CN111231620A - 车辆热管理系统及其控制方法、车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆热管理系统及其控制方法、车辆，车辆热管理系统包括电池及电驱热管理系统和发动机及暖风芯体热管理系统，电池及电驱热管理系统分别通过第一换热器和第二换热器与空调系统和发动机及暖风芯体热管理系统换热，发动机及暖风芯体热管理系统包括发动机、第二换热器、第一散热器和用于乘员舱采暖的暖风芯体，且具有第一连通模式、第二连通模式、第三连通模式和第四连通模式，在第一连通模式，发动机、第二换热器、暖风芯体及第一散热器串联成回路；在第二连通模式，发动机、第二换热器和第一散热器串联成回路；在第三连通模式，发动机、暖风芯体及第一散热器串联成回路；在第四连通模式，发动机和第一散热器串联成回路。

Description

车辆热管理系统及其控制方法、车辆

技术领域

本公开涉及车辆热管理系统领域，具体地，涉及一种车辆热管理系统及其控制方法、车辆。

背景技术

在混合动力车辆的整车热管理系统中，包括空调热管理系统、电池热管理系统、电驱热管理系统及发动机热管理系统。现有发动机热管理路回路与电池系统回路是相对独立的，无法实现循环间的互通，故无法实现发动机对电池的加热。另外，现有的电驱热管理系统独立于空调热管理系统和电池热管理系统，电池的加热主要依赖于电池加热器进行加热，电机或电控产生的热量只能通过电驱热管理系统中的散热器进行散热，造成热量的浪费。当电机或电控的降温需求高时，仅通过散热器进行降温，则降温效率慢并且效果差。此外，电池的冷却主要依赖于空调热管理系统，即使在电池冷却需求较低并且乘员舱无制冷需求时也需要启动空调热管理系统，也增加了整车的能耗负担。

发明内容

本公开的目的是提供一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统能够实现车辆整车高效的热管理，优化整车能耗。

为了实现上述目的，本公开提供一种车辆热管理系统，包括电池及电驱热管理系统和发动机及暖风芯体热管理系统，空调系统与所述电池及电驱热管理系统通过第一换热器进行换热，所述电池及电驱热管理系统与所述发动机及暖风芯体热管理系统通过第二换热器进行换热，所述发动机及暖风芯体热管理系统包括发动机、第二换热器、第一散热器和用于乘员舱采暖的暖风芯体，所述发动机及暖风芯体热管理系统具有第一连通模式、第二连通模式、第三连通模式和第四连通模式，在所述第一连通模式，所述发动机、所述第二换热器、所述暖风芯体及所述第一散热器串联成回路；

在所述第二连通模式，所述发动机、所述第二换热器和所述第一散热器串联成回路；在所述第三连通模式，所述发动机、所述暖风芯体及所述第一散热器串联成回路；在所述第四连通模式，所述发动机和所述第一散热器串联成回路。

可选地，所述发动机及暖风芯体热管理系统还包括第一三通阀和第二三通阀，所述发动机的冷却液入口与所述第一散热器的冷却液出口相连，所述发动机的冷却液出口与所述第一三通阀的第一端口相连，所述第一三通阀的第二端口与所述第二换热器的冷却液入口相连，所述第二换热器的冷却液出口和所述第一三通阀的第三端口均与所述第二三通阀的第一端口相连，所述暖风芯体的冷却液入口与所述第二三通阀的第二端口相连，所述暖风芯体的冷却液出口和所述第二三通阀的第三端口均与所述第一散热器的冷却液入口相连。

可选地，所述电池及电驱热管理系统包括第一冷却液流路、第二冷却液流路、第一四通阀，所述第一冷却液流路与所述空调系统进行换热并且与所述发动机及暖风芯体热管理系统进行换热，所述第一冷却液流路上设置有动力电池和第一水泵，所述第一冷却液流路的一端与所述第一四通阀的第一端口相连，另一端与所述第一四通阀的第二端口相连；所述第二冷却液流路上设置有电机、电控、第二散热器和第二水泵，所述第二冷却液流路的一端与所述第一四通阀的第三端口相连，另一端与所述第一四通阀的第四端口相连。

可选地，所述第一冷却液流路包括第一冷却液流路干路、第一冷却液流路第一支路、第一冷却液流路第二支路，所述第一冷却液流路干路的一端与所述第一四通阀的第一端口相连，另一端选择性地通过所述第一冷却液流路第一支路或所述第一冷却液流路第二支路与所述第一四通阀的第二端口相连，所述动力电池和所述第二水泵设置在所述第一冷却液流路干路上，所述第一冷却液流路第一支路通过第一换热器与所述空调系统进行换热，所述第一冷却液流路第二支路通过第二换热器与所述发动机及暖风芯体热管理系统进行换热。

可选地，所述第一换热器和第二换热器集成为三通道换热器，所述三通道换热器与所述动力电池和所述第一水泵串联。

可选地，所述第二冷却液流路包括第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段和第二冷却液流路第三段，所述第二水泵、所述电控、所述电机串联在所述第二冷却液流路第一段上，所述第二散热器设置在所述第二冷却液流路第二段上，所述第二冷却液流路第三段为短接支路，所述第二冷却液流路第一段的一端与所述第一四通阀的第三端口相连，另一端选择性地通过所述第二冷却液流路第二段或所述第二冷却液流路第三段与所述第一四通阀的第四端口相连。

可选地，所述第二冷却液流路上还设置有第三三通阀，所述第三三通阀的第一端口与所述第二冷却液流路第一段相连，所述第三三通阀的第二端口与所述第二冷却液流路第二段相连，所述第三三通阀的第三端口与所述第二冷却液流路第三段相连。

可选地，所述第二冷却液流路上还设置有第二四通阀，所述第二冷却液流路包括第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段和第二冷却液流路第三段，所述电机设置在所述第二冷却液流路第一段上，所述第二冷却液流路第一段的一端与所述第一四通阀的第三端口相连，另一端与所述第二四通阀的第一端口相连；所述电控、所述第二散热器和所述第二水泵设置在所述第二冷却液流路第二段上，所述第二冷却液流路第二段的一端与所述第二四通阀的第二端口相连，另一端与所述第二四通阀的第三端口相连；所述第二冷却液流路第三段的一端与所述第二四通阀的第四端口相连，另一端与所述第一四通阀的第四端口相连。

可选地，所述空调系统包括冷媒干路、第一冷媒支路和第二冷媒支路，所述第一冷媒支路与所述第二冷媒支路并联，所述冷媒干路上设置有压缩机和冷凝器，所述第一冷媒支路上设置有第一膨胀阀和蒸发器，所述第二冷媒支路上设置有第二膨胀阀和所述第一换热器。

可选地，所述第一膨胀阀为热力膨胀阀，所述第一冷媒支路上还设置有电磁阀，所述第二膨胀阀为电子膨胀阀。

可选地，所述空调系统还包括鼓风机和PTC加热器，所述鼓风机用于向所述蒸发器吹风，所述PTC加热器用于加热所述鼓风机吹出的风。

在本公开提供的车辆热管理系统中，通过控制发动机及暖风芯体热管理系统处于不同的连通模式，可实现对动力电池及乘员舱的热管理。

例如，当车辆当前工作模式为混合动力驱动模式，且动力电池需要加热，乘员舱需要采暖时，可控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第一连通模式。这样，通过发动机的工作产生的热量通过冷却液传递至第一换热器，并通过第一换热器与电池及电驱热管理系统换热，加热动力电池。同时，回路中的高温冷却液加热暖风芯体，达到向乘员舱供暖的目的。

其中，如果只需加热动力电池，无需向乘员舱供暖时，可控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第二连通模式。这样，发动机加热后的高温冷却液不经过暖风芯体，不向乘员舱供暖。

如果只需向乘员舱供暖时，无需加热动力电池时，可控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第三连通模式。这样，发动机加热后的高温冷却液不经过第二换热器，不与电池及电驱热管理系统换热，不加热动力电池。

如果既不用向乘员舱供暖时，也无需加热动力电池时，可控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第四连通模式。这样，冷却液只在发动机和第一散热器串成的回路中循环。

另外，由于空调系统与电池及电驱热管理系统通过第一换热器进行换热，因此，当动力电池和/或电机的冷却需求高，需要快速冷却时，可以采用空调系统对动力电池和/或电机进行冷却。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，包括上述的车辆热管理系统。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆热管理系统的控制方法，用于上述的车辆热管理系统，所述方法包括：检测动力电池的温度；检测车辆当前工作模式；当所述动力电池的温度小于第一电池温度阈值，并且车辆当前工作模式为混合动力驱动模式时，控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第一连通模式或所述第二连通模式；当所述动力电池的温度不小于第一电池温度阈值，并且车辆当前工作模式为混合动力驱动模式时，控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第三连通模式或所述第四连通模式。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的车辆热管理系统的结构示意图；

图2是本公开另一种实施方式的车辆热管理系统的结构示意图；

图3是本公开再一种实施方式的车辆热管理系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“冷媒入口、冷却液入口、冷媒出口和冷却液出口”通常是相对于例如冷媒或冷却液等流体的流动方向而言的，具体地，流体向例如冷凝器、电池、蒸发器等车辆热管理系统中的零部件中流入的开口为“冷媒入口和冷却液入口”，流体从例如冷凝器、电池、蒸发器等车辆热管理系统中的零部件中流出的开口为“冷媒出口和冷却液出口”。

如图1至图3所示，本公开提供了一种车辆热管理系统，包括电池及电驱热管理系统和发动机及暖风芯体热管理系统，车辆的空调系统与电池及电驱热管理系统通过第一换热器510进行换热，电池及电驱热管理系统与发动机及暖风芯体热管理系统通过第二换热器520进行换热，发动机及暖风芯体热管理系统包括发动机2、第二换热器520、第一散热器13和用于乘员舱采暖的暖风芯体23。其中，发动机及暖风芯体热管理系统具有第一连通模式、第二连通模式、第三连通模式和第四连通模式。

在第一连通模式，发动机2、第二换热器520、暖风芯体23及第一散热器13串联成回路；在第二连通模式，发动机2、第二换热器520和第一散热器13串联成回路；在第三连通模式，发动机2、暖风芯体23及第一散热器13串联成回路；在第四连通模式，发动机2和第一散热器13串联成回路。需要说明的是，本公开中，采用的车辆为混合动力车辆。

在本公开提供的车辆热管理系统中，通过控制发动机及暖风芯体热管理系统处于不同的连通模式，可实现对动力电池7及乘员舱的热管理。

例如，如图1所示，当车辆当前工作模式为混合动力驱动模式，且动力电池7需要加热，乘员舱需要采暖时，可控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第一连通模式。这样，发动机2工作产生的热量通过冷却液传递至第二换热器520，并通过第二换热器520与电池及电驱热管理系统换热，加热动力电池7。同时，回路中的高温冷却液加热暖风芯体23，实现向乘员舱供暖。

其中，如果只需加热动力电池7，无需向乘员舱供暖时，可控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第二连通模式。这样，发动机2加热后的高温冷却液不经过暖风芯体23，不向乘员舱供暖。

如果只需向乘员舱供暖时，无需加热动力电池7时，可控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第三连通模式。这样，发动机2加热后的高温冷却液不经过第二换热器520，不与电池及电驱热管理系统换热，不加热动力电池7。

如果既不用向乘员舱供暖时，也无需加热动力电池7时，可控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第四连通模式。这样，冷却液只在发动机2和第一散热器13串成的回路中循环。

另外，由于空调系统与电池及电驱热管理系统通过第一换热器510进行换热，因此，当动力电池7和/或电机1的冷却需求高，需要快速冷却时，可以采用空调系统对动力电池7和/或电机1进行冷却。

在本公开中，可通过多种方式实现发动机及暖风芯体热管理系统的上述四种连通方式。如图1所示，发动机及暖风芯体热管理系统还包括第一三通阀6和第二三通阀8，发动机2的冷却液入口与第一散热器13的冷却液出口相连，发动机2的冷却液出口与第一三通阀6的第一端口61相连，第一三通阀6的第二端口62与第二换热器520的冷却液入口相连，第二换热器520的冷却液出口和第一三通阀6的第三端口63均与第二三通阀8的第一端口81相连，暖风芯体23的冷却液入口与第二三通阀8的第二端口82相连，暖风芯体23的冷却液出口和第二三通阀8的第三端口83均与第一散热器13的冷却液入口相连。这样，通过控制两个三通阀的各个端口之间的开断导通和截止，即可控制发动机及暖风芯体热管理系统在第一连通模式、第二连通模式、第三联通模式及第四连通模式之间切换。

具体地，通过控制第一三通阀6的第一端口61和第二端口62导通，第二三通阀8的第一端口81和第二端口82导通，即可实现上述第一连通模式；控制第一三通阀6的第一端口61和第二端口62导通，第二三通阀8的第一端口81和第三端口83导通，即可实现上述第二连通模式；控制第一三通阀6的第一端口61和第三端口63导通，第二三通阀8的第一端口81和第二端口82导通，即可实现上述第三连通模式；控制第一三通阀6的第一端口61和第三端口63导通，第二三通阀8的第一端口81和第三端口83导通，即可实现上述第四连通模式。

如图1所示，在本实施方式中，从发动机2的冷却液出口流出的冷却液经第一三通阀6后能够紧接着通过换热器换热，减少了热量损失，最大限度将发动机2产生的热量供动力电池7加热使用，提升了发动机2对动力电池7的加热效率。

另外，发动机2工作时，发热量较大，冷却需求较高，通过将第一散热器13设置在发动机2的上游且两者相邻设置，使得经过第一散热器13冷却后的低温冷却液紧接着对发动机2进行冷却，具有更优的冷却效果。

在本公开中，电池及电驱热管理系统可以具有任意适当的组成结构。如图1所示，在本公开的一种实施方式中，电池及电驱热管理系统包括第一冷却液流路、第二冷却液流路、第一四通阀4，第一冷却液流路与空调系统进行换热并且与发动机及暖风芯体热管理系统进行换热。

其中，第一冷却液流路上设置有动力电池7和第一水泵24，第一冷却液流路的一端与第一四通阀4的第一端口41相连，另一端与第一四通阀4的第二端口42相连；第二冷却液流路上设置有电机1、电控、第二散热器11和第二水泵12，第二冷却液流路的一端与第一四通阀4的第三端口43相连，另一端与第一四通阀4的第四端口44相连。其中，如图1所示，电控可以包括电机控制器9和DC-DC变换器10。

在本公开中，通过第一四通阀4可实现第一冷却液流路和第二冷却液流路的导通和断开。这样，当车辆处于电驱动模式且需要加热动力电池7时，可导通第一冷却液流路和第二冷却液流路，利用电机1产生的热量加热动力电池7。具体地，可控制第一四通阀4的第一端口41与第三端口43导通，第一四通阀4的第二端口42与第四端口43导通，使得第一冷却液流路和第二冷却液流路串联成冷却液回路，冷却液能够在第一冷却液流路和第二冷却液流路中循环流动。这样，电机1产生热量可通过第二冷却液流路中的冷却液传递到第一冷却液流路上，加热动力电池7。通过利用电机1产生的多余热量加热动力电池7，避免了电机1热量的浪费。这样，车辆在电驱动模式和混合动力驱动模式下，可分别通过电机1和发动机2产生的多余热量加热动力电池7，优化了车辆热管理系统的热量循环方式，降低了能耗，无需额外设置电池加热器，精简了车辆热管理系统的组件，节约了车辆热管理系统的成本。

并且，由于第一冷却液流路还能够与空调系统进行换热，因此，当动力电池7和/或电机1的冷却需求较高，采用散热器无法满足冷却要求时，可通过空调系统对动力电池7和/或电机1进行快速冷却。

另外，当需要单独对动力电池7或电机1进行加热或冷却时，可断开第一冷却液流路和第二冷却液流路，使得动力电池7和电机1所处的冷却液流路相互独立。具体地，可控制第一四通阀4的第一端口41和第二端口42导通，第一四通阀4的第三端口43与第四端口44导通，使第一冷却液流路和第二冷却液流路形成相互独立的两个回路。这样，根据实际需要，可分别进行动力电池7和电机1的加热或冷却，增加了车辆热管理系统的工作模式选择的多样性。

进一步地，图1所示，第一冷却液流路包括第一冷却液流路干路、第一冷却液流路第一支路、第一冷却液流路第二支路，第一冷却液流路干路的一端与第一四通阀4的第一端口41相连，另一端选择性地通过第一冷却液流路第一支路或第一冷却液流路第二支路与第一四通阀4的第二端口42相连，动力电池7和第二水泵24设置在第一冷却液流路干路上，第一冷却液流路第一支路通过第一换热器510与空调系统进行换热，第一冷却液流路第二支路通过第二换热器520与发动机及暖风芯体热管理系统进行换热。通过设置两个二通道换热器，使得第一冷却液流路、发动机冷却液流路第一支路、空调系统的冷媒流路三者之间的位置布置更为灵活，便于铺设相关冷却液管道。

其中，可选地，如图1所示，第一冷却液流路干路可通过第四三通阀20分别与第一冷却液流路第一支路和第一冷却液流路第二支路相连，以实现第一冷却液流路干路与第一冷却液流路第一支路和第一冷却液流路第二支路的选择性导通。

在本公开的另一种可替换的实施方式中，如图2所示，第一换热器510和第二换热器520集成为三通道换热器500，三通道换热器500与动力电池7和第一水泵24串联，也就是说，电池及电驱热管理系统通过三通道换热器500分别与空调系统和发动机及暖风芯体热管理系统换热。上述三个热管理系统共用一个换热器，精简了车辆热管理系统的组件。

进一步地，如图2所示，第二冷却液流路包括第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段和第二冷却液流路第三段，第二水泵12、电控(电机控制器9和DC-DC变换器10)、电机1串联在第二冷却液流路第一段上，第二散热器11设置在第二冷却液流路第二段上，第二冷却液流路第三段为短接支路，第二冷却液流路第一段的一端与第一四通阀4的第三端口43相连，另一端选择性地通过第二冷却液流路第二段或第二冷却液流路第三段与第一四通阀4的第四端口44相连。

在本实施方式中，当车辆处于电驱动模式，利用电机1的热量给动力电池7加热时，第二冷却液流路第一段通过第二冷却液流路第三段与第一四通阀4的第四端口44相连，此时，冷却液不经过第二冷却液流路第二段，电机1产生的热量通过第二冷却液流路第三段直接传递到第一冷却液流路中，传递过程中没有经过第二散热器11，因此可以避免因冷却液流经第二散热器11造成额外的热量损失，提高了电机1对动力电池7的加热效率。当采用第二散热器11对电机1和动力电池7冷却时，第二冷却液流路第一段通过第二冷却液流路第一冷支路与第一四通阀4的第四端口41相连，此时，可以通过第二散热器11给电机1和动力电池7散热。

为了精简车辆热管理系统的组件，如图3所示，第二冷却液流路上还设置有第三三通阀5，第三三通阀5的第一端口51与第二冷却液流路第一段相连，第三三通阀5的第二端口52与第二冷却液流路第二段相连，第三三通阀5的第三端口53与第二冷却液流路第三段相连。

在本公开的再一种实施方式中，如图3所示，第二冷却液流路上还设置有第二四通阀3，第二冷却液流路包括第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段和第二冷却液流路第三段，电机1设置在第二冷却液流路第一段上，第二冷却液流路第一段的一端与第一四通阀4的第三端口43相连，另一端与第二四通阀3的第一端口31相连；电控、第二散热器11和第二水泵12设置在第二冷却液流路第二段上，第二冷却液流路第二段的一端与第二四通阀3的第二端口32相连，另一端与第二四通阀3的第三端口33相连；第二冷却液流路第三段的一端与第二四通阀3的第四端口34相连，另一端与第一四通阀4的第四端口44相连。

这样，当车辆处在电动驱动模式下且需要加热动力电池7时，可导通第一冷却液流路、第二冷却液流路第一段和第二冷却液流路第三段。具体地，可控制第一四通阀4的第一端口41与第三端口43导通，第一四通阀4的第二端口42与第四端口44导通，并控制第二四通阀3的第一端口31和第四端口34导通，使得第一冷却液流路、第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第三段串联成冷却液回路，这样，电机1产生热量可通过第二冷却液流路第三段传递到第一冷却液流路上。冷却液不经过第二冷却液流路第二段，使得电机1产生的热量在传递过程中不经过第二散热器11，因此可以避免因冷却液流经第二散热器11而造成额外的热量损失，提高了电机1对动力电池7的加热效率。

而且，由于电机控制器9和DC-DC变换器10与第二散热器11串联在第二冷却液流路第二段上，通过仅导通第二四通阀3的第二端口32和第三端口33，使得第二冷却液流路第二段自身首尾相连形成回路，从而能够利用第二散热器11单独给对电机控制器9和DC-DC变换器10冷却。此时，如图1所示，冷却液的流通路径为：第二散热器11→第三水泵12→电机控制器9→DC-DC变换器10→第二四通阀3的第三端口33→第二四通阀3的第二端口32→第二散热器11。

如图1至图3所示，在本公开的一种实施方式中，空调系统包括冷媒干路、第一冷媒支路和第二冷媒支路，第一冷媒支路与第二冷媒支路并联，冷媒干路上设置有压缩机14和冷凝器15，第一冷媒支路上设置有第一膨胀阀18和蒸发器19，第二冷媒支路上设置有第二膨胀阀21和换热器(三通道换热器500或第一换热器510)。并且，在蒸发器19附近还布置有鼓风机22，以用于向蒸发器19吹风并将蒸发器19产生的冷量吹入乘员舱，实现乘员舱制冷。

其中，第一膨胀阀18可为热力膨胀阀，该热力膨胀阀用于调节第一冷媒支路的流量。当第一膨胀阀18为热力膨胀阀时，为了能够控制第一冷媒支路的开闭，还需在第一冷媒支路上设置用于截流的电磁阀17，以与第一膨胀阀18配合使用。其中，第二膨胀阀21可为电子膨胀阀，该电子膨胀阀用于截流和调节流量，以便于控制第二冷媒支路的开闭或者流量。在其他实施方式中，第一膨胀阀18可为电子膨胀阀。

作为本公开可选地实施方式，如图1至图3所示，在空调系统中，压缩机14的冷媒出口与冷凝器15的冷媒入口连通，冷凝器15的冷媒出口分别与电磁阀17的冷媒入口和第二膨胀阀21的冷媒入口连通，电磁阀17的冷媒出口与第一膨胀阀18的冷媒入口连通，第一膨胀阀18的冷媒出口与蒸发器19的冷媒入口连通，第二膨胀阀21的冷媒出口与换热器(三通道换热器500或第一换热器510)的冷媒入口连通，蒸发器19的冷媒出口和换热器(三通道换热器500或第一换热器510)的冷媒出口均与压缩机14的冷媒入口连通。这样，当动力电池7和/或电机1冷却需求高，需要利用空调系统对动力电池7和/或电机1冷却时，可通过换热器(三通道换热器500或第一换热器510)将空调系统中的冷量传递至电池及电驱热管理系统，实现对动力电池7和/或电机1的快速冷却。

具体地，当乘员舱需要制冷时，以图1所示的实施例为例，可开启电磁阀17和第一膨胀阀18，冷媒流经第一冷媒支路，并通过蒸发器19给乘员舱制冷。当使用空调系统对动力电池7冷却时，开启第二膨胀阀21，冷媒流经第二冷媒支路，并通过第一换热器510换热，冷却第一冷却液流路中的冷却液，从而实现对动力电池7的冷却。当给乘员舱制冷的同时需要给动力电池7冷却时，可以通过调节第二膨胀阀21的开度以分别调节第一冷媒支路和第二冷媒支路上的冷媒的流量，从而进行空调系统的冷量分配。

进一步地，如图1至图3所示，空调系统还包括PTC加热器16。具体地，鼓风机22可布置在蒸发器19附近，用于向蒸发器19吹风，将蒸发器19产生的冷量吹入乘员舱，实现乘员舱制冷。PTC加热器16可以与蒸发器19平行布置，并且和蒸发器19共用鼓风机22，PTC加热器19用于加热鼓风机22吹出的风，鼓风机22将加热后的暖风吹入乘员舱，实现乘员舱供暖。

进一步地，车辆热管理系统还可设置一个或多个排气及补液装置，以向各个冷却液流路补充冷却液以及导出冷却液流路中的中的气体。在一种实施方式中，如图1至图3所示，车辆热管理系统中设置有多个排气及补液装置，其中，如图1和图3所示，第一排气及补液装置25可通过一个四通管旁接于第一冷却液流路，其中，该四通管的其它三个端口分别与第一冷却液流路干路的一端、第一冷却液流路第一支路的一端和第一冷却液流路第二支路的一端相连；如图2所示，第一排气及补液装置25可通过一个三通管旁接于第一冷却液流路。如图1和图2所示，第二排气及补液装置26可通过一个四通管旁接在第三三通阀5的第三端口53与第一四通阀4的第四端口44之间的冷却液流路上，该四通阀的另一个端口与第二冷却液流路第二段的一端相连；如图3所示，第二排气及补液装置26可通过一个三通管旁接于第二冷却液流路第三段。如图1至图3所示，第三排气及补液装置27可通过一个四通管28分别与第一三通阀6的第三端口63、第二三通阀8的第一端口81和第二换热器520或三通道换热器500的冷却液出口相连。

其中，排气及补液装置可以为任意适当的结构和类型，只要能够实现对冷却液流路补充冷却液及排出冷却液流路中的气体均可。在一种实施方式中，如图1至图3所示，排气及补液装置可为膨胀壶。

根据本公开的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括上述的车辆热管理系统。

对于本公开提供的车辆热管理系统。既可选用发动机2对动力电池7加热，也可以采用电机1对动力电池7加热。以图1所示的实施例为例，其具体的加热控制方法为：

首先，检测动力电池7的温度和检测车辆当前工作模式。当动力电池7的温度小于第一电池温度阈值，并且车辆当前工作模式为混合动力驱动模式时，控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第一连通模式或第二连通模式，使得发动机2产生的热量通过第二换热器520传递至第一冷却液流路上，对动力电池7进行加热。

当动力电池7的温度不小于第一电池温度阈值，并且车辆当前工作模式为混合动力驱动模式时，控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第三连通模式或第四连通模式。这样，发动机2产生的热量不经过第二换热器520，不对动力电池7进行加热。

通过前文论述可知，当车辆当前工作模式为混合动力驱动模式，乘员舱有加热需求时，可以控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第一连通模式或第三连通模式。乘员舱无加热需求时，可以控制发动机及暖风芯体热管理系统处于第二连通模式或第四通模式。

当动力电池7有加热需求时且车辆当前工作模式为电驱动模式时，可使用电机1对动力电池7进行加热，即，通过将第一冷却液流路和第二冷却液流路导通，使第二冷却液流路中的冷却液流入第一冷却液流路中，利用电机1产生的热量对动力电池7进行加热。以图3所示的实施例为例，电机1对动力电池7的加热控制方法为：

首先，检测动力电池7和第二冷却液流路第一段中的冷却液的温度，当动力电池7的温度小于第一电池温度阈值，并且第二冷却液流路第一段中的冷却液的温度大于第一冷却液温度阈值时，也就是说，第二冷却液流路第一段中的冷却液的温度达到对动力电池7加热的温度时，如图3所示，可控制第一四通阀4的第一端口41与第三端口43导通，第一四通阀4的第二端口42与第四端口44导通，第二四通阀3的第一端口31和第四端口34导通。此时，冷却液的流通路径为：电机1→第二四通阀3的第一端口31和第四端口34→第一四通阀4的第四端口44和第二端口42→第一换热器510(此时，空调的冷媒不经过第一热换器510)→动力电池7→第一水泵24→第一四通阀4的第一端口41和第三端口43→电机1。这样，通过第一四通阀4和第二四通阀3配合使用即可导通第一冷却液流路和第二冷却液流路，实现电机1对动力电池7的加热。

其中，由于第二四通阀3的第一端口31和第四端口34导通，使得电机1产生的热量通过第二冷却液流路第三段直接传递到第一冷却液流路中，而不经过第二冷却液流路第二段，传递过程中不经过第二散热器11，因此可以避免因冷却液流经第二散热器11而造成额外的热量损失，能够将电机1产生的热量尽可能多的供动力电池7加热所用，提高了电机1对动力电池7的加热效率。

需要注意的是，在利用电机1的热量给动力电池7加热时，当动力电池7的温度小于第一电池温度阈值，但第二冷却液流路第一段中的冷却液的温度不大于第一冷却液温度阈值时，也就是说，当动力电池7有加热需求，但是第二冷却液流路中的冷却液的温度达不到对动力电池7的加热温度时，暂不将第二冷却液流路第一段中的冷却液导入第一冷却液流路中，可先对第二冷却液流路第一段中的冷却液进行预热。

此时，如图3所示，可控制第一四通阀4的第三端口43和第四端口44导通，第二四通阀3的第一端口31和第四端口34导通，使得第二冷却液流路第一段和第二冷却液流路第三段形成一个冷却液循环回路，并且使冷却液不流经第二散热器11，此时冷却液的流通路径为：电机1→第二四通阀3的第一端口31和第四端口34→第一四通阀4的第四端口44和第三端口43→电机1，电机1产生的热量使第二冷却液流路中的冷却液温度逐渐升高，待冷却液温度大于第一冷却液温度阈值时，再控制第一四通阀4的第一端口41与第三端口43导通，第一四通阀4的第二端口42与第四端口44导通，第二四通阀3的第一端口31和第四端口34，使得第二冷却液流路中的冷却液流入第一冷却液流路中，实现电机1对动力电池7的加热。

需要说明的是，上述的第一电池温度阈值和第一冷却液温度阈值可根据实际需求进行设置，本公开对此不作限制。在本公开中，当车辆处于电驱动或充电工作状态且动力电池7有冷却需求时，基于动力电池7冷却需求的高低，既可使用第二散热器11对动力电池7进行冷却，也可使用空调系统对动力电池7进行冷却。以图3所示的实施例为例，其冷却控制方法为：

首先，检测室外环境温度和动力电池7的温度，当动力电池7的温度大于第二电池温度阈值，并且室外环境温度小于室外环境温度阈值时，也就是说，动力电池7需要降温，且车辆外部环境温度较低，此时，可利用第二散热器11对动力电池7进行冷却，具体地，可控制第一四通阀4的第一端口41与第三端口43导通，第一四通阀4的第二端口42与第四端口44导通，第二四通阀3的第一端口31与第二端口32导通，第二四通阀3的第三端口33与第四端口34导通，使得第一冷却液流路、第二冷却液流路第一段和第二冷却液流路第二段三者导通形成回路。此时，冷却液的流通路径为：第二散热器11→第二水泵12→电机控制器9→DC-DC变换器10→第二四通阀3的第三端口33和第四端口34→第一四通阀4的第四端口44和第二端口42→第一换热器510→动力电池7→第一水泵24→第一四通阀4的第一端口41和第三端口43→电机1→第二四通阀3的第一端口31和第二端口32→第二散热器11。由于外界环境温度较低，利用第二散热器11与外界环境进行换热即可满足动力电池7的冷却需求。

上述利用第二散热器11对动力电池7进行冷却的控制方法适用于环境温度较低的情况，如果在上述环境温度较低的情况下，采用第二散热器11对动力电池7冷却，但动力电池7的温度仍然不能达到要求时，可通过第一换热器510借助空调系统对动力电池7进行辅助冷却，即通过空调系统与第二散热器11配合，实现对动力电池7的冷却。

需要说明的是，第二电池温度阈值大于第一电池温度阈值。第二电池温度阈值与室外环境温度阈值也可根据具体的情况设定，可以取任意适当的值，本公开对此不作限制。

当检测到的室外环境温度和动力电池7的温度满足：动力电池7的温度大于第二电池温度阈值，并且室外环境温度不小于室外环境温度阈值，也就是说，外界环境温度较高，仅采用第二散热器11与外界环境换热冷却的方式不能满足对动力电池7的冷却。此时，如图3所示，可以控制第一四通阀4的第一端口41与第二端口42导通，使得冷却液在第一冷却液流路上循环，并且，控制空调系统运行且使空调系统中的冷媒流经第一换热器510，通过第一换热器510对第一冷却液流路中冷却液冷却，从而冷却动力电池7。在本实施方式中，空调系统仅对动力电池7进行冷却，不用于冷却电机1，从而能够避免电机1占用空调系统的冷量。从而能够实现对动力电池7的快速冷却。

此外，在本公开中，通常优先满足乘员舱的制冷需求，因此，在使用空调系统对冷却动力电池7和/或电机1时，需要根据乘员舱的制冷需求、动力电池7或电机1的冷却需求合理分配空调系统的冷媒。以动力电池7为例，其控制方法为：

首先，接收用户设定的室内环境目标温度，然后检测动力电池7的温度和室内环境温度，当动力电池7的温度大于第二电池温度阈值，室外环境温度不小于室外环境温度阈值，并且室内环境温度大于室内环境目标温度时，也就说，动力电池7和乘员舱同时需要降温，此时，如图1所示，可控制空调系统运行且使空调系统中的冷媒流经蒸发器19和第一换热器510，同时给动力电池7和乘员舱降温。具体地，如图1至图3所示，可开启电磁阀17和第一膨胀阀18，使冷媒流经第一冷媒支路，并通过蒸发器19给乘员舱制冷。同时开启第二膨胀阀21，使冷媒流经第二冷媒支路，通过第一换热器510换热，冷却第一冷却液流路中的冷却液，从而实现对动力电池7的冷却。

其中，根据室内环境温度和动力电池7的温度，控制流经第一换热器510的冷媒流量，控制分配给乘员舱和动力电池7的冷量。在本公开中，由于需要优先满足乘员舱的降温，因此，在利用空调系统同时给动力电池7和乘员舱降温时，在空调系统运行预设时长后，若室内环境温度仍大于室内环境目标温度，说明分配给蒸发器19的冷媒流量不够，此时，可减小流经第一换热器510的冷媒流量，增大流经蒸发器19的冷媒流量。具体地，可通过调小第二膨胀阀21的开度，从而将尽量多的冷量分配给乘员舱。另外，当电机有冷却需求时，根据电机1的冷却需求的高低，既可使用第二散热器11对电机1进行冷却，也可使用空调系统对电机1进行冷却。以图3所示的实施例为例，具体地，电机冷却控制方法为：

首先，检测电机1和第二冷却液流路第一段中的冷却液的温度，当第二冷却液流路第一段中的冷却液的温度大于第一冷却液温度阈值且小于第二冷却液温度阈值，并且电机1的温度小于电机温度阈值时，也就是说，第二冷却液流路第一段中的冷却液有冷却需求，而电机1的冷却需求低，此时，可利用散热器11对电机1和第二冷却液流路第一段中的冷却液进行冷却。

具体地，如图3所示，可控制第一四通阀4的第三端口43与第四端口44导通，第二四通阀3的第一端口31与第二端口32导通，第二四通阀3的第三端口33与第四端口34导通。使得第二冷却液流路第一段和第二冷却液流路第二段形成冷却液循环回路，此时冷却液的流通路径为:第二散热器11→第二水泵12→电机控制器9→DC-DC变换器10→第二四通阀3的第三端口33和第四端口34→第一四通阀4的第四端口44和第三端口43→电机1→第二四通阀3的第一端口31和第二端口32→第二散热器11。

当第二冷却液回路干路中的冷却液的温度不小于第二冷却液温度阈值，或者电机1的温度不小于电机温度阈值时，也就是说，电机1的冷却需求高，仅用第二散热器11不能满足电机1的冷却需求，此时，可使用空调系统和散热器配合对电机进行冷却。

具体地，如图3所示，可控制第一四通阀4的第一端口41与第三端口43导通，第一四通阀的第二端口42与第四端口44导通，第二四通阀3的第一端口31与第二端口32导通，第二四通阀3的第三端口33与第四端口34通，并且控制空调系统运行且使空调系统中的冷媒流第一换热器510。此时冷却液的流通路径为：第一换热器510→动力电池7→第一水泵24→第一四通阀4的第一端口41和第三端口43→电机1→第二四通阀3的第一端口31和第二端口32→第二散热器11→第二水泵12→电机控制器9→DC-DC变换器10→第二四通阀3的第三端口33和第四端口34→第一四通阀4的第四端口44和第二端口42→第一换热器510。使得第一冷却液流路、第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段三者导通，以通过空调系统和第二散热器11的配合以满足电机1的冷却需求。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (13)

1.一种车辆热管理系统，包括电池及电驱热管理系统和发动机及暖风芯体热管理系统，空调系统与所述电池及电驱热管理系统通过第一换热器(510)进行换热，所述电池及电驱热管理系统与所述发动机及暖风芯体热管理系统通过第二换热器(520)进行换热，

所述发动机及暖风芯体热管理系统包括发动机(2)、第二换热器(520)、第一散热器(13)和用于乘员舱采暖的暖风芯体(23)，

所述发动机及暖风芯体热管理系统具有第一连通模式、第二连通模式、第三连通模式和第四连通模式，

在所述第一连通模式，所述发动机(2)、所述第二换热器(520)、所述暖风芯体(23)及所述第一散热器(13)串联成回路；

在所述第二连通模式，所述发动机(2)、所述第二换热器(520)和所述第一散热器(13)串联成回路；

在所述第三连通模式，所述发动机(2)、所述暖风芯体(23)及所述第一散热器(13)串联成回路；

在所述第四连通模式，所述发动机(2)和所述第一散热器(13)串联成回路。

2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述发动机及暖风芯体热管理系统还包括第一三通阀(6)和第二三通阀(8)，所述发动机(2)的冷却液入口与所述第一散热器(13)的冷却液出口相连，所述发动机的冷却液出口与所述第一三通阀(6)的第一端口(61)相连，所述第一三通阀(6)的第二端口(62)与所述第二换热器(520)的冷却液入口相连，所述第二换热器(520)的冷却液出口和所述第一三通阀(6)的第三端口(63)均与所述第二三通阀(8)的第一端口(81)相连，所述暖风芯体(23)的冷却液入口与所述第二三通阀(8)的第二端口(82)相连，所述暖风芯体(23)的冷却液出口和所述第二三通阀(8)的第三端口(83)均与所述第一散热器(13)的冷却液入口相连。

3.根据权利要求1或2所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述电池及电驱热管理系统包括第一冷却液流路、第二冷却液流路、第一四通阀(4)，所述第一冷却液流路与所述空调系统进行换热并且与所述发动机及暖风芯体热管理系统进行换热，

所述第一冷却液流路上设置有动力电池(7)和第一水泵(24)，所述第一冷却液流路的一端与所述第一四通阀(4)的第一端口(41)相连，另一端与所述第一四通阀(4)的第二端口(42)相连；

所述第二冷却液流路上设置有电机(1)、电控、第二散热器(11)和第二水泵(12)，所述第二冷却液流路的一端与所述第一四通阀(4)的第三端口(43)相连，另一端与所述第一四通阀(4)的第四端口(44)相连。

4.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一冷却液流路包括第一冷却液流路干路、第一冷却液流路第一支路、第一冷却液流路第二支路，所述第一冷却液流路干路的一端与所述第一四通阀(4)的第一端口(41)相连，另一端选择性地通过所述第一冷却液流路第一支路或所述第一冷却液流路第二支路与所述第一四通阀(4)的第二端口(42)相连，所述动力电池(7)和所述第二水泵(24)设置在所述第一冷却液流路干路上，所述第一冷却液流路第一支路通过第一换热器(510)与所述空调系统进行换热，所述第一冷却液流路第二支路通过第二换热器(520)与所述发动机及暖风芯体热管理系统进行换热。

5.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一换热器(510)和第二换热器(520)集成为三通道换热器(500)，所述三通道换热器(500)与所述动力电池(7)和所述第一水泵(24)串联。

6.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第二冷却液流路包括第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段和第二冷却液流路第三段，

所述第二水泵(12)、所述电控、所述电机(1)串联在所述第二冷却液流路第一段上，所述第二散热器(11)设置在所述第二冷却液流路第二段上，所述第二冷却液流路第三段为短接支路，所述第二冷却液流路第一段的一端与所述第一四通阀(4)的第三端口(43)相连，另一端选择性地通过所述第二冷却液流路第二段或所述第二冷却液流路第三段与所述第一四通阀(4)的第四端口(44)相连。

7.根据权利要求6所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第二冷却液流路上还设置有第三三通阀(5)，所述第三三通阀(5)的第一端口(51)与所述第二冷却液流路第一段相连，所述第三三通阀(5)的第二端口(52)与所述第二冷却液流路第二段相连，所述第三三通阀(5)的第三端口(53)与所述第二冷却液流路第三段相连。

8.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第二冷却液流路上还设置有第二四通阀(3)，所述第二冷却液流路包括第二冷却液流路第一段、第二冷却液流路第二段和第二冷却液流路第三段，

所述电机(1)设置在所述第二冷却液流路第一段上，所述第二冷却液流路第一段的一端与所述第一四通阀(4)的第三端口(43)相连，另一端与所述第二四通阀(3)的第一端口(31)相连；

所述电控、所述第二散热器(11)和所述第二水泵(12)设置在所述第二冷却液流路第二段上，所述第二冷却液流路第二段的一端与所述第二四通阀(3)的第二端口(32)相连，另一端与所述第二四通阀(3)的第三端口(33)相连；

所述第二冷却液流路第三段的一端与所述第二四通阀(3)的第四端口(34)相连，另一端与所述第一四通阀(4)的第四端口(44)相连。

9.根据权利要求1-2中任一项所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述空调系统包括冷媒干路、第一冷媒支路和第二冷媒支路，所述第一冷媒支路与所述第二冷媒支路并联，所述冷媒干路上设置有压缩机(14)和冷凝器(15)，所述第一冷媒支路上设置有第一膨胀阀(18)和蒸发器(17)，所述第二冷媒支路上设置有第二膨胀阀(21)和所述第一换热器(510)。

10.根据权利要求9所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一膨胀阀(18)为热力膨胀阀，所述第一冷媒支路上还设置有电磁阀(17)，所述第二膨胀阀(21)为电子膨胀阀。

11.根据权利要求9所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述空调系统还包括鼓风机(22)和PTC加热器(16)，所述鼓风机(22)用于向所述蒸发器(19)吹风，所述PTC加热器(16)用于加热所述鼓风机(22)吹出的风。

12.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的车辆热管理系统。

13.一种车辆热管理系统的控制方法，用于上述权利要求1-11中任一项所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述方法包括：

检测动力电池(7)的温度；

检测车辆当前工作模式；

当所述动力电池(7)的温度小于第一电池温度阈值，并且车辆当前工作模式为混合动力驱动模式时，控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第一连通模式或所述第二连通模式；

当所述动力电池(7)的温度不小于第一电池温度阈值，并且车辆当前工作模式为混合动力驱动模式时，控制所述发动机及暖风芯体热管理系统处于所述第三连通模式或所述第四连通模式。

Images