CN109760483B - 用于车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的热泵系统。用于车辆的热泵系统可以包括：冷却装置，其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵；电池模块，其设置于电池冷却液管线，所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线；空调，其通过第三阀门连接至电池冷却液管线，第二水泵和冷却器设置于第一连接管线；加热装置，其通过第四阀门连接至电池冷却液管线，第三水泵和加热器设置于第二连接管线；以及集中式能量CE模块，其连接至冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线，从而向空调供应低温冷却液，向加热装置供应高温冷却液，将在内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换。

Description

用于车辆的热泵系统

与相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月10日提交的韩国专利申请No.10-2017-0149426的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的热泵系统。更具体地，本发明涉及一种用于车辆的热泵系统，其用于选择性地利用高温的冷却液或低温的冷却液来加热或冷却车辆内部。

背景技术

通常，车辆的空调包括用于循环冷却液以便加热或冷却车辆内部的空调系统。

通过将车辆的内部温度保持在适当的温度而不管外部温度的变化如何，空调系统可以保持舒适的车内环境，空调系统配置为通过经由蒸发器的热交换来加热或冷却车辆内部，在这个过程中，通过压缩机的驱动排出的冷却液通过冷凝器、接收干燥器、膨胀阀和蒸发器再次循环到压缩机。

也就是说，空调系统在夏季的冷却模式下，将从压缩机压缩的高温高压的气态冷却液冷凝，以经由接收干燥器和膨胀阀通过蒸发器中的蒸发来降低内部的温度和湿度。

同时，近年来，随着对能源效率和环境污染问题的关注日益增长，需要开发一种配置为用于实质上替代内燃机车辆的环保车辆。环保车辆分为利用燃料电池或电力作为动力源驱动的电动车辆以及利用发动机和电池驱动的混合动力车辆。

在环保车辆中，与普通车辆的空调不同，电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器。应用于环保车辆的空调是指热泵系统。

同时，电动车辆的情况下将氧气和氢气的化学反应能量转换成电能以产生驱动扭矩。在上述过程中，通过燃料电池内部的化学反应产生热能。为了确保燃料电池的性能，有效去除产生的热量至关重要。

此外，在混合动力车辆中，与由一般燃料操作的发动机一起，利用上述燃料电池或来自电池的电力驱动电机以产生驱动扭矩。相应地，通过有效地去除从燃料电池或电池和电机产生的热量，可以确保电机的性能。

相应地，根据相关技术的混合动力车辆或电动车辆可以包括独立的闭合回路作为电池冷却系统(旨在防止包括燃料电池的电池发热)以及电机、电气设备、冷却装置和热泵系统。

因此，设置于车辆前部的冷却模块的尺寸和重量以及用于向发动机室内的热泵系统、冷却器和电池冷却系统供应制冷剂和冷却液的连接管的布局很复杂。

此外，为了获得电池的最佳性能，分别提供用于根据车辆的状态加热或冷却电池的电池冷却系统。应用多个用于将连接管相互连接的阀门。由于阀门频繁的开启或关闭操作，噪声和振动会传递到车辆内部，从而导致驾乘舒适性下降。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，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，其具有以下优点：在制冷剂冷凝和蒸发时，选择性地将从制冷剂产生的热能与冷却液进行热交换，以利用低温或高温的热交换冷却液来控制车辆的内部温度。

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统，其利用电气设备和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电池模块来提高车辆的整个行驶距离，从而呈现电池模块的最佳性能。

根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统包括：冷却装置，其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵，以使冷却液经由冷却液管线循环；电池模块，其设置于电池冷却液管线，所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线；空调，其通过第三阀门连接至电池冷却液管线，所述空调通过选择性地形成独立闭合回路而配置用于冷却车辆内部的第一连接管线，并包括设置于所述第一连接管线的第二水泵和冷却器；加热装置，其通过第四阀门连接至电池冷却液管线，所述加热装置通过选择性地形成独立闭合回路而配置用于来加热车辆内部的第二连接管线，并包括设置于所述第二连接管线的第三水泵和加热器；以及集中式能量(CE)模块，其连接至冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线，通过将内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换，从而向空调供应低温的冷却液，向加热装置供应高温的冷却液。

通过利用沿所述冷却液管线循环的冷却液，所述冷却装置可以冷却电气设备或者可以冷却电池模块。

所述CE模块可以包括：主热交换器，其设置于散热器和电池模块之间的冷却液管线，并蒸发或冷凝制冷剂；膨胀阀，其通过制冷剂管线连接至主热交换器；蒸发器，其通过制冷剂管线连接至膨胀阀，并且设置于第一连接管线以冷却沿着空调中的第一连接管线循环的冷却液；以及压缩机，其设置于蒸发器与主热交换器之间的制冷剂管线。

内部热交换器可以设置于所述蒸发器和所述压缩机之间的制冷剂管线。

所述内部热交换器可以连接至将所述主热交换器和所述膨胀阀进行连接的制冷剂管线以及将所述蒸发器和所述压缩机进行连接的制冷剂管线。

在主热交换器冷凝制冷剂时，内部热交换器可以通过与从蒸发器排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝在主热交换器中冷凝的制冷剂，并可以将进一步冷凝的制冷剂引入膨胀阀。

所述第一阀门可以在散热器和电池模块之间，将第二冷却液管线与的电池冷却液管线选择性地连接，第三阀门和第四阀门可以设置于电池冷却液管线，并且在第三阀门和第四阀门之间插置有电池模块，并且第三阀门和第四阀门选将电池冷却液管线与第一连接管线和第二连接管线择性地连接。

所述CE模块可以进一步包括：副冷凝器，其在主热交换器和压缩机之间，通过制冷剂管线连接至压缩机，并且设置于第二连接管线，从而加热装置加热经由第二连接管线循环的冷却液；以及副膨胀阀，其设置于副冷凝器与主热交换器之间的制冷剂管线。

在电池冷却液管线中可以设置有第一分支管线，所述第一分支管线通过第一阀门将电池模块与空调和加热装置进行连接并且关闭与冷却装置的连接，在冷却液管线中可以设置有第二分支管线，所述第二分支管线分隔电池冷却液管线和冷却液管线，在连接电气设备的冷却液管线中可以设置有第四分支管线，所述第四分支管线通过第五阀门连接至在散热器和第一水泵之间的冷却液管线。

当在车辆的冷却模式下电池模块与电气设备一起冷却时，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线可以打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接可以通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，连接至电池模块的电池冷却液管线可以通过第三阀门的操作而连接至第一连接管线，电池冷却液管线和第二连接管线之间的连接可以通过第四阀门的操作而关闭，第三分支管线可以通过第五阀门的操作而关闭，制冷剂可以循环，主热交换器可以冷凝制冷剂，副冷凝器和副膨胀阀可以在CE模块中停止操作。

所述蒸发器可以通过第三阀门的操作将从电池冷却液管线经由第一连接管线循环的冷却液与内部蒸发的低温的制冷剂进行热交换，以冷却所述冷却液，穿过蒸发器的低温的冷却液可以通过第二水泵的操作沿着第一连接管线供应到冷却器，穿过冷却器的低温的冷却液可以通过第三阀门的操作沿着连接至第一连接管线的电池冷却液管线供应到电池模块，以冷却电池模块。

在冷却装置中，打开的第二分支管线可以连接至冷却液管线，从而形成独立的闭合回路，在散热器中冷却的冷却液可以在通过第一水泵的操作循环的同时冷却电气设备。

当在车辆的冷却模式下增加电池模块的温度时，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线可以打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接可以通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，连接至电池模块的电池冷却液管线和第一连接管线可以通过第三阀门的操作形成独立的闭合回路，电池冷却液管线可以通过第四阀门的操作连接至第二连接管线，第三分支管线可以通过第五阀门的操作而关闭，制冷剂可以循环，主热交换器和副冷凝器可以冷凝制冷剂，副膨胀阀可以在CE模块中停止操作。

副冷凝器可以通过第四阀门的操作使来自电池冷却液管线沿第二连接管线循环的冷却液与从压缩机供应的高温的制冷剂进行热交换，以加热冷却液，来自副冷凝器的高温的冷却液可以通过第三水泵的操作经由第二连接管线供应到加热器，来自加热器的高温的冷却液可以经由通过第四阀门的操作而连接的电池冷却液管线，供应到电池模块，以升高电池模块的温度。

当在车辆的加热模式下回收电池模块和电气设备的废热时，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而关闭，第二分支管线可以关闭，冷却液管线可以通过关闭的第一分支管线和第二分支管线连接至电池冷却液管线，电池冷却液管线与第一连接管线之间的连接可以通过第三阀门的操作而关闭，电池冷却液管线和第二连接管线可以通过第四阀门的操作分别形成独立的闭合回路，在第三分支管线通过第五阀门的操作而打开的状态下，用于连接电气设备与散热器的冷却液管线可以关闭，通过加热装置中的第三水泵的操作，冷却液可以沿着第二连接管线循环，制冷剂可以循环，膨胀阀和蒸发器可以停止操作，副膨胀阀可以操作以使已穿过副冷凝器的制冷剂膨胀并可以将膨胀的制冷剂供应到CE模块中的主热交换器。

从电气设备和电池模块产生的废热可以使经由冷却液管线和电池冷却液管线循环的冷却液的温度升高，在升高来自主热交换器的制冷剂的温度的同时，可以回收温度升高的冷却液，沿着第二连接管线循环的冷却液可以通过与副冷凝器中从压缩机供应的高温制冷剂进行热交换而被更多地加热，然后可以被供应到加热装置中的加热器。

当在车辆的加热模式下增加电池模块的温度时，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线可以打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接可以通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，连接至电池模块的电池冷却液管线与第一连接管线之间的连接可以通过第三阀门的操作而关闭，电池冷却液管线可以通过第四阀门的操作连接至第二连接管线，在第三分支管线可以通过第五阀门的操作而打开的状态下，用于连接电气设备与散热器的冷却液管线可以关闭，制冷剂可以循环，膨胀阀和蒸发器可以停止操作，副膨胀阀可以操作以使已穿过副冷凝器的制冷剂膨胀并可以将膨胀的制冷剂供应到CE模块中的主热交换器。

当在车辆的加热模式下冷却电池模块时，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线可以打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接可以通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，连接至电池模块的电池冷却液管线可以通过第三阀门的操作而连接至第一连接管线，电池冷却液管线和第二连接管线可以通过第四阀门的操作分别形成独立的闭合回路，第三分支管线可以通过第五阀门的操作而关闭，在CE模块中，制冷剂可以循环，主热交换器和副冷凝器可以冷凝制冷剂，副膨胀阀可以停止操作。

在车辆的除湿模式中，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而关闭，第二分支管线可以关闭，冷却液管线可以通过关闭的第一分支管线和第二分支管线连接至电池冷却液管线，电池冷却液管线和第一连接管线可以通过第三阀门的操作分别形成独立的闭合回路，电池冷却液管线和第二连接管线可以通过第四阀门的操作分别形成独立的闭合回路，第三分支管线可以通过第五阀门的操作而关闭，冷却液可以分别通过空调和加热装置中的第二水泵和第三水泵的操作而经由第一连接管线和第二连接管线循环，制冷剂在CE模块中循环。

当在除湿模式下外部温度较低时，关闭的第三分支管线可以通过第五阀门的操作而打开，用于将电气设备连接至散热器的冷却液管线可以关闭。

在车辆的冷却模式或加热模式未运行时，如果通过利用电气设备的废热来升高电池模块的温度，则在CE模块中制冷剂的循环可以停止，第一分支管线可以通过第一阀门的操作而关闭，第二分支管线可以关闭，冷却液管线可以通过关闭的第一分支管线和第二分支管线连接至电池冷却液管线，电池冷却液管线与第一连接管线和第二连接管线之间的连接可以通过第三阀门和第四阀门的操作而关闭，在第三分支管线通过第五阀门的操作而打开的状态下，用于连接电气设备与散热器的冷却液管线可以关闭。

可以在散热器与主热交换器之间设置连接至第三分支管线的储液罐。

第一阀门和第五阀门可以是三通阀，第三阀门和第四阀门可以是四通阀。

主热交换器、副冷凝器和蒸发器可以是其中引入冷却液的水冷却热交换器。

在CE模块中循环的制冷剂可以是R152-a、R744或R290制冷剂。

电气设备可以包括电机、电力控制单元(EPCU)或车载充电器(OBC)，电机和EPCU在行驶的同时产生热量，而OBC可以在对电池模块充电时产生热量。

如上所述，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，通过在冷凝和蒸发制冷剂时对从制冷剂产生的能量和冷却液进行选择性地热交换，可以简化系统并且可以简化冷却液在其中循环的连接管的布局，从而利用低温或高温的经热交换的冷却液来控制车辆的内部温度。

此外，本发明可以利用电气设备和电池模块的废热提高车辆的加热效率，并且可以通过对电池模块进行有效的温度控制来增加车辆的总行驶距离，以获得电池模块的最佳性能。

此外，本发明可以通过封装集中式能量模块(CE模块)来减小尺寸和重量，所述集中式能量模块(CE模块)用于通过冷却液的冷凝和蒸发来产生热能。

此外，通过利用CE模块40中的高性能的R152-a、R744或R290制冷剂，与根据相关技术的空调相比，本发明可以防止产生噪声、振动和操作不稳定性。

此外，本发明通过将副冷凝器和内部热交换器配置在一起以增加CE模块中的制冷剂的冷凝量，可以增加制冷剂的过冷却(sub-cooling)以提高冷却性能和效率。

此外，本发明可以降低制造成本和重量，并且可以通过简化整个系统来提高空间利用率。

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且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，或者将在并且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是根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统的框图。

图2是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的冷却模式下冷却电池模块的操作的操作状态图。

图3是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的冷却模式下加热电池模块的操作的操作状态图。

图4是示出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，在车辆的加热模式下回收电气设备和电池模块中的废热的操作的操作状态图。

图5是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的加热模式下加热电池模块的操作的操作状态图。

图6是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的加热模式下冷却电池模块的操作的操作状态图。

图7是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，车辆的除湿模式的操作的操作状态图。

图8是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，当车辆的冷却模式或加热模式未运行时，加热电池模块的操作的操作状态图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。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。

在所附多个附图中，本发明中同样的或等同的部件以相同的附图标记标引。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解的是，本说明书并非意图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本发明的示例性实施方案，还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选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。

在下文中，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施方案。

虽然已经参考多个说明性实施方案描述了实施方案，但是应该理解的是，本领域技术人员可以设计出落入本发明的原理的精神和范围内的许多其他修改和实施方案。

在本质上附图和说明应被视为说明性的，而不是限制性的。在整个说明书中，相同的元件表示相同的附图标记。

由于附图所示的各个结构的尺寸和厚度是为了更好的理解和容易描述而任意指定的，所以本发明不限于所示附图，并且为清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。

此外，除非被明确地描述为相反的含义，否则词语“包括”和例如“包括有”或“包括了”之类的变体将被理解为包括了所声明的元素，而不排除任何其他元素。

此外，本说明书中所述的术语，如“……单元”、“……装置”、“……部件”和“……构件”，是指执行至少一种功能或操作的集合结构的单位。

图1是根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统的框图。

根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统1将在冷凝和蒸发时制冷剂产生的热能与冷却液选择性地进行交换，以仅通过利用低温或高温冷却液来执行车辆的冷却模式或加热模式。

热泵系统1适用于混合动力车辆或电动车辆。

参照图1，热泵系统1可以包括：冷却装置10、电池模块B、集中式能量(CE)模块40、空调50和加热装置60。

冷却装置10可以包括散热器12和第一水泵14，散热器12和第一水泵14通过冷却液管线11连接，并且使冷却液循环到冷却液管线11以冷却电气设备15。

这里，电气设备15可以包括电力控制单元(EPCU)16和车载充电器(OBC)17，电力控制单元(EPCU)16可以包括电机。

EPCU 16可以在行驶时产生热量，而当电池模块B被充电时OBC 17可以产生热量。

相应地，当在车辆的加热模式下回收电气设备15的废热时，从EPCU 16产生的热量被回收，而当电池模块B被充电时，从OBC 17产生的热量可以被回收。

散热器12布置在车辆的前部，冷却风扇13布置在散热器12的后部，从而通过冷却风扇13的运行以及与外部空气的热交换来冷却冷却液。

冷却装置10通过第一水泵14的操作使在散热器12中冷却的冷却液沿着冷却液管线11循环，从而使得电气设备15可以在其过热之前被冷却。

电池模块B设置于电池冷却液管线21，电池冷却液管线21通过第一阀门V1和第二阀门V2能够选择性地连接到冷却液管线11。

这里，第一阀门V1可以在散热器12和电池模块B之间，将连接到电气设备15的冷却液管线11与电池冷却液管线21进行选择性地连接。

这样的电池模块B向电气设备15供电，并且被设置为水冷却型，从而使得电池模块B由沿着电池冷却液管线21流动的冷却液进行冷却。

也就是说，根据第一阀门V1和第二阀门V2的操作，电池模块B经由电池冷却液管线21能够选择性地连接到冷却装置10，并且可以由沿着电池冷却液管线21循环的冷却液进行冷却。

在本发明的示例性实施方案中，空调50通过第三阀门V3能够选择性地连接到电池冷却液管线21。在这样的空调50中，设置第一连接管线52以通过形成选择性独立的闭合回路来冷却车辆的内部。此外，空调50可以包括设置于第一连接管线52的冷却器54和第二水泵56。

空调50可以通过利用低温冷却液来冷却冷却器54，低温冷却液通过第二水泵56的操作沿着第一连接管线52循环并由CE模块40冷却。

这里，冷却器54设置于HVAC模块中，该HVAC模块设置于车辆中。相应地，从HVAC模块供应到车辆内部的空气可以在穿过冷却器54的同时通过与低温冷却液的热交换而被冷却。

在本发明的示例性实施方案中，加热装置60通过第四阀门V4能够选择性地连接到电池冷却液管线21。在这种加热装置60中，第二连接管线62被形成为通过形成选择性独立的闭合回路来加热车辆的内部。此外，加热装置60可以包括设置于第二连接管线62的加热器64和第三水泵66。

加热装置60通过第三水泵66的操作沿着第二连接管线62循环冷却液，并且可以通过利用由CE模块40加热的高温冷却液来加热加热器64。

这里，加热器64设置于HVAC模块中，该HVAC模块设置于车辆中。相应地，从HVAC模块供应到车辆内部的空气在穿过加热器64的同时通过与高温冷却液进行热交换而被加热。

冷却器54和加热器64可以设置为根据引入其中的冷却液的温度而冷却或加热的水冷型。

同时，第三阀门V3和第四阀门V4设置于电池冷却液管线21，同时在第三阀门V3和第四阀门V4之间插入电池模块B。

第三阀门V3和第四阀门V4可以将电池冷却液管线21分别与第一连接管线52和第二连接管线62连接。

这里，第三阀门V3和第四阀门V4可以是四通阀。此外，第一水泵14、第二水泵56和第三水泵66可以是电动水泵。

集中式能量(CE)模块40连接到冷却液管线11以及第一连接管线52和第二连接管线62，以分别向空调50供应低温冷却液并向加热装置60供应高温冷却液。

CE模块40在由制冷剂(制冷剂在CE模块40中循环)的冷凝和蒸发产生的热能与冷却液之间进行选择性热交换，并将热交换后的低温或高温冷却液供应到空调50和加热装置60。

这里，制冷剂可以是高性能的R152-a、R744或R290制冷剂。

即，低温冷却液通过第一连接管线52供应到冷却器54，而高温冷却液通过第二连接管线62供应到加热器64。

这里，CE模块40可以包括：主热交换器42、膨胀阀45、蒸发器46和压缩机48。

首先，主散热器42设置于散热器12与第二阀门V2之间的冷却液管线11。这种主热交换器42可以冷凝或蒸发制冷剂。

相应地，主热交换器42通过与冷却液进行热交换而使制冷剂冷凝或蒸发，并且将制冷剂的冷凝或蒸发产生的热能供应给冷却液以增加或降低冷却液的温度。

这里，第二阀门V2可以在主热交换器42和电池模块B之间，选择性地连接冷却液管线11和电池冷却液管线21。

膨胀阀45可以通过制冷剂管线41连接到主热交换器42。该膨胀阀45通过接收穿过主热交换器42的制冷剂而使制冷剂膨胀。膨胀阀46可以形成为机械式或电子式。

蒸发器46通过制冷剂管线41连接到膨胀阀45，并且可以设置于第一连接管线52以冷却沿着空调50中的第一连接管线52循环的冷却液。

该蒸发器46通过与冷却液进行热交换来蒸发引入蒸发器46中的制冷剂，并且将由制冷剂蒸发产生的低温热能供应给冷却液以降低冷却液的温度。

此外，压缩机48设置于蒸发器46与主热交换器42之间的制冷剂管线41。压缩机41压缩从蒸发器46排出的气态的制冷剂。

这里，储液器47和内部热交换器44可以顺序地设置于蒸发器46和压缩机48之间的制冷剂管线41。

连接主热交换器42和膨胀阀45的制冷剂管线41与连接储液器47和压缩机48的制冷剂管线41可以分别连接到内部热交换器44。

此外，在主热交换器42冷凝制冷剂时，内部热交换器44通过与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝由主热交换器42冷凝的制冷剂，然后进一步冷凝的制冷剂被引入膨胀阀45。

储液器47设置于内部热交换器44和压缩机48之间的制冷剂管线41。储液器47仅将气体状态的制冷剂供应到压缩机48，从而可以提高压缩机48的效率和耐久性。

因此，从蒸发器46排出的制冷剂可以在穿过内部热交换器44的同时与从主热交换器42供应的制冷剂进行热交换，之后供应到压缩机48。

在这里，从主热交换器42排出的经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂分别被引入内部热交换器44。相应地，内部热交换器44还在低温制冷剂和经冷凝的制冷剂之间交换热量，以进一步降低制冷剂的温度并增加冷凝量。

如上所述，由于内部热交换器44进一步冷凝已经在主热交换器42中冷凝的制冷剂，因此可以增加制冷剂的过冷却，并且可以相应地提高作为相对于压缩机的功耗的冷却性能系数的性能系数。

同时，CE模块40可以进一步包括副冷凝器43和副膨胀阀49。

首先，副冷凝器43通过制冷剂管线41与压缩机48连接，副冷凝器43位于主热交换器42和压缩机48之间，并且设置于第二连接管线62以加热在加热装置60中的冷却液，该冷却液沿着第二连接管线62循环。

此外，副膨胀阀49可以设置于副冷凝器43与主热交换器42之间的制冷剂管线41。

当主热交换器42冷凝制冷剂时，副冷凝器43初步冷凝从压缩机48排出的制冷剂。相应地，主热交换器42进一步冷凝在副冷凝器43中冷凝的制冷剂，从而增加了制冷剂的冷凝量。

在这里，副膨胀阀49可以将制冷剂传递到主热交换器42而不会使制冷剂膨胀。

另一方面，当主热交换器42蒸发制冷剂时，副膨胀阀49可以使从副冷凝器43排出的制冷剂膨胀，然后将经膨胀的制冷剂供应到主热交换器42。

同时，在本发明的示例性实施方案中，内部热交换器44中蒸发的低温制冷剂与经冷凝的制冷剂彼此交换热量，但这不是限制性的。从内部热交换器44排出的制冷剂中的一部分被旁通，然后被冷却，而从内部热交换器44引入的其余制冷剂可以通过同时利用经冷却的制冷剂以及从蒸发器46排出的低温制冷剂来冷却，从而增加制冷剂的过冷却。

这些主热交换器42、副冷凝器43和蒸发器46可以是引入冷却液的水冷型热交换器。

当膨胀阀45被设置为电子阀时，制冷剂顺序地通过副冷凝器43、主热交换器42和内部热交换器44，然后被引入到蒸发器46中。从蒸发器46排出的制冷剂可以在穿过内部热交换器44之后排放到压缩机48。

在这种情况下，在连接内部热交换器44和压缩机48的制冷剂管线41中单独地设置测量制冷剂的温度和压力的检测器，并且该检测器可以通过测量制冷剂的过热来调节膨胀阀45的膨胀量。

同时，在本发明的示例性实施方案中，第一分支管线30设置于电池冷却液管线21，以通过第一阀门V1将电池模块B与空调50和加热装置60连接，并且将与冷却装置10的连接关闭。

第一阀门V1可以选择性地连接冷却液管线11和电池冷却液管线21，或者选择性地连接电池冷却液管线21和第一分支管线30，从而控制冷却液的流动。

也就是说，当通过利用在散热器12中冷却的冷却液来冷却电池模块B时，第一阀门V1可以将连接到散热器12的冷却液管线11与电池冷却液管线21进行连接，并且可以关闭第一分支管线30。

此外，当通过利用在空调50和加热装置60中循环的同时与制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块B时，第一阀门V1可以打开第一分支管线30，并且可以关闭冷却液管线11和电池冷却液管线21之间的连接。

在这种情况下，第三阀门V3和第四阀门V4可以选择性地操作以分别将电池冷却液管线21与第一连接管线52和第二连接管线62进行连接。

相应地，与蒸发器46中的制冷剂进行热交换的低温的冷却液通过由第一阀门V1打开的第一分支管线30、由第三阀门V3连接的第一连接管线52和电池冷却液管线21引入到电池模块B中，从而可以有效地冷却电池模块B。

相反，与副冷凝器43中的制冷剂进行热交换的高温冷却液可以通过由第一阀V1门打开的第一分支管线30、由第四阀门V4连接的第二连接管线62和电池冷却液管线21引入到电池模块B中，从而有效地加热电池模块B。

同时，冷却液管线11设置有第二分支管线32，该第二分支管线32通过第二阀门V2分隔电池冷却液管线21和冷却液管线11。

第二分支管线32可以通过第二阀门V2选择性地连接到冷却液管线11，从而冷却装置10可以通过冷却液管线11形成独立的闭合回路。

在这里，第二阀门V2可以包括用于选择性地连接冷却液管线11、电池冷却液管线21和第二分支管线32的三通阀，但是不限于此。第二阀V2门可以包括设置于第二分支管线32的双向阀。

此外，可以在连接电气设备15和散热器12的冷却液管线11处设置第三分支管线34，第三分支管线34通过第五阀门V5连接到散热器12和第一水泵14之间的冷却液管线11。

当冷却液的温度通过吸收从电气设备26和电池模块B产生的废热来增加时，第三分支管线34通过第五阀门V5的操作选择性地打开。在这种情况下，连接到散热器12的冷却液管线11通过第五阀门V5的操作而关闭。

同时，可以在散热器12与主热交换器42之间设置连接至第三分支管线34的储液罐19。储液罐19可以储存从散热器12引入的经冷却的冷却液。

这里，第一阀门V1、第二阀门V2和第五阀门V5可以是配置为用于控制流量的三通阀。

此外，尽管本示例性实施方案描述了第二阀门V2配置为选择性地打开或关闭第二分支管线32作为本发明的示例性实施方案，但是本发明不限于此。如果需要，可以省略第二阀门V2。

也就是说，当第二阀门V2被省略时，根据车辆的各种模式(加热，冷却，除湿)，第二分支管线34可以控制通过冷却液管线11、电池冷却液管线21以及第一分支管线30、第二分支管线32和第三分支管线34的操作而循环的冷却液的流量，第一水泵14、第二水泵56和第三水泵66选择性地彼此连接以控制第二分支管线32的打开。

以下，将参考图2至图8描述如上配置的根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统1的每种模式下的操作。

首先，参照图2描述在车辆的冷却模式下冷却电池模块B和电气设备15的操作。

图2是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的冷却模式下冷却电池模块的操作的操作状态图。

参照图2，冷却装置10运行以冷却电气设备15。CE模块40的每个组成元件操作以冷却车辆的内部，并且制冷剂沿制冷剂管线41循环。

第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而打开。

此外，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作来关闭冷却液管线11与电池冷却液管线21的连接。

第一连接管线52通过第三阀门V3的操作连接到电池冷却液管线21，该电池冷却液管线21连接到电池模块B。

此外，通过第四阀门V4的操作来关闭第二连接管线62与电池冷却液管线21的连接。在加热装置60中，第三水泵66停止操作，并且冷却液的流动在第二连接管线62中停止。

CE模块40的主热交换器42通过利用沿着冷却液管线11引入的冷却液来冷凝制冷剂。此外，随着加热装置60的操作停止，副冷凝器43和副膨胀阀49停止操作。

第三分支管线34通过第五阀门V5的操作而关闭。同时，第五阀门V5打开连接电气设备15和散热器12的冷却液管线11。

相应地，在散热器12中冷却的冷却液可以通过第一水泵14的操作沿着冷却液管线11循环，冷却液管线11连接到通过第二阀门V2打开的第二分支管线32。

也就是说，在冷却装置10中，通过第二阀门V2的操作而打开的第二分支管线32连接到冷却液管线11，使得可以形成独立的闭合回路。这样，在散热器12中冷却的冷却液可以在通过第一水泵14的操作而循环的同时冷却电气设备15。

电池冷却液管线21中的冷却液通过第二水泵56的操作沿着电池冷却液管线21、第一分支管线30和第一连接管线52循环。

也就是说，沿着电池冷却液管线21循环的冷却液通过第三阀门V3和第二水泵56的操作被引入到第一连接管线52。

相应地，冷却液可以沿着电池冷却液管线21和第一连接管线52循环。

在这里，内部热交换器44通过将制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步地冷凝从主热交换器42冷凝的制冷剂，以通过增加冷凝器的过冷却来进一步增加冷凝量，使得制冷剂的冷凝量增加。

此外，蒸发器46通过第三阀门V3的操作将通过第一连接管线52从电池冷却液管线21循环的冷却液与在内部蒸发的低温制冷剂进行热交换。

已通过蒸发器46的低温冷却液通过第二水泵56的操作经由第一连接管线52供应到冷却器54。

也就是说，在CE模块40中通过制冷剂管线41循环的制冷剂与已经通过主热交换器42的冷却液进行热传递，从而被初步冷凝。接下来，在内部热交换器44中，从主热交换器42排出的制冷剂与来自蒸发器46的低温制冷剂进一步进行热交换，从而进一步增加冷凝量。

具有增加的冷凝量的冷却液通过膨胀阀45膨胀，并通过蒸发器46蒸发。

在这种情况下，从蒸发器46蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。在这里，在依次穿过主热交换器42和内部热交换器44时冷凝量增加的制冷剂膨胀，然后供应到蒸发器46，从而制冷剂可以在较低温度下蒸发。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，内部热交换器44进一步地冷凝制冷剂，从而制冷剂的过冷却变得有利。

此外，由于进行了过冷却的制冷剂在蒸发器46中以较低的温度蒸发，所以可以进一步降低在蒸发器46中进行热传递的冷却液的温度，从而提高了空气调节的性能和效率。

同时，在蒸发器46蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。相应地，冷却液在通过蒸发器46时在低温下被冷却，然后通过第一连接管线52被供应到冷却器54。

这样，引入到HVAC模块(附图中未示出)中的外部空气在与引入到冷却器54中的低温冷却液进行热交换的同时被冷却。之后，经冷却的外部空气被直接引入到车辆中，从而可以冷却车辆的内部。

同时，已经通过冷却器54的低温冷却液在沿着通过第三阀门V3的操作连接的电池冷却液管线21流动的同时被引入电池模块B。相应地，电池模块B可以被通过电池冷却液管线21供应的低温冷却液有效地冷却。

参照图3描述在车辆的空调模式下加热电池模块B的操作。

图3是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的冷却模式下加热电池模块的操作的操作状态图。

参照图3，冷却装置10运行以冷却电气设备15。CE模块40的每个组成元件操作以冷却车辆的内部，并且制冷剂沿着制冷剂管线41循环。

第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而打开。

此外，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作来关闭冷却液管线11与电池冷却液管线21的连接。

连接到电池模块B的电池冷却液管线21和第一连接管线52分别通过第三阀门V3的操作形成独立的闭合回路。

第二连接管线62通过第四阀门V4的操作连接到电池冷却液管线21。相应地，在加热装置60中，第三水泵66被操作，并且冷却液流过第二连接管线62。

此外，第三分支管线34通过第五阀门V5的操作而关闭。同时，第五阀门V5打开用于将电气设备15与散热器12连接的冷却液管线11。

相应地，在散热器12中冷却的冷却液可以通过第一水泵14的操作沿着冷却液管线11循环，冷却液管线11连接到通过第二阀门V2打开的第二分支管线32。

也就是说，在冷却装置10中，通过第二阀门V2的操作打开的第二分支管线32连接到冷却液管线11，从而可以形成独立的闭合回路。这样，在散热器12中冷却的冷却液可以在通过第一水泵14的操作而循环的同时冷却电气设备15。

同时，CE模块40的主热交换器42利用流过冷却液管线11的冷却液来冷凝制冷剂。

副冷凝器43通过第四阀门V4的操作将从电池冷却液管线21通过第二连接管线62循环的冷却液与从压缩机48排出的高温的制冷剂进行热交换，以增加冷却液的温度。

副冷凝器43通过与冷却液进行热交换而初步冷凝制冷剂，以将经冷凝的制冷剂供应到主热交换器42。

此外，副膨胀阀49可以在不膨胀的情况下向主热交换器42供应制冷剂。

此外，电池冷却液管线21中的冷却液通过第三水泵66的操作沿着电池冷却液管线21、第一分支管线30和第二连接管线62循环。

也就是说，通过第四阀门V4和第三水泵66的操作，在电池冷却液管线21中循环的冷却液在第二连接管线62中流动。

相应地，冷却液可以通过电池冷却液管线21和第二连接管线62循环。

在这里，主热交换器42通过将经冷凝的制冷剂与经由冷却液管线11循环的冷却剂进行热交换而进一步地冷凝穿过副冷凝器43的经冷凝的制冷剂，从而增加制冷剂的冷凝量。

此外，内部热交换器44通过将经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝来自主热交换器42的经冷凝的制冷剂，以通过增加过冷却而进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量增加。

此外，蒸发器46通过第三阀门V2和第二水泵56的操作将经由第一连接管线52循环的冷却液与低温的内部蒸发的制冷剂进行热交换。

已通过蒸发器46的低温冷却液通过第二水泵56的操作经由第一连接管线52供应到冷却器54。

也就是说，在CE模块40中经由制冷剂管线41循环的制冷剂通过与穿过副冷凝器43的第二连接管线62的冷却液进行热交换而冷凝。接着，经冷凝的制冷剂通过与穿过主热交换器42的冷却液管线11的冷却液进行热交换而被进一步冷凝。

此外，内部热交换器44通过将经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝从主热交换器42排出的中间温度的制冷剂，以通过增加过冷却而进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量增加。

具有增加的冷凝量的冷却液通过膨胀阀45膨胀，并通过蒸发器46蒸发。

在这种情况下，从蒸发器蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。在这里，在蒸发器46中，冷凝量增加的制冷剂依次通过主热交换器42和内部热交换器44以膨胀并供应，从而制冷剂可以在较低的温度下蒸发。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，内部热交换器44进一步冷凝制冷剂，从而在形成制冷剂的过冷却方面是有利的。

此外，由于在蒸发器46中形成的具有过冷却的制冷剂在蒸发器46中以较低的温度蒸发，所以从蒸发器46热交换的冷却液的温度可以降低，从而可以提高空气调节的性能和效率。

同时，从蒸发器46蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。相应地，冷却液穿过蒸发器46以在低温下被冷却，并且经冷却的冷却液通过第一连接管线52被供应到冷却器54。

这样，引入到HVAC模块中的外部空气与引入到冷却器54中的低温冷却液进行热传递从而被冷却。之后，经冷却的外部空气可以直接引入车辆的内部以冷却车辆的内部。

同时，在加热装置60中经由第二连接管线62循环的冷却液与在副冷凝器43中从压缩机48供应的高温制冷剂进行热交换，从而冷却液的温度升高。

穿过副冷凝器43的高温冷却液通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62被供应到加热器64。

在这里，尽管高温冷却液通过第二连接管线62被引入到加热器64中，但是包括在HVAC模块中的开门被关闭以不让外部空气穿过加热器64，从而可以防止内部冷却变差。

穿过加热器64的高温的冷却液通过第四阀门V4和第三水泵66的操作流过电池冷却液管线21以被供应到电池模块B。相应地，电池模块B的温度可以通过供应给电池冷却液管线21的高温冷却液而有效地增加。

参照图4描述在车辆的加热模式下回收电池模块B和电气设备15的废热的操作。

图4是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的加热模式下回收电气设备和电池模块中的废热的操作的操作状态图。

参照图4，当在车辆的加热模式下回收电气设备15和电池模块B的废热时，操作CE模块40的每个构成元件以使制冷剂通过制冷剂管线41循环，从而冷却车辆的内部。

第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而关闭。此外，冷却液管线11和电池冷却液管线21通过第一阀V1和第二阀V2的操作而彼此连接。

第一连接管线52与电池冷却液管线21的连接通过第三阀门V3的操作而关闭。

在这里，在空调50中，第二水泵56的操作停止，并且冷却液的流动在第一连接管线52中停止。

相应地，随着空调50的操作停止，膨胀阀45和蒸发器46的操作也停止。

此外，电池冷却液管线21和第二连接管线62通过第四阀门V4的操作形成独立的闭合回路。

这里，在加热装置60中，冷却液可以通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62循环。

相应地，通过将冷却液与从压缩机48供应到副冷凝器43的高温制冷剂进行热交换，在加热装置60中经由第二连接管线62循环的冷却液的温度升高。

穿过副冷凝器43的高温冷却液通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62被供应到加热器64。

同时，第五阀门V5关闭用于将电气设备15与散热器12连接的冷却液管线11，同时打开第三分支管线34。

相应地，通过第一阀门V1、第二阀门V2、第三阀门V3、第四阀门V4和第五阀门V5的选择性操作，冷却液管线11和电池冷却液管线21可以彼此连接以通过冷却液循环来形成一个闭合回路。

在这里，从电气设备15和电池模块B产生的废热使经由冷却液管线11和电池冷却液管线21循环的冷却液的温度升高。

温度升高的冷却液通过第一水泵14的操作而穿过主热交换器42以被回收，同时使从主热交换器42排出的制冷剂的温度升高。

在这里，通过副膨胀阀49的操作而穿过副冷凝器43的经冷凝的制冷剂以膨胀状态被供应到主热交换器42。也就是说，主热交换器42执行蒸发制冷剂。

相应地，穿过主热交换器42的温度升高的制冷剂经由制冷剂管线41穿过内部热交换器44和膨胀阀45，以被引入压缩机48。在这种情况下，膨胀阀45可以在不膨胀的情况下将制冷剂供应到压缩机48。

也就是说，温度升高的冷却液被引入到压缩机48中，并且压缩机48以更高的温度和更高的压力来压缩冷却液，以将经压缩的冷却液引入到副冷凝器43。

同时，经由第二连接管线62循环的冷却液穿过副冷凝器43以与高温制冷剂进行热交换，从而温度升高的冷却液被供应到加热器64。

相应地，被引入到HVAC模块中的外部空气穿过加热器64(该加热器64引入了高温的冷却液)以被加热，而温度升高的外部空气被引入到车辆内部，从而车辆内部可以被加热。

也就是说，根据本发明的本示例性实施方案的热泵系统1可以在车辆的加热模式下利用从电气设备15和电池模块B产生的废热源来升高制冷剂的温度，减少压缩机48的功耗，并提高加热效率。

同时，虽然图4中未示出，但是当在车辆的加热模式下仅从电气设备15回收废热时，第一分支管线30通过第一阀门V1的操作而关闭。同时，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作来关闭冷却液管线11与电池冷却液管线21的连接。

相应地，冷却液通过第一水泵14的操作沿着冷却液管线11以及第二分支管线32和第三分支管线34循环，以接收从电气设备15产生的废热，从而冷却液的温度升高。温度升高的冷却液可以穿过主热交换器42以与制冷剂进行热交换，从而制冷剂的温度升高。

参考图5描述在本发明的示例性实施方案中，在车辆的加热模式下升高电池模块B的温度的操作。

图5是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的加热模式下加热电池模块的操作的操作状态图。

参照图5，当在车辆的加热模式下电池模块B的温度升高时，操作CE模块40的每个构成元件以使制冷剂通过制冷剂管线41循环以冷却车辆的内部。

在这里，第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而关闭。

此外，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作来关闭冷却液管线11与电池冷却液管线21的连接。

第一连接管线52与电池冷却液管线21的连接通过第三阀门V3的操作而关闭。

在这里，在空调50中，第二水泵56的操作停止，并且冷却液的流动在第一连接管线52中停止。

相应地，随着空调50的操作停止，膨胀阀45和蒸发器46的操作也停止。

同时，电池冷却液管线21通过第四阀门V4的操作连接到第二连接管线62。

这里，在加热装置60中，冷却液可以通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62循环。

相应地，在加热装置60经由第二连接管线62循环的冷却液与从压缩机48供应到副冷凝器43的高温制冷剂进行热传递，从而冷却液的温度升高。

穿过副冷凝器43的高温冷却液通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62被供应到加热器64。

同时，第五阀门V5关闭用于将电气设备15与散热器12连接的冷却液管线11，同时打开第三分支管线34。

相应地，分别通过第一阀门V1、第二阀门V2、第三阀门V3、第四阀门V4和第五阀门V5的选择性操作，冷却液管线11和电池冷却液管线21可以形成独立的闭合回路。

也就是说，在冷却装置10中，通过第二阀门V2的操作打开的第二分支管线32和第三分支管线34可以连接到冷却液管线11以形成独立的闭合回路。

相应地，冷却液通过第一水泵14的操作在冷却液管线11中循环，而不穿过散热器12。

在这里，从电气设备15产生的废热使经由冷却液管线11循环的冷却液的温度升高。

温度升高的冷却液通过第一水泵14的操作而穿过主热交换器42以被回收，同时使从主热交换器42排出的制冷剂的温度升高。

通过副膨胀阀49的操作而穿过副冷凝器43的经冷凝的制冷剂以膨胀状态被供应到主热交换器42。也就是说，主热交换器42执行蒸发制冷剂。

相应地，穿过主热交换器42的温度升高的制冷剂经由制冷剂管线41穿过内部热交换器44和膨胀阀45，以被引入压缩机48。在这种情况下，膨胀阀45可以在不膨胀的情况下将制冷剂供应到压缩机48。

也就是说，温度升高的冷却液被引入到压缩机48中，并且压缩机48以更高的温度和更高的压力来压缩冷却液，以将经压缩的冷却液引入到副冷凝器43。

同时，经由第二连接管线62循环的冷却液穿过副冷凝器43以与高温制冷剂进行热交换，从而温度升高的冷却液被供应到加热器64。

相应地，引入到HVAC模块中的外部空气与引入到加热器64中的高温冷却液进行热传递以被加热。接下来，可以将温度升高的外部空气直接引入车辆的内部以加热车辆的内部。

这里，穿过加热器64的高温冷却液流过通过第四阀门V4的操作连接的电池冷却液管线21以被供应到电池模块B。相应地，电池模块B的温度可以通过供应给电池冷却液管线21的高温冷却液而有效地增加。

也就是说，根据本发明的本示例性实施方案的热泵系统1可以在车辆的加热模式下利用从电气设备15产生的废热源来升高制冷剂的温度，减少压缩机48的功耗，并提高加热效率。

在本发明的示例性实施方案中，参照图6描述在车辆的加热模式下冷却电池模块B的操作。

图6是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，在车辆的加热模式下冷却电池模块的操作的操作状态图。

参照图6，当在车辆的加热模式下冷却电池模块B时，冷却装置10运行以冷却电气设备15。

此外，操作CE模块40的每个构成元件以使制冷剂通过制冷剂管线41循环以冷却车辆的内部。

第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而打开。

此外，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作来关闭冷却液管线11与电池冷却液管线21的连接。

第一连接管线52通过第三阀门V3的操作连接到电池冷却液管线21，该电池冷却液管线21连接到电池模块B。

此外，连接到电池模块B的电池冷却液管线21和第二连接管线62通过第四阀门V4的操作形成闭合回路。

相应地，通过将冷却液与从压缩机48供应到副冷凝器43的高温制冷剂进行热交换，在加热装置60中经由第二连接管线62循环的冷却液的温度升高。

穿过副冷凝器43的高温冷却液通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62被供应到加热器64。

相应地，引入到HVAC模块中的外部空气与引入到加热器64中的高温冷却液进行热传递以被加热。接下来，可以将温度升高的外部空气直接引入车辆的内部以加热车辆的内部。

同时，第三分支管线34通过第五阀门V5的操作而关闭。同时，第五阀门V5打开用于将电气设备15与散热器12连接的冷却液管线11。

相应地，在散热器12中冷却的冷却液可以通过第一水泵14的操作沿着冷却液管线11循环，冷却液管线11连接到通过第二阀门V2打开的第二分支管线32。

也就是说，在冷却装置10中，通过第二阀门V2的操作打开的第二分支管线32连接到冷却液管线11，从而可以形成独立的闭合回路。

这样，在散热器12中冷却的冷却液可以在通过第一水泵14的操作而循环的同时冷却电气设备15。

电池冷却液管线21中的冷却液通过第二水泵56的操作沿着电池冷却液管线21、第一分支管线30和第一连接管线52循环。

也就是说，沿着电池冷却液管线21循环的冷却液通过第三阀门V3和第二水泵56的操作被引入到第一连接管线52。

相应地，冷却液可以沿着电池冷却液管线21和第一连接管线52循环。

同时，CE模块40的主热交换器42利用流过冷却液管线11的冷却液来冷凝制冷剂。

副冷凝器43通过第四阀门V4的操作将从电池冷却液管线21通过第二连接管线62循环的冷却液与从压缩机48排出的高温冷却液进行热交换，以升高冷却液的温度。

副冷凝器43通过与冷却液进行热交换而初步冷凝制冷剂，以将经冷凝的制冷剂供应到主热交换器42。

此外，副膨胀阀49可以在不膨胀的情况下向主热交换器42供应制冷剂。

在这里，主热交换器42通过将经冷凝的制冷剂与经由冷却液管线11循环的冷却液进行热交换而进一步地冷凝通过副冷凝器43的经冷凝的制冷剂，从而增加制冷剂的冷凝量。

此外，内部热交换器44通过将经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝来自主热交换器42的经冷凝的制冷剂，以通过增加过冷却而进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量增加。

此外，蒸发器46通过第三阀门V2和第二水泵56的操作将经由第一连接管线52循环的冷却液与低温的内部蒸发的制冷剂进行热交换。

已通过蒸发器46的低温冷却液通过第二水泵56的操作经由第一连接管线52供应到冷却器54。

也就是说，在CE模块40中经由制冷剂管线41循环的制冷剂通过与穿过副冷凝器43的第二连接管线62的冷却液进行热交换而被冷凝。

接着，经冷凝的制冷剂通过与穿过主热交换器42的冷却液管线11的冷却液进行热交换而进一步冷凝。

此外，内部热交换器44通过将经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝从主热交换器42排出的中间温度的制冷剂，以通过增加过冷却而进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量增加。

具有增加的冷凝量的冷却液通过膨胀阀45膨胀，并通过蒸发器46蒸发。

在这种情况下，从蒸发器蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。

在这里，在蒸发器46中，冷凝量增加的制冷剂依次穿过主热交换器42和内部热交换器44以膨胀并供应，从而制冷剂可以在较低的温度下蒸发。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，内部热交换器44进一步冷凝制冷剂，从而在形成制冷剂的过冷却方面是有利的。

同时，从蒸发器46蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。相应地，冷却液穿过蒸发器46以在低温下被冷却，并且经冷却的冷却液通过第一连接管线52被供应到冷却器54。

在这里，尽管低温冷却液通过第一连接管线52被引入到冷却器54中，但是包括在HVAC模块中的开门被关闭以不让外部空气穿过冷却器54，从而可以防止内部加热变差。

穿过冷却器54的低温冷却液通过第三阀门V3的操作流过电池冷却液管线21以被供应到电池模块B。

相应地，电池模块B可以被通过电池冷却液管线21供应的低温冷却液有效地冷却。

在本发明的示例性实施方案中，参照图7描述在车辆的除湿模式下的操作。

图7是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，车辆的除湿模式的操作的操作状态图。

参照图7，冷却装置10运行以冷却电气设备15。此外，操作CE模块40的每个构成元件以使制冷剂通过制冷剂管线41循环以冷却车辆的内部。

在这里，第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而关闭。

此外，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作，冷却液管线11连接到电池冷却液管线21。

电池冷却液管线21和第一连接管线52分别通过第三阀门V3的操作形成独立的闭合回路。

此外，电池冷却液管线21和第二连接管线62分别通过第四阀门V4的操作形成独立的闭合回路。

在这里，在空调50和加热装置60中，冷却液可以分别通过第二水泵56和第三水泵66的操作沿着第一连接管线52和第二连接管线62循环。

第三分支管线34通过第五阀门V5的操作而关闭。同时，第五阀门V5打开连接电气设备15和散热器12的冷却液管线11。

相应地，通过第一阀门V1、第二阀门V2、第三阀门V3、第四阀门V4和第五阀门V5的选择性操作，冷却液管线11和电池冷却液管线21可以彼此连接以通过冷却液循环形成一个闭合回路。

通过第一水泵14的操作，从散热器12冷却的冷却液可以经由冷却液管线11和电池冷却液管线31循环。

同时，CE模块40的主热交换器42利用流过冷却液管线11的冷却液来冷凝制冷剂。

副冷凝器43通过第四阀门V4的操作将从电池冷却液管线21通过第二连接管线62循环的冷却液与从压缩机48排出的高温冷却液进行热交换，以增加冷却液的温度。

副冷凝器43通过与冷却液进行热交换而初步冷凝制冷剂，以将经冷凝的制冷剂供应到主热交换器42。

此外，副膨胀阀49可以在不膨胀的情况下向主热交换器42供应制冷剂。

主热交换器42通过将经冷凝的制冷剂与经由冷却液管线11循环的冷却液进行热交换而进一步地冷凝穿过副冷凝器43的经冷凝的制冷剂，从而增加制冷剂的冷凝量。

此外，内部热交换器44通过将经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝来自主热交换器42的经冷凝的制冷剂，以通过增加过冷却而进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量增加。

此外，蒸发器46通过第三阀门V2和第二水泵56的操作将经由第一连接管线52循环的冷却液与低温的内部蒸发的制冷剂进行热交换。

已通过蒸发器46的低温冷却液通过第二水泵56的操作经由第一连接管线52供应到冷却器54。

也就是说，在CE模块40中经由制冷剂管线41循环的制冷剂通过与穿过副冷凝器43的第二连接管线62的冷却液进行热交换而被冷凝。

接着，经冷凝的制冷剂通过与穿过主热交换器42的冷却液管线11的冷却液进行热交换而被进一步冷凝。

此外，内部热交换器44通过将经冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝从主热交换器42排出的中间温度的制冷剂，以通过增加过冷却而进一步增加冷凝量，从而制冷剂的冷凝量增加。

具有增加的冷凝量的冷却液通过膨胀阀45膨胀，并通过蒸发器46蒸发。

在这种情况下，从蒸发器蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。

在这里，在蒸发器46中，冷凝量增加的制冷剂依次穿过主热交换器42和内部热交换器44以膨胀并供应，从而制冷剂可以在较低的温度下蒸发。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，内部热交换器44进一步冷凝制冷剂，从而在形成制冷剂的过冷却方面是有利的。

同时，从蒸发器46蒸发的制冷剂冷却通过第一连接管线52引入的冷却液。相应地，冷却液穿过蒸发器46以在低温下被冷却，并且经冷却的冷却液通过第一连接管线52被供应到冷却器54。

此外，在加热装置60中经由第二连接管线62循环的冷却液与在副冷凝器43中从压缩机48供应的高温制冷剂进行热交换，从而冷却液的温度升高。

穿过副冷凝器43的高温冷却液通过第三水泵66的操作经由第二连接管线62被供应到加热器64。

在当前状态下，HVAC模块(未示出)中包括的开门打开以使外部空气穿过冷却器54和加热器64两者。

相应地，引入到HVAC模块中的外部空气穿过引入了低温冷却液的冷却器54和引入了高温冷却液的加热器64，以进行除湿，而除湿后的外部空气被引入车辆的内部以对车辆的内部进行除湿。

此外，虽然在附图中未示出，但是当在除湿模式下外部气温较低时，关闭的第三分支管线34可以通过第五阀门V5的操作而打开。连接电气设备15与散热器12的冷却液管线11可以关闭。

接下来，参照图8描述在车辆的冷却模式或加热模式停止的状态下，升高电池模块B的温度的操作。

图8是示出在根据本发明示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中，当车辆的冷却模式或加热模式未运行时，加热电池模块的操作的操作状态图。

参照图8，当车辆的冷却模式或加热模式未运行时，如果电池模块B的温度升高，则CE模块40停止操作，从而停止制冷剂的循环。

第一分支管线30和第二分支管线32通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作而关闭。此外，通过第一阀门V1和第二阀门V2的操作，冷却液管线11连接到电池冷却液管线21。

第一连接管线52和第二分支管线62与电池冷却液管线21的连接通过第三阀门V3和第四阀门V4的操作而关闭。

这里，在空调50和加热装置60中，第二水泵56和第三水泵66的操作停止。相应地，在第一连接管线52和第二分支管线62中，冷却液的流动停止。

第五阀门V5关闭用于将电气设备15与散热器12连接的冷却液管线11，同时打开第三分支管线34。

相应地，通过第一阀门V1、第二阀门V2、第三阀门V3、第四阀门V4和第五阀门V5的选择性操作，冷却液管线11和电池冷却液管线21可以彼此连接以通过冷却液循环来形成一个闭合回路。

在这里，从电气设备15和电池模块B产生的废热使经由冷却液管线11和电池冷却液管线21循环的冷却液的温度升高。

温度升高的冷却液在通过第一水泵14的操作沿着冷却液管线11和电池冷却液管线21循环的同时穿过电池模块B。相应地，电池模块B的温度可以通过供应给电池冷却液管线21的高温冷却液而有效地升高。

如上所述，在应用了根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统1中，通过在冷凝和蒸发制冷剂时对从制冷剂产生的能量和冷却液进行选择性地热交换，可以简化系统并且可以简化冷却液在其中循环的连接管的布局，从而利用低温或高温的经热交换的冷却液来控制车辆的内部温度。

此外，热泵系统1可以利用电气设备15和电池模块B的废热提高车辆的加热效率，并且可以通过对电池模块进行有效的温度控制来增加车辆的总的行驶距离，以获得电池模块B的最佳性能。

此外，本发明可以通过封装集中式能量模块(CE模块)40来减小尺寸和重量，所述集中式能量模块(CE模块)40用于通过冷却液的冷凝和蒸发来产生热能。

此外，通过利用CE模块40中的高性能的R152-a、R744或R290，与根据相关技术的空调相比，本发明可以防止产生噪声、振动和操作不稳定性。

此外，本发明通过将副冷凝器43和内部热交换器44一起配置以增加CE模块40中的制冷剂的冷凝量，可以增加制冷剂的过冷却以提高冷却性能和效率。

此外，本发明可以降低制造成本和重量，并且可以通过简化整个系统来提高空间利用率。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“上方”、“下方”、“向上地”、“向下地”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且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且利用本发明的各种示例性实施方案及其不同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同形式所限定。

Claims (20)

1.一种车辆的热泵系统，其包括：

冷却装置，其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵，以使冷却液经由冷却液管线循环；

电池模块，其设置于电池冷却液管线，所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线；

空调，其通过第三阀门能够选择性地连接至电池冷却液管线，其中，所述空调通过选择性地形成独立的闭合回路而连接至用于冷却车辆内部的第一连接管线，并且第二水泵和冷却器设置于所述第一连接管线；

加热装置，其通过第四阀门能够选择性地连接至电池冷却液管线，其中，所述加热装置通过选择性地形成独立的闭合回路而连接至用于加热车辆内部的第二连接管线，并且第三水泵和加热器设置于所述第二连接管线；

集中式能量模块，其连接至与冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线相邻的制冷剂管线，通过将在制冷剂管线内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换，从而向空调供应第一温度的冷却液，向加热装置供应第二温度的冷却液；

其中，所述集中式能量模块包括：连接至冷却液管线的主热交换器、连接至第一连接管线的蒸发器以及连接至第二连接管线的副冷凝器。

2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述冷却装置通过利用沿着所述冷却液管线循环的冷却液来冷却电气设备或冷却电池模块。

3.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述集中式能量模块包括：

主热交换器，其设置于散热器和电池模块之间的冷却液管线，并且蒸发或冷凝制冷剂；

膨胀阀，其通过制冷剂管线连接至主热交换器；

蒸发器，其通过制冷剂管线连接至膨胀阀，并且设置于第一连接管线以冷却沿着空调中的第一连接管线循环的冷却液；

压缩机，其设置于蒸发器和主热交换器之间的制冷剂管线。

4.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统，其中，内部热交换器设置于所述蒸发器和所述压缩机之间的制冷剂管线。

5.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，所述内部热交换器连接至将所述主热交换器和所述膨胀阀进行连接的制冷剂管线以及将所述蒸发器和所述压缩机进行连接的制冷剂管线，

在主热交换器冷凝制冷剂时，通过与从蒸发器排出的制冷剂进行热交换，内部热交换器进一步冷凝在主热交换器中冷凝的制冷剂，并且将进一步冷凝的制冷剂引入膨胀阀。

6.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第一阀门在散热器和电池模块之间，将冷却液管线与电池冷却液管线进行选择性地连接，

第三阀门和第四阀门设置于电池冷却液管线，同时将电池模块置于第三阀门和第四阀门之间，并且第三阀门和第四阀门将电池冷却液管线与第一连接管线和第二连接管线选择性地连接。

7.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，所述集中式能量模块包括：

副冷凝器，其在主热交换器和压缩机之间通过制冷剂管线连接至压缩机，并且所述副冷凝器设置于第二连接管线，其中，加热装置使经由第二连接管线循环的冷却液加热；

副膨胀阀，其设置于位于副冷凝器与主热交换器之间的制冷剂管线。

8.根据权利要求7所述的车辆的热泵系统，其中，

在电池冷却液管线中设置有第一分支管线，所述第一分支管线通过第一阀门将电池模块与空调和加热装置进行连接并且关闭与冷却装置的连接，

在冷却液管线中设置有第二分支管线，所述第二分支管线分隔电池冷却液管线和冷却液管线，

在连接电气设备的冷却液管线中设置有第三分支管线，所述第三分支管线通过第五阀门连接至散热器和第一水泵之间的冷却液管线。

9.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统，其中，当在车辆的冷却模式下冷却电池模块和电气设备时，

第一分支管线通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，

连接至电池模块的电池冷却液管线通过第三阀门的操作而连接至第一连接管线，

电池冷却液管线和第二连接管线之间的连接通过第四阀门的操作而关闭，

第三分支管线通过第五阀门的操作而关闭，

在集中式能量模块中，制冷剂循环，主热交换器冷凝制冷剂，副冷凝器和副膨胀阀停止操作。

10.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，所述蒸发器通过第三阀门的操作将从电池冷却液管线经由第一连接管线循环的冷却液与内部蒸发的制冷剂进行热交换，以冷却所述冷却液，

穿过蒸发器的经冷却的冷却液通过第二水泵的操作沿着第一连接管线供应到冷却器，

穿过冷却器的经冷却的冷却液通过第三阀门的操作沿着连接至第一连接管线的电池冷却液管线供应到电池模块，以冷却电池模块。

11.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

在冷却装置中，

打开的第二分支管线连接至冷却液管线，从而形成独立的闭合回路，在散热器中冷却的冷却液在通过第一水泵的操作循环的同时冷却电气设备。

12.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的冷却模式下升高电池模块的温度时，

第一分支管线通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，

连接至电池模块的电池冷却液管线和第一连接管线通过第三阀门的操作分别形成独立的闭合回路，

电池冷却液管线通过第四阀门的操作连接至第二连接管线，

第三分支管线通过第五阀门的操作而关闭，

在集中式能量模块中，制冷剂循环，主热交换器和副冷凝器冷凝制冷剂，副膨胀阀停止操作。

13.根据权利要求12所述的车辆的热泵系统，其中，

副冷凝器通过第四阀门的操作使来自电池冷却液管线的沿着第二连接管线循环的冷却液与从压缩机供应的制冷剂进行热交换，以加热冷却液，

来自副冷凝器的冷却液通过第三水泵的操作经由第二连接管线供应到加热器，

来自加热器的冷却液经由通过第四阀门的操作而连接的电池冷却液管线供应到电池模块，以升高电池模块的温度。

14.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下回收电池模块和电气设备的废热时，

第一分支管线通过第一阀门的操作而关闭，第二分支管线关闭，冷却液管线通过关闭的第一分支管线和第二分支管线连接至电池冷却液管线，

电池冷却液管线与第一连接管线之间的连接通过第三阀门的操作而关闭，

电池冷却液管线和第二连接管线通过第四阀门的操作分别形成独立的闭合回路，

在第三分支管线通过第五阀门的操作而打开的状态下，用于连接电气设备与散热器的冷却液管线关闭，

在加热装置中，通过第三水泵的操作，冷却液沿着第二连接管线循环，

在集中式能量模块中，制冷剂循环，膨胀阀和蒸发器停止操作，副膨胀阀操作以使穿过副冷凝器的制冷剂膨胀，并将膨胀的制冷剂供应到主热交换器。

15.根据权利要求14所述的车辆的热泵系统，其中，

从电气设备和电池模块产生的废热使经由冷却液管线和电池冷却液管线循环的冷却液的温度升高，

在升高来自主热交换器的制冷剂的温度的同时，回收温度升高的冷却液，

沿着第二连接管线循环的冷却液通过与副冷凝器中从压缩机供应的制冷剂进行热交换而被更多地加热，然后被供应到加热装置中的加热器。

16.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下增加电池模块的温度时，

第一分支管线通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，

连接至电池模块的电池冷却液管线与第一连接管线之间的连接通过第三阀门的操作而关闭，

电池冷却液管线通过第四阀门的操作连接至第二连接管线，

在第三分支管线通过第五阀门的操作而打开的状态下，用于连接电气设备与散热器的冷却液管线关闭，

在集中式能量模块中，制冷剂循环，膨胀阀和蒸发器停止操作，副膨胀阀操作以使穿过副冷凝器的制冷剂膨胀，并将膨胀的制冷剂供应到主热交换器。

17.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下冷却电池模块时，

第一分支管线通过第一阀门的操作而打开，第二分支管线打开，冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭，

连接至电池模块的电池冷却液管线通过第三阀门的操作而连接至第一连接管线，

电池冷却液管线和第二连接管线通过第四阀门的操作分别形成独立的闭合回路，

第三分支管线通过第五阀门的操作而关闭，

在集中式能量模块中，制冷剂循环，主热交换器和副冷凝器冷凝制冷剂，副膨胀阀停止操作。

18.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的除湿模式中，

第一分支管线通过第一阀门的操作而关闭，第二分支管线关闭，冷却液管线通过关闭的第一分支管线和第二分支管线连接至电池冷却液管线，

电池冷却液管线和第一连接管线通过第三阀门的操作分别形成独立的闭合回路，

电池冷却液管线和第二连接管线通过第四阀门的操作分别形成独立的闭合回路，

第三分支管线通过第五阀门的操作而关闭，

冷却液分别通过空调中的第二水泵和加热装置中的第三水泵的操作而经由第一连接管线和第二连接管线循环，

制冷剂在集中式能量模块中循环。

19.根据权利要求18所述的车辆的热泵系统，其中，

当在除湿模式下外部温度低于预定值时，

关闭的第三分支管线通过第五阀门的操作而打开，用于将电气设备连接至散热器的冷却液管线关闭。

20.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的冷却模式或加热模式未运行时，如果通过利用电气设备的废热来升高电池模块的温度，则

在集中式能量模块中制冷剂的循环停止，

第一分支管线通过第一阀门的操作而关闭，第二分支管线关闭，冷却液管线通过关闭的第一分支管线和第二分支管线连接至电池冷却液管线，

电池冷却液管线与第一连接管线和第二连接管线之间的连接通过第三阀门和第四阀门的操作而关闭，

在第三分支管线通过第五阀门的操作而打开的状态下，用于连接电气设备与散热器的冷却液管线关闭。

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