CN110605954A - 用于车辆的热泵系统 - Google Patents

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李吉雨
吴东锡
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
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Modern Auto Co Ltd
Kia Motors Corp
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Abstract

提供一种用于车辆的热泵系统。所述系统包括电池冷却剂线路，所述电池冷却剂线路连接至电池模块。选择性地连接至电池冷却剂线路的冷却装置包括散热器和第一水泵从而在其中循环冷却剂。第一冷却器设置在电池冷却剂线路中并且连接至空调装置的制冷剂线路从而调节冷却剂的温度。第二冷却器选择性地连接至冷却剂线路并且选择性地连接至制冷剂线路，通过在流入第二冷却器的冷却剂和制冷剂之间选择性地换热从而增加冷却剂的温度。集成式控制阀连接至制冷剂线路、第一连接线路和第二连接线路从而调节制冷剂的流动方向，并且选择性地使穿过集成式控制阀的制冷剂膨胀。

Description

用于车辆的热泵系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月15日提交的韩国专利申请No.10-2018-0069001的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及用于车辆的热泵系统，更具体地涉及如下所述的用于车辆的热泵系统，其使用冷却器(其中制冷剂和冷却剂进行热交换)冷却电池模块并且通过使用另一个冷却器(其回收电气设备和电池模块的废热)改进加热效率。
背景技术
通常地，车辆空调装置包括空调装置系统，所述空调装置系统循环制冷剂从而加热或冷却车辆内部。空调装置系统可以不受户外温度变化的影响通过将车内温度维持于合适温度从而维持希望的车内条件，其被构造成在通过驱动压缩机排出的制冷剂穿过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器再次循环至压缩机的过程中，通过蒸发器换热从而加热或冷却车辆内部。换言之，在空调装置系统中，在夏季冷却模式下，被压缩机压缩的高温和高压气态制冷剂被冷凝器冷凝，然后穿过储液干燥器和膨胀阀被蒸发器蒸发，从而降低车内温度和湿度。
近年来，由于越来越关心能量效率和环境污染，需要开发能够大体代替具有内燃发动机的车辆的环保车辆，并且环保车辆通常分为通常使用燃料电池或电力作为电源驱动的电动车辆以及使用发动机和电池驱动的混合动力车辆。不同于一般车辆的空调装置，电动车辆和混合动力车辆中不使用单独的加热器，并且应用于环保车辆的空调装置通常被称为热泵系统。
在使用燃料电池的电动车辆中，氧和氢的化学反应能转化成电能从而产生驱动力，并且在该过程中，通过燃料电池中的化学反应产生热能，因此需要有效除去产生的热从而保证燃料电池的性能。甚至在混合动力车辆中，通过使用由燃料电池或电池一起供应的电力连同用一般燃料驱动的发动机驱动电机从而产生驱动力，因此，只有通过有效除去由燃料电池或电池和电机产生的热才能保证电机的性能。
因此，在现有技术的混合动力车辆或电动车辆中，电池冷却系统、冷却部件和热泵系统应当被构造成具有各自的独立回路从而避免电机、电气设备和包括燃料电池的电池产生热。因此，设置在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量增加，并且将制冷剂或冷却剂供应至发动机舱内的热泵系统、冷却部件和电池冷却系统的连接管的布局变得复杂。
此外，由于用于加热或冷却电池的电池冷却系统根据车辆的状态独立设置使得电池可以在最佳状态下工作，使用多个阀来连接各个连接管，因此噪声和振动传递至车辆内部，造成较差的驾驶舒适性。
公开于本部分的上述信息仅仅用于加深对发明背景的理解，因此其包含的信息可能并不构成本国已被本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供一种用于车辆的热泵系统，所述热泵系统可以使用冷却器(其中冷却剂和制冷剂换热)冷却电池模块，并且可以通过应用调节制冷剂流动的集成式控制阀简化系统从而减少阀的数目。此外，本发明提供一种用于车辆的热泵系统，所述热泵系统通过使用回收电气设备和电池模块的废热的另一个冷却器改进加热效率。
本发明的示例性实施方案提供一种用于车辆的热泵系统，可以包括：电池冷却剂线路，所述电池冷却剂线路被构造成连接至电池模块并且流入冷却剂；冷却装置，所述冷却装置被构造成具有散热器和第一水泵，所述第一水泵连接至冷却剂线路使冷却剂在冷却剂线路中循环从而冷却电气设备，并且所述冷却装置通过第一阀选择性地连接至电池冷却剂线路；第一冷却器，所述第一冷却器设置在电池冷却剂线路中，通过第一连接线路连接至空调装置的制冷剂线路，并且被构造成通过在流入第一冷却器的冷却剂和制冷剂之间选择性地换热而调节冷却剂的温度；第二冷却器，所述第二冷却器通过第二阀选择性地连接至冷却剂线路，通过第二连接线路选择性地连接至制冷剂线路，并且被构造成通过在流入第二冷却器的冷却剂和制冷剂之间选择性地换热而增加冷却剂的温度；以及集成式控制阀，所述集成式控制阀连接至制冷剂线路、第一连接线路和第二连接线路以调节空调装置中循环的制冷剂的流动方向，并且选择性地使穿过集成式控制阀内部的制冷剂膨胀。
所述空调装置可以包括：暖通空调(HVAC)模块，所述暖通空调(HVAC)模块通过制冷剂线路连接至空调装置并且内部设置有打开/关闭门从而允许穿过蒸发器的外部空气根据车辆的冷却、加热和加热/除湿模式选择性地流入内部冷凝器；压缩机，所述压缩机通过制冷剂线路连接在蒸发器和内部冷凝器之间；储液器，所述储液器在制冷剂线路中设置在压缩机和蒸发器之间；第一冷凝器，所述第一冷凝器通过制冷剂线路连接至内部冷凝器并且设置在散热器的内部；第二冷凝器，所述第二冷凝器通过制冷剂线路连接至第一冷凝器并且设置在车辆前部；以及膨胀阀，所述膨胀阀设置在连接第二冷凝器和蒸发器的制冷剂线路中。
连接内部冷凝器和第一冷凝器的制冷剂线路以及连接第二冷凝器和蒸发器的制冷剂线路可以分别连接至所述集成式控制阀。第二连接线路可以连接至储液器从而将穿过第二冷却器的制冷剂供应至储液器。
副换热器可以设置在蒸发器和储液器之间，并且连接集成式控制阀和膨胀阀的制冷剂线路以及连接蒸发器和储液器的制冷剂线路可以分别连接至副换热器。所述副换热器可以为双管换热器。所述副换热器可以通过与从蒸发器排出的低温制冷剂换热进一步冷凝在第二冷凝器中冷凝的制冷剂或在内部冷凝器中冷凝的制冷剂，从而使其流入膨胀阀。当使用制冷剂冷却电池模块时，集成式控制阀可以使从第二冷凝器通过制冷剂线路供应的制冷剂膨胀，然后可以将制冷剂排至第一连接线路从而允许制冷剂流入第一冷却器。
所述第一阀可以设置在散热器和第一冷却器之间从而选择性地使连接至电气设备的冷却剂线路和连接至电池模块的电池冷却剂线路连接；并且第一支线可以设置在电池冷却剂线路中，其中所述第一支线可以通过第一阀连接至电池冷却剂线路并且可以基于第一阀的操作选择性地连接第一冷却器和电池模块；第三阀可以设置在散热器所排出的冷却剂流入冷却剂线路中，所述第三阀选择性地连接电池冷却剂线路；第二支线可以设置在连接在电气设备和第一阀之间的冷却剂线路中，所述第二支线通过第三阀连接散热器和电气设备；所述第二阀可以在冷却剂线路中设置在电气设备和散热器之间；并且第三支线通过第二阀选择性地连接至冷却剂线路并且可以使穿过电气设备的冷却剂通过第二阀循环至与电气设备连接的冷却剂线路而不穿过散热器。
当冷却电池模块时，第一阀和第三阀可以阻断制冷剂线路和电池冷却剂线路的连接，并且可以接通第一支线和第二支线。在车辆的加热模式或加热/除湿模式下，第三支线可以通过第二阀的操作而接通。储液罐可以在冷却剂线路中设置在散热器和第三阀之间，并且储液罐可以连接至第三支线且可以通过脱气线路连接至第一支线。
脱气线路可以被构造成将穿过第一支线的冷却剂中产生的气泡排至储液罐从而维持冷却剂线路和电池冷却剂线路之间的压力平衡，或者可以允许冷却剂线路中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线。第二冷却器可以设置在第三支线中，并且可以基于第二阀的操作选择性地连接至冷却剂线路，从而在车辆的加热模式下回收由电气设备或由电气设备和电池模块产生的废热。
第一冷凝器可以为水冷却换热器并且第二冷凝器可以为空气冷却换热器。第二连接线路可以通过制冷剂阀选择性地连接至与集成式控制阀连接的第一连接线路。无论车辆模式如何，只要使用制冷剂冷却电池模块时，制冷剂阀可以关断第二连接线路；并且当在车辆的加热模式或加热/除湿模式下不需要冷却电池模块时，制冷剂阀可以关断连接至第一冷却器的第一连接线路并且可以接通连接至第二冷却器的第二连接线路。第二水泵可以在电池冷却剂线路中设置在第一冷却器和电池模块之间，加热器可以在电池冷却剂线路中设置在电池模块和第一冷却器之间，当电池模块的温度需要增加时所述加热器可以打开从而加热电池冷却剂线路中循环的冷却剂使其流入电池模块。
根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统，能够通过使用电动车辆或混合动力车辆中的冷却器(其中冷却剂和制冷剂换热从而冷却电池模块)简化用于车辆的热泵系统的系统。此外，根据本发明的示例性实施方案，由于可以根据车辆模式充分加热和冷却电池模块，能够以最佳性能操作电池模块，并且可以通过有效管理电池模块增加车辆的总里程数。
此外，根据本发明的示例性实施方案，通过使用控制制冷剂流动的集成式控制阀能够减少调节制冷剂流动的阀的数目。根据本发明的示例性实施方案的热泵系统可以通过使用另一个电动冷却器(所述另一个电动冷却器选择性地收集电气设备和电池模块的废气)改进加热效率。此外，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统，通过简化与其相关的整个系统，能够降低制造成本和重量，并且改进空间利用率。
附图说明
现在将参照附图所显示的示例性实施方案详细地描述本发明的以上和其它特征，下文中给出的所述附图仅用于示意的方式，因而对本发明是非限制性的，其中：
图1显示了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；
图2显示了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车辆冷却模式的操作状态图；
图3显示了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车辆加热模式的操作状态图；
图4显示了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使用制冷剂冷却电池模块的操作状态图；
图5显示了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车辆冷却模式过程中的冷却电池模块的操作状态图；
图6显示了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加热/除湿模式的操作状态图；并且
图7显示了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加热/除湿模式的过程中的冷却电池模块的操作状态图。
附图标记描述
1：热泵系统
10：冷却装置
11：冷却剂线路
12：散热器
13：冷却风扇
14：第一水泵
15：电气设备
16：储液罐
20：空调装置
21：制冷剂线路
22：HVAC模块
23：内部冷凝器
25：内部加热器
27：蒸发器
29：打开/关闭门
31：压缩机
33：储液器
34：集成式控制阀
35：第一冷凝器
37：第二冷凝器
39：膨胀阀
101：电池冷却剂线路
103：第二水泵
110：第一冷却器
111：第一连接线路
113：第二冷却器
115：第二连接线路
117：制冷剂阀
120、130、140：第一支线、第二支线、第三支线
150：脱气线路
B：电池模块
V1、V2、V3：第一阀、第二阀、第三阀
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、插电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(例如源于非化石能源的燃料)。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。
尽管示例性实施方案被描述成使用多个单元进行示例性过程，应理解示例性过程也可以通过一个或多个模块进行。此外，应理解术语控制器/控制单元表示包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被构造成储存模块，处理器特别被构造成执行所述模块从而进行一个或多个下文进一步描述的过程。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。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、数值、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它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所使用的，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。
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。由于说明书中描述的示例性实施方案和图中显示的构造仅为本发明的最优选的示例性实施方案和构造，它们不代表本发明的所有技术理念，并且应理解当提交本申请时，可以替代所述示例性实施方案的各种等效形式和改进示例都是可能的。
为了清楚描述本发明，省略与说明无关的部件，并且在整个说明书中用相同的附图标记表示等同或相似的组成元件。由于图中显示的每个构造的尺寸和厚度是任意显示的用以便于说明，本发明不一定限制于图中显示的构造，并且为了清楚说明若干部件和区域，显示了放大的厚度。此外，说明书中描述的术语例如“单元”、“装置”、“部件”和“构件”意指具有至少一种功能或操作的综合构造的单元。
图1显示了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用于车辆的热泵系统1可以通过冷却安装在车辆上的电池模块B或者选择性地使用由电池模块B或由电气设备15产生的废热改进加热效率。如图1所示，在混合动力车辆或电动车辆中，热泵系统1与被构造成冷却电气设备15的冷却装置10和被构造成冷却或加热车辆内部的空调装置20联动。
特别地，冷却装置10可以包括连接至冷却剂线路11的散热器12和第一水泵14，并且可以被构造成循环冷却剂从而冷却电气设备15。电气设备15可以包括电机15a、车载充电器(OBC)15b、电力控制单元(EPCU)15c等。电机15a和电力控制单元15c可以在进行驱动的同时变热，并且充电器15b可以在给电池模块B充电的同时变热。
在本示例性实施方案中，散热器12可以设置在车辆前部，并且冷却风扇13可以设置在散热器12的后方，从而通过冷却风扇13的操作并且通过与外部空气换热使冷却剂冷却。电气设备15可以在冷却剂线路11上设置在散热器12和第一水泵14之间。如上构造的冷却装置10可以被构造成通过第一水泵14的操作使散热器12中冷却的冷却剂沿着冷却剂线路11循环，因此冷却电气设备15从而避免过热。此外，空调装置20可以包括通过制冷剂线路21连接的暖通空调(HVAC)模块22、压缩机31、储液器33、第一冷凝器35、第二冷凝器37和膨胀阀39。
打开/关闭门29可以设置在HVAC模块22的内部，并且打开/关闭门29可以连接至经由制冷剂线路21连接的HVAC模块22并且可以被构造成将穿过蒸发器27的外部空气基于车辆的冷却、加热和加热/除湿模式选择性地流入内部冷凝器23和内部加热器25。换言之，在车辆的加热模式下，打开/关闭门29可以打开从而允许穿过蒸发器27的外部空气流入内部冷凝器23和内部加热器25。相反，在车辆的冷却模式下，打开/关闭门29可以关闭内部冷凝器23和内部加热器25，使得外部空气在穿过蒸发器27的同时冷却从而直接流入车辆。
压缩机31可以通过制冷剂线路21连接在蒸发器27和内部冷凝器23之间。压缩机31可以被构造成压缩气态制冷剂。温度传感器、压力传感器等可以在制冷剂线路21中设置在压缩机31和内部冷凝器23之间。储液器33可以在制冷剂线路21中设置在压缩机31和蒸发器27之间。储液器33可以通过仅将气态制冷剂供应至压缩机31从而改进压缩机31的效率和耐久性。
在本示例性实施方案中，第一冷凝器35可以通过制冷剂线路21连接至内部冷凝器27。第一冷凝器35可以设置在散热器12的内部。因此，第一冷凝器35可以被构造成在流入其中的制冷剂和穿过散热器12的制冷剂之间换热。换言之，第一冷凝器35可以是水冷却换热器。
第二冷凝器37可以通过制冷剂线路21连接至第一冷凝器35。特别地，第二冷凝器37可以设置在散热器12的前方从而在流入第二冷凝器37的制冷剂和外部空气之间换热。第二冷凝器37可以是空气冷却换热器。膨胀阀39可以设置在连接第二冷凝器37和蒸发器27的制冷剂线路21中。膨胀阀39可以被构造成接收穿过第二冷凝器37的制冷剂从而使制冷剂膨胀。
副换热器41可以在制冷剂线路21中设置在蒸发器27和储液器33之间。用于连接第二冷凝器37和膨胀阀39的制冷剂线路21以及用于连接蒸发器27和储液器33的制冷剂线路21可以分别连接至副换热器41。因此，副换热器41可以通过与从蒸发器27排出的低温制冷剂换热进一步冷凝在第二冷凝器37中冷凝的制冷剂或者在内部冷凝器23中冷凝的制冷剂，从而允许制冷剂流入膨胀阀39。副换热器41可以为双管换热器。
根据本发明的示例性实施方案的热泵系统1可以进一步包括电池冷却剂线路101、第一冷却器110、第二冷却器113和集成式控制阀34。电池冷却剂线路101可以连接至电池模块B，并且冷却剂可以在电池冷却剂线路101中循环。电池模块B可以被构造成向电气设备15供应电力。电池模块B可以形成为由冷却剂冷却的水冷却类型。换言之，电池模块B可以通过电池冷却剂线路101选择性地连接至冷却装置10的冷却剂线路11，并且冷却剂可以基于第二水泵103的操作在电池模块B的内部循环。
第二水泵103可以在电池冷却剂线路101中设置在第一冷却器110和电池模块B之间。第二水泵103可以被构造成操作为使冷却剂循环通过电池冷却剂线路101。第一水泵14和第二水泵103可以各自是电动水泵。第一冷却器110可以设置在电池冷却剂线路101中，并且可以通过第一连接线路111连接至制冷剂线路21。第一冷却器110可以被构造成通过在流入第一冷却器110的冷却剂和制冷剂之间选择性地换热从而调节冷却剂的温度。连接至第一冷却器110的第一连接线路111可以在蒸发器27和副换热器41之间连接至制冷剂线路21。加热器105可以在电池冷却剂线路101中设置在电池模块B和第一冷却器110之间。
当电池模块B的温度需要增加时，加热器105可以打开从而加热在电池冷却剂线路101中循环的冷却剂，因此温度增加的冷却剂可以被供应至电池模块B。此外，在车辆的加热模式或车辆的加热/除湿模式下，加热器105可以选择性地打开从而加热在电池冷却剂线路101中循环的冷却剂。特别地，冷却装置10可以通过第一阀V1选择性地连接至电池冷却剂线路101。
第一阀V1可以设置在散热器12和第一冷却器110之间从而选择性地使连接至电气设备15的冷却剂线路11和电池冷却剂线路101连接。第一支线120可以通过第一阀V1连接至电池冷却剂线路101并且可以基于第一阀V1的操作选择性地连接第一冷却器110和电池模块B。换言之，第一支线120可以在第一冷却器110和电池模块B之间选择性地连接相应的电池冷却剂线路101。因此，电池冷却剂线路101可以通过第一支线120形成独立于冷却装置10的闭合回路。
第一阀V1可以选择性地连接冷却剂线路11和电池冷却剂线路101或者选择性地连接电池冷却剂线路101和第一支线120从而调节冷却剂的流动。换言之，当使用散热器12中冷却的冷却剂冷却电池模块B时，第一阀V1可以使连接至散热器12的冷却剂线路11连接至电池冷却剂线路101并且可以关断第一支线120。
此外，当增加电池模块B的温度时，或者当使用与制冷剂换热的冷却剂冷却电池模块B时，第一阀V1可以接通第一支线120并且可以阻断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101之间的连接。因此，与第一冷却器110中的制冷剂换热完成的低温冷却剂可以沿着电池冷却剂线路101通过由第一阀V1接通的第一支线120流入电池模块B，从而有效地冷却电池模块B。
在增加电池模块B的温度时，可以通过第一阀V1的操作避免沿着电池冷却剂线路101循环的冷却剂流入散热器12，因此能够通过允许由加热器105的操作而加热的冷却剂流入电池模块B从而迅速增加电池模块B的温度。
在本示例性实施方案中，第二冷却器113可以通过第二阀V2选择性地连接至冷却剂线路11，并且通过第二连接线路115选择性地连接至制冷剂线路21。第二阀V2可以在冷却剂线路11中设置在电气设备15和散热器12之间。第二冷却器113可以被构造成回收来自由电气设备15或由电气设备15和电池模块B产生的热加热的高温冷却剂的废热，并使冷却剂流入第二冷却器且在冷却剂和制冷剂之间换热，因此增加制冷剂的温度。
第二连接线路115可以连接至储液器33从而将穿过第二冷却器113的制冷剂供应至储液器33。集成式控制阀34可以分别连接至制冷剂线路21、第一连接线路111和第二连接线路115从而调节空调装置20中循环的制冷剂的流动方向并且选择性地使穿过集成式控制阀34内部的制冷剂膨胀。
集成式控制阀34可以分别连接至用于连接内部冷凝器23和第一冷凝器35的制冷剂线路21并且连接至用于连接第二冷凝器37和蒸发器27的制冷剂线路21。第二连接线路115可以通过制冷剂阀117选择性地连接至与集成式控制阀34连接的第一连接线路111。当使用制冷剂冷却电池模块B时，无论车辆的模式(例如冷却、加热或加热/除湿模式)如何，制冷剂阀117可以接通第一连接线路111并且关断第二连接线路115。
特别地，集成式控制阀34可以允许膨胀状态的制冷剂流入第一连接线路111。换言之，当使用制冷剂冷却电池模块B时，集成式控制阀34可以使通过制冷剂线路21从第二冷凝器37供应的制冷剂膨胀，然后可以将制冷剂排至第一连接线路111从而允许制冷剂流入第一冷却器110。因此，由于从第二冷凝器37排出的制冷剂可以在集成式控制阀34中膨胀并且其温度可以降低，温度降低的制冷剂流入第一冷却器110，有可能进一步降低穿过第一冷却器110内部的冷却剂的温度。
在穿过第一冷却器110的同时降低温度的冷却剂可以流入电池模块B。因此，可以更有效地冷却电池模块B。另一方面，当在车辆的加热模式或加热/除湿模式下不需要冷却电池模块B时，制冷剂阀117可以关断连接至第一冷却器110的第一连接线路111。同时，制冷剂阀117可以接通连接至第二冷却器113的第二连接线路115。
在本示例性实施方案中，用于选择性地连接与电池模块B连接的电池冷却剂线路101的第三阀V3可以设置在冷却剂线路11(从散热器12排出的冷却剂流入所述冷却剂线路11)中。通过第三阀V3连接散热器12和电气设备15的第二支线130可以设置在连接在电气设备15和第一阀V1之间的制冷剂线路101中。
此外，当使用制冷剂冷却电池模块B时，第一阀V1和第三阀V3可以阻断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接并且可以分别接通第一支线120和第二支线130。此外，当使用冷却剂冷却电气设备15时，第三阀V3可以阻断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接并且可以接通第二支线130。换言之，散热器12中冷却的冷却剂可以通过第二支线130流入电气设备15，因此能够迅速冷却电气设备15。当使用与制冷剂换热的冷却剂冷却电池模块B时，或者当暖热或加热电池模块B时，第三阀V3可以接通第二支线130并且可以阻断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接。
第三支线140可以设置在冷却装置10中。第三支线140可以通过第二阀V2选择性地连接至冷却剂线路11并且可以被构造成使穿过电气设备15的冷却剂循环至通过第二阀V2与其连接的冷却剂线路11而不穿过散热器12。此外，在车辆的加热模式或加热/除湿模式下，第三支线140可以通过第二阀V2的操作接通。同时，第二阀V2可以关断连接至散热器12的冷却剂线路11。因此，在冷却电气设备15的同时加热的冷却剂可以沿着第三支线140流入第二冷却器113。
第二冷却器113可以设置在第三支线140中。在车辆的加热模式下，第二冷却器113可以基于第二阀V2的操作选择性地连接至冷却剂线路11从而回收由电气设备15或由电气设备15和电池模块B产生的废热。换言之，当在车辆的加热模式下回收电池模块B和电气设备15的废热时，在连接至散热器12的冷却剂线路11关断的状态下，第三支线140可以通过第二阀V2的操作而接通。
储液罐16可以在冷却剂线路11中设置在散热器12和第三阀V3之间。储液罐16可以储存从散热器12流来的经冷却的冷却剂。储液罐16可以通过第二阀V2连接至第三支线140，所述第二阀V2在冷却剂线路11中设置在散热器12和电气设备15之间。此外，储液罐16可以通过脱气线路150连接至第一支线120。
脱气线路150可以被构造成将穿过第一支线120的冷却剂中产生的气泡排至储液罐16从而维持冷却剂线路11和电池冷却剂线路101之间的压力平衡，或者可以允许冷却剂线路11中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线120。此外，当冷却剂不在冷却剂线路11中循环并且当使用与制冷剂换热的冷却剂冷却电池模块B时，脱气线路150可以允许穿过第一支线120的冷却剂中包含的一些气泡流入储液罐16，因此避免冷却剂线路11和第一支线120之间出现压差。
在本示例性实施方案中，示例性地描述了储液罐16在冷却剂线路11中设置在散热器12和电池模块B之间并且脱气线路150连接至第一支线120，但是本发明不限于此，并且储液罐16可以在电池冷却剂线路101中设置在散热器12和电池模块B之间。在该情况下，脱气线路150可以连接至第二支线130。此外，上述构造的第一阀V1、第二阀V2和第三阀V3以及制冷剂阀117可以各自分别为能够分配流动的三通阀。
下文将参考图2至图7详细描述根据本发明的示例性实施方案的上述构造的用于车辆的热泵系统1的每个模式的操作和功能。首先，在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，将参考图2描述车辆的冷却模式的操作。图2显示了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车辆冷却模式的操作状态图。
参考图2，冷却装置10可以操作从而冷却电气设备15。特别地，第三阀V3可以使连接至散热器12的冷却剂线路11和第二支线130连接并且阻断与电池冷却剂线路101的连接。第一阀V1可以阻断电池冷却剂线路101和冷却剂线路11之间的连接，同时关断第一支线120。第二阀V2可以接通用于连接散热器12和电气设备15的冷却剂线路11，并且关断第三支线140。
此外，冷却剂线路11可以通过第一阀V1、第二阀V2和第三阀V3的操作连接至第二支线130，并且可以形成与电池冷却剂线路101分离的闭合回路。因此，散热器12中冷却的冷却剂可以通过第一水泵14的操作在冷却剂线路11和第二支线130中循环从而冷却电气设备15。电池冷却剂线路101中的冷却剂的循环可以停止。换言之，从散热器12排出的经冷却的冷却剂可以通过冷却剂线路11和第二支线130穿过电气设备15，并且再次流入散热器12。
特别地，脱气线路150可以允许冷却剂线路11中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线120从而维持冷却剂线路11中的压力平衡。空调装置20可以被构造成使制冷剂沿着制冷剂线路21循环从而冷却车辆内部。集成式控制阀34可以阻断第一连接线路111从而调节制冷剂的流动。因此，制冷剂可以通过集成式控制阀34的操作从第二冷凝器37排出并且可以流入制冷剂线路21从而冷却车辆内部，然后可以依次穿过膨胀阀39、蒸发器27、储液器33、压缩机31、内部冷凝器23和第一冷凝器35。
流入HVAC模块22的外部空气可以在穿过蒸发器27的同时被流入蒸发器27的低温制冷剂冷却。特别地，打开/关闭门29的穿过内部冷凝器23的部分可以关闭从而避免经冷却的外部空气穿过内部冷凝器23和内部加热器25。因此，经冷却的外部空气可以直接流入车辆内部，因此冷却车辆内部。制冷剂然后可以穿过第一冷凝器35从而流入第二冷凝器37，并且可以在穿过第二冷凝器35的同时通过与外部空气换热而冷凝。换言之，在车辆的冷却模式下，制冷剂可以在重复上述过程的同时冷却车辆内部。
下文将参考图3描述根据车辆的加热模式的操作。图3显示了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车辆加热模式的操作状态图。参考图3，在车辆的加热模式下，可以通过第一阀V1和第三阀V3的操作阻断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接，并且第一支线120和第二支线130可以接通。
第二阀V2可以关断冷却剂线路11的连接同时接通第三支线140从而使电气设备15与散热器12断开。因此，冷却装置10可以通过由第三阀V3和第二阀V2的操作接通的第二支线130和第三支线140以及冷却剂线路11形成与电池冷却剂线路101分离的闭合回路。此外，电池冷却剂线路101可以被构造成使冷却剂在电池模块B和第一冷却器110连同第一支线120中循环，并且形成与冷却剂线路11分离的闭合回路。
因此，在冷却装置10中循环的冷却剂的温度由于电气设备15中产生的废热而增加。具有增加温度的冷却剂可以通过第一水泵14的操作而循环并且可以沿着接通的第三支线140穿过第二冷却器113。在空调装置20中，制冷剂可以沿着制冷剂线路21穿过压缩机31和内部冷凝器23，然后可以通过集成式控制阀34的操作流入第一连接线路111。
特别地，集成式控制阀34可以关断连接至第一冷凝器35和第二冷凝器37的制冷剂线路21。制冷剂阀117可以使连接至集成式控制阀34的第一连接线路111与第二连接线路115连接。因此，制冷剂可以通过第二连接线路115流入第二冷却器113。集成式控制阀34可以将制冷剂排至第一连接线路111而不使制冷剂膨胀。因此，从内部冷凝器23排出的制冷剂可以通过集成式控制阀34的操作流动至第一连接线路111。之后，制冷剂可以流入通过制冷剂阀117的操作而接通的第二连接线路115。
制冷剂然后可以通过第二连接线路115流入第二冷却器113并且可以与流入第二冷却器113的经加热的冷却剂换热。换言之，电气设备15中产生的废热可以增加第二冷却器113中的制冷剂的温度。增加温度的制冷剂可以通过第二连接线路115穿过储液器33然后可以流入压缩机31。此外，制冷剂可以被压缩机31压缩至高温和高压状态并且可以流入内部冷凝器23。打开/关闭门29可以打开从而使得流入HVAC模块22并且穿过蒸发器27的外部空气穿过内部冷凝器23。
因此，从外部引入的外部空气可以以室温状态(在穿过未供应制冷剂的蒸发器27时未被冷却)流动。引入的外部空气可以在穿过内部冷凝器23的同时转变成高温状态并且可以通过选择性操作的内部加热器25流入车辆内部，因此加热车辆内部。换言之，在车辆的加热模式下，根据本发明的示例性实施方案的热泵系统1可以减少压缩机31的功率消耗并且通过使用电气设备15中产生的废热增加制冷剂的温度从而改进加热效率。
当将电气设备15和电池模块B中产生的废热一起收集时，冷却剂线路11和电池冷却剂线路101可以通过第一阀V1和第三阀V3的操作连接，并且第一支线120和第二支线130可以关断。因此，第二冷却器113可以通过第三支线140连接至冷却剂线路11和电池冷却剂线路101。
然后，由于电气设备15中产生的废热和电池模块B中产生的废热而温度增加的冷却剂可以通过第一水泵14和第二水泵103的操作而穿过第二冷却器113。换言之，电气设备15和电池模块B中产生的废热增加第二冷却器113中的制冷剂的温度。具有增加温度的制冷剂可以通过第二连接线路115穿过储液器33然后可以流入压缩机31。制冷剂可以被压缩机31压缩至高温和高压状态并且可以流入内部冷凝器23。
特别地，打开/关闭门29可以打开从而使得流入HVAC模块22并且穿过蒸发器27的外部空气穿过内部冷凝器23。因此，从外部引入的外部空气可以以室温状态(在穿过未供应制冷剂的蒸发器27时未被冷却)流动。引入的外部空气可以在穿过内部冷凝器23的同时转变成高温状态并且可以通过选择性操作的内部加热器25流入车辆内部，因此加热车辆内部。换言之，根据本示例性实施方案的热泵系统1可以通过选择性地使用电气设备15的废热或电池模块B和电气设备15的废热加热车辆内部。
下文将参考图4描述使用冷却剂冷却电池模块B的操作。图4显示了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使用制冷剂冷却电池模块的操作状态图。参考图4，冷却装置10操作从而冷却电气设备15。
特别地，第一阀V1可以接通第一支线120并且关断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接。第三阀V3可以关断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接并且接通第二支线130。第二阀V2可以关断第三支线140并且接通用于连接散热器12和电气设备15的冷却剂线路11。因此，冷却剂线路11和电池冷却剂线路101可以分别形成闭合回路，其中冷却剂独立地循环通过第一支线120和第二支线130。
换言之，散热器12中冷却的冷却剂可以通过第一水泵14的操作在冷却剂线路11和第二支线130中循环从而冷却电气设备15。此外，穿过第一冷却器110的冷却剂可以通过第二水泵103的操作在电池冷却剂线路101和第一支线120中循环从而冷却电池模块B。在电池冷却剂线路101中循环的冷却剂可以与第一冷却器110中的制冷剂换热并且冷却，并且可以供应至电池模块B。因此，电池模块B通过冷却的冷却剂而冷却。
脱气线路150可以被构造成将穿过第一支线120的冷却剂中产生的气泡排至储液罐16从而维持冷却剂线路11和电池冷却剂线路101之间的压力平衡，或者可以允许冷却剂线路11中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线120。空调装置20可以被构造成使制冷剂沿着制冷剂线路21循环。特别地，集成式控制阀34可以接通第一连接线路111。因此，依次穿过第一冷凝器35和第二冷凝器37的制冷剂可以流入第一连接线路111。
流入第一连接线路111的制冷剂可以通过制冷剂阀117的操作流动至与第一冷却器110连接的第一连接线路111。同时，第二连接线路115可以通过制冷剂阀117的操作关断，因此制冷剂的流动可以停止。特别地，集成式控制阀34可以允许膨胀状态的制冷剂流入第一连接线路111。因此，从第二冷凝器37排出的制冷剂可以通过集成式控制阀34的操作而膨胀从而进入低温和低压状态，并且可以流入连接至第一连接线路111的第一冷却器110。
之后，流入第一冷却器110的制冷剂可以与冷却剂换热并且可以通过第一连接线路111流入储液器33。换言之，在冷却电池模块B的同时温度增加的冷却剂可以通过与第一冷却器110内的低温和低压制冷剂换热而被冷却。经冷却的冷却剂可以通过电池冷却剂线路101再次供应至电池模块B。因此，在重复上述操作的同时电池B可以被冷却剂充分冷却。
下文将参考图5描述车辆冷却模式下电池模块的冷却操作。图5显示了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车辆冷却模式过程中的冷却电池模块的操作状态图。参考图5，冷却装置10可以操作从而冷却电气设备15。
特别地，第一阀V1可以接通第一支线120并且关断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接。第三阀V3可以关断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接并且接通第二支线130。第二阀V2可以关断第三支线140并且接通用于连接散热器12和电气设备15的冷却剂线路11。因此，冷却剂线路11和电池冷却剂线路101可以分别形成闭合回路，其中冷却剂独立地循环通过第一支线120和第二支线130。
换言之，散热器12中冷却的冷却剂可以通过第一水泵14的操作在冷却剂线路11和第二支线130中循环从而冷却电气设备15。此外，穿过第一冷却器110的冷却剂可以通过第二水泵103的操作在电池冷却剂线路101和第一支线120中循环从而冷却电池模块B。在电池冷却剂线路101中循环的冷却剂可以与第一冷却器110中的制冷剂换热并且冷却，并且可以供应至电池模块B。因此，电池模块B通过冷却的冷却剂而冷却。
脱气线路150可以被构造成将穿过第一支线120的冷却剂中产生的气泡排至储液罐16从而维持冷却剂线路11和电池冷却剂线路101之间的压力平衡，或者可以允许冷却剂线路11中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线120。同时，空调装置20可以被构造成使制冷剂沿着用于冷却车辆内部的制冷剂线路21循环，因此冷却车辆内部。
集成式控制阀34可以将内部冷凝器23连接至第一冷凝器35和第二冷凝器37并且连接第二冷凝器37和蒸发器27。同时，集成式控制阀34可以接通第一连接线路111。因此，依次穿过第一冷凝器35和第二冷凝器37的制冷剂的一部分可以流入第一连接线路111，其剩余部分可以流入蒸发器27。
流入第一连接线路111的制冷剂可以通过制冷剂阀117的操作流动至与第一冷却器110连接的第一连接线路111。同时，第二连接线路115可以通过制冷剂阀117的操作关断，因此制冷剂的流动可以停止。特别地，集成式控制阀34可以允许膨胀状态的制冷剂流入第一连接线路111。
因此，在从第二冷凝器37排出的制冷剂中，流入第一连接线路111的制冷剂可以通过集成式控制阀34的操作而膨胀从而进入低温和低压状态，并且可以流入连接至第一连接线路111的第一冷却器110。之后，流入第一冷却器110的制冷剂可以与冷却剂换热并且可以通过第一连接线路111流入储液器33。换言之，在冷却电池模块B的同时温度增加的冷却剂可以通过与第一冷却器110内的低温和低压制冷剂换热而被冷却。经冷却的冷却剂可以通过电池冷却剂线路101再次供应至电池模块B。
换言之，在重复上述操作的同时电池B可以被冷却剂充分冷却。从第二冷凝器37排出的制冷剂的剩余部分可以流动通过制冷剂线路21从而冷却车辆内部，并且可以依次穿过副换热器41、膨胀阀39、蒸发器27、储液器33、压缩机31和内部冷凝器23。
流入HVAC模块22的外部空气可以在穿过蒸发器27的同时被流入蒸发器27的低温制冷剂冷却。特别地，打开/关闭门29的穿过内部冷凝器23的部分可以关闭从而避免经冷却的外部空气穿过内部冷凝器23和内部加热器25。因此，经冷却的外部空气可以直接流入车辆内部，从而冷却车辆内部。
之后，制冷剂可以在穿过第一冷凝器35的同时与散热器12的冷却剂换热，并且可以在穿过第二冷凝器37的同时通过与外部空气换热而冷凝。换言之，在车辆冷却模式下，在重复上述过程的同时，制冷剂可以冷却车辆内部，同时可以在穿过第一冷却器110的同时通过换热而冷却冷却剂。
下文将参考图6描述车辆的加热/除湿模式的操作。图6显示了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加热/除湿模式的操作状态图。参考图6，在车辆的加热/除湿模式下，可以通过第一阀V1和第三阀V3的操作连接冷却剂线路11和电池冷却剂线路101，并且第一支线120和第二支线130可以关断。
第二阀V2可以关断冷却剂线路11的连接同时接通第三支线140从而使电气设备15与散热器12断开。因此，冷却装置10可以通过由第一阀V1和第三阀V3的操作关断的第一支线120和第二支线130以及由第二阀V2的操作接通的第三支线140形成冷却剂线路11与电池冷却剂线路101连接的一个闭合回路。因此，在冷却剂线路11和电池冷却剂线路101中循环的冷却剂的温度可以由于电气设备15中产生的废热和电池模块B中产生的废热而增加。具有增加温度的冷却剂可以通过第一水泵14和第二水泵103的操作而循环并且可以沿着接通的第三支线140穿过第二冷却器113。
另一方面，在空调装置20中，制冷剂可以沿着制冷剂线路21穿过压缩机31和内部冷凝器23，然后通过集成式控制阀34的操作，制冷剂的一部分可以进入第一连接线路111而制冷剂的剩余部分可以流入蒸发器27。特别地，集成式控制阀34可以关断连接至第一冷凝器35和第二冷凝器37的制冷剂线路21。制冷剂阀117可以使连接至集成式控制阀34的第一连接线路111与第二连接线路115连接。因此，制冷剂可以通过第二连接线路115流入第二冷却器113。
集成式控制阀34可以将制冷剂排至第一连接线路111而不膨胀制冷剂。因此，从内部冷凝器23排出的制冷剂的一部分可以通过集成式控制阀34的操作流动至第一连接线路111。之后，制冷剂可以流入通过制冷剂阀117的操作而接通的第二连接线路115。
此外，制冷剂可以通过第二连接线路115流入第二冷却器113并且可以与第二冷却器113中的具有增加温度的冷却剂换热。换言之，电气设备15和电池模块B中产生的废热可以增加第二冷却器113中的制冷剂的温度。具有增加温度的制冷剂可以通过第二连接线路115穿过储液器33然后可以流入压缩机31。制冷剂可以被压缩机31压缩至高温和高压状态并且可以流入内部冷凝器23。
从内部冷凝器23中排出的制冷剂的剩余部分可以沿着制冷剂线路21从集成式控制阀34依次穿过副换热器41、膨胀阀39、蒸发器27、储液器33、压缩机31和内部冷凝器23。换言之，从集成式控制阀34排出的制冷剂的剩余部分可以以在膨胀阀39中的膨胀状态流入蒸发器27。副换热器41可以通过与从蒸发器27排出的低温制冷剂换热进一步冷凝穿过集成式控制阀34而流入膨胀阀39的制冷剂。
在该状态下，打开/关闭门29可以打开从而允许流入HVAC模块22并且穿过蒸发器27的外部空气穿过内部冷凝器23。因此，流入HVAC模块22的外部空气可以在穿过蒸发器27的同时被流入蒸发器27的低温制冷剂除湿。之后，外部空气可以在穿过内部冷凝器23的同时转变成高温状态并且可以通过选择性操作的内部加热器25流入车辆内部，因此加热/除湿车辆内部。换言之，在车辆的加热/除湿模式下，根据本示例性实施方案的热泵系统1可以减少压缩机31的功率消耗并且通过使用电气设备15和电池模块B中产生的废热增加制冷剂的温度从而改进加热效率。
下文将参考图7描述车辆加热/除湿模式下电池模块B的冷却操作。图7显示了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加热/除湿模式的过程中的冷却电池模块的操作状态图。参考图7，在车辆的加热/除湿模式下，当冷却电池模块B时，可以通过第一阀V1和第三阀V3的操作阻断冷却剂线路11和电池冷却剂线路101的连接，并且第一支线120和第二支线130可以接通。
第二阀V2可以关断冷却剂线路11的连接同时接通第三支线140从而使电气设备15与散热器12断开。因此，冷却装置10可以通过由第三阀V3和第二阀V2的操作接通的第二支线和第三支线130和140以及冷却剂线路11形成与电池冷却剂线路101分离的闭合回路。因此，在冷却装置10中循环的冷却剂的温度由于电气设备15中产生的废热而增加。具有增加温度的冷却剂可以通过第一水泵14的操作而循环并且可以沿着接通的第三支线140穿过第二冷却器113。
在该示例性实施方案中，电池冷却剂线路101可以被构造成使冷却剂在电池模块B和第一冷却器110连同第一支线120中循环，并且形成与冷却剂线路11分离的闭合回路。穿过第一冷却器110的冷却剂可以通过第二水泵103的操作在电池冷却剂线路101和第一支线120中循环从而冷却电池模块B。在电池冷却剂线路101中循环的冷却剂可以与第一冷却器110中的制冷剂换热并且冷却，并且可以供应至电池模块B。因此，电池模块B通过冷却的冷却剂而冷却。
脱气线路150可以被构造成将穿过第一支线120的冷却剂中产生的气泡排至储液罐16从而维持冷却剂线路11和电池冷却剂线路101之间的压力平衡，或者可以允许冷却剂线路11中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线120。另一方面，在空调装置20中，制冷剂可以沿着制冷剂线路21穿过压缩机31和内部冷凝器23，然后通过集成式控制阀34的操作，制冷剂的一部分可以流入第一连接线路111而制冷剂的剩余部分可以流入蒸发器27。
同时，集成式控制阀34可以关断连接至第一冷凝器35和第二冷凝器37的制冷剂线路21。流入第一连接线路111的制冷剂可以通过制冷剂阀117的操作流动至与第一冷却器110连接的第一连接线路111。同时，第二连接线路115可以通过制冷剂阀117的操作关断，因此制冷剂的流动可以停止。特别地，集成式控制阀34可以允许膨胀状态的制冷剂流入第一连接线路111。因此，从内部冷凝器23排出的制冷剂的一部分可以通过集成式控制阀34的操作而膨胀从而进入低温和低压状态，并且可以流入连接至第一连接线路111的第一冷却器110。
之后，流入第一冷却器110的制冷剂可以与冷却剂换热并且可以通过第一连接线路111流入储液器33。换言之，在冷却电池模块B的同时温度增加的冷却剂可以通过与第一冷却器110内的低温和低压制冷剂换热而被冷却。经冷却的冷却剂可以通过电池冷却剂线路101再次供应至电池模块B。因此，在重复上述操作的同时电池B可以被电池冷却剂线路101中循环的冷却剂充分冷却。
从内部冷凝器23中排出的制冷剂的剩余部分可以沿着制冷剂线路21从集成式控制阀34依次穿过副换热器41、膨胀阀39、蒸发器27、储液器33、压缩机31和内部冷凝器23。换言之，从集成式控制阀34排出的制冷剂的剩余部分可以以在膨胀阀39中的膨胀状态流入蒸发器27。副换热器41可以通过与从蒸发器27排出的低温制冷剂换热进一步冷凝穿过集成式控制阀34而流入膨胀阀39的制冷剂。
在该状态下，打开/关闭门29可以打开从而允许流入HVAC模块22并且穿过蒸发器27的外部空气穿过内部冷凝器23。因此，流入HVAC模块22的外部空气可以在穿过蒸发器27的同时被流入蒸发器27的低温制冷剂除湿。之后，外部空气可以在穿过内部冷凝器23的同时转变成高温状态并且可以通过选择性操作的内部加热器25流入车辆内部，因此加热/除湿车辆内部。
在车辆的加热模式下回收电气设备15的废热的本示例性实施方案仅为举例说明，但是本发明不限于此，并且在加热模式或加热/除湿模式下可以回收电气设备15和电池模块B中产生的所有废热。此外，当需要增加电池模块B的温度时，在增加电池模块B的温度的同时可以打开加热器105，因此电池冷却剂线路101中循环而流入电池模块B的冷却剂可以加热。
因此，当使用如上所述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，有可能根据车辆模式使用电动车辆或混合动力车辆中的第一冷却器110(其中冷却剂和制冷剂换热)增加或减小电池模块B的温度，从而简化其系统。此外，可以根据车辆模式有效地加热和冷却电池模块B，因此电池模块B可以以最佳性能状态操作，并且可以通过有效管理电池模块B而增加车辆的总里程数。
此外，根据本发明的示例性实施方案，通过使用调节制冷剂流动的集成式控制阀34能够减少调节制冷剂流动的阀的数目。此外，根据本发明的示例性实施方案的热泵系统1可以通过使用第二冷却器113(所述第二冷却器113选择性地收集电气设备15和电池模块B的废热)改进加热效率。此外，根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热泵系统，通过简化与其相关的整个系统，能够降低制造成本和重量，并且改进空间利用率。
虽然参考目前被视为是示例性的实施方案描述本发明，应理解本发明并不限于所描述的示例性实施方案，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 (18)

1.一种用于车辆的热泵系统，包括：
电池冷却剂线路，所述电池冷却剂线路连接至电池模块并且流入有冷却剂；
冷却装置，所述冷却装置具有散热器和第一水泵，所述第一水泵连接至冷却剂线路并且被构造成使冷却剂在冷却剂线路中循环从而冷却电气设备，其中，所述冷却装置通过第一阀选择性地连接至电池冷却剂线路；
第一冷却器，所述第一冷却器设置在电池冷却剂线路中，通过第一连接线路连接至空调装置的制冷剂线路，并且被构造成通过在流入第一冷却器的冷却剂和制冷剂之间选择性地换热而调节冷却剂的温度；
第二冷却器，所述第二冷却器通过第二阀选择性地连接至冷却剂线路，通过第二连接线路选择性地连接至制冷剂线路，并且被构造成通过在流入第二冷却器的冷却剂和制冷剂之间选择性地换热而增加冷却剂的温度；以及
集成式控制阀，所述集成式控制阀连接至制冷剂线路、第一连接线路和第二连接线路以调节空调装置中循环的制冷剂的流动方向，并且被构造成选择性地使穿过集成式控制阀内部的制冷剂膨胀。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述空调装置包括：
暖通空调模块，所述暖通空调模块通过制冷剂线路连接至空调装置并且内部设置有打开/关闭门从而使得穿过蒸发器的外部空气基于车辆的冷却、加热和加热/除湿模式选择性地流入内部冷凝器；
压缩机，所述压缩机通过制冷剂线路连接在蒸发器和内部冷凝器之间；
储液器，所述储液器在制冷剂线路中设置在压缩机和蒸发器之间；
第一冷凝器，所述第一冷凝器通过制冷剂线路连接至内部冷凝器并且设置在散热器的内部；
第二冷凝器，所述第二冷凝器通过制冷剂线路连接至第一冷凝器并且设置在车辆前部；以及
膨胀阀，所述膨胀阀设置在连接第二冷凝器和蒸发器的制冷剂线路中。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中，连接内部冷凝器和第一冷凝器的制冷剂线路以及连接第二冷凝器和蒸发器的制冷剂线路分别连接至所述集成式控制阀。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中，第二连接线路连接至储液器从而将穿过第二冷却器的制冷剂供应至储液器。
5.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中，副换热器设置在蒸发器和储液器之间，并且连接集成式控制阀和膨胀阀的制冷剂线路以及连接蒸发器和储液器的制冷剂线路分别连接至副换热器。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述副换热器为双管换热器。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述副换热器通过与从蒸发器排出的低温制冷剂换热进一步冷凝在在第二冷凝器中冷凝的制冷剂或在内部冷凝器中冷凝的制冷剂，从而使其流入膨胀阀。
8.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中，当使用制冷剂冷却电池模块时，集成式控制阀使从第二冷凝器通过制冷剂线路供应的制冷剂膨胀，然后将制冷剂排至第一连接线路从而允许制冷剂流入第一冷却器。
9.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中
所述第一阀设置在散热器和第一冷却器之间从而选择性地使连接至电气设备的冷却剂线路和连接至电池模块的电池冷却剂线路连接，
第一支线设置在电池冷却剂线路中，其中所述第一支线通过第一阀连接至电池冷却剂线路并且根据第一阀的操作选择性地连接第一冷却器和电池模块，
第三阀设置在散热器所排出的冷却剂流入的冷却剂线路中，所述第三阀选择性地连接电池冷却剂线路，
第二支线设置在连接在电气设备和第一阀之间的冷却剂线路中，所述第二支线通过第三阀连接散热器和电气设备，
所述第二阀在冷却剂线路中设置在电气设备和散热器之间，
第三支线通过第二阀选择性地连接至冷却剂线路并且被构造成使穿过电气设备的冷却剂通过第二阀循环至与电气设备连接的冷却剂线路而不穿过散热器。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统，其中，当冷却电池模块时，第一阀和第三阀阻断制冷剂线路和电池冷却剂线路的连接，并且接通第一支线和第二支线。
11.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统，其中，在车辆的加热模式或加热/除湿模式下，第三支线通过第二阀的操作而接通。
12.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统，其中，储液罐在冷却剂线路中设置在散热器和第三阀之间，并且储液罐连接至第三支线且通过脱气线路连接至第一支线。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的热泵系统，其中，脱气线路被构造成将穿过第一支线的冷却剂中产生的气泡排至储液罐从而维持冷却剂线路和电池冷却剂线路之间的压力平衡，或者允许冷却剂线路中循环的冷却剂中产生和收集的气泡流入第一支线。
14.根据权利要求9所述的用于车辆的热泵系统，其中，第二冷却器设置在第三支线中，并且根据第二阀的操作选择性地连接至冷却剂线路，从而在车辆的加热模式下回收由电气设备或由电气设备和电池模块产生的废热。
15.根据权利要求2所述的用于车辆的热泵系统，其中，第一冷凝器为水冷却换热器并且第二冷凝器为空气冷却换热器。
16.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中，第二连接线路通过制冷剂阀选择性地连接至与集成式控制阀连接的第一连接线路。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的热泵系统，其中，当无论车辆模式如何只要使用制冷剂冷却电池模块时，制冷剂阀关断第二连接线路；并且当在车辆的加热模式或加热/除湿模式下不需要冷却电池模块时，制冷剂阀关断连接至第一冷却器的第一连接线路并且接通连接至第二冷却器的第二连接线路。
18.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中
第二水泵在电池冷却剂线路中设置在第一冷却器和电池模块之间，
加热器在电池冷却剂线路中设置在电池模块和第一冷却器之间，
当电池模块的温度需要增加时，所述加热器打开从而加热电池冷却剂线路中循环的冷却剂使其流入电池模块。
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