CN109895591A - 用于车辆的热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于车辆的热泵系统,包括:第一冷却装置,其包括通过第一冷却剂管路连接的第一散热器、电子制品以及至少一个第一水泵,所述电子制品包括至少一个电动机;第二冷却装置,其包括通过第二冷却剂管路连接的第二散热器以及第二水泵;电池模块,其设置在电池冷却剂管路处,所述电池冷却剂管路与所述第二冷却剂管路选择性地连接;冷却设备,其通过第二阀而与电池冷却剂管路连接;加热设备,其通过第三阀而与电池冷却剂管路连接;能量集中(CE)模块,其与第一冷却剂管路和第二冷却剂管路以及所述第一连接管路和第二连接管路相连接,从而将低温冷却剂供应至所述冷却设备并将高温冷却剂供应至所述加热设备。

Description

用于车辆的热泵系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号为10-2017-0168212的权益,其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本申请涉及用于车辆的热泵系统;更具体地,本申请涉及以下的用于车辆的热泵系统,其使用高温的冷却剂或低温的冷却剂来有效地对车辆的内部进行冷却或加热。
背景技术
通常,用于车辆的空调设备包括有用于使冷却剂循环的空调系统,以加热或冷却车辆的内部。
无论外部温度如何变化,空调系统通过使车辆的内部温度保持在恰当的温度,由此可以保持舒适的车内环境;并且所述空调系统配置为在如下的过程中通过使用蒸发器进行热交换而对车辆的内部进行加热或冷却,在所述过程中制冷剂通过压缩机的驱动而排出,并通过冷凝器、接收器干燥器、膨胀阀和蒸发器而在循环至压缩机。
也就是说,在夏天的制冷模式下,空调系统冷凝通过压缩机压缩的高温高压的气态制冷剂,从而利用接收器干燥器和膨胀阀在蒸发器中进行蒸发,借此降低车辆内部的温度和湿度。
近来,在不断追求能源效率以及解决环境污染的同时,需要开发基本上能够取代内燃机车辆的环境友好型车辆。环境友好型车辆能够分为利用燃料电池或者电能作为能源进行驱动的电动车辆以及利用发动机和电池的混合动力车辆。
在环境友好型车辆中,不同于通常车辆的空调设备,电动车辆(或者混合动力车辆)不使用单独的加热器。应用于环境友好型车辆的空调设备通常被称为热泵系统。
典型地,电动车辆将氧和氢的化学反应能量转化为电能,以产生驱动扭矩。在这个过程中,由燃料电池内部的化学反应产生了热能。为了确保燃料电池的性能,高效地移除产生的热是至关重要的。
此外,在混合动力车辆中,通过利用上述燃料电池或者来自电池的电能来驱动电机,并与由普通燃料来操作的发动机一起产生驱动扭矩。因此,通过有效地移除产生由燃料电池、电池和电机产生的热,从而能够确保电机的性能。
因此,在根据相关技术的混合动力车辆或者电动车辆中,应包括单独的闭合回路和热泵系统,所述闭合回路作为电池冷却系统连同电机、电子制品、冷却装置一起用以防止包括燃料电池的电池产生热量。
因此,设置在车辆前方的冷却模块的尺寸和重量增加,并且用于将制冷剂和冷却剂供应至热泵系统、冷却装置和电池冷却系统中的连接管路在发动机室内部的布置也较为复杂。
此外,为了获得电池的最佳性能,单独设置有用于根据车辆的状态对电池进行加热或冷却的电池冷却系统。应用了用于使连接管彼此连接的多个阀门。由于这些阀门的频繁打开或关闭操作,噪音和震动被传递至车辆内部,因此驾乘舒适性会变差。
公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本公开背景技术的理解,因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本申请提供一种用于车辆的热泵系统,其优点在于,通过选择性地热交换在制冷剂的冷凝和蒸发时由制冷剂产生的热能,从而使用低温或高温的热交换后的冷却剂控制车辆的内部温度。
本申请的示例性实施方案提供一种用于车辆的热泵系统,其利用电子制品和电池模块的废热而提高车辆的加热效率,并且通过电池模块的有效控制而获得电池模块的最佳性能,借此可以提高车辆的总行驶距离。
本申请的示例性实施方案提供一种车辆的热泵系统,包括:第一冷却装置,其包括通过第一冷却剂管路连接的第一散热器、电子制品以及至少一个第一水泵,所述电子制品包括至少一个电动机,所述第一冷却装置配置为通过所述第一冷却剂管路而使冷却剂循环;第二冷却装置,其包括通过第二冷却剂管路连接的第二散热器以及第二水泵,所述第二冷却装置配置为通过所述第二冷却剂管路而使冷却剂循环;电池模块,其设置在电池冷却剂管路处,所述电池冷却剂管路与所述第二冷却剂管路选择性地连接;冷却设备,其通过第二阀与所述电池冷却剂管路相连接,从而通过选择性地形成独立闭合回路而配置用于使车辆的内部冷却的第一连接管路,并且所述冷却设备包括设置在所述第一连接管路处的第三水泵和冷却器;加热设备,其通过第三阀与所述电池冷却剂管路相连接,从而通过选择性地形成独立闭合回路而配置用于加热车辆的内部的第二连接管路,并且所述加热设备包括设置在所述第二连接管路处的第四水泵和加热器;能量集中(CE)模块,其与第一冷却剂管路和第二冷却剂管路以及所述第一连接管路和第二连接管路相连接,从而将低温冷却剂供应至所述冷却设备并将高温冷却剂供应至所述加热设备,并且所述能量集中模块选择性地使在制冷剂冷凝和蒸发时所产生的热能与在该能量集中模块内部循环经过的冷却剂进行热交换。
所述至少一个电动机包括可以在第一冷却剂管路处并列地联接的两个电动机,并且所述至少一个第一水泵包括可以并列地布置的两个第一水泵,所述两个第一水泵各自将冷却剂引入所述电动机中。
所述第二冷却装置可以将冷却剂供应至通过第一阀的操作而选择性地连接的电池冷却剂管路中用以使所述电池模块冷却。
所述能量集中模块可以包括:主热交换器,其设置在所述第二冷却剂管路处并且位于所述第二散热器与所述电池模块之间,用以使制冷剂冷凝、蒸发;膨胀阀,其通过制冷剂管路而与所述主热交换器相连接;蒸发器,其通过所述制冷剂管路与所述膨胀阀相连接,并且设置在所述第一连接管路处,从而使得所述冷却设备冷却通过所述第一连接管路循环的冷却剂;以及压缩机,其设置在制冷剂管路处并且位于所述蒸发器与所述主热交换器之间。
制冷剂管路可以在所述蒸发器与所述压缩机之间包括内部热交换器。
用于使所述主热交换器与所述膨胀阀相连接的制冷剂管路以及用于使所述蒸发器与所述压缩机相连接的制冷剂管路可以分别与所述内部热交换器相连接。
当所述主热交换器使制冷剂冷凝时,所述内部热交换器可以使由所述主热交换器冷凝的制冷剂与从所述蒸发器排出的低温制冷剂热交换,以使制冷剂进一步地冷凝,并且将制冷剂引入所述膨胀阀中。
第一阀可以在所述第二散热器与所述电池模块之间使所述第二冷却剂管路选择性地与所述电池冷却剂管路相连接,并且所述第二阀和所述第三阀可以设置在所述电池冷却剂管路处同时使所述电池模块置于所述第二阀与所述第三阀之间,并且所述第二阀和所述第三阀选择性地使所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路和所述第二连接管路相连接。
所述能量集中模块可以包括:副冷凝器,其在所述主热交换器与所述压缩机之间通过制冷剂管路而与所述压缩机相连接,并且设置在所述第二连接管路处,从而使得所述加热设备加热通过所述第二连接管路循环的冷却剂;以及副膨胀阀,其设置在制冷剂管路处并且位于所述副冷凝器与所述主热交换器之间。
第一冷却装置可以包括第一分支管路,所述第一分支管路通过第四阀而在所述第一散热器与所述第一水泵之间与所述第一冷却剂管路相连接,所述第四阀设置在所述第一冷却剂管路处并位于所述第一散热器与所述第一水泵之间,所述电池冷却剂管路可以包括第二分支管路,所述第二分支管路用于通过第一阀使所述电池模块与所述冷却设备和所述加热设备相连接,并且用于关闭与所述第二冷却装置的连接,所述第二冷却剂管路可以包括第三分支管路,所述第三分支管路用于使所述电池冷却剂管路与所述第二冷却剂管路相互分隔,并且第四分支管路可以位于所述第二散热器与所述第二水泵之间并设置在所述第二冷却剂管路处,所述第四分支管路在所述第二散热器与所述第二水泵之间通过第五阀与所述第二冷却剂管路相连接。
在车辆的制冷模式下,当使所述电池模块与所述电子制品冷却时,通过第一水泵的操作,冷却剂可以在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接可以通过打开的第二冷却剂管路和第三冷却剂管路而关闭,与所述电池模块相连接的所述电池冷却剂管路可以通过所述第二阀的操作而与所述第一连接管路相连接,所述电池冷却剂管路与所述第二连接管路之间的连接可以通过所述第三阀的操作而关闭,所述第一分支管路可以通过所述第四阀的操作而关闭,所述第四分支管路可以通过所述第五阀的操作而关闭,并且制冷剂可以循环通过所述能量集中模块,所述主热交换器使制冷剂冷凝,并且所述副冷凝器和所述副膨胀阀的操作停止。
所述蒸发器可以使通过所述第二阀的操作从所述电池冷却剂管路通过所述第一连接管路循环的冷却剂与蒸发的低温制冷剂热交换以使冷却剂冷却,可以通过所述第三水泵的操作将经过所述蒸发器的低温冷却剂通过所述第一连接管路供应至冷却器,并且经过所述冷却器的低温冷却剂可以通过由所述第二阀的操作连接的所述电池冷却剂管路供应至所述电池模块以使所述电池模块冷却。
所述第一冷却装置可以通过所述第一水泵的操作将由所述第一散热器冷却的冷却剂供应至所述主热交换器。
在所述第二冷却装置中,打开的第二分支管路可以与所述第二冷却剂管路相连接以形成独立闭合回路,并且通过所述第二水泵的操作将由所述第二散热器冷却的冷却剂供应至所述主热交换器。
在车辆的制冷模式下,当使所述电池模块的温度升高时,所述第一冷却装置可以通过第一水泵的操作使冷却剂循环通过所述电子制品,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接可以通过打开的第二冷却剂管路和第三冷却剂管路而关闭,通过所述第二阀的操作,与所述电池模块相连接的所述电池冷却剂管路和第一连接管路可以形成独立闭合回路,所述电池冷却剂管路可以通过所述第三阀的操作与所述第二连接管路相连接,所述第一分支管路可以通过所述第四阀的操作而关闭,所述第四分支管路可以通过所述第五阀的操作而关闭,并且制冷剂可以循环通过所述能量集中模块,所述主热交换器和所述副冷凝器使制冷剂冷凝,并且所述副膨胀阀的操作停止。
所述副冷凝器可以使通过所述第三阀的操作从所述电池冷却剂管路通过所述第二连接管路循环的冷却剂与从所述压缩机排出的高温制冷剂热交换以加热冷却剂,通过所述第四水泵的操作,来自所述副冷凝器的高温冷却剂可以通过所述第二连接管路供应至所述加热器,并且来自所述加热器的高温冷却剂可以通过由所述第三阀的操作连接的电池冷却剂管路供应至所述电池模块以使所述电池模块的温度升高。
在车辆的加热模式下,当回收所述电池模块和电子制品的废热时,通过第一水泵的操作,冷却剂可以在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以关闭,所述第三分支管路关闭,并且所述第二冷却剂管路可以通过关闭的第二冷却剂管路和第三冷却剂管路而与所述电池冷却剂管路相连接,所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路之间的连接可以通过所述第二阀的操作而关闭,通过所述第三阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第二连接管路可以形成独立闭合回路,在所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而打开的状态下,用于使所述电子制品与所述第一散热器相连接的第一冷却剂管路可以关闭,在所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而打开的状态下,用于使所述第二水泵与所述第二散热器相连接的第二冷却剂管路可以关闭,冷却剂可以在所述加热设备中通过所述第四水泵循环通过所述第二连接管路,并且制冷剂可以循环通过所述能量集中模块,所述膨胀阀和所述蒸发器的操作停止,所述副膨胀阀操作以使制冷剂膨胀并且将制冷剂从所述副冷凝器供应至所述主热交换器。
通过所述电子制品产生的废热可以使通过所述第一冷却剂管路循环的冷却剂的温度升高,通过所述电池模块产生的废热可以使通过所述第二冷却剂管路和所述电池冷却剂管路循环的冷却剂的温度升高,在所述第一冷却剂管路和所述第二冷却剂管路中温度升高的各冷却剂使得通过所述主热交换器的制冷剂的温度升高,并且通过所述第二连接管路循环的冷却剂通过在所述副冷凝器中与来自所述压缩机的高温制冷剂热交换而加热,由所述加热设备将该冷却剂供应至所述加热器。
在车辆的加热模式下,当使所述电池模块的温度升高时,通过第一水泵,冷却剂可以在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接可以通过打开的第二分支管路和第三分支管路而关闭,所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路之间的连接可以通过所述第二阀的操作而关闭,所述电池冷却剂管路可以通过所述第三阀的操作与所述第二连接管路相连接,在所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而打开的状态下,用于使所述电子制品与所述第一散热器相连接的第一冷却剂管路可以关闭,在所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而打开的状态下,用于使所述电子制品与第二散热器相连接的冷却剂管路可以关闭,制冷剂可以循环通过所述能量集中模块,所述膨胀阀和所述蒸发器的操作停止,所述副膨胀阀操作以使制冷剂膨胀并且将制冷剂从所述副冷凝器供应至所述主热交换器。
在车辆的加热模式下,当使所述电池模块冷却时,通过第一水泵的操作,冷却剂可以在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接通过打开的第二分支管路和第三分支管路而关闭,与所述电池模块相连接的所述电池冷却剂管路可以通过所述第二阀的操作而与所述第一连接管路相连接,通过所述第三阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第二连接管路可以形成独立闭合回路,所述第一分支管路可以通过所述第四阀的操作而关闭,所述第四分支管路可以通过所述第五阀的操作而关闭,并且制冷剂可以循环通过所述能量集中模块,所述主热交换器和所述副冷凝器使制冷剂冷凝,并且所述副膨胀阀的操作停止。
在车辆的除湿模式下,通过第一水泵,冷却剂可以在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以关闭,所述第三分支管路关闭,并且所述第二冷却剂管路可以通过关闭的第二分支管路和第三分支管路而与所述电池冷却剂管路相连接,通过所述第二阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第一连接管路可以形成独立闭合回路,通过所述第三阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第二连接管路可以形成独立闭合回路,所述第一分支管路可以通过所述第四阀而关闭,所述第四分支管路可以通过所述第五阀的操作而关闭,冷却剂可以分别在所述冷却设备和所述加热设备中通过第三水泵和第四水泵的操作而循环通过第一连接管路和第二连接管路,并且制冷剂可以循环通过所述能量集中模块。
加热设备可以进一步地包括设置在所述第二连接管路处的内部加热器,在车辆的制冷或加热模式停止的状态下利用所述内部加热器使所述电池模块的温度升高时,第一水泵和第二水泵的操作可以停止以使冷却剂在第一冷却装置和第二冷却装置中的循环停止,制冷剂在所述能量集中模块中的循环可以停止,通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路可以打开,所述第三分支管路关闭,并且所述电池冷却剂管路可以与打开的第二分支管路相连接,所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路之间的连接可以通过所述第二阀的操作而关闭,并且所述电池冷却剂管路可以通过所述第三阀的操作与所述第二连接管路相连接。
在所述电池冷却剂管路中,第五水泵可以设置在所述第二分支管路与所述电池模块之间。
加热设备可以进一步地包括设置在所述第二连接管路处的内部加热器。
在第二散热器与主热交换器之间设置与第四分支管路相连接的第二储液箱。
第一阀、第四阀和第五阀可以为三通阀,第二阀和第三阀可以为四通阀。
主热交换器、副冷凝器和蒸发器可以为被引入冷却剂的水冷热交换器。
循环通过CE模块的制冷剂可以为R152-a、R744或R290制冷剂。
加热设备可以进一步地包括设置在所述第二连接管路处的内部加热器。
按照车辆的前方和后方,第二散热器可以布置在第一散热器的前方。
如上所述,在根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统中,通过选择性地对在制冷剂的冷凝和蒸发时由制冷剂产生的热能进行热交换,从而使用低温或高温的热交换后的冷却剂控制车辆的内部温度,可以简化系统并且可以简化连接管(冷却剂在所述连接管中循环)的布置。
此外,本申请可以利用电子制品和电池模块的废热而提高车辆的加热效率,并且通过电池模块的有效温度控制而获得电池模块的最佳性能,借此可以提高车辆的总行驶距离。
此外,通过使能量集中模块(CE模块)整装,本申请可以减少尺寸和重量;所述能量集中模块用于通过制冷剂的冷凝和蒸发而产生热能。
此外,与根据现有技术的空调机相比,通过在CE模块中使用高性能的R152-a或R744或R290,本申请可以防止产生噪声、振动和运行不稳定性。
此外,本申请配置副冷凝器以及内部热交换器,从而增加CE模块中的制冷剂的冷凝量,借此可以增加制冷剂的过冷以提高制冷性能和效率。
此外,通过简化整个系统,本申请可以降低制造成本和重量,并且可以改善空间利用。
附图说明
图1为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统的方框图。
图2为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆制冷模式下电池模块冷却操作的操作状态图。
图3为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆制冷模式下电池模块加热操作的操作状态图。
图4为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆加热模式下在电子制品和电池模块中回收废热的操作的操作状态图。
图5为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆加热模式下电池模块加热操作的操作状态图。
图6为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆加热模式下电池模块冷却操作的操作状态图。
图7为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆除湿模式下操作的操作状态图。
图8为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆制冷模式或加热模式没有运行时使用内部加热器对电池模块加热操作的操作状态图。
具体实施方式
应当理解,此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆,例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车,包括各种舟艇、船舶的船只,航空器等等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的,混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆,例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的,并不旨在限制本公开。正如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式,除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的,术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中,除非明确地相反描述,术语“包括”和变化形式例如“包括”或“包括有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外,在说明书中描述的术语“单元”,“器件”,“部件”和“模块”意为用于执行至少一个功能和操作的单元,并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。
此外,本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质,其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统上,使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(Controller Area Network,CAN)以分布方式存储和执行。
下面将参考附图对本发明的示例性具体实施方案进行详细描述。
虽然参考其若干示意性实施方案而说明了实施方案,但应理解许多其它修改形式和实施方案能够由本领域技术人员设计,并将落入本申请的原理的精神和范围之中。
这些附图和说明在本质上应该视为仅是示例性的,而并不是限制性的,并且在整个说明书中,类似的参考标记表示类似的元件。
由于附图中显示的每个结构的尺寸和厚度为了更好地理解并易于描述而任意显示,因此本申请不限于所显示的附图,可能为了清楚而夸大了层、膜、板、件等的厚度。
图1为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统的方框图。
根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统1仅使用低温或高温的冷却剂而选择性地对由制冷剂在进行冷凝或蒸发时产生的热能进行热交换,从而进行车辆的制冷模式或加热模式。
热泵系统1适用于混合动力车辆或电动车辆。
参考图1,热泵系统1包括第一冷却装置10、第二冷却装置20、电池模块30、CE模块40、冷却设备50以及加热设备60。
首先,第一冷却设备10包括通过第一冷却剂管路11而相互连接的第一散热器15、电子制品14(包括至少一个电动机12)以及至少一个第一水泵18,并且使冷却剂循环至第一冷却剂管路11从而对电子制品14进行冷却。
第一散热器15布置在车辆的前方,而冷却风扇16布置在第一散热器15的后方,并且通过冷却风扇16的操作以及与外部空气进行热交换来使冷却剂冷却。
这里,所述至少一个电动机包括两个电动机12,其配置为并列地与第一冷却剂管路11连接。
此外,所述至少一个第一水泵包括两个水泵18,其配置为并列地布置,从而可以将冷却剂引入至并列布置的各个电动机12中。
这里,电子制品14包括电能控制单元(EPCU)13a和逆变器13b。能量控制装置13a和逆变器13b可以彼此并列地布置从而对应于两个电动机12。
同时,电子制品14可以包括车载充电器(OBC)而不是逆变器13b。
也就是说,能量控制装置13a和逆变器13b可能在行驶中散发热量。当充电器对电池模块30充电时,充电器可能散发热量。
因此,在车辆的加热模式下,当回收电子制品14的废热时,可以从能量控制装置13a和逆变器13b回收热量。此外,当使用充电器时,可以在对电池模块30充电时回收从充电器散发的热量。
同时,第一冷却设备10可以包括第一分支管路17,所述第一分支管路17通过第四阀V4而在第一散热器15与第一水泵18之间与第一冷却剂管路11相连接,所述第四阀V4设置在第一冷却剂管路11处并位于第一散热器15与第一水泵18之间。
在第一分支管路17吸收从电子制品14散发的废热而增加冷却剂的温度时,第一分支管路17通过第四阀V4的操作而选择性地打开。在这种情况下,通过第四阀V4的操作将与第一散热器15连接的第一冷却剂管路11的关闭。
此外,可以在第一散热器15与第一水泵18之间设置与第一分支管路17连接的第一储液箱19。第一储液箱19可以存储从第一散热器15引入的完成冷却的冷却剂。
在本示例性实施方案中,第二冷却装置20包括通过第二冷却剂管路21彼此连接的第二散热器22和第二水泵24,并且循环第二冷却剂管路21中的冷却剂。
第二冷却装置20可以将由第二散热器22冷却的冷却剂供应至电池模块30或CE模块40。
这里,第二散热器22布置在第一散热器15的前方,并且通过冷却风扇16的操作以及与外部空气进行热交换来使冷却剂冷却。
如上所述配置的第二冷却装置20可以通过第二水泵24的操作而使由第二散热器22冷却的冷却剂沿着第二冷却剂管路21循环。
电池模块30设置在电池冷却剂管路31处,所述电池冷却剂管路31通过第一阀V1而与第二冷却剂管路21选择性地连接。
这里,第一阀V1可以在第二散热器12与电池模块30之间将第二冷却剂管路21选择性地连接至电池冷却剂管路31。
电池模块30向电子制品14供应能量,并且水冷类型的电池模块30形成为通过沿着电池冷却剂管路31流动的冷却剂而被冷却。
也就是说,根据第一阀V1的操作,电池模块30通过电池冷却剂管路31而与第二冷却装置20选择性地连接,并且可以由通过电池冷却剂管路31循环的冷却剂来冷却。
在本示例性实施方案中,冷却设备50通过第二阀V2而与电池冷却剂管路31选择性地连接。所述冷却设备50包括第一连接管路52,以通过形成独立闭合回路而对车辆内部冷却。此外,冷却设备50可以包括设置在第一连接管路52处的冷却器54和第三水泵56。
如上所述配置的冷却设备50可以使用低温冷却剂来使冷却器54冷却,所述低温冷却剂通过第三水泵56的操作而沿着第一连接管路52循环,并且由CE模块40冷却。
这里,冷却器54设置在车辆的HVAC模块(未示出)内部。因此,从HVAC模块供应至车辆内部的空气经过冷却器54而与低温冷却剂热交换并被引入至车辆的内部中。
在本示例性实施方案中,加热设备60通过第三阀V3而与电池冷却剂管路31选择性地连接。加热设备60包括第二连接管路62,以通过选择性地形成独立闭合回路而使车辆内部冷却,并且可以包括加热器64和第四水泵66。
这里,加热设备60可以包括设置在第二连接管路62处的内部加热器68。
当通过第二连接管路62循环的冷却剂的温度低于车内加热温度时,可以选择性地操作内部加热器68以使冷却剂的温度升高。
此外,由内部加热器68加热的高温冷却剂可以使电池模块30的温度升高。内部加热器68可以包括通过能量供应而操作的电加热器。
如上所述配置的加热设备60可以使用高温冷却剂来使加热器64加热,所述高温冷却剂通过第四水泵66的操作而沿着第二连接管路62循环,并且由CE模块40加热。
这里,加热器64设置在车辆的HVAC模块(未示出)内部。因此,从HVAC模块供应至车辆内部的空气经过加热器64从而与高温冷却剂热交换并引入至车辆的内部中。
冷却器54和加热器64可以配置为水冷类型的冷却器和加热器,其根据引入车辆内部中的冷却剂的温度而被冷却及加热。
同时,第二阀V2和第三阀V3设置到电池冷却液管路31,并将电池模块30插置在第二阀V2与第三阀V3间。
第二阀V2和第三阀V3可以分别将电池冷却剂管路31与第一连接管路52和第二连接管路62连接。
此外,第五水泵70可以设置在电池冷却剂管路31处并位于电池模块30与第二散热器22之间。
这里,第二阀V2和第三阀V3可以为四通阀。此外,第一、第二、第三、第四、第五水泵18、24、56、66、70可以为电动水泵。
在本示例性实施方案中,CE模块40分别与第二冷却剂管21以及第一连接管路52和第二连接管路62连接,从而将低温冷却剂供应至冷却设备50并将高温冷却剂供应至加热设备60。
CE模块40选择性地对内部循环的制冷剂在冷凝、蒸发时产生的热能进行热交换,并且将热交换后的低温或高温冷却剂分别供应至冷却设备50和加热设备60。
制冷剂可以包括高性能的R152-a制冷剂、R744制冷剂或R290制冷剂。
也就是说,低温冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54,而高温冷却剂通过第二连接管路62供应至加热器64。
这里,CE模块40包括主热交换器42、膨胀阀45、蒸发器46和压缩机48。
首先,主热交换器42设置在第二冷却剂管路21处并位于第二散热器22与电池模块30之间。此外,主热交换器42与第一冷却剂管路11相连接。主热交换器42可以使制冷剂冷凝或蒸发。
因此,主热交换器42使引入的制冷剂与通过第一冷却剂管路11和第二冷却剂管路21供应的冷却剂热交换,从而使引入的制冷剂冷凝或蒸发,并且将在制冷剂冷凝和蒸发时产生的热能供应至冷却剂以使冷却剂的温度升高或降低。
膨胀阀45可以通过制冷剂管路41而与主热交换器42相连接。膨胀阀45接收经过主热交换器42的制冷剂而使制冷剂膨胀。膨胀阀45可以包括机械式膨胀阀或者电子式膨胀阀。
蒸发器46通过制冷剂管路41与膨胀阀45相连接,并且可以设置在第一连接管路52处,从而使得冷却设备50冷却通过第一连接管路52循环的冷却剂。
蒸发器46使引入的制冷剂与冷却剂热交换,从而使制冷剂蒸发,并且将在制冷剂蒸发时产生的低温热能供应至冷却剂以降低冷却剂的温度。
此外,压缩机48设置在制冷剂管路41处并位于蒸发器46与主热交换器42之间。压缩机48压缩从蒸发器46排出的气态制冷剂。
这里,内部热交换器44可以设置在制冷剂管路41处并位于蒸发器46与压缩机48之间。
用于将主热交换器连接至膨胀阀45的制冷剂管路41以及用于将蒸发器46连接至压缩机48的制冷剂管路41可以与内部热交换器44相连接。
此外,当主热交换器42使制冷剂冷凝时,内部热交换器44使由主热交换器42冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,以使制冷剂进一步地冷凝,并且将冷凝的制冷剂引入膨胀阀45中。
同时,蓄电池(未示出)可以设置在内部热交换器44与压缩机48之间。
蓄电池仅将气态的制冷剂供应至压缩机48,以提高压缩机48的效率和耐久性。
因此,从蒸发器46排出的制冷剂可以经过内部热交换器44以与来自主热交换器42的制冷剂热交换,并且可以随后供应至压缩机48。
这里,从主热交换器42排出的冷凝的制冷剂以及从蒸发器46排出的低温低压制冷剂被引入内部热交换器44中。因此,内部热交换器44可以使低温制冷剂与冷凝的制冷剂进一步地热交换,以进一步地降低制冷剂的温度并且增加冷凝量。
通过这种方法,内部热交换器44可以使由主热交换器42冷凝的制冷剂进一步地冷凝,以增加制冷剂的过冷,从而能够提高性能系数(COP),所述性能系数为压缩机的冷却性能与能耗相比的系数。
同时,CE模块40可以包括副冷凝器43和副膨胀阀49。
首先,副冷凝器43在主热交换器42与压缩机48之间通过制冷剂管路41与压缩机48相连接,并且可以设置在第二连接管路62处,从而使得加热设备60加热通过第二连接管路62循环的冷却剂。
此外,副膨胀阀49可以设置在制冷剂管路41处并位于副冷凝器43与主热交换器42之间。
在主热交换器42使制冷剂冷凝时,副冷凝器43主要使从压缩机48排出的制冷剂冷凝。因此,主热交换器42可以使由副冷凝器43冷凝的制冷剂进一步地冷凝,以增加制冷剂的冷凝量。
这里,副膨胀阀49可以使制冷剂通向主热交换器42而不使制冷剂膨胀。
相反,在主热交换器42可以使制冷剂蒸发时,副膨胀阀49使从副冷凝器43排出的制冷剂膨胀以将膨胀的制冷剂供应至主热交换器42。
同时,本示例性实施方案作为一个实施方案而描述了使由内部热交换器44蒸发的低温制冷剂与冷凝的制冷剂相互热交换的情况。但本申请并不限于此。一些从内部热交换器44排出的制冷剂被旁通并被冷却。从内部热交换器44引入的剩余制冷剂可以同时由冷却的制冷剂以及从蒸发器排出的低温制冷剂冷却,以增加制冷剂的过冷。
主热交换器42、副冷凝器43和蒸发器46可以为冷却剂被引入其中的水冷类型的热交换器。
当膨胀阀45是电子阀时,制冷剂可以相继经过副冷凝器43、主热交换器42和内部热交换器44,以通过膨胀阀45膨胀,并且膨胀的制冷剂可以被引入蒸发器46中。从蒸发器46排出的制冷剂可以经过内部热交换器44,并且可以排出至压缩机48中。
在这种情况下,用于测量制冷剂的温度和压力的传感器单独设置在用于将内部热交换器44连接至压缩机48的制冷剂管路41处。传感器可以测量制冷剂的过热程度,以控制膨胀阀45的膨胀量。
同时,在本示例性实施方案中,电池冷却剂管路31将电池模块30通过第一阀V1连接至冷却设备50和加热设备60,并且包括用于关闭与电子制品冷却装置20的连接的第二分支管路32。
第一阀V1选择性地使第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31连接,或者选择性地使电池冷却剂管路31与第二分支管路32连接,以控制冷却剂的流动。
也就是说,当使用由第二散热器22冷却的冷却剂冷却电池模块30时,第一阀V1可以将电池冷却剂管路31连接至与第二散热器22连接的第二冷却剂管路21,并且可以关闭第二分支管路32。
此外,当使用冷却剂(在冷却剂循环通过冷却设备50和加热设备60时,所述冷却剂与制冷剂热交换)冷却或加热电池模块30时,第一阀V1可以打开第二分支管路32而关闭第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31之间的连接。
在这种情况下,可以选择性地操作第二阀V2和第三阀V3以分别将电池冷却剂管路31与第一连接管路52和第二连接管路62连接。
因此,与蒸发器46中的制冷剂热交换的低温冷却剂可以通过由第一阀V1打开的第二分支管路32、由第二阀V2连接的第一连接管路52以及电池冷却剂管路31而被引入电池模块30中,用以有效地对电池模块30进行冷却。
相反地,与副冷凝器43中的制冷剂热交换的高温冷却剂可以通过由第一阀V1打开的第二分支管路32、由第三阀V3连接的第二连接管路62以及电池冷却剂管路31而被引入电池模块30中,用以有效地对电池模块30进行加热。
在本示例性实施方案中,用于将电池冷却剂管路31与第二冷却剂管路21隔开的第三分支管路34设置在第二冷却剂管路21处。
第三分支管路34可以选择性地连接在第二冷却剂管路21处,从而使得第二冷装置20配置为通过第二冷却剂管路21的独立闭合回路。
此处,单独的阀可以设置在第三分支管路34与第二冷却剂管路21和电池冷却剂管路31交叉的点处,或者设置在第三分支管路34上。所述单独的阀可以包括三通阀或者二通阀。
此外,在用以将第二散热器22与第二水泵24连接的第二冷却剂管路21处可以设置第四分支管路36,所述第四分支管路36通过第五阀V5而在第二散热器22和第二水泵24之间与第二冷却剂管路21相连接。
在由电池模块30产生的废热被吸收而增加冷却剂的温度时,第四分支管路36通过第五阀V5的操作而选择性地打开。在这种情况下,通过第五阀V5的操作而关闭与第二散热器22连接的第二冷却剂管路21。
同时,可以在第二散热器22与主热交换器42之间设置与第四分支管路36相连接的第二储液箱26。第二储液箱26可以存储从第二散热器22引入的被冷却的冷却剂。
此处,第一、第四和第五阀V1、V4和V5可以包括能够分配流动速率的三通阀。
此外,虽然本示例性实施方案描述了第三分支管路34不包括阀的实施方案,但本申请并不限于此。如有必要,可以应用阀,从而选择性地打开第三分支管路34。
也就是说,所述第三分支管路34可以通过第二冷却剂管路21、电池冷却剂管路31和第二和第四分支管路32和36、第二和第三水泵24和56(根据车辆的每个模式(加热、冷却、除湿),其选择性地彼此相连,用以控制第三分支管路34的打开)的操作而控制冷却剂循环的流动速率。
下面,将参考图2至图8描述如上配置的根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统1在每个模式下的操作。
首先,参考图2来描述在车辆制冷模式下对电池模块30与电子制品14一起冷却的操作。
图2为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆制冷模式下电池模块冷却操作的操作状态图。
参考图2,在第一冷却设备10中,第一水泵18操作以使电子制品14冷却。此外,通过第四阀V4的操作而关闭第一分支管路17。因此,通过第一散热器15冷却的冷却剂引入电动机12以及并列地布置的能量控制装置13a和逆变器13b中。
此外,CE模块40的每个组成元件操作以使制冷剂循环通过制冷剂管路41,用于冷却车辆的内部。
通过第一阀V1的操作而打开第二分支管路32。此外,打开第三分支管路34。
此外,通过第一阀V1的操作以及打开的第二分支管路32和第三分支管路34,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31的连接关闭。
此外,通过第二阀V2的操作,与电池模块30相连接的电池冷却剂管路31与第一连接管路52相连接。
通过第三阀V3的操作而关闭第二连接管路62与电池冷却剂管路31的连接。此处,在加热设备60中,第四水泵66的操作停止,在第二连接管路62处的冷却剂的流动停止。
CE模块40的主热交换器42利用流动通过第一冷却剂管路11和第二冷却剂管路21的冷却剂而使制冷剂冷凝。此外,由于加热设备60的操作停止,副冷凝器43和副膨胀阀49的操作也停止。
此外,通过第五阀V5的操作而关闭第四分支管路36。同时,第五阀V5打开用于将第二水泵24连接至第二散热器22的第二冷却剂管路21。
因此,由第二散热器22冷却的各冷却剂可以通过第二水泵24的操作而通过与第三分支管路34相连接的第二冷却剂管路21循环。
也就是说,在第二冷却装置20中,打开的第三分支管路34可以与第二冷却剂管路21相连接,以形成独立闭合回路。因此,可以通过第二水泵24的操作而使由第二散热器22冷却的冷却剂循环。
此外,通过第三和第五水泵56和70的操作而使电池冷却剂管路31的冷却剂通过电池冷却剂管路31、第二分支管路32和第一连接管路52循环。
也就是说,通过第二阀V2以及第三和第五水泵56和70的操作而使通过电池冷却剂管路31循环的冷却剂流动至第一连接管路52。
因此,冷却剂可以通过电池冷却剂管路31和第一连接管路52循环。
此处,通过使制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,内部热交换器44使通过主热交换器42冷凝的制冷剂进一步地冷凝,以通过增加制冷剂的过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,蒸发器46使通过第一连接管路52从电池冷却剂管路31循环的制冷剂与通过第二阀V2的操作而在内部蒸发的低温制冷剂热交换。
通过第三水泵56的操作,将经过蒸发器46的低温冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54。
也就是说,在CE模块40中通过制冷剂管路41循环的制冷剂与经过主热交换器42的冷却剂热交换而首先被冷凝。随后,从主热交换器42排出的制冷剂在内部热交换器44中与来自蒸发器46的低温制冷剂进一步地热交换,从而进一步地提高冷凝量。
冷凝量增加的制冷剂通过膨胀阀45膨胀,并且通过蒸发器46蒸发。
在这种情况下,通过蒸发器46蒸发的制冷剂对通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。此处,相继经过主热交换器42和内部热交换器44的冷凝量增加的制冷剂可以被膨胀并供应至蒸发器46中,从而在较低的温度使制冷剂蒸发。
也就是说,在本示例性实施方案中,内部热交换器44使制冷剂进一步地冷凝,从而对于使制冷剂形成过冷是有利的。
此外,由于如此形成过冷的制冷剂在蒸发器46中以较低的温度蒸发,因此与蒸发器46热交换的冷却剂的温度可以降低,从而能够提高空调性能和效率。
同时,通过蒸发器46蒸发的制冷剂使通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。因此,冷却剂经过蒸发器46而被冷却至较低的温度,冷却的冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54。
随后,引入HVAC模块(未示出)中的外部空气与引入冷却器54中的低温冷却剂热交换从而被冷却。此后,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,经过冷却器54的低温冷却剂流动通过电池冷却剂管路31并引入电池模块30中,所述电池冷却剂管路31通过第二阀V2的操作而连接。因此,可以通过供应至电池冷却管路31的低温冷却剂有效地冷却电池模块30。
参考图3描述在空调模式下使电池模块30加热的操作。
图3为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆制冷模式下电池模块加热操作的操作状态图。
参考图3,在第一冷却装置10中,第一水泵18操作从而冷却电子制品14。此外,通过第四阀V4的操作而关闭第一分支管路17。因此,通过第一散热器15冷却的冷却剂引入电动机12以及并列地布置的能量控制装置13a和逆变器13b中。
此外,CE模块40的每个组成元件操作以使制冷剂通过制冷剂管路41,用于冷却车辆的内部。
通过第一阀V1的操作而打开第二分支管路32。此外,打开第三分支管路34。
此外,通过第一阀V1的操作,以及打开的第二分支管路32和第三分支管路34,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31的连接关闭。
此外,通过第二阀V2的操作,与电池模块30相连接的电池冷却剂管路31和第一连接管路52形成独立的闭合回路。
通过第三阀V3的操作而使第二连接管路62与电池冷却剂管路31相连接。因此,在加热设备60中,第四水泵66操作,并且冷却剂流动通过第二连接管路62。
此外,通过第五阀V5的操作而关闭第四分支管路36。同时,第五阀V5打开用于使第二水泵24与第二散热器22相连接的第二冷却剂管路21。
因此,由第二散热器22冷却的各冷却剂可以通过第二水泵24的操作而通过与第三分支管路34相连接的第二冷却剂管路21循环。
也就是说,在第二冷却装置20中,打开的第三分支管路34可以与第二冷却剂管路21相连接,以形成独立闭合回路。因此,可以通过第二水泵24的操作而使由第二散热器22冷却的冷却剂循环。
同时,CE模块40的主热交换器42利用通过第一冷却剂管路11和第二冷却剂管路21流动的冷却剂而使制冷剂冷凝。
同时,副冷凝器43使通过第二连接管路62从电池冷却剂管路31循环的制冷剂与通过第三阀V3的操作而从压缩机48排出的高温制冷剂热交换,以使冷却剂的温度升高。
同时,副冷凝器43通过与冷却剂热交换而首先对制冷剂冷凝,从而将冷凝的制冷剂供给至主热交换器42。
此外,副膨胀阀49可以将制冷剂供给至主热交换器42而不使制冷剂膨胀。
此外,通过第四和第五水泵66和70的操作而使电池冷却剂管路31的冷却剂通过电池冷却剂管路31、第二分支管路32和第二连接管路62循环。
也就是说,通过第三阀V3以及第四和第五水泵66和70的操作而使通过电池冷却剂管路31循环的冷却剂流动至第二连接管路62。
因此,冷却剂可以通过电池冷却剂管路31和第二连接管路62循环。
此处,通过使冷凝的制冷剂与通过第一和第二冷却剂管路11和21循环的制冷剂热交换,主热交换器42使经过副冷凝器43的冷凝制冷剂进一步地冷凝,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,通过使冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,内部热交换器44使来自主热交换器42的冷凝制冷剂进一步地冷凝,以通过增加过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,通过第二阀V2和第三水泵56的操作,蒸发器46使通过第一连接管路52循环的冷却剂与内部蒸发的低温制冷剂热交换。
通过第三水泵56的操作,将来自蒸发器46的低温冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54。
也就是说,通过与经过副冷凝器43的第二连接管路62的冷却剂热交换,而使在CE模块40中通过制冷剂管路41循环的制冷剂冷凝。此后,通过与经过主热交换器42的第一和第二冷却剂管路11和21的冷却剂热交换,而使冷凝的制冷剂进一步地冷凝。
此外,通过使冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,内部热交换器44使从主热交换器42排出的中等温度的制冷剂进一步地冷凝,以通过增加过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
冷凝量增加的制冷剂通过膨胀阀45膨胀,并且通过蒸发器46蒸发。
在这种情况下,通过蒸发器蒸发的制冷剂使通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。此处,在蒸发器46中,使冷凝量增加的制冷剂相继经过主热交换器42和内部热交换器44用以使其膨胀并进行供应,从而可以以较低的温度使制冷剂蒸发。
也就是说,在本示例性实施方案中,内部热交换器44使制冷剂进一步地冷凝,从而对于使制冷剂形成过冷是有利的。
此外,由于如此形成过冷的制冷剂在蒸发器46中以较低的温度蒸发,因此与蒸发器46热交换的冷却剂的温度可以降低,从而能够提高空调性能和效率。
同时,由蒸发器46蒸发的制冷剂使通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。因此,冷却剂经过蒸发器46而被冷却至较低的温度,并且冷却的冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54。
随后,引入HVAC模块(未示出)中的外部空气与引入冷却器54中的低温冷却剂热交换从而被冷却。此后,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,在加热设备60中通过第二连接管路62循环的冷却剂与副冷凝器43中的从压缩机48供应的高温制冷剂热交换,从而使冷却剂的温度升高。
通过第四水泵66的操作,将经过副冷凝器43的高温冷却剂通过第二连接管路62供应至加热器64。
此处,虽然高温的冷却剂通过第二连接管路62引入加热器64中,但是包括在HVAC模块(未示出)中的打开的门关闭,以使外部空气不经过加热器64,从而可以防止车内制冷恶化。
经过加热器64的高温冷却剂流动通过电池冷却剂管路31以被供应至电池模块30,所述电池冷却剂管路31通过第三阀V3和第五水泵70的操作而连接。因此,可以通过供应至电池冷却管路31的高温冷却剂有效地使电池模块30的温度升高。
参考图4来描述在车辆加热模式下回收电池模块30和电子制品14的废热的操作。
图4为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆加热模式下在电子制品和电池模块中回收废热的操作的操作状态图。
参考图4,当在车辆的加热模式下回收电子制品14和电池模块30的废热时,第一冷却装置10通过第一水泵18的操作而使冷却剂循环至电子制品14。
此处,通过第四阀V4的操作而打开第一分支管路17。在该状态下,用于使电子制品14与第一散热器15相连接的第一冷却剂管路11关闭。
此外,CE模块40的每个组成元件操作以使制冷剂通过制冷剂管路41,用于冷却车辆的内部。
此处,通过第一阀V1的操作而关闭第二分支管路32,并且第三分支管路34关闭。
此外,通过关闭第二和第三分支管路32和34,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31相互连接。
通过第二阀V2的操作而关闭第一连接管路52与电池冷却剂管路31的连接。
此处,在冷却设备50中,第三水泵56的操作停止,并且在第一连接管路52处的冷却剂的流动停止。
因此,随着冷却设备50的操作停止,膨胀阀45和蒸发器46的操作也停止。
此外,通过第三阀V3的操作,电池冷却剂管路31和第二连接管路62形成独立闭合回路。
此处,在加热设备60中,可以通过第四水泵66的操作使冷却剂循环通过第二连接管路62。
因此,通过使冷却剂与从压缩机48供给至副冷凝器43的高温制冷剂热交换,使加热设备60中的通过第二连接管路62循环的冷却剂的温度升高。
通过第四水泵66的操作,将经过副冷凝器43的高温冷却剂通过第二连接管路62供应至加热器64。
同时,第五阀V5关闭用于使第二水泵24与第二散热器22相连接的第二冷却剂管路21,而打开第四分支管路36。
因此,通过第一、第二、第三和第五阀V1、V2、V3和V5的选择性操作,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31可以相互连接,从而形成冷却剂循环的一个闭合回路。
此处,通过电子制品14产生的废热使通过第一连接管路11循环的冷却剂的温度升高。
此外,通过电池模块30产生的废热使通过第二冷却剂管路21和电池冷却剂管路31循环的冷却剂的温度升高。
通过第一水泵18和第二水泵24的操作,温度升高的冷却剂经过主热交换器42从而使从主热交换器42排出的制冷剂的温度升高。
此处,通过副膨胀阀49的操作而经过副冷凝器43的冷凝的制冷剂在膨胀状态下供应至主热交换器42。也就是说,主热交换器42起到了使制冷剂蒸发的作用。
因此,经过主热交换器42的温度升高的制冷剂通过制冷剂管路41而经过内部热交换器44和膨胀阀45,而被引入到压缩机48中。在这种情况下,膨胀阀45可以将制冷剂供给至压缩机48而不使制冷剂膨胀。
也就是说,温度升高的制冷剂被引入至压缩机48中,并且压缩机48在高温高压下压缩制冷剂以将压缩的制冷剂引入至副冷凝器43中。
同时,通过第二连接管路62循环的冷却剂经过副冷凝器43,而与高温制冷剂热交换,从而将温度升高的冷却剂供应至加热器64。
因此,引入HVAC模块(未示出)中的外部空气经过加热器64而被加热,高温的冷却剂进入所述加热器64中,而温度升高的外部空气引入车辆的内部,从而可以加热车辆的内部。
也就是说,根据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由电子制品14和电池模块30产生的废热源以使制冷剂的温度升高,从而减少压缩机48的能耗,并且提高加热效率。
同时,虽然在图4中没有示出,但是在车辆的加热模式下仅从电子制品14回收废热时,在第二冷却装置20中第二水泵24的操作停止,并且同时第五水泵70的操作停止。
因此,通过第一水泵18的操作而使冷却剂通过第一冷却剂管路11循环而接收由电子制品14产生的废热,从而使得冷却剂的温度升高。温度升高的冷却剂可以经过主热交换器42而与制冷剂热交换,从而使制冷剂的温度升高。
在本示例性实施方案中,参考图5描述在加热模式下使电池模块30的温度升高的操作。
图5为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆加热模式下电池模块加热操作的操作状态图。
参考图5,当在车辆的加热模式下使电池模块30的温度升高时,第一冷却装置10通过第一水泵18的操作而使冷却剂循环过电子制品14。
此处,通过第四阀V4的操作而打开第一分支管路17。在该状态下,用于使电子制品14与第一散热器15相连接的第一冷却剂管路11关闭。
此外,CE模块40的每个组成元件操作以使制冷剂通过制冷剂管路41循环,用于冷却车辆的内部。
通过第一阀V1的操作而打开第二分支管路32。此外,打开第三分支管路34。
通过第一阀V1的操作并且使第二和第三分支管路32和34打开而关闭第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31的连接。
此外,通过第二阀V2的操作而将与电池冷却剂管路31相连接的第一连接管路52的连接关闭。
此处,在冷却设备50中,第三水泵56的操作停止,在第一连接管路52中的流动停止。
因此,由于冷却设备50的操作停止,因此膨胀阀45和蒸发器46的操作也停止。
同时,通过第三阀V3的操作而使电池冷却剂管路31与第二连接管路62相连接。
此处,在加热设备60中,可以通过第四水泵66的操作使冷却剂循环通过第二连接管路62。
因此,在加热设备60中通过第二连接管路62循环的冷却剂与从压缩机48供应至副冷凝器48的高温制冷剂热交换,从而使冷却剂的温度升高。
通过第四水泵66的操作,将经过副冷凝器43的高温冷却剂通过第二连接管路62供应至加热器64。
同时,第五阀V5关闭用于使电子制品与第二散热器22相连接的第二冷却剂管路21,而打开第四分支管路36。
因此,通过第一、第二、第三和第五阀V1、V2、V3和V5的各自的选择性操作,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31可以形成独立的闭合回路。
也就是说,在第二冷却装置20中,打开的第三分支管路34可以与冷却剂管路21相连接,以形成独立闭合回路。
因此,冷却剂通过第二水泵24的操作而通过第二冷却剂管路21循环而不经过第二散热器22。
此处,通过电子制品14产生的废热使通过第一连接管路11循环的冷却剂的温度升高。
通过第一水泵18的操作,温度升高的冷却剂经过主热交换器42从而使从主热交换器42排出的制冷剂的温度升高。
通过副膨胀阀49的操作而经过副冷凝器43的冷凝的制冷剂在膨胀状态下供应至主热交换器42。也就是说,主热交换器42起到了使制冷剂蒸发的作用。
因此,经过主热交换器42的温度升高的制冷剂通过制冷剂管路41而经过内部热交换器44和膨胀阀45,而被引入到压缩机48中。在这种情况下,膨胀阀45可以将制冷剂供给至压缩机48而不使制冷剂膨胀。
也就是说,温度升高的制冷剂引入至压缩机48中,并且压缩机48在高温高压下压缩制冷剂以将压缩的制冷剂引入至副冷凝器43中。
同时,通过第二连接管路21循环的冷却剂经过副冷凝器43,用以与高温制冷剂热交换,从而将温度升高的冷却剂供应至加热器64。因此,引入HVAC模块(未示出)中的外部空气与引入加热器64中的高温冷却剂热交换从而被加热。随后,温度升高的外部空气可以直接引入车辆的内部以加热车辆的内部。
此处,经过加热器64的高温冷却剂流动通过电池冷却剂管路31以被供应至电池模块30,所述电池冷却剂管路31通过第三阀V3和第五水泵70的操作而连接。因此,可以通过供应至电池冷却管路31的高温冷却剂有效地使电池模块30的温度升高。
也就是说,根据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由电子制品14和电池模块30产生的废热源以使制冷剂的温度升高,从而减少压缩机48的能耗,并且提高加热效率。
在本示例性实施方案中,参考图6来描述在加热模式下使电池模块30冷却的操作。
图6为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆加热模式下电池模块冷却操作的操作状态图。
参考图6,当在车辆的加热模式下对电池模块30冷却时,操作第一水泵18用以对第一冷却装置10中的电子制品14冷却。此外,通过第四阀V4的操作而关闭第一分支管路17。因此,通过第一散热器15冷却的冷却剂引入电动机12以及相互并列地布置的能量控制装置13a和逆变器13b中。
此外,CE模块40的每个组成元件操作以使制冷剂通过制冷剂管路41,用于冷却车辆的内部。
通过第一阀V1的操作而打开第二分支管路32。此外,打开第三分支管路34。
通过第一阀V1的操作并且使第二和第三分支管路32和34打开而关闭第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31的连接。
通过第三阀V3的操作而使第一连接管路52与电池冷却剂管路31相连接,所述电池冷却剂管路31与电池模块30相连接。
此外,通过第三阀V3的操作,与电池模块30相连接的电池冷却剂管路31和第二连接管路62形成闭合回路。
因此,在加热设备60中通过第二连接管路62循环的冷却剂与从压缩机48供应至副冷凝器43的高温制冷剂热交换,从而使冷却剂的温度升高。
通过第四水泵66的操作,将经过副冷凝器43的高温冷却剂通过第二连接管路62供应至加热器64。
因此,引入HVAC模块(未示出)中的外部空气与引入加热器64中的高温冷却剂热交换从而被加热。随后,温度升高的外部空气可以直接引入车辆的内部以加热车辆的内部。
同时,通过第五阀V5的操作而关闭第四分支管路36。同时,第五阀V5打开用于使第二散热器22与第二水泵24相连接的第二冷却剂管路21。
因此,通过第一、第二、第三和第五阀V1、V2、V3和V5的各自的选择性操作,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31可以形成独立闭合回路。
因此,由第二散热器22冷却的冷却剂可以通过第二水泵24的操作而通过与第三分支管路34相连接的第二冷却剂管路21循环。
也就是说,打开的第三分支管路34可以与第二冷却剂管路21相连接,以在第二冷却装置20中形成闭合回路。
此外,通过第三和第五水泵56和70的操作而使电池冷却剂管路31的冷却剂通过电池冷却剂管路31、第二分支管路32和第一连接管路52循环。
也就是说,通过第二阀V2以及第三和第五水泵56和70的操作而使通过电池冷却剂管路31循环的冷却剂流动至第一连接管路52。
因此,冷却剂可以通过电池冷却剂管路31和第一连接管路52循环。
同时,CE模块40的主热交换器42利用通过第一和第二冷却剂管路11和21流动的冷却剂而使制冷剂冷凝。
同时,副冷凝器43使通过第三阀V3的操作从电池冷却剂管路31通过第二连接管路62循环的冷却剂与从压缩机48排出的高温制冷剂热交换,以使冷却剂的温度升高。
此外,副冷凝器43通过与冷却剂热交换而首先对制冷剂冷凝,从而将冷凝的制冷剂供给至主热交换器42。
此外,副膨胀阀49可以将制冷剂供给至压缩机48而不使制冷剂膨胀。
此处,通过使冷凝的制冷剂与通过第一和第二冷却剂管路11和21循环的制冷剂热交换,主热交换器42使经过副冷凝器43的冷凝制冷剂进一步地冷凝,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,通过使冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,内部热交换器44使来自主热交换器42的冷凝制冷剂进一步地冷凝,以通过增加过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,通过第二阀V2以及第三和第五水泵56和70的操作,蒸发器46使通过第一连接管路52循环的冷却剂与内部蒸发的低温制冷剂热交换。
通过第三水泵56的操作,将经过蒸发器46的低温冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54。
也就是说,通过与经过副冷凝器43的第二连接管路62的冷却剂热交换,而使在CE模块40中通过制冷剂管路41循环的制冷剂冷凝。
此后,通过与经过主热交换器42的第一和第二冷却剂管路11和21的冷却剂热交换,而使冷凝的制冷剂进一步地冷凝。
此外,通过使冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的中等温度的制冷剂热交换,内部热交换器44使从主热交换器42排出的低温制冷剂进一步地冷凝,以通过增加过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
冷凝量增加的制冷剂通过膨胀阀45膨胀,并且通过蒸发器46蒸发。
在这种情况下,通过蒸发器46蒸发的制冷剂对通过第一连接管路52而被引入的冷却剂冷却。
此处,在蒸发器46中,冷凝量增加的制冷剂相继经过主热交换器42和内部热交换器44从而使其膨胀并进行供应,从而可以以较低的温度使制冷剂蒸发。
也就是说,在本示例性实施方案中,内部热交换器44使制冷剂进一步地冷凝,从而对于使制冷剂形成过冷是有利的。
同时,由蒸发器46蒸发的制冷剂对通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。因此,冷却剂经过蒸发器46而冷却至较低的温度,冷却的冷却剂通过第一连接管路52而被供应至冷却器54。
此处,虽然低温的冷却剂通过第一连接管路52而被引入冷却器54中,但是包括在HVAC模块(未示出)中的打开的门关闭,以使外部空气不经过加热器64,从而可以防止车内加热变差。
经过冷却器54的低温冷却剂流动通过电池冷却剂管路31以被供应至电池模块30,所述电池冷却剂管路31通过第二阀V2和第五水泵70的操作而连接。
因此,可以通过供应至电池冷却剂管路31的低温冷却剂来有效地冷却电池模块30。
在本示例性实施方案中,参考图7描述在除湿模式下的操作。
图7为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆除湿模式下操作的操作状态图。
参考图7,在第一冷却装置10中,第一水泵18操作以对电子制品14冷却。
此外,通过第四阀V4的操作而关闭第一分支管路17。因此,通过第一散热器15冷却的冷却剂引入电动机12以及相互并列地布置的能量控制装置13a和逆变器13b中。
此外,CE模块40的每个组成元件操作以使制冷剂通过制冷剂管路41,用于冷却车辆的内部。
通过第一阀V1的操作而关闭第二分支管路32。此外,关闭第三分支管路34。
因此,通过关闭第二和第三分支管路32和34,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31连接。
通过第二阀V2的操作,电池冷却剂管路31和第一连接管路52分别形成独立闭合回路。
此外,通过第三阀V3的操作,电池冷却剂管路31和第二连接管路62分别形成独立闭合回路。
此处,通过第三和第四水泵56和66的操作,在冷却设备50和加热设备60中,冷却剂可以分别通过第一和第二连接管路52和62循环。
通过第五阀V5的操作而关闭第四分支管路36。同时,第五阀V5打开用于使第二散热器22与第二水泵24相连接的第二冷却剂管路21。
因此,通过第一、第二、第三和第五阀V1、V2、V3和V5的各自的选择性操作,第二冷却剂管路21与电池冷却剂管路31可以形成独立闭合回路。
因此,由第二散热器22冷却的冷却剂可以通过第二水泵24的操作而通过第二冷却剂管路21和第三分支管路31循环。
同时,CE模块40的主热交换器42利用通过第一和第二冷却剂管路11和21流动的冷却剂而使制冷剂冷凝。
同时,副冷凝器43使通过第三阀V3和第四水泵66的操作从电池冷却剂管路31通过第二连接管路62循环的冷却剂与从压缩机48排出的高温制冷剂热交换,以使冷却剂的温度升高。
此外,副冷凝器43通过与冷却剂热交换而首先对制冷剂冷凝,从而将冷凝的制冷剂供给至主热交换器42。
此外,副膨胀阀49可以将制冷剂供给至压缩机48而不使制冷剂膨胀。
通过使冷凝的制冷剂与通过第一和第二冷却剂管路11和21循环的制冷剂热交换,主热交换器42使经过副冷凝器43的冷凝的制冷剂进一步地冷凝,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,通过使冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,内部热交换器44使来自主热交换器42的冷凝制冷剂进一步地冷凝,以通过增加过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
此外,通过第二阀V2和第三水泵56的操作,蒸发器46使通过第一连接管路52循环的冷却剂与内部蒸发的低温制冷剂热交换。
通过第三水泵56的操作,将经过蒸发器46的低温冷却剂通过第一连接管路52供应至冷却器54。
也就是说,通过与经过副冷凝器43的第二连接管路62的冷却剂热交换,而使在CE模块40中通过制冷剂管路41循环的制冷剂冷凝。
此后,通过与经过主热交换器42的第一和第二冷却剂管路11和21的冷却剂热交换,而使冷凝的制冷剂进一步地冷凝。
此外,通过使冷凝的制冷剂与从蒸发器46排出的低温制冷剂热交换,内部热交换器44使从主热交换器42排出的低温制冷剂进一步地冷凝,以通过增加过冷而进一步地增加冷凝量,从而使得制冷剂的冷凝量增加。
冷凝量增加的制冷剂通过膨胀阀45膨胀,并且通过蒸发器46蒸发。
在这种情况下,通过蒸发器46蒸发的制冷剂使通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。
此处,在蒸发器46中,冷凝量增加的制冷剂相继经过主热交换器42和内部热交换器44从而使其膨胀并进行供应,从而可以以较低的温度使制冷剂蒸发。
也就是说,在本示例性实施方案中,内部热交换器44使制冷剂进一步地冷凝,从而对于使制冷剂形成过冷是有利的。
同时,通过蒸发器46蒸发的制冷剂使通过第一连接管路52引入的冷却剂冷却。因此,冷却剂经过蒸发器46而冷却至较低的温度,并且冷却的冷却剂通过第一连接管路52而供应至冷却器54。
此外,在加热设备60中通过第二连接管路62循环的冷却剂在副冷凝器43中与从压缩机48供应的高温制冷剂热交换,从而使冷却剂的温度升高。
通过第四水泵66的操作,将经过副冷凝器43的高温冷却剂通过第二连接管路62供应至加热器64。
在这种状态下,包括在HVAC模块(未示出)中的打开的门打开,用以使外部空气经过冷却器54和加热器64。
因此,引入HVAC模块中的外部空气经过冷却器54(低温冷却剂引入其中)以及加热器64(高温冷却剂引入其中)而被除湿,除湿后的外部空气引入车辆内部而使车辆的内部除湿。
同时,虽然附图中未示出,但是在除湿模式下当外部空气温度较低时,可以通过第五阀V5的操作打开关闭的第四分支管路36,而可以关闭用于将第二散热器22连接至第二水泵24的冷却剂管路。
随后,参考图8来描述在车辆的制冷或加热模式停止的状态下利用内部加热器68使电池模块30的温度升高的操作。
图8为示出了根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统在车辆制冷模式或加热模式下使用内部加热器使电池模块的温度升高的操作的操作状态图。
参考图8,为了在车辆的制冷模式或加热模式不操作的状态下利用内部加热器68使电池模块的温度升高,第一和第二冷却装置10和20以及CE模块40的操作停止。
也就是说,在第一和第二冷却装置10和20中,第一和第二水泵18和24的操作停止以停止制冷剂的循环。此外,通过CE模块40的制冷剂的循环停止。
此处,通过第一阀V1的操作而打开第二分支管路32。此外,关闭第三分支管路34。
因此,电池冷却剂管路31与打开的第二分支管路32相连接。
通过第二阀V2的操作而关闭第一连接管路52与电池冷却剂管路31的连接。
此外,可以通过第三阀V3的操作而使第二连接管路62与电池冷却剂管路31相连接。
因此,在加热设备60中,可以通过第四水泵66的操作使冷却剂循环通过第二连接管路62。这里,操作内部加热器68以加热通过第二连接管路62循环的冷却剂。
通过第四和第五水泵66和70的操作,温度升高的冷却剂从第二连接管路62通过电池冷却剂管路31循环以经过电池模块30。
因此,可以通过供应至电池冷却剂管路31的高温冷却剂有效地使电池模块30的温度升高。
如上所述,如果应用根据本申请的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统,通过选择性地将在制冷剂的冷凝和蒸发时由制冷剂产生的热能热交换,从而使用低温或高温的热交换后的冷却剂控制车辆的内部温度,可以简化系统并且可以简化连接管路的布置。
此外,热泵系统1可以利用电子制品14和电池模块30的废热而提高车辆的加热效率,并且通过电池模块的有效温度控制而获得电池模块的最佳性能,借此可以提高车辆的总行驶距离。
此外,通过封装能量集中模块(CE模块)40,本申请可以减少尺寸和重量;所述能量集中模块40用于通过制冷剂的冷凝和蒸发而产生热能。
此外,与根据现有技术的空调设备相比,通过在CE模块中使用高性能的R152-a或R744或R290,本申请可以防止产生噪声、振动和运行的不稳定性。
此外,通过还配置有副冷凝器43以及内部热交换器44,从而本申请可增加CE模块中的制冷剂的冷凝量,借此可以增加制冷剂的过冷以提高制冷性能和效率。
此外,通过简化整个系统,本申请可以降低制造成本和重量,并且可以改善空间利用率。
虽然参考目前被视为是实际的示例性实施方案描述本发明,应理解本发明并不限于所公开的实施方案,相反,本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (23)

1.一种用于车辆的热泵系统,包括:
第一冷却装置,其包括通过第一冷却剂管路连接的第一散热器、电子制品以及至少一个第一水泵,所述电子制品包括至少一个电动机,所述第一冷却装置配置为使冷却剂循环通过所述第一冷却剂管路;
第二冷却装置,其包括由第二冷却剂管路连接的第二散热器和第二水泵,所述第二冷却装置配置为使冷却剂循环通过所述第二冷却剂管路;
电池模块,其设置在电池冷却剂管路处,所述电池冷却剂管路与所述第二冷却剂管路选择性地连接;
冷却设备,其通过第二阀与所述电池冷却剂管路相连接,从而用以通过选择性地形成独立闭合回路来构造用于使车辆的内部冷却的第一连接管路,并且所述冷却设备包括设置在所述第一连接管路处的第三水泵和冷却器;
加热设备,其通过第三阀与所述电池冷却剂管路相连接,从而通过选择性地形成独立闭合回路来构造用于加热车辆的内部的第二连接管路,并且所述加热设备包括设置在所述第二连接管路处的第四水泵和加热器;
能量集中模块,其与第一冷却剂管路和第二冷却剂管路以及所述第一连接管路和第二连接管路相连接,从而将低温冷却剂供应至所述冷却设备并将高温冷却剂供应至所述加热设备,并且所述能量集中模块选择性地使在制冷剂冷凝和蒸发时所产生的热能与在该能量集中模块内部循环经过的冷却剂进行热交换。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述至少一个电动机包括在所述第一冷却剂管路处并列地联接的两个电动机,并且
所述至少一个第一水泵包括并列地布置的两个第一水泵,所述两个第一水泵各自将冷却剂引入所述两个电动机中。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述第二冷却装置将冷却剂供应至通过第一阀的操作而选择性地连接的电池冷却剂管路中用以使所述电池模块冷却。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统,其中,所述能量集中模块包括:
主热交换器,其设置在所述第二冷却剂管路处并且位于所述第二散热器与所述电池模块之间,用以使制冷剂冷凝、蒸发;
膨胀阀,其通过所述制冷剂管路而与所述主热交换器相连接;
蒸发器,其通过所述制冷剂管路与所述膨胀阀相连接,并且设置在所述第一连接管路处,从而使得所述冷却设备冷却通过所述第一连接管路循环的冷却剂;以及
压缩机,其设置在制冷剂管路处并且位于所述蒸发器与所述主热交换器之间。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述制冷剂管路在所述蒸发器与所述压缩机之间包括内部热交换器。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统,其中,
用于使所述主热交换器与所述膨胀阀相连接的制冷剂管路以及用于使所述蒸发器与所述压缩机相连接的制冷剂管路分别与所述内部热交换器相连接,并且
当所述主热交换器使制冷剂冷凝时,所述内部热交换器使由所述主热交换器冷凝的制冷剂与从所述蒸发器排出的低温制冷剂热交换,以使制冷剂进一步地冷凝,并且将制冷剂引入所述膨胀阀中。
7.根据权利要求4所述的用于车辆的热泵系统,其中,
第一阀在所述第二散热器与所述电池模块之间使所述第二冷却剂管路选择性地与所述电池冷却剂管路相连接,并且
所述第二阀和所述第三阀设置在所述电池冷却剂管路处而使所述电池模块置于所述第二阀与所述第三阀之间,并且所述第二阀和所述第三阀选择性地使所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路和所述第二连接管路相连接。
8.根据权利要求4所述的用于车辆的热泵系统,其中,所述能量集中模块包括:
副冷凝器,其在所述主热交换器与所述压缩机之间通过制冷剂管路而与所述压缩机相连接,并且设置在所述第二连接管路处,从而使得所述加热设备加热通过所述第二连接管路循环的冷却剂;以及
副膨胀阀,其设置在制冷剂管路处并且位于所述副冷凝器与所述主热交换器之间。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述第一冷却装置包括第一分支管路,所述第一分支管路通过第四阀而在所述第一散热器与所述第一水泵之间与所述第一冷却剂管路相连接,所述第四阀设置在所述第一冷却剂管路处并位于所述第一散热器与所述第一水泵之间,
所述电池冷却剂管路包括第二分支管路,所述第二分支管路用于通过第一阀使所述电池模块与所述冷却设备和所述加热设备相连接,并且用于关闭与所述第二冷却装置的连接,
所述第二冷却剂管路包括第三分支管路,所述第三分支管路用于使所述电池冷却剂管路与所述第二冷却剂管路相互隔开,并且
第四分支管路在所述第二散热器与所述第二水泵之间设置在所述第二冷却剂管路处,所述第四分支管路在所述第二散热器与所述第二水泵之间通过第五阀与所述第二冷却剂管路相连接。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在车辆的制冷模式下,当使所述电池模块与所述电子制品一起被冷却时,
通过第一水泵的操作,冷却剂在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接通过打开的第二冷却剂管路和第三冷却剂管路而被关闭,
与所述电池模块相连接的所述电池冷却剂管路通过所述第二阀的操作而与所述第一连接管路相连接,
所述电池冷却剂管路与所述第二连接管路之间的连接通过所述第三阀的操作而关闭,
所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而关闭,
所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而关闭,并且
制冷剂循环通过所述能量集中模块,所述主热交换器使制冷剂冷凝,并且所述副冷凝器和所述副膨胀阀的操作停止。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述蒸发器使通过所述第二阀的操作从所述电池冷却剂管路通过所述第一连接管路循环的冷却剂与蒸发的低温制冷剂热交换以使冷却剂冷却,
通过所述第三水泵的操作将经过所述蒸发器的低温冷却剂通过所述第一连接管路供应至所述冷却器,并且
经过所述冷却器的低温冷却剂通过由所述第二阀的操作连接的所述电池冷却剂管路而并被供应至所述电池模块以使所述电池模块冷却。
12.根据权利要求10所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述第一冷却装置通过所述第一水泵的操作将由所述第一散热器冷却的冷却剂供应至所述主热交换器。
13.根据权利要求10所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在所述第二冷却装置中,
打开的第二分支管路与所述第二冷却剂管路相连接以形成独立闭合回路,并且通过所述第二水泵的操作将由所述第二散热器冷却的冷却剂供应至所述主热交换器。
14.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在车辆的制冷模式下,当使所述电池模块的温度升高时,
所述第一冷却装置通过所述第一水泵的操作使冷却剂循环通过所述电子制品,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接通过打开的第二冷却剂管路和第三冷却剂管路而关闭,
通过所述第二阀的操作,与所述电池模块相连接的所述电池冷却剂管路和第一连接管路形成独立的闭合回路,
所述电池冷却剂管路通过所述第三阀的操作与所述第二连接管路相连接,
所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而关闭,
所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而关闭,并且
制冷剂循环通过所述能量集中模块,所述主热交换器和所述副冷凝器使制冷剂冷凝,并且所述副膨胀阀的操作停止。
15.根据权利要求14所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述副冷凝器使通过所述第三阀的操作从所述电池冷却剂管路循环通过所述第二连接管路的冷却剂与从所述压缩机排出的高温制冷剂热交换以加热冷却剂,
通过所述第四水泵的操作,来自所述副冷凝器的高温冷却剂通过所述第二连接管路供应至所述加热器,并且
来自所述加热器的高温冷却剂通过由所述第三阀的操作连接的电池冷却剂管路供应至所述电池模块以使所述电池模块的温度升高。
16.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在车辆的加热模式下,当回收所述电池模块和电子制品的废热时,
通过第一水泵的操作,冷却剂在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路关闭,所述第三分支管路关闭,并且所述第二冷却剂管路通过关闭的第二冷却剂管路和第三冷却剂管路而与所述电池冷却剂管路相连接,
所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路之间的连接通过所述第二阀的操作而关闭,
通过所述第三阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第二连接管路形成独立闭合回路,
在所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而打开的状态下,用于使所述电子制品与所述第一散热器相连接的第一冷却剂管路关闭,
在所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而打开的状态下,用于使所述第二水泵与所述第二散热器相连接的第二冷却剂管路关闭,
冷却剂在所述加热设备中通过所述第四水泵循环通过所述第二连接管路,并且
制冷剂循环通过所述能量集中模块,所述膨胀阀和所述蒸发器的操作停止,所述副膨胀阀操作以使制冷剂膨胀并且将制冷剂从所述副冷凝器供应至所述主热交换器。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的热泵系统,其中,
由所述电子制品产生的废热使通过所述第一连接管路循环的冷却剂的温度升高,
由所述电池模块产生的废热使通过所述第二冷却剂管路和所述电池冷却剂管路循环的冷却剂的温度升高,
在所述第一冷却剂管路和所述第二冷却剂管路中温度升高的各冷却剂使得通过所述主热交换器的制冷剂的温度升高,并且
所述加热设备将如下的冷却剂供应至所述加热器,该冷却剂通过所述第二连接管路循环并通过在所述副冷凝器中与来自所述压缩机的高温制冷剂热交换而被加热。
18.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在车辆的加热模式下,当使所述电池模块的温度升高时,
通过第一水泵,冷却剂在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接通过打开的第二分支管路和第三分支管路而关闭,
所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路之间的连接通过所述第二阀的操作而关闭,
所述电池冷却剂管路通过所述第三阀的操作与所述第二连接管路相连接,
在所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而打开的状态下,用于使所述电子制品与所述第一散热器相连接的第一冷却剂管路关闭,
在所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而打开的状态下,用于使所述电子制品与第二散热器相连接的冷却剂管路关闭,
制冷剂循环通过所述能量集中模块,所述膨胀阀和所述蒸发器的操作停止,所述副膨胀阀操作以使制冷剂膨胀并且将制冷剂从所述副冷凝器供应至所述主热交换器。
19.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在车辆的加热模式下,当使所述电池模块冷却时,
通过第一水泵的操作,冷却剂在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路打开,所述第三分支管路打开,并且所述第二冷却剂管路与所述电池冷却剂管路之间的连接通过打开的第二分支管路和第三分支管路而关闭,
与所述电池模块相连接的所述电池冷却剂管路通过所述第二阀的操作而与所述第一连接管路相连接,
通过所述第三阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第二连接管路形成独立闭合回路,
所述第一分支管路通过所述第四阀的操作而关闭,
所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而关闭,并且
制冷剂循环通过所述能量集中模块,所述主热交换器和所述副冷凝器使制冷剂冷凝,并且所述副膨胀阀的操作停止。
20.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在车辆的除湿模式下,
通过第一水泵,冷却剂在所述第一冷却装置中循环通过所述电子制品,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路关闭,所述第三分支管路关闭,并且所述第二冷却剂管路通过关闭的第二分支管路和第三分支管路而与所述电池冷却剂管路相连接,
通过所述第二阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第一连接管路形成独立闭合回路,
通过所述第三阀的操作,所述电池冷却剂管路和所述第二连接管路形成独立闭合回路,
所述第一分支管路通过所述第四阀而关闭,
所述第四分支管路通过所述第五阀的操作而关闭,
冷却剂分别在所述冷却设备和所述加热设备中通过第三水泵和第四水泵的操作而循环通过第一连接管路和第二连接管路,并且
制冷剂循环通过所述能量集中模块。
21.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统,其中,
加热设备进一步地包括设置在所述第二连接管路处的内部加热器,
在车辆的制冷或加热模式停止的状态下利用所述内部加热器使所述电池模块的温度升高时,
第一水泵和第二水泵的操作停止以使冷却剂在第一冷却装置和第二冷却装置中的循环停止,
制冷剂在所述能量集中模块中的循环停止,
通过所述第一阀的操作,所述第二分支管路打开,所述第三分支管路关闭,并且所述电池冷却剂管路与打开的第二分支管路相连接,
所述电池冷却剂管路与所述第一连接管路之间的连接通过所述第二阀的操作而关闭,并且
所述电池冷却剂管路通过所述第三阀的操作与所述第二连接管路相连接。
22.根据权利要求21所述的用于车辆的热泵系统,其中,
在所述电池冷却剂管路中,第五水泵设置在所述第二分支管路与所述电池模块之间。
23.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统,其中,
所述加热设备进一步地包括设置在所述第二连接管路处的内部加热器。
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