CN111347832A - 车辆换热系统和具有其的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆换热系统和具有其的车辆，车辆换热系统包括电池包换热回路、电控电机散热回路、乘员舱制冷回路和乘员舱加热回路，电池包换热回路内包括设有电池包的第一换热段和设有电池包换热器的第二换热段，电控电机散热回路包括设有用电器的第一散热段和设有车外散热器的第二散热段，乘员舱制冷回路包括设有压缩机的制冷主路、与电池包换热器连接的第一制冷分路、设有蒸发器的第二制冷分路、设有车外换热器的第三制冷分路和设有热泵换热器的第四制冷分路，乘员舱加热回路设有加热器并与热泵换热器连接。根据本发明的车辆换热系统，以使在满足车辆换热需求的同时提高换热效率。

Description

车辆换热系统和具有其的车辆
技术领域
本发明涉及车辆制造领域，具体而言，涉及一种车辆换热系统和具有其的车辆。
背景技术
相关技术中，车辆内的热管理系统和冷却系统管理比较粗放，乘员舱加热系统、电池包散热系统和电控电机散热系统相互独立，无法充分利用车辆内部的热量，增加了车辆的能量损耗，同时还影响了车辆内部的制冷和散热效果。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种至少能在一定程度上提高车辆内部的换热效率的车辆换热系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆换热系统，包括电池包换热回路、电控电机散热回路、乘员舱制冷回路和乘员舱加热回路，所述电池包换热回路内包括第一换热段和第二换热段，所述第一换热段内设有电池包，所述第二换热段内设有电池包换热器，所述电控电机散热回路包括第一散热段和第二散热段，所述第一散热段内设有用电器，所述第二散热段内设有车外散热器，所述乘员舱制冷回路包括制冷主路、第一制冷分路、第二制冷分路、第三制冷分路和第四制冷分路，所述制冷主路设有压缩机，所述第一制冷分路与所述电池包换热器连接，所述第二制冷分路设有蒸发器，所述第三制冷分路设有车外换热器，所述第四制冷分路设有热泵换热器，所述乘员舱加热回路设有加热器，所述乘员舱加热回路还与所述热泵换热器连接，其中，所述第一换热段与所述第二换热段串联，或所述第一换热段与所述第一散热段串联后与所述第二换热段串联，或所述第一换热段与所述乘员舱加热回路串联，所述第一散热段与所述第二散热段串联，或所述第一散热段与所述第二换热段串联，所述第一制冷分路与所述第二制冷分路的至少一个与所述制冷主路以及所述第三制冷分路串联，或者所述第一制冷分路与所述第二制冷分路均与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，同时所述第一制冷分路与所述第二制冷分路并联，或者所述第一制冷分路与所述第三制冷分路的至少一个与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联。
进一步地，所述车辆换热系统具有第一工作模式，所述车辆换热系统处于所述第一工作模式下时，所述第二制冷分路与所述制冷主路以及所述第三制冷分路串联，所述第一散热段与所述第二散热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第二工作模式，所述车辆换热系统处于所述第二工作模式下时，所述第一制冷分路与所述第二制冷分路均与所述制冷主路以及所述第三制冷分路串联，同时所述第一制冷分路与所述第二制冷分路并联，所述第一散热段与所述第二散热段串联，所述第一换热段与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第三工作模式，所述车辆换热系统处于所述第三工作模式下时，所述第一制冷分路与所述制冷主路以及所述第三制冷分路串联，所述第一散热段与所述第二散热段串联，所述第一换热段与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第四工作模式，所述车辆换热系统处于所述第四工作模式下时，所述第一制冷分路与所述制冷主路以及所述第三制冷分路串联，所述第一换热段与所述第一散热段串联后与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第五工作模式，所述车辆换热系统处于所述第五工作模式下时，所述第三制冷分路与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第六工作模式，所述车辆换热系统处于所述第六工作模式下时，所述第一制冷分路与所述第三制冷分路均与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，同时所述第一制冷分路与所述第三制冷分路并联，所述第一散热段与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第七工作模式，所述车辆换热系统处于所述第七工作模式下时，所述第一制冷分路与所述第三制冷分路均与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，同时所述第一制冷分路与所述第三制冷分路并联，所述第一换热段与所述第一散热段串联后与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第八工作模式，所述车辆换热系统处于所述第八工作模式下时，所述第一制冷分路与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，所述第一散热段与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第九工作模式，所述车辆换热系统处于所述第九工作模式下时，所述第一制冷分路与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，所述第一换热段与所述第一散热段串联后与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第十工作模式，所述车辆换热系统处于所述第十工作模式下时，所述第一换热段与所述第一散热段串联后与所述第二换热段串联，所述加热器开启。
进一步地，所述车辆换热系统具有第十一工作模式，所述车辆换热系统处于所述第十一工作模式下时，所述第一换热段与所述乘员舱加热回路串联，所述加热器开启。
进一步地，所述车辆换热系统具有第十二工作模式，所述车辆换热系统处于所述第十二工作模式下时，所述加热器开启。
进一步地，所述车辆换热系统具有第十三工作模式，所述车辆换热系统处于所述第十三工作模式下时，所述第一制冷分路与所述第二制冷分路均与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，同时所述第一制冷分路与所述第二制冷分路并联，所述第一换热段与所述第一散热段串联后与所述第二换热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述车辆换热系统具有第十四工作模式，所述车辆换热系统处于所述第十四工作模式下时，所述第一制冷分路与所述第二制冷分路均与所述制冷主路以及所述第四制冷分路串联，同时所述第一制冷分路与所述第二制冷分路并联，所述第一换热段与所述第二换热段串联，所述第一散热段与所述第二散热段串联，所述加热器关闭。
进一步地，所述第一散热段具有第一子段、第二子段和第三子段，所述第一子段内连接有所述用电器，所述第一子段可选择地通过所述第二子段与所述第一换热段串联，或所述第一子段可选择地通过所述第三子段与所述第二散热段串联，所述车辆换热系统包括：第一二位三通阀、第二二位三通阀和二位四通阀，所述第一二位三通阀的三个接口分别与所述第一换热段、所述第三子段以及所述第二换热段连接，所述第二二位三通阀的两个接口均连接在所述第一子段内，所述第二二位三通阀的另一个接口与所述第二散热段连接，所述二位四通阀的两个接口均连接在所述第一换热段内，所述二位四通阀的另外两个接口分别与所述第一子段和所述第二子段连接。
进一步地，所述第一制冷分路和所述第三制冷分路分别设有电子膨胀阀、第二制冷分路设有热力膨胀阀，所述热力膨胀阀位于所述蒸发器的上游处。
进一步地，所述制冷主路还设有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、储液干燥器。
进一步地，所述电池包换热回路、所述电控电机散热回路、所述第一制冷分路、所述第二制冷分路均设有单向阀。
相对于现有技术，本发明所述的车辆换热系统具有以下优势：
1)根据本发明的车辆换热系统，可以在不同的工作环境下改变电池包换热回路、电控电机散热回路、乘员舱制冷回路和乘员舱加热回路之间的热交换方式，以使在满足车辆换热需求的同时提高换热效率。
本发明的另一目的在于提出一种车辆，包括上述任一种所述的车辆换热系统。
所述车辆与上述的车辆换热系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的车辆换热系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第一工作模式下的示意图；
图3为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第二工作模式下的示意图；
图4为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第三工作模式下的示意图；
图5为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第四工作模式下的示意图；
图6为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第五工作模式下的示意图；
图7为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第六工作模式下的示意图；
图8为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第七工作模式下的示意图；
图9为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第八工作模式下的示意图；
图10为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第九工作模式下的示意图；
图11为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第十工作模式下的示意图；
图12为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第十一工作模式下的示意图；
图13为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第十二工作模式下的示意图；
图14为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第十三工作模式下的示意图；
图15为本发明实施例所述的车辆换热系统位于第十四工作模式下的示意图。
附图标记说明：
车辆换热系统100，电池包换热回路1，第一换热段11，第二换热段12，电池包13，电池包换热器14，电控电机散热回路2，第一散热段21，第一子段211，第二子段212，第三子段213，第二散热段22，用电器23，前驱电机231，高压部件232，车外散热器24，乘员舱制冷回路3，制冷主路30，第一制冷分路31，第二制冷分路32，第三制冷分路33，第四制冷分路34，压缩机35，蒸发器36，车外换热器37，热泵换热器38，电子膨胀阀391，热力膨胀阀392，温度传感器393，压力传感器394，湿度传感器395，储液干燥器396，乘员舱加热回路4，加热器41，暖风芯体42，第一二位三通阀61，第二二位三通阀62，第三二位三通阀63，二位四通阀64，单向阀65，二位二通阀66，电子截止阀67，电子水泵7，溢水罐8。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
下面参考图1-图15并结合实施例描述本发明实施例的车辆换热系统100。
如图1-图15所示，车辆换热系统100可以包括电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱制冷回路3和乘员舱加热回路4，电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱制冷回路3和乘员舱加热回路4均可以为流经水等冷媒介质的管道，通过令电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱制冷回路3和乘员舱加热回路4之间的管道的选择性连通，可以控制冷媒介质的流动路径，进而冷媒介质在电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱制冷回路3和乘员舱加热回路4内流动，可以实现电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱制冷回路3和乘员舱加热回路4上各部件之间的热量交换，以及实现车辆内部和车外的热量交换。
如图1-图15所示，电池包换热回路1内包括第一换热段11和第二换热段12，第一换热段11内设有电池包13，第二换热段12内设有电池包换热器14(例如电池包13常见的chiller换热器)，第一换热段11和第二换热段12串联时，电池包换热器14可以对工作中发热的电池包13进行散热。
如图1-图15所示，电控电机散热回路2包括第一散热段21和第二散热段22，第一散热段21内设有用电器23，用电器23可以为车辆内的高压部件232(例如DC-DC转换器、车载充电机、分动器等部件)以及前驱电机231(或其他驱动车辆运行的电机)，不同的用电器23可以通过串联或/和并联的方式连接在电控电机散热回路2中。第二散热段22内设有车外散热器24，第一散热段21和第二散热段22串联时，车外散热器24可以对工作中发热的用电器23进行散热，并将热量排出车外。
如图1-图15所示，乘员舱制冷回路3包括制冷主路30、第一制冷分路31、第二制冷分路32、第三制冷分路33和第四制冷分路34，制冷主路30设有压缩机35，压缩机35可以对乘员舱制冷回路3内的冷媒介质进行压缩，第一制冷分路31与电池包换热器14连接，当冷媒介质流经第一制冷分路31时，乘员舱制冷回路3可以通过电池包换热器14与电池包13进行热量交换，第二制冷分路32设有蒸发器36，第三制冷分路33设有车外换热器37，第四制冷分路34设有热泵换热器38。
当制冷主路30、第二制冷分路32、第三制冷分路33连通时，冷媒介质在制冷主路30流动时，压缩机35可以将冷媒介质进行压缩，随后被压缩的冷媒介质流至第三制冷分路33的车外换热器37，车外换热器37与冷媒介质发生热交换，以降低冷媒介质的温度，降温之后的冷媒介质流经第二制冷分路32的蒸发器36，并在蒸发器36内蒸发吸热，从而使蒸发器36具有较低温度，乘员舱内的空气循环流动至蒸发器36时可以降低温度，从而随着乘员舱内的空气循环，降低乘员舱内的温度。
如图1-图15所示，乘员舱加热回路4设有加热器41(例如PTC加热器41)，加热器41可以对乘员舱加热回路4的冷媒介质进行加热，加热后的冷媒介质进一步可以对乘员舱进行加热。乘员舱加热回路4还与热泵换热器38连接，当冷媒介质流经第四制冷分路34时，乘员舱制冷回路3可以通过热泵换热器38与乘员舱加热回路4进行热量交换。
其中，第一换热段11与第二换热段12串联，或第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联，或第一换热段11与乘员舱加热回路4串联，第一散热段21与第二散热段22串联，或第一散热段21与第二换热段12串联，第一制冷分路31与第二制冷分路32的至少一个与制冷主路30以及第三制冷分路33串联，或者第一制冷分路31与第二制冷分路32均与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，同时第一制冷分路31与第二制冷分路32并联，或者第一制冷分路31与第三制冷分路33的至少一个与制冷主路30以及第四制冷分路34串联。
下面结合图2-图15介绍本发明实施例的车辆换热系统100的工作模式。需要说明的是，图2-图15中的虚线箭头表示了车辆换热系统100处于不同工作模式下，冷媒介质在车辆换热系统100内的流动路线。为表示区别，便于人员分辨，乘员舱制冷回路3内冷媒介质的流动路线单独用点划线标出。
具体地，如图2所示，车辆换热系统100具有第一工作模式。当电池包13入口冷媒介质温度小于预定加热值(例如＜25℃)时，电池包13无加热需求，同时用电器23过热、用户有乘员舱制冷需求时，可以将车辆换热系统100处于第一工作模式下，此时第二制冷分路32与制冷主路30以及第三制冷分路33串联，从而可以通过蒸发器36对乘员舱制冷，同时第一散热段21与第二散热段22串联，以使工作中的用电器23通过车外散热器24散热，加热器41关闭。
具体地，如图3所示，车辆换热系统100具有第二工作模式。当电池包13入口处冷媒介质温度大于或等于预定加热值(例如≥25℃)时，且电池包13温度超过电池包13最高合适工作温度(例如≥35℃)时，说明电池包13过热，电池包13有制冷需求，乘员舱也有制冷需求、用电器23过热时，此时可以将车辆换热系统100处于第二工作模式下，此时第一制冷分路31与第二制冷分路32均与制冷主路30以及第三制冷分路33串联，从而可以通过蒸发器36对乘员舱制冷，同时第一制冷分路31与第二制冷分路32并联，第一换热段11与第二换热段12串联，此时，电池包13可以通过电池包换热器14向乘员舱制冷回路3散热，进而乘员舱制冷回路3通过车外换热器37向车外散热。第一散热段21与第二散热段22串联，以使工作中的用电器23通过车外散热器24散热，加热器41关闭。
具体地，如图4所示，车辆换热系统100具有第三工作模式。当电池包13过热，电池包13有制冷需求、用电器23过热、乘员舱无制冷需求时，可以令车辆换热系统100处于第三工作模式，此时第一制冷分路31与制冷主路30以及第三制冷分路33串联，第一换热段11与第二换热段12串联，此时，电池包13可以通过电池包换热器14向乘员舱制冷回路3散热，进而乘员舱制冷回路3通过车外换热器37向车外散热。第一散热段21与第二散热段22串联，以使工作中的用电器23通过车外散热器24散热，加热器41关闭。
具体地，如图5所示，车辆换热系统100具有第四工作模式。当乘员舱无制冷需求，且电池包13过热、用电器23过热(例如用电器23入口处的冷媒介质温度≥65℃)时，可以令车辆换热系统100处于第四工作模式，此时第一制冷分路31与制冷主路30以及第三制冷分路33串联，第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联，此时电池包13和用电器23均可以通过电池包换热器14向乘员舱制冷回路3散热，进而乘员舱制冷回路3通过车外换热器37向车外散热，散热效率更高，受外界环境影响较低。加热器41关闭。
具体地，如图6所示，车辆换热系统100具有第五工作模式。当乘员舱有加热需求且电池包13无加热或冷却需求，同时用电器23在合适工作温度下、外界环境温度高于设定温度(例如高于-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第五工作模式，此时第三制冷分路33与制冷主路30以及第四制冷分路34串联。由此，乘员舱制冷回路3的冷媒介质可以通过车外散热器24与车外环境热交换，使车外环境对乘员舱制冷回路3的冷媒介质加热，进而乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38将热量传递至乘员舱加热回路4，以进一步对乘员舱进行加热。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。
具体地，如图7所示，车辆换热系统100具有第六工作模式。当乘员舱有加热需求且电池包13无加热或冷却需求，同时用电器23过热、外界环境温度高于设定温度(例如高于-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第六工作模式，此时，第一制冷分路31与第三制冷分路33均与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，同时第一制冷分路31与第三制冷分路33并联，第一散热段21与第二换热段12串联。
此时，乘员舱制冷回路3的冷媒介质一方面可以通过车外散热器24与车外环境热交换，使车外环境对乘员舱制冷回路3的冷媒介质加热，进而乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38将热量传递至乘员舱加热回路4，另一方面可以通过电池包换热器14与用电器23进行热交换，以提高对乘员舱的加热效果，同时可以实现用电器23的散热。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。
具体地，如图8所示，车辆换热系统100具有第七工作模式。当乘员舱有加热需求且电池包13和用电器23均过热、外界环境温度高于设定温度(例如高于-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第七工作模式，此时第一制冷分路31与第三制冷分路33均与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，同时第一制冷分路31与第三制冷分路33并联，第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联。
此时，乘员舱制冷回路3的冷媒介质一方面可以通过车外散热器24与车外环境热交换，使车外环境对乘员舱制冷回路3的冷媒介质加热，进而乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38将热量传递至乘员舱加热回路4，另一方面可以通过电池包换热器14与用电器23以及电池包13进行热交换，以提高对乘员舱的加热效果，同时可以实现用电器23和电池包13的散热。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。
具体地，如图9所示，车辆换热系统100具有第八工作模式。当乘员舱有加热需求且电池包13无加热或冷却需求，同时用电器23在合适工作温度下、外界环境温度小于或等于设定温度(例如≤-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第八工作模式，此时第一制冷分路31与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，第一散热段21与第二换热段12串联。
此时，由于车外温度过低，乘员舱制冷回路3的冷媒介质不再与车外环境热交换，以减少热量损失，但可以通过电池包换热器14与用电器23进行热交换，以提高对乘员舱的加热效果，同时可以实现用电器23的散热。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。
具体地，如图10所示，车辆换热系统100具有第九工作模式。当乘员舱有加热需求且电池包13和用电器23均过热、外界环境温度小于或等于设定温度(例如≤-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第九工作模式。此时第一制冷分路31与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联。
此时，由于车外温度过低，乘员舱制冷回路3的冷媒介质不再与车外环境热交换，以减少热量损失，但可以通过电池包换热器14与用电器23以及电池包13进行热交换，以提高对乘员舱的加热效果，同时可以实现用电器23以及电池包13的散热。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。
具体地，如图11所示，车辆换热系统100具有第十工作模式。当乘员舱和电池包13均有加热需求且用电器23过热、外界环境温度小于或等于设定温度(例如≤-10℃)时，可以使车辆换热系统100处于第十工作模式。此时第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联，加热器41开启。
此时，由于车外温度过低，乘员舱制冷回路3的冷媒介质不再与车外环境热交换，以减少热量损失，同时电池包13的热量不足以对乘员舱供热，此时可以通过第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联，由此既可以用电器23的热量对电池包13进行加热，也可以实现用电器23的散热。此外，开启加热器41可以使乘员舱获得充分热量，提高对乘员舱的加热效果。
具体地，如图12所示，车辆换热系统100具有第十一工作模式。当乘员舱无加热需求、电池包13有加热需求且用电器23处于正常工作温度范围、外界环境温度小于或等于设定温度(例如≤-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第十一工作模式。此时第一换热段11与乘员舱加热回路4串联，加热器41开启。此时用电器23的热量不足以令电池包13保持正常工作温度，开启加热器41可以对第一换热段11内的电池包13充分加热，保证电池包13正常工作。
具体地，如图13所示，车辆换热系统100具有第十二工作模式。当乘员舱有加热需求、电池包13和用电器23均处于正常工作温度范围、外界环境温度小于或等于设定温度(例如≤-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第十二工作模式下时，加热器41开启。此时加热器41仅用于对乘员舱加热，可以使乘员舱获得充分热量，提高对乘员舱的加热效果。
具体地，如图14所示，车辆换热系统100具有第十三工作模式。当乘员舱内湿度较高(例如相对湿度≥70％)、乘员舱有加热需求且电池包13处于正常工作温度范围，同时用电器23均过热、外界环境温度高于设定温度(例如高于-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第十三工作模式。此时第一制冷分路31与第二制冷分路32均与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，同时第一制冷分路31与第二制冷分路32并联，第一换热段11与第一散热段21串联后与第二换热段12串联，加热器41关闭。
此时，乘员舱制冷回路3的冷媒介质可以通过电池包换热器14与用电器23进行热交换，以实现用电器23的热量对乘员舱的加热，同时可以实现用电器23的散热。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。此外，乘员舱内的空气循环流动至蒸发器36时可以降低温度，从而空气内的水蒸气液化凝结在蒸发器36以降低湿度，降低湿度后的空气可以进一步流动至乘员舱加热回路4处加热，随着乘员舱内的空气循环，在对乘员舱进行加热的同时降低乘员舱的湿度。
具体地，如图15所示，车辆换热系统100具有第十四工作模式。当乘员舱内湿度较高(例如相对湿度≥70％)、乘员舱有加热需求且电池包13和用电器23均过热、外界环境温度高于设定温度(例如高于-10℃)时，可以令车辆换热系统100处于第十四工作模式。此时第一制冷分路31与第二制冷分路32均与制冷主路30以及第四制冷分路34串联，同时第一制冷分路31与第二制冷分路32并联，第一换热段11与第二换热段12串联，第一散热段21与第二散热段22串联，加热器41关闭。
此时，乘员舱制冷回路3的冷媒介质可以通过电池包换热器14与电池包13进行热交换，以实现电池包13的热量对乘员舱的加热，同时可以实现电池包13的散热。车外散热器24可以对工作中发热的用电器23进行散热，并将热量排出车外。此时加热器41关闭，乘员舱制冷回路3通过热泵换热器38对乘员舱加热回路4加热，进而对乘员舱加热，节约了能源，加热效率更高。此外，乘员舱内的空气循环流动至蒸发器36时可以降低温度，从而空气内的水蒸气液化凝结在蒸发器36以降低湿度，降低湿度后的空气可以进一步流动至乘员舱加热回路4处加热，随着乘员舱内的空气循环，在对乘员舱进行加热的同时降低乘员舱的湿度。
根据本发明实施例的车辆换热系统100，车辆换热系统100具有多种工作模式，通过工作模式的切换可以令车辆在不同的情况下进行不同的换热策略，即可以在不同的工作环境下改变电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱制冷回路3和乘员舱加热回路4之间的热交换方式，以使在满足车辆换热需求的同时提高换热效率。
具体地，如图1-图15所示，第一散热段21具有第一子段211、第二子段212和第三子段213，第一子段211内连接有用电器23，第一子段211可选择地通过第二子段212与第一换热段11串联，或第一子段211可选择地通过第三子段213与第二散热段22串联。
如图1-图15所示，车辆换热系统100包括：第一二位三通阀61、第二二位三通阀62和二位四通阀64，第一二位三通阀61的三个接口分别与第一换热段11、第三子段213以及第二换热段12连接，第二二位三通阀62的两个接口均连接在第一子段211内，第二二位三通阀62的另一个接口与第二散热段22连接，二位四通阀64的两个接口均连接在第一换热段11内，二位四通阀64的另外两个接口分别与第一子段211和第二子段212连接。
由此，当第一换热段11与第二换热段12串联，且第一散热段21与第二换热段12断开时，第一二位三通阀61中仅有与第一换热段11连接的接口和与第二换热段12连接的接口之间连通，第二二位三通阀62中仅有与第一子段211连接的一个接口和与第二散热段22连接的接口之间连通，二位四通阀64中连接在第一换热段11内的两个接口之间连通、同时与第一子段211连接的接口和与第二子段212连接的接口之间连通。
当第一散热段21与第二换热段12串联，且第一换热段11与第二换热段12断开时，第一二位三通阀61中仅有与第二子段212连接的接口和与第二换热段12连接的接口之间连通，第二二位三通阀62中仅有与第一子段211连接的两个接口之间连通，二位四通阀64中，与第一换热段11连接的一个接口和与第一子段211连接的接口之间连通、同时与第一换热段11连接的另一个接口和与第二子段212连接的接口之间连通。
当第一换热段11与第二换热段12串联，且第一换热段11与第一散热段21串联时，第一二位三通阀61中仅有与第一换热段11连接的接口和与第二换热段12连接的接口之间连通，第二二位三通阀62中仅有与第一子段211连接的一个接口和与第二子段212连接的接口之间连通，二位四通阀64中，与第一换热段11连接的一个接口和与第一子段211连接的接口之间连通、同时与第一换热段11连接的另一个接口和与第二子段212连接的接口之间连通。
由此，可以实现第一换热段11、第二换热段12、第一散热段21、第二散热段22之间的选择性连通。
具体地，如图1-图15所示，第一制冷分路31和第三制冷分路33分别设有电子膨胀阀391，第一制冷分路31的电子膨胀阀391可以自动将冷媒介质进行降温减压后流向电池包换热器14，以降低冷媒介质的沸点，便于冷媒介质在电池包换热器14处蒸发吸热。第三制冷分路33的电子膨胀阀391可以自动将冷媒介质进行降温减压后流向车外换热器37，以对第三制冷分路33的冷媒介质进行节流保护。
如图1-图15所示，第二制冷分路32设有热力膨胀阀392，热力膨胀阀392位于蒸发器36的上游处。第二制冷分路32的热力膨胀阀392可以自动根据流经的冷媒介质的温度将冷媒介质进行降温减压后流向蒸发器36，以降低冷媒介质的沸点，便于冷媒介质在蒸发器36处蒸发吸热。
具体地，如图1-图15所示，制冷主路30还设有温度传感器393、压力传感器394、湿度传感器395、储液干燥器396。由此，人员可以根据温度传感器393、压力传感器394、湿度传感器395的示数调节压缩机35的输出参数，以保证乘员舱制冷回路3的换热效果。储液干燥器396可以暂时储存部分液态的冷媒介质以及冷媒介质中凝结的水蒸气，以保证乘员舱制冷回路3的冷媒介质流压稳定，保证换热效果。更加具体地，如图1所示，温度传感器393、压力传感器394可以为一体式的传感器，以同时实现温度传感器393、压力传感器394的功能。
具体地，如图1-图15所示，电池包换热回路1、电控电机散热回路2、第一制冷分路31、第二制冷分路32均设有单向阀65。由此可以防止冷媒介质在车辆换热系统100内反向流动，限定了冷媒介质的流动方向，以保证实现不同的换热目标。
具体地，如图1-图15所示，电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱加热回路4均设有电子水泵7以为各个回路内的冷媒介质的流动提供动力。电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱加热回路4还分别设有溢水罐8，以保证冷媒介质在电池包换热回路1、电控电机散热回路2、乘员舱加热回路4内的顺利流动。
具体地，如图1-图15所示，第三制冷分路33、第四制冷分路34内均设有电子截止阀67。通过控制不同的电子截止阀67的开合，可以控制第三制冷分路33、第四制冷分路34的开合，以控制冷媒介质在乘员舱制冷回路3内流动路线，实现不同的换热目的。
具体地，如图1-图15所示，乘员舱加热回路4可以通过二位三通阀(例如第三二位三通阀63)或二位二通阀66与第一换热段11连通。乘员舱加热回路4通过二位三通阀与第一换热段11连通时，二位三通阀的两个接口均与乘员舱加热回路4连通，另一个接口与第一换热段11连通。乘员舱加热回路4通过二位二通阀66与第一换热段11连通时，二位二通阀66的一个接口与乘员舱加热回路4连通，另一个接口与第一换热段11连通。
电池包13需要通过加热器41加热时，通过操作连接在与乘员舱加热回路4之间的二位二通阀66或/和二位三通阀，可以令乘员舱加热回路4与第一换热段11连通。电池包13无需通过加热器41加热时，通过操作连接在与乘员舱加热回路4之间的二位二通阀66或/和二位三通阀，可以令乘员舱加热回路4与第一换热段11断开。
具体地，如图1-图15所示，乘员舱加热回路4可以连接有暖风芯体42，暖风芯体42，乘员舱内的空气循环流动至暖风芯体42进行加热后，由暖风芯体42重新吹向乘员舱内，从而随着乘员舱内的空气循环，提高乘员舱内的温度。
下面描述本发明实施例的车辆。
本发明实施例的车辆设有如本发明上述任一种实施例的车辆换热系统100。
根据本发明实施例的车辆，通过设置车辆换热系统100，可以在满足车辆换热需求的同时提高换热效率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种车辆换热系统(100)，其特征在于，包括：
电池包换热回路(1)，所述电池包换热回路(1)内包括：第一换热段(11)和第二换热段(12)，所述第一换热段(11)内设有电池包(13)，所述第二换热段(12)内设有电池包换热器(14)；
电控电机散热回路(2)，所述电控电机散热回路(2)包括：第一散热段(21)和第二散热段(22)，所述第一散热段(21)内设有用电器(23)，所述第二散热段(22)内设有车外散热器(24)；
乘员舱制冷回路(3)，所述乘员舱制冷回路(3)包括：制冷主路(30)、第一制冷分路(31)、第二制冷分路(32)、第三制冷分路(33)和第四制冷分路(34)，所述制冷主路(30)设有压缩机(35)，所述第一制冷分路(31)与所述电池包换热器(14)连接，所述第二制冷分路(32)设有蒸发器(36)，所述第三制冷分路(33)设有车外换热器(37)，所述第四制冷分路(34)设有热泵换热器(38)；
乘员舱加热回路(4)，所述乘员舱加热回路(4)设有加热器(41)，所述乘员舱加热回路(4)还与所述热泵换热器(38)连接；
其中，所述第一换热段(11)与所述第二换热段(12)串联，或所述第一换热段(11)与所述第一散热段(21)串联后与所述第二换热段(12)串联，或所述第一换热段(11)与所述乘员舱加热回路(4)串联；
所述第一散热段(21)与所述第二散热段(22)串联，或所述第一散热段(21)与所述第二换热段(12)串联；
所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)的至少一个与所述制冷主路(30)以及所述第三制冷分路(33)串联；或者所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)均与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，同时所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)并联；或者所述第一制冷分路(31)与所述第三制冷分路(33)的至少一个与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联。
2.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第一工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第一工作模式下时，所述第二制冷分路(32)与所述制冷主路(30)以及所述第三制冷分路(33)串联，所述第一散热段(21)与所述第二散热段(22)串联，所述加热器(41)关闭。
3.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第二工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第二工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)均与所述制冷主路(30)以及所述第三制冷分路(33)串联，同时所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)并联，所述第一散热段(21)与所述第二散热段(22)串联，所述第一换热段(11)与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
4.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第三工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第三工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述制冷主路(30)以及所述第三制冷分路(33)串联，所述第一散热段(21)与所述第二散热段(22)串联，所述第一换热段(11)与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
5.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第四工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第四工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述制冷主路(30)以及所述第三制冷分路(33)串联，所述第一换热段(11)与所述第一散热段(21)串联后与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
6.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第五工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第五工作模式下时，所述第三制冷分路(33)与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，所述加热器(41)关闭。
7.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第六工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第六工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述第三制冷分路(33)均与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，同时所述第一制冷分路(31)与所述第三制冷分路(33)并联，所述第一散热段(21)与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
8.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第七工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第七工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述第三制冷分路(33)均与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，同时所述第一制冷分路(31)与所述第三制冷分路(33)并联，所述第一换热段(11)与所述第一散热段(21)串联后与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
9.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第八工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第八工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，所述第一散热段(21)与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
10.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第九工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第九工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，所述第一换热段(11)与所述第一散热段(21)串联后与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
11.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第十工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第十工作模式下时，所述第一换热段(11)与所述第一散热段(21)串联后与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)开启。
12.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第十一工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第十一工作模式下时，所述第一换热段(11)与所述乘员舱加热回路(4)串联，所述加热器(41)开启。
13.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第十二工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第十二工作模式下时，所述加热器(41)开启。
14.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第十三工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第十三工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)均与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，同时所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)并联，所述第一换热段(11)与所述第一散热段(21)串联后与所述第二换热段(12)串联，所述加热器(41)关闭。
15.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述车辆换热系统(100)具有第十四工作模式，所述车辆换热系统(100)处于所述第十四工作模式下时，所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)均与所述制冷主路(30)以及所述第四制冷分路(34)串联，同时所述第一制冷分路(31)与所述第二制冷分路(32)并联，所述第一换热段(11)与所述第二换热段(12)串联，所述第一散热段(21)与所述第二散热段(22)串联，所述加热器(41)关闭。
16.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述第一散热段(21)具有第一子段(211)、第二子段(212)和第三子段(213)，所述第一子段(211)内连接有所述用电器(23)，所述第一子段(211)可选择地通过所述第二子段(212)与所述第一换热段(11)串联，或所述第一子段(211)可选择地通过所述第三子段(213)与所述第二散热段(22)串联，所述车辆换热系统(100)还包括：第一二位三通阀(61)、第二二位三通阀(62)和二位四通阀(64)，所述第一二位三通阀(61)的三个接口分别与所述第一换热段(11)、所述第三子段(213)以及所述第二换热段(12)连接，所述第二二位三通阀(62)的两个接口均连接在所述第一子段(211)内，所述第二二位三通阀(62)的另一个接口与所述第二散热段(22)连接，所述二位四通阀(64)的两个接口均连接在所述第一换热段(11)内，所述二位四通阀(64)的另外两个接口分别与所述第一子段(211)和所述第二子段(212)连接。
17.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述第一制冷分路(31)和所述第三制冷分路(33)分别设有电子膨胀阀(391)、第二制冷分路(32)设有热力膨胀阀(392)，所述热力膨胀阀(392)位于所述蒸发器(36)的上游处。
18.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述制冷主路(30)还设有温度传感器(393)、压力传感器(394)、湿度传感器(395)、储液干燥器(396)。
19.根据权利要求1所述的车辆换热系统(100)，其特征在于，所述电池包换热回路(1)、所述电控电机散热回路(2)、所述第一制冷分路(31)、所述第二制冷分路(32)均设有单向阀(65)。
20.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-19中任一项所述的车辆换热系统(100)。
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