CN113665317B - 一种车辆的集成热泵系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆的集成热泵系统及车辆，具体涉及车辆热管理领域。一种车辆的集成热泵系统，包括：基座；若干个散热换热器，固定于基座；若干个冷却换热器，固定于基座；液气分离器，固定于基座；以及若干个第一膨胀阀，固定于基座；其中，车辆的压缩机产生的高温高压流体在散热换热器内散热，成为冷却高压流体，当冷却高压流体经过第一膨胀阀时，冷却高压流体的压力降低成为第一低温低压流体，当低温低压流体流经冷却换热器时，低温低压流体被吸收热量成为第一高温低压流体，在第一高温低压流体经过液气分离器后，第一高温低压流体中的气体是输入压缩机中。本发明减少占用的空间，提高系统的集成度，并且还能实现按需扩展的技术效果。

Description

一种车辆的集成热泵系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆热管理领域，具体涉及一种车辆的集成热泵系统及车辆。

背景技术

汽车，尤其是新能源汽车，由于沿用传统燃油车的架构和车型，热泵系统中的各个组件集成度低。并且传统热泵系统针对燃油发动机进行热管理，无法针对现有的新能源车型进行扩展。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车辆的集成热泵系统及车辆，以改善热泵系统中各组件集成度低以及无法扩展问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种车辆的集成热泵系统，包括：

基座；

若干个散热换热器，固定于所述基座；

若干个冷却换热器，固定于所述基座；

液气分离器，固定于所述基座；以及

若干个第一膨胀阀，固定于所述基座；

其中，所述车辆的压缩机产生的高温高压流体在所述散热换热器内散热，成为冷却高压流体，当所述冷却高压流体经过所述第一膨胀阀时，所述冷却高压流体的压力降低成为第一低温低压流体，当所述低温低压流体流经所述冷却换热器时，所述低温低压流体被吸收热量成为第一高温低压流体，在所述第一高温低压流体经过所述液气分离器后，所述第一高温低压流体中的气体是输入所述压缩机中。

在本发明一实施例中，若干个所述第一膨胀阀包括电子膨胀阀。

在本发明一实施例中，所述系统还包括：

蒸发器；

第二膨胀阀，所述第二膨胀阀固定于所述基座；

其中，所述冷却高压流体经过所述第二膨胀阀，压力降低成为第二低温低压流体，所述第二低温低压流体流经所述蒸发器，吸收热量成为第二高温低压流体，所述第二高温低压流体经过所述液气分离器后，将所述第二高温低压流体中的气体输入所述压缩机中。

在本发明一实施例中，所述散热换热器数量为至少一个，所述冷却换热器数量为至少一个。

在本发明一实施例中，所述散热换热器包括第一导热通道和第二导热通道，所述冷却换热器包括第三导热通道和第四导热通道，所述压缩机包括压气入口和压气出口，所述蒸发器包括蒸发入口和蒸发出口。

在本发明一实施例中，所述散热换热器与所述冷却换热器并排设置或纵向排列设置。

在本发明一实施例中，所述第二膨胀阀为电子膨胀阀。

在本发明一实施例中，所述基座的开设有多个通孔，多个所述通孔用于固定所述散热换热器、所述冷却换热器、所述第一膨胀阀体、所述第二膨胀阀以及所述液气分离器。

在本发明一实施例中，所述基座的材质为压铸铝。

在本发明一实施例中，所述系统还包括附属散热器，所述附属散热器设置在所述基座上所述附属散热器包括第五导热通道和第六导热通道，所述冷却高压流体经过所述第二膨胀阀压力降低成为第二低温低压流体，所述第二低温低压流体流经所述第五导热通道，吸收热量成为第二高温低压流体，所述第二高温低压流体经过所述液气分离器后，将所述第二高温低压流体中的气体输入所述压缩机中。

本发明还提供一种车辆，包括：

车体；

水箱，设置于所述车体；

电池模组液冷回路，设置于所述车体；

上述的车辆的集成热泵系统。

综上所述，本发明中将散热换热器、冷却换热器、液气分离器、第一膨胀阀以及第二膨胀阀整齐有序固定在基座上，减少占用的空间，提高系统的集成度。不仅如此，本方案中的散热换热器、冷却换热器以及第一膨胀阀的数量能够根据使用需求增添，实现按需扩展的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种车辆的集成热泵系统于一实施例中的组件连接示意图；

图2为本发明一种车辆的集成热泵系统增添蒸发器和第二膨胀阀后于一实施例中的组件连接示意图；

图3为本发明基座于一实施例中的结构状态一示意图；

图4为本发明基座于一实施例中的结构状态二示意图；

图5为本发明基座于一实施例中的结构状态三示意图；

图6为本发明一种车辆于一实施例中的组件连接状态一示意图；

图7为本发明一种车辆于一实施例中的组件连接状态二示意图。

元件标号说明

1、基座；1a、散热换热器安装位；1b、冷却换热器安装位；1c、液气分离器安装位；1d、第一膨胀阀安装位；1e、第二膨胀阀安装位；2、散热换热器；3、冷却换热器；4、液气分离器；5、第一膨胀阀；6、压缩机；7、蒸发器；8、第二膨胀阀；9、车体；10、水箱；11、电池模组液冷回路；12、附属换热器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施例，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参阅图1至图6。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

请参阅图1，本发明提供一种车辆的集成热泵系统，包括基座1、散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4以及第一膨胀阀5。其中，可将散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4以及第一膨胀阀5设置在基座1上，达到提高热泵系统中各组件集成度的技术效果。

请参阅图1，压缩机6持续工作过程中，压缩机6可将制冷剂压缩为高温高压流体。压缩机6的压气出口连接至散热换热器2，经过散热换热器2的热传导作用，散热换热器2将高温高压流体降温转化为冷却高压流体。散热换热器2连接至第一膨胀阀5，第一膨胀阀5降低冷却高压流体的压力，冷却高压流体在降压过程中温度降低，第一膨胀阀5将冷却高压流体转化为第一低温低压流体。第一膨胀阀5连接至冷却换热器3，经过冷却换热器3的热传导作用，第一低温低压流体吸收热量成为第一高温低压流体。冷却换热器3连接至液气分离器4，液气分离器4将第一高温低压流体中的液体和气体进行分离，并将其中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。上述制冷剂的循环过程中，冷却换热器3中的热量转移至散热换热器2，起到散热或加热的作用。值得说明的是，本实施例中的散热换热器2、冷却换热器3以及第一膨胀阀5的数量能够根据使用需求增添，实现按需扩展的技术效果。

请参阅图1，本实施例中的第一膨胀阀5可以是电子膨胀阀。电子膨胀阀调节范围宽，并且调节反应快，能够改善本系统热管理以及温度控制的品质。

请参阅图2，本实施例中还可以包括蒸发器7和第二膨胀阀8。第二膨胀阀8连通散热换热器2，散热换热器2流出冷却高压流体，第二膨胀阀8将冷却高压流体转化为第二低温低压流体。第二膨胀阀8连通蒸发器7，第二低温低压流体在流经蒸发器7的过程中吸收热量后，转化为第二高温低压流体。蒸发器7连通液气分离器4，将第二高温低压流体中的液体和气体进行分离，并将其中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。上述制冷剂的循环过程中，将蒸发器7获取的热量转移至冷却换热器3，起到散热或加热的作用。本实施例中扩展添加的蒸发器7和第二膨胀阀8，与散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4以及压缩机6共同组成第二个热循环回路。蒸发器7可以是车内空调的蒸发器，则本实施例还可以实现对车内温度的调节。不仅如此，本实施例中的第二膨胀阀8设置在基座1上，能够进一步提高热泵系统中各组件集成度。

请参阅图2，本实施例中的第二膨胀阀8可以是电子膨胀阀。电子膨胀阀调节范围宽，并且调节反应快，能够改善本系统热管理以及温度控制的品质。

请参阅图2，散热换热器2数量可以是至少一个，冷却换热器3数量也可以是至少一个。散热换热器2中设置有第一导热通道和第二导热通道，第一导热通道和第二导热通道相互隔离，第一导热通道和第二导热通道能够实现热传导。冷却换热器3中设置第三导热通道和第四导热通道，第三导热通道和第四导热通道相互隔离，第三导热通道和第四导热通道能够实现热传导。压缩机6的压气出口连通第一导热通道的入口端，第一导热通道内的高温高压流体与第二导热通道内的低温介质发生热传导，将高温高压流体降温转化为冷却高压流体。第一导热通道的出口端连通第一膨胀阀5的入口端，第一膨胀阀5降低冷却高压流体的压力，冷却高压流体在降压过程中温度降低，第一膨胀阀5将冷却高压流体转化为第一低温低压流体。第一膨胀阀5的出口端连通第三导热通道的入口端，第三导热通道内的第一低温低压流体与第四导热通道内的高温介质发生热传导，第一低温低压流体吸收热量成为第一高温低压流体。第三导热通道的出口端连通液气分离器4的入口端，将第一高温低压流体中的液体和气体进行分离。液气分离器4的出口端连通压气入口，将第一高温低压流体中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。冷却换热器3中的热量转移至散热换热器2，起到散热或加热的作用。

请参阅图2，在其它可选实施例中，也可以增加散热换热器2以及冷却换热器3的数量。散热换热器2与第一膨胀阀5搭配连接使用，散热换热器2与第一膨胀阀5的数量也相同。冷却换热器3与第一膨胀阀5也搭配连接使用，冷却换热器3与第一膨胀阀5的数量也相同。散热换热器2、冷却换热器3以及第一膨胀阀5的数量相同，并且数量能够根据使用需求增添，实现按需扩展的技术效果。

请参阅图2，第一导热通道的出口端还连通第二膨胀阀8的入口端，第二膨胀阀8将冷却高压流体转化为第二低温低压流体。第二膨胀阀8的出口端连通蒸发器7的蒸发入口，第二低温低压流体在流经蒸发器7的过程中吸收热量，转化为第二高温低压流体。蒸发器7的蒸发出口连通液气分离器4的入口端，将第二高温低压流体中的液体和气体进行分离。液气分离器4的出口端连通压缩机6的压气入口，将第二高温低压流体中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。上述方式不仅能够实现散热换热器2与冷却换热器3之间的热量转移，还能够实现散热换热器2与蒸发器7之间的热量转移。达到对车内进行温度调节的技术效果。

请参阅图3和4，基座1可上开设多个通孔，由多个通孔分别构成散热换热器安装位1a、冷却换热器安装位1b、液气分离器安装位1c、第一膨胀阀安装位1d以及第二膨胀阀安装位1e。散热换热器安装位1a与冷却换热器安装位1b可以并排设置于基座1上，散热换热器2和冷却换热器3在安装后也并排设置于基座1上。液气分离器安装位1c、第一膨胀阀安装位1d以及第二膨胀阀安装位1e在基座1上呈一纵列，液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8在安装后也呈纵列设置于基座1上。本实施例中将散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8整齐有序设置在基座1上，减少占用的空间，提高系统的集成度。

请参阅图5，散热换热器安装位1a与冷却换热器安装位1b可以呈横向设置于基座1上，散热换热器2和冷却换热器3在安装后也横向设置于基座1上。液气分离器安装位1c、第一膨胀阀安装位1d以及第二膨胀阀安装位1e在基座1上呈一横列，液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8在安装后也横向设置于基座1上。本实施例中将散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8整齐有序设置在基座1上，减少占用的空间，提高系统的集成度。

请参阅图1至5，本实施例中基座1的材质可以是压铸铝。铝制材料密度低，能够有效降低基座1的重量，减轻车辆的自重。

请参阅图6，本发明还提供一种车辆，包括车体9、水箱10、电池模组液冷回路11以及上述车辆的集成热泵系统。压缩机6工作过程中，压缩机6将制冷剂压缩为高温高压流体。压缩机6的压气出口连接至散热换热器2，散热换热器2还连通水箱10，散热换热器2将高温高压流体中的热量转移至水箱10。在此热传导过程中，散热换热器2将高温高压流体降温转化为冷却高压流体。散热换热器2连接至第一膨胀阀5，第一膨胀阀5降低冷却高压流体的压力，降压过程中温度降低，第一膨胀阀5将冷却高压流体转化为第一低温低压流体。第一膨胀阀5连接至冷却换热器3，冷却换热器3连通电池模组液冷回路11，冷却换热器3将电池模组液冷回路11中的热量转移至第一低温低压流体，第一低温低压流体获取热量后成为第一高温低压流体。冷却换热器3连接至液气分离器4，液气分离器4将第一高温低压流体中的液体和气体进行分离，并将其中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。将电池模组液冷回路11中的热量转移至水箱10中，达到对电池模组进行降温的技术效果。

请参阅图6，第二膨胀阀8连通散热换热器2，散热换热器2流出冷却高压流体，第二膨胀阀8将冷却高压流体转化为第二低温低压流体。第二膨胀阀8连通蒸发器7，第二低温低压流体在流经蒸发器7的过程中吸收热量后，转化为第二高温低压流体。蒸发器7连通液气分离器4，将第二高温低压流体中的液体和气体进行分离，并将其中的气体输送至压缩机6的压气入口，也完成制冷剂的一次循环。上述方式不仅能够将电池模组液冷回路11中的热量转移至水箱10内，实现对电池模组的降温，并且还能够将蒸发器7获取的热量转移至水箱10，实现对车内温度的调节。散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8可设置在基座1上，提高系统的集成度。在其它可选实施方式中，水箱10可以替换为散热格栅，将高温高压流体中的热量转移至散热格栅，散热格栅将热量转移至外部空气，也能够实现对电池模组的降温和对车内温度的调节。

请参阅图7，附属换热器12中包括相互隔离且相互导热的第五导热通道和第六导热通道。第二膨胀阀8连通散热换热器2，散热换热器2流出冷却高压流体，第二膨胀阀8将冷却高压流体转化为第二低温低压流体。第二膨胀阀8连通附属换热器12中的第五导热通道，第二低温低压流体在流经附属换热器12的过程中吸收热量后，转化为第二高温低压流体。附属换热器12的第五连通液气分离器4，将第二高温低压流体中的液体和气体进行分离，并将其中的气体输送至压缩机6的压气入口，也完成制冷剂的一次循环。第六导热通道与外部进行导热媒介的交换，实现第五导热通道和第六导热通道内流体的热量交换。在本实施例的其它实时方式中，也可以是将电池模组液冷回路11中的热量，经过附属换热器12的热交换作用，转移至外界。散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4、第一膨胀阀5、第二膨胀阀8以及附属散热器可设置在基座1上，提高系统的集成度。

请参阅图1至6，在本发明的实施例中，基座1、散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8可集成设置在基座1上，减少占用的空间，提高系统的集成度。散热换热器2中设置有第一导热通道和第二导热通道，第一导热通道和第二导热通道相互隔离，第一导热通道和第二导热通道能够实现热传导，第二导热通道连通水箱10。冷却换热器3中设置第三导热通道和第四导热通道，第三导热通道和第四导热通道相互隔离，第三导热通道和第四导热通道能够实现热传导，第四导热通道连通电池模组液冷回路11。压缩机6的压气出口连通第一导热通道的入口端，第一导热通道内的高温高压流体与第二导热通道内的低温水发生热传导，将高温高压流体降温转化为冷却高压流体。第一导热通道的出口端连通第一膨胀阀5的入口端，第一膨胀阀5降低冷却高压流体的压力，降压过程中温度降低，将冷却高压流体转化为第一低温低压流体。第一膨胀阀5的出口端连通第三导热通道的入口端，第三导热通道内的第一低温低压流体与第四导热通道内的高温冷却液发生热传导，第一低温低压流体吸收热量成为第一高温低压流体。第三导热通道的出口端连通液气分离器4的入口端，将第一高温低压流体中的液体和气体进行分离。液气分离器4的出口端连通压气入口，将第一高温低压流体中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。将冷却换热器3中的热量转移至散热换热器2，起到散热或加热的作用。第一导热通道的出口端还连通第二膨胀阀8的入口端，第二膨胀阀8将冷却高压流体转化为第二低温低压流体。第二膨胀阀8的出口端连通蒸发器7的蒸发入口，第二低温低压流体在流经蒸发器7的过程中吸收热量，转化为第二高温低压流体。蒸发器7的蒸发出口连通液气分离器4的入口端，将第二高温低压流体中的液体和气体进行分离。液气分离器4的出口端连通压缩机6的压气入口，将第二高温低压流体中的气体输送至压缩机6的压气入口，完成制冷剂的一次循环。上述方式不仅能够将电池模组液冷回路11中的热量转移至水箱10内，实现对电池模组的降温，并且还能够将蒸发器7获取的热量转移至水箱10，实现对车内温度的调节。不仅如此，上述制冷剂的循环过程中，将冷却换热器3中的热量转移至散热换热器2，起到散热或加热的作用。不同实施例中的散热换热器2、冷却换热器3以及第一膨胀阀5的数量能够根据使用需求增添，实现按需扩展的技术效果。

综上所述，本发明中将散热换热器2、冷却换热器3、液气分离器4、第一膨胀阀5以及第二膨胀阀8整齐有序设置在基座1上，减少占用的空间，提高系统的集成度。不仅如此，本实施例中的散热换热器2、冷却换热器3以及第一膨胀阀5的数量能够根据使用需求增添，实现按需扩展的技术效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种车辆的集成热泵系统，其特征在于，包括：

基座；

若干个散热换热器，固定于所述基座；

若干个冷却换热器，固定于所述基座；

液气分离器，固定于所述基座；以及

若干个第一膨胀阀，固定于所述基座；

其中，所述车辆的压缩机产生的高温高压流体在所述散热换热器内散热，成为冷却高压流体，当所述冷却高压流体经过所述第一膨胀阀时，所述冷却高压流体的压力降低成为第一低温低压流体，当所述低温低压流体流经所述冷却换热器时，所述低温低压流体被吸收热量成为第一高温低压流体，在所述第一高温低压流体经过所述液气分离器后，所述第一高温低压流体中的气体是输入所述压缩机中；

所述车辆的集成热泵系统还包括：

蒸发器；

第二膨胀阀，所述第二膨胀阀固定于所述基座；

其中，所述冷却高压流体经过所述第二膨胀阀，压力降低成为第二低温低压流体，所述第二低温低压流体流经所述蒸发器，吸收热量成为第二高温低压流体，所述第二高温低压流体经过所述液气分离器后，将所述第二高温低压流体中的气体输入所述压缩机中；

所述散热换热器与所述冷却换热器并排设置或纵向排列设置；

所述散热换热器、冷却换热器、液气分离器、第一膨胀阀以及第二膨胀阀整齐有序设置在基座上；

所述基座上具有供所述散热换热器、冷却换热器以及第一膨胀阀的数量扩展的安装位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，若干个所述第一膨胀阀包括电子膨胀阀。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热换热器数量为一个，所述冷却换热器数量为至少一个。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述散热换热器包括第一导热通道和第二导热通道，所述冷却换热器包括第三导热通道和第四导热通道，所述压缩机包括压气入口和压气出口，所述蒸发器包括蒸发入口和蒸发出口。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二膨胀阀为电子膨胀阀。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基座的开设有多个通孔，多个所述通孔用于固定所述散热换热器、所述冷却换热器、所述第一膨胀阀体、所述第二膨胀阀以及所述液气分离器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基座的材质为压铸铝。

8.一种车辆，其特征在于，包括：

车体；

水箱，设置于所述车体；

电池模组液冷回路，设置于所述车体；

权利要求1至7任一项所述的车辆的集成热泵系统。