[发明专利]基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统，其特征在于：包括冷却液循环回路和热泵空调机构；

其中，所述冷却液循环回路包括低温相变胶囊收集装置、高温相变胶囊收集装置、第一水泵、电池、第一相变胶囊收集装置、电机、第一散热器、第二水泵、第二相变胶囊收集装置、发动机、第二散热器和第三水泵；

所述热泵空调机构包括电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器，电动压缩机、气液分离器、四通换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器依次通过管路连接形成回路；

所述低温相变胶囊收集装置和高温相变胶囊收集装置与室内换热器并联，低温相变胶囊收集装置和高温相变胶囊收集装置位于室内换热器上方；所述高温相变胶囊收集装置与低温相变胶囊收集装置并联，高温相变胶囊收集装置的入口与第三三通电磁阀的A口连通，高温相变胶囊收集装置的出口接在第一水泵和电池之间的管路上；所述低温相变胶囊收集装置的入口与第三三通电磁阀的B口连通，低温相变胶囊收集装置的出口接在第一水泵和电池的液冷板之间的管路上；所述第一水泵、电池的液冷板、第四三通电磁阀依次通过管路连接并形成回路；所述第二水泵、电机的水套、第七三通电磁阀、第八三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀依次通过管路连接并形成回路，第一散热器并联在第一相变胶囊收集装置两端，第一散热器通过第八三通电磁阀的B、C两口连通参与冷却液循环回路；所述第三水泵、发动机的水套、第十一三通电磁阀、第十二三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀依次通过管路连接并形成回路，第二散热器并联在第二相变胶囊收集装置两端，第二散热器通过第十二三通电磁阀的B、C两口连通参与冷却液循环回路；所述第四三通电磁阀的A口通过管路与第九三通电磁阀的B口相连；

所述管路内充满由相变胶囊和冷却液共同形成的相变胶囊悬浮液；

所述第四三通电磁阀、第七三通电磁阀、第十一三通电磁阀的B口均设置有滤网，A口和C口无滤网；所述低温相变胶囊收集装置由第十三三通电磁阀和第一换热器组成，所述高温相变胶囊收集装置由第十四三通电磁阀和第二换热器组成，第十三三通电磁阀、第十四三通电磁阀的B口均设置有滤网，第十三三通电磁阀、第十四三通电磁阀的A口、C口无滤网；所述第一相变胶囊收集装置由第十五三通电磁阀和第一保温箱体组成，所述第二相变胶囊收集装置由第十六三通电磁阀和第二保温箱体组成，第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀的B口均设置有滤网，第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀的A口、C口无滤网；所述第一换热器内设置有第一蛇形金属盘管，第一蛇形金属盘管的一端与第一三通电磁阀的A口相连，第一蛇形金属盘管的另一端与第二三通电磁阀的A口相连；所述第二换热器内设置有第二蛇形金属盘管，第二蛇形金属盘管的一端与第一三通电磁阀的C口相连，第二蛇形金属盘管的另一端与第二三通电磁阀的C口相连，第一蛇形金属盘管和第二蛇形盘管内充满冷媒；

设置有滤网的三通电磁阀分别设置在低温相变胶囊收集装置、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第一相变胶囊收集装置、电机的水套、第二相变胶囊收集装置、发动机的水套的冷却液出口处。

2.根据权利要求1所述的基于相变胶囊的增程式电动汽车集成式热管理系统的管理方法，其特征在于：该方法包括：

首先，环境温度为低温时，低温相变胶囊存储在低温相变胶囊收集装置中不参与冷却液循环回路的循环，只有高温相变胶囊参与冷却液循环回路循环；

高温相变胶囊收集热泵空调机构热量：当热泵空调处于供暖循环且座舱无需快速升温时，使第三三通电磁阀的AC两口、第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口连通，使第十四三通电磁阀AB两口连通，使第十四三通电磁阀切换到滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；通过高温相变胶囊收集装置的过滤作用，高温相变胶囊被收集在高温相变胶囊收集装置中；在热泵空调供暖循环下，使第二三通电磁阀BC两口、第一三通电磁阀BC两口连通，调节第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度，高温高压冷媒通过第二蛇形金属盘管为高温相变胶囊储能；当高温相变胶囊收集热泵空调热量完毕，使第十四三通电磁阀AC两口连通，使第十四三通电磁阀切换到非滤网接口，使第三三通电磁阀AC两口、第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀切换到滤网接口，使第九三通电磁阀BC两口、第十六三通电磁阀AB两口连通，使第十六三通电磁阀切换到滤网接口，使第十三通电磁阀AB两口连通，启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；在第一相变胶囊收集装置和第二相变胶囊收集装置的过滤作用下，收集完能量的高温相变胶囊存储在第一相变胶囊收集装置或第二相变胶囊收集装置中；

高温相变胶囊收集电机热量：当电机温度大于电机第一温度阈值时，使第五三通电磁阀AC两口、第六三通电磁阀AC两口、第八三通电磁阀AB两口连通，使第七三通电磁阀AB两口连通，使第七三通电磁阀切换到滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第二水泵，相变胶囊悬浮液依次通过电机的水套、第七三通电磁阀、第八三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第二水泵，形成水循环；在第七三通电磁阀的过滤作用下，高温相变胶囊收集在电机的水套内并收集电机热量；当高温相变胶囊收集电机热量完毕，使第七三通电磁阀AC两口连通，使第七三通电磁阀切换到非滤网接口，使第十五三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀切换到滤网接口，启动第二水泵，相变胶囊悬浮液依次通过电机的水套、第七三通电磁阀、第八三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第二水泵，形成水循环，在第一相变胶囊收集装置的过滤作用下，收集完能量的高温相变胶囊存储在第一相变胶囊收集装置中；

高温相变胶囊收集发动机热量：当发动机温度大于发动机第一温度阈值时，使第九三通电磁阀AC两口、第十三通电磁阀AC两口、第十二三通电磁阀AB两口、第十一三通电磁阀AB两口连通，使第十一三通电磁阀切换到滤网接口，使第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十六三通电磁阀切换到非滤网接口，启动第三水泵，相变胶囊悬浮液依次通过发动机的水套、第十一三通电磁阀、第十二三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第三水泵，形成水循环；在第十一三通电磁阀的过滤作用下，高温相变胶囊收集在发动机的水套内并收集发动机热量；当高温相变胶囊收集发动机热量完毕，使第十一三通电磁阀AC两口连通，使第十一三通电磁阀切换到非滤网接口，使第十六三通电磁阀AB两口连通，使第十六三通电磁阀切换到滤网接口，启动第三水泵，相变胶囊悬浮液依次通过发动机的水套、第十一三通电磁阀、第十二三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第三水泵，形成水循环；在第二相变胶囊收集装置的过滤作用下，收集完能量的高温相变胶囊存储在第二相变胶囊收集装置中；

当环境温度为高温时，高温相变胶囊储存在高温温相变胶囊收集装置中不参与任何热管理系统循环，只有低温相变胶囊参与电池热管理系统循环；

低温相变胶囊收集热泵空调机构冷量：当热泵空调处于制冷循环且座舱无需快速降温时，使第三三通电磁阀BC两口、第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口、第十三三通电磁阀AB两口连通，使第十三三通电磁阀切换到滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；通过低温相变胶囊收集装置的过滤作用，相变胶囊被收集在低温相变胶囊收集装置中，在热泵空调制冷循环下，使第二三通电磁阀AB两口、第一三通电磁阀AB两口连通，调节第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度，高压低温冷媒通过第一蛇形金属盘管为低温相变胶囊蓄冷；当低温相变胶囊蓄冷完毕，使第十三三通电磁阀AC两口连通，使第十三三通电磁阀切换到非滤网接口，使第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第十五三通电磁阀AB两口连通，使第十五三通电磁阀切换到滤网接口，使第九三通电磁阀BC两口、第十六三通电磁阀AB两口连通，使第十六三通电磁阀切换到滤网接口，使第十三通电磁阀AB两口连通，启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；将蓄冷完毕的低温相变胶囊存储在第一相变胶囊收集装置或第二相变胶囊收集装置中；

高温相变胶囊为电池加热：当电池温度小于电池第一温度阈值时，使第十四三通电磁阀AC连通，使第十四三通电磁阀切换到非滤网接口，使第三三通电磁阀AC两口、第四三通电磁阀AB两口连通，使第四三通电磁阀切换到有滤网接口，使第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第十五三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀切换到非滤网接口，使第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十六三通电磁阀切换到非滤网接口，启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；在第四三通电磁阀的过滤作用下，高温相变胶囊收集在电池的液冷板中，通过高温相变胶囊发生相变凝固释放热量为电池加热；

高温相变胶囊为座舱加热：当座舱温度低于座舱第一温度阈值时，使第十四三通电磁阀AB两口连通，使第十四三通电磁阀切换到有滤网接口，使第三三通电磁阀AC两口、第四三通电磁阀AC两口连通，使第四三通电磁阀切换到非滤网接口，使第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第十五三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀切换到非滤网接口，使第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十六三通电磁阀切换到非滤网接口，启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、高温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；在高温相变胶囊收集装置的过滤作用下，高温相变胶囊收集在高温相变胶囊收集装置中，打开室内换热器中的空调风机，将热空气吹入座舱，通过高温相变胶囊发生相变凝固释放热量为座舱加热；

低温相变胶囊为电池散热：当电池温度大于电池第二温度阈值时，使第三三通电磁阀BC两口、第四三通电磁阀AB两口连通，使第四三通电磁阀切换到有滤网接口，使第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口连通，使第十三三通电磁阀AC两口连通，使第十三三通电磁阀切换到非滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；通过第四三通电磁阀的过滤作用，相变胶囊被收集在电池的液冷板中，通过低温相变胶囊相变熔化吸收热量为电池散热；

低温相变胶囊为座舱散热：当座舱温度大于座舱第二温度阈值时，使第三三通电磁阀BC两口、第四三通电磁阀AC两口、第五三通电磁阀AB两口、第六三通电磁阀AB两口、第九三通电磁阀BC两口、第十三通电磁阀AB两口连通，使第十三三通电磁阀AB两口连通，使第十三三通电磁阀切换到有滤网接口，使第十五三通电磁阀AC两口、第十六三通电磁阀AC两口连通，使第十五三通电磁阀、第十六三通电磁阀切换到非滤网接口；启动第一水泵，相变胶囊悬浮液分两路，一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第五三通电磁阀、第一相变胶囊收集装置、第六三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；另一路依次通过第三三通电磁阀、低温相变胶囊收集装置、电池的液冷板、第四三通电磁阀、第九三通电磁阀、第二相变胶囊收集装置、第十三通电磁阀、第一水泵，形成水循环；通过低温相变胶囊收集装置的过滤作用，低温相变胶囊被收集在低温相变胶囊收集装置中，打开室内换热器中的空调风机，将冷空气吹入座舱，通过低温相变胶囊相变熔化吸收热量为座舱散热。