CN118003840A - 一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆热管理技术领域，尤其是涉及一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆，包括热管理集成模块、低温散热模块、空调压缩机模块、电池包模块、空调箱体模块以及电驱动力模块，热管理集成模块分别与低温散热模块、空调压缩机模块、电池包模块、电驱动力模块以及电驱动力模块连通并形成回路，其中，热管理集成模块包括七通阀、余热回收器、温度传感器、第一电子膨胀阀、水冷冷凝器、电子水泵、副水箱、第一截止阀、储液干燥罐、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、第二截止阀、第三截止阀以及第二温度传感器，该系统在不同工况下，可以有效避免车外换热器表面结霜，集成度更高，空间布置更优化。

Description

一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆热管理技术领域，尤其是涉及一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆。

背景技术

目前，随着新能源汽车迅猛发展，为解决纯电动车续航里程短的问题，人们对车用空调及热管理系统的节能降耗、轻量化、模块化、舒适度以及耐久性等涉及到诸多功能性与性能的要素提出了更高的要求。

相关技术中，对于当前直冷直热热管理系统，直接式热泵，电池包直冷直热，乘员舱直冷直热，利用冷媒直接冷却和加热乘员舱及电池包，效率较高；但因继续使用外部换热器，低温热泵工况下，冷媒通过外部换热器与车外空气进行换热，-7℃～5℃环境温度下，外部换热器易结霜，减少热泵吸收空气热量能力，从而热泵出现停机状态，需要利用风暖PTC进行辅助加热，当热泵进行外部换热器化霜完成后可继续使用，增加低温续航功耗，减少续航里程，同时，其热泵系统零部件种类繁多，中端零部件集成难度大，不利于整车布置，成本较高，热泵系统控制较为复杂，因系统回路复杂，导致冷却液加注程序时间长，冷媒加注标定困难，整车标定时间长。

基于此，亟待需要一种集成度更高、效率更高的直冷直热热管理系统以及对应的控制方法。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中新能源汽车热管理系统零部件种类及数量多、控制复杂以及在低温环境外部换热器易结霜导致能耗大问题，为此，本发明提出了一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆。

第一方面，本申请实施例提供一种直冷直热集成式热管理系统，包括：

热管理集成模块、低温散热模块、空调压缩机模块、电池包模块、空调箱体模块以及电驱动力模块，所述热管理集成模块分别与所述低温散热模块、所述空调压缩机模块、所述电池包模块、所述电驱动力模块以及所述电驱动力模块连通并形成回路；其中，

所述热管理集成模块包括七通阀、余热回收器、温度传感器、第一电子膨胀阀、水冷冷凝器、电子水泵、副水箱、第一截止阀、储液干燥罐、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、第二截止阀、第三截止阀以及第二温度传感器，所述七通阀的M端依次连接所述电子水泵及所述副水箱，所述七通阀的H及H端连接所述水冷冷凝器形成回路，所述七通阀的B及B端与所述余热回收器连接形成回路，所述水冷冷凝器通过三通阀分别连接所述第一截止阀及所述储液干燥罐，所述余热回收器一端依次连接所述温度传感器及所述第三截止阀，所述第三截止阀通过三通阀一端连接第二截止阀、另一端依次连接所述第二温度传感器及所述第四电子膨胀阀，所述余热回收器另一端连接所述第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀通过三通阀一端连接所述储液干燥罐、另一端再通过三通阀连接所述第二电子膨胀阀及所述第三电子膨胀阀。

根据本申请的一些实施例，所述低温散热模块包括散热器以及与所述散热器集成设置的电子风扇，所述散热器的入口端分别连接所述副水箱的出口端及所述七通阀的M端，所述散热器的出口端通过三通阀分别连接所述所述七通阀的M端以及所述电驱动力模块。

根据本申请的一些实施例，所述空调压缩机模块包括电动压缩机，分别设置于所述电动压缩机入口端及出口端的第一冷媒压力温度传感器及第二冷媒压力温度传感器，所述电动压缩机的入口端通过三通阀一端连接所述第三截止阀、另一端再通过三通阀分别连接所述温度传感器及所述空调箱体模块，所述电动压缩机的出口端通过三通阀分别连接所述第二截止阀及所述空调箱体模块。

根据本申请的一些实施例，所述空调箱体模块包括室蒸发器以及与所述蒸发器集成设置的室内冷凝器，所述蒸发器入口端连接第三电子膨胀阀的出口端，所述蒸发器出口端通过三通阀一端连接所述温度传感器、另一端再通过三通阀分别连接所述电动压缩机及所述第三截止阀，所述室内冷凝器一端连接水冷冷凝器、另一端通过三通阀连接所述电动压缩机及所述第二截止阀。

根据本申请的一些实施例，所述电池包模块包括电池包直冷板以及设于所述电池包直冷板一端的冷媒温度传感器，所述电池包直冷板出口端通过三通阀分别连接所述第二电子膨胀阀及所述第一截止阀，所述电池包直冷板入口端第四电子膨胀阀的出口端。

根据本申请的一些实施例，所述电驱动力模块包括电机、以及与电机依次连接的动力集成控制器及水温传感器，所述电机一端通过三通阀分别连接所述副水箱及所述电子水泵，所述水温传感器一端通过三通阀分别连接所述散热器及所述七通阀的M端。

第二方面，本申请实施例提供一种直冷直热集成式热管理控制方法，该控制方法采用如上述第一方面任一项实施例所述的直冷直热集成式热管理系统进行实施，包括：

获取乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求；

根据获取的不同的所述乘员舱需求、所述电池包需求以及所述电驱需求设定不同的工作模式；

根据所述不同工作模式，基于热管理集成模块对乘员舱、电池包以及电驱热管理。

根据本申请的一些实施例，所述工作模式包括:

乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式、电驱冷却模式、电驱蓄热模式、乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式、乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式以及乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式。

根据本申请的一些实施例，各工作模式下运行包括:

乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与H2端相连接，H1端与M2端相连接,B1端与B2端相连接；

电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接，B1端与B2端相连接；

电驱蓄热模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与M3端相连接，H1端与H2端相连接，B2端与B1端相连接；

乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与H2端相连接，H1端与M2端相连接,B1端与B2端相连接，同时调整制冷剂回路截止阀及膨胀阀状态；

乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与B2端相连接，B1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接；

乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与B2端相连接，B1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

实现如上述第二方面任一项实施例中所述的直冷直热集成式热管理控制方法的步骤。

上述实施例技术方案中，与现有技术相比较，至少包括以下有益效果：

1、通过本申请的直冷直热集成式热管理系统及对应控制方法设置，将工作模式划分成十一种不同的工况模式，每一种工况模式通过控制七通阀不同端口的连接及断开、以及截止阀电子膨胀阀开启及关闭实现热管理，在不同工况下，可以有效避免车外换热器表面结霜，保证热泵运行稳定性，从而降低能耗。

2、本实施例中的系统中通过热管理集成模块设置，将七通阀、余热回收器、温度传感器、第一电子膨胀阀、水冷冷凝器、电子水泵、副水箱、第一截止阀、储液干燥罐、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、第二截止阀、第三截止阀以及第二温度传感器集成设置，集成度更高，空间布置更优化，利于整车布置降低成本。

3、本申请的直冷直热集成式热管理系统及对应控制方法控制简单，制冷制热工况下电气元件，如电子风扇、电子水泵、冷媒截止阀、电子膨胀阀、七通阀等控制方式相同，标定周期较常规热泵系统更短，可以高效的控制电池冷却与乘员舱冷却的制冷量分配，以及高效的控制余热回收器吸收电驱系统余热，提升热泵工况COP值。

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

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本申请实施例的直冷直热集成式热管理系统的框图；

图2是根据本申请实施例的热管理系统的热管理集成模块的框图；

图3是根据本申请实施例的热管理系统的各模块划分框图；

图4是根据本申请实施例的热管理系统的电机冷却工况的框图；

图5是根据本申请实施例的热管理系统的电机蓄热工况的框图；

图6是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱制冷＆电驱冷却的框图；

图7是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱制冷＆电驱冷却＆电池包直冷的框图；

图8是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱制热＆电池包直热的框图；

图9是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱制热的框图；

图10是根据本申请实施例的热管理系统的电池包直热的框图；

图11是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱除霜除雾＆电池包直热的框图；

图12是根据本申请实施例的直冷直热集成式热管理控制方法的流程图。

附图标记

1、散热器；2、电子风扇；3、七通阀；4、余热回收器；5、第一温度传感器；6、第一电子膨胀阀；7、水冷冷凝器；8、电子水泵；9、副水箱；10、电机；11、动力集成控制器；12、水温传感器；13、第一截止阀；14、储液干燥罐；15、第二电子膨胀阀；16、第三电子膨胀阀；17、鼓风机；18、蒸发器；19、室内冷凝器；20、电加热器；21、第四电子膨胀阀；22、电池包直冷板；23、冷媒温度传感器；24、第二截止阀；25、第三截止阀；26、第一冷媒压力温度传感器；27、电动压缩机；28、第二冷媒压力温度传感器；29、第二温度传感器；

100、热管理集成模块；200、低温散热模块；300、空调压缩机模块；400、电池包模块；500、空调箱体模块；600、电驱动力模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3,图1示出了本申请实施例提供的直冷直热集成式热管理系统的框图；图2示出了本申请实施例提供的热管理系统的热管理集成模块的框图；图3示出了本申请实施例提供的热管理系统的各模块划分框图；直冷直热集成式热管理系统包括：

热管理集成模块100、低温散热模块200、空调压缩机模块300、电池包模块400、空调箱体模块500以及电驱动力模块600，热管理集成模块100分别与低温散热模块200、空调压缩机模块300、电池包模块400、电驱动力模块600以及电驱动力模块600连通并形成回路。

在一示例中，热管理集成模块100包括七通阀3、余热回收器4、温度传感器5、第一电子膨胀阀6、水冷冷凝器7、电子水泵8、副水箱9、第一截止阀、储液干燥罐14、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀16、第四电子膨胀阀21、第二截止阀24、第三截止阀25以及第二温度传感器29，七通阀3的M1端依次连接电子水泵8及副水箱9，七通阀3的H1及H2端连接水冷冷凝器7形成回路，七通阀3的B1及B2端与余热回收器4连接形成回路，水冷冷凝器7通过三通阀分别连接第一截止阀及储液干燥罐14，余热回收器4一端依次连接温度传感器5及第三截止阀25，第三截止阀25通过三通阀一端连接第二截止阀24、另一端依次连接第二温度传感器29及第四电子膨胀阀21，余热回收器4另一端连接第一电子膨胀阀6，第一电子膨胀阀6通过三通阀一端连接储液干燥罐14、另一端再通过三通阀连接第二电子膨胀阀15及第三电子膨胀阀16。

继续参阅图2及图3，需要说明的是，由于将七通阀3、余热回收器4、温度传感器5、第一电子膨胀阀6、水冷冷凝器7、电子水泵8、副水箱9、第一截止阀、储液干燥罐14、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀16、第四电子膨胀阀21、第二截止阀24、第三截止阀25以及第二温度传感器29划分为热管理集成模块100，在生产过程可以先将上述零件集成化设置，在实际试验验证发现，其可以集成80%以上零部件，实现成本降低、布置空间优化。

还需要说明的是，余热回收器4出口温度传感器5用于余热回收器出口冷媒温度读取；储液干燥罐14出口压力传感器用于电子风扇压力控制。

可选的，低温散热模块200包括散热器1以及与散热器1集成设置的电子风扇2，散热器1的入口端分别连接副水箱9的出口端及七通阀3的M2端，散热器1的出口端通过三通阀分别连接七通阀3的M3端以及电驱动力模块600的水温传感器12，水温传感器12用于电驱系统回路余热利用判定。

可选的，空调压缩机模块300包括电动压缩机27，分别设置于电动压缩机27入口端及出口端的第一冷媒压力温度传感器26及第二冷媒压力温度传感器28，电动压缩机27的入口端通过三通阀一端连接第三截止阀25、另一端再通过三通阀分别连接温度传感器5及空调箱体模块500，电动压缩机27的出口端通过三通阀分别连接第二截止阀24及空调箱体模块500，第一冷媒压力温度传感器26及第二冷媒压力温度传感器28用于蒸发器吸气过热度及余热回收器4出口压力读取。

可选的，空调箱体模块500包括室蒸发器18以及与蒸发器18集成设置的室内冷凝器19，蒸发器18入口端连接第三电子膨胀阀16的出口端，蒸发器18出口端通过三通阀一端连接温度传感器5、另一端再通过三通阀分别连接电动压缩机27及第三截止阀25，室内冷凝器19一端连接水冷冷凝器7、另一端通过三通阀连接电动压缩机27及第二截止阀24。

可选的，电池包模块400包括电池包直冷板22以及设于电池包直冷板22一端的冷媒温度传感器23，电池包直冷板22出口端通过三通阀分别连接第二电子膨胀阀15及第一截止阀，电池包直冷板22入口端第四电子膨胀阀21的出口端。

可选的，电驱动力模块600包括电机10、以及与电机10依次连接的动力集成控制器11及水温传感器12，电机10一端通过三通阀分别连接副水箱9及电子水泵8，水温传感器12一端通过三通阀分别连接散热器1及七通阀的M3端。

需要解释的是，上述热管理系统中通过热管理集成模块100、低温散热模块200、空调压缩机模块300、电池包模块400、空调箱体模块500及电驱动力模块600的划分只是其中一种划分形式，其可以实现更高集成度，空间布置更优化，利于整车布置降低成本。

请参阅图4至图12，本申请另一实施例提供一种直冷直热集成式热管理控制方法，该控制方法采用如上述任一项实施例的直冷直热集成式热管理系统进行实施，方法包括：

步骤S100：获取乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求；

在本步骤中，需要说明的是，该控制方法基于安装直冷直热集成式热管理系统的目标车辆，通过目标车辆的中央控制器获取乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求，示例性的，中央控制器通过对各传感器采集的数据进行处理，判断乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求，当然也可以通过车辆驾驶人员通过车载娱乐系统进行输入控制，具体可以根据实际需求进行设置，在此不作限制。

步骤S200：根据获取的不同的乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求设定不同的工作模式；

在本步骤中，基于前述实施例的直冷直热集成式热管理系统，示例性的，可以根据不同的乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求设定不同的工作模式，其工作模式包括乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式、电驱冷却模式、电驱蓄热模式、乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式、乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式以及乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式。

需要说明的是，上述“＆”表示两种不同的模式同时进行实施，例如“乘员舱制冷＆电池包直冷模式”表示请求乘员舱处于制冷模式，同时请求电池包处于直冷模式，当然，上述仅是示例的其中一些工作模式，对于其他不同组合工作模式，可以根据实际需求进行设定，在此不作限定。

步骤S300：根据不同工作模式，基于热管理集成模块对乘员舱、电池包以及电驱热管理。

在本步骤中，根据实际需求设定不同的工作模式，实现对乘员舱、电池包以及电驱进行热管理，示例性的，如表（1）所示，若为乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与H2端相连接，H1端与M2端相连接,B1端与B2端相连接；

若为电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接，B1端与B2端相连接；

若为电驱蓄热模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与M3端相连接，H1端与H2端相连接，B2端与B1端相连接；

若为乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与H2端相连接，H1端与M2端相连接,B1端与B2端相连接，同时调整制冷剂回路截止阀及膨胀阀状态；

若为乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与B2端相连接，B1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接；

若为乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与B2端相连接，B1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接。

表（1）为不同工作模式七通阀连接情况

在一些实施例中，结合表2以及基于前述实施例的直冷直热集成式热管理系统，对乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式、电驱冷却模式、电驱蓄热模式、乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式、乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式以及乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式具体控制原理进一步描述。

表（2）为不同工作模式下冷媒侧运行模式

请参阅图4，图4示出了本申请实施例提供的电机冷却工况的框图，电驱冷却模式下，当仅电机10与动力集成控制器11均需冷却，乘员舱无制冷需求、电池包无需冷却时，七通阀的M1端口与M2端口连通，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8实现电机10与动力集成控制器11冷却，冷媒回路无需响应。

请参阅图5，图5示出了本申请实施例提供的电驱蓄热工况下的框图，电驱蓄热模式下，当电机10与动力集成控制器11均不需要冷却时，乘员舱无制冷需求、电池包无需冷却时，七通阀的M1端口与M3端口连通，七通阀的B1端口通与B2端口连通，H1端口通与H2端口连通，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8实现电机10与动力集成控制器11水路自循环，以保存电机10与动力集成控制器11热量，将此部分热量通过冷媒吸收以实现乘员舱采暖或电池包加热，冷媒回路无需响应。

请参阅图6，图6示出了本申请实施例提供的电机冷却&乘员舱制冷工况下的框图，电机冷却&乘员舱制冷模式下，当电机10与动力集成控制器11均需要冷却时，乘员舱有制冷需求、电池包无需冷却时；冷却液测七通阀M1端口与H2端口连通，H1端口连通M2端口，B1端口连通B2端口，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管先经过水冷冷凝器7，再进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8实现电机10与动力集成控制器11冷却；同时冷媒侧，冷媒由电动压缩机27出发，通过冷媒管经过室内冷凝器19,水冷冷凝器7，冷媒与冷却液进行热交换，冷媒实现潜热释放，经过干燥罐14再通过第三电子膨胀阀16进行降压，在蒸发器18中进行潜热吸收，回到压缩机27；风侧，鼓风机17启动，风经过蒸发器18实现风温降低，同时HVAC内部风门隔断室内冷凝器19。其余零部件默认关闭。

请参阅图7，图7示出了本申请实施例提供的电机冷却&乘员舱制冷工况下的框图，乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式下，当电机10与动力集成控制器11均需要冷却时，乘员舱有制冷需求、电池包有需冷却时；冷却液测，七通阀M1端口与H2端口连通，H1端口通M2端口，B1端口通B2端口，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管先经过水冷冷凝器7，再进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8实现电机10与动力集成控制器11冷却；同时冷媒侧，冷媒由电动压缩机27出发，通过冷媒管经过室内冷凝器19,水冷冷凝器7，冷媒与冷却液进行热交换，冷媒实现潜热释放，经过干燥罐14分为2路，1路通过第三电子膨胀阀进行降压，在蒸发器18中进行潜热吸收，回到压缩机27，另1路通过第二电子膨胀阀进行降压，在电池包直冷板22进行潜热吸收，再回到压缩机27。风侧，鼓风机17启动，风经过蒸发器18实现风温降低，同时HVAC内部风门隔断室内冷凝器19。其余零部件默认关闭。

请参阅图8，图8是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱制热＆电池包直热的框图；乘员舱制热＆电池包直热模式下，当乘员舱有采暖需求，电池包有加热需求时；冷却液测，七通阀M1端口与B2端口连通，B1端口通M2端口，H1端口通H2，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管先经过余热回收器4，再进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8，通过余热回收器4实现空气中热量及电机10与动力集成控制器11余热利用，升高余热回收器4中冷媒温度，冷媒吸收潜热；同时冷媒侧，冷媒由电动压缩机27出发，通过冷媒管分2路，1路经过室内冷凝器19, 冷媒与风进行热交换，冷媒实现潜热释放，后经过水冷冷凝器7，另1路经过电池包冷却器直冷板，冷媒与电芯进行热交换，冷媒实现潜热释放，与第1路汇合至干燥罐14通过第一电子膨胀阀进行降压，在余热回收器4中进行潜热吸收，回到压缩机27；风侧，鼓风机17启动，风经过蒸发器18，蒸发器18不工作，同时HVAC内部风门打通室内冷凝器19，实现风温升高。其余零部件默认关闭。

请参阅图9，图9是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱制热的框图；乘员舱制热模式下，当乘员舱有采暖需求，电池包有加热需求时；冷却液测，七通阀M1端口与B2端口连通，B1端口通M2端口，H1端口通H2，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管先经过余热回收器4，再进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8，通过余热回收器4实现空气中热量及电机10与动力集成控制器11余热利用，升高余热回收器4中冷媒温度，冷媒吸收潜热；同时冷媒侧，冷媒由电动压缩机27出发，通过冷媒管经过室内冷凝器19,冷媒与风进行热交换，冷媒实现潜热释放，后经过水冷冷凝器7，不经过电池包冷却器直冷板，后经过干燥罐14通过第一电子膨胀阀进行降压，在余热回收器4中进行潜热吸收，回到压缩机27；风侧，鼓风机17启动，风经过蒸发器18，蒸发器18不工作，同时HVAC内部风门打通室内冷凝器19，实现风温升高。其余零部件默认关闭。

请参阅图10，图10是根据本申请实施例的热管理系统的电池包直热的框图；电池包直热模式下，当乘员舱有采暖需求，电池包有加热需求时；冷却液测，七通阀M1端口与B2端口连通，B1端口通M2端口，H1端口通H2，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管先经过余热回收器4，再进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8，通过余热回收器4实现空气中热量及电机10与动力集成控制器11余热利用，升高余热回收器4中冷媒温度，冷媒吸收潜热；同时冷媒侧，冷媒由电动压缩机27出发，通过冷媒管经过室内冷凝器19,冷媒与风进行热交换，冷媒实现潜热释放，后经过水冷冷凝器7，不经过电池包冷却器直冷板，后经过干燥罐14通过第一电子膨胀阀进行降压，在余热回收器4中进行潜热吸收，回到压缩机27；风侧，鼓风机17启动，风经过蒸发器18，蒸发器18不工作，同时HVAC内部风门打通室内冷凝器19，实现风温升高。其余零部件默认关闭。

请参阅图11，图11是根据本申请实施例的热管理系统的乘员舱除霜除雾＆电池包直热的框图；乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式下，当电机10与动力集成控制器11均需要冷却时，乘员舱有制冷需求、电池包有需冷却时；冷却液测，七通阀M1端口与H2端口连通，H1端口通M2端口，B1端口通B2端口，冷却液从电子水泵8出发，抽取电机10与动力集成控制器11中高温水，通过冷却水管先经过水冷冷凝器7，再进入散热器1，经由散热器1冷却后的冷却液流出散热器回到电机10与动力集成控制器11，最后回到电子水泵8实现电机10与动力集成控制器11冷却；同时冷媒侧，冷媒由电动压缩机27出发，通过冷媒管经过室内冷凝器19,水冷冷凝器7，冷媒与冷却液进行热交换，冷媒实现潜热释放，经过干燥罐14分为2路，1路通过第三电子膨胀阀进行降压，在蒸发器18中进行潜热吸收，回到压缩机27，另1路通过第二电子膨胀阀进行降压，在电池包直冷板22进行潜热吸收，再回到压缩机27。风侧，鼓风机17启动，风经过蒸发器18实现风温降低，同时HVAC内部风门调节通过室内冷凝器19的风量，同时辅助风PTC开启，实现除霜除雾。其余零部件默认关闭。

上述不同工作模式中，通过直冷直热集成式热管理系统及对应控制方法设置，将工作模式划分成十一种不同的工况模式，每一种工况模式通过控制七通阀不同端口的连接及断开、以及截止阀电子膨胀阀开启及关闭实现热管理，在不同工况下，可以有效避免车外换热器表面结霜，保证热泵运行稳定性，从而降低能耗。

同时，直冷直热集成式热管理系统及对应控制方法控制简单，制冷制热工况下电气元件，如电子风扇、电子水泵、冷媒截止阀、电子膨胀阀、七通阀等控制方式相同，标定周期较常规热泵系统更短，可以高效的控制电池冷却与乘员舱冷却的制冷量分配，以及高效的控制余热回收器吸收电驱系统余热，提升热泵工况COP值。

在一些实施例中，还提供一种车辆，所述车辆包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，处理器被配置为：

实现如上述任一项实施例中的直冷直热集成式热管理控制方法的步骤。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

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。

显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种直冷直热集成式热管理系统，其特征在于，包括：

热管理集成模块（100）、低温散热模块（200）、空调压缩机模块（300）、电池包模块（400）、空调箱体模块（500）以及电驱动力模块（600），所述热管理集成模块（100）分别与所述低温散热模块（200）、所述空调压缩机模块（300）、所述电池包模块（400）、所述电驱动力模块（600）以及所述电驱动力模块（600）连通并形成回路；其中，

所述热管理集成模块（100）包括七通阀（3）、余热回收器（4）、温度传感器（5）、第一电子膨胀阀（6）、水冷冷凝器（7）、电子水泵（8）、副水箱（9）、第一截止阀、储液干燥罐（14）、第二电子膨胀阀（15）、第三电子膨胀阀（16）、第四电子膨胀阀（21）、第二截止阀（24）、第三截止阀（25）以及第二温度传感器（29），所述七通阀（3）的M1端依次连接所述电子水泵（8）及所述副水箱（9），所述七通阀（3）的H1及H2端连接所述水冷冷凝器（7）形成回路，所述七通阀（3）的B1及B2端与所述余热回收器（4）连接形成回路，所述水冷冷凝器（7）通过三通阀分别连接所述第一截止阀及所述储液干燥罐（14），所述余热回收器（4）一端依次连接所述温度传感器（5）及所述第三截止阀（25），所述第三截止阀（25）通过三通阀一端连接第二截止阀（24）、另一端依次连接所述第二温度传感器（29）及所述第四电子膨胀阀（21），所述余热回收器（4）另一端连接所述第一电子膨胀阀（6），所述第一电子膨胀阀（6）通过三通阀一端连接所述储液干燥罐（14）、另一端再通过三通阀连接所述第二电子膨胀阀（15）及所述第三电子膨胀阀（16）。

2.根据权利要求1所述的一种直冷直热集成式热管理系统，其特征在于，包括：所述低温散热模块（200）包括散热器（1）以及与所述散热器（1）集成设置的电子风扇（2），所述散热器（1）的入口端分别连接所述副水箱（9）的出口端及所述七通阀（3）的M2端，所述散热器（1）的出口端通过三通阀分别连接所述所述七通阀（3）的M3端以及所述电驱动力模块（600）。

3.根据权利要求1所述的一种直冷直热集成式热管理系统，其特征在于，所述空调压缩机模块（300）包括电动压缩机（27），分别设置于所述电动压缩机（27）入口端及出口端的第一冷媒压力温度传感器（26）及第二冷媒压力温度传感器（28），所述电动压缩机（27）的入口端通过三通阀一端连接所述第三截止阀（25）、另一端再通过三通阀分别连接所述温度传感器（5）及所述空调箱体模块（500），所述电动压缩机（27）的出口端通过三通阀分别连接所述第二截止阀（24）及所述空调箱体模块（500）。

4.根据权利要求3所述的一种直冷直热集成式热管理系统，其特征在于，所述空调箱体模块（500）包括室蒸发器（18）以及与所述蒸发器（18）集成设置的室内冷凝器（19），所述蒸发器（18）入口端连接第三电子膨胀阀（16）的出口端，所述蒸发器（18）出口端通过三通阀一端连接所述温度传感器（5）、另一端再通过三通阀分别连接所述电动压缩机（27）及所述第三截止阀（25），所述室内冷凝器（19）一端连接水冷冷凝器（7）、另一端通过三通阀连接所述电动压缩机（27）及所述第二截止阀（24）。

5.根据权利要求1所述的一种直冷直热集成式热管理系统，其特征在于，所述电池包模块（400）包括电池包直冷板（22）以及设于所述电池包直冷板（22）一端的冷媒温度传感器（23），所述电池包直冷板（22）出口端通过三通阀分别连接所述第二电子膨胀阀（15）及所述第一截止阀，所述电池包直冷板（22）入口端第四电子膨胀阀（21）的出口端。

6.根据权利要求1所述的一种直冷直热集成式热管理系统，其特征在于，所述电驱动力模块（600）包括电机（10）、以及与电机（10）依次连接的动力集成控制器（11）及水温传感器（12），所述电机（10）一端通过三通阀分别连接所述副水箱（9）及所述电子水泵（8），所述水温传感器（12）一端通过三通阀分别连接所述散热器（1）及所述七通阀的M3端。

7.一种直冷直热集成式热管理控制方法，其特征在于，该控制方法采用如权利要求1-6任一项所述的直冷直热集成式热管理系统进行实施，包括：

获取乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求；

根据获取的不同的所述乘员舱需求、所述电池包需求以及所述电驱需求设定不同的工作模式；

根据所述不同工作模式，基于热管理集成模块对乘员舱、电池包以及电驱热管理。

8.根据权利要求7所述的一种直冷直热集成式热管理控制方法，其特征在于，所述工作模式包括:

乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式、电驱冷却模式、电驱蓄热模式、乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式、乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式以及乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式。

9.根据权利要求8所述的一种直冷直热集成式热管理控制方法，其特征在于，各工作模式下运行包括:

乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与H2端相连接，H1端与M2端相连接,B1端与B2端相连接；

电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接，B1端与B2端相连接；

电驱蓄热模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与M3端相连接，H1端与H2端相连接，B2端与B1端相连接；

乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与H2端相连接，H1端与M2端相连接,B1端与B2端相连接，同时调整制冷剂回路截止阀及膨胀阀状态；

乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与B2端相连接，B1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接；

乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式：控制热管理集成模块的七通阀的M1端与B2端相连接，B1端与M2端相连接，H1端与H2端相连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

实现如权利要求7-9中所述的直冷直热集成式热管理控制方法的步骤。