CN115042587A - 一种整车热管理系统 - Google Patents

Abstract

一种整车热管理系统，包括多通阀、电池模组、第一换热器、第二换热器、加热器、空调箱。多通阀连通车辆的电池换热回路、空调换热回路和电机换热回路。电池换热回路包括电池模组，空调换热回路包括第二换热器、加热器和空调箱；第一换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；第二换热器，第二换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口；多通阀的第一阀口连接电池模组，电池模组连接第一换热器第二接口，第一换热器第一接口连接多通阀第二阀口，第一换热器第三接口连接第二换热器第一接口，第二换热器第二接口依次连接加热器、空调箱的暖风芯体后再连接至第一换热器第四接口。本发明简化布置，减少管路及多通阀接口数。

Description

一种整车热管理系统

技术领域

本发明涉及一种车辆管路连接结构，更具体地说，涉及一种整车热管理系统。

背景技术

随着全球经济的快速发展，绿色能源资源趋于紧张。各国纷纷为“碳中和”目标制定有效措施，大力发展新能源汽车也成为节约能源、实现“碳中和”的重要手段之一。

新能源纯电动汽车越来越重视整车热管理技术，整车热量管理可以使电机、电池处于最佳工作温度区间，效率最高，结合热泵空调技术，耦合电池和电机的能力管路可以进一步提高整车续航。

当前整车热管理系统的技术发展，从简单的分布式三电热管理往集成式三电热管理发展，发展出多种三电热量耦合的系统，为了充分利用整车的电能，大部分采用了8通阀或更多通的阀件，导致系统复杂，零部件体积和重量都增加，系统控制复杂程度也很大。现有技术通常采用八通阀、十通阀甚至十二通阀来整合车辆的热管理回路，但多通阀的阀口数量越多会导致系统结构越复杂。另一方面，由于所有的热管理管路均集成/连接到多通阀，使得多通阀成为了整车热管理系统的“中枢”，一旦八通阀、十通阀、十二通阀发生了故障，其故障定位和维修的难度都是很高的。

由此可见，为了提高三电的能量管理，减小无效热量损失，当前技术发展出非常复杂的热管理系统，带来的更多的零部件，使前舱布置工作困难、空调管及冷却管走向复杂，这至少会带来以下问题：

一、成本增加；

二、管路长度增加带来大的流阻和热损失，降低系统性能，NVH舒适性降低，增加系统耗功，从而降低整车续航；

三、管路接口增多，增加制冷剂泄露风险；

四、复杂的管路走向使前舱不美观，售后维修困难。

发明内容

针对现有技术存在的整车热管理系统结构复杂，并且依赖阀口较多的多通阀，本发明提供一种整车热管理系统，其至少简化了热管理系统的管路结构，并且降低了多通阀的阀口数量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种整车热管理系统，包括多通阀、电池模组、第一换热器、第二换热器、加热器、空调箱，其中：多通阀连通车辆的电池换热回路、空调换热回路和电机换热回路，其中电池换热回路包括电池模组，空调换热回路包括第二换热器、加热器和空调箱；第一换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；第二换热器，第二换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口；多通阀的第一阀口连接电池模组，电池模组连接第一换热器的第二接口，第一换热器的第一接口连接多通阀的第二阀口，第一换热器的第三接口连接第二换热器的第一接口，第二换热器的第二接口依次连接加热器、空调箱的暖风芯体后再连接至第一换热器的第四接口。

作为本发明的一种实施方式，多通阀的第一阀口和电池模组之间连接第一水泵；空调箱的暖风芯体和第一换热器的第四接口之间连接第二水泵。

作为本发明的一种实施方式，第一换热器是水水换热器，水水换热器对其第一接口、第二接口、第三接口和第四接口流入的冷却液进行热交换；第二换热器是水冷冷凝器，水冷冷凝器还包括流通制冷剂的第三接口和第四接口，水冷冷凝器的第一接口、第二接口内流通的冷却液与水冷冷凝器的第三接口、第四接口内流通的制冷剂进行热交换。

作为本发明的一种实施方式，还包括压缩机、气液分离器、车头换热器：第二换热器的第三接口连接车头换热器的第一端，第二换热器的第四接口连接压缩机；车头换热器的第二端连接空调箱的蒸发器的第一端，蒸发器的第二端连接气液分离器的入口，气液分离器的出口连接压缩机。

作为本发明的一种实施方式，还包括电池换热器：电池换热器包括流通冷却液的第一接口和第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口；电池换热器的第一接口连接多通阀的第三阀口，电池换热器的第二接口连接电池模组以及第一换热器的第二接口；电池换热器的第三接口连接空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热器的第二端，电池换热器的第四接口连接空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口；电池换热器的第三接口、空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热气的第二端通过电磁阀与电池换热器的第四接口、空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口相连接。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种整车热管理系统，包括六通阀、电池换热回路、空调换热回路和电机换热回路，其中：六通阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口、第五阀口、第六阀口，其中，第一阀口、第二阀口和第六阀口连接电机换热回路，第三阀口、第四阀口和第五阀口连接电池换热回路，并且第三阀口同时还连接空调换热回路。

作为本发明的一种实施方式，还包括第一换热器：第一换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一接口和第二接口连通电池换热回路，第三接口和第四接口连通空调换热回路。

作为本发明的一种实施方式，电池换热回路还包括电池模组；空调换热回路还包括第二换热器、加热器、空调箱，其中第二换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口；第一换热器的第一接口连接六通阀的第三阀口，第一换热器的第二接口连接电池模组，电池模组进一步连接至六通阀的第四阀口；第一换热器的第三接口连接第二换热器的第一接口，第二换热器的第二接口依次连接加热器、空调箱的暖风芯体后再连接至第一换热器的第四接口。

作为本发明的一种实施方式，还包括压缩机、气液分离器、车头换热器：第二换热器的第三接口连接车头换热器的第一端，第二换热器的第四接口连接压缩机；车头换热器的第二端连接空调箱的蒸发器的第一端，蒸发器的第二端连接气液分离器的入口，气液分离器的出口连接压缩机。

作为本发明的一种实施方式，还包括电池换热器：电池换热器包括流通冷却液的第一接口和第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口；电池换热器的第一接口连接六通阀的第五阀口，电池换热器的第二接口连接电池模组以及第一换热器的第二接口；电池换热器的第三接口连接空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热器的第二端，电池换热器的第四接口连接空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口；电池换热器的第三接口、空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热气的第二端通过电磁阀与电池换热器的第四接口、空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口相连接。

作为本发明的一种实施方式，电机换热回路包括低温散热器和电驱电控模组；六通阀的第一阀口和第二阀口连接低温散热器的第一端和第二端；六通阀的第一阀口和第六阀口连接电驱电控模组的第一端和第二端。

作为本发明的一种实施方式，六通阀的第六阀口和电驱电控模组的第二端之间连接第三水泵。

在上述技术方案中，本发明根据纯电动车的使用场景提出了集成式热管理系统及其控制方式，使用精简的系统达到各使用场景下能量的高效利用，也降低了整车在冬季制热和夏季制冷的能耗，并且可以简化布置，减少管路及多通阀接口数量，降低制冷剂泄露风险。

附图说明

图1是本发明的热管理系统的结构示意图；

图2是多通阀的连通示意图；

图3是本发明热管理系统的各个工作场景示意图；

图4是第一工作场景示意图；

图5是第二工作场景示意图；

图6是第三工作场景示意图；

图7是第四工作场景示意图；

图8是第五工作场景示意图；

图9是第六工作场景示意图；

图10是第七工作场景示意图；

图11是第八工作场景示意图；

图12是第九工作场景示意图；

图13是第十工作场景示意图；

图14是第十一工作场景示意图；

图15是第十二工作场景示意图。

图中：

10-多通阀，11-第一换热器，12-水泵，13-第二换热器，14-加热器，15-空调箱，151-暖风芯体，152-蒸发器，21-电池模组，22-电池换热器（chiller），23-水泵，24-电子膨胀阀，31-电驱电控模组，32-低温散热器，33-水泵，34-水壶，40-制冷剂回路，41-压缩机，42-气液分离器，43-车头换热器，44-风扇，45-电子膨胀阀，46-电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进一步作清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例用来作为解释本发明技术方案之用，并非意味着已经穷举了本发明所有的实施方式。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1-图15，本发明公开一种整车热管理系统及其在多个场景下的控制模式。首先如图1所示，本发明的整车热管理系统包括冷却液回路和制冷剂回路40，其中冷却液回路包括多通阀10、电池换热回路、空调换热回路和电机换热回路，图1的右下角部分回路外加右上角的电池换热器22部分共同构成制冷剂回路40。

在本发明中，电池换热回路包括电池模组21、第一换热器11、水泵123、电池换热器22等部件，空调换热回路包括第一换热器11、第二换热器13、电加热器14、空调箱15的暖风芯体151、水泵12等部件，电机换热回路包括电驱电控模组31、散热器、水泵33和水壶34等部件。作为本发明的优选实施方式，第一换热器11是水水换热器，第二换热器13是水冷冷凝器，加热器14为电加热器PTC，散热器为低温散热器32。本领域的技术人员可以理解，上述为本发明的众多选择之一，而并非本发明的限制。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明的多通阀10为六通阀，其包括六个阀口，分别是第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口、第五阀口、第六阀口。在连接关系上，第一阀口、第二阀口和第六阀口连接电机换热回路，第三阀口、第四阀口和第五阀口连接电池换热回路，并且第三阀口同时还连接空调换热回路。

如图1所示，第一换热器11包括流通冷却液的第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一接口和第二接口连通电池换热回路，第三接口和第四接口连通空调换热回路。在本发明中，电池换热回路和空调换热回路“复用”第一换热器11，即第一换热器11分别接入到电池换热回路和空调换热回路中，第一换热器11对其第一接口、第二接口、第三接口和第四接口流入的冷却液进行热交换，以此实现简化热管理系统回路的作用。通过这种方式，本发明可以实现以阀口数量较少的多通阀10（较为简化的热管理系统）来代替阀口数量较多的多通阀10（较为复杂的热管理系统），例如用六通阀代替八通阀、十通阀甚至十二通阀，同时保持热管理性能几乎不变。

作为本发明的一种优选实施方式，多通阀10采用图1所示的六通阀。图1所示的系统利用第一换热器11和电池换热器22将空调回路与电池回路进行能量耦合，而多通阀10（六通阀）进行电驱回路和电池回路的能量耦合，如此可实现空调、电池、电驱回路能量的相互耦合，避免空调回路冷却液直接参与电驱和电池回路冷却液一起循环，降低系统回路的复杂程度，减少多通阀的接口数量，同时可减少空调回路高温冷却液与电池低温冷却液混合调温后进行电池加热的比例三通阀，且避免多通阀失效导致空调高温冷却液直接进入电池，导致电池超温风险。

继续参照图1，在电池换热回路中，第一换热器11的第一接口连接多通阀10的第三阀口，第一换热器11的第二接口连接电池模组21，电池模组21连接水泵123，水泵123进一步连接至多通阀10的第四阀口。电池换热器22包括流通冷却液的第一接口和第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口。电池换热器22的第一接口连接六通阀的第五阀口，电池换热器22的第二接口连接电池模组21以及第一换热器11的第二接口。电池换热器22的第三接口和第四接口接入制冷剂回路40。图1示出了水泵123的连接方向，即入口连接多通阀10的第四阀口，出口连接电池模组21。

继续参照图1，在空调换热回路中，第二换热器13包括流通冷却液的第一接口、第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口。第一换热器11的第三接口连接第二换热器13的第一接口，第二换热器13的第二接口依次连接加热器14、空调箱15的暖风芯体151、水泵12后再连接至第一换热器11的第四接口。图1还示出了水泵12的连接方向，即入口连接至暖风芯体151，出口连接至第一换热器11的第四接口。

继续参照图1，在电机换热回路中，多通阀10的第一阀口和第二阀口连接低温散热器32的第一端和第二端。六通阀的第一阀口和第六阀口连接电驱电控模组31的第一端和第二端。图1还示出了水泵33的连接方向，即入口连接至多通阀10的第六阀口，出口连接至电驱电控模组31。此外如图1所示，在空调换热回路中，暖风芯体151和水泵12中间的回路还引出溢流管，溢流管连接水壶34，并且水壶34进一步连接多通阀10的第六阀口和水泵33的入口。

由图的系统结构1可见，本发明的一个特别之处在于空调换热回路封闭独立循环，仅在整车位置最高处连接一根溢流管与水壶34上部相连。本发明独立的空调换热回路中由第一换热器11与电池电驱回路进行热交换，由第二换热器13与空调制冷剂回路40进行热交换。

上述结构为本发明的冷却液回路的整体结构。除此之外，图1还示出了制冷剂回路40的具体结构。制冷剂回路40主要包括压缩机41、第二换热器13、车头换热器43、风扇44、空调箱15的蒸发器152、气液分离器42和电池换热器22等部件。

如图1所示，第二换热器13的第三接口连接车头换热器43的第一端，第二换热器13的第四接口连接压缩机41。车头换热器43的第二端连接空调箱15的蒸发器152的第一端，蒸发器152的第二端连接气液分离器42的入口，气液分离器42的出口连接压缩机41。风扇44设置在车头换热器43后方，对车头换热器43提供气流。图1还示出了压缩机41的连接方向，即入口连接气液分离器42，出口连接第二换热器13的第四接口。

由图1可见，空调换热回路和制冷剂回路40共同连接了第二换热器13，并且第二换热器13优选为水冷冷凝器。因此，水冷冷凝器的第一接口、第二接口内流通的冷却液与水冷冷凝器的第三接口、第四接口内流通的制冷剂进行热交换。

继续如图1所示，电池换热器22的第三接口连接空调箱15的蒸发器152的第一端以及车头换热器43的第二端，电池换热器22的第四接口连接空调箱15的蒸发器152的第二端以及气液分离器42的入口。电池换热器22的第三接口、空调箱15的蒸发器152的第一端以及车头换热气的第二端通过电磁阀46与电池换热器22的第四接口、空调箱15的蒸发器152的第二端以及气液分离器42的入口相连接。

参照图2，本发明的多通阀10（六通阀）具有多种控制模式A-E。在每一种控制模式种，多通阀10的特定阀口之间互相连通，并且其他阀口关断，以此配合多通阀10所连接的电池换热回路、空调换热回路、电机换热回路来形成不同的导通回路。

如图2所示，模式A中，多通阀10的第五阀口和第四阀口互相连通，并且冷却液从第五阀口流向第四阀口，同时第二阀口和第六阀口互相连通，并且冷却液从第二阀口流向第六阀口。模式B中，多通阀10的第五阀口和第六阀口互相连通，并且冷却液从第五阀口流向第六阀口，同时第二阀口和第四阀口互相连通，并且冷却液从第二阀口流向第四阀口。模式C中，多通阀10的第五阀口和第六阀口互相连通，并且冷却液从第五阀口流向第六阀口，同时第一阀口和第四阀口互相连通，并且冷却液从第一阀口流向第四阀口。模式D中，多通阀10的第三阀口和第四阀口互相连通，并且冷却液从第三阀口流向第四阀口，同时第二阀口和第六阀口互相连通，并且冷却液从第二阀口流向第六阀口。模式E中，多通阀10的第三阀口、第五阀口均和第四阀口互相连通，并且冷却液从多通阀10的第三阀口、第五阀口流向第四阀口，同时第二阀口和第六阀口互相连通，并且冷却液从第二阀口流向第六阀口。

多通阀10的模式E是本发明的一个特别设计。在该模式中，多通阀10可以控制第五阀口和第三阀口流入第四阀口的冷却液的比例。例如第五阀口流入第四阀口的冷却液占比60%，第三阀口流入第四阀口的冷却液占比40%，或者第三阀口、第五阀口流入第四阀口的冷却液各占50%……等等。

作为本发明的一种优选实施方式，本发明的六通阀及其连接的电池换热回路、空调换热回路、电机换热回路形成以第四阀口为主回路，分别流经第三阀口、第五阀口、或者同时流经第三阀口和第五阀口的三种回路。具体而言，冷却液经过电池模组21后，可以有如下三种回路模式：

1.流经电池换热器22（chiller）

2.流经第一换热器11

3.同时流经电池换热器22（chiller）和第一换热器11

此外，第六阀口、第二阀口和第一阀口分别连接电机换热回路，形成以第六阀口为主回路，分别流经第一阀口、第二阀口的两种回路。

最终，六通阀可将第五阀口和第六阀口导通，且同时切换第一阀口、第四阀口导通，或者切换第二阀口、第四阀口导通用于电驱电控模组31和电池模组21热管理的耦合。

制冷剂回路40采用车头换热器43一次换热，第二换热器13二次换热，且第二换热器13与车头换热器43串联模式，以此精简冷媒回路，并通过控制大口径电子膨胀阀45的开度和电磁阀46的开关来切换制热和制冷模式。

通过上述方式，本发明可以实现利用多通阀10在电池换热回路、空调换热回路、电机换热回路实现选择性的连通/关断，以此满足不同应用场景下的热管理回路控制，并且本发明使用更少数量的阀件，减少阀件的接头数量，满足整车在全工况下的热量高效利用。

具体而言，本发明通过合理的水回路布局及六通阀各出水口的连通设计，仅采用一个六通水阀实现电池热管理、电驱热管理、并跟乘客舱（空调热管理）共用一个PTC，比现有常用的八通阀、九通阀等系统更简洁，管路更少，布置更有利。

相比于现有的八通阀、九通阀等系统需要电驱创热和压缩机41创热对零部件的高要求，本发明避免低温下乘客舱只有压缩机41创热单一热源的问题，本发明可同时采用加热器14（PTC）制热和压缩机41创热，提升极低温系统的可靠性。

另一方面，本发明比现有的多通阀10（例如九通阀）加比例阀（例如比例三通阀）系统精简、控制简单、且保留了车头换热器43，因此本发明系统的制冷、制热均从环境一次换热，较比现有的多通阀10加比例阀系统二次换热效率高。

参照图3，本发明进一步公开了上述系统的12个工作模式，即12种不同环境温度、电芯温度下的工作模式，每一个工作模式对应了多通阀10的一种导通关系以及相对应的制冷剂、冷却液流动路径。

高温环境场景I

参照图2、图3和图4，该场景下，乘客舱高温，空调箱15制冷，电池模组21均温，电控电驱模组散热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式A，即第二阀口、第六阀口连通，第四阀口、第五阀口连通。水泵33根据电驱电控模组31的水温进行功率控制，以此进行电驱电控模组31的散热。水泵23根据电池模组21种电芯的温差进行功率控制，以此进行均温控制。乘客舱单温驱时，水泵12关闭，制冷剂回路40电磁阀46关闭，大口径电子膨胀阀45全开，大口径电子膨胀阀24关闭，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）开启，空调箱15通过蒸发器152进行乘客舱制冷。乘客舱双温区时，水泵12开启，暖风芯体151通过第二换热器13提供热源进行双温区控制。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在20-40℃左右，且环境温度在30-40℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图4的箭头所示。

高温环境场II

参照图2、图3和图5，该场景下，乘客舱高温，空调箱15及电池模组21制冷，电控电驱模组散热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式A，即第二阀口、第六阀口连通，第四阀口、第五阀口连通。水泵33根据电控电驱模组的水温进行功率控制，以此进行电控电驱模组的散热。水泵23最大功率运行，水泵12关闭。制冷剂回路40的电磁阀46关闭，大口径电子膨胀阀45全开，大口径电子膨胀阀24根据压缩机41吸气过热度控制开度，通过电池换热器22（chiller）冷却电池，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）开启，蒸发器152进行乘客舱制冷。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在40℃以上，且环境温度在30-40℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图5的箭头所示。

高温环境III

参照图2、图3和图6，该场景下，仅电池模组21制冷，电控电驱模组散热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式A，即第二阀口、第六阀口连通，第四阀口、第五阀口连通。水泵33根据电控电驱模组的水温进行功率控制，以此进行电控电驱模组的散热。水泵23最大功率运行，水泵12关闭。制冷剂回路40的电磁阀46关闭，大口径电子膨胀阀45全开，大口径电子膨胀阀24根据压缩机41吸气过热度控制开度，通过电池换热器22（chiller）冷却电池，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）关闭。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在40℃以上，且环境温度在30-40℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图6的箭头所示。

中温环境场景IV

参照图2、图3和图7，该场景下，乘客舱空调箱15除湿，电控电驱模组、电池模组21通过低温散热器32风冷。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式B，即第二阀口、第四阀口连通，第五阀口、第六阀口连通。水泵33根据电控电驱模组水温进行功率控制，以此进行电控电驱模组的散热。水泵23最大功率运行，此时系统中的电池模组21、电控电驱模组、低温散热器32串联，通过低温散热器32风冷电控电驱模组和电池模组21，不增加制冷剂回路40负荷。水泵12最大功率运行，制冷剂回路40电磁阀46关闭，大口径电子膨胀阀45半开，大口径电子膨胀阀24关闭，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）打开，第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱放热，蒸发器152对乘客舱进行吸热，实现乘客舱除湿。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在40℃以上，且环境温度在30-40℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图7的箭头所示。

中温环境场景V

参照图2、图3和图8，该场景下，乘客舱空调箱15除湿，电控电驱模组风冷，电池模组21均温。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式A，即第二阀口、第六阀口连通，第四阀口、第五阀口连通。水泵33根据电控电驱模组水温进行功率控制，以此进行电控电驱模组的散热。水泵23根据电芯温差进行功率控制，水泵12最大功率运行。制冷剂回路40电磁阀46关闭，大口径电子膨胀阀45半开，大口径电子膨胀阀24关闭，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）打开，第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱放热，蒸发器152对乘客舱进行吸热，实现乘客舱除湿。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在0-40℃左右，且环境温度在10-20℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图8的箭头所示。

低温环境场景VI

参照图2、图3和图9，该场景下，乘客舱空调箱15加热，电控电驱模组风冷，电池模组21均温。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式A，即第二阀口、第六阀口连通，第四阀口、第五阀口连通。此时，系统回路中的电控电驱模组与低温散热器32串联散热，水泵33根据电控电驱模组温度调节功率。同时，系统回路中的电池模组21与电池换热器22（chiller）串联，水泵23根据电池模组21的电芯温差调节功率。水泵12全功率开启，通过第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱进行加热。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46开启，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）和大口径电子膨胀阀24关闭。当热泵能力能满足乘客舱制热需求时，乘客舱制热全部采用外界环境的热泵系统。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在10-40℃左右，且环境温度在0℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图9的箭头所示。

低温环境场景VII

参照图2、图3和图10，该场景下，乘客舱空调箱15加热，电控电驱模组加热电池模组21。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式C，即第一阀口、第四阀口连通，第五阀口、第六阀口连通。此时，系统回路中电控电驱模组与电池模组21串联，电控电驱模组余热加热电池模组21，水泵33根据电控电驱模组温度调节功率。同时，系统回路中电池模组21与电池换热器22（chiller）串联，水泵23全功率运行。水泵12全功率开启，通过第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱进行加热。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46开启，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）和大口径电子膨胀阀24关闭，乘客舱制热全部采用外界环境吸热热泵系统。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在0-10℃左右，且环境温度在0℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图10的箭头所示。

低温环境场景VIII

参照图2、图3和图11，该场景下，单电池模组21加热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式D，即第二阀口、第六阀口连通，第三阀口、第四阀口连通。此时，系统回路中电控电驱模组与第二换热器13串联，且电控电驱模组与低温散热器32串联，水泵33根据电控电驱模组温度调节功率，水泵23全功率运行。水泵12全功率开启，通过第二换热器13吸热对电池模组21进行加热，压缩机41转速通过第二换热器13出口的压力控制。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46开启，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）和大口径电子膨胀阀24关闭，空调箱15鼓风机不开。当第二换热器13出水温度满足系统需求时，电池模组21制热全部采用外界环境吸热热泵系统；当第二换热器13出水温度不能满足系统需求时，电池模组21制热采用外界环境吸热热泵系统与加热器14（PTC）补热。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在-30-0℃左右，且环境温度在-20-10℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图11的箭头所示。

低温环境场景IX

参照图2、图3和图12，该场景下，乘客舱空调箱15和电池模组21同时加热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式D，即第二阀口、第六阀口连通，第三阀口、第四阀口连通。此时，系统回路中电控电驱模组与第二换热器13串联，且电控电驱模组与低温散热器32串联，水泵33根据电控电驱模组温度调节功率，水泵23全功率运行。水泵12全功率开启，通过第二换热器13吸热对电池模组21进行加热，压缩机41转速通过水冷凝器出口压力控制。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46开启，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）和大口径电子膨胀阀24关闭，空调箱15鼓风机打开，通过第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱进行加热。当第二换热器13出水温度能满足系统需求时，电池模组21制热和乘客舱全部采用外界环境吸热热泵系统；当第二换热器13出水温度不能满足系统需求时，电池模组21制热和乘客舱采用外界环境吸热热泵系统加加热器14（PTC）补热。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在-30-0℃左右，且环境温度在0℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图12的箭头所示。

低温环境场景X

参照图2、图3和图13，该场景下，电池模组21储热，通过热泵回收进行乘客舱加热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式A，即第二阀口、第六阀口连通，第四阀口、第五阀口连通。此时，系统回路中电控电驱模组与第二换热器13串联，且电控电驱模组与低温散热器32串联，水泵33根据电控电驱模组温度调节功率，水泵23根据电池模组21进水温度进行工况控制。水泵12全功率开启，通过第二换热器13吸热，压缩机41转速通过第二换热器13出口的压力控制。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46关闭，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）关闭，EXV2（Electronic Expansion Valve，电子膨胀阀）开，制冷剂通过车头换热器43从环境吸热后再进入电池换热器22（chiller）对电池模组21进行吸热，空调箱15鼓风机打开，通过第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱进行加热，乘客舱制热采用外界环境吸热和电池模组21储热吸热热泵系统。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在10-30℃左右，且环境温度在-30-0℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图13的箭头所示。

低温环境场景XI

参照图2、图3和图14，该场景下，电控电驱模组余热通过热泵回收，以此进行乘客舱加热。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式C，即第一阀口、第四阀口连通，第五阀口、第六阀口连通。此时，系统回路中电控电驱模组与电池换热器22（chiller）串联并旁通低温散热器32，水泵33根据电控电驱模组温度调节功率，水泵23根据电池模组21进水温度进行工况控制。水泵12全功率开启，通过第二换热器13吸热，压缩机41转速通过水冷凝器出口的压力控制。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46关闭，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）关闭，EXV2开，制冷剂通过车头换热器43从环境吸热后再进入电池换热器22（chiller）对电池模组21进行吸热，空调箱15鼓风机打开，通过第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱进行加热，乘客舱制热采用外界环境吸热和电控电驱模组余热吸热热泵系统。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在-30-10℃左右，且环境温度在-20-0℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图14的箭头所示。

极低温环境场景XII

参照图2、图3和图15，该场景下，加热器14（PTC）低压补热、热泵创热，两者同时加热乘客舱和电池模组21。

该场景下，六通阀采用如图2所示的模式E，即第二阀口、第六阀口连通，第三阀口、第五阀口同时与第四阀口连通。水泵33根据电控电驱模组温度调节功率，水泵23全功率运行。水泵12全功率开启，经过加热器14（PTC）加热后的冷却液进入暖风芯体151加热乘客舱后，通过第一换热器11将热量带入电池换热器22（chiller），热泵系统通过电池换热器22（chiller）回收热量进行热泵运行。此工作模式在车头换热器43无法吸热的极低温情况下，通过加热器14（PTC）的低压补热使压缩机41可以运行，整个系统的制热能力为加热器14（PTC）的功率加压缩机41的功率，通过加热器14（PTC）补热可使得极低温下压缩机41从无法运行至可以运行，增加了热管理系统的制热能力。通过第二换热器13吸热，压缩机41转速通过第二换热器13出口的压力控制。大口径电子膨胀阀45根据第二换热器13出口过冷度进行开度控制，电磁阀46关闭，电磁热力膨胀阀（SO-TXV）关闭，EXV2全开，制冷剂通过车头换热器43但不吸热，之后再进入电池换热器22（chiller）对加热器14（PTC）热量进行回收，空调箱15鼓风机打开，通过第二换热器13吸热至暖风芯体151对乘客舱进行加热，乘客舱和电池模组21制热采用加热器14（PTC）和压缩机41创热进行加热。

该场景的控制模式适用于电池模组21的电芯温度在-30-10℃左右，且环境温度在-30--20℃左右。该场景下制冷剂、冷却液的流动路径如图15的箭头所示。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (12)

1.一种整车热管理系统，包括多通阀、电池模组、第一换热器、第二换热器、加热器、空调箱，其特征在于：

所述多通阀连通车辆的电池换热回路、空调换热回路和电机换热回路，其中所述电池换热回路包括电池模组，所述空调换热回路包括第二换热器、加热器和空调箱；

所述第一换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

所述第二换热器，所述第二换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口；

所述多通阀的一号阀口连接电池模组，所述电池模组连接第一换热器的第二接口，所述第一换热器的第一接口连接多通阀的二号阀口，所述第一换热器的第三接口连接第二换热器的第一接口，所述第二换热器的第二接口依次连接加热器、空调箱的暖风芯体后再连接至第一换热器的第四接口。

2.如权利要求1所述的整车热管理系统，其特征在于：

所述多通阀的一号阀口和电池模组之间连接第一水泵；

所述空调箱的暖风芯体和第一换热器的第四接口之间连接第二水泵。

3.如权利要求1或2所述的整车热管理系统，其特征在于：

所述第一换热器是水水换热器，所述水水换热器对其第一接口、第二接口、第三接口和第四接口流入的冷却液进行热交换；

所述第二换热器是水冷冷凝器，所述水冷冷凝器还包括流通制冷剂的第三接口和第四接口，所述水冷冷凝器的第一接口、第二接口内流通的冷却液与水冷冷凝器的第三接口、第四接口内流通的制冷剂进行热交换。

4.如权利要求3所述的整车热管理系统，其特征在于，还包括压缩机、气液分离器、车头换热器：

所述第二换热器的第三接口连接所述车头换热器的第一端，所述第二换热器的第四接口连接压缩机；

所述车头换热器的第二端连接空调箱的蒸发器的第一端，所述蒸发器的第二端连接气液分离器的入口，所述气液分离器的出口连接压缩机。

5.如权利要求4所述的整车热管理系统，其特征在于，还包括电池换热器：

所述电池换热器包括流通冷却液的第一接口和第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口；

所述电池换热器的第一接口连接多通阀的三号阀口，所述电池换热器的第二接口连接电池模组以及第一换热器的第二接口；

所述电池换热器的第三接口连接空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热器的第二端，所述电池换热器的第四接口连接空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口；

电池换热器的第三接口、空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热气的第二端通过电磁阀与电池换热器的第四接口、空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口相连接。

6.一种整车热管理系统，包括六通阀、电池换热回路、空调换热回路和电机换热回路，其特征在于：

所述六通阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口、第五阀口、第六阀口，其中，所述第一阀口、第二阀口和第六阀口连接电机换热回路，第三阀口、第四阀口和第五阀口连接电池换热回路，并且第三阀口同时还连接空调换热回路。

7.如权利要求6所述的整车热管理系统，其特征在于，还包括第一换热器：

所述第一换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口和第二接口连通电池换热回路，所述第三接口和第四接口连通空调换热回路。

8.如权利要求7所述的整车热管理系统，其特征在于：

所述电池换热回路还包括电池模组；

所述空调换热回路还包括第二换热器、加热器、空调箱，其中所述第二换热器包括流通冷却液的第一接口、第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口；

第一换热器的第一接口连接所述六通阀的第三阀口，第一换热器的第二接口连接电池模组，电池模组进一步连接至六通阀的第四阀口；

第一换热器的第三接口连接第二换热器的第一接口，第二换热器的第二接口依次连接加热器、空调箱的暖风芯体后再连接至第一换热器的第四接口。

9.如权利要求8所述的整车热管理系统，其特征在于，还包括压缩机、气液分离器、车头换热器：

所述第二换热器的第三接口连接所述车头换热器的第一端，所述第二换热器的第四接口连接压缩机；

所述车头换热器的第二端连接空调箱的蒸发器的第一端，所述蒸发器的第二端连接气液分离器的入口，所述气液分离器的出口连接压缩机。

10.如权利要求9所述的整车热管理系统，其特征在于，还包括电池换热器：

所述电池换热器包括流通冷却液的第一接口和第二接口，以及流通制冷剂的第三接口和第四接口；

所述电池换热器的第一接口连接六通阀的第五阀口，所述电池换热器的第二接口连接电池模组以及第一换热器的第二接口；

所述电池换热器的第三接口连接空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热器的第二端，所述电池换热器的第四接口连接空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口；

电池换热器的第三接口、空调箱的蒸发器的第一端以及车头换热气的第二端通过电磁阀与电池换热器的第四接口、空调箱的蒸发器的第二端以及气液分离器的入口相连接。

11.如权利要求6所述的整车热管理系统，其特征在于：

所述电机换热回路包括低温散热器和电驱电控模组；

所述六通阀的第一阀口和第二阀口连接低温散热器的第一端和第二端；

所述六通阀的第一阀口和第六阀口连接电驱电控模组的第一端和第二端。

12.如权利要求11所述的整车热管理系统，其特征在于：

所述六通阀的第六阀口和电驱电控模组的第二端之间连接第三水泵。

Images