三环路温度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一般涉及电动车，并更尤其涉及可配置温度控制系统。
【背景技术】
[0002]响应于受不断上涨的油价和全球变暖的可怕后果驱使下的消费者的要求，汽车工业逐渐开始接受对超低排放、高效率的汽车的需求。虽然行业内一些人仍在试图通过制造更为有效的内燃机来达到这些目标，但是其它人正在将混合动力或全电动驱动系统并入它们的车辆发展路线(line-ups)中。但是，为了达到消费者的期望，汽车工业不但必须实现更为绿色的驱动系统，并且还必须在维持合理水平的性能、范围、可靠性、安全性以及开销的条件下做到。
[0003]电动车，由于它们对可充电电池的依赖，需要相对复杂的热管理系统，以确保电池保持处于它们期望的操作温度范围内，同时在车厢内仍提供足够的加热和冷却，而不会过度地影响车辆的总体操作效率。已经采取了各种的方法来努力达到和实现这些目标。例如，第6，360，835号美国专利揭示了一种用于以燃料电池供电的车辆的热管理系统，该系统利用分享共同传热介质的高低温热传递回路，这种双回路需要充分冷却车辆的放热组件和加热车辆的吸热组件。
[0004]第7，789，176号美国专利揭示了一种利用多个冷却环路以及单个热交换器的热管理系统。在一示例性实施例中，一个冷却环路被用于冷却能量存储系统，第二冷却环路对应于HVAC子系统，并且第三冷却环路对应于驱动电机冷却系统。还揭示了将加热器耦接至第一冷却环路的使用，该加热器提供了用于在启动车辆操作的过程中或者在暴露于非常低的周围温度时确保电池足够温热的器件。
[0005]第8，336，319号美国专利提供了一种EV双模式热管理系统，其被设计成优化了两个冷却剂环路之间的效率，第一冷却环路与车辆的电池热连通，第二冷却环路与至少一个传动系统组件(例如电动机或逆变器)热连通。本公开的系统使用双模式阀系统来配置热管理系统在第一模式和第二模式之间操作，其中在第一模式下两个冷却环路并行操作并且在第二模式下两个冷却环路串行操作。
[0006]虽然现有技术揭示了许多用于冷却电动车的电池组的技术，但是需要一种改进的热管理系统以能够将电池保持在它们期望的操作温度范围内，同时还提供能够优化总体车辆操作效率的器件。本实用新型就提供了这样的一种热管理系统。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供了一种车辆热管理系统，其利用三个分别的热控制回路以提供有效热控制系统。该系统包括(i)基于致冷剂的热控制环路，其包括致冷剂、压缩机、冷凝器以及换向阀，其中换向阀可设置在第一冷却模式或第二加热模式下；(ii)致冷剂-空气热交换器，其通过第一电磁控制膨胀阀被耦接至基于致冷剂的热控制环路并被热耦接至车辆HVAC系统；(iii)第一热控制回路，其利用第一热传递流体和第一流体栗，其中第一热传递流体不包括致冷剂，并且其中第一热控制回路被热耦接至车辆电池系统；(iv)致冷剂-流体热交换器，其通过第二电磁控制膨胀阀被耦接至基于致冷剂的热控制环路，并且被热耦接至第一热控制回路；(v)第二热控制回路，其利用第二热传递流体和第二流体栗，其中第二热传递流体不包括致冷剂，且其中第二热控制回路被热耦接至车辆驱动系统；以及(Vi)流体-流体热交换器，其将第一热控制回路热耦接至第二热控制回路。
[0008]一方面，第一电磁控制膨胀阀在第一位置处将基于致冷剂的热控制环路与致冷剂-空气热交换器去耦接，并且在第二位置处将基于致冷剂的热控制环路耦接至致冷剂-空气热交换器。第一电磁控制膨胀阀可被配置成在从第一位置至第二位置的位置范围内是可调节的，其中位置范围改变从基于致冷剂的热控制环路流过致冷剂-空气热交换器的致冷剂流量(flow rate)。
[0009]另一方面，第二电磁控制膨胀阀在第一位置处将基于致冷剂的热控制环路与致冷剂-流体热交换器去耦接，并且在第二位置使基于致冷剂的热控制环路耦接至致冷剂-流体热交换器。第二电磁控制膨胀阀可被配置成在从第一位置至第二位置的位置范围内是可调节的，其中位置范围改变从基于致冷剂的热控制环路流过致冷剂-流体热交换器的流量。
[0010]另一方面，该系统可包括通过导流阀被耦接至第一热控制回路的散热器，其中导流阀在第一位置处将散热器耦接至第一热控制回路并允许第一热传递流体的至少一部分流过散热器，并且其中导流阀在第二位置下将散热器与第一热控制回路去耦接并允许第一热控制回路中的第一热传递流体绕过散热器。在第一位置处，导流阀可被配置成允许第一热传递流体的第二部分绕过散热器。在第三位置处，导流阀可被配置成将散热器耦接至第一热控制回路并允许第一热传递流体流过散热器，同时阻止第一热传递流体的第二部分绕过散热器。该系统可进一步包括风扇，其被配置成迫使空气通过散热器。
[0011]另一方面，该系统可包括散热器，其通过导流阀耦接至第一热控制回路，其中导流阀在第一位置下将散热器耦接至第一热控制回路，并且允许第一热传递流体流过散热器，并且其中导流阀在第二位置下将散热器与第一热控制回路去耦接，并允许第一热控制回路中的第一热传递流体绕过散热器。
[0012]另一方面，该系统可包括散热器，其通过导流阀耦接至第二热控制回路，其中该导流阀在第一位置下将散热器耦接至第二热控制回路，并允许第二热传递流体流过散热器，并且其中该导流阀在第二位置下将散热器与第二热控制回路去耦接并允许在第二热控制回路中的第二热传递流体绕过散热器并流过流体-流体热交换器。该系统可进一步包括风扇，其被配置成迫使空气通过散热器。
[0013]另一方面，该系统可包括HVAC散热器，其通过导流阀被耦接至第二热控制回路，其中该导流阀在第一位置下将HVAC散热器耦接至第二热控制回路并允许第二热传递流体的至少一部分流过HVAC散热器，并且其中导流阀在第二位置下将HVAC散热器与第二热控制回路去耦接并允许第二热控制回路中的第二热传递流体绕过HVAC散热器。在第一位置下，导流阀可被配置成允许第二热传递流体的第二部分绕过HVAC散热器。在第三位置下，导流阀可被配置成将HVAC散热器耦接至第二热控制回路并允许第二热传递流体流过HVAC散热器，同时阻止第二热传递流体的第二部分绕过HVAC散热器。该系统可进一步包括风扇，其被配置成迫使空气通过HVAC散热器。
[0014]另一方面，该系统可包括HVAC散热器，其通过导流阀被耦接至第二热控制回路，其中该导流阀在第一位置下将HVAC散热器耦接至第二热控制回路，并允许第二热传递流体流过HVAC散热器，并且其中导流阀在第二位置下将HVAC散热器与第二热控制回路去耦接，并允许第二热控制回路内的第二热传递流体绕过HVAC散热器。
[0015]另一方面，该系统可包括补充电加热器，其被耦接至车辆HVAC系统。
[0016]另一方面，该系统可包括补充电加热器，其被耦接至第一热控制回路。
[0017]另一方面，该车辆电池系统可包括多个电池和与该多个电池热连通的多个冷却导管，其中第一热传递流体流过多个冷却导管。该车辆电池系统可进一步包括DC/DC转换器。
[0018]另一方面，该车辆传动系统可包括电机和功率逆变器。
[0019]另一方面，第一和第二热传递流体可从一组流体中选定，该组流体包括水、具有添加剂的水，其中添加剂可从包括乙二醇和丙二醇的组中选定。
[0020]另一方面，HVAC系统可包括至少一个风扇。
[0021]参考本说明书和附图的剩余部分可实现对本实用新型的本质和优点的进一步理解。
【附图说明】
[0022]应该理解的是附图仅意味着示出而非限制本实用新型的范围，并且不应被认为是按比例描绘的。此外，在不同的附图中相同的参考标记应被理解为指示相同的组件或功能相似的组件。
[0023]图1提供了电池组及其被安装至的车架的立体视图。
[0024]图2示出了依据现有技术的示例性电池组冷却系统。
[0025]图3示出了依据现有技术的备选电池组冷却系统。
[0026]图4示出了依据现有技术的备选电池组冷却系统，所示出的系统分别利用关于图2和图3说明的散热器和热交换器。
[0027]图5提供了本实用新型的热控制系统的示意性总体视图。
[0028]图6示例性地示出了在图5中所示的热控制系统的优选实施例。
[0029]图7提供了用于图