CN116852935A - 热管理系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热管理系统，在化霜模式下，压缩机、第一换热器、第一阀装置、第二换热器、第二阀装置以及第一换热部连通，第一换热部内的制冷剂与第二换热部内的冷却液热交换，第一阀装置处于全通状态或节流状态，第二阀装置处于节流状态，第二换热器处于放热状态，沿制冷剂的流动方向，第一阀装置串接于第一换热器的出口与第二换热器的入口之间，第二阀装置串接于第二换热器的出口与第一换热部的入口之间。通过调节第一阀装置和第二阀装置的开度，可以调节第一换热器和第二换热器处的换热量，从而平衡第一换热器处的制热效果和第二换热器处的化霜效果。本申请还提供一种热管理系统的控制方法。

Description

热管理系统及其控制方法

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及其控制方法。

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进行调节和对电池进行热管理。冬天温度较低时，热管理系统开启制热模式，室内换热器释放热量满足乘客舱的采暖需求，室外换热器从大气环境吸热。但由于外界环境温度较低，制热模式运行一段时间后，室外换热器会结霜，室外换热器吸热能力降低，从而影响制热效果。

相关热管理系统中，当室外换热器结霜时，将热管理系统切换至化霜模式，室外换热器释放热量改善结霜现象，但此时室内换热器吸收热量，使得乘客舱温度降低，乘客的舒适度降低。发明人认为具有改进的需求。

发明内容

鉴于相关技术存在的上述问题，本申请提供了一种可平衡制热效果和化霜效果的热管理系统及其控制方法。

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：压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一阀装置、第二阀装置及空调箱，所述第一换热器位于所述空调箱内，所述第二换热器位于所述空调箱外，所述第三换热器包括相互隔离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，所述制冷剂系统包括所述第一换热部，所述冷却液系统包括所述第二换热部；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、所述第一换热器、所述第一阀装置、所述第二换热器、所述第二阀装置以及所述第一换热部连通，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热交换，所述第一阀装置处于全通状态或节流状态，所述第二阀装置处于节流状态，所述第二换热器处于放热状态，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第二换热器的入口之间，所述第二阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第一换热部的入口之间。

本申请中，在化霜模式下，通过调节第一阀装置和第二阀装置的开度，可以调节第一换热器和第二换热器处的换热量，从而平衡第一换热器处的制热效果和第二换热器处的化霜效果。

为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：一种热管理系统的控制方法，所述热管理系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一阀装置、第二阀装置、空调箱及控制器，所述第一换热器位于所述空调箱内，所述第二换热器位于所述空调箱外，所述第三换热器包括相互隔离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，所述制冷剂系统包括所述第一换热部，所述冷却液系统包括所述第二换热部；所述控制器用于执行所述热管理系统的控制方法，所述热管理系统的控制方法包括：所述控制器控制所述热管理系统进入化霜模式，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一阀装置、所述第二换热器、所述第二阀装置以及所述第一换热部连通，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热交换，所述第一阀装置处于全通状态或节流状态，所述第二阀装置处于节流状态，所述第二换热器处于放热状态，所述控制器与所述第一阀装置和所述第二阀装置电连接，且对所述第一阀装置和所述第二阀装置的开度进行调节，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第二换热器的入口之间，所述第二阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第一换热部的入口之间。

本申请中，控制器控制热管理系统运行化霜模式，控制器与第一阀装置和第二阀装置电连接，可以对第一阀装置和第二阀装置开度进行调节，从而平衡第一换热器处的制热效果和第二换热器处的化霜效果。

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四制热模式的示意图；

图7是本申请的热管理系统一实施例的第五制热模式的示意图；

图8是本申请的热管理系统一实施例的电池加热模式的示意图；

图9是本申请的热管理系统一实施例的制热除湿模式的示意图；

图10是本申请的热管理系统一实施例的化霜模式的示意图；

图11是本申请的热管理系统一实施例的散热模式的示意图；

图12是本申请的热管理系统一实施例的储热模式的示意图；

图13是本申请的热管理系统另一实施例的第七制热模式的示意图；

图14是本申请的热管理系统另一实施例的第八制热模式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。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，热管理系统包括第三换热器4和第五换热器3，两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。第三换热器4包括第一换热部41和第二换热部42，第五换热器3包括第三换热部31和第四换热部32，第三换热器4和第五换热器3分别用于制冷剂与冷却液进行热交换。第三换热器4和第五换热器3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41的流道和第三换热部31的流道连接于制冷剂系统，第二换热部42的流道和第四换热部32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41的流道连接于制冷剂系统”指，制冷剂系统包括第一换热部41，制冷剂系统中的制冷剂能够流入以及流出第一换热部41的流道，第一换热部41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31的流道连接于制冷剂系统，第二换热部42的流道和第四换热部32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41、第三换热部31、第一换热器101、第二换热器103、第六换热器102、第一阀装置22、第二阀装置24、第三阀装置21、第四阀装置23、第一截止阀25和第二截止阀26，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。

第一阀装置22具有截止状态、节流状态、全通状态及流量调节状态。当第一阀装置22的开度为0时，第一阀装置22处于截止状态，第一阀装置22两侧的管路基本不连通。当第一阀装置22的开度大于0但小于或等于第一设定值时，第一阀装置22处于节流状态，流经第一阀装置22的制冷剂降温降压。第一阀装置22处于节流状态时，根据换热需求，使第一阀装置22的开度在0至第一设定值之间调节，从而调节第一阀装置22的节流效果。当第一阀装置22的开度大于第一设定值但小于第二设定值时，第一阀装置22处于流量调节状态，第一阀装置22两侧的管路导通但不具有节流功能。第一阀装置22处于流量调节状态时，根据换热需求，使第一阀装置22的开度在第一设定值至第二设定值之间调节，从而调节流经第一阀装置22的制冷剂的流量。当第一阀装置22的开度大于或者等于第二设定值时，第一阀装置22处于全通状态，第一阀装置22两侧的管路完全导通。可选的，第一阀装置22为全通双向节流阀。需要理解的是，第一设定值和第二设定值是根据产品需求设定的两个定值，第一设定值和第二设定值介于0至100之间，第二设定值大于第一设定值。本实施例的第二阀装置24、第三阀装置21及第四阀装置23均具有截止状态、节流状态、全通状态及流量调节状态，其工作原理与第一阀装置22的工作原理相同，可参考上述描述。本申请中，第一阀装置22和第三阀装置21可以不具有截止状态。

第一截止阀25具有全通状态和截止状态，当第一截止阀25处于全通状态时，第一截止阀25的两侧管路连通；当第一截止阀25处于截止状态时，第一截止阀25的两侧管路不连通。第二截止阀26具有全通状态和截止状态，第二截止阀26的工作原理与第一截止阀25的工作原理相同，可参考上述描述。

在一些其他实施例中，第一阀装置22、第二阀装置24、第三阀装置21、第四阀装置23、第一截止阀25及第二截止阀26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的出口与第三阀装置21的一端口连接，第三阀装置21的另一端口与第一换热器101的一端口连接，第一换热器101的另一端口与第一阀装置22的一端口连接，第一阀装置22的另一端口、第一截止阀25的一端口及第三换热部31的一端口连接。第三换热部31的另一端口与第二换热器103的一端口连接，第二换热器103的另一端口、第二截止阀26的一端口、第二阀装置24的一端口及第四阀装置23的一端口连接。第二阀装置24的另一端口与第一换热部41的一端口连接，第四阀装置23的另一端口与第六换热器102的一端口连接。第一换热部41的另一端口、第六换热器102的另一端口、第一截止阀25的另一端口、第二截止阀26的另一端口及压缩机1的进口连接。

在一些其他实施例中，制冷剂系统还设有气液分离器6，气液分离器6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。

在一些其他实施例中，制冷剂系统还设有第七换热器5，第七换热器5包括第五换热部51和第六换热部52，第七换热器5用于制冷剂与制冷剂进行热交换，第七换热器5为中间换热器，中间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。第六换热部52的一端口与压缩机1的进口连接，第一换热部41的另一端口、第六换热器102的另一端口、第一截止阀25的另一端口、第二截止阀26的另一端口及第六换热部52的另一端口连接。第五换热部51的一端口与第二换热器103的另一端口连接，第五换热部51的另一端口、第二截止阀26的一端口、第二阀装置24的一端口及第四阀装置23的一端口连接。若热管理系统还设置有气液分离器6，第六换热部52的另一端口与气液分离器6的出口连接，气液分离器6的入口、第一换热部41的另一端口、第六换热器102的另一端口、第一截止阀25的另一端口及第二截止阀26的另一端口连接。第五换热部51中的制冷剂加热第六换热部52中的制冷剂，从而提升进入压缩机1的制冷剂的温度，可用于提升压缩机1的出口温度，进一步降低压缩机1被液击的可能性，还可用于降低制冷模式下节流前的制冷剂温度，提升制冷效果。

在一些实施例中，气液分离器6和第七换热器5可以集成为一个部件，该部件同时具有气液分离和中间换热的功能。为便于理解和简化描述，下文以未设置气液分离器6和第七换热器5为例进行描述。

本实施例中，冷却液系统包括第一泵9、第二泵8、第二换热部42、第四换热部32、第四换热器104、电池换热装置105、电机换热装置107、加热装置108、多通装置7及旁通管路10，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9和第二泵8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9和第二泵8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。

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107用于对电机进行热管理。可选的，电机换热装置107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108用于加热冷却液，可选的，加热装置108为PTC加热器。旁通管路10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A、电机支路B、冷却支路C及多通装置7，电池支路A包括第一泵9、加热装置108及电池换热装置105，电机支路B包括第二泵8、旁通管路10、电机换热装置107、第四换热部32及第四换热器104，冷却支路C包括第二换热部42。

多通装置7包括第一接口71、第二接口72、第三接口73、第四接口74、第五接口75、第六接口76、第七接口77、第八接口78及第九接口79。可选的，多通装置7为九通阀，九个接口位于九通阀的壳体且在壳体上相互隔离，通过控制壳体内的阀芯组件去切换各个接口间的连通状态。本申请中，第七接口77与第八接口78连通，可以在多通装置7内部设置孔道使两者连通，也可以使用外部管路使两者连通。

本申请中，多通装置7具有四种工作状态：在第一工作状态下，第一接口71与第五接口75连通，第二接口72或第三接口73与第四接口74连通，第九接口79与第六接口76连通，第七接口77与第八接口78连通；在第二工作状态下，第一接口71与第二接口72或第三接口73连通，第四接口74与第九接口79连通，第五接口75与第八接口78连通，第七接口77与第六接口76连通；在第三工作状态下，第二接口72或第三接口73与第六接口76连通，第四接口74与第五接口75连通，第一接口71与第七接口77连通，第八接口78与第九接口79连通；在第四工作状态下，第一接口71与第九接口79连通，第二接口72或第三接口73与第八接口78连通，第四接口74与第七接口77连通，第六接口76与第五接口75连通。

冷却支路C中，第二换热部42的一端口与第一接口71连接，第二换热部42的另一端口与第九接口79连接。电池支路A中，第一泵9的出口与加热装置108的一端口连接，加热装置108的另一端口与第五接口75连接，第一泵9的入口与电池换热装置105的一端口连接，电池换热装置105的另一端口与第六接口76连接。电机支路B中，第二泵8的入口与第四接口74连接，第二泵8的出口与电机换热装置107的一端口连接，电机换热装置107的另一端口、旁通管路10的一端口及第四换热部32的一端口连接，旁通管路10的另一端口与第三接口73连接，第四换热部32的另一端口与第四换热器104的一端口连接，第四换热器104的另一端口与第二接口72连接。通过多通装置7，可实现冷却支路C、电机支路B以及电池支路A中的任意两个的连通，或三个支路互不连通。可以理解的是，当多通装置7处于第四工作状态时，电池支路A、电机支路B和冷却支路C互不连通，通过多通装置7可以各自独立形成回路。

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100，第一换热器101和第六换热器102设置于空调箱100内，第一换热器101和第六换热器102用于与空调箱100中的空气热交换，调节乘客舱的温度。第一换热器101相对第六换热器102位于空气流的下游侧，空调箱100内设有风机，用于引导空调箱100内的空气的流动。空调箱100设置有风门，通过调节风门，可以控制是否有风流经第一换热器101以及调节流经第一换热器101的风量。第二换热器103和第四换热器104并列设置于汽车前的进气格栅附近，设有风扇装置用于引导空气的流动。第二换热器103和第四换热器104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6设置于驾驶室的前方机腔内。第一换热器101、第二换热器103、第四换热器104及第六换热器102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22和第三阀装置21处于全通状态，第二阀装置24和第四阀装置23处于节流状态，第一截止阀25和第二截止阀26处于截止状态。第一泵9和第二泵8开启，加热装置108关闭用作管路，多通阀处于第一工作状态，第二接口72与第四接口74连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二阀装置24、第一换热部41、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第四阀装置23、第六换热器102、压缩机1的入口顺次连通。第一泵9的出口、加热装置108、第二换热部42、电池换热装置105、第一泵9的入口顺次连通。第二泵8的出口、电机换热装置107、第四换热部32、第四换热器104、第二泵8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经第一换热器101后进入第三换热部31，此时空调箱100的风门关闭，第一换热器101用作管路，不参与换热。在第五换热器3中，第三换热部31内的制冷剂向第四换热部32内的冷却液释放热量，第二泵8驱动冷却液循环流动，在第四换热器104处将热量释放至大气环境中。然后，制冷剂流入第二换热器103，制冷剂在第二换热器103中与大气环境换热。从第二换热器103流出的制冷剂分成两路：一路流经处于节流状态的第四阀装置23，降温降压后的制冷剂流入第六换热器102，制冷剂与空调箱100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二阀装置24，降温降压后的制冷剂流入第一换热部41，在第三换热器4中，第一换热部41内的制冷剂从第二换热部42内的冷却液中吸收热量，第一泵9驱动冷却液循环流动从而实现电池的冷却。从第六换热器102和第一换热部41流出的制冷剂流入压缩机1再次被压缩，如此循环。第二泵8驱动冷却液循环流动时，将电机的热量也带到第四换热器104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：第四阀装置23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：第二阀装置24处于截止状态，第一泵9关闭。

当电池温度过高，且车内没人时，例如车内无人快充状态，热管理系统可以运行电池快速散热模式，参照图2，热管理系统连接状态与仅电池有冷却需求的连接状态基本相同，区别在于：空调箱100的风门打开，第一换热器101释放热量。在一些情况下，还可以将第一阀装置22切换至节流状态，从而调节第一换热器101的换热效果，防止车内温度过高。

如图3至图7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，可选择从压缩机1、大气环境、加热装置108、电机以及电池中的至少一个获取热量。

当大气环境热量充足时，热管理系统可以运行第一制热模式，参照图3，压缩机1开启，第一阀装置22处于节流状态，第三阀装置21和第二截止阀26处于全通状态，第二阀装置24、第四阀装置23及第一截止阀25处于截止状态，第一泵9和第二泵8关闭。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二截止阀26、压缩机1的入口顺次连通。制冷剂通过第一换热器101与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱制热，通过第二换热器103从大气环境获取热量。当前模式下，当电机需要冷却时，可以使得多通阀处于第一工作状态，第二接口72与第四接口74连通，第二泵8开启，第二泵8的出口、电机换热装置107、第四换热部32、第四换热器104、第二泵8的入口顺次连通，通过第四换热器104实现电机散热。

当电机有余热时，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基本相似，区别在于：第二截止阀26处于截止状态，第二阀装置24处于全通状态，第二泵8开启，多通阀处于第二工作状态，第三接口73与第四接口74连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二阀装置24、第一换热部41、压缩机1的入口顺次连通。第二泵8的出口、电机换热装置107、第二换热部42、第二泵8的入口顺次连通。制冷剂通过第一换热器101与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱制热，通过第三换热器4从电机获取热量。

当电池有余热或者需要辅热时，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二制热模式的连接状态基本相似，区别在于：第一泵9开启，第二泵8关闭，多通阀处于第一工作状态。第一泵9的出口、加热装置108、第二换热部42、电池换热装置105、第一泵9的入口顺次连通。制冷剂通过第一换热器101与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱制热，当电池有余热时，加热装置108关闭用作管路，通过第三换热器4从电池获取热量；当需要辅热时，开启加热装置108，通过第三换热器4从加热装置108获取热量。

第二制热模式和第三制热模式下，若大气环境温度合适，也可通过第二换热器103从大气环境获取热量，若大气环境温度不合适，第二换热器103用作管路，不参与换热。

在某些情况下，大气环境温度较低，无法从大气环境获取热量，且冷却液系统也不能提供热量，压缩机1做功加热制冷剂提供热量。热管理系统可以运行第四制热模式，参照图6，压缩机1开启，第三阀装置21和第一阀装置22中的至少一个处于节流状态，第一截止阀25处于全通状态，第二阀装置24、第四阀装置23及第二截止阀26处于截止状态，第一泵9和第二泵8关闭。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第一截止阀25、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1做功使得制冷剂的温度升高，制冷剂通过第一换热器101与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱制热，经第一阀装置22或第三阀装置21节流后的制冷剂压力与温度降低，通过调节处于节流状态的阀装置的开度，从而调节压缩机1的进气温度，压缩机1的进气温度可控，使得压缩机1的排气温度可控且较为稳定，使得制热效果较为稳定。

若第一阀装置22和第三阀装置21均处于节流状态，在冷凝压力相同的情况下，第一换热器101进口与出口的制冷剂的焓差更大，使得第一换热器101处的换热量更大，制热效果较好。

由于车辆一直行驶或者运行中，电机持续发热，若电机温度足够高，具有余热，热管理系统可以运行第五制热模式，参照图7，热管理系统连接状态与第四制热模式的连接状态基本相似，区别在于：第二阀装置24处于全通状态，第二泵8开启，多通装置7处于第二工作状态，第三接口73与第四接口74连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第一截止阀25、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二阀装置24、第一换热部41、压缩机1的入口顺次连通。第二泵8的出口、电机换热装置107、第二换热部42、第二泵8的入口顺次连通。相较于第四制热模式，制冷剂流经处于节流状态的第一阀装置22后分为两路：一路流经第一截止阀25后回到压缩机1；另一路依次流经第三换热部31、第二换热器103、第二阀装置24和第一换热部41后回到压缩机1，通过第三换热器4从电机获取热量。在一些其他实施例中，当电机没有余热但电池有余热时，可以将多通装置7切换成第一工作状态，第一泵9开启，通过第三换热器4从电池获取热量。

当乘客舱无热管理需求，电池有制热需求时，热管理系统运行电池加热模式，参照图8，压缩机1关闭，第二泵8关闭，多通装置7处于第二工作状态，加热装置108开启用于加热冷却液。第一泵9的出口、加热装置108、电池换热装置105、第一泵9的入口顺次连通。

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，热管理系统可以运行制热除湿模式。参照图9，热管理系统连接状态与仅乘客舱制冷的模式的连接状态基本相似，区别在于：空调箱100的风门开启，第一换热器101释放热量，第一阀装置22和第四阀装置23中的一个处于节流状态，另一个处于全通状态。第一换热器101和第六换热器102均与乘客舱内的空气热交换，由于第一换热器101位于第六换热器102的下风侧，潮湿的空气先流经第六换热器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一换热器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。

当乘客舱的制热需求较低时，第一阀装置22处于全通状态，第四阀装置23处于节流状态，第一换热器101、第二换热器103及第三换热部31均用作冷凝器，使用第二换热器103和第五换热器3释放热量，降低第一换热器101处的换热效果。

当乘客舱的制热需求较高时，第一阀装置22处于节流状态，第四阀装置23处于全通状态，第一换热器101用作冷凝器，第二换热器103、第一换热部41及第三换热部31均用作蒸发器，使用第二换热器103从大气环境获取热量，通过第五换热器3从电机或大气环境获取热量，提升第一换热器101处的换热效果。

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，第二换热器103可能会有结霜的现象产生，此时需要运行化霜模式，用于避免或延缓第二换热器103结霜，或用于给第二换热器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10，热管理系统连接状态与第三制热模式的连接状态基本相似，区别在于：第一阀装置22处于节流状态或全通状态，第二阀装置24处于节流状态。第二换热器103处于放热状态，避免或延缓第二换热器103结霜，或用于给第二换热器103化霜。调整多通装置7的工作状态，通过第三换热器4从电池、电机或加热装置108获取热量。在化霜模式下，调整第一阀装置22和第二阀装置24的开度，平衡第一换热器101处的制热效果和第二换热器103处的化霜效果，在确保制热效果的同时，完成化霜过程，提升舒适度。当第一阀装置22和第二阀装置24均处于节流状态时，可以提升高压压力，使得压缩机1的排气温度升高，从而提升制热效果。

当乘客舱无热管理需求，电机和电池均有散热需求时，热管理系统运行散热模式。参照图11，压缩机1关闭，制冷剂系统不运行，第一泵9和第二泵8开启，多通装置7处于第三工作状态，第二接口72与第六接口76连通，加热装置108关闭。第一泵9的出口、加热装置108、第二泵8、电机换热装置107、第四换热部32、第四换热器104、电池换热装置105、第一泵9的入口顺次连通。通过第四换热器104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。

环境温度较低，且车内有人时，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，因此可以在换气前开启储热模式，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108的使用，节省电量，提升能效。参照图12，热管理系统连接状态与仅乘客舱制冷模式的连接状态基本相似，区别在于：多通装置7处于第三工作状态，第二接口72与第六接口76连通，第一泵9的出口、加热装置108、第二泵8、电机换热装置107、第四换热部32、第四换热器104、电池换热装置105、第一泵9的入口顺次连通。第五换热器3中，制冷剂加热冷却液，通过冷却液循环流动，使用电池储存热量。

在本实施例中，当制冷剂流经第二换热器103，冷却液流经第四换热器104，但不想第二换热器103和第四换热器104处发生换热时，可以关闭风扇装置，或者使用管路将其旁通。

在一些其他实施例中，电池支路A还包括自动驾驶模块换热装置106和比例阀27，第六接口76、电池换热装置105的另一端口和比例阀27的另一端口连接，比例阀27的一端口与自动驾驶模块换热装置106的另一端口连接，第一泵9的入口、电池换热装置105的一端口及自动驾驶模块换热装置106的一端口连接。比例阀27具有截止状态和比例调节状态，当比例阀27处于比例调节状态时，可调节流经电池换热装置105和自动驾驶模块换热装置106的冷却液的比例。

在制冷模式和散热模式下，当自动驾驶模块需要冷却时；或者，在第三制热模式和化霜模式下，当自动驾驶模块有余热时；或者，在电池加热模式下，当自动驾驶模块需要加热时，可以使比例阀27处于比例调节状态，至少有部分冷却液流经自动驾驶模块换热装置106。

在一些其他实施例中，比例阀27还可以为截止阀，仅能控制是否有冷却液流经自动驾驶模块换热装置106。

根据本申请的热管理系统另一个具体实施例，如图13和图14所示，本实施例与上述实施例基本相同，其区别在于：制冷系统有所不同。具体地，第一截止阀25替换为第五阀装置28，第一阀装置22在系统中的位置不同，增设第三截止阀29。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。

制冷剂系统的区别在于：第一换热器101的另一端口、第一阀装置22的一端口及第五阀装置28的一端口连接，第一阀装置22的另一端口与第三换热部31的一端口连接。第五阀装置28的另一端口、第六换热器102的另一端口、第三换热部31的另一端口及第三截止阀29的一端口连接，第三截止阀29的另一端口、第二截止阀26的另一端口及压缩机1的入口连接。

第五阀装置28具有截止状态、节流状态、全通状态及流量调节状态，其工作原理与第一阀装置22的工作原理相同，可参考上述描述。第三截止阀29具有全通状态和截止状态，当第三截止阀29处于全通状态时，第三截止阀29的两侧管路连通；当第三截止阀29处于截止状态时，第三截止阀29的两侧管路不连通。上一实施例中，第一截止阀25需要处于截止状态的工况，本实施例的第五阀装置28处于截止状态。上一实施例的任意工况下，本实施例的第三截止阀29处于全通状态。

由于第一阀装置22的位置变化和第一截止阀25替换为第五阀装置28，本实施例的制热模式和上一实施例的制热模式有所区别。具体地，本实施例的第一制热模式、第二制热模式及第三制热模式与上一实施例的系统连接相同，本实施例实现不了上一实施例的第四制热模式和第五制热模式，但本实施例的热管理系统具有第六制热模式、第七制热模式及第八制热模式。

热管理系统运行第六制热模式，参照图13，压缩机1开启，第三阀装置21和第五阀装置28中的至少一个处于节流状态，第一阀装置22、第二阀装置24、第四阀装置23及第二截止阀26处于截止状态，第三截止阀29处于全通状态，第一泵9和第二泵8关闭。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第五阀装置28、第三截止阀29、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1做功使得制冷剂的温度升高，制冷剂通过第一换热器101与空调箱100中的空气换热从而实现乘客舱制热。

热管理系统运行第七制热模式，参照图13，热管理系统连接状态与第六制热模式的连接状态基本相似，区别在于：第一阀装置22处于节流状态、全通状态或流量调节状态，第五阀装置28处于节流状态、全通状态或流量调节状态，第三阀装置21和第一阀装置22中的至少一个处于节流状态，第三阀装置21和第五阀装置28中的至少一个处于节流状态，第二阀装置24处于全通状态，第二泵8开启，多通装置7处于第二工作状态，第三接口73与第四接口74连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第五阀装置28、第三截止阀29、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二阀装置24、第一换热部41、第三截止阀29、压缩机1的入口顺次连通。第二泵8的出口、电机换热装置107、第二换热部42、第二泵8的入口顺次连通。制冷剂从第一换热器101流出后分为两路：一路流经第五阀装置28后回到压缩机1；另一路依次流经第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二阀装置24和第一换热部41后回到压缩机1，通过第三换热器4从电机获取热量。

可以理解的是，当第三阀装置21处于全通状态时，第一阀装置22和第五阀装置28均处于节流状态；当第三阀装置21处于节流状态时，第一阀装置22可以处于节流状态、全通状态或流量调节状态，第五阀装置28可以处于节流状态、全通状态或流量调节状态。通过调节第一阀装置22和第五阀装置28的开度，可调节两个支路的制冷剂流量比例，从而调整换热效果。

热管理系统运行第八制热模式，参照图14，热管理系统连接状态与第一制热模式的连接状态基本相似，区别在于：第五阀装置28处于节流状态，第二阀装置24处于全通状态，第三截止阀29处于截止状态，第二泵8开启，多通装置7处于第二工作状态，第三接口73与第四接口74连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第五阀装置28、第一换热部41、第二阀装置24、第二截止阀26、压缩机1的入口顺次连通。压缩机1的出口、第三阀装置21、第一换热器101、第一阀装置22、第三换热部31、第二换热器103、第二截止阀26、压缩机1的入口顺次连通。第二泵8的出口、电机换热装置107、第二换热部42、第二泵8的入口顺次连通。制冷剂从第一换热器101流出后分为两路：一路流经处于节流状态的第五阀装置28后，流入第一换热部41，然后回到压缩机1，通过第三换热器4从电机获取热量；另一路流经处于节流状态的第一阀装置22后，依次流经第三换热部31和第二换热器103，然后回到压缩机1，通过第二换热器103从大气环境获取热量。

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包括控制器和若干传感器，若干传感器可用于获取第一换热器101、第二换热器103、第三换热器4、第四换热器104、第五换热器3、第六换热器102、第七换热器5、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100内的风机、进气格栅处的风扇装置、若干截止阀、若干比例阀27、若干阀装置、若干泵、若干多通装置7以及若干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：压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一阀装置、第二阀装置及空调箱，所述第一换热器位于所述空调箱内，所述第二换热器位于所述空调箱外，所述第三换热器包括相互隔离的第一换热部和第二换热部；所述热管理系统包括相互隔离的制冷剂系统和冷却液系统，所述制冷剂系统包括所述第一换热部，所述冷却液系统包括所述第二换热部；

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、所述第一换热器、所述第一阀装置、所述第二换热器、所述第二阀装置以及所述第一换热部连通，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热交换，所述第一阀装置处于全通状态或节流状态，所述第二阀装置处于节流状态，所述第二换热器处于放热状态，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第二换热器的入口之间，所述第二阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第一换热部的入口之间。

2.如权利要求1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、加热装置和电池换热装置；

在所述化霜模式下，所述第一泵、所述第二换热部与所述电池换热装置连通，或，所述第一泵、所述第二换热部与所述加热装置连通，所述加热装置用于加热冷却液。

3.如权利要求2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、第四换热器和第五换热器，所述第四换热器位于所述空调箱外，所述第五换热器包括相互隔离的第三换热部和第四换热部，所述制冷剂系统包括所述第三换热部，所述冷却液系统包括所述第四换热部；

所述热管理系统具有电池快速散热模式，在所述电池快速散热模式下，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一阀装置、所述第三换热部、所述第二阀装置及所述第一换热部连通，所述第一泵、所述第二换热部以及所述电池换热装置连通，所述第二泵、所述第四换热部以及所述第四换热器连通，所述第一换热部内的制冷剂冷却所述第二换热部内的冷却液，所述第三换热部内的制冷剂加热所述第四换热部内的冷却液，所述第一阀装置处于全通状态或节流状态，所述第二阀装置处于节流状态，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第三换热部的入口之间，所述第二阀装置串接于所述第三换热部的出口与所述第一换热部的入口之间。

4.如权利要求3所述的一种热管理系统，其特征在于，在所述电池快速散热模式下，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一阀装置、所述第三换热部、所述第二换热器、所述第二阀装置及所述第一换热部连通，沿制冷剂的流动方向，所述第二换热器串接于所述第三换热部的出口与所述第二阀装置的入口之间，所述第二换热器处于放热状态。

5.如权利要求1所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括第三阀装置，所述热管理系统具有若干种制热模式；

在一种制热模式下，所述压缩机、所述第三阀装置、所述第一换热器、所述第一阀装置连通，沿制冷剂的流动方向，所述第三阀装置串接于所述压缩机的出口与所述第一换热器的入口之间，所述压缩机的出口与所述第三阀装置的入口之间无换热器，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述压缩机的入口之间，所述第一阀装置和/或所述第三阀装置处于节流状态；或，

在另一种制热模式下，所述压缩机、所述第三阀装置、所述第一换热器及所述第一阀装置连通，所述压缩机、所述第三阀装置、所述第一换热器、所述第一阀装置及所述第一换热部连通，沿制冷剂的流动方向，所述第三阀装置串接于所述压缩机的出口与所述第一换热器的入口之间，所述压缩机的出口与所述第三阀装置的入口之间无换热器，所述第一换热器的出口与所述第一阀装置的入口连通，所述第一阀装置的出口分别与所述压缩机的入口和所述第一换热部的入口连通，所述第一换热部的出口与所述压缩机的入口连通，所述第一阀装置和/或所述第三阀装置处于节流状态。

6.如权利要求1所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括第三阀装置和第五阀装置，所述热管理系统具有若干种制热模式；

在一种制热模式下，所述压缩机、所述第三阀装置、所述第一换热器、所述第五阀装置连通，沿制冷剂的流动方向，所述第三阀装置串接于所述压缩机的出口与所述第一换热器的入口之间，所述压缩机的出口与所述第三阀装置的入口之间无换热器，所述第五阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述压缩机的入口之间，所述第五阀装置和/或所述第三阀装置处于节流状态；或，

在另一种制热模式下，所述压缩机、所述第三阀装置、所述第一换热器及所述第五阀装置连通，所述压缩机、所述第三阀装置、所述第一换热器、所述第一阀装置及所述第一换热部连通，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，沿制冷剂的流动方向，所述第三阀装置串接于所述压缩机的出口与所述第一换热器的入口之间，所述压缩机的出口与所述第三阀装置的入口之间无换热器，所述第一换热器的出口分别与所述第一阀装置的入口和所述第五阀装置的入口连通，所述第一阀装置的出口与所述第一换热部的入口连通，所述第一换热部的出口和所述第五阀装置的出口分别与所述压缩机的入口连通，所述第一阀装置和所述第三阀装置中的至少一个处于节流状态，所述第五阀装置和所述第三阀装置中的至少一个处于节流状态；或，

在又一种制热模式下，所述压缩机、所述第一换热器、所述第五阀装置及所述第一换热部连通，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一阀装置及所述第二换热器连通，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，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第二换热器的入口之间，所述第五阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第一换热部的入口之间，所述第五阀装置和所述第一阀装置处于节流状态。

7.如权利要求1所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括第一泵、第四阀装置、第六换热器、电池换热装置，所述第六换热器位于所述空调箱内；

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、所述第二换热器、所述第四阀装置、所述第六换热器连通，沿制冷剂的流动方向，所述第四阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第六换热器的入口之间，所述第四阀装置处于节流状态；或，所述压缩机、所述第二换热器、所述第二阀装置、所述第一换热部连通，所述第一泵、所述第二换热部及所述电池换热装置连通，所述第二阀装置处于节流状态，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，沿制冷剂的流动方向，所述第二阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第一换热部的入口之间；

所述热管理系统具有制热除湿模式，在所述制热除湿模式下，所述压缩机、所述第一换热器、第一阀装置、所述第二换热器、所述第四阀装置、所述第六换热器连通，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第二换热器的入口之间，所述第四阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第六换热器的入口之间；所述第一阀装置处于全通状态，所述第四阀装置处于节流状态，所述第二换热器处于放热状态，或，所述第一阀装置处于节流状态，所述第四阀装置处于全通状态，所述第二换热器处于吸热状态。

8.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电池支路、电机支路及冷却支路，所述电池支路包括所述第一泵、所述加热装置及所述电池换热装置，所述电机支路包括电机换热装置、旁通管路、所述第二泵、所述第四换热部及所述第四换热器，所述冷却支路包括所述第二换热部；

所述冷却液系统包括多通装置，所述多通装置包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口及第九接口，所述第七接口与所述第八接口连通；所述冷却支路具有两个端口，所述冷却支路的两个端口分别与所述第一接口和所述第九接口连通；所述电池支路具有两个端口，所述电池支路的两个端口分别与所述第五接口和所述第六接口连通；所述电机支路具有三个端口，所述电机支路的三个端口分别与所述第二接口、所述第三接口及所述第四接口连通。

9.如权利要求8所述的一种热管理系统，其特征在于，所述多通装置至少具有三种工作状态：

在第一工作状态下，所述第一接口与所述第五接口连通，所述第二接口或所述第三接口与所述第四接口连通，所述第九接口与所述第六接口连通；

在第二工作状态下，所述第一接口与所述第二接口或所述第三接口连通，所述第四接口与所述第九接口连通，所述第五接口与所述第六接口连通；

在第三工作状态下，所述第二接口或所述第三接口与所述第六接口连通，所述第四接口与所述第五接口连通。

10.一种热管理系统的控制方法，其特征在于，所述热管理系统包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第一阀装置、第二阀装置、空调箱及控制器，所述第一换热器位于所述空调箱内，所述第二换热器位于所述空调箱外，所述第三换热器包括相互隔离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，所述制冷剂系统包括所述第一换热部，所述冷却液系统包括所述第二换热部；

所述控制器用于执行所述热管理系统的控制方法，所述热管理系统的控制方法包括：所述控制器控制所述热管理系统进入化霜模式，所述压缩机、所述第一换热器、所述第一阀装置、所述第二换热器、所述第二阀装置以及所述第一换热部连通，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热交换，所述第一阀装置处于全通状态或节流状态，所述控制器与所述第一阀装置和所述第二阀装置电连接，且对所述第一阀装置和所述第二阀装置的开度进行调节，所述第二阀装置处于节流状态，所述第二换热器处于放热状态，沿制冷剂的流动方向，所述第一阀装置串接于所述第一换热器的出口与所述第二换热器的入口之间，所述第二阀装置串接于所述第二换热器的出口与所述第一换热部的入口之间。