一种电动汽车热管理系统及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及热管理系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车热管理系统及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车的热管理系统用于管理热量，其包括空调回路、电池冷却回路、电器冷却回路、电池加热回路、暖风加热回路等。空调回路为制冷剂回路，电池冷却回路与电器冷却回路为水冷却回路，电池加热回路与暖风加热回路为水加热回路。
3.现有技术中，制冷剂回路、水加热回路及水冷却回路相互独立，在集成度方面还有待改善。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种集成度高的电动汽车热管理系统及电动汽车成为必要。
5.本发明技术方案提供一种电动汽车热管理系统，包括制冷剂回路、用于对动力电池和/或暖风芯体加热的水加热回路及用于对所述动力电池和/或电器元件冷却的水冷却回路；
6.所述制冷剂回路上具有依次串联的压缩机、截止阀组件、冷凝换热器组件、膨胀阀组件、蒸发换热器组件和储液罐；
7.所述截止阀组件包括并联的第一截止阀和第二截止阀，所述冷凝换热器组件包括并联的冷凝器和第一换热器，其中，所述第一截止阀与所述冷凝器串联，所述第二截止阀与所述第一换热器串联；
8.所述膨胀阀组件包括并联的第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述蒸发换热器组件包括并联的蒸发器和第二换热器，其中，所述第一膨胀阀与所述蒸发器串联，所述第二膨胀阀与所述第二换热器串联；
9.所述水加热回路上具有第一水泵、加热器和第一控制阀；
10.所述第一水泵、所述加热器、所述第一控制阀、所述动力电池及所述第一加热器依次串联组成电池加热回路；
11.所述第一水泵、所述加热器、所述第一控制阀、所述暖风芯体及所述第一加热器依次串联组成芯体加热回路；
12.所述水冷却回路上具有第二水泵和第二控制阀；
13.所述第二水泵、所述第二控制阀、所述动力电池及所述第二换热器依次串联组成电池冷却回路；
14.所述第二水泵、所述第二控制阀、所述电器元件及所述第二换热器依次串联组成电器冷却回路。
15.在其中一项可选技术方案中，在空调制冷时：
16.所述压缩机工作、所述第一截止阀开启、所述冷凝器工作、所述第一膨胀阀工作、所述蒸发器工作。
17.在其中一项可选技术方案中，在对所述动力电池和/或所述电器元件冷却时：
18.所述压缩机工作、所述第一截止阀开启、所述冷凝器工作、所述第二膨胀阀工作、所述第二换热器工作、所述第二水泵工作、所述第二控制阀控制所述电池冷却回路和/或所述电器冷却回路开启、所述水冷却回路与所述第二换热器换热。
19.在其中一项可选技术方案中，在空调制冷且对所述动力电池和/或所述电器元件冷却时：
20.所述压缩机工作、所述第一截止阀开启、所述冷凝器工作、所述第一膨胀阀工作、所述第二膨胀阀工作、所述蒸发器工作、所述第二换热器工作、所述第二水泵工作、所述第二控制阀控制所述电池冷却回路和/或所述电器冷却回路开启、所述水冷却回路与所述第二换热器换热。
21.在其中一项可选技术方案中，在对所述动力电池和/或所述暖风芯体加热时：
22.所述第一水泵工作、所述加热器工作、所述第一控制阀控制所述电池加热回路和/或所述芯体加热回路开启。
23.在其中一项可选技术方案中，在对所述暖风芯体加热且对所述动力电池和/或所述电器元件冷却时：
24.所述压缩机工作、所述第二截止阀开启、所述第一换热器工作、所述第二膨胀阀开启、所述第二换热器工作；
25.所述第一水泵开启、所述加热器工作，所述第一控制阀控制所述芯体加热回路开启、所述水加热回路与所述第一换热器换热；
26.所述第二水泵开启、所述第二控制阀控制所述电池冷却回路和/或所述电器冷却回路开启、所述水冷却回路与所述第二换热器换热。
27.在其中一项可选技术方案中，在对所述电器元件冷却且对所述动力电池和/或所述暖风芯体加热时：
28.所述压缩机工作、所述第二截止阀开启、所述第一换热器工作、所述第二膨胀阀开启、所述第二换热器工作；
29.所述第一水泵开启、所述加热器工作、所述第一控制阀控制所述电池加热回路及所述芯体加热回路开启，所述水加热回路与所述第一换热器换热；
30.所述第二水泵开启、所述第二控制阀控制所述电器冷却回路开启、所述水冷却回路与所述第二换热器换热。
31.在其中一项可选技术方案中，在对玻璃除雾时：
32.所述压缩机工作、所述第二截止阀开启、所述第一换热器工作、所述第一电子膨胀阀开启、所述蒸发器工作；
33.所述第一水泵开启、所述加热器工作、所述第一控制阀控制所述芯体加热回路开启、所述水加热回路与所述第一换热器换热。
34.在其中一项可选技术方案中，在对玻璃除雾且对所述动力电池和/或所述电器元件冷却时：
35.所述压缩机工作、所述第二截止阀开启、所述第一换热器工作、所述第一电子膨胀
阀开启、所述第二电子膨胀阀开启、所述蒸发器工作、所述第二换热器工作；
36.所述第一水泵工作、所述加热器工作、所述第一控制阀控制所述芯体加热回路开启、所述水加热回路与所述第一换热器换热；
37.所述第二水泵工作、所述第二控制阀控制所述电池冷却回路和/或所述电器冷却回路开启、所述水冷却回路与所述第二换热器换热。
38.在其中一项可选技术方案中，在对玻璃除雾且对所述动力电池加热时：
39.所述压缩机工作、所述第二截止阀开启、所述第一换热器工作、所述第一电子膨胀阀开启、所述蒸发器工作；
40.所述第一水泵开启、所述加热器工作、所述第一控制阀控制所述电池加热回路和所述芯体加热回路开启、所述水加热回路与所述第一换热器换热。
41.在其中一项可选技术方案中，在对玻璃除雾、对所述动力电池加热且对所述电器元件冷却时：
42.所述压缩机工作、所述第二截止阀开启、所述第一换热器工作、所述第一电子膨胀阀开启、所述第二电子膨胀阀开启、所述蒸发器工作、所述第二换热器工作；
43.所述第一水泵开启、所述加热器工作、所述第一控制阀控制所述电池加热回路和所述芯体加热回路开启、所述水加热回路与所述第一换热器换热；
44.所述第二水泵开启、所述第二控制阀控制所述电器冷却回路开启、所述水冷却回路与所述第二换热器换热。
45.在其中一项可选技术方案中，所述加热器为ptc加热器。
46.在其中一项可选技术方案中，所述冷凝器、所述蒸发器及所述暖风芯体分别配置有鼓风机。
47.本发明技术方案还提供一种电动汽车，包括前述任一技术方案所述的电动汽车热管理系统。
48.采用上述技术方案，具有如下有益效果：
49.本发明提供的电动汽车热管理系统及电动汽车，制冷剂回路与水加热回路之间连接有第一换热器，制冷剂回路与水冷却回路之间连接有第二换热器，第一换热器的热量用于水加热回路，第二换热器的热量用于水冷却回路，能源利用率高，系统集成度高。
附图说明
50.参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
51.图1为本发明一实施例提供的电动汽车热管理系统的示意图。
具体实施方式
52.下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
53.如图1所示，本发明一实施例提供的一种电动汽车热管理系统，包括制冷剂回路1、用于对动力电池14和/或暖风芯体15加热的水加热回路2及用于对动力电池14和/或电器元
件18冷却的水冷却回路3。
54.制冷剂回路1上具有依次串联的压缩机4、截止阀组件5、冷凝换热器组件6、膨胀阀组件7、蒸发换热器组件8和储液罐9。
55.截止阀组件5包括并联的第一截止阀51和第二截止阀52，冷凝换热器组件6包括并联的冷凝器61和第一换热器62，其中，第一截止阀51与冷凝器61串联，第二截止阀52与第一换热器62串联。
56.膨胀阀组件7包括并联的第一膨胀阀71和第二膨胀阀72，蒸发换热器组件8包括并联的蒸发器81和第二换热器82，其中，第一膨胀阀71与蒸发器81串联，第二膨胀阀72与第二换热器82串联。
57.水加热回路2上具有第一水泵11、加热器12和第一控制阀13。
58.第一水泵11、加热器12、第一控制阀13、动力电池14及第一加热器12依次串联组成电池加热回路。
59.第一水泵11、加热器12、第一控制阀13、暖风芯体15及第一加热器12依次串联组成芯体加热回路。
60.水冷却回路3上具有第二水泵16和第二控制阀17。
61.第二水泵16、第二控制阀17、动力电池14及第二换热器82依次串联组成电池冷却回路。
62.第二水泵16、第二控制阀17、电器元件18及第二换热器82依次串联组成电器冷却回路。
63.本发明提供的电动汽车热管理系统，包括制冷剂回路1、水加热回路2和水冷却回路3。水加热回路2用于对动力电池14和/或暖风芯体15加热。水冷却回路3用于对动力电池14和/或电器元件18冷却。
64.动力电池14为电动汽车的动力单元，动力电池14热量高时需要冷却降温，动力电池14温度低时需要加热，以维护动力电池14的性能。暖风芯体15为换热器，用于对乘客舱供给暖风。
65.电器元件18包括依次串联的充电控制单元181、辅助电源单元182及电驱动单元183等。充电控制单元181、辅助电源单元182及电驱动单元183都为电动汽车中常用电器元件18，在工作时会产生热量，因此需要冷却。
66.制冷剂回路1为空调回路，其包括有依次串联的压缩机4、截止阀组件5、冷凝换热器组件6、膨胀阀组件7、蒸发换热器组件8和储液罐9。
67.截止阀组件5包括第一截止阀51和第二截止阀52，第一截止阀51和第二截止阀52并联布置。冷凝换热器组件6包括冷凝器61和第一换热器62，冷凝器61和第一换热器62并联布置。第一截止阀51与冷凝器61串联，第二截止阀52与第一换热器62串联。
68.冷凝器61在空调制冷时使用，冷凝器61升温。第一换热器62在工作时也为一种冷凝器，第一换热器62在工作时散热，因此可与水加热回路2进行热量交换，以充分利用制冷剂回路1中的热量。
69.膨胀阀组件7包括第一膨胀阀71和第二膨胀阀72，第一膨胀阀71和第二膨胀阀72并联布置。蒸发换热器组件8包括蒸发器81和第二换热器82，蒸发器81和第二换热器82并联布置。第一膨胀阀71与蒸发器81串联，第二膨胀阀72与第二换热器82串联。
70.蒸发器81在空调制冷时使用，蒸发器81降温。第二换热器82在工作时也为一种蒸发器，第二换热器82在工作时降温，因此可与水冷却回路3进行热量交换，以充分利用制冷剂回路1中的冷量。
71.水加热回路2包括有用于对动力电池14加热的电池加热回路和用于对暖风芯体15加热的芯体加热回路。
72.水加热回路2上包括有第一水泵11、加热器12、第一控制阀13、动力电池14和暖风芯体15。第一控制阀13为比例阀，其可控制电池加热回路和芯体加热回路的开关及水流量。
73.第一水泵11、加热器12、第一控制阀13、动力电池14及第一加热器12依次串联组成电池加热回路。暖风芯体15与动力电池14并联，暖风芯体15的进液端与第一控制阀13连接，暖风芯体15出液端与第一加热器12连接。第一水泵11、加热器12、第一控制阀13、暖风芯体15及第一加热器12依次串联组成芯体加热回路。
74.水冷却回路3包括用于对动力电池14冷却的电池冷却回路和用于对电器元件18冷却的电器冷却回路。
75.水冷却回路3上包括第二水泵16、第二控制阀17、动力电池14和电器元件18。第二控制阀17为比例阀，其可控制电池冷却回路和电器冷却回路的开关及水流量。
76.第二水泵16、第二控制阀17、动力电池14及第二换热器82依次串联组成电池冷却回路。电器元件18与动力电池14并联，电器元件18的进液端与第二控制阀17连接，电器元件18的出液端与第二换热器82连接。第二水泵16、第二控制阀17、电器元件18及第二换热器82依次串联组成电器冷却回路。
77.由此，本发明提供的电动汽车热管理系统，制冷剂回路1与水加热回路2之间连接有第一换热器62，制冷剂回路1与水冷却回路3之间连接有第二换热器82，第一换热器62的热量用于水加热回路2，第二换热器82的热量用于水冷却回路3，能源利用率高，系统集成度高。
78.在其中一个实施例中，如图1所示，在空调制冷时：压缩机4工作、第一截止阀51开启、冷凝器61工作、第一膨胀阀71工作、蒸发器81工作。
79.在用户开启空调时，制冷剂经压缩机4、第一截止阀51、冷凝器61、第一膨胀阀71、蒸发器81和储液管9循环。冷凝器61升温，蒸发器81降温蒸发器81释放的冷量对乘客舱降温。
80.在其中一个实施例中，如图1所示，在对动力电池14和/或电器元件18冷却时：
81.压缩机4工作、第一截止阀51开启、冷凝器61工作、第二膨胀阀72工作、第二换热器82工作、第二水泵16工作、第二控制阀17控制电池冷却回路和/或电器冷却回路开启、水冷却回路3与第二换热器82换热。
82.在对动力电池14和/或电器元件18冷却降温时，蒸发器81不工作，第二换热器82工作，水冷却回路3与第二换热器82换热，第二换热器82释放的冷量用于对水冷却回路3中的水降温，以对动力电池14和/或电器元件18冷却降温。
83.在其中一个实施例中，如图1所示，在空调制冷且对动力电池14和/或电器元件18冷却时：
84.压缩机4工作、第一截止阀51开启、冷凝器61工作、第一膨胀阀71工作、第二膨胀阀72工作、蒸发器81工作、第二换热器82工作、第二水泵16工作、第二控制阀17控制电池冷却
回路和/或电器冷却回路开启、水冷却回路3与第二换热器82换热。
85.在空调制冷并对动力电池14和/或电器元件18降温冷却时，蒸发器81和第二换热器82都工作，蒸发器81用于对乘客舱降温冷却，第二换热器82用于对水冷却回路3中的水降温。
86.在其中一个实施例中，如图1所示，在对动力电池14和/或暖风芯体15加热时：
87.第一水泵11工作、加热器12工作、第一控制阀13控制电池加热回路和/或芯体加热回路开启。
88.在需要对动力电池14和/或暖风芯体15加热时，采用加热器12加热，以提升水加热回路2中的水温，从而加热动力电池14和/或暖风芯体15。
89.在其中一个实施例中，如图1所示，在对暖风芯体15加热且对动力电池14和/或电器元件18冷却时：
90.压缩机4工作、第二截止阀52开启、第一换热器62工作、第二膨胀阀72开启、第二换热器82工作。
91.第一水泵11开启、加热器12工作，第一控制阀13控制芯体加热回路开启、水加热回路2与第一换热器62换热。
92.第二水泵16开启、第二控制阀17控制电池冷却回路和/或电器冷却回路开启、水冷却回路3与第二换热器82换热。
93.在对暖风芯体15加热并同时对动力电池14和/或电器元件18冷却时，第一换热器62和第二换热器82同时工作。第一换热器62产生的热量用于水加热回路2中，以降低加热器12的载荷，利于节约用电。由加热器12升温后的热水输送到暖风芯体15以提升温度。第二换热器82产生的冷量用于水冷却回路3中以对动力电池14和/或电器元件18降温冷却。
94.在其中一个实施例中，如图1所示，在对电器元件18冷却且对动力电池14和/或暖风芯体15加热时：
95.压缩机4工作、第二截止阀52开启、第一换热器62工作、第二膨胀阀72开启、第二换热器82工作。
96.第一水泵11开启、加热器12工作、第一控制阀13控制电池加热回路及芯体加热回路开启，水加热回路2与第一换热器62换热。
97.第二水泵16开启、第二控制阀17控制电器冷却回路开启、水冷却回路3与第二换热器82换热。
98.在对电器元件18冷却并同时对动力电池14和/或暖风芯体15加热时，第一换热器62与第二换热器82工作。第一换热器62产生的热量用于水加热回路2中，以降低加热器12的载荷，利于节约用电。由加热器12升温后的热水输送到动力电池14和/或暖风芯体15以提升温度。
99.第二换热器82产生的冷量用于水冷却回路3中以对电器元件18冷却。
100.在其中一个实施例中，如图1所示，在对玻璃除雾时：
101.压缩机4工作、第二截止阀52开启、第一换热器62工作、第一电子膨胀阀开启、蒸发器81工作。
102.第一水泵11开启、加热器12工作、第一控制阀13控制芯体加热回路开启、水加热回路2与第一换热器62换热。
103.在需要对玻璃除雾时，空调开启，第一换热器62与蒸发器81工作。蒸发器81降温降低空气中的湿度，利于快速除雾。第一换热器62产生的热量用于水加热回路2中，以降低加热器12的载荷，利于节约用电。由加热器12升温后的热水输送到暖风芯体15以将吹风的温度提高到合适温度，避免出风温度过低导致人体不适。
104.在其中一个实施例中，如图1所示，在对玻璃除雾且对动力电池14和/或电器元件18冷却时：
105.压缩机4工作、第二截止阀52开启、第一换热器62工作、第一电子膨胀阀开启、第二电子膨胀阀开启、蒸发器81工作、第二换热器82工作。
106.第一水泵11工作、加热器12工作、第一控制阀13控制芯体加热回路开启、水加热回路2与第一换热器62换热。
107.第二水泵16工作、第二控制阀17控制电池冷却回路和/或电器冷却回路开启、水冷却回路3与第二换热器82换热。
108.在对玻璃除雾并同时对动力电池14和/或电器元件18冷却时，第一换热器62、蒸发器81和第二换热器82同时工作。第二换热器82用于对水冷却回路3中的水降温，以对动力电池14和/或电器元件18冷却。
109.在其中一个实施例中，如图1所示，在对玻璃除雾且对动力电池14加热时：
110.压缩机4工作、第二截止阀52开启、第一换热器62工作、第一电子膨胀阀开启、蒸发器81工作。
111.第一水泵11开启、加热器12工作、第一控制阀13控制电池加热回路和芯体加热回路开启、水加热回路2与第一换热器62换热。
112.在对玻璃除雾并同时对动力电池14加热时，第一换热器62、蒸发器81、加热器12同时工作，除了加热暖风芯体15，还加热动力电池14。
113.在其中一个实施例中，如图1所示，在对玻璃除雾、对动力电池14加热且对电器元件18冷却时：
114.压缩机4工作、第二截止阀52开启、第一换热器62工作、第一电子膨胀阀开启、第二电子膨胀阀开启、蒸发器81工作、第二换热器82工作。
115.第一水泵11开启、加热器12工作、第一控制阀13控制电池加热回路和芯体加热回路开启、水加热回路2与第一换热器62换热。
116.第二水泵16开启、第二控制阀17控制电器冷却回路开启、水冷却回路3与第二换热器82换热。
117.在同时对玻璃除雾、对动力电池14加热并对电器元件18冷却时，第一换热器62、蒸发器81、第二换热器82、加热器12同时工作。第一换热器62将热量交换给水加热回路2，以降低加热器12的载荷，利于节约用电。由加热器12升温后热水输送给动力电池14和暖风芯体15。第二换热器82用于对水冷却回路3中的水降温，以对电器元件18进行降温冷却。
118.在其中一个实施例中，加热器12为ptc加热器，加热效果好。
119.在其中一个实施例中，如图1所示，冷凝器61、蒸发器81及暖风芯体15分别配置有鼓风机10，利于冷凝器61、蒸发器81及暖风芯体15与周围空气快速换热。
120.本发明实施例提供一种电动汽车，包括前述任一实施例所述的电动汽车热管理系统。
121.根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
122.以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。