CN112124032A - 车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的热泵系统。车辆的热泵系统可以使用冷却液和制冷剂在其中进行热交换的一个激冷器以加热或冷却电池模块，通过在车辆的加热模式下选择性地使用外部热量以及电气组件和电池模块的废热，可以简化该系统并提高加热效率。

Description

车辆的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月24日提交的韩国专利申请No.10-2019-0074988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

本发明涉及一种车辆的热泵系统。更具体地说，本发明涉及这样一种车辆的热泵系统，其通过使用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器(chiller)来加热或冷却电池模块并且通过使用电气组件和电池模块的废热来提高加热效率。

背景技术

车辆的空调系统包括使制冷剂循环以加热或冷却车辆内部的空调装置。

空调装置不管外部温度如何变化都将车辆内部保持在适当温度以保持舒适的内部环境，空调装置配置为在以下过程中通过蒸发器的热交换来加热或冷却车辆内部，在该过程中通过运行压缩机排出的制冷剂通过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器之后循环回到压缩机。

也就是说，空调装置在夏季制冷模式下通过冷凝器冷凝由压缩机压缩的高温高压气态制冷剂，使制冷剂通过储液干燥器和膨胀阀，然后在蒸发器中蒸发制冷剂来降低内部温度和湿度。

近年来，随着人们对能源效率和环境污染问题的兴趣日益增加，需要开发一种配置为大体上取代内燃机车辆的环保型车辆，环保型车辆通常分为通过使用燃料电池或电力作为动力源来驱动的电动车辆和通过使用发动机和电池来驱动的混合动力车辆。

这些环保型车辆中的电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器，这不同于一般车辆的空调装置，环保型车辆中使用的空调装置称为热泵系统。

同时，电动车辆通过将氧和氢之间的化学反应能量转化成电能以产生驱动力。在目前的工艺中，燃料电池中的化学反应会产生热能。因此，必须有效地去除产生的热量以确保燃料电池的性能。

此外，混合动力车辆通过使用从上述燃料电池或电池供应的电力驱动电机，同时利用普通燃料使发动机运行来产生驱动力。因此，有效地去除从燃料电池或电池以及电机产生的热量可以确保电机的性能。

因此，在根据相关技术的混合动力车辆或电动车辆中，冷却装置、热泵系统以及电池冷却系统可以分别使用单独的闭合回路来构造，以防止在电机、电气组件以及电池(包括燃料电池)中发热。

因此，安装在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量会增加，并且为热泵系统、冷却装置以及电池冷却系统的每一者供应冷却液或制冷剂的连接管路的布局在发动机舱室中会变得很复杂。

此外，由于单独设置了根据车辆的状态对电池进行加热或冷却的电池冷却系统以使电池展现最佳性能，使用了用于将各个连接管路彼此连接的多个阀，并且由于这些阀被频繁的开启或关闭的操作而产生的噪音和振动被传递到车辆内部，从而导致乘坐舒适性降低。

包含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车辆的热泵系统，其用于通过使用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器来加热或冷却电池模块，从而简化系统。

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的热泵系统，其用于在车辆的加热模式下选择性地使用外部热源、电气组件以及电池模块的废热，从而提高加热效率。

一种车辆的热泵系统可以包括：冷却装置、电池冷却装置、加热装置以及激冷器，所述冷却装置包括通过冷却液管线连接的散热器、第一水泵以及第一阀，所述冷却装置使冷却液通过冷却液管线循环以冷却设置在冷却液管线上的至少一个电气组件；所述电池冷却装置包括通过电池冷却液管线连接的电池散热器、第二水泵以及第二阀，所述冷却装置使冷却液循环通过设置在电池冷却液管线上的电池模块；所述加热装置包括通过第三阀连接到冷却液管线以通过使用冷却液来加热车辆内部的加热管线、设置在加热管线上的第三水泵以及加热器；所述激冷器设置在分支管线上，所述分支管线将通过第一阀和第二阀连接的第一连接管线和第二连接管线相互连接，以选择性地使从冷却装置或电池冷却装置供应的冷却液通过分支管线，所述激冷器通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，并且选择性地使流入的冷却液与从空调装置供应的制冷剂进行热交换以调节冷却液的温度；其中，空调装置的冷凝器连接到加热管线以使通过加热装置循环的冷却液通过冷凝器。

空调装置可以包括：加热、通风和空调(HVAC)模块、压缩机、热交换器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、储液器以及第三膨胀阀，所述加热、通风和空调(HVAC)模块包括通过制冷剂管线连接的蒸发器和门，所述门的操作是可调节的，以根据制冷、加热和除湿模式使通过蒸发器的外部空气选择性地流入加热器；所述压缩机通过制冷剂管线连接于蒸发器和冷凝器之间；所述热交换器设置在冷凝器和蒸发器之间的制冷剂管线上；所述第一膨胀阀设置在热交换器和蒸发器之间的制冷剂管线上；所述第二膨胀阀设置在制冷剂连接管线上；所述储液器设置在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管线上并且连接到制冷剂连接管线；所述第三膨胀阀设置在冷凝器和热交换器之间的制冷剂管线上。

根据第三膨胀阀的选择性操作，热交换器可以通过与外部空气进行热交换来额外地冷凝或蒸发在冷凝器中冷凝的制冷剂。

当通过制冷剂冷却电池模块时，第二膨胀阀可以使通过制冷剂连接管线流入的制冷剂膨胀以流动至激冷器。

在车辆的加热模式和加热/除湿模式下，第三膨胀阀可以选择性地使流入热交换器的制冷剂膨胀。

HVAC模块可以进一步包括朝向车辆内部安装在加热器后部的空气加热器，以选择性地加热通过所述加热器的外部空气。

制冷剂连接管线的第一端部可以连接到热交换器和第一膨胀阀之间的制冷剂管线，制冷剂连接管线的另一端部可以连接到储液器。

电池散热器可以在车辆前部安装在散热器的前部，热交换器可以安装在电池散热器的前部。

第一连接管线的第一端部可以通过第一阀连接到冷却液管线，第一连接管线的另一端部可以通过第二阀连接到电池冷却液管线；第二连接管线可以在与第一连接管线间隔开的位置处将通过散热器的冷却液管线与通过电池散热器的电池冷却液管线连接；根据第一阀和第二阀的操作，第一连接管线和第二连接管线可以分别将冷却液管线或电池冷却液管线和分支管线选择性地连接。

当通过使用在散热器和电池散热器中分别冷却的冷却液来冷却电气组件和电池模块时，通过第一阀和第二阀的操作，第一连接管线、第二连接管线以及分支管线可以关断，冷却装置和电池冷却装置可以分别形成独立的闭合回路，并且可以通过第一水泵和第二水泵的操作使冷却液分别循环通过电气组件和电池模块。

当在车辆的制冷模式下冷却电池模块时，在冷却装置中，可以通过第一阀的操作关断冷却液管线和第一连接管线的连接，在散热器中冷却的冷却液通过第一水泵的操作而循环通过电气组件，在电池冷却装置中，通过第二阀的操作，电池冷却液管线可以与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过激冷器的冷却液可以通过第二水泵的操作被供应至电池模块而不通过电池散热器，在加热装置中，冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作而连接，使得冷却液从冷却装置供应，在空调装置中，在制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作而接通的状态下，制冷剂可以沿着制冷剂管线和制冷剂连接管线循环，第一膨胀阀和第二膨胀阀可以使制冷剂膨胀，以使膨胀后的制冷剂分别供应到蒸发器和激冷器，第三膨胀阀可以使从冷凝器供应的制冷剂流入热交换器。

加热装置可以通过第三水泵的操作将从冷却装置供应的冷却液供应至冷凝器，冷凝器通过与冷却液进行热交换而冷凝制冷剂，并且热交换器可以通过与外部空气的热交换而额外地冷凝从冷凝器流入的制冷剂。

当在车辆的加热模式下回收外部热源和电气组件的废热时，在冷却装置中，通过第一阀的操作，冷却液管线可以与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过电气组件的冷却液可以通过第一水泵的操作被供应至激冷器而不通过散热器，冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作分别形成独立的闭合回路，在加热装置中，通过第三水泵的操作，冷却液可以沿着加热管线循环，在空调装置中，通过第一膨胀阀的操作，连接储液器和蒸发器的制冷剂管线可以关断，通过第二膨胀阀的操作，制冷剂连接管线可以接通，第二膨胀阀可以使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀以被供应至激冷器，第三膨胀阀可以使从冷凝器供应的制冷剂膨胀以被供应至热交换器。

当在车辆的加热模式下回收外部热源和电池模块的废热时，在电池冷却装置中，通过第二阀的操作，电池冷却液管线可以与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过电池模块的冷却液可以通过第二水泵的操作被供应至激冷器而不通过电池散热器，在加热装置中，通过第三阀的操作，冷却液管线和加热管线的连接可以关断，冷却液可以通过第三水泵的操作而通过加热管线循环，在空调装置中，通过第一膨胀阀的操作，连接储液器和蒸发器的制冷剂管线可以关断；通过第二膨胀阀的操作，制冷剂连接管线可以接通，第二膨胀阀可以使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀以被供应至激冷器，第三膨胀阀可以使从冷凝器供应的制冷剂膨胀以被供应至热交换器。

当通过使用电气组件的废热来执行车辆的加热模式时，在冷却装置中，通过第一阀的操作，冷却液管线可以与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过电气组件的冷却液可以通过第一水泵的操作通过冷却液管线和第一连接管线、第二连接管线以及分支管线循环而不通过散热器，在加热装置中，冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作连接，在冷却装置中，通过电气组件的废热而升高温度的冷却液可以通过第三水泵的操作而循环通过加热管线，电池冷却装置和空调装置可以停止工作。

在车辆的加热/除湿模式下，在冷却装置中，通过第一阀的操作，冷却液管线可以与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过电气组件的冷却液可以通过第一水泵的操作被供应至激冷器而不通过散热器，冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作分别形成独立的闭合回路，在加热装置中，通过第三水泵的操作，冷却液可以沿着加热管线循环，在空调装置中，在制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作而接通的状态下，制冷剂可以沿着制冷剂管线和制冷剂连接管线循环，第一膨胀阀和第二膨胀阀可以使制冷剂膨胀，以使膨胀后的制冷剂分别供应到蒸发器和激冷器。

当车辆内部的温度较低时，第三膨胀阀可以使从冷凝器供应的制冷剂膨胀，以流入热交换器；当车辆内部的温度较高时，从冷凝器供应的制冷剂可以在不进行膨胀的状态下流入热交换器。

当提高电池模块的温度时，冷却液管线和电池冷却液管线可以通过第一阀和第二阀的操作连接到第一连接管线和第二连接管线，并且分支管线可以关断，在第二水泵停止工作的状态下，通过电气组件的冷却液可以通过第一水泵的操作被供应到电池模块而不通过散热器和电池散热器，在加热装置中，冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作连接，在冷却装置中，通过电气组件的废热而升高温度的冷却液可以通过第三水泵的操作而循环通过加热管线，空调装置可以停止工作。

第一膨胀阀、第二膨胀阀以及第三膨胀阀可以是电子膨胀阀，其在控制通过制冷剂管线或制冷剂连接管线的制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。

在第三水泵和加热器之间的加热管线中可以设置有冷却液加热器，以选择性地加热冷却液。

如上所述，根据基于本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统，通过使用在制冷剂和冷却液之间进行热交换的单个激冷器来根据车辆的模式对电池模块进行加热或冷却并且通过使用冷却液来实现车辆的加热模式，可以使系统简化。

此外，本发明可以通过有效地加热和冷却电池模块以使其适合于车辆的模式来有效地优化电池模块的性能，并且通过有效的电池模块管理来增加车辆的总行驶距离。

此外，本发明可以通过在车辆的加热模式下选择性地使用外部热量以及电气组件和电池模块的废热来提高加热效率。

本发明还通过使用冷凝器和热交换器来提高制冷剂的冷凝或蒸发性能，提高冷却性能并降低压缩机的功耗，从而提高冷却性能。

此外，本发明可以通过简化整个系统来降低生产成本和重量并且提高空间利用率。

本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式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车辆的热泵系统的框图。

图2是根据本发明示例性实施方案的当在车辆的热泵系统中通过使用冷却液来冷却电气组件和电池模块时的操作状态图。

图3是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中根据制冷模式来冷却电池模块的操作状态图。

图4是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中根据加热模式回收外部热量和电气组件的废热的操作状态图。

图5是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中根据加热模式回收外部热量和电池模块的废热的操作状态图。

图6是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中通过使用电气组件的废热的车辆加热模式的操作状态图。

图7是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中的加热/除湿模式的操作状态图。

图8是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中加热电池模块的操作状态图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的表示。本文所包括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。

在附图中，贯穿附图的多幅附图，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

现在将对本发明的各个实施方案详细地作出展示，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，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，而且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。

在示例性实施方案中描述的示例性实施方案和在附图中示出的配置仅仅是本发明的最优选示例性实施方案，而并不限制本发明的精神和范围。因此，可以理解，在提交本申请时，可以配置各种等效方案和修改方案来代替它们。

为了阐明本发明，将省略与描述无关的部分，并且相同的元件或等同物在整个说明书中通过相同的附图标记来指引。

各个元件的尺寸和厚度在附图中任意地示出，但本发明并不一定限于此，为了清楚起见，放大了附图中的层、膜、面板、区域等的厚度。

在整个本说明书和随附的权利要求书中，除非明确地被描述为相反，否则词语“包括”或者例如“包括有”或“包括了”之类的变体将被理解为包括了声明的元件，但是不排除任何其它元件。

此外，本文中使用的术语“......单元”、“......机构”、“......部分”、“......构件”等等是指包含执行至少一个功能或操作的组件的单元。

图1是根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统通过使用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器30来加热或冷却电池模块26，并且利用电气组件15和电池模块26的废热来提高加热效率。

此处，在电动车辆的热泵系统中，用于冷却电气组件15的冷却装置10、用于冷却电池模块26的电池冷却装置20、通过使用冷却液加热内部的加热装置40以及作为冷却内部的空气调节装置的空调装置50可以相互连接。

也就是说，参照图1，热泵系统包括：冷却装置10、电池冷却装置20、激冷器30以及加热装置40。

首先，冷却装置10包括：通过冷却液管线11连接的散热器12、第一水泵14以及第一阀V1。冷却装置10通过第一水泵14的操作使冷却液通过冷却液管线11循环以冷却电气组件15。

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

此处，电气组件15可以包括：电机、电力控制装置、逆变器或充电器(车载充电器，On Board Charger，OBC)。

电力控制装置或逆变器可能在行驶时被加热，充电器可能在电池模块26充电时被加热。

另外，储液罐16设置在散热器12和第一水泵14之间的冷却液管线11上。在散热器12中冷却的冷却液可以储存在储液罐16中。

由此配置的冷却装置10通过第一水泵14的操作使得在散热器12中冷却的冷却液沿着冷却液管线11循环，以冷却电气组件15防止其过热。

在本发明的示例性实施方案中，电池冷却装置20包括：通过电池冷却液管线21连接的电池散热器22、第二水泵24以及第二阀V2，并且冷却液通过电池冷却液管线21循环。

电池冷却装置20可以将在电池散热器22中冷却的冷却液选择性地供应到电池模块26。此处，电池模块26设置在电池冷却液管线21中。

电池模块26可以形成为向电气组件15和电机供电的水冷类型，并且通过沿着电池冷却液管线21流动的冷却液来冷却。

另一方面，电池散热器22安装在散热器12的前部，并且通过冷却风扇13的运行以及与外部空气的热交换来冷却冷却液。

由此配置的电池冷却装置20可以通过第二水泵24的操作使得在电池散热器22中冷却的冷却液沿着电池冷却液管线21循环。

在本发明的示例性实施方案中，激冷器30设置在将第一连接管线17和第二连接管线18相互连接的分支管线31上，所述第一连接管线17通过第一阀V1和第二阀V2而连接。

激冷器30通过从冷却装置10或电池冷却装置20供应的冷却液，并且通过制冷剂连接管线61连接到空调装置50的制冷剂管线51。

因此，激冷器30将从冷却装置10或电池冷却装置20选择性地流入的冷却液与从空调装置50供应的制冷剂进行热交换，从而控制冷却液的温度。此处，激冷器30可以是冷却液在其中流动的水冷式热交换器。

第一连接管线17的一个端部可以通过第一阀V1连接到冷却液管线11。第一连接管线17的另一端部可以通过第二阀V2连接到电池冷却液管线21。

第二连接管线18可以在与第一连接管线17间隔开的位置处将通过散热器12和电池散热器22的冷却液管线11和电池冷却液管线21连接。

该第二连接管线18可以根据第一阀V1和第二阀V2以及第一水泵14和第二水泵24的操作而选择性地接通或关断。

另一方面，根据第一阀V1和第二阀V2的操作，第一连接管线17和第二连接管线18可以分别将冷却液管线11或者电池冷却液管线21与分支管线31选择性地连接。

此处，当分支管线31关断时，第一连接管线17和第二连接管线18可以将冷却液管线11和电池冷却液管线21连接，使得冷却装置10和电池冷却装置20互通。

也就是说，第一阀V1和第二阀V2通过第一连接管线17和第二连接管线18选择性地连接冷却液管线11和电池冷却液管线21或者分离冷却装置10和电池冷却装置20，以控制冷却液的流动。

从而，当使用在散热器12中冷却的冷却液来冷却电气组件15时，第一阀V1可以关断第一连接管线17。此时，第二连接管线18和分支管线31可以关断。

从而，在散热器12中冷却的冷却液可以在沿着通过第一阀V1的操作而连接的冷却液管线11流动时冷却电气组件15。

另一方面，当使用在电池散热器22中冷却的冷却液来冷却电池模块26时，第二阀V2可以关断第一连接管线17。此时，第二连接管线18和分支管线31可以关断。

从而，在电池散热器22中冷却的冷却液可以在沿着通过第二阀V2的操作而连接的电池冷却液管线21流动时冷却电池模块26。

另外，当通过使用与制冷剂进行热传递的冷却液冷却电池模块26时，第二阀V2可以接通第一连接管线17和第二连接管线18以及分支管线31并且关断冷却液管线11和电池冷却液管线21的连接。

因此，在激冷器30中与制冷剂进行了完全热交换的低温冷却液通过分支管线31沿着连接到第一连接管线17和第二连接管线18的电池冷却液管线21流入电池模块26，从而有效地冷却电池模块26。

另外，加热装置40可以包括：通过第三阀V3连接到冷却液管线11的加热管线41，以及设置在加热管线41中的第三水泵42和加热器52a，以通过利用冷却液来冷却车辆内部。

加热器52a可以设置在包括在空调装置50中的加热、通风和空调(HVAC)模块52内。

此处，冷却液加热器43选择性地加热在加热管线41中循环的冷却液，冷却液加热器43可以设置在第三水泵42和加热器52a之间的加热管线41中。

当在车辆的加热模式下供应给加热器52a的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器43开启以加热在加热管线41中循环的冷却液，温度升高的冷却液流入加热器52a。

冷却液加热器43可以是根据电力供应而操作的电加热器。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，描述了冷却液加热器43设置在加热管线41中，但并不限于此，并且可以应用使流入车辆内部的外部空气的温度升高的空气加热器45，而不应用冷却液加热器43。

空气加热器45可以在HVAC模块52内朝向车辆内部而安装在加热器52a的后部，以选择性地加热通过加热器52a的外部空气。

也就是说，加热装置40可以应用冷却液加热器43和空气加热器45中的一者。

如上所述构造的加热装置40通过第三水泵42的操作将在车辆的加热模式下从冷却装置10流入的高温冷却液供应到加热管线41，或者将通过加热管线41循环时温度升高的冷却液供应到加热器52a，从而加热车辆内部。

此处，第一水泵14、第二水泵24以及第三水泵42可以是电动水泵。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，空调装置50包括：通过制冷剂管线51连接的加热、通风和空调(HVAC)模块52、冷凝器53、热交换器54、第一膨胀阀55、蒸发器56、储液器57以及压缩机59。

首先，在HVAC模块52中设置有通过制冷剂管线51连接的蒸发器56和门52b，门52b根据车辆的加热、制冷和加热/除湿模式控制通过蒸发器56的外部空气选择性地流入加热器52a。

也就是说，在车辆的加热模式下，门52b打开以使得通过蒸发器56的外部空气流入加热器52a。相反，在车辆的制冷模式下，门52b关闭加热器52a侧，使得在通过蒸发器56时被冷却的外部空气直接流入车辆内部。

冷凝器53连接到制冷剂管线51以使得制冷剂通过冷凝器53，并且冷凝器53连接到加热管线41以使通过加热装置40循环的冷却液从冷凝器53中通过。

冷凝器53可以通过与通过加热管线41供应的冷却液进行热交换来冷凝制冷剂。换句话说，冷凝器53可以是冷却液流入其中的水冷式热交换器。

如上所述配置的冷凝器53可以将从压缩机59供应的制冷剂与从加热装置40供应的冷却液进行热交换以冷凝制冷剂。

在本发明的示例性实施方案中，热交换器54可以设置在冷凝器53和蒸发器56之间的制冷剂管线51中。

第一膨胀阀55设置在热交换器54和蒸发器56之间的制冷剂管线51中。第一膨胀阀55接收并膨胀通过热交换器54的制冷剂。

储液器57设置在蒸发器56和压缩机59之间的制冷剂管线51中并且连接到制冷剂连接管线61。

这种储液器57通过仅向压缩机59供应气态制冷剂来提高压缩机59的效率和耐久性。

在本发明的示例性实施方案中，制冷剂连接管线61的一个端部连接到热交换器54和第一膨胀阀55之间的制冷剂管线51。制冷剂连接管线61的另一端部可以连接到储液器57。

此处，储液器57可以将通过制冷剂连接管线61供应的制冷剂的气态制冷剂供应到压缩机59。

另一方面，制冷剂连接管线61设置有第二膨胀阀63，冷凝器53和热交换器54之间的制冷剂管线51可以设置有第三膨胀阀58。

当使用制冷剂冷却电池模块26时，第二膨胀阀63可以使通过制冷剂连接管线61流入的制冷剂膨胀以流入激冷器30。

此处，当在车辆的加热模式和加热/除湿模式下回收电气组件15或电池模块26的废热时，在使用制冷剂冷却电池模块26时，第二膨胀阀63工作。

该第二膨胀阀63可以使通过制冷剂连接管线61流入的制冷剂膨胀以流入激冷器30。

也就是说，第二膨胀阀63使从热交换器54排出并流入激冷器30的制冷剂膨胀，同时降低制冷剂的温度，从而可以进一步降低冷却液的温度。

因此，通过流入通过激冷器30而具有较低温度的冷却液，电池模块26可以更有效地被冷却。

第三膨胀阀58可以在车辆的加热模式和加热/除湿模式下选择性地膨胀流入热交换器54的制冷剂。

此处，根据第三膨胀阀58的选择性操作，热交换器54可以通过与外部空气进行热交换来进一步冷凝或蒸发由冷凝器53冷凝的制冷剂。

换句话说，热交换器54安装在电池散热器22的前部，以将流入热交换器54的制冷剂与外部空气相互进行热交换。

从而，热交换器54可以通过进一步冷凝在冷凝器53处冷凝的制冷剂来增加制冷剂的二次冷却，从而提高COP(Coefficient Of Performance，性能系数)，其是制冷量相对于压缩机所需功率的系数。

压缩机59经由制冷剂管线51连接于蒸发器56和冷凝器53之间。该压缩机59可以压缩气态制冷剂并将压缩后的制冷剂供应至冷凝器53。

第一膨胀阀55、第二膨胀阀63以及第三膨胀阀58可以是电子膨胀阀，其在控制制冷剂通过制冷剂管线51或制冷剂连接管线61流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。

另外，第一阀V1和第二阀V2可以是能够分配流动的三通阀，第三阀V3可以是四通阀。

下文参照图2至图8详细描述根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统的操作和运行。

首先，参照图2描述当通过使用冷却液来冷却电气组件15和电池模块26时，根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统的操作。

图2是根据本发明示例性实施方案的当在车辆的热泵系统中通过使用冷却液来冷却电气组件和电池模块时的操作状态图。

参照图2，第一水泵14在冷却装置10中工作以冷却电气组件15。从而，在散热器12中冷却的冷却液在电气组件15中循环。

在电池冷却装置20中，第二水泵24工作以冷却电池模块26。从而，由电池散热器22冷却的冷却液在电池模块26中循环。

此处，第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31通过第一阀V1和第二阀V2的操作而关断。

因此，冷却装置10和电池冷却装置20可以分别通过冷却液管线11和电池冷却液管线21独立地形成闭合回路。

换句话说，在散热器12中冷却的冷却液可以通过冷却液管线11流入电气组件15，并且可以在冷却电气组件15之后流入散热器12。

另外，在电池散热器22中冷却的冷却液可以经由电池冷却液管线21流入电池模块26，并且可以在冷却电池模块26之后流入电池散热器22。

也就是说，分别由散热器12和电池散热器22冷却的低温冷却液可以仅单独地冷却电气组件15和电池模块26，从而有效地冷却电气组件15和电池模块26。

此处，由于车辆的制冷模式未启用，空调装置50不工作。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，描述了电气组件15和电池模块26均由冷却液冷却，但并不限于此，当分别冷却电气组件15和电池模块26的一个时，冷却装置10和电池冷却装置20可以选择性地工作。

参照图3描述当根据车辆的制冷模式冷却电池模块26时的操作。

图3是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中根据制冷模式来冷却电池模块的操作状态图。

参照图3，在冷却装置10中，第一水泵14工作以冷却电气组件15。因此，由散热器12冷却的冷却液循环至电气组件15。

此处，通过第一阀V1的操作，冷却液管线11和第一连接管线17没有连接。

在加热装置40中，冷却液管线11和加热管线41通过第三阀V3的操作而连接，使得从冷却装置10供应的冷却液循环。

从而，由散热器12冷却的冷却液可以通过第一水泵14和第三水泵42的操作而被供应至冷凝器53。

在电池冷却装置20中，电池冷却液管线21与第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31通过第二阀V2的操作而连接。在当前状态下，通过第二水泵24的操作，通过激冷器30的冷却液可以供应到电池模块26而不通过电池散热器22。

也就是说，在电池冷却装置20中，接通的分支管线31以及第一连接管线17和第二连接管线18连接到电池冷却液管线21以形成冷却液在其中独立循环的闭合回路。

在空调装置50中，每个组成元件工作以冷却车辆内部。从而，制冷剂沿着制冷剂管线51循环。

此处，在制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通的状态下，制冷剂沿着制冷剂管线51和制冷剂连接管线61循环。

第一膨胀阀55和第二膨胀阀63使制冷剂膨胀，以使膨胀后的制冷剂分别供应到蒸发器56和激冷器30。第三膨胀阀58可以使从冷凝器53供应的制冷剂流入热交换器54而不膨胀。

因此，加热装置40通过第三水泵42的操作将从冷却装置10供应的冷却液供应到冷凝器53。

冷凝器53利用沿着加热管线41流动的冷却液来冷凝制冷剂。另外，热交换器54可以通过与外部空气的热交换来额外冷凝通过第三膨胀阀58的操作而从冷凝器53流入的制冷剂。

另一方面，通过第二水泵24的操作，通过激冷器30的冷却液通过电池冷却液管线21、第一连接管线17和第二连接管线18以及分支管线31循环，以冷却电池模块26。

通过激冷器30的冷却液通过与供应至激冷器30的制冷剂的热交换来进行冷却。由激冷器30冷却的冷却液被供应至电池模块26。因此，电池模块26由冷却的冷却液进行冷却。

也就是说，第二膨胀阀63使通过热交换器54的制冷剂中的一些制冷剂膨胀以将膨胀后的制冷剂供应至激冷器30，并且接通制冷剂连接管线61。

因此，从热交换器54排出的一些制冷剂通过第二膨胀阀63的操作膨胀为低温低压状态，并且流入连接到制冷剂连接管线61的激冷器30。

然后，流入激冷器30的制冷剂与冷却液进行热传递，然后通过制冷剂连接管线61在通过储液器57之后流入压缩机59。

换句话说，由于冷却电池模块26而具有升高的温度的冷却液通过在激冷器30内部与低温低压制冷剂的热交换来进行冷却。冷却后的冷却液通过电池冷却液管线21、第一连接管线17和第二连接管线18以及分支管线31被再次供应至电池模块26。

也就是说，当重复上述操作时，冷却液可以有效地冷却电池模块26。

同时，从热交换器54排出的其余制冷剂流过制冷剂管线51以冷却车辆内部，然后依次通过第一膨胀阀55、蒸发器56，储液器57、压缩机59以及冷凝器53。

此处，流入HVAC模块52的外部空气在通过蒸发器56时由流入蒸发器56的低温制冷剂冷却。

此时，门52b将经冷却的一部分外部空气减少为不通过加热器52a。从而，经冷却的外部空气可以直接进入车辆内部，从而冷却车辆内部。

另一方面，在依次通过冷凝器53和热交换器54时冷凝量增加的制冷剂被膨胀和供应，在蒸发器56中，蒸发低温的制冷剂。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，冷凝器53冷凝制冷剂并且热交换器54进一步冷凝制冷剂，从而有利于形成制冷剂的二次冷却。

由于二次冷却的低温制冷剂在蒸发器56中蒸发，在蒸发器56处进行热交换的空气的温度可以进一步降低，从而提高冷却性能和效率。

也就是说，在重复上述过程时，制冷剂可以在制冷模式下冷却车辆内部，并且同时通过在通过激冷器30时的热交换来冷却冷却液。

由激冷器30冷却的低温冷却液流入电池模块26。因此，电池模块26可以通过供应的低温冷却液有效地进行冷却。

在本发明的示例性实施方案中，参照图4描述在车辆的加热模式下回收外部热源和电气组件15的废热的情况的操作。

图4是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中根据加热模式回收外部热量和电气组件的废热的操作状态图。

参照图4，在电气组件15的废热不足的车辆的初始起动怠速状态(IDLE)下，热泵系统可以吸收来自外部空气的外部热量以及电气组件15的废热。

首先，在冷却装置10中，冷却液管线11与第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31通过第一阀V1的操作而连接。在当前状态下，通过第一水泵14的操作，通过电气组件15的冷却液可以被供应至激冷器30而不通过散热器12。

也就是说，在冷却装置10中，接通的分支管线31以及第一连接管线17和第二连接管线18连接到冷却液管线11。

从而，通过电气组件15的冷却液继续沿着冷却液管线11、第一连接管线17和第二连接管线18以及分支管线31循环而不通过散热器12，并且从电气组件15吸收废热以使温度升高。

温度升高的冷却液可以被供应至激冷器30。也就是说，由电气组件15产生的废热使通过冷却液管线11循环的冷却液的温度升高。

同时，电池冷却装置20停止工作。

在加热装置40中，通过第三水泵42的操作，冷却液沿着加热管线41循环。

另一方面，通过第三阀V3的操作，冷却液管线11和加热管线41可以形成独立的闭合回路。

从而，通过第三水泵42的操作，通过加热管线41循环的冷却液可以在通过加热器52a之后被供应至冷凝器53。

此处，当沿着加热管线41循环的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器43工作，以使在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另一方面，在应用空气加热器45而不应用冷却液加热器43的情况下，当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器45工作，并且流入车辆内部的外部空气可以被加热。

在空调装置50中，每个组成元件工作以加热车辆内部。从而，制冷剂沿着制冷剂管线51循环。

此处，通过第一膨胀阀55的操作，连接冷凝器53和蒸发器56的制冷剂管线51关断。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通。

此处，第二膨胀阀63可以通过将从热交换器54供应到制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀而向激冷器30供应制冷剂。

第三膨胀阀58也可以通过将从冷凝器53供应的制冷剂膨胀而向热交换器54供应制冷剂。

从而，热交换器54在通过与外部空气的热交换来蒸发膨胀后的制冷剂的同时回收外部热量。

在冷却液通过第一水泵14的操作通过激冷器30时，通过提高供应至激冷器30的制冷剂的温度来回收吸收了电气组件15的废热并且温度升高的冷却液。

也就是说，激冷器30通过制冷剂连接管线61接收从热交换器54供应并通过第二膨胀阀63的操作膨胀后的制冷剂，并且通过与在通过电气组件15时温度升高的冷却液的热交换来蒸发供应的制冷剂，从而回收电气组件15的废热。

接下来，通过激冷器30的制冷剂沿着制冷剂连接管线61被供应到储液器57。

供应到储液器57的制冷剂被分离为气态和液态。被分离为气态和液态的制冷剂中的气态制冷剂被供应到压缩机59。

由压缩机59压缩的高温高压制冷剂流入冷凝器53。

此处，供应至冷凝器53的制冷剂可以通过与通过加热管线41循环的冷却液进行热交换来提高冷却液的温度。温度升高的冷却液被供应至加热器52a。

同时，门52b打开以使流入HVAC模块52并通过蒸发器56的外部空气通过加热器52a。

因此，从外部流入的外部空气在通过未供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的温度状态流入内部。流入的外部空气在通过加热器52a时转变为高温状态流入车辆内部，从而实现车辆内部的加热。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在车辆的初始起动怠速状态(IDLE)下需要加热时，通过热交换器54吸收外部热量，并且用于通过使用电气组件15的废热来提高制冷剂的温度，从而降低压缩机59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5描述在车辆的加热模式下用于回收外部热量和电池模块26的废热的情况的操作。

图5是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中根据加热模式回收外部热量和电池模块的废热的操作状态图。

参照图5，热泵系统可以在车辆初始行驶期间吸收电池模块26的废热以及外部热量。

首先，冷却装置10停止工作。

在电池冷却装置20中，电池冷却液管线21与第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31通过第二阀V2的操作而连接。

在当前状态下，通过第二水泵24的操作，通过电池模块26的冷却液可以被供应至激冷器30而不通过电池散热器22。

也就是说，在电池冷却装置20中，分支管线31以及第一连接管线17和第二连接管线18连接到电池冷却液管线21。

从而，通过电池模块26的冷却液继续沿着电池冷却液管线21、第一连接管线17和第二连接管线18以及分支管线31循环而不通过电池散热器22，并且通过从电池模块26吸收废热使温度升高。

温度升高的冷却液可以被供应至激冷器30。也就是说，由电池模块26产生的废热使通过电池冷却液管线21循环的冷却液的温度升高。

在加热装置40中，通过第三水泵42的操作，冷却液沿着加热管线41循环。

此处，在加热装置40中，冷却液管线11和加热管线41的连接可以通过第三阀V3的操作而关断。

从而，通过第三水泵42的操作，通过加热管线41循环的冷却液可以在通过加热器52a之后被供应至冷凝器53。

此处，当沿着加热管线41循环的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器43工作，以使在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另一方面，在应用空气加热器45而不应用冷却液加热器43的情况下，当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器45工作，以使流入车辆内部的外部空气可以被加热。

在空调装置50中，每个组成元件工作以加热车辆内部。从而，制冷剂沿着制冷剂管线51循环。

此处，通过第一膨胀阀55的操作，连接冷凝器53和蒸发器56的制冷剂管线51关断。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通。

此处，第二膨胀阀63可以使从热交换器54供应至制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀以被供应至激冷器30。

另外，第三膨胀阀58可以使从冷凝器53供应的制冷剂膨胀以被供应至热交换器54。

因此，热交换器54在通过与外部空气的热交换来蒸发膨胀后的制冷剂的同时回收外部热量。

另外，在冷却液通过第二水泵24的操作通过激冷器30时，通过吸收电池模块26的废热而温度升高的冷却液在提高供应至激冷器30的制冷剂的温度时被回收。

也就是说，激冷器30通过制冷剂连接管线61接收从热交换器54供应并通过第二膨胀阀63的操作膨胀后的制冷剂，并且通过与在通过电池模块26时温度升高的冷却液的热交换来蒸发供应的制冷剂，从而回收电池模块26的废热。

接下来，通过激冷器30的制冷剂沿着制冷剂连接管线61被供应到储液器57。

供应到储液器57的制冷剂被分离为气态和液态。被分离为气态和液态的制冷剂中的气态制冷剂被供应到压缩机59。

由压缩机59压缩的高温高压制冷剂流入冷凝器53。

此处，供应至冷凝器53的制冷剂可以在与通过加热管线41循环的冷却液进行热交换时提高冷却液的温度。温度升高的冷却液被供应至加热器52a。

同时，门52b打开以使流入HVAC模块52并通过蒸发器56的外部空气通过加热器52a。

因此，从外部流入的外部空气在通过未供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的温度状态流入内部。流入的外部空气在通过加热器52a时转变为高温状态并流入车辆内部，从而实现车辆内部的加热。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在电气组件15的废热不足的车辆的初始行驶期间需要加热时，通过使用它吸收外部热量以及电池模块26的废热来提高制冷剂温度，从而降低压缩机59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描述用于通过使用电气组件15的废热执行车辆的加热模式的情况的操作。

图6是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中通过使用电气组件的废热的车辆加热模式的操作状态图。

参照图6，当电气组件15和电机的废热足够时，热泵系统可以回收电气组件15和电机的废热以用于内部加热。

首先，在冷却装置10中，冷却液管线11与第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31通过第一阀V1的操作而连接。

在当前状态下，通过了电气组件15的冷却液可以通过第一水泵14的操作继续沿着冷却液管线11、第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31循环而不通过散热器12。

该操作可以使冷却液从电气组件15吸收废热并升高温度。

在加热装置40中，冷却液管线11和加热管线41通过第三阀V3的操作而连接。

从而，在冷却装置10中，通过电气组件15的废热而升高温度的冷却液在通过加热管线41循环时通过第三水泵42的操作被供应至加热器52a。

另一方面，在电池冷却装置20中，由于第二水泵24停止工作，冷却液的循环停止。同时，在空调装置50中，由于压缩机59停止工作，制冷剂的循环停止。

此处，当沿着加热管线41循环的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器43工作，以使在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另外，在应用空气加热器45代替冷却液加热器43的情况下，当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器45工作，以使流入车辆内部的外部空气可以被加热。

因此，外部空气在通过未供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的温度状态流入内部。流入的外部空气在通过加热器52a时转变为高温状态并流入车辆内部，从而实现车辆内部的加热。

也就是说，在电气组件15的废热足够的状态下，当需要加热时，根据本发明示例性实施方案的热泵系统可以通过使用电气组件15的废热来提高冷却液的温度并且利用温度升高的冷却液来加热车辆内部。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，描述了通过电气组件15的冷却液不通过散热器12的示例性实施方案，但并不限于此。

也就是说，当电气组件15过热时，通过电气组件15的一些冷却液可以通过第一阀V1的操作通过散热器12，从而防止电气组件15过热。

在本发明的示例性实施方案中，参照图7描述用于根据车辆的加热/除湿模式回收电气组件15的废热的情况的操作。

图7是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中的加热/除湿模式的操作状态图。

参照图7，热泵系统可以在车辆的加热/除湿模式下回收电气组件15的废热，以用于内部加热。

此处，当车辆内部的温度为低温时，热泵系统可以回收外部热量以及电气组件15的废热，而当车辆内部的温度为高温时，热泵系统可以只回收电气组件15的废热，以用于车辆的内部加热。

首先，在冷却装置10中，冷却液管线11与第一连接管线17、第二连接管线18以及分支管线31通过第一阀V1的操作而连接。在当前状态下，通过第一水泵14的操作，通过电气组件15的冷却液可以被供应至激冷器30而不通过散热器12。

也就是说，在冷却装置10中，接通的分支管线31以及第一连接管线17和第二连接管线18连接到冷却液管线11。

因此，通过电气组件15的冷却液继续沿着冷却液管线11、第一连接管线17和第二连接管线18以及分支管线31循环而不通过散热器12，并且从电气组件15吸收废热以使温度升高。

温度升高的冷却液可以被供应至激冷器30。也就是说，由电气组件15产生的废热使通过冷却液管线11循环的冷却液的温度升高。

同时，电池冷却装置20停止工作。

在加热装置40中，通过第三水泵42的操作，冷却液沿着加热管线41循环。

另一方面，通过第三阀V3的操作，冷却液管线11和加热管线41可以形成独立的闭合回路。

从而，通过第三水泵42的操作，通过加热管线41循环的冷却液可以在通过加热器52a之后被供应至冷凝器53。

此处，当沿着加热管线41循环的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器43工作，以使在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另一方面，在应用空气加热器45而不应用冷却液加热器43的情况下，当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器45工作，流入车辆内部的外部空气可以被加热。

在空调装置50中，每个组成元件工作以加热车辆内部。从而，制冷剂沿着制冷剂管线51循环。

此处，连接冷凝器53和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而接通。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通。

此处，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63可以使从热交换器54供应至制冷剂连接管线61和制冷剂管线51的制冷剂膨胀，以使膨胀后的制冷剂被供应至蒸发器56和激冷器30。

另外，当车辆内部的温度较低时，第三膨胀阀58可以使从冷凝器53供应的制冷剂膨胀，以流入热交换器54。

因此，热交换器54在通过与外部空气的热交换来蒸发膨胀后的制冷剂的同时回收外部热量。

相反，当车辆内部的温度较高时，第三膨胀阀58可以使从冷凝器53供应的制冷剂流入热交换器54而不进行膨胀。

因此，热交换器54可以通过与外部空气的热交换来冷凝制冷剂。

另外，在冷却液通过第一水泵14的操作通过激冷器30时，通过吸收电气组件15的废热而温度升高的冷却液在提高供应至激冷器30的制冷剂的温度时被回收。

也就是说，激冷器30通过制冷剂连接管线61接收从热交换器54供应并通过第二膨胀阀63的操作膨胀后的制冷剂，并且通过与在通过电气组件15时温度升高的冷却液进行的热交换来蒸发供应的制冷剂，从而回收电气组件15的废热。

接下来，通过激冷器30的制冷剂沿着制冷剂连接管线61被供应到储液器57。

供应到储液器57的制冷剂被分离为气态和液态。被分离为气态和液态的制冷剂中的气态制冷剂被供应到压缩机59。

由压缩机59压缩的高温高压制冷剂流入冷凝器53。

此处，供应至冷凝器53的制冷剂可以通过与通过加热管线41循环的冷却液进行热交换来提高冷却液的温度。温度升高的冷却液被供应至加热器52a。

另一方面，通过第一膨胀阀55的操作而供应至蒸发器56的膨胀后的制冷剂与通过蒸发器56的外部空气进行热交换，然后沿着制冷剂管线51通过储液器57被供应至压缩机59。

也就是说，通过蒸发器56的制冷剂可以与通过制冷剂连接管线61流入储液器57的制冷剂一起被供应至压缩机59。

由压缩机59压缩的高温高压制冷剂然后流入冷凝器53。

此处，门52b打开以使流入HVAC模块52并通过蒸发器56的外部空气通过加热器52a。

也就是说，流入HVAC模块52的外部空气在通过蒸发器56时通过流入蒸发器56的低温状态的制冷剂来除湿。接下来，外部空气在通过加热器52a时转变为高温状态并流入车辆内部，从而对车辆内部进行加热和除湿。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在车辆的加热/除湿模式下根据车辆的内部温度选择性地吸收外部热量以及由电气组件15产生的废热以用于提高制冷剂的温度，从而降低压缩机59的功耗并提高加热效率。

接下来，参照图8描述用于提高电池模块26的温度的情况的操作。

图8是根据本发明示例性实施方案的在车辆的热泵系统中加热电池模块的操作状态图。

参照图8，热泵系统可以通过回收电气组件15的废热来加热电池模块26。

首先，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的操作连接到第一连接管线17和第二连接管线18。此处，分支管线31关断。

从而，冷却装置10和电池冷却装置20可以形成一个独立的闭合回路，在该回路中冷却液管线11和电池冷却液管线21经由第一连接管线17和第二连接管线18连接。

此处，第二水泵24停用，通过第一水泵14的操作通过电气组件15的冷却液可以被供应至电池模块26而不通过散热器12和电池散热器22。

在加热装置40中，冷却液管线11和加热管线41通过第三阀V3的操作而连接。因此，在冷却装置10中通过电气组件15的废热而使温度升高的冷却液可以通过第三水泵42的操作而通过加热管线41循环。

空调装置50停止工作。

也就是说，可以将通过电气组件15时温度升高的冷却液供应至电池模块26而不通过散热器12和电池散热器22，从而迅速提高电池模块26的温度。

此处，当电气组件15的废热不足时，冷却液加热器43可以加热在加热管线41中循环的冷却液以提高温度。

在加热装置40中温度升高的冷却液依次通过加热管线41、冷却液管线11、第一连接管线17以及电池冷却液管线21而被供应至电池模块26，从而进一步迅速提高电池模块26的温度。

从而，如果应用如上所述的根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统，通过使用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器30以根据车辆的模式来加热或冷却电池模块26，加热装置40使用冷却液来实施车辆的加热模式，从而简化系统。

另外，在本发明的示例性实施方案中，通过有效地加热和冷却电池模块26以使其适合于车辆的模式，能够通过电池模块26的有效管理实现电池模块26的最佳性能，并且可以增加车辆的总行驶距离。

此外，本发明在车辆的加热模式下选择性地利用外部热量以及电气组件15和电池模块26的废热来提高加热效率。

本发明还通过使用冷凝器53和热交换器54来提高制冷剂的冷凝或蒸发性能，从而提高冷却性能并降低压缩机59的功耗。

在本发明的示例性实施方案中，控制器连接至热泵系统，例如第一阀V1、第二阀V2以及第三阀V3，以操作热泵系统。根据本发明的各种示例性实施方案，所述控制器可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，所述预定程序可以包括控制热泵系统的一系列命令。

此外，本发明可以通过简化整个系统来降低生产成本和重量，并且提高空间利用率。

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”、“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。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接。

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他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。本发明的范围旨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，所述系统包括：

冷却装置，其包括通过冷却液管线连接的散热器、第一水泵以及第一阀，所述冷却装置使冷却液通过冷却液管线循环以冷却安装在冷却液管线上的至少一个电气组件；

电池冷却装置，其包括通过电池冷却液管线连接的电池散热器、第二水泵以及第二阀，所述电池冷却装置使冷却液循环通过安装在电池冷却液管线上的电池模块；

加热装置，其包括通过第三阀连接到冷却液管线以通过使用冷却液来加热车辆内部的加热管线、安装在加热管线上的第三水泵以及加热器；

激冷器，其安装在分支管线上，所述分支管线连接通过第一阀和第二阀连接的第一连接管线和第二连接管线，以选择性地使从冷却装置或电池冷却装置供应的冷却液通过分支管线，所述激冷器通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，并且选择性地使流入的冷却液与从空调装置供应的制冷剂进行热交换以调节冷却液的温度；

其中，空调装置的冷凝器连接到空调装置的制冷剂管线以使从空调装置供应的制冷剂通过所述冷凝器，并且所述冷凝器连接到加热管线以使通过加热装置循环的冷却液通过所述冷凝器。

2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述空调装置进一步包括：

加热、通风和空调模块，其包括通过制冷剂管线连接的蒸发器和门，所述门的操作是能够调节的以根据制冷、加热和除湿模式使通过蒸发器的外部空气选择性地流入加热器；

压缩机，其通过制冷剂管线连接于蒸发器和冷凝器之间；

热交换器，其安装在冷凝器和蒸发器之间的制冷剂管线上；

第一膨胀阀，其安装在热交换器和蒸发器之间的制冷剂管线上；

第二膨胀阀，其安装在制冷剂连接管线上；

储液器，其安装在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管线上并且连接到制冷剂连接管线；

第三膨胀阀，其安装在冷凝器和热交换器之间的制冷剂管线上。

3.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

根据第三膨胀阀的选择性操作，所述热交换器通过与外部空气进行热交换来冷凝或蒸发在冷凝器中冷凝的制冷剂。

4.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

当通过制冷剂冷却电池模块时，所述第二膨胀阀使通过制冷剂连接管线流入的制冷剂膨胀以流动至激冷器。

5.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的加热模式和加热/除湿模式下，所述第三膨胀阀选择性地使流入热交换器的制冷剂膨胀。

6.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

所述加热、通风和空调模块进一步包括朝向车辆内部安装在加热器后部的空气加热器，以选择性地加热通过加热器的外部空气。

7.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

制冷剂连接管线的第一端部连接到热交换器和第一膨胀阀之间的制冷剂管线；

制冷剂连接管线的第二端部连接到储液器。

8.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

所述电池散热器在车辆前部安装在散热器的前部；

所述热交换器安装在电池散热器的前部。

9.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

第一连接管线的第一端部通过第一阀连接到冷却液管线，第一连接管线的第二端部通过第二阀连接到电池冷却液管线；

第二连接管线在与第一连接管线间隔开的位置处将通过散热器的冷却液管线与通过电池散热器的电池冷却液管线连接；

根据第一阀和第二阀的操作，第一连接管线和第二连接管线分别将冷却液管线或电池冷却液管线和分支管线选择性地连接。

10.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

当通过使用在散热器和电池散热器中分别冷却的冷却液来冷却至少一个电气组件和电池模块时：

通过第一阀和第二阀的操作，第一连接管线、第二连接管线以及分支管线关断；

冷却装置和电池冷却装置分别形成独立的闭合回路，并且通过第一水泵和第二水泵的操作使冷却液分别循环通过至少一个电气组件和电池模块。

11.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的制冷模式下冷却电池模块时：

在冷却装置中，通过第一阀的操作关断冷却液管线和第一连接管线的连接，在散热器中冷却的冷却液通过第一水泵的操作而循环通过至少一个电气组件；

在电池冷却装置中，通过第二阀的操作，电池冷却液管线与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过激冷器的冷却液通过第二水泵的操作被供应至电池模块而不通过电池散热器；

在加热装置中，冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作而连接，使得冷却液从冷却装置供应；

在空调装置中，在制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作而接通的状态下，制冷剂沿着制冷剂管线和制冷剂连接管线循环；

第一膨胀阀和第二膨胀阀使制冷剂膨胀，以使膨胀后的制冷剂分别供应到蒸发器和激冷器；

第三膨胀阀使从冷凝器供应的制冷剂流入热交换器。

12.根据权利要求11所述的车辆的热泵系统，其中，

加热装置通过第三水泵的操作将从冷却装置供应的冷却液供应至冷凝器；

冷凝器通过与冷却液进行热交换而冷凝制冷剂，并且热交换器通过与外部空气的热交换而冷凝从冷凝器流入的制冷剂。

13.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下回收外部热源和至少一个电气组件的废热时：

在冷却装置中，通过第一阀的操作，冷却液管线与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过至少一个电气组件的冷却液通过第一水泵的操作被供应至激冷器而不通过散热器；

冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作分别形成独立的闭合回路；

在加热装置中，通过第三水泵的操作，冷却液沿着加热管线循环；

在空调装置中，通过第一膨胀阀的操作，连接蒸发器的制冷剂管线关断；

通过第二膨胀阀的操作，制冷剂连接管线接通；

第二膨胀阀使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀以被供应至激冷器；

第三膨胀阀使从冷凝器供应的制冷剂膨胀以被供应至热交换器。

14.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下回收外部热源和电池模块的废热时：

在电池冷却装置中，通过第二阀的操作，电池冷却液管线与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过电池模块的冷却液通过第二水泵的操作被供应至激冷器而不通过电池散热器；

在加热装置中，通过第三阀的操作，冷却液管线和加热管线的连接关断，冷却液通过第三水泵的操作而通过加热管线循环；

在空调装置中，通过第一膨胀阀的操作，连接蒸发器的制冷剂管线关断；

通过第二膨胀阀的操作，制冷剂连接管线接通；

第二膨胀阀使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀以被供应至激冷器；

第三膨胀阀使从冷凝器供应的制冷剂膨胀以被供应至热交换器。

15.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

当通过使用电气组件的废热执行车辆的加热模式时：

在冷却装置中，通过第一阀的操作，冷却液管线与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过至少一个电气组件的冷却液通过第一水泵的操作通过冷却液管线和第一连接管线、第二连接管线以及分支管线循环而不通过散热器；

在加热装置中，冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作连接；

在冷却装置中，通过至少一个电气组件的废热而升高温度的冷却液通过第三水泵的操作而循环通过加热管线；

电池冷却装置和空调装置停止工作。

16.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的加热/除湿模式下：

在冷却装置中，通过第一阀的操作，冷却液管线与第一连接管线、第二连接管线以及分支管线连接，通过至少一个电气组件的冷却液通过第一水泵的操作被供应至激冷器而不通过散热器；

冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作分别形成独立的闭合回路；

在加热装置中，通过第三水泵的操作，冷却液沿着加热管线循环；

在空调装置中，在制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作而接通的状态下，制冷剂沿着制冷剂管线和制冷剂连接管线循环；

第一膨胀阀和第二膨胀阀使制冷剂膨胀，以使膨胀后的制冷剂分别供应到蒸发器和激冷器。

17.根据权利要求16所述的车辆的热泵系统，其中，

当车辆内部的温度低于预定值时，第三膨胀阀使从冷凝器供应的制冷剂膨胀，以流入热交换器；

当车辆内部的温度高于所述预定值时，从冷凝器供应的制冷剂以不进行膨胀的状态流入热交换器。

18.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

当提高电池模块的温度时：

冷却液管线和电池冷却液管线通过第一阀和第二阀的操作连接到第一连接管线和第二连接管线，并且分支管线关断；

在第二水泵停止工作的状态下，通过至少一个电气组件的冷却液通过第一水泵的操作被供应到电池模块而不通过散热器和电池散热器；

在加热装置中，冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作连接，在冷却装置中，通过至少一个电气组件的废热而升高温度的冷却液通过第三水泵的操作而循环通过加热管线；

空调装置停止工作。

19.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

第一膨胀阀、第二膨胀阀以及第三膨胀阀是电子膨胀阀，其在控制通过制冷剂管线或制冷剂连接管线的制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。

20.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

在第三水泵和加热器之间的加热管线中设置有冷却液加热器，以选择性地加热冷却液。

Images