[发明专利]车辆热管理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的热管理系统，所述车辆例如混合动力电动车（HEV）或插电式混合动力电动车（PHEV），并涉及运行其热管理系统的方法。

背景技术

电动车，例如混合动力电动车（HEV），插电式混合动力电动车（PHEV），等，通常包括电动机，其可以在电动车（EV）中或电量耗尽驱动模式下单独推进车辆。车辆也可以包括内燃发动机（ICE），用作车辆的主要推进系统或形成增程推进系统，或在混合动力或电量维系模式下与电动机结合运行。

电动机通常从电功率源接收电力，所述电功率源例如可充电能量存储系统（RESS）。RESS可以包括电池组或其他可充电能量存储器件，其能存储大量能量。RESS中存储的能量被消耗，且由此RESS需要被充电。在车辆采用这样的系统的情况中，这可以在车辆处于主动驱动状态时通过再生制动进行。替换地，充电可以在车辆处于停用充电状态时实现，其中车辆可以被插入电源，例如电力网络。在较寒冷环境温度下，由于各种因素，电量消耗更快。从而在较寒冷环境温度下，车辆在EV驱动模式或EV行程下可以行进的距离减小。

RESS需要热系统来冷却和加温电池组，以使得电池组的电量和寿命最大化。热系统通常包括行进通过RESS的冷却剂管线。目前，RESS可以使用冷却剂管线上的高电压加热器加热。通过让冷却剂管线行进经过环境-液体散热器，RESS可以被环境空气冷却。RESS也可以通过借助与车厢蒸发器并行的冷却器而与空气调节（A/C）制冷回路交换冷却剂管线中的热量而被冷却。

发明内容

提供一种用于车辆的热管理系统，其具有第一热力装置和第二热力装置。第一热力装置可以是可充电能量存储系统（RESS），其具有至少一个电池组，且第二热力装置可以是内燃发动机（ICE），二者可以存在于车辆中，车辆包括但不限于混合动力电动车（HEV）、插电式混合动力电动车（PHEV）等。第一热力装置位于第一冷却剂回路，且第二热力装置位于第二冷却剂回路。

热管理系统还包括第三冷却剂回路，其与第一冷却剂回路互连，且经由第一换热器与第二冷却剂回路热连通。第一冷却剂回路和第三冷却剂回路配置为让第一冷却剂循环且第二冷却剂回路配置为让第二冷却剂循环。第一换热器允许热量经由第一冷却剂和第二冷却剂之间的热传递而在第一热力装置和第二热力装置之间传递。

第一热力装置和第二热力装置每一个配置为选择性地运行为热源或散热件。在第一热力装置运行为热源时，例如在车辆充电或处于电动车（EV）驱动模式下时，第二热力装置运行为散热件。从而通过第一热力装置产生的热量可以经由从第一冷却剂到第一换热器中的第二冷却剂的热传递而从第一热力装置传递到第二热力装置。

相反地，在第二热力装置运行为热源时，例如在车辆从主动驱动状态关闭时，第一热力装置运行为散热件。从而第二热力装置中的热量可以经由从第二冷却剂到第一换热器中的第一冷却剂的热传递而传递到第一热力装置。

热管理系统可以进一步包括第二换热器和/或位于第一冷却剂回路中的加热器。第二换热器和加热器可以配置为分别冷却和加热第一热力装置。热管理系统也可以包括扫热阀，其配置为选择性地将第一冷却剂的至少一部分引导通过第一冷却剂回路和第三冷却剂回路中的至少一个。

热管理系统可以进一步包括制冷回路。制冷回路可以经由第二换热器而与第一冷却剂回路热连通。制冷回路可以进一步经由第三换热器与第二冷却剂回路热连通。

还提供一种利用车辆的第二热力装置中的废热的方法，所述车辆还具有第一加热力装置。进一步了一种提供冷却已经在车辆中产生热量的第一热力装置的方法。两方法都利用如上所述的热管理系统。

方法包括让第一冷却剂循环通过第一冷却剂回路或第三冷却剂回路中的至少一个，其中第一热力装置位于第一冷却剂回路中，且第三冷却剂回路与第一冷却剂回路互连。方法进一步包括让第二冷却剂循环通过第二冷却剂回路，其中第二热力装置位于第二冷却剂回路中，且第二冷却剂回路经由第一换热器与第三冷却剂回路热连通

在利用第二热力装置中废热的方法中，第二热力装置具有比热存储装置更高的初始温度。从而废热可以经由从第二冷却剂到第一换热器中的第一冷却剂的热传递而传递到第一热力装置。

在冷却第一热力装置的方法中，第一热力装置具有更高的初始温度。从而存储在第一热力装置中的热量可以经由从第一冷却剂到第一换热器中的第二冷却剂的热传递而传递到第二热力装置。