CN115782559A - 热交换器及热管理系统 - Google Patents

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CN115782559A
CN115782559A CN202211626305.4A CN202211626305A CN115782559A CN 115782559 A CN115782559 A CN 115782559A CN 202211626305 A CN202211626305 A CN 202211626305A CN 115782559 A CN115782559 A CN 115782559A
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刘丰
陈云
韩韬
于海生
林霄喆
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Wuxi Xingqu Power Technology Co ltd
Wuxi Xingqu Technology Co ltd
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Wuxi Xingqu Technology Co ltd
Wuxi Xingqu Power Technology Co ltd
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种热交换器及热管理系统。热交换器包括多层板组，多层板组包括层叠设置的冷媒板、油板及冷却液板，多层板组还包括由冷媒板、油板及冷却液板形成的冷媒腔、油腔及冷却液腔。本申请采用多层板组结构，多层板组包括冷媒板、油板及冷却液板，采用油、冷却液以及冷媒共三种介质进行热交换，增加了高温时电机降温效率及低温时电机热回收效率。

Description

热交换器及热管理系统
技术领域
本申请涉及汽车热管理技术领域，尤其涉及一种热交换器以及热管理系统。
背景技术
目前新能源电动车越来越普及，新能源汽车的续航一直是绕不开的话题。电池、电机、乘员舱空调的热管理系统能量消耗占据电池包电量的不小的一部份，电机的热管理也同样关系到电机的性能。电机主要通过热交换器来进行冷却和热回收。目前电机冷却方式主要以水冷为主，即使有油冷技术电机，受制于现有热交换器只能进行两种液体介质的热交换，依旧需要油通过一热交换器与水进行热交换，水再通过另一热交换器和冷媒热交换。此种热交换方式高温时对电机的冷却效果有限，低温时对电机自加热要求高且热回收效率低。
因此，有必要提供一种改进的热交换器以及热管理系统以解决上述问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种能在油、冷却液以及冷媒之间直接进行热交换的热交换器及三种热交换系统。
本申请公开了一种热交换器，包括多层板组，所述多层板组包括层叠设置的冷媒板、油板及冷却液板，所述多层板组还包括由所述冷媒板、油板及冷却液板形成的冷媒腔、油腔及冷却液腔。
进一步地，所述冷媒板、油板以及冷却液板均包括主板部以及自主板部周边向下延伸的侧板部，所述冷媒板、油板以及冷却液板分别形成所述冷媒腔、油腔及冷却液腔的顶面及侧面。
进一步地，所述冷却液板的所述主板部设有若干个向所述冷却液腔凸伸的凸点；所述油腔内设有翅片。
进一步地，所述油板设置在所述冷媒板及所述冷却液板之间。
进一步地，所述热交换器包括若干所述多层板组，若干所述多层板组中的所述冷媒腔、油腔及冷却液腔分别通过冷媒通道、油通道及冷却液通道相连通，所述冷媒通道、油通道及冷却液通道分别穿过所述冷媒板、油板以及冷却液板。
进一步地，所述冷媒通道包括冷媒流入通道及冷媒流出通道，所述油通道包括油流入通道及油流出通道，所述冷却液通道包括冷却液流入通道及冷却液流出通道，所述冷媒板、油板以及冷却液板上分别设有六个通孔供所述六个通道穿过。
进一步地，所述冷媒流入通道、油流出通道及冷却液流入通道位于若干所述多层板组的一侧，所述冷媒流出通道、油流入通道及冷却液流出通道位于若干所述多层板组的另一侧。
进一步地，所述冷媒流入通道及所述冷媒流出通道分别与冷媒输入口及冷媒输出口连通，所述油流入通道及油流出通道分别与油输入口及油输出口连通，所述冷却液流入通道及冷却液流出通道分别与冷却液输入口及冷却液输出口连通，所述冷媒输入口及冷媒输出口设置在所述热交换器的顶部，所述油输入口、油输出口、冷却液输入口及冷却液输出口设置在所述热交换器的底部。
进一步地，所述冷却液流入通道及所述冷却液流出通道设置在所述多层板组的一对对角处，所述油流入通道及所述油流出通道设置在所述多层板组的另一对对角处。
进一步地，所述油通道及所述冷却液通道直径相同，所述冷媒通道直径小于所述油通道及所述冷却液通道，位于同一侧的所述冷媒通道位于所述油通道及所述冷却液通道之间。
进一步地，所述多层板组包括位于最下方的底板，所述冷媒腔、油腔及冷却液腔三个腔中位于上方的两个腔的底面分别由相邻的所述冷媒板、油板或冷却液板形成，三个腔中位于最下方的腔的底面由所述底板形成。
进一步地，所述冷媒板、油板及冷却液板中相邻的两个板之间通过铝合金钎焊连接，所述冷却液为水。
本申请还公开了一种热管理系统，包括电机、液冷式空调、液冷式电池包、电机水冷管路、空调冷媒路、空调水路以及电池温控水路；所述电机设有如如上所述的热交换器，所述热交换器与所述电机水冷管路及所述空调冷媒路连接。所述空调冷媒路与所述空调水路之间设有第一热交换器，所述空调水路与所述电池温控水路之间设有第二热交换器。
进一步地，所述热管理系统具有五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模式、低温冷启动模式及停车电池保温模式；高温行车模式时，所述电机先通过所述电机水冷管路降温，冷却不足时所述空调冷媒路通过所述热交换器辅助所述电机降温；常温行车模式时，所述电机通过所述电机水冷管路降温，所述空调冷媒路不参与所述电机降温；低温行车模式时，所述空调冷媒路通过所述热交换器回收所述电机热量，通过所述第一热交换器及所述空调水路给所述空调供暖，并通过所述第二热交换器及所述电池温控管路给所述电池包供暖；低温冷启动模式时，所述电机先自加热，所述空调冷媒路通过所述热交换器吸收所述电机热量，通过所述第一热交换器及所述空调水路给所述空调供暖，并通过所述第二热交换器及所述电池温控管路给所述电池包供暖；停车电池保温模式时，所述电机有余热，所述空调冷媒路通过所述热交换器回收所述电机热量给电池包供暖。
本申请还公开了一种热管理系统，包括电机、冷媒式空调、液冷式电池包、电机水冷管路、空调管路及电池温控水路；所述电机设有如上所述的热交换器，所述热交换器与所述电机水冷管路及所述空调管路连接。所述空调管路与所述电池温控水路之间设有第一热交换器。
进一步地，所述热管理系统具有五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式；高温行车模式时，所述电机先通过所述电机水冷管路降温，冷却不足时所述空调管路通过所述热交换器辅助所述电机降温；常温行车模式时，所述电机通过所述电机水冷管路降温，所述空调管路不参与所述电机降温；低温行车模式时，所述空调管路通过所述热交换器回收所述电机热量给所述空调供暖,并通过所述第一热交换器及所述电池温控水给所述电池包供暖；低温冷启动模式时，所述电机先自加热，所述空调管路通过所述热交换器吸收所述电机热量给所述空调供暖,并通过所述第一热交换器及所述电池温控水给所述电池包供暖；停车电池保温模式时，所述电机有余热，所述空调管路通过所述热交换器回收所述电机热量给所述电池包供暖。
本申请还公开了一种热管理系统，包括电机、冷媒式空调、冷媒式电池包、电机水冷管路、空调管路以及电池温控冷媒路；所述电机设有如上所述的热交换器，所述热交换器与所述电机水冷管路及所述空调管路连接，所述空调管路与所述电池温控冷媒路连接。
进一步地，所述热管理系统具有五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式；高温行车模式时，所述电机先通过所述电机水冷管路降温，冷却不足时所述空调管路通过所述热交换器辅助所述电机降温；常温行车模式时，所述电机依靠所述电机水冷管路降温，所述空调管路不参与所述电机降温；低温行车模式时，所述空调管路通过所述热交换器回收所述电机热量给所述空调供暖，并通过所述电池温控冷媒路给所述电池包供暖；低温冷启动模式时，所述电机先自加热，所述空调管路通过所述热交换器回收所述电机热量给所述空调供暖，并通过所述电池温控冷媒路给所述电池包供暖；停车电池保温模式时，所述电机有余热，所述空调管路通过所述热交换器回收所述电机热量给所述电池包供暖。
与现有技术相比，本申请提供的新型热交换器包括多层板组，多层板组包括冷媒板、油板及冷却液板，采用油、冷却液以及冷媒共三种介质进行热交换，增加了高温时电机降温效率及低温时电机热回收效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1是申请多层板组的立体图。
图2是图1中多层板组的爆炸图。
图3是本申请热交换器的立体图。
图4是本申请热交换器冷媒通道的剖视图。
图5是本申请热交换器油通道的剖视图。
图6是本申请热交换器冷却液通道的剖视图。
图7是本申请热交换系统一种实施方式的原理图。
图8是本申请热交换系统另一种实施方式时的原理图。
图9是本申请热交换系统第三种实施方式的原理图。
附图标号说明：热交换器、100；多层板组、10；冷媒板、11；冷媒流入通道、111；冷媒流出通道、112；冷媒腔、113；主板部、114；侧板部、115；冷媒管、116；油板、12；油流入通道、121；油流出通道、122；翅片、123；油腔、124；主板部、125；侧板部、126；油管、127；冷却液板、13；冷却液流入通道、131；冷却液流出通道、132；凸点、133；冷却液腔、134；主板部、135；侧板部、136；冷却液管、137；通孔、14；底板、20；冷却液输入口、21；冷却液输出口、22；油输入口、23；油输出口、24；固定结构、25；外接口、30；冷媒输入口、31；冷媒输出口、32；固定结构、33；热交换系统、200；电机水冷管路、210；空调冷媒路、221；空调水路、222；电池温控水路、230；第一热交换器、240；第二热交换器、250；第三热交换器、260；热交换系统、300；电机水冷管路、310；空调管路、320；电池温控水路、330；第一热交换器、340；第二热交换器、350；热交换系统、400；电机水冷管路、410；空调管路、420；电池温控冷媒路、430。
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说明书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、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
接下来对本说明书实施例进行详细说明。
如图1及图2所示，本申请热交换器100包括若干个多层板组10，每一个多层板组10包括层叠设置的冷媒板11、油板12及冷却液板13，多层板组10还包括由冷媒板11、油板12及冷却液板13形成的冷媒腔113、油腔124及冷却液腔134。油板12位于冷媒板11与冷却液板13之间，油流经油板12时不仅可以直接与冷却液进行热交换，还可以与冷媒直接进行热交换。冷却液为水，也可以是酒精型冷却液等。
冷媒板11包括主板部114以及自主板部周边向下延伸的侧板部115，油板12同样包括主板部125及侧板部126，冷却液板13也包括主板部135及侧板部136。三种板的主板部均为长方形结构，面积相同，长方形的四个角设计为圆弧状。三种板均设有六个通孔14，三个通孔14分布在板的一侧，另外三个通孔14设置在板的另一侧。
冷却液板13的主板部135设有若干个向冷却液腔134凸伸的凸点133，凸点133为冲压型凸点133，凸点布满冷却液板13两侧通孔14之间的区域。油板12油腔124内设有翅片123，翅片123位于油板12两侧通孔14之间的区域且不遮挡通孔14。凸点133与翅片123增加了板与流体的接触面积，提高了换热效率。
请同时参图3至图6所示，热交换器100还包括底板20以及外接头30，底板20位于最下方，外接头30位于最上方。底板20面积稍大于三种板的主板部面积，底板20周围一体化设有六个固定结构25，固定结构25均匀分布在底板20的外边缘上。两个固定结构33分别设在两个外接头30上，固定结构33位于冷媒输入口、输出口上方。
冷媒板11、油板12以及冷却液板13分别形成冷媒腔113、油腔124及冷却液腔134的顶面及侧面。冷媒腔113、油腔124及冷却液腔134三个腔中位于上方的两个腔的底面分别由相邻的冷媒板11、油板12或冷却液板13形成。位于最下方的腔的底面由所述底板20形成。
具体地，请参图2及图4所示，多层板组10中三种板由上及下的顺序为冷媒板11、油板12及冷却液板13。冷媒板11的主板部114边缘向下延伸形成侧板部115，主板部114、侧板部115与油板12的主板部125共同构成冷媒腔113，其中主板部114、侧板部115与油板12的主板部12分别形成冷媒腔113的顶面、侧面及底面。
油板12的的主板部125边缘向下延伸形成侧板部126，主板部125、侧板部126与冷却液板13的主板部135共同形成油腔124。冷却液板13的主板部135边缘向下延伸形成侧板部136，主板部135、侧板部136与下面一个多层板组10中的冷媒板11的主板部114连接，从而构成冷却液腔134。
在另一可选择的实施例中，热交换器100可以只包括一个多层板组10，多层板组10最下方冷却液板13的主板部135边缘向下垂直延伸形成侧板部136，侧板部136与底板20连接，从而构成冷却液腔134。即底板20构成冷却液腔134的底面。
若干个多层板组10的冷媒板11、油板12及冷却液板13中相邻的两个板之间通过铝合金钎焊连接。单块板的主板部既构成一个腔体的顶面，又构成另一腔体的底面，即两种流体之间只间隔一层板，可以更高效率的进行热交换。
若干多层板组10中的冷媒腔113、油腔124及冷却液腔134分别通过冷媒通道、油通道及冷却液通道相连通。冷媒通道包括冷媒流入通道111及冷媒流出通道112，油通道包括油流入通道121及油流出通道122，冷却液通道包括冷却液流入通道131及冷却液流出通道132。六种通道分别与板上的六个通孔14相对应。
冷媒流入通道111及冷媒流出通道112均包括若干冷媒管116。油流入通道121及油流出通道122均包括若干油管127。冷却液流入通道131及冷却液流出通道132均包括若干冷却液管137。冷媒管116、油管127及冷却液管137均与三种板焊接。三种管均为圆柱管，油管127与冷却液管137的口径相同，冷媒管116的口径小于其他两种管。
冷媒管116穿过一层油板12与一层冷却液板13上的通孔14，与冷媒板11上的通孔14的连通，以此连通相邻的冷媒腔113。油管127穿过一层冷媒板11与一层冷却液板13上的通孔，与油板12上的通孔14的连通，以此连通相邻的油腔124。冷却液管137穿过一层冷媒板11与一层油板12上的通孔，与冷却液板13上的通孔14的连通，以此连通相邻的冷却液腔134。
冷媒流入通道111、油流出通道122及冷却液流入通道131位于若干多层板组10的一侧。冷媒流出通道112、油流入通道121及冷却液流出通道132位于若干多层板组10的另一侧。冷媒流入通道111及冷媒流出通道112位于冷却液通道及油通道之间。油通道及冷却液通道直径相同，冷媒通道直径小于油通道及冷却液通道。通孔14的位置与三种通道的位置对应。
冷却液流入通道131及冷却液流出通道132位于冷媒通道的同一侧，油流入通道121及油流出通道122位于冷媒通道的另一侧，即两种通道平行排布。
在另一实施例中，冷却液流入通道131及冷却液流出通道132可位于若干多层板组10的一对对角处，油流入通道121及油流出通道122位于若干多层板组10的另外一对对角处，即两种通道交叉排布。
该通道的设置方式使得三种流体流经整个腔体，加长了流体流道长度。同时使得冷却液与油、冷媒与油形成逆流换热，使得冷却液、冷媒与油在热交换器100内的平均温差最大，提高热交换效率。
冷媒流入通道111及冷媒流出通道112分别与冷媒输入口31及冷媒输出口32连通，油流入通道121及油流出通道122分别与油输入口23及油输出口24连通，冷却液流入通道131及冷却液流出通道132分别与冷却液输入口21及冷却液输出口22连通。冷媒输入口31及冷媒输出口32设置在热交换器100的顶部，油输入口23、油输出口24、冷却液输入口21及冷却液输出口22设置在热交换器100的底部。
冷媒输入口31及冷媒输出口32分别设置于两个外接头30。油输入口23、油输出口24、冷却液输入口21及冷却液输出口22设置于底板20。六个输入、输出口的位置与六个通道位置相对应。
如图7所示，本申请还公布了一种热管理系统200，包括电机、液冷式空调、液冷式电池包、电机水冷管路210、空调冷媒路221、空调水路222以及电池温控水路230。电机设有热交换器100，热交换器100与电机水冷管路210及空调冷媒路221连接。空调冷媒路221与空调水路222之间设有第一热交换器240，空调水路222与电池温控水路230之间设有第二热交换器250，空调冷媒路221与电池温控水路230之间设有第三热交换器260。
空调包括暖风芯体及蒸发器。电机水冷管路210包括温度传感器、散热器、水泵1、水壶、充电器、DCDC以及控制器。空调冷媒路221包括两个温度传感器、压力传感器、温压传感器、压缩机、电磁阀1、电磁阀2、空调冷凝器、电子膨胀阀1、电子膨胀阀2及电子膨胀阀3。空调水路222包括水泵2、水壶、PTC加热器及三通阀。电池温控水路230包括水泵3及两个温度传感器。
电机与热交换器100的油输入口以及油输出口相连接。空调与空调冷媒路221及空调水路222连接。电池包与电池温控水路230连接。电机水冷管路210与热交换器100的冷却液输入口以及冷却液输出口相连接。空调冷媒路221与热交换器100的冷媒输入口以及冷媒输出口相连接。
热管理系统200包括五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模式、低温冷启动模式及停车电池保温模式。
当车辆处于高温行车模式时，电池包、乘员舱、电机皆需要冷却。冷却乘员舱时，空调冷媒路221中压缩机开启、电磁阀1开启、电子膨胀阀2开启，冷媒经过压缩机与空调冷凝器变为高压低温冷媒，最终到达蒸发器使空调吹冷风给乘员舱降温。
冷却电池包时，电子膨胀阀3开启，水泵3开启，空调冷媒路221中的低温冷媒通过第三热交换器260带走电池温控水路230中的热量，电池温控水路230利用冷却液给电池包降温。
冷却电机时，电机水冷管路210中水泵1开启。电机通过油路将热量带到热交换器100，电机水冷管路210中的冷却液通过热交换器100带走油路的热量，冷却液流经散热器通过散热器散热，之后再次流入热交换器100开始循环为电机散热。当电机水冷管路210冷却能力不足时，电子膨胀阀1开启，空调冷媒路221中的低温冷媒通过新型热交换器100带走油路的热量，冷却电机。
本实施例中空调冷媒路221辅助电机水冷管路210对电机进行冷却，冷媒直接与油进行热交换，冷却能力大大加强，可以大幅度提升电机的持续功率。
当车辆处于常温行车模式时，此时乘员舱不需要制冷，电池包按需冷却，电机需要冷却。冷却电机时，电机水冷管路210中水泵1开启。电机通过油路将热量带到热交换器100，电机水冷管路210中的冷却液通过热交换器100带走油路的热量，冷却液流经散热器通过散热器散热，之后再次流入热交换器开始循环散热。此时电机依靠电机水冷管路210通过冷却液降温，无需冷媒辅助，节约能耗。
冷却电池包时，空调冷媒路221中压缩机开启，电磁阀1开启，电子膨胀阀3开启，水泵3开启。冷媒经过压缩机与空调冷凝器到达第三热交换器260。低温冷媒通过第三热交换器260给电池温控水路230降温，电池温控水路230利用冷却液给电池包降温。
当车辆处于低温行车模式时，此时乘员舱、电池包需要供暖，电机需要冷却。冷却电机时，压缩机工作，电磁阀2开启，电子膨胀阀1开启。冷媒通过热交换器100带走电机油路的热量到达压缩机，冷媒经压缩后变为高温高压状态，高温冷媒到达第一热交换器240。高温冷媒在第一热交换器240中将热量交换给空调水路222，冷媒出第一热交换器240之后经过电磁阀2与电子膨胀阀1重新进入热交换器100开始循环为电机散热。由于经过电子膨胀阀1后的冷媒温度极低，与油温温差大，可更大效率的实现电机的散热与余热回收。当冷媒散热能力不足时，水泵1开启，电机水冷管路210开始参与电机散热。
乘员舱供暖时，水泵2开启，空调水路222将从第一热交换器240中获得的热量经三通阀送到暖风芯体使空调吹暖风给乘员舱供暖。电池供暖时，水泵3开启。空调水路222通过三通阀后流入第二热交换器250，在第二热交换器250中将热量交换给电池温控水路230，电池温控水路230以水路给电池包供暖。当空调水路222从第一热交换器240中获得的热量不足时，开启PTC辅助加热器，加热空调水路222，保证乘员舱与电池包供暖。
当车辆处于低温冷启动模式时，此时电池包、乘员舱都急需要供暖。此时环境温度过低，热泵几乎无法工作。此时电磁阀2开启以及电磁膨胀阀1开启。开启电机自加热，加热油，空调冷媒路221吸收电机热量，通过第一热交换器240及空调水路222给空调供暖，并通过第二热交换器250及电池温控水路230给电池包供暖。
由于经过电子膨胀阀1后的冷媒温度在-10℃左右，故电机自加热油温无需上升太高，预计油温10℃以下即可恢复热泵功能，可快速给乘员舱及电池包供暖。
当车辆处于停车电池保温模式时，停车后，电机仍然有余热，此时可以开启电机余热回收模式，利用冷媒对电机热量回收通过热泵给电池包加热保温。
如图8所示，本申请还公布了一种热管理系统300，包括电机、冷媒式空调、液冷式电池包、电机水冷管路310、空调管路320及电池温控水路330。电机设有热交换器100，热交换器100与电机水冷管路310及空调管路320连接。空调管路320与电池温控水路330之间设有第一热交换器340与第二热交换器350。
空调包括暖风芯体及蒸发器。电机水冷管路310包括温度传感器、散热器、水泵1、水壶、充电器、DCDC以及控制器。空调管路320包括温度传感器、压力传感器、压缩机、电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、空调冷凝器、电子膨胀阀1、电子膨胀阀2及电子膨胀阀3。电池温控水路330包括水泵2、水壶及两个温度传感器。
电机与热交换器100的油输入口以及油输出口相连接。空调与空调管路320连接。电池包与电池温控水路330连接。电机水冷管路310与热交换器100的冷却液输入口以及冷却液输出口相连接。空调管路320与热交换器100的冷媒输入口以及冷媒输出口相连接。
热管理系统300包括五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式。
当车辆处于高温行车模式时，此时电池包、乘员舱、电机皆需要冷却。冷却乘员舱时，压缩机开启、电磁阀2开启、电子膨胀阀3开启，冷媒经过压缩机与空调冷凝器变为高压低温冷媒，最终到达蒸发器使空调吹冷风给乘员舱降温。
冷却电池包时，电子膨胀阀2开启，水泵2开启，低温冷媒通过第二热交换器350给电池温控水路330降温，电池温控水路330以水路给电池包降温。
冷却电机时，电机水冷管路310中水泵1开启。电机通过油路将热量带到热交换器100，冷却液通过热交换器100带走油路的热量，冷却液流经散热器通过散热器散热，之后再次流入热交换器100开始循环为电机散热。当电机水冷管路310冷却能力不足时，电子膨胀阀1开启，低温冷媒通过新型热交换器100带走油路的热量，冷却电机。
本实施例中冷媒辅助水路对电机进行冷却，冷媒直接与油进行热交换，冷却能力大大加强，可以大幅度提升电机的持续功率。
当车辆处于常温行车模式时，此时乘员舱不需要制冷，电池包按需冷却，电机需要冷却。冷却电机时，电机水冷管路310中水泵1开启。电机通过油路将热量带到热交换器100，冷却液通过热交换器100带走油路的热量，冷却液流经散热器通过散热器散热，之后再次流入热交换器开始循环散热。此时电机依靠电机水冷管路310即水路冷却，无需冷媒辅助，节约能耗。
冷却电池包时，压缩机开启，电磁阀2开启，电子膨胀阀2开启，水泵3开启，冷媒经过压缩机与空调冷凝器到达第二热交换器350。低温冷媒通过第二热交换器350给电池温控水路330降温，电池温控水路330以水路给电池包降温。
当车辆处于低温行车模式时，此时乘员舱、电池包需要供暖，电机需要冷却。此时电磁阀1开启，电磁阀3开启，电子膨胀阀1开启，水泵2工作，压缩机工作。冷媒通过热交换器100带走电机油路的热量到达压缩机，此时压缩后的高温冷媒直接经过电磁阀1到达暖风芯体使空调吹暖风给乘员舱供暖，同时高温冷媒经过电磁阀3到达第一热交换器340，在第一热交换器340中将热量交换给电池温控水路330，电池温控水路330以水路给电池包供暖。
冷媒经过暖风芯体和第一热交换器340后，到电子膨胀阀1，开启电子膨胀阀1，冷媒进入热交换器100给电机循环冷却。由于经过电子膨胀阀1后的冷媒温度极低，与油温温差大，可更大效率的实现电机余热回收。当冷媒散热能力不足时，水泵1开启，电机水冷管路310参与电机散热。
当车辆处于低温冷启动模式时，此时电池包、乘员舱都急需要供暖。此时环境温度过低，热泵几乎无法工作。此时电磁阀1开启，电磁阀3开启，电磁膨胀阀1开启。开启电机自加热，加热油，空调管路320吸收电机热量给空调供暖,并通过第一热交换器340及电池温控水路330给电池包供暖。
由于经过电子膨胀阀1后的冷媒温度在-10℃左右，故电机自加热油温无需上升太高，预计油温10℃以下即可恢复热泵功能，可快速给乘员舱及电池包供暖。
当车辆处于停车电池保温模式时，此时停车后，电机仍然有余热，此时可以开启电机余热回收模式，利用冷媒对电机的热量回收，通过热泵给电池包加热保温。
如图9所示，本申请还公布了一种热管理系统400，包括电机、冷媒式空调、冷媒式电池包、电机水冷管路410、空调管路420以及电池温控冷媒路430。电机设有热交换器100。热交换器100与电机水冷管路410及空调管路420连接。空调管路420与电池温控冷媒路430连接。
空调包括暖风芯体及蒸发器。电机水冷管路410包括温度传感器、散热器、水泵1、水壶、充电器、DCDC以及控制器。空调管路420包括温度传感器、压力传感器、压缩机、电磁阀1、电磁阀2、电磁阀3、空调冷凝器、电子膨胀阀1及电子膨胀阀2。
电机与热交换器100的油输入口以及油输出口相连接。空调与空调管路420连接。电池包与电池温控冷媒路430连接。电机水冷管路410与热交换器100的冷却液输入口以及冷却液输出口相连接。空调管路420与热交换器100的冷媒输入口以及冷媒输出口相连接。空调管路420与电池温控冷媒路430直接连接。
热管理系统400包括五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式。
电机水冷管路410通过水路工作。空调管路420通过冷媒工作。电池温控冷媒路430通过冷媒工作。此时电机水冷管路410与空调管路420在各模式时运行机理与热管理系统300相同，电池温控冷媒路430的运行机理与之不同。此时：
高温行车模式及常温行车模式下电池包需要冷却时，压缩机开启，电磁阀2开启，电子膨胀阀2开启，此时电池温控冷媒路430直接通过冷媒冷却电池包。
低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式下电池包需要加热时，压缩机开启，电磁阀3开启，此时冷媒携带电机的热量经过压缩机，之后经电磁阀3到达电池温控冷媒路430，电池温控冷媒路430直接通过冷媒加热电池包。冷媒加热电池包后到达电子膨胀阀1，电子膨胀阀1开启，冷媒通过新型热交换器100与电机交换热量，完成循环。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种热交换器，其特征在于，包括多层板组(10)，所述多层板组(10)包括层叠设置的冷媒板(11)、油板(12)及冷却液板(13)，所述多层板组(10)还包括由所述冷媒板(11)、油板(12)及冷却液板(13)形成的冷媒腔(113)、油腔(124)及冷却液腔(134)。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述冷媒板(11)、油板(12)以及冷却液板(13)均包括主板部(114、125、135)以及自主板部(114、125、135)周边向下延伸的侧板部(115、126、136)；所述冷媒板(11)、油板(12)以及冷却液板(13)分别形成所述冷媒腔(113)、油腔(124)及冷却液腔(134)的顶面及侧面。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述冷却液板(13)的所述主板部(135)设有若干个向所述冷却液腔(134)凸伸的凸点(133)；所述油腔(124)内设有翅片(123)。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述油板(12)设置在所述冷媒板(11)及所述冷却液板(13)之间。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器(100)包括若干个所述多层板组(10)；若干个多层板组(10)中的所述冷媒腔(113)、油腔(124)及冷却液腔(134)分别通过冷媒通道、油通道及冷却液通道相连通，所述冷媒通道、油通道及冷却液通道分别穿过所述冷媒板(11)、油板(12)以及冷却液板(13)。
6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述冷媒通道包括冷媒流入通道(111)及冷媒流出通道(112)，所述油通道包括油流入通道(121)及油流出通道(122)，所述冷却液通道包括冷却液流入通道(131)及冷却液流出通道(132)；所述冷媒板(11)、油板(12)以及冷却液板(13)上分别设有六个通孔(14)供所述六个通道穿过。
7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述冷媒流入通道(111)、油流出通道(122)及冷却液流入通道(131)位于若干所述多层板组(10)的一侧；所述冷媒流出通道(112)、油流入通道(121)及冷却液流出通道(132)位于若干所述多层板组(10)的另一侧。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述冷媒流入通道(111)及所述冷媒流出通道(112)分别与冷媒输入口(31)及冷媒输出口(32)连通，所述油流入通道(121)及油流出通道(122)分别与油输入口(23)及油输出口(24)连通，所述冷却液流入通道(131)及冷却液流出通道(132)分别与冷却液输入口(21)及冷却液输出口(22)连通；所述冷媒输入口(31)及冷媒输出口(32)设置在所述热交换器(100)的顶部，所述油输入口(23)、油输出口(24)、冷却液输入口(21)及冷却液输出口(22)设置在所述热交换器(100)的底部。
9.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述冷却液流入通道(131)及所述冷却液流出通道(132)设置在所述多层板组(10)的一对对角处，所述油流入通道(121)及所述油流出通道(122)设置在所述多层板组(10)的另一对对角处。
10.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述油通道及所述冷却液通道直径相同，所述冷媒通道直径小于所述油通道及所述冷却液通道；位于同一侧的所述冷媒通道位于所述油通道及所述冷却液通道之间。
11.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述多层板组(10)包括位于最下方的底板(20)，所述冷媒腔(113)、油腔(124)及冷却液腔(134)三个腔中位于上方的两个腔的底面分别由相邻的所述冷媒板(11)、油板(12)或冷却液板(13)形成；三个腔中位于最下方的腔的底面由所述底板(20)形成。
12.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述冷媒板(11)、油板(12)及冷却液板(13)中相邻的两个板之间通过铝合金钎焊连接；所述冷却液为水。
13.一种热管理系统，其特征在于，包括电机、液冷式空调、液冷式电池包、电机水冷管路(210)、空调冷媒路(221)、空调水路(222)以及电池温控水路(230)；所述电机设有如权利要求1-11任意一项所述的热交换器(100)，所述热交换器(100)与所述电机水冷管路(210)及所述空调冷媒路(221)连接；所述空调冷媒路(221)与所述空调水路(222)之间设有第一热交换器(240)，所述空调水路(222)与所述电池温控水路(230)之间设有第二热交换器(250)。
14.根据权利要求13所述热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模式、低温冷启动模式及停车电池保温模式；
高温行车模式时，所述电机先通过所述电机水冷管路(210)降温，冷却不足时所述空调冷媒路(221)通过所述热交换器(100)辅助所述电机降温；
常温行车模式时，所述电机通过所述电机水冷管路(210)降温，所述空调冷媒路(221)不参与所述电机降温；
低温行车模式时，所述空调冷媒路(221)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量，通过所述第一热交换器(240)及所述空调水路(222)给所述空调供暖，并通过所述第二热交换器(250)及所述电池温控水路(230)给所述电池包供暖；
低温冷启动模式时，所述电机先自加热，所述空调冷媒路(221)通过所述热交换器(100)吸收所述电机热量，通过所述第一热交换器(240)及所述空调水路(222)给所述空调供暖，并通过所述第二热交换器(250)及所述电池温控水路(230)给所述电池包供暖；
停车电池保温模式时，所述电机有余热，所述空调冷媒路(221)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量给电池包供暖。
15.一种热管理系统，其特征在于，包括电机、冷媒式空调、液冷式电池包、电机水冷管路(310)、空调管路(320)及电池温控水路(330)；所述电机设有如权利要求1-11任意一项所述的热交换器(100)，所述热交换器(100)与所述电机水冷管路(310)及所述空调管路(320)连接；所述空调管路(320)与所述电池温控水路(330)之间设有第一热交换器(340)。
16.根据权利要求15所述热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式；
高温行车模式时，所述电机先通过所述电机水冷管路(310)降温，冷却不足时所述空调管路(320)通过所述热交换器(100)辅助所述电机降温；
常温行车模式时，所述电机通过所述电机水冷管路(310)降温，所述空调管路(320)不参与所述电机降温；
低温行车模式时，所述空调管路(320)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量给所述空调供暖,并通过所述第一热交换器(340)及所述电池温控水路(330)给所述电池包供暖；
低温冷启动模式时，所述电机先自加热，所述空调管路(320)通过所述热交换器(100)吸收所述电机热量给所述空调供暖,并通过所述第一热交换器(340)及所述电池温控水路(330)给所述电池包供暖；
停车电池保温模式时，所述电机有余热，所述空调管路(320)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量给所述电池包供暖。
17.一种热管理系统，其特征在于，包括电机、冷媒式空调、冷媒式电池包、电机水冷管路(410)、空调管路(420)以及电池温控冷媒路(430)；所述电机设有如权利要求1-11任意一项所述的热交换器(100)；所述热交换器(100)与所述电机水冷管路(410)及所述空调管路(420)连接；所述空调管路(420)与所述电池温控冷媒路(430)连接。
18.根据权利要求17所述热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有五种模式：高温行车模式、常温行车模式、低温行车模、低温冷启动模式及停车电池保温模式；
高温行车模式时，所述电机先通过所述电机水冷管路(410)降温，冷却不足时所述空调管路(420)通过所述热交换器(100)辅助所述电机降温；
常温行车模式时，所述电机依靠所述电机水冷管路(410)降温，所述空调管路(420)不参与所述电机降温；
低温行车模式时，所述空调管路(420)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量给所述空调供暖，并通过所述电池温控冷媒路(430)给所述电池包供暖；
低温冷启动模式时，所述电机先自加热，所述空调管路(420)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量给所述空调供暖，并通过所述电池温控冷媒路(430)给所述电池包供暖；
停车电池保温模式时，所述电机有余热，所述空调管路(420)通过所述热交换器(100)回收所述电机热量给所述电池包供暖。
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Address before: No. 99, Beihui Road, Huishan Industrial Transformation Cluster, Wuxi City, Jiangsu Province, 214181

Applicant before: Wuxi Xingqu Power Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China

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