一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车热管理技术领域，特别涉及一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统。


背景技术：

2.现有的新能源汽车的热管理系统主要包括汽车空调热管理、电池热管理、以及电机电控热管理。其中的电池、电机和电控热管理统称为“三电”热管理。
3.动力电池的工作温度直接影响电池的性能、安全以及实用寿命。驱动电机和电机控制器实际工况均为大电流，极易产生热量且热流密度高，热量的聚集将使设备温度上升，从而导致电极功率降低、电机绕组、dc-dc转换器(直流-直流)内部的igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)烧毁等现象，最终使车辆无法正常运行，为此，需要一种高效的热管理系统来实现新能源汽车热管理。
4.现有的电池、电机和电控热管理采用水冷系统和空调制冷，如公开号为【cn114454778a】的专利文本中，公开了一种电动工程车辆及其热管理系统，该系统包括制冷主路、空调制冷支路和电池制冷管路，制冷主路包括相互连接的压缩机和冷凝器，还包括为冷凝器散热的第一散热风机。电池制冷管路的一端连接压缩机入口，另一端通过第一膨胀阀连接冷凝器；空调制冷支路的一端连接压缩机入口，另一端通过第二膨胀阀连接冷凝器，通过上述技术方案，满足了电动工程车辆中电池的制冷需求与正常的空调制冷功能，同时减少压缩机、冷凝器等设备的数量，但在该专利中仅能对车辆及电池进行制冷，应用场景单一。
5.公开号为【cn115675013a】的专利文本公开了一种新能源电动汽车多工况整车热管理系统及方法，该系统包括制冷器循环回路和冷却液循环回路，制冷机循环回路和冷却液循环回路通过水冷冷凝器和电池冷却器进行热交换；通过水壶进行电机、电池组、乘员舱各回路的热量交换管理，然后再分配给各个回路利用。该热管理系统采用水冷系统对电机、电池组进行散热，然而电机中的高热流密度元器件热功率大，会导致散热能力不足，影响汽车的续航里程；电池组的热管理采用水冷，会出现电池包出口温度高于进口温度，均温性能较差，不但影响电池包的性能也会安全埋下了隐患。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中新能源汽车整车热管理系统中电机的高热流密度元器件散热能力不足以及电池包的均温性能较差的技术问题，本发明是这样实现的：
7.一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，包括三电热控系统、空调系统和水循环系统；
8.所述三电热控系统包括三电部件和环路热管，所述三电部件包括电驱、电控和电池包，所述电驱包括电驱油冷器和电驱控制器，所述电控包括车载电脑和电源转换系统，所述电池包包括若干个电池模组，所述电池模组与所述车载电脑和所述电源转换系统串联连
接；
9.所述环路热管包括第一蒸发器、第一储液器、第二蒸发器、第二储液器、主冷凝器、次冷凝器、第一冷板、第二冷板、若干个第三冷板和第一截止阀；其中，
10.所述第一蒸发器用于接收所述电驱油冷器产生的热量，并与所述第一储液器连通；
11.所述第二蒸发器用于接收所述电驱控制器产生的热量，并与所述第二储液器连通；
12.所述第一蒸发器、第一截止阀和第二蒸发器并联连通；
13.所述第一冷板贴合所述车载电脑，第二冷板贴合所述电源转换系统，所述若干个第三冷板分别与所述若干个电池模组贴合；
14.所述三电热控系统通过所述主冷凝器和所述次冷凝器与所述水循环系统热连接；所述空调系统与所述水循环系统热连接，所述三电热控系统和所述空调系统通过所述水循环系统热耦合。
15.优选地，一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述空调系统包括内置蒸发器、内置冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一换热器、气液分离器、压缩机、第二截止阀、第三截止阀和第二换热器；
16.所述内置蒸发器和所述内置冷凝器安装在驾驶座舱内，所述第一膨胀阀和所述内置蒸发器与所述第二膨胀阀和所述第一换热器并联连通，所述第二截止阀和所述内置蒸发器与所述第三截止阀和所述第二换热器之间并联连通，所述气液分离器与所述压缩机串联连通；
17.所述空调系统通过所述第一换热器和所述第二换热器与所述水循环系统热连接。
18.优选地，一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述水循环系统包括散热器、水泵和膨胀水箱；
19.所述散热器一侧与所述第一换热器连通，另一侧与所述第二换热器连通，所述水泵连通所述膨胀水箱，位于所述第二换热器与所述次冷凝器之间。
20.优选地，所述第一冷板、所述第二冷板和所述第三冷板中的至少一个为口琴管。
21.优选地，所述环路热管中充注的工质选自包括但不限于氨、二甲醚、r161、甲醇、正丁烯和异丁烯中的一种或多种。
22.优选地，所述空调系统的循环工质选自包括但不限于r1234yf、r445a、r152a和r290a中的一种或多种。
23.优选地，所述水循环系统的循环工质为乙二醇溶液。
24.优选地，所述第一换热器和所述第二换热器中至少一个为板式换热器。
25.实施本发明可解决现有技术中电池包的出口温度大于进口温度，均温性能较差；高热流密度的电子元器件及电机的散热能力不够以及不能满足对车辆整车的热管理的技术问题；本发明基于电池、电驱、电控的发热量与热控指标要求，以电池适用温度为基准，形成三电热控系统，结合整车系统热量统筹管理需求，将三电热控系统与空调系统通过水循环系统进行耦合的方式，实现了新能源汽车整车热管理系统。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为实施例总体结构示意图；
28.图2为三电热控系统示意图；
29.图3为空调系统示意图；
30.图4为水循环系统示意图；
31.图5为应用例1的新能源汽车热管理系统示意图；
32.图6为应用例2的新能源汽车热管理系统示意图；
33.图7为应用例3的新能源汽车热管理系统示意图；
34.图8应用例4的新能源汽车热管理系统示意图；
35.图9应用例5的新能源汽车热管理系统示意图；
36.图10应用例6的新能源汽车热管理系统示意图；
37.图11应用例7的新能源汽车热管理系统示意图；
38.图12应用例8的新能源汽车热管理系统示意图。
39.在上述附图中，各图号标记分别表示：
40.1、三电热控系统
41.1-1、三电部件
42.1-1-1、电驱油冷器
43.1-1-2、电驱控制器
44.1-1-3、车载电脑
45.1-1-4、电源转换系统
46.1-1-5、电池模组
47.1-2、环路热管
48.1-2-1、第一蒸发器
49.1-2-2、第一储液器
50.1-2-3、第二蒸发器
51.1-2-4、第二储液器
52.1-2-5、主冷凝器
53.1-2-6、次冷凝器
54.1-2-7、第一冷板
55.1-2-8、第二冷板
56.1-2-9、第三冷板
57.1-2-10、第一截止阀2、空调系统
58.2-1、内置蒸发器
59.2-2、内置冷凝器
60.2-3、第一膨胀阀
61.2-4、第二膨胀阀
62.2-5、第一换热器
63.2-6、气液分离器
64.2-7、压缩机
65.2-8、第二截止阀
66.2-9、第三截止阀
67.2-10、第二换热器3、水循环系统
68.3-1、散热器
69.3-2、水泵
70.3-3、膨胀水箱
具体实施方式
71.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
72.实施例
73.在一种具体的实施例中，如图1所示，一种基于环路热管1-2的新能源汽车整车热管理系统，包括三电热控系统1、空调系统2和水循环系统3，水循环系统3分别与空调系统2和三电热控系统1连接。
74.如图2所示，三电热控系统1包括三电部件1-1和环路热管1-2，三电部件1-1包括电驱(图中未标出)、电控(图中未标出)和电池包(图中未标出)，电驱包括电驱油冷器1-1-1和电驱控制器1-1-2，电控包括车载电脑1-1-3和电源转换系统1-1-4，电池包包括4个电池模组1-1-5，电池模组1-1-5与车载电脑1-1-3和电源转换系统1-1-4串联连接。
75.环路热管1-2包括第一蒸发器1-2-1、第一储液器1-2-2、第二蒸发器1-2-3、第二储液器1-2-4、主冷凝器1-2-5、次冷凝器1-2-6、第一冷板1-2-7、第二冷板1-2-8、4个第三冷板1-2-9和第一截止阀1-2-10。
76.其中，第一蒸发器1-2-1用于接收电驱油冷器1-1-1产生的热量，并与第一储液器1-2-2连接；
77.第二蒸发器1-2-3用于接收电驱控制器1-1-2产生的热量，并与第二储液器1-2-4连接，其中，第一蒸发器1-2-1、第一截止阀1-2-10和第二蒸发器1-2-3并联连通。
78.第一冷板1-2-7接收车载电脑1-1-3的热量，第二冷板1-2-8接收电源转换系统1-1-4的热量，4个第三冷板1-2-9分别与4个电池模组1-1-5连接。
79.电驱、电控和电池包的热量通过环路热管1-2进行统筹管理，三电热控系统1通过主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6与水循环系统3连接。
80.如图3所示，空调系统2包括内置蒸发器2-1、内置冷凝器2-2、第一膨胀阀2-3、第二膨胀阀2-4、第一换热器2-5、气液分离器2-6、压缩机2-7、第二截止阀2-8、第三截止阀2-9和第二换热器2-10。
81.内置蒸发器2-1和内置冷凝器2-2安装在驾驶座舱内，实现驾驶舱的加热和制冷，
第一膨胀阀2-3和内置蒸发器2-1与第二膨胀阀2-4和第一换热器2-5并联连通，空调系统2通过第一换热器2-5和第二换热器2-10与水循环系统3热连接，第二截止阀2-8与内置蒸发器2-1和第三截止阀2-9与第二换热器2-10之间并联连接，气液分离器2-6与压缩机2-7串联连通，本实施例中，第一换热器2-5与第二换热器2-10均采用板式换热器。
82.如图4所示，水循环系统3包括散热器3-1、水泵3-2和膨胀水箱3-3，散热器3-1一侧与第一换热器2-5连通，另一侧与第二换热器2-10连通，水泵3-2连通膨胀水箱3-3，在水循环系统3中，水泵3-2可以安装在任意位置，在本实施例中，水泵3-2位于第二换热器2-10与次冷凝器1-2-6之间。
83.本实施例中，水循环系统3通过主冷凝器1-2-5、次冷凝器1-2-6、第一换热器2-5和第二换热器2-10实现与三电热控系统1和空调系统2的热耦合，形成新能源汽车整车热管理系统。
84.本实施例中，环路热管1-2内的循环工质为氨，空调系统2内的循环工质为r1234yf，水循环系统3内的循环工质为乙二醇溶液。
85.本实施例根据新能源汽车运行或充电时电机与电控的散热需求，以电池包的适用温度为基准，结合驾驶舱的加热或制冷的需求，会出现不同的整车热管理运行工况：1.电池包温度高与t1且小于40℃，驾驶舱需要加热，电机、电控、电池包需要散热；2.电池包温度高于t2且小于t1，驾驶舱需要加热，电机、电控、电池包需要散热；3.电池包温度高于t3且低于t2，电池包和驾驶舱需要加热，电机和电控需要散热；4.电池包温度高于t4且低于t3，电池包和驾驶舱都需要加热，电机和电控需要散热；5.电池包温度低于t4，驾驶舱无需加热，电池包需要加热，电机和电控需要散热；6.超级快充工况，电池包温度高于t5，电机和电控不发热，驾驶舱无需加热，仅电池包需要散热；7.电池包温度高于t5，驾驶舱需要加热，电池包、电机和电控都需要散热；8.电池包温度高于t5，驾驶舱需要制冷，电机、电控、电池包需要散热。以上各种工况中，t5》t1》t2》t3》t4，下面通过以下应用例来对上述工况进行说明。
86.应用例1
87.如图5所示，当电池包温度高于t1且小于40℃，驾驶舱需要加热，电机、电控、电池包需要散热时，第二膨胀阀2-4、压缩机2-7、第二截止阀2-8和水泵3-2开启，第一截止阀1-2-10、第一膨胀阀2-3、第三截止阀2-9和散热器3-1关闭。
88.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5，蒸汽经水循环系统3冷凝后液化成液体，又依次经过与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9、与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8加热，氨汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的次冷凝器1-2-6，经水循环系统3冷凝成液体，液体状态的氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4形成自循环两相流体回路。三电部件1-1的热量由环路热管1-2快速且高效地传递到水循环系统3内。
89.水循环系统3内的乙二醇溶液经主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6加热后温度上升，在水泵3-2的驱动下，乙二醇溶液进入第一换热器2-5与空调系统2换热后冷却。
90.空调系统2内的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，蒸汽在驾驶舱内的内置冷凝器2-2释放热量后冷凝成高压低温的液体，经第二膨胀阀2-4节流降压成低温低
压的液体，低温低压的r1234yf进入第一换热器2-5吸收来自水循环系统的热量升温后进入压缩机2-7形成循环。
91.在本应用例1中，三电热控系统1通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6将三电部件1-1的热量传递给水循环系统3，水循环系统3再通过第一换热器2-5将热量传递给空调系统2，从而达到回收三电部件1-1的热量供驾驶舱加热的目的。
92.应用例2
93.如图6所示，当电池包温度高于2且小于t1，驾驶舱需要加热，电机、电控、电池包需要散热时，第一膨胀阀2-3、第二膨胀阀2-4、压缩机2-7、第二截止阀2-8和水泵3-2开启，第一截止阀1-2-10、第三截止阀2-9和散热器3-1关闭。
94.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5，蒸汽经水循环系统3冷凝后液化成液体，又依次经过与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9、与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8加热，氨汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的次冷凝器1-2-6，经水循环系统3冷凝成液体，液体氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4形成自循环两相流体回路。三电部件1-1的热量由环路热管1-2快速高效地传递到水循环系统3内。
95.水循环系统3内的乙二醇溶液经主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6加热后温度上升，在水泵3-2的驱动下，乙二醇溶液进入第一换热器2-5与空调系统2换热后冷却。
96.空调系统2的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，蒸汽在驾驶舱内的内置冷凝器2-2释放热量后冷凝成高压低温的液体并分成两路，一路经第一膨胀阀2-3节流降压成低温低压的液体，低温低压的液体在内置蒸发器2-1吸收环境内空气的热量后升温；另一路经第二膨胀阀2-4节流降压成低温低压的液体，低温低压的r1234yf进入第一换热器2-5吸收来自水循环系统的热量升温，两路升温后的液体r1234yf汇集进入压缩机2-7内形成循环。
97.在本应用例2中，三电热控系统1通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6将三电部件1-1的热量传递给水循环系统3，水循环系统3再通过第一换热器2-5将热量传递给空调系统2，空调系统2的第一膨胀阀2-3、内置蒸发器2-1与第二膨胀阀2-4、第一换热器2-5并联运行，由于本应用例2电池包的温度比应用例1电池包的温度低，三电系统提供的热量不能满足驾驶舱供热需求，通过回收三电部件1-1的热量为驾驶舱加热的同时，由内置蒸发器2-1吸收部分驾驶舱内环境空气的热量，从而提高空调系统2的制热效率。
98.应用例3
99.如图7所示，当电池包温度高于t3且低于t2，电池包和驾驶舱需要加热，电机和电控需要散热时，第一膨胀阀2-3、压缩机2-7和第二截止阀2-8开启，第一截止阀1-2-10、第二膨胀阀2-4、第三截止阀2-9、散热器3-1和水泵3-2关闭。水循环系统3不工作，三电热控系统1与空调系统2为两个独立的循环系统。
100.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集进入与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9为电池包加热，氨经电池包冷却
后，依次进入与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8，气液混合的氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4，在储液器内气液分离后，液体氨进入第一蒸发器1-2-1和第二蒸发器1-2-3形成自循环两相流体回路。
101.空调系统2的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，蒸汽在驾驶舱内的内置冷凝器2-2释放热量后冷凝成高压低温的液体，经第一膨胀阀2-3节流降压成低温低压的液体，低温低压的r1234yf进入内置蒸发器2-1吸收来自环境的热量升温后进入压缩机2-7形成循环。
102.在本应用例3中，三电热控系统1与空调系统2为两个独立的循环系统，三电热控系统1通过使用电控和电驱的热量持续为电池包加热，空调系统2通过吸收环境空气的热量与压缩机2-7做功供驾驶舱加热。
103.应用例4
104.如图8所示，电池包温度高于t4且低于t3，电池包和驾驶舱都需要加热，电机和电控需要散热时，第一膨胀阀2-3、压缩机2-7、第二截止阀2-8、第三截止阀2-9和水泵3-2开启，第一截止阀1-2-10、第二膨胀阀2-4和散热器3-1关闭。
105.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5，蒸汽经水循环系统3继续加热，蒸汽的温度大于电池包的温度，蒸汽依次经过与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9冷却从而实现对电池包的加热，随后被冷却的氨经与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8加热汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的次冷凝器1-2-6，经水循环系统3冷凝成液体，液体氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4形成自循环两相流体回路。
106.水循环系统3内的乙二醇溶液经主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6换热后温度下降，在水泵3-2的驱动下，乙二醇溶液进入第二换热器2-10与空调系统2换热后升温。
107.空调系统2的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽分成两路，一路在驾驶舱内的内置冷凝器2-2释放热量后冷凝成高压低温的液体，另一路经第二换热器2-10冷却后冷凝成高压低温的液体，两路高压低温的液体汇集后经第一膨胀阀2-3节流降压成低温低压的液体，低温低压的液体在内置蒸发器2-1吸收环境内空气的热量后升温成高温低压的液体，随后进入压缩机2-7内形成循环。
108.在本应用例4中，三电热控系统1通过压缩机2-7做功一部分为驾驶舱加热，另一部分的热量通过第二换热器2-10传递给水循环系统3，水循环系统3再通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6将热量传递给环路热管2-1，电池包由电驱、电控和来自空调系统2的一部分热量实现加热。
109.应用例5
110.如图9所示，电池包温度低于t4，驾驶舱无需加热，电池包需要加热，电机和电控需要散热时，第二膨胀阀2-4、压缩机2-7、第三截止阀2-9和水泵3-2开启，第一截止阀1-2-10、第一膨胀阀2-3、第二截止阀2-8和散热器3-1关闭。
111.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集
进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5，蒸汽经水循环系统3继续加热，蒸汽的温度大于电池包的温度，蒸汽依次经过与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9冷却从而实现对电池包的加热，随后被冷却的氨经与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8加热汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的次冷凝器1-2-6，经水循环系统3冷凝成液体，液体氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4形成自循环两相流体回路。在启动初始状态下，可在第二蒸发器1-2-3上贴合安装ptc，辅助驱动环路热管1-2的自循环。
112.水循环系统3内的乙二醇溶液经第二换热器2-10接收来自空调系统2压缩机做功的热量，一部分热量用于将空调系统2进入压缩机2-7前的乙二醇溶液通过第一换热器2-5加热为高温液体。另一部分热量通过主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6换热后传递给三电热控系统1。
113.空调系统2的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽经第二换热器2-10冷却后冷凝成高压低温的液体，经第二膨胀阀2-4节流降压成低温低压的液体，低温低压的液体在第一换热器2-5吸收水循环系统3的热量后升温成高温低压的液体，随后进入压缩机2-7内形成循环。
114.在本应用例5中，空调系统2的压缩机2-7做功将热量通过第二换热器2-10传递给水循环系统3，水循环系统3再通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6将热量传递给三电热控系统1，电池包由电驱、电控和来自空调系统2的一部分热量实现加热。
115.应用例6
116.如图10所示，新能源汽车处于超级快充工况，电池包温度高于t5，电机和电控不发热，驾驶舱无需加热，仅电池包需要散热时，第一截止阀1-2-10、散热器3-1和水泵3-2开启，第一膨胀阀2-3、第二膨胀阀2-4、压缩机2-7、第二截止阀2-8和第三截止阀2-9关闭。
117.由于车辆处于静止状态，电驱油冷器1-1-1、电驱控制器1-1-2、车载电脑1-1-3和电源转换系统1-1-4不发热，第一蒸发器1-2-1和第二蒸发器1-2-2不工作，4个第三冷板1-2-9作为重力热管接收来自4个电池模组1-1-5产生的热量，氨在4个第三冷板1-2-9加热汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6释放热量后凝结成液体，液体氨在重力的作用下回到4个第三冷板1-2-9内形成自循环两相流体回路。
118.水循环系统3内的乙二醇溶液经主冷凝器1-2-5和次冷凝器1-2-6加热成高温液体，高温液体通过散热器3-1与环境换热后降温。
119.在本应用例6中，三电热控系统1中的第三冷板1-2-9作为重力热管将电池包的热量通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6传递给水循环系统3，水循环系统3通过散热器3-1向外界散热，从而实现在超级快充时对电池包的散热。
120.应用例7
121.当电池包温度高于t5，驾驶舱需要加热，电池包、电机和电控都需要散热时，第二膨胀阀2-4、压缩机2-7、第二截止阀2-8、第三截止阀2-9、散热器3-1和水泵3-2开启，第一截止阀1-2-10和第一膨胀阀2-3关闭。
122.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5，蒸汽经水循环系统3冷凝后液化成液体，又依次
经过与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9、与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8加热，氨汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的次冷凝器1-2-6，经水循环系统3冷凝成液体，液体氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4形成自循环两相流体回路。三电部件1-1的热量由环路热管1-2快速高效地传递到水循环系统3内。
123.水循环系统3内的乙二醇溶液经主冷凝器1-2-5、次冷凝器1-2-6和第二换热器2-10加热后温度上升，乙二醇溶液通过散热器3-1向外界散热，随后通过第一换热器2-5与空调系统2换热后冷却。
124.空调系统2的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽分成两路，一路在驾驶舱内的内置冷凝器2-2释放热量后冷凝成高压低温的液体，另一路经第二换热器2-10冷却后冷凝成高压低温的液体，两路高压低温的液体汇集后经第二膨胀阀2-4节流降压成低温低压的液体，低温低压的r1234yf进入第一换热器2-5吸收来自水循环系统3的热量升温后进入压缩机2-7形成循环。
125.在本应用例7中，三电热控系统1通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6将三电部件1-1的热量传递给水循环系统3，水循环系统3再通过第一换热器2-5将热量传递给空调系统2，从而达到回收三电部件1-1的热量供驾驶舱加热的目的，多余的热量则通过散热器3-1向外界散热。
126.应用例8
127.如图12所示，电池包温度高于t5，驾驶舱需要制冷，电机、电控、电池包需要散热时，第一膨胀阀2-3、第二膨胀阀2-4、压缩机2-7、第三截止阀2-9、散热器3-1和水泵3-2开启，第一截止阀1-2-10和第二截止阀2-8关闭。
128.环路热管1-2内的氨在第一蒸发器1-2-1接受电驱油冷器1-1-1产生的热量后蒸发，氨在第二蒸发器1-2-3接受电驱控制器1-1-2产生的热量后蒸发，并联的两路蒸汽汇集进入与水循环系统3耦合的主冷凝器1-2-5，蒸汽经水循环系统3冷凝后液化成液体，又依次经过与4个电池模组1-1-5并联相连的4个第三冷板1-2-9、与车载电脑1-1-3相连的第一冷板1-2-7、与电源转换系统1-1-4相连的第二冷板1-2-8加热，氨汽化成蒸汽，蒸汽进入与水循环系统3耦合的次冷凝器1-2-6，经水循环系统3冷凝成液体，液体氨回到第一储液器1-2-2和第二储液器1-2-4形成自循环两相流体回路。三电部件1-1的热量由环路热管1-2快速高效地传递到水循环系统3内。
129.水循环系统3内的乙二醇溶液经主冷凝器1-2-5、次冷凝器1-2-6和第二换热器2-10加热后温度上升，乙二醇溶液通过散热器3-1向外界散热，随后通过第一换热器2-5与空调系统2换热后冷却。
130.空调系统2的工质r1234yf经压缩机2-7形成高温高压的蒸汽，蒸汽进入第二换热器2-10释放热量后冷凝成高压低温的液体并分成两路，一路经第一膨胀阀2-3节流降压成低温低压的液体，低温低压的液体在内置蒸发器2-1吸收环境内空气的热量后升温；另一路经第二膨胀阀2-4节流降压成低温低压的液体，低温低压的r1234yf进入第一换热器2-5吸收来自水循环系统的热量升温，两路升温后的液体r1234yf汇集进入压缩机2-7内形成循环。
131.在本应用例8中，三电热控系统1通过主冷凝器1-2-5与次冷凝器1-2-6将三电部件
1-1的热量传递给水循环系统3，水循环系统3再通过第一换热器2-5将热量传递给空调系统2，空调系统2的第一膨胀阀2-3、内置蒸发器2-1与第二膨胀阀2-4、第一换热器2-5并联运行，通过回收三电部件1-1的热量并通过内置蒸发器2-1吸收环境空气的热量供驾驶舱制冷，多余的热量则通过散热器3-1向外界散热。
132.在一种优选的实施方式中，环路热管1-2中充注的工质选自包括但不限于氨、二甲醚、r161、甲醇、正丁烯和异丁烯中的一种或多种；空调系统2的循环工质选自包括但不限于r1234yf、r445a、r152a和r290a中的一种或多种；水循环系统3中的循环工质包括但不限于乙二醇溶液。
133.在一种优选的实施方式中，第一冷板1-2-7、第二冷板1-2-8和第三冷板1-2-9的截面均为口琴管，口琴管具有成本低、重量轻、结构相对简单、生产效率高的优点。
134.在一种优选的实施方式中，由于板式换热器具有换热效率高、热损失小的优点，所以第一换热器2-5与第二换热器2-10中至少一个为板式换热器。
135.本发明的有益效果为：
136.1、在本发明中，三电热控系统1通过环路热管1-2实现电机、电控和电池包的统筹热管理，环路热管1-2为被动式相变换热的两相流体回路，传热性能好且不需要泵提供额外的功耗，节能效果更佳；
137.2、环路热管1-2为自适应的两相流体回路，只需控制储液器的温度，控制逻辑简单；
138.3、环路热管1-2的系统热阻小，均温性可以保证在1℃以内，与传统的水循环系统相比，均温性能强，提升了电池包使用效率和安全性能；
139.4、热控系统的系统集成度高，开发成本低。

技术特征：
1.一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，包括三电热控系统、空调系统和水循环系统，其特征在于，所述三电热控系统包括三电部件和环路热管，所述三电部件包括电驱、电控和电池包，所述电驱包括电驱油冷器和电驱控制器，所述电控包括车载电脑和电源转换系统，所述电池包包括若干个电池模组，所述电池模组与所述车载电脑和所述电源转换系统串联连接；所述环路热管包括第一蒸发器、第一储液器、第二蒸发器、第二储液器、主冷凝器、次冷凝器、第一冷板、第二冷板、若干个第三冷板和第一截止阀；其中，所述第一蒸发器用于接收所述电驱油冷器产生的热量，并与所述第一储液器连通；所述第二蒸发器用于接收所述电驱控制器产生的热量，并与所述第二储液器连通；所述第一蒸发器、第一截止阀和第二蒸发器并联连通；所述第一冷板贴合所述车载电脑，第二冷板贴合所述电源转换系统，所述若干个第三冷板分别与所述若干个电池模组贴合；所述三电热控系统通过所述主冷凝器和所述次冷凝器与所述水循环系统热连接；所述空调系统与所述水循环系统热连接，所述三电热控系统和所述空调系统通过所述水循环系统热耦合。2.根据权利要求1所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述空调系统包括内置蒸发器、内置冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一换热器、气液分离器、压缩机、第二截止阀、第三截止阀和第二换热器；所述内置蒸发器和所述内置冷凝器安装在驾驶座舱内，所述第一膨胀阀和所述内置蒸发器与所述第二膨胀阀和所述第一换热器并联连通，所述第二截止阀和所述内置蒸发器与所述第三截止阀和所述第二换热器之间并联连通，所述气液分离器与所述压缩机串联连通；所述空调系统通过所述第一换热器和所述第二换热器与所述水循环系统热连接。3.根据权利要求2所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述水循环系统包括散热器、水泵和膨胀水箱；所述散热器一侧与所述第一换热器连通，另一侧与所述第二换热器连通，所述水泵连通所述膨胀水箱，位于所述第二换热器与所述次冷凝器之间。4.根据权利要求1所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述第一冷板、所述第二冷板和所述第三冷板中至少一个为口琴管。5.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述环路热管中充注的工质选自包括但不限于氨、二甲醚、r161、甲醇、正丁烯和异丁烯中的一种或多种。6.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述空调系统的循环工质选自包括但不限于r1234yf、r445a、r152a和r290a中的一种或多种。7.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述水循环系统的循环工质为乙二醇溶液。8.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器中至少一个为板式换热器。

技术总结
本发明提供了一种基于环路热管的新能源汽车整车热管理系统，属于新能源汽车热管理技术领域。系统包括三电热控系统、热泵空调系统和水循环系统，三电热控系统包括三电部件和环路热管，其中，环路热管包括第一蒸发器、第一储液器、第二蒸发器、第二储液器、主冷凝器、次冷凝器、第一冷板、第二冷板、若干个第三冷板和第一截止阀；水循环系统通过主冷凝器、次冷凝器、第一换热器和第二换热器实现与三电热控系统和空调系统的热耦合，形成整车热管理系统。本发明中，环路热管为被动式相变换热的两相流体回路，传热性能好且不需要泵提供额外的功耗，节能效果更佳，均温性高，且只需控制储液器的温度，热控逻辑更简单。热控逻辑更简单。热控逻辑更简单。


技术研发人员：谢龙 牛雷 赵洁莲 李雷涛 赵京 李晓娟 李建敏 巴文凤
受保护的技术使用者：山东格熵热能科技有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/7/6