專利名稱：一種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動車溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)汽車中，需要進(jìn)行溫 度控制的部件主要有乘員艙、發(fā)動機(jī)和潤滑油系統(tǒng)，在純電動汽車中，需要進(jìn)行溫度控制的部件主要有乘員艙、動カ電池包、電動機(jī)、車載充電機(jī)和潤滑油系統(tǒng)，而在增程式電動汽車和插入式混合動カ汽車中，需要進(jìn)行溫度控制的部件則是上兩種車型的集合。目前上述部件的溫度控制系統(tǒng)多數(shù)是獨(dú)立的。在傳統(tǒng)汽車中，乘員艙通過車用空調(diào)系統(tǒng)降溫、升溫，或通過發(fā)動機(jī)廢氣換熱升溫；發(fā)動機(jī)采用水冷系統(tǒng)，冷卻水通過汽車前部的散熱器降溫；潤滑油也是通過汽車前部的另ー個散熱器降溫。升溫或降溫的能量都由油箱中的燃油經(jīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)化而來。在純電動汽車中，乘員艙通過車用空調(diào)系統(tǒng)降溫、升溫；電動機(jī)采用水冷系統(tǒng)，冷卻水通過汽車前部的散熱器降溫；潤滑油也是通過汽車前部的另ー個散熱器降溫；電池包多采用風(fēng)冷系統(tǒng)，從乘員艙抽取空氣進(jìn)入電池包內(nèi)部進(jìn)行熱交換后排出車體外；充電機(jī)多采用風(fēng)冷，通過風(fēng)扇降溫。升溫或降溫的能量都來自于動カ電池包中儲存的電能。上述部件的獨(dú)立溫度控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是方便和靈活，但也存在著能量利用效率低的不足。對于傳統(tǒng)汽車，這意味著油耗的增加，對于電動汽車，這意味著續(xù)駛里程的降低。鑒于續(xù)駛里程短是電動汽車相對于傳統(tǒng)汽車在性能上的最大劣勢，任何増加續(xù)駛里程的方法或手段對于電動汽車來說都非常有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于如何在滿足溫度控制要求的情況下，降低這些系統(tǒng)的能量消耗，從而增加電動汽車的續(xù)駛里程。為了解決以上問題，ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，包括電池箱、乘員艙、電加熱器、車載充電機(jī)、電機(jī)、散熱器、若干水泵、若干電磁閥、若干管道、動カ電池組、整車溫度控制器等，動カ電池組置于電池箱內(nèi)，所述電動機(jī)、動カ電池組、車載充電機(jī)等需要進(jìn)行溫度控制的部件均采用液冷系統(tǒng)作為溫度控制系統(tǒng)，并且這些部件的液冷系統(tǒng)通過管路和電磁閥、泵等連通在一起，使用同一種冷卻介質(zhì)。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，所述冷卻介質(zhì)為汽車?yán)鋮s液。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，還包括電制冷器，所述電制冷器集成有換熱器，乘員艙的溫度調(diào)節(jié)通過電制冷器和換熱器來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，通過換熱器對上述綜合液體冷卻系統(tǒng)的液體冷卻介質(zhì)降溫。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，通過換熱器將上述綜合液體冷卻系統(tǒng)中的液體冷卻介質(zhì)所攜帯的熱量交換到乘員艙。進(jìn)ー步，作為ー種優(yōu)選，電加熱器供電電源接至電池包或車載充電機(jī)輸出的直流電。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，所述綜合液體冷卻系統(tǒng)、電制冷器和電加熱器由溫度控制模塊進(jìn)行控制。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，各個部件內(nèi)部及液冷系統(tǒng)安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器與溫度控制模塊連接。進(jìn)ー步，作為一種優(yōu)選，所述電池箱、 乘員艙、電制冷器、電加熱器、車載充電機(jī)、電機(jī)、散熱器、水泵通過管道和電磁閥開、閉排列組合成多個不同的回路。由于采用一體化液冷系統(tǒng)，液冷系統(tǒng)的加熱和冷卻能力更強(qiáng)，效果更好，特別是可使電池包的溫度場更均勻。同時更加節(jié)能，提高電動汽車的續(xù)駛里程。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中圖I為本發(fā)明實(shí)施例中電動汽車由各部件溫控系統(tǒng)構(gòu)成的綜合冷卻系統(tǒng)的示意圖。圖中，I、電池箱，2、乘員艙，3、電加熱器，4、電制冷器(集成了換熱器)，5、車載充電機(jī)，6、電機(jī)，7、散熱器，8、水泵，9、電磁閥，IO、動カ電池組，11、整車溫度控制器、12管道。
具體實(shí)施例方式以下參照圖I對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。為使上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明?！N用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，包括電池箱I、乘員艙2、電加熱器3、車載充電機(jī)5、電機(jī)6、散熱器7、若干水泵81、82、若干電磁閥91、9、若干管道12、動カ電池組10、整車溫度控制器11等，動カ電池組10置于電池箱I內(nèi)，所述電動機(jī)6、動カ電池組10、車載充電機(jī)5等需要進(jìn)行溫度控制的部件均采用液冷系統(tǒng)作為溫度控制系統(tǒng)，并且這些部件的液冷系統(tǒng)通過管路12和電磁閥91、9、泵81、82等連通在一起，使用同一種冷卻介質(zhì)。如圖I所不，電池箱I、乘員艙2、電制冷器4、電加熱器3、車載充電機(jī)5、電機(jī)6、散熱器7、水泵81、82通過管道12和電磁閥99開、閉排列組合成多個不同的回路。實(shí)施例ー種電動汽車的綜合冷卻系統(tǒng)，其中需要將溫度控制在比較窄小區(qū)間的部件是電池箱I和乘員艙2，乘員艙2的溫度一般要求控制在10-30°C范圍內(nèi)，電池箱I溫度一般要求控制在5-45°C范圍內(nèi)，這兩個部件在環(huán)境溫度較低時需要加熱，在環(huán)境溫度較高時需要冷卻。另外需要溫度控制的部件為車載充電機(jī)5和電機(jī)6,車載充電機(jī)5的溫度一般要求控制在45°C以下即可，電機(jī)6的溫度一般要求控制在90°C以下即可，兩個部件不需要加熱。系統(tǒng)沿用了傳統(tǒng)車使用的的散熱器7、水泵81、82和電磁閥9Γ99，増加了可使用高壓直流電直接加熱冷卻液的電加熱器3。本發(fā)明實(shí)例的電制冷器4，采用高壓直流電源，其集成的換熱器可以對乘員艙2的空氣降溫，也可以對冷卻液降溫。系統(tǒng)中的動カ電池組10在空間上是安裝在電池箱I中的，它既是電加熱器3和電制冷器4的電源，又是被加熱或冷卻的對象之一。整車溫度控制器11是維持系統(tǒng)正常運(yùn)行的控制中心，可以通過安裝在各個部件內(nèi)的溫度傳感器實(shí)時采集各部件及液冷系統(tǒng)多部位的溫度，根據(jù)整車溫度控制策略，控制電制冷器和電加熱器的啟動、停止，隨時調(diào)整各個閥門的開、閉或打開角度。以下通過四種極端溫度下的典型エ況來進(jìn)ー步說明本發(fā)明。エ況I :電動汽車在冬季用充電樁充電。在這種エ況下，車靜止，電機(jī)6不工作。為保證電池組10正常充電，一般要求電池溫度保持 在5°C以上。若環(huán)境及電池組10溫度低于5°C,充電時,車載充電機(jī)5的輸出端輸出的直流電先與電加熱器3接通,對冷卻液加熱，同時,冷卻液亦通過車載充電機(jī)5的冷卻夾套,將車載充電機(jī)5運(yùn)行時產(chǎn)生的廢熱用于加熱冷卻液。在該エ況下，電磁閥93、94、95、96、97、98和99打開，水泵82打開，組成ー個回路，冷卻液只在電池箱I、電加熱器3和車載充電機(jī)5之間的夾套中流動，加熱耗費(fèi)的能量主要來自于外部電源。エ況2 電動汽車在冬季行駛。在這種エ況下，車載充電機(jī)5不運(yùn)行。為保證乘員艙2和電池箱I處于適宜的溫度區(qū)間，電磁閥91、92、93、94、95、96、97、98和99打開，水泵81、82打開,組成ー個回路,冷卻液只在電池箱I、乘員艙2、電加熱器3和電機(jī)6之間的夾套中循環(huán)流動。一般情況下，加熱的能量來自于電機(jī)6運(yùn)行時產(chǎn)生的廢熱。若環(huán)境溫度過低，整車溫度控制器11會啟動電加熱器3，耗用一部分電池組儲存的能量用于系統(tǒng)加熱。エ況3 :電動汽車在夏季用充電樁充電。在這種エ況下，為保證車載充電機(jī)5正常運(yùn)行，電磁閥91、92、98和99打開，水泵81打開，組成ー個回路，冷卻液只在車載充電機(jī)5與散熱器7之間循環(huán),排掉車載充電機(jī)5運(yùn)行時產(chǎn)生的廢熱。エ況4 :電動汽車在夏季行駛。在這種エ況下，冷卻液分成兩部分分別循環(huán)流動。為保證乘員艙2和電池箱I處于適宜的溫度區(qū)間，電磁閥93、94、95和96打開，水泵82打開，組成ー個回路，溫度較低的那部分冷卻液只在電池箱I、乘員艙2和電制冷器4之間的夾套中流動，必要時，整車溫度控制器11會啟動電制冷器4，耗用一部分電池組儲存的能量用于系統(tǒng)冷卻。溫度較高的那部分冷卻液只在電機(jī)6與散熱器7之間循環(huán)，電磁閥91、92和98打開,水泵81打開,組成另ー個回路,排掉電機(jī)6運(yùn)行時產(chǎn)生的廢熱,使電機(jī)6在規(guī)定的工作溫度下運(yùn)行。在環(huán)境溫度介于最高、最低溫度區(qū)間的情況下，整車溫度控制器11會根據(jù)采集到的各部件的溫度信息和設(shè)定好的溫度控制策略，通過及時調(diào)整各個電磁閥9的開、閉角度和水泵8的運(yùn)行狀態(tài)，控制冷卻液在不同部件間的循環(huán)路徑和流量，從而將各個部件的溫度控制在最佳范圍內(nèi)。本實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)在不同エ況下，利用各部件最佳工作溫度區(qū)的差別，充分利用了系統(tǒng)廢熱和冷卻能力，從而達(dá)到了降低整車能耗，特別是車載蓄電池非驅(qū)動用能耗的目的，還改善了各部件特別是電池組的工作溫度環(huán)境，提高了電池組的可用能量范圍，進(jìn)ー步增加了整車?yán)m(xù)駛里程。如上所述，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，包括電池箱、乘員艙、電加熱器、車載充電機(jī)、電機(jī)、散熱器、若干水泵、若干電磁閥、若干管道、動カ電池組、整車溫度控制器等，動力電池組置于電池箱內(nèi)，其特征在干所述電動機(jī)、動カ電池組、車載充電機(jī)等需要進(jìn)行溫度控制的部件均采用液冷系統(tǒng)作為溫度控制系統(tǒng)，并且這些部件的液冷系統(tǒng)通過管路和電磁閥、泵等連通在一起，使用同一種冷卻介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)為汽車?yán)鋮s液。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在干，還包括電制冷器，所述電制冷器集成有換熱器，乘員艙的溫度調(diào)節(jié)通過電制冷器和換熱器來實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在干，通過換熱器對上述綜合液體冷卻系統(tǒng)的液體冷卻介質(zhì)降溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在干，通過換熱器將上述綜合液體冷卻系統(tǒng)中的液體冷卻介質(zhì)所攜帶的熱量交換到乘員艙。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，電加熱器供電電源接至電池包或車載充電機(jī)輸出的直流電。
7.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在干，所述綜合液體冷卻系統(tǒng)、電制冷器和電加熱器由溫度控制模塊進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在干，各個部件內(nèi)部及液冷系統(tǒng)安裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器與溫度控制模塊連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的ー種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，其特征在干，所述電池箱、乘員艙、電制冷器、電加熱器、車載充電機(jī)、電機(jī)、散熱器、水泵通過管道和電磁閥開、閉排列組合成多個不同的回路。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用于電動汽車的一體化溫度控制系統(tǒng)，包括電池箱、乘員艙、電加熱器、車載充電機(jī)、電機(jī)、散熱器、若干水泵、若干電磁閥、若干管道、動力電池組、整車溫度控制器等，動力電池組置于電池箱內(nèi)，其特征在于所述電動機(jī)、動力電池組、車載充電機(jī)等需要進(jìn)行溫度控制的部件均采用液冷系統(tǒng)作為溫度控制系統(tǒng)，并且這些部件的液冷系統(tǒng)通過管路和電磁閥、泵等連通在一起，使用同一種冷卻介質(zhì)。通過整合電動汽車各個需要進(jìn)行溫度控制的部件的溫度控制系統(tǒng)，集中管理，統(tǒng)一控制，在滿足溫度控制要求的情況下，降低這些系統(tǒng)的能量消耗，從而增加電動汽車的續(xù)駛里程。
文檔編號B60K11/02GK102689586SQ20121017781
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者俞會根, 周瑾, 王澤興, 秦瑩, 閻永恒 申請人:北京汽車新能源汽車有限公司