专利名称：电动汽车及其热控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车制造技术领域，尤其涉及电动汽车整车热控制系统。
背景技术：
随着世界各国对节能环保问题越来越重视，以混合动力混合驱动汽车、电动汽车为代表的新能源汽车技术越来越受到广泛关注。为了实现电动汽车车厢内的温度保持在人体感觉舒适的温度并保证车内发热部件的工作温度维持在最佳的工作温度范围，必须对整车进行热控制。传统电动汽车热控制系统主要由水暖PTC (Positive Temperature Coefficient,正的温度系数)或电阻式加热器、电动空调系统、电池包加热系统、电池包冷却系统构成。电动汽车车厢内的取暖方式主要采用水暖PTC或电阻式加器。由于这两种方式都采用了电阻性原件，导致其热效率低，能耗大，缩短车辆行驶里程的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种电动汽车及其热控制系统，用于提高车厢的制冷制热效率，降低能耗。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案一方面，提供一种电动汽车热控制系统，包括通过管路连接成回路的电动压缩机，蒸发冷凝器和空冷式冷凝器。—方面,提供一种电动汽车,包括上述电动汽车热控制系统。本发明实施例提供的电动汽车热控制系统，蒸发冷凝器内的制冷剂吸收热量后，通过电动压缩机送入空冷式冷凝器，并将热量释放，利用鼓风机将热风吹向车厢，实现对车厢加热。与现有技术中使用PTC或者燃油加热器对车厢制热相比，由空冷式冷凝器、蒸发冷凝器、电动压缩机及相关控制阀构成的热泵系统具有更高的制热效率，从而降低整车能耗。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图I为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的结构示意图；图2为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第一工作模式示意图；图3为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第二工作模式示意图；图4为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第三工作模式示意图；图5为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第四工作模式示意图；图6为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第五工作模式示意图7为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第六工作模式示意图；图8为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第七工作模式示意图；图9为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第八工作模式示意图；图10为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第九工作模式示意图；图11为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十工作模式示意图；图12为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十一工作模式示意图；图13为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十二工作模式示意图；图14为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十三工作模式示意图；图15为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十四工作模式示意图；图16为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十五工作模式示意图；图17为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十六工作模式示意图；图18为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十七工作模式示意图；图19为本发明实施例二提供的电动汽车的热控制系统的第十八工作模式示意图；附图标记说明，I-HVAC系统，11-暖风芯体，12-蒸发器；2_空冷式冷凝器；31_电机，32-电机水泵；4_蒸发冷凝器；5_电动压缩机；6_散热器；71_水暖换热器，72-电池组水泵，73-水冷式蒸发冷凝器，74-电池组；81_水暖PTC，82-水泵；91_两通阀一，92-两通阀二，93-两通阀三，94-两通阀四，95-两通阀五，96-两通阀六；101-三通阀一，102-三通阀二，103-三通阀三；104-三通阀四。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一本发明实施例一提供的电动汽车热控制系统，包括暖风芯体，电动压缩机，蒸发冷凝器和空冷式冷凝器。其中，电动压缩机、蒸发冷凝器和空冷式冷凝器通过管路连接成回路构成的热泵系统。空冷式冷凝器与暖风芯体构成HVAC(Heating Ventilation and Air Conditioning,供热通风与空气调节)系统。工作时，启动电动压缩机，蒸发冷凝器内的制冷剂吸收热量后，通过电动压缩机送入空冷式冷凝器，并经过空冷式冷凝器与车厢内空气进行热交换后流回电动压缩机，实现对车厢加热。与现有技术中使用PTC或者燃油加热器对车厢制热相比，由空冷式冷凝器、蒸发冷凝器、电动压缩机及相关控制阀构成的热泵系统具有更高的制热效率，从而降低了整车的功耗。其中，电动压缩机为制冷剂的循环提供动力，由于电动压缩机的出口不可改变，因此，在回路中可以连接控制阀，通过控制阀的不同阀口之间的连接，实现制冷剂在回路中流动方向的改变。此外，该系统还可以通过控制阀和相应的管路与电池组、散热器、蒸发器等部件连接。通过控制阀不同阀口之间的连接，可以实现对车厢制热和制冷、电池组制热和制冷、电机散热、车厢和电池组同时制冷或同时制热，车辆驻车等待时车厢制热、车厢制热和电机散热、电池组制热和电机散热等不同的工况需求。其中，控制阀可以是两通阀、三通阀、四通阀等可以实现多路控制的装置。实施例二 本发明实施例二提供的电动汽车热控制系统，如图I所示，包括通过管路连接成回路的电动压缩机5，蒸发冷凝器4和空冷式冷凝器2 ;与空冷式冷凝器2并联的蒸发器12 ;与空冷式冷凝器2并联的电池组控制系统；通过管路连接成回路的暖风芯体11，水暖PTC81，水泵82，电机31和电机水泵32 ；以及分别与电机31和电机水泵32并联的两通阀一91和散热器6。其中，空冷式冷凝器2 —端通过两通阀五95与蒸发冷凝器4相连，另一端通过两通阀六96和三通阀二 102分别与电动压缩机5和蒸发冷凝器4相连。电动压缩机5的另一端通过三通阀三103连接于蒸发冷凝器4和三通阀二 102之间。暖风芯体11，水暖PTC81，水泵82，电机31和电机水泵32通过管路依次连接成回路。其中，电机水泵32和暖风芯体11之间设置两通阀四94。进一步的，还包括，与电机31和第一水泵32并联的散热器6和两通阀一 91 ;其中，两通阀一 91通过管路直接与水泵82连接后通过三通阀一 101与电机31，散热器6相连。这样，通过三通阀一 101不同阀口之间的连接可以改变加热水的流动方向，可以满足不同的工况要求。电池组热控制系统是由电池组74、水暖换热器71、电池组水泵72和水冷式冷凝器73串联组成的回路。其中，水暖换热器71的一端连接于暖风芯体11和两通阀四94之间，另一端连接于两通阀四94和散热器6之间。水冷式冷凝器73的一端通过管路分别与三通阀三103和三通阀四104相连，三通阀四104的另外两个阀口分别与蒸发器12和两通阀六96相连，另一端通过两通阀二 92连接于蒸发器冷凝器4和两通阀三93之间。这样可以实现对电池组74的单独制冷，也可以对电池组74与车厢同时制冷。蒸发器12与空冷式冷凝器2的并联方式具体为，蒸发器12 —端通过管道和三通阀四104与三通阀三103相连；另一端通过两通阀三93连接于蒸发器冷凝器4和两通阀二92之间。其中，暖风芯体11，蒸发器12和空冷式冷凝器2构成HVAC(Heating Ventilationand Air Conditioning,供热通风与空气调节)系统I。采用本实施例提供的电动汽车热控制系统可以实现对车厢和/或电池组的制冷、制热，进一步的在制热过程中还可以回收电机余热，在制热过程中还可以利用散热器为电机或电池组散热。下面将结合图2 19对各个过程进行具体的描述。车辆在行驶过程中，需要对车厢制热时，如图2所示，将三通阀二 102中连接电动压缩机5和空冷式冷凝器2的两个阀口和三通阀三103中连接电动压缩机5和蒸发冷凝器4的两个阀口打开。将两通阀五95和两通阀六96打开，其他控制阀关闭。启动电动压缩机5，由电动压缩机5排出的高温高压的制冷剂气体通过三通阀二 102，两通阀六96进入空冷式冷凝器2中与车厢内空气进行热交换后，经过两通阀五95进入蒸发冷凝器4，再通过三通阀三103进入电动压缩机5。实现对车厢制热。冬天电池组温度过低，需要对电池组制热时，如图3所示，将三通阀二 102中连接电动压缩机5和空冷式冷凝器2的两个阀口和三通阀三103中连接电动压缩机5和蒸发冷凝器4的两个阀口打开；将三通阀四104中连接两通阀六96和三通阀三103的两个阀口打开，将两通阀二 92打开，其他控制阀关闭。此时，电池组热控制系统导通。启动电动压缩机5，由电动压缩机5排出的高温高压的制冷剂气体通过三通阀二 102，三通阀四104进入水冷式蒸发冷凝器73与电池组热控制系统进行热交换后，经过两通阀二 92进入蒸发冷凝器4，再通过三通阀三103进入电动压缩机5。实现对电池组制热。当需要同时对车厢和电池组制热时，在图2或图3的基础上，同时打开两通阀六96，两通阀五95，两通阀92和三通阀四104中连接两通阀六96和三通阀三103的两个阀口，具体如图4所示。启动电动压缩机5，制冷剂气体通过三通阀二 102后分为两路，一路通过三通阀四104进入水冷式蒸发冷凝器73，另一路通过两通阀六96进入空冷式冷凝器2，通过水冷式蒸发冷凝器73和空冷式冷凝器2分别实现对电池组和车厢的制热。具体过程与图2和图3的过程相同，不再赘述。此外，还可以单独利用水暖PTC81对车厢加热。如图5所示，将两通阀一 91和两通阀四94打开，其他控制阀关闭。启动水泵82，冷却液流经水暖PTC81加热后，进入暖风芯体11与车厢内的空气进行热交换，再经过两通阀四94和两通阀一 91进入水暖PTC81。实现单独利用水暖PTC81对车厢制热。单独利用水暖PTC81对车厢和电池组同时加热时，导通电池组热控制系统，如图6所示，将两通阀一 91打开，其他控制阀关闭。启动水泵82，冷却液流经水暖PTC81加热后，进入暖风芯体11与车厢内的空气进行热交换，再进入水暖换热器71与电池组热系统进行热交换。经过两通阀一 91进入水暖PTC81。实现单独利用水暖PTC81对车厢和电池组同时制热。单独对电池组制热时，过程与上述相同，但在此过程中，暖风芯体11只起通路作用，即暖风芯体11不与车厢内空气进行热交换时，实现仅对电池组制热的过程。进一步的，还可以同时采用空冷式冷凝器2和水暖PTC81对车厢制热。如图7所示，此时电动汽车热控制系统分为两路，一路与图2中的回路相同，用于实现空冷式冷凝器2对车厢的制热。另一路与图5的回路相同，用于实现水暖PTC81对车厢的制热。具体的连接方式及控制过程参见图2和图5中的相应叙述，在此不再赘述。如图8所示，还可以同时采用空冷式冷凝器2和水暖PTC81对电池组制热，导通电池组热控制系统，此时电动汽车热控制系统分为两路，一路与图3中的回路相同，用于实现空冷式冷凝器2对电池组的制热。另一路与图6的回路相同，用于实现水暖PTC81对电池组的制热。具体的连接方式及控制过程参见图3和图6中的相应叙述，在此不再赘述。 如图9所示，还可以同时采用空冷式冷凝器2、水冷式蒸发冷凝器73和水暖PTC81对车厢和电池组同时制热，导通电池组热控制系统，此时电动汽车热控制系统分为两路，一路与图4中的回路相同，用于实现空冷式冷凝器2、水冷式蒸发冷凝器73对车厢和电池组的制热。另一路与图8的回路相同，用于实现水暖PTC81对车厢和电池组的制热。具体的连接方式及控制过程参见图4和图8中的相应叙述，在此不再赘述。进一步的，上述采用水暖PTC81实现对车厢和/或电池组制热过程中，还可以利用电机工作时产生的热量，降低功耗。具体的，如图10 14所不,将图5 9中的两通阀一91关闭，将三通阀101中连接水泵82和电机31的两个阀口打开。其中，图10 14具体的连接方式及控制过程参见图5 9中的相应叙述，在此不再赘述。此外，当电池组工作温度过高时，还可以通过散热器6对电池组散热。如图15所示，导通电池组热控制系统，打开三通阀一 101中连接散热器6和水泵82的两个阀口，关闭其他控制阀。冷却液通过三通阀一 101经过水泵82、水暖PTC81、暖风芯 体11进入水暖换热器71与电池组热控制系统进行热交换后，进入散热器6，实现对电池组散热。当电机31工作温度过高时，还可以通过散热器6对电机31散热，如图16所示，打开三通阀一 101中连接散热器6和电机31的两个阀口，关闭其他控制阀。从电机31流出的冷却液通过三通阀一 101进入散热器6,冷却液在散热器6中与空气进行热交换,实现对电机31的散热。夏天温度过高时，该电动汽车热控制系统还可以对车厢和/或电池组制冷。在制冷过程中，蒸发冷凝器4实现冷凝器的功能，水冷式蒸发冷凝器73实现蒸发器的功能。对车厢制冷时，如图17所示，将两通阀三93打开，将三通阀四104中连接蒸发器12和三通阀三103的两个阀口、三通阀三103中连接三通阀四104和电动压缩机5的两个阀口、三通阀二 102中连接电动压缩机5和蒸发冷凝器4的两个阀口打开，关闭其他控制阀。启动电动压缩机5，制冷剂通过三通阀二 102进入蒸发冷凝器4后通过两通阀三93进入蒸发器12与车厢内空气进行热交换后，经三通阀四104、三通阀三103进入电动压缩机5。实现对车厢制冷。对电池组制冷时，如图18所示，导通电池组热控制系统，将两通阀二 92打开，将三通阀三103中连接三通阀四104和电动压缩机5的两个阀口、三通阀二 102中连接电动压缩机5和蒸发冷凝器4的两个阀口打开，关闭其他控制阀。启动电动压缩机5，制冷剂通过三通阀二 102进入蒸发冷凝器4后通过两通阀二 92进入水冷式蒸发冷凝器71与电池组热控制系统进行热交换后，经三通阀三103进入电动压缩机5。实现对电池组制冷。对车厢和电池组同时制冷时，在图17或图18的基础上，同时打开两通阀三93，两通阀二 92，三通阀四104中连接蒸发器12和三通阀三103的两个阀口。具体如图19所示，启动电动压缩机5，制冷剂气体通过三通阀二 102进入蒸发冷凝器4后分为两路，一路通过两通阀三93进入蒸发器12，另一路通过两通阀二 92进入水冷式蒸发冷凝器73，通过蒸发器12和水冷式蒸发冷凝器73分别实现对车厢和电池组的制冷。具体过程与图17和图18的过程相同，不再赘述。本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述任何一种电动汽车热控制系统。可以理解的是，对本发明实施例中各个管路中所使用的控制阀(如两通阀、三通阀)的种类及连接位置所做的变形及其他依据本发明的思路可作的变形，均应纳入本发明的保护范围。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围
权利要求
1.一种电动汽车热控制系统，其特征在于，包括通过管路连接成回路的电动压缩机，蒸发冷凝器和空冷式冷凝器。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括与所述空冷式冷凝器并联的电池组热控制系统。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括与所述空冷式冷凝器并联的蒸发器。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括暖风芯体，电机和电机水泵，所述电机和电机水泵通过管路与所述暖风芯体连接成回路。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括与所述空冷式冷凝器并联的蒸发器； 还包括暖风芯体，电机和电机水泵，所述电机和电机水泵通过管路与所述暖风芯体连接成回路； 所述电池组热控制系统包括由管路连接并形成回路的电池组、水暖换热器、电池组水泵和水冷式蒸发冷凝器； 所述电池组热控制系统中的水冷式蒸发冷凝器换热器与所述空冷式冷凝器并联；所述电池组热控制系统中的水暖换热器与所述暖风芯体串联。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述暖风芯体与所述电机之间还连接有水暖PTC和水泵。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括与所述电机和所述电机水泵并联的散热器。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括与所述电机和所述电机水泵并联的两通阀一。
9.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述空冷式冷凝器一端与所述蒸发冷凝器相连，另一端通过三通阀二分别与所述电动压缩机和所述蒸发冷凝器相连；所述电动压缩机的另一端通过三通阀三连接于所述蒸发冷凝器和所述三通阀二之间。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求I 9任一所述的电动汽车热控制系统。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车及其热控制系统，涉及电动汽车制造技术领域，用于提高车厢的制冷制热效率，降低能耗。所述电动汽车热控制系统包括通过管路连接成回路的电动压缩机，蒸发冷凝器和空冷式冷凝器。本发明适用于汽车制造。
文档编号B60H1/22GK102632791SQ201210131978
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者周庆佳, 李永庆, 李舒业, 梁雪娇, 牛海超, 田福刚, 薛龙 申请人:长城汽车股份有限公司