CN114475153A - 一种热管理系统及新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车热管理技术领域，尤其涉及一种热管理系统及新能源汽车。该热管理系统包括制冷剂回路和电机水回路，制冷剂在制冷剂回路中循环流动，防冻液在电机水回路中循环流动；制冷剂回路包括高压chiller；电机水回路包括首尾依次连通的第一水泵、散热水箱、功率元件和散热器；散热水箱与高压chiller并联；高压chiller包括第一制冷剂通道和第一防冻液通道，制冷剂回路中的制冷剂流经第一制冷剂通道，电机水回路中的防冻液流经第一防冻液通道。本发明中的热管理系统通过流经高压chiller的制冷剂吸收流经高压chiller的防冻液的热量，以回收电机余热，具有余热回收效率高，控制灵活等优势。

Description

一种热管理系统及新能源汽车
技术领域
本发明涉及汽车热管理技术领域，尤其是涉及一种热管理系统及新能源汽车。
背景技术
随着新能源汽车技术的发展，热管理系统对其越来越重要。热管理系统不仅影响到汽车驾驶的舒适性，而且也牵涉到续航里程和电池安全问题。现有技术采用电池chiller来回收电机和电池余热，这种方式需要串联电机水回路和电池水回路，其存在水路复杂、回收效果差及控制复杂等问题，且低温环境下容易对电池温度造成不利影响；此外，现有技术中的热管理系统应用的功能场景不全面，各个回路之间的关联性和可控性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的新能源汽车热管理系统采用电池chiller来回收电池和电机余热，存在水路复杂、回收效果差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明一方面实施例提供了一种热管理系统，包括制冷剂回路和电机水回路，制冷剂在所述制冷剂回路中循环流动，防冻液在所述电机水回路中循环流动；所述制冷剂回路包括高压chiller；
所述电机水回路包括首尾依次连通的第一水泵、散热水箱、功率元件及散热器；所述散热水箱与所述高压chiller并联；所述高压chiller包括第一制冷剂通道和第一防冻液通道，所述制冷剂回路中的制冷剂流经所述第一制冷剂通道，所述电机水回路中的防冻液流经所述第一防冻液通道。
进一步地，所述电机水回路还包括第一三通水阀，所述第一三通水阀包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述第一水泵的出水口连通，所述第二接口与所述散热水箱的进水端连通，所述第三接口与所述第一防冻液通道的入水口连通，所述第一防冻液通道的出水口与所述散热水箱的出水端连通。
进一步地，所述制冷剂回路包括第一制冷剂支路和第二制冷剂支路；
所述第一制冷剂支路包括第一流路和第二流路，所述第一流路和所述第二流路并联；所述第一制冷剂支路包括首尾依次连通的压缩机、第二电磁阀、高压chiller、室外换热器、第二单向阀、储液罐、所述第一流路或所述第二流路及第二同轴管换热器；所述第一流路由第三膨胀阀与双chiller串联形成；所述第二流路由第二膨胀阀与车舱蒸发器串联形成；
所述第二制冷剂支路包括所述第二流路和第三流路，所述第二流路和所述第三流路并联；所述第二制冷剂支路包括首尾依次连通的所述压缩机、第一电磁阀、冷凝器、第一单向阀、所述储液罐及所述第二流路或所述第三流路；所述第三流路由第一膨胀阀、室外换热器、高压chiller和第三电磁阀依次串联形成。
进一步地，所述热管理系统还包括暖风芯体水回路和电池水回路；防冻液分别在所述暖风芯体水回路和所述电池水回路中循环流动。
进一步地，所述暖风芯体水回路与所述双chiller耦合。
进一步地，所述暖风芯体水回路包括首尾依次连通的第二水泵、水PTC加热器、第二三通水阀及暖风芯体，所述双chiller与所述暖风芯体并联。
进一步地，所述冷凝器为水冷冷凝器，所述水冷冷凝器设置于汽车空调箱外；所述水冷冷凝器包括第二制冷剂通道和第二防冻液通道，所述暖风芯体水回路中的防冻液流经所述第二防冻液通道，所述制冷剂回路中的制冷剂流经所述第二制冷剂通道。
进一步地，所述电池水回路包括首尾依次连通的所述双chiller、第三水泵及电池水冷板。
进一步地，所述热管理系统还包括四通水阀，所述电池水回路和所述电机水回路通过所述四通水阀耦合；所述电池水回路中的防冻液和所述电机水回路中的防冻液能够在所述四通水阀内交汇、换热。
进一步地，所述四通水阀具有四个接口，其中两个接口分别连通于所述电池水冷板和所述散热水箱的出水口，另外两个接口分别连通于所述双chiller和所述第一水泵的入水口。
进一步地，所述热管理系统还包括储水箱；所述储水箱通过多个补水通道分别与所述暖风芯体水回路、所述电池水回路及所述电机水回路连通。
进一步地，所述冷凝器为内置冷凝器，所述内置冷凝器设置于汽车空调箱内。
进一步地，所述制冷剂回路还包括第一同轴换热器，所述第一同轴换热器的输入端连接于所述储液罐输出端，所述第一同轴换热器的输出端分别连接于所述第二膨胀阀和所述第三膨胀阀的输入端。
本发明的另一方面实施例提供了一种新能源汽车，包括上述任一实施例所述的热管理系统。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种热管理系统及新能源汽车，该热管理系统包括制冷剂回路和电机水回路，制冷剂在制冷剂回路中循环流动，防冻液在电机水回路中循环流动；制冷剂回路包括高压chiller；电机水回路包括首尾依次连通的第一水泵、散热水箱、功率元件和散热器；散热水箱通与高压chiller并联；高压chiller包括第一制冷剂通道和第一防冻液通道，制冷剂回路中的制冷剂流经第一制冷剂通道，电机水回路中的防冻液流经第一防冻液通道。本发明中的热管理系统通过流经高压chiller的制冷剂吸收流经高压chiller的防冻液的热量，以回收电机余热。相比于现有技术中采用电池chiller回收电机和电池余热的方式，采用高压chiller具有余热回收效率高，控制灵活等优势；且由于这种余热回收方式不需要电池水回路和电机水回路串联，所以在环境温度较低的情况下对电池温度不会造成不利影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一提供的热管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的热管理系统的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的热管理系统的结构示意图。
图标：
100-制冷剂回路；101-压缩机；102-第一电磁阀；103-冷凝器；104-第一单向阀；105-第二电磁阀；106-高压chiller；107-室外换热器；108-第二单向阀；109-储液罐；110-第一膨胀阀；111-第一同轴管换热器；112-第二膨胀阀；113-车舱蒸发器；114-第三膨胀阀；115-双chiller；116-第二同轴管换热器；117-第三电磁阀；
200-暖风芯体水回路；201-第二水泵；202-水PTC加热器；203-第二三通水阀；204-暖风芯体；
300-电池水回路；301-第三水泵；302-电池水冷板；303-四通水阀；
400-电机水回路；401-第一水泵；402-第一三通水阀；403-散热水箱；404-功率元件；405-散热器；406-排气通道；
500-储水箱；501-补水通道。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。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发明中的具体含义。
实施例一
参照图1，本实施例提供了一种热管理系统，该热管理系统包括制冷剂回路100和电机水回路400，制冷剂在制冷剂回路100中循环流动，防冻液在电机水回路400中循环流动；制冷剂回路100包括高压chiller106；电机水回路400包括首尾依次连通的第一水泵401、散热水箱403、功率元件404及散热器405；散热水箱403与高压chiller106并联；高压chiller106包括第一制冷剂通道和第一防冻液通道，制冷剂回路100中的制冷剂流经第一制冷剂通道，电机水回路400中的防冻液流经第一防冻液通道。本发明中的热管理系统通过流经高压chiller106的制冷剂吸收流经高压chiller106的防冻液的热量，以回收电机余热；相比于现有技术中采用电池chiller回收电机和电池余热的方式，采用高压chiller106具有余热回收效率高，控制灵活等优势；且由于这种余热回收方式不需要电池水回路和电机水回路串联，所以在环境温度较低的情况下对电池温度不会造成不利影响。
具体地，电机水回路400还包括第一三通水阀402，第一三通水阀402包括第一接口、第二接口和第三接口，第一接口与第一水泵401的出水口连通，第二接口与散热水箱403的进水端连通，第三接口与第一防冻液通道的入水口连通，第一防冻液通道的出水口与散热水箱403的出水端连通；可选地，第一防冻液通道的出水口也可以与散热水箱403下游的管路连通。通过设置第一三通水阀402，实现散热水箱403与高压chiller106并联的设置。
进一步地，制冷剂回路100包括第一制冷剂支路和第二制冷剂支路，其中：
第一制冷剂支路包括第一流路和第二流路，第一流路和第二流路并联；第一制冷剂支路包括首尾依次连通的压缩机101、第二电磁阀105、高压chiller106、室外换热器107、第二单向阀108、储液罐109、第一流路或第二流路及第二同轴管换热器116；第一流路由第三膨胀阀114与双chiller115串联形成；第二流路由第二膨胀阀112与车舱蒸发器113串联形成；
第二制冷剂支路包括第二流路和第三流路，第二流路和第三流路并联；第二制冷剂支路包括首尾依次连通的压缩机101、第一电磁阀102、冷凝器103、第一单向阀104、储液罐109及第二流路或第三流路；第三流路由第一膨胀阀110、室外换热器107、高压chiller106和第三电磁阀117依次串联形成。
进一步地，热管理系统还包括暖风芯体水回路200和电池水回路300；防冻液分别在暖风芯体水回路200和电池水回路300中循环流动。
可选地，本实施例中，暖风芯体水回路200与双chiller115耦合。
具体地，暖风芯体水回路200包括首尾依次连通的第二水泵201、水PTC加热器202、第二三通水阀203及暖风芯体204，双chiller115与暖风芯体204并联。本实施例中，第二三通水阀203具有三个接口，其中两个接口分别连通于暖风芯体204和双chiller115的入水口，另一个接口连通于水PTC加热器202的出水口，实现双chiller115和暖风芯体204并联的设置。在其他实施例中，暖风芯体水回路200与双chiller115也可以采用其他方式连接，在此不做限制。
进一步地，电池水回路300包括首尾依次连通的双chiller115、第三水泵301及电池水冷板302。
本实施例中，双chiller115包括两个防冻液通道和一个制冷剂通道，制冷剂回路100中的制冷剂流经双chiller115的制冷剂通道，暖风芯体水回路200和电池水回路300中的防冻液分别流经双chiller115的两个防冻液通道。
上述结构中，双chiller115相当于制冷剂-水换热器和水-水换热器的结合，即电池水回路300和暖风芯体水回路200通过双chiller115耦合，此时，双chiller115相当于水-水换热器，电池水回路300中的防冻液和暖风芯体水回路200中的防冻液通过双chiller115进行换热；电池水回路300和制冷剂回路100通过双chiller115耦合，此时，双chiller115相当于制冷剂-水换热器，电池水回路300中的防冻液和制冷剂回路100中的制冷剂通过双chiller115进行换热。相对于现有技术中的采用较多的水路阀组件来耦合各个回路，本实施例中的热管理系统通过双chiller115耦合制冷剂回路100、暖风芯体水回路200及电池水回路300，从而简化了系统回路，使得系统结构简单，便于装配和维修。同时，电池水回路300和暖风芯体水回路200通过双chiller115耦合，使得两个回路能够总共用一个水PTC加热器202，从水PTC加热器202流出的经过加热后的防冻液，通过第二三通水阀203分成两路，一路到达暖风芯体204，对乘员舱进行加热；另一路到达双chiller115，对电池进行加热，从而提高了部件的利用率，降低了成本，且简化了系统回路。
可选地，本实施例中，冷凝器103为内置冷凝器，该内置冷凝器设置于汽车空调箱内。
在上述结构的基础上，本实施例提供的热管理系统包括制冷模式、热泵制热模式、余热回收模式、水PTC加热器加热模式、电机水自循环模式、除雾模式及除冰模式。其中，制冷模式包括乘员舱制冷模式和电池制冷模式；水PTC加热器加热模式包括水PTC加热器加热乘员舱模式和水PTC加热器加热电池模式。
上述各模式的工作原理如下：
在制冷模式下，热管理系统开启第一制冷剂支路，具体工作方式如下：
乘员舱制冷模式的工作模式为：热管理系统开启第一制冷剂支路的第二流路，制冷剂在第一制冷剂支路的第二流路中循环流动，通过室外换热器107进行冷凝放热，再通过车舱蒸发器113进行蒸发吸热，对乘员舱进行制冷。
具体地，在此模式下，第二电磁阀105和第二膨胀阀112打开，制冷剂在第一制冷剂支路的第二流路中循环流动。从压缩机101排气口排出的高温高压的气态制冷剂通过第二电磁阀105流经高压chiller106此模式下高压chiller106不工作到室外换热器107，此时，室外换热器107当作冷凝器，并将制冷剂冷凝成高压中温饱和的液态制冷剂；接着，该液态制冷剂通过第二单向阀108流到储液罐109；从储液罐109排出的制冷剂通过第二膨胀阀112到车舱蒸发器113蒸发吸热，对乘员舱进行制冷；最后，制冷剂从车舱蒸发器113排出后流经第二同轴管换热器116低压侧回到压缩机101吸气口，完成一个循环。
电池制冷模式的工作模式为：热管理系统同时开启第一制冷剂支路的第一流路和电池水回路300，制冷剂在第一制冷剂支路的第一流路中循环流动，防冻液在电池水回路300中循环流动；流经双chiller115的制冷剂能够吸收流经双chiller115的防冻液的热量，并通过室外换热器107进行冷凝放热，对电池进行循环冷却。
具体地，在此模式下，第二电磁阀105和第三膨胀阀114打开，制冷剂在第一制冷剂支路的第一流路中循环流动。制冷剂流向为：从压缩机101排气口排出的高温高压的气态制冷剂通过第二电磁阀105流经高压chiller106(此模式下高压chiller106不工作)到室外换热器107，此时，室外换热器107当作冷凝器，并将制冷剂冷凝成高压中温饱和的液态制冷剂；接着，该液态制冷剂通过第二单向阀108流到储液罐109；从储液罐109排出的制冷剂通过第三膨胀阀114到双chiller115；此时，双chiller115相当于换热器，第二制冷剂支路中的制冷剂能够吸取电池水回路300中的防冻液的热量，从而冷却电池侧的防冻液，对电池进行循环冷却；最后，从双chiller115排出的制冷剂流经第二同轴管换热器116(低压侧)回到压缩机101吸气口，完成一个循环。
电池水回路300在此模式下的防冻液流向为：从双chiller115流出的经过制冷剂冷却的低温防冻液经过第三水泵301增压后，到电池水冷板302冷却电池包，变成高温防冻液；接着，回到双chiller115冷却，完成一个循环。
本实施例中，根据实际需求，乘员舱制冷模式和电池制冷模式可以同时工作，也可以任意开启其中一个。通过控制第二膨胀阀112和第三膨胀阀114的开闭状态，控制乘员舱制冷模式和电池制冷模式的工作状态。具体地，当开启第二膨胀阀112时，第一制冷剂支路开启第二流路，乘员舱制冷模式工作；当开启第三膨胀阀114时，第一制冷剂支路开启第一流路，电池制冷模式工作；当第二膨胀阀112和第三膨胀阀114同时开启时，第一制冷剂支路的第一流路和第二流路同时开启，乘员舱制冷模式和电池制冷模式同时工作。
热泵制热模式的工作模式为：热管理系统开启第二制冷剂支路，并开启第三流路；制冷剂在第二制冷剂支路的第三流路中循环流动，并通过室外换热器107进行蒸发吸热，再通过内置冷凝器103进行冷凝放热，对乘员舱进行加热。
具体地，在此模式下，第一电磁阀102、第三电磁阀117和第一膨胀阀110打开，制冷剂在第二制冷剂支路的第三流路中循环流动。制冷剂流向为：从压缩机101排气口排出的高温高压的气态制冷剂通过第一电磁阀102流经内置冷凝器103，冷凝成高压中温饱和液态制冷剂并放热，通过鼓风机吹过内置冷凝器103，对乘员舱进行加热；再通过第一单向阀104到储液罐109，然后通过第一膨胀阀110节流后到室外换热器107进行蒸发吸热，吸收环境空气热量，再流经高压chiller106(此模式下高压chiller106不工作)，然后通过第三电磁阀117回到压缩机101的吸气口，完成一个循环。
余热回收模式的工作模式为：热管理系统开启第二制冷剂支路，并开启第三流路；制冷剂在第二制冷剂支路的第三流路中循环流动；选择性地控制室外换热器107和高压chiller106工作，以回收系统余热。在此模式下，室外换热器107和高压chiller106作为余热回收器使用。工作时，室外换热器107和高压chiller106通过制冷剂蒸发吸热，以回收系统环境热量。室外换热器107和高压chiller106可以同时工作，也可以任意开启其中一个，根据实际需求进行选择。
可选地，在余热回收模式下，热管理系统还可以开启电机水回路400，防冻液在电机水回路400中循环流动；流经高压chiller106的制冷剂能够吸收流经高压chiller106的防冻液的热量，以回收电机水回路400中防冻液的热量，实现电机的冷却。
具体地，电机水回路400在此模式下的防冻液流向为：从散热器405流出的防冻液经过第一水泵401增压后，流经第一三通水阀402到高压chiller106，流经高压chiller106的制冷剂能够吸收流经高压chiller106的防冻液的热量，从而把电机水回路400的热量转移到制冷剂回路100，实现电机的冷却；从高压chiller106排出的防冻液再流经功率元件404和散热器405吸热后回到第一水泵401，完成一个循环。
水PTC加热器加热模式的工作模式为：热管理系统开启暖风芯体水回路200，并控制水PTC加热器202工作，加热流经水PTC加热器202的防冻液。从水PTC加热器202流出的经过加热后的防冻液通过第二三通水阀203分成两路，一路到达暖风芯体204，系统开启水PTC加热器加热乘员舱模式，对乘员舱进行加热；另一路到达双chiller115，系统开启水PTC加热器加热电池模式，对电池进行加热。
水PTC加热器加热乘员舱模式的工作模式下，暖风芯体水回路200中的防冻液流向为：从第二水泵201排出的增压后的防冻液经过水PTC加热器202加热，再通过第二三通水阀203到达暖风芯体204，对乘员舱进行加热；从暖风芯体204排出的防冻液再回到第二水泵201，完成一个循环。
水PTC加热器加热电池模式的工作模式下，热管理系统同时开启暖风芯体水回路200和电池水回路300，暖风芯体水回路200中的防冻液和电池水回路300中的防冻液通过双chiller115进行换热，以加热电池水回路300中的防冻液；从双chiller115排出的防冻液再回到第二水泵201，完成一个循环。
具体地，电池水回路300在此模式下的防冻液流向为：从双chiller115流出的加热后防冻液经过第三水泵301增压后，到电池水冷板302；接着，回到双chiller115，完成一个循环。
电机水回路自循环模式的工作模式为：热管理系统开启电机水回路400，防冻液在电机水回路400中循环流动，对电机进行吸热与放热循环，维持电机温度。
具体地，从散热器405流出的高温防冻液经过第一水泵401增压后，流经第一三通水阀402到散热水箱403经过环境空气冷却，再流经功率元件404和散热器405吸热后，回到第一水泵401，完成一个循环。
除雾模式的工作模式为：热管理系统开启第二制冷剂支路，并开启第二流路，制冷剂在第二制冷剂支路的第二流路中循环流动，通过车舱蒸发器113蒸发吸热，对空气进行除湿。
具体地，在此模式下，第一电磁阀102和第二膨胀阀112打开，制冷剂在第二制冷剂支路的第二流路中循环流动。从压缩机101排气口排出的高温高压气态制冷剂通过第一电磁阀102流经冷凝器103冷凝成高压中温饱和液态制冷剂，再通过第一单向阀104到储液罐109，然后经过第二膨胀阀112到车舱蒸发器113蒸发吸热，对空气进行除湿；流出车舱蒸发器113的低温低压气态制冷剂再流经第二同轴管换热器116低压侧回到压缩机101的吸气口，完成一个循环。
热管理系统经过一段时间的工作后，室外换热器107上会结霜，甚至结冰。此时，需要对室外换热器107进行除冰。本实施例中，除冰模式的工作模式为，热管理系统开启第一制冷剂支路，并开启第一流路，制冷剂在第一制冷剂支路的第一流路中循环流动，从压缩机101排气口排出的气态制冷剂通过第一电磁阀102到室外换热器107，加热室外换热器107上的冰层。
具体地，在此模式下，第二电磁阀105和第三膨胀阀114打开，制冷剂在第一制冷剂支路的第一流路中循环流动。从压缩机101排气口排出的高温高压的气态制冷剂通过第二电磁阀105流经高压chiller106(此模式下高压chiller106不工作)到室外换热器107，加热室外换热器107上的冰层，对室外换热器107进行除冰；接着，该制冷剂通过第二单向阀108流到储液罐109；从储液罐109排出的制冷剂通过第三膨胀阀114到双chiller115，从双chiller115排出的制冷剂流经第二同轴管换热器116(低压侧)回到压缩机101吸气口，完成一个循环。
本发明中的热管理系统通过制冷剂回路100、暖风芯体水回路200、电池水回路300及电机水回路400互相关联耦合，达到热管理系统的冷却、加热及余热回收的功能需求，系统应用的功能场景全面；且该热管理系统余热回收效率高，成本较低，控制灵活，系统性能好。
可选地，本实施例中，第二膨胀阀112设置为带截止功能的热力膨胀阀。热力膨胀阀能够通过感受车舱蒸发器113出口处的制冷剂蒸气过热度的大小，来调节制冷剂的流量，以维持恒定的过热度。
可选地，本实施例中，第一膨胀阀110和第三膨胀阀114设置为电子膨胀阀。电子膨胀阀利用被调节参数产生的电信号，控制施加于电子膨胀阀上的电压或电流，进而达到调节供液量的目的；相对于热力膨胀阀，电子膨胀阀具有调节精度高、范围宽及反应快的优势。本实施例根据系统回路的不同需求，合理选择不同类型的膨胀阀。
进一步地，制冷剂回路100还包括第一同轴管换热器111，第一同轴管换热器111的输入端连接于储液罐109输出端，第一同轴管换热器111的输出端分别连接于第二膨胀阀112和第三膨胀阀114的输入端。现有技术中，储液罐109后没有换热器过冷，导致液态制冷剂容易闪蒸，造成制冷剂噪音和系统性能衰减的后果。本发明在储液罐109后设置有第一同轴管换热器111，从储液罐109排出的制冷剂能够通过第一同轴管换热器111过冷，从而防止饱和液态制冷剂闪蒸而引发的制冷剂噪音和性能衰减，提高系统性能。
进一步地，热管理系统还包括储水箱500；储水箱500通过多个补水通道501分别与暖风芯体水回路200、电池水回路300及电机水回路400连通，以及时的补充暖风芯体水回路200、电池水回路300及电机水回路400内的防冻液。
进一步地，电机水回路400还设置有排气通道406，电机水回路中多余的气体能够通过排气通道406排出。
实施例二
参照图2，本实施例提供的热管理系统的结构与实施例一中的热管理系统的结构基本相同，不同之处在于：
可选地，本实施例中，冷凝器103设置为水冷冷凝器，水冷冷凝器设置于汽车空调箱外；制冷剂回路100和暖风芯体水回路200通过水冷冷凝器103耦合，具体而言，水冷冷凝器包括第二制冷剂通道和第二防冻液通道，暖风芯体水回路200中的防冻液流经第二防冻液通道，制冷剂回路100中的制冷剂流经第二制冷剂通道。
具体地，第二防冻液通道的输出端连接于第二水泵201的输入端，第二防冻液通道的输入端分别连接于暖风芯体204和双chiller115的输出端。制冷剂回路100内的制冷剂和暖风芯体水回路200内的防冻液能够通过水冷冷凝器103进行热交换。
本实施例中，热泵制热模式的工作模式为：同时开启热管理系统开启第二制冷剂支路的第三流路和暖风芯体水回路200，从第二制冷剂通道流出的制冷剂在第二制冷剂支路的第三流路中循环流动，流经水冷冷凝器的制冷剂能够加热流经水冷冷凝器的防冻液，从第二防冻液通道流出的防冻液在暖风芯体水回路200中循环流动，对乘员舱进行加热。
具体地，在此模式下，第一电磁阀102、第三电磁阀117和第一膨胀阀110打开，制冷剂在第二制冷剂支路的第三流路中循环流动；防冻液在暖风芯体水回路200中循环流动。制冷剂流向为：从压缩机101排气口排出的高温高压的气态制冷剂通过第一电磁阀102流经水冷冷凝器103，流经水冷冷凝器103的制冷剂与流经水冷冷凝器103的防冻液进行换热，使得该制冷剂的热量转移到该防冻液，从而提高防冻液的温度，并将制冷剂冷凝成高压中温饱和液态制冷剂；再通过第一单向阀104到储液罐109，然后通过第一膨胀阀110节流后到室外换热器107进行蒸发吸热，吸收环境空气热量，再流经高压chiller106(此模式下高压chiller106不工作)，然后通过第三电磁阀117回到压缩机101的吸气口，完成一个循环。
暖风芯体水回路200在此模式下的防冻液流向：从水冷冷凝器103流出的高温防冻液经过第二水泵201增压后，经过水PTC加热器202(不工作)，再通过第二三通水阀203分成两路，一路到达暖风芯体204，对乘员舱进行加热，另一路到达双chiller115，暖风芯体水回路200中的防冻液与电池水回路300中的防冻液通过双chiller115进行换热，对电池进行加热；从暖风芯体204和双chiller115排出的防冻液最后再回到水冷冷凝器103，完成一个循环。
电池水回路300在此模式下的防冻液流向为：从双chiller115流出的加热后防冻液经过第三水泵301增压后，到电池水冷板302；接着，回到双chiller115，完成一个循环。
汽车的空调箱内设置有暖通空调总成(Heating,Ventilation and AirConditioning，HVAC)。现有技术中，新能源汽车的HVAC总成通常包括车舱蒸发器、内置冷凝器及暖风芯体(参见本发明实施例一)，有些还包括高压空气PTC等，部件多，成本高，且由于传统汽车(即以燃料为动力的汽车)的HVAC总成通常不包括内置冷凝器，因此现有技术中新能源汽车的空调箱与传统汽车的空调箱无法共平台。本实施例中的热管理系统采用间接式热泵设计的架构，将冷凝器103设置为水冷冷凝器，空调箱HVAC内只有车舱蒸发器113和暖风芯体204，取消了内置冷凝器和空气PTC。温度较低时，热管理系统开启热泵制热模式，通过制冷剂加热暖风芯体204中的防冻液，再通过防冻液加热乘员舱的进风空气。在极低温(-18℃)环境下，热管理系统开启水PTC加热器加热乘员舱模式，通过水PTC加热器202来加热暖风芯体204，进而加热乘员舱。本实施例所提供的热管理系统可以实现现有技术方案的所有工作模式，并且，由于空调箱HVAC里只有车舱蒸发器113和暖风芯体204，与传统汽车的空调箱HVAC结构基本一样，因此可以与传统汽车共用平台，节省开发成本。
本实施例中，水冷冷凝器103和室外换热器107采用并联的设计，并通过第一电磁阀102和第二电磁阀105隔开，从而降低了制冷剂的侧压降，防止在制冷模式下，高温制冷剂窜到水冷冷凝器103中，引发残留的防冻液气化。
本实施例提供的热管理系统的其余结构与实施例一中的热管理系统的结构相同，在此不再重复赘述。
实施例三
参照图3，本实施例提供的热管理系统的结构与实施例二中的热管理系统的结构基本相同，不同之处在于：
本实施例中，热管理系统还包括四通水阀303，电池水回路300和电机水回路400通过四通水阀303耦合，电池水回路300中的防冻液和电机水回路400中的防冻液能够在四通水阀303内交汇、换热。
具体地，四通水阀303设置于电池水回路300中的电池水冷板302和双chiller115之间；且该四通水阀303设置于电机水回路400中的第一水泵401和散热水箱403之间。四通水阀303具有四个接口，其中两个接口分别连通于电池水冷板302和散热水箱403(本实施例中，四通水阀303的一个接口与第一三通水阀402的一个接口连通)的出水口，另外两个接口分别连通于双chiller115和第一水泵401的入水口。
本实施例中，电机水回路400内的冷冻液在循环时，从第一水泵401流出的冷冻液流经散热器405和功率元件404吸热后，再流经散热水箱403，并经过环境空气冷却，接着通过第一三通水阀402和四通水阀303，回到第一水泵401，完成一个循环。
电池水回路300内的冷冻液在循环时，从双chiller115流出的低温防冻液经过第三水泵301增压后，到电池水冷板302冷却电池包，变成高温防冻液；接着，通过四通水阀303回到双chiller115，完成一个循环。
在上述过程中，从散热水箱403流出的冷却后的防冻液和从电池水冷板302流出的高温防冻液经过四通水阀303交汇、换热，使得从电池水冷板302流出的高温防冻液的热量能够被从散热水箱403流出的冷却后的防冻液带走，进一步对电池水回路300内的防冻液进行冷却，从而减少对电池水回路300内的防冻液进行冷却的能耗，增强热管理系统回路之间的关联性，提高系统的性能。
本实施例提供的热管理系统的其余结构与实施例二中的热管理系统的结构相同，在此不再重复赘述。
可以理解的是，也可以将实施例一中的热管理系统内的电池水回路300和电机水回路400通过四通水阀303耦合，在此不做限制。
本发明还提供了一种新能源汽车，该新能源汽车包括如上所述的热管理系统。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种热管理系统，其特征在于，包括制冷剂回路(100)和电机水回路(400)，制冷剂在所述制冷剂回路(100)中循环流动，防冻液在所述电机水回路(400)中循环流动；所述制冷剂回路(100)包括高压chiller(106)；
所述电机水回路(400)包括首尾依次连通的第一水泵(401)、散热水箱(403)、功率元件(404)及散热器(405)；所述散热水箱(403)与所述高压chiller(106)并联；所述高压chiller(106)包括第一制冷剂通道和第一防冻液通道，所述制冷剂回路(100)中的制冷剂流经所述第一制冷剂通道，所述电机水回路(400)中的防冻液流经所述第一防冻液通道。
2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述电机水回路(400)还包括第一三通水阀(402)，所述第一三通水阀(402)包括第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述第一水泵(401)的出水口连通，所述第二接口与所述散热水箱(403)的进水端连通，所述第三接口与所述第一防冻液通道的入水口连通，所述第一防冻液通道的出水口与所述散热水箱(403)的出水端连通。
3.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述制冷剂回路(100)包括第一制冷剂支路和第二制冷剂支路；
所述第一制冷剂支路包括第一流路和第二流路，所述第一流路和所述第二流路并联；所述第一制冷剂支路包括首尾依次连通的压缩机(101)、第二电磁阀(105)、高压chiller(106)、室外换热器(107)、第二单向阀(108)、储液罐(109)、所述第一流路或所述第二流路及第二同轴管换热器(116)；所述第一流路由第三膨胀阀(114)与双chiller(115)串联形成；所述第二流路由第二膨胀阀(112)与车舱蒸发器(113)串联形成；
所述第二制冷剂支路包括所述第二流路和第三流路，所述第二流路和所述第三流路并联；所述第二制冷剂支路包括首尾依次连通的所述压缩机(101)、第一电磁阀(102)、冷凝器(103)、第一单向阀(104)、所述储液罐(109)及所述第二流路或所述第三流路；所述第三流路由第一膨胀阀(110)、室外换热器(107)、高压chiller(106)和第三电磁阀(117)依次串联形成。
4.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括暖风芯体水回路(200)和电池水回路(300)；防冻液分别在所述暖风芯体水回路(200)和所述电池水回路(300)中循环流动。
5.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述暖风芯体水回路(200)与所述双chiller(115)耦合。
6.根据权利要求5所述的热管理系统，其特征在于，所述暖风芯体水回路(200)包括首尾依次连通的第二水泵(201)、水PTC加热器(202)、第二三通水阀(203)及暖风芯体(204)，所述双chiller(115)与所述暖风芯体(204)并联。
7.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(103)为水冷冷凝器，所述水冷冷凝器设置于汽车空调箱外；所述水冷冷凝器包括第二制冷剂通道和第二防冻液通道，所述暖风芯体水回路(200)中的防冻液流经所述第二防冻液通道，所述制冷剂回路(100)中的制冷剂流经所述第二制冷剂通道。
8.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述电池水回路(300)包括首尾依次连通的所述双chiller(115)、第三水泵(301)及电池水冷板(302)。
9.根据权利要求8所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括四通水阀(303)，所述电池水回路(300)和所述电机水回路(400)通过所述四通水阀(303)耦合；所述电池水回路(300)中的防冻液和所述电机水回路(400)中的防冻液能够在所述四通水阀(303)内交汇、换热。
10.根据权利要求9所述的热管理系统，其特征在于，所述四通水阀(303)具有四个接口，其中两个接口分别连通于所述电池水冷板(302)和所述散热水箱(403)的出水口，另外两个接口分别连通于所述双chiller(115)和所述第一水泵(401)的入水口。
11.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括储水箱(500)；所述储水箱(500)通过多个补水通道(501)分别与所述暖风芯体水回路(200)、所述电池水回路(300)及所述电机水回路(400)连通。
12.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，所述冷凝器(103)为内置冷凝器，所述内置冷凝器设置于汽车空调箱内。
13.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，所述制冷剂回路(100)还包括第一同轴换热器(111)，所述第一同轴换热器(111)的输入端连接于所述储液罐(109)输出端，所述第一同轴换热器(111)的输出端分别连接于所述第二膨胀阀(112)和所述第三膨胀阀(114)的输入端。
14.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的热管理系统。
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