CN114851802A - 一种集成式热管理装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车热管理领域，公开了一种集成式热管理装置及系统，包括集成水壶，其用于容纳介质，所述集成水壶带有用于泵出、泵入或者加压介质的一号水泵、二号水泵和三号水泵；热管理部件，其包括安装于集成水壶表面的水冷换热器、水冷冷凝器、水水换热器、五通阀和六通阀；水冷换热器、水冷冷凝器、水水换热器均与五通阀和/或六通阀管路连接，热管理部件与集成水壶管路连接。本发明具有以下优点和效果：采用了一体化架构设计，通过调整六通阀和五通阀的内部流通路径，使得电驱、电池和乘员舱等领域的热量可以合理的分配，减少热量不必要的散耗，并降低热泵低压侧不可逆损失，实现整体能耗最优、体验最佳。

Description

一种集成式热管理装置及系统
技术领域
本申请涉及汽车热管理技术领域，具体涉及一种集成式热管理装置及系统。
背景技术
目前，电动汽车以动力电池为驱动装置动力来源，伴随电动汽车的不断发展，热管理系统逐渐得到关注。
目前主流的电池热管理系统主要包括两个回路：一个为包括压缩机、蒸发器、冷凝器或者加热器、热交换器等构件组成的制冷或制热回路；一个为包括水泵、热交换器、动力电池箱的冷却回路；在回路中，通常会旁接水壶为回路补偿介质，其功能单一，而且动力电池热管理系统在每种工作模式下的回路均需设置一个膨胀水壶，导致零部件较多、成本较高等弊端，同时由于各部分功能相互独立，热量浪费严重；此外，现有的热管理系统设计的模式越来越多，结构也越来越复杂，热管理系统中的诸多的设备均需要占用相当大的空间，这对于未来追求部分电动车小型化带来了不利的影响。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种集成式热管理装置及系统，可以集成式的进行热管理，合理的利用不同分区的热量，降低能耗，同时省去多于的水壶、管路和管理设备，使得结构简单，节省成本，易于小型化。
为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：
本申请提供一种集成式热管理装置，包括：
集成水壶，其用于容纳介质，所述集成水壶带有用于泵出、泵入或者加压介质的一号水泵、二号水泵和三号水泵；
热管理部件，其包括安装于集成水壶表面的水冷换热器、水冷冷凝器、水水换热器、五通阀和六通阀；
水冷换热器、水冷冷凝器、水水换热器均与五通阀和/或六通阀管路连接，热管理部件与集成水壶管路连接；
所述水冷换热器还与车辆空调系统中的液态冷媒管路连接，所述水冷冷凝器还与车辆空调系统中的气态冷媒管路连接。
优选的，所述六通阀包括：
六通壳体，其设置有六个均匀周向排列的阀口；
六通芯体，其包括一对流通槽，每个流通槽最多使得三个相邻的阀口连通，且一对流通槽中最多有一个流通槽使得三个相邻的阀口连通；
所述五通阀包括：
五通壳体，其设置有五个阀口，分别为第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口、第五阀口，其中第二阀口和第五阀口位于同一直线上且沿五通壳体的几何中心对称设置，第一阀口位于第二阀口和第五阀口所在直线的一侧，第三阀口和第四阀口位于另一侧；
五通芯体，其包括一对第一连通槽和一对第二连通槽，每个第一连通槽最多使得相邻的两个阀口连通，每个第二连通槽使得第二阀口和第四阀口连通或者使得第三阀口和第五阀口连通。
本申请还提供一种集成式热管理系统，安装于具有中央控制器、汽车前散热器、动力电池、电机和乘员舱的车辆，其中乘员舱设置有暖风空调，包括：
如前述的集成式热管理装置；
水加热器，安装于车辆；
所述汽车前散热器、动力电池、电机和暖风空调与热管理部件管路连接；
所述中央控制器与所述集成式热管理装置信号连接，通过调节所述集成式热管理装置的热管理部件来调整汽车前散热器、动力电池、电机和暖风空调和热管理部件中的介质流向，来进行电机、动力电池和乘员舱的热管理控制。
优选的，所述五通阀上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口、第五阀口；
所述六通阀上设置有一号阀口、二号阀口、三号阀口、四号阀口、五号阀口和六号阀口；
所述一号阀口伸出的管路通过一个三通阀分为两路，其中一路经过水水换热器回流到三号阀口，另一路依次通过暖风空调、水加热器、水冷冷凝器、集成水壶的二号水泵到达二号阀口；
所述四号阀口伸出的管路通过一个三通阀分为两路，其中一路通向第一阀口，另一路通过汽车前散热器后通向六号阀口；
所述五号阀口伸出的管路依次通过电机、一号水泵后通向第二阀口；
所述第五阀口伸出的管路依次通过三号水泵、水水换热器后通过一个三通阀分为两路，并且其中一路经过动力电池后连接于第三阀口，另一路通过中央控制器后连接于第四阀口；
所述集成式热管理系统通过调节五通阀和六通阀内部各阀口的通断形成不同的介质回路，以及控制一号水泵、二号水泵、三号水泵、水冷换热器、水冷冷凝器、水水换热器、暖风空调、汽车前散热器和水加热器的启闭，进而启动电池加热模式、热泵型电驱余热回收模式、电池加热型电驱余热回收模式、电池双重冷却模式、电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式、乘员舱加热模式、电池自然冷却模式、加注排气模式和乘员舱制冷模式中的一种或多种。
优选的，当需要启动电池加热模式时，启动水加热器、二号水泵和三号水泵，所述介质回路包括：
在六通阀内，五号阀口和四号阀口连通，三号阀口和二号阀口连通；
在五通阀内，第三阀口、第四阀口和第五阀口连通，第一阀口和第二阀口连通。
优选的，当启动热泵型电驱余热回收模式、电池加热型电驱余热回收模式和电池双重冷却模式时，所述介质回路包括：
在六通阀内，五号阀口通向四号和六号阀口，一号阀口通向二号阀口；
在五通阀内，第一阀口和第五阀口连通，第三阀口、第四阀口和第二阀口连通；
当需要启动热泵型电驱余热回收模式时，启动一号水泵、二号水泵、三号水泵、水冷换热器、水冷冷凝器、汽车前散热器和暖风空调；
当需要启动电池加热型电驱余热回收模式时，启动一号水泵、三号水泵和汽车前散热器；
当需要启动电池双重冷却模式时，启动一号水泵、三号水泵、水冷换热器、汽车前散热器。
优选的，当启动电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式和乘员舱加热模式中的一种时，所述介质回路包括：
在六通阀内，四号阀口、六号阀口和五号阀口连通，一号阀口和二号阀口连通；
在五通阀内，第三阀口、第四阀口和第五阀口连通，第一阀口和第二阀口连通；
当需要启动电驱冷却模式时，启动一号水泵和汽车前散热器；
当需要启动电池强制冷却模式时，启动三号水泵、汽车前散热器和水冷换热器；
当需要启动电池均热模式时，启动二号水泵、三号水泵、汽车前散热器、水冷换热器和水冷冷凝器；
当需要进行乘员舱加热模式时，启动二号水泵、水加热器和暖风空调。
优选的，当启动电池自然冷却模式时，三号水泵处于启动状态，且一号水泵和二号水泵处于开启状态或非开启状态，所述介质回路包括：
在所述六通阀内，四号阀口、六号阀口和五号阀口连通，一号阀口和二号阀口连通；
在所述五通阀内，第三阀口、第四阀口和第五阀口连通。
优选的，当启动加注排气模式时，启动一号水泵、二号水泵和三号水泵，所述介质回路包括：
在六通阀内，四号阀口、五号阀口和六号阀口连通，三号阀口和二号阀口连通；
在五通阀内，第二阀口、第三阀口和第四阀口连通，第一阀口和第五阀口连通。
优选的，当启动乘员舱除雾联合电池加热模式时，启动水加热器、暖风空调、二号水泵和三号水泵，所述介质回路包括：
在六通阀内，四号阀口、五号阀口和六号阀口连通，三号阀口和二号阀口连通；
在五通阀内，第三阀口、第四阀口和第五阀口连通，第一阀口和第二阀口连通。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请的集成式热管理装置及系统，采用了一体化架构设计，通过调整六通阀和五通阀的内部流通路径，使得电驱、电池和乘员舱等领域的热量可以合理的分配，减少热量不必要的散耗，并降低热泵低压侧不可逆损失，实现整体能耗最优、体验最佳。同时本申请将热管理系统集成化，模块化设计，可以将热管理模块打包适配不同车型；同时总成化减少零件数量，减少管路，带来零件成本和装配成本的降低；并且模块零件控制集成。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请中一个集成式热管理装置的实施例的主视图。
图2为图1所示实施例的轴侧视角的分解示意图。
图3与图2不同视角的结构示意图。
图4为五通阀的结构示意图。
图5为六通阀的结构示意图。
图6为一个集成式热管理系统的实施例的管路示意图。
图7为图6所示实施例中启动电池加热模式时有介质流通的管路示意图。
图8为图6所示实施例中，启动热泵型电驱余热回收模式或电池加热型电驱余热回收模式时，有介质流通的管路示意图。
图9为图6所示实施例中，启动电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式或乘员舱加热模式时，有介质流通的管路示意图。
图10为图6所示实施例中，启动电池自然冷却模式时，有介质流通的管路示意图。
图11为图6所示实施例中，启动加注排气模式时，有介质流通的管路示意图。
图12为图6所示实施例中，启动乘员舱除雾联合电池加热模式时，有介质流通的管路示意图。
附图标记：
1、集成水壶；11、一号水泵；12、二号水泵；13、三号水泵；14、水冷换热器；15、水冷冷凝器；16、水水换热器；
2、五通阀；21、第一阀口；22、第二阀口；23、第三阀口；24、第四阀口；25、第五阀口；26、五通壳体；27、五通芯体；28、第一连通槽；29、第二连通槽；
3、六通阀；31、一号阀口；32、二号阀口；33、三号阀口；34、四号阀口；35、五号阀口；36、六号阀口；37、六通壳体；38、六通芯体；39、流通槽；
4、中央控制器；5、汽车前散热器；6、动力电池；7、电机；8、乘员舱；81、暖风空调；9、水加热器。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请中，提供一种集成式热管理装置的实施例，包括集成水壶1、热管理部件和水冷换热器14。本实施例以及后续实施例中，介质均选用水，本领域技术人员也可以根据情况选择其他合适的介质。本实施例以及后续实施例中，如图6至图12所示，通过管路图进行表示的附图中，粗实线为可能有介质流经的管路，细实线为跟本实施例相关的其他管线，同时箭头仅表示其中一种情况下的介质流通方向，并不代表介质一定依照箭头方向流通，并且在图7至图12中，将对应情况下不流通介质的管路隐去。
其中集成水壶1是用于储藏介质的位置，除了水也可以是其他类型安全的液体。具体的，如图1、图2和图3所示的实施例中，集成水壶1分为上下两部分，其中下部分整体结构较为结实，用以承载其他部件以及连接其他部件，而上部分较为轻盈，上下部份之间可拆卸连接，方便在必要的时候打开上部分的，对集成水壶1进行清洗。集成水壶1的外围还设置有三个水泵，分别是一号水泵11、二号水泵12和三号水泵13，作用是将继承水泵内的介质泵出，还用于在水泵构成回路的一部分时给回路内的水流加压。
热管理部件是介质换热的主要部分，另外也是调整介质流向的部件。其中换热的部分包括水冷换热器14，水冷冷凝器15和水水换热器16，调整流向的部分包括六通阀3和五通阀2。
水冷换热器14的其中一条管路用于接受车辆空调系统中的液体冷媒，用来冷却另一条管路中的介质，冷媒汽化后，与乘员舱8内的空调冷却之后产生的气体冷媒混合，进入水冷冷凝器15，将热量进行交换，然后回到汽车前散热器5进行强制冷却成液体。
而五通阀2和六通阀3则是控制介质流向的装置，可以通过转动五通阀2和六通阀3来切换管路。
一些进一步的实施例中，上述六通阀3包括六通壳体37，上述六通壳体37周向均匀设置有六个用于连接管路的阀口，阀口连接向各个管路，内部的芯体如图5所示，六通芯体38内有两个流通槽39，流通槽39在特定情况下最多会将三个阀口连通，例如图5中靠下的流通槽39能让下方三个阀口连通。当转动到如同靠近右上角的位置时，会使上方和右上方两个阀口连通。为了方便叙述，六通阀3的六个阀口分别命名为一号阀口31、二号阀口32、三号阀口33、四号阀口34、五号阀口35和六号阀口36，因为六通阀3的六个阀口连接在阀体上的位置是周向均布的，所以可以以任意一个阀口朝上命名为二号阀口32，并不影响功能，在本实施例以及后续实施例中，以图5所示方向，将朝左上的阀口命名为一号阀口31，并且沿顺时针依次命名为二号阀口32、三号阀口33、四号阀口34、五号阀口35和六号阀口36。
而上述五通阀2结构并不中心对称，所以具有特定的安装方向，不能任意调换特定阀口的安装位置，以图4中靠近左方为第一阀口21、然后沿顺时针一次命名为第二阀口22、第三阀口23、第四阀口24和第五阀口25。以第二阀口22和第五阀口25的连线为界，第一阀口21的位置将左侧的阀体二等分，第三阀口23和第四阀口24的位置将右侧阀体三等分，图4中此时第一连通槽28将第二阀口22和第三阀口23连通。而第一连通槽28主要是将相邻两个阀口连通，第二连通槽29主要将右侧范围内相间的两个阀口连通，具体的，当转动到特定角度时，第一连通槽28和第二连通槽29可以将第二阀口22同时与第三阀口23和第四阀口24连通，或者将第五阀口25同时与第三阀口23和第四阀口24连通。
本申请还提供一种集成式热管理系统的实施例，主要应用于汽车上，在实施本实施例时，要求车辆至少具备中央控制器4、汽车前散热器5、动力电池6、电机7和乘员舱8这些部件，同时乘员舱8还应当具有热风空调。
中央控制器4一般是指汽车的行车电脑，主要起到判断和控制的作用，驾驶员一般通过中央控制器4来下指令控制本实施例来实现特定的热管理模式。
汽车前散热器5是主要安装在车头的散热器，借助车头在行进过程中产生的剧烈气流来强制换热，换热效率较高，同时将车辆空调系统中的气态冷媒液化。本实施例中，汽车前散热器5中冷却得到的液态冷媒管路通过一个三通阀分为两路，其中一路连向水冷换热器14，另一路连向乘员舱8的蒸发芯体，在蒸发芯体中蒸发制冷，来冷却乘员舱8。水冷换热器14和蒸发芯体中出来的均为气态冷媒，两路气态冷媒通过一个三通阀汇总，流向水冷冷凝器15，将热量传递给介质回路，然后再流回汽车前散热器5中冷却成液态，如此循环往复。如图6所示，本申请中的介质回路和上述冷媒的冷却在汽车前散热器5的不同位置，管路之间互相不影响。
动力电池6是车辆中储存电力的地方，电机7是消耗电能的位置，两者均具有较大的产热量，可以通过本实施例将其中部分热量转移用来加热车辆其他位置，既起到对动力电池6散热的效果，又降低了整体能耗。乘员舱8是乘客和驾驶员所处的位置，一般需要调节乘员舱8内温度达到一个比较舒适的温度，在天气冷的时候需要加热，可以将车辆其他产热位置的热量搬运过来加热乘员舱8，在天气热的时候可以和其他部件一同使用制冷设备，提高换热效率，暖风空调81是换热部件，一般是将管路里的介质和乘员舱8进行换热，在介质温度较高时对介质降温，对乘员舱8吹热风。
本实施例还包括前述的集成式热管理装置，以及水加热器9。上述汽车前散热器5、动力电池6、电机7和暖风空调81与热管理部件管路连接。所述中央控制器4与所述集成式热管理装置信号连接，通过调节所述集成式热管理装置的热管理部件来调整汽车前散热器5、动力电池6、电机7和暖风空调81和热管理部件中的介质流向，来进行电机7、动力电池6和乘员舱8的热管理控制。其具体的，中央控制器4主要控制的是五通阀2和六通阀3内部的连通关系，以将介质导向不同的管路，同时，还控制一号水泵11、二号水泵12、三号水泵13、汽车前散热器5、动力电池6、电机7和暖风空调81的启闭，以实现不同的热管理模式。
在其中一种进一步的实施例中，如图6所示，集成式热管理系统的管路连接状态如下：
所述五通阀2上设置有第一阀口21、第二阀口22、第三阀口23、第四阀口24、第五阀口25。
所述六通阀3上设置有一号阀口31、二号阀口32、三号阀口33、四号阀口34、五号阀口35和六号阀口36。
在默认管路中所有阀门敞开的情况下，所述一号阀口31伸出的管路通过一个三通阀分为两路，其中一路经过水水换热器16回流到三号阀口33，另一路依次通过暖风空调81、水加热器9、水冷冷凝器15、集成水壶1的二号水泵12到达二号阀口32。也即一号阀口31、二号阀口32和三号阀口33所对应的管道通过一个三通阀互相连通。其中，一号阀口31的作用主要是将介质回收到六通阀3内，二号阀口32的主要作用是将介质送往水水换热器16进行热交换，以利用电池热量，三号阀口33的主要作用是将介质送往加热器或者暖风空调81，利用介质内的余热来加热乘员舱8，也可以依靠水加热器9来加热介质以供其他部位使用。
所述四号阀口34伸出的管路通过一个三通阀分为两路，其中一路通向第一阀口21，另一路通过汽车前散热器5后通向六号阀口36。具体的，是四号阀口34对应的管路、六号阀口36对应的管路以及第一阀口21对应的管路互相之间通过一个三通阀连接起来，四号阀口34对应的管路是将六通阀3内介质直接送往五通阀2，六号阀口36对应的管路是将介质送往车前冷却器内强制冷却到一个较低温度后再送往五通阀2，而第一阀口21对应的管路是用来接收来自六通阀3的介质。
所述五号阀口35伸出的管路依次通过电机7、一号水泵11后通向第二阀口22。具体的，电机7在本实施例以及其他实施例中统称车辆上的电动机、附属于电动机的控制设备以及附属于电动机的变电设备，例如用在商用车上的前电动机、后电动机以及一般车辆上的DC/DC(DC-DC converter，直流到直流的变电器)、OBC(On Board Charger，车载充电器)、PDU(Power Distribution Unit，电源分配单元)，一般的实施例中，是通过五通阀2的第二阀口22将冷水送出，经过电机7后送回六通阀3内，由六通阀3分配向进行冷却的机构。
所述第五阀口25伸出的管路依次通过三号水泵13、水水换热器16后通过一个三通阀分为两路，并且其中一路经过动力电池6后连接于第三阀口23，另一路通过中央控制器4后连接于第四阀口24。具体的，第五阀口25对应的管路、第三阀口23对应的管路和第四阀口24对应的管路互相通过一个三通阀连通，构成一个回路，第五阀口25对应的管路一般是从集成水壶1冲抽水，以及从水水换热器16中交换热量，然后去控制动力电池6和中央控制器4的温度，第三阀口23的管路对应控制动力电池6的温度，第四阀口24的管路对应控制中央控制器4的温度，具体降温效率可以通过三通阀来分配水量。
所述集成式热管理系统通过调节五通阀2和六通阀3内部各阀口的通断形成不同的介质回路、以及控制水冷换热器14、水冷冷凝器15、水水换热器16、暖风空调81、汽车前散热器5和水加热器9，进而实现用于实现电池加热模式、热泵型电驱余热回收模式、电池加热型电驱余热回收模式、电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式、乘员舱8加热模式、电池自然冷却模式、加注排气模式和乘员舱8除雾联合电池加热模式中的一种或多种。
在其中一类实施例中，需要启动电池加热模式，用来在寒冷天气下保持电池温度，避免电池无法启动，其管路如图7所示。在这种模式下，中央控制器4控制水加热器9、二号水泵12和三号水泵13启动。
同时，在六通阀3内，五号阀口35和四号阀口34连通，三号阀口33和二号阀口32连通。在五通阀2内，第三阀口23、第四阀口24和第五阀口25连通，第一阀口21和第二阀口22连通。具体的，此时三号水泵13为五通阀2控制的回路提供动力，以及补充水量，整个回路从三号水泵13将水泵出，经过水水换热器16将水加热，然后通过三通阀，利用三通阀分配水量，具体的分配量根据中央控制器4和动力电池6的温度确定，热水在加热动力电池6和中央控制器4后通过三号水泵13继续泵向水水换热器16进行循环。而另一边，二号水泵12将水泵出，将水送到水冷冷凝器15，而此时水冷冷凝器15的另一路的阀门关闭，所以水不在此处冷却，然后水通过水加热器9进行加热，经过暖风空调81后送到水水换热器16加热另一个回路的冷水，最后回到三号阀口33回到二号阀口32，再回到二号水泵12。其中暖风空调81并未启动，所以不向乘员舱8加热。
而本实施例中，因为六通芯体38和五通芯体27的结构原因，还构成一条回路，其是从第二阀口22出发，流经一号水泵11、电机7后回到五号阀口35，并从六通阀3内流向四号阀口34，然后四号阀口34对应的管路通向第一阀口21，第一阀口21在五通阀2内连通于第二阀口22，构成一条完整回路，但是因为一号水泵11并未开启，此时这条回路并未流通介质，所以在图中并未示出。
在一些实施例中，需要启动热泵型电驱余热回收模式或、电池加热型电驱余热回收模式或电池双重冷却模式时，上述介质回路如图8所示，包括：
在六通阀3内，五号阀口35通向四号和六号阀口36，一号阀口31通向二号阀口32。在五通阀2内，第一阀口21和第五阀口25连通，第三阀口23、第四阀口24和第二阀口22连通。
具体的，管路从一号水泵11出发，由第二阀口22进入五通阀2，并从第三和第四阀口24流出五通阀2，分别冷却动力电池6和中央控制器4后，通过一个三通阀汇集，经过水冷冷却器，然后通过三号水泵13，从第五阀口25进入五通阀2，然后从第一阀口21流出，通过一个三通阀分为两路，其中一路通过四号阀口34进入六通阀3，另一路经过汽车前散热器5后从六号阀口36进入六通阀3，然后从五号阀口35，经过电机7后回到一号水泵11，形成回路。
当启动电池加热型电驱预热回收模式时，启动一号水泵11、三号水泵13和汽车前散热器5，仅在上述回路中存在介质，电机7的热量在循环过后用于加热电池和中央控制器4，实现电机7的热量回收，然后通过汽车前散热器5将介质温度降低以便于再次冷却电机7。此时汽车前散热器5不产生液态冷媒，水冷换热器14和水冷冷凝器15不启动。
当启动电池双重冷却模式时，启动一号水泵11、三号水泵13和汽车前散热器5，仅在上述回路中存在介质，同时此时汽车前散热器5冷却生成液态冷媒，进而启动水冷换热器14，在上述回路中经过汽车前散热器5冷却过一次的介质通过水冷换热器14再次进行冷却，使得介质温度进一步降低，从而更有效的控制电池温度。
另一个回路是从二号阀口32出发，经过二号水泵12的加压和补水，然后流经水冷冷凝器15，再经过水加热器9和暖风空调81，最后从一号阀口31回到六通阀3内，形成一个回路。这个回路中的二号水泵12仅在进行热泵式电驱热回收模式时才开启，从而有介质流通，在进行电池加热型电驱预热回收模式时相当于没有介质流通。同时启动车辆空调系统，利用汽车前散热器5将冷媒冷却至液体送往水冷换热器14，从动力电池6和中央控制器4中流出的热水在水冷换热器14中换热，将冷媒汽化，汽化的冷媒进入水冷冷凝器15，将热量传递给从二号水泵12中流出的介质，加热介质，温度较高的介质会通过暖风空调81将热量送入乘员舱8，进而有效的利用电机7的余热。同时，有一些实施例中还会开启水加热器9来将介质调节到令人舒适的温度。
一些优选的实施例中，当启动电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式和乘员舱8加热模式中的一种时，所述介质回路如图9所示，包括：
在六通阀3内，四号阀口34、六号阀口36和五号阀口35连通，一号阀口31和二号阀口32连通。
在五通阀2内，第三阀口23、第四阀口24和第五阀口25连通，第一阀口21和第二阀口22连通。
具体的，在本实施中流通的回路可以分为三个回路，仅在本实施例中称为第一条回路、第二条回路和第三条回路。
其中，第一条回路从第五阀口25出发，经过三号水泵13的补水和加压，流经水水换热器16、水冷换热器14后，通过一个三通阀分为两路，分别流经动力电池6和中央控制器4，最后分别从第三阀口23和第四阀口24汇集到第五阀口25，形成一个回路。该回路中水水换热器16的另一条换热管路中并没有介质流通，相当于没有进行换热。
第二条回路从第二阀口22出发，通过一号水泵11补水和加压，然后流经电机7，从五号阀口35进入六通阀3，然后均等分配向六号阀口36和四号阀口34，然后六号阀口36对应的管路和四号阀口34对应的管路通过一个三通阀汇集到第一阀口21，并从五通阀2内回到第二阀口22。
第三条回路从二号阀口32出发，经过二号水泵12的补水和加压，然后依次通过水冷冷凝器15、水加热器9和暖风空调81后从一号阀口31回到六通阀3，从六通阀3内回到二号阀口32。
当需要启动电驱冷却模式时，仅启动一号水泵11和汽车前散热器5，此时仅有第二条回路内有介质流通，用于将电机7内的热量通过汽车前散热器5强制冷却。
当需要启动电池强制冷却模式时，启动三号水泵13，进而使得第一条回路中有介质流通，同时启动汽车前散热器5，汽车前散热器5提供液态冷媒启动水冷换热器14，介质在第一条回路中经过水冷换热器14后，液态冷媒汽化，将介质迅速冷却至一个较低的温度，从而使得电池冷却效率大大提高，而气态的冷媒流回汽车前散热器5重新冷却成液体进行循环。
当需要启动电池均热模式时。启动三号水泵13和二号水泵12，使得第一条回路和第三条回路中均有介质流通，然后启动汽车前散热器5，将液态冷媒通向水冷换热器14，使得水冷换热器14启动冷却第一条回路中的介质，冷却后的气态冷媒流向水冷冷凝器15，加热第三条回路中的介质，第三条回路中的介质被升温，热的介质通过第三条回路中的暖风空调81加热乘员舱8，利用电池的余热实现均热效果。
当需要启动乘员舱8加热模式时，启动二号水泵12，此时仅有第三条回路中有介质流通，并启动水加热器9，将介质加热至合适的温度，然后同暖风空调81将热量送往乘员舱8。
一些优选的实施例中，当启动电池自然冷却模式，其管路图如图10所示，在所述六通阀3内，四号阀口34、六号阀口36和五号阀口35连通，一号阀口31和二号阀口32连通。在所述五通阀2内，第三阀口23、第四阀口24和第五阀口25连通。
其中起到主要冷却电池作用的回路是从三号水泵13中出发，经过水水换热器16、水冷冷凝器15后通过一个三通阀送向动力电池6和中央控制器4，热水送回通过第三阀口23、第四阀口24进入五通阀2，并从第五阀口25流出，从三号水泵13出送回集成水壶1，利用整个回路的自然散热来冷却电池，同时二号水泵12和一号水泵11也可以同时开启，从集成水壶1中抽取较热的水在各自对应的管路中循环散热，最后将冷却后的水送回集成水壶1供三号。
一些优选的实施例中，在循环次数多了以后，在管路内会累积不凝气的气泡，需要连通尽可能多的管路，循环流动，最终将不凝气的气泡送入集成水壶1，然后打开集成水壶1将不凝气排除。此时所述介质回路如图11所示包括：
在六通阀3内，四号阀口34、五号阀口35和六号阀口36连通，三号阀口33和二号阀口32连通。
在五通阀2内，第二阀口22、第三阀口23和第四阀口24连通，第一阀口21和第五阀口25连通。
并且启动一号水泵11、二号水泵12和三号水泵13，此时构成两个回路。
其中一个回路从一号水泵11出发，经过电机7流向六通阀3的五号阀口35，然后在六通阀3内均分成两路，一路从四号阀口34流出，另一路从六号阀口36流出，四号阀口34对应的管路和六号阀口36对应的管路通过一个三通阀汇集，送向五通阀2的第一阀口21，并从五通阀2的第五阀口25流出，经过三号水泵13后流过水水换热器16、水冷换热器14后，通过一个三通阀分为两路，其中一路流经动力电池6，另一路流经中央控制器4，然后分别从第三阀口23和第四阀口24流入五通阀2，最后从五通阀2的第二阀口22流出，回到一号水泵11，形成回路。
另一个回路从二号水泵12出发，经过水冷冷凝器15、水加热器9和暖风空调81后分为两路，一路流经水水换热器16后从六通阀3的三号阀口33回到六通阀3，另一路从一号阀口31回到六通阀3，最后从二号阀口32流出回到二号水泵12，形成另一个回路。
两个回路持续运转一段时间，就可以将不凝气的气泡从管路中带出，最终汇集到集成水壶1中。
一些优选的实施例中，当需要启动乘员舱8除雾联合电池加热模式时，其管路图如图12所示，包括：
在六通阀3内，四号阀口34、五号阀口35和六号阀口36连通，三号阀口33和二号阀口32连通。
在五通阀2内，第三阀口23、第四阀口24和第五阀口25连通，第一阀口21和第二阀口22连通。
在本实施例中有两个回路，其中一个回路中，从二号水泵12出发，流经水冷冷凝器15、水加热器9、暖风空调81后通过三通阀，然后流经水水换热器16，从六通阀3的三号阀口33流回六通阀3，并从二号阀口32流出，回到二号水泵12，形成一个回路，这个回路仅在本实施例中称为第一条回路。
另一个回路中，从三号水泵13出发，流经水水换热器16、水冷换热器14后经过一个三通阀分为两路，一路流向动力电池6，另一路流向中央控制器4，然后分别从第三阀口23和第四阀口24流向五通阀2，最后从五通阀2的第五阀口25流出，回到三号水泵13，这个回路仅在本实施例中称为第二条回路。
第一条回路中，水被从二号水泵12中泵出，在水加热器9中加热到足够温度，并通过暖风芯体将一部分热量发散向乘员舱8，提高乘员舱8温度，用于除雾，另一部分热水流向水水换热器16，来加热第二条回路中的水，从而加热电池和中央控制器4，实现对电池的加热。
本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种集成式热管理装置，其特征在于，包括：
集成水壶(1)，其用于容纳介质，所述集成水壶(1)带有用于泵出、泵入或者加压介质的一号水泵(11)、二号水泵(12)和三号水泵(13)；·
热管理部件，其包括安装于集成水壶(1)表面的水冷换热器(14)、水冷冷凝器(15)、水水换热器(16)、五通阀(2)和六通阀(3)；
水冷换热器(14)、水冷冷凝器(15)、水水换热器(16)均与五通阀(2)和/或六通阀(3)管路连接，热管理部件与集成水壶(1)管路连接；
所述水冷换热器(14)还与车辆空调系统中的液态冷媒管路连接；所述水冷冷凝器(15)还与车辆空调系统中的气态冷媒管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成式热管理装置，其特征在于：
所述六通阀(3)包括：
六通壳体(37)，其设置有六个均匀周向排列的阀口；
六通芯体(38)，其包括一对流通槽(39)，每个流通槽(39)最多使得三个相邻的阀口连通，且一对流通槽(39)中最多有一个流通槽(39)使得三个相邻的阀口连通；
所述五通阀(2)包括：
五通壳体(26)，其设置有五个阀口，分别为第一阀口(21)、第二阀口(22)、第三阀口(23)、第四阀口(24)、第五阀口(25)，其中第二阀口(22)和第五阀口(25)位于同一直线上且沿五通壳体(26)的几何中心对称设置，第一阀口(21)位于第二阀口(22)和第五阀口(25)所在直线的一侧，第三阀口(23)和第四阀口(24)位于另一侧；
五通芯体(27)，其包括一对第一连通槽(28)和一对第二连通槽(29)，每个第一连通槽(28)最多使得相邻的两个阀口连通，每个第二连通槽使得第二阀口(22)和第四阀口(24)连通或者使得第三阀口(23)和第五阀口(25)连通。
3.一种集成式热管理系统，安装于具有中央控制器(4)、汽车前散热器(5)、动力电池(6)、电机(7)和乘员舱(8)的车辆，其中乘员舱(8)设置有暖风空调(81)，其特征在于，包括：
如权利要求1所述集成式热管理装置；
水加热器(9)，安装于车辆；
所述汽车前散热器(5)、动力电池(6)、电机(7)和暖风空调(81)与热管理部件管路连接；
所述中央控制器(4)与所述集成式热管理装置信号连接，通过调节所述集成式热管理装置的热管理部件来调整汽车前散热器(5)、动力电池(6)、电机(7)和暖风空调(81)和热管理部件中的介质流向，来进行电机(7)、动力电池(6)和乘员舱(8)的热管理控制。
4.根据权利要求3所述的一种集成式热管理系统，其特征在于：
所述五通阀(2)上设置有第一阀口(21)、第二阀口(22)、第三阀口(23)、第四阀口(24)、第五阀口(25)；
所述六通阀(3)上设置有一号阀口(31)、二号阀口(32)、三号阀口(33)、四号阀口(34)、五号阀口(35)和六号阀口(36)；
所述一号阀口(31)伸出的管路通过一个三通阀分为两路，其中一路经过水水换热器(16)回流到三号阀口(33)，另一路依次通过暖风空调(81)、水加热器(9)、水冷冷凝器(15)、集成水壶(1)的二号水泵(12)到达二号阀口(32)；
所述四号阀口(34)伸出的管路通过一个三通阀分为两路，其中一路通向第一阀口(21)，另一路通过汽车前散热器(5)后通向六号阀口(36)；
所述五号阀口(35)伸出的管路依次通过电机(7)、一号水泵(11)后通向第二阀口(22)；
所述第五阀口(25)伸出的管路依次通过三号水泵(13)、水水换热器(16)后通过一个三通阀分为两路，并且其中一路经过动力电池(6)后连接于第三阀口(23)，另一路通过中央控制器(4)后连接于第四阀口(24)；
所述集成式热管理系统通过调节五通阀(2)和六通阀(3)内部各阀口的通断形成不同的介质回路、以及控制一号水泵(11)、二号水泵(12)、三号水泵(13)、水冷换热器(14)、水冷冷凝器(15)、水水换热器(16)、暖风空调(81)、汽车前散热器(5)和水加热器(9)的启闭，进而启动电池加热模式、热泵型电驱余热回收模式、电池加热型电驱余热回收模式、电池双重冷却模式、电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式、乘员舱(8)加热模式、电池自然冷却模式、加注排气模式和乘员舱(8)制冷模式中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种集成式热管理系统，其特征在于，当需要启动电池加热模式时，启动水加热器(9)、二号水泵(12)和三号水泵(13)，所述介质回路包括：
在六通阀(3)内，五号阀口(35)和四号阀口(34)连通，三号阀口(33)和二号阀口(32)连通；
在五通阀(2)内，第三阀口(23)、第四阀口(24)和第五阀口(25)连通，第一阀口(21)和第二阀口(22)连通。
6.根据权利要求4所述的一种集成式热管理系统，其特征在于，当启动热泵型电驱余热回收模式、电池加热型电驱余热回收模式和电池双重冷却模式时，所述介质回路包括：
在六通阀(3)内，五号阀口(35)通向四号和六号阀口(36)，一号阀口(31)通向二号阀口(32)；
在五通阀(2)内，第一阀口(21)和第五阀口(25)连通，第三阀口(23)、第四阀口(24)和第二阀口(22)连通；
当需要启动热泵型电驱余热回收模式时，启动一号水泵(11)、二号水泵(12)、三号水泵(13)、水冷换热器(14)、水冷冷凝器(15)、汽车前散热器(5)和暖风空调(81)；
当需要启动电池加热型电驱余热回收模式时，启动一号水泵(11)、三号水泵(13)和汽车前散热器(5)；
当需要启动电池双重冷却模式时，启动一号水泵(11)、三号水泵(13)、水冷换热器(14)、汽车前散热器(5)。
7.根据权利要求4所述的一种集成式热管理系统，其特征在于，当启动电驱冷却模式、电池强制冷却模式、电池均热模式和乘员舱加热模式中的一种时，所述介质回路包括：
在六通阀(3)内，四号阀口(34)、六号阀口(36)和五号阀口(35)连通，一号阀口(31)和二号阀口(32)连通；
在五通阀(2)内，第三阀口(23)、第四阀口(24)和第五阀口(25)连通，第一阀口(21)和第二阀口(22)连通；
当需要启动电驱冷却模式时，启动一号水泵(11)和汽车前散热器(5)；
当需要启动电池强制冷却模式时，启动三号水泵(13)、汽车前散热器(5)和水冷换热器(14)；
当需要启动电池均热模式时，启动二号水泵(12)、三号水泵(13)、汽车前散热器(5)、水冷换热器(14)和水冷冷凝器(15)；
当需要进行乘员舱(8)加热模式时，启动二号水泵(12)、水加热器(9)和暖风空调(81)。
8.根据权利要求4所述的一种集成式热管理系统，其特征在于，当启动电池自然冷却模式时，三号水泵(13)处于启动状态，且一号水泵(11)和二号水泵(12)处于开启状态或非开启状态，所述介质回路包括：
在所述六通阀(3)内，四号阀口(34)、六号阀口(36)和五号阀口(35)连通，一号阀口(31)和二号阀口(32)连通；
在所述五通阀(2)内，第三阀口(23)、第四阀口(24)和第五阀口(25)连通。
9.根据权利要求4所述的一种集成式热管理系统，其特征在于：当启动加注排气模式时，启动一号水泵(11)、二号水泵(12)和三号水泵(13)，所述介质回路包括：
在六通阀(3)内，四号阀口(34)、五号阀口(35)和六号阀口(36)连通，三号阀口(33)和二号阀口(32)连通；
在五通阀(2)内，第二阀口(22)、第三阀口(23)和第四阀口(24)连通，第一阀口(21)和第五阀口(25)连通。
10.根据权利要求4所述的一种集成式热管理系统，其特征在于，当启动乘员舱除雾联合电池加热模式时，启动水加热器(9)、暖风空调(81)、二号水泵(12)和三号水泵(13)，所述介质回路包括：
在六通阀(3)内，四号阀口(34)、五号阀口(35)和六号阀口(36)连通，三号阀口(33)和二号阀口(32)连通；
在五通阀(2)内，第三阀口(23)、第四阀口(24)和第五阀口(25)连通，第一阀口(21)和第二阀口(22)连通。
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