[发明专利]用于管理电动车的废热的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于管理从电动车排放的废热的系统和方法，其能够有效地使用从电动车的车载充电器(OBC)或电动机产生的废热来加热电动车，并且能够通过使用从车载充电器(OBC)产生的废热加热电动机来提高电动车的燃料效率。

背景技术

术语“电动车”是指使用电力作为其主要动力源的车辆，即配备有利用电力对电池充电并随后将电力供应给作为驱动源的电动机的系统的车辆。例如，存在着可再充电车辆、混合动力车、燃料电池车等。

电动车设置有车载充电器(OBC，较慢的充电器)以对电池充电。车载充电器(OBC)是通过将电池连接到家用110V或220V电源来对电池充电的设备。此外，这样的电动车设置有LDC(低电压DC到DC转换器，电压转换器)，使得电池电力可以用于运转车辆内的电子部件。此外，这样的电动车设置有逆变器和电动机以便相应地传递驱动力。

电动车的OBC、LDC、逆变器和电动机全都是产生废热的部件。在电动车中，在对电池充电的同时从OBC产生废热，在电动车运行的同时从逆变器和电动机产生废热，并且在在电子部件运转的同时从LDC产生废热。

如果适当地利用这样的发明装置，则与电池寿命相关联的局限性可以得到降低，因为电动车的整体燃料效率可以通过所述热量的高效再使用而得到提高，特别地，电动车在冬季的燃料效率可以通过预加热逆变器或电动机而得到提高。

然而，如图1中所示，电动车的传统热交换系统被配置成使得废热无法得到利用，因为正温度系数(PTC)加热器10和鼓风机12要消耗额外的电力来加热电动车的内部，并且因为电动机舱设置有彼此串联连接的流体泵20、LDC 30、逆变器40、电动机50和OBC 60并且通过在空气穿过散热器70时风扇72的操作而得到冷却。

此外，尽管在该系统中使用了从OBC 60产生的废热，但是废热从散热器70泄漏并与电动车内部分离且未被用于加热电动车内部，因此废热并未高效地得到利用。

除了在车辆插入充电站的同时对高电压电池快速充电之外，当必须对高电压电池再充电时，OBC 60通过利用变压器升高家用交流电源的电压并随后利用整流器将家用交流电源转换成DC电源，来对高电压电池充电。为了防止在对高电压电池充电时OBC 60过热，使水泵20、散热器70和风扇72运转使得OBC 60的温度不会达到阈值温度。然而，由于该系统的架构和构造，会出现不必要的热传递，因为即使电动车在运行时OBC 60仍布置在循环回路内以便冷却电动机50、逆变器40等。

因此，需要一种通过高效地利用从OBC 60和电动机50产生的废热来补偿电动车不足的电池性能的系统和方法。

发明内容

因此，本发明是为了解决上面提及的问题而做出的，并且本发明的目的是通过利用从OBC和电动机产生的废热来加热电动车内部并对电动机进行预加热来提高电动车的燃料效率。

为了实现以上目的，本发明的一个方面提供了一种电动车的废热管理系统，包括：用于控制冷却液的流动的泵；从流体泵的冷却液管线的出口并行地分叉的OBC冷却液管线和电动机冷却液管线；以及分别与流体泵冷却液管线的入口的接合点(junction)以及加热器芯冷却液管线和散热器冷却液管线的出口的接合点并联连接的加热器芯冷却液管线和散热器冷却液管线。

这里，OBC冷却液管线可以设置有彼此串联连接的OBC和LDC，并且泵冷却液管线可以在其出口处设置有与OBC冷却液管线和电动机冷却液管线并联的LDC冷却液管线。

泵冷却液管线的出口可以通过多路阀与OBC冷却液管线和电动机冷却液管线的入口连接，并且加热器芯冷却液管线和散热器冷却液管线可以通过多路阀连接到OBC冷却液管线和电动机冷却液管线的出口的接合点。

废热管理系统还可以包括控制单元例如控制器。控制单元用于在电池充电期间允许冷却液流过OBC冷却液管线、电动机冷却液管线和加热器芯冷却液管线，以及用于在电池未在充电时允许冷却液流过电动机冷却液管线和加热器芯冷却液管线。

本发明的另一方面提供了一种利用从泵并行地分叉的OBC冷却液管线和电动机冷却液管线来管理电动车的废热的方法，包括以下步骤：确定温度以选择加热和空气调节中的任何一个；以及当选择加热时确定是否正在对电池充电，然后在电池正在充电时使冷却液流过OBC冷却液管线、电动机冷却液管线和加热器芯冷却液管线，并且在电池未在充电时使冷却液流过电动机冷却液管线和加热器芯冷却液管线。

这里，加热步骤还可以包括以下步骤：当选择空气调节时，使冷却液流过OBC冷却液管线、电动机冷却液管线和加热器芯冷却液管线。