CN112313098A - 车辆热处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的热处理系统(1)，包括冷却剂回路(2)和传热液体环路(3)，所述传热液体环路(3)包括构造成将热量散发到空气流(18、19)中的至少一个热交换器(12、35)，所述冷却剂回路(2)按此顺序并且根据冷却剂在所述冷却剂回路(2)中的流通方向包括：至少一个压缩装置(4)；第一热交换器(5)，其将所述传热液体环路(3)热联接到所述冷却剂回路(2)；用于冷却剂蓄积的装置(6)；内部热交换器(7)的第一通道(8)；膨胀构件(9)；第二热交换器(10)，其布置成使得由车辆乘客舱外部的空气流(19)穿过；以及所述内部热交换器(7)的第二通道(11)。

Description

车辆热处理系统
技术领域
本发明的领域是用于加热或冷却车辆的空间或部件(特别是机动车辆)的热管理系统领域。
背景技术
当前，机动车辆配备有用于加热或冷却车辆的各个区域或各个部件的制冷剂回路。特别已知的是，该制冷剂回路用于热管理被送入配备有这种回路的车厢内部的空气流。
在该回路的另一应用中，已知将其用于冷却车辆的电能存储装置，所述装置用于向能够移动车辆的电动机提供能量。因此，当电能存储装置在运行阶段被使用时，制冷剂回路提供能够冷却所述电能存储装置的能量。
迄今已知的制冷剂回路能够执行加热车厢内部的功能、冷却车厢内部的功能、能量回收的功能以及车辆电能存储装置的热管理的功能，其中一些非常复杂且需要大量部件。
举例来说，这种已知的制冷剂回路使用大量阀和位于压缩装置的紧上游的至少一个蓄积器。现在，这些阀的使用使回路的布线特别复杂，这构成了已知回路的第一个缺点。
第二个缺点在于使用蓄积器。具体地，该部件特别笨重，从而使其在车辆上的安装更加复杂且不利于制冷剂回路的成本。此外，使用蓄积器不能实现在上述四个操作模式之间的性能折衷。
发明内容
本发明落入该背景并且提出了一种技术方案，该技术方案包括有限数量的部件和受限的回路布线，并且安装在车辆中之后的体积以及制造成本受到控制，同时提供了执行至少四个功能的选项，其中包括加热车厢内部的功能、冷却车厢内部的功能、从车辆的电动力传动系中的部件回收能量的功能以及车辆的电动力传动系的部件的热管理功能。
因此，本发明的一个主题是一种用于车辆的热管理系统，包括制冷剂回路和用于传热液体的环路，用于传热液体的环路包括构造成将热能散发到空气流中的至少一个热交换器，制冷剂回路按此顺序并且沿制冷剂在制冷剂回路中流通的方向包括：至少一个压缩装置；第一热交换器，其将用于传热液体的环路热联接到制冷剂回路；制冷剂蓄积装置；内部热交换器的第一通道；膨胀构件；第二热交换器，其设计成使车厢内部之外的空气流从中穿过；以及内部热交换器的第二通道。
制冷剂例如是亚临界流体，如参考标号R134a或R1234yf所知。根据本发明的制冷剂回路是闭合回路，其执行热力学循环，特别是涉及压缩蒸气的循环。
压缩装置例如是压缩机，并且当压缩机是定排量、变速电动压缩机时，本发明尤其适用。因此，可以控制制冷剂回路的热功率。
第一热交换器形成用于在制冷剂和传热液体之间进行热交换的区域。这是包括制冷剂穿过的第一隔室和由传热液体使用的第二隔室的交换器，这两个隔室被组织成使得热能在它们内传递。
有利地，蓄积装置是瓶，尤其是具有干燥剂的瓶。
根据本发明，制冷剂回路的元件以精确的顺序一个接一个地定位。取决于所设想的操作模式的这种布置使得可以低成本实现一流的热性能。
有利地，膨胀构件构造成采用相对于制冷剂不起作用的至少一个位置。该位置对应于其中需要冷却被送入车厢内部的内部空气流或者当需要冷却车辆的电动力传动系的部件时的操作模式。相反，膨胀构件在诸如热泵模式的模式下产生压头下降。
有利地，制冷剂回路包括主支腿和并行于主支腿的至少第一支腿，该主支腿至少包括压缩装置、第一热交换器、制冷剂蓄积装置、内部热交换器的第一通道、膨胀构件、第二热交换器以及内部热交换器的第二通道，而第一支腿至少包括第一膨胀装置和第三热交换器，该第三热交换器设计成使被送入车厢内部的内部空气流从中穿过。根据稍后详述的操作模式，流体还可以至少相继流通通过主支腿然后通过第一支腿。因此，该第一支腿专用于冷却被送入车厢内部的空气流。
有利地，将注意到，制冷剂回路至少包括并行于主支腿的第二支腿，第二支腿包括第二膨胀装置和设计成冷却附加流体的第四热交换器。因此，该第二支腿专用于冷却车辆的电动力传动系的部件，例如其推进电动机、其电能存储装置或其功率电子模块。
有利地，主支腿至少包括主阀，其构造成切断主支腿中的制冷剂流通。
根据另一实施例示例，制冷剂回路至少包括位于主支腿的分离点处的三通阀和并行于主支腿而定位的管道。
有利地，上文提到的第一膨胀装置和/或第二膨胀装置构造成至少采用阻止制冷剂分别朝向第三热交换器或朝向第四热交换器的任何流通的位置。因此，每个支腿包括位于膨胀装置下游的热交换器，使得第三热交换器和/或第四热交换器用作蒸发器。
根据一有利实施例，主支腿的内部热交换器是主内部热交换器，制冷剂回路包括第一支腿和第二支腿共用的副内部热交换器。
根据另一示例，主支腿的内部热交换器是主内部热交换器，并且第一支腿包括第一内部热交换器。在这种情况下，第一内部热交换器仅对朝向第三热交换器输送的制冷剂起作用。
根据替代前述段落的另一示例，主支腿的热交换器是主内部热交换器，并且第二支腿包括第二内部热交换器。在这种情况下，第二内部热交换器仅对朝向第四热交换器输送的制冷剂起作用。
当然，本发明涵盖了制冷剂回路包括主回路、第一支腿和第二支腿各自配备有不同的内部热交换器的情况，当分配给第一支腿时称为第一内部热交换器，而当分配给第二支腿时称为第二内部热交换器。
根据本发明的一个可选方面，主支腿包括构造成切断主支腿中的制冷剂流通的副阀，该副阀位于第二热交换器和内部热交换器的第二通道之间。这样的副阀在用于冷却车厢内部或用于冷却电动力传动系的部件的模式下采取关闭位置，在热泵模式下采取打开位置。
根据一特定实施例示例，制冷剂回路包括绕过内部热交换器的第一通道、膨胀构件、第二热交换器和内部热交换器的第二通道的管，该管至少包括第五热交换器，其设计成使车厢内部之外部的空气流从中穿过。在某些操作模式下，该管用于减少压头的下降。
在该示例中，制冷剂回路可以包括第二阀，其位于管中并且构造成切断管中的制冷剂流通。
有利地，第一支腿在第二热交换器和内部热交换器之间的称为第一连接点的点处连接至主支腿。第一支腿还连接到称为第三连接点的另一点，第一支腿在该第三连接点处连接到主支腿。
由于第一支腿的布置，第二热交换器可以在与本身充当冷凝器的第一热交换器协作的热泵模式下充当蒸发器。仍然通过这种布置，第二热交换器还可以在与第三热交换器协作的调节模式下和在与第四热交换器协作的电池冷却模式下都充当过冷热交换器。因此，根据本发明，同一个单个热交换器，即第二热交换器，可以执行所有这些功能，而在根据现有技术的系统中，需要至少两个不同的热交换器以执行所述功能。
有利地，第一支腿包括内部热交换器的至少一个通道，尤其是第一支腿和第二支腿共用的内部热交换器的通道。
有利地，用于传热液体的环路的热交换器是散热器，其设计成使车厢内部之外的空气流从中穿过。
可替代地，用于传热液体的环路的热交换器是单元加热器，其设计成使被送入车厢内部的内部空气流从中穿过。
当然，本发明涵盖这些手段的组合，其中，用于传热液体的环路包括：第一热交换器，其设计成使车厢内部之外的空气流从中穿过；以及第二热交换器，其设计成使被送入车厢内部的内部空气流从中穿过。在这种情况下，第一热交换器是散热器，而第二热交换器是单元加热器。
附图说明
通过阅读下面的描述，本发明的其他特征、细节和优点将变得更加明显，下面的描述是作为示例并参考附图提供的，其中：
图1是在第一实施例中根据本发明的热管理系统的示意图，
图2是在第二实施例中的热管理系统的示意图，
图3是在第三实施例中的热管理系统的示意图，
图4至5示出了可应用于图1、2、3或11的热管理系统的实施例变型，
图6至10示出了形成图3的主题的热管理系统，其根据各种操作模式进行操作，
图11示出了形成本发明主题的热管理系统的第四实施例。
具体实施方式
首先应该注意的是，附图以详细的方式阐述了本发明以便实施本发明，当然，如果需要的话，所述附图当然可以用来更好地定义本发明。这些附图是示意图，说明热管理系统是如何生产的、其构成以及流体在其内是如何流通的。特别地，一方面，热管理系统包括制冷剂回路和用于传热液体的环路，热交换器使这两种流体从中穿过。
制冷剂回路主要包括用于压缩制冷剂的装置、热交换器、膨胀构件、连接这些部件中的每个的管道、以及阀或挡板。该回路还可以置于对这些部件中的某些起作用的控制器的依赖之下。
在以下描述中使用的术语上游和下游是指所讨论的流体的流通方向，即制冷剂、传热液体、送至车厢内部的内部气流或在该车厢内部之外部的空气流。
在图6至10中，制冷剂由箭头表示，该箭头示出了制冷剂在所讨论的管道中的流通方向。实线示出了回路的其中有制冷剂流通的一部分，而虚线示出了没有制冷剂流通。粗线表示处于高压和高温状态下的制冷剂，而细线表示处于低压和低温状态下的制冷剂。
因此，图1示出了热管理系统1，包括：制冷剂在其内部流通的制冷剂回路2；以及用于传热液体的环路3，其中，传热液体在该环路中移动。
该制冷剂回路2是闭合环路，通过压缩装置4使制冷剂在其中流通。应当注意，该压缩装置4可以采用电动压缩机的形式，即包括压缩机构、电动机以及可能的控制器的压缩机。旋转机构由电动机旋转，电动机的旋转速度由控制器控制，控制器可以在相关压缩装置的外部或内部。
根据图1所示的第一实施例，制冷剂回路2按该顺序并且根据制冷剂在其内流通的方向包括至少压缩装置4，压缩装置4通过管道连接到第一热交换器5，该第一热交换器5将用于传热液体的环路3热联接到制冷剂回路2。该第一热交换器5通过管道连接到制冷剂蓄积装置6。该蓄积装置6因此位于第一热交换器5的紧下游，并且例如可以采用干燥剂瓶的形式。
该蓄积装置6直接连接至内部热交换器7，特别是该内部热交换器7的第一通道8。内部热交换器7的该第一通道8通过管道直接连接至膨胀构件9，这种构件具有至少两个功能：第一功能，旨在产生压头的下降以实现制冷剂的膨胀；第二功能，膨胀构件9在第二功能中不起作用，即允许流体通过而不产生压头的下降。
膨胀构件9经由管道直接连接到第二热交换器10，第二热交换器10设计成使车厢内部之外的空气流19从中穿过至车厢内部。在实践中，这种第二热交换器10例如定位在车辆的前部面上，以便暴露于由车辆运动和/或通过位于车辆前面的电动风扇单元的启动而产生的外部空气流。
第二热交换器10通过管道直接连接到内部热交换器7，特别是内部热交换器7的第二通道11。在第一通道8中流通的制冷剂与在第二通道11中流通的制冷剂交换热能。
该第二通道11通过管道直接连接至压缩装置4，在压缩装置4中，可以再次执行热力循环。
用于传热液体的环路3本身包括第一热交换器5，第一热交换器5通过管道连接至至少一个热交换器12，热交换器12构造成将热能散发到空气流中。用于传热液体的环路3还至少包括泵13，泵13移动传热液体以使传热液体流通通过第一热交换器5和热交换器12。
第一热交换器5是制冷剂/传热液体热交换器，在其中，热能传递可以在这些流体中的一种与另一种之间进行。
图2示出了第二实施例中的热管理系统，第二实施例使用如图1中所描述的热管理系统1。因此，对于其操作可以参考图1的描述，下文详细描述附加部件。
在图1的描述中列出的部件在制冷剂回路1的主支腿14中分组在一起。因此，主支腿14包括压缩装置4、第一热交换器5、制冷剂蓄积装置6、内部热交换器7的第一通道8、膨胀构件9、第二热交换器10以及内部热交换器7的第二通道11。
根据第二实施例的制冷剂回路2包括第一支腿15，从流体的观点来看，第一支腿15至少部分地与主支腿14并行地布置。该第一支腿15特别包括至少第一膨胀装置16和第三热交换器17，第三热交换器17设计成使被送入车厢内部的内部空气流18从中穿过。
第一支腿15在第一连接点28处连接到主支腿14，第一连接点28位于第二热交换器10的出口与内部热交换器7的第二通道11的入口之间，该内部热交换器形成主支腿14的一部分。第一支腿15还连接至第三连接点31，其位于主支腿14上在主支腿14的内部热交换器7的第二通道11的出口与压缩装置4的入口之间。
由于第一支腿15的布置，第二热交换器10可以在与本身充当冷凝器的第一热交换器5协作的热泵模式下充当蒸发器。仍然通过这种布置，第二热交换器10还可以在与第三热交换器17协作的调节模式下和在与第四热交换器22协作的电池冷却模式下都充当过冷热交换器。因此，根据本发明，同一个单个热交换器即第二热交换器10可以执行所有这些功能，而在根据现有技术的系统中，需要至少两个不同的热交换器以执行所述功能。
绕过主支腿14的内部热交换器7的第二通道11的第一支腿15的这种布局避免制冷剂在冷却操作模式下在内部热交换器7的第二通道11中流通。这则限制了压头的下降。
如图2的实施例所示，第一支腿15可包括专用于至少在第一支腿15中流通的制冷剂的副内部热交换器26。
根据该实施例示例，第一膨胀装置16是电子控制膨胀阀，其至少包括完全切断制冷剂通过其流通的功能。因此，根据本发明的第一膨胀装置16构造成至少采用其阻止制冷剂朝向第三热交换器17的任何流通的位置以及其在制冷剂中产生压头下降的位置。应当注意的是，该第三热交换器17用作蒸发器，以冷却被送入车厢内部的内部空气流18。
从流体的观点来看，图2所示的制冷剂回路2还包括第二支腿20，其与第一支腿15的至少一部分并行。更具体地，第二支腿20与第一膨胀装置16和第三热交换器17并行。因此，该第二支腿20在第二连接点29和第四连接点32处连接。
第二支腿20的布局和构成部件与第一支腿15的那些相似。因此，第二支腿20包括第二膨胀装置21和设计成冷却附加流体的第四热交换器22。与第一膨胀装置16一样，第二膨胀装置21是电子控制膨胀阀，其至少包括完全切断制冷剂通过其流通的功能。因此，根据本发明的第二膨胀装置21构造成至少采用其阻止制冷剂朝向第四热交换器22的任何流通的位置和其在朝向该第四热交换器22行进的制冷剂中产生压头下降的位置。应当注意的是，该第四热交换器22用作蒸发器以冷却附加流体，其热联接至车辆的电动力传动系的至少一个部件，尤其是电能存储装置。
主支腿14通过增加主阀23和副阀24而完成。主阀23构造成切断主支腿14中的制冷剂流通，并且例如位于所述支腿上在蓄积装置6和内部热交换器7的第一通道8之间。副阀24本身位于第一连接点28和内部热交换器7的第二通道11之间。
图2还示出了包括第一阀25的管道33，该第一阀25构造成切断与第一支腿15并行布置的该管道33中的制冷剂流通。通过使用这种方法，该第一阀25也中断了第二支腿20中的制冷剂流通，该管道33连接成以便向第一支腿15和/或第二支腿20供应制冷剂。
在图2所示的该实施例中，制冷剂回路2包括两个内部热交换器7、26。形成主支腿14的一部分的内部热交换器7在下文中称为：主内部热交换器7，由于其涉及构成主支腿14。在这种构造中，第一支腿15包括副内部热交换器26，其在制冷剂回路2的第一支腿15和第二支腿20的共用部分的两个部分之间进行热交换。
该副内部热交换器26包括位于第一支腿15中在第一连接点28和第二连接点29之间的第一通道27，以及形成在第三连接点31和第四连接点32之间的第二通道30。
第一连接点28和第三连接点31是第一支腿15与主支腿14分开以形成至少部分地与主支腿14并行延伸的子回路的点。
第二连接点29和第四连接点32是第二腿20与第一腿15分开以与之并行延伸的分离点。
因此，应当理解，副内部热交换器26对于第一支腿15和第二支腿20是共用的，只要穿过副内部热交换器26的第一通道27的制冷剂分成分别供应第一支腿15和第二支腿20的两份量(two quantities)即可，该分离发生在第一通道27之后，在第二连接点29处。
止回阀34布置在第一支腿15上在第一连接点28与副内部热交换器26的第一通道27的入口之间。该止回阀允许制冷剂从主支腿14朝向第一支腿15流通，并防止制冷剂沿相反方向即从第一支腿15朝向主支腿14的任何流通。
用于传热液体的环路3在此包括构造成将热能耗散到空气流中的两个热交换器，这些热交换器中的每个布置在彼此不同且相互并行延伸的环路部分中，特别是用于传热液体的环路的第一部分和第二部分。因此，第一热交换器12使传热液体和被送入车厢内部的内部空气流18从中穿过。该第一热交换器12是单元加热器，其任务是在寒冷条件下加热车厢内部。
用于传热液体的环路3包括其中具有第二热交换器35的环路部分，第二热交换器35构造成将热能耗散到车厢内部之外的空气流19中。换句话说，该第二热交换器35放置在车辆的前面上，靠近第二热交换器10。该第二热交换器35的功能是将来自第一热交换器5并由传热液体输送的热能排放到外部空气流19中。在这方面，第二热交换器35是散热器。
用于传热液体的环路3的包括第二热交换器35的部分还包括用于使传热液体在该部分中流通的流通装置48，以使传热液体携带在第一热交换器5中收集的热能直到第二热交换器35，以便将其排放到外部空气流19中。
图3示出了形成本发明主题的热管理系统1的第三实施例。主支腿14、用于传热液体的环路3、和管道33与图1或2中描述的相同，并且将参照对该图2的描述，将其进行必要的变通应用于图3。
该第三实施例包括用于第一支腿15和用于第二支腿20的单独的内部热交换器。因此，第一支腿15包括第一内部热交换器36，而第二支腿20包括第二内部热交换器37，第二内部热交换器37与第一内部热交换器36是分立且不同的。
因此，第一内部热交换器36包括布置在将第二连接点29连接至第一膨胀装置16的入口的路径中的第一通道38。第一内部热交换器36还包括布置在第三热交换器17的出口和第四连接点32之间的第二通道39。因此，应当理解，在第一内部热交换器36中发生的热交换专用于供应第三热交换器17和来自第三热交换器17的制冷剂。
第二支腿20包括第二内部热交换器37，第二内部热交换器37包括布置在将第五连接点41连接到第二膨胀装置21的入口的路径中的第一通道40。第二内部热交换器37还包括布置在第四热交换器22的出口和第四连接点32之间的第二通道42。因此，应当理解，在第二内部热交换器37中发生的热交换专用于供应第四热交换器22和来自第四热交换器22的制冷剂。
图4示出了可以重新应用于第二或第三实施例中的任一个的实施例变型。压缩装置4将热制冷剂排放到第一热交换器5中。
当该制冷剂的热能被去除时，其进入小心地定位于第一热交换器5的出口与主内部热交换器的第一通道的入口之间的蓄积装置6。
主阀23和第一阀25在此被三通阀43代替，该三通阀的第一端口44连接到蓄积装置6的出口，第二端口45连接到主热交换器的第一通道且第三端口46连接到管道33。
图5示出了可以应用于第二或第三实施例中的任一个的另一实施例变型。在该特定实例中，图5中示出的是副内部热交换器26，但应当理解的是，以下阐述的修改可以重新应用到使用分配给第一和第二支腿15、20中的每个的第一内部热交换器和第二内部热交换器的实施例中。
在该变型中，第一膨胀装置16和第二膨胀装置21是受控关闭的恒温膨胀阀。实际上，它是这样的恒温膨胀阀，其用于进来的制冷剂的孔段取决于相关热交换器的出口处的该制冷剂的温度。该恒温膨胀阀的可控关闭由内置在恒温膨胀阀中的截止阀47执行，该截止阀构造成至少采用阻止制冷剂通过受控关闭的恒温膨胀阀(特别是朝向第三热交换器17的入口或朝向第四热交换器22的入口的任何流通)的位置。
图6通过示例的方式考虑了第三实施例。该图示出了对应于被送入车厢内部的空气流18的冷却的操作模式。
压缩装置4升高制冷剂的压力和温度。该热制冷剂在其经过第一热交换器5时被冷却。这样做时，制冷剂冷凝并以液态离开第一热交换器5，所述热交换器则为冷凝器。液态的制冷剂存储在蓄积装置6中，并且仅其液体部分离开该蓄积装置6而朝向主内部热交换器7前进。这是可行的，因为主阀23处于打开位置，而第一阀25关闭。副阀24也处于关闭位置。
液态的制冷剂穿过主内部热交换器7的第一通道8并进入膨胀构件9。在这种操作模式下，该膨胀构件9对制冷剂的状态没有影响。因此，它允许完全畅通无阻的通过。制冷剂以液态流通通过第二热交换器10并经受强制过冷，即将其温度降低到其冷凝温度以下。这种强制过冷是通过穿过第二热交换器10的外部空气流19进行的。制冷剂离开第二热交换器10后在第一连接点28处从主支腿14到达第一支腿15，然后穿过止回阀34。
然后，液态的制冷剂穿过第一内部热交换器36的第一通道38，并到达第一膨胀装置16，其在该膨胀装置中经历膨胀。然后，制冷剂在其穿过第三热交换器17时蒸发，第三热交换器17使被送入车厢内部的内部空气流18从中穿过。这就是如何实现车厢内部的冷却。
气态的制冷剂然后离开第三热交换器17并穿过第一内部热交换器36的第二通道39。在存在于第一通道38中的液态制冷剂和存在于第一内部热交换器36的第二通道39中的气态制冷剂之间存在热能的传递。离开第一内部热交换器36的第二通道39的制冷剂最终到达压缩装置4的入口，从而制冷剂回路2中可发生新的热力学循环。
第二膨胀装置21处于关闭位置，这意味着第四热交换器22不起作用。
至于用于传热液体的环路3，泵13关闭，这意味着在第一热交换器5和第一热交换器12之间的传热液体环路的第一部分中没有传热液体的流通。相反，流通装置48是起作用的并且使传热液体在第一热交换器5和第二热交换器35之间的传热液体环路的第二部分中流通，从而将热能转移到外部空气流19中。
图7示出了与车辆的电动力传动系的部件的冷却对应的操作模式。这样的部件例如是电动机、电能存储装置或功率电子模块。
主支腿14中制冷剂的行为与图6的相同，并且可以参考该图的描述来用于其描述。该操作模式与图6的不同之处在于，第一膨胀装置16置于关闭位置，阻止制冷剂在第三热交换器17中的任何流通。
另一方面，第二支腿20是起作用的，只要第四热交换器22用作蒸发器即可。液态的制冷剂穿过第二内部热交换器37的第一通道40并到达第二膨胀装置21，其在该第二膨胀装置21中膨胀。然后，制冷剂在其穿过第四热交换器22时蒸发，第四热交换器22使与电动力传动系的部件中的一个或另一个进行热交换的附加流体从中穿过。这就是如何实现该部件的冷却。
气态的制冷剂然后离开第四热交换器22并穿过第二内部热交换器37的第二通道42。在存在于第一通道40中的液态制冷剂和存在于第二内部热交换器37的第二通道42中的气态制冷剂之间存在热能的传递。离开第二内部热交换器37的第二通道42的制冷剂最终到达压缩装置4的入口，从而在制冷剂回路2内可发生新的热力学循环。
图8示出了对应于图6的操作模式与图7的操作模式组合的操作模式。图8的该操作模式同时执行车厢内部的冷却和车辆的电动力传动系的部件的冷却。例如，当车辆处于高外部温度条件下的快速充电阶段时，可能会出现这种情况。
主支腿14中制冷剂的行为与图6和7的相同，并且可以参考这些图的描述用于其描述。
在图8的情况下，第一支腿15和第二支腿20是起作用的，只要第三热交换器17和第四热交换器22同时用作蒸发器。
在第二连接点29处，制冷剂分流并流通通过内部热交换器36、37中的每个。第一膨胀装置16和第二膨胀装置21利用制冷剂的膨胀，然后制冷剂在第三热交换器17中和在第四热交换器22中蒸发。
图9的操作模式是被称为“热泵”的模式，其中制冷剂回路2和传热液体环路3组合用于加热内部空气流18的目的。
第一热交换器5将由压缩装置4产生的热能转移到传热液体中。泵13是起作用的，并且热的传热液体然后可以到达第一热交换器12并且加热被送入车厢内部的内部空气流18。制冷剂然后被冷凝并且其液相存储在蓄积装置6中。液态的制冷剂穿过主内部热交换器7的第一通道8并到达膨胀构件9。
该膨胀构件9产生制冷剂的膨胀，制冷剂在其穿过第二热交换器10(在这里用作蒸发器)时蒸发。在离开第二热交换器10时，制冷剂穿过主内部热交换器7的第二通道11，并且在这两个通道之间存在热能的传递。因此，由于存在该主内部热交换器7，在热泵模式下改进了制冷剂回路2的热性能。
副阀24置于打开位置，使得离开主内部热交换器7的第二通道11的制冷剂返回到压缩装置4以执行新的热力学循环。
第一阀25、第一膨胀装置16和第二膨胀装置21置于关闭位置，防止制冷剂通过它们的任何流通。用于使传递液体流通的装置48也关闭，防止传热液体在第一热交换器5和第二热交换器35之间的任何流通。
图10示出了被称为内部加热模式的操作模式，其中来自电动力传动系的能量用于操作在制冷剂回路2内发生的热力学循环。因此，该操作模式使得可以加热内部空气流18。
为此，第一热交换器5将由压缩装置4产生的热能转移到传热液体中。泵13是起作用的，并且热的传热液体然后可以到达第一热交换器12，并且因此加热被送入车厢内部的内部空气流18。然后，制冷剂被冷凝并且其液相存储在蓄积装置6中。
主阀23关闭，从而阻止制冷剂朝向主内部热交换器7的任何流通。第一阀25处于打开位置，允许制冷剂流通通过管道33。第二膨胀装置21打开，并使得制冷剂膨胀。因此，第二支腿20是起作用的，只要第四热交换器22用作蒸发器。液态的制冷剂穿过第二内部热交换器37的第一通道40并到达第二膨胀装置21。然后，制冷剂在其穿过第四热交换器22时蒸发，第四热交换器22使与电动力传动系的部件中的一个或另一个进行热交换的附加流体从中穿过。因此，热能从电动力传动系中回收并用于操作热力学循环的蒸发阶段。
副阀24和第一膨胀装置16置于关闭位置，防止制冷剂在第一支腿15内的任何流通。
图11示出了根据本发明的管理系统1的第四实施例。可以参考图3所示的实施例来描述共同的部件。
第一支腿15和第二支腿20各自分别包括内部热交换器和膨胀装置，膨胀装置在这种情况下采用与图5中的描述相同的受控关闭的恒温膨胀阀的形式。
图11的实施例与图3的实施例的不同之处还在于存在管49，制冷剂在第二阀50的控制下流通通过该管。管49的一侧连接至第六连接点51，第六连接点51位于主阀23与第一阀25之间在蓄积装置6的出口处。在另一端，管49连接至位于第一连接点28与第二连接点29之间的第七连接点54。
管49绕过主支腿14的一部分，该部分包括主内部热交换器7、膨胀构件9和第二热交换器10。管49还包括第五热交换器52，其设计成使车厢内部之外的空气流19从中穿过至车厢内部。
根据该第四实施例，外部空气流19依次并按此顺序通过：第五热交换器52、第二热交换器35和第二热交换器10。
该第四实施例使得能够减少制冷剂在其穿过主内部热交换器7、膨胀构件9和第二热交换器10时经历的压头的下降。
第一热交换器5用作冷凝器。当第二阀50打开并且同时主阀23关闭时，制冷剂继续通过第五热交换器52，在其中制冷剂经历强制过冷。如此冷却的制冷剂在第七连接点54处到达制冷剂回路2的其余部分。
根据第一实施例、根据第二实施例、根据第三实施例或根据第四实施例的热管理系统1可以包括用于获取与制冷剂回路2、传热液体环路3、电动力传动系的部件之一(特别是电能存储装置)、或车厢内部有关的信息的装置，以及作用在该热管理系统的部件上以实现固定的设定值的装置(特别是关于内部空气流18的温度、制冷剂或压缩装置4的转速)。热管理系统1的该控制可以通过控制装置执行，控制装置可以采用电子单元或盒的形式。该控制装置有利地能够操作压缩装置4、阀、膨胀构件和膨胀装置、泵和/或用于使传热液体流通的装置。因此，控制装置作用于该压缩装置的转速，特别是当这是具有内置电动机的定排量压缩机时。
从前述内容可以理解，本发明因此使得能够以简单的方式并且以最优化的成本通过加热或冷却来提供对电动力传动系的部件(例如电池或电池组)和/或车厢内部的热管理。通过提供一种可获得的热管理系统来实现为本发明设定的目的，该热管理系统以减少的装置执行加热车厢内部的功能、冷却车厢内部的功能、从电动力传动系的部件中回收能量的功能、以及提供车辆的电动力传动系的部件之一的热管理的功能。
然而，本发明不限于在此描述和示出的装置和构造，而是还扩展到所有等同的装置或构造以及这些装置的任何技术上的功能组合。特别地，只要制冷剂回路或传热液体环路实现本文件中描述的功能，就可以对其进行修改而不损害本发明。

Claims (10)

1.一种用于车辆的热管理系统(1)，包括制冷剂回路(2)和用于传热液体的环路(3)，所述用于传热液体的环路(3)包括构造成将热能散发到空气流(18、19)中的至少一个热交换器(12、35)，所述制冷剂回路(2)按此顺序并且沿制冷剂在所述制冷剂回路(2)中流通的方向包括：至少一个压缩装置(4)；第一热交换器(5)，其将所述用于传热液体的环路(3)热联接到所述制冷剂回路(2)；制冷剂蓄积装置(6)；内部热交换器(7)的第一通道(8)；膨胀构件(9)；第二热交换器(10)，其设计成使车厢内部之外的空气流(19)从中穿过；以及所述内部热交换器(7)的第二通道(11)。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述膨胀构件(9)构造成采用相对于制冷剂不起作用的至少一个位置。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述制冷剂回路(2)包括主支腿(14)和并行于所述主支腿(14)的至少第一支腿(15)，该主支腿(14)至少包括所述压缩装置(4)、所述第一热交换器(5)、所述制冷剂蓄积装置(6)、所述内部热交换器(7)的第一通道(8)、所述膨胀构件(9)、所述第二热交换器(10)以及所述内部热交换器(7)的第二通道(11)，而所述第一支腿(15)至少包括第一膨胀装置(16)和第三热交换器(17)，该第三热交换器(17)设计成使被送入车厢内部的内部空气流(18)从中穿过。
4.如前一权利要求所述的系统，其中，所述制冷剂回路(2)至少包括并行于所述第一支腿(15)的第二支腿(20)，所述第二支腿(20)包括第二膨胀装置(21)和设计成冷却附加流体的第四热交换器(22)。
5.如权利要求3或4所述的系统，其中，所述第一膨胀装置(16)和/或所述第二膨胀装置(21)构造成至少采用阻止制冷剂分别朝向所述第三热交换器(17)或朝向所述第四热交换器(22)的任何流通的位置。
6.如权利要求4所述的系统，其中，所述主支腿(14)的内部热交换器(7)是主内部热交换器(7)，所述制冷剂回路(2)包括所述第一支腿(15)和第二支腿(20)共用的副内部热交换器(26)。
7.如权利要求3至5中任一项所述的系统，其中，所述主支腿(14)的内部热交换器(7)是主内部热交换器(7)，所述第一支腿(15)包括第一内部热交换器(36)。
8.如权利要求3至5或7中任一项所述的系统，其中，所述主支腿(14)的热交换器(7)是主内部热交换器(7)，所述第二支腿(20)包括第二内部热交换器(37)。
9.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述用于传热液体的环路(3)的热交换器(12、35)是散热器(35)，其设计成使车厢内部之外的空气流(19)从中穿过。
10.如权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述用于传热液体的环路(3)的热交换器(12、35)是单元加热器(12)，其设计成使被送入车厢内部的内部空气流(18)从中穿过。
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