CN114312397A - 一种充电用热管理系统、充电设备及充电方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及充电技术领域，具体涉及一种充电用热管理系统、充电设备和充电方法。充电用热管理系统包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、送风通道以及附加制冷装置，充电用热管理系统工作时，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器形成主制冷循环，压缩机、冷凝器、附加制冷装置形成附加制冷循环，在主制冷循环中，蒸发器产生的冷气经送风通道导引。当被充电设备在充电时，充电用热管理系统可同时提升充电桩以及充电设备的电池冷却能力。

Description

一种充电用热管理系统、充电设备及充电方法

技术领域

本申请涉及充电技术领域，特别涉及一种充电用热管理系统、充电设备及充电方法。

背景技术

随着社会的不断进步和经济的快速发展，全球性能源短缺以及环境污染等问题日益严重。能源与环境问题已经成为危及国家安全的战略问题，直接影响着人类的健康与生存。节约与开发清洁能源提高能源利用效率、保护和改善环境、促进经济和社会全面协调可持续发展，已经成为国际社会的共同责任。

我国在2000年就将电动汽车的研发列入重大科技项目，后经过多个五年计划的推动，我国电动汽车技术迅猛发展。2004年，国家先后发布了《汽车产业发展政策》，明确提出新能源汽车行业发展成国家支柱产业。2011年，国家颁布《节能与新能源汽车产业发展规划》，在资金上进一步帮助新能源汽车行业发展。同时，各个地方政府根据当地情况出台了相应的政策，如购车补贴、不限号、基础充电设备修建等，大力发展新能源汽车产业，争取早日实现弯道超车。

当前电动汽车续航里程逐渐提升，2020年主流电动车续航达到500km以上，相应充电倍率也在提高。随着充电电流的提升，对于充电桩和车上电池的散热要求也越来越高。通常，充电功率大于150kw，电流大于200A的充电桩，要对充电枪线缆和充电枪充电口进行液冷。

电动汽车自带有一套热管理系统，可以为电池、电机、空调需求提供所需冷量与热量。随着充电倍率提高，在快充场景下，电池快充时发热量越来越大，制冷量需求最大的时候发生在车辆停车快充时对电池的主动冷却。为了加快充电速度，一般需要热管理系统对电池降温至最合适的区间进行快充。

但在电池快充场景下，由于电动汽车处于静止状态，电动汽车的热管理系统缺少电动汽车在行驶过程中带来的迎面风，电动汽车的热管理系统的散热能力下降，从而电动汽车的热管理系统对电池的制冷能力下降，电池充电速度减慢，影响了用户的充电体验。

发明内容

本申请的实施例提供一种充电用热管理系统、充电设备和充电方法，当被充电设备(例如电动汽车)在充电设备充电时，充电用热管理系统可同时提升充电桩以及被充电设备的电池冷却能力，保证充电桩与被充电设备的电池温度处于合理区间，从而保持高充电倍率，提升充电速度。

以下从多个方面介绍本申请，容易理解的是，该以下多个方面的实现方式可互相参考。

第一方面，本申请的实施例提供一种充电用热管理系统，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、送风通道以及附加制冷装置；其中，所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置、所述蒸发器以及所述附加制冷装置通过管路相连，所述管路中填充有冷媒；所述通过管路相连使得，所述充电用热管理系统工作时：所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置、所述蒸发器形成主制冷循环；所述压缩机、所述冷凝器、所述附加制冷装置形成附加制冷循环；在所述主制冷循环中，所述蒸发器产生的冷气经所述送风通道导引。

根据本申请的实施方式，从压缩机的输出端口流出的是高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒流经冷凝器后成为中温高压的液态冷媒，此过程是放热过程，可通过设置在冷凝器旁的冷凝器风机向环境散出热量；中温高压的液态冷媒经节流装置的节流，成为低温低压的气液两相冷媒；之后，蒸发器对来节流装置的冷媒进行蒸发降温，气液两相冷媒经过蒸发器吸收空气中的热量而汽化，变成气态冷媒；气态冷媒然后再回到压缩机继续压缩，继续循环进行制冷。

将气液两相冷媒汽化时，蒸发器会吸收大量的热量，蒸发器就会变冷。从而，蒸发器产生的冷气会被送入送风通道，送风通道可以向需要制冷的设备输送冷风。示例性的，需要制冷的设备是电动汽车的发热部件，例如电动汽车的车前端模块、电动汽车的电池等。但需要制冷的设备不限于此，还可以是其它设备，例如服务器。在上述第一方面的一种可能实现中，所述充电用热管理系统工作时，所述管路中填充的冷媒从所述压缩机的输出端口流出，进而流入所述冷凝器，从所述冷凝器流出的冷媒分成两路：一路冷媒依次流经所述节流装置、所述蒸发器，再流入所述压缩机的输入端口，以进行所述主制冷循环的制冷；另一路冷媒流经所述附加制冷装置，再流入所述压缩机的输入端口，以进行所述附加制冷循环的制冷。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述附加制冷装置包括：附加节流装置和附加换热器，在所述附加制冷循环中，所述附加换热器起蒸发器作用；所述附加节流装置包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端；所述附加换热器包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端，以及被所述另一路冷媒冷却的冷却液流经的两端；所述附加节流装置的所述一端与连通所述冷凝器和所述节流装置的管路连通，所述附加节流装置的所述另一端与所述附加换热器的所述一端连通，所述附加换热器的所述另一端与所述压缩机的输入端口连通；所述附加换热器的所述两端串接在被冷却应用对象的冷却液管路中。

在上述第一方面的一种可能实现中，还包括：冷媒流出温度压力传感器，用于对从所述压缩机的输出端口流出之后、流入所述冷凝器之前的冷媒进行温度压力的检测；冷媒流入温度压力传感器，用于对流向所述压缩机的输入端口的汇总后的冷媒进行温度压力的检测。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述蒸发器旁设有送风通道风机，对所述送风通道导引的冷气进行输送。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述送风通道输送的冷气用于对电动汽车的发热部件降温。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述电动汽车的发热部件包括车前端模块，所述送风通道包括车前端模块出口，所述送风通道输送的冷气通过所述车前端模块出口对所述车前端模块降温。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述电动汽车的发热部件包括电池，所述送风通道包括电池出口，所述送风通道输送的冷气通过所述电池出口对所述电池降温。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述电池出口包括多个，面对每一个电池出口在所述送风通道内设置有电池风机，所述电池风机用于将所述送风通道输送的冷气通过所述电池出口吹向所述电池。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述节流装置为电子膨胀阀。在一些可能的实施方式中，节流装置还可以是热力膨胀阀，或者是节流阀和开关的组合等节流装置。

在上述第一方面的一种可能实现中，所述附加节流装置为电子膨胀阀。在一些可能的实施方式中，附加节流装置还可以是热力膨胀阀，或者是节流阀和开关的组合等节流装置。

第二方面，本申请的实施例提供一种充电用热管理系统，包括压缩机、用于切换制冷模式和制热模式的流路换向装置、第一换热器、第一节流装置、第二节流装置、第二换热器，以及送风通道和附加制冷装置；其中，所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第二换热器以及所述附加制冷装置通过管路相连，所述管路中填充有冷媒；

所述通过管路相连使得：

所述流路换向装置切换到所述制冷模式时，所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第二换热器形成主制冷循环；所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述附加制冷装置形成附加制冷循环；

所述流路换向装置切换到所述制热模式时，所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第二换热器形成制热循环；所述压缩机、所述流路换向装置、所述第二换热器、所述第二节流装置、所述附加制冷装置形成附加制冷循环；

在所述主制冷循环中，所述第二换热器产生的冷气经所述送风通道导引；

在所述制热循环中，所述第二换热器产生的热气也经所述送风通道导引。

与上述第一方面的实现方式相比，第二方面提供的电动汽车充电用热管理系统主要增加了以下部件：用于切换制冷模式和制热模式的流路换向装置和一个节流装置。此外，在充电用热管理系统进行主制冷循环时，第一换热器起冷凝器作用(与第一方面中的冷凝器的作用相同)，第二换热器起蒸发器作用(与第一方面中的蒸发器的作用相同)。在充电用热管理系统进行制热循环时，第一换热器起蒸发器作用，第二换热器起冷凝器作用。

本实施例的主制冷循环的工作过程和上述第一方面中描述的主制冷循环的工作过程实质上相同，具体可参照上述第一方面的相关描述，在此不再赘述。

流路换向装置在制热模式下，充电用热管理系统进行制热循环。此时，压缩机、流路换向装置、第一换热器、第一节流装置、第二节流装置、第二换热器通过管路相连形成制热循环，冷媒在管路中流动以进行制热循环的制热。冷媒在主制冷循环和制热循环中的流向相反。在制热循环中，起冷凝器作用的第二换热器产生的热气也经送风通道导引。示例性的，需要制热的设备是电动汽车的发热部件，例如电动汽车的电池等。

同时，充电用热管理系统进行主制冷循环和制热循环时(也即流路换向装置切换到制热模式或制冷模式时)，充电用热管理系统也同样都是通过附加制冷装置实现与冷却液热交换，以对冷却液进行制冷降温。经制冷降温后的冷却液可以对被冷却应用对象进行降温。示例性的，被冷却应用对象是充电的发热部件，包括充电桩的充电模块、充电枪线缆以及充电枪充电口。被冷却应用对象不限于此，还可以是其它需要冷却的对象，例如服务器。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述流路换向装置切换到所述制冷模式时，所述管路中填充的冷媒从所述压缩机的输出端口流出，进而冷媒依次流经所述流路换向装置、起冷凝器作用的所述第一换热器，冷媒再流经全开的所述第一节流装置，从所述第一节流装置流出的冷媒分成两路：

一路冷媒依次流经所述第二节流装置、起蒸发器作用的所述第二换热器，再经所述流路换向装置流入所述压缩机的输入端口，以进行所述主制冷循环的制冷；

另一路冷媒流经所述附加制冷装置，再经所述流路换向装置流入或直接流入所述压缩机的输入端口，以进行所述附加制冷循环的制冷；

所述流路换向装置切换到所述制热模式时，所述管路中填充的冷媒从所述压缩机的输出端口流出，进而冷媒依次流经所述流路换向装置、起冷凝器作用的所述第二换热器，冷媒再流经全开的所述第二节流装置，从所述第二节流装置流出的冷媒分成两路：

一路冷媒依次流经所述第一节流装置、起蒸发器作用的所述第一换热器，再经所述流路换向装置流入所述压缩机的输入端口，以进行所述制热循环的制热；

另一路冷媒流经所述附加制冷装置，再经所述流路换向装置流入或直接流入所述压缩机的输入端口，以进行所述附加制冷循环的制冷。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述附加制冷装置包括：附加节流装置和附加换热器，在所述附加制冷循环中，所述附加换热器起蒸发器作用；所述附加节流装置包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端；所述附加换热器包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端，以及被所述另一路冷媒冷却的冷却液流经的两端；所述附加节流装置的所述一端与连通所述第一节流装置一端和所述第二节流装置一端的管路连通，所述附加节流装置的所述另一端与所述附加换热器的所述一端连通，所述附加换热器的所述另一端通过所述流路换向装置与或直接与所述压缩机的输入端口连通；所述附加换热器的所述两端串接在被冷却应用对象的冷却液管路中。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述流路换向装置包括四通换向阀；所述第一换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第一换热器的所述一端口接通所述第一节流装置的另一端；所述第二换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第二换热器的所述一端口接通所述第二节流装置的另一端；所述四通换向阀的阀端口通过管路分别对应与所述压缩机的输出端口、所述压缩机的输入端口、所述第一换热器的所述另一端口、所述第二换热器的所述另一端口连通；

在所述制冷模式下，

从所述压缩机的输出端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入起冷凝器作用的所述第一换热器的所述另一端口；

从所述第二换热器的所述另一端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入所述压缩机的输入端口；

在所述制热模式下，

从所述压缩机的输出端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入起冷凝器作用的所述第二换热器的所述另一端口；

从所述第一换热器的所述另一端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入所述压缩机的输入端口。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述附加换热器的所述另一端通过所述流路换向装置与所述压缩机的输入端口连通，所述流路换向装置还包括三通换向阀；所述三通换向阀的阀端口包括：第一阀端口，通过管路与所述附加换热器的所述另一端连通；第二阀端口，通过管路与所述第一换热器的所述另一端口连通；第三阀端口，通过管路与所述第二换热器的所述另一端口连通；通过对所述三通换向阀的三个阀端口相互通断的切换使得：

在所述制冷模式下，所述第一阀端口与所述第二阀端口断，所述第一阀端口与所述第三阀端口通；

在所述制热模式下，所述第一阀端口与所述第二阀端口通，所述第一阀端口与所述第三阀端口断。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述流路换向装置包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀；所述第一换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第一换热器的所述一端口接通所述第一节流装置的另一端；所述第二换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第二换热器的所述一端口接通所述第二节流装置的另一端；所述第一截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输出端口、所述第二换热器的所述另一端口连通；所述第二截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输出端口、所述第一换热器的所述另一端口连通；所述第三截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输入端口、所述第一换热器的所述另一端口连通；所述第四截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输入端口、所述第二换热器的所述另一端口连通；所述附加换热器的所述另一端直接与所述压缩机的输入端口连通；在所述制冷模式下，所述第一截止阀的两端口和所述第三截止阀的两端口断，所述第二截止阀的两端口和所述第四截止阀的两端口通；在所述制热模式下，所述第一截止阀的两端口和所述第三截止阀的两端口通，所述第二截止阀的两端口和所述第四截止阀的两端口断。

在上述第二方面的一种可能实现中，还包括：冷媒流出温度压力传感器，用于对从所述压缩机的输出端口流出之后、流入所述流路换向装置之前的冷媒进行温度压力的检测；冷媒流入温度压力传感器，用于对流向所述压缩机的输入端口的汇总后的冷媒进行温度压力的检测。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述第二换热器旁设有送风通道风机，对所述送风通道导引的冷气或热气进行输送。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述送风通道输送的冷气用于对电动汽车的发热部件降温，所述送风通道输送的热气用于对电动汽车的发热部件升温。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述电动汽车的发热部件包括车前端模块和电池，所述送风通道包括车前端模块出口和电池出口；

所述车前端模块出口设有风门，所述风门用于打开或关闭所述车前端模块出口；

在所述制冷模式下，所述风门打开所述车前端模块出口，所述送风通道输送的冷气通过所述车前端模块出口对所述车前端模块降温、通过所述电池出口对所述电池降温；

在所述制热模式下，所述风门关闭所述车前端模块出口，所述送风通道输送的热气通过所述电池出口对所述电池升温。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述电池出口包括多个，面对每一个电池出口在所述送风通道内设置有电池风机，所述电池风机用于将所述送风通道输送的冷气或热气通过所述电池出口吹向电池。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述第一节流装置为电子膨胀阀，所述第二节流装置为电子膨胀阀。在一些可能的实施方式中，第一节流装置还可以是热力膨胀阀，或者是节流阀和开关的组合等节流装置。第二节流装置还可以是热力膨胀阀，或者是节流阀和开关的组合等节流装置。

在上述第二方面的一种可能实现中，所述附加节流装置为电子膨胀阀。在一些可能的实施方式中，附加节流装置还可以是热力膨胀阀，或者是节流阀和开关的组合等节流装置。

第三方面，本申请的实施例还提供一种充电设备，其包括充电桩及充电用热管理系统，所述充电用热管理系统采用第一方面或第二方面任一所述的充电用热管理系统；其中，所述附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在所述充电桩的冷却液管路中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块。

第四方面，本申请的实施例还提供一种电动汽车的充电方法，采用充电桩和第一方面任一项所述的充电用热管理系统；所述附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在所述充电桩的冷却液管路中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块，所述充电方法包括：

当使用充电桩对所述电动汽车的电池进行充电的过程中，

检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，使所述充电用热管理系统进行所述主制冷循环，所述蒸发器产生的冷气经所述送风通道导引，以对电动汽车的车前端模块降温；

检测到所述电动汽车的车前端模块不需要进行制冷时，切断所述主制冷循环。

在上述第四方面的一种可能实现中，当采用第一方面所述的充电用热管理系统时，在检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，所述送风通道导引的冷气通过所述电池出口对所述电动汽车的电池降温。

第五方面，本申请的实施例还提供一种电动汽车的充电方法，采用充电桩和第二方面任一项所描述的充电用热管理系统，所述附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在所述充电桩的冷却液管路中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块，所述充电方法包括：

当使用充电桩对所述电动汽车的电池进行充电的过程中，

检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，使所述充电用热管理系统进行所述主制冷循环，所述第二换热器产生的冷气经所述送风通道导引，以对电动汽车的车前端模块降温；

检测到所述电动汽车的车前端模块不需要进行制冷时，切断所述主制冷循环；

检测到所述电动汽车的电池需要进行制热时，使所述充电用热管理系统进行所述制热循环，所述第二换热器产生的热气经所述送风通道导引，通过所述电池出口对所述电动汽车的电池升温；

检测到所述电动汽车的电池不需要进行制热时，切断所述制热循环。

在上述第五方面的一种可能实现中，当采用第二方面所述的充电用热管理系统时，充电方法还包括：检测到所述电动汽车的电池需要进行制热时，使所述充电用热管理系统进行所述制热循环，所述风门关闭所述车前端模块出口，所述送风通道输送的热气通过所述电池出口对所述电池升温。

在上述第五方面的一种可能实现中，在检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，使所述风门打开所述车前端模块出口，所述送风通道输送的冷气通过所述车前端模块出口对所述车前端模块降温、通过所述电池出口对所述电池降温。

附图说明

图1根据本申请的一些实施例，示出了充电桩对电动汽车充电的冷却示意图；

图2根据本申请的一些实施例，示出了电动汽车自带的热管理系统结构示意图；

图3根据本申请的一些实施例，示出了充电用热管理系统的结构示意图一；

图4根据本申请的一些实施例，示出了充电用热管理系统的结构示意图二；

图5根据本申请的一些实施例，示出了充电用热管理系统的结构示意图三；

图6根据本申请的一些实施例，示出了充电用热管理系统的结构示意图四；

图7根据本申请的一些实施例，示出了充电用热管理系统的结构示意图五。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的具体实施方式。

本申请提供了一种充电用热管理系统，当被充电设备在充电时，该系统可同时提升充电桩与被充电设备的电池冷却能力，保证充电桩与被充电设备的电池温度处于合理区间，从而保持高充电倍率，提升被充电设备的充电速度。

以下以被充电设备为电动汽车为示例解释本申请的实施例。在介绍本申请的充电用热管理系统之前，先结合图1和图2介绍充电桩的冷却过程和电动汽车自带的热管理系统(Thermal Management System，TMS)。

图1示出的是充电桩对电动汽车充电的冷却示意图。示例性的，充电桩主要包括电连接的充电模块、充电枪线缆和充电枪充电口。充电模块一般包括：交流/直流变换器，用于将交流电转换为直流电，并通过充电枪线缆与充电枪充电口连接；控制单元，用于在对电动汽车充电的过程中实现与电动汽车的通讯，并通过通讯线与充电枪枪口连接。

示例性的，如图1所示，电动汽车需要充电时(例如快充)，在电动汽车的车上充电口插上充电桩的充电枪，使得电动汽车的车上充电口通过充电桩的充电枪充电口与充电桩的充电模块实现电连接。在充电桩为电动汽车的电池充电的过程中，充电模块将输入的380伏特交流电，转换为高压直流电，通过充电枪充电口向车上充电口传输高压直流电；车上充电口通过车上充电器向电动汽车的电池传输充电电流，从而实现充电桩对电动汽车的电池充电。

在快充过程中，充电桩的充电模块、充电枪线缆以及充电枪充电口会发热，温度会上升。通常，充电功率大于150kw，电流大于200A的充电桩，要对充电桩的充电模块、充电枪线缆和充电枪充电口这些发热部件进行制冷。但对充电桩的发热部件的制冷情形，不限于是充电功率大于150kw，电流大于200A，可以根据充电桩的制冷需求设置相应的制冷策略。例如，在充电桩的充电功率大于100kw，电流大于150A时，需对充电桩的发热部件进行制冷。

示例性的，对充电桩的这些发热部件的制冷可采用液冷的方式。如图1所示，充电桩的充电枪线缆、充电枪充电口以及充电模块连接冷却液管路，冷却液管路上设有水泵和冷却模块。冷却液管路中填充有冷却液，冷却液的具体类型不做限制。示例性的，冷却液是不导电的液体，例如是不导电的含氟液体或油类。冷却模块用于对冷却液管路中的冷却液降温，水泵用于驱动冷却液在冷却液管路中循环。

其中，冷却模块包括压缩机、冷凝器，换热器、膨胀阀等零件，压缩机、冷凝器、膨胀阀以及换热器通过冷媒管路依次相连，冷媒管路中填充有冷媒。换热器包括被冷媒流经的一端和另一端，以及被冷媒冷却的冷却液流经的两端。换热器的一端连通膨胀阀，换热器的另一端与压缩机的输入端口连通，换热器的被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在上述充电桩的冷却液管路中。

上述换热器的具体类型不做限制，能够实现两股流体的换热都属于本申请的保护范围。换热器例如是Chiller(制冷板式换热器)。上述的膨胀阀可以是电子膨胀阀或其它节流装置。

上述的冷媒又称制冷剂、致冷剂、雪种，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质。这些物质通常以可逆的相变(如气-液相变)来增大功率。本申请对于冷媒的具体类型不做限制，例如是R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)，这是一种使用最广泛的中低温环保制冷剂。在一些可能的实施方式中，还可以是其它类型的冷媒，例如是R22(二氟一氯甲烷)。

冷却模块进行制冷循环的具体过程如下：冷媒从压缩机的输出端口流出，流出的是高温高压的气态冷媒；高温高压的气态冷媒流经冷凝器后成为中温高压的液态冷媒；中温高压的液态冷媒流经膨胀阀，经膨胀阀节流，成为低温低压的气液两相冷媒；之后，该低温低压的气液两相冷媒进入换热器(换热器起到蒸发器作用)中，变成气态冷媒；然后气态冷媒再回到压缩机的输入端口继续压缩，继续循环进行制冷。

起蒸发器作用的换热器对来自膨胀阀的冷媒进行蒸发降温，由于充电桩的冷却液管路中的冷却液会流经换热器；从而，经换热器蒸发降温后的冷媒与流经换热器的冷却液进行热交换，以对冷却液降温。降温后的冷媒通过换热器降低冷却液温度。经过降温的冷却液通过水泵在冷却液管路中循环，冷却液流经充电桩的充电模块、充电枪线缆以及充电枪充电口时，会带走热量，对充电桩的充电模块、充电枪线缆以及充电枪充电口实现制冷降温。

从而，上述的冷却模块和冷却液管路中的冷却液实现了对充电桩的充电模块、充电枪线缆以及充电枪充电口的液冷，保证充电桩温度在合理区间内。

在一些可能的实施方式中，上述对充电桩的充电模块的制冷可采用风冷的方式。

图2示出的是电动汽车自带的热管理系统。以快充工况为例说明，电动汽车的电池进行快充时，充电速度一般在2C～3C(C表示充放电倍率，C＝充放电电流/额定容量，如额定容量为50Ah的电池，用150A的电流充电，其充电倍率为3C)。对于大容量电池(例如锂电池)来说，电池充电过程中发热量非常大，需要采用主动式热管理的方式对电池的温度进行管理。电动汽车在低温环境下，为了保证电动汽车的电池充电的安全性，防止电池低温快充时发生析锂现象，电动汽车的充电电流一般只有0.2C。而，当电动汽车的电池处于合适的温度区间(例如25℃～35℃)时，电动汽车的可持续充电电流可以达到2C～3C。因此，为了加快电动汽车的电池充电速度，一般需要使用电动汽车的热管理系统，对电动汽车的电池加热或降温至最合适的温度区间进行快充。

此外，电动汽车在行驶过程中，电动汽车的电池也需要处于合适的温度区间。电动汽车的电池温度过高或过低都会对电动汽车的正常使用造成影响。同样，可以通过电动汽车的热管理系统，对电动汽车的电池加热或降温至处于合适的温度区间。

如图2所示，电动汽车的热管理系统包括：加热器(例如是PTC，PositiveTemperature Coefficient)、水泵、换热器、压缩机、车前端模块(包括散热器，冷凝器，风扇)和电子膨胀阀(Electronic Expanding Valve，EXV)。车前端模块一般设置在电动汽车的车前舱前端的格栅处。图2所示的换热器包括被冷媒流经的两端，以及被冷媒冷却的冷却液流经的两端。其中，压缩机、车前端模块、电子膨胀阀、换热器的被冷媒流经的两端通过冷媒管路依次相连，形成冷媒循环回路，冷媒管路中填充有冷媒。在冷媒循环回路中，换热器起蒸发器作用。电池、加热器、换热器的被冷媒冷却的冷却液流经的两端、水泵通过冷却液管路依次相连，形成冷却液循环回路，冷却液管路中填充有冷却液。

上述的加热器不限于是PTC，能够实现对冷却液的加热的装置都属于本申请的保护范围。上述的电子膨胀阀还可以是其它节流装置，能够起到节流作用的装置都属于本申请的保护范围。

当电动汽车处于低温环境下，电动汽车的电池温度过低，不利于对电动汽车的电池进行充电或者为电动汽车供电。因此，电动汽车的热管理系统会对电动汽车的电池进行加热。此时，压缩机、车前端模块、电子膨胀阀、换热器不会工作，即冷媒循环回路中的冷媒不会进行制冷循环的制冷。冷却液会在水泵的驱动下在冷却液循环回路中循环流动，即冷却液会依次流经换热器、加热器、电池和水泵。冷却液流经加热器时，加热器会加热冷却液。经加热器加热后的冷却液流经电池，起到为电池加热的作用。通常，电池上设有电池冷板，电池冷板与电池相贴合，经加热器加热后的冷却液流入电池冷板，通过电池冷板与电池热交换，达到为电池加热的目的。

综上，当电动汽车处于低温环境时，通过加热器实现对电动汽车的电池的加热。使得电动汽车的电池处于合适的温度区间，例如是25℃～35℃。从而，可以加快电动汽车的电池充电速度或者保证电池为电动汽车正常供电。

当电动汽车的电池需要制冷时(例如电动汽车处于高温环境下)，电动汽车的电池发热量较大。此时，电动汽车的热管理系统对电动汽车的电池制冷。冷媒会在循环回路中循环流动，冷却液会在冷却液循环回路中循环流动。

具体是，冷媒从压缩机的输出端口流出，流出的是高温高压的气态冷媒；高温高压的气态冷媒流经车前端模块中的冷凝器后，成为中温高压的液态冷媒；中温高压的液态冷媒流经电子膨胀阀，经电子膨胀阀节流，成为低温低压的气液两相冷媒；之后，该低温低压的气液两相冷媒进入换热器(换热器起到蒸发器作用)中，变成气态冷媒；然后气态冷媒再回到压缩机的输入端口继续压缩，继续循环进行制冷。

起蒸发器作用的换热器对来自电子膨胀阀的冷媒进行蒸发降温，由于电池的冷却液管路中的冷却液会流经换热器；从而，经换热器蒸发降温后的冷媒与流经换热器的冷却液进行热交换，以对冷却液降温。降温后的冷却液在水泵的驱动下流经电池，起到为电池降温的作用。示例性的，降温后的冷却液流入电池冷板，通过电池冷板与电池进行热交换，达到为电池迅速降温的目的。

综上，当电动汽车的电池需要制冷时，通过冷媒的制冷循环实现对电动汽车的电池的制冷降温。使得电动汽车的电池处于合适的温度区间，例如是25℃～35℃。从而，可以加快电动汽车的电池充电速度或者保证电池为电动汽车正常供电。

其中，电动汽车的热管理系统在对电动汽车的电池进行制冷的过程中，由于高温高压的气态冷媒经过车前端模块后成为中温高压的液态冷媒，此过程是放热过程，车前端模块会通过散热器以及冷凝器旁的风扇向环境散出热量。对于行驶工况，电动汽车在行驶的过程中，如图2所示，迎面风会传输到设置在车前端模块，迎面风叠加风扇增加的风量，使得电动汽车的车前端模块具有较好的散热能力。

但，当电动汽车静止充电时，尤其是在快充工况下，由于缺少迎面风，电动汽车的车前端模块只能依靠冷凝器旁的风扇提供散热风量，散热风量的减少使得电动汽车的车前端模块的散热能力下降，继而电动汽车的热管理系统制冷能力明显下降。那么，压缩机在未达到最高转速时，排气压力和温度已接近上限，无法在快充时发挥电动汽车的热管理系统最大制冷能力，导致电动汽车发热的电池得不到有效降温。而电动汽车的电池充电电流的大小受电池的温度影响非常大，当电池超过一定温度(如45度)，充电电流受限，电动汽车的充电速度减慢，会影响电动汽车的充电时间。也即，电动汽车的车前端模块的散热能力的好坏会影响电动汽车的电池的充电速度的快慢。

为此，本申请提供了一种充电用热管理系统，能够在电动汽车的电池充电时，对电动汽车的车前端模块进行制冷，提升电动汽车的车前端模块的散热能力，继而提升电动汽车的热管理系统制冷能力，保证电动汽车的电池温度处于合理区间，从而保持高充电倍率，提升充电速度。同时，本申请的充电用热管理系统还可以对充电桩的发热部件进行制冷。

下面将结合附图具体说明本申请的充电用热管理系统的结构及工作原理。

【实施例一】

图3示出了一种电动汽车充电用热管理系统1的结构示意图。如图3所示，本申请的充电用热管理系统1包括压缩机10、冷凝器11、节流装置12、蒸发器13、送风通道14以及附加制冷装置15。其中，压缩机10、冷凝器11、节流装置12、蒸发器13以及附加制冷装置15通过管路相连，管路中填充有冷媒。充电用热管理系统1的管路中填充的冷媒的类型可以和上述冷却模块的冷媒管路中填充的冷媒的类型相同。充电用热管理系统1的管路中填充的冷媒例如是R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)。

上述的节流装置12起节流作用。示例性的，节流装置12是电子膨胀阀。但本申请不限于此，能够起到节流作用的节流装置都属于本申请的保护范围，例如热力膨胀阀。

当电动汽车3的车前端模块30需要制冷时，本申请的充电用热管理系统1工作，压缩机10、冷凝器11、节流装置12、蒸发器13通过管路相连形成主制冷循环，冷媒在管路中流动以进行主制冷循环的制冷。在主制冷循环中，蒸发器13产生的冷气经送风通道14导引，以对车前端模块30进行制冷。

当充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42中任一一个发热部件需要制冷时，本申请的充电用热管理系统1也会工作，压缩机10、冷凝器11、附加制冷装置15通过管路相连形成附加制冷循环，冷媒在管路中流动以进行附加制冷循环的制冷。其中，附加制冷装置15替代上述的用于降低冷却液温度的冷却模块(图1所示)。即，在附加制冷循环中，附加制冷装置15用于对充电桩4的冷却液管路20中的冷却液降温，以对充电桩4的发热部件进行制冷。

示例性的，参考图3，压缩机10包括输出端口100和输入端口101，冷凝器11包括相互连通的一端口112和另一端口113，蒸发器13包括相互连通的一端口132和另一端口133，节流装置12包括相互连通的一端和另一端，附加制冷装置15包括被冷媒流经的一端和另一端。

其中，压缩机10的输出端口100通过管路与冷凝器11的另一端口113连通，冷凝器11的一端口112通过管路与节流装置12的一端连通，节流装置12的另一端通过管路与蒸发器13的一端口132连通，蒸发器13的另一端口133通过管路与压缩机10的输入端口101连通，以形成上述的主制冷循环。

压缩机10的输出端口100通过管路与冷凝器11的另一端口113连通，冷凝器11的一端口112通过管路与附加制冷装置15的一端连通，附加制冷装置15的另一端通过管路与压缩机10的输入端口101连通，以形成上述的附加制冷循环。

下面先具体介绍充电用热管理系统1对电动汽车3的车前端模块30的制冷过程。

当电动汽车3行驶到充电站进行充电(例如快充)时，结合图1所示，在电动汽车3的车上充电口插上充电桩4的充电枪以进行充电。充电枪的充电枪枪口与电动汽车3的车上充电口连接后，充电桩4可获取电动汽车3的电池信息，判断电动汽车3的电池31是否需要制冷。当充电桩4检测到电动汽车3的电池31超过一定温度(例如45度)，尤其是电动汽车3所处的环境温度较高时(例如夏季)，则可以启动充电用热管理系统1。充电用热管理系统1进行主制冷循环，实现对电动汽车3的车前端模块30的制冷，以提升电动汽车3的热管理系统制冷能力。从而，更好地发挥电动汽车3的热管理系统的最大制冷能力，以对电动汽车3的电池31有效降温。

如图3所示，图3中示出了充电用热管理系统1工作时冷媒的流向。充电用热管理系统1工作时，充电用热管理系统1的管路中填充的冷媒从压缩机10的输出端口100流出，进而流入冷凝器11；从冷凝器11的一端口112流出的冷媒分出两路：一路冷媒流入节流装置12的一端，另一路冷媒流入附加制冷装置15的一端。其中，上述的一路冷媒依次流经节流装置12、蒸发器13，再流入压缩机10的输入端口101，以进行上述的主制冷循环的制冷。

即，冷媒在主制冷循环中依次流经压缩机10、冷凝器11、节流装置12、蒸发器13、压缩机10。

示例性的，从压缩机10的输出端口100流出的是高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒流经冷凝器11后成为中温高压的液态冷媒，此过程是放热过程，通过设置在冷凝器11旁的冷凝器风机111向环境散出热量；上述的一路的中温高压的液态冷媒经节流装置12的节流，成为低温低压的气液两相冷媒；之后，该低温低压的气液两相冷媒进入蒸发器13，蒸发器13对来节流装置12的冷媒进行蒸发降温，气液两相冷媒经过蒸发器13吸收空气中的热量而汽化，变成气态冷媒；气态冷媒然后再回到压缩机10继续压缩，继续循环进行制冷。

蒸发器13将气液两相冷媒汽化时，会吸收大量的热量，蒸发器13就会变冷。从而，设于蒸发器13旁的送风通道风机131工作，送风通道风机131转动使得蒸发器13周围的冷空气产生流动，送风通道风机131将蒸发器13周围的空气从蒸发器13中吹过，从而蒸发器13产生的冷气会被送入送风通道14。送风通道风机131对送风通道14导引的冷气进行输送，从送风通道14吹出来的就是冷风。

示例性的，如图3所示，上述的蒸发器13和送风通道风机131位于送风通道14内。这样设置，利于送风通道风机131对送风通道14导引的冷气进行输送，使得送风通道14便于向外界吹出冷风。

继续参考图3，送风通道14的出口包括车前端模块出口141，车前端模块出口141面向电动汽车3的车前端模块30设置。送风通道14输送的冷气通过车前端模块出口141向电动汽车3的车前端模块30输送低温大风量的冷风，实现对电动汽车3的车前端模块30的降温。电动汽车3的车前端模块30温度下降后，提升了电动汽车3自带的热管理系统的制冷能力。

示例性的，可降低车前端模块30的进风温度10℃，提升吹向电动汽车3的车前端模块30的冷风风量至4倍，可使电动汽车3自带的热管理系统因排气压力受限的最大制冷量变为2倍。从而，可以更好地发挥电动汽车3的热管理系统的最大制冷能力，以对电动汽车3的电池31进行有效降温。

综上，本申请的电动汽车充电用热管理系统1在电动汽车3静止充电时，增加了电动汽车3的车前端模块30的冷风风量，降低了吹向车前端模块30的进风温度。实现了对电动汽车3的车前端模块30的有效降温，提升了电动汽车3的热管理系统对电池31的冷却能力，使得电动汽车3的电池31温度降温至处于合适的温度区间进行快充，从而保持高充电倍率，提升充电速度，缩短了电动汽车3的充电时间。

在一些可能的实施方式中，送风通道14输送的冷气不仅对电动汽车3的车前端模块30制冷，还对电动汽车3的电池31直接制冷。参考图3，送风通道14的出口还包括电池出口143。电池出口143面向电动汽车3的电池31设置，送风通道14输送的冷气通过电池出口143对电动汽车3的电池31降温。

示例性的，参考图3，送风通道14延伸到电动汽车3停车的位置下方，送风通道14的这部分结构作为地下风道142。地下风道142具有多个电池出口143，图3中示出电池出口143的数量为四个，但本申请不限于此，可以根据实际的制冷需求做相应的调整。送风通道14吹出来的一部分冷风通过车前端模块出口141吹向车前端模块30；另一部分冷风经地下风道142，通过电池出口143吹向电动汽车3底部的电池31，对电动汽车3底部的电池31直接制冷以降温。从而保证电动汽车3的电池31在快充时保持处于合理的温度区间，维持高充电倍率，提升充电速度。

此外，如图3所示，电池出口143为多个，面对每一个电池出口143在地下风道142内设置有电池风机144。即，地下风道142内设有与电池出口143一一对应的电池风机144。当送风通道风机131对送风通道14导引的冷气输送到地下风道142冷气后，在电池风机144的作用下，将地下风道142内的冷气通过电池出口143吹向电动汽车3底部的电池31，实现对电池31的制冷降温。即，在电池风机144的作用下，每一个电池出口143向电动汽车3底部的电池31吹冷风。并且，电池风机144可以控制调节电池出口143吹向电池31的冷风风量。

下面再具体介绍充电用热管理系统1对充电桩4的发热部件的制冷过程。

当电动汽车3行驶到充电站进行充电(例如快充)时，充电桩4检测到充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42中的一个或多个发热部件需要制冷时，充电用热管理系统1进行附加制冷循环。在附加制冷循环中，附加制冷装置15用于对充电桩4的冷却液管路20中的冷却液降温，降温后的冷却液对充电桩4的发热部件进行制冷。

如图3所示，附加制冷装置15串接在充电桩4的冷却液管路20中以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块(如图1中所示)。并且，如前所述，冷凝器11的一端口112通过管路与附加制冷装置15的一端连通，从冷凝器11的一端口112流出的另一路冷媒会流入附加制冷装置15的一端。从而，充电桩4的冷却液管路20中的冷却液可在附加制冷装置15中与流入附加制冷装置15的降温后的冷媒实现热交换，通过降温后的冷媒降低冷却液温度，以使冷却液对充电桩4的发热部件进行制冷。

具体而言，参考图3，充电用热管理系统1工作时，充电用热管理系统1的管路中填充的冷媒从压缩机10的输出端口100流出，进而流入冷凝器11；从冷凝器11的一端口112流出的上述另一路冷媒流入附加制冷装置15的一端；上述另一路冷媒流经附加制冷装置15，再流入压缩机的输入端口101，以进行上述的附加制冷循环的制冷。在附加制冷循环中，附加制冷装置15通过内部节流和蒸发作用，实现对冷媒的蒸发降温。降温后的冷媒在附加制冷装置15中与流经附加制冷装置15的冷却液热交换，实现对充电桩4的冷却液管路20中冷却液的降温。经过降温的冷却液对充电桩4的发热部件实现制冷降温。

示例性的，从压缩机10的输出端口100流出的是高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒流经冷凝器11后成为中温高压的液态冷媒，此过程是放热过程，通过设置在冷凝器11旁的冷凝器风机111向环境散出热量；上述的另一路中温高压的液态冷媒流经附加制冷装置15，经附加制冷装置15的内部节流和蒸发作用，变成气态冷媒；气态冷媒然后再回到压缩机10继续压缩，继续循环进行制冷。示例性的，从附加制冷装置15流出的上述的另一路冷媒与从蒸发器13流出的冷媒汇总后流入压缩机10的输入端口101。这样设置后，可以节省电动汽车3的充电用热管理系统1中使用的管路。

由于附加制冷装置15对来自冷凝器11的上述的另一路冷媒进行蒸发降温，充电桩4的冷却液管路20中的冷却液会流经附加制冷装置15；从而，经附加制冷装置15蒸发降温后的上述的另一路冷媒与流经附加制冷装置15的冷却液进行热交换，以对冷却液管路20中的冷却液降温。降温后的上述的另一路冷媒通过附加制冷装置15降低冷却液温度。经过降温的冷却液流经充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42时，会带走热量，对充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42实现制冷降温。

在一些可能的实施方式中，参考图3，上述的附加制冷装置15包括：附加节流装置151和附加换热器152。在附加制冷循环中，附加换热器152起蒸发器作用，附加节流装置151起节流作用。附加换热器152的具体类型不做限制，能够实现两股流体的换热都属于本申请的保护范围。附加换热器152例如是Chiller(制冷板式换热器)。附加节流装置151的具体类型不做限制，例如是电子膨胀阀；或其它能够起到节流作用的节流装置，例如热力膨胀阀。

本申请中，附加节流装置151包括被上述的另一路冷媒流经的一端和另一端，附加换热器152包括被上述的另一路冷媒流经的一端和另一端，以及被上述的另一路冷媒冷却的冷却液流经的两端。附加节流装置151的一端与连通冷凝器11的一端口112和节流装置12的管路连通，附加节流装置151的另一端与附加换热器152的一端连通，附加换热器152的另一端与压缩机10的输入端口101连通。附加换热器152的被上述的另一路冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在充电桩4的冷却液管路20中。即，从冷凝器11的一端口112流出的上述的另一路冷媒会先流经附加节流装置151，之后再流经附加换热器152。附加制冷循环中的上述的另一路冷媒和冷却液管路20中的冷却液在附加换热器152中实现热交换。

具体而言，附加节流装置151用于对从冷凝器11的一端口112分流过来的上述的另一路冷媒进行节流；附加换热器152具有蒸发器功能，用于对来自附加节流装置151的冷媒进行蒸发降温。附加换热器152利用蒸发降温后的上述的另一路冷媒，对流经冷却液管路20中的冷却液进行热交换，以对冷却液进行制冷降温。经过降温的冷却液对充电桩4的发热部件实现制冷降温。

继续参考图3，本申请的充电桩4包括两根冷却液管路20，冷却液管路20中填充有冷却液。其中一根冷却液管路20连接充电桩4的冷却模块40，另外一根冷却液管路20连接充电枪线缆41以及充电枪充电口42。两根冷却液管路20共用一个水泵21和一个三通阀22，上述的附加换热器152通过管路串接在三通阀22和水泵21之间。在一些可能的实施方式中，充电桩4的冷却模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42可以与同一根冷却液管路连接。或者，充电桩4的冷却模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42分别连接一根冷却液管路。

冷却液在水泵21的作用下，流经附加换热器152，并与附加换热器152中降温后的上述的另一路冷媒进行热交换，降温后的上述的另一路冷媒对冷却液进行制冷降温。经制冷降温后的冷却液从附加换热器152流出，流经三通阀22；冷却液经由三通阀22分别流入其中一根冷却液管路和另外一根冷却液管路。流入其中一根冷却液管路20中的冷却液流经充电模块40，再流入水泵21；在此过程中冷却液吸收充电模块40产生的热量。流入另外一根冷却液管路20中的冷却液流经充电枪线缆41以及充电枪充电口42，再流入水泵；在此过程中吸收充电枪线缆41以及充电枪充电口42产生的热量。

从而，冷却液在两根冷却液管路20中循环流动的过程中，充电用热管理系统1的附加制冷装置15实现了对充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42的制冷降温，保证充电桩4能够正常为电动汽车3的电池31充电。

参考图3，在一些可能的实施方式中，其中一根冷却液管路20上设有第一温度传感器23，第一温度传感器23用于检测对充电桩4的充电模块40制冷降温后的冷却液的温度，以判断充电桩4的充电模块40的温度是否处于合适的温度区间。当充电模块40的温度处于合适的温度区间后，可以将与这一根冷却液管路20连通的三通阀22的阀口关闭，不再对充电模块40进行制冷降温。反之，则继续对充电桩4的充电模块40进行循环制冷降温。

同样，另外一根冷却液管路20上设有第二温度传感器24，第二温度传感器24用于检测对充电枪线缆41以及充电枪充电口42制冷降温后的冷却液的温度，以判断充电枪线缆41和充电枪充电口42的温度是否处于合适的温度区间。当充电枪线缆41和充电枪充电口42的温度处于合适的温度区间后，可以将与另外一根冷却液管路20连通的三通阀22的阀口关闭，不再对充电枪线缆41以及充电枪充电口42进行制冷降温。反之，则继续对充电枪线缆41以及充电枪充电口42进行循环制冷降温。

继续参考图3，本申请的充电用热管理系统1还包括冷媒流出温度压力传感器16和冷媒流入温度压力传感器17。其中，冷媒流出温度压力传感器16用于对从压缩机10的输出端口100流出之后、流入冷凝器11之前的冷媒进行温度压力的检测。冷媒流入温度压力传感器17用于对流向压缩机10的输入端口101的汇总后的冷媒进行温度压力的检测。

通过冷媒流出温度压力传感器16监测从压缩机10的输出端口100流出的冷媒的温度压力，以及通过冷媒流入温度压力传感器17监测流入压缩机10的输入端口101的冷媒的温度压力，判断压缩机10的工作是否异常，并根据监测情况及时采取措施。例如，压缩机10的输出端口100处的温度压力过高，压缩机10的输入端口101处的温度压力过低，则表明压缩机10工作出现了异常，需及时停机进行检测维修。

在一些可能的实施方式中，当上述的电动汽车3的电池31温度较高，但环境温度较低时(例如冬季)，充电用热管理系统1关闭节流装置12，只启动送风通道风机131。送风通道风机131将周围环境的冷风通过送风通道14输送给电动汽车3的车前端模块30和电池31，也可提升电动汽车3自带的车辆热管理系统的制冷能力。

综上，本申请中，充电用热管理系统1工作时进行主制冷循环，通过送风通道14向电动汽车3的车前端模块30吹冷风，并可以向电动汽车3的电池31吹冷风，使得电动汽车3的电池31温度处于合适的温度区间。从而，电动汽车4的电池在充电桩进行快充时，可以保持高充电倍率，提升充电速度。另外，本申请的充电用热管理系统1还可以对充电桩4的发热部件进行液冷冷却。即，本申请的充电用热管理系统1既可以对充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42进行液冷冷却；也可以对电动汽车3的车前端模块30进行制冷，提升电动汽车3自带的热管理系统的制冷能力。

【实施例二】

如实施例一中所述，实施例一中的充电用热管理系统1工作时，可以进行主制冷循环和和附加制冷循环。本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例提供的充电用热管理系统1工作时，不仅可以进行实施例一中所述的主制冷循环和附加制冷循环，还可以进行制热循环。在制热模式下，充电用热管理系统1可对电动汽车3的电池31制热升温。

图4示出了本实施例的充电用热管理系统1的结构示意图。如图4所示，本实施例的充电用热管理系统1包括压缩机10、用于切换制冷模式和制热模式的流路换向装置18、第一换热器11、第一节流装置19、第二节流装置12、第二换热器13，以及送风通道14和附加制冷装置15。其中，压缩机10、流路换向装置18、第一换热器11、第一节流装置19、第二节流装置12、第二换热器13以及附加制冷装置15通过管路相连，管路中填充有冷媒。

示例性的，对比图4和图3，本实施例与实施例一相比，本实施例的充电用热管理系统1主要增加了以下部件：用于切换制冷模式和制热模式的流路换向装置18、第一节流装置19以及风门145。本实施例的充电用热管理系统1也包含实施例一所述的送风通道风机131、车前端模块出口141、电池出口143、地下风道142以及电池风机144，具体可参见实施例一的相关描述。关于本实施例新增加的流路换向装置18以及第一节流装置19与充电用热管理系统1各部件的连接方式详见后文所述。

其中，风门145设于送风通道14的车前端模块出口141处，风门145用于打开或关闭车前端模块出口141。充电用热管理系统1进行主制冷循环时，风门145打开车前端模块出口141。充电用热管理系统1进行制热循环时，风门145关闭车前端模块出口141。

此外，在充电用热管理系统1进行主制冷循环时，第一换热器11起冷凝器作用(与实施例一中的冷凝器11的作用相同)，第二换热器13起蒸发器作用(与实施例一中的蒸发器13的作用相同)。在充电用热管理系统1进行制热循环时，第一换热器11起蒸发器作用，第二换热器13起冷凝器作用。示例性的，第一节流装置19和第二节流装置12是电子膨胀阀。但本申请不限于此，能够起到节流作用的节流装置都属于本申请的保护范围，例如热力膨胀阀。

当电动汽车3的车前端模块30需要制冷时，流路换向装置18切换到制冷模式。压缩机10、流路换向装置18、第一换热器11、第一节流装置19、第二节流装置12、第二换热器13通过管路相连形成主制冷循环，冷媒在管路中流动以进行主制冷循环的制冷。在主制冷循环中，起蒸发器作用的第二换热器13产生的冷气经送风通道14导引，以对车前端模块30进行制冷。

当电动汽车3的电池31需要制热时，流路换向装置18切换到制热模式。压缩机10、流路换向装置18、第一换热器11、第一节流装置19、第二节流装置12、第二换热器13通过管路相连形成制热循环，冷媒在管路中流动以进行制热循环的制热。冷媒在主制冷循环和制热循环中的流向相反。在制热循环中，起冷凝器作用的第二换热器13产生的热气也经送风通道14导引，以对电动汽车3的电池31进行制热。

当充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42中任一一个发热部件需要制冷时，本申请的充电用热管理系统1也会工作。当流路换向装置18切换到制冷模式时，压缩机10、流路换向装置18、第一换热器11、第一节流装置19以及附加制冷装置15形成附加制冷循环。当流路换向装置18切换到制热模式时，压缩机10、流路换向装置18、第二节流装置12、第二换热器13以及附加制冷装置15形成附加制冷循环。在附加制冷循环中，附加制冷装置15用于对充电桩4的冷却液管路20中的冷却液降温，以对充电桩4的发热部件进行制冷。

下文将重点描述本实施例与实施例一的不同之处，与实施例一的相同之处可以参照实施例一的相关描述，在此不再赘述。

下面先介绍充电用热管理系统1的主制冷循环。在主制冷循环下，充电用热管理系统1能够对电动汽车3的车前端模块30和电动汽车3的电池31进行制冷降温。

具体而言，当电动汽车3行驶到充电站进行充电(例如快充)时，充电桩4检测到电动汽车3的电池31超过一定温度(例如45度)，则可以启动充电用热管理系统1。流路换向装置18切换到制冷模式，充电用热管理系统1进行主制冷循环。

如图4所示，图4中示出了充电用热管理系统1进行主制冷循环时冷媒的流向。此时，充电用热管理系统1的管路中填充的冷媒从压缩机10的输出端口100流出，进而冷媒依次流经流路换向装置18、起冷凝器作用的第一换热器11(相当于实施例一中的冷凝器11)，冷媒再流经全开的第一节流装置19，从全开的第一节流装置19流出的冷媒分成两路：一路冷媒依次流经第二节流装置12(相当于实施例一中的节流装置12)、起蒸发器作用的第二换热器13(相当于实施例一中的蒸发器13)，再经流路换向装置18流入压缩机的输入端口101，以进行所述主制冷循环的制冷；另一路冷媒流经附加制冷装置15，再经流路换向装置18流入压缩机10的输入端口101(或冷媒流经附加制冷装置15直接流入压缩机10的输入端口101)，以进行附加制冷循环的制冷。此时，第一节流装置19不起节流作用，而是起到让冷媒顺利通过的作用。

即，冷媒在主制冷循环中依次流经压缩机10、流路换向装置18、起冷凝器作用的第一换热器11、全开的第一节流装置19、第二节流装置12、起蒸发器作用的第二换热器13、流路换向装置18、压缩机10。

实施例一中，充电用热管理系统1进行主制冷循环时，冷媒在主制冷循环中依次流经压缩机10、冷凝器11、节流装置12、蒸发器13、压缩机10。相比于实施例一，本实施例中，冷媒在主制冷循环中流经的部件增加了流路换向装置18和全开的第一节流装置19，其余流经的部件与实施例一中冷媒流经的部件相同。而本实施例中，流路换向装置18和全开的第一节流装置19这两个部件相当于是两个通路开关，这两个部件起到的作用就是使冷媒顺利通过。

因此，在主制冷循环中，本实施例中冷媒流经的部件与实施例一中冷媒流经的部件实质上相同。从而，本实施例的充电用热管理系统1的主制冷循环的工作过程和实施例一中描述的充电用热管理系统1的主制冷循环的工作过程实质上相同，具体可参照实施例一的相关描述，在此不再赘述。

需说明的是，本实施例的充电用热管理系统1在进行主制冷循环时，风门145打开送风通道14的车前端模块出口141，以通过车前端模块出口141向车前端模块30输送低温大风量的冷风，实现对电动汽车3的车前端模块30的制冷降温。从送风通道14吹出的冷风也可以流入地下风道142，并通过电池出口143吹向电动汽车3底部的电池31，实现对电动汽车3的电池31制冷降温。

下面结合图5再介绍充电用热管理系统1的制热循环。在制热循环下，充电用热管理系统1能够对电动汽车3的电池31制热升温。

当电动汽车3行驶到充电站进行充电(例如快充)时，且电动汽车3所处的环境温度较低时(例如冬季)，电动汽车3的电池31的温度较低，则可以启动充电用热管理系统1，流路换向装置18切换到制热模式，使得充电用热管理系统1制热的时候冷媒的流向，与图4中所示的充电用热管理系统1制冷的时候的冷媒的流向相反，充电用热管理系统1进行制热循环。

如图5所示，图5中示出了充电用热管理系统1进行制热循环时冷媒的流向，冷媒在制热循环中的流向与在主制冷循环中的流向相反。此时，充电用热管理系统1的管路中填充的冷媒从压缩机10的输出端口100流出，进而冷媒依次流经流路换向装置18、起冷凝器作用的第二换热器13，冷媒再流经全开的第二节流装置12，从全开的第二节流装置12流出的冷媒分成两路：一路冷媒依次流经第一节流装置19、起蒸发器作用的第一换热器11，再经流路换向装置18流入压缩机的输入端口101，以进行制热循环的制热；另一路冷媒流经附加制冷装置15，再经流路换向装置18流入压缩机10的输入端口101(或冷媒流经附加制冷装置15直接流入压缩机10的输入端口101)，以进行附加制冷循环的制冷。此时，第二节流装置12不起节流作用，而是起到让冷媒顺利通过的作用。

即，冷媒在制热循环中依次流经压缩机10、流路换向装置18、起冷凝器作用的第二换热器13、全开的第二节流装置12、第一节流装置19、起蒸发器作用的第一换热器11、流路换向装置18、压缩机10。

示例性的，从压缩机10的输出端口100流出的是高温高压的气态冷媒，高温高压的气态冷媒经流路换向装置18流经第二换热器13(起冷凝器作用)，成为中温高压的液态冷媒，此过程是放热过程；中温高压的液态冷媒流过全开的第二节流装置12(不起节流作用)；之后，上述的一路的中温高压的液态冷媒流经第一节流装置19(起节流作用)，成为低温低压的气液两相冷媒；之后，该低温低压的气液两相冷媒进入第一换热器11(起蒸发器作用)，起蒸发器作用的第一换热器11对来第一节流装置19的冷媒进行蒸发降温，气液两相冷媒变成气态冷媒，然后再经流路换向装置18回到压缩机10继续压缩，继续循环。

上述的高温高压的气态冷媒流经第二换热器13成为中温高压的液态冷媒，此过程是放热过程，即第二换热器13冷凝放热。从而，设于第二换热器13旁的送风通道风机131工作，送风通道风机131转动使得第二换热器13周围的热空气产生流动，送风通道风机131将第二换热器13周围的空气从第二换热器13中吹过，从而第二换热器13产生的热气会被送入送风通道14，送风通道风机131对送风通道14导引的热气进行输送，从送风通道14吹出来的就是热风。

此时，由于车前端模块30不需要制热，如图5所示，风门145关闭车前端模块出口141。送风通道14输送的热气经地下风道142通过电池出口143向电动汽车3的电池31输送热风，实现对电动汽车3的电池31升温。同时，在电池风机144的作用下，将送风通道14输送的热气通过电池出口143吹向电动汽车3的电池。此外，在制热模式下，可以利用充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42废热和环境热量用于对电池31加热。

如实施例一中所述，充电用热管理系统1还可以通过附加制冷装置15实现对充电桩4的发热部件的制冷。本实施例中，结合图4和图5，充电用热管理系统1进行主制冷循环的制冷或制热循环的制热时(也即流路换向装置18切换到制热模式或制冷模式时)，充电用热管理系统1也同样都是通过附加制冷装置15实现对充电桩4的发热部件的制冷。对充电桩4的发热部件的制冷过程与实施例一中实质相同。不同之处主要在于，本实施例中附加制冷装置15与充电用热管理系统1的各部件的连接关系，以及分流到附加制冷装置15冷媒的来源。

参考图3，实施例一中，附加制冷装置15的一端与冷凝器11的一端口112通过管路连通，附加制冷装置15的另一端通过管路与压缩机10的输入端口101连通。相应地，分流到附加制冷装置15的冷媒的来源只有一路，具体是：从冷凝器11流出的另一路冷媒。

而本实施例中，附加节流装置15的一端与连通第一节流装置19一端和第二节流装置12一端的管路连通，附加节流装置15的另一端通过流路换向装置18与或直接与压缩机10的输入端口101连通。相应地，分流到附加制冷装置15的冷媒的来源有两路。这是因为，充电用热管理系统1存在两种工作模式：主制冷循环的制冷和制热循环的制热。从而，充电用热管理系统1在这两种工作模式下，分流到附加制冷装置15的冷媒的来源有以下两路：

当充电用热管理系统1进行主制冷循环的制冷时，分流到附加制冷装置15的冷媒的来源是：从全开的第一节流装置19流出的上述的另一路冷媒(图4所示)。附加制冷装置15的这一路冷媒来源与实施例一中分流到附加制冷装置15的冷媒的来源相同。

当充电用热管理系统1进行制热循环的制热时，分流到附加制冷装置15的冷媒的来源是：从全开的第二节流装置12流出的上述的另一路冷媒(图5所示)。

无论分流到附加制冷装置15的上述的另一路冷媒是来自全开的第一节流装置19，或来自全开的第二节流装置12，上述的另一路冷媒流经附加制冷装置15，再经流路换向装置18流入或直接流入压缩机10的输入端口101，都会进行附加制冷循环的制冷。

也即，充电用热管理系统1进行主制冷循环的制冷(流路换向装置18切换到制冷模式)或制热循环的制热(流路换向装置18切换到制热冷模式)时，在连通第一节流装置19一端和第二节流装置12一端的管路中流通的冷媒(充电用热管理系统1在主制冷循环和制热循环下冷媒流向会不同)都会分流进入附加制冷装置15。附加制冷装置15通过内部节流和蒸发作用实现对流经附加制冷装置15的冷却液的制冷。示例性的，图4和图5中示出冷媒从附加制冷装置15的另一端借助管路，通过流路换向装置18流入压缩机10的输入端口101，以进行附加制冷循环。这样设置，可以节省充电用热管理系统1中的管路数量。

另外，本实施例中附加制冷装置15的结构和实施例一中的附加制冷装置15的结构相同，即，本实施例中附加制冷装置15也包括附加节流装置151和附加换热器152，附加换热器152串接在充电桩4的冷却液管路20中。与实施例一的不同之处在于，附加节流装置151和附加换热器152与充电用热管理系统1中其它部件的连接关系不同。

具体是，参考图3，实施例一中，附加节流装置151的一端与连通冷凝器11的一端口112和节流装置12的管路连通，附加节流装置151的另一端与附加换热器152的一端连通，附加换热器152的另一端与压缩机10的输入端口101连通。

参考图4和图5，本实施例中，附加节流装置151的一端与连通第一节流装置19一端和第二节流装置12一端的管路连通，附加节流装置151的另一端与附加换热器152的一端连通，附加换热器152的另一端通流路换向装置18与压缩机10的输入端口101连通(或者附加换热器152的另一端直接与压缩机10的输入端口101连通)。

可见，虽然本实施例和实施例一中附加节流装置151连接的部件不同，但充电用热管理系统1的上述另一路的冷媒都是流入附加节流装置151后，再流入附加换热器152。因此，本实施例中，附加节流装置151和附加换热器152对冷却液管路20中冷却液的制冷降温过程也相同，具体可参照实施例一的相关描述，在此不再赘述。

如前所述，本实施例中通过流路换向装置18改变冷媒在充电用热管理系统1中的流向，以使充电用热管理系统1进行主制冷循环或制热循环。本申请对于流路换向装置18的具体类型不做限制，能够实现冷媒的流向改变的装置都属于本申请的保护范围。

在一些可能的实施方式中，参考图4和图5，流路换向装置18包括四通换向阀181。充电用热管理系统1通过四通换向阀181的换向在主制冷循环和制热循环间切换。其中，第一换热器11具有相互连通的一端口112和另一端口113，第一换热器11的一端口112接通第一节流装置19的另一端。第二换热器器13具有相互连通的一端口132和另一端口133，第二换热器13的一端口132接通第二节流装置12的另一端。

如图4和图5所示，四通换向阀181包括阀端口1811、阀端口1812、阀端口1813、以及阀端口1814。四通换向阀181的阀端口1811通过管路与压缩机10的输入端口101连通，四通换向阀181的阀端口1812通过管路与压缩机10的输出端口100连通，四通换向阀181的阀端口1813通过管路与第一换热器11的另一端口113连通，四通换向阀181的阀端口1814通过管路与第二换热器13的另一端口133连接。

如图4所示，四通换向阀181切换到制冷模式，充电用热管理系统1进行主制冷循环的制冷。从压缩机10的输出端口100流出的冷媒经由四通换向阀181的阀端口1812和阀端口1813，流入起冷凝器作用的第一换热器11的另一端口113，从第二换热器13的另一端口133流出的冷媒经由四通换向阀181的阀端口1814和阀端口1811，从四通换向阀181的阀端口1811流入压缩机10的输入端口101，实现上述的主制冷循环。

如图5所示，四通换向阀181切换到制热模式，充电用热管理系统1进行制热循环的制热。从压缩机10的输出端口100流出的冷媒经由四通换向阀181的阀端口1812和阀端口1814流入起冷凝器作用的第二换热器13的另一端口133，从第一换热器11的另一端口113流出的冷媒经由四通换向阀181的阀端口1813和阀端口1811，从四通换向阀181的阀端口1811流入压缩机10的输入端口101，实现上述的制热循环。

另外，在一些可能的实施方式中，参考图4和图5，附加换热器152的另一端通过流路换向装置18与压缩机10的输入端口101连通时，流路换向装置18还包括三通换向阀182。如图4和图5所示，三通换向阀182的阀端口包括：第一阀端口1821、第二阀端口1822以及第三阀端口1823。其中，第一阀端口1821通过管路与附加换热器152的另一端连通；第二阀端口1822通过管路与第一换热器11的另一端口113连通；第三阀端口1823通过管路与第二换热器13的另一端口133连通。

通过对三通换向阀182的三个阀端口的切换使得：

如图4所示，四通换向阀181切换到制冷模式，充电用热管理系统1进行主制冷循环的制冷。三通换向阀182的第一阀端口1821与第二阀端口1822断，第一阀端口1821与第三阀端口1823通。从而，冷媒从附加换热器152的另一端借助第一阀端口1821与第三阀端口1823的通路导通，与从第二换热器13的另一端口133流出的冷媒经由四通换向阀181流入压缩机10的输入端口101。

示例性的，冷媒从附加换热器152的另一端口流出，流经三通换向阀182的第一阀端口1821和第三阀端口1823后，与从第二换热器13的另一端口133流出的冷媒汇合后，经由四通换向阀181的阀端口1814和阀端口1811，从四通换向阀181的阀端口1811流入压缩机10的输入端口101。

如图5所示，四通换向阀181切换到制热模式，充电用热管理系统1进行制热循环的制热。第一阀端口1821与第二阀端口1822通，第一阀端口1821与第三阀端口1823断。从而，冷媒从附加换热器152的另一端借助第一阀端口1821与第二阀端口1822的通路导通，与从第一换热器11的另一端口113流出的冷媒经由四通换向阀181流入压缩机10的输入端口101。

示例性的，冷媒从附加换热器152的另一端流出，流经三通换向阀182的第一阀端口1821和第二阀端口1822后，与从第一换热器11的另一端口113流出的冷媒汇合后，经由四通换向阀181的阀端口1813和阀端口1811，从四通换向阀181的阀端口1811流入压缩机10的输入端口101。

综上，本实施例的流路换向装置18包括四通换向阀181和三通换向阀182，充电用热管理系统1通过四通换向阀181的换向，在主制冷循环和制热循环间切换。通过三通换向阀182的切换，使得充电用热管理系统1在主制冷循环或制热循环下，从附加制冷装置15的另一端流出的冷媒能够经由四通换向阀181流入压缩机10的输入端口101。使得本申请的充电用热管理系统1的供冷媒流通的管路得到减少，节约了成本。

在一些可能的实施方式中，从附加制冷装置15的另一端口流出的冷媒可以直接流入压缩机10的输入端口101。

另外，参考图4和图5，本实施例的充电用热管理系统1也包括冷媒流出温度压力传感器16和冷媒流入温度压力传感器17。其中，冷媒流出温度压力传感器16用于对从压缩机10的输出端口100流出之后、流入流路换向装置18之前的冷媒进行温度压力的检测。冷媒流入温度压力传感器17用于对流向压缩机10的输入端口101的汇总后的冷媒进行温度压力的检测。

与实施例一中相同，本实施例的冷媒流出温度压力传感器16和冷媒流入温度压力传感器17也是为了判断压缩机10的工作是否异常，并根据监测情况及时采取措施。具体可参见实施例一的相关描述，在此不再赘述。

【实施例三】

如实施例二中所述，流路换向装置18包括四通换向阀181和三通换向阀182，通过流路换向装置18在制冷模式和制热模式间的切换，使得充电用热管理系统1在主制冷循环和制热循环间切换。本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例中的流路换向装置18采用截止阀替代实施例二中所描述的四通换向阀181和三通换向阀182。

参考图6和图7，流路换向装置18包括第一截止阀183、第二截止阀184、第三截止阀185和第四截止阀186。其中，第一截止阀183的两端口通过管路分别与压缩机10的输出端口100、第二换热器13的另一端口133连通；第二截止阀184的两端口通过管路分别与压缩机10的输出端口100、第一换热器11的另一端口113连通；第三截止阀185的两端口通过管路分别与压缩机10的输入端口101、第一换热器11的另一端口113连通；第四截止阀186的两端口通过管路分别与压缩机10的输入端口101、第二换热器13的另一端口133连通。

也即，压缩机10的输出端口100与第二换热器13的另一端口133之间通过管路接入第一截止阀183；压缩机10的输出端口100与第一换热器11的另一端口113之间通过管路接入第二截止阀184；压缩机10的输入端口101与第一换热器11的另一端口113之间通过管路接入第三截止阀185；压缩机10的输入端口101与第二换热器13的另一端口133之间通过管路接入第四截止阀186。

如图6所示，在制冷模式下，充电用热管理系统1进行主制冷循环的制冷。第一截止阀183的两端口和第三截止阀185的两端口断，第二截止阀184的两端口和第四截止阀186的两端口通。从而，从压缩机10的输出端口100流出的冷媒借助管路从第二截止阀184流入第一换热器11的另一端口113，从第二换热器13的另一端口133流出的冷媒借助管路从第四截止阀186流入压缩机10的输入端口101，实现上述的主制冷循环。

如图7所示，在制热模式下，充电用热管理系统1进行制热循环的制热。第一截止阀183的两端口和第三截止阀185的两端口通，第二截止阀184的两端口和第四截止阀186的两端口断。从而，从压缩机10的输出端口100流出的冷媒借助管路从第一截止阀183流入第二换热器13的另一端口133，从第一换热器11的另一端口113流出的冷媒借助管路从第三截止阀185流入压缩机10的输入端口101，实现上述的制热循环。

综上，本实施例的流路换向装置18通过截止阀的打开或关闭，使得本申请的充电用热管理系统1在主制冷循环和制热循环之间切换，相比于使用四通换向阀181和三通换向阀182节约了成本。

本实施例中，附加换热器152的另一端直接接入压缩机10的输入端口101。即，从附加换热器152的另一端流出的冷媒不会流经上述的第一截止阀183、第二截止阀184、第三截止阀185和第四截止阀186，而是直接流入压缩机10的输入端口101，实现上述的附加制冷循环。

【实施例四】

结合图3至图7所示，本申请实施例还提供一种充电设备，其包括上述任一实施例所描述充电桩4及充电用热管理系统1，充电用热管理系统1采用如实施例一至实施例三任一实施例所描述的充电用热管理系统1。其中，充电用热管理系统1中的附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在充电桩4的冷却液管路20中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块(图1所示)。

从而，本实施例的充电设备能够在对电动汽车3的电池31充电时，对电动汽车3的车前端模块30进行制冷，提升电动汽车3的车前端模块30的散热能力，继而提升电动汽车3的热管理系统制冷能力，保证电动汽车3的电池温度处于合理温度区间，从而保持高充电倍率，提升充电速度。同时，本申请的充电设备的充电用热管理系统1还可以对充电桩4的发热部件进行制冷。

接下来对本申请提供的电动汽车的充电方法予以说明。

【实施例五】

结合图3所示，本申请实施例提供一种电动汽车的充电方法，采用充电桩4和实施例一中所描述的充电用热管理系统1。附加制冷装置15被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在充电桩4的冷却液管路20中以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块。

具体而言，本实施例的充电方法包括：

当使用充电桩4对电动汽车3的电池31进行充电的过程中，检测到电动汽车3的车前端模块30需要进行制冷时，使充电用热管理系统1进行上述的主制冷循环，蒸发器13产生的冷气经送风通道14导引，对电动汽车3的车前端模块30降温。示例性的，可以通过充电桩4的充电枪充电口42检测电动汽车3的电池31的温度，以判断电动汽车3的车前端模块30是否需要进行制冷。例如，充电桩4的充电枪充电口42检测电动汽车3的电池31的温度为45℃，说明车前端模块30的散热能力下降了，车前端模块30的温度较高，此时就需要对车前端模块30进行制冷。

在此过程中，当充电桩4中的温度传感器检测到充电桩4的任一个发热部件(充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42)的温度过高时，可利用附加制冷循环中的附加制冷装置15产生的附加冷气对充电桩4的冷却液管路20中的冷却液降温，以对充电桩4的发热部件进行制冷降温。

当使用充电桩4对电动汽车3的电池31进行充电的过程中，检测到电动汽车3的车前端模块30不需要进行制冷时，切断主制冷循环。例如，充电桩4的充电枪充电口42检测电动汽车3的电池31的温度为20℃，说明车前端模块30的散热能力较好，车前端模块30的温度合适，此时不需要对车前端模块30进行制冷。在此过程中，当充电桩4中的温度传感器检测到充电桩4的任一个发热部件)的温度过高时可以保留附加制冷循环，对充电桩4的发热部件进行制冷降温。

示例性的，上述的切断是通过关闭节流装置12来实现的。或者是直接关闭压缩机10等能够使充电用热管理系统1不进行主制冷循环的方式。

在一些可能的实施方式中，在充电桩4的充电枪充电口42检测到电动汽车3的车前端模块30需要进行制冷时，送风通道14导引的冷气通过送风通道14的车前端模块出口141对电动汽车3的车前端模块30降温，同时通过送风通道14的电池出口143对电动汽车3的电池31降温。即，充电用热管理系统1可以同时对电动汽车3的电池31进行制冷降温。

此外，在一些可能的实施方式中，当电动汽车3的电池31温度较高，但环境温度较低时(例如冬季)，也可在切断主制冷循环，只用送风通道风机131增加车前端模块30和电池31的冷风进风风量，也可提升电动汽车3自带的车辆热管理系统的电池31制冷能力。

【实施例六】

本申请实施例提供一种电动汽车的充电方法，采用充电桩4和实施例二或实施例三描述的充电用热管理系统1。附加制冷装置15被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在充电桩4的冷却液管路20中以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块。

具体而言，充电方法包括：

当使用充电桩4对电动汽车3的电池31进行充电的过程中，检测到电动汽车3的车前端模块30需要进行制冷时，使充电用热管理系统1进行主制冷循环，第二换热器13产生的冷气经送风通道14导引，对电动汽车3的车前端模块30降温。示例性的，可以控制风门145打开车前端模块出口141，通过送风通道14的车前端模块出口141对电动汽车3的车前端模块30降温。同时，通过送风通道14的电池出口143对电动汽车3的电池31降温。

当检测到电动汽车3的车前端模块30不需要进行制冷时，切断主制冷循环。

这两个充电过程和实施例五中描述的充电过程实质相同，可参照实施例五的相关描述，在此不再赘述。与实施例五的不同之处主要在于，使充电用热管理系统1进行主制冷循环是通过流路换向装置18切换到制冷模式实现的，切断主制冷循环是通过关闭第二节流装置12来实现的。

当使用充电桩4对电动汽车3的电池31进行充电的过程中，检测到电动汽车3的电池31需要进行制热时，使充电用热管理系统1进行制热循环，第二换热器13产生的热气经送风通道14导引，通过电池出口143对电动汽车3的电池31升温。例如，通过充电桩4的充电枪充电口42检测电动汽车3的电池31的温度为10℃，电池31的温度较低，此时就需要对电池31进行制热升温。示例性的，可以控制风门145关闭车前端模块出口141，第二换热器13产生的热气通过送风通道14的电池出口143对电动汽车3升温。

在此过程中，当充电桩4中的温度传感器检测到充电桩4的任一个发热部件(充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42)的温度过高时，可利用附加制冷循环中的附加制冷装置15产生的附加冷气对充电桩4的冷却液管路20中的冷却液降温，以对充电桩4的发热部件进行制冷降温。

当使用充电桩4对电动汽车3的电池31进行充电的过程中，检测到电动汽车3的电池31不需要进行制热时，切断制热循环。例如，充电桩4的充电枪充电口42检测电动汽车3的电池31的温度为20℃，电池31的温度合适，此时不需要对电池31进行制热。在此过程中，当充电桩4中的温度传感器检测到充电桩4的任一个发热部件的温度过高时可以保留附加制冷循环，对充电桩4的发热部件进行制冷降温，保留附加制冷循环。

上述的使充电用热管理系统1进行制热循环是通过流路换向装置18切换到制热模式实现的，切断制热循环是通过关闭第一节流装置19来实现的。或者是直接关闭压缩机10等能够使充电用热管理系统1不进行制热循环的方式。

综上，本申请提供了一种充电用热管理系统1，既可以对充电桩4的充电模块40、充电枪线缆41以及充电枪充电口42进行液冷冷却；也可以对电动汽车3的车前端模块30、电池31进行液冷冷却；还可以对电动汽车3的电池31进行制热升温。

Claims (30)

1.一种充电用热管理系统，其特征在于，所述充电用热管理系统包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、送风通道以及附加制冷装置；其中，

所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置、所述蒸发器以及所述附加制冷装置通过管路相连，所述管路中填充有冷媒；

所述通过管路相连使得，所述充电用热管理系统工作时：

所述压缩机、所述冷凝器、所述节流装置、所述蒸发器形成主制冷循环；

所述压缩机、所述冷凝器、所述附加制冷装置形成附加制冷循环；

在所述主制冷循环中，所述蒸发器产生的冷气经所述送风通道导引。

2.如权利要求1所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述充电用热管理系统工作时，所述管路中填充的冷媒从所述压缩机的输出端口流出，进而流入所述冷凝器，从所述冷凝器流出的冷媒分成两路：

一路冷媒依次流经所述节流装置、所述蒸发器，再流入所述压缩机的输入端口，以进行所述主制冷循环的制冷；

另一路冷媒流经所述附加制冷装置，再流入所述压缩机的输入端口，以进行所述附加制冷循环的制冷。

3.如权利要求2所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述附加制冷装置包括：附加节流装置和附加换热器，在所述附加制冷循环中，所述附加换热器起蒸发器作用；

所述附加节流装置包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端；

所述附加换热器包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端，以及被所述另一路冷媒冷却的冷却液流经的两端；

所述附加节流装置的所述一端与连通所述冷凝器和所述节流装置的管路连通，所述附加节流装置的所述另一端与所述附加换热器的所述一端连通，所述附加换热器的所述另一端与所述压缩机的输入端口连通；

所述附加换热器的所述两端串接在被冷却应用对象的冷却液管路中。

4.如权利要求1至3任一项所述的充电用热管理系统，其特征在于，还包括：

冷媒流出温度压力传感器，用于对从所述压缩机的输出端口流出之后、流入所述冷凝器之前的冷媒进行温度压力的检测；

冷媒流入温度压力传感器，用于对流向所述压缩机的输入端口的汇总后的冷媒进行温度压力的检测。

5.如权利要求1至4任一项所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述蒸发器旁设有送风通道风机，对所述送风通道导引的冷气进行输送。

6.如权利要求5所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述送风通道输送的冷气用于对电动汽车的发热部件降温。

7.如权利要求6所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述电动汽车的发热部件包括车前端模块，所述送风通道包括车前端模块出口，所述送风通道输送的冷气通过所述车前端模块出口对所述车前端模块降温。

8.如权利要求6或7所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述电动汽车的发热部件包括电池，所述送风通道包括电池出口，所述送风通道输送的冷气通过所述电池出口对所述电池降温。

9.如权利要求8所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述电池出口包括多个，面对每一个电池出口在所述送风通道内设置有电池风机，所述电池风机用于将所述送风通道输送的冷气通过所述电池出口吹向所述电池。

10.如权利要求1至9任一项所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀。

11.如权利要求3所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述附加节流装置为电子膨胀阀。

12.一种充电用热管理系统，其特征在于，所述充电用热管理系统包括压缩机、用于切换制冷模式和制热模式的流路换向装置、第一换热器、第一节流装置、第二节流装置、第二换热器，以及送风通道和附加制冷装置；其中，

所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第二换热器以及所述附加制冷装置通过管路相连，所述管路中填充有冷媒；

所述通过管路相连使得：

所述流路换向装置切换到所述制冷模式时，所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第二换热器形成主制冷循环；所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述附加制冷装置形成附加制冷循环；

所述流路换向装置切换到所述制热模式时，所述压缩机、所述流路换向装置、所述第一换热器、所述第一节流装置、所述第二节流装置、所述第二换热器形成制热循环；所述压缩机、所述流路换向装置、所述第二换热器、所述第二节流装置、所述附加制冷装置形成附加制冷循环；

在所述主制冷循环中，所述第二换热器产生的冷气经所述送风通道导引；

在所述制热循环中，所述第二换热器产生的热气也经所述送风通道导引。

13.如权利要求12所述的充电用热管理系统，其特征在于，

所述流路换向装置切换到所述制冷模式时，所述管路中填充的冷媒从所述压缩机的输出端口流出，进而冷媒依次流经所述流路换向装置、起冷凝器作用的所述第一换热器，冷媒再流经全开的所述第一节流装置，从所述第一节流装置流出的冷媒分成两路：

一路冷媒依次流经所述第二节流装置、起蒸发器作用的所述第二换热器，再经所述流路换向装置流入所述压缩机的输入端口，以进行所述主制冷循环的制冷；

另一路冷媒流经所述附加制冷装置，再经所述流路换向装置流入或直接流入所述压缩机的输入端口，以进行所述附加制冷循环的制冷；

所述流路换向装置切换到所述制热模式时，所述管路中填充的冷媒从所述压缩机的输出端口流出，进而冷媒依次流经所述流路换向装置、起冷凝器作用的所述第二换热器，冷媒再流经全开的所述第二节流装置，从所述第二节流装置流出的冷媒分成两路：

一路冷媒依次流经所述第一节流装置、起蒸发器作用的所述第一换热器，再经所述流路换向装置流入所述压缩机的输入端口，以进行所述制热循环的制热；

另一路冷媒流经所述附加制冷装置，再经所述流路换向装置流入或直接流入所述压缩机的输入端口，以进行所述附加制冷循环的制冷。

14.如权利要求13所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述附加制冷装置包括：附加节流装置和附加换热器，在所述附加制冷循环中，所述附加换热器起蒸发器作用；

所述附加节流装置包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端；

所述附加换热器包括被所述另一路冷媒流经的一端和另一端，以及被所述另一路冷媒冷却的冷却液流经的两端；

所述附加节流装置的所述一端与连通所述第一节流装置一端和所述第二节流装置一端的管路连通，所述附加节流装置的所述另一端与所述附加换热器的所述一端连通，所述附加换热器的所述另一端通过所述流路换向装置与或直接与所述压缩机的输入端口连通；

所述附加换热器的所述两端串接在被冷却应用对象的冷却液管路中。

15.如权利要求14所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述流路换向装置包括四通换向阀；

所述第一换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第一换热器的所述一端口接通所述第一节流装置的另一端；

所述第二换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第二换热器的所述一端口接通所述第二节流装置的另一端；

所述四通换向阀的阀端口通过管路分别对应与所述压缩机的输出端口、所述压缩机的输入端口、所述第一换热器的所述另一端口、所述第二换热器的所述另一端口连通；

在所述制冷模式下，

从所述压缩机的输出端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入起冷凝器作用的所述第一换热器的所述另一端口；

从所述第二换热器的所述另一端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入所述压缩机的输入端口；

在所述制热模式下，

从所述压缩机的输出端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入起冷凝器作用的所述第二换热器的所述另一端口；

从所述第一换热器的所述另一端口流出的冷媒经由所述四通换向阀，流入所述压缩机的输入端口。

16.如权利要求15所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述附加换热器的所述另一端通过所述流路换向装置与所述压缩机的输入端口连通，所述流路换向装置还包括三通换向阀；

所述三通换向阀的阀端口包括：

第一阀端口，通过管路与所述附加换热器的所述另一端连通；

第二阀端口，通过管路与所述第一换热器的所述另一端口连通；

第三阀端口，通过管路与所述第二换热器的所述另一端口连通；

通过对所述三通换向阀的三个阀端口相互通断的切换使得：

在所述制冷模式下，所述第一阀端口与所述第二阀端口断，所述第一阀端口与所述第三阀端口通；

在所述制热模式下，所述第一阀端口与所述第二阀端口通，所述第一阀端口与所述第三阀端口断。

17.如权利要求14所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述流路换向装置包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀；

所述第一换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第一换热器的所述一端口接通所述第一节流装置的另一端；

所述第二换热器具有相互连通的一端口和另一端口，所述第二换热器的所述一端口接通所述第二节流装置的另一端；

所述第一截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输出端口、所述第二换热器的所述另一端口连通；

所述第二截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输出端口、所述第一换热器的所述另一端口连通；

所述第三截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输入端口、所述第一换热器的所述另一端口连通；

所述第四截止阀的两端口通过管路分别与所述压缩机的输入端口、所述第二换热器的所述另一端口连通；

所述附加换热器的所述另一端直接与所述压缩机的输入端口连通；

在所述制冷模式下，所述第一截止阀的两端口和所述第三截止阀的两端口断，所述第二截止阀的两端口和所述第四截止阀的两端口通；

在所述制热模式下，所述第一截止阀的两端口和所述第三截止阀的两端口通，所述第二截止阀的两端口和所述第四截止阀的两端口断。

18.如权利要求12至17任一项所述的充电用热管理系统，其特征在于，还包括：

冷媒流出温度压力传感器，用于对从所述压缩机的输出端口流出之后、流入所述流路换向装置之前的冷媒进行温度压力的检测；

冷媒流入温度压力传感器，用于对流向所述压缩机的输入端口的汇总后的冷媒进行温度压力的检测。

19.如权利要求12至18任一项所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述第二换热器旁设有送风通道风机，对所述送风通道导引的冷气或热气进行输送。

20.如权利要求19所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述送风通道输送的冷气用于对电动汽车的发热部件降温，所述送风通道输送的热气用于对电动汽车的发热部件升温。

21.如权利要求20所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述电动汽车的发热部件包括车前端模块和电池，所述送风通道包括车前端模块出口和电池出口；

所述车前端模块出口设有风门，所述风门用于打开或关闭所述车前端模块出口；

在所述制冷模式下，所述风门打开所述车前端模块出口，所述送风通道输送的冷气通过所述车前端模块出口对所述车前端模块降温、通过所述电池出口对所述电池降温；

在所述制热模式下，所述风门关闭所述车前端模块出口，所述送风通道输送的热气通过所述电池出口对所述电池升温。

22.如权利要求21所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述电池出口包括多个，面对每一个电池出口在所述送风通道内设置有电池风机，所述电池风机用于将所述送风通道输送的冷气或热气通过所述电池出口吹向电池。

23.如权利要求12至22任一项所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述第一节流装置为电子膨胀阀，所述第二节流装置为电子膨胀阀。

24.如权利要求14所述的充电用热管理系统，其特征在于，所述附加节流装置为电子膨胀阀。

25.一种充电设备，其包括充电桩及充电用热管理系统，其特征在于，所述充电用热管理系统采用如权利要求1-24任一项所述的充电用热管理系统；其中，所述附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在所述充电桩的冷却液管路中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块。

26.一种电动汽车的充电方法，其特征在于，采用充电桩和权利要求1至11任一项所述的充电用热管理系统；所述附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在所述充电桩的冷却液管路中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块，所述充电方法包括：

当使用充电桩对所述电动汽车的电池进行充电的过程中，

检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，使所述充电用热管理系统进行所述主制冷循环，所述蒸发器产生的冷气经所述送风通道导引，以对电动汽车的车前端模块降温；

检测到所述电动汽车的车前端模块不需要进行制冷时，切断所述主制冷循环。

27.如权利要求26所述的充电方法，其特征在于，当采用权利要求8或9所述的充电用热管理系统时，在检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，所述送风通道导引的冷气通过所述电池出口对所述电动汽车的电池降温。

28.一种电动汽车的充电方法，其特征在于，采用充电桩和权利要求12至24任一项所述的充电用热管理系统；所述附加制冷装置被冷媒冷却的冷却液流经的两端串接在所述充电桩的冷却液管路中，以替代原有的用于降低冷却液温度的冷却模块，所述充电方法包括：

当使用充电桩对所述电动汽车的电池进行充电的过程中，

检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，使所述充电用热管理系统进行所述主制冷循环，所述第二换热器产生的冷气经所述送风通道导引，以对电动汽车的车前端模块降温；

检测到所述电动汽车的车前端模块不需要进行制冷时，切断所述主制冷循环；

检测到所述电动汽车的电池需要进行制热时，使所述充电用热管理系统进行所述制热循环，所述第二换热器产生的热气经所述送风通道导引，通过所述电池出口对所述电动汽车的电池升温；

检测到所述电动汽车的电池不需要进行制热时，切断所述制热循环。

29.如权利要求28所述的充电方法，其特征在于，当采用权利要求21或22所述的充电用热管理系统时，所述充电方法还包括：

检测到所述电动汽车的电池需要进行制热时，使所述充电用热管理系统进行所述制热循环，所述风门关闭所述车前端模块出口，所述送风通道输送的热气通过所述电池出口对所述电池升温。

30.如权利要求29所述的充电方法，其特征在于，在检测到所述电动汽车的车前端模块需要进行制冷时，使所述风门打开所述车前端模块出口，所述送风通道输送的冷气通过所述车前端模块出口对所述车前端模块降温、通过所述电池出口对所述电池降温。

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