CN107813673A - 用于车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的热泵系统可以包括：电池冷却管线，其连接至电池模块，并且允许冷却剂在电池冷却管线中流动；激冷器，其通过第一连接管路而连接至电池冷却管线，并且连接至空调设备的制冷剂管路，在所述激冷器中，制冷剂移动通过第二连接管路，以使制冷剂和引入至激冷器内部的冷却剂选择性地进行热交换，从而调节冷却剂的温度；电子/电气部件冷却设备，其包括散热器和第一水泵，所述散热器和第一水泵通过冷却管路而连接，以循环冷却剂，从而冷却电机和电子/电气部件，所述电子/电气部件可以通过第一阀而选择性地连接至电池冷却管线和第一连接管路；以及电膨胀阀，其在冷却剂管路和激冷器之间安装于第二连接管路。

Description

用于车辆的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月13日提交的韩国专利申请第10-2016-0118075号的优先权，该申请的全部内容通过该引用结合于此用于所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热泵系统，更具体而言，涉及这样一种用于车辆的热泵系统：其配置为利用单个激冷器来冷却电池模块(制冷剂和冷却剂在所述单个激冷器中进行热交换)，并且利用电机、电子/电气部件和电池模块的废热源来增强热效率。

背景技术

一般而言，用于车辆的空调设备包括循环制冷剂来加热或冷却车辆的车内区域的空调系统。

这种空调设备在车辆的车内区域中维持适当的温度，而无视环境温度的变化，从而维持宜人的车内环境，这种空调设备配置为使得根据压缩机的驱动而排出的制冷剂循环通过冷凝器、接收干燥器(receiver dryer)、膨胀阀、蒸发器，并且回到压缩机，在该过程中，通过基于蒸发器的热交换而加热或冷却车辆的车内区域。

也就是说，在夏天的空调设备的制冷模式下，通过压缩机压缩的高温高压的气态制冷剂通过冷凝器而冷凝，并且通过接收干燥器和膨胀阀而在蒸发器中蒸发，从而降低车内温度和湿度。

近来，由于对于能量效率和环境污染问题的兴趣逐渐高涨，所以需要开发可以实质替代内燃机车辆的环境友好型车辆(或环保车辆)，而这种环保车辆可以大致上分为利用燃料电池或电力作为动力源来驱动的电动车辆和利用发动机和电池驱动的混合动力车辆。

在环境友好型车辆之中，不同于一般车辆的空调设备，电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器，并且应用于环境友好型车辆的空调设备一般被称为热泵系统。

在电动车辆中，通过将氧和氢的化学反应能转换为电能而产生驱动动力，在该过程中，在燃料电池中由于化学反应而产生热能，因此，必须有效地去除产生的热量，从而确保燃料电池的性能。

同样地，在混合动力车辆中，利用燃料电池或从电池供应的电力而驱动电机(与由一般燃料操作的发动机一起)，从而产生驱动动力，在此，为了确保电机的性能，需要有效地去除从燃料电池、电池和电机产生的热量。

因此，在相关技术的混合动力车辆或电动车辆中，用于电子/电气部件的冷却设备、热泵系统和电池冷却系统需要配置为单独的气密回路，从而避免加热电池。

由此，设置于车辆前侧的冷却模块的尺寸和重量增加，并且将制冷剂或冷却剂从发动机室的内部供应至热泵系统、用于电子/电气部件的冷却设备以及电池冷却系统的连接管路的布局会很复杂。

另外，由于用于预热或冷却电池的电池冷却系统是根据车辆的状态而单独设置的，以使电池可以展现出最佳的性能，所以应用多个阀以将连接管路进行连接，噪声和震动由于阀的频繁的打开和关闭操作而被传输至车辆的车内区域，从而降低了驾驶舒适性。

公开于该本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统，其通过利用单个激冷器来冷却电池模块而得到简化，在所述激冷器中，冷却剂和制冷剂进行热交换。

本发明还可以致力于提供这样一种用于车辆的热泵系统，其优点点在于：利用电机、电子/电气部件和电池模块的废热源来提高热效率。

本发明的各个方面的示例性实施方案致力于提供这样一种用于车辆的热泵系统，其包括：电池冷却管线，其连接至电池模块，并且允许冷却剂在所述电池冷却管线中流动；激冷器，其通过第一连接管路而连接至电池冷却管线，并且连接至空调设备的制冷剂管路，在所述激冷器中，制冷剂移动通过第二连接管路，以使制冷剂和被引入至激冷器内部的冷却剂选择性地进行热交换，以调节冷却剂的温度；电子/电气部件冷却设备，该电子/电气部件冷却设备包括散热器和第一水泵，所述散热器和第一水泵通过冷却管路连接，以将冷却剂进行循环，从而冷却电机和电子/电气部件，所述电子/电气部件冷却设备通过第一阀而能够选择性地连接至电池冷却管线和第一连接管路；电膨胀阀，其在冷却剂管路和激冷器之间设置于第二连接管路；空调设备可以包括：暖通空调模块(HVAC)，其通过制冷剂管路连接，并且具有开关门，所述开关门将可以已经穿过蒸发器的环境空气调节为能够根据车辆的制冷、加热和加热/除湿模式而选择性地被引入至内部冷凝器；压缩机，其在蒸发器和内部冷凝器之间通过制冷剂管路连接；存储器，其在压缩机和蒸发器之间设置于制冷剂管路；外部冷凝器，其通过制冷剂管路而连接至内部冷凝器，并且位于车辆的前侧；膨胀阀，其设置于连接外部冷凝器和蒸发器的制冷剂管路；废热回收管路，其通过在内部冷凝器和外部冷凝器之间设置于制冷剂管路的第二阀而在外部冷凝器和膨胀阀之间连接至制冷剂管路。

连接冷却管路和电池冷却管线的第三阀可以设置于电池冷却管线，所述冷却管路可以在散热器和激冷器之间将电机和电子/电气部件连接。

在车辆的制冷模式中，当对电池模块进行冷却时，第一连接管路可以通过第一阀的操作而连通并且连接至电池冷却管线，第二连接管路可以通过电膨胀阀的操作而连通，连接外部冷凝器和蒸发器的制冷剂管路可以通过膨胀阀的操作而连通，废热回收管路配置为通过第二阀的操作而断开，在电池冷却管线和冷却管路通过第一阀和第三阀的操作而不连接时，电池冷却管线和冷却管路可以分别形成闭合回路。

电膨胀阀可以使引入第二连接管路的制冷剂膨胀，并且使得经膨胀的制冷剂能够引入至激冷器。

在车辆的制冷模式不工作的状态下，当利用制冷剂而冷却电池模块时，第一连接管路和第二连接管路可以通过第一阀和电膨胀阀的操作而被连通，电膨胀阀可以使被引入第二连接管路的制冷剂膨胀，并且使经膨胀的制冷剂能够引入至激冷器，膨胀阀可以停止工作，从而断开连接至蒸发器的制冷剂管路，废热回收管路可以通过第二阀的操作而被断开，在电池冷却管线和冷却管路通过第一阀和第三阀的操作而不连接的状态下，电池冷却管线和冷却管路可以分别形成闭合回路。

在车辆的加热模式中，当从电池模块、电机和电子/电气部件回收废热时，可以通过第一阀和电膨胀阀的操作而连通第一连接管路和第二连接管路，膨胀阀停止工作，从而可以断开连接至蒸发器的制冷剂管路，通过第二阀的操作，可以断开连接至外部冷凝器的制冷剂管路，并且可以连通废热回收管路，通过第一阀和第三阀的操作，电池冷却管线和冷却管路可以连接为形成单个回路。

电膨胀阀可以使引入第二连接管路的制冷剂膨胀，并且使经膨胀的制冷剂可以引入至激冷器。

在车辆的加热模式中，当从电池模块、电机和电子/电气部件回收废热时，激冷器可以通过第一连接管路而并联地连接至电池模块、电机和电子/电气部件。

连接电机和电子/电气部件的冷却管路可以通过第一阀和第三阀的操作而选择性地连接至第一连接管路。

储存罐可以在散热器和第三阀之间设置于冷却管路。

第四阀可以在第一阀和激冷器之间安装于第一连接管路。

第四阀是可以止回阀。

第一阀、第二阀和第三阀可以为配置用于分配流速的三通阀。

第二水泵可以在激冷器和电池模块之间设置于电池冷却管线。

加热器可以在电池模块和激冷器之间设置于电池冷却管线。

加热器可以在电池模块预热时打开，以加热在电池冷却管线中循环的冷却剂，并使得经加热的冷却剂能够被引入至电池模块。

加热器可以在加热模块中选择性地打开，以加热在电池冷却管线中循环的冷却剂。

如上所述，在电动车辆或混合动力车辆中，在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，因为根据车辆的模式而利用单个激冷器(冷却剂和制冷剂在所述激冷器中进行热交换)来冷却电池模块，所以系统可以得到简化。

另外，因为电池模块根据车辆的模式而被冷却，所以电池模块可以展现出最佳的性能，并且车辆的整体行驶距离可以通过电池模块的有效管理而增加。

此外，通过选择性地利用电机、电子/电气部件和电池模块的废热源，能够增大热效率。

另外，通过最小化阀的数量并简化整个系统，可以降低制造成本，可以减小重量，并且可以优化空间利用。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统的方框图。

图2为示出了以下操作状态的示意图：在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，当电机、电子/电气部件和电池模块根据车辆的制冷模式而冷却时的操作状态。

图3为示出了以下操作状态的示意图：在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的制冷模式暂停的状态下，当电机、电子/电气部件和电池模块受到冷却时的操作状态。

图4为示出了以下操作状态的示意图：在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，当根据车辆的加热模式而将废热从电机、电子/电气部件和电池模块回收时的操作状态。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记指代本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，其示例将在附图中示出并且在下文进行描述。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换形式、修改形式、等效形式以及其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

在本申请中描述的示例性实施方案和在附图中显示的配置仅是本申请的示例性实施方案，而不代表本申请的全部技术概念，因此本申请意在覆盖在本申请提交之时的包括在本申请的精神和范围内的所有修改形式、类似形式和可选形式。

在附图中，将出于清楚的目的而省略与本发明的说明无关的部分，并且全文中相同的附图标记指代相同的元件。

在附图中，出于说明的目的而对部件的尺寸和厚度进行任意的显示，因此本发明不限于附图所示的内容，并且对厚度进行夸大，以清楚地表现各个部件和区域。

在整个说明书中，除非进行明确地相反描述，术语“包括”及变化形式例如“含有”或“包含”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。

在本说明书中描述的术语“单元”、“装置”、“部件”和“构件”等指代执行至少一个功能或操作的综合结构的元件。

图1为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统的框图。

根据本发明的示例性实施方案的热泵系统100通过对安装于车辆的电池模块B进行冷却或选择性地利用由电池模块B、电机15或电子/电气部件16产生的废热来增强热效率。

如图1所示，热泵系统100与用于冷却混合动力车辆或电动车辆中的电机15和电子/电气部件16的电子/电气部件冷却设备10以及作为用于冷却或加热车辆的车内区域的空调设备的空调设备20配合工作。

在此，电子/电气部件冷却设备10包括散热器12和连接至冷却管路11的第一水泵14，电子/电气部件冷却设备10对冷却剂进行循环，以冷却电机15和电子/电气部件16。

电子/电气部件16可以包括在电机15和第一水泵14之间设置于冷却管路11的电力控制单元(electricpowercontrolunit，EPCU)以及在电机15和散热器12之间设置于冷却管路11的车载充电器(on-boardcharger，OBC)18。

散热器12设置在车辆的前侧，冷却风扇13设置在散热器12的后侧，通过冷却风扇13的操作和环境空气之间的热交换而对冷却剂进行冷却。

电子/电气部件冷却设备10通过将冷却剂沿着冷却管路11进行循环来冷却电机15和电子/电气部件16，以使其不会过热，利用第一水泵14的操作而由散热器12冷却所述冷却剂。

空调设备20包括经由制冷剂管路21连接的暖通空调(HVAC)模块22、压缩机31、存储器33、外部冷凝器35和膨胀阀37。

首先，HVAC模块22通过制冷剂管路21连接，并且具有开关门29，开关门29将已经穿过蒸发器27的环境空气调节为根据车辆的制冷、加热和加热/除湿模式而选择性的可引入至内部冷凝器23和加热器25。

也就是说，在车辆的加热模式中，将开关门29打开，以允许已经穿过蒸发器27的环境空气被引入至内部冷凝器23和加热器25。相反地，在车辆的制冷模式中，开关门29关闭内部冷凝器23和加热器25，从而使已经被冷却的环境空气在穿过蒸发器27时被直接引入至车辆内部。

压缩机31经由蒸发器27和内部冷凝器23之间的制冷剂管路21而连接。压缩机31对气态的制冷剂进行压缩。

存储器33在压缩机31和蒸发器27之间设置于制冷剂管路。存储器33向压缩机31供应气态的制冷剂，从而增加压缩机31的效率和耐久性。

在本示例性实施方案中，外部冷凝器35经由制冷剂管路21而连接至内部冷凝器27。外部冷凝器35位于用于电子/电气部件的散热器12的前方，以使引入至外部冷凝器35内部的制冷剂与环境空气进行热交换。

膨胀阀37设置于连接外部冷凝器35和蒸发器27的制冷剂管路21。膨胀阀37接收已经穿过外部冷凝器35的制冷剂，并且使接收到的制冷剂膨胀。

在此，根据本发明的示例性实施方案的热泵系统100进一步包括：电池冷却管线101、激冷器(chiller)110和电膨胀阀39。

首先，电池冷却管线101连接至电池模块B，并且冷却剂在电池冷却管线101中流动。电池模块B向电机15和电子/电气部件16供应电力。电池模块B可以形成为利用冷却剂进行冷却的水冷类型。

在此，第二水泵103可以在激冷器110和电池模块B之间设置于电池冷却管线101。第二水泵103操作为经由电池冷却管线101来循环冷却剂。

第一水泵14和第二水泵103可以是电动水泵。

激冷器110经由第一连接管路111而连接至电池冷却管线101，并且经由第二连接管路113而连接至制冷剂管路21。激冷器110对被引入至其内部的制冷剂和冷却剂选择性地进行热交换，以调节冷却剂的温度。

在此，电子/电气部件冷却设备10可以通过第一阀V1而选择性地连接至电池冷却管线101和第一连接管路111。

第一阀V1将冷却管路11和电池冷却管线101选择性地连接，或者控制流经冷却剂管路11和电池冷却管线101的冷却剂的流动。

在本示例性实施方案中，电膨胀阀39在制冷剂管路21和激冷器110之间设置于第二连接管路113。

电膨胀阀39选择性地连通和断开第二连接管路113，以使制冷剂能够被引入至激冷器110。另外，当制冷剂需要膨胀时，电膨胀阀39可以操作为根据来自控制器的控制信号而选择性地将制冷剂膨胀。

电膨胀阀39可以根据冷却或加热模式而选择性地用作对制冷剂进行循环而不需要进行膨胀的阀。

因此，电膨胀阀39可以在车辆的制冷模式中操作，或者电膨胀阀39可以在电池模块B被制冷剂冷却时操作。电膨胀阀39可以将经由第二连接管路113引入的制冷剂膨胀，以允许在低温(即，低于预定温度的温度)状态下的膨胀的制冷剂被引入至激冷器110。

也就是说，电膨胀阀39可以将从冷凝器35排出的经冷凝的制冷剂膨胀，并允许低温(即，低于预定温度的温度)状态下的制冷剂被引入至激冷器110，由此，穿过激冷器110的内部的冷却剂的水温可以进一步降低。

因此，具有在穿过激冷器110时被降低的水温的冷却剂被引入至电池模块B，对电池模块B进行冷却。

在本示例性实施方案中，空调设备20进一步包括废热回收管路41，废热回收管路41用于回收由电机15、电子/电气部件16和电池模块B产生的废热。

废热回收管路41通过在内部冷凝器23和外部冷凝器35之间设置的制冷剂管路21的第二阀V2而在外部冷凝器35和膨胀阀37之间连接至制冷剂管路21。

在车辆的加热模式中，废热回收管路41可以通过第二阀V2的操作而选择性地连通。

另外，第三阀V3进一步设置于电池冷却管线101。

第三阀V3连接冷却管路11和电池冷却管线101，冷却管路11将电机15和电子/电气部件16连接(电子/电气部件16在散热器12和激冷器110之间)。

也就是说，连接电机15和电子/电气部件16的冷却管路11可以通过第一阀V1和第三阀V3的操作而选择性地连接至第一连接管路111。

另外，储存罐19可以在散热器12和第三阀V3之间设置于冷却管路11。

从散热器12引入的经完全冷却的冷却剂可以存储在储存罐19中。

在本示例性实施方案中描述为，第一水泵14在第三阀V3和EPCU17之间设置于冷却管路11，但是本发明并不限于此，第一水泵14可以在第三阀V3和储存罐19之间设置于冷却管路11。

当第一水泵14设置在储存罐19和第三阀V3之间时，当电池模块B由冷却剂而进行冷却时，第一水泵14可以与第二水泵103一起运转，以增大循环至电池模块B的冷却剂的流速。

在本示例性实施方案中，第一阀V1、第二阀V2和第三阀V3可以是配置用于分配流速的三通阀。

第四阀V4可以在第一阀V1和激冷器110之间设置于第一连接管路111。

第四阀V4可以是允许流体沿第一方向流动的止回阀。

第四阀V4用于防止冷却剂从激冷器110回流向第一阀V1。

另外，加热器105可以在电池模块B和激冷器110之间设置于电池冷却管线101中。

在此，当电池模块B预热时，加热器105可以选择性地连通，以加热在电池冷却管线101中循环的冷却剂，并允许经加热的冷却剂被引入至电池模块B。

另外，在车辆的加热模式中，加热器105可以选择性地连通，以加热在电池冷却管线101中循环的冷却剂。

下文中，将参考附图2至4来对各个模式下的根据本发明的示例性实施方案的热泵系统100的操作和作用进行描述。

首先，将参考图2对以下操作进行描述：在根据车辆的制冷模式对电机15、电子/电气部件16和电池模块B进行冷却时的根据本发明的示例性实施方案的热泵系统100的操作。

图2为示出了以下操作状态的示意图：在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中的当电机、电子/电气部件和电池模块根据的车辆的制冷模式而受到冷却时的操作状态。

参考图2，在车辆的制冷模式中对电池模块B进行冷却的情形下，在电子/电气部件冷却设备10中，根据来自电机15和电子/电气部件16的冷却请求以及冷却剂温度，通过第三阀V3的操作而连通冷却管路11。

同时，连接管路111连通，以允许电池模块B和激冷器110通过电池冷却管线101的第一阀V1的操作而连接。

在此，冷却管路11和电池冷却管线101通过第一阀V1和第三阀V3的操作而不连接。

冷却管路11和电池冷却管线101随后分别形成闭合回路。因此，冷却剂独立地沿电子/电气部件冷却设备10和电池模块B中的闭合回路而流动。

也就是说，在散热器12中冷却的冷却剂通过第一水泵14的操作而在冷却管路11中循环，以冷却电机15和电子/电气部件16。

另外，穿过激冷器110的冷却剂通过第二流体泵103的操作而在电池冷却管线101中循环，以冷却电池模块B。

在此，在电池冷却管线101中循环的冷却剂通过与激冷器110中的制冷剂进行热交换而得到冷却，并且被供应至电池模块B。因此，电池模块B由经冷却的冷却剂冷却。

空调设备20使制冷剂沿制冷剂管路21而循环，以冷却车辆的车内区域。

在此，第二连接管路113通过电膨胀阀39的操作而连通。另外，废热回收管路41通过第二阀V2的操作而断开。

因此，激冷器110可以并联地连接至蒸发器27和外部冷凝器35。

从外部冷凝器35排出的制冷剂的一部分通过电膨胀阀39的操作而膨胀，以具有低温(即，低于预定温度的温度)和低压(即，低于预定压强的压强)，从而被引入连接至第二连接管路113的激冷器110。

也就是说，电膨胀阀39将引入至第二连接管路113的制冷剂膨胀，并且使得经膨胀的制冷剂可以被引入激冷器110。

随后，被引入至激冷器110的制冷剂与冷却剂进行热交换，并且通过第二连接管路113而被引入至存储器33。

也就是说，具有在冷却电池模块B之后增加的温度的冷却剂与激冷器100中的具有低温低压的制冷剂进行热交换，从而将所述冷却剂冷却。经冷却的冷却剂通过电池冷却管线101而再次被供应至电池模块B。

也就是说，随着重复执行前述操作，冷却剂可以冷却电池模块B。

与此同时，从外部冷凝器35排出的其它剩余制冷剂流过制冷剂管路21，以冷却车辆的车内区域，并且随后穿过膨胀阀37、蒸发器27、存储器33、压缩机31和内部冷凝器23。

在此，通过引入蒸发器27的具有低温的制冷剂，被引入至HVAC模块22的环境空气在穿过蒸发器27的同时被冷却。

在此，开关门29关闭引向内部冷凝器23的部分，以避免经冷却的环境空气穿过内部冷凝器23和加热器25。因此，经冷却的环境空气可以被直接引入至车辆的内部，以冷却车辆的车内区域。

之后，冷却剂被引入至外部冷凝器35，并且在穿过外部冷凝器35的同时与环境空气进行热交换，从而被冷凝。

也就是说，在重复执行前述过程的情况下，在车辆的制冷模式中，制冷剂冷却车内区域，并且制冷剂在穿过激冷器110的同时通过与冷却剂进行热交换对冷却剂进行冷却。

将参考图3对以下操作进行描述：车辆的制冷模式暂停的状态下的利用制冷剂来冷却电池模块时的热泵系统的操作。

图3为示出了以下操作状态的示意图：在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中的当电机、电子/电气部件和电池模块在车辆的制冷模式暂停的状态下受到冷却时的操作状态。

参考图3，在利用制冷剂来冷却电池模块B的情况下，第一连接管路111和第二连接管路113通过第一阀V1和电膨胀阀39的操作而连通。

同时，空调设备20的膨胀阀37停止操作，由此避免制冷剂被引入蒸发器27。

因此，将制冷剂从压缩机31引入至外部冷凝器35，并且通过与环境空气进行热交换而冷凝。之后，将制冷剂从外部冷凝器排出，并且沿制冷剂管路21移动，以引入至连通的第二连接管路113。

被引入至第二连接管路113的制冷剂通过电膨胀阀39的操作而膨胀，从而具有低温低压，由此被引入至激冷器110。

被引入至激冷器110的制冷剂与冷却剂进行热交换，并且通过第二连接管路113而被引入至存储器33。

也就是说，在冷却电池模块B时温度增加的冷却剂与在激冷器100中的具有低温低压的制冷剂进行热交换，从而将所述冷却剂冷却。经冷却的冷却剂通过电池冷却管线101而被再次供应至电池模块B。

由此，随着重复执行前述操作，冷却剂可以冷却电池模块B。

与此同时，已经穿过激冷器110的制冷剂穿过存储器33，并且再次顺序穿过压缩机31和内部冷凝器23。

之后，冷却剂被引入至外部冷凝器35，并且冷却剂在穿过外部冷凝器35的同时与环境空气进行热交换，以将冷却剂冷凝。

在此，废热回收管路41通过第二阀V2的操作而断开。

与此同时，在电子/电气部件冷却设备10中，根据来自电机15和电子/电气部件16的冷却请求和冷却剂温度，冷却管路11通过第三阀V3的操作连通。

同时，连接管路111连通为允许电池模块B和激冷器110通过电池冷却管线101中的第一阀V1的操作而连接。

在此，冷却管路11和电池冷却管线101通过第一阀V1和第三阀V3的操作而没有连接。

冷却管路11和电池冷却管线101随后分别形成闭合回路。因此，冷却剂独立地沿电子/电气部件冷却设备10和电池模块B中的闭合回路而流动。

也就是说，在散热器12中冷却的冷却剂通过第一水泵14的操作而在冷却管路11中循环，以冷却电机15和电子/电气部件16。

与此同时，在电池冷却管线101中循环的冷却剂通过与激冷器110中的制冷剂的热交换而被冷却，并且被供应至电池模块B。因此，通过利用与制冷剂的热交换而被冷却的冷却剂来冷却电池模块B。

也就是说，通过与激冷器135中的制冷剂的热交换而被冷却的冷却剂经由第二水泵103的操作而被引入至电池模块B。因此，经冷却的冷却剂可以冷却电池模块B。

在图1、图2和图3中示出为：电子/电气部件冷却设备10操作，以冷却电机15和电子/电气部件16，但是本发明并不限于此，当电机15和电子/电气部件16不需要被冷却时，在冷却管路11中的冷却剂的循环可以停止。

在本示例性实施方案中，将参考附图4来描述当根据车辆的加热模式而从电子/电气部件和电池模块回收废热时的操作。

图4为示出了以下操作状态的示意图：在根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，当根据车辆的加热模式而从电机、电子/电气部件和电池模块回收废热时的操作状态。

参考图4，在车辆的加热模式中，当从电池模块B、电机15和电子/电气部件16回收废热时，第一连接管路111和第二连接管路113通过第一阀V1和电膨胀阀39的操作而连通。

另外，通过第二阀V2的操作，连接至外部冷凝器35的冷却剂管路21被断开，并且废热回收管路41被连通。

在此，第三阀V3断开冷却管路11的连接，使得电机15和电子/电气部件16不连接至散热器12。

同时，第一阀V1和第三阀V3将穿过电机15和电子/电气部件16的冷却管路11连接至电池冷却管线101。

因此，由于在电机15和电子/电气部件16中产生的废热以及在电池模块B中产生的废热而温度升高的冷却剂通过第一水泵14和第二水泵103的操作而被引入至第一连接管路111，并且穿过激冷器110。

在此，膨胀阀37停止操作，并且连接至蒸发器27的制冷剂管路41被断开。另外，电膨胀阀39不将被引入至第二连接管路113的制冷剂膨胀，并且允许该制冷剂被引入至激冷器110。

也即，电膨胀阀39可以操作为连通和断开第二连接管路113的开关阀。

因此，在穿过激冷器110之后，制冷剂顺序穿过存储器33、压缩机31和内部冷凝器23，并且通过第二阀V2的操作而被引入至连通的废热回收管路41。

之后，制冷剂通过第二连接管路113而被引入至激冷器110，并且与激冷器110中温度升高的冷却剂进行热交换。

也就是说，在电机15、电子/电气部件16和电池模块B中产生的废热使激冷器110中的制冷剂的温度升高。

在此，激冷器110可以通过第一连接管路111而并联地连接至电池模块B、电机15和电子/电气部件16。

温度升高的制冷剂穿过存储器33，被引入至压缩机31，在压缩机31中被压缩为具有高温(即，高于预定温度的温度)高压(即，高于预定压强的压强)，并且被引入至内部冷凝器23。

在此，开关门29打开以允许环境空气(其已被引入至HVAC模块22并穿过蒸发器27)穿过内部冷凝器23。

因此，当从外部引入的环境空气穿过蒸发器27时，该环境空气在没有被冷却的室温状态下被从外部引入。通过选择性地操作加热器25，被引入的环境空气在穿过内部冷凝器23时被改变为具有高温，并且被引入至车辆的车内区域，从而加热车辆的车内区域。

与此同时，加热器105可以根据需要而选择性地打开，以加热电池冷却管线101中循环的冷却剂。因此，穿过激冷器110的制冷剂可以迅速升温。

也就是说，在车辆的加热模式中，由于根据本示例性实施方案的热泵系统100使用电机15、电子/电气部件16和电池模块B中产生的废热源来升高制冷剂的温度，所以可以减小压缩机31的功率消耗，并且可以提高加热效率。

与此同时，在本示例性实施方案中，描述了从电机15、电子/电气部件16和电池模块B回收废热的情况，但是本发明并不限于此。也就是说，当仅打算回收电池模块B的废热时，连接电机15和电子/电气部件16的冷却管路11可以通过第一阀V1和第二阀V2的操作而选择性地可连接至第一连接管路111。

因此，在电动车辆或混合动力车辆中，当应用如上所述配置的根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统100时，可以根据车辆的模式而利用单个激冷器110(在激冷器110中，冷却剂和制冷剂进行热交换)来冷却电池模块B，从而系统可以得到简化。

另外，由于电池模块B根据车辆的模式而被有效冷却，所以电池模块B可以展现出最佳的性能，并且车辆的整体行驶距离可以通过电池模块B的有效管理而增加。

此外，通过选择性地利用电机15、电子/电气部件16和电池模块B的废热源，加热效率可以增大。

另外，通过简化整个系统，可以减小制造成本，可以降低重量，并且空间利用可以改善。

为了便于解释以及在所附权利要求中进行精确限定，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前面”、“后部”、“后面”、“内部”、“外部”、“向内地”、“向外地”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (18)

1.一种用于车辆的热泵系统，所述热泵系统包括：

电池冷却管线，其连接至电池模块，并且允许冷却剂在所述电池冷却管线中流动；

激冷器，其通过第一连接管路而连接至电池冷却管线，并且连接至空调设备的制冷剂管路，在所述激冷器中，制冷剂移动通过第二连接管路，以使制冷剂和被引入至激冷器内部的冷却剂选择性地进行热交换，以调节冷却剂的温度；

电子/电气部件冷却设备，其包括散热器和第一水泵，所述散热器和第一水泵通过冷却管路连接，以将冷却剂进行循环，从而冷却电机和电子/电气部件，所述电子/电气部件冷却设备通过第一阀而能够选择性地连接至电池冷却管线和第一连接管路；

电膨胀阀，其在冷却剂管路和激冷器之间安装于第二连接管路。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

空调设备包括：

暖通空调模块，其通过制冷剂管路连接，并且具有开关门，所述开关门将已经穿过蒸发器的环境空气调节为能够根据车辆的制冷、加热和加热/除湿模式而选择性地被引入至内部冷凝器；

压缩机，其在蒸发器和内部冷凝器之间通过制冷剂管路连接；

存储器，其在压缩机和蒸发器之间安装于制冷剂管路；

外部冷凝器，其通过制冷剂管路而连接至内部冷凝器，并且位于车辆的前侧；

膨胀阀，其安装于连接外部冷凝器和蒸发器的制冷剂管路；

废热回收管路，其通过在内部冷凝器和外部冷凝器之间安装于制冷剂管路的第二阀而在外部冷凝器和膨胀阀之间连接至制冷剂管路。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中：

连接冷却管路和电池冷却管线的第三阀安装于电池冷却管线，所述冷却管路在散热器和激冷器之间将电机和电子/电气部件连接。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在车辆的制冷模式中，当对电池模块进行冷却时，

第一连接管路配置为通过第一阀的操作而连通并且连接至电池冷却管线，

第二连接管路配置为通过电膨胀阀的操作而连通，

连接外部冷凝器和蒸发器的制冷剂管路配置为通过膨胀阀的操作而连通，

废热回收管路配置为通过第二阀的操作而断开，

在电池冷却管线和冷却管路通过第一阀和第三阀的操作而不连接时，电池冷却管线和冷却管路分别形成闭合回路。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的热泵系统，其中：

电膨胀阀使引入第二连接管路的制冷剂膨胀，并且使经膨胀的制冷剂能够引入至激冷器。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在车辆的制冷模式不工作的状态下，当利用制冷剂而冷却电池模块时，

第一连接管路和第二连接管路配置为通过第一阀和电膨胀阀的操作而被连通，

电膨胀阀被引入第二连接管路的制冷剂膨胀，并且使经膨胀的制冷剂能够引入至激冷器，

膨胀阀配置为停止工作，从而连接至蒸发器的制冷剂管路配置为被断开，

废热回收管路配置为通过第二阀的操作而被断开，

在电池冷却管线和冷却管路通过第一阀和第三阀的操作而不连接的状态下，电池冷却管线和冷却管路分别形成闭合回路。

7.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在车辆的加热模式中，当从电池模块、电机和电子/电气部件回收废热时，

第一连接管路和第二连接管路配置为通过第一阀和电膨胀阀的操作而被连通，

膨胀阀配置为停止工作，从而使连接至蒸发器的制冷剂管路配置为被断开，

通过第二阀的操作，连接至外部冷凝器的制冷剂管路配置为被断开，并且废热回收管路配置为被连通，

通过第一阀和第三阀的操作，电池冷却管线和冷却管路连接为形成单个回路。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的热泵系统，其中：

电膨胀阀引入第二连接管路的制冷剂膨胀，并且使经膨胀的制冷剂能够被引入至激冷器。

9.根据权利要求7所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在车辆的加热模式中，当从电池模块、电机和电子/电气部件回收废热时，

激冷器通过第一连接管路而并联地连接至电池模块、电机和电子/电气部件。

10.根据权利要求7所述的用于车辆的热泵系统，其中：

连接电机和电子/电气部件的冷却管路能够通过第一阀和第三阀的操作而选择性地连接至第一连接管路。

11.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，其中：

储存罐在散热器和第三阀之间安装于冷却管路。

12.根据权利要求11所述的用于车辆的热泵系统，其中：

第四阀在第一阀和激冷器之间安装于第一连接管路。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的热泵系统，其中：

第四阀是止回阀。

14.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，其中：

第一阀、第二阀和第三阀是配置用于分配流速的三通阀。

15.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

第二水泵在激冷器和电池模块之间安装于电池冷却管线。

16.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

加热器在电池模块和激冷器之间安装于电池冷却管线。

17.根据权利要求16所述的用于车辆的热泵系统，其中：

加热器配置为当电池模块预热时打开，以加热在电池冷却管线中循环的冷却剂，并使得经加热的冷却剂能够被引入至电池模块。

18.根据权利要求16所述的用于车辆的热泵系统，其中：

加热器配置为在加热模块中选择性地打开，以加热在电池冷却管线中循环的冷却剂。