CN116901648A - 热管理设备、热管理系统和电动车辆 - Google Patents

热管理设备、热管理系统和电动车辆 Download PDF

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王鹏
魏先玉
常涛
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Abstract

本申请公开了热管理设备、热管理系统和电动车辆，热管理设备包括冷媒流路和冷却液系统，冷却液系统包括冷凝器、蒸发器、电加热器、第一水泵、第二水泵和冷却液循环回路，冷凝器和蒸发器均的冷媒通道串接于冷媒流路中，冷凝器和蒸发器分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，第一水泵和第二水泵分别连接第一冷却液通道和第二冷却液通道，电加热器选择性地串接于第一冷却液通道的出口，冷却液循环回路能够选择性地将第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。本申请能够高效利用热泵系统，使用冷却液在相应的装置进行热交换，简化了管路结构且避免了制冷剂在位于驾驶舱的换热器处泄露导致的危险。

Description

热管理设备、热管理系统和电动车辆
技术领域
本申请涉及电加热领域，更具体地说，涉及一种热管理设备、热管理系统和电动车辆。
背景技术
燃油车主要靠发动机冷却液的余温来制热，由于发动机的热效率普遍超不过50％，因此有大量余热可以给驾驶舱，而新能源汽车的电机发热功率不足10％，而10％的热量，不大可能满足乘员舱与电池的加热需求。如采用PTC(电加热器)来加热，会消耗大量电能，在冬季基本达到续航里程的1/3；如采用热泵空调，则会受到使用环境(-15℃以上环境适用，环境温度在-12.8℃和5.8℃之间且相对湿度大于67％时容易表面结霜)影响，且存在管路布置复杂、制冷剂种类受限(采用丙烷、二氧化碳制冷剂时存在因泄露导致的安全隐患)等问题。
因此，如何提升热管理的效率和降低系统的成本成为本申请需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种热管理设备，以兼顾热管理的效率和成本。
根据本申请的一个方面，提供一种热管理设备，其中，所述热管理设备包括冷媒流路和冷却液系统，所述冷却液系统包括冷凝器、蒸发器、电加热器、第一水泵、第二水泵和冷却液循环回路，所述冷凝器和蒸发器均具有冷媒通道并串接于所述冷媒流路中，所述冷媒流路包括用于与压缩机连接的对接口，所述冷凝器和蒸发器分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述第一水泵和第二水泵分别连接所述第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述电加热器选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口，所述冷却液循环回路包括用于与第一换热器、第二换热器、散热装置的对应通道连通的接口，以能够选择性地将所述第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。
本申请还提供一种热管理系统，其中，所述热管理系统包括冷媒流路、冷却液系统、第一换热器、第二换热器、散热装置、压缩机，所述冷却液系统包括冷凝器、蒸发器、电加热器、第一水泵、第二水泵和冷却液循环回路，所述冷凝器和蒸发器均具有冷媒通道并串接于所述冷媒流路中，所述冷媒流路的两端分别连接所述压缩机，所述冷凝器和蒸发器分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述第一水泵和第二水泵分别连接所述第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述电加热器选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口，所述冷却液循环回路设置为能够与所述第一换热器、第二换热器、散热装置的对应通道连通，以能够选择性地将所述第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。
本申请还提供电动车辆，该电动车辆包括本申请的热管理设备或本申请的热管理系统，所述电动车辆为混合动力车辆或纯电动车辆。
根据本申请的技术方案，可以通过冷媒流路、冷凝器和蒸发器与压缩机形成热泵系统，并能够通过冷凝器、蒸发器将冷却液系统与热泵系统耦合，从而能够根据需要形成所需的冷却液循环路线，继而通过冷却液选择性地在第一换热器、第二换热器、散热装置进行散热或吸热。本申请一方面能够高效利用热泵系统，另一方面由于使用冷却液在相应的第一换热器、第二换热器、散热装置进行热交换，因而能够简化管路结构且避免了制冷剂在位于驾驶舱的换热器处泄露导致的危险。
本申请的其它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
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：
图1为具有根据本申请的一种实施方式的热管理设备的热管理系统的示意图；
图2为本申请的另一种实施方式的热管理系统的示意图；
图3至图10为图2的热管理系统的不同工作模式的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。
根据本申请的一个方面，提供一种热管理设备，其中，所述热管理设备B包括冷媒流路和冷却液系统，所述冷却液系统包括冷凝器10、蒸发器20、电加热器30、第一水泵40、第二水泵50和冷却液循环回路，所述冷凝器10和蒸发器20均具有冷媒通道并串接于所述冷媒流路中，所述冷媒流路包括用于与压缩机100连接的对接口，所述冷凝器10和蒸发器20分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述第一水泵40和第二水泵50分别连接所述第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述电加热器30选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口，所述冷却液循环回路包括用于与第一换热器60、第二换热器70、散热装置的对应通道连通的接口，以能够选择性地将所述第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。
根据本申请的另一方面，提供一种热管理系统，其中，所述热管理系统包括冷媒流路、冷却液系统、第一换热器60、第二换热器70、散热装置、压缩机100，所述冷却液系统包括冷凝器10、蒸发器20、电加热器30、第一水泵40、第二水泵50和冷却液循环回路，所述冷凝器10和蒸发器20均具有冷媒通道并串接于所述冷媒流路中，所述冷媒流路的两端分别连接所述压缩机100，所述冷凝器10和蒸发器20分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述第一水泵40和第二水泵50分别连接所述第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述电加热器30选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口，所述冷却液循环回路设置为能够与所述第一换热器60、第二换热器70、散热装置的对应通道连通，以能够选择性地将所述第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。
使用本申请的热管理设备和热管理系统，可以通过冷媒流路、冷凝器10和蒸发器20与压缩机100形成简单的热泵系统，并能够通过冷凝器10、蒸发器20将冷却液系统与热泵系统耦合，从而能够根据需要形成所需的冷却液循环路线，继而通过冷却液选择性地在第一换热器60、第二换热器70、散热装置进行散热或吸热。本申请一方面能够高效利用热泵系统，另一方面由于使用冷却液在相应的第一换热器60、第二换热器70、散热装置进行热交换，因而能够简化管路结构且避免了制冷剂在位于驾驶舱的换热器处泄露导致的危险。
本申请的热管理设备B以及热管理系统中与热管理设备B相同的部分可以集成各部件设置，例如，可以设置为阀岛的形式(如图1所示)，以通过相应的接口连接外部设备(例如压缩机100)。
其中，冷媒系统由压缩机100、冷凝器10、蒸发器20和相应的管路及相关装置(例如气液分离器120)形成，以提供冷媒循环回路，冷媒系统、冷媒循环回路结构简单。
冷却液循环回路可以根据需要设置，以实现不同的工作模式。例如，为实现多种方式在第一换热器60、第二换热器70换热，在图1和图2所示的实施方式中，所述冷却液循环回路可以包括：
四通阀G1，所述四通阀G1的第一端口和第二端口分别连接于所述第一冷却液通道和第二冷却液通道的出口，所述电加热器30选择性地串接在所述第一冷却液通道和所述四通阀G1的第一端口之间；
三通阀I，所述三通阀I的第一端口连接于所述四通阀G1的第三端口，所述三通阀I的第二端口用于连接所述第一换热器60的冷却液进口；
三通阀II，所述三通阀II的第一端口连接于所述四通阀G1的第四端口；
三通阀III，所述三通阀III的第一端口连接于所述三通阀I的第三端口，所述三通阀III的第二端口用于连接所述第二换热器70的冷却液进口，所述三通阀III的第三端口连接于所述三通阀II的第二端口；
三通阀IV，所述三通阀IV的第一端口连接于所述第一水泵40，所述三通阀IV的第二端口用于连接所述第一换热器60的冷却液出口；
三通阀V，所述三通阀V的第一端口通过第一连接管连接于所述三通阀IV的第三端口，所述三通阀V的第二端口用于连接所述第二换热器70的冷却液出口；
四通阀G2，所述四通阀G2的第一端口和第二端口分别连接所述三通阀V的第三端口和所述第一连接管，所述四通阀G2的第三端口和所述散热装置的冷却液的出口均连接所述第二水泵50；
三通阀VI，所述三通阀VI的第一端口连接于所述三通阀II的第三端口，所述三通阀VI的第二端口连接于所述四通阀G2的第四端口，所述三通阀VI的第三端口用于连接所述散热装置的冷却液入口。
此外，散热装置可以是适当的需要散热或能够散热的装置，冷却液循环回路可以根据散热装置的具体组成设置，以实现相应的换热。例如，在图1和图2所示的实施方式中，所述散热装置可以包括主散热体110(例如电动车辆的电驱散热部)和前置散热器80，所述冷却液循环回路包括：
三通阀VII，所述三通阀VII的第一端口连接于所述三通阀VI的第三端口，所述三通阀VII的第二端口连接于所述前置散热器80的冷却液入口；
三通阀VIII，所述三通阀VIII的第一端口连接于所述前置散热器80的冷却液出口，所述三通阀VIII的第二端口连接于所述第一水泵40；
三通阀IX，所述三通阀IX的第一端口连接于所述三通阀VII的第三端口，所述三通阀IX的第二端口连接于所述主散热体的冷却液入口；
三通阀X，所述三通阀X的第一端口连接于所述三通阀IX的第三端口，所述三通阀X的第二端口连接于所述第二水泵50，所述三通阀X的第三端口连接于所述三通阀VIII的第三端口。
此外，为在散热装置的热量不足时满足冷却液的吸热需要，所述三通阀VII的第一端口通过第二连接管连接于所述三通阀VI的第三端口，所述冷却液系统包括第一水壶90，所述水壶90连接于所述第二连接管。由此，第一水壶90可以作为储热用，当制热且电驱的热量不足，可以从第一水壶90中的冷却液中吸热。
另外，本申请中，可以采用适当方式将电加热器30选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口。例如，在图1所示的实施方式中，所述第一冷却液通道的出口通过第三连接管连接所述四通阀G1的第一端口，所述电加热器30并联于所述第三连接管，所述电加热器30与所述第一冷却液通道的出口之间的管路上设置有第一阀K1，所述第三连接管设置有第二阀K2。由此，当需要串接电加热器30时，将第一阀K1打开并将第二阀K2关闭，第一冷却液通道流出的冷却液继续流经电加热器30加热；当不需要串接电加热器30时，将第一阀K1关闭并将第二阀K2打开，则第一冷却液通道流出的冷却液从第三连接管经过，绕开电加热器30。
通过使上述各三通阀、四通阀处于相应的状态，可以根据需要使本申请的热管理系统处于适当的工作模式。例如，所述冷却液循环回路设置为能够使所述热管理系统具有以下至少一种工作模式：
第一模式，在所述第一模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器10、蒸发器20热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器60与第二换热器70放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述主散热体110吸收热量。
第二模式，在所述第二模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器10、蒸发器20热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液在所述前置散热器80与空气进行换热，释放热量并吸收所述主散热体110的热量，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器60、第二换热器70吸热；
第三模式，在所述第三模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器10、蒸发器20热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器60放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器70吸热并吸收所述主散热体110的热量；
第四模式，在所述第四模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器10、蒸发器20热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液经所述电加热器30加热后用于在所述第一换热器60放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器70吸热并吸收所述主散热体110的热量；
第五模式，在所述第五模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器10、蒸发器20热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液经所述电加热器30加热后用于在所述第一换热器60放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于吸收所述散主散热体110的热量；
第六模式，在所述第六模式下，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器70吸热并通过所述前置散热器80与空气进行换热，释放热量，同时吸收所述主散热体110的热量；
第七模式，在所述第七模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器10、蒸发器20热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器70放热并吸收所述主散热体的热量，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器60吸热并吸收所述主散热体110的热量。
根据本申请的另一方面，提供一种电动车辆，该电动车辆包括本申请的热管理设备或本申请的热管理系统，所述电动车辆为混合动力车辆或纯电动车辆。
优选地，第一换热器60为乘员舱换热器，第二换热器70为用于电池130的电池液冷系统的电池换热器。另外，电池液冷系统可以设置有第三水泵140和第二水壶150，以便电池液冷系统的冷却液循环和使用。
下面参考附图详细说明上述工作模式。在图2所示的实施方式中，第一换热器60为电动车辆的乘员舱换热器，第二换热器70为电池液冷换热系统的电池换热器，主散热体110为电驱散热部。
第一模式
如图3所示，第一模式为对乘员舱、电池提供加热的工作模式，其中，可以通过控制第一阀K1、第二阀K2选择电加热器30是否参与对冷却液的加热。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒气体在冷凝器10中冷凝，冷凝释放的热量被冷却液吸收，加热后的冷却液通过四通阀G1、三通阀I后分流进入第一换热器60和第二换热器70，以分别对乘员舱和电池加热。其中，三通阀I优选为可分配流量的类型，例如比例阀，以便根据需要分配进入第一换热器60和第二换热器70的冷却液。流经第一换热器60的冷却液可以通过乘员舱的空调风扇与空气换热，释放热量后的冷却液通过三通阀IV经第一水泵40泵送回到冷凝器；流经第二换热器70的冷却液与电池液冷系统换热，释放热量后的冷却液通过三通阀V、三通阀IV经第一水泵40泵送回到冷凝器。
冷却液经过蒸发器20后通过四通阀G1、三通阀II、三通阀VI、三通阀VII、三通阀IX进入主散热体110吸热，再通过三通阀VIII和三通阀X经第二水泵50泵送回到蒸发器20，将热量释放到冷媒中。
第一模式中，电驱的热量传递给冷却液，使冷却液在蒸发器20中将热量传给冷媒，冷媒经过压缩机100压缩后在冷凝器10放热，将热量输送到冷却液中，再经过冷却液带给乘员舱和电池。
其中，如果乘员舱和电池需求的热量较高，还可以通过串联接入电加热器30对冷凝器10输出的冷却液进一步加热。另外，第一水壶90可以作为储热用，当制热且电驱的热量不足，可以从第一水壶90中的冷却液中吸热(以下其他模式也可以类似使用第一水壶90)。此外，当电驱的热量不足时，还可以通过三通阀VII(三通阀VII优选为能够分配流量的类型，例如比例阀)将冷却液分为两股，分别流经主散热体110和前置散热器80。为避免两股冷却液汇合时的压差问题，可以在管路中增加单向阀等以防止冷却液逆流。
第二模式
如图4所示，第二模式为对乘员舱、电池均提供制冷的工作模式，其中，第一阀K1关闭且第二阀K2打开，电加热器30不串接到冷凝器的第一冷却液通道。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒气体在冷凝器10中冷凝，冷凝释放的热量被冷却液吸收，加热后的冷却液通过四通阀G1、三通阀II、三通阀VI、三通阀VII进入前置散热器80进行散热，使冷却液中的热量通过空气带走，冷却液再流向主散热体110进行散热，随后通过三通阀IX和三通阀X经第一水泵40泵送回到冷凝器10，以与冷媒换热。
经过蒸发器20后的低温冷却液通过四通阀G1、三通阀I后分流进入第一换热器60和第二换热器70，以分别对乘员舱和电池制冷(可以通过制冷需求通过三通阀I分配流量)。流经第一换热器60的冷却液可以通过乘员舱的空调风扇与空气换热，吸热后的冷却液通过三通阀IV、三通阀V、四通阀G2经第二水泵50泵送回到蒸发器20；流经第二换热器70的冷却液与电池液冷系统换热，吸热后的冷却液通过三通阀V、四通阀G2经第二水泵50泵送回到蒸发器20。
在第二模式下，电池的热量传递给电池液冷系统的冷却液中，再流向第二换热器70，与经过蒸发器20流过来的冷却液进行换热，实现电池的热量向外部循环系统冷却液中转移，温度升高后冷却液回到蒸发器20，将冷却液中热量传给冷媒，冷媒经过压缩机100压缩后，在冷凝器10放热，将热量输送到冷却液中，再经过前置散热器80，将热量传递到外部空气中。电驱的余热可以通过外部散热器传递到外部空气中。此时，电驱的工作温度较高，例如可以在60℃以上，外部散热器可以为电驱的碳化硅元器件散热。
第三模式
如图5所示，第三模式为对电池制冷并对乘员舱加热的工作模式，适于电池和电驱发热比较高，有多余热量需要带走的情况。其中，第一阀K1关闭且第二阀K2打开，电加热器30不串接到冷凝器的第一冷却液通道。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒，冷媒在冷凝器10中将热量释放到冷却液中，冷却液通过第二阀K2、四通阀G1、三通阀I进入第一换热器60，以加热乘员舱，随后通过三通阀IV经第一水泵40返回冷凝器。
从蒸发器20输出的低温冷却液通过四通阀G1、三通阀II、三通阀III进入第二换热器70，以吸收电池散热，再通过四通阀G2、三通阀VI、三通阀VII、三通阀IX流向主散热体110吸热，再通过三通阀VIII、三通阀X经第二水泵50返回蒸发器，以在蒸发器中向冷媒放热。
在第三模式下，电池的热量通过第二换热器70进入冷却液，冷却液随后流向电驱进一步吸热。高温的冷却液流入蒸发器20，使冷却液中的热量释放给冷媒，冷媒经过压缩机100压缩后在冷凝器10放热，将热量释放到冷却液中，再经过冷却液带给乘员舱。在该模式下，一方面可以利用电驱、电池余热为乘员舱提供加热，另一方面可以节省系统能量消耗，增加冬天续航里程。
第四模式
如图6所示，第四模式为对电池制冷并对乘员舱加热的工作模式，适于电池、电驱存在余热但不足以满足乘员舱的制热需要的情况。其中，第一阀K1打开且第二阀K2关闭，电加热器30参与对冷却液的加热。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒，冷媒在冷凝器10中将热量释放到冷却液中，冷却液通过第一阀K1、四通阀G1、三通阀I进入第一换热器60，以加热乘员舱，随后通过三通阀IV经第一水泵40返回冷凝器。
从蒸发器20输出的低温冷却液通过四通阀G1、三通阀II、三通阀III进入第二换热器70，以吸收电池散热，再通过四通阀G2、三通阀VI、三通阀VII、三通阀IX流向主散热体110吸热，再通过三通阀VIII、三通阀X经第二水泵50返回蒸发器，以在蒸发器中向冷媒放热。
在第四模式下，电池的热量通过第二换热器70进入冷却液，冷却液随后流向电驱进一步吸热。高温的冷却液流入水蒸发器20，使冷却液中热量释放给冷媒，冷媒经过压缩机100压缩后在冷凝器10放热，将热量释放到冷却液中，冷却液经过电加热器30进一步提高温度，再经过冷却液带给乘员舱。利用电加热器30的加热可以迅速进行化霜除雾。
第五模式
如图7所示，第五模式为对乘员舱提供加热的工作模式，适于电驱发热比较高但余热不足以满足乘员舱制热要求、电池处于适当温度不需要制热和制冷的情况。其中，第一阀K1打开且第二阀K2关闭，电加热器30参与对冷却液的加热。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒，冷媒在冷凝器10中将热量释放到冷却液中，冷却液经电加热器30进一步加热后通过四通阀G1、三通阀I进入第一换热器60，以加热乘员舱，随后通过三通阀IV经第一水泵40返回冷凝器。
从蒸发器20输出的低温冷却液经过四通阀G1、三通阀II、三通阀VI、三通阀VII、三通阀IX流向主散热体110吸热，再通过三通阀VIII、三通阀X经第二水泵50返回蒸发器。
在第五模式下，电驱的热量通过主散热体110释放到冷却液，冷却液在蒸发器20将热量释放给冷媒，冷媒经过压缩机100压缩后在冷凝器10放热，将热量释放到冷却液中，冷却液经过电加热器30进一步提高温度，再经过冷却液带给乘员舱。
此模式下，可以通过三通阀II分配流量，以使所需流量的冷却液可以通过三通阀II、三通阀III、三通阀V、四通阀G2和三通阀VI进入第二换热器70，以在电池具有少量制冷需求时对电池提供制冷。
第六模式
如图8所示，第六模式为对电池提供普通冷却的工作模式，适于乘员舱不需要制冷、电池制冷要求较低、冷媒系统不需要启动的情况。其中，第一阀K1关闭且第二阀K2打开。在该模式下：
压缩机100不工作，冷媒系统不启动。
从蒸发器20输出的低温冷却液经过四通阀G1、三通阀II、三通阀III进入第二换热器70，以吸收电池散热，再通过三通阀V、四通阀G2、三通阀VI、三通阀VII进入前置散热器80进行散热，使冷却液中的热量通过空气带走，冷却液再流向主散热体110吸热冷却电驱，随后通过三通阀IX和三通阀X经第二水泵50泵送回到蒸发器20。
在第六模式下，电池的热量经过第一换热器60释放到冷却液，冷却液经过前置散热器80将热量传递给外部空气，之后再流向电驱部分，吸收电驱的余热，再流回电池。
第七模式
如图9所示，第七模式为对乘员舱提供制冷并对电池提供加热的工作模式，适于电池温度较低、乘员舱需要制冷的情况。其中，可以通过控制第一阀K1、第二阀K2选择电加热器30是否参与对冷却液的加热。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒，冷媒在冷凝器10中将热量释放到冷却液中，冷却液(选择性地经电加热器30进一步加热)通过四通阀G1、三通阀II、三通阀III进入第二换热器70，以加热电池，再通过三通阀V、四通阀G2、三通阀VI、三通阀VII、三通阀IX进入主散热体110从电驱吸热，然后通过三通阀VIII经第一水泵40泵送回到冷凝器10。
从蒸发器20输出的低温冷却液经过四通阀G1、三通阀I进入第一换热器60，以向乘员舱提供制冷，然后通过三通阀IV、四通阀G2经第二水泵50泵送回到蒸发器20。
在第七模式下，电驱的热量传递给冷却液，冷却液再流入蒸发器20，将热量传给冷媒，冷媒经过压缩机压缩后在冷凝器10放热，将热量输送到冷却液中，再经过冷却液带给电池。
另外，通过在乘员舱设置用于控制第一换热器60处的空气选择性进入乘员舱内或排至大气的挡板，可以实现更多工作模式。例如可以实现以下的第八模式。
第八模式
如图10所示，第八模式为仅对电池提供强制冷的工作模式，适于电驱散热且乘员舱不需要制冷或制冷的情况。其中，第一阀K1关闭且第二阀K2打开，电加热器30不参与对冷却液的加热。在该模式下：
压缩机100压缩冷媒，冷媒在冷凝器10中将热量释放到冷却液中，冷却液通过四通阀G1、三通阀I进入第一换热器60，随后通过三通阀IV经第一水泵40返回冷凝器。控制乘员舱的挡板关闭，以阻挡第一换热器60处被加热的空气进入乘员舱，使被加热的空气流向外部大气。
从蒸发器20输出的低温冷却液经过四通阀G1、三通阀II、三通阀III进入第二换热器70，以吸收电池散热，再通过三通阀V、四通阀G2、三通阀VI、三通阀VII进入前置散热器80进行散热，使冷却液中的热量通过空气带走，冷却液再流向主散热体110进行散热，随后通过三通阀IX和三通阀X经第二水泵50泵送回到蒸发20，以与冷媒换热。
在第八模式下，电池的热量通过第二换热器70释放到冷却液，冷却液再流入前置散热器80，将部分热量传递到外部大气中，再进一步冷却电驱，再经过蒸发器20降低温度，将热量传递给冷媒，冷媒中的热量在冷凝器10传递给冷却液，再通过第一换热器60传递给外部空气。
另外，本申请中，为实现不同工作模式的切换，各阀(包括各四通阀、三通阀、第一阀K1、第二阀K2)可以通过控制单元进行控制，优选可以将各四通阀、三通阀设置为能够调节流量。此外，如图2所示，本申请的热管理系统可以通过在适当位置监控相应的温度并将监测结果反馈控制单元，以便控制单元根据监测结果判断当前情况所对应的工作模式并进行相应的切换。
例如，可以设置监测通过三通阀III流入第一换热器60的冷却液温度的第一温度传感器T1、监测通过三通阀III流入第二换热器70的冷却液温度的第二温度传感器T2、监测电池温度的第三温度传感器T3、监测电驱温度的第四温度传感器T4以及监测环境温度的第五温度传感器Ta。
当电池与乘员舱温度较低时，热管理系统启动相应的加热工作模式，例如第一模式，当第一温度传感器T1、第二温度传感器T2反馈温度升高不明显，则可以启动电加热器30参与加热，通过调节三通阀I的流量分配，可以实现乘员舱和电池的加热目标温度。
当第三温度传感器T3反馈温度较高，可以切换到第三模式。当第一温度传感器T1反馈温度仍然不满足安全，可以切换到第四模式，以使电加热器30参与加热。当第三温度传感器T3反馈电池温度稍高偏离工作区间，但余热不能供乘员舱加热，此时可以切换到第五模式，如第三温度传感器T3反馈电池温度仍不满足要求，而乘员舱不需要加热，则可以切换到第八模式。如乘员舱温度较高需要制冷，可以切换到第二模式，通过调节冷媒系统使第一温度传感器T1反馈达到制冷要求。当第四传感器T4反馈温度过高，表明电驱散热不足，则可以切换到第八模式，以使电驱制冷。如乘员舱无加热需求，但第三温度传感器T3反馈温度高于电池工作要求温度，但电池散热量不是非常高，则可以切换到第六模式进行外部循环散热。当第三温度传感器T3反馈温度低于电池工作要求温度，且乘员舱需要制冷，则可以切换到第七模式。
本申请中，三通阀表示该阀至少具有三个端口，四通阀表示该阀至少具有四个端口。也就是说，本申请的实施方式可以通过以下方式替换以减少中间管路布置：
可以使用具有更多端口的多通阀替代端口较少的多通阀，例如可以使用适当的四通阀替代三通阀I使用，使用时将四通阀的三个端口分别用作三通阀I的三个端口；
不同的三通阀和/或四通阀可以通过具有相应端口的单个多通阀替代，例如，可以使用具有六个端口的六通阀替代三通阀I和三通阀IV，使用时将该六通阀的六个端口分别用作三通阀I的三个端口和三通阀IV的三个端口；当然，也可以使用具有相应数量端口的一个多通阀替代所有的三通阀、四通阀。
以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。
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，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (12)

1.一种热管理设备，其特征在于，所述热管理设备(B)包括冷媒流路和冷却液系统，所述冷却液系统包括冷凝器(10)、蒸发器(20)、电加热器(30)、第一水泵(40)、第二水泵(50)和冷却液循环回路，所述冷凝器(10)和蒸发器(20)均具有冷媒通道并串接于所述冷媒流路中，所述冷媒流路包括用于与压缩机(100)连接的对接口，所述冷凝器(10)和蒸发器(20)分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述第一水泵(40)和第二水泵(50)分别连接所述第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述电加热器(30)选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口，所述冷却液循环回路包括用于与第一换热器(60)、第二换热器(70)、散热装置的对应通道连通的接口，以能够选择性地将所述第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。
2.根据权利要求1所述的热管理设备，其特征在于，所述冷却液循环回路包括：
四通阀G1，所述四通阀G1的第一端口和第二端口分别连接于所述第一冷却液通道和第二冷却液通道的出口，所述电加热器(30)选择性地串接在所述第一冷却液通道和所述四通阀G1的第一端口之间；
三通阀I，所述三通阀I的第一端口连接于所述四通阀G1的第三端口，所述三通阀I的第二端口用于连接所述第一换热器(60)的冷却液进口；
三通阀II，所述三通阀II的第一端口连接于所述四通阀G1的第四端口；
三通阀III，所述三通阀III的第一端口连接于所述三通阀I的第三端口，所述三通阀III的第二端口用于连接所述第二换热器(70)的冷却液进口，所述三通阀III的第三端口连接于所述三通阀II的第二端口；
三通阀IV，所述三通阀IV的第一端口连接于所述第一水泵(40)，所述三通阀IV的第二端口用于连接所述第一换热器(60)的冷却液出口；
三通阀V，所述三通阀V的第一端口通过第一连接管连接于所述三通阀IV的第三端口，所述三通阀V的第二端口用于连接所述第二换热器(70)的冷却液出口；
四通阀G2，所述四通阀G2的第一端口和第二端口分别连接所述三通阀V的第三端口和所述第一连接管，所述四通阀G2的第三端口和所述散热装置的冷却液的出口均连接所述第二水泵(50)；
三通阀VI，所述三通阀VI的第一端口连接于所述三通阀II的第三端口，所述三通阀VI的第二端口连接于所述四通阀G2的第四端口，所述三通阀VI的第三端口用于连接所述散热装置的冷却液入口。
3.根据权利要求2所述的热管理设备，其特征在于，所述散热装置包括主散热体(110)和前置散热器(80)，所述冷却液循环回路包括：
三通阀VII，所述三通阀VII的第一端口连接于所述三通阀VI的第三端口，所述三通阀VII的第二端口连接于所述前置散热器(80)的冷却液入口；
三通阀VIII，所述三通阀VIII的第一端口连接于所述前置散热器(80)的冷却液出口，所述三通阀VIII的第二端口连接于所述第一水泵(40)；
三通阀IX，所述三通阀IX的第一端口连接于所述三通阀VII的第三端口，所述三通阀IX的第二端口连接于所述主散热体的冷却液入口；
三通阀X，所述三通阀X的第一端口连接于所述三通阀IX的第三端口，所述三通阀X的第二端口连接于所述第二水泵(50)，所述三通阀X的第三端口连接于所述三通阀VIII的第三端口。
4.根据权利要求3所述的热管理设备，其特征在于，所述三通阀VII的第一端口通过第二连接管连接于所述三通阀VI的第三端口，所述冷却液系统包括第一水壶(90)，所述水罐(90)连接于所述第二连接管。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的热管理设备，其特征在于，所述第一冷却液通道的出口通过第三连接管连接所述四通阀G1的第一端口，所述电加热器(30)并联于所述第三连接管，所述电加热器(30)与所述第一冷却液通道的出口之间的管路上设置有第一阀K1，所述第三连接管设置有第二阀K2。
6.一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括冷媒流路、冷却液系统、第一换热器(60)、第二换热器(70)、散热装置、压缩机(100)，所述冷却液系统包括冷凝器(10)、蒸发器(20)、电加热器(30)、第一水泵(40)、第二水泵(50)和冷却液循环回路，所述冷凝器(10)和蒸发器(20)均具有冷媒通道并串接于所述冷媒流路中，所述冷媒流路的两端分别连接所述压缩机(100)，所述冷凝器(10)和蒸发器(20)分别具有第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述第一水泵(40)和第二水泵(50)分别连接所述第一冷却液通道和第二冷却液通道，所述电加热器(30)选择性地串接于所述第一冷却液通道的出口，所述冷却液循环回路设置为能够与所述第一换热器(60)、第二换热器(70)、散热装置的对应通道连通，以能够选择性地将所述第一冷却液通道和/或第二冷却液通道接入形成冷却液循环。
7.根据权利要求6所述的热管理系统，其特征在于，所述冷却液循环回路包括：
四通阀G1，所述四通阀G1的第一端口和第二端口分别连接于所述第一冷却液通道和第二冷却液通道的出口，所述电加热器(30)选择性地串接在所述第一冷却液通道和所述四通阀G1的第一端口之间；
三通阀I，所述三通阀I的第一端口连接于所述四通阀G1的第三端口，所述三通阀I的第二端口用于连接所述第一换热器(60)的冷却液进口；
三通阀II，所述三通阀II的第一端口连接于所述四通阀G1的第四端口；
三通阀III，所述三通阀III的第一端口连接于所述三通阀I的第三端口，所述三通阀III的第二端口用于连接所述第二换热器(70)的冷却液进口，所述三通阀III的第三端口连接于所述三通阀II的第二端口；
三通阀IV，所述三通阀IV的第一端口连接于所述第一水泵(40)，所述三通阀IV的第二端口用于连接所述第一换热器(60)的冷却液出口；
三通阀V，所述三通阀V的第一端口通过第一连接管连接于所述三通阀IV的第三端口，所述三通阀V的第二端口用于连接所述第二换热器(70)的冷却液出口；
四通阀G2，所述四通阀G2的第一端口和第二端口分别连接所述三通阀V的第三端口和所述第一连接管，所述四通阀G2的第三端口和所述散热装置的冷却液的出口均连接所述第二水泵(50)；
三通阀VI，所述三通阀VI的第一端口连接于所述三通阀II的第三端口，所述三通阀VI的第二端口连接于所述四通阀G2的第四端口，所述三通阀VI的第三端口用于连接所述散热装置的冷却液入口。
8.根据权利要求7所述的热管理系统，其特征在于，所述散热装置包括主散热体(110)和前置散热器(80)，所述冷却液循环回路包括：
三通阀VII，所述三通阀VII的第一端口连接于所述三通阀VI的第三端口，所述三通阀VII的第二端口连接于所述前置散热器(80)的冷却液入口；
三通阀VIII，所述三通阀VIII的第一端口连接于所述前置散热器(80)的冷却液出口，所述三通阀VIII的第二端口连接于所述第一水泵(40)；
三通阀IX，所述三通阀IX的第一端口连接于所述三通阀VII的第三端口，所述三通阀IX的第二端口连接于所述主散热体的冷却液入口；
三通阀X，所述三通阀X的第一端口连接于所述三通阀IX的第三端口，所述三通阀X的第二端口连接于所述第二水泵(50)，所述三通阀X的第三端口连接于所述三通阀VIII的第三端口。
9.根据权利要求8所述的热管理系统，其特征在于，所述三通阀VII的第一端口通过第二连接管连接于所述三通阀VI的第三端口，所述冷却液系统包括第一水壶(90)，所述水罐(90)连接于所述第二连接管。
10.根据权利要求7-9中人任意一项所述的热管理系统，其特征在于，所述第一冷却液通道的出口通过第三连接管连接所述四通阀G1的第一端口，所述电加热器(30)并联于所述第三连接管，所述电加热器(30)与所述第一冷却液通道的出口之间的管路上设置有第一阀K1，所述第三连接管设置有第二阀K2。
11.根据权利要求6-9中任意一项所述的热管理系统，其特征在于，所述冷却液循环回路设置为能够使所述热管理系统具有以下至少一种工作模式：
第一模式，在所述第一模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器(10)、蒸发器(20)热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器(60)与第二换热器(70)放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述主散热体(110)吸收热量；
第二模式，在所述第二模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器(10)、蒸发器(20)热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液在所述前置散热器(80)与空气进行换热，释放热量并吸收所述主散热体(110)的热量，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器(60)、第二换热器(70)吸热；
第三模式，在所述第三模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器(10)、蒸发器(20)热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器(60)放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器(70)吸热并吸收所述主散热体(110)的热量；
第四模式，在所述第四模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器(10)、蒸发器(20)热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液经所述电加热器(30)加热后用于在所述第一换热器(60)放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器(70)吸热并吸收所述主散热体(110)的热量；
第五模式，在所述第五模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器(10)、蒸发器(20)热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液经所述电加热器(30)加热后用于在所述第一换热器(60)放热，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于吸收所述散主散热体(110)的热量；
第六模式，在所述第六模式下，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器(70)吸热并通过所述前置散热器(80)与空气进行换热，释放热量，同时吸收所述主散热体(110)的热量；
第七模式，在所述第七模式下，所述冷却液与冷媒在所述冷凝器(10)、蒸发器(20)热交换，所述第一冷却液通道输出的冷却液用于在所述第二换热器(70)放热并吸收所述主散热体(110)的热量，所述第二冷却液通道输出的冷却液用于在所述第一换热器(60)吸热并吸收所述主散热体(110)的热量。
12.一种电动车辆，其特征在于，该电动车辆包括如权利要求1-5中任意一项所述的热管理设备或权利要求6-11中任意一项所述的热管理系统，所述电动车辆为混合动力车辆或纯电动车辆。
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