CN117207738A - 一种车辆热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆热管理系统,包括压缩机、四通阀、车外换热器、节流装置、车内换热器和第一换热器,第一换热器具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道;车外换热器通过节流装置与车内换热器和第一换热器两者中的至少一个连通形成第一换热流路,第一换热流路用于与压缩机、四通阀配合形成第一循环回路;车辆热管理系统还包括电池电机总成、冷暖箱总成和第一泵体;第二换热通道用于与电池电机总成的换热通道和冷暖箱总成的换热通道两者中的至少一个连通形成第二换热流路,第二换热流路用于与第一泵体配合形成第二循环回路。本发明还提供一种车辆。本发明将冷媒系统、冷凝水系统和冷暖箱集成为一体式,增加了集成度。
Description
技术领域
本发明属于汽车热管理技术领域,具体涉及一种车辆热管理系统及车辆。
背景技术
随着人民生活水平不断的提高,人们对出行的质量需求也在不断提高。在车用方面,人们也在追求更高品质的出行需求,在炎炎夏日,司机在开车时不仅需要空调来降温,更是需要一些冰镇饮品来给自己提神;或者在有某些食品或饮料需保温处理的时候,在车上就能便捷的处理。如今市面上大多数车用冰箱还是采用独立压缩机蒸发式制冷,这种制冷方式的冰箱应用在车上的时候,对于车子来说耗能更大,且这种制冷方式的冰箱排出的热气又回到了车厢,影响车内温度。
目前市面上还没有一种能够运用整车制冷制热结合电池电机加热冷却对冷暖箱进行制冷制热的装置,国家大力发展新能源汽车,基于新能源车的整车制冷制热、电池电机加热冷却和冷暖箱制冷制热,需要一套集成度高的热管理系统进行解决。
发明内容
因此,本发明提供一种车辆热管理系统及车辆,能够解决现有技术中不能对整车制冷制热、电池电机加热冷却和冷暖箱制冷制热一体集成的技术问题。
为了解决上述问题,本发明提供一种车辆热管理系统,其中:包括压缩机、四通阀、车外换热器、节流装置、车内换热器和第一换热器,第一换热器具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道;
车外换热器通过节流装置与车内换热器和第一换热器两者中的至少一个连通形成第一换热流路,第一换热流路用于与压缩机、四通阀配合形成第一循环回路;
车辆热管理系统还包括电池电机总成、冷暖箱总成和第一泵体;第二换热通道用于与电池电机总成的换热通道和冷暖箱总成的换热通道两者中的至少一个连通形成第二换热流路,第二换热流路用于与第一泵体配合形成第二循环回路。
在一些实施方式中,车内换热器与第一换热通道两者并联连接在节流装置的一端,节流装置的另一端与车外换热器连接;
其中,车内换热器的管路上设有第二开关阀,第一换热通道的管路上设有第一开关阀;第一开关阀与第二开关阀配合,使车外换热器通过节流装置与车内换热器和第一换热通道两者中的至少一个连通。
在一些实施方式中,车辆热管理系统还包括第五开关阀和第四开关阀;
第五开关阀和第四开关阀的一端连接,第五开关阀的另一端与冷暖箱总成的换热通道连接,第四开关阀的另一端与电池电机总成的换热通道的一端连接;
其中,第二换热通道的一端用于与电池电机总成的换热通道的另一端或第五开关阀和第四开关阀两者的一端连接,且在与电池电机总成的换热通道的另一端连接时,使第二换热通道的另一端与冷暖箱总成的另一端或第五开关阀和第四开关阀两者的一端连接;且在与第五开关阀和第四开关阀两者的一端连接时,使第二换热通道的另一端与冷暖箱总成的另一端连接。
在一些实施方式中,第二换热通道的一端、第二换热通道的另一端、电池电机总成的换热通道的另一端、第五开关阀和第四开关阀两者的一端和冷暖箱总成的另一端五者通过多通阀连接。
在一些实施方式中,车外换热器具有相互换热的第三换热通道和第四换热通道,车外换热器通过第三换热通道与节流装置连接;车辆热管理系统还包括水冷换热器和第二泵体;
水冷换热器的一端用于与第四换热通道的一端或电池电机总成的换热通道的另一端连接,以与第四换热通道的一端连接时,使水冷换热器的另一端与第四换热通道的另一端连接形成第三换热流路;以与电池电机总成的换热通道的另一端连接时,使水冷换热器的另一端与第四开关阀的一端连接形成第四换热流路;其中,第三换热流路和第四换热流路均用于与第二泵体配合形成循环回路。
在一些实施方式中,当第二换热通道的一端、第二换热通道的另一端、电池电机总成的换热通道的另一端、第五开关阀和第四开关阀两者的一端和冷暖箱总成的另一端五者通过多通阀连接;
第四换热通道的一端、第四换热通道的另一端、水冷换热器的一端和水冷换热器的另一端也均通过多通阀连接。
在一些实施方式中,还包括膨胀水箱;
电池电机总成的换热通道包括相串联的电池总成的换热通道和电机总成的换热通道,膨胀水箱的一端通过第一压力阀连接在电池总成的换热通道与电机总成的换热通道之间的管路上,膨胀水箱的另一端通过第二压力阀连接在水冷换热器的管路上。
在一些实施方式中,第一循环回路上且位于压缩机进气口处设有气液分离器。
在一些实施方式中,第一循环回路上且位于车外换热器车内换热器或第一换热器之间设有闪发器,闪发器与压缩机连通,连通回路上设有第三开关阀。
本发明还提供一种车辆,其包括前述的车辆热管理系统。
本发明提供的一种车辆热管理系统具有如下有益效果:
1.本发明通过将冷媒系统、冷凝水系统和冷暖箱集成为一体式,达到传统汽车正常制冷制热的同时,还能进一步对冷暖箱、电池和电机制冷或制热。
2.本发明通过采用九通阀对冷媒系统、冷凝水系统和冷暖箱进行连接,提高了整个热管理系统的集成度;
3.本发明中取消了PTC制热,车内换热器为单个换热器,相较于传统汽车的制热模式,降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
图1是本发明车辆热管理系统的结构示意图;
图2是本发明第一实施例的结构示意图;
图3是本发明第二实施例的结构示意图;
图4是本发明第三实施例的结构示意图;
图5是本发明第四实施例的结构示意图;
图6是本发明第五实施例的结构示意图;
图7是本发明第六实施例的结构示意图;
图8是本发明第七实施例的结构示意图;
图9是本发明第八实施例的结构示意图;
图10是本发明第九实施例的结构示意图;
图11是本发明第十实施例的结构示意图;
图12是本发明第十一实施例的结构示意图;
图13是本发明第十二实施例的结构示意图;
图14是本发明第十三实施例的结构示意图;
图15是本发明第十四实施例的结构示意图;
图16是本发明第十五实施例的装配结构图。
附图标记为:
1、压缩机;2、气液分离器;3、车内换热器;4、第一换热器;5、闪发器;6、车外换热器;7、离心风机;8、轴流风机;9、九通阀;10、电池总成;11、电机总成;12、冷暖箱总成;13、水冷换热器;14、膨胀水箱;15、第一泵体;16、第二泵体;17、四通阀;18、第一开关阀;19、第二开关阀;20、第三开关阀;21、第四开关阀;22、第五开关阀;23、第一电子膨胀阀;24、第二电子膨胀阀;25、第三电子膨胀阀;26、第一压力阀;27、第二压力阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位,并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
结合参见图1-16所示,根据本发明的实施例,提供一种车辆热管理系统,包括:压缩机1、四通阀17、车外换热器6、节流装置、车内换热器3和第一换热器4,第一换热器4具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道;
压缩机1在冷媒系统中充当心脏,使整个系统能够循环起来,可以把低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒;四通阀17进行换向可以使冷媒侧从制冷切换到制热,或者从制热切换到制冷;流经车外换热器6的低温或高温冷媒与流经车外换热器6的防冻液进行换热,把防冻液进行冷却或加热;节流装置为第一电子膨胀阀23、第二电子膨胀阀24、第三电子膨胀阀25;冷媒通过车内换热器3时会进行蒸发吸热,把车舱内的热量带走。流经第一换热器4的低温或高温冷媒与流经第一换热器4的防冻液进行换热,把防冻液进行冷却或加热;
车外换热器6通过节流装置与车内换热器3和第一换热器4两者中的至少一个连通形成第一换热流路,第一换热流路用于与压缩机1、四通阀17配合形成第一循环回路;
具体的,当第二开关阀19和第二电子膨胀阀24关闭时,车外换热器6通过节流装置与第一换热器4连通形成第一换热流路;当第一开关阀18第一电子膨胀阀23关闭时,车外换热器6通过节流装置与车内换热器3连通形成第一换热流路。
车辆热管理系统还包括电池电机总成、冷暖箱总成12和第二泵体16;第二换热通道用于与电池电机总成的换热通道和冷暖箱总成12的换热通道两者中的至少一个连通形成第二换热流路,第二换热流路用于与第一泵体15配合形成第二循环回路。
电池总成10是整车的电池、电池冷板、感温元件等;电机总成11是整车的电机、走水的套管、感温原件等;冷暖箱总成12是一个可以制冷冷藏、制热保温的箱体;第一泵体15起到使防冻液在管路中进行循环的作用。
具体的,当关闭第三开关21,第二换热通道与冷暖箱总成12的换热通道连通;当关闭第四开关阀22时,第二换热通道与电池电机总成的换热通道连通;当第三开关阀21和第四开关阀22全开时,第二换热通道与冷暖箱总成12、电池电机总成的换热通道连通,电机总成11、电池总成10和冷暖箱总成12一起制冷或制热。
在一些实施方式中,车内换热器3与第一换热通道两者并联连接在节流装置的一端,节流装置的另一端与车外换热器6连接;
具体的,节流装置为第一电子膨胀阀23、第二电子膨胀阀24、第三电子膨胀阀25,第一电子膨胀阀23设在第一换热通道上,第二电子膨胀阀24设在车内换热器3的管路上,第一电子膨胀阀23、第二电子膨胀阀24并联设置。
其中,车内换热器3的管路上设有第二开关阀19,用于封闭或打开冷媒流通,以对车内换热器3的打开或关闭实现控制。
第一换热通道的管路上设有第一开关阀18;第二开关阀19与第一开关阀18配合,使车外换热器6通过节流装置与车内换热器3和第一换热通道两者中的至少一个连通,或对车内换热器3制冷制热,通过离心风机7使车内空气经过车内换热器3进行换热,并使车内空气进行循环流动,或对第一换热器4制冷制热,或对车内换热器3和第一换热器4均制冷制热。
在一些实施方式中,车辆热管理系统还包括第五开关阀22和第四开关阀21;
第五开关阀22和第四开关阀21的一端连接,第五开关阀22的另一端与冷暖箱总成12的换热通道连接,第四开关阀21的另一端与电池电机总成的换热通道的一端连接;
其中,第二换热通道的一端用于与电池电机总成的换热通道的另一端或第五开关阀22和第四开关阀21两者的一端连接,且在与电池电机总成的换热通道的另一端连接时,使第二换热通道的另一端与冷暖箱总成12的另一端或第五开关阀22和第四开关阀21两者的一端连接;且在与第五开关阀22和第四开关阀21两者的一端连接时,使第二换热通道的另一端与冷暖箱总成12的另一端连接。
具体的,第五开关阀22和第四开关阀21连接,第二换热通道的一端连接电池电机总成,另一端连接冷暖箱总成12,对电池电机总成和冷暖箱总成12同时进行换热。
在一些实施方式中,第二换热通道的一端、第二换热通道的另一端、电池电机总成的换热通道的另一端、第五开关阀22和第四开关阀21两者的一端和冷暖箱总成的另一端五者通过多通阀连接。
在一些实施方式中,车外换热器6具有相互换热的第三换热通道和第四换热通道,车外换热器6通过第三换热通道与节流装置连接;车辆热管理系统还包括水冷换热器13和第二泵体16;
水冷换热器13的一端用于与第四换热通道的一端或电池电机总成的换热通道的另一端连接,以与第四换热通道的一端连接时,使水冷换热器的另一端与第四换热通道的另一端连接形成第三换热流路;以与电池电机总成的换热通道的另一端连接时,使水冷换热器的另一端与第四开关阀21的一端连接形成第四换热流路;其中,第三换热流路和第四换热流路均用于与第二泵体16配合形成循环回路。
具体的,当水冷换热器13的两端均用于与第四换热通道的一端连接时,轴流风机8把13车外水冷换热器13中的防冻液的热量或冷量散到外界环境中;当水冷换热器13的两端用于与电池电机总成的换热通道的两端连接,此时对电池电机总成进行外风机散热,电池电机总成的热量通过冷凝液传递至水冷换热器13,通过轴流风机8把车外水冷换热器13中的防冻液的热量或冷量散到外界环境中。
在一些实施方式中,当第二换热通道的一端、第二换热通道的另一端、电池电机总成的换热通道的另一端、第五开关阀22和第四开关阀21两者的一端和冷暖箱总成的另一端五者通过多通阀连接;
第四换热通道的一端、第四换热通道的另一端、水冷换热器13的一端和水冷换热器13的另一端也均通过多通阀连接。
本申请多通阀采用九通阀9,完全满足本发明换热需求。
在一些实施方式中,还包括膨胀水箱14;电池电机总成的换热通道包括相串联的电池总成10的换热通道和电机总成11的换热通道,膨胀水箱14的一端通过第一压力阀26连接在电池总成10的换热通道与电机总成11的换热通道之间的管路上,膨胀水箱14的另一端通过第二压力阀27连接在水冷换热器13的管路上。
其中,膨胀水箱14防止防冻液在管路内部的热胀冷缩造成管路内压差太大。第一压力阀26和第二压力阀27判断水路系统中的压力是否过高或过低,从而使膨胀水箱14的防冻液进行回收防冻液或者补充防冻液。
在一些实施方式中,第一循环回路上且位于压缩机1进气口处设有气液分离器2,设定在压缩机1吸气口之前,把在蒸发器中未完全蒸发成气态的冷媒与气态冷媒分离,防止压缩机1吸入液态冷媒。
在一些实施方式中,第一循环回路上且位于车外换热器6车内换热器3或第一换热器4之间设有闪发器5,闪发器5与压缩机1连通,连通回路上设有第三开关阀20,闪发器5在制冷模式中不发挥作用;在制热模式中,冷媒在闪发器5中会蒸发一部分,且这部分气态冷媒会通过第三开关阀20后进入压缩机1后进行补气增焓。
为方便理解,下面对本发明的整体结构进行描述,并对其工作原理进行阐述。
本发明通过采用一个九通阀的各种水路换向组合,来实现了共计15种模式的整车热管理及冷暖箱的冷藏和制热保温。
一、乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏
如上图2所示,在冷媒侧中,压缩机1开启,四通阀17将压缩机1排气口连接到车外换热器6处。此时高温高压的冷媒通过四通阀17后流入车外换热器6里。此时第二泵体16也开启,在水路中车外水冷换热器13与第二泵体16通过九通阀9与车外换热器6连通,管路中的防冻液将车外换热器6的热量带到水冷换热器13中,再由轴流风机8将热量带到车外。在该模式下,冷媒流经车外换热器6后,此时第三电子膨胀阀25为全开状态,第三开关阀20为关闭状态,冷媒流经闪发器5后分别经过设置好一定开度的第一电子膨胀阀23、第二电子膨胀阀24,变成了低温低压的冷媒。其中一路低温低压的冷媒在车内换热器3里蒸发吸热,离心风机7开启,为整车车舱进行制冷;另一路低温低压的冷媒在第一换热器4中与另一侧水路进行换热,具体为此时第一泵体15开启,这一侧水路中第四开关阀21、第五开关阀22打开,冷暖箱总成12和电机总成11和电池总成10通过九通阀9和第一泵体15与第一换热器4连通,这一侧水路中的防冻液与第一换热器4中的低温冷媒换热后,再对冷暖箱总成12进行制冷、对电机总成11进行冷却、对电池总成10进行制冷。此时第一开关阀18、第二开关阀19为打开状态,进行蒸发吸热后的冷媒通过第一开关阀18、第二开关阀19,再经过四通阀17进入气液分离器2中进行气液分离,最后再进入压缩机1。形成了一整套完整的制冷循环。
二、乘员舱制冷
如图3所示,在基于乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式下。第一电子膨胀阀23关闭,使冷媒不流入第一换热器4,第一开关阀18关闭,防止冷媒回流到第一换热器4中;此时第一泵体15关闭,带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路不进行循环。
三、电池制冷+电机冷却
如图4所示,在基于乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式下。第二电子膨胀阀24关闭,使冷媒不流入车内换热器3,第二开关阀19关闭,防止冷媒回流到车内换热器3中;而在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第五开关阀22关闭,21第四开关阀依旧打开,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,再对电池总成10制冷,对电机总成11冷却。
四、冷暖箱冷藏
如图5所示,在基于乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式下。第二电子膨胀阀24关闭,使冷媒不流入车内换热器3,第二开关阀19关闭,防止冷媒回流到车内换热器3中;而在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第四开关阀21关闭,第五开关阀22打开,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,再对冷暖箱总成12冷却。
五、乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却
如图6所示,在基于乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式下。在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第五开关阀22关闭,第四开关阀21打开,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,再对电池总成10制冷,对电机总成11冷却。对于乘员舱内制冷,冷媒的流路依旧和乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式的冷媒流路一样,能够达到乘员舱制冷。
六、乘员舱制冷+冷暖箱冷藏
如图7所示,在基于乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式下。在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第五开关阀22打开,第四开关阀21关闭,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,再对冷暖箱总成12制冷。对于乘员舱内制冷,冷媒的流路依旧和乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式的冷媒流路一样,能够达到乘员舱制冷。
七、电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏
如图8所示,在基于乘员舱制冷+电池制冷+电机冷却+冷暖箱冷藏模式下。在冷媒侧系统中,第二电子膨胀阀24关闭,冷媒不再流经车内换热器3,同时第二开关阀19也关闭,防止冷媒倒流进车内换热器3。在水侧系统中流路没有任何变化,防冻液与第一换热器4中的冷媒换热后即可给电池总成10制冷、电机总成11冷却、冷暖箱总成12冷藏。
八、电池制冷+电机冷却(外风机散热)
如图9所示,在此模式中,压缩机1不开启,在冷媒侧中冷媒不进行循环。而在水侧系统中,第一泵体15关闭,第二泵体16开启。电池总成10、电机总成11通过九通阀9与第二泵体16和水冷换热器13形成回路。防冻液将电池总成10和电机总成11中的热量带入水冷换热器13,再由轴流风机8将热量吹到车外。此模式适用于电池总成10和电机总成11产生了需带走的低热量,且相较于上述电池制冷+电机冷却模式,不开启压缩机1进行冷媒循环,更为节能。
九、乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温
如图10所示,在此模式中,压缩机1开启,四通阀17切换为制热模式,即压缩机1排气管连接到车内换热器3、第一换热器4这一侧。此时第一开关阀18、第二开关阀19打开,高温高压的冷媒经过四通阀17后分一流路进入车内换热器3,再在车内换热器3中进行冷凝放热,由离心风机7将热量带入车内,进行整车制热模式;而另一流路进入第一换热器4中,具体为此时第一泵体15开启,这一侧水路中第四开关阀21、第五开关阀22打开,冷暖箱总成12和电机总成11和电池总成10通过九通阀9和第一泵体15和第一换热器4连通,这一侧水路中的防冻液与第一换热器4中的高温冷媒换热后,再对冷暖箱总成12进行制热保温,而防冻液经过电机总成11后,防冻液还能进一步得到电机总成11的热量,进行余热回收,进而对电池总成10进行加热。此时冷媒侧的第一电子膨胀阀23、第二电子膨胀阀24打开了一定的开度,冷媒进行一级节流后进入闪发器5,此时第三开关阀20为打开状态,在闪发器5中蒸发的一部分气态冷媒通过第三开关阀20后进入压缩机1,进行补气增焓;后面第三电子膨胀阀25打开了一定的开度,另一部分液态冷媒通过第三电子膨胀阀25后进入车外换热器6。此时第二泵体16开启,车外换热器6通过九通阀9与第二泵体16、水冷换热器13连通,此时轴流风机8开启,由水冷换热器13吸收车外热量后,通过这一侧水路让车外换热器6中的冷媒进行蒸发。最后蒸发过的冷媒通过四通阀17进入气液分离器2进行气液分离,最后重新回到压缩机1,至此形成了完整的一套制热流程。
十、乘员舱制热
如图11所示,在此模式中,基于乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式下,第一开关阀18关闭,使冷媒不流入第一换热器4,第一电子膨胀阀23关闭,防止冷媒回流到第一换热器4中;此时第一泵体15关闭,带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路不进行循环。
十一、电池加热+电机余热回收
如图12所示,在此模式中,基于乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式下,第二开关阀19关闭,使冷媒不流入车内换热器3,第二电子膨胀阀24关闭,防止冷媒回流到车内换热器3中;而在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第五开关阀22关闭,第四开关阀21依旧打开,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,经过电机总成11进行余热回收后,再对电池总成10进行加热。
十二、冷暖箱制热保温
如图13所示,在此模式中,基于乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式下,第二开关阀19关闭,使冷媒不流入车内换热器3,第二电子膨胀阀24关闭,防止冷媒回流到车内换热器3中;而在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第四开关阀21关闭,第五开关阀22打开,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,再对冷暖箱总成12保温加热。
十三、乘员舱制热+电池加热+电机余热回收
如图14所示,在此模式中,基于乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式下,在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第五开关阀22关闭,第四开关阀21打开,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,对电机总成11进行余热回收后,再对电池总成10加热。对于乘员舱内制热,冷媒的流路依旧和乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式的冷媒流路一样,能够达到乘员舱制热。
十四、乘员舱制热+冷暖箱保温
如图15所示,在此模式中,基于乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式下,在带有第一换热器4、第一泵体15、电池总成10、电机总成11、冷暖箱总成12这一侧的水路中,第五开关阀22打开,第四开关阀21关闭,第一泵体15开启,防冻液在第一换热器4中换热后再通过九通阀9,再对冷暖箱总成12制热保温。对于乘员舱内制热,冷媒的流路依旧和乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式的冷媒流路一样,能够达到乘员舱制热。
十五、电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温
如图16所示,在此模式中,基于乘员舱制热+电池加热+电机余热回收+冷暖箱保温模式下,在冷媒侧系统中,第二开关阀19关闭,冷媒不再流经车内换热器3,同时第二电子膨胀阀24也关闭,防止冷媒倒流进车内换热器3。在水侧系统中流路没有任何变化,防冻液与第一换热器4中的冷媒换热后,再从电机总成11进行余热回收后,即可给电池总成10加热、冷暖箱总成12制热保温。
本发明还提供一种车辆,包括上述的车辆热管理系统,车辆可以实现上述车辆热管理系统可以实现的制冷或制热模式。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种车辆热管理系统,其特征在于:包括压缩机(1)、四通阀(17)、车外换热器(6)、节流装置、车内换热器(3)和第一换热器(4),所述第一换热器(4)具有相互换热的第一换热通道和第二换热通道;
所述车外换热器(6)通过节流装置与车内换热器(3)和第一换热器(4)两者中的至少一个连通形成第一换热流路,所述第一换热流路用于与压缩机(1)、四通阀(17)配合形成第一循环回路;
所述车辆热管理系统还包括电池电机总成、冷暖箱总成(12)和第一泵体(15);所述第二换热通道用于与电池电机总成的换热通道和冷暖箱总成(12)的换热通道两者中的至少一个连通形成第二换热流路,所述第二换热流路用于与第一泵体(15)配合形成第二循环回路。
2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统,其特征在于:
所述车内换热器(3)与第一换热通道两者并联连接在节流装置的一端,所述节流装置的另一端与车外换热器(6)连接;
其中,车内换热器(3)的管路上设有第二开关阀(19),第一换热通道的管路上设有第一开关阀(18);所述第一开关阀(19)与第二开关阀(18)配合,使车外换热器(6)通过节流装置与车内换热器(3)和第一换热通道两者中的至少一个连通。
3.根据权利要求1所述的车辆热管理系统,其特征在于:车辆热管理系统还包括第五开关阀(22)和第四开关阀(21);
所述第五开关阀(22)和第四开关阀(21)的一端连接,所述第五开关阀(22)的另一端与冷暖箱总成(12)的换热通道连接,所述第四开关阀(21)的另一端与电池电机总成的换热通道的一端连接;
其中,第二换热通道的一端用于与电池电机总成的换热通道的另一端或第五开关阀(22)和第四开关阀(21)两者的一端连接,且在与电池电机总成的换热通道的另一端连接时,使第二换热通道的另一端与冷暖箱总成(12)的另一端或第五开关阀(22)和第四开关阀(21)两者的一端连接;且在与第五开关阀(22)和第四开关阀(21)两者的一端连接时,使第二换热通道的另一端与冷暖箱总成(12)的另一端连接。
4.根据权利要求3所述的车辆热管理系统,其特征在于:
所述第二换热通道的一端、所述第二换热通道的另一端、所述电池电机总成的换热通道的另一端、所述第五开关阀(22)和第四开关阀(21)两者的一端和所述冷暖箱总成(12)的另一端五者通过多通阀连接。
5.根据权利要求3或4所述的车辆热管理系统,其特征在于:
所述车外换热器(6)具有相互换热的第三换热通道和第四换热通道,所述车外换热器(6)通过第三换热通道与节流装置连接;所述车辆热管理系统还包括水冷换热器(13)和第二泵体(16);
所述水冷换热器(13)的一端用于与第四换热通道的一端或电池电机总成的换热通道的另一端连接,以与第四换热通道的一端连接时,使水冷换热器(13)的另一端与第四换热通道的另一端连接形成第三换热流路;以与电池电机总成的换热通道的另一端连接时,使水冷换热器(13)的另一端与第四开关阀(21)的一端连接形成第四换热流路;其中,所述第三换热流路和第四换热流路均用于与第二泵体(16)配合形成循环回路。
6.根据权利要求5所述的车辆热管理系统,其特征在于:
当所述第二换热通道的一端、所述第二换热通道的另一端、所述电池电机总成的换热通道的另一端、所述第五开关阀(22)和第四开关阀(21)两者的一端和所述冷暖箱总成(12)的另一端五者通过多通阀连接;
所述第四换热通道的一端、第四换热通道的另一端、水冷换热器(13)的一端和水冷换热器(13)的另一端也均通过所述多通阀连接。
7.根据权利要求5所述的车辆热管理系统,其特征在于:还包括膨胀水箱(14);
所述电池电机总成的换热通道包括相串联的电池总成(10)的换热通道和电机总成(11)的换热通道,所述膨胀水箱(14)的一端通过第一压力阀(26)连接在电池总成(10)的换热通道与电机总成(11)的换热通道之间的管路上,所述膨胀水箱(14)的另一端通过第二压力阀(27)连接在水冷换热器(13)的管路上。
8.根据权利要求1-4、6-7中任一项所述的车辆热管理系统,其特征在于:所述第一循环回路上且位于压缩机(1)进气口处设有气液分离器(2)。
9.根据权利要求1-4、6-7中任一项所述的车辆热管理系统,其特征在于:所述第一循环回路上且位于车外换热器(6)车内换热器(3)或第一换热器(4)之间设有闪发器(5),所述闪发器(5)与压缩机(1)连通,连通回路上设有第三开关阀(20)。
10.一种车辆,其特征在于:包括权利要求1-9中任一项所述的车辆热管理系统。
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