CN113771579A - 车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的热泵系统。热泵系统可以包括：冷却装置、电池冷却装置、加热装置和激冷器，所述冷却装置配置为包括通过冷却液管线连接的散热器、第一水泵、第一阀、第二阀和储液罐；所述电池冷却装置包括通过第一阀连接至冷却液管线的电池冷却液管线以及通过电池冷却液管线连接的第二水泵和电池模块，以使冷却液循环通过电池模块；所述加热装置包括通过第二阀连接至冷却液管线的加热管线、设置在加热管线上的第三水泵和加热器；所述激冷器设置在第一阀与电池模块之间的电池冷却液管线上，通过连接至激冷器连接管线的第二阀连接至激冷器连接管线，并且通过制冷剂连接管线连接至空调装置的制冷剂管线。

Description

车辆的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月9日提交的韩国专利申请No.10-2020-0069718的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆的热泵系统。更具体地，本发明涉及这样一种车辆的热泵系统，其通过使用在制冷剂和冷却液之间进行热交换的一个激冷器(chiller)来调节电池模块的温度并且通过使用由电气组件产生的废热来提高加热效率。

背景技术

通常，车辆的空调装置包括用来循环制冷剂以加热或冷却车辆内部的空调系统。

这样的空调装置通过将车辆的内部温度维持在适度水平来维持舒适的室内环境，而不管外部温度如何变化，使得车辆内部在以下过程中通过冷凝器和蒸发器的热交换而被加热或冷却，通过压缩机的驱动而排出的制冷剂在通过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器之后循环回压缩机。

也就是说，空调系统在夏天的制冷模式下冷凝由压缩机压缩后的高温高压的气态制冷剂，以通过储液干燥器和膨胀阀在蒸发器中通过蒸发来降低车辆内部的温度和湿度。

同时，近年来，由于对能量效率和环境污染的关注日益增加，需要研发配置为基本替代内燃机车辆的环保车辆。环保车辆通常是由电力驱动的燃料电池车辆或电动车辆，或者由发动机和电池驱动的混合动力车辆。

与普通车辆的空调装置不同，在环保车辆中，电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器，并且应用于环保车辆的空调装置通常指的是热泵系统。

另一方面，在电动车辆的情况下，氧气和氢气的化学反应能量转化成电能以产生驱动力。在该过程中，由于热能是由燃料电池中的化学反应产生的，因而有效地去除所产生的热量对于确保燃料电池的性能是必要的。

此外，即使在混合动力车辆中，电机通过使用电力来驱动以产生驱动力，所述电力由燃料电池或电池以及利用普通燃料运转的发动机供应，因此，只有通过有效地去除由燃料电池或电池以及电机产生的热量才可以确保电机的性能。

因此，通常在混合动力车辆或电动车辆中，电池冷却系统、冷却器和热泵系统需要分别形成单独的密封回路，以防止电机、电气组件和包括燃料电池的电池过热。

相应地，布置在车辆的前部的冷却模块的尺寸和重量增加了，并且在发动机室内，将制冷剂和冷却液供应至热泵系统、冷却器和电池冷却系统的连接管路的布局复杂了。

此外，单独设置了根据车辆的状态来加热或冷却电池以使电池显示最佳性能的电池冷却系统，结果，采用了用于连接各个连接管路的多个阀，由于阀频繁的打开和关闭操作而引起的噪声和振动传递到了车辆内部，从而降低了乘坐舒适性。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的热泵系统，其通过使用在制冷剂和冷却液之间进行热交换的一个激冷器(chiller)来调节电池模块的温度并且通过使用由电气组件产生的废热来提高加热效率。

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的热泵系统，其包括：冷却装置、电池冷却装置、加热装置和激冷器，所述冷却装置配置为包括通过冷却液管线连接的散热器、第一水泵、第一阀、第二阀和储液罐，以使冷却液在冷却液管线中循环来冷却设置在冷却液管线上的至少一个电气组件；所述电池冷却装置包括通过第一阀连接至冷却液管线的电池冷却液管线以及通过电池冷却液管线连接的第二水泵和电池模块，以使冷却液循环通过电池模块；所述加热装置包括通过第二阀连接至冷却液管线的加热管线，以通过使用冷却液来加热车辆内部，所述加热装置还包括设置在加热管线上的第三水泵和加热器；所述激冷器设置在第一阀与电池模块之间的电池冷却液管线上，通过连接至激冷器连接管线的第二阀连接至激冷器连接管线，并且通过制冷剂连接管线连接至空调装置的制冷剂管线，以通过在电池冷却液管线中循环的冷却液与从空调装置选择性地供应的制冷剂之间进行热交换来调节冷却液的温度；其中储液罐可以设置在散热器与第一阀之间的冷却液管线上，并且通过绕过第一阀的供应管线而连接至连接第一阀和第一水泵的冷却液管线。

加热器可以设置在空调装置的加热、通风和空调(heating,ventilation,and airconditioning，HVAC)模块内部。

电池冷却装置可以包括冷却液加热器，该冷却液加热器设置在电池模块与激冷器之间的电池冷却液管线上。

当加热电池模块时，电池冷却液管线可以通过第一阀的操作不与冷却液管线连接；冷却液可以通过第二水泵的操作沿着电池冷却液管线循环；冷却液加热器可以工作，以加热沿着电池冷却液管线供应至电池模块的冷却液。

空调装置可以包括：加热、通风和空调(HVAC)模块、冷凝器、压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述加热、通风和空调(HVAC)模块配置为包括蒸发器和门，所述蒸发器通过制冷剂管线连接至加热、通风和空调(HVAC)模块，所述门配置为根据车辆的制冷模式、加热模式以及加热和除湿模式来控制通过蒸发器的外部空气被选择性地引入到加热器；所述冷凝器设置在第二阀与加热器之间的加热管线上以使冷却液循环通过冷凝器，以在冷却液和通过连接至冷凝器的制冷剂管线供应的制冷剂之间进行热交换；所述压缩机通过制冷剂管线连接在蒸发器与冷凝器之间；所述第一膨胀阀设置在冷凝器与蒸发器之间的制冷剂管线上；所述第二膨胀阀设置在制冷剂连接管线上。

空调装置可以进一步包括：副冷凝器和储液器，所述副冷凝器设置在冷凝器与蒸发器之间的制冷剂管线上；所述储液器设置在蒸发器与压缩机之间的制冷剂管线上并连接至制冷剂连接管线。

制冷剂连接管线的第一端部可以连接至副冷凝器与第一膨胀阀之间的制冷剂管线，制冷剂连接管线的第二端部可以连接至蒸发器与压缩机之间的储液器。

激冷器和冷凝器的每个可以是水冷式热交换器，副冷凝器可以是风冷式热交换器。

HVAC模块可以进一步包括空气加热器，该空气加热器设置在加热器与蒸发器之间，以选择性地加热引入到加热器的外部空气。

当供应至加热器的冷却液的温度低于用于内部加热的目标温度时，空气加热器可以工作，以使通过加热器的外部空气的温度升高。

当通过使用制冷剂来冷却电池模块时，在冷却装置中，冷却液可以通过第一水泵的运行在冷却液管线中循环，并且供应管线可以接通；激冷器连接管线可以通过第二阀的操作关断；加热装置可以停用；在电池冷却装置中，冷却液可以通过第二水泵的运行在电池冷却液管线中循环；冷却装置和电池冷却装置可以通过第一阀的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环；在空调装置中，连接至蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀的操作而关断，并且制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀的操作接通；第二膨胀阀可以使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器。

当在车辆的制冷模式下冷却电池模块时，在冷却装置中，冷却液可以通过第一水泵的运行在冷却液管线中循环；供应管线可以接通；激冷器连接管线可以通过第二阀的操作关断；在加热装置中，在冷却液管线和加热管线通过第二阀的操作而连接的状态下，冷却液可以通过第三水泵的运行在加热管线中循环；在电池冷却装置中，冷却液可以通过第二水泵的运行在电池冷却液管线中循环；冷却装置和电池冷却装置可以通过第一阀的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环；在空调装置中，连接至蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀的操作而接通，并且制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀的操作而接通；第二膨胀阀可以使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器。

当执行车辆的加热和除湿模式时，冷却装置和电池冷却装置可以停用；冷却液管线和激冷器连接管线可以通过第二阀的操作而关断；在加热装置中，冷却液可以通过第三水泵的运行在加热管线中循环；在空调装置中，制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀的操作关断，并且制冷剂可以通过压缩机的运行沿着制冷剂管线循环。

当在车辆的加热模式下回收电气组件和冷凝器的废热时，在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线以及连接散热器和储液罐的冷却液管线可以关断，并且供应管线可以接通；除了连接至激冷器的一部分电池冷却液管线之外的电池冷却液管线可以通过第一阀的操作而关断；激冷器连接管线可以通过第二阀的操作接通；在经过电气组件时温度升高的冷却液可以通过第一水泵的运行沿着接通的冷却液管线和接通的激冷器连接管线被供应至激冷器而不经过散热器；冷却液可以通过第三水泵的运行沿着加热管线循环；储存在储液罐中的一部分冷却液可以通过接通的供应管线沿着接通的冷却液管线循环；冷却装置和加热装置可以通过第二阀的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环；在空调装置中，连接至蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀的操作而关断，并且制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀的操作接通；制冷剂可以通过压缩机的运行沿着制冷剂管线循环；第二膨胀阀可以使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器。

当通过使用在散热器中冷却的冷却液来冷却电气组件和电池模块时，激冷器连接管线可以通过第二阀的操作关断；电池冷却液管线可以通过第一阀的操作连接至冷却液管线；在散热器中冷却并储存在储液罐中的冷却液可以在通过第一阀的操作和第二水泵的运行而循环通过电池冷却液管线时被供应至电池模块；循环通过电池冷却装置的冷却液可以在通过第一水泵的运行而循环通过冷却液管线时被供应至电气组件；储存在储液罐中的一部分冷却液可以通过接通的供应管线沿着冷却液管线循环。

当在车辆的加热模式下利用电气组件的废热时，在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线以及连接散热器和储液罐的冷却液管线可以关断，并且供应管线可以接通；除了连接至激冷器的一部分电池冷却液管线之外的电池冷却液管线可以通过第一阀的操作而关断；激冷器连接管线可以通过第二阀的操作接通；在加热装置中，加热管线可以通过第二阀的操作连接至冷却液管线；在经过电气组件时温度升高的冷却液可以通过第一水泵的运行被供应至连接至接通的冷却液管线的加热管线而不经过散热器；流入到加热管线的冷却液可以通过第三水泵的运行被供应至加热器；从加热器排出的冷却液可以沿着接通的激冷器连接管线通过激冷器，然后可以被再次引入到电气组件；储存在储液罐中的一部分冷却液可以通过接通的供应管线沿着冷却液管线循环。

当电气组件过热时，第二阀可以接通连接至散热器的冷却液管线，以使循环通过加热装置的一些冷却液流入到激冷器连接管线，而其余冷却液流入到散热器。

第一阀可以是四通阀，第二阀可以是配置为用于分配流量的五通阀。

电气组件可以包括电力控制单元(electric power control unit，EPCU)、或电机、或逆变器、或自动驾驶控制器、或车载充电器(on board charger，OBC)。

当通过第一水泵的运行使冷却液循环至冷却液管线时，供应管线可以连接至冷却液管线。

如上所述，按照根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统，通过使用在冷却液与制冷剂之间进行热交换的一个激冷器，根据车辆的模式可以调节电池模块的温度，并且通过使用冷却液可以加热车辆的内部，从而简化整个系统。

根据本发明的各个示例性实施方案，还可以通过回收电气组件的废热和冷凝器的废热并将其用于内部加热来提高加热效率。

此外，根据本发明的各个示例性实施方案，通过有效地控制电池模块的温度可以优化电池模块的性能，并且通过对电池模块的有效管理可以增加车辆的总行驶距离。

此外，根据本发明的各个示例性实施方案，通过简化整个系统可以降低制造成本并可以减轻重量，并且可以提高空间利用率。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1显示了根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

图2显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中通过使用散热器来冷却电气组件和电池模块的操作状态图。

图3显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中通过使用制冷剂来冷却电池模块的操作状态图。

图4显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中，在车辆的制冷模式下的操作状态图。

图5显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中利用电气组件的废热来执行加热模式的操作状态图。

图6显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据加热模式回收电气组件和冷凝器的废热的操作状态图。

图7显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热和除湿模式的操作状态图。

图8显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热电池模块的操作状态图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所包括的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将结合本发明的示例性实施方案进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一个方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，还包括各个替代的实施方案、修改的实施方案、等同的实施方案和其它实施方案，所述实施方案可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

在下文中，将参考附图来详细描述本发明的各个示例性实施方案。

在本示例性实施方案中描述的示例性实施方案和在附图中所示的配置只是本发明最优选的示例性实施方案，但并不限制本发明的精神和范围。因此，可以理解的是，在提交本申请时可能存在可以代替它们的各种等同形式和修改形式。

为了阐明本发明，省略与描述无关的部件，并且在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件或等同元件。

每一个元件的尺寸和厚度在附图中是任意显示的，但是本发明不限于此，并且在附图中，为了清楚起见而夸大了层、薄膜、板、区域等的厚度。

下文的整个说明书中和权利要求书中，除非明确地被描述为相反，否则词语“包括”或者例如“包括有”或“包括了”的变体将被理解为暗示包括了声明的元件，但是不排除任何其它元件。

此外，文中所使用的术语，“……单元”“……机构”“……部分”“……构件”等指的是执行至少一种功能或操作的包容性组件的单元。

图1是根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统可以通过使用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器30来调节电池模块24的温度，并且可以回收由电气组件15产生的废热以将其用于内部加热。

这样的热泵系统可以应用于电动车辆。

参考图1，热泵系统可以包括：冷却装置10、电池冷却装置20、激冷器30和加热装置40。

首先，冷却装置10包括：连接至冷却液管线11的散热器12、第一水泵14、第一阀V1、第二阀V2和储液罐16。

散热器12安装在车辆的前部，冷却风扇13安装在散热器12的后部，使得冷却液通过冷却风扇13的操作以及与外部空气的热交换而被冷却。

此外，电气组件15可以包括电力控制单元(electric power control unit，EPCU)、电机、逆变器、自动驾驶控制器或车载充电器(on board charger，OBC)。

如上所述配置的电气组件15可以设置在冷却液管线11上，以水冷方式进行冷却。

相应地，当在车辆的加热模式下回收电气组件15的废热时，可以回收由EPCU、或电机、或逆变器、或自动驾驶控制器、或OBC产生的热量。

此外，储液罐16设置在散热器12与第一水泵14之间的冷却液管线11上。在散热器12中冷却的冷却液可以储存在储液罐16中。

该冷却装置10可以通过第一水泵14的运行使冷却液在冷却液管线11中循环，使得冷却液供应至设置在冷却液管线11上的电气组件15。

而且，储液罐16可以通过供应管线17连接至将第一阀V1和第一水泵14连接的冷却液管线11。

当通过第一水泵14的运行使冷却液循环至冷却液管线11时，供应管线17可以连接至冷却液管线11。

也就是说，当第一水泵14运行时，储液罐16总是可以通过供应管线17使储存的冷却液的一部分流入到冷却液管线11中。

相应地，当第一水泵14运行时，可以防止在第一水泵14中发生空化现象。此外，可以预先防止由于空化现象而引起的第一水泵14的损坏。

在本发明的示例性实施方案中，电池冷却装置20包括：通过第一阀V1连接至冷却液管线11的电池冷却液管线21以及连接至电池冷却液管线21的第二水泵22和电池模块24。

电池冷却装置20可以通过第二水泵22的运行使冷却液选择性地循环通过电池模块24。

同时，电池冷却装置20可以进一步包括：冷却液加热器26，该冷却液加热器26设置在电池模块24与第一阀V1之间的电池冷却液管线21上。

当需要升高电池模块24的温度时，打开冷却液加热器26，以加热在电池冷却液管线21中循环的冷却液，使得温度升高的冷却液可以供应至电池模块24。

冷却液加热器26可以是根据电力供应而工作的电加热器。

也就是说，当供应至电池模块24的冷却液的温度低于目标温度时，冷却液加热器26工作，从而可以加热在电池冷却液管线21中循环的冷却液。

相应地，在通过冷却液加热器26时温度升高的冷却液可以被供应至电池模块24，以使电池模块24的温度升高。

也就是说，当电池模块24的温度升高时，冷却液加热器26可以选择性地工作。

在本发明的示例性的实施方案中，激冷器30设置在第一阀V1与电池模块24之间的电池冷却液管线21上。

激冷器30可以连接至激冷器连接管线31，该激冷器连接管线31通过第二阀V2可选择性地连接至冷却液管线。

激冷器30通过制冷剂连接管线61连接至空调装置50的制冷剂管线51。也就是说，激冷器30可以是冷却液流入其中的水冷式热交换器。

相应地，激冷器30可以通过在选择性地供应至电池冷却液管线21和激冷器连接管线31的冷却液与从空调装置50选择性地供应的制冷剂之间进行热交换来调节冷却液的温度。

在此，激冷器连接管线31的第一端部连接至第二阀V2。激冷器连接管线31的第二端部可以连接至激冷器30。

激冷器连接管线31可以根据第二阀V2的操作将激冷器30连接至第二阀V2。

加热装置40可以包括通过第二阀V2可选择地连接至冷却液管线11的加热管线41，以通过使用冷却液和设置在加热管线41上的第三水泵42和加热器52a加热车辆内部。

当加热车辆的内部时，加热装置40可以通过第二阀V2的操作将连接至电气组件15的冷却液管线11与加热管线41连接，使得已经通过电气组件15的高温冷却液供应至加热管线41。

相应地，高温冷却液可以沿着加热管线41被供应至加热器52a。

也就是说，如上所述构造的加热装置40在车辆的加热模式下将从冷却装置10引入的高温冷却液供应至加热管线41，或者通过第三水泵42的运行将温度升高的冷却液在循环通过加热管线41时供应至加热器52a，从而加热车辆内部。

在此，第一水泵14、第二水泵22和第三水泵42可以是电动水泵。

同时，加热器52a可以设置在空调装置50中包括的加热、通风和空调(heating,ventilation,and air conditioning，HVAC)模块52内部。

HVAC模块52可以进一步包括设置在加热器52a与蒸发器56之间的空气加热器52c，以选择性地加热流入到加热器52a的外部空气。

当供应至加热器52a的冷却液的温度低于用于内部加热的目标温度时，空气加热器52c可以工作，以使流入到加热器52a的外部空气的温度升高。

空气加热器52c可以在HVAC模块52内部朝向车辆的内部安装在加热器52a的前部，以选择性地加热流入到加热器52a的外部空气。

在本发明的示例性实施方案中，空调装置50包括：通过制冷剂管线51连接的HVAC模块52、冷凝器53、副冷凝器54、第一膨胀阀55、蒸发器56、储液器57和压缩机59。

首先，HVAC模块52包括：开关门52b以及通过制冷剂管线51连接到HVAC模块52的蒸发器56，所述开关门52b用于根据车辆的制冷、加热和加热除湿模式来控制通过蒸发器56的外部空气以选择性地引入到加热器52a。

也就是说，在车辆的加热模式下，开关门52b打开以使通过蒸发器56的外部空气引入到加热器52a。相反，在车辆的制冷模式下，开关门52b使加热器52a关闭以使在通过蒸发器56时被冷却的外部空气直接流入车辆。

在此，HVAC模块52可以进一步包括设置在加热器52a与蒸发器56之间的空气加热器52c，以选择性地加热流入到加热器52a的外部空气。

当供应至加热器52a的冷却液的温度低于用于内部加热的目标温度时，空气加热器52c可以工作，以使流入到加热器52a的外部空气的温度升高。

在本发明的示例性实施方案中，冷凝器53连接至制冷剂管线51，以使制冷剂通过冷凝器53。冷凝器53设置在第二阀V2与加热器52a之间的加热管线41上，使得循环通过加热装置40的冷却液通过。

该冷凝器53可以通过与循环通过加热管线41的冷却液进行热交换来冷凝制冷剂。也就是说，冷凝器53可以是冷却液流入其中的水冷式热交换器。

在本发明的示例性实施方案中，副冷凝器54可以设置在冷凝器53与蒸发器56之间的制冷剂管线51上。

在此，副冷凝器54可以通过与外部空气进行热交换来进一步冷凝在冷凝器53中冷凝的制冷剂。换句话说，副冷凝器器54安装在散热器12的前部，以使流入副冷凝器器54的制冷剂与外部空气相互进行热交换。

结果，副冷凝器54可以是用于通过使用外部空气来冷凝制冷剂的风冷式热交换器。

相应地，副冷凝器54可以进一步冷凝在冷凝器53中冷凝的制冷剂，以增加制冷剂的二次冷却，从而提高性能系数(coefficient of performance，COP)，所述性能系数(COP)是制冷量相对于压缩机所需功率的系数。

第一膨胀阀55设置在副冷凝器54与蒸发器56之间的制冷剂管线51上。第一膨胀阀55接收通过第二冷凝器54的制冷剂，以使其膨胀。

在本发明的示例性实施方案中，制冷剂连接管线61的第一端部连接至副冷凝器54与第一膨胀阀55之间的制冷剂管线51。制冷剂连接管线61的第二端部可以连接至蒸发器56与压缩机59之间的储液器57。

在此，第二膨胀阀63设置在制冷剂连接管线61上。当电池模块24通过与制冷剂进行热交换的冷却液而被冷却时，第二膨胀阀63可以使流过制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀，以将膨胀的制冷剂引入到激冷器30。

也就是说，当电池模块24通过使用与制冷剂进行热交换的冷却液而被冷却时，第二膨胀阀63操作以使制冷剂膨胀。

该第二膨胀阀63可以在通过使制冷剂膨胀而使制冷剂的温度降低的状态下将从副冷凝器54排出的制冷剂引入到激冷器30，以进一步使通过激冷器30内部的制冷剂的温度降低。

结果，在通过激冷器30时温度降低的冷却液被引入到电池模块24，从而更有效地冷却电池模块24。

压缩机59通过制冷剂管线51连接至蒸发器56与冷凝器53之间。该压缩机59可以压缩气态的制冷剂并将压缩后的制冷剂供应至冷凝器53。

储液器57设置在蒸发器56与压缩机59之间的制冷剂管线51上。

该储液器57通过仅向压缩机59供应气态制冷剂来提高压缩机59的效率和耐久性。

在此，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63可以是电子膨胀阀，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63在控制通过制冷剂管线51或制冷剂连接管线61的制冷剂的流量的同时选择性地使制冷剂膨胀。

此外，第一阀V1可以是四通阀，第二阀V2可以是配置为用于分配流量的五通阀。

在下文中，将参考图2至图8详细描述如上所述配置的根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统的操作和功能。

首先，将参考图2描述在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中，利用散热器12冷却电气组件15和电池模块24的情况的操作。

图2显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中通过使用散热器来冷却电气组件和电池模块的操作状态图。

参考图2，激冷器连接管线31通过第二阀V2的操作而关断。

此外，电池冷却液管线21通过第一阀V1的操作而连接至冷却液管线11。

在该状态下，在冷却装置10中，第一水泵14运行以冷却电气组件15。

在电池冷却装置20中，第二水泵22运行以冷却电池模块24。

相应地，在散热器12中冷却并储存在储液罐16中的冷却液在通过第一阀V1和第二水泵22的操作而循环通过电池冷却液管线21时被供应至电池模块24。

循环通过电池冷却装置20的冷却液可以在通过第一水泵14的运行而循环通过冷却液管线11时被供应至电气组件15。

在此，储存在储液罐16中的冷却液的一部分可以通过接通的供应管线17沿着冷却液管线11循环。

也就是说，在散热器12中冷却并储存在储液罐16中的冷却液通过第一水泵14和第二水泵22的运行而分别循环通过冷却液管线11和电池冷却液管线21，从而有效地冷却电气组件15和电池模块24。

由于车辆的制冷模式未启动，空调装置50不运行。

另一方面，尽管在本发明的示例性实施方案中已经描述了电气组件15和电池模块24均被冷却，但是本发明不限于此，当单独冷却电气组件15和电池模块24中的一个时，可以选择性地运行第一水泵14和第二水泵22。

将参考图3描述通过使用制冷剂来冷却电池模块24的情况的操作。

图3显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中通过使用制冷剂来冷却电池模块的操作状态图。

参考图3，激冷器连接管线31通过第二阀V2的操作而关断。

在该状态下，在冷却装置10中，第一水泵14运行以冷却电气组件15。

相应地，在冷却装置10中，冷却液通过第一水泵14的运行而在冷却液管线11中循环。同时，供应管线17接通。

在电池冷却装置20中，第二水泵22运行以冷却电池模块24。

相应地，在电池冷却装置20中，冷却液可以通过第二水泵22的运行而在电池冷却液管线21中循环。

在此，冷却装置10和电池冷却装置20可以通过第一阀V1的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环。

也就是说，通过第一阀V1的操作，电池冷却装置20与冷却液管线11不连接。在该状态下，电池冷却装置20可以形成闭合回路，通过所述闭合回路，冷却液通过第二水泵22的运行而在电池冷却液管线21中独立地循环。

同时，加热装置40停用。

在空调装置50中，除了蒸发器56之外的每个构成元件都工作，使得制冷剂供应至激冷器30。

也就是说，在空调装置50中，连接至蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而关断。在该状态下，制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通。

相应地，已经通过副冷凝器54的制冷剂可以沿着制冷剂管线51和制冷剂连接管线61循环。

在此，第二膨胀阀63可以使供应至制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器30。

相应地，通过激冷器30的冷却液可以通过第二水泵22的运行在电池冷却液管线21中循环，以冷却电池模块24。

通过激冷器30的冷却液通过与供应至激冷器30的膨胀的制冷剂进行热交换而被冷却。在激冷器30中冷却的冷却液被供应至电池模块24。相应地，电池模块24通过冷却的冷却液来冷却。

也就是说，第二膨胀阀63使通过副冷凝器54的制冷剂膨胀，并且接通制冷剂连接管线61，使得膨胀的制冷剂被供应至激冷器30。

相应地，通过第二膨胀阀63的操作使从副冷凝器54排出的制冷剂膨胀，以进入低温低压的状态，并且流入到连接至制冷剂连接管线61的激冷器30。

此后，流入到激冷器30的制冷剂与冷却液进行热交换，然后在经由制冷剂连接管线61而通过储液器57之后被引入到压缩机59。

压缩机59压缩制冷剂并将其供应至冷凝器53。

副冷凝器54可以通过与外部空气的热交换来冷凝从冷凝器53引入的制冷剂。

换句话说，通过冷却电池模块24而温度升高的冷却液在激冷器30内部通过与低温低压的制冷剂的热交换而被冷却。冷却后的冷却液通过电池冷却液管线21被再次供应至电池模块24。

结果，冷却液可以在重复上述操作的同时有效地冷却电池模块24。

另一方面，在利用制冷剂冷却电池模式24的状态下，如果需要冷却车辆的内部，则可以通过第一膨胀阀55的操作来接通连接副冷凝器54和蒸发器56的制冷剂管线51。

也就是说，第一膨胀阀55可以根据是否需要冷却车辆的内部来选择性地接通或关断连接副冷凝器54和蒸发器56的制冷剂管线51。

在本发明的示例性实施方案中，将参考图4描述车辆的制冷模式的操作。

图4显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中，在车辆的制冷模式下的操作状态图。

参考图4，在冷却装置10中，冷却液通过第一水泵的运行在冷却液管线11中循环。同时，供应管线17接通。

在此，激冷器连接管线31通过第二阀V2的操作而关断。

在加热装置40中，加热管线41和冷却液管线11通过第二阀V2的操作而连接。

在该状态下，从冷却装置10供应的冷却液通过第三水泵42的运行而在加热管线41中循环。

从而，利用散热器12冷却的冷却液可以在通过电气组件15之后通过第一水泵14和第三水泵42的运行被供应至冷凝器53。

同时，在电池冷却装置20中，第二水泵22运行以冷却电池模块24。

相应地，在电池冷却装置20中，冷却液可以通过第二水泵22的运行在电池冷却液管线21中循环。

在此，冷却装置10和电池冷却装置20可以通过第一阀V1的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环。

也就是说，通过第一阀V1的操作，电池冷却装置20与冷却液管线11不连接。

在该状态下，电池冷却装置20可以形成闭合回路，通过所述闭合回路，冷却液通过第二水泵22的运行在电池冷却液管线21中独立地循环。

也就是说，冷却液管线11和电池冷却液管线21分别通过第一阀V1的操作而形成独立的闭合回路。

从而，在电池冷却装置20中，已经通过激冷器30的冷却液通过第二水泵22的运行可以沿着电池冷却液管线21被供应至电池模块24。

在空调装置50中，每个构成元件都工作以冷却车辆的内部。相应地，制冷剂沿着制冷剂管线51循环。

在此，连接副冷凝器54和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而接通。制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而接通。

相应地，已经通过副冷凝器54的制冷剂可以沿着制冷剂管线51和制冷剂连接管线61循环。

在此，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63可以使制冷剂膨胀，使得膨胀的制冷剂分别供应至蒸发器56和激冷器30。

同时，加热装置40通过第三水泵42的运行将从冷却装置10供应的冷却液供应至冷凝器53。

冷凝器53通过使用沿着加热管线41流动的冷却液来冷凝制冷剂。副冷凝器54可以通过与外部空气进行热交换来进一步冷凝从冷凝器53引入的制冷剂。

通过激冷器30的冷却液通过第二水泵22的运行在电池冷却液管线21中循环，以冷却电池模块24。

通过激冷器30的冷却液通过与供应至激冷器30的膨胀的制冷剂进行热交换而被冷却。在激冷器30中冷却的冷却液被供应至电池模块24。相应地，电池模块24通过冷却的冷却液来冷却。

也就是说，第二膨胀阀63使通过副冷凝器54的一些制冷剂膨胀，以将膨胀的制冷剂供应至激冷器30，并且接通制冷剂连接管线61。

相应地，通过第二膨胀阀63的操作使从副冷凝器54排出的制冷剂膨胀，以进入低温低压的状态，并且流入到连接至制冷剂连接管线61的激冷器30。

此后，流入到激冷器30的制冷剂与冷却液进行热交换，然后在经由制冷剂连接管线61通过储液器57之后引入到压缩机59。

换句话说，通过冷却电池模块24而温度升高的冷却液在激冷器30内部通过与低温低压的制冷剂的热交换而被冷却。冷却后的冷却液通过电池冷却液管线21被再次供应至电池模块24。

结果，在电池冷却装置20中循环的冷却液可以在重复上述操作的同时有效地冷却电池模块24。

另一方面，从副冷凝器54排出的其余制冷剂流经制冷剂管线51，以冷却车辆的内部，并且依次通过第一膨胀阀55、蒸发器56、压缩机59和冷凝器53。

在此，流入到HVAC模块52的外部空气在通过蒸发器56时利用流入到蒸发器56的低温制冷剂被冷却。

在该情况下，通过开关门52b关闭冷却的外部空气通过的加热器52a的一部分，使得外部空气不通过加热器52a。相应地，冷却的外部空气直接流入车辆的内部，从而冷却车辆内部。

另一方面，可以使在依次通过冷凝器53和副冷凝器54时冷凝量增加的制冷剂膨胀并将其供应至蒸发器56，使得制冷剂以更低的温度蒸被蒸发。

结果，在本发明的示例性实施方案中，冷凝器53冷凝制冷剂，并且副冷凝器54进一步冷凝制冷剂，这有利于形成制冷剂的二次冷却。

进一步地，由于二次冷却的制冷剂可以在蒸发器56以更低的温度被蒸发，通过蒸发器56的外部空气的温度可以进一步降低，从而提高冷却性能和效率。

在车辆的制冷模式下，制冷剂可以在重复上述过程的同时冷却车辆的内部，同时可以在通过激冷器30时通过热交换来冷却冷却液。

在激冷器30中冷却的低温冷却液被引入至电池模块24。相应地，电池模块24可以通过由此供应的低温冷却液被有效地冷却。

在本发明的示例性实施方案中，将参考图5描述在车辆的加热模式下利用电气组件15的废热而无需操作空调装置50的情况的操作。

图5显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中利用电气组件的废热来执行加热模式的操作状态图。

参考图5，热泵系统可以通过使用电气组件15的废热来进行车辆内部的加热。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14运行以使冷却液循环。在该情况下，空调装置50停用。

在此，连接至散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分通过第二阀V2的操作而关断。供应管线17接通。

从而，储存在储液罐16中的冷却液的一部分可以通过接通的供应管线17沿着冷却液管线11循环。

在此，除了连接至激冷器30的电池冷却液管线21之外的电池冷却液管线21通过第一阀V1的操作而关断。

也就是说，连接第二水泵22和电池模块24的电池冷却液管线21关断，并且停用电池冷却装置20的操作。

此外，在加热装置40中，冷却液管线11和加热管线41通过第二阀V2的操作而连接。

在此，激冷器连接管线31通过第二阀V2的操作而接通。

在该状态下，在经由第一水泵14的运行通过电气组件15时温度升高的冷却液被供应到连接至接通的冷却液管线11的加热管线41中而不通过散热器12。

流入到加热管线41的冷却液可以通过第三水泵42的运行被供应至加热器52a。

从加热器52a排出的冷却液在沿着接通的激冷器连接管线31通过激冷器30之后，沿着接通的冷却液管线11被再次引入到电气组件15。

也就是说，已经通过电气组件15的冷却液继续沿着接通的冷却液管线11循环而不通过散热器12，并且吸收来自电气组件15的废热，使得冷却液的温度升高。

温度已经升高的冷却液通过连接至冷却液管线11的加热管线41被供应至加热器52a而不通过散热器12。

在此，引入到加热管线41的冷却液通过第三水泵42的运行而通过加热器52a。此时，可以根据通过加热器52a的外部空气的温度来选择性地操作空气加热器52c。

当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器52c可以工作，从而加热流入到车辆内部的外部空气。

也就是说，当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器52c可以工作，从而加热流入车辆内部的外部空气。

当在通过加热器52a时已经与高温冷却液完成热交换的外部空气的温度低于预定温度或目标加热温度时，空气加热器52c工作。

结果，当空气加热器52c工作时，外部空气可以在通过空气加热器52c时被加热，以温度升高的状态被引入到车辆内部。

同时，供应至加热器52a的高温冷却液与外部空气进行热交换，然后沿着通过第二阀V2连接的加热管线41和激冷器连接管线31而经由激冷器30和电池冷却液管线21的一部分被引入到冷却液管线11，而不通过散热器12。

在此，开关门52b打开，使得流入到HVAC模块52的外部空气通过加热器52a。

相应地，从外部引入的外部空气在通过未供应制冷剂的蒸发器56时以未被冷却的室温状态流入。引入的外部空气可以在通过加热器52a时转变为高温状态，并且流入到车辆中，从而加热车辆的内部。

换句话说，根据本发明的各个示例性实施方案，在重复上述过程时可以回收电气组件15中产生的废热，并且使用废热来进行内部加热，从而降低功耗并提高整体加热效率。

另一方面，在通过利用冷却液回收电气组件15的废热加热车辆内部的过程中，当电气组件15过热时，连接至散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分通过第二阀V2的操作而接通。

相应地，未引入到加热器52a的其余冷却液在通过散热器12时被冷却。

已经完全冷却的冷却液可以在通过电气组件15时回收废热，同时可以与沿着加热管线41和激冷器连接管线31而通过激冷器30的冷却液一起有效地冷却电气组件15。

当电气组件15过热时，第二阀V2可以接通连接至散热器12的冷却液管线11，以使通过电气组件15的一些冷却液流入到加热管线41，而其余冷却液流入到散热器12。

结果，在散热器12中冷却的一些冷却液可以被供应至电气组件15，从而防止电气组件15过热。

因此，根据本发明的各个示例性实施方案，可以回收电气组件15中产生的废热，并且使用废热来进行内部加热，从而降低功耗并提高整体加热效率。

同时，根据本发明的示例性实施方案，一些冷却液可以通过配置为分配流量的第二阀V2的操作控制引入到散热器12，以被冷却，然后被供应至电气组件15，从而有效地冷却电气组件15并确保电气组件15的冷却性能。

在本发明的示例性实施方案中，将参考图6描述在车辆的加热模式下回收电气组件15和冷凝器53的废热的情况的操作。

图6显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据加热模式的电气组件和冷凝器的废热回收的操作状态图。

参考图6，在冷却装置10中，第一水泵14运行以使冷却液循环。

在此，连接散热器12的冷却液管线11的一部分以及连接散热器12和储液罐16的冷却液管线11的一部分关断。供应管线17接通。

从而，储存在储液罐16中的冷却液的一部分可以通过接通的供应管线17沿着冷却液管线11循环。

此外，除了连接至激冷器30的电池冷却液管线21之外的电池冷却液管线21通过第一阀V1的操作而关断。

也就是说，连接第二水泵22和电池模块24的电池冷却液管线21关断，并且停用电池冷却装置20的操作。

同时，激冷器连接管线31通过第二阀V2的操作接通。

在该状态下，在经由第一水泵14的运行通过电气组件15时温度升高的冷却液沿着接通的冷却液管线11和接通的激冷器连接管线31被供应至激冷器30而不通过散热器12。

也就是说，已经通过电气组件15的冷却液继续沿着接通的冷却液管线11、激冷器连接管线31以及电池冷却液管线21的接通部分循环而不通过散热器12，并且吸收电气组件15的废热，使得冷却液的温度升高。

温度已经升高的冷却液沿着激冷器连接管线31被供应至激冷器30。

也就是说，在冷却液经由第一水泵14的运行而通过激冷器30时，通过使供应至激冷器30的制冷剂的温度升高来回收吸收了电气组件15的废热且温度升高的冷却液。

在加热装置40中，冷却液通过第三水泵42的运行沿着加热管线41循环。

结果，在加热管线41中循环的冷却液可以在经由第三水泵42的运行而通过冷凝器53之后被供应至加热器52a。

也就是说，冷却装置10和加热装置40可以通过第二阀V2的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环。

相应地，循环通过加热管线41的冷却液可以在经由第三水泵42的运行而通过加热器52a之后被供应至冷凝器53。

同时，在空调装置50中，除了蒸发器56之外的每个构成元件都工作，使得制冷剂被供应至激冷器30。

在此，连接至蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而关断。在该状态下，制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作接通。

通过副冷凝器54的制冷剂可以沿着制冷剂管线51和制冷剂连接管线61循环。

在此，第二膨胀阀63可以使从制冷剂连接管线61供应的制冷剂膨胀，以将膨胀的制冷剂供应至激冷器30。

在冷却液经由第一水泵14的运行而通过激冷器30时，通过使供应至激冷器30的制冷剂的温度升高来回收吸收了电气组件15的废热且温度升高的冷却液。

也就是说，激冷器30通过制冷剂连接管线61接收从副冷凝器54供应并通过第二膨胀阀63的操作而膨胀的制冷剂。

相应地，激冷器30通过与在经由电气组件15时温度升高的冷却液进行热交换来蒸发供应的制冷剂，从而回收电气组件15的废热。

此后，通过激冷器30的制冷剂沿着制冷剂连接管线61被供应至储液器57。

供应至储液器57的制冷剂被分为气态和液态，分为气态和液态的制冷剂中的气态制冷剂被供应至压缩机59。

在压缩机59中压缩为高温高压的制冷剂流入到冷凝器53。

在此，供应至冷凝器53的制冷剂可以通过与循环通过加热管线41的冷却液进行热交换来使冷却液的温度升高。温度升高的冷却液被供应至加热器52a。

也就是说，加热装置40通过第三水泵42的运行将循环通过加热管线41的冷却液供应至冷凝器53。

相应地，冷凝器53利用沿着加热管线41循环的冷却液来冷凝从压缩机59供应的制冷剂。

此时，在加热管线41中循环的冷却液的温度在通过冷凝器53时经由与制冷剂进行热交换而升高。温度升高的冷却液可以沿着加热管线41被供应至加热器52a。

在此，空气加热器52c可以根据通过加热器52a的外部空气的温度来选择性地工作。

当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器52c可以工作，从而加热流入到车辆内部的外部空气。

当在通过加热器52a时已经与高温冷却液完成热交换的外部空气的温度低于预定温度或目标加热温度时，空气加热器52c工作。

结果，当空气加热器52c工作时，外部空气可以在通过空气加热器52c时被加热，以温度升高的状态被引入到车辆内部。

在此，开关门52b打开，使得流入到HVAC模块52并经过蒸发器56的外部空气通过加热器52a。

相应地，从外部引入的外部空气在通过未供应制冷剂的蒸发器56时以未被冷却的室温状态流入。引入的外部空气可以在通过加热器52a时转变为高温状态，并且流入到车辆中，从而加热车辆的内部。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统用于通过使用电气组件15和冷凝器53的废热来使冷却液的温度升高，从而降低压缩机59的功耗并提高加热效率。

在本发明的示例性实施方案中，将参考图7描述车辆的加热和除湿模式的操作。

图7显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热和除湿模式的操作状态图。

参考图7，冷却装置10和电池冷却装置20停用。

在此，冷却液管线11和激冷器连接管线31通过第二阀V2的操作关断。

在加热装置40中，冷却液通过第三水泵42的运行沿着加热管线41循环。

循环通过加热管线41的冷却液可以通过第三水泵42的运行在经过冷凝器53之后被供应至加热器52a。

相应地，冷凝器53利用沿着加热管线41循环的冷却液来冷凝从压缩机59供应的制冷剂。

此时，在加热管线41中循环的冷却液的温度在经过冷凝器53时通过与制冷剂进行热交换而升高。温度升高的冷却液可以沿着加热管线41被供应至加热器52a。

在此，空气加热器52c可以根据通过加热器52a的外部空气的温度来选择性地工作。

当通过加热器52a的外部空气的温度低于目标温度时，空气加热器52c可以工作，从而加热流入到车辆内部的外部空气。

当在通过加热器52a时已经与高温冷却液完成热交换的外部空气的温度低于预定温度或目标加热温度时，空气加热器52c工作。

结果，当空气加热器52c工作时，外部空气可以在通过空气加热器52c时被加热，以温度升高的状态被引入到车辆内部。

同时，在空调装置50中，每个构成元件工作，以用于车辆内部的除湿。相应地，制冷剂通过压缩机59的工作而沿着制冷剂管线51循环。

在此，连接副冷凝器54和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而接通。制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作关断。

在此，供应至冷凝器53的制冷剂经由与循环通过加热管线41的冷却液进行热交换来使冷却液的温度升高。温度升高的冷却液被供应至加热器52a。

另一方面，通过第一膨胀阀55的操作而供应至蒸发器56的膨胀的制冷剂在与通过蒸发器56的外部空气进行热交换之后，沿着制冷剂管线51经由储液器57被供应至压缩机59。

也就是说，经过蒸发器56的制冷剂可以通过储液器57并被供应至压缩机59。

在压缩机59中被压缩为高温高压的制冷剂流入到冷凝器53。

在此，开关门52b打开，使得流入到HVAC模块52并经过蒸发器56的外部空气通过加热器52a。

也就是说，流入到HVAC模块52的外部空气在通过蒸发器56时通过流入到蒸发器56的低温状态的制冷剂而除湿。接下来，外部空气在通过加热器52a时转变为高温状态，并且流入到车辆内部，从而对车辆的内部进行加热和除湿。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在车辆的加热和除湿模式下，根据车辆的内部温度选择性地吸收冷凝器53产生的废热，用以使冷却液的温度升高，从而降低压缩机59的功耗并提高加热效率。

将参考图8描述加热电池模块24的情况的操作。

图8显示了在根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统中加热电池模块的操作状态图。

参考图8，冷却装置10、加热装置40和空调装置50停用。

在此，通过第一阀V1的操作，电池冷却液管线21与冷却液管线11不连接。

也就是说，在电池冷却装置20中，接通连接第二水泵22、电池模块24和冷却液加热器26的电池冷却液管线21。

在该状态下，冷却液通过第二水泵22的运行沿着电池冷却液管线21循环。

在此，冷却液加热器26工作，以加热沿着接通的电池冷却液管线21供应至电池模块24的冷却液。

相应地，在电池冷却液管线21中循环的冷却液在通过冷却液加热器26时温度升高。相应地，在通过冷却液加热器26时温度升高的冷却液可以被供应至电池模块24，以使电池模块24的温度升高。

结果，根据本发明的各个示例性实施方案，可以在重复上述过程时迅速地使电池模块24的温度升高，从而有效地管理电池模块24的温度。

从而，如果应用如上所述的根据本发明各个示例性实施方案的车辆的热泵系统，则可以通过使用在冷却液和制冷剂之间进行热交换的一个激冷器30，根据车辆的模式来调节电池模块24的温度，并且可以通过使用冷却液来加热车辆内部，从而简化整个系统。

根据本发明的各个示例性实施方案，还可以通过回收电气组件15的废热并将其用于内部加热来提高加热效率。

此外，根据本发明的各个示例性实施方案，通过有效地控制电池模块24的温度可以优化电池模块24的性能，并且通过对电池模块24的有效管理增加车辆的总行驶距离。

此外，可以简化整个系统以降低制造成本、减轻重量，并且提高空间利用率。

在本发明的各个示例性实施方案中，控制器连接至热泵系统的至少一个元件，以控制其操作。

此外，术语“控制器”、“控制单元”或“控制装置”指的是包括存储器和处理器的硬件装置，所述处理器配置为执行解释为算法结构的一个或更多个步骤。存储器存储算法步骤，处理器执行算法步骤以执行根据本发明各个示例性实施方案的方法的一个或更多个过程。根据本发明示例性实施方案的控制器可以通过非易失性存储器和处理器来实现，所述非易失性存储器配置为：存储用于控制车辆的各个组件的操作的算法，或者关于用于执行算法的软件命令的数据；所述处理器配置为：利用存储在存储器中的数据来执行上述操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。或者，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以实现为一个或更多个处理器。

控制器或控制单元可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于执行包括在前述本发明的各种示例性实施方案中的方法的一系列命令。

上述本发明还可以实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储数据的任何数据存储装置，此后所述数据可以被计算机系统读取。计算机可读记录介质的示例包括：硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、硅盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等，并且实现为载波(例如，通过互联网传输)。

在本发明的各个示例性实施方案中，上述每个操作可以由控制器执行，并且控制器可以通过多个控制器或集成的单个控制器来配置。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧的”、“外侧的”“内”、“外”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的示例性实施方式的特征的位置来描述这些特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接。

前述对本发明具体示例性实施方案的描述是为了说明和描述的目的。它们并不旨在详尽或将本发明限制在所公开的精确的实施方案中，并且显然，根据上述教示可以进行各种修改和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (20)

1.一种车辆的热泵系统，所述热泵系统包括：

冷却装置，其包括通过冷却液管线连接的散热器、第一泵、第一阀，第二阀和储液罐，并且使冷却液在冷却液管线中循环，以冷却设置在冷却液管线中的至少一个电气组件；

电池冷却装置，其包括通过第一阀连接至冷却液管线的电池冷却液管线以及通过电池冷却液管线连接的第二泵和电池模块，以使冷却液循环通过电池模块；

加热装置，其包括通过第二阀连接至冷却液管线的加热管线，以通过使用冷却液加热车辆内部，并且所述加热装置还包括设置在加热管线上的第三泵和加热器；以及

激冷器，其设置在第一阀和电池模块之间的电池冷却液管线上，通过连接至激冷器连接管线的第二阀连接至激冷器连接管线，并且通过制冷剂连接管线连接至空调装置的制冷剂管线，以通过在电池冷却液管线中循环的冷却液与从空调装置通过制冷剂管线选择性地供应的制冷剂之间进行热交换来调节冷却液的温度；

其中，所述储液罐设置在散热器和第一阀之间的冷却液管线上，并且通过绕过第一阀的供应管线而连接至连接第一阀和第一泵的冷却液管线。

2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述加热器设置在空调装置的加热、通风和空调模块内部。

3.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述电池冷却装置进一步包括冷却液加热器，所述冷却液加热器设置在电池模块和激冷器之间的电池冷却液管线上。

4.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统，其中，

当加热电池模块时，

所述电池冷却液管线通过第一阀的操作不与冷却液管线连接；

通过第二泵的运行，冷却液沿着电池冷却液管线循环；

所述冷却液加热器工作，以加热沿着电池冷却液管线供应至电池模块的冷却液。

5.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述空调装置包括：

加热、通风和空调模块，其包括蒸发器和门，所述蒸发器连接至制冷剂管线，所述门配置为根据车辆的制冷模式、加热模式以及加热和除湿模式来控制通过蒸发器的外部空气被选择性地引入到加热器；

冷凝器，其设置在第二阀和加热器之间的加热管线上以使冷却液循环通过所述冷凝器，以在冷却液与通过连接至冷凝器的制冷剂管线供应的制冷剂之间进行热交换；

压缩机，其通过制冷剂管线连接在蒸发器和冷凝器之间；

第一膨胀阀，其设置在冷凝器和蒸发器之间的制冷剂管线上；以及

第二膨胀阀，其设置在制冷剂连接管线上。

6.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，所述空调装置进一步包括：

副冷凝器，其设置在冷凝器和蒸发器之间的制冷剂管线上；以及

储液器，其设置在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管线上并连接至制冷剂连接管线。

7.根据权利要求6所述的车辆的热泵系统，其中，

所述制冷剂连接管线的第一端部连接至副冷凝器和第一膨胀阀之间的制冷剂管线；

所述制冷剂连接管线的第二端部连接至蒸发器和压缩机之间的储液器。

8.根据权利要求6所述的车辆的热泵系统，其中，所述激冷器和冷凝器的每个是水冷式热交换器，所述副冷凝器是风冷式热交换器。

9.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，所述加热、通风和空调模块进一步包括空气加热器，所述空气加热器安装在加热器和蒸发器之间，以选择性地加热通过加热器的外部空气。

10.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，当供应至加热器的冷却液的温度低于用于内部加热的目标温度时，所述空气加热器工作，以使引入到加热器的外部空气的温度升高。

11.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，

当通过使用制冷剂冷却电池模块时，

在冷却装置中，冷却液通过第一泵的运行在冷却液管线中循环，并且供应管线接通；

所述激冷器连接管线通过第二阀的操作关断；

所述加热装置停用；

在电池冷却装置中，冷却液通过第二泵的运行在电池冷却液管线中循环；

所述冷却装置和电池冷却装置通过第一阀的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环；

在空调装置中，连接至蒸发器的制冷剂管线通过第一膨胀阀的操作而关断，并且制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作接通；

所述第二膨胀阀使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器。

12.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的制冷模式下冷却电池模块时，

在冷却装置中，冷却液通过第一泵的运行在冷却液管线中循环，并且供应管线接通；

所述激冷器连接管线通过第二阀的操作关断；

在加热装置中，在冷却液管线和加热管线通过第二阀的操作而连接的状态下，冷却液通过第三泵的运行在加热管线中循环；

在电池冷却装置中，冷却液通过第二泵的运行在电池冷却液管线中循环；

所述冷却装置和电池冷却装置通过第一阀的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环；

在空调装置中，连接至蒸发器的制冷剂管线通过第一膨胀阀的操作而接通，并且制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作接通；

所述第二膨胀阀使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器。

13.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，

当执行车辆的加热和除湿模式时，

所述冷却装置和电池冷却装置停用；

所述冷却液管线和激冷器连接管线通过第二阀的操作而关断；

在加热装置中，冷却液通过第三泵的运行在加热管线中循环；

在空调装置中，所述制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作关断，并且制冷剂通过压缩机的运行沿着制冷剂管线循环。

14.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下回收至少一个电气组件和冷凝器的废热时，

在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线以及连接散热器和储液罐的冷却液管线关断，并且供应管线接通；

除了连接至激冷器的一部分电池冷却液管线之外的电池冷却液管线通过第一阀的操作而关断；

所述激冷器连接管线通过第二阀的操作接通；

在经过至少一个电气组件时温度升高的冷却液通过第一泵的运行沿着接通的冷却液管线和接通的激冷器连接管线被供应至激冷器而不经过散热器；

冷却液通过第三泵的运行沿着加热管线循环；

储存在储液罐中的一部分冷却液通过接通的供应管线沿着接通的冷却液管线循环；

所述冷却装置和加热装置通过第二阀的操作形成独立的闭合回路，冷却液通过所述独立的闭合回路单独地循环；

在空调装置中，连接至蒸发器的制冷剂管线通过第一膨胀阀的操作而关断，并且制冷剂连接管线通过第二膨胀阀的操作接通；

制冷剂通过压缩机的运行沿着制冷剂管线循环；

所述第二膨胀阀使供应至制冷剂连接管线的制冷剂膨胀，并且将膨胀的制冷剂供应至激冷器。

15.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

当通过使用在散热器中冷却的冷却液来冷却至少一个电气组件和电池模块时，

所述激冷器连接管线通过第二阀的操作关断；

所述电池冷却液管线通过第一阀的操作连接至冷却液管线；

在散热器中冷却并储存在储液罐中的冷却液在通过第一阀的操作和第二泵的运行而循环通过电池冷却液管线时被供应至电池模块；

循环通过电池冷却装置的冷却液在通过第一泵的运行而循环通过冷却液管线时被供应至至少一个电气组件；

储存在储液罐中的一部分冷却液通过接通的供应管线沿着冷却液管线循环。

16.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

当在车辆的加热模式下利用至少一个电气组件的废热时，

在冷却装置中，连接至散热器的冷却液管线以及连接散热器和储液罐的冷却液管线关断，并且供应管线接通；

除了连接至激冷器的一部分电池冷却液管线之外的电池冷却液管线通过第一阀的操作而关断；

所述激冷器连接管线通过第二阀的操作接通；

在加热装置中，所述加热管线通过第二阀的操作连接至冷却液管线；

在经过至少一个电气组件时温度升高的冷却液通过第一泵的运行被供应至连接至接通的冷却液管线的加热管线而不经过散热器；

流入到加热管线的冷却液通过第三泵的运行被供应至加热器；

从加热器排出的冷却液沿着接通的激冷器连接管线而通过激冷器，然后被再次引入到电气组件；

储存在储液罐中的一部分冷却液通过接通的供应管线沿着冷却液管线循环。

17.根据权利要求16所述的车辆的热泵系统，其中，当至少一个电气组件过热时，所述第二阀接通连接至散热器的冷却液管线，以使通过至少一个电气组件的一部分冷却液流入到加热管线，而其余冷却液流入到散热器。

18.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述第一阀是四通阀，所述第二阀是配置为用于分配流量的五通阀。

19.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述至少一个电气组件包括：电机、或电力控制单元、或逆变器、或自动驾驶控制器、或车载充电器。

20.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，当冷却液通过第一泵的运行循环至冷却液管线时，所述供应管线连接至冷却液管线。

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