專利名稱：電動汽車及其熱管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及冷熱量分配和利用技術(shù)領域，特別涉及一種熱管理系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種包括上述熱管理系統(tǒng)的電動電動汽車。
背景技術(shù)：
電動汽車由于具有節(jié)能環(huán)保的特點，成為今后汽車發(fā)展的方向。隨著汽車的發(fā)展，車廂內(nèi)的舒適度越來越受到人們的重視，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機式汽車， 可以利用內(nèi)燃機的余熱和發(fā)動機排氣的熱量來加熱車廂，內(nèi)燃機車的循環(huán)水在車輛正常行駛的狀態(tài)下的溫度一般大于80度，已經(jīng)基本上可以滿足車廂各種情況下的取暖要求，而電動汽車的動力主要來在于電機，電動汽車的冷卻循環(huán)水的溫度只有50度，缺少了發(fā)動機的熱量可以利用，從而很難達到取暖要求；另一方面，電動汽車內(nèi)設置有多個發(fā)熱部件，比如電機變頻器、電池等，需要采用相應的散熱裝置進行冷卻，以保證上述元件能夠在允許的溫度范圍內(nèi)工作?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了實現(xiàn)電動汽車的車廂內(nèi)的溫度保持在人體感覺舒適的溫度，現(xiàn)有技術(shù)中采用了多種方式向車廂內(nèi)加熱一、采用獨立熱源，即利用PTC加熱，或者利用汽油、煤油、乙醇等燃料加熱；二、采用回收設備余熱，再輔助采用獨立熱源；三、采用熱泵保證車廂內(nèi)的溫度始終保持在舒適的溫度范圍內(nèi)；另一方面，為了保證發(fā)熱部件在正常的溫度范圍內(nèi)工作，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用風冷散熱器配合水循環(huán)實現(xiàn)對上述元件的冷卻。然而，上述各種加熱方式中，若采用獨立熱源，比如PTC進行加熱，則需要消耗較多電池的能量，進而會減少汽車的行駛里程；若采用燃料加熱，不僅加熱效率較低，而且還會對環(huán)境產(chǎn)生污染，同時會增加汽車的負載，另一方面，發(fā)熱部件還需要采用獨立的散熱器進行散熱，不僅熱量沒有得到較好地利用，而且環(huán)境溫度較高的情況下，對發(fā)熱部件的冷卻效果也較差，不能控制發(fā)熱部件在最佳的溫度下工作；另一方面，隨著人們對于環(huán)保的重視，將來的電動汽車空調(diào)中，新型環(huán)保冷媒(如R1234yf和Rl 5 等)將會逐步采用，而這種冷媒價格較高，且具有可燃性，也成為目前電動汽車熱系統(tǒng)的問題。因此，如何提高電動汽車的發(fā)熱部件熱量利用的合理性及發(fā)熱部件的冷卻效果， 同時提高電動汽車的車廂的舒適度，實現(xiàn)電動汽車的熱系統(tǒng)的全面管理，減少冷媒的充注量，并防止冷媒進入客艙，就成為本領域的技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱管理系統(tǒng)，該熱管理系統(tǒng)能夠保證電動汽車的發(fā)熱部件的熱量得到充分的利用，減小熱量的浪費，同時提高發(fā)熱部件的冷卻效果和車廂的舒適度，減少冷媒的充注量，防止冷媒進入客艙。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述熱管理系統(tǒng)的電動汽車。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，包括熱回收冷卻裝置、制冷裝置、散熱裝置和客艙溫度調(diào)整裝置，
所述制冷裝置包括通過管路連接的壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件和蒸發(fā)器；所述散熱裝置包括通過管路連接的第一風冷換熱器和加熱器；所述熱回收冷卻裝置包括通過管路連接的發(fā)熱部件熱交換器、第二風冷換熱器和冷卻器；所述客艙溫度調(diào)整裝置包括串聯(lián)設置的所述加熱器和所述冷卻器；所述第一風冷換熱器和所述加熱器通過第一流量調(diào)節(jié)閥分別與所述冷凝器連通； 所述冷卻器和所述發(fā)熱部件熱交換器通過第二流量調(diào)節(jié)閥分別與所述蒸發(fā)器連通，所述第二風冷換熱器可選擇地與所述發(fā)熱部件熱交換器串聯(lián)。優(yōu)選地，所述客艙溫度調(diào)整裝置為空氣循環(huán)裝置，所述空氣循環(huán)裝置包括連通循環(huán)風口和所述電動汽車的客艙的空氣流通通道，所述冷卻器和所述加熱器設置于所述空氣流通通道中。優(yōu)選地，所述客艙溫度調(diào)整裝置為介質(zhì)循環(huán)裝置，所述介質(zhì)循環(huán)裝置包括客艙內(nèi)熱交換器，所述冷卻器、所述加熱器和所述客艙內(nèi)熱交換器通過管路串聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述第一流量調(diào)節(jié)閥為三通比例調(diào)節(jié)閥，其三閥口分別與所述第一風冷換熱器、所述加熱器和所述冷凝器連通。優(yōu)選地，所述第二流量調(diào)節(jié)閥為三通比例調(diào)節(jié)閥，其三閥口分別與所述冷卻器、所述發(fā)熱部件熱交換器和所述蒸發(fā)器連通。優(yōu)選地，所述第二風冷換熱器通過三通閥可選擇地與所述發(fā)熱部件熱交換器串聯(lián)，所述三通閥的三閥口分別與所述蒸發(fā)器、所述第二風冷換熱器和所述發(fā)熱部件熱交換器連接。優(yōu)選地，所述發(fā)熱部件熱交換器包括變頻器熱交換器和電池熱交換器。優(yōu)選地，所述變頻器熱交換器和電池熱交換器并聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述變頻器熱交換器和電池熱交換器的各自回路中均還連接有平衡調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，所述制冷裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)和所述熱回收冷卻裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)相互密閉隔離；所述制冷裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)和所述散熱裝置的循環(huán)介質(zhì)相互密閉隔離。優(yōu)選地，所述制冷裝置還包括內(nèi)部熱交換器，所述內(nèi)部熱交換器的兩通道分別連通所述蒸發(fā)器和所述壓縮機，以及所述冷凝器和所述節(jié)流元件。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電動汽車，包括客艙、發(fā)熱部件和熱管理系統(tǒng)，所述熱管理系統(tǒng)為上述任一項所述的熱管理系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，包括熱回收冷卻裝置、制冷裝置、散熱裝置和客艙溫度調(diào)整裝置，其中，制冷裝置包括通過管路連接的壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件和蒸發(fā)器；散熱裝置包括通過管路連接的第一風冷換熱器和加熱器；熱回收冷卻裝置包括通過管路連接的發(fā)熱部件熱交換器、第二風冷換熱器和冷卻器；客艙溫度調(diào)整裝置包括串聯(lián)設置的加熱器和冷卻器；第一風冷換熱器和加熱器通過第一流量調(diào)節(jié)閥分別與冷凝器連通；冷卻器和發(fā)熱部件熱交換器通過第二流量調(diào)節(jié)閥分別與蒸發(fā)器連通，第二風冷換熱器可選擇地與發(fā)熱部件熱交換器串聯(lián)。工作過程中，制冷劑在壓縮機的作用下以高溫高壓的狀態(tài)流經(jīng)冷凝器，并通過冷凝器將熱量傳遞至散熱裝置內(nèi)的介質(zhì)，升高其中介質(zhì)的溫度，經(jīng)過初步降溫的制冷劑接著
5流經(jīng)節(jié)流元件，通過制冷劑狀態(tài)的改變實現(xiàn)進一步的降溫，然后，溫度較低的制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器，吸收熱回收冷卻裝置內(nèi)的介質(zhì)中的熱量，降低其中介質(zhì)的溫度，吸收熱量后的制冷劑在壓縮機的作用下進入下一循環(huán)，并持續(xù)地將熱回收冷卻裝置的熱量傳遞至散熱裝置；熱回收冷卻裝置中的介質(zhì)在第二流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)作用下，按照比例流經(jīng)發(fā)熱部件熱交換器和冷卻器，流經(jīng)發(fā)熱部件熱交換器的介質(zhì)吸收發(fā)熱部件的熱量，實現(xiàn)冷卻發(fā)熱部件的目的， 流經(jīng)冷卻器的介質(zhì)吸收客艙溫度調(diào)整裝置中的介質(zhì)的熱量，達到冷卻客艙溫度調(diào)整裝置中的介質(zhì)的目的，吸收熱量后的熱回收冷卻裝置中的介質(zhì)將熱量帶至蒸發(fā)器，將熱量傳遞至制冷裝置中的制冷劑，另一方面，根據(jù)外界環(huán)境溫度的不同，改變熱回收冷卻裝置的第二風冷換熱器的連接狀態(tài)，使第二風冷換熱器處于工作狀態(tài)或者非工作狀態(tài)，當?shù)诙L冷換熱器處于工作狀態(tài)時，根據(jù)外界空氣溫度和介質(zhì)的溫度的情況，第二風冷換熱器中的介質(zhì)可以吸收空氣中的熱量或者向空氣中釋放熱量，以實現(xiàn)輔助吸熱或者散熱；散熱裝置中的介質(zhì)在第一流量調(diào)解閥的調(diào)節(jié)作用下，按照比例流經(jīng)第一風冷換熱器和加熱器，流經(jīng)第一風冷換熱器的介質(zhì)將熱量散失到空氣中，降低介質(zhì)的溫度，流經(jīng)加熱器的介質(zhì)加熱客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)，在加熱器和冷卻器的共同作用下，使其達到需要的溫度，實現(xiàn)對客艙溫度的調(diào)整，滿足人們對于客艙舒適度的要求?？梢钥闯?，本發(fā)明所提供的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，利用熱回收冷卻裝置中的介質(zhì)吸收發(fā)熱部件和/或客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的熱量，并通過蒸發(fā)器將熱量傳遞至制冷裝置內(nèi)的制冷劑，實現(xiàn)了冷卻發(fā)熱部件和客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的目的，對發(fā)熱部件的冷卻保證了發(fā)熱部件的正常工作，對客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的冷卻為對客艙溫度的調(diào)整做好初步準備；在壓縮機的作用下，吸收過熱量的制冷劑流經(jīng)冷凝器，通過冷凝器將熱量傳遞至散熱裝置的介質(zhì)，然后散熱裝置內(nèi)的介質(zhì)流經(jīng)第一風冷換熱器和/或加熱器，通過第一風冷換熱器將熱量散失到空氣中，或者加熱客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)，使介質(zhì)達到滿足溫度要求的條件，并最終到達客艙調(diào)整客艙的溫度，這樣，本發(fā)明所提供的熱管理系統(tǒng)將發(fā)熱部件的熱量轉(zhuǎn)移到客艙內(nèi)，實現(xiàn)了對發(fā)熱部件的冷卻，對客艙溫度的調(diào)整，以及電動汽車內(nèi)熱量的合理利用，利用了較少的裝置較簡單的連接回路，實現(xiàn)了熱量的合理傳遞，提高了熱量的利用率，達到了全面地解決了發(fā)熱部件的散熱問題、客艙的溫度控制問題以及熱量的合理利用問題，實現(xiàn)了對電動汽車的熱系統(tǒng)地全面管理；另一方面，各裝置可以選用不同的介質(zhì)，因此可以在制冷裝置中采用新型環(huán)保冷媒(如R1234yf和R15M等)，從而減少了冷媒的充注量，并且，可以將含有可燃冷媒的制冷裝置設置在客艙外，徹底地避免了冷媒進入客艙，提高了安全性。本發(fā)明所提供的電動汽車的有益效果與上述熱管理系統(tǒng)的有益效果類似，在此不再贅述。


圖1為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的熱管理系統(tǒng)處于第一種工作模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的熱管理系統(tǒng)處于第二種工作模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明第二種具體實施方式
所提供的熱管理系統(tǒng)處于第一種工作模式下的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種熱管理系統(tǒng)，該熱管理系統(tǒng)能夠保證電動汽車的發(fā)熱部件的熱量得到充分的利用，減小熱量的浪費，同時提高發(fā)熱部件的冷卻效果和車廂的舒適度，減少冷媒的充注量，防止冷媒進入客艙。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述熱管理系統(tǒng)的電動汽車。為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式
所提供的熱管理系統(tǒng)處于第一種工作模式下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的熱管理系統(tǒng)處于第二種工作模式下的結(jié)構(gòu)示意圖。在第一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，包括熱回收冷卻裝置、制冷裝置、散熱裝置和客艙溫度調(diào)整裝置，其中，制冷裝置包括通過管路連接的壓縮機11、冷凝器12、節(jié)流元件14和蒸發(fā)器13 ；散熱裝置包括通過管路連接的第一風冷換熱器22和加熱器23;熱回收冷卻裝置包括通過管路連接的發(fā)熱部件熱交換器35、第二風冷換熱器34和冷卻器33 ；客艙溫度調(diào)整裝置包括串聯(lián)設置的加熱器23和冷卻器33 ；第一風冷換熱器22和加熱器23通過第一流量調(diào)節(jié)閥21分別與冷凝器12連通；冷卻器33和發(fā)熱部件熱交換器35通過第二流量調(diào)節(jié)閥31分別與蒸發(fā)器13連通，第二風冷換熱器34 可選擇地與發(fā)熱部件熱交換器35串聯(lián)。當然，為了保證各部件的熱量傳遞的方向，制冷裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)和熱回收冷卻裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)相互密閉隔離；制冷裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)和散熱裝置的循環(huán)介質(zhì)相互密閉隔離具體地，本文所述的“第二風冷換熱器34可選擇地與發(fā)熱部件熱交換器35串聯(lián)” 是指，根據(jù)外界環(huán)境和調(diào)節(jié)需求的不同，選擇將第二風冷換熱器；34與發(fā)熱部件熱交換器35 串聯(lián)，或者不與發(fā)熱部件熱交換器35串聯(lián)；本文所述的第一流量調(diào)節(jié)閥21用于調(diào)節(jié)流到第一風冷換熱器22和加熱器23的介質(zhì)的比例，從而控制加熱器23對客艙溫度調(diào)整裝置中的介質(zhì)的溫度的調(diào)整，類似地，本文所述的第二流量調(diào)節(jié)閥31用于調(diào)節(jié)流到發(fā)熱部件換熱器 35和冷卻器33的介質(zhì)的比例，從而控制冷卻器33對客艙溫度調(diào)整裝置中的介質(zhì)的溫度的調(diào)整，以及發(fā)熱部件換熱器35對發(fā)熱部件的冷卻溫度的控制，第一流量調(diào)節(jié)閥21和第二流量調(diào)節(jié)閥31可以保證本發(fā)明所提供的熱管理系統(tǒng)對發(fā)熱部件和客艙溫度的有效控制。制冷裝置中的壓縮機11為制冷劑的循環(huán)提供動力，由于經(jīng)由壓縮機11的出口流出的制冷劑都是處于高溫高壓狀態(tài)，因此，壓縮機11的出口與冷凝器12連接，通過散熱裝置吸收熱量以降低制冷劑的溫度，進而經(jīng)過蒸發(fā)器13以吸收熱回收冷卻裝置的介質(zhì)帶來的熱量；另一方面，由于在制冷和制熱的狀態(tài)下，回路中流通的制冷劑的量是不同的，因此回路中還可以設置儲液器16 ；節(jié)流元件14實現(xiàn)制冷劑的溫度的進一步降低，因此將其設置于冷凝器12和蒸發(fā)器13之間，具體地，節(jié)流元件14可以為電子膨脹閥或者其他可以實現(xiàn)降溫功能的元件；更進一步地，還可以在制冷裝置的回路中設置內(nèi)部熱交換器15，具體設置方式如圖中所示，即內(nèi)部熱交換器15的兩通道分別連通蒸發(fā)器13和壓縮機11，以及冷凝器12和節(jié)流元件14，從而通過內(nèi)部熱交換器15可以利用蒸發(fā)器13出口的制冷劑冷卻冷凝器12出口的制冷劑，改變制冷劑的溫度和壓力，這樣可以提高整個制冷系統(tǒng)的效率，節(jié)約能耗。為了保證介質(zhì)的可靠循環(huán)，散熱裝置和熱回收冷卻裝置中均還可以設置動力泵 24，且上述兩裝置的介質(zhì)的循環(huán)回路中還可以連接膨脹水箱(圖中未示出)，膨脹水箱不僅能夠補充泄漏的循環(huán)介質(zhì)，保證動力泵M的吸入口始終有介質(zhì)，還可以將介質(zhì)中的氣泡放掉，防止氣泡影響冷卻效果?？团摐囟日{(diào)整裝置通過介質(zhì)經(jīng)過串聯(lián)設置的加熱器23和冷卻器33的方式，調(diào)整介質(zhì)的溫度，并最終使?jié)M足溫度要求的介質(zhì)流經(jīng)電動汽車的客艙，調(diào)整客艙的溫度。工作過程中，當僅需要對發(fā)熱部件進行冷卻，且發(fā)熱部件的負荷較大時，首先通過調(diào)節(jié)第一流量調(diào)節(jié)閥21和第二流量調(diào)節(jié)閥31的狀態(tài)，關閉加熱器23和冷卻器33所在的回路，停止對客艙溫度的調(diào)整，并且使壓縮機11進入工作狀態(tài)，利用制冷裝置對發(fā)熱部件進行冷卻，制冷劑在壓縮機11的作用下以高溫高壓的狀態(tài)流經(jīng)冷凝器12，并通過冷凝器12 將熱量傳遞至散熱裝置內(nèi)的介質(zhì)，升高其中介質(zhì)的溫度，經(jīng)過初步降溫的制冷劑接著流經(jīng)節(jié)流元件14，通過制冷劑狀態(tài)的改變實現(xiàn)進一步的降溫，然后，溫度較低的制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器13，吸收熱回收冷卻裝置內(nèi)的介質(zhì)中的熱量，降低其中介質(zhì)的溫度，吸收熱量后的制冷劑在壓縮機11的作用下進入下一循環(huán)，并持續(xù)地將熱回收冷卻裝置的熱量傳遞至散熱裝置， 另一方面，在此種情況下，無需第二風冷換熱器34工作，因此將其設置于旁通不工作狀態(tài) (具體如圖1所示)；可見，本發(fā)明所提供的熱管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了將發(fā)熱部件的熱量通過熱回收冷卻裝置、制冷裝置和散熱裝置的傳遞，最終將熱量通過第一風冷換熱器22散失至外界環(huán)境中，實現(xiàn)對發(fā)熱部件的冷卻。當發(fā)熱部件的負荷較小，所產(chǎn)生的熱量較少時，可以不利用制冷裝置和散熱裝置， 僅利用熱回收冷卻裝置進行冷卻，此種情況下，仍需要調(diào)節(jié)第二流量調(diào)節(jié)閥31的狀態(tài)，關閉冷卻器33所在的回路，同時將第二風冷換熱器34與發(fā)熱部件換熱器35串聯(lián)(具體如圖 2所示)，從而就可以利用第二風冷換熱器34直接將發(fā)熱部件的熱量釋放到環(huán)境中，實現(xiàn)對發(fā)熱部件的冷卻。當需要對發(fā)熱部件進行冷卻，并且需要調(diào)整客艙的溫度時，首先，根據(jù)發(fā)熱部件的負荷和客艙溫度的要求，調(diào)節(jié)第一流量調(diào)節(jié)閥21和第二流量調(diào)節(jié)閥31的狀態(tài)，控制流經(jīng)加熱器23和冷卻器33的介質(zhì)的流量，并將壓縮機11設置于工作狀態(tài)，從而，當制冷劑在壓縮機11的作用下在制冷裝置的回路中循環(huán)，且介質(zhì)在動力泵M的作用下在散熱裝置和熱回收冷卻裝置的回路中循環(huán)的過程中，將發(fā)熱部件的熱量和客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的傳遞并分配給第一風冷換熱器22和加熱器23，實現(xiàn)對發(fā)熱部件的冷卻和對客艙溫度的調(diào)整。在上述工作狀態(tài)下，可以根據(jù)客艙所需熱量的不同，將第二風冷換熱器34設置于不同的狀態(tài)，當?shù)诙L冷換熱器34串聯(lián)至回路中時，熱回收冷卻裝置中的介質(zhì)不僅會吸收發(fā)熱部件的熱量，還可以吸收外界環(huán)境中的熱量，實現(xiàn)熱量的梯級增加，提高系統(tǒng)效率；當?shù)诙L冷換熱器34旁通不工作時，可以提高系統(tǒng)的工作效率。同時，在上述工作狀態(tài)下，可以根據(jù)需要，調(diào)節(jié)第一流量調(diào)節(jié)閥21和第二流量調(diào)節(jié)閥31的狀態(tài)，進而控制加熱器23和冷卻器33所在回路的通斷，以及其中介質(zhì)的流量，保證對客艙溫度的有效調(diào)整，提高客艙的舒適度?？梢钥闯?，本發(fā)明所提供的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，利用熱回收冷卻裝置中的介質(zhì)吸收發(fā)熱部件和/或客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的熱量，并通過蒸發(fā)器13將熱量傳遞至制冷裝置內(nèi)的制冷劑，實現(xiàn)了冷卻發(fā)熱部件和客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的目的，對發(fā)熱部件的冷卻保證了發(fā)熱部件的正常工作，對客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)的冷卻為對客艙溫度的調(diào)整做好初步準備；在壓縮機11的作用下，吸收過熱量的制冷劑流經(jīng)冷凝器12，通過冷凝器12將熱量傳遞至散熱裝置的介質(zhì)，然后散熱裝置內(nèi)的介質(zhì)流經(jīng)第一風冷換熱器22和 /或加熱器23，通過第一風冷換熱器22將熱量散失到空氣中，或者通過加熱器23加熱客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)，使客艙溫度調(diào)整裝置的介質(zhì)達到滿足溫度要求的條件，并最終到達客艙調(diào)整客艙的溫度。這樣，本發(fā)明所提供的熱管理系統(tǒng)將發(fā)熱部件的熱量轉(zhuǎn)移到客艙內(nèi)，實現(xiàn)了對發(fā)熱部件的冷卻，對客艙溫度的調(diào)整，以及電動汽車內(nèi)熱量的合理利用，利用了較少的裝置較簡單的連接回路，實現(xiàn)了熱量的合理傳遞，提高了熱量的利用率，達到了全面地解決了發(fā)熱部件的散熱問題、客艙的溫度控制問題以及熱量的合理利用問題，實現(xiàn)了對電動汽車的熱系統(tǒng)地全面管理；另一方面，各裝置可以選用不同的介質(zhì)，因此可以在制冷裝置中采用新型環(huán)保冷媒(如R1234yf和R152a等)，從而減少了可燃冷媒的充注量，并且，可以將制冷裝置設置在客艙外，徹底地避免了冷媒進入客艙，提高了安全性。在一種具體實施方式
中，如圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的用于電動汽車的客艙溫度調(diào)整裝置可以為空氣循環(huán)裝置，空氣循環(huán)裝置包括連通循環(huán)風口和電動汽車的客艙的空氣流通通道41，冷卻器33和加熱器23依次設置于空氣流通通道41中，且加熱器23靠近客艙，這樣，空氣在流通過程中可以首先經(jīng)過冷卻器33冷卻除水后，然后再經(jīng)過加熱器進行溫度的進一步調(diào)整，保證了進入客艙的空氣的干燥性，較好地實現(xiàn)除霧的作用。當然，在另一種實施方式中，冷卻器33和加熱器23的設置順序也可以改變，以調(diào)整空氣的溫度。具體地，上述循環(huán)風口可以包括內(nèi)循環(huán)風口 45和外循環(huán)風口 46，其中內(nèi)循環(huán)風口 45直接通過管路與客艙內(nèi)連通，外循環(huán)風口 46直接與外界環(huán)境連通，在內(nèi)循環(huán)風口 45和外循環(huán)風口 46交叉處設置有內(nèi)外循環(huán)風門44，用以改變循環(huán)方式；為保證空氣的流通方向， 空氣流通通道41中一般設置有鼓風機42，為提高對空氣溫度調(diào)節(jié)的控制能力，在空氣流通通道41內(nèi)還可以設置混合風門，以調(diào)整經(jīng)過冷卻器33冷卻除水后流經(jīng)加熱器23進行加熱的空氣量，保證最終到達客艙的空氣的溫度滿足要求。利用空氣進行客艙溫度的調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡單，各裝置的布置方便，還可以通過風門進行進一步地空氣溫度的調(diào)整，提高對客艙舒適度控制的可操作性。請參考圖3，圖3為本發(fā)明第二種具體實施方式
所提供的熱管理系統(tǒng)處于第一種工作模式下的結(jié)構(gòu)示意圖。當然，在另一種具體實施方式
中，客艙溫度調(diào)整裝置為介質(zhì)循環(huán)裝置，介質(zhì)循環(huán)裝置包括客艙內(nèi)熱交換器41'，且冷卻器33、加熱器23和客艙內(nèi)熱交換器41'通過管路串聯(lián)連接。當該裝置的循環(huán)回路中也設置有動力泵對，在動力泵M的作用下，介質(zhì)流經(jīng)冷卻器 33和加熱器23，到達客艙內(nèi)熱交換器41'與客艙內(nèi)的空氣進行熱交換，實現(xiàn)對客艙溫度的調(diào)整，其中冷卻器33和加熱器23的設置位置可以隨意調(diào)整，以方便其他裝置的布置。具體地，用于調(diào)整流經(jīng)加熱器23和第一風冷換熱器22的流量的第一流量調(diào)節(jié)閥 21可以為三通比例調(diào)節(jié)閥，其三閥口分別與第一風冷換熱器22、加熱器23和冷凝器12連通；三通比例調(diào)節(jié)閥為外購件，制造過程成熟，調(diào)節(jié)方式簡單，調(diào)整精度高。類似地，第二流量調(diào)節(jié)閥31也可以為三通比例調(diào)節(jié)閥，其三閥口分別與冷卻器
933、發(fā)熱部件熱交換器35和蒸發(fā)器13連通。當然，實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)功能的方式并不限于以上所述的采用三通比例調(diào)節(jié)閥， 也可以采用其他方式實現(xiàn)，比如在各自的回路中分別設置平衡調(diào)節(jié)閥也是可以的。如圖中所示，為滿足第二風冷換熱器34可選擇地與發(fā)熱部件熱交換器35串聯(lián)，可以在回路中設置三通閥32，三通閥32的三閥口分別與蒸發(fā)器13、第二風冷換熱器34和發(fā)熱部件熱交換器35連接。當然三通閥32也可用其他裝置代替，比如在第二風冷換熱器34 的回路中設置二通閥，在連接第二風冷換熱器34的出入口的管路中也設置一個二通閥。相比較，三通閥32的結(jié)構(gòu)簡單，使得整個熱管理系統(tǒng)的構(gòu)成更加簡潔。上述發(fā)熱部件熱交換器35具體可以包括變頻器熱交換器352、電池熱交換器351， 當然也可以包括其他需要降熱的發(fā)熱部件，如發(fā)動機熱交換器、控制器換熱器(圖中未示
ψ、絕 Oj J 寸 ο具體地，上述變頻器熱交換器352、電池熱交換器351、發(fā)動機熱交換器和控制器換熱器可以通過并聯(lián)方式連接。由于各發(fā)熱部件的正常工作溫度并不完全一致，將各發(fā)熱部件的熱交換器并聯(lián)， 就可以在變頻器熱交換器352、電池熱交換器351、發(fā)動機熱交換器和控制器換熱器的各自回路中均連接平衡調(diào)節(jié)閥36，以實現(xiàn)對各發(fā)熱部件的單獨控制，保證各用冷元件35工作在其正常溫度范圍內(nèi)。當然，上述變頻器熱交換器352、電池熱交換器351、發(fā)動機熱交換器和控制器換熱器也可以通過串聯(lián)方式連接。本發(fā)明所提供的電動汽車包括客艙、發(fā)熱部件和以上所述的熱管理系統(tǒng)；電動汽車的其他部分的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)類似，本文不再展開。以上對本發(fā)明所提供的電動汽車及其熱管理系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括熱回收冷卻裝置、制冷裝置、散熱裝置和客艙溫度調(diào)整裝置，所述制冷裝置包括通過管路連接的壓縮機(11)、冷凝器(12)、節(jié)流元件(14)和蒸發(fā)器 (13)；所述散熱裝置包括通過管路連接的第一風冷換熱器0 和加熱器03)；所述熱回收冷卻裝置包括通過管路連接的發(fā)熱部件熱交換器(3 、第二風冷換熱器 (34)和冷卻器(33)；所述客艙溫度調(diào)整裝置包括串聯(lián)設置的所述加熱器和所述冷卻器(33)；所述第一風冷換熱器0 和所述加熱器通過第一流量調(diào)節(jié)閥分別與所述冷凝器(1 連通；所述冷卻器(3 和所述發(fā)熱部件熱交換器(3 通過第二流量調(diào)節(jié)閥 (31)分別與所述蒸發(fā)器(1 連通，所述第二風冷換熱器(34)可選擇地與所述發(fā)熱部件熱交換器(35)串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述客艙溫度調(diào)整裝置為空氣循環(huán)裝置，所述空氣循環(huán)裝置包括連通循環(huán)風口和所述電動汽車的客艙的空氣流通通道(41)，所述冷卻器(33)和所述加熱器03)設置于所述空氣流通通道Gl)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述客艙溫度調(diào)整裝置為介質(zhì)循環(huán)裝置，所述介質(zhì)循環(huán)裝置包括客艙內(nèi)熱交換器Gl')，所述冷卻器 (33)、所述加熱器和所述客艙內(nèi)熱交換器Gl')通過管路串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一流量調(diào)節(jié)閥為三通比例調(diào)節(jié)閥，其三閥口分別與所述第一風冷換熱器(22)、所述加熱器和所述冷凝器(1 連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二流量調(diào)節(jié)閥(31)為三通比例調(diào)節(jié)閥，其三閥口分別與所述冷卻器(33)、所述發(fā)熱部件熱交換器(3 和所述蒸發(fā)器(1 連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二風冷換熱器(34)通過三通閥(3 可選擇地與所述發(fā)熱部件熱交換器(3 串聯(lián)，所述三通閥(3 的三閥口分別與所述蒸發(fā)器(13)、所述第二風冷換熱器(34)和所述發(fā)熱部件熱交換器(3 連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)熱部件熱交換器(3 包括變頻器熱交換器(35 和電池熱交換器(351)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器熱交換器(35 和電池熱交換器(351)并聯(lián)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器熱交換器(35 和電池熱交換器(351)的各自回路中均還連接有平衡調(diào)節(jié)閥(36)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)和所述熱回收冷卻裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)相互密閉隔離；所述制冷裝置內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)和所述散熱裝置的循環(huán)介質(zhì)相互密閉隔離。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的用于電動汽車的熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷裝置還包括內(nèi)部熱交換器(15)，所述內(nèi)部熱交換器(1 的兩通道分別連通所述蒸發(fā)器(1 和所述壓縮機(11)，以及所述冷凝器(1 和所述節(jié)流元件(14)。
12. —種電動汽車，包括客艙、發(fā)熱部件和熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱管理系統(tǒng)為權(quán)利要求1至11任一項所述的熱管理系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車和熱管理系統(tǒng)，其制冷裝置包括冷凝器(12)、節(jié)流元件(14)和蒸發(fā)器(13)；散熱裝置包括第一風冷換熱器(22)和加熱器(23)；熱回收冷卻裝置包括發(fā)熱部件熱交換器(35)、第二風冷換熱器(34)和冷卻器(33)；客艙溫度調(diào)整裝置包括加熱器(23)和冷卻器(33)；第一風冷換熱器(22)和加熱器(23)通過第一流量調(diào)節(jié)閥(21)與冷凝器(12)連通；冷卻器(33)和發(fā)熱部件熱交換器(35)通過第二流量調(diào)節(jié)閥(31)與蒸發(fā)器(13)連通，第二風冷換熱器(34)可選擇地與發(fā)熱部件熱交換器(35)串聯(lián)。本發(fā)明所公開的熱管理系統(tǒng)保證熱量充分利用，提高冷卻效果和客艙的舒適度，并減少冷媒的充注量，防止冷媒進入客艙。
文檔編號B60H1/22GK102452297SQ20101052674
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者史初良, 張榮榮 申請人:杭州三花研究院有限公司