CN115320325A - 热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热管理系统，在所述制热模式下，所述第一节流装置的出口与所述第一换热部的入口连通，在所述第一制热除湿模式下，所述第一换热部的出口和所述第二换热器的出口均与所述第二节流装置的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热。本申请的热管理系统，第一制热除湿模式下，制冷剂通过第一换热器向冷却液系统释放热量；制热模式下，制冷剂通过第一换热器从冷却液系统获取热量，也即制热模式和第一制热除湿模式均通过第一换热器换热，可简化热管理系统的结构。

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。

相关热管理系统中，使用液冷换热器替代风冷室外换热器，利用液冷换热器实现制冷剂与冷却液的热交换，然后通过低温水箱与大气环境热交换。制热除湿模式下，液冷换热器与室内冷凝器并联连通，液冷换热器分担室内冷凝器的一部分热量，可调节乘客舱换热效果，但制热模式下，制冷剂不能流经液冷换热器，需要使用另外的余热回收器从冷却液获取热量，使得热管理系统较为复杂，发明人认为有改进的需求。

发明内容

鉴于相关技术存在的上述问题，本申请提供了一种结构简单的热管理系统。

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，其包括：第一换热器，所述第一换热器包括相互分隔的第一换热部和第二换热部；所述热管理系统包括制冷剂系统和冷却液系统，制冷剂系统包括压缩机、第一换热部、第二换热器、第三换热器、第一节流装置及第二节流装置，所述冷却液系统包括第二换热部；

所述热管理系统具有制热模式和第一制热除湿模式，在所述制热模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二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，所述第一节流装置的入口与所述第二换热器的出口连通，所述第一节流装置的出口与所述第一换热部的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热；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、所述第三换热器以及所述第二节流装置连通且流通制冷剂，所述第二节流装置处于节流状态，所述压缩机的出口分别与所述第一换热部的入口和所述第二换热器的入口连通，所述第一换热部的出口和所述第二换热器的出口均与所述第二节流装置的入口连通，所述第二节流装置的出口与所述第三换热器的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热。

本申请的热管理系统，第一制热除湿模式下，制冷剂通过第一换热器向冷却液系统释放热量；制热模式下，制冷剂通过第一换热器从冷却液系统获取热量，也即制热模式和第一制热除湿模式均通过第一换热器换热，可简化热管理系统的结构。

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制冷模式的示意图；

图3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4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5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6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7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8是本申请的热管理系统一实施例的化霜模式的示意图；

图9是本申请的热管理系统一实施例的第一电池加热模式的示意图；

图10是本申请的热管理系统一实施例的第二电池加热模式的示意图；

图11是本申请的热管理系统一实施例的第一电池快速制冷模式的示意图；

图12是本申请的热管理系统一实施例的第二电池快速制冷模式的示意图；

图13是本申请的热管理系统另一实施例的示意图。

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，热管理系统包括第一换热器6和第五换热器7，两个换热器均为液冷换热器，液冷换热器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。第一换热器6包括第一换热部61和第二换热部62，第五换热器7包括第三换热部71和第四换热部72，第一换热器6和第五换热器7分别用于制冷剂与冷却液进行热交换。第一换热器6和第五换热器7可以相同，也可以不同。

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。其中，第一换热部61的流道和第三换热部71的流道连接于制冷剂系统，第二换热部62的流道和第四换热部72的流道连接于冷却液系统。

需要解释的是，这里的“第一换热部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61，制冷剂系统中的制冷剂能够流入以及流出第一换热部61的流道，第一换热部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。第三换热部71的流道连接于制冷剂系统，第二换热部62的流道和第四换热部72的流道连接于冷却液系统，参考上述解释。

本实施例中，制冷剂系统包括压缩机1、第一换热部61、第三换热部71、第二换热器101、第三换热器102、若干节流装置和若干阀装置，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。

在一些其他实施例中，制冷剂系统还设有气液分离器5，气液分离器5设置于压缩机1的入口前，对进入压缩机1前的制冷剂进行气液分离，减少压缩机1被液击的可能性。为便于理解，下文以未设置气液分离器5为例进行描述。

节流装置具有节流状态、全通状态和截止状态中的至少两个。当节流装置处于全通状态时，节流装置用作管路，制冷剂从节流装置的入口流向出口。当节流装置处于节流状态时，制冷剂从节流装置的入口流向出口，流经节流装置的制冷剂降温降压。当节流装置处于截止状态时，节流装置的入口和出口不连通，节流装置所在支路无制冷剂流动。可选的，节流装置为电子膨胀阀、热力膨胀阀和双向全通电子膨胀阀中的一种。若干节流装置包括第一节流装置4、第二节流装置2及第三节流装置3，其中，第二节流装置2和第三节流装置3具有节流状态和截止状态，第一节流装置4具有全通状态、截止状态及节流状态。具体地，第一节流装置4包括相互并联设置的单向单元41和节流单元42，单向单元41具有单向全通状态和反向截止状态，节流单元42具有截止状态和节流状态。若节流单元42处于截止状态，制冷剂不能从第二换热器101流入第一换热部61。

阀装置具有截止状态和全通状态，若阀装置处于截止状态，阀装置所在支路无制冷剂流动；若阀装置处于全通状态，阀装置所在支路可以有制冷剂流动。可选的，阀装置为截止阀。若干阀装置包括第一阀装置8、第二阀装置9及第三阀装置10。

在一些其他实施例中，第一节流装置4、第二节流装置2及第三节流装置3可以为其他类型的阀件，或者分别为至少两个阀件的组合，只要具有上述工作状态即可，本申请不予限制。

压缩机1的出口与第一阀装置8的一端口以及第二阀装置9的一端口连接，第一阀装置8的另一端口与第三阀装置10的一端口及第一换热部61的一端口连接，第一换热部61的另一端口与第一节流装置4的一端口连接，第二阀装置9的另一端口与第二换热器101的一端口连接。第二换热器101的另一端口与第一节流装置4的另一端口、第二节流装置2的一端口及第三节流装置3的一端口连接。第二节流装置2的另一端口与第三换热器102的一端口连接，第三节流装置3的另一端口与第三换热部71的一端口连接。第三阀装置10的另一端口、第三换热器102的另一端口以及第三换热部71的另一端口均与压缩机1的入口连接。

本实施例中，冷却液系统包括第一泵11、第二泵15、第四换热器103、电池换热装置105、电机换热装置104、加热装置106、第一多通装置12、第二多通装置14、第三多通装置13、第一管路17以及第二管路16，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。

第一泵11和第二泵15用于为冷却液系统中的冷却液的流动提供动力。可选的，第一泵11和第二泵15为电子水泵，两个泵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。

第一多通装置12包括第一接口121、第二接口122、第三接口123以及第四接口124，第一多通装置12具有第一工作状态和第二工作状态，根据系统需求可以在两种工作状态之间切换。第一多通装置12处于第一工作状态，第一接口121与第二接口122连通，第三接口123与第四接口124连通。第一多通装置12处于第二工作状态，第一接口121与第四接口124连通，第二接口122与第三接口123连通。可选的，第一多通装置12为四通阀。

第二多通装置14包括第五接口141、第六接口142以及第七接口143，第二多通装置14处于工作状态时，第五接口141、第六接口142以及第七接口143中的至少两个连通。第三多通装置13包括第八接口131、第九接口132以及第十接口133，第三多通装置13处于工作状态时，第八接口131、第九接口132以及第十接口133中的至少两个连通。可选的，第二多通装置14和第三多通装置13为三通阀。

电池换热装置105用于对电池进行热管理。可选的，电池换热装置105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。电机换热装置104用于对电机进行热管理。可选的，电机换热装置104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。加热装置106用于加热冷却液，可选的，加热装置106为PTC加热器。第一管路17和第二管路16均为内部中空的管件，可用于旁通某些部件。

冷却液系统包括电池支路和电机支路，电池支路包括第二泵15、第二多通装置14、第四换热部72、电池换热装置105、加热装置106及第一管路17，电机支路包括第一泵11、第二换热部62、电机换热装置104、第四换热器103、第三多通装置13以及第二管路16。

在电池支路中，第二泵15的入口与第二接口122连接，第二泵15的出口与第六接口142连接，第五接口141与电池换热装置105的一端口连接，第七接口143与第一管路17的一端口连接。电池换热装置105的另一端口和第一管路17的另一端口与第四换热部72的入口连接，第四换热部72的出口与加热装置106的入口连接，加热装置106的出口与第一接口121连接。通过调节第二多通装置14的工作状态，可以选择接入电池换热装置105和第一管路17中的至少一个。可选的，第二多通装置14是三通比例阀，当同时接入电池换热装置105和第一管路17时，可以调节两个支路的流量比例。

在电机支路中，第一泵11的入口与第四接口124连接，第一泵11的出口与电机换热装置104的一端口连接，电机换热装置104的另一端口与第九接口132连接。第八接口131与第二管路16的一端口连接，第十接口133与第四换热器103的一端口连接，第二管路16的另一端口与第四换热器103的另一端口与第二换热部62的一端口连接，第二换热部62的另一端口与第三接口123连接。可选的，第三多通装置13是三通比例阀，当同时接入第四换热器103和第二管路16时，可以调节两个支路的流量比例。

通过切换第一多通装置12的工作状态，使得电池支路和电机支路串联或并联。具体地，当第一多通装置12处于第一工作状态，电池支路和电机支路并联，形成各自独立的两个小回路；当第一多通装置12处于第二工作状态，电池支路与电机支路串联，形成相互连通的一个大回路。

在一些其他实施例中，上述第一多通装置12、第二多通装置14以及第三多通装置13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、阀装置、比例阀或者其组合等。

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，第二换热器101和第三换热器102设置于空调箱内，第二换热器101和第三换热器102用于与空调箱中的空气热交换，调节乘客舱的温度。第二换热器101相对第三换热器102位于空气流的下游侧，空调箱内设有风机，用于引导空调箱内的空气的流动。第四换热器103设置于汽车前进气格栅附近，设有风扇装置用于引导空气的流动。第四换热器103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。压缩机1和气液分离器5设置于驾驶室的前方机腔内。第二换热器101、第三换热器102及第四换热器103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。

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。

参照图2，在环境温度较高的情况下，乘客舱或电池有冷却需求，热管理系统处于制冷模式。当乘客舱和电池均有冷却需求时，压缩机1开启，第一阀装置8和第一节流装置4处于全通状态，第二节流装置2和第三节流装置3处于节流状态，第二阀装置9和第三阀装置10处于截止状态。第一泵11和第二泵15开启，第一多通装置12处于第一工作状态，第五接口141与第六接口142连通，第九接口132与第十接口133连通，加热装置106处于关闭状态，用作管路。压缩机1的出口、第一换热部61、第一节流装置4、第二节流装置2、第三换热器102、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1的出口、第一换热部61、第一节流装置4、第三节流装置3、第三换热部71、压缩机1的入口顺次连通。第一泵11的出口、电机换热装置104、第四换热器103、第二换热部62、第一泵11的入口顺次连通。第二泵15的出口、电池换热装置105、第四换热部72、加热装置106、第二泵15的入口顺次连通。

具体地，压缩机1排出的高温高压的制冷剂流入第一换热部61，在第一换热器6中，第一换热部61内的制冷剂向第二换热部62内的冷却液释放热量，通过冷却液循环流动，在第四换热器103处将热量释放至大气环境中。然后，制冷剂流经处于全通状态的第一节流装置4后，分成两路：一路流经处于节流状态的第二节流装置2，降温降压后的制冷剂流入第三换热器102，制冷剂与空调箱中的空气换热从而实现乘客舱冷却；另一路流经处于节流状态的第三节流装置3，降温降压后的制冷剂流入第三换热部71，在第五换热器7中，第三换热部71内的制冷剂从第四换热部72内的冷却液中吸收热量，冷却液循环流动从而实现电池的冷却。从第三换热器102和第三换热部71流出的制冷剂流入压缩机1再次被压缩，如此循环。冷却液循环流动时，将电机的热量也带到第四换热器103处，从而实现电机的冷却。

当仅电池有冷却需求时，热管理系统连接状态与上述连接状态相似，区别在于：第二节流装置2处于截止状态。

当仅乘客舱有冷却需求时，热管理系统连接状态与上述连接状态相似，区别在于：第三节流装置3处于截止状态，第一泵11关闭。

如图3至图5所示，当环境温度较低的情况下，乘客舱有制热需求，热管理系统处于制热模式，根据电池、电机以及大气环境的状态，可选择从大气环境、加热装置106、电机以及电池中的至少一个获取热量。

当电机余热充足时，热管理系统运行第一制热模式，参照图3，压缩机1开启，第一阀装置8、第二节流装置2及第三节流装置3处于截止状态，第二阀装置9和第三阀装置10处于全通状态，第一节流装置4处于节流状态。第一泵11开启，第一多通装置12处于第一工作状态，第八接口131与第九接口132连通。压缩机1的出口、第二换热器101、第一节流装置4、第一换热部61、压缩机1的入口顺次连通。第一泵11的出口、电机换热装置104、第二换热部62、第一泵11的入口顺次连通。第二换热器101内的制冷剂与空调箱中的空气换热从而实现乘客舱制热。冷却液循环流动，将电机换热装置104处的热量带至第二换热部62，在第一换热器6中，第一换热部61内的制冷剂从第二换热部62内的冷却液吸收热量，实现电机余热回收。

当电池也有余热或者电池需要加热时，热管理系统可以运行第二制热模式，参照图4，热管理系统连接状态与第一制热模式的连接状态相似，区别在于：第一多通装置12处于第二工作状态，第二泵15开启，第五接口141与第六接口142连通，或第五接口141、第六接口142及第七接口143连通。至少一部分冷却液流经电池换热装置105，从而实现电池的加热或者实现电池的余热回收。通过第一换热器6从冷却液系统获取热量。当热量不足时，可以开启加热装置106辅热。当第五接口141、第六接口142及第七接口143连通，调节第二多通装置14的导通比例，从而调节电池换热装置105和第一换热器6的换热效果。

在一些其他实施例中，当电池没有余热，电机热量也不足时，热管理系统在第二制热模式的基础上，将第二多通装置14设置成第六接口142与第七接口143连通，加热装置106开启，通过第一换热器6从加热装置106获取热量。

当大气环境热量充足时，热管理系统可以运行第三制热模式，参照图5，热管理系统连接状态与第一制热模式的连接状态相似，区别在于：第九接口132与第十接口133连通。通过第四换热器103从大气环境获取热量，通过第一换热器6从冷却液系统获取热量。

当环境温度较低且湿度较高的情况下，挡风玻璃容易起雾，具有安全隐患，乘客舱有制热和除湿的需求，参照图6和图7，热管理系统处于制热除湿模式。

在春秋季，乘客舱的制热需求较低时，热管理系统处于第一制热除湿模式。参照图6，压缩机1开启，第三阀装置10和第三节流装置3处于截止状态，第一节流装置4、第一阀装置8和第二阀装置9处于全通状态，第二节流装置2处于节流状态。第一泵11开启，第一多通装置12处于第一工作状态，第九接口132与第十接口133连通。压缩机1的出口、第二换热器101、第二节流装置2、第三换热器102、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1的出口、第一换热部61、第一节流装置4、第二节流装置2、第三换热器102、压缩机1的入口顺次连通。第一泵11的出口、电机换热装置104、第四换热器103、第二换热部62、第一泵11的入口顺次连通。压缩机1流出的制冷剂分为两路，一路流向第二换热器101，第二换热器101内的制冷剂与空调箱中的空气换热从而实现乘客舱制热；另一路流向第一换热部61，在第一换热器6中，第一换热部61内的制冷剂向第二换热部62内的冷却液中释放热量，冷却液循环流动，第四换热器103向大气环境释放热量。使用第一换热器6分担第二换热器101处的热量，在压缩机1的转速不可在调节的情况下，乘客舱的温度仍然可调节，热管理系统的调节灵活度较高，适用场景丰富。

当乘客舱的制热需求逐渐增加时，热管理系统切换至第二制热除湿模式。参照图6，热管理系统连接状态与第一制热除湿模式的连接状态相似，区别在于：第一节流装置4处于节流状态，第一阀装置8处于截止状态，第三阀装置10处于全通状态。在第二制热模式下，可以调节冷却液系统的连接状态，通过第一换热器6从电机、电池、大气环境及加热装置106中的至少一个获取热量。

在一些其他实施例中，在第一制热除湿模式的基础上，将第一节流装置4切换至截止状态，热管理系统内循环状态，实现制热除湿。

在制热除湿模式下，第二换热器101和第三换热器102均与乘客舱内的空气热交换，由于第二换热器101位于第三换热器102的下风侧，潮湿的空气先流经第三换热器102，遇冷空气中的水分析出，空气被干燥。干燥后的空气再流经第二换热器101，空气被加热，升温后的干燥空气进入乘客舱实现制热除湿的效果。需要理解的是，根据乘客舱的制热需求，热管理系统可以直接运行第一制热除湿模式、第二制热除湿模式以及其他制热除湿模式中的一个，不需要先运行第一制热除湿模式，再进行切换，上述描述只是为了便于理解模式间的差异，不限制热管理系统的控制方式。

车辆以制热模式工作一段时间后，由于外界环境温度较低湿度较大，第四换热器103可能会有结霜的现象产生，此时需要运行化霜模式，用于避免或延缓第四换热器103结霜，或用于给第四换热器103化霜，但是外界环境温度较低，因此要确保乘客舱的制热效果。

参照图8，压缩机1开启，第三阀装置10和第二节流装置2处于截止状态，第一节流装置4、第一阀装置8和第二阀装置9处于全通状态，第三节流装置3处于节流状态。第一泵11和第二泵15开启，第一多通装置12处于第一工作状态，第六接口142与第七接口143连通，第九接口132与第十接口133连通，加热装置106开启。压缩机1流出的制冷剂分为两路，一路流向第二换热器101，第二换热器101内的制冷剂与空调箱中的空气换热从而实现乘客舱制热；另一路流向第一换热部61，在第一换热器6中，第一换热部61内的制冷剂向第二换热部62内的冷却液中释放热量，冷却液循环流动，避免或延缓第四换热器103结霜，或用于给第四换热器103化霜。加热装置106加热冷却液，冷却液循环流动，在第五换热器7中，第三换热部71内的制冷剂从第四换热部72中的冷却液中吸收热量。

在一些其他实施例中，当制冷剂系统的热量仅能供乘客舱制热，或者电机的余热充足时，将第一节流装置4切换至截止状态，使用电机余热避免或延缓第四换热器103结霜，或用于给第四换热器103化霜。

由于电池的特性，电池需要工作在适宜的温度区间，电池温度过高和过低都会影响电池性能。尤其是在给电池充电时，电池温度过低充不进去电，电池温度过高还会有安全隐患，因此需要对电池进行热管理。

当电池温度过低，且车内没人时，热管理系统运行第一电池加热模式，参照图9，压缩机1开启，第二阀装置9、第三阀装置10和第三节流装置3处于截止状态，第一节流装置4和第一阀装置8处于全通状态，第二节流装置2处于节流状态。第一泵11和第二泵15开启，第一多通装置12处于第二工作状态，第五接口141与第六接口142连通，第八接口131与第九接口132连通。在第一换热器6中，第一换热部61内的制冷剂向第二换热部62内的冷却液中释放热量，冷却液循环流动，实现电池的加热。由于车内没人，第三换热器102处，制冷剂可以从空调箱的空气中吸收热量。当热量不足时，可以开启加热装置106辅热。

需要理解的是，第一电池加热模式也用作乘客舱余热回收模式。具体地，车辆行驶一段时间，由于环境温度较低，因此需要开启制热模式满足乘客的采暖需求，当乘客下车后需要通风换气，车内热量就会被浪费掉，因此在换气前开启第一电池加热模式，将乘客舱的热量回收到电池中储存起来。当车辆再次行驶时，制热模式下从电池吸收热量，减少加热装置106的使用，节省电量，提升能效。

若车内有人，则不能再从空调箱的空气中吸热，会使车内乘客感到不舒适。需运行第二电池加热模式，参照图10，关闭压缩机1，第一多通装置12处于第一工作状态，加热装置106加热冷却液，通过冷却液的循环流动实现电池的加热。若电机有余热，第一多通装置12处于第二工作状态，第八接口131与第九接口132连通，回收利用电机余热。

若乘客舱有加热需求，则将制冷剂系统的连接状态切换至制热模式的制冷剂系统的连接状态，第二换热器101释放热量实现乘客舱制热，通过第一换热器6从冷却液中获取热量。也可以将第三节流装置3切换至节流状态，通过第五换热器7从冷却液中获取热量。

当电池温度过高，且车内没人时，例如车内无人快充状态，热管理系统运行第一电池快速制冷模式，参照图11，压缩机1开启，第三阀装置10和第二节流装置2处于截止状态，第一节流装置4、第二阀装置9和第一阀装置8处于全通状态，第三节流装置3处于节流状态。第一泵11和第二泵15开启，第一多通装置12处于第一工作状态，第五接口141与第六接口142连通，第九接口132与第十接口133连通。从压缩机1流出的制冷剂分为两路：一路流入第二换热器101，由于车内没人，向乘客舱释放热量；另一路流入第一换热部，通过第一换热器向电机支路释放热量，电机支路热量通过第四换热器释放至大气环境。在该模式下，第一换热器6和第二换热器101均释放热量，使得流向第三节流装置3的制冷剂温度较低，经第三节流装置3节流后的制冷剂温度较低，从而能够较快的实现电池冷却。

在一些其他实施例中，热管理系统还可以运行第二电池快速制冷模式，参照图12，压缩机1开启，第一阀装置8和第二节流装置2处于截止状态，第二阀装置9和第三阀装置10处于全通状态，第一节流装置4和第三节流装置3处于节流状态。第一泵11和第二泵15开启，第一多通装置12处于第二工作状态，第五接口141与第六接口142连通，第八接口131与第九接口132连通。由于车内没人，第二换热器101处向乘客舱释放热量。从第二换热器101流出的制冷剂分为两路：一路流经处于节流状态的第一节流装置4后，流入第一换热部61；另一路流经处于节流状态的第三节流装置3后，流入第三换热部71。在该模式下，第一换热器6和第五换热器7均从冷却液中吸收热量，使得冷却液的温度较低，从而能够较快的实现电池冷却。

若车内有人，则不能再向空调箱的空气中放热，会使车内乘客感到不舒适。需运行制冷模式，参照图2，根据车内是否有冷却需求，调节热管理系统状态。

当仅电机和电池有散热需求时，压缩机1关闭，热管理系统运行散热模式，压缩机1关闭，制冷剂系统不运行，通过第四换热器103与大气环境换热，冷却液温度降低，冷却液循环流动从而实现电池和电机的散热。

在一些其他实施例中，第一节流装置4和第二阀装置9中的至少一个替换为具有流量调节功能的部件，当压缩机1的出口同时与第一换热部61和第二换热器101连通时，并使具有流量调节功能的部件处于流量调节状态，可以实现两个支路的流量比例调节。

根据本申请的热管理系统另一个具体实施例，参照图13，本实施例与第一个具体实施例基本相同，其区别在于：制冷剂系统不设置第一阀装置8、第二阀装置9及第三阀装置10，但设置有第四多通装置18、第四阀装置19和第五阀装置20。本实施例的热管理系统在各个工况下的连接状态与上述具体实施例基本相同，下面针对区别之处进行举例说明，相同之处参考上述实施例的相关描述。

第四多通装置18包括第一连接口181、第二连接口182、第三连接口183以及第四连接口184，第四多通装置18具有第一工作方式和第二工作方式，第四多通装置18可以在两种模式间切换。第四多通装置18处于第一工作方式，第一连接口181和第二连接口182连通，第三连接口183和第四连接口184连通；第四多通装置18处于第二工作方式，第一连接口181和第四连接口184连通，第二连接口182和第三连接口183连通。

第五阀装置20的一端口与压缩机1的出口和第一连接口181连接，第五阀装置20的另一端口与第二连接口182和第二换热器101的入口连接。第三连接口183与第四阀装置19的一端口连接，第四阀装置19的另一端口与压缩机1的入口、第三换热器102的出口以及第三换热部71的出口连接。第四连接口184与第一换热部61的一端口连接，第一换热部61的另一端口与第一节流装置4的一端口连接。

本实施例中，第四阀装置19和第五阀装置20为截止阀，具有截止状态和全通状态。

本实施例中，可通过第四多通装置18、第四阀装置19和第一节流装置4控制是否有制冷剂流经第一换热部61，且控制第一换热器6用作蒸发器还是冷凝器。具体地，当第一节流装置4和第四阀装置19均处于截止状态，没有制冷剂流经第二支路；当第四多通装置18处于第二工作方式，若第一节流装置4不处于截止状态，压缩机1排出的制冷剂可以流入第一换热部61，第一换热器6用作冷凝器；当第四多通装置18处于第一工作方式，第四阀装置19处于全通状态，若第一节流装置4不处于截止状态，从第二换热器101流出的制冷剂可以流入第一换热部61，第一换热器6用作蒸发器。

在一些其他实施例中，第五阀装置20为流量比例阀，当第一换热器6与第二换热器101并联连通设置时，通过第五阀装置20调节两个支路的制冷剂的流量比例，从而控制换热效果。

本实施例中，当第一换热器6与第二换热器101并联连通设置时，第四多通装置18处于第二工作方式，第四阀装置19需处于截止状态，防止从压缩机1流出的制冷剂直接回到压缩机1的入口。

在一些其他实施例中，通过对第四多通装置18结构的设计，使得第四多通装置18处于第二工作方式时，第一连接口181和第四连接口184连通，但第二连接口182和第三连接口183不连通，此时，可以不设置第四阀装置19，第三连接口183与压缩机1的入口、第三换热器102的出口以及第一换热部61的出口连接。

在本申请中，第二阀装置9或第五阀装置20设置于第二换热器101的入口侧，在制冷模式下，第二阀装置9或第五阀装置20处于截止状态，使压缩机1的出口与第二换热器101之间断开，第二换热器101的出口连接于第一换热部61的出口后，此处制冷剂温度已经较低，因此可以较好的改善热辐射的问题，从而确保制冷效果，提升乘客舱舒适性。

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。

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6、第二换热器101、第三换热器102、第五换热器7、第四换热器103、电机以及电池的工作信息，可选的，工作信息包括温度和压力。控制器与压缩机1、空调箱内的风机、进气格栅处的风扇装置、多个节流装置、多个阀装置、多个泵、多个多通装置以及多个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。控制器可用于对热管理系统的部件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。可选的，交互装置可以为电动汽车的控制面板。空调运行模式上述热管理系统的工作模式，上述工作模式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：第一换热器，所述第一换热器包括相互分隔的第一换热部和第二换热部；

所述热管理系统包括制冷剂系统和冷却液系统，制冷剂系统包括压缩机、第一换热部、第二换热器、第三换热器、第一节流装置及第二节流装置，所述冷却液系统包括第二换热部；

所述热管理系统具有制热模式和第一制热除湿模式，在所述制热模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二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，所述第一节流装置的入口与所述第二换热器的出口连通，所述第一节流装置的出口与所述第一换热部的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热；

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、所述第三换热器以及所述第二节流装置连通且流通制冷剂，所述第二节流装置处于节流状态，所述压缩机的出口分别与所述第一换热部的入口和所述第二换热器的入口连通，所述第一换热部的出口和所述第二换热器的出口均与所述第二节流装置的入口连通，所述第二节流装置的出口与所述第三换热器的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热。

2.如权利要求1所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有制冷模式，在所述制冷模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第三换热器以及所述第二节流装置连通且流通制冷剂，所述第二节流装置处于节流状态，所述第一换热部的出口与所述第二节流装置的入口连通，所述第二节流装置的出口与所述第三换热器的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热。

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二制热除湿模式，在所述第二制热除湿模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第一节流装置以及所述第二节流装置连通且流通制冷剂，所述第一节流装置和所述第二节流装置处于节流状态，所述压缩机的出口与所述第二换热器的入口连通，所述第二换热器的出口分别与所述第一节流装置的入口和所述第二节流装置的入口连通，所述第一节流装置的出口与所述第一换热部的入口连通，所述第二节流装置的出口与所述第三换热器的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热。

4.如权利要求3所述的一种热管理系统，其特征在于，所述冷却液系统包括第一泵、第四换热器、电池换热装置及电机换热装置；

在所述制热模式和所述第二制热除湿模式下，所述第一泵和所述第二换热部与所述电池换热装置、所述电机换热装置以及所述第四换热器中的至少一个连通且流通冷却液。

5.如权利要求4所述的一种热管理系统，其特征在于，在所述第一制热除湿模式和所述制冷模式下，所述第一泵、所述第二换热部及所述第四换热器连通。

6.如权利要求4所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括第五换热器，所述第五换热器包括相互分隔的第三换热部和第四换热部，所述冷却液系统包括第二泵和所述第四换热部，所述制冷剂系统包括第三节流装置和所述第三换热部；

所述热管理系统具有第一电池快速制冷模式，在所述第一电池快速制冷模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第二换热器、所述第三换热部及所述第三节流装置连通且流通制冷剂，所述第一泵、所述第二换热部及所述第四换热器连通，所述第二泵、所述电池换热装置及所述第四换热部连通且流通冷却液，所述第三节流装置处于节流状态，所述压缩机的出口分别与所述第一换热部的入口与所述第二换热器的入口连通，所述第一换热部的出口和所述第二换热器的出口均与所述第三节流装置的入口连通，所述第三节流装置的出口与所述第三换热部的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热，所述第三换热部内的制冷剂与所述第四换热部内的冷却液换热。

7.如权利要求6所述的一种热管理系统，其特征在于，所述冷却液系统包括加热装置；

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、所述第一换热部、所述第二换热器、所述第三换热部及所述第三节流装置连通且流通制冷剂，所述第一泵、所述第二换热部及所述第四换热器连通且流通冷却液，所述第二泵、所述加热装置及所述第四换热部连通且流通冷却液，所述第一节流装置和所述第三节流装置均处于节流状态，所述压缩机的出口分别与所述第一换热部的入口和所述第二换热器的入口连通，所述第一换热部的出口和所述第二换热器的出口均与所述第三节流装置的入口连通，所述第三节流装置的出口与所述第三换热部的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热，所述第三换热部内的制冷剂与所述第四换热部内的冷却液换热。

8.如权利要求4所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有第一电池加热模式，在所述第一电池加热模式下，所述压缩机、所述第一换热部、所述第三换热器及所述第一节流装置连通且流通制冷剂，所述第一泵、所述第二换热部及所述电池换热装置连通且流通冷却液，所述第一节流装置处于节流状态，所述第一换热部的出口与所述第一节流装置的入口连通，所述第一节流装置的出口与所述第三换热器的入口连通，所述第一换热部内的制冷剂与所述第二换热部内的冷却液换热。

9.如权利要求4所述的一种热管理系统，其特征在于，所述冷却液系统包括第二泵和加热装置；

所述热管理系统具有第二电池加热模式，在所述第二电池加热模式下，所述第二泵、所述电池换热装置及所述加热装置连通且流通冷却液。

10.如权利要求6所述的一种热管理系统，其特征在于，所述冷却液系统包括电机支路和电池支路，所述电机支路包括所述第一泵、所述第二换热部、所述第四换热器及所述电机换热装置，所述电池支路包括所述第二泵、所述第四换热部及所述电池换热装置；

所述冷却液系统包括第一多通装置，所述第一多通装置用于连通或分隔所述电机支路与所述电池支路。

Images