[发明专利]用于混合动力/电动车辆(H/EV)中的热系统的加热塑料流体管线及其使用

说明书

混合动力/电动车辆(H/EV)中的加热塑料管线，其中车辆底盘热回路、部件热回路、电机驱动器和动力电子设备联接在一起，并以串联或并联配置使用。车辆底盘热回路包括：流体；循环泵；以及一个或多个管线，流体流经该一个或多个管线。部件热回路包括流体和与部件接触的一个或多个管线，流体流经一个或多个管线或在一个或多个管线周围流动。车辆底盘回路和部件热回路中的至少一个具有作为塑料加热管线的一个或多个管线的至少一部分；该塑料加热管线配置为将流体加热到等于或高于为该部件预定的冷运行温度的温度。

技术领域

本公开涉及混合动力/电动车辆(H/EV)和全电动车辆(EV)以及与车辆的动力电子设备、电池和电机驱动器集成的热管理系统。

背景技术

本章节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，而可以不构成现有技术。电动车辆是使用内燃机的传统车辆的最有前途的替代品之一。然而，由于电动车辆依赖于可充电电池的使用，它们还必须包括有效的热管理系统，该热管理系统确保每个动力系部件保持在其最佳运行温度范围内，特别是电池组。

混合动力/电动车辆(H/EV)具有特定的温度控制区域，用于优化电池效率和使用寿命。车辆制造商使用热系统将电池加热和冷却在70℃±10℃的运行温度条件内，同时还将电池单体到电池单体的温度区域变化保持在3℃到5℃范围内。传统的电池系统使用乙二醇基流体或AC制冷剂流体来进行热优化。H/EV电池表现出冷启动或冷运行温度问题，这需要在初始启动时加热流体。初始启动的目标是尽可能快地将电池中的热量提升到受控状态。传统的做法是在电池组内放置加热元件。然而，电池制造商宁愿不使用电源电压来为加热器供电，因为它提取了驱动能力。此外，内部加热元件占据重要的封装空间，因为在给定尺寸中的功率密度是重要的设计参数。

发明内容

本公开一般地提供用于使用在混合动力/电动车辆(H/EV)中的动力系部件的热管理系统，混合动力/电动车辆(H/EV)具有车辆底盘热回路，该车辆底盘热回路包括流体、循环泵和一个或多个管线，流体流经一个或多个管线。热管理系统允许在冷运行(即环境)条件下进行有效的启动和性能优化。

根据本公开的一个方面，热管理系统包括与车辆底盘热回路联接的部件热回路。该部件热回路还包括一个或多个管线，流体流经该一个或多个管线，并且该一个或多个管线与电池组、动力电子设备和/或电机驱动器接触。车辆底盘热回路和部件热回路中的至少一个包括作为塑料加热管线的一个或多个管线的至少一部分。该塑料加热管线配置为将流体加热到等于或高于为动力系部件预定的冷运行温度的温度；或者，用于电池组。塑料加热管线中的流体的加热可以通过外部动作来启动，该外部动作包括但不限于驾驶员启动的动作，其中混合动力/电动车辆的门从锁定状态转换到解锁状态或远程上电状态，和/或在电池组处于正在充电的过程的同时，塑料加热线中的流体的加热也会发生。

根据本发明的另一方面，塑料加热器管线是多层管线或管道，该多层管线或管道包括：热塑性内层，其接触流体并且对流体具有化学抗性；加热元件；绝热层；和耐磨外层。或者该多层管线或管道由或大致由热塑性内层，其接触流体并且对流体具有化学抗性；加热元件；绝热层；和耐磨外层组成。加热元件可包括一个或多个可加热的线缆或平面结构，该一个或多个可加热的线缆或平面结构位于管线一个或多个层内、由管线形成的孔内，或管线的外表面上。当需要时，加热元件可包括位于管线内的主动加热棒。

根据本公开的另一方面，混合动力/电动车辆(H/EV)包括电池组、动力电子设备或电机驱动器中的一个或多个，以及上文描述的并在此进一步限定的热管理系统。该热管理系统还可以包括流量控制阀，该流量控制阀将车辆底盘热回路联接到部件热回路，使得阀的关闭允许车辆底盘热回路和部件热回路独立地运行。当需要时，热管理系统还包括一个或多个传感器以测量温度、压力或二者；可选地，热管理系统还包括控制单元、流体连接器或分支中的一个或多个，通过控制单元、流体连接器或分支中的一个或多个，流体可以在每个动力系部件(例如电池)周围流动，或者流到另一个热系统或热回路。