[发明专利]一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统及其控制方法

权利要求书

1.一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统，其特征在于：包括热泵回路、电池组热管理回路和电机热管理回路；所述热泵回路用于加热或冷却电池组热管理回路中的冷却液；所述电池组热管理回路用于加热或冷却电池组和辅助回收电机冷却热；所述电机热管理回路用于回收电机冷却热和冷却电机；

所述热泵回路包括电动压缩机、四通换向阀、外部换热器、热泵回路风扇、膨胀阀、内部换热器、干燥器及气液分离器；所述电动压缩机与四通换向阀、气液分离器、干燥器连接成回路；所述外部换热器与膨胀阀、内部换热器、四通换向阀连接成回路；所述热泵回路风扇设置在外部换热器一侧；

所述电池组热管理回路包括电池组、辅助加热装置PTC、第一蓄能器、第一水泵、电池组热管理回路温度传感器、第三调节阀、第四调节阀、第二换热器及内部换热器；所述电池组与第一蓄能器、第一水泵、电池组热管理回路温度传感器、第二换热器、第四调节阀、内部换热器、辅助加热装置PTC连接成回路；所述电池组热管理回路温度传感器与内部换热器连接有分支回路，所述分支回路上设有第三调节阀；所述电池组热管理回路中的冷却液为防冻液；

所述电机热管理回路包括第二换热器、第一调节阀、第二调节阀、第三换热器、电机热管理回路风扇、第二蓄能器、第二水泵、电机热管理回路温度传感器、电机和电机热管理回路管道；所述电机与电机热管理回路温度传感器、第二水泵、第二蓄能器、第二换热器、第二调节阀连接成回路，所述第二蓄能器还连接第三换热器、第一调节阀、电机形成分支回路；所述电机热管理回路风扇设置在第三换热器一侧；所述电机热管理回路中的冷却液为防冻液；

液体式的纯电动汽车电池热管理系统有以下几种工作模式：

工作模式1：热泵回路和电池组热管理回路用于冷却电池组，电机热管理回路单独冷却电机；切换四通换向阀流路使得热泵回路处于制冷模式，热泵回路中的制冷剂通过内部换热器冷却电池组热管理回路中的冷却液，电池组热管理回路中的冷却液再通过电池组水路循环冷却电池组；电机热管理回路中的冷却液通过电机水路循环冷却电机，流过电机后的冷却液再通过换热器和电机热管理回路风扇进行冷却；电池组热管理回路中的第四调节阀完全关闭、第三调节阀完全打开，电机热管理回路中的第一调节阀完全打开、第二调节阀完全关闭；热泵回路中制冷剂的流路为：电动压缩机→四通换向阀→外部换热器→膨胀阀→内部换热器→四通换向阀→气液分离器→干燥器→电动压缩机；电池组热管理回路中冷却液的流路为：第一水泵→电池组热管理回路温度传感器→第三调节阀→内部换热器→关闭状态的PTC辅助加热模块→电池组→第一蓄能器→第一水泵；电机热管理回路中冷却液的流路为：第二水泵→第二蓄能器→第三换热器→第一调节阀→电机→电机热管理回路温度传感器→第二水泵；

工作模式2：电机热管理回路同电池组热管理回路和热泵回路协同散热；切换四通换向阀流路，让热泵回路处于制冷模式，同时加大压缩机转速使得热泵回路制冷量得到提高；热泵回路中的制冷剂通过内部换热器冷却电池组热管理回路中的冷却液，电池组热管理回路中的冷却液通过电池组水路循环冷却电池组和电机热管理回路中的冷却液，电机热管理回路中的冷却液再通过电机水路循环冷却电机；电池组热管理回路中的第四调节阀完全打开、第三调节阀完全关闭，电机热管理回路中的第一调节阀完全关闭、第二调节阀完全打开；热泵回路中制冷剂的流路为：电动压缩机→四通换向阀→外部换热器→膨胀阀→内部换热器→四通换向阀→气液分离器→干燥器→电动压缩机；电池组热管理回路中冷却液的流路为：第一水泵→电池组热管理回路温度传感器→第二换热器→第四调节阀→内部换热器→关闭状态的PTC辅助加热模块→电池组→第一蓄能器→第一水泵；电机热管理回路中冷却液的流路为：第二水泵→第二蓄能器→第二换热器→第二调节阀→电机→电机热管理回路温度传感器→第二水泵；

工作模式3：对电池组进行加热，切换四通换向阀使得热泵回路处于制热模式，热泵回路中的制冷剂通过内部换热器加热电池组热管理回路中的冷却液，电池组热管理回路中的冷却液再通过电池组水路循环加热电池组；电池组热管理回路中的第四调节阀完全关闭、第三调节阀完全打开；热泵回路中制冷剂的流路为：电动压缩机→四通换向阀→内部换热器→膨胀阀→外部换热器→四通换向阀→气液分离器→干燥器→电动压缩机；电池组热管理回路中冷却液的流路为：第一水泵→电池组热管理回路温度传感器→第三调节阀→内部换热器→关闭状态的PTC辅助加热模块→电池组→第一蓄能器→第一水泵；

工作模式4：对电池组进行加热，切换四通换向阀使得热泵回路处于制热模式，热泵回路中的制冷剂通过内部换热器加热电池组热管理回路中的冷却液，电池组热管理回路中的冷却液再通过电池组水路循环加热电池组；将电机热管理回路与电池组热管理回路耦合，电机热管理回路中的冷却液将会加热电池组热管理回路中的冷却液，电池组热管理回路中的冷却液再通过电池组水路循环加热电池组；电池组热管理回路中的第四调节阀完全打开、第三调节阀完全关闭，电机热管理回路中的第一调节阀完全关闭、第二调节阀完全打开；热泵回路中制冷剂的流路为：电动压缩机→四通换向阀→内部换热器→膨胀阀→外部换热器→四通换向阀→气液分离器→干燥器→电动压缩机；电池组热管理回路中冷却液的流路为：第一水泵→电池组热管理回路温度传感器→第二换热器→第四调节阀→内部换热器→关闭状态的PTC辅助加热模块→电池组→第一蓄能器→第一水泵；电机热管理回路中冷却液的流路为：第二水泵→第二蓄能器→第二换热器→第二调节阀→电机→电机热管理回路温度传感器→第二水泵；

工作模式5：运行方式和工作模式4相同，并打开PTC辅助加热装置来辅助加热电池组。