[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

说明书

本发明涉及一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统，属于纯电动汽车电池热管理领域，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。本发明还提供一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统的控制方法。本发明的换热效率得到提高，能够极大地降低电池组内的电池单体温差，提升了系统的换热效率和能耗，解决了极端情况下电池组热管理回路不足以加热电池组的问题，能够极大地节省电能，使得系统能够更快的响应各种变化，具备较好的稳定性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于纯电动汽车电池热管理领域，涉及一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统及其控制方法。

背景技术

随着现代生活水平的提高，人们对汽车的需求不断增加，全球汽车销售量持续上升。据统计，2018年全球汽车的销售量高达8600万辆，其中我国高达2860万辆。传统燃油汽车的增加，不仅造成道路拥堵，化石能源的大量消耗，而且严重污染环境。随着全球能源短缺和环境污染问题日益严重，许多政府和研究人员将目光聚焦在纯电动汽车(PEV)。

纯电动汽车行驶过程中，动力电池组会产生大量的热量，如果不及时将热量传递出去，将会导致电池热失控。严重时，将会引起电池组爆炸，威胁驾驶员的生命安全。同时低温运行也会出现一些问题，例如较低的充电和放电容量，较低的电池功率，较低的额定电压，较短的循环寿命等。因此，为了将电池组温度控制在特定范围内，开发有效的电池冷却和加热系统是PEV的一项重要任务。

现在大部分纯电动汽车在夏季采用热泵系统产生的冷气来冷却电池组，采用空气式散热不仅换热效率低，而且会使得电池组内的电池温度分布不均匀影响整个电池组的性能，在极端情况下甚至不能满足冷却需求。此外，大部分纯电动汽车在冬季使用PTC来加热空气，再将热空气加热电池组。这种方式不仅耗能高，而且加热速度慢、加热效果不好。

因此，亟需一种纯电动汽车电池热管理系统来解决这些问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统及其控制方法，解决现有技术中能耗高、加热/冷却效果不理想、冬季热泵系统制热量不足和电池组温度波动大等技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种纯电动汽车综合热能利用热管理系统，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。

进一步，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。

进一步，所述热泵回路中的制冷剂为无臭氧破坏性的R134a。

进一步，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。