[发明专利]一种电动汽车综合热管理系统与方法

权利要求书

1.一种电动汽车综合热管理方法，其特征在于，所应用的系统包括热泵循环、电池包循环和电机及其控制系统循环；

所述热泵循环，由压缩机(1)、储液干燥器(2)、第一四通换向阀(3)、电磁三通阀(18)、第二四通换向阀(11)、车内换热器(8)、双向电子膨胀阀(6)、车外换热器(4)组成；所述第一四通换向阀的a端口和车外换热器与第一截止阀相连、b端口和压缩机出口相连、c端口和储液干燥器入口相连、d端口和第三截止阀与电磁三通阀e端口相连；所述电磁三通阀的e端口和第一四通换向阀的d端口与第三截止阀相连、f端口和第二四通换向阀的j端口与第五截止阀相连、g端口和电机及其控制系统换热器与第二截止阀相连；所述第二四通换向阀的h端口和双向电子膨胀阀与第四截止阀相连、j端口和电磁三通阀f端口与第五截止阀相连、k端口和电池包换热器相连、m端口和车内换热器相连；所述车内换热器与双向电子膨胀阀之间靠近车内换热器的一端设有第四截止阀(7)；所述车内换热器左侧设有PTC辅助加热装置(9)、右侧设有车内换热器电子风扇(10)；所述车外换热器右侧设有车外换热器电子风扇(5)；

所述电池包循环，由电池包换热器(12)、电池包循环泵(16)、电池包进口温度传感器(15)、电池包出口温度传感器(13)以及电池包(14)连接而成；在电池包换热器与电磁三通阀之间的管路上设有第五截止阀(17)；

所述电机及其控制系统循环，由电机及其控制系统换热器(19)、电机及其控制系统循环泵(21)、电机及其控制系统进口温度传感器(20)、电机及其控制系统出口温度传感器(26)、电机(22)、电机控制器(23)、DC/DC模块(24)、充电装置及其附件(25)和他们内部的温度传感器连接而成，其中电机控制器、DC/DC模块、充电装置及其附件三者并联；所述电机及其控制系统换热器与车外换热器两端连接的管路上设有第一截止阀(27)和第二截止阀(28)，在第一截止阀左侧端口与电磁三通阀e端口之间的管路上设有第三截止阀(29)；

其特征在于：

(1)单独控制车内环境制冷：当车内环境温度高于27℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀m端口-j端口连通，电磁三通阀f端口-e端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀关闭，第四截止阀开启，第五截止阀关闭；通过监测车内环境的温度，随时控制调节阀开度和压缩机的启停，将车内环境最高温度控制在25℃；

(2)单独控制电池包冷却：当电池包温度高于42℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀h端口-k端口连通，电磁三通阀f端口-e端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀关闭，第四截止阀关闭，第五截止阀开启；通过监测电池包的温度，随时控制调节阀开度、压缩机和电池包循环泵的启停，将电池包最高温度控制在40℃；

(3)单独控制电机及其控制系统冷却：当电机温度超过62℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀h端口-j端口连通，电磁三通阀f端口-g端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀开启，第四截止阀关闭，第五截止阀关闭；通过监测电机及其控制系统的温度，随时控制调节阀开度、压缩机和电机及其控制系统循环泵的启停，将电机及其控制系统最高温度控制在60℃；

(4)控制车内环境与电池包共同冷却：当车内环境高于27℃且电池包温度高于42℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀m端口-k端口连通，电磁三通阀f端口-e端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀关闭，第四截止阀开启，第五截止阀开启；通过监测车内环境和电池包的温度，进行协调控制；若电池包温度高于47℃，冷负荷变大，则接着将第二四通换向阀h端口-k端口连通，使工质并行流过车内换热器与电池包换热器，达到冷却电池包的目的；

(5)控制车内环境与电机及其控制系统共同冷却：当车内环境温度高于27℃且电机温度高于62℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀m端口-j端口连通，电磁三通阀f端口-g端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀开启，第四截止阀开启，第五截止阀关闭；通过监测车内环境和电机及其控制系统的温度，随时控制调节阀开度、压缩机和电机及其控制系统循环泵的启停；

(6)电池包与电机及其控制系统共同冷却：当电池包温度高于42℃且电机温度高于62℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀h端口-k端口连通，电磁三通阀f端口-g端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀开启，第四截止阀关闭，第五截止阀开启；若电池包温度高于47℃，冷负荷变大，则接着将第二四通换向阀h端口-k端口连通，使工质并行流过车内换热器与电池包换热器，达到冷却电池包的目的；

(7)控制车内环境、电池包与电机及其控制系统共同冷却：当车内环境温度高于27℃、电池包温度高于42℃且电机温度高于62℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-a端口连通、d端口-c端口连通，第二四通换向阀m端口-k端口连通，电磁三通阀f端口-g端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀开启，第四截止阀开启，第五截止阀开启；若电池包温度高于47℃，冷负荷变大，则接着将第二四通换向阀h端口-k端口连通，使工质并行流过车内换热器与电池包换热器，达到冷却电池包；

(8)单独控制车内环境制热：当车内环境低于0℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-d端口连通、a端口-c端口连通，第二四通换向阀j端口-m端口连通，电磁三通阀e端口-f端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀关闭，第四截止阀开启，第五截止阀关闭；若只使用热泵不足以满足制热要求，则接着开启第一截止阀和第二截止阀，回收电机及其控制系统的热量，提高热泵效率；若仍不能满足制热要求，则再启动PTC辅助加热装置；将车内环境最低温度控制在10℃；

(9)单独控制电池包加热：当电池包温度低于-5℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-d端口连通、a端口-c端口连通，第二四通换向阀k端口-h端口连通，电磁三通阀e端口-f端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀关闭，第四截止阀关闭，第五截止阀开启；通过监测电池包的温度，随时控制调节阀开度；若只使用热泵不足以满足制热要求，则接着开启第一截止阀和第二截止阀，回收电机及其控制系统的热量，提高热泵效率；将电池包的最低温度控制在0℃；

(10)控制车内环境与电池包共同加热：当车内环境低于0℃且电池包温度低于-5℃时，启动压缩机，通过控制将各调节阀的状态调整为：第一四通换向阀b端口-d端口连通、a端口-c端口连通，第二四通换向阀k端口-m端口连通，电磁三通阀e端口-f端口连通，双向电子膨胀阀启动，第一截止阀关闭，第二截止阀关闭，第三截止阀关闭，第四截止阀开启，第五截止阀开启；通过监测车内环境和电池包的温度，进行协调控制；若只使用热泵不足以满足制热要求，则接着开启第一截止阀和第二截止阀，回收电机及其控制系统的热量，提高热泵效率；若仍不能满足车内环境制热要求，则再启动PTC辅助加热装置；若电池包温度还是低于-5℃，则接着将第二四通换向阀k端口-h端口连通，达到加热电池包的目的。