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CN114132169A - 作业车辆及其热管理系统 - Google Patents

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CN114132169A
CN114132169A CN202111450567.5A CN202111450567A CN114132169A CN 114132169 A CN114132169 A CN 114132169A CN 202111450567 A CN202111450567 A CN 202111450567A CN 114132169 A CN114132169 A CN 114132169A
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CN
China
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battery module
cooling
reversing valve
management system
thermal management
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Application number
CN202111450567.5A
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赵少锋
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Sany Automobile Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sany Automobile Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sany Automobile Manufacturing Co Ltd filed Critical Sany Automobile Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明涉及作业车辆技术领域，提供一种作业车辆及其热管理系统，作业车辆的热管理系统包括冷却回路、第一回路和第二回路，第一回路包括电机模块，第一回路与所述冷却回路并排布置，以使所述冷却回路用于为所述电机模块进行冷却；第二回路包括电池模块、第一换向阀和第二换向阀；所述电池模块分别通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述冷却回路相连接，以使冷却回路为所述电池模块进行冷却；所述电池模块分别通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述第一回路相连接，以使第一回路为所述电池模块进行加热。本发明结构布置简单，制造成本低，能够根据不同工况充分提高能量的利用率，同时能够满足电池充电过程中的散热要求。

Description

作业车辆及其热管理系统
技术领域
本发明涉及作业车辆技术领域，尤其涉及一种作业车辆及其热管理系统。
背景技术
热管理系统一般来说是使发动机在不同工况下均工作在最佳温度范围，用一个形象的比喻来讲，就是给发动机装了一台变频空调，使发动机在工作的时候保持在最佳的冷却水温。
目前作业车辆中的热管理系统，包括多个冷却回路和多个加热回路，多个回路之间均是单独控制，无法协同工作，不仅无法实现能量的有效利用，造成能量浪费；而且无法满足电池充电过程中的散热要求。
发明内容
本发明提供一种作业车辆及其热管理系统，用以解决现有技术中上述技术缺陷，结构布置简单，制造成本低，能够根据不同工况充分提高能量的利用率，同时能够满足电池充电过程中的散热要求。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种作业车辆的热管理系统，包括：
冷却回路；
第一回路，包括电机模块，所述第一回路与所述冷却回路并排布置，以使所述冷却回路用于为所述电机模块进行冷却；
第二回路，包括电池模块、第一换向阀和第二换向阀；
所述电池模块分别通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述冷却回路相连接，以使所述冷却回路为所述电池模块进行冷却；
所述电池模块分别通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述第一回路相连接，以使所述第一回路为所述电池模块进行加热。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述冷却回路包括板式换热器、压缩机和冷凝器，以及对应设置的多个管路；
所述第一回路还包括第一泵体和散热器总成，以及对应设置的多个管路，所述散热器总成设置有散热风机；
所述第二回路还包括第二泵体和对应设置的多个管路，所述电池模块与所述第二泵体相串联，并通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述板式换热器相串联，或与所述散热器总成相串联。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述第一换向阀和所述第二换向阀均为电磁三通阀，所述热管理系统在冷却工况下，至少包括以下工作模式中的任意一种：
第一种工作模式，所述电池模块和所述第二泵体与所述散热器总成对应的管路导通，且所述散热风机开启，用于对所述电池模块冷却；
第二种工作模式下，所述电池模块和所述第二泵体与所述板式换热器对应的管路导通，且所述压缩机和所述冷凝器与所述板式换热器对应的管路导通，所述散热风机开启，用于对所述电池模块进行冷却；
第三种工作模式下，所述电池模块和所述第二泵体与所述板式换热器对应的管路导通，用于对所述电池模块进行自循环冷却。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述第一回路上还设置有电子节温器；
所述电子节温器设置在所述电机模块与所述散热器总成之间的管路上。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述热管理系统在冷却工况下，至少包括以下工作模式：
第四种工作模式，所述电池模块和所述第二泵体与所述散热器总成对应的管路导通，且所述电机模块和所述第一泵体与所述散热器总成对应的管路导通，用于对所述电池模块进行加热。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述电池模块包括多个并联设置的电池组，每个所述电池组上均设置有电加热膜；
第五种工作模式，开启所述电加热模用于为所述电池模块加热。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，还包括主控制器，以及分别设置在所述冷却回路、所述第一回路和所述第一回路上的检测单元；
所述主控制器与所述检测单元、所述第一换向阀和所述第二换向阀相连接。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述检测单元包括温度传感器，所述温度传感器用于获取各回路中的进水口温度，以及环境温度；
所述主控制器根据所述进水口温度和所述环境温度，控制所述第一换向阀和所述第二换向阀选择相应的工作模式。
根据本发明提供的作业车辆的热管理系统，所述电机模块包括四合一控制器、至少一个电机和对应设置的至少一个电机控制器，所述电机控制器用于控制所述电机，所述四合一控制器用于控制所述电机控制器；
所述第一泵体的输出端与所述四合一控制器的输入端管路连通，所述电机的输出端与所述散热器总成的输入端管路连通。
为了实现上述目的，本发明的第二方面提供一种作业车辆，包括上述任一项所述的作业车辆的热管理系统。
本发明提供的作业车辆的热管理系统，通过控制第一换向阀和第二换向阀在不同连接管路中的导通与截止，能够实现电池模块的多种冷却和加热模式，从而可基于作业车辆自身的冷却回路为电池模块进行冷却降温，可基于作业车辆工作产生的热量为电池模块进行加热，以及电池模块自循环冷却和采用自身加热装置进行加热，实现电池模块和电机模块的联合控制冷却，同时电池模块与电机模块又是单独循环控制，从而互不影响和干涉对方工作。
本发明可以将作业车辆中处于闲置时的冷却设备有效利用，无需附加设置电机模块的散热装置，不仅节约空间，使作业车辆的热管理系统结构布置简单，制造成本低；而且能够满足电池模块充电过程中散热要求。
本发明能够将散热器总成中的热量传递到电池模块中，从而在低温环境下，能够通过电机模块工作过程中产生的热量为电池模块进行加热，有效利用了电机模块的余热，同时为电机模块进行了冷却，不仅不需要开启压缩机、散热风机等消耗能量去为电机模块进行冷却，而且无需附加加热装置为电池模块进行加热，实现良好的节能效果。
进而，本发明提供的作业车辆，因包括上述的作业车辆的热管理系统，因此具备上述的所有优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
图1是本发明提供的作业车辆的热管理系统的控制原理图；
图2是本发明提供的作业车辆的热管理系统第一种工作模式的控制原理图；
图3是本发明提供的作业车辆的热管理系统第二种工作模式的控制原理图；
图4是本发明提供的作业车辆的热管理系统第三种工作模式的控制原理图；
图5是本发明提供的作业车辆的热管理系统第四种工作模式的控制原理图；
图6是本发明提供的作业车辆的热管理系统另一实施例的控制原理图；
附图标记：
1、冷却回路； 11、板式换热器； 12、压缩机；
13、冷凝器； 2、第一回路； 21、第一泵体；
22、四合一控制器； 23、上装电机； 24、上装控制器；
25、主驱电机； 26、主驱控制器； 27、散热器总成；
28、散热风机； 3、第一回路； 31、第二泵体；
32、电池组； 33、第一换向阀； 34、第二换向阀；
341、第一开口； 342、第二开口； 343、第三开口；
4、第一温度传感器； 5、第二温度传感器； 6、第三温度传感器；
7、第四温度传感器； 8、电子节温器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
下面结合图1至图6，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下描述仅是本发明的示意性实施方式，并未对本发明构成任何限定。
如图1所示，本发明提供一种作业车辆的热管理系统，包括冷却回路1、第一回路2和第二回路3，其中，冷却回路1主要用于第一回路2的冷却降温；冷却回路1在第一回路2不使用的情况下，也可以用于第二回路3的冷却降温。
具体的，第一回路2与冷却回路1并排布置，用于为冷却电机模块进行冷却；第二回路3分别通过第一换向阀33和第二换向阀34与冷却回路1和第一回路2相连接，当第二回路3分别通过第一换向阀33和第二换向阀34与冷却回路1相连接时，电池模块能够通过接入冷却回路1进行冷却；当第二回路3分别通过第一换向阀33和第二换向阀34与第一回路2连接时，电池模块能够通过接入第一回路2进行加热。
在一些实施例中，冷却回路1包括板式换热器11、压缩机12和冷凝器13，以及对应设置的多个管路，其中，板式换热器11的一个输出端通过管路连接至压缩机12的输入端，压缩机12的输出端通过管路连接至冷凝器13的输入端，冷凝器13的输出端通过管路连接至板式换热器11与上述输出端对应的一个输入端。
在一些实施例中，第一回路2还包括第一泵体21和散热器总成27，以及对应设置的多个管路，在散热器总成27上对应设置有散热风机28，散热风机28位于散热器总成27和冷凝器13之间；其中第一泵体21的输出端通过管路连接至电机模块的输入端，电机模块的输出端通过管路连接至散热器总成27的输入端，散热器总成27的输出端通过管路连接至第一泵体21的输入端。
在一些实施例中，电机模块包括四合一控制器、电机和电机控制器，电机控制器用于控制电机，四合一控制器用于控制电机控制器。其中，电机包括主驱电机25和上装电机23，主驱控制器26和上装控制器24，主驱控制器26对应主驱电机25设置，上装控制器24对应上装电机23设置。
第一泵体21的输出端与四合一控制器的输入端管路连通，四合一控制器的输出端分别与主驱控制器26和上装控制器24的输入端管路连通，主驱控制器26和上装控制器24的输出端管路分别与主驱电机25和上装电机23的输入端管路连通，主驱电机25和上装电机23的输出端分别与散热器总成27的输入端连通，散热器总成27的输出端与第一泵体21的输入端管路连通。
在一些实施例中，第二回路3还包括第二泵体31和对应设置的多个管路，电池模块与第二泵体31串联设置，并通过第一换向阀33和第二换向阀34与板式换热器11串联，或者通过第一换向阀33和第二换向阀34与散热器总成27串联，即相当于板式换热器11和散热器总成27并联设置。
当电池模块和第二泵体31通过第一换向阀33和第二换向阀34与板式换热器11连接的时候，第二泵体31的输出端通过管路与电池模块的输入端连接，电池模块的输出端通过管路与第一换向阀33的入口连接，第一换向阀33的一个出口通过管路与板式换热器11的另一个输入端连接，板式换热器11与上述另一个输入端相对应的另一个输出端通过管路与第二换向阀34的入口连接，第二换向阀34的其中一个出口通过管路与第二泵体31的输入端连接。
当电池模块和第二泵体31通过第一换向阀33和第二换向阀34与散热器总成27连接的时候，第二泵体31的输出端通过管路与电池模块的输入端连接，电池模块的输出端通过管路与第一换向阀33的入口连接，第一换向阀33的另一个出口通过管路与散热器总成27的输入端连接，散热器总成27的输出端通过管路与第二换向阀34的入口连接，第二换向阀34的其中另一个出口通过管路与第二泵体31的输入端连接。
在一些实施例中，第一换向阀33和第二换向阀34可以均为三通阀，作为优选，第一换向阀33和第二换向阀34均为电磁三通阀，热管理系统在冷却工况下，至少包括以下种工作模式中的任意一种：
请参阅图2至图6，附图中实线表示此回路导通，虚线表示此回路不导通，具体参照各个模式进行理解。
在第一种工作模式下，如图2所示，电池模块和第二泵体31与散热器总成27相对应的管路导通，以使冷却介质能够在三者之间进行传递，并且散热风机28开启，通过将散热器总成27的热量分散，从而将第二回路3中的冷却介质的温度降低，因此使流出电池模块的冷却介质的温度大于流入电池模块的冷却介质的温度，从而通过循环冷却的方式为电池模块进行冷却降温。在该模式下，只需要开启散热风机28即可，无需开启压缩机12等冷却构件，不仅实现了冷却作用，同时有效节约了能耗。
在第二种工作模式下，如图3所示，电池模块和第二泵体31与板式换热器11相对应的管路导通，并且压缩机12和冷凝器13与板式换热器11相对应的管路也导通，散热风机28开启，相当于电池模块和第二泵体31分别与压缩机12和冷凝器13通过板式换热器11并联设置，因此该模式相当于在电池模块上连接了变频空调，能够增加电池模块的冷却强度，使冷却回路1与电池模块在板式换热器11处实现热量交换，使电池模块的冷却速度更快。
在第三种工作模式下，如图4所示，电池模块和第二泵体31与板式换热器11相对应的管路导通，相当于电池模块和第二泵体31与板式换热器11串联，用于冷却电池模块，这个模式下相当于第二泵体31将冷却介质在第一回路2中循环，从而对电池模块进行冷却，实现自循环冷却。
在一些实施例中，如图6所示，第一回路2上还设置有电子节温器8，电子节温器8设置在电机模块与散热器总成27之间的管路上。
在一些实施例中，热管理系统在加热工况下，至少包括以下工作模式：
在第四种工作模式下，如图5所示，电池模块和第二泵体31与散热器总成27对应的管路导通，电机模块和第一泵体21与散热器总成27相对应的管路导通；相当于电池模块和第二泵体31与散热器总成27串联，电机模块和第一泵体21与散热器总成27串联，散热风机28不工作，用于为电池模块加热。
可以理解为，作业车辆在行车过程中电机系统工作产生的热量不会通过散热风机28散失，而是存储在散热器总成27中，为电池模块进行加热，实现了热量的有效利用，同时满足了电池模块低温环境下的加热要求。
在一些实施例中，电池模块包括多个并联设置的电池组32，每个电池组32上均设置有电加热膜(图中未示出)；
在第五种工作模式下，电池模块的温度若不是太低，可以直接开启电加热模用于为电池模块加热。
在一些实施例中，作业车辆的热管理系统还包括有主控制器和设置在各个管路上的检测单元，主控制器分别与检测单元、第一换向阀33、第二换向阀34、第一泵体21、第二泵体31、压缩机12，散热风机28等连接。
控制器能够根据检测单元获取的冷却介质温度和制冷剂的相关信息，从而控制第一换向阀33和第二换向阀34各个开口的导通及关闭，以及控制第一泵体21、第二泵体31、压缩机12和散热风机28工作，选择不同的工作模式对电池模块进行循环冷却和加热，实现作业车辆的热管理系统的自动化控制。
其中，检测元件可以是设置在各个管路上的温度传感器，用于获取冷却介质的相关信息并及时反馈给控制器，也可以包括压力传感器等，具体的元件设置根据使用情况进行选择。
在一些实施例中，第一泵体21和第二泵体31均为水泵，第一回路2和第二回路3上还设置有水箱，水箱和水泵的位置在各个回路中的设置位置可以根据实际情况进行调整。
其中，水箱可以分别串联设置在第一回路2和第二回路3中，水箱能够为水泵提供冷却水，作为存储冷却冷却水的构件。
其中，水箱也可以分别并联设置在第一回路2和第二回路3中，不直接参阅加热和冷却的过程，只起到备用的作用。具体的设置根据实际使用情况进行选择。
在一些实施例中，散热器总成27并排布置在冷凝器13的一侧，散热风机28布置在散热器总成27和冷凝器13之间，可以有选择地对冷凝器13进行热量散发，或者对散热器总成27进行热量散发。
除此而外，本发明中的第一换向阀33和第二换向阀34可以为手动阀，通过操作人员手动控制，实现整个热管理系统的控制。相应的压缩机12、散热风机28和泵体均可以通过开关进行手动控制。
请详细参阅图2至图6，结合上述描述，参照参数对本发明的技术方案进行详细的举例说明：
根据实际使用工况来看，电池一般存在以下两种工况：
其一是电池在充电过程中，尤其使用双枪快充时，电池温度上升较快，需要冷却降温。
其二是在低温环境下，电池模块的温度如果过低，会导致电池模块的性能恶化，从而影响电池模块的使用寿命，为此需要给电池模块加热。
具体的，电池模块在冷却降温的过程中，可以有以下几种模式：
如图2所示，第一换向阀33和第二换向阀34分别具有第一开口341、第二开口342和第三开口343，其中第一换向阀33的第一开口341与电池模块之间通过管路连接；其中第二换向阀34的第一开口341通过管路与第二泵体31连接，第二泵体31通过管路与电池模块连接。
其中，第一换向阀33和第二换向阀34的第二开口342通过管路均与板式换热器11连接；第一换向阀33和第二换向阀34的第三开口343通过管路均与散热器总成27连接。
另外，在每个电池组32上均设置有第一温度传感器4，用户获取每个电池的温度；在冷凝器13上设置有第二温度传感器5，用于获取环境温度。
在板式换热器11的进出口分别设置有第三温度传感器6和第四温度传感器7，用户获取进水口温度和出水口温度。
在第一种工作模式下，如图2所示，第一换向阀33和第二换向阀34的第一开口341和第三开口343分别导通，第二开口342均关闭，以使电池模块、散热器总成27和第二泵体31形成循环冷却回路1，同时开启散热风机28，通过散热风机28将散热器总成27的热量散出，无需开启压缩机12进行冷却，保证停车充电过程中将电池模块产生的热量及时散去，防止电池模块的温度过高而损坏。
此时，由于作业车辆停车进行充电，电机模块相当于不工作，无需通过散热器总成27为电机模块进行冷却，从而将电机模块的散热器总成27接入到电池模块中，为电机模块进行散热，相当于作业车辆自身元件处于闲置时的有效利用，无需附加设置电机模块的散热装置，不仅节约空间，使作业车辆的热管理系统结构布置简单，制造成本低；而且能够满足电池模块充电过程中散热要求。
在第二种工作模式下，如图3所示，第一换向阀33和第二换向阀34的第一开口341和第二开口342分别导通，第三开口343均关闭，以使电池模块和第二泵体31连接在电机模块的冷却回路1中，也即相当于给电池模块配置了一台变频空调。
具体的，电池模块与第二泵体31和板式换热器11循环连接，板式换热器11、压缩机12和冷凝器13循环连接，同时开启散热风机28；以使板式换热器11、压缩机12和冷凝器13循环制冷，并通过板式换热器11与电池模块产生的热量进行交换，从而为电池模块进行冷却降温，同时通过散热风机28将热量散出，散热效果更好，保证停车充电过程中将电池模块产生的热量及时散去，防止电池模块的温度过高而损坏。
在第三种工作模式下，如图4所示，第一换向阀33和第二换向阀34的第一开口341和第二开口342分别导通，第三开口343均关闭，以使电池模块和第二泵体31不接入电机模块的冷却回路1中。相当于电池模块、第二泵体31和板式冷却器形成了自循环的冷却回路1，通过第二泵体31控制冷却介质的循环。
对于上述列举的三种模式，可以根据实际使用过程中环境温度和系统温度来选择开启那种工作模式进行冷却更为合适，下面列举具体的实例加以说明。
表1根据温度进行冷却模式选择的控制逻辑表
Figure BDA0003385736880000121
上述表1中，Tmax表示电池模块中测温点的温度值最大为；Tmin表示电池模块中测温点的最低温度，可以理解为电池模组中有多个测温点，在这多个测温点中，测得的温度值最大为30℃，测得的温度最小值为26℃时，也即电池模组的高温范围为26℃～30℃之间时，对电池模块进行冷却降温。
上述表1中，T1表示进水口温度，该进水口温度是通过第三温度传感器6测得的板式换热器11的进水口温度。
上述表1中，T2表示环境温度，该环境温度是通过第四温度传感器7测得的电池模块所处的环境的温度确定的。
上述表1中的各个温度值均能够根据使用情况进行相应的调整。
具体的，电池模块在低温加热的过程中，可以有以下几种模式：
如图6所示，在电机模块所在的第一回路2上设置有电子节温器8，电机模块在冷启动、暖机及小负荷时，冷却介质经过电子节温器8的小阀门直接流回水泵处，实现小循环，使第一回路2中的冷却介质快速升温。
电机模块在全负荷运转时，需要较高的冷却能力，通过电子节温器8将小阀门关闭，切断小循环通道，将大阀门打开，实现大循环，使第一回路2中的冷却介质快速降温。
在第四种工作模式下，如图5所示，第一换向阀33和第二换向阀34的第一开口341和第三开口343分别导通，第二开口342均关闭，并同时打开电子节温器8、第一泵体21和第二泵体31，散热风机28不启动。此时，相当于电池模块和电机模块相并联，电机模块工作过程中产生的热量储存在散热器总成27中，电池模块通过第二泵体31与散热器总成27接通，能够将散热器总成27中的热量传递到电池模块中，从而在低温环境下，能够通过电机模块工作过程中产生的热量为电池模块进行加热，有效利用了电机模块的热能，同时为电机模块进行了冷却，不仅不需要开启压缩机12、散热风机28等消耗能量去为电机模块进行冷却，而且无需附加加热装置为电池模块进行加热，实现良好的节能效果。
在第五种工作模式下，当电机模块的温度不是很高时，可以关闭电子节温器8，从而启动电加热膜，让安装在电池模块上的电加热膜为电池模块加热。此时第一回路2和第二回路3均是不工作的。
对于上述列举的两种模式，可以根据实际使用过程中环境温度和系统温度来选择开启那种工作模式进行加热更为合适，下面列举具体的实例加以说明。
表2根据温度进行加热模式选择的控制逻辑表
Figure BDA0003385736880000141
上述表1中，Tmax表示电池模块中测温点的温度值最大为；Tmin表示电池模块中测温点的最低温度，可以理解为电池模组中有多个测温点，在这多个测温点中，测得的温度值最大为28℃，测得的温度值最小为12℃时，也即电池模组的低温范围为12℃～28℃之间时，对电池模块进行加热升温。
上述表1中，T1表示进水口温度，该进水口温度是通过第三温度传感器6测得的板式换热器11的进水口温度。
上述表1中的各个温度值均能够根据使用情况进行相应的调整。
作为本发明的一种实施例，本实施例提供一种作业车辆，包括如上的作业车辆的热管理系统，该作业车辆可以为起重机、装卸机、搅拌机、挖掘机、推土机等。
本发明的发明点在于：通过控制第一换向阀33和第二换向阀34在不同连接管路中的导通与截止，能够实现电池模块的多种冷却和加热模式，从而可基于作业车辆自身的冷却回路1为电池模块进行冷却降温，可基于作业车辆工作产生的热量为电池模块进行加热，以及电池模块自循环冷却和采用自身加热装置进行加热。
可以将作业车辆中处于闲置时的冷却设备有效利用，无需附加设置电机模块的散热装置，不仅节约空间，使作业车辆的热管理系统结构布置简单，制造成本低；而且能够满足电池模块充电过程中散热要求。
能够将散热器总成27中的热量传递到电池模块中，从而在低温环境下，能够通过电机模块工作过程中产生的热量为电池模块进行加热，有效利用了电机模块的余热，同时为电机模块进行了冷却，不仅不需要开启压缩机12、散热风机28等消耗能量去为电机模块进行冷却，而且无需附加加热装置为电池模块进行加热，实现良好的节能效果。
另外，电池模块和电机模块分别单独循环，相比现有技术中部分热管路系统中将电池模块和电机模块串联，使电机模块工作产生的热量为电池模块进行加热，操作简单，结构控制方便，不会因为电池模块和电机模块之间的温度差别过大，增加系统的控制实现难度。
需要说明的是，本发明各个实施例中的技术方案可以相互结合，但是相互结合的基础是以本领域普通技术人员能够实现为准；当技术方案的结合出现相互矛盾或者无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，即也不属于本发明的保护范围。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种作业车辆的热管理系统，其特征在于，包括：
冷却回路；
第一回路，包括电机模块，所述第一回路与所述冷却回路并排布置，以使所述冷却回路为所述电机模块进行冷却；
第二回路，包括电池模块、第一换向阀和第二换向阀；
所述电池模块分别通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述冷却回路相连接，以使所述冷却回路为所述电池模块进行冷却；
所述电池模块分别通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述第一回路相连接，以使所述第一回路为所述电池模块进行加热。
2.根据权利要求1所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，所述冷却回路包括板式换热器、压缩机和冷凝器，以及对应设置的多个管路；
所述第一回路还包括第一泵体和散热器总成，以及对应设置的多个管路，所述散热器总成设置有散热风机；
所述第二回路还包括第二泵体和对应设置的多个管路，所述电池模块与所述第二泵体相串联，并通过所述第一换向阀和所述第二换向阀与所述板式换热器相串联，或与所述散热器总成相串联。
3.根据权利要求2所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，
所述第一换向阀和所述第二换向阀均为电磁三通阀，所述热管理系统在冷却工况下，至少包括以下工作模式中的任意一种：
第一种工作模式，所述电池模块和所述第二泵体与所述散热器总成对应的管路导通，且所述散热风机开启，用于对所述电池模块冷却；
第二种工作模式，所述电池模块和所述第二泵体与所述板式换热器对应的管路导通，且所述压缩机和所述冷凝器与所述板式换热器对应的管路导通，所述散热风机开启，用于对所述电池模块进行冷却；
第三种工作模式，所述电池模块和所述第二泵体与所述板式换热器对应的管路导通，用于对所述电池模块进行自循环冷却。
4.根据权利要求3所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，所述第一回路上还设置有电子节温器；
所述电子节温器设置在所述电机模块与所述散热器总成之间的管路上。
5.根据权利要求3所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统在加热工况下，至少包括以下工作模式：
第四种工作模式，所述电池模块和所述第二泵体与所述散热器总成对应的管路导通，且所述电机模块和所述第一泵体与所述散热器总成对应的管路导通，用于对所述电池模块进行加热。
6.根据权利要求5所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，所述电池模块包括多个并联设置的电池组，每个所述电池组上均设置有电加热膜；
第五种工作模式，开启所述电加热模用于为所述电池模块加热。
7.根据权利要求3至6任一项所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，还包括主控制器，以及分别设置在所述冷却回路、所述第一回路和所述第一回路上的检测单元；
所述主控制器与所述检测单元、所述第一换向阀和所述第二换向阀连接。
8.根据权利要求7所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，所述检测单元包括温度传感器，所述温度传感器用于获取各回路中的进水口温度，以及环境温度；
所述主控制器根据所述进水口温度和所述环境温度，控制所述第一换向阀和所述第二换向阀选择相应的工作模式。
9.根据权利要求2所述的作业车辆的热管理系统，其特征在于，所述电机模块包括四合一控制器、至少一个电机和对应设置的至少一个电机控制器，所述电机控制器用于控制所述电机，所述四合一控制器用于控制所述电机控制器；
所述第一泵体的输出端与所述四合一控制器的输入端管路连通，所述电机的输出端与所述散热器总成的输入端管路连通。
10.一种作业车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的作业车辆的热管理系统。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115195533A (zh) * 2022-08-28 2022-10-18 安徽江淮汽车集团股份有限公司 电驱动系统的辅助加热控制方法
CN115519991A (zh) * 2022-10-31 2022-12-27 东风商用车有限公司 一种纯电动臂架泵车冷却系统及方法
CN115972986A (zh) * 2023-01-03 2023-04-18 中联重科股份有限公司 用于热管理系统的控制方法、热管理系统及控制器
CN116292227A (zh) * 2023-02-14 2023-06-23 北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 一种电动汽车用电动水泵布置系统、车辆以及控制方法
CN116880603A (zh) * 2023-07-13 2023-10-13 湖北长江万润半导体技术有限公司 一种测试温度控制装置及方法
WO2024082169A1 (zh) * 2022-10-19 2024-04-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 热管理系统、电机控制方法及车辆

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018105927A1 (ko) * 2016-12-07 2018-06-14 한온시스템 주식회사 차량용 열관리 시스템
CN108461868A (zh) * 2018-03-13 2018-08-28 浙江吉利汽车研究院有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN208306363U (zh) * 2018-04-26 2019-01-01 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种散热器及电动汽车
CN110329112A (zh) * 2019-08-19 2019-10-15 厦门金龙联合汽车工业有限公司 一种汽车综合热管理系统
CN111231772A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN111231656A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统和车辆
CN111231773A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN112810402A (zh) * 2021-03-02 2021-05-18 艾泰斯热系统研发（上海）有限公司 电动汽车热管理系统
CN214874175U (zh) * 2021-05-25 2021-11-26 曼德电子电器有限公司 车辆热管理系统及车辆

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018105927A1 (ko) * 2016-12-07 2018-06-14 한온시스템 주식회사 차량용 열관리 시스템
CN108461868A (zh) * 2018-03-13 2018-08-28 浙江吉利汽车研究院有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN208306363U (zh) * 2018-04-26 2019-01-01 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 一种散热器及电动汽车
CN111231772A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN111231656A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统和车辆
CN111231773A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 比亚迪股份有限公司 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN110329112A (zh) * 2019-08-19 2019-10-15 厦门金龙联合汽车工业有限公司 一种汽车综合热管理系统
CN112810402A (zh) * 2021-03-02 2021-05-18 艾泰斯热系统研发（上海）有限公司 电动汽车热管理系统
CN214874175U (zh) * 2021-05-25 2021-11-26 曼德电子电器有限公司 车辆热管理系统及车辆

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115195533A (zh) * 2022-08-28 2022-10-18 安徽江淮汽车集团股份有限公司 电驱动系统的辅助加热控制方法
WO2024082169A1 (zh) * 2022-10-19 2024-04-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 热管理系统、电机控制方法及车辆
CN115519991A (zh) * 2022-10-31 2022-12-27 东风商用车有限公司 一种纯电动臂架泵车冷却系统及方法
CN115972986A (zh) * 2023-01-03 2023-04-18 中联重科股份有限公司 用于热管理系统的控制方法、热管理系统及控制器
CN116292227A (zh) * 2023-02-14 2023-06-23 北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 一种电动汽车用电动水泵布置系统、车辆以及控制方法
CN116880603A (zh) * 2023-07-13 2023-10-13 湖北长江万润半导体技术有限公司 一种测试温度控制装置及方法

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