CN109383219A - 用于车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于车辆的热泵系统，包括：冷却设备，包括散热器、第一水泵和冷却管线，使冷却剂沿冷却管线循环以冷却电气组件；蓄电池模块，设置在通过第一阀选择性地连接至冷却管线的蓄电池冷却管线上；加热通风空调(HVAC)模块，包括通过第一连接管线连接至冷却管线的内部加热器、通过第二连接管线连接至蓄电池冷却管线的冷却器以及设置在内部加热器与冷却器之间并且根据车辆的冷却、加热以及加热和除湿模式来控制通过冷却器的外部空气以选择性地引入内部加热器的开闭门；以及集中式能量(CE)模块，连接至蓄电池冷却管线和冷却管线中的每一个。

Description

用于车辆的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2017年8月9日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0100981号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热泵系统。更具体地，本发明涉及一种用于车辆的热泵系统，用于通过分别并选择性地使用高温冷却剂和低温冷却剂来冷却或加热车辆内部。

背景技术

用于车辆的空调通常是指为了加热或冷却车辆内部而循环制冷剂的空调设备。

为了维持舒适的室内环境，无论外部温度如何变化，都将车辆内部保持在适当温度的空调设备配置为，在通过压缩机的驱动而排出的制冷剂通过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器循环至压缩机的过程中，由蒸发器进行热交换来加热或冷却车辆内部。

也就是说，在夏季制冷模式下，空调设备通过由冷凝器将从压缩机压缩的高温高压的气相制冷剂冷凝，使制冷剂通过储液干燥器和膨胀阀，然后在蒸发器中蒸发制冷剂，从而降低内部的温度和湿度。

近来，随着对能源效率和环境污染问题的兴趣不断增加，需要开发出能够基本替代内燃机车辆的环境友好型车辆，并且环境友好型车辆通常分为使用燃料电池或电力作为动力源驱动的电动车辆以及使用发动机和蓄电池驱动的混合动力车辆。

在这些环境友好型车辆中的电动车辆或混合动力车辆中，不像内燃机车辆的空调那样，不使用单独的加热器，并且在环境友好型车辆中使用的空调通常被称为热泵系统。

电动车辆通过将氧和氢之间的化学反应能量转换为电能来产生驱动力。在这个过程中，由燃料电池中的化学反应产生热能。因此，为了确保燃料电池的性能，需要有效地去除产生的热量。

另外，混合动力车辆通过使用从上述燃料电池或电力蓄电池供应的电力的驱动电动机以及由一般燃料操作的发动机来产生驱动力。因此，为了确保电动机的性能，应当有效地去除从燃料电池或蓄电池和电动机产生的热量。

因此，在根据相关技术的混合动力车辆或电动车辆中，应分别使用单独的闭合回路来配置冷却设备、热泵系统和蓄电池冷却系统，以防止电动机、电气组件和包括燃料电池的蓄电池的热量生成。

因此，不可避免地增加设置在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量，并且向发动机室内的热泵系统、冷却设备和蓄电池冷却系统中的每一个供应冷却剂或制冷剂的连接管的布局变得复杂。

另外，由于单独设置根据车辆的状态对蓄电池进行加温或冷却的电池冷却系统，使得电池表现出最佳性能，所以使用用于将相应连接管彼此连接的多个阀，并且产生由于这些阀的频繁打开或关闭操作而引起的噪声和振动并且传递至车辆内部，从而降低乘坐舒适度。

背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景的理解，并且因此其可能包含不构成本领域普通技术人员在本国内已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种用于车辆的热泵系统，其优点在于，选择性地交换在冷凝和蒸发制冷剂时从制冷剂产生的热能与制冷剂的热量，并且使用进行热交换的低温冷却剂或高温冷却剂来控制车辆的内部温度。

此外，本发明致力于提供一种用于车辆的热泵系统，其优点在于，使用电气组件和蓄电池模块的废热来提高车辆的加热效率，并且通过有效地控制蓄电池模块的温度使得蓄电池模块表现出最佳性能来增加车辆的整体行驶距离。

根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统包括：冷却设备，包括通过冷却管线连接的散热器和第一水泵，并且使冷却剂沿冷却管线循环以冷却电气组件；蓄电池模块，设置在通过第一阀选择性地连接至冷却管线的蓄电池冷却管线上；加热通风空调(HVAC)模块，包括通过第一连接管线连接至冷却管线的内部加热器、通过第二连接管线连接至蓄电池冷却管线的冷却器以及设置在内部加热器与冷却器之间并且根据车辆的冷却、加热以及加热除湿模式来控制通过冷却器的外部空气以选择性地引入内部加热器的开闭门；以及集中式能量(CE)模块，连接至蓄电池冷却管线和冷却管线中的每一个，交换在冷凝和蒸发在其中循环的制冷剂时产生的热能与冷却剂的热量，以及将进行热交换的低温或高温冷却剂供应至HVAC模块，其中，CE模块还设置有冷却剂和制冷剂通过的电子冷却器，用于根据是否供电来加热冷却剂和冷却冷却剂。

CE模块可以包括：冷凝器，设置在通过在散热器与蓄电池模块之间设置在冷却管线上的第二阀和在电气组件与第一阀之间设置在冷却管线上的第三阀彼此连接的冷却管线上；副冷凝器，通过制冷剂管线连接至冷凝器，以便进一步在冷却剂和从冷凝器排出的制冷剂之间进行热交换；储液干燥器，设置在冷凝器与副冷凝器之间；副热交换器，与电子冷却器连接，通过制冷剂管线连接至副冷凝器，以及通过将通过电子冷却器的制冷剂和低温制冷剂进行热交换来进一步冷凝制冷剂，使得通过制冷剂的过冷度(sub-cool)增加来增加制冷剂的冷凝量；膨胀阀，通过制冷剂管线与副热交换器连接；蒸发器，通过制冷剂管线连接至膨胀阀，并且在蓄电池模块与第一阀之间设置在蓄电池冷却管线上；压缩机，在蒸发器与冷凝器之间设置在制冷剂管线上；并且其中，连接至冷凝器的冷却管线分别穿过通过制冷剂管线连接至储液干燥器的副冷凝器和电子冷却器，并且从蒸发器排出的制冷剂在通过副热交换器的同时与从副冷凝器供应的制冷剂进行热交换，然后供应至压缩机。

热电元件可以配置到电子冷却器的中心，并且当供电时，热电元件的连接至冷却管线的一侧被加热，并且热电元件的连接至制冷剂管线的另一侧被冷却。

第一阀可以将连接至介于散热器与蒸发器之间的电气组件的冷却管线和蓄电池冷却管线连接，并且第一连接管线可以通过第二阀和第三阀选择性地连接冷却管线和内部加热器。

蓄电池冷却管线可以设置有通过第一阀连接蒸发器和蓄电池模块的第一分支管线，第二连接管线可以通过经由第一分支管线连接的蒸发器与蓄电池模块之间的第四阀连接至蓄电池冷却管线，连接在电气组件与散热器之间的冷却管线可以设置有第二分支管线，该第二分支管线通过第五阀连接至介于散热器与第一水泵之间的冷却管线，通过第六阀从蓄电池冷却管线分支的第三分支管线可以设置为控制向蒸发器与蓄电池模块之间的蓄电池模块供应制冷剂，穿过蓄电池模块的蓄电池冷却管线可以设置有第一蓄电池加热管线，该第一蓄电池加热管线通过相对于冷却剂的流动方向设置在蓄电池模块后部的第七阀连接至第一连接管线，以及穿过蓄电池模块的蓄电池冷却管线可以设置有第二蓄电池加热管线，该第二蓄电池加热管线连接至相对于冷却剂的流动方向位于蓄电池模块前部处的第一连接管线并且具有第八阀。

在车辆的冷却模式下冷却电气组件的情况下，可以通过第一阀的操作打开第一分支管线，并且在通过第四阀的操作关闭连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下打开第二连接管线，通过第二和第三阀的操作，可以关闭第一连接管线并且打开将电气组件和冷凝器彼此连接的冷却管线，可以通过第一至第三阀的操作关闭冷却管线与蓄电池冷却管线之间的连接，可以在通过第五阀的操作关闭第二分支管线的状态下，打开将电气组件和散热器彼此连接的冷却管线，可以通过第六阀的操作关闭第三分支管线，可以通过第七和第八阀关闭第一和第二蓄电池加热管线，并且制冷剂可以在CE模块中循环。

蒸发器可以在车辆的冷却模式下通过热交换利用在其中蒸发的低温制冷剂来冷却沿蓄电池冷却管线循环的冷却剂，并且可以通过第二连接管线向冷却器供应低温冷却剂。

在车辆的冷却模式下与电气组件一起冷却蓄电池模块的情况下，可以通过第四阀的操作打开连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线，并且可以通过第七和第八阀的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线。

在车辆的冷却模式下升高蓄电池模块的温度的情况下，可以通过第二和第三阀的操作打开将电气组件和冷凝器彼此连接的冷却管线以及第一连接管线，可以通过第七和第八阀的操作打开第一和第二蓄电池加热管线，并且连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线可以通过打开的第一和第二蓄电池加热管线连接至第一连接管线。

在车辆的加热模式下回收蓄电池模块和电气组件的废热的情况下，可以通过第一阀的操作关闭第一分支管线，并且在通过第四阀的操作打开连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下关闭第二连接管线，可以通过第二和第三阀的操作打开将电气组件和冷凝器彼此连接的冷却管线以及第一连接管线，冷却管线可以通过第一至第三阀的操作连接至蓄电池冷却管线，可以在通过第五阀的操作打开第二分支管线的状态下，关闭将电气组件和散热器彼此连接的冷却管线，可以通过第六阀的操作关闭第三分支管线，可以通过第七和第八阀的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线，并且制冷剂可以在CE模块中循环。

电气组件和蓄电池模块中产生的废热可以升高沿冷却管线和蓄电池冷却管线循环的冷却剂的温度，并且温度可以升高的冷却剂升高从蒸发器排出的制冷剂的温度。

在车辆的加热模式下仅从蓄电池模块回收废热的情况下，可以通过第一阀的操作打开第一分支管线，并且可以通过第一至第三阀的操作关闭冷却管线与蓄电池冷却管线之间的连接。

在车辆的加热模式下升高蓄电池模块的温度的情况下，可以通过第一阀的操作关闭第一分支管线，并且可以通过第四阀的操作关闭连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线和第二连接管线，通过第二和第三阀的操作打开连接电气组件以及冷凝器和副冷凝器的冷却管线和第一连接管线，冷却管线可以通过第一、第二和第三阀的操作连接至蓄电池冷却管线，可以在通过第五阀的操作打开第二分支管线的状态下，关闭将电气组件和散热器连接的冷却管线，可以通过第六阀的操作打开第三分支管线，使得冷却管线和蓄电池冷却管线连接，制冷剂可以在CE模块中循环，可以通过第七和第八阀的操作打开第一和第二蓄电池加热管线，并且连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线可以通过打开的第一和第二蓄电池加热管线连接至第一连接管线。

在车辆的加热除湿模式下，可以通过第一阀的操作打开第一分支管线，并且在通过第四阀的操作关闭连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下打开第二连接管线，可以通过第二和第三阀的操作打开将电气组件和冷凝器彼此连接的冷却管线以及第一连接管线，可以在停止第一水泵的操作的状态下，通过第一、第二和第三阀的操作关闭连接至电气组件的冷却管线和蓄电池冷却管线的连接，可以通过第五和第六阀的操作关闭第二和第三分支管线，可以通过第七和第八阀的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线，并且制冷剂可以在CE模块中循环。

在车辆的加热除湿模式下升高蓄电池模块的温度的情况下，可以通过第一阀的操作打开第一分支管线，并且可以在通过第四阀的操作关闭连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下打开第二连接管线，可以通过第二和第三阀的操作打开连接冷凝器和副冷凝器的冷却管线和第一连接管线，可以在停止第一水泵的操作的状态下，通过第一、第二和第三阀的操作关闭连接至电气组件的冷却管线和蓄电池冷却管线的连接，可以通过第五和第六阀的操作关闭第二和第三分支管线，可以通过第七和第八阀的操作打开第一和第二蓄电池加热管线，连接至蓄电池模块的蓄电池冷却管线可以通过打开的第一和第二蓄电池加热管线连接至第一连接管线，并且制冷剂可以在CE模块中循环。

在车辆的冷却或加热模式的状态下升高蓄电池模块的温度的情况下，可以停止制冷剂在CE模块中的循环，第一分支管线可以连接至蓄电池冷却管线，并且通过第一阀的操作关闭与冷却管线的连接，可以通过第四阀的操作打开穿过蓄电池模块的蓄电池冷却管线，可以通过第五和第六阀的操作关闭第二和第三分支管线，并且可以通过第七和第八阀的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线。

加热器可以在蓄电池模块与蒸发器之间设置在蓄电池冷却管线中，并且加热器可以操作为开启，使得沿蓄电池冷却管线循环的冷却剂被加热以引入蓄电池模块。

连接至第二分支管线的储液罐可以设置在散热器与第一水泵之间。

冷凝器、副冷凝器和蒸发器可以是通过冷却管线和蓄电池冷却管线向内部引入冷却剂的水冷式热交换器。

在CE模块中循环的制冷剂可以是R152-a或R744制冷剂。

第二水泵可以设置在蓄电池冷却管线中，并且第三水泵可以设置在第一连接管线中。

电气组件可以是电动机、电力控制单元(EPCU)和车载充电器(OBC)，可以在行驶时加热电动机和电力控制单元，并且可以在对蓄电池模块充电时加热车载充电器。

第二和第三阀可以是四通阀，第一、第四、第五、第六和第七阀可以是三通阀，并且第八阀可以是二通阀。

如上所述，根据基于本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统，在冷凝和蒸发制冷剂时从制冷剂产生的热能与冷却剂的热量交换，并且使用进行热交换的低温或高温冷却剂来控制车辆的内部温度，从而能够简化用于车辆的热泵系统，并且简化制冷剂循环通过的连接管的布局。

另外，用于车辆的热泵系统可以使用电气组件和蓄电池模块的废热来提高车辆的加热效率，并且通过有效地控制蓄电池模块的温度使得蓄电池模块表现出最佳性能来增加车辆的整体行驶距离。

另外，与根据相关技术的空调设备相比，封装通过制冷剂的冷凝和蒸发产生热能的CE模块，并且使用高性能R152-a或R744制冷剂，使得可以减小尺寸和重量，并且可以防止噪声、振动和操作不稳定性的产生。

另外，CE模块一起包括：副冷凝器，其通过热交换二次冷凝制冷剂和冷却剂；电子冷却器，其根据供电而加热冷却剂和冷却制冷剂；以及副热交换器，其冷凝低温制冷剂和冷凝的制冷剂，以便增加制冷剂的冷凝量，从而通过增加制冷剂的过冷度来提高冷却性能和效率。

此外，简化了用于车辆的整体热泵系统，从而能够降低制造车辆用热泵系统所需的成本和车辆用热泵系统的重量，能够提高空间利用率。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统的框图。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的取决于车辆的冷却模式的操作状态的框图。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的冷却模式下用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的加热模式下用于回收来自电气组件和蓄电池模块的废热的操作状态的框图。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的加热模式下用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的取决于车辆的加热除湿模式的操作状态的框图。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的加热除湿模式下用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

图8是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在未操作车辆的冷却或加热模式时用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

由于本说明书中陈述的示例性实施例和附图中示出的配置仅是本发明的示例性实施例，所以并不代表本发明的精神。因此，可以理解，在提交本发明的同时，各种等同物和修改可以替换本说明书中所述的示例性实施例和附图中所示的配置。

为了清楚地描述本发明，将省略对与本发明不相关的内容的描述，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。

由于为便于解释而在附图中任意地示出相应组件的尺寸和厚度，所以本发明不限于附图中所示的内容。另外，为了明显地表示若干部分和区域而夸大厚度。

另外，贯穿本说明书，除非明确相反地描述，否则词语“包括”和例如“包含”或“具有”的变体将理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其他元件。

另外，在说明书中描述的术语“～单元”、“～装置”、“～部”、“构件”等是指用于实现至少一个功能或操作的综合配置的单元。

图1是根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统的框图。

根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统1交换在冷凝和蒸发制冷剂时从制冷剂产生的热能与冷却剂的热量，以仅使用低温或高温冷却剂来实现车辆的冷却或加热模式。

该热泵系统1适用于混合动力车辆或电动车辆。参考图1，热泵系统1包括冷却设备10、蓄电池模块B、HVAC模块30和集中式能量(CE)模块40。

首先，冷却设备10包括连接至冷却管线11和第一水泵14的散热器12，并且使冷却剂沿冷却管线11循环以冷却电气组件15。

这里，电气组件15可以包括电动机16和设置在电动机16两侧的电力控制单元(EPCU)17和车载充电器(OBC)18。

电动机16和电力控制单元17可以在车辆正在被驱动时产生热量，并且车载充电器18可以在对蓄电池模块B进行充电时产生热量。

因此，在车辆的加热模式下从电气组件15回收废热的情况下，回收从电动机16和电力控制单元17产生的热量，并且可以在对蓄电池模块B充电时回收从车载充电器18产生的热量。

散热器12设置在车辆的前部，并且具有设置在其后的冷却风扇13，以通过冷却风扇13的操作来冷却冷却剂并与外部空气进行热交换。

如上所述配置的冷却设备10通过第一水泵14的操作使在散热器12中冷却的冷却剂沿冷却管线11循环，以冷却电气组件15以免过热。

蓄电池模块B设置在通过第一阀V1选择性地连接至冷却管线11的蓄电池冷却管线21上。

蓄电池模块B向电气组件15供电，并且是通过沿蓄电池冷却管线21流动的冷却剂冷却蓄电池模块的水冷式。这里，第二水泵23设置在蓄电池冷却管线21上。

第二水泵23在散热器12与蓄电池模块B之间设置在蓄电池冷却管线21上。第二水泵23操作为使冷却剂循环通过蓄电池冷却管线21。

也就是说，蓄电池模块B通过蓄电池冷却管线21连接至冷却设备10，并且冷却剂可以通过第二水泵23的操作在蓄电池模块B中循环。

在本示例性实施例中，HVAC模块(加热通风空调)30包括内部加热器31、冷却器33和开闭门35。

内部加热器31通过第一连接管线50连接至冷却管线11。冷却器33通过第二连接管线60连接至蓄电池冷却管线21。

另外，开闭门35设置在内部加热器31与冷却器33之间。取决于车辆的冷却、加热以及加热除湿模式，开闭门35控制通过冷却器33的外部空气以选择性地导入内部加热器31中。

也就是说，在车辆的加热模式下，开闭门35打开，使得通过冷却器33的外部空气引入内部加热器31中。相反，在车辆的冷却模式下，开闭门35关闭内部加热器31，使得通过冷却器33时冷却的外部空气直接引入车辆内部。

CE模块40连接至冷却管线11和蓄电池冷却管线21中的每一个。CE模块40将冷凝和蒸发在其中循环的制冷剂时产生的热能与冷却剂的热量进行交换，并且将进行热交换的低温或高温冷却剂供应至HVAC模块30。

这里，制冷剂是高性能R152-a或R744制冷剂。

也就是说，高温冷却剂通过第一连接管线50供应至内部加热器31，并且低温冷却剂通过第二连接管线60供应至冷却器33。

这里，CE模块40包括通过制冷剂管线41连接的冷凝器42、副冷凝器44、电子冷却器45、副热交换器46、膨胀阀47、蒸发器48和压缩机49。

首先，冷凝器42和副冷凝器44设置在通过在散热器12与蓄电池模块B之间设置在冷却管线11上的第二阀V2和在电气组件15与第一阀V1之间设置在冷却管线11上的第三阀V3彼此连接的冷却管线11上。

这里，在冷凝器42与副冷凝器44之间设置储液干燥器43。

储液干燥器43分离从冷凝器42排出的冷却剂中包含的气态冷却剂并将其流入副冷凝器44。

因此，冷凝器42在引入其中的制冷剂与冷却剂之间进行热交换以冷凝制冷剂，并且将在冷凝制冷剂时产生的热能供应至冷却剂以升高冷却剂的温度。

副冷凝器44通过与冷却剂进行热交换来进一步冷凝从储液干燥器43供应的制冷剂。

电子冷却器45通过冷却管线11和制冷剂管线41连接至副冷凝器44，以便根据是否供电来加热冷却剂和冷却制冷剂。

这里，电子冷却器45连接至外部电源(未示出)。

热电元件45a设置在电子冷却器45的中心。当供电时，热电元件45a的连接至冷却管线11的一侧可以被加热，并且热电元件45a的连接至制冷剂管线41的另一侧可以被冷却。

热电元件45a是珀尔帖(Peltier)元件，当对其供电时，对其应用珀尔帖效应以加热热电元件45a的一侧，并冷却另一侧。热电元件45a对应于公知技术，在下文中，将省略对其配置的详细描述。

当电子冷却器45向热电元件45a供电时，热电元件45a的连接至冷却管线11的一侧产生热量，由此加热通过其内部的冷却剂。

相反，当电子冷却器45线热电元件45a供电时，热电元件45a的连接至制冷剂管线41的另一侧冷却，从而冷却通过其内部的制冷剂。

因此，电子冷却器45可以进一步冷却依次通过冷凝器42和副冷凝器44时被冷凝的制冷剂。

在本示例性实施例中，副热交换器46通过制冷剂管线41与电子冷却器45连接。

膨胀阀47通过制冷剂管线41连接至副热交换器46。膨胀阀47接收并且膨胀通过副热交换器46的制冷剂。

膨胀阀47可以是机械膨胀阀或电子膨胀阀。

蒸发器48通过制冷剂管线41与膨胀阀47连接。蒸发器48在蓄电池模块B与第一阀V1之间设置在蓄电池冷却管线21上。

蒸发器48在引入其中的制冷剂与冷却剂之间进行热交换以蒸发制冷剂，并且将在蒸发制冷剂时产生的低温热能供应至冷却剂以降低冷却剂的温度。

这里，从蒸发器48排出的制冷剂在通过副热交换器46的同时与从电子冷却器45供应的制冷剂进行热交换，然后可以供应至压缩机49。

也就是说，从电子冷却器45排出的冷凝的制冷剂和从蒸发器48排出的低温低压制冷剂分别流入副热交换器46。

因此，副热交换器46可以通过与低温制冷剂和中温制冷剂的二次热交换来降低制冷剂的温度并增加制冷剂的冷凝量。

副热交换器46进一步冷凝依次通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45时被冷凝的制冷剂，由此增加制冷剂的过冷度，因此提高性能系数(COP)，该性能系数为与压缩机消耗的功率相比较的冷却性能的系数。

在本示例性实施例中，本示例性实施例中已经通过示例的方式描述了在中温制冷剂和低温制冷剂之间交换热量的副热交换器46，但是本发明不限于此。副热交换器46分流(bypass)并冷却从电子冷却器45排出的制冷剂的一部分，并且通过使用从蒸发器48排出的冷却的制冷剂和低温制冷剂来冷却剩余的制冷剂，以便增加过冷度。

冷凝器42、副冷凝器44和蒸发器48是通过冷却管线11和蓄电池冷却管线21向内部引入冷却剂的水冷式热交换器。

当膨胀阀47是机械型时，制冷剂在膨胀阀47中膨胀，并在依次通过冷凝器42、副冷凝器44、电子冷却器45和副热交换器46之后流入蒸发器48。从蒸发器48排出的制冷剂可以在通过副热交换器46之后通过膨胀阀47排出至压缩机49。

也就是说，当制冷剂在从蒸发器48通过副热交换器46之后再次通过膨胀阀47时，膨胀阀47感测制冷剂的温度和压力以控制制冷剂的膨胀量。

另一方面，当膨胀阀47是电子型时，制冷剂在膨胀阀47中膨胀，并在依次通过冷凝器42、副冷凝器44、电子冷却器45和副热交换器46之后流入蒸发器48。从蒸发器48排出的制冷剂可以在通过副热交换器46之后排出至压缩机49。

在这种情况下，在连接副热交换器46和压缩机49的制冷剂管线41上分开设置测量制冷剂的温度和压力的传感器，该传感器测量制冷剂的过热度，以控制膨胀阀47的膨胀量。

此外，压缩机49在蒸发器48与冷凝器42之间设置在制冷剂管线41上。压缩机41压缩从蒸发器48排出并通过副热交换器46的气态制冷剂。

这里，第一阀V1将连接至电气组件15的冷却管线11和介于散热器12与蒸发器48之间的蓄电池冷却管线21连接。

第一连接管线50通过第二阀V2和第三阀V3选择性地连接冷却管线11和内部加热器31。

这里，第三水泵52可以设置在第一连接管线50上。第三水泵52使冷却剂循环至第一连接管线50。

第一、第二和第三水泵14、23和52可以是电动水泵。

也就是说，通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45时温度升高的高温冷却剂通过由第二和第三阀V2和V3打开的第一连接管线50流入内部加热器31。

在本示例性实施例中，在蓄电池冷却管线21上设置通过第一阀V1连接蒸发器48和蓄电池模块B的第一分支管线70。

第一阀V1选择性地将冷却管线11和蓄电池冷却管线21彼此连接，或者选择性地将蓄电池冷却管线21和第一分支管线70彼此连接以控制冷却剂的流动。

也就是说，在使用在散热器12中冷却的冷却剂来冷却蓄电池模块B的情况下，第一阀V1可以将连接至散热器12的冷却管线11和蓄电池冷却管线21彼此连接并关闭第一分支管线70。

另外，在升高蓄电池模块B的温度的情况下或者在使用与制冷剂进行热交换的冷却剂来冷却蓄电池模块B的情况下，第一阀V1可以打开第一分支管线70并关闭冷却管线11与蓄电池冷却管线21之间的连接。

因此，在蒸发器48中完成与冷却剂进行热交换的低温冷却剂通过由第一阀V1打开的第一分支管线70引入蓄电池模块B中，从而能够有效地冷却蓄电池模块B。

在本示例性实施例中，第二连接管线60通过经由第一分支管线70彼此连接的蒸发器48与蓄电池模块B之间的第四阀V4连接至蓄电池冷却管线21。

第四阀V4选择性地打开或关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21，并且选择性地将第二连接管线60和蓄电池冷却管线21彼此连接，以将低温冷却剂供应至冷却器33。

通过第五阀V5连接至介于散热器12与第一水泵14之间的冷却管线11的第二分支管线72可以设置在连接电气组件15和散热器12的冷却管线11上。

在吸收电气组件15和蓄电池模块B中产生的废热以升高冷却剂的温度的情况下，通过第五阀V5的操作选择性地打开第二分支管线72。

在这种情况下，通过第五阀V5的操作关闭连接至散热器12的冷却管线11。

在蒸发器48与蓄电池模块B之间的蓄电池冷却管线21上设置第三分支管线74，该第三分支管线通过第六阀V6从蓄电池冷却管线21分支以控制向蓄电池模块B供应的冷却剂。

当在车辆的加热模式下升高蓄电池模块B的温度时，通过第六阀V6的操作选择性地打开第三分支管线74。在这种情况下，通过第六阀V6的操作关闭穿过蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。

在本示例性实施例中，基于冷却剂的流动方向，通过设置在蓄电池模块B的后部的第七阀V7连接至第一连接管线50的第一蓄电池加热管线76设置在蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21上。

而且，基于冷却剂的流动方向，连接至蓄电池模块B的前部的第一连接管线50的第二蓄电池加热管线78设置在穿过蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21上。第八阀V8可以设置在第二蓄电池加热管线78上。

这里，当在车辆的冷却模式、加热模式以及加热/除湿模式下升高蓄电池模块B的温度时，第一和第二蓄电池加热管线76和78可以通过第七和第八阀V7和V8的操作将穿过蓄电池模块B的蓄电池连接管线21连接至第一连接管线50。

也就是说，通过第一连接管线50供应至内部加热器31的高温冷却剂通过第一和第二蓄电池加热管线76和78流入蓄电池模块B。因此，蓄电池模块B的温度可以提高。

连接至第二分支管线72的储液罐19可以设置在散热器12与第一水泵14之间。从散热器12引入并冷却的冷却剂可以储存在储液罐19中。

这里，第二和第三阀V2和V3可以是四通阀，并且第一、第四、第五、第六和第七阀V1、V4、V5、V6和V7可以是可以分配流量的三通阀。而且，第八阀V8可以是二通阀。

在下文中，将参考图2至图8详细描述根据如上所述配置的本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统在每种模式下的操作和动作。

首先，将参考图3描述在车辆的冷却模式下冷却电气组件15的情况下的操作。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的取决于车辆的冷却模式的操作状态的框图。

参考图2，为了冷却电气组件15而操作冷却设备10。另外，为了冷却车辆的内部而操作CE模块40的相应组件，使得制冷剂沿制冷剂管线41循环。

这里，通过第一阀V1的操作打开第一分支管线70。

在通过第四阀V4的操作关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21的状态下打开第二连接管线60。

另外，第一连接管线50关闭，通过第二和第三阀V2和V3的操作打开连接电气组件15、冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11。

这里，通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作关闭冷却管线11与蓄电池冷却管线21之间的连接。

另外，通过第五阀V5的操作关闭第二分支管线72。同时，第五阀V5打开将电气组件15和散热器12彼此连接的冷却管线11。

而且，通过第六阀V6的操作关闭第三分支管线74。

因此，在散热器12中冷却的冷却剂在通过第一水泵14的操作沿通过第二、第三和第五阀V2、V3和V5彼此连接的冷却管线11循环的同时冷却电气组件15。

另外，蓄电池冷却管线21的冷却剂通过第二水泵23的操作沿蓄电池冷却管线21、第一分支管线70和第二连接管线60循环。

在这种情况下，通过第四阀V4的操作关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21，以防止冷却剂流入。

这里，副冷凝器44利用循环通过冷却管线21的冷却剂来附加地冷凝从冷凝器42通过储液干燥器43的中温制冷剂，以通过热交换来增加制冷剂的冷凝量。

然后，电子冷却器45通过供电的热电元件45a的操作进一步冷却从副冷凝器44供应的制冷剂。

而且，副热交换器46通过进行热交换利用从蒸发器48排出的低温制冷剂来附加地冷凝从电子冷却器45排出的中温制冷剂，以便通过制冷剂的过冷度增加来进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量进一步增加。

而且，蒸发器48在沿蓄电池冷却管线21循环的冷却剂与在其中蒸发的低温制冷剂之间进行热交换，并且将低温冷却剂供应至冷却器33。

也就是说，沿CE模块40中的制冷剂管线41循环的制冷剂通过与通过冷凝器42的冷却剂进行热交换而被主要冷凝。然后，制冷剂在副冷凝器44中再次进行热交换的同时被二次冷凝，并且在通过电子冷却器45的同时被冷却，使得制冷剂的冷凝量增加。

冷凝量进一步增加，同时从电子冷却器45排出的制冷剂附加地在副热交换器46中与从蒸发器48供应的低温制冷剂进行热交换。

之后，冷凝量增加的制冷剂在膨胀阀47中膨胀，并在蒸发器48中蒸发。

在这种情况下，蒸发器48中蒸发的制冷剂冷却通过蓄电池冷却管线21引入的冷却剂。在依次通过冷凝器42、副冷凝器44、电子冷却器45和副热交换器46的同时冷凝量增加的制冷剂膨胀并供应至蒸发器48，由此在蒸发器48中将制冷剂蒸发至更低的温度。

即，在本示例性实施例中，副冷凝器44、电子冷却器45以及副热交换器45分别进一步冷凝制冷剂，因此有利于过冷度形成。另外，可以在车辆的冷却模式下提高冷却性能和效率。

另一方面，蒸发器48中蒸发的制冷剂冷却通过蓄电池冷却管线21引入的冷却剂。冷却剂在通过蒸发器48的同时被冷却至更低的温度，并且通过第二连接管线60供应至冷却器33中。

因此，引入HVAC模块30中的外部空气在与引入冷却器33中并处于低温状态的冷却剂进行热交换的同时被冷却。

开闭门35关闭冷却的外部空气进入内部加热器31所通过的部分，使得冷却的外部空气不通过内部加热器31。因此，冷却的外部空气直接引入车辆内部，从而能够有效地冷却车辆的内部。

在车辆的冷却模式下与电气组件15一起冷却蓄电池模块B的情况下，可以通过第四阀V4的操作打开连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。

而且，通过第七和第八阀V7和V8的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线76和78。

在这种情况下，在通过蒸发器48的同时被冷却的冷却剂沿连接至蓄电池模块B和第二连接管线60的蓄电池冷却管线21循环。因此，可以通过供应至蓄电池冷却管线21的低温冷却剂来有效地冷却蓄电池模块B。

将参考图3描述在车辆的冷却模式下升高蓄电池模块B的温度的情况的操作。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的冷却模式下用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

参考图3，操作冷却设备10以冷却电气组件15。为了冷却车辆的内部而操作CE模块40的相应组件，使得制冷剂沿制冷剂管线41循环。

这里，通过第一阀V1的操作打开第一分支管线70。

在通过第四阀V4的操作关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21的状态下打开第二连接管线60。

另外，第一连接管线50打开，通过第二和第三阀V2和V3的操作打开连接电气组件15、冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11。

这里，通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作关闭冷却管线11与蓄电池冷却管线21之间的连接。

另外，通过第五阀V5的操作关闭第二分支管线72。同时，第五阀V5打开将电气组件15和散热器12彼此连接的冷却管线11。

而且，通过第六阀V6的操作关闭第三分支管线74。

因此，在散热器12中冷却的冷却剂在通过第一水泵14的操作沿通过第二、第三和第五阀V2、V3和V5彼此连接的冷却管线11循环的同时冷却电气组件15。

另外，蓄电池冷却管线21的冷却剂通过第二水泵23的操作沿蓄电池冷却管线21、第一分支管线70和第二连接管线60循环。

在这种情况下，通过第四阀V4关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21，以防止冷却剂流入。

这里，副冷凝器44可以通过与沿冷却管线21循环的冷却剂进行热交换来二次冷凝从冷凝器42通过储液干燥器43的中温制冷剂，以便增加制冷剂的冷凝量。

然后，电子冷却器45通过供电的热电元件45a的操作进一步冷却从副冷凝器44供应的制冷剂。

而且，副热交换器46通过进行热交换利用从蒸发器48排出的低温制冷剂来附加地冷凝从电子冷却器45排出的中温制冷剂，以便通过制冷剂的过冷度增加来进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量进一步增加。

而且，蒸发器48在沿蓄电池冷却管线21循环的冷却剂与在其中蒸发的低温制冷剂之间进行热交换，并且将低温冷却剂供应至冷却器33。

也就是说，沿CE模块40中的制冷剂管线41循环的制冷剂通过与通过冷凝器42的冷却剂进行热交换而被主要冷凝。然后，制冷剂在副冷凝器44中再次进行热交换的同时被二次冷凝，并且在通过电子冷却器45的同时被冷却，使得制冷剂的冷凝量增加。

冷凝量进一步增加，同时从电子冷却器45排出的制冷剂附加地在副热交换器46中与从蒸发器48供应的低温制冷剂进行热交换。

之后，冷凝量增加的制冷剂在膨胀阀47中膨胀，并在蒸发器48中蒸发。

在这种情况下，蒸发器48中蒸发的制冷剂冷却通过蓄电池冷却管线21引入的冷却剂。在依次通过冷凝器42、副冷凝器44、电子冷却器45和副热交换器46的同时冷凝量增加的制冷剂膨胀并供应至蒸发器48，由此在蒸发器48中将制冷剂蒸发至更低的温度。

即，在本示例性实施例中，副冷凝器44、电子冷却器45以及副热交换器45分别进一步冷凝制冷剂，因此有利于过冷度形成。另外，可以在车辆的冷却模式下提高冷却性能和效率。

另一方面，蒸发器48中蒸发的制冷剂冷却通过蓄电池冷却管线21引入的冷却剂。冷却剂在通过蒸发器48的同时被冷却至更低的温度，并且通过第二连接管线60供应至冷却器33中。

因此，引入HVAC模块30中的外部空气在与引入冷却器33中并处于低温状态的冷却剂进行热交换的同时被冷却。

开闭门35关闭冷却的外部空气进入内部加热器31所通过的部分，使得冷却的外部空气不通过内部加热器31。因此，冷却的外部空气直接引入车辆内部，从而能够有效地冷却车辆的内部。

这里，为了升高蓄电池模块B的温度，通过第七和第八阀V7和V8的操作打开第一和第二蓄电池加热管线76和78。

第一和第二蓄电池加热管线76和78可以连接打开的第一连接线50和穿过蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。

因此，冷却剂通过第三水泵52的操作在穿过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11以及通过第二和第三阀V2和V3连接至冷却管线11的第一连接管线50中循环。

也就是说，通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却剂在压缩机49中被压缩成高温高压，并且与供应的制冷剂进行热交换，使得可以进一步增加其温度。

因此，在通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的同时温度升高的冷却剂供应至内部加热器31。

在这种情况下，开闭门35关闭，使得引入HVAC模块30中并通过冷却器33的外部空气不通过内部加热器31。

在这种状态下，沿第一连接管线50循环的高温冷却剂可以在通过第一和第二蓄电池加热管线76和78循环到连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21中的同时升高蓄电池模块B的温度。

将参考图4描述在车辆的加热模式下从电气组件和蓄电池模块回收废热的操作。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的加热模式下用于回收来自电气组件和蓄电池模块的废热的操作状态的框图。

参考图4，在车辆的加热模式下回收电气组件15和蓄电池模块B的废热的情况下，为了加热车辆内部而操作CE模块40的相应组件，使得制冷剂循环通过制冷剂管线41。

在这种情况下，通过第一阀V1的操作关闭第一分支管线70。

通过第四阀V4的操作打开连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。通过第四阀V4的操作关闭第二分支管线60。

通过第二和第三阀V2和V3的操作打开连接电气组件15、冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11和第一连接管线50。

而且，冷却管线11通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作连接至蓄电池冷却管线21。在第五阀V5打开第二分支管线72的状态下，第五阀V5关闭连接电气组件15和散热器12的冷却管线12。

另外，通过第六阀V6的操作关闭第三分支管线74。

而且，通过第七和第八阀V7和V8的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线76和78。

因此，冷却管线11和蓄电池冷却管线21通过第一至第五阀V1至V5的选择性操作而彼此连接，并且可以形成冷却剂循环的一个闭合回路。

这里，电气组件15中产生的废热和蓄电池模块B中产生的废热升高沿冷却管线11和蓄电池冷却管线21循环的冷却剂的温度。

温度升高的冷却剂在通过第一和第二水泵14和23的操作通过蒸发器48的同时进一步升高从蒸发器48排出的制冷剂的温度。

温度升高的制冷剂引入压缩机49中，在压缩机49中在更高的温度和压力下被压缩，然后引入冷凝器42中。引入冷凝器42的制冷剂通过储液干燥器43引入副冷凝器44。

这里，冷却剂通过第三水泵52的操作沿穿过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11以及通过第二和第三阀V2和V3连接至冷却管线11的第一连接管线50循环。

通过冷凝器42和副冷凝器44的冷却剂在压缩机49中在高温和高压下被压缩，并且与供应的制冷剂进行热交换。然后，当冷却剂通过电子冷却器45时，通过热电元件45a的加热可以进一步升高冷却剂的温度。

因此，在依次通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的同时温度升高的冷却剂供应至内部加热器31。

这里，开闭门35打开，使得引入HVAC模块30中并且通过供应的冷却剂所停到的冷却器33的外部空气通过内部加热器31。

在这种情况下，当关闭第二连接管线60时，供应的冷却剂停止在冷却器33。

因此，从外部引入的外部空气在通过冷却器33时被冷却的室温状态下被引入。引入的外部空气在通过内部加热器31时变为高温状态，并且引入车辆内部，使得可以实施车辆内部的加热。

如果需要，可以选择性地开启加热器25以加热沿蓄电池冷却管线21循环的冷却剂。因此，可以快速升高通过蒸发器48的制冷剂的温度。

即，根据本示例性实施例的用于车辆的热泵系统1在车辆的加热模式下使用电气组件15和蓄电池模块B中产生的废热源来升高制冷剂的温度，从而能够降低压缩机49的功耗并且提高加热效率。

此外，虽然未在图5中示出，但是在车辆的加热模式下仅从蓄电池模块B回收废热的情况下，通过第一阀V1的操作打开第一分支管线70。同时，通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作关闭冷却管线11与蓄电池冷却管线21之间的连接。

因此，冷却剂在通过第二水泵23的操作沿蓄电池冷却管线21和第一分支管线70循环的同时回收蓄电池模块B中产生的废热，使得冷却剂的温度升高。温度升高的冷却剂可以在通过蒸发器48的同时通过与制冷剂进行热交换来升高制冷剂的温度。

也就是说，尽管本示例性实施例中已经以示例的方式描述了在车辆的加热模式下电气组件15的废热和蓄电池模块B的废热都被回收或蓄电池模块B的废热被回收的情况，但是本发明不限于此。也就是说，除了蓄电池模块B的废热之外，也可以回收电气组件15中产生的废热。

在本示例性实施例中，将参考图5描述在车辆的加热模式下升高蓄电池模块B的温度的情况的操作。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的加热模式下用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

参考图5，在车辆的加热模式下，在升高蓄电池模块B的温度的情况下，为了加热车辆内部而操作CE模块40的相应组件，使得制冷剂循环通过制冷剂管线41。

在这种情况下，通过第一阀V1的操作关闭第一分支管线70。

通过第四阀V4的操作关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21和第二连接管线60。

通过第二和第三阀V2和V3的操作打开连接电气组件15、冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11和第一连接管线50。

而且，冷却管线11通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作连接至蓄电池冷却管线21。在第五阀V5打开第二分支管线72的状态下，第五阀V5关闭连接电气组件15和散热器12的冷却管线12。

通过第六阀V6的操作打开第三分支管线74，使得第三分支管线连接至冷却管线11和蓄电池冷却管线21。

而且，通过第七和第八阀V7和V8的操作打开第一和第二蓄电池加热管线76和78。

因此，冷却管线11和蓄电池冷却管线21通过第一至第五阀V1、V2、V3、V4和V5的选择性操作而彼此连接，并且可以形成冷却剂循环的一个闭合回路。

这里，从电气组件15产生的废热升高沿冷却管线11和第三分支管线74循环的冷却剂的温度。

当温度升高的冷却剂通过第一水泵14的操作通过蒸发器48时，制冷剂进一步升高从蒸发器48排出的制冷剂的温度。

温度升高的制冷剂引入压缩机49中，在压缩机49中在更高的温度和压力下被压缩，然后引入冷凝器42中。引入冷凝器42的制冷剂通过储液干燥器43引入副冷凝器44。

这里，冷却剂通过第三水泵52的操作沿穿过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11以及通过第二和第三阀V2和V3连接至冷却管线11的第一连接管线50循环。

通过冷凝器42和副冷凝器44的冷却剂在压缩机49中在高温和高压下被压缩，并且与供应的制冷剂进行热交换。然后，当冷却剂通过电子冷却器45时，通过热电元件45a的加热可以进一步升高冷却剂的温度。

因此，在依次通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的同时温度升高的冷却剂供应至内部加热器31。

这里，开闭门35打开，使得引入HVAC模块30中并且通过供应的冷却剂所停到的冷却器33的外部空气通过内部加热器31。

在这种情况下，当关闭第二连接管线60时，供应的冷却剂停止在冷却器33。

因此，从外部引入的外部空气在通过冷却器33时被冷却的室温状态下被引入。引入的外部空气在通过内部加热器31时变为高温状态，并且引入车辆内部，使得可以实施车辆内部的加热。

也就是说，根据本示例性实施例的热泵系统1在车辆的加热模式下升高蓄电池模块B的温度，当使用从电气组件15产生的废热源来升高制冷剂的温度时，可以降低压缩机49的功耗并且可以提高加热效率。

这里，打开以升高蓄电池模块B的温度的第一和第二蓄电池加热管线76和78可以连接打开的第一连接线50和穿过蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。

因此，在沿第一连接管线50循环的高温冷却剂通过第一和第二蓄电池加热管线76和78循环到连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21时，升高蓄电池模块B的温度。

将参考图6描述本示例性实施例中的车辆的加热除湿模式下的操作。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的取决于车辆的加热除湿模式的操作状态的框图。

参考图6，在车辆的加热除湿模式下，为了加热车辆内部而操作CE模块40的相应组件，使得制冷剂沿制冷剂管线41循环。

通过第一阀V1的操作打开第一分支管线70。通过第四阀V4的操作关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。同时，通过第四阀V4打开第二连接管线60，使得第一分支管线70和第二连接管线60彼此连接。

连接电气组件15以及冷凝器42和副冷凝器44、电子冷却器45的冷却管线11和第一连接管线50通过第二和第三阀门V2和V3的操作而打开，以彼此连接。

在停第一水泵14的操作的状态下，通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作关闭冷却管线11与蓄电池冷却管线21之间的连接。

通过第五和第六阀V5和V6的操作关闭第二和第三分支管线72和74。

而且，通过第七和第八阀V7和V8的操作关闭第一和第二蓄电池加热管线76和78。

因此，冷却剂通过第三水泵52的操作沿穿过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11以及通过第二和第三阀V2和V3连接至冷却管线11的第一连接管线50循环。

这里，通过冷凝器42和副冷凝器44的冷却剂在压缩机49中在高温和高压下被压缩，并且与供应的制冷剂进行热交换。然后，当冷却剂通过电子冷却器45时，通过热电元件45a的加热可以进一步升高冷却剂的温度。

因此，在依次通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的同时温度升高的冷却剂供应至内部加热器31。

同时，蓄电池冷却管线21的冷却剂通过第二水泵23的操作沿蓄电池冷却管线21、第一分支管线70和第二连接管线60循环。

这里，蒸发器48在沿蓄电池冷却管线21循环的冷却剂与在其中蒸发的低温制冷剂之间进行热交换，并且将低温冷却剂供应至冷却器33。

在这种情况下，蒸发器48中蒸发的制冷剂冷却通过蓄电池冷却管线21引入的冷却剂。另外，在通过蒸发器48的同时被冷却的冷却剂通过第二连接管线60供应至冷却器33。

因此，引入HVAC模块30中的外部空气在通过引入低温冷却剂的冷却器33的同时被除湿。然后，外部空气在通过供应有高温冷却剂的内部加热器31的同时变成高温状态，然后引入车辆内部，从而对车辆内部进行加热除湿。

在本示例性实施例中，将参考图7描述在车辆的加热除湿模式下升高蓄电池模块B的温度的情况的操作。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在车辆的加热除湿模式下用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

参考图7，当在车辆的加热除湿模式下升高蓄电池模块B的温度时，为了加热车辆内部而操作CE模块40的相应组件，使得制冷剂循环通过制冷剂管线41。

通过第一阀V1的操作打开第一分支管线70。通过第四阀V4的操作关闭连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。同时，通过第四阀V4打开第二连接管线60，使得第一分支管线70和第二连接管线60彼此连接。

连接电气组件15以及冷凝器42和副冷凝器44、电子冷却器45的冷却管线11和第一连接管线50通过第二和第三阀门V2和V3的操作而打开，以彼此连接。

在停第一水泵14的操作的状态下，通过第一、第二和第三阀V1、V2和V3的操作关闭冷却管线11与蓄电池冷却管线21之间的连接。

通过第五和第六阀V5和V6的操作关闭第二和第三分支管线72和74。

而且，通过第七和第八阀V7和V8的操作打开第一和第二蓄电池加热管线76和78。

因此，冷却剂通过第三水泵52的操作沿穿过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的冷却管线11以及通过第二和第三阀V2和V3连接至冷却管线11的第一连接管线50循环。

这里，通过冷凝器42和副冷凝器44的冷却剂在压缩机49中在高温和高压下被压缩，并且与供应的制冷剂进行热交换。然后，当冷却剂通过电子冷却器45时，通过热电元件45a的加热可以进一步升高冷却剂的温度。

因此，在依次通过冷凝器42、副冷凝器44和电子冷却器45的同时温度升高的冷却剂供应至内部加热器31。

蓄电池冷却管线21的冷却剂通过第二水泵23的操作沿蓄电池冷却管线21、第一分支管线70和第二连接管线60循环。

这里，蒸发器48在沿蓄电池冷却管线21循环的冷却剂与在其中蒸发的低温制冷剂之间进行热交换，并且将低温冷却剂供应至冷却器33。

在这种情况下，蒸发器48中蒸发的制冷剂冷却通过蓄电池冷却管线21引入的冷却剂。另外，在通过蒸发器48的同时被冷却的冷却剂通过第二连接管线60供应至冷却器33。

因此，引入HVAC模块30中的外部空气在通过引入低温冷却剂的冷却器33的同时被除湿。然后，外部空气在通过供应有高温冷却剂的内部加热器31的同时变成高温状态，然后引入车辆内部，从而对车辆内部进行加热除湿。

这里，打开以升高蓄电池模块B的温度的第一和第二蓄电池加热管线76和78可以连接打开的第一连接线50和穿过蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21。

因此，在沿第一连接管线50循环的高温冷却剂通过第一和第二蓄电池加热管线76和78循环到连接至蓄电池模块B的蓄电池冷却管线21中时，高温制冷剂可以升高蓄电池模块B的温度。

接下来，将参考图8描述在车辆的冷却或加热模式的状态下升高蓄电池模块B的温度时的操作。

图8是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统中的在未操作车辆的冷却或加热模式时用于升高蓄电池模块的温度的操作状态的框图。

参考图8，在不操作车辆的冷却或加热模式的状态下，当升高蓄电池模块B的温度时，停止CE模块40的操作，使得制冷剂的循环停止。

而且，第一分支管线70通过第一阀V1的操作连接至蓄电池冷却管线21。而且，通过第一阀V1的操作关闭蓄电池冷却管线21与冷却管线11之间的连接。

因此，蓄电池冷却管线21和第一分支管线70形成一个闭合回路。因此，冷却剂在通过第二水泵23的操作沿蓄电池冷却管线21和第一分支管线70循环的同时通过蓄电池模块B。

在这种情况下，加热器25操作为开启，使得加热器25加热沿蓄电池冷却管线21循环以引入蓄电池模块B的冷却剂，从而使蓄电池模块B的温度快速升高。

因此，当如上所述应用根据本发明的示例性实施例的用于车辆的热泵系统1时，在冷凝和蒸发制冷剂时从制冷剂产生的热能与冷却剂的热量交换，并且使用进行热交换的低温或高温冷却剂来控制车辆的内部温度，从而能够简化用于车辆的热泵系统，并且简化制冷剂循环通过的连接管的布局。

另外，用于车辆的热泵系统1可以使用电气组件15和蓄电池模块B的废热来提高车辆的加热效率，并且通过有效地控制蓄电池模块B的温度使得蓄电池模块B表现出最佳性能来增加车辆的整体行驶距离。

另外，与根据相关技术的空调设备相比，封装通过制冷剂的冷凝和蒸发产生热能的CE模块40，并且使用高性能R152-a或R744制冷剂，使得可以减小尺寸和重量，并且可以防止噪声、振动和操作不稳定性的产生。

另外，CE模块40一起包括：副冷凝器44，其通过热交换二次冷凝制冷剂和冷却剂；电子冷却器45，其根据供电而加热冷却剂和冷却制冷剂；以及副热交换器46，其冷凝低温制冷剂和冷凝的制冷剂，以便增加制冷剂的冷凝量，从而通过增加制冷剂的过冷度来提高冷却性能和效率。

此外，简化了用于车辆的整体热泵系统，从而能够降低制造车辆用热泵系统所需的成本和车辆用热泵系统的重量，能够提高空间利用率。

虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施例的内容描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (23)

1.一种用于车辆的热泵系统，包括：

冷却设备，包括通过冷却管线连接的散热器和第一水泵，并且使冷却剂沿冷却管线循环以冷却电气组件；

蓄电池模块，设置在通过第一阀选择性地连接至所述冷却管线的蓄电池冷却管线上；

加热通风空调模块，包括通过第一连接管线连接至所述冷却管线的内部加热器、通过第二连接管线连接至所述蓄电池冷却管线的冷却器以及设置在所述内部加热器与所述冷却器之间并且根据所述车辆的冷却模式、加热模式以及加热除湿模式来控制通过所述冷却器的外部空气选择性地引入所述内部加热器的开闭门；以及

集中式能量模块，连接至所述蓄电池冷却管线和所述冷却管线中的每一个，交换在冷凝和蒸发在所述集中式能量模块中循环的制冷剂时产生的热能与冷却剂的热量，以及将进行热交换的低温或高温冷却剂供应至所述加热通风空调模块，

其中，所述集中式能量模块还设置有冷却剂和制冷剂通过的电子冷却器，用于根据是否供电来加热所述冷却剂和冷却所述冷却剂。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述集中式能量模块包括：

冷凝器，设置在通过在所述散热器与所述蓄电池模块之间设置在所述冷却管线上的第二阀和在所述电气组件与所述第一阀之间设置在所述冷却管线上的第三阀彼此连接的冷却管线上；

副冷凝器，通过制冷剂管线连接至所述冷凝器，以便进一步在所述冷却剂和从所述冷凝器排出的制冷剂之间进行热交换；

储液干燥器，设置在所述冷凝器与所述副冷凝器之间；

副热交换器，与所述电子冷却器连接，通过所述制冷剂管线连接至所述副冷凝器，以及通过将通过所述电子冷却器的制冷剂和低温制冷剂进行热交换来进一步冷凝所述制冷剂，使得通过所述制冷剂的过冷度增加来增加所述制冷剂的冷凝量；

膨胀阀，通过制冷剂管线与所述副热交换器连接；

蒸发器，通过所述制冷剂管线连接至所述膨胀阀，并且在所述蓄电池模块与所述第一阀之间设置在所述蓄电池冷却管线上；和

压缩机，在所述蒸发器与所述冷凝器之间设置在所述制冷剂管线上，

连接至所述冷凝器的冷却管线分别穿过通过所述制冷剂管线连接至所述储液干燥器的副冷凝器和所述电子冷却器，并且

从所述蒸发器排出的制冷剂在通过所述副热交换器的同时与从所述副冷凝器供应的制冷剂进行热交换，然后供应至所述压缩机。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中：

热电元件设置在所述电子冷却器的中心，并且

当供电时，所述热电元件的连接至所述冷却管线的一侧被加热，并且所述热电元件的连接至所述制冷剂管线的另一侧被冷却。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述第一阀将连接至介于所述散热器与所述蒸发器之间的电气组件的冷却管线和所述蓄电池冷却管线连接，并且

所述第一连接管线通过所述第二阀和所述第三阀选择性地连接所述冷却管线和所述内部加热器。

5.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述蓄电池冷却管线设置有通过所述第一阀连接所述蒸发器和所述蓄电池模块的第一分支管线，

所述第二连接管线通过经由所述第一分支管线连接的蒸发器与蓄电池模块之间的第四阀连接至所述蓄电池冷却管线，

连接在所述电气组件与所述散热器之间的冷却管线设置有第二分支管线，所述第二分支管线通过第五阀连接至介于所述散热器与所述第一水泵之间的冷却管线，

通过第六阀从所述蓄电池冷却管线分支的第三分支管线设置为控制向所述蒸发器与所述蓄电池模块之间的蓄电池模块供应制冷剂，

穿过所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线设置有第一蓄电池加热管线，所述第一蓄电池加热管线通过相对于所述冷却剂的流动方向设置在所述蓄电池模块后部的第七阀连接至所述第一连接管线，并且

穿过所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线设置有第二蓄电池加热管线，所述第二蓄电池加热管线连接至相对于所述冷却剂的流动方向位于所述蓄电池模块前部处的第一连接管线并且具有第八阀。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的冷却模式下冷却所述电气组件的情况下，

通过所述第一阀的操作打开所述第一分支管线，并且在通过所述第四阀的操作关闭连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下打开所述第二连接管线，

通过所述第二阀和所述第三阀的操作，关闭所述第一连接管线并且打开将所述电气组件和所述冷凝器彼此连接的冷却管线，

通过所述第一阀至所述第三阀的操作关闭所述冷却管线与所述蓄电池冷却管线之间的连接，

在通过所述第五阀的操作关闭所述第二分支管线的状态下，打开将所述电气组件和所述散热器彼此连接的冷却管线，

通过所述第六阀的操作关闭所述第三分支管线，

通过所述第七阀和所述第八阀关闭所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线，并且

所述制冷剂在所述集中式能量模块中循环。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述蒸发器在所述车辆的冷却模式下通过热交换利用在所述蒸发器中蒸发的低温制冷剂来冷却沿所述蓄电池冷却管线循环的冷却剂，并且通过所述第二连接管线向所述冷却器供应低温冷却剂。

8.根据权利要求6所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的冷却模式下与所述电气组件一起冷却所述蓄电池模块的情况下，通过所述第四阀的操作打开连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线，并且

通过所述第七阀和所述第八阀的操作关闭所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线。

9.根据权利要求6所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的冷却模式下升高所述蓄电池模块的温度的情况下，

通过所述第二阀和所述第三阀的操作打开将所述电气组件和所述冷凝器彼此连接的冷却管线以及所述第一连接管线，

通过所述第七阀和所述第八阀的操作打开所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线，并且

连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线通过打开的第一蓄电池加热管线和第二蓄电池加热管线连接至所述第一连接管线。

10.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的加热模式下回收所述蓄电池模块和所述电气组件的废热的情况下，

通过所述第一阀的操作关闭所述第一分支管线，并且在通过所述第四阀的操作打开连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下关闭所述第二连接管线，

通过所述第二阀和所述第三阀的操作打开将所述电气组件和所述冷凝器彼此连接的冷却管线以及所述第一连接管线，

所述冷却管线通过所述第一阀至所述第三阀的操作连接至所述蓄电池冷却管线，

在通过所述第五阀的操作打开所述第二分支管线的状态下，关闭将所述电气组件和所述散热器彼此连接的冷却管线，

通过所述第六阀的操作关闭所述第三分支管线，

通过所述第七阀和所述第八阀的操作关闭所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线，并且

所述制冷剂在所述集中式能量模块中循环。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述电气组件和所述蓄电池模块中产生的废热升高沿所述冷却管线和所述蓄电池冷却管线循环的冷却剂的温度，并且温度升高的冷却剂升高从所述蒸发器排出的制冷剂的温度。

12.根据权利要求10所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的加热模式下仅从所述蓄电池模块回收废热的情况下，

通过所述第一阀的操作打开所述第一分支管线，并且

通过所述第一阀至所述第三阀的操作关闭所述冷却管线与所述蓄电池冷却管线之间的连接。

13.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的加热模式下升高所述蓄电池模块的温度的情况下，

通过所述第一阀的操作关闭所述第一分支管线，并且通过所述第四阀的操作关闭连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线和所述第二连接管线，

通过所述第二阀和所述第三阀的操作打开连接所述电气组件以及所述冷凝器和所述副冷凝器的冷却管线和第一连接管线，

所述冷却管线通过所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀的操作连接至所述蓄电池冷却管线，

在通过所述第五阀的操作打开所述第二分支管线的状态下，关闭将所述电气组件和所述散热器连接的冷却管线，

通过所述第六阀的操作打开所述第三分支管线，使得所述冷却管线和所述蓄电池冷却管线连接，

所述制冷剂在所述集中式能量模块中循环，

通过所述第七阀和所述第八阀的操作打开所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线，并且

连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线通过打开的第一蓄电池加热管线和第二蓄电池加热管线连接至所述第一连接管线。

14.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的加热除湿模式下，

通过所述第一阀的操作打开所述第一分支管线，并且在通过所述第四阀的操作关闭连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下打开所述第二连接管线，

通过所述第二阀和所述第三阀的操作打开将所述电气组件和所述冷凝器彼此连接的冷却管线以及所述第一连接管线，

在停止所述第一水泵的操作的状态下，通过所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀的操作关闭连接至所述电气组件的冷却管线和所述蓄电池冷却管线的连接，

通过所述第五阀和所述第六阀的操作关闭所述第二分支管线和所述第三分支管线，

通过所述第七阀和所述第八阀的操作关闭所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线，并且

所述制冷剂在所述集中式能量模块中循环。

15.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的加热除湿模式下升高所述蓄电池模块的温度的情况下，

通过所述第一阀的操作打开所述第一分支管线，并且在通过所述第四阀的操作关闭连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线的状态下打开所述第二连接管线，

通过所述第二阀和所述第三阀的操作打开连接所述冷凝器和所述副冷凝器的冷却管线和第一连接管线，

在停止所述第一水泵的操作的状态下，通过所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀的操作关闭连接至所述电气组件的冷却管线和所述蓄电池冷却管线的连接，

通过所述第五阀和所述第六阀的操作关闭所述第二分支管线和所述第三分支管线，

通过所述第七阀和所述第八阀的操作打开所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线，

连接至所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线通过打开的第一蓄电池加热管线和第二蓄电池加热管线连接至所述第一连接管线，并且

所述制冷剂在所述集中式能量模块中循环。

16.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述车辆的冷却模式或加热模式下升高所述蓄电池模块的温度的情况下，

停止所述制冷剂在所述集中式能量模块中的循环，

所述第一分支管线连接至所述蓄电池冷却管线，并且通过所述第一阀的操作关闭与所述冷却管线的连接，

通过所述第四阀的操作打开穿过所述蓄电池模块的蓄电池冷却管线，

通过所述第五阀和所述第六阀的操作关闭所述第二分支管线和所述第三分支管线，并且

通过所述第七阀和所述第八阀的操作关闭所述第一蓄电池加热管线和所述第二蓄电池加热管线。

17.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

加热器在所述蓄电池模块与所述蒸发器之间设置在所述蓄电池冷却管线中，并且

所述加热器操作为开启，使得沿所述蓄电池冷却管线循环的冷却剂被加热以引入所述蓄电池模块。

18.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

连接至所述第二分支管线的储液罐设置在所述散热器与所述第一水泵之间。

19.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述冷凝器、所述副冷凝器和所述蒸发器是通过所述冷却管线和所述蓄电池冷却管线向内部引入所述冷却剂的水冷式热交换器。

20.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

在所述集中式能量模块中循环的制冷剂是R152-a或R744制冷剂。

21.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

第二水泵设置在所述蓄电池冷却管线中，并且

第三水泵设置在所述第一连接管线中。

22.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述电气组件是电动机或电力控制单元或车载充电器，并且

在行驶时加热所述电动机和所述电力控制单元，并且在对所述蓄电池模块充电时加热所述车载充电器。

23.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中：

所述第二阀和所述第三阀是四通阀，

所述第一阀、所述第四阀、所述第五阀、所述第六阀和所述第七阀是三通阀，并且

所述第八阀是二通阀。