[发明专利]一种纯电动商用车整车热管理系统及方法

说明书

本发明提供一种纯电动商用车整车热管理系统及方法，包括：HVAC子系统；HVAC子系统包括：压缩机、制冷三通阀、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、电池以及热泵；压缩机通过制冷三通阀与冷凝器连接；冷凝器和热泵分别与膨胀阀连接；膨胀阀的输出端分别与电池和蒸发器连接；电池和蒸发器分别与压缩机连接。本发明减少了压缩机、蒸发器、冷凝器等部件的冗余，节省了电池包冷却模块的成本；在整车能效比方面，提高了车辆整车的能力利用率，特别是在冬季，有效利用了电机废热，在冬季可将驾驶室采暖的耗电功率从10kW将至3kW，大大提高了车辆的行驶里程；在驾驶室舒适性方面，提高了驾驶室冬季的采暖效果。

技术领域

本发明涉及电动汽车整车热管理领域，尤其涉及一种纯电动商用车整车热管理系统及方法。

背景技术

当前区别于传统的内燃机汽车，电动汽车的整车热特性随动力系统的改变发生了很大变化。纯电动汽车的整车热管理不仅要满足乘员舱舒适驾乘的要求，还要通过电动机、电池、制冷单元、热泵单元等各部分间热量的转移，实现整车热量的统一管理，维持各部件始终处于安全的工作温度。

现阶段纯电动商用车的热管理未能实现整车系统性的热量管理。存在但不局限于以下问题：

a)电池包热管理系统为独立模块，即该模块拥有独立的制冷和PTC加热装置，导致整车存在除驾驶室HVAC(供热、通风与空气调节)系统制冷装置外的第二套制冷装置，造成整车部件冗余、成本增加；

b)驾驶室冬季采暖近依赖于水暖或风暖PTC加热器，直接导致冬季电动车的续航历程缩减20％左右；

c)现有的装有热泵的纯电动商用车，其热泵单元直接从外界环境吸热，效率较低，制热效果不佳；

d)冬季电池包在低功率状态下完全依赖电池模块的PTC对电池进行加热，造成电池电量的额外消耗；

e)电动机散热系统(包含逆变器、充电器、电机控制器等)的热量直接通过散热器排到外界环境中，造成热量的浪费。

发明内容

本发明提供一种纯电动商用车整车热管理系统，系统从整车角度出发，实现整车热量的统一管理。

系统包括：HVAC子系统；HVAC子系统包括：压缩机、制冷三通阀、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、电池以及热泵；

压缩机的第一端通过制冷三通阀的A端口和B端口与冷凝器输入端连接；压缩机的第一端还通过制冷三通阀的A端口和C端口与热泵的制冷剂输入端连接；

冷凝器的输出端和热泵的制冷剂输出端分别与膨胀阀的输入端连接；膨胀阀的输出端分别与电池的制冷剂输入端和蒸发器的输入端连接；电池的制冷剂输出端和蒸发器的输出端分别与压缩机的第二端连接。

进一步需要说明的是，还包括：电池热管理子系统；

电池热管理子系统包括：液冷电池包、四通阀、第一水泵、电池比例三通阀以及第一水加热器；

液冷电池包输出端通过四通阀的C端和B端与第一水泵输入端连接；第一水泵输出端通过电池比例三通阀的A端和C端与电池的冷却液输入端连接；电池的冷却液输出端通过第一水加热器与液冷电池包输入端连接。

进一步需要说明的是，还包括：电动机散热子系统；

电动机散热子系统包括：电动机、散热器比例三通阀、散热器模块以及第二水泵；

电动机输出端通过散热器比例三通阀的A端和B端与散热器模块输入端连接；散热器模块输出端通过四通阀的A端和D端与第二水泵输入端连接；第二水泵输出端与电动机连接；

四通阀的工作模式为A端和B端连通，C端和D端连通。