电动汽车热管理系统的制作方法

本发明涉及电动汽车热管理，具体地，涉及一种电动汽车热管理系统。

背景技术：

1、电动汽车热管理系统主要包括乘员舱制冷系统，乘员舱采暖系统，电机和电驱冷却系统及电池温度控制系统。电动汽车热管理系统目前有两大难题：(1)在冬季时车厢采暖的能耗制约了电动汽车的续航里程，因此需要研究如何在低温环境下高效制热以及综合有效回收电机及其控制单元和电池的废热来加热车厢等节能方案；(2)由于制冷剂的特性限制了空气源热泵在超低温环境下的使用，因此需要研究如何在超低温环境下仍然为车厢提供舒适的热环境的方案。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电动汽车热管理系统。

2、根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，包括冷媒回路和冷却液回路，所述冷媒回路包括压缩机、车外换热器、第一换热器、气液分离器、车内冷凝器以及蒸发器；

3、所述压缩机连接所述车外换热器，所述车外换热器连接所述蒸发器，所述蒸发器连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述压缩机；

4、所述压缩机连接所述车外换热器，所述车外换热器连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述压缩机；

5、所述压缩机连接所述车内冷凝器，所述车内冷凝器连接所述车外换热器，所述车外换热器连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述压缩机；

6、所述压缩机连接所述车内冷凝器，所述车内冷凝器连接所述第一换热器，所述第一换热器连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述压缩机；

7、所述压缩机连接所述车内冷凝器，所述车内冷凝器连接所述蒸发器，所述蒸发器连接所述气液分离器，所述气液分离器连接所述压缩机；

8、所述车内冷凝器上设置空气加热器，所述蒸发器上设置鼓风机，所述车内冷凝器与所述蒸发器之间设置温度风门。

9、所述冷却液驱动回路包括低温散热器、第一水泵、水加热器、电池、第二水泵、电机控制单元以及电机；

10、所述第一换热器连接所述电池水回路，所述电池水回路连接所述第二水泵，所述第二水泵连接所述电机控制单元水回路和所述电机水回路，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路连接所述低温散热器，所述低温散热器连接所述第一水泵，所述第一水泵连接所述水加热器，所述水加热器连接所述第一换热器；

11、所述第一换热器连接所述电池水回路，所述电池水回路连接所述第一水泵，所述第一水泵连接所述水加热器，所述水加热器连接所述第一换热器；

12、所述第一换热器连接所述电池水回路，所述电池水回路连接所述第二水泵，所述第二水泵连接所述电机控制单元水回路和所述电机水回路，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路连接所述第一水泵，所述第一水泵连接所述水加热器，所述水加热器连接所述第一换热器。

13、一些实施方式中，在乘员舱制冷与电机电池冷却模式下，所述压缩机通过第一电磁阀连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置车外冷却风扇，所述车外换热器通过第一节流机构和第三节流机构连通所述蒸发器，所述蒸发器上设置所述鼓风机，所述蒸发器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

14、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过四通水阀上a3阀口与a4阀口相通设置,a1阀口与a4阀口断开设置，a2阀口与a3阀口断开设置,所述电池水回路连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过三通水阀连通所述低温散热器；

15、通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a2阀口相通设置，所述低温散热器连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器。

16、一些实施方式中，在乘员舱制冷、电池制冷与电机冷却模式下，所述压缩机通过所述第一电磁阀连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置所述车外冷却风扇，所述车外换热器通过第一节流机构和第二节流机构连通所述第一换热器，所述第一换热器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

17、所述压缩机通过所述第一电磁阀连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置所述车外冷却风扇，所述车外换热器通过所述第一节流机构和所述第三节流机构连通所述蒸发器，所述蒸发器上设置所述鼓风机，所述蒸发器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

18、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a2阀口断开设置，所述a3阀口与所述a4阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器；

19、通过所述四通水阀上所述a2阀口与所述a3阀口相通设置，所述低温散热器连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置所述第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过所述三通水阀连通所述低温散热器。

20、一些实施方式中，在电池制冷与电机冷却模式下，所述压缩机通过所述第一电磁阀连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置所述车外冷却风扇，所述车外换热器通过所述第一节流机构和所述第二节流机构连通所述第一换热器，所述第一换热器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

21、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a2阀口断开设置，所述a3阀口与所述a4阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器；

22、通过所述四通水阀上所述a2阀口与所述a3阀口相通设置，所述低温散热器连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置所述第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过所述三通水阀连通所述低温散热器。

23、一些实施方式中，在乘员舱空气源热泵制热与电机余热加热电池模式下，所述压缩机通过第二电磁阀连通所述车内冷凝器，所述车内冷凝器上设置所述空气加热器，所述车内冷凝器通过第一单向阀和所述第一节流机构连通所述车外换热器，所述车外换热器通过第二单向阀和第三电磁阀连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

24、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过所述四通水阀上所述a3阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a4阀口断开设置，所述a2阀口与所述a3阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置所述第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路；

25、通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a2阀口相通设置，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过所述三通水阀连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器。

26、一些实施方式中，在乘员舱空气源热泵制热与水加热器加热电池模式下，所述压缩机通过所述第二电磁阀连通所述车内冷凝器，所述车内冷凝器上设置所述空气加热器，所述车内冷凝器通过所述第一单向阀和所述第一节流机构连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置所述车外冷却风扇，所述车外换热器通过所述第二单向阀和所述第三电磁阀连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

27、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a2阀口断开设置，所述a2阀口与所述a3阀口断开设置，所述a3阀口与所述a4阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器。

28、一些实施方式中，在乘员舱水源热泵制热模式下，所述压缩机通过所述第二电磁阀连通所述车内冷凝器，所述车内冷凝器上设置所述空气加热器，所述车内冷凝器通过所述第一单向阀和所述第二节流机构连通所述第一换热器，所述第一换热器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

29、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a4阀口相通设置，所述a2阀口与所述a3阀口相通设置，所述a1阀口与所述a2阀口断开设置，所述a3阀口与所述a4阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水热器，所述水加热器连通所述第一换热器。

30、一些实施方式中，在乘员舱水源热泵制热与电机电池废热回收模式下，所述压缩机通过所述第二电磁阀连通所述车内冷凝器，所述车内冷凝器上设置所述空气加热器，所述车内冷凝器通过所述第一单向阀和所述第二节流机构连通所述第一换热器，所述第一换热器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

31、所述第一换热器连通电池水回路，通过所述四通水阀上所述a3阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a4阀口断开设置，所述a2阀口与所述a3阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置所述第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路；

32、通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a2阀口相通设置，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过所述三通水阀连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器。

33、一些实施方式中，在乘员舱除湿模式与电机电池冷却模式下，所述压缩机通过所述第二电磁阀连通所述车内冷凝器，所述车内冷凝器上设置所述空气加热器，所述车内冷凝器通过所述第一单向阀和所述第三节流机构连通所述蒸发器，所述蒸发器上设置所述鼓风机，所述蒸发器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

34、所述第一换热器连通所述电池水回路，通过所述四通水阀上所述a3阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a4阀口断开设置，所述a2阀口与所述a3阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置所述第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过三通水阀连通所述低温散热器；

35、通过所述四通水阀上a1阀口与a2阀口相通设置，所述低温散热器连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器。

36、一些实施方式中，在乘员舱车外换热器除霜模式下，所述压缩机通过所述第一电磁阀连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置所述车外冷却风扇，所述车外换热器通过所述第一节流机构和所述第二节流机构连通所述第一换热器，所述第一换热器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

37、所述第一换热器连通电池水回路，通过所述四通水阀上所述a3阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a4阀口断开设置，所述a2阀口与所述a3阀口断开设置，所述电池水回路连通所述第二水泵，所述第二水泵上设置所述第二膨胀水壶，所述第二水泵连通所述电机控制单元水回路和所述电机水回路；

38、通过所述四通水阀上所述a1阀口与所述a2阀口相通设置，所述电机控制单元水回路和所述电机水回路通过所述三通水阀连通所述第一水泵，所述第一水泵上设置所述第一膨胀水壶，所述第一水泵连通所述水加热器，所述水加热器连通所述第一换热器；

39、在乘员舱除湿模式下，所述四通水阀上所述a1阀口与所述a2阀口相通设置，所述a3阀口与所述a4阀口相通设置，所述a1阀口与所述a4阀口断开设置，所述a2阀口与所述a3阀口断开设置，所述压缩机通过所述第二电磁阀连通所述车内冷凝器，所述车内冷凝器上设置所述空气加热器，所述车内冷凝器通过所述第一单向阀和所述第三节流机构连通所述蒸发器，所述蒸发器上设置所述鼓风机，所述蒸发器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机；

40、所述压缩机通过所述第一电磁阀连通所述车外换热器，所述车外换热器上设置所述车外冷却风扇，所述车外换热器通过所述第一节流机构和所述第三节流机构连通所述蒸发器，所述蒸发器上设置所述鼓风机，所述蒸发器连通所述气液分离器，所述气液分离器连通所述压缩机。

41、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

42、1、本发明提出的电动汽车热管理系统包括制冷剂回路和冷却液回路，通过该系统的运行模式可以满足电动汽车乘员舱加热、制冷、除湿、除霜，电机及其控制单元的冷却以及电池的冷却和加热的场景应用；

43、本发明采用的热泵技术不仅可以吸收环境中热量加热乘员舱，还可以吸收电机及其控制单元的余热及电池内蓄热量进行加热乘员舱；

44、2、本发明可以通过利用热泵系统从水侧吸热为乘员舱制热，一方面热泵可以吸收水侧的电池电机的余热，减少制热运行的能耗；

45、另一方面热泵可以吸收水加热器的热量，让热泵在超低温环境也能运行，可以弥补空气加热器的热量不足，拓展了热管理系统应用的区域；

46、3、本发明在超低温环境下，不仅可以通过开启空气加热器直接加热乘员舱，还可以利用热泵将电池水回路中水加热器的热量输送至乘员舱内，增加系统低温制热能力；

47、4、本发明的冷媒管路设置有气液分离器及单向阀，可以增加在超低温环境下水源热泵运行时冷媒循环量，提高热泵运行效率；

48、以及通过阀门切换，电池的冷却可以通过低温散热器来完成，电池加热可以通过电机的余热来完成，无需启动压缩机，大大提升热管理系统运行能效；

49、5、本发明的冷却液回路结构简单，可靠性高，便于热系统中的余热回收利用，同时冷媒回路结构灵活，两种回路结构可以十分方便地配置成不同的工作模式使系统能效处于最优水平，同时满足不同场景下的冷热需求；

50、6、本发明提供的另一种热管理系统在乘员舱制热模式下，电机及电池的余热直接进入第二换热器，热泵吸收该低品位的余热后用于加热乘员舱，这部分余热可以改善热泵低压侧的参数，提升冬季热泵的制热效率。