CN117818287A - 热管理系统和具有其的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热管理系统和具有其车辆,热管理系统包括:压缩机、第一换热器和换热组件,压缩机的排气口与换热组件连接,第一换热器的第一端口与压缩机的进气口连接,第一换热器的第二端口与换热组件连接。换热组件包括并联设置的第一换热板和第二换热板,第一换热板和第二换热板分别用于调节电池模组的温度。设置第一换热和第二换热板对电池模组进行热交换,可对电池模组的不同端面直接接触热交换,不但可降低布置难度,并且可提升换热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度,提升电池模组的工作稳定性,提升热管理系统的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,尤其是涉及一种热管理系统和具有其的车辆。
背景技术
现有的整车热管理的热泵系统架构中,对电池模组的换热速度较慢,电池模组不能快速达到合适的工作温度,电池模组的工作稳定性较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种热管理系统,对电池的换热速度快,电池模组可快速达到合适的工作温度,电池模组的工作稳定性较高,该热管理系统的工作性能强。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆。
根据本发明实施例的热管理系统,包括:压缩机、第一换热器和换热组件,所述压缩机的排气口与所述换热组件连接,所述第一换热器的第一端口与所述压缩机的进气口连接,所述第一换热器的第二端口与所述换热组件连接;所述换热组件包括并联设置的第一换热板和第二换热板,所述第一换热板和所述第二换热板分别用于调节电池模组的温度。
根据本发明实施例的热管理系统,通过设置第一换热和第二换热板对电池模组进行热交换,可对电池模组的不同端面直接接触热交换,不但可降低布置难度,并且可提升换热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度,提升电池模组的工作稳定性,提升热管理系统的工作效率。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第二换热器,所述第二换热器的第一端口与所述压缩机的排气口连接,所述第二换热器的第二端与所述换热组件连接;所述换热组件与所述压缩机的进气口连接。
在一些实施例中,所述压缩机的排气口与所述第一换热器的第一端口连接;所述压缩机的排气口选择性地与所述第一换热器的第一端口或所述换热组件连通,所述压缩机的进气口选择性地与所述换热组件或所述第一换热器的第一端口连通。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括存储器,所述存储器连接在所述压缩机的排气口与所述压缩机的进气口之间。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第四换热器,所述第四换热器连接在所述存储器与所述压缩机的排气口之间。
具体地,所述第四换热器的第一端口与所述压缩机的排气口连接,所述第四换热器的第二端口与所述换热组件连接。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第一节流件,所述第一节流件设置在存储器与所述压缩机的气口之间。
在一些实施例中,述第一换热板及所述第二换热板适于设置在电池的相对两侧。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第二阀组,所述第二阀组设置在所述换热组件的第一端口,所述换热组件的第一端口与所述压缩机的排气口连接。
具体地,所述第二阀组包括并联的第一节流元件及第二节流元件,所述第一节流元件及第二节流元件分别与所述第一换热板和第二换热板连接。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第一阀组,所述第一阀组设置在所述换热组件的第二端口,所述换热组件的第二端口与所述第二换热器的第二端连通。
具体地,所述第一阀组包括并联的第一控制阀及第二控制阀,所述第一控制阀及所述第二控制阀分别与所述第一换热板和第二换热板连接。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括车内冷凝器,所述压缩机的排气口与所述车内冷凝器的第一端连接,所述车内冷凝器的第二端与所述第一换热器的第二端口连接;所述压缩机的排气口选择性地与所述车内冷凝器的第一端及换热组件的至少一个连通。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括高压热管理子系统,所述高压热管理子系统包括第三换热器及循环回路,所述第三换热器具有第一流道及第二流道,所述第一流道的第一端口与所述换热组件及所述车内冷凝器的第二端连接,所述第一流道的第二端口与所述第一换热器的第二端口连接;所述第二流道设置在所述循环回路上,所述循环回路用于与高压热管理子系统换热。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第一开关阀,所述第一开关阀设置在换热组件与所述第一换热器的第二端口之间。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第二开关阀,所述第二开关阀设置在换热组件与所述第二换热器的第二端口之间。
在一些实施例中,所述热管理系统还包括第三开关阀,所述第三开关阀设置在所述换热组件与所述压缩机的进气口之间。
根据本发明实施例的热管理系统包括:压缩机、第二换热器和换热组件,所述第二换热器的第一端口与所述压缩机的排气口连接,所述第二换热器的第二端与所述换热组件连接;所述换热组件与所述压缩机的进气口连通;所述换热组件包括并联设置的第一换热板和第二换热板,所述第一换热板和所述第二换热板分别用于调节车辆的电池模组的温度。
根据本发明实施例的车辆,包括:电池模组;热管理系统,所述热管理系统为上述任一项所述的热管理系统,所述第一换热板和所述第二换热板用于调节所述电池模组的温度。
根据本发明实施例的车辆,通过设置上述热管理系统,可以减少维修、更换电池模组的次数,提升车辆的充电效率和使用便利性,同时便于实现车辆的合理化布局。
具体地,所述第一换热板和所述第二换热板设于所述电池模组上且与所述电池模组热交换。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的热管理系统的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的高压热管理子系统的结构示意图;
图3是根据本发明实施例一的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图4是根据本发明实施例二的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图5是根据本发明实施例三的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图6是根据本发明实施例四的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图7是根据本发明实施例五的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图8是根据本发明实施例六的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图9是根据本发明实施例七的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图10是根据本发明实施例八的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图11是根据本发明实施例九的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图12是根据本发明实施例十的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图13是根据本发明实施例十一的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图14是根据本发明实施例十二的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图15是根据本发明实施例十三的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图16是根据本发明实施例十四的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图17是根据本发明实施例十五的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图18是根据本发明实施例十六的热管理系统中的冷媒运行示意图;
图19是根据本发明实施例的高压热管理子系统的第一工况的冷却液运行示意图;
图20是根据本发明实施例的高压热管理子系统的混合工况的冷却液运行示意图;
图21是根据本发明实施例的高压热管理子系统的第二工况的冷却液运行示意图;
图22是根据本发明实施例的高压热管理子系统的第三工况的冷却液运行示意图;
图23是根据本发明实施例十七的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图24是根据本发明实施例十八的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图25是根据本发明实施例十九的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图26是根据本发明实施例二十的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图27是根据本发明实施例二十一的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图28是根据本发明实施例二十二的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图29是根据本发明实施例二十三的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图30是根据本发明实施例二十四的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图31是根据本发明实施例二十五的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图32是根据本发明实施例二十六的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图33是根据本发明实施例二十七的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图34是根据本发明实施例二十八的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图35是根据本发明实施例二十九的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图36是根据本发明实施例三十的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图37是根据本发明实施例三十一的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图38是根据本发明实施例三十二的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图39是根据本发明实施例三十三的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图40是根据本发明实施例三十四的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图41是根据本发明实施例三十五的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图42是根据本发明实施例三十六的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图43是根据本发明实施例三十七的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图44是根据本发明实施例三十八的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图45是根据本发明实施例三十九的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图46是根据本发明实施例四十的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图47是根据本发明实施例四十一的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图48是根据本发明实施例四十二的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图49是根据本发明实施例四十三的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图50是根据本发明实施例四十四的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图51是根据本发明实施例四十五的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图52是根据本发明实施例四十六的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图53是根据本发明实施例四十七的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图54是根据本发明实施例四十八的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图55是根据本发明实施例四十九的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图56是根据本发明实施例五十的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图57是根据本发明实施例五十一的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图58是根据本发明实施例五十二的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图59是根据本发明实施例五十三的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图60是根据本发明实施例五十四的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图61是根据本发明实施例五十五的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图62是根据本发明实施例五十六的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图63是根据本发明实施例五十七的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图64是根据本发明实施例五十八的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图65是根据本发明实施例五十九的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图66是根据本发明实施例六十的热管理系统中的冷媒运行示意图和高压热管理子系统中的冷却液运行示意图;
图67是根据本申请热管理系统的小循环回路的示意图。
附图标记:
热管理系统100、高压热管理子系统1001、
冷媒循环回路101、循环回路102、小循环回路103、
第一排气流道10a、第二排气流道10b、第三排气流道10c、旁通流路10d、换热流道10e、第一换热流道10f、第二换热流道10g、
压缩机11、第一换热器12、蒸发器120、第二换热器13、车外冷凝器130、存储器14、车内冷凝器15、气液分离器16、
换热组件2、第一换热板21、第二换热板22、
第一阀组3、第一电子膨胀阀31、第二电子膨胀阀32、
第二阀组4、第一节流元件41、第二节流元件42、
第三阀组5、
第一通断阀61、第二通断阀62、第三通断阀63、第四通断阀64、第三电子膨胀阀65、第四电子膨胀阀66、
第一单向阀71、第二单向阀72、第三单向阀73、第四单向阀74、
第三换热器81、第一流道81a、第二流道81b、第一散热器82、第二散热器83、切换阀组84、第一阀门841、第二阀门842、第三阀门843、第四阀门844、水泵85、水温传感器86、水壶87、
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图67描述根据本发明实施例的热管理系统100。
根据本发明实施例的热管理系统100,包括:压缩机11、第一换热器12和换热组件2,压缩机11的排气口与换热组件2连接,第一换热器12的第一端口与压缩机11的进气口连接,第一换热器12的第二端口与换热组件2连接。换热组件2包括并联设置的第一换热板21和第二换热板22,第一换热板21和第二换热板22分别用于调节电池模组的温度。
本发明的热管理系统100用于车辆,其中,车辆可以是燃油汽车、或燃气汽车、或新能源汽车、或轨道车辆,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;车辆还包括电池模组,电池模组可以用于车辆的供电,例如,电池模组可以作为车辆的操作电源,或者电池模组可以作为车辆的驱动电源,以代替或部分地代替燃油或天然气等为车辆提供驱动动力,或者电池模组可以用于为车辆的某些部件比如马达等供电,使得电池模组可以用于车辆的启动、导航和行驶等中的至少一个的工作用电需求。
在热管理系统100工作时,冷媒从压缩机11的进气口流入,低温低压的气态冷媒被压缩机11压缩后变成高温高压的气态冷媒,并从压缩机11的排气口流出。第一换热器12的第一端口与压缩机11的进气口连接,第一换热器12的第二端口与换热组件2连接。因此冷媒从压缩机11流出后流经换热组件2后,再流经第一换热器12,最后回到压缩机11,形成冷媒回路,完成一次循环。
由压缩机11、换热组件2和第一换热器12共同形成冷媒回路,可以理解的是,冷媒回路中还包括节流件等其他元件,但是为了简化方案的描述和便于理解,在描述冷媒回路时只选择用压缩机11和换热件来限定冷媒回路。
在由压缩机11、换热组件2和第一换热器12共同形成的冷媒回路中,从压缩机11的排气口流出的高温高压的气态冷媒在换热组件2处进行热交换,冷媒放热液化,随后冷媒经过节流降压后经过第一换热器12,在第一换热器12处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。
而换热组件2包括并联设置的第一换热板21和第二换热板22,因此在由压缩机11、换热组件2和第一换热器12共同形成的冷媒回路中,冷媒直接流过第一换热板21和第二换热板22,在第一换热板21和第二换热板22处放热,与电池模组进行热交换,从而实现对电池模组的加热,以便于使得电池模组具有合适的工作温度,从而保证电池模组工作稳定、可靠。比如,在冬天环境温度较低时,可对电池模组进行加热,提升电池模组的启动速度。
除此之外,本发明的热管理系统100还包括其他元件,在压缩机11、换热组件2和其他元件共同形成的冷媒回路中,还可控制冷媒在换热组件2处吸热,与电池模组进行热交换,从而实现对电池模组的制冷,以便于使冷得电池模组具有合适的工作温度,从而保证电池模组工作稳定、可靠。比如,在夏天环境温度过高,或者电池模组工作温度较高时,可对电池模组进行降温,提升电池模组工作安全性,延长电池模组的工作稳定性。
本发明的换热组件2包括第一换热板21和第二换热板22,第一换热板21和第二换热板22可对电池模组的不同端面接触换热,以调节电池模组的温度,可提升换热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度。并且,冷媒直接在第一换热板21和第二换热板22内部流动,而第一换热板21和第二换热板22直接与电池模组接触换热,不但可降低布置难度,并且可提升换热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度,提升电池模组的工作稳定性。
根据本发明实施例的热管理系统100,通过设置第一换热板21和第二换热板22对电池模组进行热交换,可对电池模组的不同端面直接接触热交换,不但可降低布置难度,并且可提升换热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度,提升电池模组的工作稳定性,提升热管理系统100的工作效率。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,热管理系统100还包括第二换热器13,所述第二换热器13的第一端口与所述压缩机11的排气口连接,所述第二换热器13的第二端与所述换热组件2连接,所述换热组件2与所述压缩机11的进气口连通。
在由压缩机11、第二换热器13和换热组件2共同形成的冷媒回路中,从压缩机11的排气口流出的高温高压的气态冷媒在第二换热器13处进行热交换,冷媒放热液化,随后冷媒经过节流降压后经过换热组件2,在换热组件2处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。冷媒在流经换热组件2处吸热,换热组件2与电池模组进行热交换,从而实现对电池模组的制冷,以便于使得电池模组具有合适的工作温度,从而保证电池模组工作稳定、可靠。
在本发明的一些实施例中,压缩机11的排气口选择性地与换热组件2或第二换热器13的第一端口连通,压缩机11的进气口选择性地与第一换热器12的第一端口或换热组件2连通。
压缩机11、换热组件2和第一换热器12可共同形成一个冷媒回路,压缩机11、换热组件2和第二换热器13也可共同形成一个冷媒回路,通过使压缩机11的排气口和进气口可选择性地连通可控制冷媒的流动,一个元件在不同的冷媒回路中可起到不同的作用,降低元件的布置数量,降低制造成本且降低布置难度。
当压缩机11的排气口与换热组件2连通,且压缩机11的进气口与第一换热器12的第一端口连通时,冷媒在换热组件2处放热,在第一换热器12处吸热,即可满足换热组件2制热且第一换热器12制冷。
当压缩机11的排气口与第二换热器13的第一端口连通,且压缩机11的进气口与换热组件2连通时,冷媒在第二换热器13处放热,在换热组件2处吸热,即可满足换热组件2制冷且第二换热器13制热。
在本发明的一些实施例中,压缩机的排气口与第一换热器的第二端口连接;压缩机的排气口选择性地与第一换热器的第二端口或换热组件连通,压缩机的进气口选择性地与换热组件或第一换热器的第一端口连通,从而使得一个第一换热器即可实现电池模组的制热和制冷。
在空调循环回路工作时,冷媒从压缩机的进气口流入,低温低压的气态冷媒被压缩机压缩后变成高温高压的气态冷媒,并从压缩机的排气口流出。因此第一换热器与压缩机的排气口连接,冷媒可在第一换热器处放热。而压缩机的排气口可与第一换热器连通,压缩机的排气口还可与换热组件2连通。热管理系统100可控制冷媒流向第一换热器或者流向换热组件,以使冷媒在第一换热器放热,或者在换热组件2处放热。
同理地,压缩机的进气口可选择地与换热组件或第一换热器的第一端口连通,冷媒可经过换热组件流回压缩机,冷媒还可经过第一换热器流回压缩机,或当压缩机的排气口与换热组件连通时,电池模组实现制热,当压缩机的排气口与第一换热器连通时,电池模组实现制冷。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,热管理系统100还包括存储器14,存储器14连接在压缩机11的排气口与压缩机11的进气口之间。
可以理解的是,换热组件2对电池模组进行加热时,与对电池模组进行冷却时,在换热组件2中的冷媒物态不一样,而在相同质量下,气态冷媒的体积大于液态冷媒的体积,导致对电池模组进行加热时的冷媒需求量高于对电池模组进行冷却时的冷媒需求量。
通过设置存储器14可存储冷媒且可将冷媒排出,在换热组件2对电池模组制热时,存储器14放出存储的冷媒,补充到冷媒回路中,满足对电池模组进行加热时的冷媒需求量;在换热组件2对电池模组制冷时,存储器14存储流经的冷媒,降低冷媒回路中的冷媒量,满足对电池模组进行制冷时的冷媒需求量。
在本发明的一些具体实施例中,存储器14构造为储液干燥器,储液干燥器的进口端与第二换热器13的第二端连接,储液干燥器的出口端与换热组件2连接,储液干燥器被构造成可存储液态冷媒且将存储的液态冷媒排出。储液干燥器连接在第二换热器13和换热组件2之间,从第二换热器13流出的冷媒可被存储在储液干燥器中,储液干燥器中存储的冷媒还可流向换热组件2。
除此之外,储液干燥器还可过滤掉冷媒中的水分和杂质,避免损坏或堵塞冷媒管路,延长冷媒管路的使用寿命,使冷媒顺畅流动。
在本发明的另一些实施例中,存储器14构造为冷媒可在存储器14放热液化,并且存储器14可存储液态冷媒。存储器14连接在压缩机11的排气口与压缩机11的进气口之间,存储器14可将从压缩机11的排气口流出的冷媒液化后存储在存储器14内部。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括第四换热器,第四换热器连接在存储器14与压缩机11的排气口之间。第四换热器对冷媒热交换,冷媒可在第四换热件处放热液化,液态冷媒继续将存储器14流动,并可存储在存储器14中。
在本发明的一些实施例中,第四换热器的第一端口与压缩机11的排气口连接,第四换热器的第二端口与换热组件2连接。冷媒从压缩机11的排气口流出后,在第四换热器处放热液化,随后液态冷媒部分存储到存储器14中,冷媒继续向换热组件2流动,适于对电池模组制冷。即,第四换热器为第二换热器13。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括第一节流件,第一节流件设置在存储器14与压缩机11的进气口之间。从存储器14中流出的冷媒被第一节流件节流降压后,再继续在冷媒回路中流动,避免高压冷媒对元件造成损伤,保证元件安全正常运转。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括第三通断阀63,第三通断阀63设置在存储器14与所述压缩机11的排气口之间。
第三通断阀63可控制第三排气流道10c中冷媒的流通或者断绝,当第三通断阀63将第三排气流道10c导通时,冷媒可从压缩机11的排气口流向存储器14,可被存储器14存储;当第三通断阀63将第三排气流道10c隔断时,冷媒就不能流向存储器14,但是此时冷媒依旧可从存储器14中流出。
在本发明的一些实施例中,第一换热板21和第二换热板22设置在电池模组的相对两侧。相比于设置一个换热板的设计方式,第一换热板21和第二换热板22可对电池的相对两侧进行制冷或制热,可提升对电池模组的制冷或制热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度,提升电池模组的工作稳定性。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,换热组件2还包括第一阀组3,第一阀组3设置在换热组件2的第二端口,换热组件2的第二端口与第二换热器13的第二端连通。
当冷媒在由压缩机11、第二换热器13和换热组件2共同形成的冷媒回路中流动时,冷媒在第二换热器13中放热后,变为低温高压的冷媒,随后冷媒经过第一阀组3的降压后变为低温低压的冷媒,再流向换热组件2吸热,经过换热组件2吸热蒸发后变为低温低压的气态冷媒,低温低压的气态冷媒从进气口流入到压缩机11,完成一次循环。
可以理解的是,电池模组的工作安全较高,而在第一换热板21和第二换热板22内布置的流路流径有限,直接将压力较大的冷媒通向第一换热板21和第二换热板22,第一换热板21和第二换热板22具有被高压冷媒冲击破损的风险,冷媒从第一换热板21或第二换热板22流出会危害电池模组的工作安全性。因此本发明在排气口和换热组件2之间设置有第一阀组3,冷媒在流经换热组件2时首先经过第一阀组3的节流降压,冷媒的压力降低后再流经第一换热板21和第二换热板22,提升第一换热板21和第二换热板22的工作稳定性,保证电池模组的安全性。
当冷媒在由压缩机11、第一换热器12和换热组件2共同形成的冷媒回路中流动时,冷媒在换热组件2中放热后,变为低温高压的冷媒,随后冷媒经过第一阀组3的降压后变为低温低压的冷媒,再流向第一换热器12吸热,经过换热组件2吸热蒸发后变为低温低压的气态冷媒,低温低压的气态冷媒从进气口流入到压缩机11,完成一次循环。第一阀组3起到节流降压的作用。
在本发明的一些实施例中,第一阀组3包括并联的第一控制阀及第二控制阀,第一控制阀与第一换热板21串联,第二控制阀与第二换热板22串联。第一控制阀和第二控制阀可相互独立工作。
在本发明的一些具体实施例中,第一控制阀构造为第一电子膨胀阀31,第二控制阀构造为第二电子膨胀阀32。电子膨胀阀具有流量调节功能,电子膨胀阀可对流经的冷媒降压,冷媒的压力降低后再流经第一换热板21和第二换热板22,提升第一换热板21和第二换热板22的工作稳定性。电子膨胀阀还具有通断功能,还可选择地将管路封闭,以控制冷媒在电子膨胀阀所在管路中的流动或停滞。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32相互独立工作,第一电子膨胀阀31可控制冷媒在流向第一换热板21的管路中的通断,第二电子膨胀阀32可控制冷媒在流向第二换热板22的管路中的通断。
第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32均关闭时,则流向换热组件2的管路被封闭。从排气口流出的冷媒不能经过换热组件2流回进气口,从第二换热器13流出的冷媒也不能经过换热组件2流回进气口。
在本发明的一些实施例中,换热组件2还包括第二阀组4,第二阀组4设置在换热组件2的第一端口,换热组件2的第一端口与压缩机11的排气口连接。
当冷媒在由压缩机11、第一换热器12和换热组件2共同形成的冷媒回路中流动时,高温高压的气态冷媒从经过第二阀组4的降压后变为低温低压的冷媒,再流向第一换热器12放热,冷媒在流经换热组件2时首先经过第二阀组4的节流降压,冷媒的压力降低后再流经第一换热板21和第二换热板22,提升第一换热板21和第二换热板22的工作稳定性,保证电池模组的安全性。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,第二阀组4包括并联的第一节流元件41及第二节流元件42。第一节流元件41与第一换热板21串联,第二节流元件42与第二换热板22串联。第一节流元件41和第二节流元件42可对流经的冷媒节流降压,冷媒的压力降低后再流经第一换热板21和第二换热板22,提升第一换热板21和第二换热板22的工作稳定性。此外,第一节流元件41及第二节流元件42均为可变口径节流阀,从而能够调节压缩机11流向第一换热板21和第二换热板22的冷媒流量。
在本发明的一些具体实施例中,如图1所示,冷媒循环回路101包括换热流道10e,换热流道10e包括:第一换热流道10f和第二换热流道10g,第一换热板21、第一节流元件41和第一电子膨胀阀31设置在第一换热流道10f上,且第一换热板21连接在第一节流元件41和第一电子膨胀阀31之间,第一节流元件41相较于第一电子膨胀阀31靠近排气口设置。同理地,第二换热板22、第二节流元件42和第二电子膨胀阀32设置在第二换热流道10g上,且第二换热板22连接在第二节流元件42和第二电子膨胀阀32之间,第二节流元件42相较于第二电子膨胀阀32靠近排气口设置。
第一换热流道10f和第二换热流道10g相互并联,并且第一换热流道10f和第二换热流道10g并联后的一端与排气口相连,第一换热流道10f和第二换热流道10g并联后的另一端与第二换热器13的第二端相连。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,热管理系统100还包括:车内冷凝器15,所述压缩机11的排气口与所述车内冷凝器15的第一端连接,所述车内冷凝器15的第二端与所述第一换热器12的第二端口连接。压缩机11的排气口选择性地与车内冷凝器15的第一端及换热组件2的至少一个连通。即,车内冷凝器15与换热组件2并联设置。
车内冷凝器15适于向乘员舱内制热,当冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第一换热器12共同形成的冷媒回路中流动时,从压缩机11的排气口流出的高温高压的气态冷媒在车内冷凝器15处进行热交换,冷媒放热液化,随后冷媒经过节流降压后经过第一换热器12,在第一换热器12处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入,完成一次循环。
在本发明的一些实施例中,第一换热器12为蒸发器120。
冷媒在压缩机11、换热组件2和第一换热器12共同形成的冷媒回路中流动时,冷媒在换热组件2处放热,在蒸发器120处吸热,以满足对电池模组制热,对乘员舱制冷。
在本发明的一些实施例中,第二换热器13为车外冷凝器130。冷媒经过车外冷凝器130放热,车外冷凝器130可进行制热,比如在冬天环境温度较低时,车辆的元件需要预热启动,通过车外冷凝器130向元件制热,可提升车辆启动速度。
冷媒在压缩机11、第一换热器12和第二换热器13共同形成的冷媒回路中流动时,冷媒在车外冷凝器130处放热,在蒸发器120处吸热,以满足对车外元件制热,对乘员舱制冷。
冷媒在压缩机11、换热组件2和第二换热器13共同形成的冷媒回路中流动时,冷媒在车外冷凝器130处放热,在换热组件2处吸热,以满足对电池模组制冷,对车外元件制热。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括冷媒循环回路101,压缩机11、第一换热器12和换热组件2共同形成的冷媒回路等均为冷媒循环回路101的一部分。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,热管理系统100还包括气液分离器16,气液分离器16与压缩机11的进气口连通。冷媒在经过节流蒸发后变为低温低压的气态冷媒,由于蒸发吸热并不能完全保证将所有的冷媒均转变为气态冷媒,因此在冷媒重新流入压缩机11之前要先流入气液分离器16中,气液分离器16将气态冷媒和液态冷媒分离,只驱动低温低压的气态冷媒流向压缩机11,防止液滴对压缩机11内的功能件的液击,保证压缩机11安全正常运转。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括控制阀组,控制阀组设置在冷媒循环回路101上,控制阀组动作以使得排气口的冷媒流向车外冷凝器130或换热组件2。通过设置控制阀组,可控制冷媒的流向,以控制热管理系统100的工作。
控制阀组分别与车外冷凝器130和第二阀组4相连,控制阀组动作以使得排气口的冷媒流向车外冷凝器130,或者控制阀组动作以使得排气口的冷媒流向换热组件2,或者控制阀组动作以使得排气口的冷媒流向车外冷凝器130和换热组件2。
当控制阀组动作以使得排气口的冷媒流向车外冷凝器130和换热组件2时,冷媒在压缩机11、蒸发器120和车外冷凝器130共同形成的冷媒回路中流动,且同时冷媒在压缩机11、换热组件2和蒸发器120共同形成的冷媒回路中流动,冷媒在换热组件2处放热,在换热组件2处放热,在蒸发器120处吸热,以满足对电池模组制热,对车外元件制热,对乘员舱制冷。
在本发明的一些实施例中,如图6所示,热管理系统100包括第一排气流道10a,第二节流阀组通过第一排气流道10a与进气口相连,流经换热组件2的冷媒可经过第一排气流道10a流回进气口。比如在对电池模块制冷时,冷媒从排气口流出,经过车外冷凝器130放热后,进入到换热流道10e在换热组件2处吸热,然后经过第一排气流道10a流回进气口。
热管理系统100还包括与排气口相连的第二排气流道10b,第二排气流道10b连接至第一排气流道10a,因此第二节流阀组也就通过第二排气流道10b与排气口相连,冷媒可经由第二排气流道10b流向换热组件2。比如在对电池模块制热时,冷媒从排气口流出,经过第二换热流道10g流向换热组件2,在换热组件2处放热。
热管理系统100还包括将排气口与车外冷凝器130连通的第三排气流道10c,冷媒可经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,在车外冷凝器130处放热。
在本发明的一些实施例中,控制阀组包括第一通断阀61、第二通断阀62和第三通断阀63,第一通断阀61串联至第二排气流道10b,第三通断阀63连接至车外冷凝器130和排气口之间,即第三通断阀63串联至第三排气流道10c。第二通断阀62串联至第一排气流道10a,第二通断阀62关闭时阻止第二排气流道10b的冷媒流向回气口。
第一通断阀61可控制第二排气流道10b的通断,以控制冷媒从排气口是否流向换热组件2,第一通断阀61关闭时阻止冷媒流向换热组件2。第三通断阀63可控制第三排气流道10c的通断,以控制冷媒从排气口是否流向车外冷凝器130,第三通断阀63关闭时阻止冷媒流向车外冷凝器130。
如图1所示,第一排气流道10a与回气口相连,第二排气流道10b与排气口相连,第二排气流道10b连接至第一排气流道10a,在第一通断阀61控制第二排气流道10b流通时,从排气口流出的冷媒会从第二排气流道10b流向第一排气流道10a,继而直接流回回气口。因此通过在第一排气流道10a设置第二通断阀62,第二通断阀62可控制第一排气流道10a的通断,第二通断阀62关闭时阻止第二排气流道10b的冷媒流向进气口。
在本发明的一些实施例中,蒸发器120的第二端连接有第三控制阀,车外冷凝器130的第二端可选择性地与第一阀组3和第三控制阀中的至少一个连通。
在外界环境过高时,蒸发器120适于对乘员舱制冷来降低乘员舱的温度,提升用户的使用舒适性。可选地,冷媒在蒸发器120处吸热,被降温的气流通过风道系统提供给乘员舱,从未实现对乘员舱的吹冷风制冷效果。需要说明的是,风道系统的具体构成不限,例如可以包括风道、用于使风道流通气流的风机、以及控制风道开关的冷暖风门等,风道适于通过风口向乘员舱送风。此外,风道系统将气流吹送到乘员舱内的位置不限,可以根据风口的位置确定,例如可以吹送到车窗上、前排(或后排)乘员上身或面部、前排(或后排)乘员下身或足部等等,这里不作限制。
蒸发器120还可对冷媒起到蒸发汽化的作用,冷媒在蒸发器120处吸热液化,液态的冷媒转变为气态冷媒,气态冷媒再被输送进回气口,防止液滴对压缩机11内的功能件的液击,保证压缩机11安全正常运转。
车外冷凝器130的第二端可选择地与换热组件2和蒸发器120中的至少一个连通,冷媒经过车外冷凝器130放热后,变为低温高压的液态冷媒。车外冷凝器130的第二端与换热组件2连通时,冷媒可流向第一阀组3,冷媒经过第一阀组3和第二阀组4的降压、经过换热组件2的汽化后,变为低温低压的气态冷媒经过第一排气流道10a流到回气口。车外冷凝器130的第二端与蒸发器120连通时,冷媒可流向第三控制阀,冷媒经过第三控制阀的降压、经过蒸发器120的汽化后,变为低温低压的气态冷媒流到回气口。
车外冷凝器130的第二端可单独与第一阀组3连通,车外冷凝器130的第二端也可单独与第三控制阀连通,车外冷凝器130的第二端还可同时与第一阀组3和第三控制阀连通,可根据实际使用进行选择。
在本发明的一些具体实施例中,第三控制阀为第三电子膨胀阀65。电子膨胀阀具有通断和流量调节功能,第三电子膨胀阀65可对流经的冷媒节流降压,降压后的冷媒输送至蒸发器120,保证蒸发器120的正常工作。而电子膨胀阀可选择地将管路封闭,以控制冷媒在电子膨胀阀所在管路中的流动或停滞。第三电子膨胀阀65可控制车外冷凝器130的第二端与蒸发器120的导通或隔断。
在本发明的一些实施例中,如图1及图4所示,热管理系统100还包括旁通流路10d,旁通流路10d串联有第四通断阀64,旁通流路10d与串联的蒸发器120和第三节流元件并联连接。第四通断阀64可控制旁通流路10d的流通和隔绝。当第四通断阀64将旁通流路10d导通时,冷媒经由旁通流路10d流回进气口;当第四通断阀64将旁通流路10d阻断时,冷媒经由蒸发器120所在的流路回到进气口。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括车内冷凝器15,压缩机11的排气口与车内冷凝器15的第一端连接,车内冷凝器15的第二端与第一换热器12的第二端口连接。
在由压缩机11、车内冷凝器15和第一换热器12共同形成的冷媒回路中,从压缩机11的排气口流出的高温高压的气态冷媒在车内冷凝器15处进行热交换,冷媒放热液化,随后冷媒在第一换热器12处吸热汽化,再经过节流降压后最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。
可以理解的是,车内冷凝器15、换热组件2和车外冷凝器130均与压缩机11的排气口相连,本发明通过设置控制阀组可控制冷媒的流向,以控制热管理系统100的工作。车内冷凝器15的第一端与控制阀组相连,控制阀组动作以使得排气口的冷媒流向车内冷凝器15、第二节流阀组和车外冷凝器130中的至少一个。
车内冷凝器15的第二端通过第四控制阀与第一换热器12相连。在本发明的一些具体实施例中,第四控制阀为第四电子膨胀阀66,电子膨胀阀具有通断和流量调节功能,第四电子膨胀阀66可对流经的冷媒节流降压。而电子膨胀阀还可选择地将管路封闭,以控制冷媒在电子膨胀阀所在管路中的流动或停滞。第四电子膨胀阀66可控制车内冷凝器15所在管路的冷媒的导通或隔断。
可以理解的是,冷媒可同时在多个冷媒回路内流动,而多个冷媒回路之间会相互连通甚至相互具有重合部分,因此本发明的热管理系统100还设置有多个阀,避免在多个不同冷媒回路内流动的冷媒之间相互干扰,降低热管理系统100的工作效率。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括第一开关阀,第一开关阀设置在换热组件2与第三换热器81之间。第一开关阀可控制冷媒从换热组件2流向第三换热器81,提升冷媒的流动性,提升热管理系统100的工作稳定性。
在本发明的一些具体实施例中,第一开关阀构造为第一单向阀71,第一单向阀71的一端在第二阀组4远离换热组件2的一端连接,第一单向阀71的另一端与第三换热器81相连,第一单向阀71构造为冷媒从换热组件2流向第三换热器81。
当冷媒在压缩机11、蒸发器120和车外冷凝器130共同形成的冷媒回路中流动,且同时冷媒在压缩机11、蒸发器120和换热组件2共同形成的冷媒回路中流动时,从车外冷凝器130流出的冷媒,和对电池模组制热后从换热组件2流出的冷媒汇集后,再经过节流蒸发等处理后流回压缩机11。通过设置第一单向阀71可避免从车外冷凝器130流出的冷媒流向换热组件2,可提升冷媒的流动稳定性。
同理地,在车外冷凝器130的第二端还设置有第四单向阀74,第四单向阀74构造为冷媒从车外冷凝器130的第二端流出,而冷媒不能从车外冷凝器130的第二端流入。当冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120共同形成的冷媒回路中流动,且同时冷媒在压缩机11、蒸发器120和换热组件2共同形成的冷媒回路中流动时,从车外冷凝器130流出的冷媒,和对电池模组制热后从换热组件2流出的冷媒汇集后再经过节流蒸发等处理后流回压缩机11。通过设置第一单向阀71可使避免从换热组件2流出的冷媒流向车外冷凝器130,可提升冷媒的流动性。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括第二开关阀,第二开关阀设置在换热组件2与第二换热器13的第二端口之间。第二开关阀可控制冷媒从第二换热器13流向换热组件2,提升冷媒的流动性,提升热管理系统100的工作稳定性。
在本发明的一些具体实施例中,第二开关阀构造为第二单向阀72,第二单向阀72的一端在第二阀组4远离换热组件2的一端连接,第二单向阀72的另一端与第一换热器12和第二换热器13的连接端相连,第二单向阀72构造为冷媒从第二换热器13流向换热组件2。
当冷媒在压缩机11、换热组件2和车外冷凝器130共同形成的冷媒回路中流动时,第二单向阀72可控制冷媒从第二换热器13流向换热组件2。
可以理解的是,第一单向阀71和第二单向阀72的作用互补,若只设置第一单向阀71,则冷媒无法经过车外冷凝器130流向换热组件2,若只设置第二单向阀72,则压缩机11、蒸发器120和换热组件2共同形成的冷媒回路无法导通,因此同时设置有第一单向阀71和第二单向阀72可使冷媒有序流动,提升热管理系统100的工作稳定性。
在本发明的另一些实施例中,在换热组件2与第二换热器13和第一换热器12的连接端之间设置有双向阀,可控制冷媒从第一换热器12流向换热组件2,还可控制冷媒从换热组件2流向第一换热器12。
在本发明的一些实施例中,热管理系统100还包括第三开关阀,第三开关阀设置在换热组件2与压缩机11的进气口之间。
可以理解的是,换热组件2、蒸发器120和车外冷凝器130均与压缩机11的进气口连通,在换热组件2与压缩机11的进气口之间设置有第三开关阀可避免流向进气口的冷媒流向换热组件2,造成换热组件2的损伤。
在本发明的一些具体实施例中,第三开关阀构造为第三单向阀73,第三单向阀73设置在换热组件2与压缩机11的进气口之间,第三单向阀73构造为冷媒从换热组件2流向压缩机11的进气口,避免流向进气口的冷媒流向换热组件2,提升换热组件2的使用安全性。
在本发明的一些实施例中,如图67所示,热管理系统100还包括小循环回路103,小循环回路103的两端分别与进气口和排气口相连。热管理系统100包括第三阀组5,第三阀组5被构造成可通断小循环回路103且可对冷媒进行节流降压。
可以理解的是,压缩器对冷媒加压做功,以使冷媒温度提升,冷媒可在冷媒回路中放热。而当热管理系统100对冷媒放热的需求较大时,可将冷媒在小循环回流中玄幻流动,压缩机11对冷媒对此加压做功,提升冷媒的温度,可使冷媒放出大量的热,提升热管理系统100的制热能力。
在本发明的一些实施例中,如图2所示,热管理系统100还包括:高压热管理子系统1001,高压热管理子系统1001包括第三换热器81及循环回路102,第三换热器81具有第一流道81a及第二流道81b,第一流道81a的第一端口与换热组件2及车内冷凝器15的第二端连接,第一流道81a的第二端口与第一换热器12的第二端口连接。第二流道81b设置在循环回路102上,循环回路102用于与高压热管理子系统1001换热。
第一流道81a串联在冷媒循环回路101上,第二流道81b串联在循环回路102上,第一流道81a和第二流道81b共同位于第三换热器81内,第一流道81a和第二流道81b可相互进行热交换。
当第二流道81b内流动的冷却液温度高于在第一流道81a内流动的冷媒时,冷媒流经第三换热器81吸热;当第二流道81b内流动的冷却液温度低于在第一流道81a内流动的冷媒时,冷媒流经第三换热器81放热。
在本发明的一些实施例中,高压热管理子系统1001还包括:第一散热器82和第二散热器83,第一散热器82与车辆的电机电控进行热交换,第一散热器82连接在循环回路102和第二散热器83之间。第二散热器83适于与车外环境进行热交换。
冷却液在循环回路102中流动,可第一散热器82热交换后流动至第二流道81b中再与冷媒进行热交换,从而利用车辆的电机电控产生的热量加热冷媒,或者对冷媒进行冷却,利用冷媒的热量加热电机电控。
而第一流道81a的第一端口可选择地与换热组件2和车内冷凝器15的第二端中的至少一个连接,第一流道81a的第二端口可选择地与车外冷凝器130的第二端和蒸发器120的第二端中的至少一个连接。冷媒在流经第三换热器81时也可进行换热,因此第三换热器81也可与其他元件共同形成冷媒回路。
下面参考图3-图18,简单描述几个热管理系统100在不同工况下工作的实施例。
实施例一为仅有乘员舱采暖的工况。
如图3所示,在仅有乘员舱采暖的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第三换热器81形成的第一冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c隔断,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路隔断,第三电子膨胀阀65将管路隔断,第四电子膨胀阀66将管路导通,起到节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热。
实施例二为仅有电池模组加热的工况。
如图4所示,在仅有电池加热模组的工况下,冷媒在压缩机11、换热组件2和第三换热器81形成的第二冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b导通、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c隔断,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起到节流作用,第三电子膨胀阀65将管路隔断,第四电子膨胀阀66隔断。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第二排气流道10b流向换热组件2,先经过第一节流元件41和第二节流元件42降压后,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65和第四膨胀阀节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,从而实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制热。
实施例三为乘员舱取暖和电池模组加热的工况,实施例三实际为实施例一和实施例二同时运行。
如图5所示,在乘员舱取暖和电池模组加热的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第三换热器81形成的第一冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、换热组件2和第三换热器81形成的第二冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b导通、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c隔断,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起到节流作用,第三电子膨胀阀65将管路隔断,第四电子膨胀阀66将管路导通,起到节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15和换热组件2,流向车内冷凝器15的冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81。流向换热组件2的冷媒先经过第一节流元件41和第二节流元件42降压后,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65和第四膨胀阀节流降压后流向第三换热器81。冷媒在第三换热器81处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,以及实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制热。
实施例四为仅有乘员舱制冷的工况。
如图6所示,在仅有乘员舱制冷的工况下,冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路隔断,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路隔断。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入,从而实现蒸发器120向乘员舱内制冷。
实施例五为仅有电池模组冷却的工况。
如图7所示,在仅有电池模组冷却的工况下,冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第四冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a导通、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路隔断,第四电子膨胀阀66将管路隔断。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,随后冷媒经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压后流向第一换热板21和第二换热板22,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入,从而实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例六为乘员舱制冷和电池模组冷却的工况,实施例六实际为实施例四和实施例五同时运行。
如图8所示,在乘员舱制冷和电池模组冷却的工况下,冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,同时冷媒还在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第四冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a导通、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路隔断。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后部分流向蒸发器120,部分流向换热组件2。流向蒸发器120的冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒。流向换热组件2的冷媒首先经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压,随后在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒。从蒸发器120流出的冷媒与从第一节流元件41和第二节流元件42流出的冷媒混合后,共同从压缩机11的进气口流入。从而实现蒸发器120向乘员舱内制冷和第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例七为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,实施例七实际为实施例四和实施例二同时运行。
如图9所示,在乘员舱制冷和电池模组加热的工况下,冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,同时冷媒还在压缩机11、换热组件2和第三换热器81形成的第二冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b导通、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起到节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66隔断。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分并经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,随后冷媒向蒸发器120流动。另外部分冷媒经由第二排气流道10b流向换热组件2,先经过第一节流元件41和第二节流元件42降压后,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65和第四膨胀阀节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化。从车外冷凝器130流出的冷媒与从第三换热器81流出的冷媒混合变为气液混合态,其中低温低压的气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,液态冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现蒸发器120向乘员舱内制冷,和第一换热板21和第二换热板22对电池模组制热。
实施例八为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,实施例八中在乘员舱制冷需求和在电池模组加热需求比例与实施例七中不同,因此冷媒可不经过旁通流路10d。实施例八与实施例七的区别就在于第四通断阀64将旁通流路10d隔断。
如图10所示,在乘员舱制冷和电池模组加热的工况下,冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,同时冷媒还在压缩机11、换热组件2、第三换热器81和蒸发器120形成的第五冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b导通、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起到节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66隔断。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分并经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,随后冷媒向蒸发器120流动。另外部分冷媒经由第二排气流道10b流向换热组件2,先经过第一节流元件41和第二节流元件42降压后,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65和第四膨胀阀节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,冷媒也向蒸发器120流动。从车外冷凝器130流出的冷媒与从第三换热器81流出的冷媒混合变为气液混合态,气液混合的冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现蒸发器120向乘员舱内制冷,和第一换热板21和第二换热板22对电池模组制热。
实施例九为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,实施例九实际为实施例一和实施例五同时运行。
如图11所示,在乘员舱取暖和电池模组冷却的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第三换热器81形成的第一冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第四冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a导通、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路隔断,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化后流出。另外部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热后流出。从第三换热器81流出的冷媒和从车外冷凝器130流出的冷媒混合变为气液混合态。其中气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,液态冷媒经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压后流向第一换热板21和第二换热板22,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热和第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例十为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况。实施例十中在乘员舱制冷需求和在电池模组加热需求比例与实施例九中不同,因此冷媒可不经过旁通流路10d。实施例十与实施例九的区别就在于第四通断阀64将旁通流路10d隔断。
如图12所示,在乘员舱取暖和电池模组冷却的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15、第三换热器81和换热组件2形成的第六冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第四冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a导通、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路隔断,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化后流出。另外部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热后流出。从第三换热器81流出的冷媒和从车外冷凝器130流出的冷媒混合变为气液混合态。气液混合冷媒经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压后流向第一换热板21和第二换热板22,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热和第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例十一为乘员舱采暖和除湿的工况。
如图13所示,在乘员舱采暖和除湿的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第三换热器81形成的第一冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路隔断,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。另外部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,并从车外冷凝器130流出。从第三换热器81流出的冷媒与从冷凝器130流出的冷媒混合变为气液混合态,其中气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,液态冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,并且蒸发器120向乘员舱内制冷,乘员舱内空气的水气遇冷液化,实现对乘员舱除湿。
实施例十二为乘员舱采暖和除湿的工况。实施例十二中在乘员舱采暖需求和在乘员舱除湿需求比例与实施例十一中不同,因此冷媒可不经过旁通流路10d。实施例十二与实施例十一的区别就在于第四通断阀64将旁通流路10d隔断。
如图14所示,在乘员舱采暖和除湿的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15、第三换热器81和蒸发器120形成的第七冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a隔断、第三通断阀63将第三排气流道10c隔断,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路隔断,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。另外部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,并从车外冷凝器130流出。从第三换热器81流出的冷媒与从车外换热器流出的冷媒混合变为气液混合态,气液混合冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,并且蒸发器120向乘员舱内制冷,乘员舱内空气的水气遇冷液化,实现对乘员舱除湿。
实施例十三为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,实施例十三实际为实施例十一和实施例五同时运行。
如图15所示,在乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第三换热器81形成的第一冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,冷媒还在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第四冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a导通、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。另外部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,并从车外冷凝器130流出。从第三换热器81流出的冷媒与从车外换热器流出的冷媒混合变为气液混合态,其中气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,液态冷媒部分经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。另外部分冷媒经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压后流向第一换热板21和第二换热板22,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,并且蒸发器120向乘员舱内制冷,乘员舱内空气的水气遇冷液化,实现对乘员舱除湿,以及实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例十四为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,实施例十四实际为实施例十二和实施例五同时运行。。
如图16所示,在乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15、第三换热器81和蒸发器120形成的第七冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,冷媒还在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第四冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b隔断、第二通断阀62将第一排气流道10a导通、第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。另外部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,并从车外冷凝器130流出。从第三换热器81流出的冷媒与从车外换热器流出的冷媒混合变为气液混合态,气液混合冷媒部分经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。另外部分气液混合冷媒经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压后流向第一换热板21和第二换热板22,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,并且蒸发器120向乘员舱内制冷,乘员舱内空气的水气遇冷液化,实现对乘员舱除湿,以及实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例十五为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,实施例十五实际为实施例十一和实施例二同时运行。
如图17所示,在乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15和第三换热器81形成的第一冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,冷媒还在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第二冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b导通,第二通断阀62将第一排气流道10a隔断,第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d导通。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。部分经由第二排气流道10b流向换热组件2,冷媒先经过第一节流元件41和第二节流元件42降压后,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65和第四膨胀阀节流降压后,与从第四膨胀阀处流出的冷媒混合后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。剩下部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,并从车外冷凝器130流出。
从第三换热器81流出的冷媒与从车外换热器流出的冷媒混合变为气液混合态,其中气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,液态冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,并且蒸发器120向乘员舱内制冷,乘员舱内空气的水气遇冷液化,实现对乘员舱除湿,以及实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制热。
实施例十六为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,实施例十五实际为实施例十二和实施例二同时运行。
如图18所示,在乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况下,冷媒在压缩机11、车内冷凝器15、第三换热器81和蒸发器120形成的第七冷媒回路中流动,同时冷媒在压缩机11、车外冷凝器130和蒸发器120形成的第三冷媒回路中流动,冷媒还在压缩机11、车外冷凝器130和换热组件2形成的第二冷媒回路中流动。此时第一通断阀61将第二排气流道10b导通,第二通断阀62将第一排气流道10a隔断,第三通断阀63将第三排气流道10c导通,第四通断阀64将旁通流路10d隔断。第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32将管路导通,起节流作用,第三电子膨胀阀65将管路导通,起节流作用,第四电子膨胀阀66将管路导通,起节流作用。
从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,部分经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。部分经由第二排气流道10b流向换热组件2,冷媒先经过第一节流元件41和第二节流元件42降压后,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处液化放热,随后冷媒经过第三电子膨胀阀65和第四膨胀阀节流降压后,与从第四膨胀阀处流出的冷媒混合后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81处吸热汽化,并从第三换热器81流出。剩下部分经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,并从车外冷凝器130流出。
从第三换热器81流出的冷媒与从车外换热器流出的冷媒混合变为气液混合态,气液混合态冷媒经过第三电子膨胀阀65节流降压后流向蒸发器120,冷媒在蒸发器120处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热,并且蒸发器120向乘员舱内制冷,乘员舱内空气的水气遇冷液化,实现对乘员舱除湿,以及实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制热。
上述的几个实施例仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示热管理系统100在某种工况下仅能按实施例所示情况运行,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一些实施例中,如图2所示,高压热管理子系统1001还包括:切换阀组84,切换阀组84分别与循环回路102的两端、第一散热器82和第二散热器83相连,切换阀组84动作以使得高压热管理子系统1001在第一工况、第二工况之间进行切换。
切换阀组84可控制冷却液的流动方向,可将车辆的电机电控产生的热量加热冷媒,或者可将车辆的电机电控产生的热量通过第二散热器83逸散到车外。
在本发明的一些具体实施例中,如图2所示,切换阀组84为四通水阀,四通水阀包括相互连通的第一阀门841、第二阀门842、第三阀门843和第四阀门844,第一阀门841与第三换热器81相接,第二阀门842与第一散热器82连接,第三阀门843与第二散热器83连接,第四阀门844连接在第一散热器82和第二散热器83之间。
在本发明的一些实施例中,高压热管理系统100还包括水泵85,水泵85设置在第一散热器82和第三换热器81之间,水泵85构造为将冷却液从第一散热器82泵向第三换热器81。
如图19所示,高压热管理子系统1001具有第一工况,在第一工况下,第一散热器82和第二流道81b形成第一回路。此时四通水阀的第一阀门841和第四阀门844打开,第二阀门842和第三阀门843关闭。
从第一散热器82流出的冷却液在水泵85的作用下流向第三换热器81,冷却液在第三换热器81的第二流道81b中与第一流道81a中的冷媒换热后,流回第一散热器82与车辆的电机电控进行热交换。
冷媒循环回路101有吸热需求,同时高压热管理子系统1001无散热需求时,高压热管理子系统1001可按第一工况运行。从第一散热器82流出的高温冷却液流入第二流道81b,与流经第一流道81a的低温冷媒进行热交换,将车辆的电机电控产生的热量传递到冷媒循环回路101,车辆的电机电控产生的热量进行了有效利用,提升了热管理系统100的加热能力的同时还可降低热管理系统100的能耗。
如图21所示,高压热管理子系统1001还具有第二工况,在第二工况,第一散热器82、第二散热器83和第二流道81b形成第二回路。此时四通水阀的第一阀门841和第三阀门843打开,第二阀门842和第四阀门844关闭。
从第一散热器82流出的冷却液在水泵85的作用下流向第三换热器81,冷却液在第三换热器81的第二流道81b中与第一流道81a中的冷媒换热后,流向第二散热器83,冷却液在第二散热器83进行热交换后,流回第一散热器82与车辆的电机电控进行热交换。
冷媒循环回路101有吸热需求,同时高压热管理子系统1001有散热需求,且高压热管理子系统1001的散热需求高于冷媒循环回路101的吸热需求时,高压热管理子系统1001可按第二工况运行。从第一散热器82流出的高温冷却液流入第二流道81b,与流经第一流道81a的低温冷媒进行热交换,将车辆的电机电控产生的热量传递到冷媒循环回路101,而冷却液的温度在经过一次热交换后还是较高,因此冷却液即系流向第二散热器83,与车外环境进行第二次热交换,进行散热。车辆的电机电控产生的热量进行了有效利用,提升了热管理系统100的加热能力的同时还可降低热管理系统100的能耗。
除此之外,冷媒循环回路101有吸热需求,同时高压热管理子系统1001产生的热量不足,且冷却液的温度低于车外环境的温度时,高压热管理子系统1001也可按第二工况运行。冷却液在第二散热器83与车外环境进行热交换,提升冷却液的温度,冷却液再经过循环回路102流向第一散热器82和第三换热器81,与流经第一流道81a的低温冷媒进行热交换,将车外环境的热量传递到冷媒循环回路101以及高压热管理子系统1001。可对热量进行有效利用,提升了热管理系统100的加热能力的同时还可降低热管理系统100的能耗。
如图22所示,高压热管理子系统1001还具有第三工况,在第三工况,第一散热器82和第二散热器83形成第三回路。此时四通水阀的第二阀门842和第三阀门843打开,第一阀门841和第四阀门844关闭。
从第一散热器82流出的冷却液在水泵85的作用下流向第二散热器83,冷却液在第二散热器83中与车外环境换热后,流回第一散热器82与车辆的电机电控进行热交换。
在冷媒循环回路101不需要从冷却液吸热时,那么不管高压热管理子系统1001是否有散热需求,高压热管理子系统1001则按第三工况运行。从第一散热器82流出的高温冷却液直接流向第二散热器83,与车外环境进行热交换,车辆的电机电控产生的热量散热到车外环境,高压热管理子系统1001快速散热。
如图20所示,高压热管理子系统1001还包括混合工况,在混合工况,第一回路和第二回路同时循环。此时四通水阀的第一阀门841、第三阀门843和第四阀门844打开,第二阀门842关闭。
从第一散热器82流出的冷却液在水泵85的作用下流向第三换热器81,冷却液在第三换热器81的第二流道81b中与第一流道81a中的冷媒换热后,部分直接流回第一散热器82与车辆的电机电控进行热交换,另外部分流向第二散热器83,冷却液在第二散热器83进行热交换后,流回第一散热器82与车辆的电机电控进行热交换。
冷媒循环回路101有吸热需求,同时高压热管理子系统1001有散热需求,且冷媒循环回路101的吸热需求高于高压热管理子系统1001的散热需求时,高压热管理子系统1001可按混合工况运行。
从第一散热器82流出的高温冷却液流入第二流道81b,与流经第一流道81a的低温冷媒进行热交换,将车辆的电机电控产生的热量传递到冷媒循环回路101,经过热交换的冷却液部分流回第一散热器82,另外与部分冷却液即流向第二散热器83,与车外环境进行第二次热交换,进行散热。车辆的电机电控产生的热量进行了有效利用,提升了热管理系统100的加热能力的同时还可降低热管理系统100的能耗。
高压热管理子系统1001具有第一工况、第二工况、第三工况和混合工况,其中第三工况循环回流中的冷却剂不会与冷媒循环回路101中的冷媒进行热交换,而第一工况、第二工况和混合工况循环回流中的冷却剂均对冷媒循环回路101中的冷媒加热。因此热管理系统100在不同工况下工作还可配合高压热管理子系统1001的不同工况进行工作。
比如,在仅有乘员舱采暖的工况时,可与高压热管理子系统1001的第一工况、第二工况和混合工况相互配合。
实施例十七为仅有乘员舱采暖的工况,如图23所示,此时冷媒按实施例一的工况运行,冷却液按第一工况运行。
下面简单描述实施例十七中冷媒的循环路径。从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第二排气流道10b流向车内冷凝器15,冷媒在车内冷凝器15处液化放热,随后冷媒经过第四电子膨胀阀66节流降压后流向第三换热器81,冷媒在第三换热器81中的第一流道81a内与第二流道81b内的冷却液进行热交换,冷媒吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒沿旁通流路10d从压缩机11的进气口流入,从而实现车内冷凝器15向乘员舱内制热。
实施例十八为仅有乘员舱采暖的工况,如图24所示,此时冷媒按实施例一的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例十九为仅有乘员舱采暖的工况,此如图25所示,此时冷媒按实施例一的工况运行,冷却液按第二工况运行。
同理地,热管理系统100在不同工况下工作时,可与高压热管理子系统1001的第一工况、第二工况和混合工况相互配合。
实施例二十为仅有电池模组加热的工况,如图26所示,此时冷媒按实施例二的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例二十一为仅有电池模组加热的工况,如图27所示,此时冷媒按实施例二的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例二十二为仅有电池模组加热的工况,如图28所示,此时冷媒按实施例二的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例二十三为乘员舱取暖和电池模组加热的工况,如图29所示,此时冷媒按实施例三的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例二十四为乘员舱取暖和电池模组加热的工况,如图30所示,此时冷媒按实施例三的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例二十五为乘员舱取暖和电池模组加热的工况,如图31所示,此时冷媒按实施例三的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例二十六为仅有乘员舱制冷的工况,如图32所示,此时冷媒按实施例四的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例二十七为仅有乘员舱制冷的工况,如图33所示,此时冷媒按实施例四的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例二十八为仅有乘员舱制冷的工况,如图34所示,此时冷媒按实施例四的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例二十九为仅有电池模组冷却的工况,如图35所示,此时冷媒按实施例五的工况运行,冷却液按第三工况运行。由于冷媒不经过第三换热器81,因此冷却液也不会与冷媒换热,冷媒按第三工况运行。
下面简单描述实施例二十九中冷媒的循环路径。从压缩机11的排气口流出高温高压的气态冷媒,并经由第三排气流道10c流向车外冷凝器130,冷媒在车外冷凝器130处液化放热,随后冷媒经过第一电子膨胀阀31和第二电子膨胀阀32节流降压后流向第一换热板21和第二换热板22,冷媒在第一换热板21和第二换热板22处吸热汽化,并经过第一节流元件41和第二节流元件42的节流降压后,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入,从而实现第一换热板21和第二换热板22对电池模组制冷。
实施例三十为乘员舱制冷和电池模组冷却的工况,如图36所示,此时冷媒按实施例六的工况运行,冷却液按第三工况运行。
实施例三十一为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,如图37所示,此时冷媒按实施例七的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例三十二为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,如图38所示,此时冷媒按实施例七的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例三十三为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,如图39所示,此时冷媒按实施例七的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例三十四为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,如图40所示,此时冷媒按实施例八的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例三十五为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,如图41所示,此时冷媒按实施例八的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例三十六为乘员舱制冷和电池模组加热的工况,如图42所示,此时冷媒按实施例八的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例三十七为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,如图43所示,此时冷媒按实施例九的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例三十八为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,如图44所示,此时冷媒按实施例九的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例三十九为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,如图45所示,此时冷媒按实施例九的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例四十为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,如图46所示,此时冷媒按实施例十的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例四十一为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,如图47所示,此时冷媒按实施例十的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例四十二为乘员舱取暖和电池模组冷却的工况,如图48所示,此时冷媒按实施例十的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例四十三为乘员舱采暖和除湿的工况,如图49所示,此时冷媒按实施例十一的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例四十四为乘员舱采暖和除湿的工况,如图50所示,此时冷媒按实施例十一的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例四十五为乘员舱采暖和除湿的工况,如图51所示,此时冷媒按实施例十一的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例四十六为乘员舱采暖和除湿的工况,如图52所示,此时冷媒按实施例十二的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例四十七为乘员舱采暖和除湿的工况,如图53所示,此时冷媒按实施例十二的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例四十八为乘员舱采暖和除湿的工况,如图54所示,此时冷媒按实施例十二的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例四十九为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,如图55所示,此时冷媒按实施例十三的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例五十为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,如图56所示,此时冷媒按实施例十三的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例五十一为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,如图57所示,此时冷媒按实施例十三的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例五十二为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,如图58所示,此时冷媒按实施例十四的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例五十三为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,如图59所示,此时冷媒按实施例十四的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例五十四为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组冷却的工况,如图60所示,此时冷媒按实施例十四的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例五十五为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,如图61所示,此时冷媒按实施例十五的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例五十六为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,如图62所示,此时冷媒按实施例十五的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例五十七为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,如图63所示,此时冷媒按实施例十五的工况运行,冷却液按第二工况运行。
实施例五十八为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,如图64所示,此时冷媒按实施例十六的工况运行,冷却液按第一工况运行。
实施例五十九为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,如图65所示,此时冷媒按实施例十六的工况运行,冷却液按混合工况运行。
实施例六十为乘员舱采暖和除湿,还有电池模组加热的工况,如图66所示,此时冷媒按实施例十六的工况运行,冷却液按第二工况运行。
根据本发明实施例的热管理系统100,包括:压缩机11、第二换热器13和换热组件2,第二换热器13的第一端口与压缩机11的排气口连接,第二换热器13的第二端与换热组件2连接;换热组件2与压缩机11的进气口连通。换热组件2包括并联设置的第一换热板21和第二换热板22,第一换热板21和第二换热板22分别用于调节车辆的电池模组的温度。
在热管理系统100工作时,冷媒从压缩机11的进气口流入,低温低压的气态冷媒被压缩机11压缩后变成高温高压的气态冷媒,并从压缩机11的排气口流出。第二换热器13的第一端口与压缩机11的排气口连接,第二换热器13的第二端口与换热组件2连接。因此冷媒从压缩机11流出后流经第二换热器13后,再流经换热组件2,最后回到压缩机11,形成冷媒回路,完成一次循环。
在由压缩机11、换热组件2和第二换热器13共同形成的冷媒回路中,从压缩机11的排气口流出的高温高压的气态冷媒在第二换热器13处进行热交换,冷媒放热液化,随后冷媒经过节流降压后经过换热组件2,在换热组件2处吸热汽化,最终变为低温低压的气态冷媒从压缩机11的进气口流入。冷媒在换热组件2处吸热,与电池模组进行热交换,从而实现对电池模组的制冷,以便于使得电池模组具有合适的工作温度,从而保证电池模组工作稳定、可靠。比如,在夏天环境温度过高,或者电池模组工作温度较高时,可对电池模组进行降温,提升电池模组工作安全性,延长电池模组的工作稳定性。
根据本发明实施例的热管理系统100,通过设置第一换热和第二换热板22对电池模组进行热交换,可对电池模组的不同端面直接接触热交换,不但可降低布置难度,并且可提升换热效率,使电池模组快速达到合适的工作温度,提升电池模组的工作稳定性,提升热管理系统100的工作效率。
根据本发明实施例的车辆,包括:电池模组和热管理系统100,热管理系统100为上述任一项的热管理系统100,第一换热板21和第二换热板22用于调节电池模组的温度。
根据本发明实施例的车辆,通过设置上述热管理系统100,可以减少维修、更换电池模组的次数,提升车辆的充电效率和使用便利性,同时便于实现车辆的合理化布局。
在一些实施例中,第一换热板21和第二换热板22设于电池模组上且与电池模组热交换。
在本发明的一些实施例中,第一换热板21和第二换热板22设于电池模组的相对侧壁,以便于减小电池模组的温度差异,提升电池模组的循环使用寿命。
例如,电池模组可以包括至少一排电池组,电池组包括至少一个电池单体;当电池组包括多个电池单体时,多个电池单体可以沿第一换热板213的长度方向依次布置。可选地,电池单体具有多个侧壁,多个侧壁包括相对的换热侧壁,换热侧壁的面积大于其余侧壁的面积,第一换热板21和第二换热板22分别与换热侧壁导热配合;但不限于此。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (20)
1.一种热管理系统,其特征在于,包括:压缩机、第一换热器和换热组件,所述压缩机的排气口与所述换热组件连接,所述第一换热器的第一端口与所述压缩机的进气口连接,所述第一换热器的第二端口与所述换热组件连接;
所述换热组件包括并联设置的第一换热板和第二换热板,所述第一换热板和所述第二换热板分别用于调节电池模组的温度。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,还包括第二换热器,所述第二换热器的第一端口与所述压缩机的排气口连接,所述第二换热器的第二端与所述换热组件连接;所述换热组件与所述压缩机的进气口连接。
3.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述压缩机的进气口与所述第一换热器的第一端口连接;
所述压缩机的排气口选择性地与所述第一换热器的第二端口或所述换热组件连通,所述压缩机的进气口选择性地与所述换热组件或所述第一换热器的第一端口连通。
4.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,还包括存储器,所述存储器连接在所述压缩机的排气口与所述压缩机的进气口之间。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,还包括第四换热器,所述第四换热器连接在所述存储器与所述压缩机的排气口之间。
6.根据权利要求5所述的热管理系统,其特征在于,所述第四换热器的第一端口与所述压缩机的排气口连接,所述第四换热器的第二端口与所述换热组件连接。
7.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,还包括第一节流件,所述第一节流件设置在存储器与所述压缩机的进气口之间。
8.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述第一换热板及所述第二换热板适于设置在所述电池模组的相对两侧。
9.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述换热组件还包括第二阀组,所述第二阀组设置在所述换热组件的第一端口,所述换热组件的第一端口与所述压缩机的排气口连接。
10.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,所述第二阀组包括并联的第一节流元件及第二节流元件,所述第一节流元件及第二节流元件分别与所述第一换热板和第二换热板连接。
11.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,所述换热组件还包括第一阀组,所述第一阀组设置在所述换热组件的第二端口,所述换热组件的第二端口与所述第二换热器的第二端连通。
12.根据权利要求11所述的热管理系统,其特征在于,所述第一阀组包括并联的第一控制阀及第二控制阀,所述第一控制阀及所述第二控制阀分别与所述第一换热板和第二换热板连接。
13.根据权利要求2-12中任一项所述的热管理系统,其特征在于,还包括车内冷凝器,所述压缩机的排气口与所述车内冷凝器的第一端连接,所述车内冷凝器的第二端与所述第一换热器的第二端口连接;
所述压缩机的排气口选择性地与所述车内冷凝器的第一端及换热组件的至少一个连通。
14.根据权利要求13所述的热管理系统,其特征在于,还包括高压热管理子系统,所述高压热管理子系统包括第三换热器及循环回路,所述第三换热器具有第一流道及第二流道,所述第一流道的第一端口与所述换热组件及所述车内冷凝器的第二端连接,所述第一流道的第二端口与所述第一换热器的第二端口连接;
所述第二流道设置在所述循环回路上,所述循环回路用于与高压热管理子系统换热。
15.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,还包括第一开关阀,所述第一开关阀设置在换热组件与所述第一换热器的第二端口之间。
16.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,还包括第二开关阀,所述第二开关阀设置在换热组件与所述第二换热器的第二端口之间。
17.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,还包括第三开关阀,所述第三开关阀设置在所述换热组件与所述压缩机的进气口之间。
18.一种热管理系统,其特征在于,包括:压缩机、第二换热器和换热组件,所述第二换热器的第一端口与所述压缩机的排气口连接,所述第二换热器的第二端与所述换热组件连接;所述换热组件与所述压缩机的进气口连通;
所述换热组件包括并联设置的第一换热板和第二换热板,所述第一换热板和所述第二换热板分别用于调节车辆的电池模组的温度。
19.一种车辆,其特征在于,包括:
电池模组;
热管理系统,所述热管理系统为根据权利要求1-18中任一项所述的热管理系统,所述第一换热板和所述第二换热板用于调节所述电池模组的温度。
20.根据权利要求19所述的车辆,其特征在于,所述第一换热板和所述第二换热板设于所述电池模组上且与所述电池模组热交换。
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