[发明专利]一种用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统有效
申请号: | 201810445703.3 | 申请日: | 2018-05-09 |
公开(公告)号: | CN108638787B | 公开(公告)日: | 2022-01-04 |
发明(设计)人: | 贾宏涛 | 申请(专利权)人: | 贾宏涛 |
主分类号: | B60H1/00 | 分类号: | B60H1/00;B60H1/14 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 201613 上海市*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 电动汽车 水循环 热能 综合利用 管理 系统 | ||
本发明涉及用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统、包括该热管理系统的汽车及该热管理系统的操作方法,所述用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统包括制冷剂循环回路;该制冷剂循环回路包括制冷剂循环干路和两个制冷剂循环支路,制冷剂循环干路上设置有电子压缩机和水冷式冷凝器,第一制冷剂循环支路设置有蒸发器电子膨胀阀和空调蒸发器,第二制冷剂循环支路设置有水冷换热器电子膨胀阀和水冷式换热器;所述用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统还包括水循环回路,该水循环回路包括水循环干路和至少两个水循环支路,其中第一水循环支路与上述水冷式换热器热交换,用于对电池组进行冷却,第二水循环支路与上述水冷式冷凝器热交换,用于对乘员舱进行加热。通过在热管理系统中增设了水循环回路,并使水循环回路的两个支路分别与空调系统的制冷剂进行热交换,可以充分发挥空调制冷效率高的优势,并充分利用汽车其他部件产生的热能,节约能源。
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域,尤其涉及新能源汽车的热管理,具体来说,涉及一种用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统。
背景技术
随着目前环境问题的日益突出,新能源汽车的兴起已是社会发展的必然趋势,其不仅能够减少人们对化石燃料的依赖,而且能够降低汽车尾气的排放,有效改善环境质量。目前电动汽车越来越被人们接受,销量也越来越高,车用动力电池技术是新能源汽车中的关键技术之一,车用动力电池的性能直接影响了新能源汽车的性能。在新能源汽车的发展过程中,续航能力成了制约新能源汽车发展的最重要的因素之一,虽然动力电池的能量密度不断提高,但是其电池技术还处在瓶颈期,电动汽车的续航里程依然是用户使用的最大痛点。
在夏季高温和冬季低温的环境中使用时,由于需要额外的功率去进行制冷和加热,电动汽车的续航里程会大打折扣。特别是在冬季低温环境中,目前绝大部分的电动汽车采用的是PTC辅助电加热系统来进行,其消耗的电功率需要达到5KW甚至以上才能保证车内的舒适温度,会大大降低车辆的续航里程。如果增加电池容量,不但导致车辆的重量大为增加降低能量利用效率,而且会大为增加制造和使用成本。使用热泵系统虽然可以得到一定的缓解,但是目前的热泵系统结构和控制都过于复杂,成本较高,而且在较低温度时的改善效果并不十分明显。
发明内容
针对现有技术中电动汽车制热和制冷能力不足的缺陷,本发明提出一种用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统,其沿用了传统汽车空调的结构并增设了水循环回路,使传统汽车空调与水循环回路配合,还可以增设热泵蒸发器与外部环境热交换;仅仅通过控制几个阀门的切换,即可以对车辆在使用过程中产生的热量进行充分利用,从而大大降低了车辆在使用过程中进行温度调节所需要的额外功率,并且大大提高了制热和制冷效率,达到了节约能源并降低成本的目的。
为实现本发明的目的,本发明采用的技术方案是:
提供了一种用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统,所述用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统包括制冷剂循环回路;该制冷剂循环回路包括制冷剂循环干路和至少两个制冷剂循环支路,制冷剂循环干路上设置有电子压缩机和水冷式冷凝器,第一制冷剂循环支路设置有蒸发器电子膨胀阀和空调蒸发器,第二制冷剂循环支路设置有水冷换热器电子膨胀阀和水冷式换热器;其特征在于:所述用于电动汽车的水循环式热能综合利用热管理系统还包括水循环回路,该水循环回路包括水循环干路和至少两个水循环支路,其中第一水循环支路与上述水冷式换热器热交换,用于对电池组进行冷却,第二水循环支路与上述水冷式冷凝器热交换,用于对乘员舱进行加热。通过在热管理系统中增设了水循环回路,并使水循环回路的两个支路分别与空调系统的制冷剂进行热交换,可以充分发挥空调制冷效率高的优势,并充分利用汽车其他部件产生的热能,节约能源。
优选的,所述制冷剂循环干路上依次设置有电子压缩机、水冷式冷凝器、干燥器储液罐和膨胀阀转换三通阀,所述膨胀阀转换三通阀分别连通蒸发器电子膨胀阀和水冷换热器电子膨胀阀,用于控制两个制冷剂循环支路的通断。通过该膨胀阀转换三通阀的设置,使得两个制冷剂循环支路可以根据需求启用。
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