口；驾驶室，驾驶室对应设置有第一蒸发器、暖风水箱；电动压缩机，电动压缩机有高压排气口、低压吸气口；空调冷凝器，空调冷凝器有进气口、出液口；第一板式换热器，第一板式换热器有制冷剂流通腔、电池冷却液流通腔、发动机冷却液流通腔。

Description

新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***

技术领域

本实用新型涉及新能源车结构的技术领域，具体为新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***。

背景技术

随着近年来新能源汽车的推广，新能源混合动力车型使用也越来越多，但是目前针对于驾驶室和动力电池的热管理需求，都是设置两套独立的热管理***来满足，这使得新能源混合动力车的成本高昂。为此，急需一种能够适用于新能源混合动力车的集成热管理***，从而降低整车的成本，提高市场竞争力。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其通过共用一套电动空调***，利用蒸汽压缩制冷原理，来实现对车辆驾驶室、动力电池的制冷功能；共用发动机作为热源，以发动机冷却液为加热介质，来实现对车辆驾驶室、动力电池的加热功能；并通过在空调回路增加空调开关阀和在在发动机冷却液回路增加水暖电磁阀，实现对驾驶室和电池的制冷/加热功能的独立控制，来满足不同工况下的热管理需求。

新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于，其包括：

发动机，发动机设置有冷却液出水口、冷却液回水口；

电池仓，电池仓内设置有动力电池、水冷板组件。水冷板组件包括电池进水口、电池出水口；

驾驶室，驾驶室对应设置有第一蒸发器、暖风水箱；

电动压缩机，电动压缩机有高压排气接口、低压吸气接口；

空调冷凝器，空调冷凝器有进气口、出液口；

第一板式换热器，第一板式换热器有制冷剂流通腔、电池冷却液流通腔、发动机冷却液流通腔。

所述压缩机高压排气口连接冷凝器的进气口，所述冷凝器的出液口通过三通分为两路，分别经过两个热力膨胀阀连接至第一板式换热器的制冷剂流通腔、第一蒸发器的制冷剂流通腔；所述第一板式换热器、第一蒸发器的制冷剂流通腔的出口分别通过对应的管路连接所述压缩机低压吸气口；

所述发动机冷却液出水口通过三通分别连接至第一板式换热器的发动机冷却液流通腔、暖风水箱的入口，所述第一板式换热器的发动机冷却液流通腔的出口、暖风水箱的出口分别通过对应的管路连接所述发动机冷却液回水口；

所述水冷板组件的电池出水口，通过第一管路连接所述第一板式换热器的电池冷却液流通腔，所述第一板换热器的电池冷却液流通腔的输出端通过第二管路连接所述电池进水口。

其进一步特征在于：

1.所述第一板式换热器具体为双芯板式换热器，电池冷却液流通腔的两侧分别设置制冷剂流通腔、发动机冷却液流通腔。

2.所述第一管路上沿着电池冷却液流通方向顺次布置有出气口、电池出水温度传感器，所述第二管路上沿着电池冷却液流通方向顺次布置旁通管路、电子水泵、电池进水温度传感器，所述旁通管路外接膨胀水箱，所述第一管路出气口通过第三管路外接至膨胀水箱回气口。

3.所述冷凝器配置有冷凝风机；

4.所述暖风水箱配置有鼓风机；

5.所述发动机冷却液出水口通过第四管路、第五管路分别连接至第一板式换热器的发动机冷却液流通腔、暖风水箱的入口；所述第四管路上设置有第一水暖电磁阀；所述第五管路上设置有暖风电磁阀；所述第一板式换热器的发动机冷却液流通腔出口通过第六管路连接至发动机冷却液回水口；所述第六管路上设置有第二水暖电磁阀。

6.所述冷凝器的出液口通过第六支路、第七支路分别连接第一板式换热器的制冷剂流通腔、第一蒸发器的制冷剂流通腔；所述第六支路上沿着冷媒流通方向顺次设置有电池空调开关阀、电池热力膨胀阀；所述第七支路上沿着冷媒流通方向顺次设置有驾驶室空调开关阀、驾驶室热力膨胀阀。

采用上述技术方案后，其通过共用一套电动空调***，利用蒸汽压缩制冷原理，来实现对车辆驾驶室、动力电池的制冷功能；共用发动机作为热源，以发动机冷却液为加热介质，来实现对车辆驾驶室、动力电池的加热功能；并通过在空调回路增加空调开关阀和在在发动机冷却液回路增加水暖电磁阀，实现对驾驶室和电池的制冷/加热功能的独立控制，来满足不同工况下的热管理需求。通过该技术有效降低整车的成本，从而提高市场竞争力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图；

图中序号所对应的名称如下：

发动机100、发动机冷却液出水口101、发动机冷却液回水口102、电池仓200、动力电池201、水冷板组件202、电池进水口203、电池出水口204、驾驶室300。

电动压缩机1、高压压力传感器2、冷凝器3、冷凝风机4、驾驶室空调开关阀5、电池空调开关阀6、驾驶室热力膨胀阀7、电池热力膨胀阀8、第一蒸发器9、第一板式换热器10、低压压力传感器11、膨胀水箱12、电子水泵13、电池进水温度传感器14、电池出水温度传感器15、第一水暖电磁阀16、暖风电磁阀17、鼓风机18、暖风水箱19、第二水暖电磁阀20、第一管路21、第二管路22、出气口23、旁通管路24、第三管路25、第四管路26、第五管路27、第六管路28、第六支路29、第七支路30。

具体实施方式

新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，见图1，其包括发动机100、电池仓200、驾驶室300、电动压缩机1、空调冷凝器2、第一板式换热器10。发动机100设置有发动机冷却液出水口101、发动机冷却液回水口102；电池仓200内设置有动力电池201、水冷板组件202，水冷板组件202用于冷却动力电池201，其上设有电池进水口203、电池出水口204；电动压缩机1包括有高压排气口、低压吸气口；驾驶室300对应设置有第一蒸发器9、暖风水箱19；

压缩机电动压缩机1高压排气口连接冷凝器3的进气口，所述冷凝器3的出液口通过三通分为两路，分别经过电池热力膨胀阀8和驾驶室热力热力膨胀阀7，连接至第一板式换热器10的制冷剂流通腔、第一蒸发器9的制冷剂流通腔。第一板式换热器10、第一蒸发器9的制冷剂流通腔的出口分别通过对应的管路连接电动压缩机1低压吸气口；

发动机冷却液出水口101通过三通分别连接至第一板式换热器10的发动机冷却液流通腔、暖风水箱19的入口，第一板式换热器10的发动机冷却液流通腔的出口、暖风水箱19的出口分别通过对应的管路连接所述发动机冷却液回水口102；

电池水冷板组件的电池出水口204，通过第一管路21连接所述第一板式换热器10的电池冷却液流通腔，所述第一板换热器10的电池冷却液流通腔的输出端通过第二管路22连接所述电池进水口203。

第一板式换热器10具体为双芯板式换热器，电池水流通腔的两侧分别设置制冷剂流通腔、发动机冷却液流通腔；

第一管路21上沿着电池冷却液流通方向顺次布置有出气口23、电池出水温度传感器15，所述第二管路22上沿着电池冷却液流通方向顺次布置旁通管路24、电子水泵13、电池进水温度传感器14，所述旁通管路24外接膨胀水箱12，所述第一管路出气口23通过第三管路25外接至膨胀水箱12回气口。

冷凝器3配置有冷凝风机4；

暖风水箱19配置有鼓风机18；

所述发动机冷却液出水口101通过第四管路26、第五管路27分别连接至第一板式换热器10的发动机冷却液流通腔、暖风水箱19的入口；所述第四管路27上设置有第一水暖电磁阀16；所述第五管路27上设置有暖风电磁阀17；所述第一板式换热器10的发动机冷却液流通腔出口通过第六管路28连接至发动机冷却液回水口102；所述第六管路28上设置有第二水暖电磁阀20。

冷凝器3的出液口通过第六支路29、第七支路30分别连接第一板式换热器10的制冷剂流通腔、第一蒸发器9的制冷剂流通腔；第六支路29上沿着冷媒流通方向顺次设置有电池空调开关阀6、电池热力膨胀阀8；第七支路30上沿着冷媒流通方向顺次设置有驾驶室空调开关阀5、驾驶室热力膨胀阀7。

具体实施时，电动压缩机1的两端分别设置有高压压力传感器2、低压压力传感器11，实时监测***压力。

其通过共用一套电动空调***，利用蒸汽压缩制冷原理，来实现对车辆驾驶室、动力电池的制冷功能；共用发动机作为热源，以发动机冷却液为加热介质，来实现对车辆驾驶室、动力电池的加热功能；并通过在空调回路增加空调开关阀和在在发动机冷却液回路增加水暖电磁阀，实现对驾驶室和电池的制冷/加热功能的独立控制，来满足不同工况下的热管理需求。

其工作原理如下：

1.制冷功能：包含单驾驶室制冷、单电池制冷、电池和驾驶室双***制冷功能

(1)单驾驶室制冷功能，空调控制器在接收到驾驶室制冷请求时，启动电动压缩机1、冷凝风机4和鼓风机18，只接通驾驶室空调开关阀5，经过压缩和冷凝后的液态制冷剂，通过驾驶室开关阀5流入驾驶室制冷剂支路，经过膨胀阀7后，在第一蒸发器9内蒸发吸热，对鼓风机18吹入的热风进行降温，实现驾驶室制冷的功能；

(2)电池制冷功能，空调控制器在接收到电池制冷请求时，启动电动压缩机1、冷凝风机4和电子水泵13，只接通电池空调开关阀6，经过压缩和冷凝后的液态制冷剂，通过电池空调开关阀6流入电池制冷剂支路，经过电池膨胀阀8后，在第一换热器10的制冷剂流通腔蒸发，对第一换热器10电池冷却液流通腔内的电池冷却液进行冷却，电子水泵13驱动电池冷却液循环，实现对电池制冷功能；

(3)电池和驾驶室电池双***制冷功能，空调控制器在接收到驾驶室、电池双***制冷需求，同时接通驾驶室空调开关阀5和电池空调开关阀6，对驾驶室和电池实现制冷。

2.加热功能：包含单驾驶室加热、单电池加热、电池和驾驶室双***加热功能

(1)单驾驶室加热功能，空调控制器在接收到驾驶室加热请求时，启动发动机和鼓风机18，只接通暖风电磁阀17，发动机冷却液进入暖风水箱19，对鼓风机18吹入的冷风进行加热，实现驾驶室加热功能；

(2)单电池加热功能，空调控制器在接收到电池加热请求时启动发动机和电子水泵13，只接通第一水暖电磁阀16、第二水暖电磁阀20，发动机冷却液进入第一换热器10的发动机冷却液流通腔，对第一换热器10电池冷却液流通腔内的电池冷却液进行加热，电子水泵13驱动电池冷却液循环，实现对电池加热功能；

(3)电池和驾驶室双***加热功能，空调控制器在接收到驾驶室、电池双***加热需求，同时接通驾驶室暖风电磁阀17和电池水暖电磁阀16、20，对驾驶室和电池实现加热。

其有益效果如下：

1.将驾驶室和电池热管理***做集成，一套***满足两套需求，布置性、经济性更优；

2其包含6种工作模式，适应整车各种工况下的不同热管理需求；

3.使用电动压缩机，可实现驻车和纯电行驶时的空调制冷，避免了传统空调制冷必须要发动机启动的问题，油耗更低；

4.使用发动机冷却液给电池进行加热，效率更高，对比PTC电加热方案，在极寒环境下电池本身放电效率差，再使用电能用PTC给电池加热，能耗大，效率低；

5.增加空调***压力传感器和电池冷却液温度传感器，实时检测***压力和温度，对压缩机、冷凝风机、电子水泵进行变频调速控制，降低能耗。

其驾驶室和电池集成热管理***，相比于当前新能源车辆需要给电池额外加一套热管理***，集成度、经济性更高，整车布置性更优；电动压缩机制冷无需启动发动机，有助于整车油耗降低；电池加热由发动机冷却液加热代替PTC加热，成本更低、效率更高，更加节能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于，其包括：

发动机，发动机设置有冷却液出水口、冷却液回水口；

电池仓，电池仓内设置有动力电池、水冷板组件，水冷板组件包括电池进水口、电池出水口；

驾驶室，驾驶室对应设置有第一蒸发器、暖风水箱；

电动压缩机，电动压缩机有高压排气接口、低压吸气接口；

空调冷凝器，空调冷凝器有进气口、出液口；

第一板式换热器，第一板式换热器有制冷剂流通腔、电池冷却液流通腔、发动机冷却液流通腔，

所述压缩机高压排气口连接冷凝器的进气口，所述冷凝器的出液口通过三通分为两路，分别经过两个热力膨胀阀连接至第一板式换热器的制冷剂流通腔、第一蒸发器的制冷剂流通腔；所述第一板式换热器、第一蒸发器的制冷剂流通腔的出口分别通过对应的管路连接所述压缩机低压吸气口；

所述发动机冷却液出水口通过三通分别连接至第一板式换热器的发动机冷却液流通腔、暖风水箱的入口，所述第一板式换热器的发动机冷却液流通腔的出口、暖风水箱的出口分别通过对应的管路连接所述发动机冷却液回水口；

所述水冷板组件的电池出水口，通过第一管路连接所述第一板式换热器的电池冷却液流通腔，所述第一板换热器的电池冷却液流通腔的输出端通过第二管路连接所述电池进水口。

2.如权利要求1所述的新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于：所述第一板式换热器具体为双芯板式换热器，电池冷却液流通腔的两侧分别设置制冷剂流通腔、发动机冷却液流通腔。

3.如权利要求1所述的新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于：所述第一管路上沿着电池冷却液流通方向顺次布置有出气口、电池出水温度传感器，所述第二管路上沿着电池冷却液流通方向顺次布置旁通管路、电子水泵、电池进水温度传感器，所述旁通管路外接膨胀水箱，所述第一管路出气口通过第三管路外接至膨胀水箱回气口。

4.如权利要求1所述的新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于：所述冷凝器配置有冷凝风机。

5.如权利要求1所述的新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于：所述暖风水箱配置有鼓风机。

6.如权利要求1所述的新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于：所述发动机冷却液出水口通过第四管路、第五管路分别连接至第一板式换热器的发动机冷却液流通腔、暖风水箱的入口；所述第四管路上设置有第一水暖电磁阀；所述第五管路上设置有暖风电磁阀；所述第一板式换热器的发动机冷却液流通腔出口通过第六管路连接至发动机冷却液回水口；所述第六管路上设置有第二水暖电磁阀。

7.如权利要求1所述的新能源混合动力车型驾驶室和动力电池集成热管理***，其特征在于：所述冷凝器的出液口通过第六支路、第七支路分别连接第一板式换热器的制冷剂流通腔、第一蒸发器的制冷剂流通腔；所述第六支路上沿着冷媒流通方向顺次设置有电池空调开关阀、电池热力膨胀阀；所述第七支路上沿着冷媒流通方向顺次设置有驾驶室空调开关阀、驾驶室热力膨胀阀。

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