CN116804520A - 热管理集成模块及热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热管理集成模块，其包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，第三换热器包括沿着第三换热器的厚度方向交替堆叠的多个板片，多个板片包括侧板，侧板为第三换热器厚度方向的最外侧的板片，第一换热器和第二换热器分别与侧板固定；第三换热器具有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道在第三换热器内相互隔离，第一换热器具有第三流道，第二换热器具有第四流道，第一流道与第三流道连通，第二流道与第四流道连通。相较于相关技术，减少了零部件数量，减小热管理集成模块的占用空间。本申请还提供一种减小占用空间的热管理系统。

Description

热管理集成模块及热管理系统

技术领域

本申请涉及热管理集成模块技术领域，尤其涉及一种热管理集成模块及热管理系统。

背景技术

相关技术中，水冷冷凝器、水冷蒸发器和中间换热器均固定于流道板，通过流道板的内部通道实现水冷冷凝器、水冷蒸发器和中间换热器的连通。流道板的设置使得实现水冷冷凝器、水冷蒸发器和中间换热器之间的连通更加简单，但由于流道板需要设置内部通道且需要具有一定的耐压性，因此流道板的体积较大，从而使得集成模块占用空间较大。

发明内容

鉴于相关技术存在的上述问题，本申请提供了一种减小占用空间的热管理集成模块及热管理系统。

为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：一种热管理集成模块，其包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第三换热器包括沿着所述第三换热器的厚度方向交替堆叠的多个板片，多个板片包括侧板，所述侧板为所述第三换热器厚度方向的最外侧的板片，所述第一换热器和所述第二换热器分别与所述侧板固定；所述第三换热器具有第一流道和第二流道，所述第一流道和所述第二流道在所述第三换热器内相互隔离，所述第一换热器具有第三流道，所述第二换热器具有第四流道，所述第一流道与所述第三流道连通，所述第二流道与所述第四流道连通。

本申请中，侧板为第三换热器厚度方向的最外侧的板片，第一换热器和第二换热器分别与第三换热器的侧板固定，第三换热器的第一流道与第一换热器的第三流道连通，第三换热器的第二流道与第二换热器的第四流道连通，相较于相关技术，取消了实现第一换热器、第二换热器和第三换热器连通的流道板，减少了零部件数量，减小热管理集成模块的占用空间。

本申请还提供一种热管理系统，其包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器和膨胀阀，所述第一换热器、所述第二换热器分别与所述第三换热器接触且固定，所述第三换热器具有在所述第三换热器内相互隔离的第一流道和第二流道，所述第一换热器具有第三流道，所述第二换热器具有第四流道；热管理系统处于运行状态时，所述压缩机的出口与所述第三流道连通，所述第一流道与所述第三流道连通，所述第三流道与所述膨胀阀的入口连通，所述膨胀阀的出口与所述第四流道连通，所述第二流道与所述第四流道连通，所述第二流道与所述压缩机的入口连通。

本申请中，第一换热器和第二换热器分别直接与第三换热器接触且固定，使得零部件之间更加紧凑，减小热管理系统的占用空间。

附图说明

图1是本申请的热管理集成模块的一实施例的立体示意图；

图2是本申请的热管理集成模块的一实施例的分解示意图；

图3是本申请的热管理集成模块的一实施例的另一角度的分解示意图；

图4至图7是本申请的热管理集成模块的一实施例的不同角度的剖切示意图；

图8是本申请的热管理系统的一实施例的示意图。

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集成模块进行详细说明。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集成模块7一个实施例，参照图1至图7，热管理集成模块7包括第一换热器1、第二换热器2和第三换热器3，第三换热器3具有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道在第三换热器3内相互隔离，第一换热器1具有第三流道，第二换热器2具有第四流道，第一流道与第三流道连通，第二流道与第四流道连通。

第三换热器3包括沿着第三换热器3的厚度方向交替堆叠的多个板片，多个板片包括侧板30，侧板30位于第三换热器3的最外侧，用于保护第三换热器3的其他板片，第一换热器1和第二换热器2分别与侧板30固定。本申请中，侧板30为实心结构，即侧板30未设置内部流道。但需要理解的是，侧板30设有至少一个通孔，这些通孔用于实现第一换热器1与第三换热器3之间的安装，和/或，用于实现第二换热器2与第三换热器3之间的安装。具体的，以第一换热器1与第三换热器3为例，第一换热器1有部分容纳于通孔，第一换热器1与通孔周侧的孔壁密封连接。

本申请中，第一换热器1和第二换热器2直接固定于第三换热器3的侧板30，相较于相关文件，取消了实现第一换热器1、第二换热器2和第三换热器3连通的流道板，减少了零部件数量，减小热管理集成模块7的占用空间，且提升集成度。

本申请中，第一换热器1、第二换热器2和第三换热器3均为板式换热器，第一换热器1的板片堆叠方向、第二换热器2的板片堆叠方向及第三换热器3的板片堆叠方向平行或重合。第一换热器1与第二换热器2位于第三换热器3的厚度方向的同侧，第一换热器1和第二换热器2与侧板30的同一侧面贴合且密封连接。可选的，在与第三换热器3的厚度方向垂直的平面上，第一换热器1的投影和第二换热器2的投影均落入第三换热器3的投影中。板式换热器的结构和工作原理为本领域的技术人员所熟知，本申请不再赘述。

第一换热器1包括沿着第一换热器1的厚度方向交替堆叠的多个板片，第一换热器1还具有与第三流道相互间隔设置的第五流道。可选的，第三流道用于流通制冷剂，第五流道用于流通冷却液，在第一换热器1内，可实现制冷剂与冷却液的换热。

具体的，第三流道包括第一孔道11、第二孔道12和第一板间通道(图中未标示)，第一板间通道连通第一孔道11和第二孔道12，第五流道包括第三孔道14、第四孔道15和第二板间通道(图中未标示)，第二板间通道连通第三孔道14和第四孔道15。第一孔道11、第二孔道12、第三孔道14及第四孔道15均沿着第一换热器1的厚度方向延伸，且四个孔道均为盲孔，第一孔道11、第二孔道12、第三孔道14及第四孔道15的开口均位于第一换热器1远离第三换热器3的一侧。第一板间通道位于第一换热器1的两个相邻板片之间，第二板间通道位于第一换热器1的另外两个相邻板片之间，第一板间通道和第二板间通道相互隔离设置。

第二换热器2包括沿着第二换热器2的厚度方向交替堆叠的多个板片，第二换热器2具有与第四流道相互间隔设置的第六流道。可选的，第四流道用于流通制冷剂，第六流道用于流通冷却液，在第二换热器2内，可实现制冷剂与冷却液的换热。

具体的，第四流道包括第五孔道21、第六孔道22和第三板间通道(图中未标示)，第三板间通道连通第五孔道21和第六孔道22，第六流道包括第七孔道23、第八孔道24和第四板间通道(图中未标示)，第四板间通道连通第七孔道23和第八孔道24。第五孔道21、第六孔道22、第七孔道23及第八孔道24均沿着第二换热器2的厚度方向延伸，且四个孔道均为盲孔，第五孔道21和第六孔道22的开口均位于第二换热器2靠近第三换热器3的一侧，第七孔道23和第八孔道24的开口均位于第二换热器2远离第三换热器3的一侧。第三板间通道位于第二换热器2的两个相邻板片之间，第四板间通道位于第二换热器2的另外两个相邻板片之间，第三板间通道和第四板间通道相互隔离设置。

第三换热器3的第一流道包括第九孔道31、第十孔道32和第五板间通道(图中未标示)，第五板间通道连通第九孔道31和第十孔道32，第三换热器3的第二流道包括第十一孔道33、第十二孔道34和第六板间通道(图中未标示)，第六板间通道连通第十一孔道33和第十二孔道34。第九孔道31、第十孔道32、第十一孔道33及第十二孔道34均沿着第三换热器3的厚度方向延伸，且四个孔道均为盲孔，第九孔道31、第十孔道32、第十一孔道33及第十二孔道34的开口均位于侧板30。第五板间通道位于第三换热器3的两个相邻板片之间，第六板间通道位于第三换热器3的另外两个相邻板片之间，第五板间通道和第六板间通道在第三换热器3中相互隔离设置。

在一些实施例中，热管理集成模块7包括储液器4，储液器4用于过滤干燥制冷剂。储液器4位于第一换热器1远离第三换热器3的一侧，储液器4与第一换热器1固定连接。储液器4具有第一开口41和第二开口42，第一开口41和第二开口42分别与储液器4的内腔连通，第一开口41和第二开口42中的一个为储液器4的进口，另一个为储液器4的出口。

第一换热器1具有连通孔道13，连通孔道13沿着第一换热器1的厚度方向延伸，连通孔道13贯穿第一换热器1的厚度方向的两侧，连通孔道13、第三流道和第五流道在第一换热器1内相互隔离。第一开口41与第二孔道12连通，第二开口42与连通孔道13连通，连通孔道13与第九孔道31连通。

本申请通过在第一换热器1设置连通孔道13，缩短流体在储液器4和第三换热器3之间的流动路径，减少管路的设置，降低流阻，提升热管理集成模块7的集成度，减小占用空间。储液器4、第一换热器1和第三换热器3沿第一换热器1的厚度方向排列，储液器4固定于第一换热器1，第一换热器1固定于第三换热器3，可以通过较短的路径实现储液器4、第一换热器1和第三换热器3之间的连通，还可以合理利用空间，提升集成度。

在一些其他实施例中，第一换热器1可以不设置连通孔道13，但热管理集成模块7设有连通管路，连通管路的一端与储液器4密封连接，另一端与第三换热器3密封连接，连通管路的管腔连通第二开口42和第九孔道31。

在一些实施例中，热管理集成模块7包括膨胀阀5，膨胀阀5用于实现制冷剂的节流。膨胀阀5与侧板30固定且密封连接，沿第三换热器3的长度方向，膨胀阀5位于第一换热器1和第二换热器2之间。膨胀阀5具有第三开口51和第四开口52，第三开口51和第四开口52分别与膨胀阀5的内腔连通，第三开口51和第四开口52中的一个为膨胀阀5的进口，另一个为膨胀阀5的出口。

第三换热器3具有凹槽36，凹槽36、第一流道和第二流道在第三换热器3内相互隔离。本实施例中，凹槽36沿第三换热器3的长度方向延伸，凹槽36的凹陷方向与第三换热器3的厚度方向平行或重合。

具体的，侧板30具有第一通孔35和第二通孔37，在膨胀阀5未与侧板30安装前，第一通孔35和第二通孔37分别与凹槽36连通。膨胀阀5与侧板30安装后，膨胀阀5有部分位于第一通孔35，且与第一通孔35周侧的孔壁密封连接，另有一部分位于第二通孔37，且与第二通孔37的周侧的孔壁密封连接。第三开口51与第十孔道32连通，第四开口52与凹槽36一侧连通，凹槽36的另一侧与第五孔道21连通，第六孔道22与第十一孔道33连通。

本实施例中，沿第三换热器3的长度方向，第十孔道32和第十二孔道34均位于第三换热器3与第一换热器1和第二换热器2之间的区域对应的位置。如此设置，便于膨胀阀5的装配，且充分利用第一换热器1和第二换热器2之间的空间，提升集成度。

在一些可能的实施例中，参照图2，凹槽36设置于最靠近侧板30的一个板片，该板片的一部分内凹形成长条槽，凹槽36的槽口朝向侧板30。

在一些可能的实施例中，凹槽36设置于侧板30，侧板30的一部分内凹形成长条槽，凹槽36的槽口朝向最为靠近侧板30的一个板片。

本申请中，第三孔道14和第四孔道15的开口位于第一换热器1远离第三换热器3的一侧，第七孔道23和第八孔道24的开口位于第二换热器2远离第三换热器3的一侧，即，第三孔道14、第四孔道15、第七孔道23和第八孔道24的开口位于热管理集成模块7的同侧，第三孔道14、第四孔道15、第七孔道23和第八孔道24均用于流通冷却液，如此设置，有足够的空间外接管路，以便于与冷却液系统的部件的连接。

第一孔道11和第二孔道12的开口位于第一换热器1远离第三换热器3的一侧，连通孔道13的两个开口分别位于第一换热器1的厚度方向的相反两侧，第五孔道21和第六孔道22的开口位于第一换热器1靠近第三换热器3的一侧，第九孔道31、第十孔道32、第十一孔道33和第十二孔道34的开口位于侧板30，第一通孔35和第二通孔37也设于侧板30，如此设置，以便于实现第一换热器1、第二换热器2、第三换热器3、储液器4及膨胀阀5之间的装配。第三换热器3远离侧板30的一侧无孔道的开口，与热管理集成模块7相连接的外接管路均位于热管理集成模块7的同一侧，以便于热管理集成模块7的安装，以及热管理集成模块7和其他部件的连接。

根据本申请的热管理系统一个实施例，参照图8，热管理系统主要用于通常对冷量和热量进行管理，以便满足整车范围内的冷量和热量的需求，如舱内空间的制冷/制热需求、电机的冷却需求、电池的加热/冷却需求等。其中，一部分冷量/热量是通过如运行制冷剂循环回路、启动加热器、冷却液自身携带冷量等方式供给的，一部分热量是通过如回收其他部分的冷量/热量的方式获得的。其中，将热管理系统中的一部分部件进行集成，便可成热管理集成模块7。

本申请中，热管理系统包括压缩机6和上述任一实施例的热管理集成模块7，可以根据实际需求对热管理集成模块7的部件数量进行调整，为便于描述，本实施例以热管理集成模块7包括第一换热器1、第二换热器2、第三换热器3、储液器4和膨胀阀5为例进行说明。

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。

第一换热器1、第二换热器2和第三换热器3均为板式换热器，其中第一换热器1和第二换热器2用于实现制冷剂和冷却液的换热，第三换热器3用于实现同一回路中的两处制冷剂的换热。具体地，第一流道、第二流道、第三流道和第五流道连接于制冷剂系统，第四流道和第六流道连接于冷却液系统。

本实施例中，热管理系统包括压缩机6和热管理集成模块7，热管理集成模块7包括第一换热器1、第二换热器2、第三换热器3、储液器4和膨胀阀5，压缩机6的出口与热管理集成模块7的第一孔道11连通，压缩机6的入口与热管理集成模块7的第十二孔道34连通。

本申请的热管理系统为全回路系统，任何工况下，制冷剂的流动路径不变，均为压缩机6出口、第一换热器1的第一流道、储液器4、第三换热器3的第一流道、膨胀阀5、第二换热器2的第四流道、第三换热器3的第二流道、压缩机6入口顺次连通。在热管理集成模块7中，制冷剂的流动路径如图4至图7的粗实线箭头所示。具体地，从第一孔道11流入热管理集成模块7，顺着第一板间通道流向第二孔道12，从第一开口41进入储液器4的内腔，实现制冷剂中杂质的过滤后，从第二开口42进入连通孔道13；从连通孔道13流动至第九孔道31，顺着第五板间通道流向第十孔道32，从第三开口51进入膨胀阀5的内腔，实现节流后从第四开口52进入凹槽36；从凹槽36流动至第五孔道21，顺着第三板间通道流向第六孔道22；从第六孔道22流动至第十一孔道33，顺着第六板间通道流向第十二孔道34，最后流出热管理集成模块7。

第一换热器1用作水冷冷凝器，用于加热冷却液。第二换热器2用作水冷蒸发器，用于从冷却液吸热。第三换热器3用作中间换热器，用于实现较高温制冷剂与较低温制冷剂的换热。冷却液系统可根据需求进行设计，本申请不予限制。

本申请热管理系统为全回路系统，可减少制冷剂的充注量，泄漏率更低，更有利于制冷剂系统的集成。使用集成度较高的热管理集成模块7，使得热管理系统的占用空间较小。

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装置或其他部件。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装置或其他部件后连通。

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)

1.一种热管理集成模块，其特征在于，包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第三换热器包括沿着所述第三换热器的厚度方向交替堆叠的多个板片，多个板片包括侧板，所述侧板为所述第三换热器厚度方向的最外侧的板片，所述第一换热器和所述第二换热器分别与所述侧板固定；

所述第三换热器具有第一流道和第二流道，所述第一流道和所述第二流道在所述第三换热器内相互隔离，所述第一换热器具有第三流道，所述第二换热器具有第四流道，所述第一流道与所述第三流道连通，所述第二流道与所述第四流道连通。

2.如权利要求1所述的热管理集成模块，其特征在于，所述第一换热器与所述第二换热器位于所述第三换热器的厚度方向的同侧，所述第一换热器和所述第二换热器与所述侧板的同一侧面贴合且密封连接。

3.如权利要求1所述的热管理集成模块，其特征在于，所述第一换热器包括沿着所述第一换热器的厚度方向交替堆叠的多个板片，所述第一换热器具有与所述第三流道相互间隔设置的第五流道；

所述第三流道包括第一孔道和第二孔道，所述第二孔道与所述第一流道连通，所述第五流道包括第三孔道和第四孔道，所述第一孔道和所述第二孔道通过一部分板间通道连通，所述第三孔道和所述第四孔道通过另一部分板间通道连通，所述第一孔道、所述第二孔道、所述第三孔道及所述第四孔道均沿着所述第一换热器的厚度方向延伸且均为盲孔，所述第一孔道、所述第二孔道、所述第三孔道及所述第四孔道的开口均位于所述第一换热器远离所述第三换热器的一侧。

4.如权利要求1至3任一项所述的热管理集成模块，其特征在于，所述第一换热器具有连通孔道，所述连通孔道沿着所述第一换热器的厚度方向延伸，所述连通孔道贯穿所述第一换热器的厚度方向的两侧，所述连通孔道与所述第三流道在所述第一换热器内相互隔离，所述连通孔道与所述第一流道连通。

5.如权利要求4所述的热管理集成模块，其特征在于，所述热管理集成模块包括储液器，所述储液器位于所述第一换热器远离所述第三换热器的一侧，所述储液器与所述第一换热器固定连接；

所述储液器具有第一开口和第二开口，所述第一开口连通所述第三流道和所述储液器的内腔，所述第二开口连通所述连通孔道和所述储液器的内腔。

6.如权利要求3所述的热管理集成模块，其特征在于，所述第二换热器包括沿着所述第二换热器的厚度方向交替堆叠的多个板片，所述第二换热器具有与所述第四流道相互间隔设置的第六流道；

所述第四流道包括第五孔道和第六孔道，所述第六孔道与所述第二流道连通，所述第六流道包括第七孔道和第八孔道，所述第五孔道和所述第六孔道通过一部分板间通道连通，所述第七孔道和所述第八孔道通过另一部分板间通道连通，所述第五孔道、所述第六孔道、所述第七孔道及所述第八孔道均沿着所述第二换热器的厚度方向延伸且均为盲孔，所述第五孔道和所述第六孔道的开口均位于所述第二换热器靠近所述第三换热器的一侧，所述第七孔道和所述第八孔道的开口均位于所述第二换热器远离所述第三换热器的一侧。

7.如权利要求6所述的热管理集成模块，其特征在于，所述第一流道包括第九孔道和第十孔道，所述第二流道包括第十一孔道和第十二孔道，所述第九孔道和所述第十孔道通过一部分板间通道连通，所述第十一孔道和所述第十二孔道通过另一部分板间通道连通，所述第九孔道、所述第十孔道、所述第十一孔道及所述第十二孔道均沿着所述第三换热器的厚度方向延伸且均为盲孔，所述第九孔道、所述第十孔道、所述第十一孔道及所述第十二孔道的开口均位于所述侧板，所述第九孔道与所述第二孔道连通，所述第十一孔道与所述第六孔道连通；

沿所述第三换热器的长度方向，所述第十孔道和第十二孔道均位于所述第一换热器和第二换热器之间；

所述第一换热器的板片堆叠方向、所述第二换热器的板片堆叠方向及所述第三换热器的板片堆叠方向平行或重合。

8.如权利要求7所述的热管理集成模块，其特征在于，所述第三换热器具有凹槽，所述凹槽、所述第一流道和所述第二流道在所述第三换热器内相互隔离，所述凹槽与所述第五孔道连通；

所述凹槽沿所述第三换热器的长度方向延伸，所述凹槽的凹陷方向与所述第三换热器的厚度方向平行或重合。

9.如权利要求8所述的热管理集成模块，其特征在于，所述热管理集成模块包括膨胀阀，所述膨胀阀与所述侧板固定且密封连接，沿所述第三换热器的长度方向，所述膨胀阀位于所述第一换热器和所述第二换热器之间；

所述膨胀阀具有第三开口和第四开口，所述第三开口连通所述第十孔道和所述膨胀阀的内腔，所述第四开口连通所述凹槽和所述膨胀阀的内腔。

10.一种热管理系统，其特征在于，包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器和膨胀阀，所述第一换热器、所述第二换热器分别与所述第三换热器接触且固定，所述第三换热器具有在所述第三换热器内相互隔离的第一流道和第二流道，所述第一换热器具有第三流道，所述第二换热器具有第四流道；

热管理系统处于运行状态时，所述压缩机的出口与所述第三流道连通，所述第一流道与所述第三流道连通，所述第三流道与所述膨胀阀的入口连通，所述膨胀阀的出口与所述第四流道连通，所述第二流道与所述第四流道连通，所述第二流道与所述压缩机的入口连通。