CN113682107B - 一种新能源汽车整车热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种新能源汽车整车热管理系统，制冷剂回路包括压缩机、水冷冷凝器和蒸发器；第一换热管道上设有蒸发器，蒸发器将流经第一换热管道的冷却液的热量吸收至制冷剂回路；第二换热管道上设有水冷冷凝器，水冷冷凝器将制冷剂回路中的热量交换至流经第二换热管道的冷却液；电池管道上设有电池水泵和电池包；乘员舱管道上设有乘员舱水泵和第一车内换热器；电机管道上设有电机和电机水泵；车外换热管道上设有车外换热器和车外换热水泵；电池管道、乘员舱管道、电机管道和车外换热管道可基于相应的热管理工作模式，通过阀门组，与第一换热管道和第二换热管道连通成回路，或截止。本申请适用于R134a、R290和R744制冷剂，非常安全，避免给乘员带来危险。

Description

一种新能源汽车整车热管理系统
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种新能源汽车整车热管理系统。
背景技术
目前在汽车空调上最常用制冷剂是R134a，这种制冷剂GWP(全球变暖潜能值)为1300，是一种温室排放气体，将限制使用；同时R134a低温下热泵效率低，环境低于-10℃时系统基本无法正常运行，不利于整车热管理。
1234yf作为一种替代R134a的制冷剂在欧盟推行，解决了温室效应，但是1234yf的物性依然决定无法解决低温热泵难题。
近年来，R290及R744被认为是最有可能成为新能源汽车热泵系统主流的两种制冷剂。R290优越的物性决定了它低温下热泵效率高，且GWP值为3，基本不产生温室效应，但是该冷媒易燃易爆，现有热泵系统充注量大，且冷媒进入乘员舱，如发生燃烧或爆炸，危险性相当高。
R744作为一种天然制冷剂，有着优越的低温热泵性能，且GWP值为0，也无爆炸燃烧危险，但是其工作压力约为R134a的5倍左右，现有常规热泵方案很难解决泄露问题，且高压气体冷媒进入乘员舱存在一定危险。
发明内容
本申请实施例提供一种新能源汽车整车热管理系统，适用于R134a、R290和R744制冷剂，且采用R290和R744等高压、易燃制冷剂时非常安全，避免给乘员带来危险。
本申请实施例提供了一种新能源汽车整车热管理系统，其包括：
制冷剂回路，其包括压缩机、水冷冷凝器和蒸发器；
第一换热管道，其上设有所述蒸发器，所述蒸发器用于将流经第一换热管道的冷却液的热量吸收至制冷剂回路；
第二换热管道，其上设有所述水冷冷凝器，所述水冷冷凝器用于将所述制冷剂回路中的热量交换至流经第二换热管道的冷却液；
电池管道，其上设有电池水泵和电池包；
乘员舱管道，其上设有乘员舱水泵和第一车内换热器；
电机管道，其上设有电机和电机水泵；
车外换热管道，其上设有车外换热器和车外换热水泵；以及，
所述电池管道、乘员舱管道、电机管道和车外换热管道可基于相应的热管理工作模式，通过阀门组，与所述第一换热管道和第二换热管道连通成回路，或截止。
一些实施例中，所述阀门组包括第一三通阀、第二三通阀、第一四通阀、第二四通阀和第三四通阀；
所述电池管道的一端与第二三通阀连接，另一端与第一三通阀连接；
所述乘员舱管道的一端与第二三通阀和第二四通阀连接，另一端与第一三通阀和第一四通阀连接；
所述第一换热管道的一端与所述第二三通阀和第二四通阀连接，另一端与所述第一三通阀和第一四通阀连接；
所述第二换热管道的一端与第二四通阀连接，另一端与第一四通阀连接；
所述车外换热管道的一端与第二四通阀连接，另一端与第一四通阀连接；
所述第三四通阀设于所述车外换热管道上，所述电机管道的两端连接所述第三四通阀。
一些实施例中，所述阀门组还包括第三三通阀；
所述第三三通阀的一个接口与所述第一换热管道的一端连接，所述第三三通阀的另一个接口通过第一管路与所述第一三通阀和第一四通阀连接，所述第三三通阀的余下一个接口通过第二管路与所述第一三通阀和第一四通阀连接，所述第一管路上设有第二车内换热器；
当所述热管理工作模式为乘员舱除湿、电池冷却且电机冷却时，乘员舱管道与第二换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器对乘员舱加热；第一换热管道与第一管路连接成冷却管道，所述冷却管道与电池管道并联在车外换热管道上，以连通成回路，并对电池包冷却，以及通过第二车内换热器液化除湿，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器下游。
一些实施例中，当所述热管理工作模式为乘员舱采暖、电池余热回收且电机余热回收时，乘员舱管道与第二换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器对乘员舱加热；第一换热管道与第二管路连接成冷却管道，所述冷却管道与电池管道并联在车外换热管道上，以连通成回路，并对电池包冷却，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器下游。
一些实施例中，当所述热管理工作模式为乘员舱降温时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器向外散热；乘员舱管道与第一换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器对乘员舱降温；
当所述热管理工作模式为乘员舱降温且电池冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器向外散热；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包冷却，以及通过第一车内换热器对乘员舱降温；
当所述热管理工作模式为乘员舱降温、电池冷却且电机冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器向外散热，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器下游；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包冷却，以及通过第一车内换热器对乘员舱降温；
当所述热管理工作模式为电池冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器向外散热；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包冷却，以及乘员舱水泵不工作；
当所述热管理工作模式为乘员舱通风、电池冷却且电机冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器向外散热，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器下游；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包冷却，以及乘员舱水泵不工作。
一些实施例中，当所述热管理工作模式为乘员舱采暖且电池加热时，电池管道和乘员舱管道并联在第二换热管道上，以形成回路，并对电池包加热，以及通过第一车内换热器对乘员舱加热；车外换热管道与第一换热管道连接成回路；
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖、电池加热且电机预热时，电池管道和乘员舱管道并联在第二换热管道上，以形成回路，并对电池包加热，以及通过第一车内换热器对乘员舱加热；车外换热管道与第一换热管道连接成回路，电机管道首尾连通形成回路；
当所述热管理工作模式为电机余热化霜时，制冷剂回路不工作，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器下游，以对车外换热器化霜；
当所述热管理工作模式为压缩机化霜时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，以对车外换热器化霜。
一些实施例中，所述整车热管理系统还包括PTC风加热器，所述PTC风加热器靠近第一车内换热器；
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖且电机余热化霜时，制冷剂回路不工作，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器下游，以对车外换热器化霜，所述PTC风加热器开启；
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖且压缩机化霜时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，以对车外换热器化霜，所述PTC风加热器开启。
一些实施例中，当制冷剂采用R134a时，所述制冷剂回路还包括第一节流装置和气液分离器，且沿制冷剂流向，压缩机、水冷冷凝器、第一节流装置、蒸发器和气液分离器依次串联，并形成所述制冷剂回路。
一些实施例中，当制冷剂采用R744时，所述制冷剂回路还包括回热器、第一节流装置和气液分离器，且沿制冷剂流向，压缩机、水冷冷凝器和气液分离器依次串联，并形成制冷剂第一回路；沿制冷剂流向，第一节流装置和蒸发器依次串联，并形成制冷剂第二回路，第一回路通过回热器与第二回路进行热交换。
一些实施例中，当制冷剂采用R290时，所述制冷剂回路还包括经济器和第二节流装置，沿制冷剂流向，压缩机、水冷冷凝器、经济器、第一节流装置、蒸发器和气液分离器通过第一制冷剂管道依次串联，并形成回路；所述经济器还连接有第二制冷剂管道，第二制冷剂管道一端连接压缩机，另一端连接于第一制冷剂管道上，并位于水冷冷凝器与经济器之间，第二节流装置设于第二制冷剂管道上，并位于经济器上游。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请将制冷剂与空气的热交换变成制冷剂与第一换热管道和第二换热管道中的冷却液的热交换，再由冷却液实现与车内及车外的空气热交换，从而使得制冷剂不需要进入到乘员舱，避免了高压、易燃制冷剂泄露进入乘员舱的风险，在采用R744或者R290等高压、易燃制冷剂时更加的安全。
本申请适用于R134a、R744、R290制冷剂，制冷剂变更时仅需更换空调集成模块，非常方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的新能源汽车整车热管理系统框图；
图2为本申请实施例提供的乘员舱降温模式示意图；
图3为本申请实施例提供的乘员舱降温且电池冷却模式示意图；
图4为本申请实施例提供的乘员舱降温、电池冷却且电机冷却模式示意图；
图5为本申请实施例提供的电池冷却模式示意图；
图6为本申请实施例提供的乘员舱通风、电池冷却且电机冷却模式示意图；
图7为本申请实施例提供的乘员舱除湿、电池冷却且电机冷却模式示意图；
图8为本申请实施例提供的乘员舱采暖、电池余热回收且电机余热回收模式示意图；
图9为本申请实施例提供的乘员舱采暖且电池加热模式示意图；
图10为本申请实施例提供的乘员舱采暖、电池加热且电机预热模式示意图；
图11为本申请实施例提供的乘员舱采暖且电机余热化霜模式示意图；
图12为本申请实施例提供的乘员舱采暖且压缩机化霜模式示意图；
图13为本申请实施例提供的制冷剂回路示意图(制冷剂采用R744)；
图14为本申请实施例提供的制冷剂回路示意图(制冷剂采用R290)。
图中：1、压缩机；2、水冷冷凝器；3、第一节流装置；4、蒸发器；5、气液分离器；6、第三三通阀；7、第一四通阀；8、第一三通阀；9、电池包；10、电池水泵；11、乘员舱水泵；12、第二三通阀；13、第二四通阀；14、第三四通阀；15、电机；16、DC/DC转换器；17、OBC车载充电器；18、电机水泵；19、车外换热水泵；20、车外换热器；21、第一风扇；22、第二风扇；23、第二车内换热器；24、第一车内换热器；25、PTC风加热器；26、回热器；27、经济器；28、第二节流装置。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1所示，本申请实施例提供了一种新能源汽车整车热管理系统，其包括制冷剂回路、第一换热管道、第二换热管道、电池管道、乘员舱管道、电机管道和车外换热管道；其中，制冷剂回路包括压缩机1、水冷冷凝器2和蒸发器4，制冷剂回路自成一体进行循环，并不与其他外界的管道进行制冷剂交换，在本实施例中，制冷剂可以采用R134a、R290和R744；第一换热管道上设有蒸发器4，蒸发器4用于将流经第一换热管道的冷却液的热量吸收至制冷剂回路，也就是，流经第一换热管道的冷却液的热量被制冷剂回路中的制冷剂吸收，从而使得流经第一换热管道的冷却液降温；第二换热管道上设有水冷冷凝器2，水冷冷凝器2用于将制冷剂回路中的热量交换至流经第二换热管道的冷却液，也就是，流经第二换热管道的冷却液吸收制冷剂回路中的制冷剂的热量，从而使得流经第二换热管道的冷却液升温；电池管道上设有电池水泵10和电池包9，通过电池水泵10，驱动流经电池管道内的冷却液，以对电池包9进行加热或冷却；乘员舱管道上设有乘员舱水泵11和第一车内换热器24，通过乘员舱水泵11，驱动流经乘员舱管道内的冷却液，以对乘员舱进行采暖或制冷；电机管道上设有电机15、DC/DC转换器16、OBC车载充电器17和电机水泵18，通过电机水泵18，驱动流经电机管道内的冷却液，以对电机15进行冷却；车外换热管道上设有车外换热器20和车外换热水泵19，车外换热器20还配置有第一风扇21，通过车外换热水泵19驱动流经车外换热管道内的冷却液，以使车外换热器20与外界进行热交换。
电池管道、乘员舱管道、电机管道和车外换热管道可基于相应的热管理工作模式，通过阀门组，与第一换热管道和第二换热管道连通成回路，或截止。
本申请实施例提供的热管理系统，制冷剂回路自成一体进行循环，并不与其他外界的管道进行制冷剂交换，以最大程度减少制冷剂的充注量，如发生泄露后燃烧爆炸，可以最大程度的降低造成的危害；通过控制阀门组的通断，使电池管道、乘员舱管道、电机管道和车外换热管道与第一换热管道和第二换热管道连通成回路，或截止，以实现相应的热管理工作模式。
本申请将制冷剂与空气的热交换变成制冷剂与第一换热管道和第二换热管道中的冷却液的热交换，再由冷却液实现与车内及车外的空气热交换，从而使得制冷剂不需要进入到乘员舱，避免了高压、易燃制冷剂泄露进入乘员舱的风险，在采用R744或者R290等高压、易燃制冷剂时更加的安全。
本申请适用于R134a、R744、R290制冷剂，制冷剂变更时仅需更换空调集成模块，非常方便。
本申请构成极为简单，所有器件均能够设计成一个空调机组集成模块，并布置在前舱，器件之间甚至可以通过焊接方式连接。
为了实现相应的热管理工作模式，在一些优选的实施方式中，给出了具体的阀门组的安装位置，具体地，参见图1所示，阀门组包括第一三通阀8、第二三通阀12、第一四通阀7、第二四通阀13和第三四通阀14；电池管道的一端与第二三通阀12连接，另一端与第一三通阀8连接；乘员舱管道的一端与第二三通阀12和第二四通阀13连接，另一端与第一三通阀8和第一四通阀7连接；第一换热管道的一端与第二三通阀12和第二四通阀13连接，另一端与第一三通阀8和第一四通阀7连接；第二换热管道的一端与第二四通阀13连接，另一端与第一四通阀7连接；车外换热管道的一端与第二四通阀13连接，另一端与第一四通阀7连接；第三四通阀14设于车外换热管道上，电机管道的两端连接第三四通阀14。
上述阀门均可以采用电子阀，实现智能控制，利用上述各个阀门进行通断控制，可以实现多种热管理工作模式。
以下具体阐述一些热管理工作模式。
(1)参见图2所示，当热管理工作模式为乘员舱降温时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器20向外散热；乘员舱管道与第一换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器24对乘员舱降温。
制冷剂回路：从压缩机1出来的高温高压的气态制冷剂经过水冷冷凝器2散热冷凝成为高温高压的液态，经过第一节流装置3节流后成为低温低压的气液两相态，再经过蒸发器4吸热成为低温低压的气态，最终回到压缩机1完成循环。
冷却液回路1：水冷冷凝器2→第一四通阀7→车外换热水泵19→车外换热器20→第三四通阀14→第二四通阀13→水冷冷凝器2，冷却液从水冷冷凝器2吸热后再从车外换热器20散热。
冷却液回路2：蒸发器4→第二四通阀13→乘员舱水泵11→第一车内换热器24→第一四通阀7→蒸发器4，冷却液经过蒸发器4降温后进入到第一车内换热器24中与空气换热，降低车内空气温度，完成车内降温。
(2)参见图3所示，当热管理工作模式为乘员舱降温且电池冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器20向外散热；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包9冷却，以及通过第一车内换热器24对乘员舱降温。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：与(1)中相同。
冷却液回路2：冷却液经过蒸发器4降温后分别进入第二四通阀13和第二三通阀12，再流经电池包9和第一车内换热器24，分别给电池包9和乘员舱降温，最终又回到蒸发器4换热。
(3)参见图4所示，当热管理工作模式为乘员舱降温、电池冷却且电机冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器20向外散热，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于车外换热器20下游；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包9冷却，以及通过第一车内换热器24对乘员舱降温。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：冷却液从水冷冷凝器2吸热后再从车外换热器20散热，降温后的冷却液通过第三四通阀14进入电机15、DC/DC转换器16、OBC车载充电器17完成电驱动系统冷却，再经第三四通阀14回到水冷冷凝器2。
冷却液回路2：与(2)中相同。
(4)参见图5所示，当热管理工作模式为电池冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器20向外散热；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包9冷却，以及乘员舱水泵11不工作。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：与(2)中相同。
冷却液回路2：冷却液经过蒸发器4降温后分别进入第二四通阀13和第二三通阀12，此时乘员舱水泵11不工作，电池水泵10工作，冷却液通过电池水泵10给电池包9降温，最终又回到蒸发器4换热。
(5)参见图6所示，当热管理工作模式为乘员舱通风、电池冷却且电机冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器20向外散热，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于车外换热器20下游；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包9冷却，以及乘员舱水泵11不工作。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：与(3)中相同。
冷却液回路2：与(4)中相同。
热管理工作模式(5)适合春秋季空调通风行车。
(6)热管理工作模式为乘员舱除湿、电池冷却且电机冷却
由于进行乘员舱除湿时，需要先制冷液化再加热除湿，故需要两个车内换热器，同时需要增加一个阀门，故阀门组还包括第三三通阀6，第三三通阀6的一个接口与第一换热管道的一端连接，第三三通阀6的另一个接口通过第一管路与第一三通阀8和第一四通阀7连接，第三三通阀6的余下一个接口通过第二管路与第一三通阀8和第一四通阀7连接，第一管路上设有第二车内换热器23。
参见图7所示，当热管理工作模式为乘员舱除湿、电池冷却且电机冷却时，乘员舱管道与第二换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器24对乘员舱加热；第一换热管道与第一管路连接成冷却管道，冷却管道与电池管道并联在车外换热管道上，以连通成回路，并对电池包9冷却，以及通过第二车内换热器23液化除湿，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于车外换热器20下游。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：冷却液从水冷冷凝器2吸热后，再经过第二四通阀13换向后，进入第一车内换热器24散热后，经过第一四通阀7回到水冷冷凝器2。
冷却液回路2：冷却液经过车外换热器20降温后进入电机15、DC/DC转换器16、OBC车载充电器17给电驱动系统冷却，后通过第三四通阀14、第二四通阀13分成两条支路，一条支路进入蒸发器4放热降温，再经过第二车内换热器23将空气冷却除湿，另一条支路经过第二三通阀12进入电池包9给电池包9冷却，两条支路汇合后经过第一四通阀7回到车外换热器20。
热管理工作模式(6)适合春秋季空调除湿行车。
需要说明的是，在除湿行车时，第一换热管道需要通过第三三通阀6与第一管路连通，而在乘员舱降温时，除了利用第一车内换热器24进行降温以外，还可以将第一换热管道通过第三三通阀6与第一管路连通，从而利用第二车内换热器23同时进行降温，具体参见图2所示。此外，对于其他的热管理工作模式，通常情况下，第一换热管道是通过第三三通阀6与第二管路连通。
(7)参见图8所示，当热管理工作模式为乘员舱采暖、电池余热回收且电机余热回收时，乘员舱管道与第二换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器24对乘员舱加热；第一换热管道与第二管路连接成冷却管道，冷却管道与电池管道并联在车外换热管道上，以连通成回路，并对电池包9冷却，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于车外换热器20下游。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：与(6)中相同。
冷却液回路2：冷却液经过车外换热器20降温后进入电机15、DC/DC转换器16、OBC车载充电器17给电驱动系统冷却，同时吸收热量以回收电机余热，后通过第三四通阀14、第二四通阀13分成两条支路，一条支路进入蒸发器4放热降温，再经过第二管路，另一条支路经过第二三通阀12进入电池包9给电池包9冷却，同时吸收电池包9内部富余热量以回收电池余热，两条支路汇合后经过第一四通阀7回到车外换热器20。
本实施例在一定情况下能够回收电池、电驱动系统的余热用于采暖，能够大大减少冬季电动汽车的能耗，提高续航里程。
(8)参见图9所示，当热管理工作模式为乘员舱采暖且电池加热时，电池管道和乘员舱管道并联在第二换热管道上，以形成回路，并对电池包9加热，以及通过第一车内换热器24对乘员舱加热；车外换热管道与第一换热管道连接成回路。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：冷却液从水冷冷凝器2吸热后，经过第二四通阀13后分为两条支路，一条支路进入第一车内换热器24给乘员舱加热，另一条支路通过第二三通阀12进入电池包9给电池包9加热，两条支路最终汇合后回到水冷冷凝器2。
冷却液回路2：冷却液经过车外换热器20吸热后，通过第三四通阀14、第二四通阀13进入蒸发器4放热降温后，经过第三三通阀6、第二管路、第一四通阀7回到车外换热器20。
(9)参见图10所示，当热管理工作模式为乘员舱采暖、电池加热且电机预热时，电池管道和乘员舱管道并联在第二换热管道上，以形成回路，并对电池包9加热，以及通过第一车内换热器24对乘员舱加热；车外换热管道与第一换热管道连接成回路，电机管道首尾连通形成回路。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：与(8)中相同。
冷却液回路2：与(8)中相同。
冷却液回路3：电机管道通过第三四通阀14连通成回路，冷却液在第三四通阀14、电机15、DC/DC转换器16、OBC车载充电器17和电机水泵18中循环，利用电机余热、DC/DC转换器发热进行预热。
(10)参见图11所示，当热管理工作模式为电机余热化霜时，制冷剂回路不工作，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于车外换热器20下游，以对车外换热器20化霜。
制冷剂回路：不工作。
冷却液回路1：车外换热水泵19运行，利用电机余热、水冷冷凝器余热进入车外换热器20，以对车外换热器20化霜。
(11)参见图12所示，当热管理工作模式为压缩机化霜时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，以对车外换热器20化霜。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：车外换热水泵19运行，将水冷冷凝器的热量循环到车外换热器20，以对车外换热器20化霜。
(12)参见图11所示，整车热管理系统还包括PTC风加热器25，PTC风加热器25靠近第一车内换热器24，PTC风加热器25配置有第二风扇22；
当热管理工作模式为乘员舱采暖且电机余热化霜时，制冷剂回路不工作，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于车外换热器20下游，以对车外换热器20化霜，PTC风加热器25开启；
制冷剂回路：不工作。
冷却液回路1：与(10)中相同。
PTC风加热器25开启，第二风扇22将热气吹入乘员舱。
(13)参见图12所示，当热管理工作模式为乘员舱采暖且压缩机化霜时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，以对车外换热器20化霜，PTC风加热器25开启。
制冷剂回路：与(1)中相同。
冷却液回路1：与(11)中相同。
PTC风加热器25开启，第二风扇22将热气吹入乘员舱。
需要说明的是，上述PTC风加热器25可以选择高压PTC或者12V低压PTC。
参见图1所示，在一些优选的实施方式中，当制冷剂采用R134a时，制冷剂回路还包括第一节流装置3和气液分离器5，且沿制冷剂流向，压缩机1、水冷冷凝器2、第一节流装置3、蒸发器4和气液分离器5依次串联，并形成制冷剂回路。
将制冷剂更换为R744或R290时，可以根据实际系统增加必要的制冷元器件。
比如，参见图13所示，当制冷剂采用R744时，制冷剂回路还包括回热器26、第一节流装置3和气液分离器5，且沿制冷剂流向，压缩机1、水冷冷凝器2和气液分离器5依次串联，并形成制冷剂第一回路；沿制冷剂流向，第一节流装置3和蒸发器4依次串联，并形成制冷剂第二回路，第一回路通过回热器26与第二回路进行热交换。
再比如，参见图13所示，当制冷剂采用R290时，制冷剂回路还包括经济器27和第二节流装置28，沿制冷剂流向，压缩机1、水冷冷凝器2、经济器27、第一节流装置3、蒸发器4和气液分离器5通过第一制冷剂管道依次串联，并形成回路；经济器27还连接有第二制冷剂管道，第二制冷剂管道一端连接压缩机1，另一端连接于第一制冷剂管道上，并位于水冷冷凝器2与经济器27之间，第二节流装置28设于第二制冷剂管道上，并位于经济器27上游。
采用R290作为热泵系统制冷剂能够极大的提高热泵低温制热能力，能够在不需要PTC辅助情况下，满足-20℃的制热量需求。
需要说明的是，第二风扇22、第二车内换热器23、第一车内换热器24和PTC风加热器25形成暖通HVAC。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种新能源汽车整车热管理系统，其特征在于，其包括：
制冷剂回路，其包括压缩机(1)、水冷冷凝器(2)和蒸发器(4)；
第一换热管道，其上设有所述蒸发器(4)，所述蒸发器(4)用于将流经第一换热管道的冷却液的热量吸收至制冷剂回路；
第二换热管道，其上设有所述水冷冷凝器(2)，所述水冷冷凝器(2)用于将所述制冷剂回路中的热量交换至流经第二换热管道的冷却液；
电池管道，其上设有电池水泵(10)和电池包(9)；
乘员舱管道，其上设有乘员舱水泵(11)和第一车内换热器(24)；
电机管道，其上设有电机(15)和电机水泵(18)；
车外换热管道，其上设有车外换热器(20)和车外换热水泵(19)；以及，
所述电池管道、乘员舱管道、电机管道和车外换热管道可基于相应的热管理工作模式，通过阀门组，与所述第一换热管道和第二换热管道连通成回路，或截止；
所述阀门组包括第一三通阀(8)、第二三通阀(12)、第一四通阀(7)、第二四通阀(13)和第三四通阀(14)；
所述电池管道的一端与第二三通阀(12)连接，另一端与第一三通阀(8)连接；
所述乘员舱管道的一端与第二三通阀(12)和第二四通阀(13)连接，另一端与第一三通阀(8)和第一四通阀(7)连接；
所述第一换热管道的一端与所述第二三通阀(12)和第二四通阀(13)连接，另一端与所述第一三通阀(8)和第一四通阀(7)连接；
所述第二换热管道的一端与第二四通阀(13)连接，另一端与第一四通阀(7)连接；
所述车外换热管道的一端与第二四通阀(13)连接，另一端与第一四通阀(7)连接；
所述第三四通阀(14)设于所述车外换热管道上，所述电机管道的两端连接所述第三四通阀(14)。
2.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
所述阀门组还包括第三三通阀(6)；
所述第三三通阀(6)的一个接口与所述第一换热管道的一端连接，所述第三三通阀(6)的另一个接口通过第一管路与所述第一三通阀(8)和第一四通阀(7)连接，所述第三三通阀(6)的余下一个接口通过第二管路与所述第一三通阀(8)和第一四通阀(7)连接，所述第一管路上设有第二车内换热器(23)；
当所述热管理工作模式为乘员舱除湿、电池冷却且电机冷却时，乘员舱管道与第二换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器(24)对乘员舱加热；第一换热管道与第一管路连接成冷却管道，所述冷却管道与电池管道并联在车外换热管道上，以连通成回路，并对电池包(9)冷却，以及通过第二车内换热器(23)液化除湿，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器(20)下游。
3.如权利要求2所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖、电池余热回收且电机余热回收时，乘员舱管道与第二换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器(24)对乘员舱加热；第一换热管道与第二管路连接成冷却管道，所述冷却管道与电池管道并联在车外换热管道上，以连通成回路，并对电池包(9)冷却，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器(20)下游。
4.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
当所述热管理工作模式为乘员舱降温时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器(20)向外散热；乘员舱管道与第一换热管道连通成回路，并通过第一车内换热器(24)对乘员舱降温；
当所述热管理工作模式为乘员舱降温且电池冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器(20)向外散热；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包(9)冷却，以及通过第一车内换热器(24)对乘员舱降温；
当所述热管理工作模式为乘员舱降温、电池冷却且电机冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器(20)向外散热，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器(20)下游；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包(9)冷却，以及通过第一车内换热器(24)对乘员舱降温；
当所述热管理工作模式为电池冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器(20)向外散热；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包(9)冷却，以及乘员舱水泵(11)不工作；
当所述热管理工作模式为乘员舱通风、电池冷却且电机冷却时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，并通过车外换热器(20)向外散热，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器(20)下游；乘员舱管道和电池管道并联在第一换热管道上，以连通成回路，并对电池包(9)冷却，以及乘员舱水泵(11)不工作。
5.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖且电池加热时，电池管道和乘员舱管道并联在第二换热管道上，以形成回路，并对电池包(9)加热，以及通过第一车内换热器(24)对乘员舱加热；车外换热管道与第一换热管道连接成回路；
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖、电池加热且电机预热时，电池管道和乘员舱管道并联在第二换热管道上，以形成回路，并对电池包(9)加热，以及通过第一车内换热器(24)对乘员舱加热；车外换热管道与第一换热管道连接成回路，电机管道首尾连通形成回路；
当所述热管理工作模式为电机余热化霜时，制冷剂回路不工作，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器(20)下游，以对车外换热器(20)化霜；
当所述热管理工作模式为压缩机化霜时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，以对车外换热器(20)化霜。
6.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
所述整车热管理系统还包括PTC风加热器(25)，所述PTC风加热器(25)靠近第一车内换热器(24)；
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖且电机余热化霜时，制冷剂回路不工作，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，沿该回路中冷却液流向，电机管道接入该回路中，且位于所述车外换热器(20)下游，以对车外换热器(20)化霜，所述PTC风加热器(25)开启；
当所述热管理工作模式为乘员舱采暖且压缩机化霜时，车外换热管道与第二换热管道连通成回路，以对车外换热器(20)化霜，所述PTC风加热器(25)开启。
7.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
当制冷剂采用R134a时，所述制冷剂回路还包括第一节流装置(3)和气液分离器(5)，且沿制冷剂流向，压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一节流装置(3)、蒸发器(4)和气液分离器(5)依次串联，并形成所述制冷剂回路。
8.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
当制冷剂采用R744时，所述制冷剂回路还包括回热器(26)、第一节流装置(3)和气液分离器(5)，且沿制冷剂流向，压缩机(1)、水冷冷凝器(2)和气液分离器(5)依次串联，并形成制冷剂第一回路；沿制冷剂流向，第一节流装置(3)和蒸发器(4)依次串联，并形成制冷剂第二回路，第一回路通过回热器(26)与第二回路进行热交换。
9.如权利要求1所述的新能源汽车整车热管理系统，其特征在于：
当制冷剂采用R290时，所述制冷剂回路还包括经济器(27)和第二节流装置(28)，沿制冷剂流向，压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、经济器(27)、第一节流装置(3)、蒸发器(4)和气液分离器(5)通过第一制冷剂管道依次串联，并形成回路；所述经济器(27)还连接有第二制冷剂管道，第二制冷剂管道一端连接压缩机(1)，另一端连接于第一制冷剂管道上，并位于水冷冷凝器(2)与经济器(27)之间，第二节流装置(28)设于第二制冷剂管道上，并位于经济器(27)上游。
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