CN113246686B - 一种纯电动汽车的一体化热管理系统及纯电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纯电动汽车的一体化热管理系统及汽车，该系统包括：控制器、两位四通控制阀、乘员舱热管理回路、电池热管理回路、相连通的电驱动系统热管理回路和散热回路；所述乘员舱热管理回路内具有与所述控制器连接的三通控制阀组，以改变制冷介质在所述乘员舱热管理回路内部的流动方向；所述电池热管理回路的制冷介质通道通过一组三通比例控制阀连通所述乘员舱热管理回路，所述电池热管理回路的冷却液通道通过所述两位四通电磁阀连通所述电驱动系统热管理回路；所述控制器通过控制所述三通控制阀组、所述两位四通控制阀和第一组三通比例阀，实现对乘员舱的冷却或加热管理、电池包的冷却或加热管理以及电驱动系统的冷却。

Description

一种纯电动汽车的一体化热管理系统及纯电动汽车

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种纯电动汽车的一体化热管理系统及纯电动汽车。

背景技术

电动汽车发展对安全性、续航里程和节能性等性能提出了更高要求。将电池热管理系统和高效暖通空调系统等进行集成，应用车辆热管理技术可以有效改善上述性能。目前应用车辆热管理系统改善能源利用效率主要有三种方式，即减少热负荷，提高热量传递效率及重复利用可用余热，因此，建立电动汽车集成式热管理系统，促进各子系统间协同控制，高效利用车载能源，实现电池热管理系统、空调热管理系统、电驱动热管理系统与蓄能系统之间的能量协同管理，对电动汽车的应用发展具有重要意义。

对比于冬季燃油车可利用发动机余热提供乘员舱以足够的热量，新能源汽车如强混动，尤其是纯电动车都将面临电机余热不足以支持冬季尤其极寒天气下乘员舱的热舒适性要求。目前，采用高压PTC材料电加热的方式被各大车企作首要解决方案。虽然其有着升温速率快及简易控制的特点，但基于电－热效率的极限，其COP永远小于1且实际值则随工况条件的不同而更小，因而，纯电动车其“空调+PTC制热系统”将大幅降低整车电池的剩余电量。由于电池随温度降低内阻大幅提升的特性，在恶劣低温环境下PTC对整车续航里程影响也迅速上升，使用PTC加热器会严重减少电动汽车的行驶里程。据美国汽车工业协会(SAE)研究，“空调+PTC制热系统”对于整车能源的消耗占比约33％。目前，随着热管理集成化技术的进一步发展，一些厂商开始采用更高效的“热泵空调+电机余热回收”的形式。热泵系统是目前最有潜力且效率最高的热管理解决方案。

ZHANG Z等人对两种空调系统(带PTC加热器的单一制冷空调系统和热泵空调系统)在中国30个城市的年度能耗进行了计算，结果表明，除了热带城市，热泵系统可以实现平均41.3％的节能。因此，热泵系统应用在电动汽车上，是很实际也是很有前景的。而且相比较单一的PTC加热器供热，在满足车内温度20℃条件下，混合供暖热泵系统的制热量提高了59％。

目前热泵空调存在的问题是在制热模式，车外换热器被当作蒸发器使用，其表面温度可能会低于0℃，这会引起换热器表面结霜或者结冰，从而使换热器的性能急剧下降导致热泵系统效率急剧下降。李会喜等人试验研究发现车外换热器结霜会严重降电动汽车热泵系统的热性能，空气通过车外换热器时流量减少了36.7％，制热量会减少大约34.7％，系统的COP降低了31.2％。研究还发现，车外换热器表面未被蒸发的水容易导致二次结冰，这又会降低系统的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纯电动汽车的一体化热管理系统及纯电动汽车，通过液压管道与电子阀的配合连接将热泵空调系统、电驱冷却系统和电池包热管理系统耦合为一体，集成到同一个控制器控制实现一体化热管理，能够完成电驱系统散热、电池包制冷和制热、乘员舱制冷和制热、电机余热回收、冬季除霜除雾功能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种纯电动汽车的一体化热管理系统，包括：

控制器、二位四通电磁阀、乘员舱热管理回路、电池热管理回路、相连通的电驱动系统热管理回路和散热回路；

所述乘员舱热管理回路内具有与所述控制器连接的三通控制阀组，以改变制冷介质在所述乘员舱热管理回路内部的流动方向；

所述电池热管理回路的制冷介质通道通过一组三通比例控制阀连通所述乘员舱热管理回路，所述电池热管理回路的冷却液通道通过所述二位四通电磁阀连通所述电驱动系统热管理回路；

所述控制器通过控制所述三通控制阀组、所述二位四通电磁阀和第一组三通比例阀，实现对乘员舱的冷却或加热管理、电池包的冷却或加热管理以及电驱动系统的冷却。

其中，所述乘员舱热管理回路包括：依次布置的电动压缩机、车外换热器、第一储液干燥器、第一膨胀阀、第一车内换热器和第二储液干燥器；与所述车外换热器耦合的车外冷却风扇；以及与所述第一车内换热器耦合的第一鼓风机；

所述三通控制阀组的其中一部分布置在所述电动压缩机和所述车外换热器之间，另一部分布置在所述第二储液干燥器和第一车内换热器之间；

第一三通比例阀布置在所述第一储液干燥器、所述第一膨胀阀和所述电池热管理回路的第一制冷介质端口之间；第二三通比例阀布置在所述三通控制阀组、所述第一车内换热器和所述电池热管理回路的第二制冷介质端口之间；

所述控制器通过所述三通控制阀组，使电动压缩机压缩后的制冷介质直接流向至所述车外换热器或经由所述三通控制阀组和所述第二三通比例阀流向所述第一车内换热器，使制冷介质在乘员舱热管理回路中发生换向，实现利用制冷介质的吸放热过程对乘员舱制冷或加热。

其中，所述电池热管理回路包括：

热泵换热器；所述热泵换热器的第二制冷介质端口与第二三通比例阀直接连通；所述热泵换热器的第二冷却液端口之间与所述二位四通电磁阀的第二端口连通；

第二膨胀阀，其连通在所述热泵换热器的第一制冷介质端口和第一三通比例阀之间；

第二电子水泵，其连通所述二位四通电磁阀的第四端口；

电池包，其连通在所述第二电子水泵和所述热泵换热器的第一冷却液端口之间；

所述控制器通过控制所述三通控制阀组、第一三通比例阀、第二三通比例阀和所述第二电子水泵，使制冷介质在所述热泵换热器内与冷却液进行热交换，实现对电池包进行制冷或加热。

其中，所述电驱动系统热管理回路包括：

第一电子水泵，其连通所述二位四通电磁阀的第一端口；

与所述二位四通电磁阀的第三端口依次连通的电气设备、电机控制器、电机和冷却液膨胀水罐；所述冷却液膨胀水罐连通所述散热回路。

其中，所述散热回路包括：

散热器，其一端通过第五三通比例阀连通至所述第一电子水泵，另一端通过第六三通比例阀连通至所述冷却液膨胀水罐；所述散热器的外表面通过散热风扇进行吹风；

所述第五三通比例阀和所述第六三通比例阀之间还通过管路直接连通；

所述控制器通过控制所述第五三通比例阀、第六三通比例阀和所述第一电子水泵，利用冷却液形成对电驱动系统进行冷却的回路。

其中，直接连通所述第五三通比例阀和第六三通比例阀的管路与所述车外换热器之间的间隔距离小于预设距离，所述控制器通过控制所述第五三通比例阀、第六三通比例阀和所述第一电子水泵，以利用所述车外冷却风扇为流通在所述第五三通比例阀和第六三通比例阀的之间的管路中的冷却液进行降温，实现对电驱动系统制冷。

其中，所述散热器与所述车外换热器之间的间隔距离小于预设距离，所述控制器通过控制所述第五三通比例阀、第六三通比例阀和所述第一电子水泵，以利用所述散热器进行冷却液散热时所散发的热量对车外换热器进行除霜。

其中，所述系统还包括：

玻璃除霜回路，其一端通过第三三通比例阀与所述冷却液膨胀水罐的一端和第六三通比例阀连通，另一端通过第四三通比例阀与所述冷却液膨胀水罐的另一端和电驱动系统热管理回路连通；

所述控制器还通过控制所述二位四通电磁阀、所述第三三通比例阀至所述第六三通比例阀，实现利用电驱动系统的余热进行玻璃除霜和/或车外换热器除霜。

本发明还提供了一种纯电动汽车，包括上述的纯电动汽车的一体化热管理系统。

本发明的有益效果在于：

1.本发明基于热泵的工作原理通过液压管道与电子阀的配合连接将热泵空调系统、电驱冷却系统和电池包热管理系统耦合为一体，集成到同一个控制器控制实现一体化热管理，同时完成电驱系统散热、电池包制冷和制热、乘员舱制冷和制热、电机余热回收、冬季除霜除雾功能，相比于传统PTC加热，使纯电动汽车整车系统热量能够充分地利用，减少了行车过程中单个系统散热或加热对电池能量的需求；

2.电动压缩机能够参与到此热管理系统所有功能(除电机余热回收)的实现；

3.基于电驱系统与电池的冷却特性和正常工作的温度的不同，分别设置两套冷却水源系统对电驱系统与电池进行冷却，而且这两套冷却系统相互耦合，针对不同工况要求对被冷部件实现冷却，使关键部件在合理的工作温度范围内。

4.巧妙的设计了“大、小”两个冷却循环回路，实现不同程度的对电驱系统冷却与电机余热回收的温度调节；

5.对于电机余热回收利用，在低温环境下，电驱动冷却系统热管理回路与电池包热管理回路耦合，回收电机余热用于电池包加热；当电池包加热达到适合的工作温度后，可以将电机余热继续用于成员舱的加热或者用于车窗和车外换热器的除霜，解决了在低温环境下热泵系统效率急剧下降和车外换热器的除霜问题，以便更有效的降低能耗，提高纯电动车的续驶里程；在高温环境下，热泵空调系统、电驱冷却系统和电池包热管理系统耦合，实现电驱系统散热、电池包冷却和乘员舱制冷。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为纯电动汽车的一体化热管理系统结构示意图；

图2为乘员舱制冷模式示意图；

图3为电池包冷却模式示意图；

图4为电驱动系统冷却模式示意图；

图5为乘员舱制热模式示意图；

图6为电池包热泵预热/制热模式示意图；

图7为电机余热利用模式示意图；

附图标记说明：1、二位四通电磁阀；201、第一三通控制阀；202、第二三通控制阀；203、第三三通控制阀；204、第四三通控制阀；301、第一三通比例阀；302、第二三通比例阀；303、第三三通比例阀；304、第四三通比例阀；305、第五三通比例阀；306、第六三通比例阀；401、第一车内换热器；402、第二车内换热器；501、第一电子水泵；502、第二电子水泵；601、第一鼓风机；602、第二鼓风机；701、第一储液干燥器；702、第二储液干燥器；801、第一膨胀阀；802、第二膨胀阀；9、电池包；10、车外换热器；11、车外冷却风扇；12、散热器；13、散热风扇；14、电气设备；15、电机控制器；16、电机；17、冷却液膨胀水罐；18、电动压缩机；19、热泵换热器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种纯电动汽车的一体化热管理系统，本系统原理是使用二位四通电磁阀1、多个三通比例阀、三通控制阀组、电子水泵等部件实现工作循环回路的切换，该系统设计能够实现电驱动系统的散热、电池包的制冷和制热、电机余热回收、乘员舱制冷和制热、玻璃除雾除霜、车外换热器除霜等功能，使纯电动汽车的各关键部件都工作在合理的温度范围内。

具体的，本发明实施例中的上述系统，包括乘员舱热管理回路、电池热管理系统回路、电驱动系统热管理系统回路和散热回路。乘员舱热管理回路的两个端口通过第一三通比例阀301和第二三通比例阀302和电池热管理系统回路的两个制冷介质端口连通；电池热管理系统回路的两个冷却液端口和二位四通电磁阀1的其中两个端口连通；二位四通电磁阀1的剩余两个端口则用于连通相同的散热回路和电驱动系统热管理回路。

参照图1，所述乘员舱热管理回路中可形成对乘员舱进行制冷的制冷回路和对乘员舱进行制热的制热回路。其中，乘员舱热管理系统中所形成的制冷回路和制热回路包括：电动压缩机18，与所述电动压缩机18的出口依次连接的车外换热器10、第一储液干燥器701、第一膨胀阀801、第一车内换热器401、第二储液干燥器702，第二储液干燥器702再连接至电动压缩机18的入口。此外，第一储液干燥器701连通第一三通比例阀301的第二端口，第一三通比例阀301的第一端口则和该第一膨胀阀801连通。控制器通过在所述电动压缩机18和车外换热器10之间设置的第一三通控制阀201、第三三通控制阀203，以及所述第一车内换热器401与第二储液干燥器702之间设置的第二三通控制阀202、第四三通控制阀204的切换控制，来切换制冷介质在该乘员舱热管理系统中的循环方向，进而利用制冷介质的吸放热过程实现对乘员舱内的制冷或制热。其中，本实施例中，车外换热器10上设有车外冷却风扇11；第一车内换热器401旁设有用于将热风吹入乘员舱的第一鼓风机601。

其中，第一三通控制阀201至第四三通控制阀204形成本方案中的三通控制阀组。具体来说，三通控制阀组中的各控制阀可在控制器的控制下，实现：第一三通控制阀201的第一端口连通电动压缩机18、第二端口连通第四三通控制阀204的第二端口、第三端口连通第三三通控制阀203的第一端口；第三三通控制阀203的第二端口连通第二三通控制阀202的第二端口，第三端口连通车外换热器10；第二三通控制阀202的第三端口和第四三通控制阀204的第一端口连通；第四三通控制阀204的第三端口连通第一三通比例阀301的第一端口。

参照图1，所述电池热管理系统回路包括：热泵换热器19、电池包9、第二电子水泵502、第二膨胀阀802。该电池热管理系统回路利用冷却液和直流介质在热泵换热器19中进行热交换，使冷却液得以加热或得以降温，进而实现对电池包9的加热或降温。

热泵换热器19的第二制冷介质端口直接和第二三通比例阀302的第三端口连通，热泵换热器19的第一制冷介质端口则通过第二膨胀阀802和第一三通比例阀301的第三端口连通。热泵换热器19的第二冷却液端口和二位四通电磁阀1的第二端口连通，热泵换热器19的第一冷却液端口依次连通电池包9、第二电子水泵502和二位四通电磁阀1的第四端口。

参照图1，所述电驱动系统热管理系统包括：第一电子水泵501、电气设备14、电机控制器MCU15、电机16、冷却液膨胀水罐17；第一电子水泵501连通二位四通电磁阀1的第一端口；二位四通电磁阀1的第二端口依次连通电气设备14、电机控制器MCU15、电机16、冷却液膨胀水罐17。冷却液膨胀水罐17通过散热回路再连接回第一电子水泵501。

参照图1，冷却液膨胀水罐17与散热回路的散热器12之间设有第六三通比例阀306，所述散热器12与第一电子水泵501之间设有第五三通比例阀305，第五三通比例阀305和第六三通比例阀306之间还通过管路直接形成小循环支路，所述第五三通比例阀305与第六三通比例阀306通过散热器12连接形成大循环支路。

参照图1，本发明的系统还包括玻璃除霜回路，该回路包括第二车内换热器402，第二车内换热器402通过第二鼓风机602向车窗玻璃吹风，第二车内换热器402两端通过第三三通比例阀303和第四三通比例阀304与该冷却液膨胀水罐17形成并联布置。

本实施例中的热管理系统可以分为制冷模式、制热模式、除霜除雾模式。

第一种模式为利用制冷剂为乘员舱制冷的模式，控制器在从空调系统接收到乘员舱制冷信号时，该系统形成如图2中箭头循环方向指示的回路。具体来说，电动压缩机18将从第一车内换热器401来的低温低压气态制冷剂压缩成高温高压制冷剂气体，高温高压制冷剂气体再经过第一三通控制阀201(两向通)和第三三通控制阀203(两向通)流入到车外换热器10(冷凝器，液化放热)进行冷却(通过车外冷却风扇11推动空气进行强制对流冷却)，相变放热为中温高压液体，此过程中，三通控制阀组在控制器的控制下，第一三通控制阀201的第三端口和第三三通控制阀203的第一端口连通，而第一三通控制阀201的第二端口不再和第四三通控制阀204的第二端口连通，第二三通控制阀202的第二端口和第三三通控制阀203的第二端口也不再连通；中温高压液体制冷再经第一储液干燥器701过滤，滤出水分和杂质，干燥后为再经过第一三通比例阀301(两向通)，经第一膨胀阀801进行节流降压后变为中温低压液体；第一膨胀阀801节流降压后所形成的将非常细的小雾珠喷入第一车内换热器401(蒸发器，汽化吸热)完成热量交换，实现为乘员舱制冷。经过热量交换后的低温低压气体制冷剂最后经第二三通比例阀302(两向通)，第四三通控制阀204(两向通)和第二三通控制阀202(两向通)，第二储液干燥器702返回到电动压缩机18。在此模式一下，控制器可以根据电池包冷却需要控制第一三通比例阀301为热泵换热器19内导入经过第二膨胀阀802节流降温后的中温低压液体制冷剂，制冷剂在热泵换热器19内与冷却液进行热交换，实现电池包9的冷却。

第二种模式为利用制冷剂为电池包冷却的模式，如图3所示，该模式下主要有两部分回路工作:①电动压缩机18将压缩形成的高温高压制冷剂气体经过第一三通控制阀201(两向通)和第三三通控制阀202(两向通)流入到车外换热器10，此过程中，三通控制阀组在控制器的控制下，第一三通控制阀201的第三端口和第三三通控制阀203的第一端口连通，而第一三通控制阀201的第二端口不再和第四三通控制阀204的第二端口连通，第二三通控制阀202的第二端口和第三三通控制阀203的第二端口也不再连通；所形成的中温高压液体制冷剂再经过第一储液干燥器701，在第一三通比例阀301处分支，中温高压液体途经第二膨胀阀802径向节流降压形成中温低压液体，再在热泵换热器处完成热量交换后流回第二三通比例阀302(两向通)，再经过第四三通控制阀204(两向通)和第二三通控制阀202(两向通)和第二储液干燥器702返回到电动压缩机18；②第二电子水泵502泵出的冷却液经过二位四通电磁阀1的第二端口和第四端口，泵入到热泵换热器19，冷却液在热泵换热器19中和制冷剂实现热量交换，制冷剂对冷却液中的热量进行吸附后再经过电池包9实现循环。同理，控制器在从空调系统接收到乘员舱制冷信号时，还可以对第一三通比例阀301和第二三通比例阀302进行控制，使经过第一膨胀阀801节流降压后的中温低压液体制冷剂能够被送入第一车内换热器401中，为乘员舱制冷。

第三种模式为电驱动系统冷却模式，如图4所示，对电驱动系统的冷却回路有“大、小”两个冷却循环回路，两个冷却循环回路组成对电驱动系统进行冷却的三种冷却模式。其中，第一种模式为小循环在热泵空调系统制冷模式下通过车外换热器10和车外冷却风扇11对小循环管路进行冷却；第二种模式，大循环通过散热器12和散热风扇13对冷却液进行散热冷却；第三种模式就是大小循环混合冷却。三种冷却模式的冷却强度不尽相同，可根据工况需求合理调节比例。三种冷却模式的切换和大小循环的比例大小由第五三通比例阀和第六三通比例阀来控制完成。具体过程：第一电子水泵将经过冷却的低温冷却液途经二位四通电磁阀的第一端口和第三端口，再依次经过电气设备14、电机控制器15(MCU)、电机16并对这些设备进行冷却，冷却液在经过这些设备背升温后再通过第四三通比例阀304(两向通)以及冷却液热膨胀水罐17、第三三通比例阀303(两相通)流到大循环的散热器12或者小循环的散热管道进行冷却，热量较大时，散热风扇开启，最后再流回到第一电子水泵501。

当然，本实施例中，乘员舱制冷模式、电池冷却模式和电驱动系统冷却模式都可以同时由车辆空调系统进行冷却，只需要将第一三通比例阀301和第二三通比例阀302设置为三向通，同时电驱动冷却模式小循环打开即可。

第四种模式为乘员舱制热模式，如图5所示，电动压缩机将从车外换热器10来的低压低温气态制冷剂压缩成高压高温制冷剂气体，再经过第一三通控制阀201(两向通)、第四三通控制阀204(两向通)流入到第一车内换热器401(冷凝器，液化放热)完成热量交换，再由第一鼓风机601将热风吹入乘员舱(也可以将热风吹入玻璃除霜管道用于玻璃除雾除霜)，接着途经第一膨胀阀801进行节流降压变成低温低压液体，再经第一三通比例阀301，第一储液干燥器701，然后经车外换热器10(蒸发器，汽化吸热)，流过第三三通控制阀203(两向通)、第二三通控制阀202(两向通)、第二储液干燥器702，返回到电动压缩机18。

第五种模式为利用制冷剂为电池包预热或制热的模式，如图6所示：①、电动压缩机18将压缩后的高温高压制冷剂气体经过第一三通控制阀201(两向通)、第四三通控制阀204(两向通)流入到第二三通比例阀302的分支，在热泵换热器19处完成热量交换，再途经第二膨胀阀802，经过第一三通比例阀301，再流过第三三通控制阀203(两向通)、第二三通控制阀202(两向通)，经过第二储液干燥器702返回到电动压缩机18；②第二电子水泵502泵出的冷却液经过二位四通电磁阀1的第二端口和第四端口，将冷却液泵入到热泵换热器19，冷却液在热泵换热器19内和制冷剂进行热量交换，经过加热的冷却液再经过电池包9循环实现对电池包9的预热/加热功能。

第六电机余热回收利用模式，如图7所示，第一电子水泵泵出的冷却液将途经电气设备14、电机控制器15(MCU)、电机16进行吸热升温的冷却液通入大小循环混合冷却管道调节温度后再通过二位四通电磁阀1流入电池包循环回路。此时二位四通电磁阀1处于外部支路模式，二位四通电磁阀1的第一端口和第四端口连通，第二端口和第三端口连通，从电驱系统循环回路来的高温冷却液经过调节温度之后，通过二位四通电磁阀1的第一端口和第四端口进入电池包循环回路，对电池包进行加热，再经过二位四通电磁阀1的第二端口和第三端口流回到电机循环回路；调节电机余热回收时余热回收温度，通过第五三通比例阀305和第六三通比例阀306比例调节，合理分配冷却液在大小循环中的流量以达到合适的温度便于余热回收。

若非利用电机余热时，同电机冷却模式相同，如图4所示。同时本系统还可以利用电机余热进行除霜除雾，并对乘员舱进行制热，具体实现过程在下面进行介绍。

3.整车集成式热管理系统利用电机余热除霜/乘员舱加热模式包括：

第七种模式为利用电机余热低温除霜/乘员舱模式，如图7所示，此模式是利用电机余热实现的，在此模式下，电机余热只将被利用来除霜除雾和对乘员舱加热，电池包的加热由热泵完成。基本的循环回路与利用电机余热对电池包加热类似，只是二位四通电磁阀1处于内部支路模式，二位四通电磁阀1的第一端口和第三端口连通，第二端口和第四端口连通。第一电子水泵501将经过冷却回路的低温冷却液通过二位四通电磁阀1的第一端口和第三端口进入电驱动系统进行吸热升温，再经过第四三通比例阀304的支路进入到第二车内换热器402，在第二鼓风机602的作用下将热气吹入玻璃的除霜管道以及乘员舱。进入乘员舱和除霜管道的热气量可以通过改变管道口的大小进行调整，若除霜时间较长，则将所有的热气量通入除霜除雾管道，乘员舱的加热则由热泵来完成。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车的一体化热管理系统，其特征在于，包括：

控制器、二位四通电磁阀（1）、乘员舱热管理回路、电池热管理回路、相连通的电驱动系统热管理回路和散热回路；

所述乘员舱热管理回路内具有与所述控制器连接的三通控制阀组，以改变制冷介质在所述乘员舱热管理回路内部的流动方向；

所述电池热管理回路的制冷介质通道通过一组三通比例控制阀连通所述乘员舱热管理回路，所述电池热管理回路的冷却液通道通过所述二位四通电磁阀（1）连通所述电驱动系统热管理回路；

所述控制器通过控制所述三通控制阀组、所述二位四通电磁阀（1）和第一组三通比例阀，实现对乘员舱的冷却或加热管理、电池包的冷却或加热管理以及电驱动系统的冷却；

所述乘员舱热管理回路包括：依次布置的电动压缩机（18）、车外换热器（10）、第一储液干燥器（701）、第一膨胀阀（801）、第一车内换热器（401）和第二储液干燥器（702）；与所述车外换热器（10）耦合的车外冷却风扇（11）；以及与所述第一车内换热器（401）耦合的第一鼓风机（601）；

所述三通控制阀组的其中一部分布置在所述电动压缩机（18）和所述车外换热器（10）之间，另一部分布置在所述第二储液干燥器（702）和第一车内换热器（401）之间；

第一三通比例阀（301）布置在所述第一储液干燥器（701）、所述第一膨胀阀（801）和所述电池热管理回路的第一制冷介质端口之间；第二三通比例阀（302）布置在所述三通控制阀组、所述第一车内换热器（401）和所述电池热管理回路的第二制冷介质端口之间；

所述控制器通过所述三通控制阀组，使电动压缩机（18）压缩后的制冷介质直接流向至所述车外换热器（10）或经由所述三通控制阀组和所述第二三通比例阀（302）流向所述第一车内换热器（401），使制冷介质在乘员舱热管理回路中发生换向，实现利用制冷介质的吸放热过程对乘员舱制冷或加热；

所述电驱动系统热管理回路包括：

第一电子水泵（501），其连通所述二位四通电磁阀（1）的第一端口；

与所述二位四通电磁阀（1）的第三端口依次连通的电气设备（14）、电机控制器（15）、电机（16）和冷却液膨胀水罐（17）；所述冷却液膨胀水罐（17）连通所述散热回路；

所述散热回路包括：

散热器（12），其一端通过第五三通比例阀（305）连通至所述第一电子水泵（501），另一端通过第六三通比例阀（306）连通至所述冷却液膨胀水罐（17）；所述散热器（12）的外表面通过散热风扇（13）进行吹风；

所述第五三通比例阀（305）和所述第六三通比例阀（306）之间还通过管路直接连通；

所述控制器通过控制所述第五三通比例阀（305）、第六三通比例阀（306）和所述第一电子水泵（501），利用冷却液形成对电驱动系统进行冷却的回路；

直接连通所述第五三通比例阀（305）和第六三通比例阀（306）的管路与所述车外换热器（10）之间的间隔距离小于预设距离，所述控制器通过控制所述第五三通比例阀（305）、第六三通比例阀（306）和所述第一电子水泵（501），以利用所述车外冷却风扇（11）为流通在所述第五三通比例阀（305）和第六三通比例阀（306）的之间的管路中的冷却液进行降温，实现对电驱动系统制冷。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池热管理回路包括：

热泵换热器（19）；所述热泵换热器（19）的第二制冷介质端口与第二三通比例阀（302）直接连通；所述热泵换热器（19）的第二冷却液端口之间与所述二位四通电磁阀（1）的第二端口连通；

第二膨胀阀（802），其连通在所述热泵换热器（19）的第一制冷介质端口和第一三通比例阀（301）之间；

第二电子水泵（502），其连通所述二位四通电磁阀（1）的第四端口；

电池包（9），其连通在所述第二电子水泵（502）和所述热泵换热器（19）的第一冷却液端口之间；

所述控制器通过控制所述三通控制阀组、第一三通比例阀（301）、第二三通比例阀（302）和所述第二电子水泵（502），使制冷介质在所述热泵换热器（19）内与冷却液进行热交换，实现对电池包（9）进行制冷或加热。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热器（12）与所述车外换热器（10）之间的间隔距离小于预设距离，所述控制器通过控制所述第五三通比例阀（305）、第六三通比例阀（306）和所述第一电子水泵（501），以利用所述散热器（12）进行冷却液散热时所散发的热量对车外换热器（10）进行除霜。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

玻璃除霜回路，其一端通过第三三通比例阀（303）与所述冷却液膨胀水罐（17）的一端和第六三通比例阀（306）连通，另一端通过第四三通比例阀（304）与所述冷却液膨胀水罐（17）的另一端和电驱动系统热管理回路连通；

所述控制器还通过控制所述二位四通电磁阀（1）、所述第三三通比例阀（303）至所述第六三通比例阀（306），实现利用电驱动系统的余热进行玻璃除霜和/或车外换热器（10）除霜。

5.一种纯电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的纯电动汽车的一体化热管理系统。

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