热管理系统及热管理方法与流程

1.本技术涉及车辆热管理技术领域，尤其设计涉及热管理系统及热管理方法。


背景技术：

2.目前新能源电动车越来越普及，新能源汽车的续航一直是绕不开的话题。电池、电机、乘员舱空调的热管理系统能量消耗占据电池包电量的不小的一部份，电机的热管理也同样关系到电机的性能。目前电机冷却方式主要以水冷为主，即使有油冷技术电机，依旧需要油通过一热交换器与水进行热交换，水再通过另一热交换器和冷媒热交换。此种热交换方式高温时对电机的冷却效果有限，低温时对电机自加热要求高且热回收效率低。
3.因此，有必要提供一种改进的热管理系统及热管理方法以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种电机制冷效果好、热回收效率高的热管理系统及热管理方法。
5.本技术公开了一种热管理系统，包括电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统；所述电机管理系统包括电机及与所述电机连接的第一热交换器及第二热交换器；所述第一热交换器为冷却液-油热交换器，所述第二热交换器为冷媒-油热交换器；所述电机管理系统与所述空调管理系统以及所述电池管理系统通过冷媒路及冷却液路连接。
6.进一步地，所述电机管理系统包括电机油路；所述第一热交换器以及所述第二热交换器串联地设置在所述电机油路上，电机油由所述电机流出，先流经所述第一热交换器，再流经所述第二热交换器。
7.进一步地，所述第一热交换器与所述冷却液路连接；所述第二热交换器与所述冷媒路连接。
8.进一步地，所述冷却液路包括电机冷却液路、电池冷却液路以及四通阀；电池包设置于所述电池冷却液路；所述四通阀包括四个连接口，其中两个连接口与所述电机冷却液路连接，另两个连接口与所述电池冷却液路连接。
9.进一步地，所述冷媒路包括空调冷媒管路、电机冷媒管路以及电池冷媒管路；所述电机冷媒管路与所述第二热交换器连接；所述电机冷媒管路与电池冷媒管路构成并联管路；所述并联管路的两端与所述空调冷媒管路连接。
10.进一步地，所述热管理系统还包括第三热交换器；所述电池冷媒管路与所述电池冷却液路通过所述第三热交换器进行热交换。
11.进一步地，所述电机冷媒管路设置有电子膨胀阀一；所述电池冷媒管路上设置有电子膨胀阀二。
12.本技术还公开了一种热管理系统的热管理方法，所述热管理系统包括电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统；所述电机管理系统具有油-冷却液以及油-冷媒两种热交换方式；所述电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统通过冷媒以及冷却液进行热交换。
13.进一步地，所述电机管理系统以及所述空调管理系统通过冷媒进行冷却；所述电池管理系统通过冷却液进行加热，所述电池管理系统通过冷媒进行冷却。
14.进一步地，当车辆处于高温行车模式时，所述电机管理系统先通过冷却液冷却，当所述电机管理系统或所述电池管理系统温度超过设定值时所述空调管理系统利用冷媒对其进行冷却；常温行车模式时，所述电机管理系统仅通过冷却液冷却，当所述电池管理系统温度超过设定值时所述空调管理系统利用冷媒对其进行冷却；低温行车模式时，回收所述电机管理系统热量并通过冷媒及冷却液传递给所述空调管理系统及所述电池管理系统，所述空调管理系统通过冷媒回收所述电池管理系统热量来制热；低温冷启动模式时，所述电机管理系统先自加热，再通过冷媒及冷却液将热量传递给所述空调管理系统及所述电池管理系统；停车电池保温模式时，所述电机管理系统回收余热通过冷却液给所述电池管理系统。
15.与现有技术相比，本技术热管理系统在电机上同时设置冷却液-油热交换器及冷媒-油热交换器，使用冷却液与冷媒两种介质冷却电机，提高了高温时电机的冷却效率与低温时电机的热回收效率。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
18.图1是本技术热管理系统的原理图。
19.附图标号说明：电机管理系统、100；空调管理系统、200；电池管理系统、300；冷媒路、400；冷却液路、500；电机、10；第一热交换器、11；第二热交换器、12；电机油路、13；电机冷却液路、20；第一支路、21；第二支路、22；电池冷却液路、30；四通阀、40；空调冷媒管路、50；电机冷媒管路、60；电池冷媒管路、70；第三热交换器、80。
具体实施方式
20.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
21.在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
22.应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
23.接下来对本说明书实施例进行详细说明。
24.如图1所示，本技术公开了一种热管理系统，包括电机管理系统100、空调管理系统200以及电池管理系统300。电机管理系统100、空调管理系统200以及电池管理系统300通过冷媒路400及冷却液路500连接。
25.电机管理系统100包括电机10、第一热交换器11、第二热交换器12以及电机油路13。第一热交换器11、第二热交换器12以及电机油路13与电机10连接。第一热交换器11为冷却液-油热交换器，第二热交换器12为冷媒-油热交换器。第一热交换器11以及第二热交换器12串联地设置在电机油路13上，电机油由电机10流出，先流经第一热交换器11，再流经第二热交换器12，最后流回电机10完成循环。
26.冷却液路500包括电机冷却液路20、电池冷却液路30以及四通阀40。四通阀40设置于电机冷却液路20及电池冷却液路30之间。第一热交换器11与电机冷却液路20连接。
27.电机冷却液路20设置有温度传感器、散热器、节温器、水泵一、水壶、充电器、dcdc以及控制器。电机冷却液路20包括第一支路21以及第二支路22，散热器设置于第一支路21。第一支路21及第二支路22构成并联管路，并联管路的一端设置有节温器，节温器可以控制经过散热器的冷却液流量，减少热量流失。
28.电池冷却液路30包括两个温度传感器、水泵二以及水壶。电池包31设置于电池冷却液路30。四通阀40包括四个连接口，其中两个连接口与电机冷却液路20连接，另两个连接口与电池冷却液路30连接。
29.四通阀40有两种模式，第一种模式下电机冷却液路20与电池冷却液路30不连通，电机冷却液路20与电池冷却液路30分别单独循环。第二种模式下电机冷却液路20与电池冷却液路30连通，电机冷却液路20中的冷却液从电池冷却液路30一连接口流入，给电池冷却液路30供暖，流经整个电池冷却液路30后由另一连接口流回电机冷却液路20，之后流入第一支路21与第二支路22进行散热。
30.冷媒路400包括空调冷媒管路50、电机冷媒管路60以及电池冷媒管路70。空调冷媒管路50包括压缩机、暖风芯体、空调冷凝器以及蒸发器。压缩机两端分别设置有压力传感器与温度传感器。暖风芯体、空调冷凝器以及蒸发器位于空调冷媒管路50三条不同支路中，在三条支路中分别设置电磁阀一控制暖风芯体通断，设置电磁阀二控制空调冷凝器通断，设置电子膨胀阀三控制蒸发器通断。
31.电机冷媒管路60与电池冷媒管路70构成并联管路。并联管路的两端分别与空调冷媒管路50的空调冷凝器出口及压缩机入口连接。冷媒经压缩机与空调冷凝器后变为低温冷媒，低温冷媒流入电机冷媒管路60与电池冷媒管路70构成的并联管路，之后由并联管路的另一端流回压缩机。
32.电机冷媒管路60与第二热交换器12连接。电机冷媒管路60上设置有电子膨胀阀一来控制管路通断。电机10需要冷却时，电子膨胀阀一打开，低温冷媒流入第二热交换器12与电机油路13的电机油完成热交换。
33.热管理系统还包括第三热交换器80。电池冷媒管路70与电池冷却液路30通过第三热交换器80进行热交换。电池冷媒管路70上设置有电子膨胀阀二来控制管路通断。电池包31需要冷却时，电子膨胀阀二打开，低温冷媒流入第三热交换器80给电池冷却液路30进行
冷却。
34.本技术在电机10上设置具有不同热交换方式的第一热交换器11及第二热交换器12，并且使第一热交换器11及第二热交换器12依次串联于电机油路13上。由于冷媒温度较低，油与冷媒温差大，冷却能力及热回收效率大大提升。在适宜工作温度，冷却需求不强烈、不需要回收电机10余热时，可以直接关闭压缩机，直接用冷却液冷却，减少热管理系统的能量消耗。高温时，电机油依次与冷却液和冷媒进行热交换，冷却液以及冷媒依次对电机油进行冷却，冷却效率高。低温时，余热回收能力更强，同时可以更快的恢复热泵功能。
35.本技术还设置一个可控制通断的四通阀40连接电机冷却液路20与电池冷却液路30，可以回收电机10的热量加热电池包31。同时冷媒路400可以在不同行车模式下，冷却电机10或者回收电机10的热量进行制热。此外，冷媒路400通过第三热交换器80与电池冷却液路30进行热交换，在低温时可以同时回收电池包31的热量，实现多重热回收。
36.本技术还提供了一种热管理系统的热管理方法，热管理系统包括电机管理系统100、空调管理系统200以及电池管理系统300。电机管理系统100具有油-冷却液以及油-冷媒两种热交换方式。电机管理系统100、空调管理系统200以及电池管理系统300通过冷媒以及冷却液进行热交换。
37.电机管理系统100可以通过冷却液或冷媒进行冷却，也可通过冷媒或冷却液回收热量给空调管理系统200或电池管理系统300。电池管理系统300通过冷却液进行加热，通过冷媒进行冷却。空调管理系统200通过冷媒进行冷却或加热。
38.车辆可以实现多种工况模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模式、低温冷启动模式以及停车电池保温模式。
39.高温行车模式时，电机管理系统100及电池管理系统300需要冷却，空调管理系统200需要制冷。电机管理系统100先通过冷却液冷却，当电机管理系统100温度超过设定值时空调管理系统200利用冷媒协助对电机管理系统100进行冷却。当电池管理系统300温度超过设定值时空调管理系统200利用冷媒对电池管理系统300进行冷却。乘员需要制冷时空调管理系统200开启制冷模式。
40.具体地，电磁阀一关闭，电磁阀二开启，水泵一、水泵二及压缩机工作。电机冷却液路20通过第一热交换器11冷却电机油路13。当电机管理系统100温度超过设定值时电子膨胀阀一开启，电机冷媒管路60通过第二热交换器12冷却电机油路13。当电池管理系统300温度超过设定值时电子膨胀阀二开启，电池冷媒管路70通过第三热交换器80冷却电池冷却液路30。当乘员开启空调管理系统200制冷模式时，电子膨胀阀三开启，空调管理系统200通过蒸发器制冷。
41.常温行车模式时，此时空调管理系统200不需要制冷，电池管理系统300按需冷却，电机管理系统100仅通过冷却液冷却，不需要依靠冷媒冷却，以节约能耗。当电池管理系统300温度超过设定值时空调管理系统200利用冷媒对其进行冷却。
42.具体地，电磁阀一关闭，电磁阀二开启，水泵一及水泵二工作。电机冷却液路20通过第一热交换器11冷却电机油路13。当电池管理系统300温度超过设定值时电子膨胀阀二开启，压缩机工作，电池冷媒管路70通过第三热交换器80冷却电池冷却液路30。
43.低温行车模式时，此时空调管理系统200、电池管理系统300需要供暖，电机管理系统100需要冷却。回收电机管理系统100热量并通过冷媒传递给空调管理系统200，通过冷却
液传递给电池管理系统300。空调管理系统200通过冷媒回收电池管理系统300的热量来制热。实现多重热回收，废热利用率更高。
44.具体地，电磁阀一开启，电磁阀二关闭，水泵一、水泵二及压缩机工作。电机冷却液路20通过第一热交换器11回收电机油路13的热量。电机冷却液路20通过四通阀40连通电池冷却液路30并给其供暖。电子膨胀阀一开启，电机冷媒管路60通过第二热交换器12回收电机油路13的热量。电子膨胀阀二开启，电池冷媒管路70通过第三热交换器80回收电池冷却液路30热量。当乘员开启空调管理系统200制热模式时，空调管理系统200通过暖风芯体制热。
45.低温冷启动模式时，此时空调管理系统200以及电池管理系统300都急需要供暖，此时环境温度过低，空调管理系统200几乎无法工作。电机管理系统100先自加热，再将热量通过冷媒传递给空调管理系统200，通过冷却液传递给电池管理系统300。空调管理系统200通过冷媒回收电池管理系统300的热量来制热。由于冷媒温度很低，电机管理系统100自加热温度无需太高即可恢复空调管理系统200制热功能，可快速供暖。
46.具体地，电机管理系统100先开启自加热，电磁阀一开启，电磁阀二关闭，水泵一、水泵二及压缩机工作。电机冷却液路20通过第一热交换器11回收电机油路13的热量。电机冷却液路20通过四通阀40连通电池冷却液路30并给其供暖。电子膨胀阀一开启，电机冷媒管路60通过第二热交换器12回收电机油路13的热量。电子膨胀阀二开启，电池冷媒管路70通过第三热交换器80回收电池冷却液路30热量。当乘员开启空调管理系统200制热模式时，空调管理系统200通过暖风芯体制热。
47.停车电池保温模式时，电机管理系统100回收余热并通过冷却液给电池管理系统300。电池管理系统300利用此热量来给电池包31保温。
48.具体地，四通阀40连通电机冷却液路20与电池冷却液路30。电机冷却液路20通过第一热交换器11回收电机油路13的热量，电机冷却液路20通过四通阀40将热量传递给电池冷却液路30。
49.以上所述仅是本技术的较佳实施方式而已，并非对本技术做任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施方式揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种热管理系统，其特征在于，包括：电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统；所述电机管理系统包括电机及与所述电机连接的第一热交换器及第二热交换器；所述第一热交换器为冷却液-油热交换器，所述第二热交换器为冷媒-油热交换器；所述电机管理系统与所述空调管理系统以及所述电池管理系统通过冷媒路及冷却液路连接。2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述电机管理系统包括电机油路；所述第一热交换器以及所述第二热交换器串联地设置在所述电机油路上，电机油由所述电机流出，先流经所述第一热交换器，再流经所述第二热交换器。3.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述第一热交换器与所述冷却液路连接；所述第二热交换器与所述冷媒路连接。4.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，所述冷却液路包括电机冷却液路、电池冷却液路以及四通阀；电池包设置于所述电池冷却液路；所述四通阀包括四个连接口，其中两个连接口与所述电机冷却液路连接，另两个连接口与所述电池冷却液路连接。5.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述冷媒路包括空调冷媒管路、电机冷媒管路以及电池冷媒管路；所述电机冷媒管路与所述第二热交换器连接；所述电机冷媒管路与电池冷媒管路构成并联管路；所述并联管路的两端与所述空调冷媒管路连接。6.根据权利要求5所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第三热交换器；所述电池冷媒管路与所述电池冷却液路通过所述第三热交换器进行热交换。7.根据权利要求6所述的热管理系统，其特征在于，所述电机冷媒管路设置有电子膨胀阀一；所述电池冷媒管路上设置有电子膨胀阀二。8.一种热管理系统的热管理方法，其特征在于，所述热管理系统包括电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统；所述电机管理系统具有油-冷却液以及油-冷媒两种热交换方式；所述电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统通过冷媒以及冷却液进行热交换。9.根据权利要求8所述的热管理方法，其特征在于，所述电机管理系统以及所述空调管理系统通过冷媒进行冷却；所述电池管理系统通过冷却液进行加热，所述电池管理系统通过冷媒进行冷却。10.根据权利要求9所述的热管理方法，其特征在于，当车辆处于高温行车模式时，所述电机管理系统先通过冷却液冷却，当所述电机管理系统或所述电池管理系统温度超过设定值时所述空调管理系统利用冷媒对其进行冷却；常温行车模式时，所述电机管理系统仅通过冷却液冷却，当所述电池管理系统温度超过设定值时所述空调管理系统利用冷媒对其进行冷却；低温行车模式时，回收所述电机管理系统热量并通过冷媒及冷却液传递给所述空调管理系统及所述电池管理系统，所述空调管理系统通过冷媒回收所述电池管理系统热量来制热；低温冷启动模式时，所述电机管理系统先自加热，再通过冷媒及冷却液将热量传递给所述空调管理系统及所述电池管理系统；停车电池保温模式时，所述电机管理系统回收余热通过冷却液给所述电池管理系统。

技术总结
本申请提供一种热管理系统及热管理方法。热管理系统包括电机管理系统、空调管理系统以及电池管理系统；电机管理系统包括电机及与电机连接的第一热交换器及第二热交换器；第一热交换器为冷却液-油热交换器，第二热交换器为冷媒-油热交换器；电机管理系统与空调管理系统以及电池管理系统通过冷媒路及冷却液路连接。本申请在电机上同时设置冷却液-油热交换器及冷媒-油热交换器，提高了高温时电机的冷却效率与低温时电机的热回收效率。却效率与低温时电机的热回收效率。却效率与低温时电机的热回收效率。


技术研发人员：刘丰 陈云 韩韬 于海生 林霄喆
受保护的技术使用者：无锡星驱动力科技有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/6/28