CN115476640A - 阀组集成模块、热管理系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种阀组集成模块、热管理系统及车辆，其中阀组集成模块包括本体、第一电动阀和第二电动阀，其中，本体设置有多个内部流道以及多个用于连通内部流道和外部热管理系统的换热组件的接口；第一电动阀和第二电动阀，设置在本体上且与所述内部流道连通，第一电动阀和第二电动阀均配置成能够在通断位置和节流位置之间切换；第一电动阀的第一端与车内冷凝器出口接口连通，第一电动阀的第二端与车外换热器进口接口连通；第二电动阀的第一端与车外换热器出口接口连通，第二电动阀的第二端选择性地与车内蒸发器进口接口或气液分离器进口接口连通。这样，减少阀类控制部件的使用和简化热管理系统的管路的连接，节省整车布置的空间。

Description

阀组集成模块、热管理系统及车辆
技术领域
本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种阀组集成模块、热管理系统及车辆。
背景技术
热管理系统是车辆的重要组成部分，用以改变车内的温度环境，使驾乘人员获得更好的体验。为配合实现多种热管理模式，通常在系统中布置数量众多且分散的阀，这种方式导致系统布置的灵活度不高，且集成度较低，因而占用空间较多。相关技术为解决该技术问题，将多个阀集成在一个架体上，然而这种集成方式并没有减少阀类控制部件的使用以及简化热管理系统管路布置的目的。
发明内容
本公开的第一个目的是提供一种阀组集成模块，以解决相关技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种阀组集成模块，包括：
本体，设置有多个内部流道、以及多个用于连通所述内部流道和外部热管理系统的换热组件的接口；
第一电动阀和第二电动阀，设置在所述块本体上且与所述内部流道连通，所述第一电动阀和所述第二电动阀均配置成能够在通断位置和节流位置之间切换，
其中，所述第一电动阀的第一端与车内冷凝器出口接口连通，所述第一电动阀的第二端与车外换热器进口接口连通；所述第二电动阀的第一端与车外换热器出口接口连通，所述第二电动阀的第二端选择性地与车内蒸发器进口接口或气液分离器进口接口连通。
可选地，所述内部流道包括内置流道和外置流道，所述本体包括第一分体和第二分体，所述第一分体具有第一连接面，所述第二分体具有第二连接面；所述第一连接面和第二连接面密封连接；所述第一分体的内部设置有多条所述内置流道；且所述第一分体的第一连接面上设置有至少一个凹槽，以使所述第一连接面上的所述凹槽与所述第二连接面共同限定出所述外置流道。
可选地，所述凹槽的截面呈U形，并且所述凹槽的截面面积大于所述第一电动阀和所述第二电动阀阀口面积的10％。
可选地，连通车内蒸发器出口接口和所述气液分离器进口接口之间的所述内部流道为直线型流道。
可选地，所述阀组集成模块还包括PT低压传感器，所述PT低压传感器设置在车内蒸发器出口接口和所述气液分离器进口接口之间。
可选地，所述阀组集成模块还包括设置在本体上的电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的第一端与车外换热器出口接口连通，所述电子膨胀阀的第二端与设置于所述本体上的板式换热器进口接口连通。
可选地，所述阀组集成模块还包括设置在本体上的电池包换热器，所述电池包换热器的进口与所述电池包换热器进口接口连通，所述电池包换热器的出口连接至气液分离器。
可选地，所述电子膨胀阀的装配位置和所述车外换热器出口接口位于所述块本体同一侧。
本公开的第二个目的是提供一种热管理系统，包括所述热管理系统的外部换热组件和上述任意一项的阀组集成模块，所述外部换热组件包括压缩机、车内冷凝器、车外换热器、车内蒸发器、气液分离器、PTC风加热器、鼓风机、PTC水加热器中的多个。
本公开的第三个目的是提供一种车辆，包括上述的热管理系统。
本公开设计了一种具有多个内部通道的阀组集成模块，该阀组集成模块能够通过设置在本体上的不同接口将内部流道与外部热管理系统的换热组件连通，以形成多个不同的热管理回路，并通过集成在模块上的第一电动阀和第二电动阀控制热管理回路的通断或节流，达到实现多种预设热管理模式的目的。通过上述技术方案设计的阀组集成模块，能够在实现多种热管理模式的同时，减少阀类控制部件的使用和简化热管理系统的管路的连接，降低整车的重量，并能够降低成本和油耗，节省整车布置的空间。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开示例性实施方式提供的热管理系统原理图；
图2是本公开示例性实施方式提供的阀组集成模块的总成图；
图3是本公开示例性实施方式提供的阀组集成模块的爆炸图；
图4本公开示例性实施方式提供的阀组集成模块的正视图；
图5是本公开示例性实施方式提供的阀组集成模块的仰视图；
图6是本公开示例性实施方式提供的阀组集成模块的俯视图；
图7本公开示例性实施方式提供的阀组集成模块的内部流道的布置示意图；
图8是图5中阀组集成模块的A-A向剖视图；
图9是图6中阀组集成模块的B-B向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，方位词“内、外”是指相关零部件的内、外。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，出现的术语“设置”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定相连，也可以是可拆卸相连，或一体地连接；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，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
本公开提供了一种阀组集成模块，该阀组集成模块能够用于实现多种预设热管理模式中的至少一种。这里的预设热管理模式包括但不限于空调制冷模式、热泵采暖模式、电池冷却模式、空调制冷和电池冷却双开模式、除湿模式登。这些热管理模式的具体工作原理将在之后做详细的描述。
为实现上述列举的多种预设热管理模式，其中的热管理系统包括外部换热组件和本公开提供的阀组集成模块，换热组件包括压缩机2、车内冷凝器3、车内蒸发器5、车外换热器4、PTC风加热器7、鼓风机8、PTC水加热器9中的多个。
如图1至图9所示，本公开提供的阀组集成模块，包括本体11、第一电动阀13和第二电动阀16，其中，本体11设置有多个内部流道以及多个用于连通内部流道和热管理系统的换热组件的多个接口。在图示的实施方式中，本体11被构造为块状，以便于在其中设置内部流道。需要指出的是，本公开并不限制本体11的构造，只要能够实现在其中设置内部流道的目的即可。
第一电动阀13和第二电动阀16均设置在本体11上，且与内部流道连通。第一电动阀13和第二电动阀16均配置成能够在通断位置和节流位置之间切换。首先需要说明的是，第一电动阀13和第二电动阀16各自指的是一个阀体，该阀体根据需要能够在通断和节流降压两种功能之间切换，或者也可以说，既能够作为电磁阀使用又能够作为膨胀阀使用。
第一电动阀13和第二电动阀16可以使用任意能够实现在通断和节流降压两种功能之间切换的电动阀。以第一电动阀13为例，如图3所述，第一电动阀13可以包括球形的阀芯1305、调节座1307和执行电机1301，其中，阀芯1305设置有相互沟通且用于与内部流道相连通的第一通道和第二通道；调节座1307用于将阀芯1305维持的本体11内，例如，调节座1307上设置有外螺纹，本体11上设置有用于与外螺纹配合的内螺纹；执行电机1301用于驱动阀芯1305转动，随着阀芯1305的转动，以实现第一电动阀13在通断和节流降压两种功能之间切换的功能。进一步地，第一电动阀13沿安装方向的两端还分别设置有环形的密封块1304，以封闭接口。执行电机1301通过螺钉1301安装在本体11上。第二电动阀13可以与第一电动阀16具有相同的构造，此处不再赘述。
在本公开中，第一电动阀13的第一端与车内冷凝器出口接口11004连通，第一电动阀13的第二端与车外换热器进口接口11005连通；第二电动阀16的第一端与车外换热器出口接口11002连通，第二电动阀16的第二端选择性地与车内蒸发器进口接口11001或气液分离器进口接口11003连通。这里的连通既可以是通断也可以是节流。
通过上述方案，即，本公开设计了一种具有多个内部通道的阀组集成模块，该阀组集成模块能够通过设置在本体上的不同接口将内部流道与外部热管理系统的换热组件连通，以形成多个不同的热管理回路，并通过集成在模块上的第一电动阀和第二电动阀控制热管理回路的通断或节流，达到实现多种预设热管理模式的目的。通过上述技术方案设计的阀组集成模块，能够在实现多种热管理模式的同时，减少阀类控制部件的使用和简化热管理系统的管路的连接，降低整车的重量，并能够降低成本和油耗，节省整车布置的空间。
内部流道可以通过多种方式进行设计。根据本公开的一种实施方式，内部流道可以包括内置流道和外置流道。需要注意的是，流道的内置和外置是相对于本体11的内部和外部来说的，即，内置流道和外置流道均设置在本体11上，而并非是指热管理系统中的连接管路。本体11包括第一分体1101和第二分体1102，第一分体1101具有第一连接面，第二分体具有第二连接面，第一连接面和第二连接面用于密封连接，即，第一连接面和第二连接面用于相互对合。内置流道设置在第一分体1102的内部。第一分体1101的第一连接面上设置有至少一个凹槽，第一连接面上的凹槽与第二连接面能够共同限定出外置流道。
在图4至图9中示出为具有三条外置流道和一条内置流道的实施方式，其中，第二电动阀16的进口11-101与电子膨胀阀14的进口11-102连通以形成为第一外置流道11-1；将第二电动阀16的出口11-203、电池包换热器出口接口1501、车内蒸发器出口接口11006、PT传感器低压接口11-202气液分离器进口接口11002相连通以形成第一内置流道11-2；将第一电动阀13的出口11-301与车外换热器的进口接口11005相连通以形第二内置流道11-3；将电子膨胀阀14的出口11-401与电池包换热器15的进口1502相连通以形成第三内置流道11-4。应当理解的是，上述内部流道的设置为一种示例性说明，在不会产生干涉的前提下，其他任意可行的内部流道布置方式也能够应用于本公开中，此处不做限定。此外需要指出的是，当部分实施方式不具有相应的换热组件，例如，电池包换热器15或PT低压传感器12的时候可以略去相对应的内部流道。进一步地，用于形成外置流道的凹槽的截面可以呈U形，并且凹槽的截面面积大于第一电动阀13和第二电动阀16的阀口面积的10％，以使得冷媒能够顺畅的从第一电动阀13和第二电动阀16的阀口流入到外置流道中。此外，连通车内蒸发器出口接口11006和气液分离器进口接口11003之间的内部流道可以构造为直线型流道，以能够降低冷媒的流动阻力。当阀组集成模块设置有PT传感器12时，PT低压传感器12可以设置在车内蒸发器出口接口11006和气液分离器进口接口11003之间。当车内蒸发器出口接口11006和气液分离器进口接口11003之间的内部流道构造为直线型流道时，还能够提高PT传感器12测量的精确性。
根据本公开的一种实施方式，如图1至图3所示，阀组集成模块还可以包括设置在本体11上的电子膨胀阀14，电子膨胀阀14的第一端与车外换热器出口接口11002连通，第二电子膨胀阀14的第二端与设置于本体11上的电池包换热器进口接口连通。电子膨胀阀14可以包括用于插入到本体11中的插接部1401，电子膨胀阀14和块本体11通过穿设于块本体11的尾端带螺纹的销钉1402固定连接。
阀组集成模块还可以包括设置在本体11上的电池包换热器15，电池包换热器15可以通过螺钉1107与本体11连接。电池包换热器15的进口与电池包换热器进口接口连通，电池包换热器15的出口连接至气液分离器。作为一种用于安装电池包换热器15的方式，在本体11上分别设置有用于与电池包换热器15的第一端和第二端连接的连接接头1103、1105，以及用于密封电池包换热器15的第一端和第二端的O型圈1104、1106，电池包换热器15与本体11通过螺纹紧固件连接。
通过上述技术方案还能够进一步实现电池包冷却的热管理模式。此外，在本公开中，如图2所示，电子膨胀阀14的装配位置和车外换热器出口接口11002位于本体11同一侧，以便于第二电动阀16与电子膨胀阀14共用同一进口11002，并保障连接电子膨胀阀14的进口11-102的流道较短，不形成拐弯角度，达到低流阻设计。
下面结合附图1至图9对通过上述技术方案所能够实现的热管理模式进行示例性说明：
空调制冷模式：
压缩机2排出高温高压气态冷媒，进入车内冷凝器3，冷媒在车内冷凝器3放热液化后经车内冷凝器出口接口11004进入第一电动阀13，此时，第一电动阀13切换为电磁阀使用且处于开启状态，流出第一电动阀13的出口11-301的冷媒通过第二内置流道11-3进入到车外换热器的进口11-302即车外换热器的进口接口11005，通过连接管路进入到车外换热器4中，流出车外换热器4的冷媒通过连接管路经车外换热器出口接口11002进入第二电动阀16，此时，第二电动阀16切换为膨胀阀使用，节流降压后流出第二电动阀16的冷媒经车内蒸发器进口11001流出阀组集成模块，通过连接管路进入到车内蒸发器5吸收环境热量进行蒸发，被冷却后的环境温度通过鼓风机8将冷风吹进成员舱实现制冷，流出车内蒸发器5的冷媒通过连接管路经车内蒸发器出口接口11006进入阀组集成模块，通过第一内置流道11-2再经气液分离器进口11003进入到气液分离器6中，最后回到压缩机2，从而完成一个空调制冷模式循环。
热泵采暖模式：
压缩机2排出高温高压气态冷媒，进入车内冷凝器3放热，车内冷凝器3放热结合PTC风加热器7，再通过鼓风机8将热风吹进车内，为车内制热，冷媒在车内冷凝器3放热液化后经车内冷凝器出口接口11004进入第一电动阀13，此时，第一电动阀13切换为膨胀阀使用，节流降压后流出第一电动阀13的出口11-301进入到车外换热器的进口11-302即车外换热器的进口接口11005，通过连接管路进入到车外换热器4中，流出车外换热器4的冷媒通过连接管路经车外换热器出口接口11002进入第二电动阀16，此时，第二电动阀切换为电磁阀使用且处于开启状态，流出第二电动阀16的冷媒经第二电动阀16的出口11-204进入第二内置流道11-3，并通过气液分离器进口11003与气液分离器6连接，最后回到压缩机2，从而完成一个热泵采暖模式循环。
除湿模式：
压缩机2排出高温高压气态冷媒，进入车内冷凝器3，冷媒在车内冷凝器3放热液化后经车内冷凝器出口接口11004进入第一电动阀13，此时，第一电动阀13切换为电磁阀使用且处于开启状态，流出第一电动阀13的出口11-301的冷媒通过第二内置流道11-3进入到车外换热器的进口11-302即车外换热器的进口接口11005，通过连接管路进入到车外换热器4中，流出车外换热器4的冷媒通过连接管路经车外换热器出口接口11002进入第二电动阀16，此时，第二电动阀16切换为膨胀阀使用，节流降压后流出第二电动阀16的冷媒经车内蒸发器进口11001流出阀组集成模块，通过连接管路进入到车内蒸发器5，冷媒在车内蒸发器5中吸热后制冷，通过鼓风机8将室内空气与车内蒸发器5进行循环，室内水蒸气在通过车内蒸发器5外侧时冷凝，达到除湿的功能。
电池冷却模式：
压缩机2排出高温高压气态冷媒，进入车内冷凝器3，冷媒在车内冷凝器3放热液化后经车内冷凝器出口接口11004进入第一电动阀13，此时，第一电动阀13切换为电磁阀使用且处于开启状态，流出第一电动阀13的出口11-301的冷媒通过第二内置流道11-3进入到车外换热器的进口11-302即车外换热器的进口接口11005，通过连接管路进入到车外换热器中，流出车外换热器4的冷媒通过连接管路经车外换热器出口接口11002进入阀组集成模块，此时，第二电动阀16关闭，冷媒通过电子膨胀阀14雾化后进入电池包换热器15，低温冷媒与水路热交换，为电池包冷却。
空调制冷加电池冷却双开模式：
压缩机2排出高温高压气态冷媒，进入车内冷凝器3，冷媒在车内冷凝器3放热液化后经车内冷凝器出口接口11004进入第一电动阀13，此时，第一电动阀13切换为电磁阀使用且处于开启状态，流出第一电动阀13的出口11-301的冷媒通过第二内置流道11-3进入到车外换热器的进口11-302即车外换热器的进口接口11005，通过连接管路进入到车外换热器4中，流出车外换热器4的冷媒通过连接管路经车外换热器出口接口11002进入第二电动阀16，此时，第二电动阀16切换为膨胀阀使用，节流降压后流出第二电动阀16的冷媒经车内蒸发器进口11001流出阀组集成模块，通过连接管路进入到车内蒸发器5吸收环境热量进行蒸发，被冷却后的环境温度通过鼓风机8将冷风吹进成员舱实现制冷。电子膨胀阀14打开，冷媒通过电子膨胀阀14雾化后进入电池包换热器15，低温冷媒与水路热交换，为电池包冷却。
本公开的第二个目的是提供一种热管理系统，包括热管理系统的外部换热组件和上述任意一项实施方式所述的阀组集成模块，外部换热组件包括压缩机2、车内冷凝器3、车外换热器4、车内蒸发器5、气液分离器6、PTC风加热器7、鼓风机8、PTC水加热器9中的多个。
本公开的第三个目的是提供一种车辆，包括上述的热管理系统，并能够实现该热管理系统的所有预设热管理模式，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种阀组集成模块，其特征在于，包括：
本体(11)，设置有多个内部流道、以及多个用于连通所述内部流道和外部热管理系统的换热组件的接口；
第一电动阀(13)和第二电动阀(16)，设置在所述本体(11)上且与所述内部流道连通，所述第一电动阀(13)和所述第二电动阀(16)均配置成能够在通断位置和节流位置之间切换；
其中，所述第一电动阀(13)的第一端与车内冷凝器出口接口(11004)连通，所述第一电动阀(13)的第二端与车外换热器进口接口(11005)连通；所述第二电动阀(16)的第一端与车外换热器出口接口(11002)连通，所述第二电动阀(16)的第二端选择性地与车内蒸发器进口接口(11001)或气液分离器进口接口(11003)连通。
2.根据权利要求1所述的阀组集成模块，其特征在于，所述内部流道包括内置流道和外置流道，所述本体(11)包括第一分体(1101)和第二分体(1102)，所述第一分体(1101)具有第一连接面，所述第二分体(1102)具有第二连接面；所述第一连接面和第二连接面密封连接；所述第一分体(1101)的内部设置有多条所述内置流道；且所述第一分体(1101)的第一连接面上设置有至少一个凹槽，以使所述第一连接面上的所述凹槽与所述第二连接面共同限定出所述外置流道。
3.根据权利要求2所述的阀组集成模块，其特征在于，所述凹槽的截面呈U形，并且所述凹槽的截面面积大于所述第一电动阀(13)和所述第二电动阀(16)阀口面积的10％。
4.根据权利要求2所述的阀组集成模块，其特征在于，连通车内蒸发器出口接口(11006)和所述气液分离器进口接口(11003)之间的所述内部流道为直线型流道。
5.根据权利要求1所述的阀组集成模块，其特征在于，所述阀组集成模块还包括PT低压传感器(12)，所述PT低压传感器(12)设置在车内蒸发器出口接口(11006)和所述气液分离器进口接口(11003)之间。
6.根据权利要求1所述的阀组集成模块，其特征在于，所述阀组集成模块还包括设置在本体(11)上的电子膨胀阀(14)，所述电子膨胀阀(14)的第一端与车外换热器出口接口连通，所述电子膨胀阀(14)的第二端与设置于所述本体(11)上的板式换热器进口接口连通。
7.根据权利要求6所述的阀组集成模块，其特征在于，所述阀组集成模块还包括设置在本体(11)上的电池包换热器(15)，所述电池包换热器(15)的进口与所述电池包换热器进口接口(11021)连通，所述电池包换热器(15)的出口连接至气液分离器。
8.根据权利要求7所述的阀组集成模块，其特征在于，所述电子膨胀阀(14)的装配位置和所述车外换热器出口接口(11002)位于所述本体(11)同一侧。
9.一种热管理系统，其特征在于，包括所述热管理系统的外部换热组件和根据权利要求1-8中任意一项所述的阀组集成模块，所述外部换热组件包括压缩机(2)、车内冷凝器(3)、车外换热器(4)、车内蒸发器(5)、气液分离器(6)、PTC风加热器(7)、鼓风机(8)、PTC水加热器(9)中的多个。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的热管理系统。
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