技术领域
[0001] 本发明属于新能源车辆领域，具体涉及一种新能源车辆采暖系统及新能源车辆。
相关背景技术
[0002] 燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。
[0003] 随着技术的进步，燃料电池技术在新能源车上正得到逐步的应用。各主机厂在燃料电池新能源车上都会利用燃料电池产生的电或者热来解决乘客舱的采暖问题。但是，目前乘客舱采暖仍然沿用的是通过电直接加热乘客舱空气，或者通过电加热冷却介质然后再与乘客舱空气进行热交换的技术路线，这种技术路线存在着乘客舱暖风出风口的布置受车内结构的限制，采暖工况下各处温升温不均匀，重复浪费电能，未充分利用燃料电池发电时产生的大量热能的缺点。
具体实施方式
[0031] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0032] 应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
[0033] 尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
[0034] 为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
[0035] 如图1-图4所示，根据本发明一个实施例的新能源车辆采暖系统，包括：
[0036] 回水管16，回水管16内有与燃料电池产生的热量进行热量交换后的冷却介质；
[0037] 散热管7，所述散热管7的进口和出口分别与所述回水管16连通；
[0038] 换向阀，所述换向阀与回水管16和散热管7连通，所述换向阀控制热量交换后的冷却介质进入所述回水管16和/或所述散热管7。
[0039] 根据本发明实施例的新能源车辆采暖系统，回水管16利用电池产生的热能，将交换热量后的冷却介质传输到散热管7内，散热管7铺设在乘客舱内，使乘车舱均匀升温，无需受到车内结构的限制。并且，采暖过程中，通过新能源车辆采暖系统内的换向阀，可以按照需求进行加热，能够充分利用燃料电池产生的热能。
[0040] 传统的采暖为空调式加热，不论通过电直接加热乘客舱空气，或者通过电加热冷却介质然后再与乘客舱空气进行热交换，需要布置多个出风口与乘客舱内的空气进行热交换。这种采暖设计方案会导致乘员乘坐空间受限，同时新增加的出风口还会受限于电器、车身、内饰等零部件布置位置以及具体的车内结构。出风口附近温度高、送风路径容易被遮挡等问题，这些问题也会导致乘员舱内温度分布不均。本发明无需布置多个出风口，通过散热管7直接对乘客舱进行加热，温度均匀。
[0041] 进一步地，回水管16内为交换热量后的冷却介质，回水管16与电池进行热量交换，本发明应用于燃料电池新能源车上时，它采用热电联供的方法利用燃料电池发电时产生的热能实现整车的采暖需求，本发明不受车内空间限制，而且可以轻易的实现系列化新能源车型的采暖系统设计。
[0042] 其中，热电联供，在本发明中指通过一定的方法，在向用户输出电能的同时，也向用户输出热能。
[0043] 在本发明的一些实施例中，所述换向阀为电磁三通阀4，所述电磁三通阀4的进口和第一出口分别与所述回水管16连通，所述电磁三通阀4的第二出口与所述散热管7连通；所述电磁三通阀4根据接收到的信号，分别控制所述进口、第一出口和第二出口的开启或关闭。设置电磁三通阀4可以根据需求选择，交换热量后的冷却介质沿回水管16循环，或进入散热管7对乘客舱进行加热。
[0044] 其中电磁三通阀4，指具有进口、第一出口和第二出口的一进两出的阀体，主要用于改变冷却介质的流向。
[0045] 在本发明的一些实施例中，还包括温度传感器5，所述温度传感器5对应于所述散热管7的进口设置在所述回水管16的进口处；
[0046] 所述电磁三通阀4根据接收到的所述温度传感器5的信号，分别控制所述进口、第一出口和第二出口的开启或关闭。
[0047] 进一步地，设置温度传感器5可以检测到要进入散热管7内的冷却介质的温度，温度传感器5布置在回水管16上，更进一步地，布置在冷却介质入口处。当温度传感器5检测到新能源车辆采暖系统中冷却介质温度超过设计要求时，将使电磁三通阀4产生作用，电磁三通阀4与回水管16连通的出口(第一出口)打开，电磁三通阀4与散热管7连通的出口(第二出口)关闭，冷却介质进入回水管16内继续循环，避免温度过高的冷却介质部分或者全部进入散热管7内。
[0048] 其中，回水管16上设置有单向阀3，防止进入回水管16内的冷却介质反向流动。单向阀3使得冷却介质只能从进水口至出水口方向流动，无法从出水口至进水口方向回流。
[0049] 在本发明的一些实施例中，还包括与所述散热管7连通的集液管6，所述散热管7通过所述集液管6与所述回水管16连通；
[0050] 所述电磁三通阀4的第二出口通过所述集液管6与所述散热管7连通。
[0051] 进一步地，设置集液管6可以根据需求连接多个散热管7，当车身较长时，需要多个散热管7的铺设才能够对乘客舱进行采暖。回水管16通过两个集液管6与散热管7连通，散热管7的进口端和出口端通过集液管6与回水管16连通。
[0052] 集液管6与回水管16的进口处连通，电磁三通阀4对应于回水管16的进口处设置，集液管6与回水管16的出口处连通，对应于回水管16的出口处设置三通阀2。三通阀2只要有压力差冷却液即可在任意出口进行流通。
[0053] 为了便于维修或首次通入介质，在集液管6上设置有排气阀10，排气阀10用于排出气体，便于介质在集液管6内流动。
[0054] 在本发明的一些实施例中，所述集液管6上设置有L形分流管，所述散热管7通过所述L形分流管与所述集液管6连通；
[0055] 第一管段第二管段所述L形分流管包括互相垂直的第一管段和第二管段，所述第一管段与所述集液管6连通，所述第二管段与所述散热管7连通。
[0056] 进一步地，散热管7通过L形分流管与集液管6连通，集液管6上的L形分流管的数量与散热管7数量一致。当集液管6上连通一条散热管7时，每个集液管6上设置有一个L形分流管，散热管7的进口端与其中一个集液管6上的L形分流管连通，散热管7的出口端与另一个集液管6上的L形分流管连通。同理，设置有多个散热管7时，集液管6上设置有对应数量的L形分流管。
[0057] 在本发明的一些实施例中，所述散热管7通过连接管8与所述L形分流管连通，所述连接管8两端设置有快速接头，所述连接管8通过所述快速接头分别与所述散热管7和L形分流管连接。
[0058] 进一步地，连接管8用于连通集液管6和散热管7，连接管8的两端设置有快速接头，其中一个快速接头与集液管6连通，另一个快速接头与散热管7连通。
[0059] 在本发明的一些实施例中，所述散热管7为多个，多个所述散热管7分别与所述集液管6连通；多个所述散热管7沿所述集液管6的轴线方向布设。
[0060] 在本发明的一些实施例中，所述集液管6为多个，多个所述集液管6分别于所述回水管16路连通；
[0061] 所述散热管7呈蛇形，所述散热管7位于相邻的两个所述集液管6之间，与相邻的两个所述集液管6连接形成一个散热回路。
[0062] 进一步地，散热管7呈蛇形，便于在一定空间内增加散热的面积，使得散热效果好，散热形状可以根据需求进行调整。
[0063] 根据本发明另一个实施例的新能源车辆，包括如上所述的新能源车辆采暖系统，其中，还包括设置在车辆舱室(包括乘客舱和/或驾驶舱)内的地板及设置在所述地板顶部的表面板14，所述散热管7铺设于所述地板14与所述表面板14之间，散热管7位于所述地板14的内侧，集液管6设置于所述地板14的外侧。
[0064] 所述地板14上(所述地板14的内侧)设置有多个加强筋12，所述散热管7呈蛇形绕设于所述加强筋12上；所述地板14内侧顶部设置有表面板15。
[0065] 其中，设置有L形分流管的集液管6布置在车身外，它可以根据需要延长集液管6长度或者增加L形分流管的数量；蛇形散热管7布置在表面板15下方；连接管8带有快速接头，它穿过过孔11连接散热管7及集液管6上的L形分流管。
[0066] 根据本发明实施例的新能源车辆，将散热管7铺设在地板14的内侧，无需受车内结构的限制，不必设置出风口，采暖工况下各处温升温均匀，在采暖的情况下，节约电能。
[0067] 由于本发明提供的散热管7是布置在地板14与表面板15之间，它不受车内空间的限制，同时，它通过散热管7与表面板15之间的热传导与辐射来提升车内温度的，可以实现车内温度的均匀上升。
[0068] 在本发明的一些实施例中，所述散热管7通过夹片9固定在相邻两个所述加强筋12之间。散热管7与加强筋12之间设置有夹片9，通过夹片9能够将散热管7固定在相邻的加强筋之间。夹片9为涂塑后的夹片，能够防止对加强筋12上的涂层13造成损坏。
[0069] 加强筋12向内侧凸起，它用以安装散热管7，散热管7和夹片9过盈配合在相邻的加强筋12之间。加强筋12能够支撑表面板15，夹片9表面涂塑，它将散热管7固定在地板14上。
[0070] 具体地，地板14上设置有表面涂层13，它主要是防止散热管7与地板14产生换热；地板14为钣金地板14，在结构设计时会设计很多非连续的加强筋12以方便布置散热管7；表面板15的材质为木质，它与地板14内侧上的加强筋12相互配合，表面板15的上方为乘员舱。
[0071] 整个车辆采暖方式为：当乘客舱发出采暖需求时，电磁三通阀4会结合乘客舱的采暖需求以及温度传感器5检测的冷却介质温度进行动作，如果加热后的冷却介质温度合适此时电磁三通阀4产生完全作用，它使得冷却介质流向为经过温度传感器5流经电磁三通阀4最终流向与回水管16进液口连通的集液管6(位于图1中上方的集液管6)。冷却介质在经过连接管8和散热管7后，通过散热管7与表面板15产生辐射、传导换热从而实现乘客舱的采暖，经过换热的冷却介质流经图1中下方的连接管8和集液管6后最终向水泵1。水泵1再将冷却介质打入回水管16内进行循环。
[0072] 当乘客舱采暖需求减弱时，电磁三通阀4会根据需求关闭部分第二出口，开启第一出口将冷却介质调整到部分从第一出口流出，此时冷却介质会产生两个回路，采暖的回路同上文，另一路冷却介质会流入回水管16最终回到水泵1。
[0073] 当乘客舱没有采暖需求时，电磁三通阀4也将产生完全作用，第二出口完全关闭，第一出口完全开启，此时冷却液将全部从温度传感器5的入口进入回水管16最终回到水泵1，水泵1再将冷却介质送到车辆自带的散热循环系统中。
[0074] 当乘客舱有采暖需求时且温度传感器5检测到冷却介质温度异常，此时电磁三通阀4也会产生动作，它会使得冷却介质部分或者全部通过电磁三通阀4的第一出口，经过单向阀3、三通阀2最后回到水泵1处，进而起到保护乘员舱的目的。
[0075] 在新能源车辆采暖系统安装时，首先将水泵1、三通阀2、单向阀3、电磁三通阀4、温度传感器5、集液管6及相应的附件安装在车身外，接着将夹片9与散热管7套接在一起，通过紧固件固定在加强筋12上，此时要注意不要损坏表面涂层13，将连接管8穿过过孔11以便连接各处的散热管7和集液管6上的L型分流管，最后将表面板15固定在地板14上即完成了整个新能源车辆采暖系统的安装。
[0076] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
