CN113071285B - 副水箱总成和热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种副水箱总成和热管理系统，所述副水箱总成包括：副水箱；电机水泵和电池水泵，所述电机水泵和所述电池水泵集成于所述副水箱，且所述电机水泵位于所述副水箱内，所述电池水泵至少部分裸露于所述副水箱外；四通阀，所述四通阀集成于所述副水箱内，且所述四通阀的第一阀口和第二阀口分别与所述电机水泵的入水口和所述电池水泵的入水口连通，所述四通阀的第三阀口用于与电池出水管接口连通。本申请的副水箱总成，副水箱设计为副水箱总成的外部轮廓结构，其主要的连接结构以及功能结构大部分集成于副水箱内，而不会过多地占用车内的其他空间，集成零部件之间的管路连接，采用水箱内部走管方式，极大地减少了零部件的数量。

Description

副水箱总成和热管理系统

技术领域

本申请涉及车辆换热技术领域，尤其是涉及一种副水箱总成和具有该副水箱总成的热管理系统。

背景技术

相关技术中，纯电动汽车都在最大限度的增加续航里程，若整车热管理采用热泵系统，可降低整车能耗，从而提高续航里程，副水箱是热管理系统的一个重要组成部分，但是采用热泵系统的车型比无热泵车型增加了很多零部件，导致前舱内的布置空间紧凑，管线路互相较差，影响车内其他部件的布置，存在改进的空间。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种副水箱总成，将多个零部件集成安装于副水箱，利于提升副水箱总成的集成度，减少副水箱总成占用的车内空间，且降低零部件的成本，安装方便。

根据本申请实施例的副水箱总成，包括：副水箱；电机水泵和电池水泵，所述电机水泵和所述电池水泵集成于所述副水箱，且所述电机水泵位于所述副水箱内，所述电池水泵至少部分裸露于所述副水箱外；四通阀，所述四通阀集成于所述副水箱内，且所述四通阀的第一阀口和第二阀口分别与所述电机水泵的入水口和所述电池水泵的入水口连通，所述四通阀的第三阀口用于与电池出水管接口连通。

根据本申请实施例的副水箱总成，副水箱设计为副水箱总成的外部轮廓结构，其主要的连接结构以及功能结构大部分集成于副水箱内，而不会过多地占用车内的其他空间，集成零部件之间的管路连接，采用水箱内部走管方式，极大地减少了零部件的数量，进而降低了零部件的成本，且使得副水箱总成的外部结构更加规整，便于实现副水箱总成在车内的安装，利于提高安装效率。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，第一三通阀，所述第一三通阀集成于所述副水箱内，所述第一三通阀的三个接口分别与电池进水管接口、暖风出水管接口和加热器出水管接口连通；第二三通阀，所述第二三通阀集成于所述副水箱内，所述第二三通阀的三个接口分别与所述四通阀的第四阀口、散热器出水管接口和控制器出水管接口连通；第三三通阀，所述第三三通阀集成于所述副水箱内，所述第三三通阀的三个接口分别与所述电池进水管接口、冷却器和所述电机水泵连通，且所述第一三通阀和所述第三三通阀连通。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，所述冷却器集成于所述副水箱内，且所述冷却器的入口端与所述电池水泵的出口端连通，所述冷却器的出口端与所述第三三通阀连通。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，所述电池进水管接口、所述暖风出水管接口、所述加热器出水管接口和所述控制器出水管接口集成于所述副水箱且从所述副水箱的同一侧壁伸出。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，所述副水箱还集成有电机出水管接口，所述电机出水管接口用于与所述电机水泵相连，且所述电机出水管接口与所述电池进水管接口位于所述副水箱的同一侧壁。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，所述散热器出水管接口、所述电池出水管接口集成于所述副水箱且朝所述副水箱的同一侧壁凸出设置。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，还包括：液冷冷凝器，所述液冷冷凝器集成于所述副水箱，且所述液冷冷凝器的入口端与暖风水泵出水管接口相连，所述液冷冷凝器的出口端与加热器进水管接口相连。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，所述液冷冷凝器还设有压缩机排气接口，所述压缩机排气接口、所述暖风水泵出水管接口和所述加热器进水管接口间隔开布置于所述液冷冷凝器的外周壁。

根据本申请一些实施例的副水箱总成，还包括：空调膨胀阀进口接口、副水箱加注口、室外换热器进口，所述空调膨胀阀进口接口、所述副水箱加注口、所述室外换热器进口集成于所述副水箱且间隔开分布于所述副水箱的外周壁。

本申请还提出了一种热管理系统。

根据本申请实施例的热管理系统，设置有上述任一种实施例的副水箱总成，且所述热管理系统具有乘员舱采暖模式、电池冷却模式、电机冷却模式和空调制冷模式。

所述热管理系统和上述的副水箱总成相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的热管理系统的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的副水箱总成的结构示意图；

图3是根据本申请实施例的副水箱总成另一个视角的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的副水箱总成再一个视角的结构示意图；

图5是根据本申请实施例的副水箱总成的内部连接结构示意图；

图6是根据本申请实施例的副水箱总成的阀体的连接示意图。

附图标记：

副水箱1、电池水泵2、电机水泵3、四通阀4、第一三通阀5、第二三通阀6、第三三通阀7、液冷冷凝器8、冷却器9、暖风水泵10、低温散热器11、室外换热器12、空调系统零部件13、压缩机14、水暖加热器15、空调箱16、电池包17、PDU控制器18、MCU控制器19、空调膨胀阀进口接口20、压缩机排气接口21、加热器进水管接口22、暖风水泵出水管接口23、电池进水管接口24、暖风出水管接口25、加热器出水管接口26、电机出水管接口27、控制器出水管接口28、散热器出水管接口29、电池出水管接口30、副水箱加注口31、室外换热器进口32。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1描述本申请实施例的热管理系统，该热管理系统具有多种工作模式，且在该热管理系统应用于车辆时，能够满足用户在多种运行工况下的使用需求，且该热管理系统的副水箱总成的结构简单，集成度较高，安装效率高，且副水箱总成在安装时占用的安装空间较小，不会造成车内空间中的零部件布置杂乱，利于提高整车的规整度。

其中，如图1所示，根据本申请实施例的热管理系统包括副水箱总成、暖风水泵10、低温散热器11、室外散热器、压缩机14、水暖加热器15、空调箱16、电池包17、PDU控制器18和MCU控制器19。且副水箱总成集成有多个部件，且通过副水箱总成与上述的部件连接配合，且通过切换各个阀体的连通状态能够实现乘员舱采暖模式、电池冷却模式、电机冷却模式和空调制冷模式，从而丰富整车的功能性。

如图2-图6所示，根据本申请实施例的副水箱总成包括：副水箱1、电机水泵3、电池水泵2、四通阀4。

如图3和图5所示，电机水泵3和电池水泵2集成于副水箱1，且电机水泵3位于副水箱1内，电池水泵2至少部分裸露于副水箱1外，四通阀4集成于副水箱1内，且四通阀4的第一阀口和第二阀口分别与电机水泵3的入水口和电池水泵2的入水口连通，四通阀4的第三阀口用于与电池出水管接口30连通。

也就是说，本申请中通过将电池水泵2和电机水泵3集成于副水箱1内，以使电池水泵2和电机水泵3能够与副水箱1共用车内的安装空间，从而减小电池水泵2和电机水泵3单独占用的空间，从而提升副水箱总成的集成度，避免前舱内的空间过于紧凑。其中，将电池水泵2和电机水泵3集成于副水箱1内，可将电池水泵2和电机水泵3直接作用于副水箱1，以减少电池水泵2与副水箱1之间、电机水泵3与副水箱1之间的连接管路，减少水路的设置空间和设置成本，降低副水箱总成整体的设置成本。

由此，不需如传统技术中考虑电池水泵2与副水箱1之间、电机水泵3与副水箱1之间的密封问题，降低副水箱总成的连接密封性，降低加工难度和安装难度。其中，将四通阀4也与电池水泵2和电机水泵3共同集成于副水箱1内，这样，四通阀4与电池水泵2和电机水泵3之间的连接管路均可集成于副水箱1内，不会过多地占用车内位于副水箱1外的空间，从而也可避免连接管路在车内晃动导致密封性降低，且可连接管路也不会造成车内空间布置杂乱的问题。

换言之，通过本申请中副水箱总成的设置，副水箱1设计为副水箱总成的外部轮廓结构，其主要的连接结构以及功能结构大部分集成于副水箱1内，而不会过多地占用车内的其他空间，集成零部件之间的管路连接，采用水箱内部走管方式，极大地减少了零部件的数量，进而降低了零部件的成本，且使得副水箱总成的外部结构更加规整，便于实现副水箱总成在车内的安装，利于提高安装效率。

在一些实施例中，如图3、图5和图6所示，副水箱总成，还包括第一三通阀5、第二三通阀6和第三三通阀7。

其中，第一三通阀5集成于副水箱1内，第一三通阀5的三个接口分别与电池进水管接口24、暖风出水管接口25和加热器出水管接口26连通，第二三通阀6集成于副水箱1内，第二三通阀6的三个接口分别与四通阀4的第四阀口、散热器出水管接口29和控制器出水管接口28连通，第三三通阀7集成于副水箱1内，第三三通阀7的三个接口分别与电池进水管接口24、冷却器9和电机水泵3连通，且第一三通阀5和第三三通阀7连通。

也就是说，本申请的副水箱1内还集成安装有第一三通阀5、第二三通阀6和第三三通阀7，且第一三通阀5、第二三通阀6和第三三通阀7用于将热管理系统中的各个管路接口连接，且这样，可使得热管理系统的部分连接管路集成于副水箱1内，同时将第一三通阀5、第二三通阀6和第三三通阀7以及四通阀4集成于副水箱1内且通过副水箱1内的管路进行连接，可通过切换第一三通阀5、第二三通阀6和第三三通阀7以及四通阀4，以使热管理系统的管路以不同的连通方式进行连接，从而实现不同的工作模式。

由此，在将热管理系统从不同的工作模式之间进行切换时，可直接对位于副水箱1内的阀体进行控制，以实现工作模式的切换，从而在使得热管理系统能够满足不同运行工况下需求。其中，第一三通阀5、第二三通阀6和第三三通阀7以及四通阀4位于副水箱1内，不会受到车内其他部件的干涉，且在各个阀体调整以及切换的过程中，能够保持独立调整的特性，从而确保热管理系统运行的可靠性。

在一些实施例中，如图3所示，冷却器9集成于副水箱1内，且冷却器9的入口端与电池水泵2的出口端连通，冷却器9的出口端与第三三通阀7连通。如图3所示，冷却器9位于副水箱1内且与电池水泵2、电机水泵3间隔开，这样，冷却器9、电池水泵2、电机水泵3可共同集成于副水箱1内以共同副水箱1内的空间，而不占用其余的车内空间。

其中，冷却器9用于对电池水泵2排出的水进行冷却、降温，这样，将冷却器9和电池水泵2集成于副水箱1内，可减少冷却器9和电池水泵2之间的连接管路的长度，从而降低连接管路的设置成本，且提升副水箱总成的集成度。

在一些实施例中，电池进水管接口24、暖风出水管接口25、加热器出水管接口26和控制器出水管接口28集成于副水箱1且从副水箱1的同一侧壁伸出。

如图2和图6所示，电池进水管接口24、暖风出水管接口25、加热器出水管接口26和控制器出水管接口28集成于副水箱1的左侧壁，且电池进水管接口24、暖风出水管接口25、加热器出水管接口26和控制器出水管接口28沿上下方向间隔开布置于副水箱1的左侧壁，从而使得副水箱总成的各个管接口布置有序，且便于实现电池进水管接口24、暖风出水管接口25、加热器出水管接口26和控制器出水管接口28与副水箱1内的阀体的连接，且该部分接口与副水箱1内的阀体之间的连接管路均在副水箱1的内部无需考虑密封性的要求，利于降低管路的安装难度。

在一些实施例中，副水箱1还集成有电机出水管接口27，电机出水管接口27用于与电机水泵3相连，且电机出水管接口27与电池进水管接口24位于副水箱1的同一侧壁。

其中，如图2所示，电池进水管接口24、暖风出水管接口25、加热器出水管接口26和电机出水管接口27沿上下方向依次间隔开布置于副水箱1的左侧壁，即电机出水管接口27位于加热器出水管接口26的下方，且如图2所示，电机出水管接口27邻近控制器出水管接口28设置，如图2所示，电机出水管接口27位于电池水泵2的上方，由此，极大地提升了副水箱总成的紧凑度和集成度，从而降低副水箱总成占用的安装空间。

在一些实施例中，散热器出水管接口29、电池出水管接口30集成于副水箱1，且散热器出水管接口29、电池出水管接口30朝副水箱1的同一侧壁凸出设置。如图4所示，散热器出水管接口29、电池出水管接口30朝向副水箱1的右侧壁凸出设置，由此，利于增大副水箱总成的集成度。

在一些实施例中，副水箱总成还包括：液冷冷凝器8，液冷冷凝器8集成于副水箱1，且液冷冷凝器8的入口端与暖风水泵出水管接口23相连，液冷冷凝器8的出口端与加热器进水管接口22相连。

如图2所示，液冷冷凝器8集成安装于副水箱1的下部，如图2所示，副水箱1的下部具有朝下敞开的安装空间，液冷冷凝器8的翻边结构与安装空间的内壁贴合，以使液冷冷凝器8与副水箱总成可拆卸地相连。其中，液冷冷凝器8位于安装空间内，以提升副水箱总成的整体结构的集成度，且液冷冷凝器8也不需占用额外的车内空间。

在一些实施例中，液冷冷凝器8还设有压缩机排气接口21，压缩机排气接口21、暖风水泵出水管接口23和加热器进水管接口22间隔开布置于液冷冷凝器8的外周壁。如图2所示，液冷冷凝器8安装于安装空间内，且压缩机排气接口21、暖风水泵出水管接口23和加热器进水管接口22固定安装于液冷冷凝器8的远离其翻边结构的一端。

在一些实施例中，副水箱总成还包括：空调膨胀阀进口接口20、副水箱加注口31、室外换热器进口32，空调膨胀阀进口接口20、副水箱加注口31、室外换热器进口32集成于副水箱1且间隔开分布于副水箱1的外周壁。如图2所示，空调膨胀阀进口接口20设于副水箱1的外周壁且位于液冷冷凝器8的上方，副水箱加注口31、室外换热器进口32沿上下方向间隔开布置于副水箱1的外周壁，且位于副水箱1背离液冷冷凝器8的一侧。

下面结合附图1描述本申请实施例的热管理系统的各个工作模式的连接状态，即具体描述热管理系统在乘员舱采暖模式、电池冷却模式、电机冷却模式和空调制冷模式的连接状态，其中，电池冷却模式具有两种连接方式：

一)、热管理系统在乘员舱采暖模式时，空调箱16、暖风水泵10、暖风水泵出水管接口23、液冷冷凝器8、加热器进水管接口22、水暖加热器15、加热器出水管接口26、第一三通阀5、暖风出水管接口25依次串联且形成循环回路，也就是说，在该工作模式时，空调箱16内的换热介质流出，且流向暖风水泵10中，通过暖风水泵出水管接口23流向液冷冷凝器8，并由加热器进水管接口22进入到水暖加热器15中进行加热，且在完成加热后通过加热器出水管接口26流向第一三通阀5，以在第一三通阀5控制下流向暖风出水管接口25回流至空调箱16中，从而实现对乘员舱的加热，实现乘员采暖的作用。

二)、热管理系统在第一种电池冷却模式时，电池包17、电池出水管接口30、四通阀4、电池水泵2、冷却器9、三通阀、电池进水管接口24依次串联且形成循环回路，也就是说，在该工作模式时，电池包17处的换热介质流向电池出水管接口30，进入到四通阀4中，并流向电池水泵2，使得电池水泵2驱动换热介质进入到冷却器9中进行冷却、降温，进而通过三通阀、电池进水管接口24回流至电池包17处，从而实现对电池包17的冷却、降温，利于在车辆使用过程中对动力电池进行降温。

三)、热管理系统在第二种电池冷却模式时，电池包17、电池出水管接口30、四通阀4、暖风水泵10、暖风水泵出水管接口23、液冷冷凝器8、加热器进水管接口22、水暖加热器15、加热器出水管接口26、第一三通阀5、电池进水管接口24依次串联且形成循环回路，也就是说，在该工作模式时，电池包17处的换热介质流向电池出水管接口30，进入到四通阀4中，并流向暖风水泵10，并由暖风水泵出水管接口23流向液冷冷凝器8，进而通过加热器进水管接口22流向水暖加热器15，再由加热器出水管接口26进入到第一三通阀5中，最后通过电池进水管接口24回流到电池包17处，从而实现对电池包17的冷却、降温，利于在车辆使用过程中对动力电池进行降温。

四)、热管理系统在电机冷却模式时，MCU控制器19、低温散热器11、散热器出水管接口29、第二三通阀6、四通阀4、电机水泵3、控制器出水管接口28、PDU控制器18依次串联且形成循环回路，也就是说，在该工作模式中，MCU控制器19处的换热介质流向低温散热器11，并在低温散热器11中进行冷却、散热，并通过依次通过散热器出水管接口29、第二三通阀6、四通阀4进入到电机水泵3中，从而在电机水泵3的加速作用下通过控制器出水管接口28流向PDU控制器18，最后从PDU控制器18回流至MCU控制器19，由此，实现对电机及其控制器的冷却作用。

五)、热管理系统在空调制冷模式时，空调箱16、空调系统零部件13、压缩机14、压缩机排气接口21、室外换热器进口32、室外换热器12、空调系统零部件13依次串联且形成循环回路，也就是说，空调箱16处的换热介质通过空调系统零部件13流向压缩机14，进行压缩后通过压缩机排气接口21流向室外换热器进口32，并由室外换热器进口32流向室外换热器12，再通过空调系统零部件13回流至空调箱16内，这样，可实现空调的制冷作用，从而实现热管理系统的制冷功能。

由此，通过本申请实施例的热管理系统能够实现多种不同的工作模式，且在不同工作模式时能够满足用户在不同运行工况下的使用需求，从而丰富车辆的使用性能，且本申请的热管理系统设置有上述任一种实施例中的副水箱总成，利于提升副水箱总成的集成度，减小热管理系统的占用空间，优化车内的空间布置。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本申请的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种副水箱总成，其特征在于，包括：

副水箱(1)；

电机水泵(3)和电池水泵(2)，所述电机水泵(3)和所述电池水泵(2)集成于所述副水箱(1)，且所述电机水泵(3)位于所述副水箱(1)内，所述电池水泵(2)至少部分裸露于所述副水箱(1)外；

四通阀(4)，所述四通阀(4)集成于所述副水箱(1)内，且所述四通阀(4)的第一阀口和第二阀口分别与所述电机水泵(3)的入水口和所述电池水泵(2)的入水口连通，所述四通阀(4)的第三阀口用于与电池出水管接口(30)连通；

第一三通阀(5)，所述第一三通阀(5)集成于所述副水箱(1)内，所述第一三通阀(5)的三个接口分别与电池进水管接口(24)、暖风出水管接口(25)和加热器出水管接口(26)连通；

第二三通阀(6)，所述第二三通阀(6)集成于所述副水箱(1)内，所述第二三通阀(6)的三个接口分别与所述四通阀(4)的第四阀口、散热器出水管接口(29)和控制器出水管接口(28)连通；

第三三通阀(7)，所述第三三通阀(7)集成于所述副水箱(1)内，所述第三三通阀(7)的三个接口分别与所述电池进水管接口(24)、冷却器(9)和所述电机水泵(3)连通，且所述第一三通阀(5)和所述第三三通阀(7)连通。

2.根据权利要求1所述的副水箱总成，其特征在于，所述冷却器(9)集成于所述副水箱(1)内，且所述冷却器(9)的入口端与所述电池水泵(2)的出口端连通，所述冷却器(9)的出口端与所述第三三通阀(7)连通。

3.根据权利要求2所述的副水箱总成，其特征在于，所述电池进水管接口(24)、所述暖风出水管接口(25)、所述加热器出水管接口(26)和所述控制器出水管接口(28)集成于所述副水箱(1)且从所述副水箱(1)的同一侧壁伸出。

4.根据权利要求3所述的副水箱总成，其特征在于，所述副水箱(1)还集成有电机出水管接口(27)，所述电机出水管接口(27)用于与所述电机水泵(3)相连，且所述电机出水管接口(27)与所述电池进水管接口(24)位于所述副水箱(1)的同一侧壁。

5.根据权利要求2所述的副水箱总成，其特征在于，所述散热器出水管接口(29)、所述电池出水管接口(30)集成于所述副水箱(1)且朝所述副水箱(1)的同一侧壁凸出设置。

6.根据权利要求1所述的副水箱总成，其特征在于，还包括：液冷冷凝器(8)，所述液冷冷凝器(8)集成于所述副水箱(1)，且所述液冷冷凝器(8)的入口端与暖风水泵出水管接口(23)相连，所述液冷冷凝器(8)的出口端与加热器进水管接口(22)相连。

7.根据权利要求6所述的副水箱总成，其特征在于，所述液冷冷凝器(8)还设有压缩机排气接口(21)，所述压缩机排气接口(21)、所述暖风水泵出水管接口(23)和所述加热器进水管接口(22)间隔开布置于所述液冷冷凝器(8)的外周壁。

8.根据权利要求1所述的副水箱总成，其特征在于，还包括：空调膨胀阀进口接口(20)、副水箱加注口(31)、室外换热器进口(32)，所述空调膨胀阀进口接口(20)、所述副水箱加注口(31)、所述室外换热器进口(32)集成于所述副水箱(1)且间隔开分布于所述副水箱(1)的外周壁。

9.一种热管理系统，其特征在于，设置有权利要求1-8中任一项所述的副水箱总成，且所述热管理系统具有乘员舱采暖模式、电池冷却模式、电机冷却模式和空调制冷模式。