[发明专利]一种电动汽车集成式热管理系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车集成式热管理系统。包括电池集成热管理系统、电机集成热管理系统和热泵空调的制冷及制热循环系统；电池集成热管理系统包括第一水泵、第一相变换热器、第一膨胀水壶和电池水冷盘管；电机集成热管理系统包括第二水泵、第二相变换热器、第二膨胀水壶、散热器和第一电机水冷盘管；热泵空调的制冷及制热循环系统包括冷凝器、热泵空调、蒸发器和干燥器。电池集成热管理系统、电机集成热管理系统通过相变换热器与热泵空调制冷循环及制热循环系统相连，当制热循环时，相变换热器将储能传递给蒸发器进行预热，当制冷循环时，蒸发器将热量传递给相变换热器储能。本发明系统共用一个蒸发器，减少了蒸发器数量，使车内结构布局合理。

技术领域

本发明属于电动汽车的热管理系统技术领域，具体涉及用于车载电池、电机和空调的电动汽车集成式热管理系统。

背景技术

随着能源紧缺、石油涨价、环境污染等问题日益严重，替代石油的新能源体系中，电池系统是不可或缺的重要组成部分。电动汽车存在续驶里程不足和续驶里程随外界环境温度变化波动较大的问题，而这对于驾驶员存在“里程焦虑”。因此建立综合的热管理系统，将整车能量有效的存储和利用是延长续驶里程，实现电动汽车大规模产业化的关键技术。从传热介质的角度，热管理系统可以分为：空气冷却式热管理、液体冷却式热管理、以及相变蓄热式热管理。采用空气作为传热介质就是直接把空气引入，使其流过模块以达到散热目的，一般需有风扇、进出口风道等部件，需建立单独系统，提供加热或冷却的功能，根据电池状态独立控制，这也增加了整车能源消耗和成本。以液体为介质的传热，需在模块与液体介质之间建立传热通道，比如水套，以对流和导热两种形式进行间接式加热和冷却，传热介质可以采用水、乙二醇甚至制冷剂，由于需要风扇、水泵、换热器、加热器、管路以及其它附件而使结构过于庞大、复杂，同时也消耗了电池能量、降低了电池的功率密度和能量密度。相变材料冷却的电池热管理系统展现出良好前景，相变材料具有高的相变潜热和导热率，用于电池组的热管理系统中可以有效吸收充放电过程中放出热量，降低电池温升，保证电池在正常温度下工作，相变材料用于电池热管理系统中具有不需要运动部件、不需要耗费电池额外能量等优势。

发明内容

为了实现能量的有效回收再利用，本发明提供一种电动汽车集成式热管理系统。

一种电动汽车集成式热管理系统包括电池集成热管理系统、电机集成热管理系统和热泵空调的制冷及制热循环系统；

所述电池集成热管理系统包括第一水泵2、第一相变换热器4、第一膨胀水壶3和电池水冷盘管1，所述电池水冷盘管1与汽车电池接触；当汽车电池温度升高时，第一水泵2水冷电池，第一相变换热器4储存热量；当汽车电池温度降低时，第一相变换热器4将储存的热量释放，用于加热电池；

所述电机集成热管理系统包括第二水泵16、第二相变换热器17、第二膨胀水壶15、散热器5和第一电机水冷盘管6，所述第一电机水冷盘管6与汽车第一电机接触；当汽车第一电机温度升高在可控范围时，第二水泵16进行水冷，第二相变换热器17储存热量；当汽车第一电机温度升高超过设定数值时，实现大循环，通过散热器5将热量导入车厢外部；当汽车第一电机温度降低，第二相变换热器17将储存的热量释放，用于加热汽车第一电机；

所述热泵空调的制冷及制热循环系统包括冷凝器9、热泵空调10、蒸发器12和干燥器8；热泵空调10内的工质通过四通换向阀进入蒸发器12，利用蒸发器12带走车内热量，经第一相变换热器4、第二相变换热器17储能，再经冷凝器9散热到车厢外部，最后工质回到热泵空调10，实现制冷循环；热泵空调10的工质通过四通换向阀，利用冷凝器9放出热量，经第一相变换热器4、第二相变换热器17将储存的热量传递给蒸发器12预热，再经蒸发器12制热，最终工质回到热泵空调10，实现制热循环；

使用时，蒸发器12安装在汽车车厢的风道。

进一步限定的技术方案如下：