[发明专利]增程式电动汽车的热管理装置、控制方法以及车辆

说明书

本发明公开了一种增程式电动汽车的热管理装置、控制方法以及车辆，热管理装置包括：燃气轮机发电机组、制冷系统总成、制热系统总成、换热媒介循环系统、制冷风机和制热风机,燃气轮机发电机组的电能输出端通过高压母线连接电池包，制冷系统总成与电池包或所述高压母线电连接，制冷系统总成通过制冷风机实现驾驶舱的制冷，制冷系统总成与换热媒介循环系统内的换热媒介换热，燃气轮机发电机组的废热端连接制热系统总成，制热系统总成通过制热风机实现驾驶舱的制热，制热系统总成与换热媒介循环系统内的换热媒介换热，换热媒介循环系统用于为电机、电气控制元件和所述电池包换热。本发明的增程式电动汽车的热管理装置能效高且节能环保。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种增程式电动汽车的热管理装置、控制方法以及车辆。

背景技术

对于传统的电动汽车而言，电动汽车的电池包的工作温度需要维持在一定的范围内，例如锂电池一般为10℃-50℃。这是因为，温度太高会降低电池的使用寿命，甚至发生爆炸等安全问题。温度太低则会降低电池的工作性能，低温还可能会破坏电池的电解质而导致电池的废弃。

相关技术中，目前对于增程式电动汽车的热管理装置一般是通过空气冷却。空气冷却存在两方面的缺点：第一，空气冷却一般是将冷却液与进气格栅相连，通过车辆在行驶过程中的进气对冷却液进行冷却，进而冷却电池，这种冷却大大增加了车辆行驶过程中的阻力，增加了对车辆电能的消耗，且进气格栅在冬天也会给电池降温；第二，当周围环境的温度大于40℃时，电池的冷却则不能通过抽取周围环境空气对电池进行冷却，而当周围环境的温度小于0℃时则需要对电池进行加热。所以当电动汽车运行在高温(气温大于40℃)或低温气候(气温小于0℃)条件下时，空气冷却则无法满足电池冷却和加热的需要。

另外，目前普通电动汽车的电池大概占电池包的50％-60％，框架大概占15％-20％，控制系统大概占5％-10％，剩余部分为冷却液，大概占比20％-30％(以上占比份数均指质量份数)。框架中大半部分的结构是散热翅板。普通电动汽车的冷却液主要成分大多数为水，因为水的比热容最大，而对于例如特斯拉这样大功率放电的电动汽车，其冷却液的质量份数甚至可以占电池包的40％以上。这样使得电池容量减小，同时也不利于电动汽车的轻量化。另外，冷却水在温度较低时，容易结霜、结冰，这不仅会影响系统的性能，还会影响驾驶员的安全。

再者，对于传统电动汽车而言，在冬天制热时没有多余的废热来供给乘员舱的制热使用，则电动汽车必须消耗电池的电能来满足乘员舱的舒适性要求。在非常寒冷的天气条件下，供乘员舱加热的电能和动力推进系统所需要的电能几乎是同等大小的，此时电动汽车电池的负载大大增加，对汽车的续航里程大大的减少。在炎热的夏天，电动汽车乘员舱的制冷也主要依靠电能来制冷。而电能的消耗严重影响电动汽车的续航里程。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种增程式电动汽车的热管理装置，该增程式电动汽车的热管理装置可以使驾驶舱、电机、电气控制元件和电池包内的温度保持在适宜的温度范围内，也可以提高热管理装置的能效，还可以使热管理装置更加节能环保。

本发明进一步地提出了一种增程式电动汽车的热管理装置的控制方法。

本发明进一步地提出了一种车辆。

根据本发明的增程式电动汽车的热管理装置包括：燃气轮机发电机组、制冷系统总成、制热系统总成、换热媒介循环系统、制冷风机和制热风机,所述燃气轮机发电机组具有电能输出端和废热端，所述燃气轮机发电机组的电能输出端通过高压母线连接电池包，所述制冷系统总成与所述电池包或所述高压母线电连接，所述制冷系统总成通过所述制冷风机实现驾驶舱的制冷，所述制冷系统总成与所述换热媒介循环系统内的换热媒介换热，所述燃气轮机发电机组的废热端连接所述制热系统总成，所述制热系统总成通过所述制热风机实现驾驶舱的制热，所述制热系统总成与所述换热媒介循环系统内的换热媒介换热，所述换热媒介循环系统用于为电机、电气控制元件和所述电池包换热。