CN116968496A - 用于车辆的热管理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

实施例提供了一种用于车辆的热管理系统和相关的车辆。该系统包括多通阀，包括多个端口，所述多个端口被配置为能够选择性地连通；电池回路，包括分别耦合至所述车辆的电池和耦合至换热器组件的多条支路，所述多条支路通过所述多通阀的第一端口至第六端口而可选择地相互连通；以及暖风回路，包括向所述车辆内部换热的暖风芯体以及加热单元，并且暖风回路连接至所述多通阀的第七端口和第八端口，其中所述多通阀被配置为可控地调节从所述第八端口到所述第七端口和所述第二端口的介质的流量分配。通过设计一套集成化的热管理系统，实现热管理系统中能量的高效利用。

Description

用于车辆的热管理系统和车辆

技术领域

本公开的实施例总体上涉及车辆的热管理的领域，并且更具体地，涉及用于一种用于车辆的热管理系统和车辆。

背景技术

近年来，汽车行业节能减排的要求越来越严格，电动汽车由于其节能环保的优良特性，越来越受到大家的欢迎，正逐渐成为汽车行业未来发展的关注点。电动汽车不同于传统汽车，其动力源仅靠动力电池进行提供，其空调冷却热管理系统也不同于传统汽车。

高效的整车热管理系统通过对整车热系统内能量的高效利用，来进一步提升整车的续航里程。现有的热管理系统，为实现各系统间更多的能量交互，需要增加电动水阀及制冷剂截止阀来进行不同回路之间的耦合关系。但是每增加一个零部件就增加了系统的成本和复杂度，同时还带来了布置的复杂度以及管路连接的复杂度的提高。因此，如何设计一套高效的高度集成化的空调冷却热系统回路，成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本公开的实施例提供一种用于车辆的热管理系统和相关车辆，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题以及其他潜在问题。

在本公开的一个方面，提供了一种用于车辆的热管理系统。该系统包括多通阀，包括多个端口，所述多个端口被配置为能够选择性地连通；电池回路，包括分别耦合至所述车辆的电池和耦合至换热器组件的多条支路，所述多条支路通过所述多通阀的第一端口至第六端口而可选择地相互连通；以及暖风回路，包括向所述车辆内部换热的暖风芯体以及加热单元，并且暖风回路连接至所述多通阀的第七端口和第八端口，其中所述多通阀被配置为可控地调节从所述第八端口到所述第七端口和所述第二端口的介质的流量分配。

在一些实施例中，电池回路包括：主电池支路，耦合至所述车辆的电池，并且连接至所述多通阀的第四端口和第五端口；换热电池支路，耦合至所述换热器组件，并且连接至所述多通阀的所述第二端口和第三端口；以及循环电池支路，耦合至所述换热器组件，并且连接至所述多通阀的第一端口和第六端口，并且所述循环电池支路包括电池水泵。

在一些实施例中，循环电池支路被配置为通过所述多通阀而与所述主电池支路和所述换热电池支路中的至少一个连通。

在一些实施例中，多通阀被配置为能够可控地连通所述第三端口和所述第七端口。

在一些实施例中，多通阀被配置为根据所述电池回路和所述暖风回路的需求而可控地调节从所述第八端口到所述第七端口和所述第二端口的介质的流量分配。

在一些实施例中，暖风回路中的所述主暖风支路包括暖风水泵。

在一些实施例中，电池回路中的主电池支路和所述循环电池支路中的至少一个包括第一温度传感器。

在一些实施例中，热管理系统还包括电驱回路，包括：第一散热支路，连接至所述多通阀的第十端口和第十一端口，并且耦合至所述车辆的电驱系统的多个部件，所述第一散热支路包括电机水泵以及第二温度传感器；以及第二散热支路，一端连接至所述多通阀的第九端口，另一端连接至所述第一散热支路并且包括电机散热器。

在一些实施例中，多通阀被配置为所述第十一端口能够可控地连通至所述第九端口和第十端口。

在一些实施例中，所述多通阀还被配置为所述第十一端口和所述第五端口选择性地连通，并且所述第十端口和所述第四端口选择性地连通。

在一些实施例中，热管理系统还包括空调回路，包括主空调支路，所述主空调支路包括依次串联连接的压缩机、液冷冷凝器、第一电磁阀、单向阀、储液罐、第一膨胀阀或第一膨胀截止阀、蒸发器。

在一些实施例中，暖风回路在所述液冷冷凝器处与所述空调回路交换热量。

在一些实施例中，空调支路还包括：第一空调支路，连接至所述主空调支路，并且与所述蒸发器和所述第一膨胀阀或第一膨胀截止阀并联，所述第一空调支路包括第二膨胀阀，并且所述第一空调支路耦合至所述换热器组件，并且与所述换热电池支路和所述循环电池支路在所述换热器组件处交换热量。

在一些实施例中，主空调支路和所述第一空调支路中的至少一个包括第三温度压力传感器。

在一些实施例中，所述换热器组件包括第一换热器和第二换热器。

在一些实施例中，空调回路还包括：第二空调支路，连接至所述主空调支路，并且包括与所述第一电磁阀、室外换热器和所述单向阀并联的第二电磁阀；第三空调支路，连接至所述主空调支路，并且包括与所述压缩机、所述液冷冷凝器和所述第一电磁阀并联的第三电磁阀；以及第四空调支路，连接至所述主空调支路，并且包括与所述单向阀和所述储液罐并联的第三膨胀阀。

在一些实施例中，多通阀、所述暖风水泵、所述电池水泵和所述电机水泵形成为模块化组件。

在一些实施例中，热管理系统被配置为第二电磁阀、所述单向阀、所述储液罐和所述第三膨胀阀形成为模块化组件，并且也能够单体拆分进行使用。

在一些实施例中，热管理系统被配置为第一电磁阀和所述第三电磁阀形成为模块化组件，并且也能够单体拆分进行使用。

在本公开的第二方面，提供了一种车辆。该车辆包括前文中第一方面所述的热管理系统。

应当理解，发明内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

以下通过结合附图更详细地描绘本公开的示例性实施例，本公开的上述目的和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同的附图标记通常表示相同的部件。

图1示例性地示出了根据本公开的实施例的热管理系统在电池加热以及乘员舱加热的工况下各回路中介质的流通示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的热管理系统在乘员舱加热工况下各回路中介质的流通示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的热管理系统为电驱系统散热的工况下各回路中介质的流通示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的热管理系统在电驱余热回收为电池保温的工况下各回路中介质的流通示意图；

图5示出了根据本公开的实施例的热管理系统在乘员舱制冷工况下各回路中介质的流通示意图；

图6示出了根据本公开的实施例的热管理系统在电池制冷工况下各回路中介质的流通示意图；

图7示出了根据本公开的实施例的热管理系统在乘员舱和电池同时制冷工况下各回路中介质的流通示意图；

图8示出了根据本公开的实施例的热管理系统在使用空气源热泵为乘员舱加热的工况下各回路中介质的流通示意图；

图9示出了根据本公开的实施例的热管理系统在使用空气源热泵的热量为电池和乘员舱加热的工况下各回路中介质的流通示意图；

图10示出了根据本公开的实施例的热管理系统在水源热泵为乘员舱加热并为电驱系统散热的工况下各回路中介质的流通示意图；以及

图11示出了根据本公开的实施例的热管理系统在水源热泵为乘员舱加热并为电驱系统和电机散热的工况下各回路中介质的流通示意图。

具体实施方式

现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的原理进行说明。应当理解，这些实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，从下面的描述中，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本公开的原理。

汽车热管理系统主要用于冷却和温度控制，如对发动机、机油、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及排气再循环(EGR)的冷却和对发动机舱及驾驶室的温度控制等。汽车热管理系统由多个部件和传热流体组成，部件包括换热器、风扇、冷却液泵、压缩机、节温器、传感器、执行器、冷却水套和各种管道；传热流体包括空气、冷却液、机油、润滑油、废气、燃料、制冷剂等，这些部件和流体必须协调工作以满足车辆散热和温度控制要求。

电动汽车以电机取代发动机，其热管理系统由电机回路、电池回路、空调系统回路及暖风芯体回路构成。电动汽车的冷却回路与燃油汽车相似，但其工作目的及工作条件存在差异。例如，电机回路的合理运行温度不应超过80℃，而电池回路的合理运行温度应在20～35℃。通常情况下，空调系统回路负责汽车内部制冷，但也可对电池回路进行冷却。发动机被取代后，寒冷天气无法获取发动机余热进行供暖，而采用电阻型电加热设备作为替代将电能转化为热能。

电动汽车上现有的空调冷却热管理系统为实现各系统能量之间的耦合利用时，通常需要通过增加电动水阀、电磁阀、单向阀等来实现，这显著增加了整车的成本。此外，这种物理零件数量的增加，通常分散布置在机舱的不同位置导致凌乱性增加。同时管路连接节点数量大为提高，进而各系统阻力的提高和系统泄漏风险的提高，从而容易导致热管理系统失效。

在本申请的附图中，黑实线表示对应的描述所涉及的热管理系统中对应的回路的管线，其上的箭头表示介质在管线中的流动方向。虚线表示该图以及对应的描述暂不涉及的热管理系统对应的回路的管线。点划线块所包围的管线以及部件即为热管理系统中对应的回路，例如电池回路、暖风回路、空调回路和电驱回路等。

根据本公开实施例提供了一种用于车辆的热管理系统，以解决或者至少部分地解决传统的热管理系统中存在的上述或者其他潜在问题。图1示出了根据本公开实施例的用于车辆的热管理系统的总体框架图。如图1所示，根据本公开实施例的热管理系统至少可以包括多通阀101、电池回路102以及暖风回路103。图1中示出了根据本公开实施例的热管理系统利用暖风回路103中的加热单元1035来为电池和车辆的乘员舱加热的热介质循环示意图。

图1中示出的多通阀101为十一通阀，其包括十一个端口，十一个端口被配置为能够选择性地连通，例如，十一个端口中的每两个端口可以选择性地连通，这将在下文中结合不同的工况来具体描述。当然，应当理解的是，在一些实施例中，该多通阀101也可以是具有更多端口的多通阀101，这将在下文中将不再分别赘述。

电池回路102是用于为电池冷却和加热的回路。电池回路102包括多条支路。这些支路通过多通阀101的多个端口(即，第一端口1至第六端口6，即图1中的1-6号接口)而可选择性地相互连通，使冷却液在其中循环。例如，在一些实施例中，电池回路102可以包括主电池支路1021、换热电池支路1022和循环电池支路1024。上述三个支路中的每个支路都有两个端口，每个端口连接至多通阀101的一个端口。具体而言，主电池支路1021连接至多通阀101的第四端口4和第五端口5，换热电池支路1022连接至多通阀101的第二端口2和第三端口3，并且循环电池支路1024连接至多通阀101的第一端口1和第六端口6。

通过上述连接方式，循环电池支路1024通过多通阀101能够与主电池支路1021和换热电池支路1022中的至少一个支路连通，从而使用所需的介质来为电池进行升温、降温或者保温，这些将在下文中结合工况做进一步阐述。

主电池支路1021耦合至车辆的动力电池，例如在一些实施例中，主电池支路1021中的至少一部分可以布置在动力电池包中或者布置在动力电池包附近，以此方式，主电池支路1021耦合至动力电池来为电池降温或者加热。换热电池支路1022和循环电池支路1024都耦合至换热器组件201，并可以在换热器组件201处交换热量。换热器组件201可以包括如图所示的两个分离的换热器，即，第一换热器2011和第二换热器2012。例如，在一些实施例中，换热电池支路1022和循环电池支路1024耦合至第一换热器2011并在第一换热器处交换热量。在一些实施例中，换热器组件201可以包括一体化集成的两个换热器。

例如，通过将多通阀101的第六端口6和第五端口5连通，并将第四端口4和第一端口1连通，在电池水泵的作用下，就能够将循环电池支路1024和主电池支路1021有效地连通起来，此时可以实现将换热器组件201中的冷却液的热量传递至电池本体，来为电池保温的作用。此外，在一些实施例中，还可以将电池的热量带到换热器组件201的冷却液中来为电池冷却，这将在下文中结合不同工况来进一步阐述。

暖风回路103是用于为车辆的乘员舱加热的回路，其包括向车辆内部换热的暖风芯体以及加热单元1035。加热单元1035可以是用电池供电来加热的PTC单元。暖风回路103包括两个端口，分别连接至多通阀101的第七端口7和第八端口8。在一些实施例中，暖风回路103可以包括用于使冷却液循环的暖风水泵。

根据本公开实施例的热管理系统的多通阀101被配置为可控地调节从第八端口8到第七端口7和第二端口2的介质的流量分配。此外，在一些实施例中，多通阀101可以被配置为将第三端口3和第七端口7可控地连通。以此方式，可以将暖风回路103和换热电池支路1022连通起来，来使用暖风回路103的热量来为电池加热，如图1所示，这将在下文中做进一步阐述。

在一些实施例中，多通阀101可以根据电池回路102和暖风回路103的供暖需求来可控地调节从第八端口8到第七端口7(至换热电池支路1022)和第二端口2(在电池回路102内部循环)的介质的流量，从而更合理地分配热量，来提高热效率。

根据热管理系统中的上述回路，可以实现通过暖风回路103的加热单元1035为乘员舱(即，车辆的内部)和电池加热的工况，并且在一些实施例中，能够进一步根据乘员舱和电池加热的优先级分配回路中的介质的流量分配，来更高效地完成乘员舱和电池的加热。下面将结合图1来描述如何利用多通阀101实现上述工况的。应当理解的是，图1中所示的连接情况只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。只要多通阀101能够可控地调节从第八端口8到第七端口7和第二端口2的介质的流量分配，从而实现暖风回路103的加热单元1035根据不同的加热需求为乘员舱(即，车辆的内部)和电池加热，多通阀101中各个接口的顺序可以不同于图1中所示的顺序的任意适当的顺序。

例如，可以首先按上面提到的方式将循环电池支路1024和主电池支路1021连通，即，将多通阀101的第六端口6和第五端口5连通，并将第四端口4和第一端口1连通。此外，根据前文中提到的，多通阀101配置为从第八端口8到第七端口7和第二端口2的介质的流量分配。以此方式，在暖风水泵的作用下，暖风回路103中的介质能够从第八端口8和第二端口2的连通而进入换热电池支路1022中，并在换热器组件201处与循环电池支路1024中的介质进行热交换，为循环电池支路1024中的介质进行加热后，从多通阀101的第三端口3以及第七端口7而返回到暖风回路103中。此外，暖风回路103中还有一部分介质从第八端口8通过第八端口8和第七端口7之间的连通而在暖风回路103中循环。从第七端口7返回至暖风回路103的介质在暖风芯体处释放热量从而为乘员舱进行加热。

循环电池支路1024中在换热器组件201处被加热的介质在电池水泵的作用下通过多通阀101的第六端口6和第五端口5而进入主电池支路1021，并在主电池支路1021中为电池加热后从第四端口4和第一端口1而再次回到循环电池支路1024，来完成电池加热的循环。注意的是：多通阀101中的从第八端口8到第七端口7和第二端口2的介质的流量可以通过乘员舱和电池加热需求的不同来可控地调节。以此方式，能够更高效地利用热量，从而提高热效率。

上文中结合图1描述了暖风回路103在由加热单元1035加热的情况下可以实现乘员舱加热和电池加热的实施例。替代地或者附加地，在一些实施例中，暖风回路103也可以采用其他加热方式来使其中的介质加热从而为乘员舱和电池进行加热，这将在下文中做进一步阐述。

在一些实施例中，有些工况是仅通过加热单元1035对乘员舱进行加热。图2示出了这种工况下暖风回路103中冷却介质的循环情况。具体而言，在这种工况下，多通阀101中的第八端口8仅和第七端口7连通(也即，第八端口8至第二端口2的流量为0)。此时在暖风水泵的驱动下，暖风回路103中经过加热单元1035加热后的冷却液通过暖风芯体来直接为乘员舱进行加热，最后再返回加热单元1035完成加热单元1035加热乘员舱的循环，如图2所示。

在一些实施例中，主电池支路1021和循环电池支路1024中的至少一个支路还可以包括温度传感器(下文中将被称为第一温度传感器1023)，以检测主电池支路1021和/或循环电池支路1024中的水温或者检测电池的温度。在一些实施例中，可以根据温度传感器所感测的介质的温度或者电池的温度来控制从第八端口8到第七端口7和到第二端口2的流量比例，从而实现闭环控制，来提高控制的可靠性。

在一些实施例中，热管理系统还可以包括电驱回路105。电驱回路105是为电机散热并为电机控制器等电驱系统202散热的回路。下面将结合图3来说明电驱回路105的构成以及其中的介质循环方式。电驱回路105可以包括第一散热支路1051和第二散热支路1052。第一散热支路1051连接至多通阀101的第十端口10和第十一端口11，并且与车辆的电驱系统202耦合来为这些部件散热或者加热(在有些工况下)。第一散热支路1051中可以包括电机水泵和第二温度控制器。第二温度控制器可以感测需要散热或者加热的电驱系统202的温度，从而能够更有效地控制电驱回路105中冷却液的流动。

第二散热支路1052的一端连接至多通阀101的第九端口9，另一端连接至第一散热支路1051或者可以说另一端与第一散热支路1051的一端一起连接至第十一端口11。第二散热支路1052包括用于为电机散热的电机散热器。多通阀101被配置为能够使第十端口10可控地连通至第十一端口11和第九端口9，从而连通第一散热支路1051和第二散热支路1052，来为电驱系统进行散热。具体而言，在这种工况下，通过将多通阀101中的第十端口10通过不同的控制逻辑分别第十一端口11和第九端口9连通，在电机水泵的驱动下，冷却液能够在第一散热支路1051和第二散热支路1052中按图3所示的方式循环，从而来有效地为电驱系统所需要散热的部件进行散热。

在一些实施例中，多通阀101被配置为能够将第十一端口11和第五端口5连通，并将第四端口4和第十端口10连通，由此打通第一散热支路1051和主电池支路1021之间的连通。以此方式，在电机水泵的驱动下，将电驱系统202运行产生热量通过第一散热支路1051中的冷却液传输至主电池支路1021，由此来为动力电池本体进行加热。利用这种布置，当车辆启动后，电驱系统正常运行，动力电池本体需要进行加热时，可以使用电驱系统的余热来为电池本体保温。以此方式，实现了电驱系统余热的有效利用，从而提高了能量利用效率，并由此降低了能耗。

在一些实施例中，热管理系统还包括空调回路106。空调回路106用于为乘员舱和电池进行降温。空调回路106包括主空调支路1061。在主空调支路1061中，依次串联连接有压缩机、液冷冷凝器、第一电磁阀、单向阀、储液罐、第一膨胀阀或第一膨胀截止阀、蒸发器，如图5所示。图5中示出了对乘员舱进行冷却的公开的示意图。在对乘员舱进行降温的情况下，所述制冷剂回路中的第一电磁阀以及第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)呈打开状态，主空调支路1061中的制冷剂通过压缩机后压缩为高温高压制冷剂。高温高压制冷剂通过室外换热器放热变为低温低压制冷剂，然后通过单向阀、储液罐，再通过第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)后膨胀，并在蒸发器内吸热，吸收乘员舱的热量，来由此为乘员舱降温。最后制冷剂再返回压缩机，完成乘员舱制冷循环。

在主空调支路1061中，可以包括一个或者多个第三温度压力传感器1063，从而能够检测冷却液的温度和压力。一方面，这能够避免因冷却液温度异常而对空调回路106中的各个部件造成伤害。另一方面，能够根据冷却液的温度来有效地控制冷却液在主空调支路1061中的流动，由此来实现闭环控制。

在一些实施例中，空调支路还可以包括第一空调支路1062。第一空调支路1062连接至主空调支路1061，并且与蒸发器和第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)并联连接。在第一空调支路1062中，包括第二膨胀阀。前文中提到的电池回路102中的换热电池支路1022与第一空调支路1062在第二交换器处进行热交换。以此方式，能够使用空调系统来为电池进行降温、冷却。图6示出了用空调回路106来为电池进行降温的工况的示意图。

在这种工况下，主空调支路1061中的第一电磁阀打开、第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)关闭、第一空调支路1062中的第二膨胀阀打开。此外，多通阀101中的第五端口5和第六端口6连通、第四端口4和第一端口1连通，由此来打通主电池支路1021和循环电池支路1024的有效连通。以此方式，制冷剂通过压缩机后压缩为高温高压气态制冷剂。高温高压气态制冷剂通过室外换热器放热变为低温高压液态制冷剂，通过单向阀、储液罐，再通过第二膨胀阀膨胀后变为低温低压液态制冷剂。液态制冷剂在换热器组件201的第二换热器2012处与循环电池支路1024中的冷却剂进行热量交换，吸收循环电池支路1024中的冷却液的热量后变为低温低压气态制冷剂，最后制冷剂再返回压缩机，完成制冷循环。

循环电池支路1024中在换热器处被冷却后冷却液，在电池水泵的驱动下，经由多通阀101中的第六端口6和第五端口5而进入主电池支路1021来为电池进行降温。带走电池热量的冷却液通过多通阀101的第四端口4和第一端口1在电池水泵的作用下再次回到换热器组件201的第二换热器2012处，完成冷却液的循环，从而完成电池制冷工况。以此方式，能够更加快速为电池进行降温。

从上文的描述可以看出，第一空调支路1062、循环电池支路1024和换热电池支路1022都耦合至换热器组件201。三者可以在换热器组件201处实现热量交换，从而实现更多种热量的循环工况。以此方式，能够进一步简化热管理系统的接线难度，从而提高组装效率，并提高可靠性。此外，第一空调支路1062、循环电池支路1024和换热电池支路1022三者在换热器组件201处的热量交换能够实现多种介质循环可能，从而提高系统的灵活度。

此外，还可以利用空调回路106来同时为乘员舱和电池进行散热。图7示出了这种工况下冷却液的流通示意图。在这种工况下，空调回路106中的第一电磁阀打开、第二膨胀阀打开、第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)打开，并且多通阀101中的第五端口5和第六端口6连通，第四端口4和第一端口1连通。以此方式，制冷剂通过压缩机后压缩为高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂通过室外换热器放热变为低温高压液态制冷剂。通过单向阀、储液罐后的制冷剂，按照乘员舱和电池制冷的需求不同，一部分制冷剂通过第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)膨胀后变为低温低压液态制冷剂，在蒸发器内吸收乘员舱的热量(为乘员舱降温)后变为低温低压气态制冷剂，最后制冷剂再返回压缩机，完成乘员舱制冷循环。

另一部分制冷剂通过第二膨胀阀后膨胀，在换热器组件201的第二换热器2012中吸收循环电池支路1024中冷却液的热量变为低温低压气态制冷剂，最后制冷剂再返回压缩机，完成制冷循环。换热器组件201的第二换热器2012中被带走热量的循环电池支路1024中的冷却液在电池水泵的驱动下，经由多通阀101中的第六端口6和第五端口5而进入主电池支路1021来为电池进行降温。带走电池热量的冷却液通过多通阀101的第四端口4和第一端口1在电池水泵的作用下再次回到换热器组件201，完成冷却液的循环，从而完成电池制冷工况。以此方式，能够更加快速为电池进行降温的同时为乘员舱进行冷却。

在一些实施例中，空调回路106还可以包括连接至主空调支路1061的另外三个空调支路，分别为第二空调支路1064、第三空调支路1065和第四空调支路1066。第二空调支路1064与第一电磁阀、室外换热器和单向阀并联，并且包括第二电磁阀。第三空调支路1065与压缩机、液冷冷凝器和第一电磁阀并联，并且包括第三电磁阀。第四空调支路1066包括与单向阀和储液罐并联的第三膨胀阀。

以此方式，能够实现空气源热泵为乘员舱加热的工况以及使用空气源热泵和加热单元1035一起为乘员舱加热的工况。图8示出了使用空气源热泵为乘员舱加热的工况。如图8所示，在该工况下，空调回路106中的第二电磁阀、第三电磁阀、第三膨胀阀打开，多通阀101中的第八端口8和第七端口7连通，第一电磁阀、第二膨胀阀、第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)关闭。以此方式，空调回路106中的制冷剂通过压缩机后压缩为高温高压气态制冷剂。高温高压气态制冷剂通过液冷冷凝器放热变成低温高压液态制冷剂，再通过第二电磁阀和储液罐，并由第三膨胀阀膨胀后变为低温低压液态制冷剂，进而通过室外换热器，吸收环境中的热量变为低温低压气态制冷剂，最后通过电磁阀返回压缩机，完成空气源热泵循环。液冷冷凝器中高温高压气态制冷剂放出的热量，加热暖风回路103中的冷却液。在暖风水泵的作用下，被加热后的冷却液多通阀101的第八端口8和第七端口7后进入暖风芯体，并将热量带给暖风芯体。通过暖风芯体的换热，将加热后的空气通过空调鼓风机送入乘员舱，为乘员舱进行采暖。

以此方式，能够利用空气源热泵来为乘员舱进行加温。在这种情况下，如果空气源热泵该提供的热量不足以制成乘员舱的采暖需求，则此时可以使加热单元1035开始加热，来进一步加热暖风回路103中冷却液的温度，来更高效地为乘员舱进行加热。

可以看出，这种方式是利用空调回路106的空气源热泵来为暖风回路103中的介质加热从而为整个乘员舱加热的情况。这种情况可以和图1中所示的情况组合或者替换。也就是说，暖风回路103除了可以用加热单元1035加热时为电池进行加热，替代地或者附加地，也可以在空气源热泵加热时来为电池加热。图9示出了这种工况。如图9所示，多通阀101通过调节从第八端口8到第七端口7和第二端口2的介质的流量分配，而使暖风回路103中的被加热的介质能够从第八端口8和第二端口2的连通而进入换热电池支路1022中，并在换热器组件201的第一换热器2011处与循环电池支路1024中的介质进行热交换，为循环电池支路1024中的介质进行加热后，从多通阀101的第三端口3以及第七端口7而返回到暖风回路103中。此外，暖风回路103中还有一部分介质从第八端口8通过第八端口8和第七端口7之间的连通而在暖风回路103中循环。从第七端口7返回至暖风回路103的介质在暖风芯体处释放热量从而为乘员舱进行加热。

循环电池支路1024中在换热器组件201的第一换热器2011处被加热的介质在电池水泵的作用下通过多通阀101的第六端口6和第五端口5而进入主电池支路1021，并在主电池支路1021中为电池加热后从第四端口4和第一端口1而再次回到循环电池支路1024，来完成电池加热的循环。

以此方式，能够利用空气源热泵来为乘员舱和电池进行加温。在这种情况下，如果空气源热泵该提供的热量不足以支撑乘员舱和电池的采暖需求，则此时可以使加热单元1035开始加热，来进一步加热暖风回路103中冷却液的温度，来更高效地为乘员舱进行加热。

在一些工况下，还可以使用水源热泵来为乘员舱进行加热。图10示出了这种工况。在这种工况下，第一电磁阀、第三电磁阀、第三膨胀阀、第一膨胀阀(也可以是第一膨胀截止阀)关闭，第二电磁阀、第二膨胀阀打开。此外，多通阀101中的第六端口6和第十端口10连通，并且第八端口8和第七端口7以及第十一端口11和第一端口1连通。空调回路106中的制冷剂通过压缩机压缩为高温高压气态制冷剂，通过液冷冷凝器与暖风回路103中的介质进行热量交换放热变成低温高压液态制冷剂，再通过第二电磁阀、储液罐，经过第二膨胀阀膨胀后变为低温低压液态制冷剂，进而通过换热器组件201的第二换热器2012，在换热器组件201中与循环电池支路1024中的介质交换热量变为低温低压气态制冷剂，最后返回压缩机完成水源热泵工况的制冷剂循环。暖风回路103中在液冷冷凝器处与空调回路106中的介质交换热量后，通过多通阀101的第八端口8和第七端口7的连通，在暖风水泵的作用下，将热量带给暖风芯体，通过暖风芯体的换热，将热风带入乘员舱，为乘员舱进行采暖。另一方面，循环电池支路1024中在换热器组件201的第二换热器2012处于空调回路106中的冷却介质交换完热量后，经过多通阀101第六端口6和第十端口10的连通，最后通过第十一端口11和第一端口1在电池水泵的作用下，又回到换热器组件201的第二换热器2012中将热量传递至空调回路106并完成电驱系统的制冷循环。

这种情况下，如果循环电池支路1024中第一温度传感器1023监测到该路水温低于环境温度后，可以多通阀的以下操作来从电驱回路小循环切换到电驱回路大循环来同时为电驱系统和电机散热：使多通阀的第九接口9连通第一端口1，第六端口6连通第十端口10，以此实现电驱回路105中的第一散热支路1051、第二散热支路1052和换热电池支路1022连通，如图11所示。高温高压气态制冷剂通过液冷冷凝器放热变成低温高压液态制冷剂，加热暖风回路103的冷却液，并且通过第二电磁阀、储液罐和第二膨胀阀后在第二换热器中吸收电驱回路过来的热水，形成制冷剂循环。暖风回路103中在液冷冷凝器处与空调回路106中的介质交换热量后，通过多通阀101的第八端口8和第七端口7的连通，在暖风水泵的作用下，将热量带给暖风芯体，通过暖风芯体的换热，将热风带入乘员舱，为乘员舱进行采暖。此外，在电机水泵和电池水泵的作用下，循环电池支路1024在换热器组件201的第二换热器2012处降温的冷却液通过多通阀101的第六端口6和第十端口10进入电驱回路105中的第一散热支路1051和第二散热支路1052，最后介质经过第九端口9和第一端口1而再次回到换热器组件201的第二换热器2012完成电机和电驱系统的冷却循环。

从上述结合不同工况的描述可以看出，乘员舱可以通过多种方式进行加热，例如，通过空气源热泵加热(图8所示)、通过水源热泵加热(图10所示)、通过加热单元1035加热(图2所示)、通过空气源热泵和加热单元1035同时加热(图2和图8结合)以及通过水源热泵和加热单元1035同时加热(图2和图10结合)。由此能够更加高效地利用系统的热能，从而提高热效率，节能减排。

此外，在一些实施例中，可以将多通阀101、电池水泵、电机水泵、暖风水泵设置为模块化组件，并将第三膨胀阀、储液泵、第二电磁阀以及单向阀设置为模块化组件，从而进一步简化热管理系统的连接和组装。当然，第三膨胀阀、储液泵、第二电磁阀以及单向阀也可以单独拆分进行使用，类似地，第一电磁阀和第三电磁阀也可以单独拆分进行使用。以此方式，来提高装配的灵活度。

根据本公开实施例还提供了一种包括上述热管理系统的车辆。通过使用热管理系统，车辆的能量效率更高，能耗更低，并且更加便于组装和生产。

应当理解，本公开的以上详细实施例仅仅是为了举例说明或解释本公开的原理，而不是限制本公开。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替代、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。同时，本公开所附的权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同物内的所有变化和修改。

Claims (20)

1.一种用于车辆的热管理系统，包括：

多通阀(101)，包括多个端口，所述多个端口被配置为能够选择性地连通；

电池回路(102)，包括分别耦合至所述车辆的电池和耦合至换热器组件(201)的多条支路，所述多条支路通过所述多通阀(101)的第一端口至第六端口而可选择地相互连通；以及

暖风回路(103)，包括向所述车辆内部换热的暖风芯体以及加热单元(1035)，并且暖风回路(103)连接至所述多通阀的第七端口和第八端口，

其中所述多通阀(101)被配置为可控地调节从所述第八端口到所述第七端口和所述第二端口的介质的流量分配。

2.根据权利要求1中所述的热管理系统，其中所述电池回路包括：

主电池支路(1021)，耦合至所述车辆的电池，并且连接至所述多通阀的第四端口和第五端口；

换热电池支路(1022)，耦合至所述换热器组件(201)，并且连接至所述多通阀(101)的所述第二端口和第三端口；以及

循环电池支路(1024)，耦合至所述换热器组件(201)，并且连接至所述多通阀(101)的第一端口和第六端口，并且所述循环电池支路(1024)包括电池水泵。

3.根据权利要求2中所述的热管理系统，其中所述循环电池支路(1024)被配置为通过所述多通阀而与所述主电池支路(1021)和所述换热电池支路(1022)中的至少一个连通。

4.根据权利要求2或3所述的热管理系统，其中所述多通阀(101)被配置为能够可控地连通所述第三端口和所述第七端口。

5.根据权利要求2或3所述的热管理系统，其中所述多通阀(101)被配置为根据所述电池回路(102)和所述暖风回路(103)的需求而可控地调节从所述第八端口到所述第七端口和所述第二端口的介质的流量分配。

6.根据权利要求2或3所述的热管理系统，其中所述暖风回路(103)中的所述主暖风支路(1031)包括暖风水泵。

7.根据权利要求2或3所述的热管理系统，其中所述电池回路(102)中的主电池支路(1021)和所述循环电池支路(1024)中的至少一个包括第一温度传感器(1023)。

8.根据权利要求2或3所述的热管理系统，还包括：

电驱回路(105)，包括：

第一散热支路(1051)，连接至所述多通阀(101)的第十端口和第十一端口，并且耦合至所述车辆的电驱系统的多个部件，所述第一散热支路(1051)包括电机水泵以及第二温度传感器(1053)；以及

第二散热支路(1052)，一端连接至所述多通阀(101)的第九端口，另一端连接至所述第一散热支路(1051)，并且包括电机散热器。

9.根据权利要求8所述的热管理系统，其中所述多通阀(101)被配置为所述第十端口能够可控地连通至所述第九端口和第十一端口。

10.根据权利要求8或9所述的热管理系统，其中所述多通阀(101)还被配置为所述第十一端口和所述第五端口选择性地连通，并且所述第十端口和所述第四端口选择性地连通。

11.根据权利要求2、3、9和10中任一项所述的热管理系统，还包括：

空调回路(106)，包括主空调支路(1061)，所述主空调支路(1061)包括依次串联连接的压缩机、液冷冷凝器、第一电磁阀、单向阀、储液罐、第一膨胀阀或第一膨胀截止阀、蒸发器。

12.根据权利要求11所述的热管理系统，其中所述暖风回路(103)在所述液冷冷凝器处与所述空调回路(106)交换热量。

13.根据权利要求11或12所述的热管理系统，其中所述空调支路还包括：

第一空调支路(1062)，连接至所述主空调支路(1061)，并且与所述蒸发器和所述第一膨胀阀或第一膨胀截止阀并联，所述第一空调支路(1062)包括第二膨胀阀，并且

所述第一空调支路(1062)耦合至所述换热器组件(201)，并且与所述换热电池支路(1022)和所述循环电池支路(1024)在所述换热器组件(201)处交换热量。

14.根据权利要求13所述的热管理系统，其中所述主空调支路(1061)和所述第一空调支路(1062)中的至少一个包括第三温度压力传感器(1063)。

15.根据权利要求14所述的热管理系统，其中所述换热器组件包括第一换热器和第二换热器。

16.根据权利要求12、14和15中任一项所述的热管理系统，所述空调回路(106)还包括：

第二空调支路(1064)，连接至所述主空调支路(1061)，并且包括与所述第一电磁阀、室外换热器和所述单向阀并联的第二电磁阀；

第三空调支路(1065)，连接至所述主空调支路(1061)，并且包括与所述压缩机、所述液冷冷凝器和所述第一电磁阀并联的第三电磁阀；以及

第四空调支路(1066)，连接至所述主空调支路(1061)，并且包括与所述单向阀和所述储液罐并联的第三膨胀阀。

17.根据权利要求16所述的热管理系统，其中所述热管理系统被配置为所述多通阀(101)、所述暖风水泵、所述电池水泵和所述电机水泵形成为模块化组件。

18.根据权利要求16所述的热管理系统，其中所述热管理系统被配置为所述第二电磁阀、所述单向阀、所述储液罐和所述第三膨胀阀形成为模块化组件，并且也能够也可以能够单体拆分进行使用。

19.根据权利要求16所述的热管理系统，其中所述热管理系统被配置为所述第一电磁阀和第三电磁阀形成为集成模块化组件，并且也能够单体拆分进行使用。

20.一种车辆，包括根据权利要求1-19中任一项所述的热管理系统。