[发明专利]适宜于可燃工质的新能源客车综合热管理系统

说明书

本发明适宜于可燃工质的新能源客车综合热管理系统，含有空调机组模块、废热利用模块和热管理模块，所述空调机组模块含有制冷和制热两个循环；空调机组模块的工质为第一工质，采用可燃制冷剂；废热利用模块采用第二工质、热管理模块采用第三工质——不可燃且防冻防锈的载冷剂；所述废热利用模块为空调机组模块提供冷源和热源，所述空调机组模块为热管理模块提供冷源和热源；本发明提供了一种新能源客车综合热管理系统，既能充分整合和合理利用新能源客车空调、动力电池、电机废热或其他废热的能量，又能使用环保制冷剂，能消除制冷剂发生燃烧或爆炸的潜在危险，提高新能源客车整车的能源利用效率，便于制造企业生产并在新能源客车上应用。

技术领域

本发明涉及新能源客车空调系统技术领域，涉及新能源客车空调系统的电池热管理系统、电控热管理系统、电机废热利用系统，具体的是一种适宜于可燃工质的新能源客车综合热管理系统。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，其在应用中也陆续出现了一些问题，诸如：⑴整车主要的附件能耗过高，影响续航里程，影响乘客满意度。⑵整车中的电池、电机、乘员舱、电控等部件均需要热管理，但各系统（部件）之间的热管理均为独立进行的，不能对整车的能源进行合理的分配，能源利用效率不高，存在能源浪费。⑶作为整车的重要附件，车用空调长期以来一直在使用R407C、R410A等制冷剂，这些制冷剂虽然对大气臭氧层没有破环作用，但其温室效应值（GWP）偏高，属于国际《蒙特利尔议定书》基加利修正案列入的未来削减使用的物品。因此，解决新能源汽车存在的问题，使新能源汽车能稳妥、快速地发展是目前新型汽车制造领域急需解决的问题。

客车空调是新能源汽车重要的耗能部件，其能耗要占到整车总能耗的20%以上；在冬季尤甚。冬天，环境温度在-3℃以下时，新能源汽车就只能使用PTC加热给乘员舱供暖，此时的能耗会大大增加。所以在北方，新能源客车有安装燃油加热器的：在环境温度过低、空调无法开启时，会使用燃油加热器给乘员舱供暖。但是，这种供暖方式不仅与新能源的理念相悖，而且加热器效率低，污染环境，也会给司机带来不便。因此，如何解决新能源客车空调在冬季的供暖是一个很重要的问题。

电池是新能源客车的动力来源，所以，电池性能是新能源客车质量好坏的重要指标之一。由于材料的原因，新能源客车的动力电池必须在适宜的温度区间才能发挥最佳的工作性能，温度过高，动力电池的副反应会增多，不仅影响电池寿命，电池的安全性也会有隐患；温度过低，动力电池的活性会降低，造成电池的电量无法充满，会严重影响新能源客车的续航能力。目前，新能源客车动力电池的冷却方式多采用空气冷却、独立空调冷却、乘员舱空调冷却等，其中，空气冷却因为冷却效果较差已被逐渐淘汰。独立空调虽冷却效果较好，但是为动力电池独立配备一台空调的成本太高，且还需要额外的空调安装空间，因此，该技术方案现在也较少使用。相比较，乘员舱空调冷却是目前最好的解决方案，其成本低且不需要占用额外的安装空间；但是，动力电池与乘员舱共用一台空调的话，目前在技术上是存在一些困难的，虽然国内已有少数企业推出了这样的产品，但几乎都不是很成熟。

在新能源客车中，电机是属于具有独立散热系统的机构。电机的运行温度一般会控制在一定的运行温度范围以内。因此，目前新能源客车电机运行时产生的热量一般是通过散热系统直接转移到室外空气中去的，对之几乎没有任何的再利用，这就造成了一定的能源浪费。

在新能源客车空调所用的制冷剂方面，目前采用的既不破坏臭氧层又球温室效应值较低的制冷剂要么具有可燃性，要么系统压力很高，例如R290、R1270、R600、R600a、R32及其混合物。而传统客车空调均是采用制冷剂直接冷却或加热车内空气以实现客车降温或加热的目的。如若制冷剂具有可燃性，一旦发生泄漏，制冷剂会直接进入客车车厢，会危机乘客安全。若采用压力很高的制冷剂，如CO₂等，一旦泄漏或发生碰撞很容易发生爆炸，会严重危害乘客生命和旅客财产。

发明内容