CN112744045B - 热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及热管理技术领域，尤其涉及一种热管理系统，包括：制冷剂流路、冷却液流路、第一换热器和第二换热器，所述制冷剂流路包括压缩机、第一室内换热器、第一流量调节装置和第二流量调节装置，所述冷却液流路包括第一换热组件、加热器和第一流体切换装置；在所述第一制热模式下，压缩机、第一室内换热器、第二流量调节装置、第四换热部连通形成回路；以及，第一换热组件、加热器、第三换热部、第一流体切换装置连通形成回路，其中，所述加热器可以开启或关闭，所述第二流量调节装置对制冷剂流路节流。本申请的热管理系统可以选择加热器制热、电池或其他组件工作时产生的多余热量中的至少一种以提供制热时所需的热量。

Description

热管理系统
技术领域
本申请涉及热管理技术领域，尤其涉及一种热管理系统。
背景技术
相关的热管理系统包括冷却液流路和制冷剂流路，冷却液流路包括加热器、电池或其它组件，在冬季环境温度较低时，系统开启制热模式，制冷剂流路可以通过相应的换热器吸收冷却液流路的热量，冷却液的热量来自电池或其它组件工作时产生的多余热量，此时加热器可关闭，热管理系统通过回收余热既能提升其制热能力又能维持电池或其他组件的正常工作温度，若同时开启加热器，可以提供更多的热量给制冷剂流路进一步提升系统制热能力；但是电池等组件工作温度较低时无法提供多余热量，此时开启加热器，部分热量需要用于对电池或其它组件的预热，不能快速制热，因此热管理系统还需要优化，以应对不同的制热需求。
发明内容
鉴于存在的上述问题，本申请提供了一种热管理系统，在制热模式下，系统可以选择加热器制热、第一换热组件工作时产生的多余热量中的至少一组热量以提供制热时所需的热量。
为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：
本申请提供了一种热管理系统，包括制冷剂流路、冷却液流路、第一换热器和第二换热器，所述制冷剂流路包括压缩机、第一室内换热器、第一流量调节装置和第二流量调节装置，所述冷却液流路包括第一换热组件、加热器和第一流体切换装置；
所述第一换热器包括能够进行热交换的第一换热部和第二换热部，所述第一换热部连接于所述冷却液流路，所述第二换热部连接于所述制冷剂流路；所述第二换热器包括能够进行热交换的第三换热部和第四换热部，所述第三换热部连接于所述冷却液流路，所述第四换热部连接于所述制冷剂流路；
所述第一流体切换装置包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述加热器连通，所述第二接口与所述第一换热组件连通，所述第三接口与所述第一换热部连通，所述热管理系统包括第一制热模式和第二制热模式；
在所述第一制热模式下，所述第一接口和所述第二接口连通，压缩机、第一室内换热器、第二流量调节装置、第四换热部连通形成回路；以及，第一换热组件、加热器、第三换热部、第一流体切换装置连通形成回路，其中，所述加热器可以开启或关闭，所述第二流量调节装置对制冷剂流路节流；
在所述第二制热模式下，所述第一接口和所述第三接口连通，压缩机、第一室内换热器、第一流量调节装置、第二换热部连通形成回路；以及，第一换热部、加热器、第一流体切换装置连通形成回路，其中，所述加热器开启对冷却液进行加热，所述第一流量调节装置对所述制冷剂流路进行节流。
可选的，所述冷却液流路还包括第二换热组件，所述第一流体切换装置为四通阀，第一流体切换装置还包括第四接口，第四接口与所述第二换热组件连通，在所述第一制热模式下，所述第三接口和所述第四接口连通，所述第二换热组件、第一换热部、第一流体切换装置连通形成回路。
可选的，所述热管理系统还包括第三制热模式，在第三制热模式下，所述第一接口和第二接口连通，所述第一换热组件、所述加热器、所述第一流体切换装置连通形成回路，其中，所述加热器开启对冷却液进行加热。
可选的，所述制冷剂流路还包括第二室内换热器和第三流量调节装置，所述热管理系统还包括制冷模式，在制冷模式下，压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第一流量调节装置、第二换热部、第三流量调节装置、第二室内换热器连通形成回路，同时，压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第一流量调节装置、第二换热部、第二流量调节装置、第四换热部连通形成回路，其中，所述第二流量调节装置、所述第三流量调节装置对制冷剂流路节流，所述第一流量调节装置处于导通状态，以及，所述第一接口和所述第二接口连通，加热器、第一换热组件、第三换热部、第一流体切换装置连通形成回路。
可选的，所述热管理系统还包括第一除湿模式，在第一除湿模式下，压缩机、第一室内换热器、第三流量调节装置、第二室内换热器连通形成回路，其中所述第三流量调节装置对制冷剂流路进行节流。
可选的，所述热管理系统还包括第二除湿模式，在第二除湿模式下，所述第一接口和所述第三接口连通，压缩机、第一室内换热器、第三流量调节装置、第二室内换热器连通形成回路，同时，压缩机、第一室内换热器、第一流量调节装置、第二换热部、室外换热器连通形成回路，以及，加热器、第一换热部、第一流体切换装置连通形成回路，其中，所述加热器开启对冷却液进行加热，所述第一流量调节装置、所述第三流量调节装置对制冷剂流路进行节流。
可选的，所述制冷剂流路还包括第四流量调节装置；在所述第一制热模式下和所述第二制热模式下，所述压缩机、第一室内换热器、第一流量调节装置、第二换热部、第四流量调节装置、室外换热器连通形成回路，所述第四流量调节装置对所述制冷剂流路进行节流，制冷剂经所述第一流量调节装置先进入第二换热部，后流经第四流量调节装置进入室外换热器，或，制冷剂经所述第四流量调节装置先进入室外换热器，后流经所述第一流量调节装置进入第二换热部。
可选的，所述热管理系统还包括第一除霜模式，在第一除霜模式下，压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第四流量调节装置、第二换热部、第一流量调节装置连通形成回路，其中，所述第四流量调节装置对制冷剂流路进行节流，第一流量调节装置处于导通状态，且制冷剂先进入室外换热器，后流经第四流量调节装置进入第二换热部，制冷剂通过所述第一换热器吸收冷却液的热量；以及，所述第一接口和所述第三接口连通，加热器、第一换热组件、第一流体切换装置连通形成回路，其中，所述加热器开启。
可选的，所述热管理系统还包括第二除霜模式，在第二除霜模式下，压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第四流量调节装置、第二换热部、第一流量调节装置、第二流量调节装置、第四换热部连通形成回路，其中，所述第一流量调节装置、第四流量调节装置处于导通状态，第二流量调节装置对所述制冷剂流路进行节流，所述制冷剂通过第二换热器吸收冷却液的热量。
可选的，所述制冷剂流路还包括第二流体切换装置，第二流体切换装置包括第五接口、第六接口、第七接口、第八接口，所述第一室内换热器的出口与所述第五接口连通，所述压缩机的进口与所述第七接口连通；
所述室外换热器的第二端口与所述第六接口连通，所述室外换热器的第一端口与所述第一换热器的第二端口连通，所述第一换热器的第一端口与所述第八接口连通，或，所述第一换热器的第二端口与所述第六接口连通，所述第一换热器的第一端口与所述室外换热器的第二端口连通，所述室外换热器的第一端口与所述第八接口连通；
在所述第一制热模式下和第二制热模式下，所述第五接口和所述第八接口连通，所述第六接口和所述第七接口连通。
由以上技术方案可见，本申请的热管理系统包括第一制热模式和第二制热模式，在第一制热模式下，例如第一换热组件产生了多余热量，则冷却液流路提供给制冷剂流路的热量可以是来自第一换热组件工作时产生的多余热量，同时第一换热组件的工作温度可以维持在一个正常的区间；也可以是同时开启加热器，制冷剂吸收来自加热器和第一换热组件产生的两组热量，以此进一步提升系统制热能力；在第二制热模式下，例如第一换热组件没有多余热量可以提供或其工作温度低于正常值，则冷却液流路提供给制冷剂流路的热量可以是来自加热器开启后产生的热量，使系统可以快速制热。本申请优化了热管理系统，通过第一流体切换装置的切换使其可以选择加热器制热、第一换热组件或其他组件工作时产生的多余热量中的至少一种以提供制热时所需的热量，以应对不同的制热需求。
附图说明
图1是本申请的第一制热模式的第一种实施例工作原理示意图；
图2是本申请的第一制热模式的第二种实施例工作原理示意图；
图3是本申请的第一制热模式的第三种实施例工作原理示意图；
图4是本申请的第二制热模式工作原理示意图；
图5是本申请的第三制热模式工作原理示意图；
图6是本申请的制冷模式工作原理示意图；
图7是本申请的第一除湿模式工作原理示意图；
图8是本申请的第二除湿模式工作原理示意图；
图9是本申请的第一除霜模式工作原理示意图；
图10是本申请的第二除霜模式工作原理示意图；
图11是本申请的电池快充模式工作原理示意图；
图12是本申请的制冷模式的另一种实施例的工作原理示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。
下面以一种具体的车用热管理系统为例结合附图进行说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
如图1至图12所示，本申请提供了一种适用车辆空调的热管理系统，例如纯电动汽车的热管理系统，其具有制冷模式、制热模式、除湿模式和除霜模式等多种工作模式。具体的，该空调系统包括用于调节乘客舱内的温度和/或湿度的空调箱16，空调箱16大致包括风道161、进风口和出风口。在其它实施例中，空调箱16的进风口还可以分开设置新风进口、旧风进口，其中，出风口处还可设置格栅，用于空气流的分配，使空气可以吹向乘客舱不同的部位，新风进口和旧风进口可用于车辆空调的外循环模式和内循环模式之间的切换。在所述风道161内布置有第一室内换热器2和第二室内换热器6、鼓风机17；在所述进风口处设置进风阀18。鼓风机17开启后，沿空气流动方向依次在空调箱16的风道161内布置鼓风机17、第二室内换热器6、第一室内换热器2，以及在第一室内换热器2的上游处设置挡风阀19，若不需要空气与第一室内换热器2进行换热，可以切换挡风阀19，使其阻挡空气流向第一室内换热器2。
本实施例的热管理系统具体包括制冷剂流路、冷却液流路、第一换热器9和第二换热器10。所述制冷剂流路包括压缩机1、第一室内换热器2、室外换热器3、第一流量调节装置4、第二流量调节装置5、第二室内换热器6、第三流量调节装置7、第二流体切换装置8、第四流量调节装置15、气液分离器20、第一控制阀22、第二控制阀23、第三控制阀24。所述第一流量调节装置4、第二流量调节装置5、第三流量调节装置7、第四流量调节装置15可以是电子膨胀阀，起到对制冷剂流路进行节流或导通的作用。在其它实施例中，上述流量调节装置也可以是多个节流阀和多个控制阀的组合装置。所述第一控制阀22、所述第二控制阀23、所述第三控制阀24可以是三通阀或者三通比例调节阀，用于连接管路以及冷却液流量在各流路的分配。所述冷却液流路包括第一换热组件11、加热器12、第一流体切换装置13和第二换热组件14。所述第一换热组件11和第二换热组件14作为车辆发热设备，长时间工作后可以产生多余的热量。例如，第一换热组件11包括电池，第二换热组件14包括电机，或其它各类发热组件的组合。第一换热组件11、第二换热组件14与冷却液之间的热传递可以通过热辐射、热交换等方式进行。
上述部件之间可通过管路进行连接以形成流路，管路上可以设置各类阀件以控制管路的通断。所述冷却液流路还连接有用于驱动冷却液流动的驱动装置和冷却液存储装置，驱动装置可以是泵，在本实施例中，驱动装置包括第一泵25和第二泵26。冷却液存储装置可以是水箱，冷却液可以是水和乙醇的混合液。所述气液分离器20起到保护压缩机1的作用，用于分离气液两相的制冷剂，使进入压缩机1的制冷剂为饱和气态，在其它实施例中，也可以不设置气液分离器20，例如当制冷剂从换热器内流出时的状态为气态，或，压缩机1本身具有气液分离的功能。所述制冷剂可以是二氧化碳或其它介质。
所述第一换热器9和所述第二换热器10均为双流道换热器，两个流道相互阻隔不连通，例如，微通道扁管包围外壳的液冷换热器或板式换热器。所述第一换热器9具体包括能够进行热交换的第一换热部91和第二换热部92，所述第一换热部91连接于所述冷却液流路，所述第二换热部92连接于所述制冷剂流路；所述第二换热器10具体包括能够进行热交换的第三换热部101和第四换热部102，所述第三换热部101连接于所述冷却液流路，所述第四换热部102连接于所述制冷剂流路。
第二流体切换装置8为四通阀，具体包括第五接口81、第六接口82、第七接口83、第八接口84，所述第一室内换热器2的出口通过管路与所述第五接口81连通，所述压缩机1的进口通过管路与所述第七接口83连通，在本实施例中，气液分离器20的进口与所述第七接口83、所述第二室内换热器6的出口、所述第四换热部102的出口连通，气液分离器20也可以设置多个进口。
所述室外换热器3的第二端口通过管路与所述第六接口82连通，所述室外换热器3的第一端口通过管路与所述第一换热器9的第二端口连通，所述第一换热器9的第一端口通过管路与所述第八接口84连通，或，所述第一换热器9的第二端口通过管路与所述第六接口82连通，所述第一换热器9的第一端口通过管路与所述室外换热器3的第二端口连通，所述室外换热器3的第一端口通过管路与所述第八接口84连通。本实施例具体以前一种管路连接方式进行描述。
所述第一流体切换装置13包括第一接口131、第二接口132、第三接口133和第四接口134，所述第一接口131通过管路与所述加热器12连通，所述第二接口132通过管路与所述第一换热组件11连通，所述第三接口133通过管路与所述第一换热部91连通，所述第四接口134通过管路与所述第二换热组件14连通，在本实施例中，第一流体切换装置13和第八流体切换装置8均为四通阀。
所述热管理系统具体包括第一制热模式、第二制热模式、第三制热模式、制冷模式、第一除湿模式、第二除湿模式、第一除霜模式、第二除霜模式、电池快充冷却模式，以下对各个模式进行详细的描述，基于本实施例，每个模式可以具有其他管路连接方式。
在冬季环境温度较低时，本申请的热管理系统可以在各种情况下应对不同的制热需求。
如图1所示，所述第一制热模式下的第一种实施方式，将所述第一换热组件11产生的多余热量作为热源，将所述第二换热器10作为蒸发器使用，例如，室外换热器3结霜，无法使用的情况，当然也可以适用于其他情况。所述第五接口81和所述第八接口84连通，第一流量调节装置4、第三流量调节装置7关闭不导通，所述第一接口131和所述第二接口132连通，压缩机1、第一室内换热器2、第二流体切换装置8、第二流量调节装置5、第四换热部102、气液分离器20连通形成回路；同时，第一泵26、加热器12、第一换热组件11、第三换热部101、第一流体切换装置13连通形成回路，其中，所述加热器12根据制热需求可以开启或关闭，所述第二流量调节装置5对制冷剂流路节流，第一泵25开启，驱动冷却液流动，冷却液经第一泵25驱动后流向加热器12，再依次通过第一换热组件11、第三换热部101、第一流体切换装置13回到第一泵25，如此循环。
第一制热模式的工作原理：冬季车辆处于低温环境下，需要对乘客舱进行制热时，热管理系统可以切换至第一制热模式，在第一制热模式下，制冷剂经压缩机1压缩成高温高压的气态，然后进入第一室内换热器2，此时挡风阀19打开，空气与所述第一室内换热器2进行热交换，空气被加热后通过出风口进入乘客舱内，使乘客舱环境温度升高。制冷剂经所述第一室内换热器2后降温，低温制冷剂经过第二流体切换装置8流向第二流量调节装置5，第二流量调节装置5对制冷剂流路进行节流，制冷剂降温降压后流入第四换热部102，此时第四换热部102为低温侧，第三换热部101为高温侧，第四换热部102内低温低压制冷剂吸收第三换热部101内冷却液的热量，变成气态或气液两相状态，然后制冷剂经气液分离器20气液分离后回到压缩机1再次被压缩，如此循环。在其它实施例中，热管理系统只具有第一制热模式时，也可以不需要第一流体切换装置13、第二流体切换装置8等其它部件。
在第一制热模式的第一种实施方式下，若制热效果满足需求，可以不开启加热器12，若制热效果不满足要求，则可以同时开启加热器12，冷却液流路可以提供更多的热量给制冷剂流路，以提升系统制热效果。
如图2所示，所述第一制热模式的第二种实施方式。当室外换热器3未结霜仍旧可以正常使用时，且仅依靠第一换热组件11产生的多余热量无法满足要求的情况下，所述第五接口81与所述第八接口84连通，所述第六接口82和所述第七接口83连通，制冷剂流经第二流体切换装置8后分成两路，其中一路流向第二流量调节装置5，此路制冷剂的工作原理与上述第一种实施方式相同，不再做具体描述。另一路制冷剂流向第一流量调节装置4，此时第一流量调节装置4处于导通状态，且第一换热器9不参与换热，第四流量调节装置15对制冷剂流路进行节流，制冷剂经第四流量调节装置15后变为气态或气液两相状态，然后进入室外换热器3，通过室外换热器3与室外环境进行热交换，制冷剂吸热，然后通过第二流体切换装置8流向气液分离器20进行气液分离，最后制冷剂回到压缩机1内再次被压缩，如此循环。当然，加热器12也可以同时开启，可以进一步提升制热效果。在一些实施例中，还可以设置与第一换热器9并联的支路，使制冷剂直接流向第四流量调节装置15而不经过第一换热器9，以减小制冷剂的流动阻力。
如图3所示，第一制热模式的第三种实施方式，基于前两种实施方式，冷却液流路加入了第二换热组件14，所述第三接口133和所述第四接口134连通，第二换热组件14、第二泵26、第一换热部91、第一流体切换装置13连通形成回路，第二泵26驱动冷却液流动，冷却液经第二泵26驱动后依次流向第一控制阀22、第二控制阀23、第一流体切换装置13、第二换热组件14，最后回到第二泵26，如此循环。第二换热组件14产生的多余热量通过第一换热器9传递给制冷剂流路，当第一控制阀22为三通比例调节阀时，可以调节冷却液的流量，使部分冷却液流向流向第二控制阀23，然后调节第二控制阀23，使冷却液流向第一换热器9的第一换热部91，其余冷却液直接流向第一流体切换装置13，经第一换热部91热交换后的冷却液汇合另一路冷区液流向第一流体切换装置13，最后流回第二换热组件14，以使第二换热组件14的工作温度维持在一个合适的区间内。此时，第一流量调节装置4、第四流量调节装置15对制冷剂流路进行节流，制冷剂经第一流量调节装置4后变为气态或气液两相状态，进入第二换热部92内，与第一换热部91内的冷却液进行热交换，吸收冷却液的热量，然后气态或气液两相的制冷剂经第四流量调节装置15后流入室外换热器3，第一换热器9和室外换热器3作为蒸发器使用。所述室外换热器3存储有气态或气液两相的制冷剂，外界环境温度较低而室外换热器3换热性能较弱时，室外换热器3中会储存较多制冷剂的现象，通过第一流量调节装置4、第四流量调节装置15使两个蒸发器处于不同的蒸发温度，可以在不增加制冷剂充注量的前提下，维持系统的正常运行，充分发挥室外换热器3的最大换热能力，以提升系统的制热能力。在其他实施例中，制冷剂也可以先经过室外换热器3，再经过第一换热器9，即制冷剂经所述第四流量调节装置15先进入室外换热器3，后流经所述第一流量调节装置4进入第二换热部92。
上述三种实施方式可以相互组合，例如，室外换热器3结霜时，还可以用第一换热器9代替室外换热器3作为蒸发器使用，此时第四流量调节装置15处于导通状态，且热源来自第二换热组件14产生的多余的热量。在第一制热模式下，可根据实际情况，将第一换热组件11和第二换热组件14中的至少一组产生的多余热量提供给制冷剂流路，可使第一换热组件11和/或第二换热组件14的工作温度维持在合适的工作区间，同时提升了系统的制热能力，有利于节省电动汽车的耗电量，进而提升电池续航里程。
当车辆刚启动时，所述第一换热组件11、所述第二换热组件14等汽车的发热设备没有产生多余的热量，此时采用第一制热模式，系统的制热效果较差，且会使设备无法较好的预热或使工作温度无法维持在合适的区间，例如，第一换热组件11包括电池时，电池在低温环境下需要预热才能保持较好的工作状态。即使开启加热器12，冷却液升温后，其一部分热量需要提供给第一换热组件11进行预热，另一部分提供给制冷剂流路，不能较快的对乘客舱进行制热；若将冷却液全部热量传递给制冷剂流路，则不利于电池的正常工作，且温度的控制或者热量的分配较为复杂。
此时热管理系统可以切换至第二制热模式。如图4所示，在所述第二制热模式下，所述第一接口131和所述第三接口133连通，所述第五接口81和所述第八接口84连通，所述第六接口82和所述第七接口83连通，压缩机1、第一室内换热器2、第二流体切换装置8、第一流量调节装置4、第二换热部92、第四流量调节装置15、室外换热器3、气液分离器20连通形成回路。连接加热器12和第一换热组件11的管路上设置有第一支路，通过切换第二控制阀23，使第一支路能够与第一换热部91连通，当第一接口131与第三接口133连通时，第一接口131和第二接口132不连通，因此经过加热器12的冷却液会流向第一换热部91，加热器12、第一支路、第一换热部91、第一流体切换装置13连通形成回路。如此，无需增加额外的换热器，冷却液和制冷剂之间利用所述第一换热器9进行热交换。其中，所述加热器12开启对冷却液进行加热，所述第一流量调节装置4、所述第四流量调节装置15对所述制冷剂流路进行节流，第二流量调节装置5和第三流量调节装置7关闭。制冷剂流路的工作原理与第一制热模式的第三种实施方式的工作原理相同，在此不再具体描述。其中，加热器可以是电加热器，例如PTC加热器，在第二制热模式下，同时以PTC加热器产生的热水和空气源为热源使系统制热比直接用空气或PTC加热器中的一种方式加热乘客舱的效率高，有利于节省电动车的耗电量，进而提升电池续航里程。此模式适用于电机、电池没有热量可以利用的情况下，通过PTC加热器产生热水的方式，使空调系统稳定运行。且冷却液流路的温度控制较为方便，只需单独控制PTC加热器即可。在其他实施例中，当所述室外换热器3结霜时，所述第四流量调节装置15处于导通状态，制冷剂经过所述室外换热器3时不进行换热。
如图5所示，本申请的热管理系统还包括第三制热模式，在第三制热模式下，所述第一接口131和第二接口132连通，所述第一换热组件11、所述加热器12、所述第一流体切换装置13连通形成回路，其中，所述加热器12开启对冷却液进行加热，所述制冷剂流路不连通。在第三制热模式下，可以对第一换热组件11进行预热，使其在低温环境下，具有合适的工作温度。
在夏季环境温度较高时，需要对乘客舱环境进行降温，系统可以切换至制冷模式，如图6所示，在制冷模式下，压缩机1、第一室内换热器2、室外换热器3、第四流量调节装置15、第二换热部92、第一流量调节装置4、第三流量调节装置7、第二室内换热器6、气液分离器20连通形成回路，同时，压缩机1、第一室内换热器2、室外换热器3、第四流量调节装置15、第一流量调节装置4、第二换热部92、第二流量调节装置5、第四换热部102连通形成回路，以及，所述第一接口131和所述第二接口132连通，加热器12、第一换热组件11、第三换热部101、第一流体切换装置13连通形成回路。其中，所述第二流量调节装置5、所述第三流量调节装置7对制冷剂流路节流，所述第一流量调节装置4、第四流量调节装置15处于导通状态。所述挡风阀19关闭，空气不与所述第一室内换热器2进行热交换。
制冷模式工作原理：制冷剂经压缩机1压缩成高温高压的气态，制冷剂流向第一室内换热器2，此时由于挡风阀19关闭，空气不与所述第一室内换热器2进行热交换，制冷剂温度几乎不变，然后制冷剂流向室外换热器3，在室内换热器3内与外界环境进行热交换，制冷剂放热温度降低，然后依次经过第四流量调节装置15、第二换热部92、第一流量调节装置4，制冷剂经过第一流量调节装置4后分成两路，一路流向第三流量调节装置7，一路流向第二流量调节装置5，所述第二流量调节装置5、所述第三流量调节装置7均对制冷剂流路进行节流，制冷剂由气态变为低温低压的气态或气液两相状态，并分别进入第二室内换热器6和第四换热部102内进行热交换。其中，制冷剂在第二室内换热器6内与流经第二室内换热器6表面的空气进行热交换，吸收空气的热量，使空气在进入乘客舱之前被降温；制冷剂在第四换热部102内与在第三换热部101内的冷却液进行热交换，制冷剂吸收冷却液的热量，冷却液的温度降低，从而可以冷却第一换热组件11，使其工作温度维持在合适的区间。两路制冷剂于所述气液分离器20内汇合，最后流入压缩机1内，再次被压缩，如此循环。
本申请的制冷模式还可用于除湿。空气经过第二室内换热器6时，空气中的水汽降温后冷凝成水而被排出，起到了除湿的效果，即制冷除湿，可适用于温度较高且湿度较大的环境。
在冬季低温环境下，例如，空调切换为内循环制热时，由于乘客的呼吸而导致乘客舱内容易产生较多的水汽，此时需要对循环的空气进行除湿后再排入乘客舱内。如图7所示，所述热管理系统包括第一除湿模式，在第一除湿模式下，压缩机1、第一室内换热器2、第二流体切换装置8、第三流量调节装置7、第二室内换热器6连通形成回路，其中所述第三流量调节装置7对制冷剂流路进行节流。制冷剂经压缩机1压缩成高温高压的气态，然后进入第一室内换热器2内，此时，挡风阀19打开，制冷剂与经过第一室内换热器2表面的低温空气进行热交换，制冷剂释放热量后降温，空气吸热后升温。降温后的制冷剂通过第二流体切换装置8，流向第三流量调节装置7，经第三流量调节装置7节流，变为低温低压的气态或气液两相状态，然后进入第二室内换热器6内，与经过第二室内换热器6表面的空气进行热交换，空气温度被降低，空气中的水汽冷凝成水，并通过空调箱16的排水结构排出，低温的空气流向第一室内换热器2，被第一室内换热器2加热后排入乘客舱，因此除湿后的空气温度不会太低，使乘客舱的环境较为舒适。在一些实施例中，所述第一除湿模式还可以用于空调外循环模式。
所述热管理系统还包括第二除湿模式，以应对制热需求高的情况。如图8所示，在第二除湿模式下，所述第一接口131和所述第三接口133连通，所述第五接口81和所述第八接口84连通，所述第六接口82和第七接口83连通，压缩机1、第一室内换热器2、第二流体切换装置8、第三流量调节装置7、第二室内换热器6、气液分离器20连通形成回路，同时，压缩机1、第一室内换热器2、第二流体切换装置8、第一流量调节装置4、第二换热部92、第四流量调节装置15、室外换热器3、气液分离器20连通形成回路，以及，加热器12、第一换热部91、第一流体切换装置13连通形成回路，其中，所述加热器12开启对冷却液进行加热，所述第一流量调节装置4、所述第三流量调节装置7对制冷剂流路进行节流。与第一除湿模式不同的是，制冷剂经过所述第二流体切换装置8后分成两路，一路流向第三流量调节装置7，此路制冷剂流路的工作原理与所述第一除湿模式的工作原理相同，此处不再具体描述。另一路制冷剂流向第一流量调节装置4，经第一流量调节装置4节流后变成低温低压的气态或气液两相状态，然后流入第二换热部92内，与第一换热部91内的冷却液进行热交换，制冷剂吸收冷却液的温度流出第二换热部92，经过第四流量调节装置15后进入室外换热器3，此时，第四流量调节装置15处于导通状态，制冷剂进入室外换热器3后可以与室外环境继续吸热，吸收室外环境的热量后与另一路制冷剂汇合后流向气液分离器20，最后流回压缩机1内再次被压缩，如此循环。需要说明的是，加热器12对冷却液加热的温度有限的情况下，制冷剂在第二换热部92内吸热不足，则可以在室外换热器3内继续吸热。
在一些实施例中，在第二除湿模式下，所述第四流量调节装置15也可以处于节流状态，制冷剂进入室外换热器3之前节流降温降压，从而在室外换热器3内吸收更多的热量。在另一些实施例中，在第二除湿模式下，所述加热器也可以关闭，此时，第一流量调节装置4处于导通状态而不起节流作用，制冷剂在第二换热部92内不换热，第四流量调节装置15处于节流状态，制冷剂经第四流量调节装置15后降温降压，变成气态或气液两相状态，然后进入室外换热器3，与室外环境进行热交换，制冷剂吸热。在其他实施例中，在第二除湿模式下，所述第三接口133和第四接口134连通，参考图3所示的第二换热组件14所在的冷却液回路，第二换热组件14产生的多余热量可以通过第一换热器9传递给制冷剂流路，此时，第一流量调节装置4对制冷剂流路进行节流，从而使低温的制冷剂在第二换热部92内吸收在第一换热部91内的冷却液热量。
冬季环境温度较低时，系统制热时间较长后，室外换热器3容易结霜，需要对室外换热器3进行除霜使其换热能力恢复。所述热管理系统包括第一除霜模式，如图9所示，在第一除霜模式下，所述第五接口81和第六接口82连通，压缩机1、第一室内换热器2、室外换热器3、第四流量调节装置15、第二换热部92、第一流量调节装置4、第二室内换热器6、气液分离器20连通形成回路，其中，所述第四流量调节装置15对制冷剂流路进行节流，第一流量调节装置4处于导通状态，制冷剂先进入室外换热器3，后流经第四流量调节装置15进入第二换热部92，制冷剂通过所述第一换热器9吸收冷却液的热量；以及，所述第一接口131和所述第三接口133连通，加热器12、第一换热组件11、第一流体切换装置13连通形成回路，其中，所述加热器12开启。
制冷剂经压缩机1压缩成高温高压的气态，流入第一室内换热器2，在第一除霜模式下，挡风阀19关闭，阻挡空气和第一室内换热器2进行热交换，制冷剂温度几乎不变，高温的制冷剂进入室外换热器3内，向室外换热器3周围环境释放热量，从而使室外换热器3表面的结霜融化，达到除霜的目的。经室外换热器3的低温制冷剂经过第四流量调节装置15时，降温降压变成气态或气液两相状态，然后流向第二换热部92，低温的制冷剂在第二换热部92内与第一换热部91内的冷却液进行热交换，制冷剂吸收冷却液的热量，制冷剂流出第二换热部92，流经第一流量调节装置4，此时第一流量调节装置4处于导通状态，制冷剂状态不发生变化，制冷剂再进入第二室内换热器6之前，经第三流量调节装置7节流降压，温度再次降低，从而在第二室内换热器6内可以从空气中吸收更多的热量，最后制冷剂流向气液分离器20，气液分离后回到压缩机1再次被压缩，如此循环。冷却液由加热器12进行加热，在第一除霜模式下，第一换热器9作为做蒸发器使用，室外换热器3作为冷凝器使用，当制冷剂在第二换热部92内已经吸收足够的热量时，所述第三流量调节装置7可以是导通状态，制冷剂在所述第二室内换热器6内不换热，空气不会被降温，此时也可以将进风阀18关闭，如此，乘客舱内不会有冷空气进入。在一些实施例中，制冷剂经过第二换热部92后，也可以不经过第二室内换热器6，而是直接回到气液分离器20或压缩机1中。在另一些实施例中，所述第三接口133和所述第四接口134连通，制冷剂流路不变，参考图3所示的第二换热组件14所在的冷却液回路，第二换热组件14产生的多余热量可以通过第一换热器9传递给制冷剂流路，从而使低温的制冷剂可以在第二换热部92内吸收在第一换热部91内的冷却液热量，将二换热组件14产生的多余热量用于除霜。
所述热管理系统还包括第二除霜模式，如图10所示，在第二除霜模式下，压缩机1、第一室内换热器2、第二流体切换装置8、室外换热器3、第四流量调节装置15、第二换热部92、第一流量调节装置4、第二流量调节装置5、第四换热部102连通形成回路，其中，所述第一流量调节装置4、第四流量调节装置15处于导通状态，第三流量调节装置7关闭，制冷剂不经过第二室内换热器6，第二流量调节装置5对所述制冷剂流路进行节流，低温制冷剂流入第四换热部102内与第三换热部101内的冷却液进行热交换。同时，所述第一换热组件11、加热器12、第三换热部101连通形成回路。冷却液吸收第一换热组件11产生的多余热量后升温，通过第二换热器10将热量传递给制冷剂流路。当第一换热组件11无法产生多余热量时，可开启加热器12进行制热，补充热量。在其它实施例中，所述第二除霜模式和第一除霜模式可以进行相互组合，例如，第一接口131和第二接口132连通，同时第三接口133和第四接口134连通，第一换热组件11和第二换热组件14产生的多余热量可分别通过第一换热器9和第二换热器10传递给制冷剂流路，第一换热器9和第二换热器10作为蒸发器使用，制冷剂可以不经过第二室内换热器6。
所述第一换热组件11包括电池，电池快速充电时会产生热量，热量堆积会造成安全隐患。所述热管理系统包括电池快充冷却模式和第三换热器21，第三换热器21可以是散热水箱或空气换热器。如图11所示，所述第一接口131和所述第二接口132连通，所述第三接口133和所述第四接口134连通，在电池快充冷却模式下，第二换热器10、第一换热组件11、加热器12、第一流体切换装置13、第二换热组件14、第三换热器21连通形成回路。冷却液吸收电池的热量升温，电池降温，冷却液进入第三换热器21内和空气进行换热，从而达到电池散热的目的。
所述第三换热器21也可以用于第二换热组件14的散热。例如，在所述制冷模式下，第二换热组件14产生的多余热量不需要回收，而第二换热组件14需要散热。(例如电机需要散热)，如图12所示，所述第三接口133和所述第四接口134连通，第二换热组件14、第三换热器21连通形成回路，冷却液吸收第二换热组件14的热量后升温，高温的冷却液进入第三换热器21内，与空气进行热交换，从而达到给第二换热组件14散热的目的。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热管理系统，其特征在于，包括制冷剂流路、冷却液流路、第一换热器（9）和第二换热器（10），所述制冷剂流路包括压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第一流量调节装置（4）和第二流量调节装置（5），所述冷却液流路包括第一换热组件（11）、加热器（12）和第一流体切换装置（13）；
所述第一换热器（9）包括能够进行热交换的第一换热部（91）和第二换热部（92），所述第一换热部（91）连接于所述冷却液流路，所述第二换热部（92）连接于所述制冷剂流路；所述第二换热器（10）包括能够进行热交换的第三换热部（101）和第四换热部（102），所述第三换热部（101）连接于所述冷却液流路，所述第四换热部（102）连接于所述制冷剂流路；
所述第一流体切换装置（13）包括第一接口（131）、第二接口（132）和第三接口（133），所述第一接口（131）与所述加热器（12）连通，所述第二接口（132）与所述第三换热部（101）连通，所述第三接口（133）与所述第一换热部（91）连通，所述加热器（12）与所述第一换热组件（11）的一端连通，所述第三换热部（101）与所述第一换热组件（11）的另一端连通，所述热管理系统包括第一制热模式和第二制热模式；
在所述第一制热模式下，所述第一接口（131）和所述第二接口（132）连通，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第二流量调节装置（5）、第四换热部（102）连通形成回路；以及，第一换热组件（11）、加热器（12）、第三换热部（101）、第一流体切换装置（13）连通形成回路，其中，所述加热器（12）可以开启或关闭，所述第二流量调节装置（5）对制冷剂流路节流；
在所述第二制热模式下，所述第一接口（131）和所述第三接口（133）连通，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第一流量调节装置（4）、第二换热部（92）连通形成回路；以及，第一换热部（91）、加热器（12）、第一流体切换装置（13）连通形成回路，其中，所述加热器（12）开启对冷却液进行加热，所述第一流量调节装置（4）对所述制冷剂流路进行节流。
2.如权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述冷却液流路还包括第二换热组件（14），所述第一流体切换装置（13）还包括第四接口（134），所述第一流体切换装置（13）为四通阀，所述第四接口（134）与所述第二换热组件（14）连通，在所述第一制热模式下，所述第三接口（133）和所述第四接口（134）连通，所述第二换热组件（14）、第一换热部（91）、第一流体切换装置（13）连通形成回路。
3.如权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第三制热模式，在第三制热模式下，所述第一接口（131）和第二接口（132）连通，所述第一换热组件（11）、所述加热器（12）、所述第一流体切换装置（13）连通形成回路，其中，所述加热器（12）开启对冷却液进行加热。
4.如权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述制冷剂流路还包括室外换热器（3）、第二室内换热器（6）和第三流量调节装置（7），所述热管理系统还包括制冷模式，在制冷模式下，所述第一接口（131）和所述第二接口（132）连通，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、室外换热器（3）、第二换热部（92）、第一流量调节装置（4）、第三流量调节装置（7）、第二室内换热器（6）连通形成回路，同时，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、室外换热器（3）、第一流量调节装置（4）、第二换热部（92）、第二流量调节装置（5）、第四换热部（102）连通形成回路，以及，加热器（12）、第一换热组件（11）、第三换热部（101）、第一流体切换装置（13）连通形成回路，其中，所述第二流量调节装置（5）、所述第三流量调节装置（7）对制冷剂流路节流，所述第一流量调节装置（4）处于导通状态。
5.如权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第一除湿模式，在第一除湿模式下，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第三流量调节装置（7）、第二室内换热器（6）连通形成回路，其中所述第三流量调节装置（7）对制冷剂流路进行节流。
6.如权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第二除湿模式，在第二除湿模式下，所述第一接口（131）和所述第三接口（133）连通，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第三流量调节装置（7）、第二室内换热器（6）连通形成回路，同时，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第一流量调节装置（4）、第二换热部（92）、室外换热器（3）连通形成回路，以及，加热器（12）、第一换热部（91）、第一流体切换装置（13）连通形成回路，其中，所述加热器（12）开启对冷却液进行加热，所述第一流量调节装置（4）、所述第三流量调节装置（7）对制冷剂流路进行节流。
7.如权利要求4或5或6所述的热管理系统，其特征在于，所述制冷剂流路还包括第四流量调节装置（15）；在所述第一制热模式下和所述第二制热模式下，所述压缩机（1）、第一室内换热器（2）、第一流量调节装置（4）、第二换热部（92）、第四流量调节装置（15）、室外换热器（3）连通形成回路，所述第四流量调节装置（15）对所述制冷剂流路进行节流，制冷剂经所述第一流量调节装置（4）先进入第二换热部（92），后流经第四流量调节装置（15）进入室外换热器（3），或，制冷剂经所述第四流量调节装置（15）先进入室外换热器（3），后流经所述第一流量调节装置（4）进入第二换热部（92）。
8.如权利要求7所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第一除霜模式，在第一除霜模式下，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、室外换热器（3）、第四流量调节装置（15）、第二换热部（92）、第一流量调节装置（4）连通形成回路，其中，所述第四流量调节装置（15）对制冷剂流路进行节流，第一流量调节装置（4）处于导通状态，且制冷剂先进入室外换热器（3），后流经第四流量调节装置（15）进入第二换热部（92），制冷剂通过所述第一换热器（9）吸收冷却液的热量；以及，所述第一接口（131）和所述第三接口（133）连通，加热器（12）、第一换热组件（11）、第一流体切换装置（13）连通形成回路，其中，所述加热器（12）开启。
9.如权利要求7所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第二除霜模式，在第二除霜模式下，压缩机（1）、第一室内换热器（2）、室外换热器（3）、第四流量调节装置（15）、第二换热部（92）、第一流量调节装置（4）、第二流量调节装置（5）、第四换热部（102）连通形成回路，其中，所述第一流量调节装置（4）、第四流量调节装置（15）处于导通状态，第二流量调节装置（5）对所述制冷剂流路进行节流，所述制冷剂通过第二换热器（10）吸收冷却液的热量。
10.如权利要求1-6任一项所述的热管理系统，其特征在于，所述制冷剂流路还包括第二流体切换装置（8）和室外换热器（3），第二流体切换装置（8）包括第五接口（81）、第六接口（82）、第七接口（83）、第八接口（84），所述第一室内换热器（2）的出口与所述第五接口（81）连通，所述压缩机（1）的进口与所述第七接口（83）连通；
所述室外换热器（3）的第二端口与所述第六接口（82）连通，所述室外换热器（3）的第一端口与所述第一换热器（9）的第二端口连通，所述第一换热器（9）的第一端口与所述第八接口（84）连通，或，所述第一换热器（9）的第二端口与所述第六接口（82）连通，所述第一换热器（9）的第一端口与所述室外换热器（3）的第二端口连通，所述室外换热器（3）的第一端口与所述第八接口（84）连通；
在所述第一制热模式下和第二制热模式下，所述第五接口（81）和所述第八接口（84）连通，所述第六接口（82）和所述第七接口（83）连通。
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