專利名稱：電動車綜合熱循環系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動車熱管理領域，尤其涉及一種電動車熱循環系統。
背景技術：
目前，市場上電動汽車上的空調系統、動力電池熱管理系統及電機系統熱管理系統普遍都是各自獨立的，很少有將電池包的散熱加熱系統和空調制冷系統和暖風系統和電機冷卻系集成在一起的，這樣造成了整車熱管理系統效率較低，沒有達到整車熱環境資源的最大利用率。并且動力電池普遍采用簡單的風冷系統，很少采用水冷系統的，這樣在炎熱或寒冷的惡劣環境下，難以保證動力電池最佳工作溫度，也不能保證電池間溫度的一致性，從而降低電池的壽命和充放電性能
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種電動車綜合熱循環系統，將電機熱循環、電池包熱循環、暖風熱循環和空調熱循環整合成為一個整體，從而滿足了電機系統及電池對自身使用溫度的高要求，提高電機系統及電池的壽命和效率，也滿足了用戶對制冷制暖的要求。本發明是這樣實現的一種電動車綜合熱循環系統，包括電機系統散熱器、電機、電機控制器、空調系統、第一水泵、暖風器、水冷套、電池包、加熱器、電池包散熱器、第二水泵、熱交換器和蒸發器；所述熱交換器上連接有制冷劑管路和水管路，所述水冷套安裝在電池包上，按照循環水流向順次循環相連的電機系統散熱器、第一水泵、電機控制器、電機構成電機冷卻循環回路；
熱交換器的制冷劑管路與第二膨脹閥串聯，所述蒸發器與第一膨脹閥串聯，第一膨脹閥和第二膨脹閥并聯，熱交換器的制冷劑管路與蒸發器并聯后與空調系統構成制冷劑循環回路；
所述暖風器同時與加熱器暖風回路和電機暖風回路兩條暖風循環回路連通；
所述水冷套的水循環回路包括兩條預熱回路和兩條散熱回路，分別為加熱器電池包預熱回路、電機電池包預熱回路、熱交換器電池包散熱回路、散熱器電池包散熱回路；其中，預熱回路與散熱回路之間由閥門控制不能同時連通；
所述加熱器電池包預熱回路由按照循環水流向順次循環相連的加熱器、水冷套、第二水泵構成；
所述電機電池包預熱回路由按照循環水流向順次循環相連的第一水泵、水冷套、電機、電機控制器構成；
所述熱交換器電池包散熱回路由按照循環水流向順次循環相連的熱交換器的水管路、水冷套、第二水泵構成；
所述散熱器電池包散熱回路由按照循環水流向順次循環相連的電池包散熱器、水冷套、第二水泵構成；所述加熱器暖風回路由按照循環水流向順次循環相連的暖風器、第二水泵、加熱器構
成；
所述電機暖風回路由按照循環水流向順次循環相連的第一水泵、暖風器、電機、控制器構成。所述的空調系統由按照制冷劑流向順次串聯的空調壓縮機、冷凝器、儲液干燥器構成，第一膨脹閥的制冷劑進口和第二膨脹閥的制冷劑進口并聯后與儲液干燥器的制冷劑出口相連，熱交換器的制冷劑出口與蒸發器的制冷劑出口并聯后與空調壓縮機的制冷劑進口相連。通過在各條回路的相連的分叉處設置兩位三通閥控制各個回路的通斷。所述的加熱器為燃油加熱器或燃氣加熱器。 本發明電動車綜合熱循環系統將電機熱循環、電池包熱循環、暖風熱循環和空調熱循環整合成為一個整體，以實現電池包的散熱加熱系統與空調制冷系統和暖風系統和電機及控制器的散熱系統相互集成，提高的熱管理的綜合效率，并實現環境溫度低時電動車啟動前電池包的預熱加熱及車內空調的制暖，環境溫度高時電池包的冷卻及車艙內的制冷及電機、電機控制器的冷卻，從而滿足了電機系統及電池對自身使用溫度的高要求，提高電機系統及電池的壽命和效率，也滿足了用戶對制冷制暖的要求。
圖I為本發明電動車綜合熱循環系統的連接 圖2為本發明中熱交換器電池包散熱回路連接 圖3為本發明中散熱器電池包散熱回路連接 圖4為本發明中加熱器電池包預熱回路連接 圖5為本發明中電機電池包預熱回路連接 圖6為本發明中加熱器暖風回路連接 圖7為本發明中電機暖風回路連接 圖中1電機系統散熱器、2儲液干燥器、3電機、4電機控制器、5第一水泵、6暖風器、7水冷套、8電池包、9加熱器、10電池包散熱器、11第二水泵、12熱交換器、13蒸發器、14冷凝器、15第一膨脹閥、16第二膨脹閥、17空調壓縮機、18第一兩位三通閥、19第二兩位三通閥、20第三兩位三通閥、21第四兩位三通閥、22第五兩位三通閥、23第六兩位三通閥。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明表述的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I
如圖I所不，一種電動車綜合熱循環系統，包括電機系統散熱器I、電機3、電機控制器
4、空調系統、第一水泵5、暖風器6、水冷套7、電池包8、加熱器9、電池包散熱器10、第二水泵11、熱交換器12和蒸發器13 ;所述熱交換器12上連接有制冷劑管路和水管路，所述水冷套7安裝在電池包8上，按照循環水流向順次循環相連的電機系統散熱器I、第一水泵5、電機控制器4、電機3構成電機冷卻循環回路；
熱交換器12的制冷劑管路與第二膨脹閥16串聯，所述蒸發器13與第一膨脹閥15串聯，第一膨脹閥15和第二膨脹閥16并聯，熱交換器12的制冷劑管路與蒸發器13并聯后與空調系統構成制冷劑循環回路；
所述暖風器6同時與加熱器暖風回路和電機暖風回路兩條暖風循環回路連通；
所述水冷套7的水循環回路包括兩條預熱回路和兩條散熱回路，分別為加熱器電池包預熱回路、電機電池包預熱回路、熱交換器電池包散熱回路、散熱器電池包散熱回路；其中，預熱回路與散熱回路之間由閥門控制不能同時連通；
如圖4所示，所述加熱器電池包預熱回路由按照循環水流向順次循環相連的加熱器9、水冷套7、第二水泵11構成； 如圖5所示，所述電機電池包預熱回路由按照循環水流向順次循環相連的第一水泵5、水冷套7、電機3、電機控制器4構成；
如圖2所示，所述熱交換器電池包散熱回路由按照循環水流向順次循環相連的熱交換器12的水管路、水冷套7、第二水泵11構成；
如圖3所示，所述散熱器電池包散熱回路由按照循環水流向順次循環相連的電池包散熱器10、水冷套7、第二水泵11構成；
如圖6所示，所述加熱器暖風回路由按照循環水流向順次循環相連的暖風器6、第二水泵11、加熱器9構成；
如圖7所示，所述電機暖風回路由按照循環水流向順次循環相連的第一水泵5、暖風器
6、電機3、控制器4構成。所述的空調系統由按照制冷劑流向順次串聯的空調壓縮機17、冷凝器14、儲液干燥器2構成，第一膨脹閥15的制冷劑進口和第二膨脹閥16的制冷劑進口并聯后與儲液干燥器2的制冷劑出口相連，熱交換器12的制冷劑出口與蒸發器13的制冷劑出口并聯后與空調壓縮機17的制冷劑進口相連。在本發明中各個回路的通斷可以通過獨立的閥門來控制，在本實施例中，為了便于管路布置和控制，通過在各條回路的相連的分叉處設置兩位三通閥來控制各個回路的通斷，兩位三通閥內的各個通道可以獨立控制開閉，具體連接如下
電機3的出水口順次通過電機控制器4、第一水泵5、第六兩位三通閥23后與暖風器6一側水口相連，暖風器6另一側水口通過第三兩位三通閥20、第四兩位三通閥21與電機3進水口相連，構成電機暖風回路；第四兩位三通閥21的與電機系統散熱器I的出水口連通，電機系統散熱器I的進水口與第六兩位三通閥23并聯后與第一水泵5的進水口連通，構成電機冷卻循環回路；
電機3的出水口順次通過電機控制器4、第一水泵5、第六兩位三通閥23、第五兩位三通閥22后與水冷套7的一側水口相連，水冷套7的另一側水口順序通過第三兩位三通閥20、第四兩位三通閥21后與電機3的進水口連通，構成電機電池包預熱回路；
加熱器9的出水口通過第五兩位三通閥22與水冷套7的一側水口相連，水冷套7的另一側水口順序通過第二水泵11、第二兩位三通閥19與加熱器9的進水口相連，構成加熱器電池包預熱回路；熱交換器12的出水管通過第五兩位三通閥22與水冷套7的一側水口相連，水冷套7的另一側水口順序通過第二水泵11、第二兩位三通閥19、第一兩位三通閥18與熱交換器12的進水管相連，構成熱交換器電池包散熱回路；
電池包散熱器10的出水口通過第五兩位三通閥22與水冷套7的一側水口相連，水冷套7的另一側水口順序通過第二水泵11、第二兩位三通閥19、第一兩位三通閥18與電池包散熱器10的進水口相連，構成散熱器電池包散熱回路；
加熱器9的出水口通過第五兩位三通閥22、第六兩位三通閥23與暖風器6—側水口相連，暖風器6另一側水口順序通過第三兩位三通閥20、第二水泵11、第二兩位三通閥19與加熱器9的進水口相連，構成加熱器暖風回路；
電機3的出水口順次通過電機控制器4、第一水泵5、第六兩位三通閥23后與暖風器6一側水口相連，暖風器6另一側水口順次通過第三兩位三通閥20、第四兩位三通閥21與電機3進水口相連，構成電機暖風回路。
如附圖2所示熱交換器電池包散熱回路的實施，車輛運行中或停車充電時，如果此時電池包8溫度較高，比如達到40°C以上，并且環境溫度較高時，比如達到30°C以上，此時開啟空調壓縮機17，打開第二膨脹閥16，同時第二水泵11開啟，調整第一、二兩位三通閥18、19，使熱交換器12內的制冷劑與熱交換器12內的循環水熱交換，從使被冷卻的循環水進入水冷套7，從而帶走電池包8的熱量，使電池包8溫度降低。如附圖3所示散熱器電池包散熱回路的實施，車輛運行中或停車充電時，如果此時電池包8溫度較高，比如達到40°C以上，并且環境溫度不高，比如低于25°C，此時打開第二水泵11，調整第一、二、五兩位三通閥18、19、22，用電池包散熱器10給電池包8散熱降溫。此上所述的熱交換器電池包散熱回路和散熱器電池包散熱回路兩種散熱方式可以獨立使用，在環境溫度不高時，也可以同時使用。如附圖4所示加熱器電池包預熱回路的實施，在車輛啟動前或車輛行進中，如果電池包8溫度較低，比如低于5°C，如果電機冷卻循環回路內的循環水溫度較低，比如低于20°C，此時打開加熱器9，打開第二水泵11，調整第二、五兩位三通閥19、22，用加熱后的循環水給電池包8加熱，提高電池本體的溫度。如附圖5所示電機電池包預熱回路的實施，在車輛啟動前或車輛行進中，如果電池包8溫度較低，比如低于5°C，如果電機冷卻循環回路的循環水溫度較高，比如高于30°C，此時可以關閉加熱器9，使用電機冷卻循環回路的循環水當作熱源，打開第一水泵5，調整第三、四、五、六兩位三通閥20、21、22、23，通過電機冷卻循環回路的循環水由給電池包8加熱。加熱器電池包預熱回路和電機電池包預熱回路這兩種加熱方式，可以同時使用也可以單獨使用。如附圖6所示加熱器暖風回路的實施，在車輛啟動前或車輛行進中，如果駕駛艙內空氣溫度較低，比如低于20°C，如果電機冷卻循環回路的循環水溫度較低，比如低于20°C，，此時打開加熱器9，打開第二水泵11，調整第二、三、五、六兩位三通閥19、20、22、23，用加熱器9加熱后的循環水給暖風器6加熱，暖風器6的風扇將加熱后的空氣送進駕駛艙內，從而提高艙內的空氣溫度。
如附圖7所示電機暖風回路的實施，在車輛啟動前或車輛行進中，如果駕駛艙內空氣溫度較低，比如低于20°C，如果電機冷卻循環回路的循環水溫度較高，比如高于30°C，此時可以關閉加熱器9，打開第一水泵5，調整第三、四、六兩位三通閥20、21、23，使用電機冷卻循環回路的循環水當作熱源，加熱暖風器6，暖風器6的風扇將加熱后的空氣送進駕駛艙內，從而提高艙內的空氣溫度。
此上所述的兩種暖風方式可以獨立使用，在電機冷卻系統內的循環液溫度高時，也可以同時使用。
權利要求
1.一種電動車綜合熱循環系統,其特征是包括電機系統散熱器(I)、電機(3)、電機控制器(4)、空調系統、第一水泵(5)、暖風器￠)、水冷套(7)、電池包(8)、加熱器(9)、電池包散熱器(10)、第二水泵(11)、熱交換器(12)和蒸發器(13);所述熱交換器(12)上連接有制冷劑管路和水管路，所述水冷套(7)安裝在電池包(8)上，按照循環水流向順次循環相連的電機系統散熱器(I)、第一水泵(5)、電機控制器(4)、電機(3)構成電機冷卻循環回路； 熱交換器(12)的制冷劑管路與第二膨脹閥(16)串聯，所述蒸發器(13)與第一膨脹閥(15)串聯，第一膨脹閥(15)和第二膨脹閥(16)并聯，熱交換器(12)的制冷劑管路與蒸發器(13)并聯后與空調系統構成制冷劑循環回路； 所述暖風器￠)同時與加熱器暖風回路和電機暖風回路兩條暖風循環回路連通； 所述水冷套(7)的水循環回路包括兩條預熱回路和兩條散熱回路，分別為加熱器電池包預熱回路、電機電池包預熱回路、熱交換器電池包散熱回路、散熱器電池包散熱回路；其中，預熱回路與散熱回路之間由閥門控制不能同時連通； 所述加熱器電池包預熱回路由按照循環水流向順次循環相連的加熱器(9)、水冷套(7)、第二水泵(11)構成； 所述電機電池包預熱回路由按照循環水流向順次循環相連的第一水泵(5)、水冷套(7)、電機(3)、電機控制器⑷構成； 所述熱交換器電池包散熱回路由按照循環水流向順次循環相連的熱交換器(12)的水管路、水冷套(7)、第二水泵(11)構成； 所述散熱器電池包散熱回路由按照循環水流向順次循環相連的電池包散熱器(10)、水冷套(7)、第二水泵(11)構成； 所述加熱器暖風回路由按照循環水流向順次循環相連的暖風器￠)、第二水泵(11)、加熱器(9)構成； 所述電機暖風回路由按照循環水流向順次循環相連的第一水泵(5)、暖風器￠)、電機(3)、控制器⑷構成。
2.如權利要求I所述的電動車綜合熱循環系統，其特征是所述的空調系統由按照制冷劑流向順次串聯的空調壓縮機(17)、冷凝器(14)、儲液干燥器(2)構成，第一膨脹閥(15)的制冷劑進口和第二膨脹閥(16)的制冷劑進口并聯后與儲液干燥器(2)的制冷劑出口相連，熱交換器(12)的制冷劑出口與蒸發器(13)的制冷劑出口并聯后與空調壓縮機(17)的制冷劑進口相連。
3.如權利要求I或2所述的電動車綜合熱循環系統，其特征是通過在各條回路的相連的分叉處設置兩位三通閥控制各個回路的通斷。
4.如權利要求3所述的電動車綜合熱循環系統，其特征是所述的加熱器(9)為燃油加熱器或燃氣加熱器。
全文摘要
本發明涉及電動車熱管理領域，尤其涉及一種電動車熱循環系統。一種電動車綜合熱循環系統，包括電機系統散熱器、電機、電機控制器、空調系統、第一水泵、暖風器、水冷套、電池包、加熱器、電池包散熱器、第二水泵、熱交換器和蒸發器；所述熱交換器上連接有制冷劑管路和水管路，所述水冷套安裝在電池包上，按照循環水流向順次循環相連的電機系統散熱器、第一水泵、電機控制器、電機構成電機冷卻循環回路。本發明實現環境溫度低時電動車啟動前電池包的預熱加熱及車內空調的制暖，環境溫度高時電池包的冷卻及車艙內的制冷及電機、電機控制器的冷卻，從而滿足了電機系統及電池對自身使用溫度的高要求，提高電機系統及電池的壽命和效率。
文檔編號B60H1/00GK102941791SQ20121044349
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者亓新亮, 張靖, 秦超, 沈海燕, 孫驍磊, 黃松松 申請人:上海汽車集團股份有限公司