CN117029316A - 换热模块及热管理系统 - Google Patents

换热模块及热管理系统 Download PDF

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CN117029316A
CN117029316A CN202310868546.8A CN202310868546A CN117029316A CN 117029316 A CN117029316 A CN 117029316A CN 202310868546 A CN202310868546 A CN 202310868546A CN 117029316 A CN117029316 A CN 117029316A
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Abstract

本申请提供一种换热模块,包括第一换热器,第一换热器包括沿着第一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,侧板为第一换热器厚度方向的最外侧的板片,第一通槽位于侧板与最靠近侧板的板片中的至少一个,第一通槽具有节流功能。本申请中,第一换热器处于某一运行状态时,第一流道内的流体与第二流道内流体能够换热,第一通槽能够实现节流功能,第一换热器集成有节流功能和换热功能,相较于相关技术,可以缩短管路或取消部分管路,有利于小型化。本申请还提供一种利于小型化的热管理系统。

Description

换热模块及热管理系统
技术领域
本申请涉及热交换技术领域,尤其涉及一种换热模块及热管理系统。
背景技术
相关技术中,具有节流通道的膨胀阀(或者节流装置)与其他部件之间通过管路实现连通,膨胀阀和管路都需要占用一定空间,造成管路和膨胀阀的组合占用空间大。
发明内容
本申请的目的在于,提供一种有利于小型化的换热模块及热管理系统。
为了达到上述目的,本申请的实施例采用以下技术方案:
第一方面,一种换热模块,其包括:第一换热器,所述第一换热器包括沿着第一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,侧板为第一换热器厚度方向的最外侧的板片;所述第一换热器具有第一通槽、第一流道和第二流道,所述第一通槽、所述第一流道和所述第二流道在所述第一换热器内相互隔离,所述第一通槽位于所述侧板与最靠近所述侧板的板片中的至少一个,所述第一通槽具有节流功能。
本申请中,第一换热器具有第一通槽,第一通槽位于侧板与最靠近侧板的板片中的至少一个,第一通槽具有节流功能,换热模块处于某一运行状态时,第一流道内的流体与第二流道内流体能够换热,第一通槽实现节流功能,第一换热器集成有节流功能和换热功能,相较于相关技术,可以缩短管路或取消部分管路,有利于小型化。
第二方面,一种热管理系统,其包括压缩机和上述的换热模块,所述压缩机的出口能够与所述第一通槽的入口连通,所述第一通槽的出口能够与所述压缩机的补气增焓入口连通,所述第二流道能够与所述压缩机的气体入口连通。
本申请中,第一换热器具有第一通槽,第一通槽位于侧板与最靠近侧板的板片中的至少一个,热管理系统处于某一工作模式时,第一换热器能够实现第一流道内的流体与第二流道内流体的换热,第一通槽实现节流功能,第一换热器集成有节流功能和换热功能,相较于相关技术,可以缩短管路或取消部分管路,有利于小型化。
附图说明
图1是本申请的换热模块一实施例的结构示意图;
图2是本申请的换热模块一实施例的爆炸示意图;
图3是本申请的换热模块一实施例的另一角度的爆炸示意图;
图4是本申请的第一换热器一实施例的爆炸示意图,其中,侧板为透视状态;
图5至图9是本申请的换热模块一实施例的剖切示意图;
图10是本申请的换热模块另一实施例的爆炸示意图;
图11是图10所示换热模块的剖切示意图;
图12是本申请的热管理系统一实施例的第一模式的示意图;
图13是本申请的热管理系统一实施例的第二模式的示意图。
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换热模块10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。
根据本申请的换热模块10一个具体实施例,如图1至图9所示,换热模块10包括第一换热器3,第一换热器3包括沿着第一换热器3的厚度方向交替堆叠的多个板片,多个板片包括侧板B1,侧板B1为第一换热器3厚度方向的最外侧的板片。第一换热器3具有第一通槽T1、第一流道B5和第二流道B6,第一通槽T1、第一流道B5和第二流道B6在第一换热器3内相互隔离,第一通槽T1位于侧板B1与最靠近侧板B1的板片中的至少一个,第一通槽T1具有节流功能。
本申请中,换热模块10处于某一运行状态时,第一换热器3可实现第一流道B5内的流体与第二流道B6内流体的换热,第一通槽T1实现节流功能,第一换热器3集成有节流功能和换热功能,相较于相关技术,可以缩短管路或取消部分管路,有利于换热模块10小型化。
参照图2至图9,第一换热器3包括多张板片,每个板片大致呈矩形形状,第一换热器3的多张板片包括端板B4、侧板B1、至少两个第二板片B3和至少一个第一板片B2,第一板片B2和第二板片B3沿第一换热器3厚度方向交替堆叠,侧板B1和端板B4分别位于第一换热器3的厚度方向的相反两侧,侧板B1和端板B4均位于第一换热器3的最外侧。
第一换热器3具有第一孔道31、第二孔道32、第三孔道33、第四孔道34、第五孔道35、第一板间通道(图中未标示)和第二板间通道(图中未标示),第一板间通道和第二板间通道在第一换热器3内相互隔离,第一孔道31、第二孔道32及第三孔道33分别与第一板间通道连通,第四孔道34和第五孔道35分别与第二板间通道连通。第一孔道31、第二孔道32、第三孔道33、第四孔道34、第五孔道35均沿第一换热器3的厚度方向延伸,第一孔道31、第二孔道32、第三孔道33、第四孔道34、第五孔道35的一侧开口均位于侧板B1,第二孔道32、第三孔道33、第四孔道34、第五孔道35的另一开口均被端板B4封堵,第一孔道31的另一开口被位于中间的板片封堵。
本实施例中,参照图6至图8,第一孔道31的延伸长度小于第一换热器3的其他孔道的延伸长度,第一孔道31与第一板间通道的一部分连通,第一孔道31能够通过第二孔道32与第一板间通道的另一部分连通。在一些其他实施例中,第一孔道31的延伸长度与第二孔道32的延伸长度相同,第一孔道31与所有第一板间通道连通。
第一换热器3具有第一流道B5和第二流道B6,第一流道B5和第二流道B6在第一换热器3内相互隔离,第一流道B5包括第一孔道31、第二孔道32、第三孔道33和第一板间通道,第二流道B6包括第四孔道34、第五孔道35和第二板间通道。可选的,第一换热器3为板式换热器,用作中间换热器,第一换热器3用于实现制冷剂与制冷剂之间的换热。
为便于描述,下文以第一换热器3包括侧板B1、端板B4、两个第一板片B2和两个第二板片B3为例进行说明。具体地,沿第一换热器3的厚度方向,堆叠的板片依次为侧板B1、第二板片B3、第一板片B2、第二板片B3、第一板片B2和端板B4。第二板间通道位于第二板片B3的背面与相邻的第一板片B2的正面之间,第一板间通道位于第二板片B3的正面与相邻的第一板片B2的反面之间。第一板片B2和第二板片B3均具有第七孔口F2、第八孔口F3、第九孔口F4和第十孔口F5,较为靠近侧板B1的第一板片B2和较为靠近侧板B1的第二板片B3均具有第六孔口F1,第一板片B2的第六孔口F1和第二板片B3的第六孔口F1层叠形成第一孔道31,第一板片B2的第七孔口F2和第二板片B3的第七孔口F2层叠形成第二孔道32,第一板片B2的第八孔口F3和第二板片B3的第八孔口F3层叠形成第三孔道33,第一板片B2的第九孔口F4和第二板片B3的第九孔口F4层叠形成第四孔道34,第一板片B2的第十孔口F5和第二板片B3的第十孔口F5层叠形成第五孔道35。
在一些实施例中,参照图6至图8,换热模块10包括第二换热器2,第二换热器2包括多张板片,每个板片大致呈矩形形状,多个板片沿第二换热器2厚度方向堆叠。可选的,第二换热器2为板式换热器,用作经济器,第二换热器2用于实现制冷剂与制冷剂之间的热交换。
第二换热器2的多个板片堆叠形成第六孔道21、第七孔道22、第八孔道23、第九孔道24、多个第三板间通道(图中未标示)和多个第四板间通道(图中未标示),第六孔道21和第七孔道22分别与第三板间通道连通,第八孔道23和第九孔道24分别与第四板间通道连通,第三板间通道和第四板间通道在第二换热器2内相互隔离。第六孔道21、第七孔道22、第八孔道23和第九孔道24均沿第二换热器2的厚度方向延伸。
本实施例中,第二换热器2安装于侧板B1,第二换热器2的板片堆叠方向与第一换热器3的板片堆叠方向平行或重合。在第二换热器2中,第六孔道21、第八孔道23和第九孔道24均为盲孔,在靠近侧板B1的一侧均设有开口,第七孔道22为贯通孔;在换热模块10中,第六孔道21、第七孔道22、第八孔道23和第九孔道24均为盲孔。具体地,第二换热器2远离侧板B1的一侧设有顶板,顶板为实心板片,第六孔道21、第八孔道23、第九孔道24的一侧均被顶板封堵,第六孔道21、第八孔道23和第九孔道24另一侧的开口分别与第一换热器3的不同流道连通,第七孔道22具有位于顶板的开口,第七孔道22另一侧被侧板B1封堵,第七孔道22与换热模块10的外部空间连通。
第二换热器2具有第三流道A1和第四流道A2,第三流道A1和第四流道A2在第二换热器2中相互隔离,第三流道A1包括第六孔道21、第七孔道22与第三板间通道,第四流道A2包括第八孔道23、第九孔道24与第四板间通道。第一通槽T1与第三流道A1连通,第四流道A2与第一流道B5连通,在第一换热器3的板片堆叠方向上,第九孔道24与第二孔道32对应设置,第九孔道24与第二孔道32连通。
参照图2至图10,第一换热器3具有若干个凹槽,凹槽位于侧板B1与靠近侧板B1的板片中的至少一个,本实施例中,靠近侧板B1的板片为其中一个第二板片B3。上述凹槽、第一流道B5和第二流道B6在第一换热器3内相互隔离,凹槽用于连通安装于侧板B1上的两个部件之间的内腔,凹槽替代管路的功能,可以减少外部管路的使用,减少换热模块10的占用空间。
在一些实施例中,参照图10和图11,一个凹槽全部设置于第二板片B3,第二板片B3的一部分内凹形成凹槽,凹槽的槽口均朝向侧板B1,侧板B1密封凹槽的槽口周沿。
在一些实施例中,参照图4,一个凹槽全部设置于侧板B1,侧板B1的一部分内凹形成凹槽,凹槽的槽口均朝向第二板片B3,第二板片B3密封凹槽的槽口周沿。
在一些实施例中,一个凹槽的一部分设置于第二板片B3,第二板片B3的一部分内凹形成该部分凹槽,位于第二板片B3的凹槽的槽口均朝向侧板B1;同一凹槽另有一部分设置于侧板B1,侧板B1的一部分内凹形成该部分凹槽,位于侧板B1的凹槽的槽口均朝向第二板片B3,两部分凹槽的槽口周沿可相互密封。
在一些实施例中,当凹槽的数量为至少两个时,可以所有凹槽均设置于侧板B1;也可以所有凹槽均设置于第二板片B3;也可以一部分凹槽设置于侧板B1,另一部分凹槽设置于第二板片B3,每个凹槽的结构设计参上述描述,只要不影响连通关系即可,本申请不予限制。
本申请中,第二板片B3为实心结构,即第二板片B3未设置内部流道,靠近侧板B1的第二板片B3的正面,除设置凹槽的区域外,均与侧板B1的背面贴合且密封连接,两者之间不形成通道。但需要理解的是,若干部件安装于侧板B1,部分部件的内腔需与第一换热器3的内腔连通,因此,靠近侧板B1的第二板片B3设有若干连通孔,连通孔沿第二板片B3厚度方向贯穿第二板片B3,用于实现连通。
本申请中,侧板B1为实心结构,即侧板B1未设置内部流道。但需要理解的是,侧板B1具有通孔,该通孔可用于其他部件的安装,或用于实现部件内腔与第一换热器3内腔的连通。具体地,其他部件与第一换热器3装配前,侧板B1的通孔与凹槽连通;其他部件装配后,该部件有部分位于通孔,该部件与该通孔的周侧孔壁密封连接,该部件的内腔与凹槽连通。
第一换热器3具有第一通槽T1,第一通槽T1与第六孔道21连通,第一通槽T1、第一流道B5和第二流道B6在第一换热器3内相互隔离,第一通槽T1的设置方式参上述凹槽的描述。本申请中,第一通槽T1为狭缝,大致呈细长的条状,第一通槽T1处的水力直径较小,使得第一通槽T1具有节流的能力。第一通槽T1的水力直径根据需求的节流能力进行设计。
本实施例中,参照图4和6,第一通槽T1设于侧板B1,通过在侧板B1机加工出凹槽,然后该凹槽与最靠近侧板B1的板片配合形成第一通槽T1。在一些其他实施例中,参照图10和11,第一通槽T1设于最靠近侧板B1的板片,通过在该板片冲压出凹槽,然后该凹槽与侧板B1配合形成第一通槽T1。当然,第一通槽T1也可以一部分设于侧板B1,另一部分设于最靠近侧板B1的板片。
第一换热器3具有第二通槽T2,第二通槽T2与第八孔道23连通,第二通槽T2、第一流道B5、第二流道B6及其他凹槽在第一换热器3内相互隔离,第二通槽T2的设置方式参上述凹槽的描述。可选的,第二通槽T2的外轮廓大致呈腰形,腰形结构耐压性较好。
可以理解的是,在与第一换热器3厚度方向垂直的平面上,第一通槽T1外轮廓的投影小于第二通槽T2外轮廓的投影。
在一种可能的实施例中,参照图1、图2、图3及图6,换热模块10包括分流部件1,分流部件1具有分流能力,分流部件1具有第一接口11、第二接口12和第三接口13,第一接口11为流体流入分流部件1的入口,第二接口12和第三接口13为流体流出分流部件1的出口。可选的,分流部件1为阀件,第一接口11、第二接口12及第三接口13分别与分流部件1的内腔连通,第一接口11通过阀芯与第二接口12和第三接口13连通。可选的,分流部件1为三通部件,流体流经分流部件1会被分流成两路。可选的,分流部件1为三通分流部件,例如三通阀、三通比例阀、三通部件、截止阀的组合、比例阀的组合等。
在一种可能实施例中,分流部件1还具有第四接口14,第四接口14与分流部件1的内腔连通,第四接口14也为流体流出分流部件1的出口,当分流部件1为阀件时,通过分流部件1的阀芯切换四个通孔的连通状态。分流部件1具有两种工作状态:第一接口11与第四接口14连通,第一接口11、第三接口13及第二接口12相互隔离;第一接口11同时与第三接口13和第二接口12连通,第一接口11与第四接口14相互隔离。可选的,分流部件1为四通分流部件。
为便于描述理解,下文均以分流部件1为具有四个接口和阀芯的部件为例进行说明。第二接口12与第一通槽T1连通,第三接口13与第八孔道23连通,第四接口14与第二孔道32连通。第二接口12处的水力直径大于第一通槽T1处的水力直径。
本实施例中,分流部件1具有分流功能,第一换热器3具有可实现节流功能的第一通槽T1,换热模块10处于某一运行状态时,第一接口11同时与第三接口13和第二接口12连通,流体流经分流部件1后分为两路:一路流经第一通槽T1实现节流后进入第三流道,另一路流入第四流道,第一换热器3集成有节流功能和换热功能,可以缩短管路或取消部分管路,进而减少换热模块10的占用空间。
可选的,分流部件1安装于第一换热器3的侧板B1,第一换热器3的凹槽可实现第二换热器2与分流部件1之间连通,使得第二换热器2和分流部件1之间可以相互靠近,从而可以缩短管路或取消部分管路,进而减少换热模块10的占用空间。
在一些可能的实施例中,换热模块10包括第三换热器4,第三换热器4用于制冷剂与冷却液的热交换,第三换热器4与第一换热器3安装固定,第三换热器4与侧板B1接触且固定。参照图2、3和5,第三换热器4包括多张板片,每个板片大致呈矩形形状,多个板片沿第三换热器4厚度方向堆叠,多个板片包括中间板S3,第三换热器4包括位于中间板S3厚度方向相反两侧的第一部S1和第二部S2。可选的,第三换热器4为板式换热器,第三换热器4的板片堆叠方向与第一换热器3的板片堆叠方向平行或重合。
第一部S1具有第十孔道41、第十一孔道42、第十二孔道43、第十三孔道44、第五板间通道(图中未标示)和第六板间通道(图中未标示),第五板间通道和第六板间通道在第三换热器4内相互隔离,第十孔道41和第十一孔道42分别与第五板间通道连通,第十二孔道43和第十三孔道44分别与第六板间通道连通。
第二部S2具有第十四孔道45、第十五孔道46、第十六孔道47、第十七孔道48、第十八孔道49、第七板间通道(图中未标示)和第八板间通道(图中未标示),第十八孔道49、第七板间通道和第八板间通道在第三换热器4内相互隔离,第十四孔道45和第十五孔道46分别与第七板间通道连通,第十六孔道47和第十七孔道48分别与第八板间通道连通。
第十一孔道42与第十八孔道49连通,第十二孔道43与第十六孔道47连通,第十三孔道44与第十七孔道48连通。具体地,中间板S3具有第一通槽S31、第二通槽S32和第三通槽S33,三个通槽分别沿中间板S3的厚度方向贯穿中间板S3,且三个通槽在中间板S3上相互隔离。第十一孔道42、第十八孔道49及第一通槽S31在第三换热器4的厚度方向上对应设置,第一通槽S31连通第十一孔道42和第十八孔道49。第十二孔道43、第十六孔道47及第二通槽S32在第三换热器4的厚度方向上对应设置,第二通槽S32连通第十二孔道43和第十六孔道47。第十三孔道44、第十七孔道48及第三通槽S33在第三换热器4的厚度方向上对应设置,第三通槽S33连通第十三孔道44和第十七孔道48。第十孔道41和第十五孔道46在第三换热器4的厚度方向上对应设置,中间板S3隔离第十孔道41和第十五孔道46。
第三换热器4的九个孔道均沿第三换热器4的厚度方向延伸。第十孔道41、第十二孔道43及第十三孔道44的一侧开口位于第一部S1远离第二部S2的一侧,第十四孔道45、第十五孔道46和第十八孔道49的一侧开口位于第二部S2远离第一部S1的一侧,第十孔道41、第十四孔道45及第十五孔道46的另一侧开口被中间板S3封堵,第十一孔道42的另一侧开口被第一部S1的离第二部S2最远的板片封堵,第十六孔道47和第十七孔道48的另一侧开口被第二部S2的离第一部S1最远的板片封堵。
在一些实施例中,参照图2至图5,第一换热器3具有第三通槽T3,第三通槽T3连通第一接口11和第十五孔道46,第三通槽T3与其他凹槽在第一换热器3内相互隔离。沿第一换热器3的长度方向,分流部件1位于第三换热器4的旁侧,通过第三通槽T3实现分流部件1的内腔和第三换热器4的第十五孔道46的连通,可使得第一换热器3、第三换热器4及分流部件1相互靠近,减少换热模块10的占用空间。
在本实施例的第三换热器4中,第五板间通道内的制冷剂与第六板间通道内的冷却液换热,第七板间通道内的制冷剂与第八板间通道内的冷却液换热,同一路制冷剂先流经第五板间通道,再流经第七板间通道,使得第三换热器4同时具有冷凝器和过冷器的功能。通过对第三换热器4的板片进行设计,使得第三换热器4集成有冷凝器和过冷器的功能,且将冷凝器的制冷剂的出口和过冷器的制冷剂的入口设置在第三换热器4的同侧,优化第三换热器4的配套部件的占用空间,利于集成。
在一些可能的实施例中,换热模块10包括储液器5,储液器5用于对制冷剂过滤和干燥,储液器5与第一换热器3安装固定,储液器5与侧板B1接触且固定。储液器5具有第一开口51和第二开口52,第一开口51和第二开口52分别与储液器5的内腔连通,第一开口51和第二开口52中的一个为储液器5的进口,另一个为储液器5的出口。
在一些实施例中,参照图2至图6,第一换热器3具有第四通槽T4,第四通槽T4连通第一开口51和第十八孔道49,第四通槽T4与其他凹槽在第一换热器3内相互隔离。
在一些实施例中,参照图2至图5,第一换热器3具有第五通槽T5,第五通槽T5连通第二开口52和第十四孔道45。第五通槽T5与其他凹槽在第一换热器3内相互隔离。
本实施例中,沿第一换热器3的长度方向,储液器5位于第三换热器4的旁侧,通过第四通槽T4实现储液器5内腔和第三换热器4的第十八孔道49的连通,和/或,通过第五通槽T5实现储液器5内腔和第三换热器4的第十四孔道45的连通,可使得第一换热器3、第三换热器4及储液器5相互靠近,减少换热模块10的占用空间。
本实施例中,分流部件1和储液器5均位于第三换热器4宽度方向的旁侧,分流部件1和储液器5均位于第二换热器2宽度方向的旁侧,第二换热器2的长度方向、第三换热器4的长度方向及第一换热器3的宽度方向平行或重合,分流部件1和储液器5沿第一换热器3的宽度方向呈直线排布,通过较为合理的位置排布,使得若干部件之间可以相互靠近,从而减少换热模块10的占用空间。
第三换热器4包括相互隔离的第五流道C1和第六流道C2,本实施例中,第五流道C1包括第一子流道C11和第二子流道C12,第一子流道C11包括第十孔道41、第十一孔道42、第十八孔道49和第五板间通道,第二子流道C12包括第十四孔道45、第十五孔道46和第七板间通道,第六流道C2包括第十二孔道43、第十三孔道44、第十六孔道47、第十七孔道48、第六板间通道和第八板间通道。
若换热模块10设有储液器5,且储液器5设于第三换热器4旁侧时,第四通槽T4连通第一子流道C11的出口和第一开口51,第五通槽T5连通第二子流道C12入口和第二开口52,第二子流道C12出口与第一接口11连通。
若换热模块10不设置储液器5时,不需设置第四通槽T4、第五通槽T5和第十八孔道49,第十一孔道42与第十四孔道45连通,第二子流道C12的出口与第一接口11连通。
在一些其他可能的实施例中,第三换热器4未设置第二部S2,相对应的,第三换热器4不具有第十四孔道45、第十五孔道46、第十六孔道47、第十七孔道48、第十八孔道49、第七板间通道和第八板间通道,在该实施例中,第十一孔道42通过第四通槽T4与储液器5的第一开口51连通,储液器5的第二开口52与第一接口11连通。
在一些其他可能的实施例中,储液器5设置于第一部S1远离第二部S2的一侧,需适应性的调整第一换热器3和第三换热器4的结构,使得连通关系能够实现。
在一些可能的实施例中,换热模块10包括节流阀6,节流阀6用于实现制冷剂的节流降温,节流阀6与第一换热器3安装固定,节流阀6与侧板B1接触且固定。节流阀6具有第三开口61和第四开口62,第三开口61和第四开口62分别与节流阀6的内腔连通,第三开口61和第四开口62中的一个为节流阀6的进口,另一个为节流阀6的出口,第三开口61与第三孔道33连通。
沿第一换热器3的宽度方向,节流阀6位于第二换热器2长度方向的旁侧,使用相对合理的布局,实现侧板B1上侧空间的合理利用,使得部件之间可以相互靠近。
在一些可能的实施例中,换热模块10包括第四换热器7,第四换热器7用于制冷剂与冷却液的热交换,第四换热器7与第一换热器3安装固定,第四换热器7与侧板B1接触且固定。参照图2至图9,第四换热器7包括多张板片,每个板片大致呈矩形形状,多个板片沿第四换热器7厚度方向堆叠。可选的,第四换热器7为板式换热器,第四换热器7的板片堆叠方向与第一换热器3的板片堆叠方向平行或重合。
第四换热器7具有第十九孔道71、第二十孔道72、第二十一孔道73、第二十二孔道74、第九板间通道(图中未标示)和第十板间通道(图中未标示),第九板间通道和第十板间通道在第四换热器7内相互隔离,第十九孔道71和第二十孔道72分别与第九板间通道连通,第二十一孔道73和第二十二孔道74分别与第十板间通道连通,第二十孔道72与第四孔道34连通。第四换热器7包括相互隔离的第七流道D1和第八流道D2,第七流道D1包括第十九孔道71、第二十孔道72和第九板间通道,第八流道D2包括第二十一孔道73、第二十二孔道74和第十板间通道。
第十九孔道71、第二十孔道72、第二十一孔道73、第二十二孔道74均沿第四换热器7的厚度方向延伸,在第四换热器7中,第十九孔道71和第二十孔道72为盲孔,第二十一孔道73和第二十二孔道74为贯通孔,在换热模块10中,第十九孔道71、第二十孔道72、第二十一孔道73、第二十二孔道74均为盲孔。具体地,在第四换热器7靠近第一换热器3的一侧,第十九孔道71、第二十孔道72、第二十一孔道73、第二十二孔道74均形成开口,第二十一孔道73和第二十二孔道74的开口被侧板B1封堵;在第四换热器7远离第一换热器3的一侧,第二十一孔道73和第二十二孔道74形成开口,第十九孔道71和第二十孔道72被第四换热器7的厚度方向最外侧的板片封堵。
本实施例中,节流阀6位于第四换热器7的旁侧,第一换热器3具有第六通槽T6,第六通槽T6连通第四开口62和第十九孔道71,第六通槽T6与其他凹槽在第一换热器3内相互隔离。根据第四换热器7与节流阀6的位置分布,第六通槽T6大致沿第一换热器3的长度方向延伸。
本申请中,部件均安装于第一换热器3的侧板B1,合理利用侧板B1上侧的空间,且各个部件的内腔之间通过第一换热器3的凹槽实现连通,使得各个部件可以相互靠近,减小换热模块10的占用空间,利于集成。另一方面将所有部件朝外的接口设置在同侧,便于外部管路的连接,也利于集成。
以换热模块10包括上述第二换热器2、第一换热器3、第三换热器4、第四换热器7、分流部件1、节流阀6及储液器5为例,第二换热器2、第三换热器4、第四换热器7、分流部件1、节流阀6及储液器5均安装于侧板B1,且位于第一换热器3的厚度方向的同侧。第二换热器2、分流部件1、节流阀6及储液器5均位于第三换热器4和第四换热器7之间,分流部件1和储液器5沿第一换热器3的宽度方向排布,第二换热器2和节流阀6沿第一换热器3的宽度方向排布,分流部件1位于第二换热器2和第三换热器4之间。沿第一换热器3的长度方向,第二换热器2的尺寸大于节流阀6的尺寸,将第五孔道35设置于储液器5和节流阀6之间,利用尺寸差实现空间的合理利用,使得部件之间更紧凑。第一换热器3的宽度方向、第二换热器2的长度方向、第三换热器4的长度方向及第四换热器7的宽度方向大致平行,第一换热器3的长度方向、第二换热器2的宽度方向、第三换热器4的宽度方向及第四换热器7的长度方向大致平行,第一换热器3的厚度方向、第二换热器2的厚度方向、第三换热器4的厚度方向及第四换热器7的厚度方向大致平行,第三换热器4长度方向的尺寸、第四换热器7宽度方向的尺寸及第一换热器3宽度方向的尺寸大致相同。
基于前述描述的换热模块10的结构,参考图1至图9,换热模块10处于应用状态时,制冷剂从第十孔道41进入第一部S1,然后顺着多个第五板间通道流入第十一孔道42,再经第一通槽S31进入第十八孔道49,然后从第十八孔道49流出第二部S2;从第十八孔道49流出的制冷剂经第四通槽T4进入储液器5内腔,被过滤干燥后,经第五通槽T5从第十四孔道45进入第二部S2;接着顺着多个第七板间通道流入第十五孔道46,然后从第十五孔道46再次流出第二部S2;从第十五孔道46流出的制冷剂经第三通槽T3流入第一接口11。
当分流部件1处于第一接口11与第四接口14连通的状态,制冷剂从第四接口14进入第一孔道31,且在第一层第一板间通道流动,一部分制冷剂从第二孔道32进入第二层第一板间通道流动,然后全部制冷剂从第三孔道33流出第一换热器3;从第一换热器3的流出制冷剂,经第三开口61进入节流阀6的内腔,经节流阀6节流降温后,从第四开口62流出节流阀6;制冷剂顺着第六通槽T6进入第十九孔道71,然后顺着多个第九板间通道流入第十九孔道71;从第十九孔道71流出制冷剂进入第四孔道34,然后顺着多个第二板间通道流向第五孔道35,然后从第五孔道35流出换热模块10。
当分流部件1处于第一接口11与第三接口13和第二接口12连通的状态,分流部件1流出的制冷剂分两路:一路制冷剂从第三接口13经第二通槽T2进入第八孔道23,顺着多个第四板间通道流入第九孔道24,然后从第二孔道32流入第一换热器3;另一路制冷剂从第二接口12进入第一通槽T1,经第一通槽T1节流降温后进入第六孔道21,然后顺着多个第三板间通道进入第七孔道22,最后从第七孔道22流出换热模块10。第二孔道32中的制冷剂顺着多个第一板间通道流入第三孔道33,然后经第三开口61进入节流阀6的内腔,后面的流动路径与分流部件1处于第一接口11与第四接口14连通的状态的流动路径相似,此处不再重复描述。
第三换热器4中,冷却液从第十二孔道43进入第一部S1,第十二孔道43内的冷却液一部分顺着多个第六板间通道流入第十三孔道44,另一部分经第二通槽S32进入第十六孔道47,第十六孔道47内的冷却液顺着多个第八板间通道流入第十七孔道48,冷却液从第十七孔道48经第三通槽S33流入第一部S1的第十三孔道44,冷却液从第十三孔道44流出第三换热器4。
第四换热器7中,冷却液从第二十一孔道73进入第四换热器7,顺着多个第八板间通道流入第二十二孔道74,然后从第二十二孔道74流出第四换热器7。
本实施例中,第三换热器4内流动的冷却液与第四换热器7内流通的冷却液相互隔离,第二换热器2、第一换热器3、第三换热器4及第四换热器7中流动的制冷剂为同一回路的不同区间的制冷剂,换热模块10处于应用状态时,制冷剂从第十孔道41流入,从第五孔道35流出。
根据本申请的热管理系统一个实施例,参照图12和13,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,便可成换热模块10。
本申请中,热管理系统包括压缩机9和上述任一实施例的换热模块10,可以根据实际需求对换热模块10的部件数量进行调整,为便于描述,本实施例以换热模块10包括第二换热器2、第一换热器3、第三换热器4、第四换热器7、分流部件1、节流阀6及储液器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。
第二换热器2、第一换热器3、第三换热器4和第四换热器7均为板式换热器,其中第三换热器4和第四换热器7用于实现制冷剂和冷却液的换热,第一换热器3和第二换热器2用于实现同一回路中的两处制冷剂的换热。具体地,第三流道A1、第四流道A2、第一流道B5、第二流道B6、第五流道C1和第七流道D1连接于制冷剂系统,第六流道C2和第八流道D2连接于冷却液系统。
本实施例中,热管理系统包括压缩机9和换热模块10,换热模块10包括第二换热器2、第一换热器3、第三换热器4、第四换热器7、分流部件1、节流阀6及储液器5,压缩机9的出口与换热模块10的第十孔道41连通,压缩机9的气体入口与换热模块10的第五孔道35连通,压缩机9的补气增焓入口与换热模块10的第七孔道22连通。第一换热器3内的第一通槽T1及其周侧内壁用作节流部件8,节流部件8为膨胀管结构,通过第一换热器3的内部流道实现节流,节省空间,提升集成度。
本申请的热管理系统为全回路系统,当分流部件1的工作状态确定后,任何工况下,制冷剂的流动路径不变。
具体地,当分流部件1处于第一接口11与第四接口14连通,流动路径为压缩机9出口、第三换热器4的第一子流道C11、储液器5、第三换热器4的第二子流道C12、分流部件1、第一换热器3的第一流道B5、节流阀6、第四换热器7的第七流道D1、第一换热器3的第二流道B6、压缩机9入口顺次连通。热管理系统处于运行状态时,压缩机9流出的制冷剂经第十孔道41流入换热模块10,然后经第五孔道35流出换热模块10,最后流向压缩机9的气体入口,制冷剂在换热模块10中的流动路径参上述相关描述,此处不再赘述。
当分流部件1处于第一接口11与第二接口12和第三接口13连通,其中一个路径为压缩机9出口、第三换热器4的第一子流道C11、储液器5、第三换热器4的第二子流道C12、分流部件1、第二换热器2的第四流道A2、第一换热器3的第一流道B5、节流阀6、第四换热器7的第七流道D1、第一换热器3的第二流道B6、压缩机9入口顺次连通;另一个路径为压缩机9出口、第三换热器4的第一子流道C11、储液器5、第三换热器4的第二子流道C12、分流部件1、第二换热器2的第三流道A1、压缩机9补气增焓入口顺次连通。热管理系统处于运行状态时,压缩机9流出的制冷剂经第十孔道41流入换热模块10,经第五孔道35流出换热模块10,然后流向压缩机9的气体入口,经第七孔道22流出换热模块10,然后流向压缩机9的补气增焓入口,制冷剂在换热模块10中的流动路径参上述相关描述,此处不再赘述。
本实施例中,压缩机9具有补气增焓入口和气体入口,补气增焓入口与第七孔道22连通,气体入口与第五孔道35连通。第二换热器2用作补气增焓换热器,用于实现较高温制冷剂与较低温制冷剂的换热。第一换热器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。第三换热器4用作水冷冷凝器,用于加热冷却液。第四换热器7用作水冷蒸发器,用于从冷却液吸热。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。使用集成度较高的换热模块10,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)

1.一种换热模块,其特征在于,包括:第一换热器,所述第一换热器包括沿着第一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,侧板为第一换热器厚度方向的最外侧的板片;
所述第一换热器具有第一通槽、第一流道和第二流道,所述第一通槽、所述第一流道和所述第二流道在所述第一换热器内相互隔离,所述第一通槽位于所述侧板与最靠近所述侧板的板片中的至少一个,所述第一通槽具有节流功能。
2.如权利要求1所述的一种换热模块,其特征在于,所述第一通槽设于最靠近所述侧板的板片,所述第一通槽的槽口朝向所述侧板;
或,所述第一通槽设于所述侧板,所述第一通槽的槽口朝向最靠近所述侧板的板片;
或,所述第一通槽一部分设于所述侧板,另一部分设于最靠近所述侧板的板片,位于所述侧板的所述第一通槽的槽口朝向最靠近所述侧板的板片,位于最靠近所述侧板的板片的所述第一通槽的槽口朝向所述侧板。
3.如权利要求1所述的一种换热模块,其特征在于,所述换热模块包括第二换热器,所述第二换热器具有第三流道和第四流道,所述第三流道和所述第四流道在所述第二换热器内相互隔离;
所述第一通槽与所述第三流道连通,所述第四流道与所述第一流道连通。
4.如权利要求3所述的一种换热模块,其特征在于,所述第二换热器包括沿着第二换热器的厚度方向交替堆叠的多个板片,所述第二换热器的多个板片的堆叠方向与所述第一换热器的多个板片的堆叠方向平行或重合,所述第二换热器与所述侧板固定;
所述第一流道、所述第二流道、所述第三流道及所述第四流道均用于流通制冷剂。
5.如权利要求3所述的一种换热模块,其特征在于,所述换热模块包括分流部件,所述分流部件安装于所述侧板,且位于所述侧板远离其他板片的一侧;
所述分流部件具有第一接口、第二接口和第三接口,所述第一接口能够同时与所述第二接口和所述第三接口连通,所述第一通槽的延伸方向的一端与所述第二接口连通,所述第一通槽的延伸方向的另一端与所述第三流道连通,所述第三接口与所述第四流道连通;
所述第一通槽为狭缝,所述第一通槽处的水力半径小于所述第二接口处的水力半径。
6.如权利要求5所述的一种换热模块,其特征在于,所述分流部件还具有第四接口;
所述第一接口同时与所述第二接口和所述第三接口连通,所述第四流道与所述第一流道连通;或,所述第一接口与所述第四接口连通,所述第四接口与所述第一流道连通。
7.如权利要求3所述的一种换热模块,其特征在于,所述换热模块包括第三换热器,所述第三换热器安装于所述侧板,且位于所述侧板远离其他板片的一侧,所述第三换热器位于所述第二换热器的旁侧;
所述第三换热器具有相互隔离的第五流道和第六流道,所述第五流道与所述第一流道连通,或者,所述第五流道同时与所述第一通槽和所述第四流道连通。
8.如权利要求7所述的一种换热模块,其特征在于,所述换热模块包括储液器,所述储液器具有第一开口和第二开口,所述第一开口和所述第二开口分别与所述储液器的内腔连通;
所述第一开口与所述第五流道连通,所述第二开口与所述第一流道连通,或者,所述第二开口同时与所述第一通槽和所述第四流道连通;或,
所述第五流道包括第一子流道和第二子流道,所述第一子流道、所述第二子流道和所述第六流道在所述第三换热器内相互隔离,所述第一开口与所述第一子流道连通,所述第二开口与所述第二子流道的一端连通,所述第二子流道的另一端与所述第一流道连通,或者,所述第二子流道的另一端同时与所述第一通槽和所述第四流道连通。
9.如权利要求1至8任一项所述的一种换热模块,其特征在于,所述换热模块包括节流阀和第四换热器,所述节流阀和所述第四换热器均安装于所述侧板,且位于所述侧板远离其他板片的一侧;
所述第四换热器具有相互隔离的第七流道和第八流道;所述节流阀包括第三开口和第四开口,所述第三开口和所述第四开口分别与所述节流阀的内腔连通,所述节流阀具有节流状态,所述第三开口与所述第一流道连通,所述第四开口与所述第七流道的一端连通,所述第七流道的另一端与所述第二流道连通。
10.一种热管理系统,其特征在于,包括压缩机和权利要求1至9任一项所述的换热模块,所述压缩机的出口能够与所述第一通槽的入口连通,所述第一通槽的出口能够与所述压缩机的补气增焓入口连通。
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