本發明涉及車輛,更具體而言,涉及一種重型卡車的熱泵熱管理系統和重型卡車。
背景技術:
1、隨著機動重型卡車的增多導致機動車排放對環境的污染越來越嚴重,其中重型卡車排放比例較高,成為比較棘手厄需解決的問題,其中零排放的純電動重卡可以有效的解決這一問題。
2、相比純電動乘用車,純電動重卡的驅動電機功率更大,電池包容量更大,因此需求的電驅散熱能力和電池包散熱能力更大,低溫下電池包需求的加熱能力也更大,對熱泵熱管理系統能力有較大挑戰,對重型卡車的續航里程影響較大。
3、在相關技術中,純電動重卡熱泵熱管理系統通常采用液冷系統較,通過水管和水泵、散熱連接,冷卻液在水管內通過水泵驅動循環,對電池包進行冷卻,通過散熱器進行熱交換,采用風扇對散熱器進行降溫,從而使冷卻液溫度下降,這種冷卻系統結構較為簡單,但散熱效果偏低,針對越來越高的驅動電機功率和越高續航里程的電池包容量,若還是采用這種液冷系統滿足不了散熱需求,無法有效對電池包進行降溫。同時目前純電動重卡熱泵熱管理系統還有一種是通過空調系統對電池包進行冷卻,這種系統的缺點同樣是無法滿足越來越高的電池包散熱需求,僅適用于乘用車和較小續航里程的純電動重卡。
技術實現思路
1、本發明實施方式提供一種重型卡車的熱泵熱管理系統和重型卡車。
2、本發明實施方式的重型卡車的熱泵熱管理系統包括:
3、電池循環回路,包括依次連接的電池水泵、電池包、三通閥、水水換熱器和第一五通閥,所述三通閥的第一閥口和第二閥口連接在所述電池包和所述水水換熱器之間;
4、第一制冷劑循環回路,包括依次連接的第一壓縮機、第一室外換熱器和第一電池冷卻器,所述三通閥的第三閥口連接所述第一電池冷卻器的冷卻液入口,所述第一電池冷卻器的冷卻液出口連接在所述水水換熱器和所述第一五通閥之間的管路上;
5、第二制冷劑循環回路,包括依次連接的第二壓縮機、冷凝器、第二室外換熱器,所述第二室外換熱器與所述第二壓縮機之間設有第一截止閥,所述第二制冷劑循環回路還包括第二電池冷卻器和蒸發器,所述第二電池冷卻器的制冷劑入口連接在所述第二室外換熱器和所述第一截止閥之間,所述第二電池冷卻器的制冷劑入口處設有單向閥;所述第二電池冷卻器的制冷劑出口連通所述第二壓縮機,所述第二電池冷卻器的冷卻液入口與所述水水換熱器的第一冷卻液入口以及第一冷卻液出口連通,所述水水換熱器的第一冷卻液入口連接所述三通閥的第二閥口,所述水水換熱器的第一冷卻液出口連接所述第一五通閥;所述蒸發器的進口連接所述冷凝器與所述第二室外換熱器之間的管路,連接所述蒸發器的進口的管路上設有第二截止閥,所述第二截止閥與所述蒸發器之間的管路連通所述單向閥與所述第二電池冷卻器之間的管路,所述蒸發器的出口連接第二壓縮機;以及
6、采暖循環回路,包括依次連接的采暖水泵、暖風芯體和第二五通閥,所述冷凝器的冷卻液管路連接在所述采暖水泵和所述暖風芯體之間,所述暖風芯體的出口連接所述第二五通閥,所述水水換熱器的第二冷卻液入口連接在所述冷凝器和所述暖風芯體的進口之間,所述水水換熱器的第二冷卻液出口連接所述第二五通閥。
7、在某些實施方式中,所述熱泵熱管理系統還包括電驅循環回路,所述電驅循環回路包括依次連接的電驅水泵、電驅部件和散熱器;
8、所述第一五通閥的第一閥口連接所述第二五通閥的第四閥口,所述第一五通閥的第二閥口連接所述電驅水泵的進口,所述第一五通閥的第三閥口連接所述水水換熱器的第一冷卻液出口,所述第一五通閥的第四閥口連接所述電池水泵,所述第一五通閥的第五閥口連接所述散熱器的出口;
9、所述第二五通閥的第一閥口連接所述暖風芯體的出口,所述第二五通閥的第二閥口連接所述采暖水泵,所述第二五通閥的第三閥口連接所述電驅部件和所述散熱器之間的管路上,所述第二五通閥的第四閥口連接所述第一五通閥的第一閥口,所述第二五通閥的第五閥口連接所述水水換熱器的第二冷卻液出口。
10、在某些實施方式中,所述電池包與所述電池水泵之間設有第一溫度傳感器以及第一液體加熱器。
11、在某些實施方式中,所述電池包與所述三通閥的第一閥口之間設有第二溫度傳感器。
12、在某些實施方式中,所述第一電池冷卻器的制冷劑出口處設有第一低壓壓力傳感器,所述第一電池冷卻器的制冷劑入口處設有第一節流裝置,所述第一壓縮機的出口處設有第一高壓壓力傳感器。
13、在某些實施方式中,所述第二壓縮機的出口處設有排氣溫度傳感器,所述第二壓縮機的進口處設有第二低壓壓力傳感器,所述冷凝器的制冷劑出口處設有第二高壓壓力傳感器,所述第二室外換熱器的進口處設有第二節流裝置,所述第二電池冷卻器的制冷劑入口處設有第三節流裝置,所述蒸發器的進口處設有第四節流裝置。
14、在某些實施方式中,所述熱泵熱管理系統具有第一電池冷卻模式;
15、在所述第一電池冷卻模式下,所述第一壓縮機關閉,所述第二壓縮機啟動,所述采暖水泵關閉,所述電池水泵啟動,所述三通閥的第一閥口與第二閥口連通;
16、所述第二制冷劑循環回路中的制冷劑在所述第二壓縮機的作用下依次流經所述冷凝器、所述第二室外換熱器以及所述第二電池冷卻器35后流回至所述第二壓縮機內;冷卻液在所述電池水泵的作用下依次流經所述電池包、所述三通閥、所述第二電池冷卻器、所述水水換熱器和所述第一五通閥后流回至所述電池水泵;
17、制冷劑在所述第二室外換熱器內放熱冷卻,冷卻后的制冷劑在流經所述第二電池冷卻器時吸收冷卻液中的熱量進行蒸發以對冷卻液進行冷卻,從而實現對所述電池包的冷卻。
18、在某些實施方式中,所述熱泵熱管理系統具有第二電池冷卻模式;
19、在所述第二電池冷卻模式下,所述第一壓縮機啟動,所述電池水泵啟動,所述采暖水泵關閉,所述電池水泵啟動,所述三通閥的第一閥口與第三閥口連通;
20、所述第一制冷劑循環回路中的制冷劑在所述第一壓縮機的作用下依次流經所述第一室外換熱器、所述第一電池冷卻器后流回至所述第一壓縮機內;冷卻液在所述電池水泵的作用下依次流經所述電池包、所述三通閥、所述第一電池冷卻器和所述第一五通閥后流回至所述電池水泵;
21、制冷劑在所述第一室外換熱器內放熱冷卻,冷卻后的制冷劑在流經所述第一電池冷卻器時吸收冷卻液中的熱量進行蒸發以對冷卻液進行冷卻,從而實現對所述電池包的冷卻。
22、在某些實施方式中,所述熱泵熱管理系統具有第三電池冷卻模式;
23、在所述第三電池冷卻模式下,所述第一壓縮機和第二壓縮機均啟動,所述電池水泵啟動,所述三通閥的第一閥口與第二閥口和第三閥口均連通;
24、所述第二制冷劑循環回路中的制冷劑在所述第二壓縮機的作用下依次流經所述冷凝器、所述第二室外換熱器以及所述第二電池冷卻器后流回至所述第二壓縮機內;
25、所述第一制冷劑循環回路中的制冷劑在所述第一壓縮機的作用下依次流經所述第一室外換熱器、所述第一電池冷卻器后流回至所述第一壓縮機內;
26、冷卻液在所述電池水泵的作用下依次流經所述電池包和所述三通閥,冷卻液在所述三通閥處分流,一路從所述三通閥的第二閥口流出并流經所述第一電池冷卻器和所述第一五通閥后流回至所述電池水泵,另一路從所述三通閥的第三閥口流出并流經所述第一電池冷卻器和所述第一五通閥后流回至所述電池水泵;
27、所述第二制冷劑循環回路中的制冷劑在所述第二室外換熱器內放熱冷卻,冷卻后的制冷劑在流經所述第二電池冷卻器時吸收冷卻液中的熱量進行蒸發從而對冷卻液進行冷卻,所述第一制冷劑循環回路中的制冷劑在所述第一室外換熱器內放熱冷卻,冷卻后的制冷劑在流經所述第一電池冷卻器時吸收冷卻液中的熱量進行蒸發從而對冷卻液進行冷卻,從而共同實現對所述電池包的冷卻。
28、本發明實施方式的重型卡車包括車本體和上述任一實施方式的熱泵熱管理系統,所述熱泵熱管理系統安裝在所述車本體上。
29、本發明實施的熱泵熱管理系統和重型卡車中,通過設置第一制冷劑循環回路和第二制冷劑循環回路,通過控制三通閥、第一五通閥、第二五通閥以及各個壓縮機和水泵的狀態,可以決定第二制冷劑循環回路是否參與對電池包的冷卻,其可以選擇性地采用第一制冷劑循環系統或者第二制冷劑循環系統來對電池包進行常規的空調冷卻,也可以采用第一制冷劑循環系統和第二制冷劑循環系統同時運行來對電池包進行更大強度的冷卻,從而加大電池包的冷卻力度,以滿足電池包的最大冷卻需求,避免重卡車輛的電池包容量過大而導致冷卻需求無法滿足而導致續航下降的現象。也即是說,通過三通閥以及第一制冷劑循環回路的設置,可以使得熱泵熱管理系統可以滿足重卡車輛的電池包的散熱需求,提高續航。
30、本發明的實施方式的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本發明的實施方式的實踐了解到。