CN114889396A - 热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热管理系统，热管理系统运行第一制热模式，压缩机、第一换热部、第二换热器、第一节流装置以及第四换热器连通且流通制冷剂，第一节流装置处于节流状态，第一换热部和第二换热器释放热量，第四换热器吸收热量，第一泵、第二换热部以及第三换热器连通且流通冷却液，第一换热部中的制冷剂与第二换热部中的冷却液进行热交换。在第一制热模式下，空调箱中的第二换热器和第三换热器释放热量，第二换热器中流动的是制冷剂，第三换热器中流动的是冷却液，由于冷却液的温度受到制冷剂温度变化的影响相对较小，当第二换热器处制热效果不稳定时，第三换热器也能较为稳定的释放热量，维持较好的制热效果，保持制热效果的稳定性。

Description

热管理系统

技术领域

本申请涉及热管理技术领域，尤其涉及一种热管理系统。

背景技术

车辆(例如电动汽车)的热管理统可以对乘客舱内环境温度、电池温度以及电机温度进行调节。

乘客舱有采暖需求时，位于空调箱内的室内冷凝器释放热量，室外换热器吸收大气环境的热量。当车辆等待红绿灯或者外界环境的风速变化较大时，室外换热器吸热不稳定，从而导致室内冷凝器的出风不稳定，乘客的体验感较差。

发明内容

鉴于相关技术存在的上述问题，本申请提供了一种换热效果较稳定的热管理系统。

为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：一种热管理系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第一节流装置、第一泵以及空调箱，所述第二换热器与所述第三换热器位于所述空调箱内，所述第一换热器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部与所述第二换热部不连通；

所述热管理系统具有第一制热模式，在所述第一制热模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二换热器、所述第一节流装置以及所述第四换热器连通且流通制冷剂，所述第一节流装置处于节流状态，所述第一换热部和所述第二换热器释放热量，所述第四换热器吸收热量，所述第一泵、所述第二换热部以及所述第三换热器连通且流通冷却液，所述第一换热部中的制冷剂与所述第二换热部中的冷却液进行热交换。

本申请的热管理系统在第一制热模式下，空调箱中的第二换热器和第三换热器释放热量。第二换热器中流动的是制冷剂，第三换热器中流动的是冷却液，由于冷却液的温度受到制冷剂温度变化的影响相对较小，当第二换热器处制热效果不稳定时，第三换热器也能较为稳定的释放热量，维持较好的制热效果，保持制热效果的稳定性。

附图说明

图1是本申请的热管理系统一实施例的示意图；

图2是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式的示意图；

图3是本申请的热管理系统一实施例的第二制热模式的示意图；

图4是本申请的热管理系统一实施例的第三制热模式的示意图；

图5是本申请的热管理系统一实施例的第一制冷模式的示意图；

图6是本申请的热管理系统一实施例的第二制冷模式的示意图；

图7是本申请的热管理系统一实施例的第三制冷模式的示意图；

图8是本申请的热管理系统一实施例的第一制热除湿模式的示意图；

图9是本申请的热管理系统一实施例的第二制热除湿模式的示意图；

图10是本申请的热管理系统一实施例的化霜模式的示意图；

图11是本申请的热管理系统一实施例的第一散热模式的示意图；

图12是本申请的热管理系统一实施例的第二散热模式的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

下面结合附图，对本申请示例型实施例的热管理系统进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。

根据本申请的热管理系统一个具体实施例，如图1所示，热管理系统的各个组件通过管路连接形成两大系统，分别是制冷剂系统和冷却液系统，制冷剂系统和冷却液系统相互隔离不连通。制冷剂系统中流通制冷剂，冷却液系统流通冷却液，制冷剂可以是R134A或二氧化碳或其它换热介质，冷却液可以是乙醇和水的混合溶液或其他冷却介质。

热管理系统包括第一换热器2和第七换热器6。第一换热器2包括第一换热部21和第二换热部22，第一换热部21和第二换热部22能够进行热交换，第一换热部21和第二换热部22均设置有流道，第一换热部21的流道和第二换热部22的流道相互隔离不连通。第七换热器6包括第三换热部61和第四换热部62，第三换热部61和第四换热部62能够进行热交换，第三换热部61和第四换热部62均设置有流道，第三换热部61的流道和第四换热部62的流道相互隔离不连通。第一换热器2和第七换热器6可以是板式换热器、套管式换热器、平行流的液冷换热器或其他液冷换热器中的一种，第一换热器2和第七换热器6可以相同，也可以不同。

其中，第一换热部21的流道和第三换热部61的流道连接于制冷剂系统，第二换热部22的流道和第四换热部62的流道连接于冷却液系统。制冷剂可以通过第一换热器2与冷却液进行热交换，制冷剂通过第七换热器6可以与冷却液进行热交换。

需要解释的是，这里的“第一换热部21的流道和第三换热部61的流道连接于制冷剂系统”指，制冷剂系统包括第一换热部21和第三换热部61，制冷剂系统中的制冷剂能够流入以及流出第一换热部21的流道和第三换热部61的流道，第一换热部21的进出口和第三换热部61的进出口能通过管路与制冷剂系统中的其他部件连接，在热管理系统工作时通过管路连通后形成回路。同样的道理，第二换热部22的流道和第四换热部62的流道连接于冷却液系统，参考上述解释。

制冷剂系统包括：压缩机1、第一换热部21、第一节流装置3、第二节流装置4、第三节流装置5、第二换热器101、第四换热器104、第五换热器103、第三换热部61以及若干阀装置，上述部件与部件之间可以通过管路或阀件间接连接，也可以集成后为一体结构。

第一节流装置3具有导通、截止和节流的功能，第一节流装置3设置于第四换热器104的入口前，可选地，第一节流装置3靠近第四换热器104的入口设置。第二节流装置4具有截止和节流的功能，第二节流装置4设置于第五换热器103的入口前，可选地，第二节流装置4靠近第五换热器103的入口设置。第三节流装置5具有截止和节流的功能，第三节流装置5设置于第三换热部61的入口前，可选地，第三节流装置5靠近第三换热部61的入口设置。可选地，第一节流装置3、第二节流装置4以及第三节流装置5为电子膨胀阀。

本实施例中，若干阀装置包括第一阀81、第二阀82以及第三阀83，第一阀81、第二阀82以及第三阀83可以为单个阀件，也可以至少两个阀件的组合。第一阀81、第二阀82以及第三阀83均具有截止与导通功能。可选地，第一阀81、第二阀82以及第三阀83为截止阀。

本实施例的制冷剂系统中，压缩机1的出口与第一换热部21的入口连接，第一换热部21的出口与第二换热器101的入口连接，第二换热器101的出口与第一节流装置3的入口以及第一阀81的第一端连接。第一节流装置3的出口与第四换热器104的入口连接，第四换热器104的出口与第三阀83的第一端和第二阀82的第一端连接。第一阀81的第二端与第二阀82的第二端、第二节流装置4的入口以及第三节流装置5的入口连接。第二节流装置4的出口与第五换热器103的入口连接，第三节流装置5的出口与第三换热部61的入口连接。第五换热器103的出口、第三换热部61的出口以及第三阀83的第二端均与压缩机1的入口连接。

在一些其他实施例中，制冷剂系统还包括气液分离装置9，气液分离装置9设置于压缩机1的入口前，气液分离装置9能够实现气液分离器和中间换热器的功能。气液分离装置9包括第一连接口、第二连接口、第三连接口、第四连接口、第一流道和第二流道，第一连接口和第二连接口为第一流道的流入/流出口，第三连接口和第四连接口为第二流道的流入/流出口。在气液分离装置9中，第一流道和第二流道均用于流通制冷剂，流经第一流道的制冷剂，先在气液分离装置9中进行气液分离，液态制冷剂存储于气液分离装置9中，气态制冷剂与第二流道中的制冷剂热交换，然后流回压缩机1。具体地，第一连接口与第五换热器103的出口、第三换热部61的出口以及第三阀83的第二端连接，第二连接口与压缩机1的入口连接，第三连接口与第四换热器104的出口和第三阀83的第一端连接，第四连接口与第二阀82的第一端连接。气液分离装置9的结构和工作原理为本领域技术人员所熟知，本申请不再赘述。在一些其他实施例中，气液分离装置9可以为一个集成部件，也可以包括一个独立的中间换热器和一个独立的气液分离器。

在一些其他实施例中，压缩机1的出口分别与第一换热部21的入口和第二换热器101的入口连接，第一换热部21的出口和第二换热器101的出口均与第一节流装置3的入口以及第一阀81的第一端连接。通过阀件控制压缩机1流出的制冷剂流向第一换热部21和第二换热器101中的至少一个，若使用比例控制阀，还可以控制流向第一换热部21和第二换热器101流量比例。

在一些其他实施例中，压缩机1的出口与第二换热器101的入口连接，第二换热器101的出口与第一换热部21的入口连接，第一换热部21的出口与第一节流装置3的入口以及第一阀81的第一端连接。从压缩机1流出的制冷剂先流经第二换热器101再流经第一换热部21。

冷却液系统包括电池换热组件107、电机换热组件108、第三换热器102、第六换热器105、第八换热器7、第九换热器106、第二换热部22、第四换热部62、若干流体驱动装置以及若干流向切换装置，上述部件与部件之间可以通过管路或阀件间接连接，也可以集成后为一体结构。

第八换热器7包括第五换热部71和第六换热部72，第五换热部71和第六换热部72能够进行热交换，第五换热部71和第六换热部72均设置有流道，第五换热部71的流道和第六换热部72的流道相互隔离不连通。第八换热器7可以是板式换热器、套管式换热器、平行流的液冷换热器或其他液冷换热器中的一种。

电池换热组件107用于对电池进行热管理。可选地，电池换热组件107可以是与电池为一体结构的集成部件，也可以是独立的部件然后与电池装配在一起。电机换热组件108用于对电机进行热管理。可选地，电机换热组件108可以是与电机为一体结构的集成部件，也可以是独立的部件然后与电机装配在一起。

若干流体驱动装置包括第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12，用于为冷却液系统中的冷却液的流动提供动力。可选地，第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12为电子水泵，第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12的类型和规格可以相同，也可以不同，根据热管理系统的需求进行选择。

若干流向切换装置包括第一流向切换装置86、第二流向切换装置87、第三流向切换装置84和第四流向切换装置85，可通过对若干流向切换装置的工作状态的调节，使冷却液系统形成至少两个互相不连通的冷却液回路，从而实现乘客舱取暖、电机热管理以及电池热管理。

第一流向切换装置86包括第一接口861、第二接口862、第三接口863以及第四接口864。第一流向切换装置86包括第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态下，第一接口861和第二接口862连通，第三接口863和第四接口864连通；在第二工作状态下，第一接口861和第四接口864连通，第三接口863和第二接口862连通。

第二流向切换装置87包括第五接口871、第六接口872、第七接口873以及第八接口874。第二流向切换装置87包括第三工作状态和第四工作状态，在第三工作状态下，第五接口871和第六接口872连通，第七接口873和第八接口874连通；在第四工作状态下，第五接口871和第八接口874连通，第七接口873和第六接口872连通。

第三流向切换装置84包括第一端口841、第二端口842以及第三端口843，第三端口843与第一端口841和第二端口842中的一个连通。第四流向切换装置85包括第四端口851、第五端口852以及第六端口853，第六端口853与第四端口851和第五端口852中的一个连通。本实施例中，第一流向切换装置86和第二流向切换装置87为四通阀，第三流向切换装置84和第四流向切换装置85为三通阀，三通阀和四通阀的结构和工作原理为本领域技术人员所熟知，本申请不再赘述。

在一些其他实施例中，上述第一流向切换装置86、第二流向切换装置87、第三流向切换装置84和第四流向切换装置85中的任意一个均可以根据其功能替换其他类型的阀件或其他类型阀件的组合，例如单向阀、截止阀或者其组合等。

冷却液系统包括第一流路a、第二流路b、第三流路c、第四流路d、第五流路e以及第六流路f。第一流路a的一端与第一接口861连接，第一流路a的另一端与第二接口862连接。第二流路b的一端与第三接口863连接，第二流路b的另一端与第四接口864连接。通过第一流向切换装置86的工作状态的切换，使得第一流路a与第二流路b各自独立连通成两个回路，或第一流路a与第二流路b相互连通成一个回路。第三流路c的一端与第五接口871连接，第三流路c的另一端与第六接口872连接。第四流路d的一端与第七接口873连接，第四流路d的另一端与第八接口874连接。通过第二流向切换装置87的工作状态的切换，使得第三流路c与第四流路d各自独立连通成两个回路，或第三流路c与第四流路d相互连通成一个回路。

其中，第二换热部22、第一泵10以及第三换热器102连接于第一流路a。第二泵11、第五换热部71、第六换热器105以及电机换热组件108连接于第二流路b。第三泵13、第四换热部62以及电池换热组件107连接于第三流路c。第四泵12、第六换热部72以及第九换热器106连接于第四流路d。第五换热部71的流道连接于第二流路b，第六换热部72的流道连接于第四流路d，第二流路b的冷却液可以通过第八换热器7与第四流路d的冷却液进行热交换。

第五流路e与第六换热器105并联，第五流路e为管路可用于旁通第六换热器105。第五流路e的一端与第一端口841连接，第六换热器105的一端与第二端口842连接，通过第三流向切换装置84选择冷却液流向第五流路e或第六换热器105。第六流路f与第九换热器106并联，第六流路f为管路可用于旁通第九换热器106。第六流路f的一端与第四端口851连接，第九换热器106的一端与第五端口852连接，通过第四流向切换装置85选择冷却液流向第六流路f或第九换热器106。

本申请实施例提供的热管理系统可应用于电动汽车，电动汽车具有与乘客舱内空气换热的空调箱100，第二换热器101、第三换热器102以及第五换热器103设置于空调箱100内，第二换热器101、第三换热器102以及第五换热器103用于与空调箱100中的空气热交换，用于调节乘客舱的温度。本实施例中，第三换热器102相对第二换热器101位于空气流的下游侧，第二换热器101相对第五换热器103位于空气流的下游侧，空调箱100内设有风机，用于引导空调箱100内的空气的流动。第二换热器101与第五换热器103之间设有风门109，若风门109开启，可以通过调整风门109开度，控制流经第二换热器101和第三换热器102的风量，若风门109关闭，则空气不流经第二换热器101和第三换热器102。在一些其他实施例中，第二换热器101和第三换热器102相对第五换热器103均位于空气流的下游侧，但第二换热器101的风道和第三换热器102的风道各自独立，设置有控制流经第二换热器101的风量的风门109和控制流经第三换热器102的风量的风门109。

第四换热器104、第六换热器105以及第九换热器106设置于汽车前进气格栅附近，第四换热器104、第六换热器105以及第九换热器106用于与大气环境热交换，用于向大气环境中释放热量或从大气环境中吸收热量，设有风扇装置用于引导空气的流动。压缩机1和气液分离装置9设置于驾驶室的前方机腔内。

第二换热器101、第三换热器102、第四换热器104、第五换热器103、第六换热器105和第九换热器106均为风冷换热器，均用于与空气进行热交换，风冷换热器的结构为本领域技术人员所熟知，本申请不再赘述。可选地，第二换热器101用作室内冷凝器，第五换热器103用作室内蒸发器，第三换热器102用作暖风芯体，第四换热器104用作室外换热器，第六换热器105和第九换热器106用作低温水箱。

本实施例的热管理系统不仅适用于车辆，还适用于其他需要热管理的换热系统，为便于描述，本申请的说明书以应用于车辆为例进行说明。本实施例的热管理系统具有多种工作模式，包括制热模式、制冷模式、制热除湿模式、化霜模式、散热模式等。

如图2至图4所示，当环境温度较低的情况下，根据乘客舱和电池是否有加热需求，以及大气环境温度，可调节第一节流装置3、第二节流装置4、第三节流装置5、若干流体驱动装置、若干流向切换装置以及若干阀装置的状态，实现乘客舱单热、电池单热或乘客舱与电池同时加热的功能。

参照图2，当仅乘客舱有加热需求时，热管理系统处于第一制热模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一阀81和第二阀82处于截止状态，第三阀83处于导通状态，第一节流装置3处于节流状态，第二节流装置4和第三节流装置5处于截止状态。压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一节流装置3、第四换热器104、第三阀83、压缩机1顺次连通形成回路，制冷剂循环流动。第一泵10开启，第二泵11、第三泵13以及第四泵12关闭，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第一工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、第一泵10顺次连通成回路，冷却液循环流动，第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量。

压缩机1排出高温高压的制冷剂，高温高压的制冷剂在第一换热器2中释放热量至冷却液中，冷却液通过第三换热器102释放热量加热周围空气。从第一换热部21流出的制冷剂流入第二换热器101，第二换热器101释放热量加热周围空气，风门109处于开启状态，通过第二换热器101和第三换热器102同时实现乘客舱制热。

相关技术中，当车辆等待红绿灯或者外界环境的风速变化较大时，压缩机1的转数突然下降或者第四换热器104的吸热不稳定，均会导致制热效果不稳定，舒适度较差。本申请的第一制热模式下，第二换热器101和第三换热器102均释放热量，由于冷却液的温度受到制冷剂温度变化的影响相对较小，所以即使第二换热器101处制热效果不稳定，第三换热器102也能较为稳定的释放热量，维持较好的制热效果，保持制热效果的稳定性。

在第一制热模式下，参照图12，若仅电机有散热需求，可以开启第二泵11，第二泵11、第五换热部71、电机换热组件108、第六换热器105、第二泵11顺次连通，通过第六换热器105将电机的热量释放至大气环境中。若电机和电池均有散热需求，可以开启第二泵11、第三泵13和第四泵12，第二流向切换装置87处于第四工作状态，通过第六换热器105和第九换热器106实现电机和电池的散热。

参照图3，当仅电池有加热需求时，热管理系统处于第二制热模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第二制热模式下的制冷剂系统与第一制热模式下的制冷剂系统相同，可参考相关描述，此处不再赘述。第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12开启，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第二工作状态，第二流向切换装置87处于第四工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、电机换热组件108、第五流路e、第二泵11、第五换热部71、第一泵10顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第四泵12、第六换热部72、第六流路f、第三泵13顺次连通成回路，冷却液循环流动，第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量，第五换热部71中的冷却液向第六换热部72中的冷却液释放热量。此时风门109关闭，第二换热器101和第三换热器102处无热量交换。

从压缩机1流出的制冷剂在第一换热器2中释放热量至第一流路a的冷却液中，第二流路b的冷却液在第八换热器7中释放热量至第四流路d的冷却液中，第三流路c的冷却液流经电池换热组件107释放热量，通过冷却液热量的传递实现电池的制热。

参照图4，当乘客舱和电池均有加热需求时，热管理系统处于第三制热模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12开启，冷却液系统处于工作状态，风门109开启。第三制热模式下的制冷剂系统与第一制热模式下的制冷剂系统相同，第三制热模式下的冷却液系统与第二制热模式下的冷却液系统相同，可参考相关描述，此处不再赘述。通过第二换热器101和第三换热器102实现乘客舱制热，通过冷却液热量的传递实现电池的制热。在第二制热模式和第三制热模式下，若电机不能被加热，可以使用管路旁通电机换热组件108。

如图5至图7所示，当环境温度较高或者电池温度较高的情况下，根据乘客舱和电池是否有冷却需求，可调节第一节流装置3、第二节流装置4、第三节流装置5、若干流体驱动装置、若干流向切换装置以及若干阀装置的状态，实现乘客舱单冷、电池单冷或乘客舱与电池同时冷却的功能。

参照图5，当仅乘客舱有制冷需求时，热管理系统处于第一制冷模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一阀81和第三阀83处于截止状态，第二阀82处于导通状态，第一节流装置3处于导通状态，第二节流装置4处于节流状态，第三节流装置5处于截止状态。压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一节流装置3、第四换热器104、第二阀82、第二节流装置4、第五换热器103、压缩机1顺次连通形成回路，制冷剂循环流动。第一泵10、第二泵11以及第四泵12开启，第三泵13关闭，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第二工作状态，第二流向切换装置87处于第三工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、电机换热组件108、第六换热器105、第二泵11、第五换热部71、第一泵10顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第四泵12、第六换热部72、第九换热器106、第三泵13顺次连通成回路，冷却液循环流动。第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量，第五换热部71中的冷却液向第六换热部72中的冷却液释放热量，冷却液循环流动。此时，风门109关闭，第二换热器101和第三换热器102处不进行热交换。

从压缩机1流出的制冷剂在第一换热器2中释放热量至第一流路a的冷却液中，冷却液循环流动，通过第六换热器105和第九换热器106释放热量至大气环境。从第一换热部21流出的制冷剂，流经第二换热器101后流入第四换热器104，第四换热器104释放热量至大气环境中，制冷剂温度进一步降低。通过第一换热器2和第四换热器104两次降低节流前的制冷剂的温度，使得经第二节流装置4节流后的制冷剂温度较低，提升第五换热器103处的制冷效果。

在冷却液系统中，从第二换热部22流出的冷却液先流入第六换热器105与大气环境换热，再流入第五换热部71与第三流路c的冷却液换热，然后再流回第二换热部22，第三流路c中的第九换热器106与大气环境换热，通过第八换热器7和第六换热器105两次释放第一换热器2传递过来的热量，提升第一换热器2处的换热效果。

在第一制冷模式下，若电池需要散热，可以将第二流向切换装置87切换成第四工作状态，第三泵13开启，从第六换热部72流出的冷却液，先通过第九换热器106与大气环境热交换，降温后冷却液再流入电池换热组件107，确保电池的散热效果。

参照图6，当仅电池有制冷需求时，热管理系统处于第二制冷模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一阀81和第三阀83处于截止状态，第二阀82处于导通状态，第一节流装置3处于导通状态，第二节流装置4处于截止状态，第三节流装置5处于节流状态。压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一节流装置3、第四换热器104、第二阀82、第三节流装置5、第三换热部61、压缩机1顺次连通形成回路，制冷剂循环流动。第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12开启，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第二工作状态，第二流向切换装置87处于第三工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、电机换热组件108、第六换热器105、第二泵11、第五换热部71、第一泵10顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第三泵13顺次连通成回路，第四泵12、第六换热部72、第九换热器106、第四泵12顺次连通成回路，冷却液循环流动。第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量，第三换热部61中的制冷剂向第四换热部62中的冷却液吸收热量，第五换热部71中的冷却液向第六换热部72中的冷却液释放热量，冷却液循环流动。此时，风门109关闭，第二换热器101和第三换热器102处不进行热交换。

第二制冷模式下，通过第六换热器105和第九换热器106两次释放热量至大气环境，从而提升第一换热器2的换热效果。通过第一换热器2和第四换热器104两次降低节流前的制冷剂的温度，使得经第二节流装置4节流后的制冷剂温度较低，提升第三换热部61处的制冷效果。在第七换热器6中，制冷剂吸收冷却液的热量，降温后的冷却液流入电池换热组件107，实现电池的冷却。

参照图7，当乘客舱和电池均有制冷需求时，热管理系统处于第三制冷模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第三制冷模式下的制冷剂系统与第一制冷模式下的制冷剂系统大致相同，其区别在于，第一节流装置3处于导通状态，第二节流装置4和第三节流装置5均处于节流状态。第三制冷模式下的冷却液系统与第二制冷模式下的冷却液系统相同，相同之处可参考相关描述，此处不再赘述。此时，风门109关闭，第二换热器101和第三换热器102处不进行热交换。

第一制冷模式、第二制冷模式和第三制冷模式下，根据制冷需求的大小，通过对若干流向切换装置和若干流体驱动装置的工作状态进行调整，使得第一换热器2、第六换热器105、第八换热器7和第九换热器106中的至少一处不发生热交换。

当车内空气湿度较高且车内外温差较大的情况下，车辆的挡风玻璃容易起雾，会影响驾驶员的视线，容易有安全隐患，且空气湿度较高，乘客的舒适度也较差，此时热管理系统需要运行制热除湿模式。如图8和图9所示，根据外界环境温度的高低以及冷却液系统是否有余热，可选择从大气环境和冷却液系统中的至少一处获取热量，实现制热除湿的功能。

参照图8，当环境温度较适宜时，热管理系统处于第一制热除湿模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一阀81和第三阀83处于导通状态，第二阀82处于截止状态，第一节流装置3和第二节流装置4处于节流状态，第三节流装置5处于截止状态。压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一节流装置3、第四换热器104、第三阀83、压缩机1顺次连通形成回路，压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一阀81、第二节流装置4、第五换热器103、压缩机1顺次连通形成回路，制冷剂循环流动。第一泵10开启，第二泵11、第三泵13以及第四泵12关闭，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第一工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、第一泵10顺次连通成回路，冷却液循环流动。第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量，第二换热器101和第三换热器102均释放热量加热周围空气。

由于第五换热器103位于第二换热器101和第三换热器102的上风侧，潮湿的空气先流经温度较低的第五换热器103，空气中的水分冷凝析出，干燥后的空气再流经第二换热器101和第三换热器102被加热，加热后的干燥空气进入乘客舱，实现制热除湿。在第四换热器104处从大气环境中吸收热量，确保制热除湿效果的稳定性。

在第一制热除湿模式下，当电机和电池有散热需求时，可以开启第二泵11、第三泵13以及第四泵12，通过第六换热器105和第九换热器106中的至少一个满足散热需求。

参照图9，当冷却液系统中的电机和电池有余热时，热管理系统处于第二制热除湿模式。压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一阀81处于导通状态，第二阀82和第三阀83处于截止状态，第一节流装置3处于截止状态，第二节流装置4和第三节流装置5处于节流状态。压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一阀81、第三节流装置5、第三换热部61、压缩机1顺次连通形成回路，压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一阀81、第二节流装置4、第五换热器103、压缩机1顺次连通形成回路，制冷剂循环流动。第一泵10和第三泵13开启，第二泵11和第四泵12关闭，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第一工作状态，第二流向切换装置87处于第三工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、第一泵10顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第三泵13顺次连通成回路，冷却液循环流动。第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量，第三换热部61中的制冷剂向第四换热部62中的冷却液吸收热量，第二换热器101和第三换热器102均释放热量加热周围空气。

通过第七换热器6从电池处吸收热量，实现余热回收和制热除湿效果。当电机也有余热时，可以开启第二泵11和第四泵12，将第二流向切换装置87切换为第四工作状态，使用第五流路e旁通第六换热器105，使用第六流路f旁通第九换热器106，通过第七换热器6从电机和电池处吸收热量。

在一些其他实施例中，当环境温度适宜且冷却液系统有余热时，可以同时从大气环境和冷却液系统吸热，第一节流装置3、第二节流装置4以及第三节流装置5均处于节流状态，第一阀81和第三阀83处于导通状态，第二阀82处于截止状态。

制热模式下，利用第四换热器104从大气环境中吸热，有利于提升能效，但是当大气环境温度较低且湿度较大时，第四换热器104容易结霜。此时热管理系统需要运行化霜模式，用于防止第四换热器104结霜或者用于给第四换热器104化霜。参照图10，压缩机1开启，制冷剂系统处于工作状态，第一阀81和第三阀83处于截止状态，第二阀82处于导通状态，第一节流装置3处于导通状态，第二节流装置4处于截止状态，第三节流装置5处于节流状态。压缩机1、第一换热部21、第二换热器101、第一节流装置3、第四换热器104、第二阀82、第三节流装置5、第三换热部61、压缩机1顺次连通形成回路，制冷剂循环流动。第一泵10、第二泵11、第三泵13以及第四泵12开启，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第一工作状态，第二流向切换装置87处于第四工作状态。第一泵10、第三换热器102、第二换热部22、第一泵10顺次连通成回路，第二泵11、第五换热部71、电机换热组件108、第五流路e、第二泵11顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第四泵12、第六换热部72、第六流路f、第三泵13顺次连通成回路，冷却液循环流动，第一换热部21中的制冷剂向第二换热部22中的冷却液释放热量，第三换热部61中的制冷剂向第四换热部62中的冷却液吸收热量，第五换热部71中的冷却液向第六换热部72中的冷却液释放热量，冷却液循环流动。

化霜模式下，风门109开启，通过第二换热器101和第三换热器102维持乘客舱的制热效果，第一节流装置3处于导通状态，温度较高的制冷剂流经第四换热器104，释放热量融化霜层，通过第七换热器6从电池和电机吸收热量。当环境温度适宜时，可以接入第六换热器105和第九换热器106中的至少一个，从大气环境吸热，提升化霜效果。

在第一制热除湿模式、第二除湿模式以及化霜模式下，可以选择第二换热器101和第三换热器102中的一个满足乘客舱的制热效果，例如，可以关闭第一泵10，第三换热器102处不发生热交换，或者可以旁通第二换热器101，第二换热器101处不发生热交换。

不合适的温度会影响电池和电机的性能，且具有安全隐患，电机和电池均需要处于较为合适的温度区间。如图11至图12所示，在电机和电池的散热需求不大时，可以仅通过冷却液系统进行散热。

当电机和电池均有散热需求时，热管理系统运行第一散热模式，参图11所示，压缩机1关闭，制冷剂系统关闭，第一泵10关闭，第二泵11、第三泵13以及第四泵12开启，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第一工作状态，第二流向切换装置87处于第四工作状态。第二泵11、第五换热部71、电机换热组件108、第六换热器105、第二泵11顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第四泵12、第六换热部72、第九换热器106、第三泵13顺次连通成回路，冷却液循环流动，第五换热部71中的冷却液向第六换热部72中的冷却液释放热量。从第九换热器106流出的冷却液先流经电池换热组件107，然后流经第六换热部72，能够确保电池的散热效果。

当电机有散热需求，电池有加热需求时，热管理系统运行第二散热模式，参图12所示，压缩机1关闭，制冷剂系统关闭，第一泵10关闭，第二泵11、第三泵13以及第四泵12开启，冷却液系统处于工作状态，第一流向切换装置86处于第一工作状态，第二流向切换装置87处于第四工作状态。第二泵11、第五换热部71、电机换热组件108、第五流路e、第二泵11顺次连通成回路，第三泵13、第四换热部62、电池换热组件107、第四泵12、第六换热部72、第六流路f、第三泵13顺次连通成回路，冷却液循环流动，第五换热部71中的冷却液向第六换热部72中的冷却液释放热量。利用第八换热器7将电机的热量传递至电池，利用电机的余热加热电池，实现能量的合理利用。

本申请中两个部件之间的“连接”可以是直接连接，也可以是通过管路连接，两个部件之间可以仅设有管路，也可以两者之间除管路外还设有阀件或其他部件。同样的，本申请中两个部件之间的“连通”可以是直接连通，也可以是通过管路实现连通，两个部件之间可以仅设有管路连通，也可以两者之间还设有阀件或其他部件后连通。

在一些其他实施例中，不参与换热的换热器可以使用管路将其旁通，从而降低系统流阻。

本申请还提供一种热管理系统的控制方法，本申请中的控制方法应用于上述实施方式的热管理系统，热管理系统还包括控制系统200，控制系统200可用于对制冷剂系统的工作状态和冷却液系统的工作状态进行控制。

参照图1，控制系统200包括控制器和多个传感器，多个传感器可用于获取第一换热器2、第二换热器101、第三换热器102、第四换热器104、第五换热器103、第六换热器105、第七换热器6、第八换热器7、第九换热器106、电机以及电池的工作信息，可选地，工作信息包括温度。控制器与压缩机1、空调箱100内的风机、空调箱100内的风门109、进气格栅处的风扇装置、若干阀装置、若干流体驱动装置、若干流向调节装置以及若干传感器等部件电连接。控制器可用于获取传感器得到的工作信息。控制器可用于对压缩机1、空调箱100内的风机、空调箱100内的风门109、进气格栅处的风扇装置、若干阀装置、若干流体驱动装置以及若干流向调节装置的工作状态进行调节，工作状态的调节包括开启部件、关闭部件、转速调节、开度调节以及功率调节中的至少一个。控制器可用于执行热管理系统的控制方法。

热管理系统的控制方法包括：

获取乘客的需求和传感器得到的工作信息；

根据乘客的需求和从传感器得到的工作信息，控制器对热管理系统中的各个部件的工作状态进行调节，使热管理系统执行合适的空调运行模式，从而实现对乘客舱、电机以及电池的热管理。

热管理系统还包括交互装置，控制器与交互装置电连接，控制器通过交互装置可以获得乘客的需求，如乘客需求的目标温度或运行模式等。可选地，交互装置可以为汽车的控制面板。空调运行模式为上述热管理系统的各个工况，上述工况下的热管理系统的连接状态可参照前文描述，此处不再赘述。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热管理系统，其特征在于，包括：压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第一节流装置、第一泵以及空调箱，所述第二换热器与所述第三换热器位于所述空调箱内，所述第一换热器包括第一换热部和第二换热部，所述第一换热部与所述第二换热部不连通；

所述热管理系统具有第一制热模式，在所述第一制热模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二换热器、所述第一节流装置以及所述第四换热器连通且流通制冷剂，所述第一节流装置处于节流状态，所述第一换热部和所述第二换热器释放热量，所述第四换热器吸收热量，所述第一泵、所述第二换热部以及所述第三换热器连通且流通冷却液，所述第一换热部中的制冷剂与所述第二换热部中的冷却液进行热交换。

2.如权利要求1所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第二节流装置以及第五换热器，所述第五换热器位于所述空调箱内；

所述热管理系统具有第一制热除湿模式，在所述第一制热除湿模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二换热器、所述第一节流装置、所述第四换热器、所述第二节流装置以及所述第五换热器连通且流通制冷剂，所述第一节流装置和所述第二节流装置处于节流状态，所述第一换热部和所述第二换热器释放热量，所述第四换热器和所述第五换热器吸收热量，所述第一泵、所述第二换热部以及所述第三换热器连通且流通冷却液，所述第一换热部中的制冷剂与所述第二换热部中的冷却液进行热交换，所述第五换热器位于所述第二换热器和所述第三换热器的上风侧。

3.如权利要求2所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有第一制冷模式，在所述第一制冷模式下，所述压缩机、所述第四换热器、所述第二节流装置以及所述第五换热器连通且流通制冷剂，所述第二节流装置处于节流状态，所述第四换热器释放热量，所述第五换热器吸收热量。

4.如权利要求2所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第六换热器，所述第六换热器用于与大气环境热交换；

所述热管理系统具有第一制冷模式，在所述第一制冷模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第四换热器、所述第二节流装置以及所述第五换热器连通且流通制冷剂，所述第二节流装置处于节流状态，所述第一换热部和所述第四换热器释放热量，所述第五换热器吸收热量，所述第一泵、所述第二换热部以及所述第六换热器连通且流通冷却液，所述第一换热部中的制冷剂与所述第二换热部中的冷却液进行热交换。

5.如权利要求4所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第一流向切换装置、第二泵以及电机换热组件，所述热管理系统包括第一流路和第二流路，所述第一泵、第二换热部以及所述第三换热器连接于所述第一流路，所述第二泵、所述第六换热器以及所述电机换热组件连接于所述第二流路；

所述第一流向切换装置包括第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口；所述第一流路的一端口能够与所述第一接口连通，所述第一流路的另一端口能够与所述第二接口连通，所述第二流路的一端口能够与所述第三接口连通，所述第二流路的另一端口能够与所述第四接口连通；所述第一流向切换装置包括第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态下，所述第一接口和所述第二接口连通，所述第三接口与所述第四接口连通；在所述第二工作状态下，所述第一接口和所述第四接口连通，所述第二接口与所述第三接口连通；

在所述第一制热模式和所述第一制热除湿模式下，所述第一流向切换装置处于所述第一工作状态，所述第一泵、所述第二换热部以及所述第三换热器连通且流通一路冷却液，所述第二泵、所述电机换热组件以及所述第六换热器连通且流通另一路冷却液；在所述第一制冷模式下，所述第一流向切换装置处于所述第二工作状态，所述第一泵、所述第二泵、所述第二换热部、所述第三换热器、所述电机换热组件以及所述第六换热器连通且流通冷却液。

6.如权利要求5所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第三节流装置、第七换热器、第三泵以及电池换热组件，所述第七换热器包括第三换热部和第四换热部，所述第三换热部与所述第四换热部不连通；

所述热管理系统具有第二制冷模式，在所述第二制冷模式下，所述压缩机、所述第四换热器、所述第三节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂，所述第三节流装置处于节流状态，所述第四换热器释放热量，所述第三换热部吸收热量，所述第三泵、所述第四换热部以及所述电池换热组件连通且流通冷却液，所述第三换热部中的制冷剂与所述第四换热部中的冷却液进行热交换。

7.如权利要求6所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第八换热器，所述第八换热器包括第五换热部和第六换热部，所述第五换热部与所述第六换热部不连通，所述第五换热部设于所述第二流路；

所述热管理系统具有第二制热模式，在所述第二制热模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第四换热器以及所述第一节流装置连通且流通制冷剂，所述第一节流装置处于节流状态，所述第一换热部释放热量，所述第四换热器吸收热量，所述第一泵、所述第二换热部以及所述第五换热部连通且流通一路冷却液，所述第三泵、所述第六换热部以及所述电池换热组件连通且流通另一路冷却液，所述第三换热部中的制冷剂与所述第四换热部中的冷却液进行热交换，所述第五换热部中的冷却液与所述第六换热部中的冷却液进行热交换。

8.如权利要求7所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第二流向切换装置以及第四泵，所述热管理系统包括第三流路和第四流路，所述第三泵、所述第四换热部和所述电池换热组件连接于所述第三流路，所述第四泵和所述第六换热部连接于所述第四流路；

所述第二流向切换装置包括第五接口、第六接口、第七接口以及第八接口；所述第三流路的一端口能够与所述第五接口连通，所述第三流路的另一端口能够与所述第六接口连通，所述第四流路的一端口能够与所述第七接口连通，所述第四流路的另一端口能够与所述第八接口连通；所述第二流向切换装置包括第三工作状态和第四工作状态，在所述第三工作状态下，所述第五接口和所述第六接口连通，所述第七接口与所述第八接口连通，在所述第四工作状态下，所述第五接口和所述第八接口连通，所述第六接口与所述第七接口连通；

在所述第二制冷模式下，所述第二流向切换装置处于所述第三工作状态，所述第三泵、所述第四换热部以及所述电池换热组件连通且流通一路冷却液，所述第四泵和所述第六换热部连通且流通另一路冷却液；在所述第二制热模式下，所述第二流向切换装置处于所述第四工作状态，所述第三泵、所述第四泵、所述第四换热部、所述电池换热组件以及所述第六换热部连通且流通冷却液。

9.如权利要求8所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统还包括第九换热器，所述第九换热器用于与大气环境热交换，所述第九换热器设于所述第四流路；

在所述第一制冷模式下，所述第一流向切换装置处于所述第二工作状态，所述第二流向切换装置处于所述第四工作状态，所述第一泵、所述第二泵、所述第二换热部、所述第五换热部、所述电机换热组件以及所述第六换热器连通且流通一路冷却液，所述第四泵、所述电池换热组件、所述第六换热部以及所述第九换热器连通且流通另一路冷却液，所述第一换热部中的制冷剂与所述第二换热部中的冷却液进行热交换，所述第五换热部中的冷却液与所述第六换热部中的冷却液进行热交换；

在所述第二制冷模式下，所述第一流向切换装置处于所述第二工作状态，所述第二流向切换装置处于所述第三工作状态，所述第一泵、所述第二泵、所述第二换热部、所述第五换热部、所述电机换热组件以及所述第六换热器连通且流通一路冷却液，所述第四泵、所述第六换热部以及所述第九换热器连通且流通另一路冷却液，所述第三泵、所述第四换热部以及所述电池换热组件连通且流通又一路冷却液，所述第一换热部中的制冷剂与所述第二换热部中的冷却液进行热交换，所述第三换热部中的制冷剂与所述第四换热部中的冷却液进行热交换，所述第五换热部中的冷却液与所述第六换热部中的冷却液进行热交换。

10.如权利要求9所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有化霜模式，在所述化霜模式下，所述压缩机、所述第四换热器、所述第三节流装置以及所述第三换热部连通且流通制冷剂，所述第三节流装置处于节流状态，所述第四换热器释放热量，所述第三换热部吸收热量；所述第一流向切换装置处于所述第一工作状态，所述第二流向切换装置处于所述第四工作状态，所述第二泵、所述第五换热部以及所述电机换热组件连通且流通一路冷却液，所述第三泵、所述第四泵、所述电池换热组件、所述第四换热部以及所述第六换热部连通且流通另一路冷却液，所述第三换热部中的制冷剂与所述第四换热部中的冷却液进行热交换，所述第五换热部中的冷却液与所述第六换热部中的冷却液进行热交换。

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