一种车辆热管理系统和车辆的制作方法

    专利查询2025-05-27  36


    本申请涉及汽车领域,特别是涉及一种车辆热管理系统和车辆。


    背景技术:

    1、纯电动汽车在高低温环境下的续航里程衰减问题是新能源汽车行业的痛点,车辆的高低温续航里程衰减率、高低温充电时间增加率等性能指标备受消费者关注,究其本质原因,是由于纯电动汽车电驱动系统的高能量转化效率、储能装置的低能量密度及温度特性所导致的。从热管理的角度出发,为提升纯电动汽车高低温性能,一方面要提升整个热管理系统的能量利用效率,减少不必要的能量耗散;另一方面,要提升热管理的温度响应速率,能够迅速控制住电池的温度。

    2、目前在整车热管理技术方面的发展主要分为两大技术路线,一是基于电池液冷液热的全集成路线,另一是基于电池直冷直热的剂侧集成(阀岛)路线。直冷直热在成本上具有先天的优势(减少了电池的水回路),但是目前的直冷直热型整车热管理系统存在温度调节方式不够灵活的问题。


    技术实现思路

    1、本申请提供了一种车辆热管理系统和车辆,对直冷直热型整车热管理系统进行了改进,通过建立第一换热元件的第一接口与车内冷凝器的出口之间的连接,使得车辆热管理系统支持乘员舱和电池串联加热模式,可显著提升温度调节的灵活性。

    2、第一方面,本申请提供了一种车辆热管理系统,包括乘员舱温度调节子系统、电池温度调节子系统以及控制器,所述乘员舱温度调节子系统用于通过第一冷媒对乘员舱内的温度进行调节,所述电池温度调节子系统用于通过所述第一冷媒对电池的温度进行调节;

    3、所述乘员舱温度调节子系统中包括车内冷凝器,所述电池温度调节子系统中包括第一换热元件,所述第一换热元件的第一接口与所述车内冷凝器的出口连接;

    4、所述控制器用于在温度调节模式为乘员舱和电池串联加热模式时,基于所述第一换热元件的第一接口与所述车内冷凝器的出口之间的连接,控制所述乘员舱温度调节子系统和所述电池温度调节子系统同时工作,以实现在同一个循环回路中对所述乘员舱和所述电池加热。

    5、可选地,所述车辆热管理系统还包括电机温度调节子系统,所述电机温度调节子系统用于通过第二冷媒对电机的温度进行调节,所述乘员舱温度调节子系统中还包括第二换热元件,所述电机温度调节子系统和所述乘员舱温度调节子系统之间通过所述第二换热元件耦合;

    6、所述第二换热元件用于通过所述第二冷媒,将所述电机产生的热量传递至所述第一冷媒。

    7、可选地,所述乘员舱温度调节子系统包括压缩机、车外冷凝器、所述第二换热元件、蒸发器、车内冷凝器以及气液分离器;

    8、所述压缩机的出口与所述车外冷凝器的入口连接,所述车外冷凝器的出口与所述第二换热元件的第一接口连接,所述第二换热元件的第二接口分别与所述蒸发器的进口和所述车内冷凝器的出口连接,所述蒸发器的出口与所述气液分离器的进口连接,所述车内冷凝器的进口与所述压缩机的出口连接,所述气液分离器的出口与所述压缩机的进口连接。

    9、可选地,所述控制器还用于在温度调节模式为乘员舱制冷模式时,通过基于所述第一冷媒的第一循环回路对所述乘员舱进行制冷,所述第一循环回路为:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车外冷凝器、所述第二换热元件、所述蒸发器以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    10、可选地,所述控制器还用于在温度调节模式为乘员舱加热模式时,通过基于所述第一冷媒的第二循环回路对所述乘员舱进行加热,所述第二循环回路为:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车内冷凝器、所述第二换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    11、可选地,所述第一换热元件的第一接口还与所述压缩机的出口连接,所述第一换热元件的第二接口与所述第二换热元件的第二接口连接。

    12、可选地,所述控制器还用于在所述温度调节模式为电池直冷模式时,通过基于所述第一冷媒的第三循环回路对所述电池进行冷却,所述第三循环回路包括:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车外冷凝器、所述第二换热元件、所述第一换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    13、可选地,所述控制器还用于在温度调节模式为电池加热模式时,通过基于所述第一冷媒的第四循环回路对所述电池进行加热,所述第四循环回路包括:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述第一换热元件、所述第二换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    14、可选地,在所述温度调节模式为所述乘员舱和电池串联加热模式时,所述同一个循环回路为第五循环回路,所述第五循环回路为:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车内冷凝器、所述第一换热元件、所述第二换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    15、可选地,所述电机温度调节子系统包括水泵、小三电水套、电驱动水套、三通水阀以及低温散热器;

    16、所述水泵的出口与所述小三电水套的进口连接,所述小三电水套的出口与所述电驱动水套的进口连接,所述电驱动水套的出口与所述第二换热元件的第三接口连接,所述第二换热元件的第四接口与所述三通水阀的第一接口连接,所述三通水阀的第二接口与所述水泵的进口连接,所述三通水阀的第三接口与所述低温散热器的进口连接,所述低温散热器的出口与所述水泵的进口连接。

    17、可选地,所述压缩机的出口与所述第一换热元件的第一接口之间、所述第一换热元件的第一接口与所述气液分离器的进口之间、所述第二换热元件的第一接口与所述气液分离器的进口之间、所述压缩机的出口与所述车外冷凝器的进口之间以及所述第一换热元件的第一接口与所述车内冷凝器的出口之间均设置有截止阀。

    18、可选地,所述第二换热元件的第二接口与所述蒸发器的进口之间、所述车内冷凝器的出口与所述第二换热元件的第二接口之间、所述第二换热元件的第二接口与所述第一换热元件的第二接口之间以及所述压缩机的出口与所述第一换热元件的第一接口之间均设置有电子膨胀阀。

    19、第二方面,本申请提供了一种车辆,包括本申请第一方面所述的车辆热管理系统。

    20、本申请对直冷直热型整车热管理系统进行了改进,通过建立第一换热元件的第一接口与车内冷凝器的出口之间的连接,使得车辆热管理系统支持乘员舱和电池串联加热模式,改进后的车辆热管理系统至少具备下述技术效果:第一,在串联加热模式下,直冷板出口的压力与压缩机吸气的压力差较大,系统回油顺畅,因此极低温度下车辆冷启动时,可以先采用该串联加热模式,一方面可满足乘员舱较大的加热需求,另一方面可保证系统不会发生回油问题。第二,克服了目前的直冷直热型整车热管理系统不支持乘员舱和电池串联加热模式的问题,可显著提升温度调节的灵活性。



    技术特征:

    1.一种车辆热管理系统,其特征在于,包括乘员舱温度调节子系统、电池温度调节子系统以及控制器,所述乘员舱温度调节子系统用于通过第一冷媒对乘员舱内的温度进行调节,所述电池温度调节子系统用于通过所述第一冷媒对电池的温度进行调节;

    2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括电机温度调节子系统,所述电机温度调节子系统用于通过第二冷媒对电机的温度进行调节,所述乘员舱温度调节子系统中还包括第二换热元件,所述电机温度调节子系统和所述乘员舱温度调节子系统之间通过所述第二换热元件耦合;

    3.根据权利要求2所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述乘员舱温度调节子系统包括压缩机、车外冷凝器、所述第二换热元件、蒸发器、车内冷凝器以及气液分离器;

    4.根据权利要求3所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述控制器还用于在温度调节模式为乘员舱制冷模式时,通过基于所述第一冷媒的第一循环回路对所述乘员舱进行制冷,所述第一循环回路为:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车外冷凝器、所述第二换热元件、所述蒸发器以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    5.根据权利要求3所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述控制器还用于在温度调节模式为乘员舱加热模式时,通过基于所述第一冷媒的第二循环回路对所述乘员舱进行加热,所述第二循环回路为:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车内冷凝器、所述第二换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    6.根据权利要求3所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述第一换热元件的第一接口还与所述压缩机的出口连接,所述第一换热元件的第二接口与所述第二换热元件的第二接口连接。

    7.根据权利要求6所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述控制器还用于在所述温度调节模式为电池直冷模式时,通过基于所述第一冷媒的第三循环回路对所述电池进行冷却,所述第三循环回路包括:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车外冷凝器、所述第二换热元件、所述第一换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    8.根据权利要求6所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述控制器还用于在温度调节模式为电池加热模式时,通过基于所述第一冷媒的第四循环回路对所述电池进行加热,所述第四循环回路包括:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述第一换热元件、所述第二换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    9.根据权利要求6所述的车辆热管理系统,其特征在于,在所述温度调节模式为所述乘员舱和电池串联加热模式时,所述同一个循环回路为第五循环回路,所述第五循环回路为:所述第一冷媒从所述压缩机的出口流出,依次经过所述车内冷凝器、所述第一换热元件、所述第二换热元件以及所述气液分离器,并流回所述压缩机的进口。

    10.根据权利要求6所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述电机温度调节子系统包括水泵、小三电水套、电驱动水套、三通水阀以及低温散热器;

    11.根据权利要求10所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述压缩机的出口与所述第一换热元件的第一接口之间、所述第一换热元件的第一接口与所述气液分离器的进口之间、所述第二换热元件的第一接口与所述气液分离器的进口之间、所述压缩机的出口与所述车外冷凝器的进口之间以及所述第一换热元件的第一接口与所述车内冷凝器的出口之间均设置有截止阀。

    12.根据权利要求11所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述第二换热元件的第二接口与所述蒸发器的进口之间、所述车内冷凝器的出口与所述第二换热元件的第二接口之间、所述第二换热元件的第二接口与所述第一换热元件的第二接口之间以及所述压缩机的出口与所述第一换热元件的第一接口之间均设置有电子膨胀阀。

    13.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-12任一项所述的车辆热管理系统。


    技术总结
    本申请提供了一种车辆热管理系统和车辆,车辆热管理系统包括乘员舱温度调节子系统、电池温度调节子系统以及控制器,乘员舱温度调节子系统中包括车内冷凝器,电池温度调节子系统中包括第一换热元件,第一换热元件的第一接口与车内冷凝器的出口连接;控制器用于在温度调节模式为乘员舱和电池串联加热模式时,基于第一换热元件的第一接口与车内冷凝器的出口之间的连接,控制乘员舱温度调节子系统和电池温度调节子系统同时工作,以实现在同一个循环回路中对乘员舱和电池加热。本申请通过建立第一换热元件的第一接口与车内冷凝器的出口之间的连接,使得车辆热管理系统支持乘员舱和电池串联加热模式,显著提升了温度调节的灵活性。

    技术研发人员:邓文俊,施睿,徐人鹤,王小碧,王伟民
    受保护的技术使用者:东风汽车集团股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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