本發(fā)明涉及電動汽車技術和熱電技術領域，尤其是涉及一種結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，控溫精確，熱利用率高，能有效提高電動汽車電池使用效率和延長電動汽車行駛里程的電動汽車熱管理系統(tǒng)。

背景技術：

目前，電動汽車作為一種降低石油消耗、低污染、低噪聲的新能源汽車，被認為是解決能源危機和環(huán)境惡化的重要途徑。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車一樣，電動汽車也需要進行熱管理，主要包括乘員艙的熱管理和動力系統(tǒng)的熱管理。在現(xiàn)有的電動汽車熱管理方法中，乘員艙采用空調(diào)制冷，水或者空氣ptc加熱采暖。動力系統(tǒng)包括動力電池、控制器、逆變器和驅(qū)動電機四部分組成。其中動力電池部分為低溫系統(tǒng)，根據(jù)動力電池固有特性，在15℃到35℃之間為其最佳工作溫度區(qū)間，超過其最佳工作溫度區(qū)間，電池的使用壽命和效率降低。另外，動力電池在充放電過程中也會產(chǎn)生大量的熱量。故需要一套熱管理系統(tǒng)對動力電池進行加熱或者冷卻，保證動力電池在其最佳工作溫度區(qū)間內(nèi)進行工作，且能保證使用過程的安全性。而控制器、逆變器和驅(qū)動電機在使用過程中產(chǎn)生大量的熱，工作允許溫度范圍低于70℃即可，稱之為高溫系統(tǒng)部分。此部分只需要對其進行降溫處理。

目前存在一種電動汽車熱管理方法中，乘員倉采用空調(diào)制冷，水或者空氣ptc加熱采暖。動力電池包的冷卻采用制冷劑和水換熱進行降溫，升溫則采用水ptc加熱。而控制器、逆變器和驅(qū)動電機的降溫采用散熱器和散熱風扇進行降溫處理。

此熱管理系統(tǒng)復雜，動力電池包的制冷和乘員艙的制冷同時采用制冷劑進行熱交換管理，需要多余的一個制冷劑-水換熱器和一個電磁膨脹閥才能實現(xiàn)，增加系統(tǒng)成本，且溫度控制不精確，控制復雜，可靠性降低。動力電池包的升溫采用水ptc加熱進行，熱效率低，且消耗動力電池電能，降低續(xù)航里程。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術缺陷，電動汽車熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，系統(tǒng)成本高，溫度控制不精確，可靠性低，熱效率低和會降低續(xù)航里程的問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，控溫精確，熱利用率高，能有效提高電動汽車電池使用效率和延長電動汽車行駛里程的電動汽車熱管理系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種電動汽車熱管理系統(tǒng)，包括乘員艙熱管理模塊和動力系統(tǒng)熱管理模塊，乘員艙熱管理模塊包括制冷循環(huán)密閉系統(tǒng)和采暖循環(huán)密閉系統(tǒng)，制冷循環(huán)密閉系統(tǒng)包括電動壓縮機、冷凝器、冷凝風扇、膨脹閥、hvac系統(tǒng)和連接管路，采暖循環(huán)密閉系統(tǒng)包括第一水泵、水ptc加熱器和連接管路，動力系統(tǒng)熱管理模塊包括第一流體循環(huán)密閉系統(tǒng)和第二流體循環(huán)密閉系統(tǒng)，第一流體循環(huán)密閉系統(tǒng)包括動力電池包、水壺、第二水泵、熱電板式換熱器和連接管路，第二流體循環(huán)密閉系統(tǒng)包括散熱器、散熱器風扇、第三水泵、控制器、逆變器、電機、熱電板式換熱器和連接管路。

本發(fā)明中，乘員艙熱管理模塊包括制冷和采暖兩模塊。乘員艙制冷采用蒸發(fā)器蒸發(fā)實現(xiàn)；乘員艙采暖用水ptc加熱器系統(tǒng)實現(xiàn)。動力系統(tǒng)熱管理模塊采用熱電板式換熱器來實現(xiàn)。熱電板式換熱器根據(jù)珀耳帖效應，具有加熱和制冷功能，使熱電板式換熱器兩個換熱流道形成兩種不同溫度的流體進行循環(huán)。且兩種不同溫度流體溫差越小，所述的熱電板式換熱器的效率越高。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，控溫精確，熱利用率高，能有效提高電動汽車電池使用效率和延長電動汽車行駛里程的特點。

作為優(yōu)選，動力系統(tǒng)熱管理模塊中的熱電板式換熱器包括第一流體進口、第一流體出口、第二流體進口和第二流體出口，第一流體進口通過連接管路與第二水泵出口連接，第一流體出口通過連接管路與動力電池包進口連接，第二流體進口通過連接管路與第三水泵出口連接，第二流體出口通過連接管路與控制器進口連接。熱電板式換熱器加熱端和制冷端分別組成兩套獨立的流體循環(huán)系統(tǒng)；根據(jù)珀耳帖效應原理，要實現(xiàn)加熱端和制冷端之間的切換，不需要更換管路，只需要轉(zhuǎn)換熱電板式換熱器的電源正負極即可。

作為優(yōu)選，熱電板式換熱器和散熱器對動力系統(tǒng)熱管理模塊進行熱管理。

作為優(yōu)選，第一流體和第二流體同時經(jīng)過熱電板式換熱器進行加熱或制冷，第一流體從熱電板式換熱器流出時的溫度與第二流體從熱電板式換熱器流出時的溫度差可以通過熱電板式換熱器工作電流大小進行調(diào)節(jié)，溫度差調(diào)節(jié)在5℃-10℃比較合適。

作為優(yōu)選，當動力電池包不需要制冷或加熱時，熱電板式換熱器停止工作，僅作流通通道，控制器、逆變器和電機依靠散熱器和散熱風扇進行降溫。

作為優(yōu)選，hvac系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、鼓風機、暖風芯體和連接管路，蒸發(fā)器進口通過連接管路與膨脹閥出口連接，蒸發(fā)器出口通過連接管路與電動壓縮機進口連接，暖風芯體進口通過連接管路與水ptc加熱器出口連接，暖風芯體出口通過連接管路與第一水泵進口連接。乘員艙制冷采用蒸發(fā)器蒸發(fā)實現(xiàn)；乘員艙采暖用水ptc加熱器系統(tǒng)實現(xiàn)。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，部件數(shù)量少，可靠性高；（2）熱電板式換熱器無運動部件，無磨損，壽命高，控溫精確，熱利用率高；（3）能有效提高電動汽車電池使用效率；（4）能延長電動汽車行駛里程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中動力系統(tǒng)熱管理模塊的一種制冷管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中動力系統(tǒng)熱管理模塊的一種加熱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中乘員艙熱管理模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：電動壓縮機1、冷凝器2、冷凝風扇3、膨脹閥4、hvac系統(tǒng)5、第一水泵6、水ptc加熱器7、動力電池包8、水壺9、第二水泵10、散熱器11、散熱器風扇12、第三水泵13、控制器14、逆變器15、電機16、熱電板式換熱器17、蒸發(fā)器18、鼓風機19、暖風芯體20、第一流體進口21、第一流體出口22、第二流體進口23、第二流體出口24。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述：

如圖1所示的一種電動汽車熱管理系統(tǒng)，包括動力系統(tǒng)熱管理模塊，動力系統(tǒng)熱管理模塊包括第一流體循環(huán)密閉系統(tǒng)和第二流體循環(huán)密閉系統(tǒng)，第一流體循環(huán)密閉系統(tǒng)包括動力電池包8、水壺9、第二水泵10、熱電板式換熱器17和連接管路，第二流體循環(huán)密閉系統(tǒng)包括散熱器11、散熱器風扇12、第三水泵13、控制器14、逆變器15、電機16、熱電板式換熱器17和連接管路。熱電板式換熱器包括第一流體進口21、第一流體出口22、第二流體進口23、第二流體出口24，第一流體進口通過連接管路與第二水泵出口連接，第一流體出口通過連接管路與動力電池包進口連接，第二流體進口通過連接管路與第三水泵出口連接，第二流體出口通過連接管路與控制器進口連接。圖1中，熱電板式換熱器的流體進口端接電源正極，熱電板式換熱器的流體出口端接電源負極，動力系統(tǒng)熱管理模塊啟用制冷循環(huán)。

在動力系統(tǒng)熱管理模塊中，第一流體從熱電板式換熱器的第一流體出口流出，經(jīng)動力電池包、水壺和第二水泵，回流到熱電板式換熱器，完成第一循環(huán)。

在動力系統(tǒng)熱管理模塊中，第一流體從熱電板式換熱器的第二流體出口流出，經(jīng)控制器、逆變器、電機、散熱器和第三水泵，回流到熱電板式換熱器，完成第二循環(huán)。在制冷循環(huán)中，第二流體出口溫度與第一流體出口溫度差可以通過熱電板式換熱器工作電流大小進行控制，溫度差調(diào)節(jié)在5℃-10℃比較合適。

如圖2所示，熱電板式換熱器的流體進口端接電源負極，熱電板式換熱器的流體出口端接電源正極，動力系統(tǒng)熱管理模塊啟用加熱循環(huán)。

當動力電池包需要制冷時，第一流體為低溫流體，從熱電板式換熱器流出的溫度在25℃左右，第二流體從熱電板式換熱器流出的溫度比第一流體溫度高5℃-10℃左右。當動力電池包需要加熱時，第一流體為高溫流體，從熱電板式換熱器流出的溫度在40℃左右，第二流體從熱電板式換熱器流出的溫度比第一流體溫度低5-10℃左右。而由于控制器、逆變器和電機的工作溫度均低于70℃，所以第二流體無論是高溫還是低溫均可實現(xiàn)控制器、逆變器和電機的降溫要求。當動力電池包不需要制冷或加熱時，熱電板式換熱器停止工作，僅作流通通道，控制器、逆變器和驅(qū)動電機工作產(chǎn)生的熱量依靠散熱器和散熱風扇進行降溫。

如圖3所示，乘員艙熱管理模塊包括制冷循環(huán)密閉系統(tǒng)和采暖循環(huán)密閉系統(tǒng)，制冷循環(huán)密閉系統(tǒng)包括電動壓縮機1、冷凝器2、冷凝風扇3、膨脹閥4、hvac系統(tǒng)5和連接管路，采暖循環(huán)密閉系統(tǒng)包括第一水泵6、水ptc加熱器7和連接管路。hvac系統(tǒng)包括蒸發(fā)器18、鼓風機19、暖風芯體20和連接管路，蒸發(fā)器進口通過連接管路與膨脹閥出口連接，蒸發(fā)器出口通過連接管路與電動壓縮機進口連接，暖風芯體進口通過連接管路與水ptc加熱器出口連接，暖風芯體出口通過連接管路與第一水泵進口連接。

乘員艙熱管理模塊的制冷循環(huán)為，制冷劑經(jīng)過電動壓宿機的壓縮，流入到冷凝器，制冷劑經(jīng)過冷凝后具有一定的過冷度，再進入膨脹閥進行節(jié)流膨脹，形成氣液兩相的混合物后進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，在蒸發(fā)的過程中，hvac中的鼓風機工作使空氣經(jīng)過蒸發(fā)器進行降溫，經(jīng)過蒸發(fā)的制冷劑形成具有一定過熱度的氣態(tài)，并回流到電動壓縮機中，完成制冷循環(huán)。

乘員艙熱管理模塊的采暖循環(huán)為，冷卻液在水ptc加熱器中加熱，再流入到暖風芯體中，hvac系統(tǒng)中的鼓風機工作，使空氣與加熱過的冷卻液換熱，實現(xiàn)采暖，接著經(jīng)過暖風芯體的冷卻液流入到第一水泵，最后從第一水泵出口流入到水ptc加熱器，完成采暖循環(huán)。

應理解，本實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。