CN113525023A - 汽车用的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够利用一个热回路来解决车厢的制热和制冷并且还能够将从车载电源得到的热用于车厢的制热的热管理系统。本说明书公开的热管理系统具备：第一热回路，其供第一热介质流动；第二热回路，其供第二热介质流动；以及主热交换器，其从第二热介质向第一热介质转移热。第一热回路具备压缩机、车厢制热器、第一空气热交换器、蒸发器、第一循环路径、第一旁通流路及第一切换阀。第一循环路径将压缩机、车厢制热器、第一空气热交换器及主热交换器依次连接。第一旁通流路与第一循环路径连接，并使第一热介质绕过主热交换器而向蒸发器流通。第一切换阀选择主热交换器和蒸发器中的任一个。车厢制热器加热车厢内的空气。蒸发器冷却车厢内的空气。

Description

汽车用的热管理系统

技术领域

本说明书公开的技术涉及汽车用的热管理系统。

背景技术

在日本特开2014-181594号公报中公开了一种搭载于汽车的热管理系统。该热管理系统具有供热介质循环的多个热回路(发动机冷却回路、冷却水回路等)。该热管理系统利用发动机冷却回路冷却发动机，并且利用从发动机得到的热对车厢进行制热。冷却水回路具有对向行驶用的电动机供给电力的变换器进行冷却的功能和对车厢进行冷却的功能。在日本特开2014-181594号公报的热管理系统中，车厢制热器组装于发动机冷却回路，车厢制冷器组装于冷却水回路。

发明内容

在日本特开2014-181594号公报的技术中，由于被划分为车厢制热用的热回路(发动机冷却回路)和车厢制冷用的热回路(冷却水回路)，所以存在用于车厢制冷制热的热介质流路变得复杂这样的课题。本说明书提供一种能够利用一个热回路来解决车厢的制热和制冷并且还能够将从车载电源得到的热用于车厢的制热的热管理系统。

本说明书公开的热管理系统具备：第一热回路，所述第一热回路供第一热介质流动；第二热回路，所述第二热回路供第二热介质流动；以及主热交换器，所述主热交换器从第二热介质向第一热介质转移热。

第一热回路具备压缩机、车厢制热器、第一空气热交换器、蒸发器、第一循环路径、第一旁通流路及第一切换阀。第一循环路径将压缩机、车厢制热器、第一空气热交换器及主热交换器依次连接。第一旁通流路与第一循环路径连接，并使第一热介质绕过主热交换器而向蒸发器流通。第一切换阀选择主热交换器和蒸发器中的任一个来作为通过第一空气热交换器后的第一热介质的流动目的地。第一空气热交换器在第一热介质与外部空气之间进行热交换。压缩机压缩第一热介质。车厢制热器利用第一热介质加热车厢内的空气。蒸发器利用第一热介质冷却车厢内的空气。

在对车厢进行制热时，由压缩机压缩后的高温的第一热介质利用车厢制热器对车厢的空气进行加热。此时，第一切换阀选择主热交换器，第一热介质不在蒸发器中流动。在冷却车厢时，第一切换阀选择蒸发器。由压缩机压缩后的高温的第一热介质由第一空气热交换器冷却。冷却后的第一热介质在蒸发器蒸发，进而温度下降。车厢内的空气由蒸发器冷却。像这样，能够利用一个热回路(第一热回路)来解决车厢的制热和冷却。

第二热回路具备电源冷却器和第二循环路径。电源冷却器对向行驶用的电动机供给电力的电源进行冷却。第二循环路径将电源冷却器与主热交换器连接。第二热介质通过第二循环路径而在电源冷却器与主热交换器之间循环。

在第二热回路中，第二热介质从电源吸收热。在利用第一热回路对车厢进行制热时，在主热交换器中利用第二热介质对第一热介质进行加热。能够将电源的热用于车厢的制热。

也可以是，第一热回路还具备格栅风门和控制器，所述格栅风门能够变更开度(开口面积)。格栅风门的开度由控制器调整。利用格栅风门的开度来调整通过第一空气热交换器的空气量。

第一热介质通过被压缩机压缩而温度变高。温度变高后的第一热介质在通过车厢制热器时对车厢的空气进行加热。通过车厢制热器后的第一热介质所具有的剩余的热量在第一空气热交换器中被释放到外部空气。控制器控制格栅风门的开度，以便将通过车厢制热器后的第一热介质的温度保持在预定的温度范围。

通过改变格栅风门的开度，从而对释放到外部空气的热量进行调整。能够将在制热中要求的热量赋予车厢的空气，并且将第一热介质的温度保持在适当的范围。也能够通过压缩机的输出调整将第一热介质的温度保持在适当的范围。但是，通过不利用压缩机而是利用格栅风门，从而能够抑制消耗电力。

也可以是，第二热回路具备：第二空气热交换器，所述第二空气热交换器在第二热介质与外部空气之间进行热交换；第二旁通流路，所述第二旁通流路与第二循环路径连接；以及第二切换阀。第二旁通流路使第二热介质绕过电源冷却器而向第二空气热交换器流通。第二切换阀选择电源冷却器和第二空气热交换器中的任一个来作为通过主热交换器后的第二热介质的流动目的地。当在对车厢进行制热时无法利用电源的热的情况下，通过将外部空气的热通过第二空气热交换器转移到第二热介质，从而能够将外部空气的热用于车厢制热。

本说明书公开的技术的详细情况和进一步的改良在以下的“具体实施方式”中进行说明。

附图说明

图1是实施例的热管理系统的回路图。

图2是制热时的控制器的处理的流程图(1)。

图3是制热时的控制器的处理的流程图(2)。

图4是制热时的控制器的处理的流程图(3)。

具体实施方式

参照附图，对实施例的热管理系统2进行说明。在图1中示出热管理系统2的回路图。在此所说的“回路”是指热介质的流路的回路。

热管理系统2搭载于电动汽车，调整车厢的温度，并且对电池5(电源)、行驶用的电动机6、电力转换器7进行冷却。利用电力转换器7将电池5的电力转换为适合于电动机6的驱动的交流电力并向电动机6供给。电池5为锂离子电池。电池5的输出超过100伏特。

热管理系统2具备第一热回路10、第二热回路40、冷机3及控制器4。第一热回路10调整车厢的温度。第二热回路40冷却电池5、电动机6、电力转换器7。

对第一热回路10进行说明。在第一热回路10中，利用第一循环路径11依次连接有压缩机12、车厢制热器13、空冷冷凝器14、第一切换阀15、冷机3。第一热介质在第一循环路径11中流动。作为第一热介质，使用沸点比水低的制冷剂。作为第一热介质，例如采用氢氟烃。

在压缩机12工作时，第一热介质在第一循环路径11中循环。在比压缩机12靠上游侧的位置，第一热介质为气体。压缩机12压缩气体的第一热介质。与压缩机12的下游侧连接的车厢制热器13为冷凝器，由压缩机12压缩后的第一热介质变化为液体，并且温度变高。高温的液化后的第一热介质向车厢制热器13流动。

在车厢制热器13配备有供车厢的空气流动的空气管道26和向车厢制热器13输送车厢的空气的风扇27。在车厢制热器13中，利用高温的第一热介质对车厢的空气进行加热。在车厢制热器13配备有加热器28，在凭借第一热介质的热而热量不足的情况下，也使用加热器28对车厢的空气进行加热。

在车厢制热器13的下游侧配置有空冷冷凝器14。空冷冷凝器14配置在电动汽车的前部，外部空气在空冷冷凝器14中流动。在空冷冷凝器14的前方配置有格栅风门30。在行驶期间，外部空气在通过格栅风门30之后通过空冷冷凝器14。在空冷冷凝器14中，第一热介质与外部空气进行热交换。更具体而言，在空冷冷凝器14中，第一热介质所具有的剩余的热量被释放到外部空气。

格栅风门30具备能够改变角度的百叶板30a。通过改变百叶板30a的角度，从而能够调整通过空冷冷凝器14的空气的量。将调整格栅风门30的通过空气量表达为“调整格栅风门30的开度”。改变百叶板30a的角度相当于调整格栅风门30的开度。通过调整格栅风门30的开度，从而能够控制在空冷冷凝器14中从第一热介质向外部空气释放的每单位时间的热量。格栅风门30(百叶板30a)由控制器4控制。

在空冷冷凝器14的下游侧连接有第一切换阀15，在第一切换阀15的下游侧连接有冷机3。在空冷冷凝器14与第一切换阀15之间连接有调节器29。调节器29从液体的第一热介质中去除气泡。

在第一循环路径11连接有第一旁通流路16。第一旁通流路16的一端经由第一切换阀15与冷机3的上游侧(冷机3的制冷剂入口)连接。第一旁通流路16的另一端与冷机3的下游侧(冷机3的制冷剂出口)连接。在第一旁通流路16的中途连接有膨胀阀22、蒸发器17及EPR23(蒸发器压力调节器)。第一旁通流路16使第一热介质绕过冷机3而向蒸发器17流通。

第一切换阀15选择冷机3和蒸发器17中的任一个作为通过空冷冷凝器14后的第一热介质的流动目的地。在第一切换阀15与冷机3之间配备有膨胀阀21。

在第一切换阀15选择冷机3时，通过空冷冷凝器14后的第一热介质通过膨胀阀21和冷机3。第一热介质在膨胀阀21和冷机3中气化，且温度下降。第二循环路径41也通过冷机3。第二循环路径41属于第二热回路40，供第二热介质流动。在冷机3中，第二热介质与第一热介质相比为高温，热从第二热介质向第一热介质转移。换言之，在冷机3中，第二热介质所具有的热量被传递到第一热介质。

在第一切换阀15选择蒸发器17时，通过空冷冷凝器14后的第一热介质通过膨胀阀22和蒸发器17。第一热介质在膨胀阀22和蒸发器17中气化，且温度下降。

在蒸发器17配备有供车厢的空气流动的空气管道24和向蒸发器17输送车厢的空气的风扇25。通过空气管道24的空气由蒸发器17冷却。即，车厢被冷却。

压缩机12、第一切换阀15、风扇25、27由控制器4进行控制。在控制器4连接有开关8。开关8配备于车厢。用户能够通过操作开关8来切换车厢的制热或制冷。

对冷却车厢时的控制器4的处理进行说明。当利用开关8选择制冷时，控制器4将第一切换阀15控制成选择蒸发器17。同时，控制器4使风扇27停止。由于使风扇27停止，所以车厢的空气因未被输送到车厢制热器13而未被加热。控制器4起动压缩机12和风扇25，并将格栅风门30(百叶板30a)设为全开。由压缩机12压缩并成为了高温的第一热介质在空冷冷凝器14中被外部空气冷却。温度下降后的第一热介质在蒸发器17中膨胀，温度急剧下降。控制器4使风扇25工作。利用风扇25使车厢的空气通过蒸发器17并将其冷却。冷却后的空气再次返回到车厢，车厢被冷却。

对加热车厢时的控制器4的处理进行说明。当利用开关8选择制热时，控制器4将第一切换阀15控制成选择冷机3。由于第一热介质未通过蒸发器17，所以车厢的空气未被冷却。控制器4将压缩机12和风扇27起动。由压缩机12压缩后的第一热介质通过车厢制热器13。利用风扇27将车厢的空气输送到车厢制热器13并进行加热。加热后的空气再次返回到车厢，车厢被加热。

如前述那样，在对于利用第一热介质所具有的热量加热车厢的空气而言热量不足的情况下，控制器4起动加热器28，还利用加热器28对车厢的空气进行加热。

在对于利用第一热介质所具有的热量加热车厢的空气而言热量过多的情况下，利用空冷冷凝器14将剩余的热量释放到外部空气。控制器4调整格栅风门30的开度，以便将第一热介质的温度保持在适当的温度范围。格栅风门30的开度越大，则第一热介质越会被冷却。随后叙述格栅风门30的控制。

通过空冷冷凝器14后的第一热介质通过第一切换阀15而向冷机3流动。如前述那样，在冷机3中，利用第二热介质对第一热介质进行加热。第二热介质的热也被用于车厢的制热。详细情况随后进行叙述，但在对车厢进行制热时，电池5的热或外部空气的热经由第二热介质和冷机3而转移到第一热介质。电池5的热或外部空气的热被用于车厢的制热。

如上所述，热管理系统2能够利用一个热回路(第一热回路10)来解决车厢的制冷和制热。随后叙述将电池5的热或外部空气的热用于车厢的制热时的控制器4的控制。

对第二热回路40进行说明。第二热回路40具备第二循环路径41、泵42、电池冷却器45、加热器44。第二循环路径41将冷机3、电池冷却器45及泵42连接。在泵42工作时，第二热介质在冷机3和电池冷却器45中循环。在电池冷却器45中，第二热介质对电池5进行冷却。通过电池冷却器45且温度变高后的第二热介质向冷机3流动。如前述那样，第二热介质的热在冷机3中转移到第一热介质，第二热介质的温度下降。

在电池5的温度过低时，效率会下降。在电池5的温度较低时，起动加热器44，对第二热介质进行加热。利用加热器44而成为了高温的第二热介质在通过电池冷却器45的期间对电池5进行加热。虽然第二热回路40有时会加热电池5，但在本实施例中，着眼于第二热回路40冷却电池5的状况。

第二热回路40还具备散热器47、第二旁通流路46、第二切换阀43，所述散热器47在第二热介质与外部空气之间进行热交换。第二旁通流路46与第二循环路径41连接。第二旁通流路46的一端经由第二切换阀43与电池冷却器45的上游侧连接，另一端与电池冷却器45的下游侧连接。第二切换阀43选择电池冷却器45和散热器47中的任一个来作为通过冷机3后的第二热介质的流动目的地。

当利用开关8选择车厢制热时，在电池5的温度较低的情况下，控制器4将第二切换阀43控制成选择散热器47。在驱动泵42时，第二热介质通过冷机3，第二热介质的热转移到第一热介质，第二热介质的温度下降。温度下降后的第二热介质通过散热器47。温度下降后的第二热介质在散热器47中从外部空气吸收热。由外部空气的热加热后的第二热介质通过泵42再次向冷机3进行输送，对第一热介质进行加热。像这样，在电池5的温度较低的情况下，外部空气的热经由散热器47和冷机3而被用于车厢的制热。

第二热回路40还具备冷却电动机6和电力转换器7的电动机循环路径51。第二热介质也在电动机循环路径51中流动。电动机循环路径51的一端在散热器47的下游侧与第二旁通流路46连接。电动机循环路径51依次通过对电力转换器7进行冷却的转换器冷却器55、泵52及机油冷却器53。电动机循环路径51的另一端在散热器47的上游侧与第二旁通流路46连接。

在电动机循环路径51连接有使第二热介质绕过散热器47的散热器旁通流路58。在散热器47的上游侧，散热器旁通流路58经由第三切换阀54与电动机循环路径51连接。

机油循环路径56通过机油冷却器53。机油循环路径56通过电动机6。机油泵57与机油循环路径56连接。在机油泵57工作时，机油在机油冷却器53与电动机6之间循环。机油在通过电动机6的期间冷却电动机6。冷却电动机6而温度上升后的机油在机油冷却器53中由第二热介质冷却。机油冷却器53、机油泵57及机油循环路径56相当于冷却电动机6的电动机冷却器。

电动机循环路径51中的第二热介质通过散热器旁通流路58，并在转换器冷却器55和机油冷却器53中循环。在第二热介质的温度超过预定的阈值温度时，控制器4将第三切换阀54控制成选择散热器47。同时，控制器4将第二切换阀43控制成选择电池冷却器45。在第二循环路径41中流动的第二热介质在泵42、冷机3、电池冷却器45中循环。在电动机循环路径51中流动的第二热介质在转换器冷却器55、泵52、机油冷却器53、散热器47中循环。将电力转换器7和电动机6(机油)冷却后的第二热介质在散热器47中释放热并被冷却。

在以下的说明中，假定第三切换阀54选择散热器旁通流路58且将电动机循环路径51从散热器47切离的状态。换言之，通过冷机3后的第二热介质在电池冷却器45和散热器47的任一个中流动。利用第二切换阀43来选择第二热介质的流动目的地。

热管理系统2在流路的各处具备测量热介质(第一热介质或第二热介质)的温度的温度传感器，但省略了这些温度传感器的图示。另外，热管理系统2也具备测量外部空气温度的温度传感器，但也省略了该传感器的图示。

如前述那样，图1的热管理系统2在对车厢进行制热时利用电池5的热或外部空气的热。以下，说明对车厢进行制热时的控制器4的处理。当用户操作开关8并选择制热时，控制器4开始制热处理。此外，由于在制热时使用冷机3，所以控制器4控制第一切换阀15，以便选择冷机3来作为通过空冷冷凝器14后的第一热介质的流动目的地。

在图2-图4中示出控制器4执行的处理的流程图。控制器4以一定的周期反复执行图2-图4的处理。

在流程图中使用的符号(变量)的含义记载在图2-图4的右下方。在流程图中，从各处理的左侧进入的箭头表示向控制器4输入的变量。

控制器4对电池5的温度(电池温度Tb)与温度阈值Th进行比较(步骤S2)。在电池5配备有未图示的温度传感器，温度传感器取得电池温度Tb。温度阈值Th为预先设定的常数。在电池温度Tb超过温度阈值Th的情况下(步骤S2：是)，将电池5的热用于制热。图2的步骤S3-S5为利用电池5的热的情况下的处理。在电池温度Tb低于温度阈值Th的情况下(步骤S2：否)，将外部空气的热用于制热。图2的步骤S6-S8为利用外部空气的热的情况下的处理。不论是在使用电池5的热的情况下，还是在使用外部空气的热的情况下，步骤S9以后的步骤都是相同的。

在将电池5的热用于制热的情况下(步骤S2：是)，控制器4将第二热回路40的第二切换阀43控制成选择电池5(步骤S3)。

变量“Qb”是指电池5的发热量。变量“Ib”是指电池5的电流。此外，电流Ib通常是指电池5的输出电流，但在对电池5进行充电时是指向电池5供给的电流。电池发热量Qb与电流Ib的平方成比例。变量“Ce”是指比例系数，控制器4使用算术式Ce×Ib×Ib求出电池发热量Qb(步骤S4)。图1的第二热回路40将电池5的温度保持为恒定。因此，电池发热量Qb与第二热回路40从电池5吸收的热量相等。变量“Qc2”是指第二热回路40得到的热量(第二热回路热量)。在利用电池5的热的情况下，控制器4将电池发热量Qb代入到第二热回路热量Qc2(步骤S5)。详细情况随后进行叙述，但第二热回路热量Qc2在第一热回路10中被用于车厢制热。

在将外部空气的热用于制热的情况下(步骤S2：否)，控制器4将第二切换阀43控制成选择散热器47(步骤S6)。第二热介质通过第二切换阀43并从冷机3通过第二旁通流路46而到达散热器47。第二热介质在散热器47中从外部空气接受热。第二热介质从外部空气接受的热量Qamb取决于外部空气温度Tamb、车速Vel及第二热介质的温度Tc2。此外，此处的第二热介质温度Tc2为设置在散热器47的上游侧的温度传感器(未图示)的测量值。外部空气温度Tamb、车速Vel及第二热介质的温度Tc2与取决于它们的热量Qamb的关系式(Qamb＝g(Tamb、Vel、Tc2))由散热器47的特性决定，并被预先求出。该关系式被预先存储于控制器4。控制器4使用该关系式算出在散热器47中第二热介质从外部空气得到的热量Qamb(步骤S7)。

在步骤S7中得到的热量Qamb相当于能够用于车厢制热的外部空气的热量。在利用外部空气的热的情况下，控制器4将热量Qamb代入第二热回路热量Qc2(步骤S8)。

在步骤S5或步骤S8中，确定能够用于车厢制热的热量(第二热回路热量Qc2)。接着，控制器4对第二热回路热量Qc2与制热要求热量Qw进行比较(步骤S9)。此外，更准确而言，控制器4对第二热回路热量Qc2与(制热要求热量Qw-余量热量Qm)进行比较。

“Qw”是指制热所要求的热量。用户能够利用开关8(图1)来选择制热的强度。制热的强度例如能够从五个等级中进行选择。根据用户利用开关8选择的制热的强度来确定制热要求热量Qw。即，用户选择制热要求热量Qw。

在第二热回路热量Qc2比(制热要求热量Qw-余量热量Qm)大的情况下(步骤S9：是)，控制器4执行图3的处理。在第二热回路热量Qc2比(制热要求热量Qw-余量热量Qm)小的情况下(步骤S9：否)，控制器4执行图4的处理。余量热量Qm为预先设定的值。

详细情况随后进行叙述，但在第二热回路热量Qc2>(制热要求热量Qw-余量热量Qm)的情况下，需要进行格栅风门30的开度Gs的调整，在第二热回路热量Qc2＜(制热要求热量Qw-余量热量Qm)的情况下，将格栅风门30保持在全闭状态。

对步骤S9的判断为是的情况下的处理进行说明(图3)。在第二热回路热量Qc2比(制热要求热量Qw-余量热量Qm)大的情况下，利用空冷冷凝器14对剩余的热量进行散热。空冷冷凝器14的散热量由格栅风门30的开度(百叶板30a的角度)调整。

图3的“Qt1”是指第一热量阈值。第一热量阈值Qt1是用于决定压缩机12和泵42的输出的阈值。在第二热回路热量Qc2比第一热量阈值Qt1大的情况下(步骤S11：是)，控制器4将压缩机12的输出设定为Hi，将泵42的输出也设定为Hi(步骤S12)。在第二热回路热量Qc2比第一热量阈值Qt1小的情况下(步骤S11：否)，控制器4将压缩机12的输出设定为Lo，将泵42的输出也设定为Lo(步骤S13)。输出Hi比输出Lo大。即，在第二热回路热量Qc2比较大的情况下，控制器4提升第一热回路10和第二热回路40的性能。

变量“Qcp”是指压缩机12赋予第一热介质的热量(压缩机供给热量)。压缩机12通过将第一热介质压缩并使其液化，从而赋予第一热介质能量。该能量相当于压缩机供给热量Qcp。通过压缩机12的输出和进入到压缩机12之前的第一热介质的温度来确定压缩机供给热量Qcp。在第一循环路径11的比压缩机12靠上游侧的位置配备有温度传感器，控制器4从该温度传感器取得第一热介质的温度。

预先求出第一热介质的温度和压缩机12的输出与相对于它们的压缩机供给热量Qcp的关系式，并将该关系式存储于控制器4。控制器4根据在步骤S12或S13中决定的压缩机12的输出和压缩机12的上游的第一热介质的温度，算出压缩机供给热量Qcp(步骤S14)。

变量“Qc1”是指第一热回路10能够赋予车厢的空气的热量(第一热回路热量)。第一热回路热量Qc1由从第二热回路40得到的热量(第二热回路热量Qc2)与通过压缩机12得到的热量(压缩机供给热量Qcp)之和来表示(步骤S15)。

控制器4驱动风扇27，使车厢的空气通过车厢制热器13。通过压缩机12后的高温的第一热介质通过车厢制热器13。在车厢制热器13中，从第一热介质向车厢的空气传递制热要求热量Qw。以用户选择的制热强度对车厢进行加热。

变量“Qsp”是指从第一热回路热量Qc1减去制热要求热量Qw而得到的热量(剩余热量)(步骤S16)。由于赋予车厢的空气的热量为制热要求热量Qw，所以需要将从第一热回路10所具有的热量(第一热回路热量Qc1)减去制热要求热量Qw而得到的剩余热量Qsp释放。在图1所示的空冷冷凝器14中将剩余热量Qsp释放到外部空气。通过空冷冷凝器14的空气的量取决于格栅风门30的开度Gs(百叶板30a的角度)。控制器4对格栅风门30进行控制，以使在空冷冷凝器14中释放的热量与剩余热量Qsp相等。空冷冷凝器14中的散热量取决于车速Vel、外部空气温度Tamb、第一热介质的温度Tc1、格栅风门30的开度Gs。该关系被预先存储于控制器4。控制器4使用该关系，根据外部空气温度Tamb、车速Vel、第一热介质温度Tc1及目标散热量(即剩余热量Qsp)求出格栅风门30的开度Gs(步骤S17)。此外，在空冷冷凝器14的上游侧配备有温度传感器，在步骤S17中使用的第一热介质温度Tc1由该温度传感器进行测量。

控制器4对格栅风门30(百叶板30a)进行控制，以便实现所得到的开度Gs(步骤S18)。

当在制热时利用电池发热量Qb或外部空气的热的情况下，控制器4在步骤S12或S13中决定压缩机12和泵42的输出，之后，调整格栅风门30的开度Gs，对剩余热量Qsp进行散热(步骤S14-S18)。控制器4以一定的周期反复执行图2-图4的处理(关于图4的处理，随后进行叙述)。控制器4根据车速Vel、外部空气温度Tamb及第一热介质温度Tc1的变化来调整格栅风门30的开度Gs。

在实施例的热管理系统2中，通过改变格栅风门30的开度，从而调整释放到外部空气的热量(剩余热量Qsp)。热管理系统2通过调整格栅风门30的开度，从而能够将制热要求热量Qw赋予车厢的空气，并且将第一热介质的温度保持在适当的范围。也能够通过压缩机的输出调整将第一热介质的温度保持在适当的范围。但是，调整压缩机的输出所需要的电力比调整格栅风门30的开度所需要的电力大。热管理系统2通过利用格栅风门，从而能够抑制消耗电力。

对图2的步骤S9的判断为否的情况下的处理进行说明(图4)。在第二热回路热量Qc2比(制热要求热量Qw-余量热量Qm)小的情况下，借助第二热回路热量Qc2和热量Qcp(压缩机12赋予第一热介质的热量)并不会达到制热要求热量Qw。图4为这样的情况下的处理。

首先，控制器4将格栅风门30设为全闭(步骤S21)。通过将格栅风门30设为全闭，从而将在空冷冷凝器14中散热的热量抑制为最小。

步骤S22的“Qt2”是指第二热量阈值。与第一热量阈值Qt1同样地，第二热量阈值Qt2是用于决定压缩机12和泵42的输出的阈值。但是，第二热量阈值Qt2比第一热量阈值Qt1小。在第二热回路热量Qc2比第二热量阈值Qt2大的情况下(步骤S22：是)，控制器4将压缩机12的输出设定为Hi，将泵42的输出也设定为Hi(步骤S23)。在第二热回路热量Qc2比第二热量阈值Qt2小的情况下(步骤S22：否)，控制器4将压缩机12的输出设定为Lo，将泵42的输出也设定为Lo(步骤S24)。与图3的步骤S12的处理同样地，在第二热回路热量Qc2比较大的情况下，控制器4提升第一热回路10和第二热回路40的性能。

接着，控制器4算出压缩机供给热量Qcp(步骤S25)，并算出第一热回路10能够使用的热量(第一热回路热量Qc1)(步骤S26)。步骤S25、S26的处理与步骤S14、S15的处理相同。

在第一热回路热量Qc1较小且第一热回路热量Qc1未达到制热要求热量Qw的情况下，执行图4的处理。在该情况下，也使用加热器28(参照图1)对车厢的空气进行加热。

步骤S27的变量“Qsh”是指第一热回路热量Qc1的不足量。从制热要求热量Qw减去第一热回路热量Qc1而得到的值相当于不足热量Qsh(步骤S27)。控制器4驱动风扇27，并且对加热器28(参照图1)进行驱动，以便从加热器28向车厢的空气传递不足热量Qsh(步骤S28)。此外，步骤S28的变量“Qht”是指加热器28的发热量。控制器4在步骤S28中对加热器28进行控制，以使加热器28的发热量Qht与不足热量Qsh一致。在车厢制热器13中，将热量Qc1从第一热介质赋予车厢的空气，将热量Qht(＝Qsh)从加热器28赋予车厢的空气。赋予车厢的空气总的制热要求热量Qw(＝Qc1+Qsh)，以用户选择的制热强度对车厢进行加热。

对与在实施例中说明的技术相关的注意点进行叙述。冷机3相当于主热交换器的一例。空冷冷凝器14相当于第一空气热交换器的一例。电池5相当于电源的一例。电源也可以是燃料电池。散热器47相当于第二空气热交换器的一例。在实施例的热管理系统2中，压缩机12的输出和泵42的输出能够以两个等级进行选择。也可以是，压缩机12的输出和泵42的输出能够以三个等级以上的等级进行选择。

以上，详细地说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并不对权利要求书进行限定。在权利要求书记载的技术中包含对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的结构。在本说明书或附图中说明的技术要素能够单独或通过各种组合而发挥技术上的有用性，并不限定于在申请时权利要求记载的组合。另外，本说明书或附图例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的一个目的本身具有技术上的有用性。

Claims (4)

1.一种汽车用的热管理系统，其中，

所述汽车用的热管理系统具备：

第一热回路，所述第一热回路供第一热介质流动；

第二热回路，所述第二热回路供第二热介质流动；以及

主热交换器，所述主热交换器从所述第二热介质向所述第一热介质转移热，

所述第一热回路具备：

压缩机，所述压缩机压缩所述第一热介质；

车厢制热器，所述车厢制热器利用所述第一热介质加热车厢内的空气；

第一空气热交换器，所述第一空气热交换器在所述第一热介质与外部空气之间进行热交换；

蒸发器，所述蒸发器利用所述第一热介质冷却所述车厢内的空气；

第一循环路径，所述第一循环路径供所述第一热介质循环，并使所述第一热介质依次通过所述压缩机、所述车厢制热器、所述第一空气热交换器及所述主热交换器；

第一旁通流路，所述第一旁通流路与所述第一循环路径连接，并使所述第一热介质从所述第一空气热交换器绕过所述主热交换器而向所述蒸发器流通；以及

第一切换阀，所述第一切换阀选择所述主热交换器和所述蒸发器中的任一方来作为来自所述第一空气热交换器的所述第一热介质的流动目的地，

所述第二热回路具备：

电源冷却器，所述电源冷却器对向行驶用的电动机供给电力的电源进行冷却；以及

第二循环路径，所述第二循环路径通过所述电源冷却器和所述主热交换器，供所述第二热介质循环。

2.根据权利要求1所述的汽车用的热管理系统，其中，

所述第一热回路具备：

格栅风门，所述格栅风门使通过所述第一空气热交换器的空气流量变化；以及

控制器，所述控制器对所述格栅风门的开度进行控制，以便将通过所述车厢制热器后的所述第一热介质的温度保持在预定的温度范围。

3.根据权利要求1或2所述的汽车用的热管理系统，其中，

所述第二热回路具备：

第二空气热交换器，所述第二空气热交换器在所述第二热介质与外部空气之间进行热交换；

第二旁通流路，所述第二旁通流路与所述第二循环路径连接，使所述第二热介质绕过所述电源冷却器而向所述第二空气热交换器流通；以及

第二切换阀，所述第二切换阀选择所述电源冷却器和所述第二空气热交换器中的任一个来作为来自所述主热交换器的所述第二热介质的流动目的地。

4.根据权利要求3所述的汽车用的热管理系统，其中，

所述第二热回路具备：

电动机冷却器，所述电动机冷却器冷却所述电动机；

电动机循环路径，所述电动机循环路径在所述第二空气热交换器的入口和出口与所述第二旁通流路连接，使所述第二热介质在所述电动机冷却器与所述第二空气热交换器之间循环；以及

第三旁通流路，所述第三旁通流路与所述电动机循环路径连接，使通过所述电动机冷却器后的所述第二热介质绕过所述第二空气热交换器。

Images