CN114701323B - 一种便于集成的新能源汽车热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种便于集成的新能源汽车热管理系统，包括：制冷介质回路，包括依次首尾连通的压缩机、第一换热器和换热组件，第一换热器包括相互隔离的第一通道与第二通道，压缩机的出口连通于第一通道，换热组件的两端分别连通于第一通道及压缩机的进口；冷却介质回路包括第一泵与电机电控，第一泵的出口与电机电控的进口连通，电机电控的出口与第一泵的进口分别连通于第二通道的两端；流经第一通道的制冷介质与流经第二通道的冷却介质在第一换热器中换热。利用第一换热器替代现有外部换热器，使冷却介质和制冷介质在第一换热器处进行液液换热，其换热性能和效率更高，且体积小，更便于系统集成模块化。

Description

一种便于集成的新能源汽车热管理系统

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种便于集成的新能源汽车热管理系统。

背景技术

为响应国家政策和环保号召，现在市场上正大力发展新能源汽车，但随之又带来汽车热管理问题，从而衍生出许多热管理系统，热管理系统包括制冷介质回路与冷却介质回路。现有技术中常规热管理系统的制冷介质回路结构复杂，用作节流、通断、控制流向功能的阀较多，为实现相应的功能所利用的换热器也较多，用户有不同功能需求时系统制冷介质系统需要进行较大的改动，基于复杂制冷介质回路的集成式模块化的兼容性也较差。

常规热管理系统热源为空气源，制热模式下，外部换热器作蒸发器在低温环境下吸收外界环境的热量，然后往乘员舱输送热。当系统长时间运行在低温高湿的外界环境中，外部换热器表面温度比环境温度要低的多，很容易结霜结冰，系统制热性能将下降。即使有的热管理系统中配置有化霜模式，但进入化霜模式时，热管理系统的性能已下降至一定水平，供热能力下降。另外，常规热管理系统的结化霜周期相对较短，化霜运行频繁，低温环境下供热稳定性较差，乘员舱的供热较难保证。

同时，热管理系统包括设在前舱中的前端模块，其外部换热器设在前端模块中，由于外部换热器的尺寸较大、设计匹配工作量较大，将系统各部件统一集成为模块化的难度也大大增加。而在冷却介质回路中的电机电控需要散热，广泛的设计方案是在冷却介质回路上设有散热器，将电机电控与散热器串联，通过冷却介质在冷却介质回路中的流动，将电机电控产生的热量带至散热器处，通过散热器向外部环境散热，造成电机电控余热浪费，增大了系统结构复杂度和制造成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单、集成度高、便于集成的新能源汽车热管理系统。

一种便于集成的新能源汽车热管理系统，包括：

制冷介质回路，包括依次首尾连通的压缩机、第一换热器和换热组件，所述第一换热器包括相互隔离的第一通道与第二通道，所述压缩机的出口连通于所述第一通道，所述换热组件的两端分别连通于所述第一通道及所述压缩机的进口；

冷却介质回路，包括第一泵与电机电控，所述第一泵的出口与所述电机电控的进口连通，所述电机电控的出口与所述第一泵的进口分别连通于所述第二通道的两端；

流经所述第一通道的所述制冷介质与流经所述第二通道的所述冷却介质在所述第一换热器中换热。

采用本方案的有益效果：

与现有技术相比，本申请中取消常规热管理系统中的外部换热器，利用第一换热器替代现有制冷介质回路中的外部换热器，使冷却介质回路中的冷却介质与制冷介质回路中的制冷介质在第一换热器处进行液液换热，相较于外部换热器的气液换热，第一换热器的换热性能和效率更高，且体积更小，更便于集成。

同时，由于取消了外部换热器，对前端模块结构进行了优化，简化系统设计，节约物料，节省前舱空间。且避免外部换热器在低温高湿环境下表面结霜，需要系统频繁的运行化霜模式，保证了低温环境下乘员舱供热稳定性及乘员舱的舒适性。

在其中一个实施例中，所述新能源汽车热管理系统还包括设于车舱内的空调箱，所述换热组件包括设于所述空调箱的蒸发器，所述蒸发器的一端连通于所述压缩机进口，另一端连通于所述第一通道，所述制冷介质回路还包括设于所述空调箱内的冷凝器，所述冷凝器的一端连通于所述压缩机出口，另一端连通于所述第一通道；所述第一通道进口前设有第一节流件，所述蒸发器进口前设有第二节流件。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第一开关阀与第二开关阀，所述第一开关阀连接于所述压缩机的出口与所述第一通道的进口之间；所述第二开关阀连接于所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口之间。

在其中一个实施例中，所述冷凝器至少包括第一换热区与第二换热区，所述压缩机与所述第一换热区的进口前设有第一流量调节件，所述压缩机与所述第一换热区的进口前设有第二流量调节件。

在其中一个实施例中，所述换热组件包括第二换热器，所述第二换热器具有第三通道与第四通道，所述第三通道的进口与所述第一通道的出口连通，所述第三通道的出口与所述压缩机的进口连通，所述第三通道的进口前设有第三节流件；所述第四通道的进口与所述第二通道的出口连通，所述第四通道的出口与所述第一泵的进口连通。

在其中一个实施例中，所述换热组件包括第二换热器，所述第二换热器具有相互隔离的第三通道与第四通道，所述第三通道的进口与所述第一通道的出口连通，所述第三通道的出口与所述压缩机的进口连通，所述第三通道的进口前设有第三节流件；所述冷却介质回路还包括第二泵与电池，所述电池的出口与所述第二泵的进口连通，所述第二泵的出口及所述电池的进口分别连通于所述第四通道的两侧。

在其中一个实施例中，所述冷却介质回路还包括第三换热器，以用于冷却介质与车舱外气体介质的换热，所述第三换热器的进口与所述第二通道的出口连通，所述第三换热器的出口与所述第一泵的进口连通。

在其中一个实施例中，所述冷却介质回路还包括首尾连通的第二泵与电池，所述冷却介质在所述第二泵与所述电池形成的回路中循环流动以冷却所述电池。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第四节流件，所述第四节流件的一端连接于所述压缩机的出口，另一端连接于所述压缩机的进口。

在其中一个实施例中，所述冷却介质回路还包括第二泵与电池，所述第二泵的出口、所述第二通道的出口与所述电池进口及所述第一泵的进口连通。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请提供的便于集成的新能源汽车热管理系统第一种实施方式的结构示意图。

图2为本申请提供的便于集成的新能源汽车热管理系统第二种实施方式的结构示意图。

图3为本申请提供的便于集成的新能源汽车热管理系统第三种实施方式的结构示意图。

附图标记：

110、压缩机；110a、第一温度压力传感器；110b、第二温度压力传感器；120、第一换热器；120a、第一节流件；120b、第二温度传感器；130、空调箱；131、鼓风机；132、蒸发器；132a、第二节流件；133、冷凝器；133a、第一温度传感器；141、第一开关阀；142、第二开关阀；151、第一流量调节件；152、第二流量调节件；160、气液分离器；170、第四节流件；210、第一泵；220、电机电控；230、第二泵；240、电池；250、水壶；260、第一三通管；270、第二三通管；280、四通管；290、第三换热器；290a、风机；300、第二换热器；300a、第三节流件；400、五通阀。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图与具体实施方式对本发明的便于集成的新能源汽车热管理系统作进一步详细描述：

便于集成的新能源汽车热管理系统，设在新能源汽车中，是影响新能源汽车整车能量利用率和续航力的重要因素，包括制冷介质回路与冷却介质回路，通过制冷介质回路和冷却介质回路中介质的循环流动，以实现不同工作模式的转换。制冷介质可以为R134A，R1234YF，R290，CO₂等；冷却介质可以为水，水-乙二醇混合液等。

参照图1，制冷介质回路，包括依次首尾连通的压缩机110、第一换热器120和换热组件，第一换热器120包括相互隔离的第一通道与第二通道，压缩机110的出口连通于第一通道，换热组件的两端分别连通于第一通道及压缩机110的进口。压缩机110主要用于压缩和输送气相制冷介质，结构类型不限，可以为电动压缩机中的一种。第一换热器120主要用于冷却介质和制冷介质进行热交换，结构类型不限，优选板式换热器，流程不限。

冷却介质回路，包括第一泵210与电机电控220，第一泵210的出口与电机电控220的进口连通，电机电控220的出口与第一泵210的进口分别连通于第二通道的两端；流经第一通道的制冷介质与流经第二通道的冷却介质在第一换热器120中换热。

本实施例中取消常规热管理系统中的外部换热器，利用第一换热器120替代现有制冷介质回路中的外部换热器，使冷却介质回路中的冷却介质与制冷介质回路中的制冷介质在第一换热器120处进行液液换热，相较于外部换热器的气液换热，第一换热器120的换热性能和效率更高，且体积更小，更便于集成，本申请热管理系统中的各个零部件，例如阀件，泵，换热器，气分罐，传感器等均能集成为一体，集成为一个热管理系统模块。同时本申请优化了前端模块，避免了外部换热器在低温高湿环境下系统供热运行时表面结霜，需要系统频繁的运行化霜模式，从而影响乘员舱的稳定供热，简化系统设计，节约物料，节省前舱空间。

第一通道进口前设有第一节流件120a，不同运行模式下，制冷介质在第一换热器120处的换热需求也会有所不同，通过调节第一节流件120a的开度，来实现进入第一换热器120中制冷介质温度压力状态、流量的调节，满足不同的换热需求。

便于集成的新能源汽车热管理系统还包括空调箱130，空调箱130内设有鼓风机131、蒸发器132与冷凝器133，根据需求空调箱130中也可设置风电加热器。

换热组件包括蒸发器132，蒸发器132的一端连通于压缩机110进口，另一端连通于第一通道，主要用于乘员舱的制冷和除湿，蒸发器132进口前设有第二节流件132a，以在不同模式下根据需要进行开度的调节，使进入蒸发器132的制冷介质更好地满足温度压力状态、流量的需求。冷凝器133的一端连通于压缩机110出口，另一端连通于第一通道，主要用于乘员舱的制热。

风电加热器通过低压电控制，在空调箱130中放在冷凝器133的后面，贴着冷凝器133放置，在低温环境下热管理系统制热模式仍无法满足乘员舱制热需求时，风电加热开启，鼓风机131吸入的空气在风电加热器处进行热交换，加热空气吹入乘员舱进行加热。

在制热模式下，冷却介质流动过程中将电机电控220的余热带走，并流至第一换热器120的第二通道处放热，压缩机110流出的高温高压的制冷介质在流经的冷凝器133处冷凝放热，流出冷凝器133的则为中温中压的制冷介质，中温中压的制冷介质在第一换热器120的第一通道处吸收冷却介质放出的热，吸热后的制冷介质，再流回压缩机110中，鼓风机131吸入的空气在空调箱130中与冷凝器133进行热交换，加热的空气吹入乘员舱。通过设置第一换热器120，利用电机电控220的余热加热制冷介质并进行制热，以对电机电控220的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费，节省能量和成本。且带有电机电控220余热的制冷介质与用于制热的制冷介质直接在第一换热器120处换热，对余热直接利用，无需对电机电控220余热收集后再通过复杂的换热系统进行利用，简化部件，降低成本，并优化了热管理系统结构。

在制冷模式等多种模式下，制冷介质流经冷凝器133时无需制热，冷凝器133作为连接通道使用，但制冷介质在流经冷凝器133时，即使空调箱130中鼓风机131吸入的空气不与制冷介质发生热交换，制冷介质也会在冷凝器133中由于热辐射而造成部分热量损失，进而造成热管理系统制冷性能下降。为了减少制冷介质在冷凝器133处的热量损失，提升制冷性能。参照图2，根据本实施例的一个实施例，制冷介质回路还包括第一开关阀141与第二开关阀142，第一开关阀141连接于压缩机110的出口与第一通道的进口之间；第二开关阀142连接于压缩机110的出口与冷凝器133的进口之间。从而系统不需要制热时，可以关闭第二开关阀142，打开第一开关阀141，使压缩机110中流出的制冷介质直接流向第一换热器120的第一通道；系统需要制热时，可以关闭第一开关阀141，打开第二开关阀142，使压缩机110中流出的制冷机制流经冷凝器133后再流向第一换热器120的第一通道中。

为了满足乘员舱内不同乘客的温度需求，提升用户的使用体验感，本实施例中的汽车热管理系统可以实现制热双温区和制冷双温区。具体结构为，参考图3，根据本发明的一个实施例，冷凝器133至少包括第一换热区与第二换热区，压缩机110与第一换热区的进口前设有第一流量调节件151，压缩机110与第二换热区的进口前设有第二流量调节件152。冷凝器133内的第一换热区和第二换热区为并排设计，可以上下并排设计，可以左右并排设计，也可以对角并排设计，不作限制。此时，可以取消现有技术空调箱130中蒸发器132与冷凝器133之间的温度调节风门，简化空调箱130的设计，降低成本。双温区制冷模式下，高温高压制冷介质从压缩机110流出分支两路，一路通过第一开关阀141流入蒸发器132中，一路通过冷凝器133前的第一流量调节件151或第二流量调节件152流入冷凝器133中，第一流量调节件151与第二流量调节件152其中之一打开，空调箱130中鼓风机131吸入的空气经过蒸发器132一部分直接吹向乘员舱，另一部分空气经过蒸发器132后再经过冷凝器133的第一换热区或第二换热区后再吹向乘员舱，从而实现乘员舱的主驾驶室和副驾驶室制冷双温；双温区制热模式下，第一开关阀141关闭，冷凝器133前的第一流量调节件151及第二流量调节件152均打开，且开度不同，具体开度需根据实际制热温度需求进行调节，高温高压制冷介质从压缩机110流进冷凝器133中。空调箱130中鼓风机131吸入的空气经过蒸发器132后流向冷凝器133，由于第二节流件132a关闭，制冷介质不流通蒸发器132，空气经过蒸发器132处不换热，然后再经过冷凝器133的第一换热区和第二换热区，由于第一流量调节件151及第二流量调节件152的开度不同，流经两个不同换热区的制冷介质流量不同，空气经过冷凝器133第一换热区和第二换热区的换热量也会不同，不同温度的空气分别通向乘员舱的主驾驶室和副驾驶室，实现乘员舱双温区制热模式。

本实施中的换热组件还包括第二换热器300，第二换热器300具有第三通道与第四通道，第三通道的进口与第一通道的出口连通，第三通道的出口与压缩机110的进口连通，第三通道的进口前设有第三节流件300a；第四通道的进口与第二通道的出口连通，第四通道的出口与第一泵210的进口连通。即，制冷介质在第三通道中流动，冷却介质在第四通道中流动，以实现制冷介质与冷却介质的换热，优选制冷介质与冷却介质逆向流动，以增大换热面积，延长换热时间，提升换热效果。第三通道的进口前设有第三节流件300a，根据制冷介质在第三通道中的换热需求调节第三节流件300a的开度。

热管理系统在制热模式下，冷却介质与制冷介质在第一换热器120处换热后，若仍有余热，则可以在第二换热器300继续换热。此时，仍有余热的冷却介质在第二换热器300处放热，制冷介质在第二换热器300处吸热后，流回压缩机110中，以进一步对电机电控220的余热进行回收和利用，避免能源浪费，且增加制冷介质的热量储备，保证制热效果，节省能量和成本。

同时，在中、低环境温度下除湿时，为防止湿空气在蒸发器132表面结霜或结冰，影响换热，可结合第二换热器300与第三节流件300a所在的通道进行除湿。具体过程为，第二换热器300处不换热，作为制冷介质连接通道使用，此时，压缩机110流出的高温高压的制冷介质，流入冷凝器133中并在冷凝器133处放热，以实现乘员舱的制热，经过换热后的制冷介质分为两路，一路流经第二节流件132a流入蒸发器132中，与从乘员舱吸入的湿度较高的空气进行热交换，湿空气在蒸发器132表面冷凝减湿后流通至冷凝器133升温，如此循环，实现乘员舱的除湿，另一路由第三节流件300a及第二换热器300的第三通道直接流回压缩机110；若高环境温度下除湿可关闭第三节流件300a，无需流通，蒸发器132本身可在不结霜的情况下完成除湿。通过增加第三节流件300a及第二换热器300所在的通道在中、低环境温度下分流至蒸发器132内的制冷介质，即控制流入蒸发器132内制冷介质的流量，以控制蒸发器132的换热，使热管理系统除湿模式可以涵盖高、中、低温，拓宽新能源热管理系统的除湿应用温度范围。

为了防止液态制冷介质进入压缩机110中而损害压缩机110，本实施例中压缩机110的进口前设有气液分离器160,气液分离器160结构可以为套管式，也可为U型管式，结构不限。气液分离器160的进口连通于蒸发器132的出口及第二换热器300的第三通道，即由蒸发器132和/或第二换热器300第三通道流出的制冷介质流入气液分离器160中，经气液分离后，气相制冷介质流回压缩机110中，液相制冷介质则被回收储存在气分罐中。压缩机110的进口处与出口处分别设有第一温度压力传感器110a及第二温度压力传感器110b，以实时监测压缩机110的进口及出口处的制冷介质的过热度。

制冷介质回路还设有第一温度传感器133a与第二温度传感器120b。第一温度传感器133a设在冷凝器133的出口处，以实时监测冷凝器133的出口处制冷介质的温度，第二温度传感器120b设在第一通道的出口处，以实时监测第一换热器120的出口处制冷介质的温度。

制冷介质回路还包括第四节流件170，第四节流件170的一端连接于压缩机110的出口，另一端连接于压缩机110的进口。具体地，第四节流件170的一端连接于压缩机110的出口，另一端连接于气液分离器160的进口。在较低环境温度下，新能源汽车在冷启动且乘员舱需求制热时，一般是利用热管理系统中的第三换热器290吸收环境热量加热冷却介质，第一换热器120的第一通道吸收冷却介质的热加热制冷介质，空调箱130中冷凝器133放热加热鼓风机131吸入的空气吹入到乘员舱。当环境温度很低无法利用热泵吸收环境热量时，或冷启动电池240需加热时，第四节流件170打开，热管理系统利用压缩机110自加热模式加热乘员舱和电池，即将压缩机110排出高温高压制冷介质引入一部分通过第四节流件170至气液分离器160和压缩机110进口，提升压缩机110进气口制冷介质吸气密度，提升效率，进而提高整车热管理系统的制热性能和采暖速率，让乘员舱制冷介质回路和冷却介质回路更快的制热。

本实施例中的第一节流件120a、第二节流件132a、第三节流件300a、第四节流件170可以为毛细管或电子膨胀阀或节流短管等，只要起节流和流通作用即可，优选电子膨胀阀。同时第三节流件300a可节流也可全通的阀部件，当第三节流件300a全开，且冷却介质不流经第二换热器300时，第二换热器300可做制冷介质连接通道用，因此第三节流件300a优选大口径电子膨胀阀。

第一温度传感器133a与第二温度传感器120b可以为贴壁式，也可为内嵌式，样式不限制。

本实施例中的节流件，温度传感器、温度压力传感器仅以示例进行说明，若改变数量和改变位置，以及用起到相同作用的部件替换也属于权利保护范围。

冷却介质回路还包括第三换热器290，以用于冷却介质与车舱外气体介质的换热，第三换热器290内部流道有冷却介质流动，外部有空气流动，冷却介质在第三换热器290通过扁管、翅片与外部空气进行对流换热，向外界空气放热或吸热。第三换热器290与风机290a配合使用，风机290a设置在第三换热器290旁。

第三换热器290的进口与第一换热器120第二通道的出口连通，第三换热器290的出口与第一泵210的进口连通。第一泵210、电机电控220、第一换热器120及第三换热器290首尾相连形成回路，在有些无需对电机电控220的余热进行回收和利用的模式下，此时电机电控220在此回路中进行电机电控220自循环冷却。

冷却介质回路还包括第二泵230与电池240，电池240的出口与第二泵230的进口连通，第二泵230的出口及电池240的进口连通于第二换热器300第四通道的两侧。若电池240有余热可以进行回收或电池240需要被强制冷却时，流经电池240的冷却介质可以将电池240的余热带出，并在第二换热器300的第四通道处放热，制冷介质则在第二换热器300的第三通道处吸热，冷却介质与制冷介质在第二换热器300处进行热交换，以对电池240余热进行回收利用，避免能源浪费，节省能量和成本，同时，也可以实现电池240的强制冷却。本实施例中冷却介质回路结构简单，集成度高，系统更优化，能够实现多种模式的快速调整和转换。

在有些模式下，无需对电池240进行余热回收或强制冷却，此时第二泵230与电池240首尾连通形成回路，冷却介质在此回路中循环流动以均温电池240，以实现电池240自循环均温。

当冷却介质温度低于电池240要求运行温度范围时，热管理系统会发出电池240加热请求，此时可以利用电机电控220的余热为电池240加热，具体结构为第二泵230的出口、第一换热器120第二通道的出口与电池240进口及第一泵210的进口连通。

第一泵210、电机电控220中流动的温度较高的冷却介质与第二泵230、电池240流动的温度较低的冷却介质混合形成中间温度的混合冷却介质，混合冷却介质流出后分为两路，一路流入第一泵210与电机电控220中，用于冷却电机电控220；另一路流入第二泵230、电池240中，用于加热电池240。从而通过冷却介质在电机电控220与电池240的连通后形成的回路中流动，利用电机电控220的余热对电池240进行加热，进一步对电机电控220的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费。且通过一个回路可以同时实现对电机电控220的冷却与电池240的加热，简化了热管理系统结构，降低成本。

通过本实施例中，电机电控220的余热可以用于制热，还可以用于电池240的加热，扩大了电机电控220余热的使用范围，进一步优化了热管理系统。

为了实现多种模式和功能的快速转换和调整，优化布局，汽车热管理系统还包括五通阀400，五通阀400包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口，第一接口连通于第二换热器300中第四通道的进口，第二接口连通于第一换热器120中第二通道的出口，第三接口连通于第三换热器290的进口，第四接口连通于电池240的进口及第一泵210的进口，第五接口连通于第二泵230的出口。通过五通阀400各个接口之间的快速转换，实现不同模式的调整，从而提高了汽车热管理系统的集成度，简化了冷却介质通道，优化系统整体结构。五通阀400的接口处可以带有接头，单独使用，也可以与其他部件配合集成模块化使用。

冷却介质回路还包括第一三通管260、第二三通管270、四通管280与水壶250，水壶250用于为冷却介质回路补充冷却介质。第一三通管260的第一接口与五通阀400的第四接口连通，第一三通管260的第二接口与电池240的进口连通，第一三通管260的第三接口与第二三通管270的第二接口连通；第二三通管270的第一接口与四通管280的第四接口连通，第二三通管270的第三接口与第二换热器300的第四通道连通，四通管280的第一接口与水壶250连通，四通管280的第二接口与第三换热器290的出口连通，四通管280的第三接口与第一泵210的进口连通。通过第一三通管260、第二三通管270与四通管280的设置，进一步提高了汽车热管理系统的集成度。

冷却介质回路中各部件相对位置仅是作为本发明说明，不代表最终选定位置，若改变相对位置能实现相同功能也属于本发明保护范围内。

本申请热管理系统中的各个零部件，如节流件、开关阀、泵、换热器、气液分离器、温度传感器等均能集成为一体，成为热管理系统模块，从而节省空间，提升新能源汽车性能，并适用于多种车型。

下面，对本申请实施例所提供的便于集成的新能源汽车热管理系统的几种运行模式进行举例：

模式一：制冷模式+电池240自循环模式

在高环境温度的工况下，新能源汽车热管理系统对乘员舱进行制冷模式。制冷模式运行时，空调箱130中鼓风机131打开，制冷介质回路中，第一开关阀141打开，第二开关阀142关闭，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后通过第一开关阀141流入第一节流件120a和第一换热器120，第一节流件120a全开，此时第一换热器120冷凝放热，制冷介质从第一换热器120流出后流至第二节流件132a，在第二节流件132a处节流后进入空调箱130内的蒸发器132，制冷介质在蒸发器132处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。空调箱130中鼓风机131吸入空气经过蒸发器132，与蒸发器132换热降温后吹入乘员舱。冷却介质回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230进口，实现电池240的自循环均温。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220处吸热后再流入第一换热器120，冷却介质在第一换热器120处再次吸热后从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口；然后这一路冷却介质在五通阀400的第三接口再流向第三换热器290，冷却介质在第三换热器290处散热后流向四通管280，通过四通管280的第二接口及第三接口流进第一泵210，形成电机电控220散热的循环。

模式二：制冷模式+电池240强制冷却模式

在制冷模式下，电池240温度超过热管理系统要求温度时，电池240运行强制冷却模式，制冷介质回路中，制冷介质从第一换热器120处冷凝放热后流出会分支两路，一路流入第二节流件132a，制冷介质在第二节流件132a处节流后进入空调箱130内的蒸发器132，在蒸发器132处蒸发吸热；另一路流入第三节流件300a，制冷介质在第三节流件300a处节流后进入第二换热器300，在第二换热器300处蒸发吸热后与流出蒸发器132的制冷介质在气液分离器160进口前汇合一起流至气液分离器160和压缩机110。冷却介质回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第一接口；从五通阀400的第一接口流出后经过第二换热器300的第四通道，再依次流经第二三通管270的第三接口及第二接口、第一三通管260的第三接口及第二接口后，进入电池240内部流道，实现电池240的强制冷却。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，与上述过程一致，在此不再一一赘述。

模式三：双温区制冷模式

在制冷模式下实现乘员舱的主驾驶室和副驾驶室双温区制冷时，空调箱130带温度调节风门可以通过调节空调箱130内的温度风门实现，空调箱130中无温度调节风门则需通过调节冷凝器133前的第一流量调节件151与第二流量调节件152实现。以调节第一流量调节件151与第二流量调节件152实现制冷双温区为例，制冷介质回路中，第一开关阀141打开，第一流量调节件151与第二流量调节件152其中之一打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后分支两路，一路通过第一开关阀141，另一路通过空调箱130内冷凝器133的第一换热区或第二换热区，流通的换热区根据打开的流量调节件所定，从冷凝器133流出后的制冷介质与从第一开关阀141流出的制冷介质汇合进入第一节流件120a和第一换热器120，第一节流件120a全开，此时第一换热器120冷凝放热，制冷介质从第一换热器120流出后流至第二节流件132a，在第二节流件132a处节流后进入空调箱130内的蒸发器132，制冷介质在蒸发器132处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。空调箱130中鼓风机131吸入空气经过蒸发器132，一部分空气直接换热降温后吹入乘员舱，另一部分空气经过蒸发器132换热后在经过冷凝器133的第一换热区或第二换热区换热吹入乘员舱，实现乘员舱制冷双温区模式。

模式四：制热模式+电池240自循环模式

在低温环境下，新能源汽车运行制热模式时，制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第二开关阀142打开，空调箱130中鼓风机131打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后进入空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133处放热后流至第一节流件120a，制冷介质在第一节流件120a处节流，节流后的制冷介质经过第一换热器120，此时第一换热器120吸收电机电控220循环回路中的热量，第三换热器290吸收环境中的热量，从第一换热器120流出后流至第三节流件300a，第三节流件300a全开不节流，最后再依次经过第二换热器300和气液分离器160回流压缩机110，此时第二换热器300相当于连接通道，不与冷却介质进行热交换。空调箱130中鼓风机131吸入空气先经过蒸发器132，由于第二节流件132a关闭，制冷介质不流通蒸发器132，空气经过蒸发器132处不换热，然后再经过冷凝器133，空气与冷凝器133中的制冷介质发生热交换，加热后的热空气吹入乘员舱。冷却介质回路中，冷却介质分两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230进口，实现电池240自循环均温。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220和第一换热器120，冷却介质在第一换热器120处放热后再从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口；然后这一路冷却介质在五通阀400的第三接口再流向第三换热器290，冷却介质在第三换热器290处吸收环境热量后流向四通管280，由四通管280的第二接口及第三接口流进第一泵210。

模式五：制热模式+余热回收模式

新能源汽车在制热工况下电机电控220有热量可以进行余热回收时，运行余热回收制热模式。制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第二开关阀142打开，空调箱130中鼓风机131打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流至空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133处放热后流至第一节流件120a，在第一节流件120a处节流后依次经过第一换热器120，此时第一换热器120吸收电机电控220循环回路中的热量，从第一换热器120流出至第三节流件300a，第三节流件300a打开节流，但开度偏大，从第三节流件300a流出的制冷介质在第二换热器300处继续吸热，然后再经过气液分离器160流回压缩机110。空调箱130中鼓风机131吸入空气经过蒸发器132后再经过冷凝器133，空气与冷凝器133中的制冷介质发生热交换，加热后的热空气吹入乘员舱。冷却介质回路中，冷却介质分为两部分循环，一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管260进入电池240内部流道，从电池240内部流道流出最后再流至第二泵230，实现电池240的自循环匀温。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220内流道处吸热后经过第一换热器120放热，从第一换热器120流出后从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第一接口，从五通阀400的第一接口流出后流至第二换热器300，在第二换热器300处放热后再依次经过第二三通管270的第三接口及第一接口、四通管280的第四接口及第三接口后回流至第一泵210。若电池240也有较多余热的情况下也可切换水路模式参加到余热回收模式中，电池240冷却介质回路中由五通阀400内部流向第五接口→第四接口变为第五接口→第一接口。

模式六：双温区制热模式

在制热模式下实现乘员舱的主驾驶室和副驾驶室双温区制热时，空调箱130带温度调节风门可以通过调节空调箱130内的温度风门实现，空调箱130中无温度调节风门则需通过调节冷凝器133前的第一流量调节件151与第二流量调节件152实现。以调节第一流量调节件151与第二流量调节件152实现制热双温区为例，制冷介质回路中，空调箱130内鼓风机131打开，第一开关阀141关闭，第一流量调节件151及第二流量调节件152均打开，且开度不同，具体开度根据实际制热温度需求进行调节，压缩机110流出的高温高压制冷介质分别通过第一流量调节件151和第二流量调节件152进入空调箱130中冷凝器133的第一换热区和第二换热区，从冷凝器133流出后进入第一节流件120a和第一换热器120，制冷介质后续流动过程和单温制热一致，在此不再一一赘述。空调箱130内鼓风机131吸入的空气先经过蒸发器132，由于第二节流件132a关闭，制冷介质不流通蒸发器132，空气经过蒸发器132处不换热，然后再经过冷凝器133的第一换热区和第二换热区，由于第一流量调节件151及第二流量调节件152的开度不同，流经两个不同换热区的制冷介质流量不同，空气经过冷凝器133第一换热区和第二换热区的换热量也会不同，不同温度的空气分别吹入乘员舱，实现乘员舱制热双温区模式。

模式七：除湿模式

当乘员舱内湿度过高时，整车热管理系统会发出除湿请求。除湿模式运行时，制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第二开关阀142打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后进入空调箱130内的冷凝器133，制冷介质在冷凝器133处放热，在冷凝器133处放热后流至第一节流件120a，制冷介质在第一节流件120a处节流，节流后的制冷介质经过第一换热器120，在第一换热器120处可蒸发吸热，也可冷凝放热，需根据环境温度和逻辑控制第一节流件120a阀的开度决定，从第一换热器120流出后至第二节流件132a，制冷介质在第二节流件132a处节流后进入蒸发器132，制冷介质在蒸发器132处蒸发吸热，最后再经过气液分离器160回流压缩机110。若制冷介质温度较低易会造成蒸发器132表面结霜，这时可结合第三节流件300a和第二换热器300除湿，具体除湿方式在上文中以具体描述，在此不再赘述。空调箱130内鼓风机131吸入乘员舱内的湿空气经过蒸发器132换热减湿后再经过冷凝器133升温，然后吹入到乘员舱，如此循环，实现乘员舱的除湿。冷却介质回路中，除湿工况下是要将冷却介质控制在合适的温度，不触发电池240冷却的情况下，满足乘员舱的制冷制热请求。一般情况下，电池240不需要强制冷却，可选择电池240自循环运行或与电机电控220连接第三换热器290循环运行，具体运行模式可根据环境温度进行热管理系统逻辑控制切换。

模式八：电池240强制冷却模式

当电池240温度高于热管理系统要求温度范围时，制冷介质回路中，第一开关阀141打开，第二开关阀142关闭，空调箱130中鼓风机131关闭，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后进入第一节流件120a和第一换热器120，第一节流件120a全开，此时第一换热器120冷凝放热，制冷介质从第一换热器120流出后流至第三节流件300a，在第三节流件300a处节流后进入第二换热器300，制冷介质在第二换热器300处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。冷却介质回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第一接口；从五通阀400的第一接口流出后进入第二换热器300的第四通道放热，然后经过第二三通管270，第一三通管260进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230进口，实现电池240的强制冷却。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220吸热后再流入第一换热器120，冷却介质在第一换热器120处再次吸热后从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口；然后这一路冷却介质在五通阀400的第三接口再流向第三换热器290，冷却介质在第三换热器290处散热后流向四通管280，由四通管280的第二接口及第三接口流进第一泵210，形成一个电机电控220散热的循环。

模式九：电池240快充冷却模式

当整车进行电池240快速充电时，一般会造成电池240热量过高影响电池240充电速率和寿命，此时整车热管理系统会运行电池240快充冷却模式。电池240快充冷却模式运行时，制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第二开关阀142打开，空调箱130中鼓风机131打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流入冷凝器133冷凝放热到乘员舱后流出进入第一节流件120a和第一换热器120，第一节流件120a全开，制冷介质在第一换热器120中再次冷凝放热流至第三节流件300a，制冷介质在第三节流件300a处节流后进入第二换热器300，制冷介质在第二换热器300处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。当整车电量充入80％-90％时，第一开关阀141打开，第二开关阀142关闭，空调箱130切换制冷模式，制冷介质流经蒸发器132蒸发吸热，给乘员舱降温。冷却介质回路中与电池240强制冷却模式过程一致，在此不再一一赘述。

模式十：电池240热泵加热模式

当冷却介质温度低于电池240要求温度范围时，整车热管理系统会发出电池240加热请求。此时可用热泵加热电池240，可以压缩机110自加热来加热电池240，可用电池240自发热加热，可用电机堵转发热加热，也可利用电机电控220余热进行加热。电池240热泵加热模式运行时，制冷介质回路中，第一开关阀141打开，第二开关阀142关闭，空调箱130中鼓风机131关闭，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后流入第一节流件120a和第一换热器120，第一节流件120a全开不节流，制冷介质在第一换热器120处冷凝放热后流至第三节流件300a，制冷介质在第三节流件300a节流后再在第二换热器300处蒸发吸热，最后再经过气液分离器160回流至压缩机110。冷却介质回路中，冷却介质分为两路循环，一路冷却介质从第一泵210流出后流经电机电控220和第一换热器120，在第一换热器120处吸热后从五通阀400的第二接口流至五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第一接口。另一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第一接口，两路冷却介质在五通阀400的第一接口处汇合后流至第二换热器300，在第二换热器300处放热，再流至第二三通管270，在第二三通管270处分为两路，一路经过第二三通管270的第二接口、第一三通管260的第三接口及第二接口流至电池240给电池240加热后回流出至第二泵230，另一路经过第二三通管270的第一接口、四通管280的第四接口及第三接口回流至第一泵210。冷却介质在第一换热器120处吸热后又在第二换热器300处放热，但是冷却介质在第一换热器120处的吸热量远远大于在第二换热器300处的放热量，总体来说冷却介质通过此循环温度升高，流动到电池240内可以起到电池240加热效果。

模式十一：电池240利用电机电控220余热加热模式

电机电控220余热回收加热电池240模式运行时，冷却介质回路中，冷却介质分为两路循环，一路冷却介质从第一泵210流出后流经电机电控220，在电机电控220内流道吸热后再流经第一换热器120从五通阀400的第二接口流至五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第四接口；另一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口，两路冷却介质在五通阀400的第四接口处汇合后流至第一三通管260，从第一三通管260流出分支两路，一路从第一三通管260的第二接口流至电池240给电池240加热，然后流出至第二泵230。另一路从第一三通管260的第三接口流经第二三通管270的第二接口及第一接口、四通管280的第四接口及第三接口回流至第一泵210。

模式十二：压缩机110自加热制热乘员舱模式

在较低温环境下，汽车在冷启动且乘员舱制热时，整车热管理系统会切换至压缩机110自加热制热乘员舱模式，将压缩机110的出口处气态冷却介质引致气液分离器160进口处以增加吸气密度，进而提高整车热管理的制热能力。压缩机110自加热制热乘员舱模式运行时，制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第二开关阀142打开，空调箱130内鼓风机131打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后，分为两路，一部分制冷介质进入空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133处放热后流至第一节流件120a，制冷介质在第一节流件120a处节流后流经第一换热器120然后进入第三节流件300a，第三节流件300a全开不节流，制冷介质从第三节流件300a流出后再流经第二换热器300至气液分离器160进口前。另一路制冷介质由压缩机110流出后经过第四节流件170节流后流至气液分离器160进口之前，两路制冷介质在气液分离器160进口处汇合后再经过气液分离器160回流至压缩机110。空调箱130内鼓风机131吸入空气经过蒸发器132在流入冷凝器133，与冷凝器133内制冷介质进行热交换，吸热后的空气吹入乘员舱。冷却介质回路由于电池240通过热泵加热或自发热加热或电机堵转发热加热或压缩机110自加热已有热量，此时可以通过自循环进行匀温。电机电控220冷却介质回路第一泵210关闭，此时冷却介质回路不循环流动，第一换热器120的第一通道和第二通道不发生热交换。

一种便于集成的新能源汽车热管理系统运行模式包括但不局限于以上所列述的运行模式。

本发明热管理系统制冷介质回路结构简单，用作节流、通断、控制流向功能的阀件相对较少，既可对应用户不同功能需求时适配性强，也可以适配多种冷却介质回路更加便于集成模块化，同时相对现有热管理系统技术成本低。

且本发明热管理系统取消外部换热器，利用液液换热的第一换热器120来代替外部换热器，第一换热器120与外部换热器性能相当，且体积小，更便于集成，而且取消外部换热器更节省整车前舱利用空间。在低温环境下热泵制热时，使用第三换热器290作为与外界换热部件，第三换热器290很少结霜或不结霜，这样可以保证冷凝器133的稳定供热，即保证乘员舱的热舒适性。

同时，本发明热管理系统中无PTC零部件，在冷媒回路增加第一换热器120，并在压缩机110回路增加第四节流件170以实现压缩机110自加热功能，从而热管理系统可利用电池240自发热加热，或热泵加热电池240，或电机堵转发热加热，或电机电控220余热回收加热电池240，或压缩机110自加热实现电池240加热，既可以控制电池240在要求的温度下工作，同时也解决了利用PTC加热的耗电、影响电池续航里程问题。

最后，本发明中的便于集成的新能源汽车热管理系统模式多，适用工况范围宽、适配性强，可以满足整车在不同工况下乘员舱与电池240及电机电控220的热管理需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，包括：

制冷介质回路，包括依次首尾连通的压缩机、第一换热器和换热组件，所述第一换热器包括相互隔离的第一通道与第二通道，所述压缩机的出口连通于所述第一通道，所述换热组件的两端分别连通于所述第一通道及所述压缩机的进口；

冷却介质回路，包括第一泵与电机电控，所述第一泵的出口与所述电机电控的进口连通，所述电机电控的出口与所述第一泵的进口分别连通于所述第二通道的两端；

流经所述第一通道的所述制冷介质与流经所述第二通道的所述冷却介质在所述第一换热器中换热；

所述新能源汽车热管理系统还包括空调箱，所述换热组件包括设于所述空调箱的蒸发器，所述蒸发器的一端连通于所述压缩机进口，另一端连通于所述第一通道，所述制冷介质回路还包括设于所述空调箱内的冷凝器，所述冷凝器的一端连通于所述压缩机出口，另一端连通于所述第一通道；所述第一通道进口前设有第一节流件，所述蒸发器进口前设有第二节流件；

所述制冷介质回路还包括第一开关阀与第二开关阀，所述第一开关阀连接于所述压缩机的出口与所述第一通道的进口之间；所述第二开关阀连接于所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口之间；

当所述第一开关阀打开，所述第二开关阀关闭且所述第一节流件全开时，制冷介质在所述第一换热器冷凝放热。

2.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述冷凝器至少包括第一换热区与第二换热区，所述压缩机与所述第一换热区的进口前设有第一流量调节件，所述压缩机与所述第二换热区的进口前设有第二流量调节件。

3.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述换热组件包括第二换热器，所述第二换热器具有第三通道与第四通道，所述第三通道的进口与所述第一通道的出口连通，所述第三通道的出口与所述压缩机的进口连通，所述第三通道的进口前设有第三节流件；所述第四通道的进口与所述第二通道的出口连通，所述第四通道的出口与所述第一泵的进口连通。

4.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述换热组件包括第二换热器，所述第二换热器具有相互隔离的第三通道与第四通道，所述第三通道的进口与所述第一通道的出口连通，所述第三通道的出口与所述压缩机的进口连通，所述第三通道的进口前设有第三节流件；所述冷却介质回路还包括第二泵与电池，所述电池的出口与所述第二泵的进口连通，所述第二泵的出口及所述电池的进口分别连通于所述第四通道的两侧。

5.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述制冷介质回路还包括第四节流件，所述第四节流件的一端连接于所述压缩机的出口，另一端连接于所述压缩机的进口。

6.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述冷却介质回路还包括首尾连通的第二泵与电池，所述冷却介质在所述第二泵与所述电池形成的回路中循环流动以冷却所述电池。

7.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述冷却介质回路还包括第三换热器，以用于冷却介质与车舱外气体介质的换热，所述第三换热器的进口与所述第二通道的出口连通，所述第三换热器的出口与所述第一泵的进口连通。

8.根据权利要求1所述的便于集成的新能源汽车热管理系统，其特征在于，所述冷却介质回路还包括第二泵与电池，所述第二泵的出口、所述第二通道的出口与所述电池进口及所述第一泵的进口连通。