CN112389153A - 车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的热泵系统。该系统可以包括：冷却装置、电池冷却装置和加热装置；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、第一阀和储液罐，并且配置为使冷却液循环通过冷却液管线，以冷却设置在冷却液管线中的至少一个电气组件；所述电池冷却装置配置为包括通过第二阀连接至储液罐的电池冷却液管线以及通过电池冷却液管线连接的第二水泵和电池模块，以使冷却液循环通过电池模块；所述加热装置包括通过第三阀连接至冷却液管线的加热管线、设置在加热管线上的第三水泵以及加热器，以利用冷却液加热车辆内部。

Description

车辆的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年8月19日提交的韩国专利申请No.10-2019-0101006的优先权，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

本发明涉及一种车辆的热泵系统。更具体地，本发明涉及这样一种车辆的热泵系统，其利用在制冷剂和冷却液之间进行热交换的一个激冷器来调节电池模块的温度，并且利用由电气组件产生的废热来提高加热效率。

背景技术

通常，车辆的空调包括有空调系统，该空调系统使制冷剂循环，以加热或冷却车辆内部。

不管外部温度如何变化，这种空调装置通过将车辆内部温度维持在适当温度来保持适宜的车内环境，从而在以下过程中通过冷凝器和蒸发器的热交换来加热或冷却车辆内部：通过运行压缩机使排出的制冷剂在通过冷凝器、接收器干燥器、膨胀阀和蒸发器后再次循环回到压缩机。

也就是说，在夏季制冷模式中，空调系统使由压缩机压缩的高温高压气态制冷剂冷凝，然后通过接收器干燥器和膨胀阀在蒸发器中蒸发，以降低车辆内部的温度和湿度。

同时，近年来，随着人们对能量效率和环境污染的兴趣日益增加，存在对于配置为基本上替代内燃发动机车辆的环保型车辆的开发需求。环保型车辆通常是通过电力驱动的燃料电池车辆或电动车辆，或者是通过发动机和电池驱动的混合动力车辆。

与一般车辆的空调不同，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，环保型车辆所采用的空调称为热泵系统。

在另一方面，在电动车辆的情况下，氧气和氢气的化学反应能量被转化为电能以产生驱动力。在该过程中，由于通过燃料电池中的化学反应产生热能，因此有效地去除所产生的热量对于确保燃料电池的性能是必要的。

此外，即使在混合动力车辆中，电机利用从燃料电池或电池供应的电力进行驱动并且发动机利用一般燃料运行以产生驱动力，因此，只有通过有效地去除燃料电池或电池以及电机产生的热量才可以确保电机的性能。

因此，通常在混合动力车辆或电动车辆中，电池冷却系统需要与激冷器和热泵系统一起单独形成单独的封闭回路，以防止电机和电气组件以及包括燃料电池的电池中产生热量。

相应地，安装在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量增加，在发动机舱室中，将制冷剂和冷却液供应至热泵系统、激冷器和电池冷却系统的连接管线的布置很复杂。

此外，要单独地设置电池冷却系统，其根据车辆的状态来加热或冷却电池，以使电池表现出最佳的性能，因此，采用多个用于连接相应连接管线的阀，由于这些阀频繁打开/关闭操作而产生的噪声和振动传递至车辆内部，使得乘坐舒适感降低。

在本发明背景技术部分中包括的信息仅仅旨在增加对本发明的一般背景的理解，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这样一种车辆的热泵系统，其利用在制冷剂和冷却液之间进行热交换的一个激冷器来调节电池模块的温度，并且利用由电气组件产生的废热提高加热效率。

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的热泵系统，其包括：冷却装置、电池冷却装置、加热装置和激冷器；所述冷却装置配置为包括通过冷却液管线连接的散热器、第一水泵、第一阀和储液罐，并且配置为使冷却液循环通过冷却液管线，以冷却设置在冷却液管线中的至少一个电气组件；所述电池冷却装置配置为包括通过第二阀连接至储液罐的电池冷却液管线以及通过电池冷却液管线连接的第二水泵和电池模块，以使冷却液循环通过电池模块；所述加热装置包括通过第三阀连接至冷却液管线的加热管线、设置在加热管线上的第三水泵以及加热器，以利用冷却液加热车辆内部；所述激冷器设置在通过第二阀连接至电池冷却液管线的分支管线中，并且通过制冷剂连接管线连接至空调装置的制冷剂管线，从而通过在选择性地引入连接管线或分支管线的冷却液与从空调装置选择性地供应的制冷剂之间进行热交换来调节冷却液的温度；所述连接管线通过第一阀连接冷却液管线和分支管线；其中，空调装置中包括的冷凝器可以连接至加热管线，以使循环通过加热装置的冷却液通过冷凝器。

连接管线的第一端部可以通过第一阀连接至冷却液管线，而连接管线的第二端部可以连接至第二阀和激冷器之间的分支管线；加热器可以设置于空调装置中包括的加热、通风和空调(Heating,Ventilation,and Air Conditioning，HVAC)模块内。

当加热电池模块时，通过第一阀的操作，在连接至散热器的冷却液管线关断的状态下，连接管线可以接通；分支管线可以通过第二阀的操作而接通；相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的一部分可以关断；通过第二水泵的运行，冷却液可以沿着电池冷却液管线和分支管线循环；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；在冷却装置中利用电气组件的废热而温度升高的冷却液通过第三水泵的运行而循环通过加热管线；从加热管线和冷却液管线引入的加热的冷却液可以通过连接管线从冷却液管线流入分支管线，并且供应至通过电池冷却液管线和分支管线连接的电池模块。

空调装置可以包括：加热、通风和空调(HVAC)模块、冷凝器、压缩机、热交换器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、储液器和第三膨胀阀；所述加热、通风和空调(HVAC)模块配置为包括蒸发器和打开和关闭门，所述蒸发器通过制冷剂管线连接至所述加热、通风和空调模块；所述打开和关闭门配置为根据车辆的制冷模式、加热模式以及加热/除湿模式来控制通过蒸发器的外部空气以选择性地引入加热器；所述冷凝器连接至加热管线以使冷却液循环通过所述冷凝器，从而在冷却液和通过制冷剂管线供应的制冷剂之间进行热交换；所述压缩机通过制冷剂管线连接在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中；所述第二膨胀阀设置在制冷剂连接管线中；所述储液器设置在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管线中，并且连接至制冷剂连接管线；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中。

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而使在冷凝器中冷凝的制冷剂进一步冷凝或蒸发。

在利用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入激冷器。

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

制冷剂连接管线的一个端部可以连接至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至储液器。

热交换器可以安装在散热器的前部。

激冷器和冷凝器均可以为水冷型换热器，而热交换器可以为风冷型换热器。

HVAC模块可以进一步包括设置在蒸发器的相对侧的空气加热器，以选择性地加热通过加热器的外部空气，加热器介于空气加热器和蒸发器之间。

当供应至加热器的冷却液的温度低于用于加热车辆内部的目标温度时，空气加热器可以运行以使通过加热器的外部空气的温度升高。

当在车辆的制冷模式下冷却电池模块时，在冷却装置中，可以通过第一水泵的运行使冷却液循环通过冷却液管线；连接管线可以通过第一阀的操作而关断；在电池冷却装置中，分支管线可以通过第二阀的操作而接通，在相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的一部分关断的状态下，通过第二水泵的运行，通过激冷器的冷却液可以沿着电池冷却液管线和分支管线循环；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，从而使膨胀的制冷剂分别供应至蒸发器和激冷器；第三膨胀阀可以使从冷凝器供应的制冷剂流入热交换器。

通过第三水泵的运行，加热装置可以将从冷却装置供应的冷却液供应至冷凝器；冷凝器可以通过与冷却液进行热交换而使制冷剂冷凝，而热交换器通过与外部空气进行热交换而使从冷凝器流入的制冷剂进一步冷凝。

当在车辆的加热模式中回收外部热源、电气组件和电池模块的废热时，连接管线可以通过第一阀的操作而接通；在冷却装置中，基于连接管线，连接至散热器的冷却液管线的一部分以及连接散热器和储液罐的冷却液管线的一部分可以通过第一阀V1的操作而关断，在这种情况下，通过第一水泵的运行，通过电气组件的冷却液可以沿着接通的连接管线供应至激冷器，而不通过散热器；在电池冷却装置中，分支管线和电池冷却液管线可以通过第二阀的操作而分别接通，通过第二水泵的运行，通过电池模块的冷却液可以沿着分支管线供应至激冷器；冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作而分别形成独立的闭合回路；在加热装置中，通过第三水泵的运行，冷却液可以沿着加热管线循环；在空调装置中，连接热交换器和蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀的操作而关断；制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀的操作而接通；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供应至热交换器。

在车辆的加热/除湿模式中，连接管线可以通过第一阀的操作而接通；在冷却装置中，基于连接管线，连接至散热器的冷却液管线的一部分以及连接散热器和储液罐的冷却液管线的一部分可以通过第一阀V1的操作而关断，在这种情况下，通过第一水泵的运行，通过电气组件的冷却液可以沿着接通的连接管线供应至激冷器，而不通过散热器；在电池冷却装置中，分支管线可以通过第二阀的操作而接通以使除了相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的部分以外的电池冷却液管线关断；从激冷器排出的冷却液可以通过分支管线和接通的电池冷却液管线引入储液罐；冷却液管线和加热管线可以通过第三阀的操作而分别形成独立的闭合回路；在加热装置中，通过第三水泵的运行，冷却液可以沿着加热管线循环；在空调装置中，制冷剂可以分别沿着通过第一膨胀阀和第二膨胀阀的操作而接通的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，使得膨胀的制冷剂分别供应至蒸发器和激冷器。

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；而当车辆内部的温度较高时，可以使从冷凝器供应的制冷剂流入热交换器而不处于膨胀状态。

当利用冷却液冷却电气组件和电池模块时，连接管线和分支管线可以通过第一阀和第二阀的操作而关断；通过第一水泵的运行，在散热器中冷却并储存在储液罐中的冷却液可以被供应到电气组件；储存在储液罐中的冷却液可以循环通过经由第二阀的操作而连接至储液罐的电池冷却液管线以供应至电池模块。

当在车辆的加热模式中利用电气组件的废热而空调装置不工作时，连接管线可以通过第一阀的操作而接通；在冷却装置中，基于连接管线，连接至散热器的冷却液管线的一部分以及连接散热器和储液罐的冷却液管线的一部分可以通过第一阀的操作而关断；分支管线可以通过第二阀的操作而接通以使除了相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的部分以外的电池冷却液管线关断；通过第一水泵的运行，在通过电气组件时温度升高的冷却液可以沿着通过第三阀连接的加热管线供应至加热器，而不通过散热器；从加热器排出的冷却液可以沿着加热管线、第三阀、冷却液管线、连接管线和分支管线供应至激冷器；从激冷器排出的冷却液可以通过分支管线和接通的电池冷却液管线引入储液罐。

当电气组件过热时，第一阀可以接通连接至散热器的冷却液管线以允许通过电气组件的一些冷却液流入连接管线，而其余的冷却液流入散热器。

如上所述，根据本发明的示例性实施方案，根据车辆的热泵系统，可以根据车辆的模式，利用在冷却液和制冷剂之间进行热交换的一个激冷器来调节电池模块的温度，并且可以利用冷却液加热车辆内部，从而简化整个系统。

根据本发明的示例性实施方案，通过从电气组件回收废热并将其用于车辆的内部加热，还可以提高加热效率。

此外，根据本发明的示例性的实施方案，通过有效地控制电池模块的温度，可以使电池模块的性能最优，并且通过有效管理电池模块来增加车辆的总行驶距离。

此外，根据本发明的示例性实施方案可以利用应用于加热装置的冷却液加热器以加热电池模块，或者帮助车辆的内部加热，从而降低成本和重量。

此外，根据本发明的示例性的实施方案，在车辆的加热模式下选择性地利用外部空气的热量以及电气组件和电池模块的废热，从而提高加热效率。

此外，根据本发明的示例性实施方案可以通过利用冷凝器和热交换器提高制冷剂的冷凝或蒸发性能来提高冷却性能并降低压缩机的功耗。

本发明的方法和装置具有的其它特性和优点从并入本文中的附图以及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以及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显示了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显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中使用冷却液冷却电气组件和电池模块的工作状态图。

图3显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中在车辆的制冷模式中使用制冷剂冷却电池模块的工作状态图。

图4显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据加热模式回收外部热量、电气组件和电池模块的废热的工作状态图。

图5显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热/除湿模式的工作状态图。

图6显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中在车辆的加热模式中回收电气组件的废热并冷却电气组件的工作状态图。

图7显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热电池模块的工作状态图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制的，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。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、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。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，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以被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形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

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。

示例性实施方案中描述的示例性实施方案以及附图中示出的配置仅是本发明的最优选的实施方案，而不限制本发明的精神和范围。因此应当理解，在提交本申请时，可能存在能够替代它们的各种等价形式和修改形式。

为了使本发明清楚，将省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同或等同的元件由相同的附图标记表示。

每一个元件的尺寸和厚度在附图中是任意示出的，并且本发明不必限制于此，在附图中，为了清楚而夸大了层、薄膜、板、区域等的厚度。

在整个说明书和所附的权利要求中，除非明确地相反描述，术语“包括”或变化形式例如“包括有”或“包括了”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。

此外，本文使用的术语“……单元”、“……机构”、“……部”、“……构件”等意指包含执行至少一种或更多功能或操作的组件的单元。

图1为根据本发明的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可以利用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器30来调节电池模块24的温度，并且利用电气组件15和电池模块24的废热来提高加热效率。

这里，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24的电池冷却装置20、利用冷却液加热内部的加热装置40以及作为冷却内部的空调器的空调装置50可以彼此相连。

也就是说，参考图1，热泵系统包括冷却装置10、电池冷却装置20、激冷器30和加热装置40。

首先，冷却装置10包括：连接至冷却液管线11的散热器12、第一水泵14、第一阀V1和储液罐16。

散热器12安装在车辆的前部，冷却风扇13安装在散热器12后部，从而通过冷却风扇13的运行以及与外部空气进行热交换而使冷却液冷却。

此外，电气组件15可以包括：电力控制单元(electric power control unit，EPCU)、电机、逆变器或车载充电器(on board charger，OBC)。

如上所述配置的电气组件15可以设置在冷却液管线11中，从而以水冷方式进行冷却。

相应地，当在车辆的加热模式中回收电气组件15的废热时，可以回收由EPCU、电机、逆变器或OBC产生的热量。

该冷却装置10可以使冷却液在冷却液管线11中循环，使得冷却液供应至设置在冷却液管线11中的电气组件15。

电池冷却装置20包括：通过第二阀V2连接至储液罐16的电池冷却液管线21、连接至电池冷却液管线21的第二水泵22以及电池模块24。

电池冷却装置20可以通过第二水泵22的运行选择性地使冷却液循环通过电池模块24。

同时，电池模块24可以形成为水冷型，其将电力供应给电气组件15，并利用沿着电池冷却液管线21流动的冷却液冷却。

这里，第一水泵14和第二水泵22均可以是电动水泵。

在本发明的示例性的实施方案中，激冷器30设置在通过第二阀V2连接至电池冷却液管线21的分支管线31中。

激冷器30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。也就是说，激冷器30可以是冷却液流入其中的水冷型热交换器。

相应地，激冷器30可选择性地连接至连接管线35和分支管线31，所述连接管线35通过第一阀V1连接冷却液管线11和分支管线31。通过在冷却液与从空调装置50选择性供应的制冷剂之间进行热交换，激冷器30可以调节冷却液的温度。

连接管线35的第一端部可以通过第一阀V1连接至冷却液管线11。连接管线35的第二端部可以连接至第二阀V2和激冷器30之间的分支管线31。

根据第一阀V1和第一水泵14的操作，可以选择性地接通或关断连接管线35。此外，连接管线35可以根据第一阀V1的操作连接冷却液管线11和分支管线31。

此外，加热装置40可以包括：通过第三阀V3连接至冷却液管线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，从而供应在通过电气组件15时温度升高的冷却液。

加热器52a可以设置于包括在空调装置50中的加热、通风和空调(Heating,Ventilation,and Air Conditioning，HVAC)模块52内部。

这里，在第三水泵42和加热器52a之间的加热管线41中可以设置冷却液加热器43，以选择性地加热循环通过加热管线41的冷却液。

在车辆的加热模式中，当供应至加热器52a的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器43开启，以加热循环通过加热管线41的冷却液，使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运行的电加热器。

另一方面，在本发明的示例性的实施方案中，描述了在加热管线41中设置冷却液加热器43的情况，但是不限于此，可以应用空气加热器45代替冷却液加热器43，以使流入车辆内部的外部空气的温度升高。

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。

在车辆的加热模式中，如上所述配置的加热装置40将从冷却装置10流入的高温冷却液供应至加热管线41，或者通过第三水泵42的运行，将在循环通过加热管线41时温度升高的冷却液供应至加热器52a，从而加热车辆内部。

这里，第一水泵14、第二水泵22和第三水泵42可以是电动水泵。

在本发明的示例性的实施方案中，空调装置50包括：通过制冷剂管线51连接的HVAC模块52、冷凝器53、热交换器54、第一膨胀阀55、蒸发器56和压缩机59。

首先，HVAC模块52包括：通过制冷剂管线51连接的蒸发器56和打开和关闭门52b，打开和关闭门52b用于根据车辆的制冷、加热和加热/除湿模式控制通过蒸发器56的外部空气选择性地引入加热器52a。

也就是说，在车辆的加热模式中，打开和关闭门52b打开以允许通过蒸发器56的外部空气被引入加热器52a。相反，在车辆的制冷模式中，打开和关闭门52b关闭加热器52a，使得在通过蒸发器56时被冷却的外部空气直接流入车辆。

这里，当加热装置40中未设置冷却液加热器43时，在HVAC模块52中设置的空气加热器45可以设置在蒸发器56的相对侧，加热器52a介于空气加热器45和蒸发器56之间。

当供应至加热器52a的冷却液的温度低于用于加热车辆内部的目标温度时，可以运行空气加热器45以升高通过加热器52a的外部空气的温度。

在另一方面，当加热管线41中未设置冷却液加热器43时，可以在HVAC模块52内部设置空气加热器45。

也就是说，在根据本发明示例性实施方案的热泵系统中，可以仅应用冷却液加热器43和空气加热器45中的一个。

在本发明的示例性的实施方案中，冷凝器53连接至制冷剂管线51，以允许制冷剂通过其中，并且连接至加热管线41以允许循环通过加热装置40的冷却液通过其中。

该冷凝器53可以使制冷剂通过与经由加热管线41供应的冷却液进行热交换而冷凝。换句话说，冷凝器53可以是冷却液流入其中的水冷型热交换器。

如上所述配置的冷凝器53可以在从压缩机59供应的制冷剂与从加热装置40供应的冷却液之间进行热交换，以使制冷剂冷凝。

在本发明的示例性的实施方案中，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接收通过热交换器54的制冷剂以使其膨胀。

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，并且连接至制冷剂连接管线61。

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

在本发明的示例性的实施方案中，制冷剂连接管线61的第一端部连接至热交换器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的第二端部可以连接至储液器57。

这里，储液器57可以将通过制冷剂连接管线61供应的制冷剂中的气态制冷剂供应给压缩机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65。

在利用制冷剂冷却电池模块24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。

这里，在车辆的加热模式和加热/除湿模式中，当回收电气组件15或电池模块24的废热时，操作第二膨胀阀63。

第二膨胀阀63可以选择性地使通过制冷剂连接管线61引入的制冷剂膨胀，以流入激冷器30。

也就是说，第二膨胀阀63使从热交换器54排出的制冷剂膨胀，同时降低制冷剂温度，并使其流入激冷器30，从而进一步降低冷却液的温度。

因此，通过使通过激冷器30时温度降低的冷却液流入，可以更有效地冷却电池模块24。

在车辆的加热模式和加热/除湿模式中，第三膨胀阀65可以选择性地使流入热交换器54的制冷剂膨胀。

这里，根据第三膨胀阀65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而使由冷凝器53冷凝的制冷剂进一步冷凝或蒸发。

换句话说，热交换器54安装在散热器12的前部，以使流入其中的制冷剂与外部空气进行热交换。

同时，当热交换器54冷凝制冷剂时，通过进一步冷凝在冷凝器53处冷凝的制冷剂，热交换器54增加制冷剂的二次冷却，从而可以提高性能系数(coefficient ofperformance，COP)，性能系数是制冷量相对于压缩机所需功率的系数。

压缩机59通过制冷剂管线51连接在蒸发器56和冷凝器53之间。本压缩机59可以压缩气态制冷剂，并且将压缩的制冷剂供应至冷凝器53。

第一膨胀阀55、第二膨胀阀63和第三膨胀阀65可以是电子膨胀阀，在控制通过制冷剂管线51或制冷剂连接管线61的制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。

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

在下文中，将参考图2至图7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，参考图2描述在利用冷却液冷却电气组件15和电池模块24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显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中利用冷却液冷却电气组件和电池模块的工作状态图。

参考图2，通过第一阀V1和第二阀V2的操作使连接管线35和分支管线31关断。

此外，通过第二阀V2的操作，电池冷却液管线21连接至储液罐16。

在这种情况下，在冷却装置10中，第一水泵14运行以冷却电气组件15。因此，在散热器12中冷却并储存在储液罐16中的冷却液被供应至电气组件15。

在电池冷却装置20中，第二水泵22运行以冷却电池模块24。

因此，通过第二阀V2的操作，储存在储液罐16中的冷却液在循环通过连接至储液罐16的电池冷却液管线21时，被供应至电池模块24。

也就是说，通过第一水泵14和第二水泵22的运行，在散热器12中冷却并储存在储液罐16中的冷却液分别循环通过冷却液管线11和电池冷却液管线21，以有效地冷却电气组件15和电池模块24。

由于车辆的制冷模式未启动，空调装置50不工作。

另一方面，虽然在本发明的示例性的实施方案中描述了电气组件15和电池模块24都被冷却，但是本发明不限于此，在分别冷却电气组件15和电池模块24中的一个时，可以选择性地运行第一水泵14和第二水泵22。

将参考图3描述在车辆的制冷模式中冷却电池模块24的情况的操作。

图3显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据车辆的制冷模式利用制冷剂冷却电池模块的工作状态图。

参考图3，在冷却装置10中，通过第一水泵14的运行使冷却液循环通过冷却液管线11。因此，通过散热器12冷却的冷却液循环至电气组件15。

这里，连接管线35通过第一阀V1的操作关断。

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

从而，通过散热器12冷却的冷却液可以通过第一水泵14和第三水泵42的运行而供应至冷凝器53。

在电池冷却装置20中，分支管线31通过第二阀V2的操作接通。相对于分支管线31连接至储液罐16的电池冷却液管线21的一部分关断。

在这种情况下，通过激冷器30的冷却液可以通过第二水泵22的运行而在其沿着分支管线31以及连接至分支管线31的电池冷却液管线21循环时被供应至电池模块24，而不通过储液罐16。

也就是说，在电池冷却装置20中，在通过第二阀V2的操作使与储液罐16的连接关断的状态下，通过连接接通的分支管线31与电池冷却液管线21，可以形成冷却液独立循环的闭合回路。

在空调装置50中，操作每个组成元件以冷却车辆内部。相应地，制冷剂沿着制冷剂管线51循环。

这里，连接热交换器54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。

相应地，通过了热交换器54的制冷剂可以沿着制冷剂管线51和制冷剂连接管线61循环。

这里，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63可以使制冷剂膨胀，使得膨胀的制冷剂分别供应至蒸发器56和激冷器30。第三膨胀阀65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。

同时，通过第三水泵42的运行，加热装置40将从冷却装置10供应的冷却液供应至冷凝器53。

相应地，冷凝器53利用沿着加热管线41流动的冷却液冷凝制冷剂。而且，通过第三膨胀阀65的操作，热交换器54可以使从冷凝器53流入的制冷剂通过与外部空气进行热交换而进一步冷凝。

通过第二水泵22的运行，通过激冷器30的冷却液循环通过电池冷却液管线21和第一分支管线31而不通过储液罐16，以冷却电池模块。

通过激冷器30的冷却液通过与供应至激冷器30的膨胀的制冷剂进行热交换而冷却。在激冷器30中冷却的冷却液被供应至电池模块24。相应地，通过冷却的冷却液冷却电池模块24。

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

相应地，通过第二膨胀阀63的操作，使从热交换器54排出的制冷剂膨胀进入低温低压状态，并且流入连接至制冷剂连接管线61的激冷器30。

随后，流入激冷器30的制冷剂与冷却液进行热传递，随后在经由制冷剂连接管线61通过储液器57后流入压缩机59。

换句话说，在冷却电池模块24时温度升高的冷却液通过在激冷器30内与低温低压的制冷剂进行热交换而冷却。冷却的冷却液通过电池冷却液管线21和分支管线31再次供应至电池模块24。

也就是说，在重复上述操作时，冷却液可以有效地冷却电池模块24。

同时，从热交换器54排出的其余的制冷剂流动通过制冷剂管线51以冷却车辆内部，并且依次通过第一膨胀阀55、蒸发器56、压缩机59和冷凝器53。

这里，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的低温制冷剂而被冷却。

此时，打开/关闭门52b将通过加热器52a的冷却的外部空气的部分减少为使其不通过加热器52a。从而，冷却的外部空气可以直接导向车辆内部，从而冷却车辆内部。

另一方面，在顺序地通过冷凝器53和热交换器54时冷凝量提高的制冷剂被膨胀和供应，从而使制冷剂在蒸发器56中以更低的温度蒸发。

也就是说，在本发明的示例性的实施方案中，冷凝器53冷凝制冷剂，热交换器54进一步冷凝制冷剂，有利于制冷剂形成二次冷却。

由于二次冷却的制冷剂在蒸发器56中以更低的温度蒸发，可以进一步降低在蒸发器56处进行热交换的冷却液的温度，从而提高冷却性能和效率。

在重复执行上述过程时，在制冷模式中，制冷剂可以冷却车辆内部，同时，在通过激冷器30时通过热交换冷却冷却液。

通过激冷器30冷却的低温冷却液流入电池模块24。相应地，可以通过供应的低温冷却液有效地冷却电池模块24。

在本发明的示例性的实施方案中，参考图4描述在车辆的加热模式中回收外部热源、电气组件15和电池模块24的废热的情况的操作。

图4显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据加热模式回收外部热量、电气组件和电池模块的废热的工作状态图。

参考图4，在车辆的初始启动怠速状态IDLE下，或者在电气组件15的废热不足的初始行驶状态下，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和电池模块24的废热。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14运行以使冷却液循环。

这里，连接管线35通过第一阀V1的操作而接通。同时，基于连接管线35，连接至散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分通过第一阀V1的操作而关断。

在这种状态中，通过第一水泵14的运行，通过电气组件15的冷却液可以沿着接通的连接管线35供应至激冷器30，而不通过散热器12。

同时，在电池冷却装置20中，分支管线31和电池冷却液管线21通过第二阀V2的操作分别接通。通过第二水泵22的运行，通过电池模块24的冷却液可以沿着分支管线31供应至激冷器30。

也就是说，在冷却装置10中，冷却液管线11通过接通的连接管线35连接至分支管线31。在电池冷却装置20，相对于分支管线31连接至电池模块24的电池冷却液管线21的一部分以及连接至储液罐16的电池冷却液管线21的一部分分别连接至分支管线31。

从而，通过电气组件15的冷却液继续沿着冷却液管线11、连接管线35和分支管线31循环，而不通过散热器12，并且从电气组件15吸收废热，从而使温度升高。

此外，通过电池模块24的冷却液继续沿着电池冷却液管线21和分支管线31循环，并且从电池模块24吸收废热，从而使温度升高。

温度升高的冷却液可以供应至设置在分支管线31中的激冷器30。也就是说，由电气组件15和电池模块24产生的废热分别使循环通过冷却液管线11和电池冷却液管线21的冷却液的温度升高。

在加热装置40中，通过第三水泵42的运行，冷却液沿着加热管线41循环。

冷却液管线11和加热管线41可以通过第三阀V3的操作形成独立的闭合回路。

从而，通过第三水泵42的运行，循环通过加热管线41的冷却液可以在通过加热器52a后供应至冷凝器53。

这里，当沿着加热管线41循环的冷却液的温度低于目标温度时，运行冷却液加热器43，使得在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另一方面，当应用空气加热器45而非冷却液加热器43时，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运行，并且可以加热流入车辆内部的外部空气。

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

这里，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的操作而关断。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通。

这里，第二膨胀阀63可以通过使从热交换器54供应至制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀，将制冷剂供应至激冷器30。

第三膨胀阀65也可以通过使从冷凝器53供应的制冷剂膨胀，将制冷剂供应至热交换器54。

从而，通过与外部空气进行热交换，热交换器54在蒸发膨胀的制冷剂的同时回收外部热量。

通过第一水泵14和第二水泵22的运行，在冷却液通过激冷器30时，通过使供应至激冷器30的制冷剂的温度升高来回收吸收了电气组件15和电池模块24的废热并且温度升高的冷却液的热量。

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的操作膨胀的制冷剂，并且通过与在分别通过电气组件15和电池模块24时温度升高的冷却液进行热交换来蒸发供应的制冷剂，从而回收电气组件15和电池模块24的废热。

随后，通过激冷器30的制冷剂沿着制冷剂连接管线61供应至储液器57。

供应至储液器57的制冷剂分为气体和液体。在分为气体和液体的制冷剂中，气态的制冷剂被供应至压缩机59。

由压缩机59压缩为高温高压的制冷剂流入冷凝器53。

这里，供应至冷凝器53的制冷剂可以通过与循环通过加热管线41的冷却液进行热交换而使冷却液的温度升高。温度升高的冷却液被供应至加热器52a。

同时，打开/关闭门52b打开，使得流入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时转变为高温状态以流入车辆内部，从而实现对车辆内部的加热。

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启动怠速状态(IDLE)下，或者在初始行驶状态期间，在需要加热时，通过热交换器54吸收外部热量，并且利用电气组件15和电池模块24的废热来使制冷剂的温度升高，从而降低压缩机59的功耗并提高冷却效率。

同时，在本发明的示例性的实施方案中，将同时回收电气组件15和电池模块24的废热作为本发明的示例性实施方案，但示例性实施方案不限于此，可以选择性地回收电池模块24的废热。

也就是说，在不回收电池模块24的废热时，在电池冷却装置20中，除了相对于分支管线31连接至储液罐16的电池冷却液管线21的部分，电池冷却液管线21的其余部分关断，并且第二水泵22可以停止运行。

在本发明的示例性的实施方案中，参考图5描述根据车辆的加热/除湿模式回收电气组件15的废热的情况的操作。

图5显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热/除湿模式的工作状态图。

参考图5，热泵系统可以在车辆的加热/除湿模式中回收电气组件15的废热，以用于车辆内部加热。

这里，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。然而，当车辆内部的温度为高温时，可以仅回收电气组件15的废热，以用于车辆内部加热。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14运行以使冷却液循环。

这里，连接管线35通过第一阀V1的操作而接通。同时，基于连接管线35，连接至散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分通过第一阀V1的操作而关断。

在这种状态中，通过第一水泵14的运行，通过电气组件15的冷却液可以沿着接通的连接管线35供应至激冷器30，而不通过散热器12。

同时，在电池冷却装置20中，分支管线31通过第二阀V2的操作而接通，除了相对于分支管线31连接至储液罐16的电池冷却液管线21的部分，电池冷却液管线21的其余部分关断。

也就是说，连接第二水泵22和电池模块24的电池冷却液管线21关断，并且第二水泵22停止运行。

在当前情况下，通过电气组件15的冷却液继续沿着冷却液管线11、连接管线35和分支管线31循环，而不通过散热器12，并且从电气组件15吸收废热，从而使温度升高。

温度升高的冷却液可以供应至设置在分支管线31中的激冷器30。

从激冷器30排出的冷却液通过分支管线31和接通的电池冷却液管线21引入储液罐16中。相应地，通过第一水泵14的运行，冷却液从储液罐16沿着冷却液管线11通过电气组件15，可以流入连接管线35。

也就是说，由电气组件15产生的废热使循环通过冷却液管线11、连接管线35、分支管线31和接通的电池冷却液管线21的冷却液的温度升高。

在加热装置40中，通过第三水泵42的运行，冷却液沿着加热管线41循环。

冷却液管线11和加热管线41可以通过第三阀V3的操作形成独立的闭合回路。

从而，通过第三水泵42的运行，循环通过加热管线41的冷却液可以在通过加热器52a后供应至冷凝器53。

这里，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运行，使得在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另一方面，当应用空气加热器45而非冷却液加热器43时，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运行，并且可以加热流入车辆内部的外部空气。

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

这里，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。

这里，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63可以使从热交换器54供应至制冷剂管线51和制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀，从而将膨胀的制冷剂供应至蒸发器56和激冷器30。

此外，当车辆内部的温度较低时，第三膨胀阀65可以使从冷凝器53供应的制冷剂膨胀以流入热交换器54。

相应地，通过与外部空气热交换，热交换器54在蒸发膨胀的制冷剂的同时回收外部热量。

相反地，当车辆内部的温度较高时，第三膨胀阀65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。

相应地，热交换器54可以通过与外部空气进行热交换而使制冷剂冷凝。

而且，通过第一水泵14的运行，在冷却液通过激冷器30时使供应至激冷器30的制冷剂的温度升高，从而回收吸收了电气组件15的废热而使温度升高的冷却液的热量。

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热交换来蒸发供应的制冷剂，从而回收电气组件15的废热。

随后，通过激冷器30的制冷剂沿着制冷剂连接管线61供应至储液器57。

供应至储液器57的制冷剂分为气体和液体。在分为气体和液体的制冷剂中，气态的制冷剂被供应至压缩机59。

通过压缩机59压缩为高温高压的制冷剂流入冷凝器53。

这里，供应至冷凝器53的制冷剂可以通过与循环通过加热管线41的冷却液进行热交换而使冷却液的温度升高。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的操作供应至蒸发器56的膨胀的制冷剂与通过蒸发器56的外部空气进行热交换，并随后沿着制冷剂管线51通过储液器57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的制冷剂一同被供应至压缩机59。

由压缩机59压缩为高温高压的制冷剂随后流入冷凝器53。

这里，打开/关闭门52b打开，使得流入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的同时通过流入蒸发器56的低温状态的制冷剂而除湿。随后，外部空气在通过加热器52a时转变为高温状态以流入车辆内部，从而对车辆内部加热并除湿。

也就是说，在车辆的加热/除湿模式中，根据本发明示例性实施方案的热泵系统根据车辆内部的温度而选择性地吸收外部热量以及由电气组件15产生的废热，以用于使制冷剂的温度升高，从而降低压缩机59的功耗并提高加热效率。

在本发明的示例性的实施方案中，参考图6描述在车辆的加热模式中利用电气组件15的废热而空调装置50不工作的情况的操作。

图6显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中在车辆的加热模式中回收电气组件的废热并冷却电气组件的工作状态图。

参考图6，热管理系统可以回收电气组件15的废热并将其用于加热车辆内部。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14运行以使冷却液循环。在该情况下，空调装置50停止工作。

这里，连接管线35通过第一阀V1的操作而接通。

相应地，在冷却装置10中，基于连接管线35，连接至散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分通过第一阀V1的操作而关断。

分支管线31通过第二阀V2的操作而接通，以使除了相对于分支管线31连接至储液罐16的电池冷却液管线21的部分以外的电池冷却液管线21关断。

也就是说，连接第二水泵22和电池模块24的电池冷却液管线21关断，并且第二水泵22的停止运行。

在当前情况下，在通过电气组件15时温度升高的冷却液通过第一水泵14的运行沿着通过第三阀V3连接的加热管线41供应至加热器52a，而不通过散热器12。

这里，引入加热管线41的冷却液通过第三水泵42的运行而通过加热器52a。此时，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运行，使得在加热管线41中循环的冷却液可以被加热。

另一方面，当应用空气加热器45而非冷却液加热器43时，可以根据通过加热器52a的外部空气的温度选择性地使空气加热器45运行。

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可以运行，从而加热流入车辆内部的外部空气。

当在通过加热器52a时与加热的冷却液完成了热交换的外部空气的温度低于预定温度或目标加热温度时，空气加热器45运行。

因此，当空气加热器45运行时，外部空气可以在通过空气加热器45的同时被加热，以在温度升高的状态引入车辆内部。

在本发明的示例性的实施方案中，从加热器52a排出的冷却液经由加热管线41和第三阀V3被引入冷却液管线11，随后沿着连接管线35和分支管线31供应至激冷器30。

这里，由于制冷剂不流入激冷器30，冷却液可以通过激冷器30而不与制冷剂进行热交换。

从激冷器30排出的冷却液顺序地通过分支管线31和接通的电池冷却液管线21，并再次引入储液罐16。

也就是说，通过了电气组件15的冷却液继续沿着冷却液管线11、加热管线41、连接管线35、分支管线31和一部分电池冷却液管线21循环，而不通过散热器12，并且从电气组件15吸收废热，从而使温度升高。

通过第三阀V3的操作，温度升高的冷却液被引入连接至冷却液管线11的加热管线41。相应地，被引入加热管线41的加热的冷却液供应至加热器52a。

这里，打开/关闭门52b打开，使得流入HVAC模块52的外部空气通过加热器52a。

相应地，从外部引入的外部空气在通过未供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的室温状态流入。被引入的外部空气可以在通过加热器52a时转变为高温状态，并流入车辆，从而对车辆内部加热。

换句话说，根据本发明的示例性实施方案，在重复执行上述过程时，可以回收在电气组件15中产生的废热，并将废热用于内部加热，从而降低功耗并提高总体加热效率。

另一方面，在通过使用冷却液回收电气组件15的废热而加热车辆内部的过程中，当电气组件15过热时，连接至散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分通过第一阀V1的操作而接通。

相应地，未供应至加热器52a的其余冷却液通过散热器12冷却。

完全冷却的冷却液可以在通过电气组件15时回收废热，同时可以与通过连接管线35、分支管线31和电池冷却液管线21的一部分引入储液罐16的冷却液一起有效地冷却电气组件15。

当电气组件15过热时，第一阀V1可以使连接至散热器12的冷却液管线11接通以允许通过电气组件15的一些冷却液流入连接管线35中，而其余冷却液流入散热器12。

因此，在散热器12中冷却的一些冷却液可以供应至电气组件15，防止电气组件15过热。

因此，根据本发明的示例性实施方案，可以回收在电气组件15中产生的废热，并将废热用于内部加热，从而降低功耗并提高总体加热效率。

同时，根据本发明的示例性实施方案，一些冷却液可以通过配置为分配流量的第一阀V1的操作控制被引入散热器12以被冷却，随后供应至电气组件15，从而有效地冷却电气组件15并确保电气组件15的冷却性能。

将参考图7描述加热电池模块24的情况的操作。

图7显示了在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热电池模块的工作状态图。

参考图7，热泵系统可以通过回收电气组件15的废热加热电池模块24。

首先，通过第一阀V1的操作，在连接至散热器12的冷却液管线11关断的状态下，在冷却装置10中连接管线35接通。这里，空调装置50停止工作。

分支管线31通过第二阀V2的操作而接通。相应地，除了相对于分支管线31连接至储液罐16的电池冷却液管线21的部分，电池冷却液管线21的其余部分接通。

因此，连接至储液罐16的电池冷却液管线21关断，而连接至电池模块24的其余的电池冷却液管线21可以接通。

也就是说，在电池冷却装置20中，连接第二水泵22和电池模块24的电池冷却液管线21接通，以连接至分支管线31。

相应地，在电池冷却装置20中，通过第二水泵22的运行，冷却液沿着接通的电池冷却液管线21和分支管线31循环。

通过电池模块24的一些冷却液可以被引入通过第二阀V2连接的储液罐16，其余的冷却液可以流入分支管线31。

同时，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。

在当前情况下，在通过电气组件15时温度升高的冷却液通过第一水泵14的运行而流入通过第三阀V3连接的加热管线41，而不通过散热器12。

也就是说，在冷却装置10中利用电气组件15的废热而温度升高的冷却液可以通过第三阀V3的操作而循环通过加热管线41。

这里，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运行以加热冷却液。相应地，循环通过加热管线41的冷却液在通过冷却液加热器43时温度升高。

相应地，在通过冷却液加热器43时温度升高的冷却液通过第三阀V3从加热管线41流入冷却液管线11。相应地，加热的冷却液通过连接管线35从冷却液管线11引入分支管线31。

引入分支管线31的加热的冷却液可以供应至通过电池冷却液管线21和分支管线31连接的电池模块24。

因此，加热的冷却液可以使电池模块24的温度升高。

因此，根据本发明的示例性的实施方案，在重复执行上述过程时，可以使电池模块24的温度迅速升高，从而有效地管理电池模块24的温度。

从而，如果应用如上所述的根据本发明的示例性实施方案的车辆的热泵系统，根据车辆的模式，可以利用在冷却液和制冷剂之间进行热交换的一个激冷器30来调节电池模块24的温度，并且可以利用冷却液加热车辆内部，从而简化整个系统。

根据本发明的示例性实施方案，还可以通过从电气组件15回收废热并将其用于内部加热来提高加热效率。

此外，根据本发明的示例性的实施方案，可以通过有效地控制电池模块24的温度以使电池模块24的性能最优，并且通过有效管理电池模块24来增加车辆的总行驶距离。

此外，本发明可以利用应用于加热装置40的冷却液加热器43来加热电池模块24，或者帮助车辆内部加热，从而降低成本和重量。

此外，在车辆的加热模式中，本发明选择性地利用外部热量以及电气组件15和电池模块24的废热，从而提高加热效率。

本发明利用冷凝器53和热交换器54还提高了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。

此外，本发明通过简化整个系统可以降低制造成本和重量并提高空间利用。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背后”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。应当进一步理解的是，术语“连接”或其衍生词表示直接和间接连接二者。

前面对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并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及其等价形式所限定。

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、第一阀和储液罐，并且配置为使冷却液循环通过冷却液管线，以冷却安装在冷却液管线中的至少一个电气组件；

电池冷却装置，其包括通过第二阀连接至储液罐的电池冷却液管线以及通过电池冷却液管线连接的第二水泵和电池模块，以使冷却液循环通过电池模块；

加热装置，其包括通过第三阀连接至冷却液管线的加热管线、安装在加热管线上的第三水泵以及加热器，以利用冷却液加热车辆内部；以及

激冷器，其安装在通过第二阀连接至电池冷却液管线的分支管线中，并且通过制冷剂连接管线连接至空调装置的制冷剂管线，从而通过在选择性地引入连接管线或分支管线的冷却液和从空调装置选择性地供应的制冷剂之间进行热交换来调节冷却液的温度；所述连接管线通过第一阀连接冷却液管线和分支管线；

其中，所述空调装置中包括的冷凝器连接至加热管线，以使循环通过加热装置的冷却液通过冷凝器。

2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

所述连接管线的第一端部通过第一阀连接至冷却液管线，而所述连接管线的第二端部连接在第二阀和激冷器之间；

所述加热器安装在空调装置中包括的加热、通风和空调模块内。

3.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

当加热电池模块时：

通过第一阀的操作，在连接至散热器的冷却液管线关断的状态下，连接管线接通；

分支管线通过第二阀的操作而接通；

相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的一部分关断；

通过第二水泵的运行，冷却液沿着电池冷却液管线和分支管线循环；

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；在冷却装置中利用至少一个电气组件的废热而温度升高的冷却液通过第三水泵的运行而循环通过加热管线；

从加热管线和冷却液管线引入的加热的冷却液通过连接管线从冷却液管线流入分支管线，并且供应至通过电池冷却液管线和分支管线连接的电池模块。

4.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述空调装置包括：

加热、通风和空调模块，其包括蒸发器和门，所述蒸发器通过制冷剂管线连接至加热、通风和空调模块；所述门配置为根据车辆的制冷模式、加热模式以及加热/除湿模式来控制通过蒸发器的外部空气以选择性地引入加热器；

冷凝器，其连接至加热管线以使冷却液循环通过冷凝器，从而在冷却液和通过制冷剂管线供应的制冷剂之间进行热交换；

压缩机，其通过制冷剂管线连接在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中；

第二膨胀阀，其安装在制冷剂连接管线中；

储液器，其安装在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管线中，并且连接至制冷剂连接管线；以及

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中。

5.根据权利要求4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而使在冷凝器中冷凝的制冷剂冷凝或蒸发。

6.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

在利用制冷剂冷却电池模块时，所述第二膨胀阀配置为使通过制冷剂连接管线流入的制冷剂膨胀以流入激冷器。

7.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

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

8.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

所述制冷剂连接管线的第一端部通过激冷器连接至热交换器和第一膨胀阀之间的制冷剂管线；

所述制冷剂连接管线的第二端部连接至储液器。

9.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，所述热交换器安装在散热器的前部。

10.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，所述激冷器和所述冷凝器均为水冷型换热器，而所述热交换器为风冷型换热器。

11.根据权利要求4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：空气加热器，其安装在蒸发器的相对侧，以选择性地加热通过加热器的外部空气，加热器介于空气加热器和蒸发器之间。

12.根据权利要求11所述的车辆的热泵系统，其中，当供应至加热器的冷却液的温度低于用于加热车辆内部的目标温度时，空气加热器运行以使通过加热器的外部空气的温度升高。

13.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的制冷模式中冷却电池模块时：

在冷却装置中，通过第一水泵的运行使冷却液循环通过冷却液管线；

连接管线通过第一阀的操作而关断；

在电池冷却装置中，分支管线通过第二阀的操作而接通，在相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的一部分关断的状态下，通过第二水泵的运行，通过激冷器的冷却液沿着电池冷却液管线和分支管线循环；

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；

所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀使制冷剂膨胀，从而使膨胀的制冷剂分别供应至蒸发器和激冷器；

所述第三膨胀阀使从冷凝器供应的制冷剂流入热交换器。

14.根据权利要求13所述的车辆的热泵系统，其中，

通过第三水泵的运行，所述加热装置将从冷却装置供应的冷却液供应至冷凝器；

所述冷凝器通过与冷却液进行热交换而使制冷剂冷凝，所述热交换器通过与外部空气进行热交换而使从冷凝器流入的制冷剂进一步冷凝。

15.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式中回收外部热源、电气组件和电池模块的废热时：

连接管线通过第一阀的操作而接通；

在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线的一部分以及连接散热器和储液罐的冷却液管线的一部分通过第一阀的操作而关断，通过第一水泵的运行，通过至少一个电气组件的冷却液沿着接通的连接管线供应至激冷器，而不通过散热器；

在电池冷却装置中，分支管线和电池冷却液管线通过第二阀的操作而分别接通，通过第二水泵的运行，通过电池模块的冷却液沿着分支管线供应至激冷器；

冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作而分别形成独立的闭合回路；

在加热装置中，通过第三水泵的运行，冷却液沿着加热管线循环；

在空调装置中，连接热交换器和蒸发器的制冷剂管线通过第一膨胀阀的操作而关断；

制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作而接通；

第二膨胀阀配置为使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀以供应至激冷器；

第三膨胀阀配置为使从冷凝器供应的制冷剂膨胀以供应至热交换器。

16.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的加热/除湿模式中：

连接管线通过第一阀的操作而接通；

在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线的一部分以及连接散热器和储液罐的冷却液管线的一部分通过第一阀的操作而关断，通过第一水泵的运行，通过至少一个电气组件的冷却液沿着接通的连接管线供应至激冷器，而不通过散热器；

在电池冷却装置中，分支管线通过第二阀的操作而接通以使除了相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的部分以外的电池冷却液管线关断；

从激冷器排出的冷却液通过分支管线和接通的电池冷却液管线引入储液罐；

冷却液管线和加热管线通过第三阀的操作而分别形成独立的闭合回路；

在加热装置中，通过第三水泵的运行，冷却液沿着加热管线循环；

在空调装置中，制冷剂分别沿着通过第一膨胀阀和第二膨胀阀的操作而接通的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，使得膨胀的制冷剂分别供应至蒸发器和激冷器。

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，所述第三膨胀阀配置为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预定值时，从冷凝器供应的制冷剂流入热交换器而不膨胀。

18.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

当利用冷却液冷却至少一个电气组件和电池模块时：

连接管线和分支管线通过第一阀和第二阀的操作而关断；

通过第一水泵的运行，在散热器中冷却并储存在储液罐中的冷却液被供应到至少一个电气组件；

储存在储液罐中的冷却液循环通过经由第二阀的操作而连接至储液罐的电池冷却液管线以供应至电池模块。

19.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式中利用至少一个电气组件的废热而空调装置不工作时：

连接管线通过第一阀的操作而接通；

在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线的一部分以及连接散热器和储液罐的冷却液管线的一部分通过第一阀的操作而关断；

分支管线通过第二阀的操作而接通以使除了相对于分支管线连接至储液罐的电池冷却液管线的部分以外的电池冷却液管线关断；

通过第一水泵的运行，在通过至少一个电气组件时温度升高的冷却液沿着通过第三阀连接的加热管线供应至加热器，而不通过散热器；

从加热器排出的冷却液沿着加热管线、第三阀、冷却液管线、连接管线和分支管线供应至激冷器；

从激冷器排出的冷却液通过分支管线和接通的电池冷却液管线引入储液罐。

20.根据权利要求19所述的车辆的热泵系统，其中，

当至少一个电气组件过热时，第一阀接通连接至散热器的冷却液管线以允许通过至少一个电气组件的部分冷却液流入连接管线，而通过至少一个电气组件的冷却液的其余冷却液流入散热器。

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