发明内容
本申请提供一种热管理系统及车辆,以实现低温环境下空调系统的正常使用。
第一方面,本申请提供一种热管理系统,前述热管理系统包括第一冷媒回路和第二冷媒回路;
前述第一冷媒回路包括压缩机和第一冷凝器的冷媒流道;
前述第二冷媒回路包括前述压缩机和第一通路,前述压缩机的出口还与前述第一通路的入口连接,前述第一通路的出口与前述压缩机的入口连接。
上述方案中,上述第二冷媒回路可以将压缩机输出的高压高温冷媒送回压缩机的入口,以提高压缩机入口的冷媒的温度和压力,确保压缩机运行所需的温度和压力,以实现低温下压缩机的正常工作,进而实现低温环境下空调系统的正常使用。
示例性地,由于在低温环境下,压缩机也可以短暂启动运行。基于此,上述方案中,上述第二冷媒回路可以在该短暂运行期间,将压缩机输出的高压高温冷媒送回压缩机的入口,以提高压缩机入口的冷媒的温度和压力,进而促使压缩机继续运行,以实现低温下压缩机的正常工作,进而实现低温环境下空调系统的正常使用。
一种可能的实现方式中,前述第二冷媒回路还包括第一阀装置,前述第一阀装置的入口与前述第一通路的入口连接,前述第一阀装置的出口与前述第一通路的出口连接。
上述方案中,在该第一通路中设置第一阀装置,可以通过调节该第一阀装置来控制送回压缩机入口的冷媒的流量大小和/或压力大小,以使得压缩机可以正常工作。
一种可能的实现方式中,前述第一冷媒回路还包括第二阀装置,前述第二阀装置的入口与前述压缩机的出口连接,前述第二阀装置的出口与前述第一冷凝器的冷媒流道的入口连接。
上述方案中,在第一冷凝器和压缩机之间设置第二阀装置,可以通过调小该第二阀装置的开度或者关闭该第二阀装置提升送回压缩机入口的冷媒的压力,从而可以快速提升压缩机入口的压力。
一种可能的实现方式中,前述第一冷凝器为空气冷却式冷凝器,用于为乘员舱供暖。
由于现有的暖风芯体供暖的方式是由压缩机输出的高温冷媒将热量传递到冷却液,再由高温的冷却液流到暖风芯体加热空气来给乘员舱供暖,需要二次加热,降低了换热效率。而上述方案中,通过该空气冷却式冷凝器直接加热空气给成员舱供暖,换热效率更高,热量的利用率更高。
一种可能的实现方式中,前述热管理系统还包括第三冷媒回路和第一冷却液回路;前述第三冷媒回路包括前述压缩机和第二冷凝器的冷媒流道;前述第一冷却液回路包括前述第二冷凝器的冷却液流道、暖风芯体和第一水泵。该方案配合上述第一冷凝器一起实现乘员舱供暖,可以快速提高乘员舱的温度。
一种可能的实现方式中,前述第三冷媒回路还包括第三阀装置,前述第三阀装置的入口与前述压缩机的出口连接,前述第三阀装置的出口与前述第二冷凝器的冷媒流道的入口连接。
上述方案中,在第二冷凝器和压缩机之间设置第三阀装置,可以通过调小该第三阀装置的开度提升送回压缩机入口的冷媒的压力,从而可以快速提升压缩机入口的压力。
一种可能的实现方式中,前述热管理系统还包括第四冷媒回路;前述第四冷媒回路包括前述压缩机、第三冷凝器的冷媒流道和蒸发器。
上述方案中,通过第四冷媒回路还可以实现乘员舱的制冷、除湿或其它调节乘员舱温度的操作。
一种可能的实现方式中,前述热管理系统还包括第五冷媒回路和第二冷却液回路;
前述第五冷媒回路包括前述压缩机、第三冷凝器的冷媒流道和蒸发器;
前述第二冷却液回路包括前述第一冷凝器的冷却液流道、暖风芯体和第一水泵。
上述方案中,第五冷媒回路可以用于实现乘员舱温度调节(例如制冷)或湿度的调节或者不进行换热操作。上述第二冷却液回路可以用于实现乘员舱供暖。
一种可能的实现方式中,前述热管理系统还包括第四阀装置,前述第四阀装置的入口与前述压缩机的出口连接,前述第四阀装置的出口与前述第三冷凝器的冷媒流道的入口连接。
上述方案中,在第三冷凝器和压缩机之间设置第四阀装置,可以通过调小该第四阀装置的开度提升送回压缩机入口的冷媒的压力,从而可以快速提升压缩机入口的压力。
一种可能的实现方式中,前述第一冷凝器的冷媒流道的出口与前述第三冷凝器的冷媒流道的出口汇流连接。
上述方案中,第一冷凝器和第三冷凝器输出的低温冷媒都可以流到蒸发器给乘员舱制冷,提高制冷效率。此外,对于包括散热回路的方案,不管是给乘员舱供暖还是制冷,都可以利用冷凝器输出的低温冷媒来给电池或电驱器降温等。
一种可能的实现方式中,前述热管理系统还包括第五阀装置,前述第五阀装置的入口与前述第一冷凝器的冷媒流道的出口连接,前述第五阀装置的出口与前述压缩机的入口连接。
上述方案中,在第一冷凝器的冷媒流道出口和压缩机101的入口之间设置第五阀装置,可以通过改变该第五阀装置的开度来调节回流到压缩机的冷媒的压力。此外,该第五阀装置还兼具调节流量大小的功能。
一种可能的实现方式中,前述第一冷媒回路还包括蒸发器。
上述方案中,第一冷媒回路还包括蒸发器可以用于为车辆的乘员舱进行制冷或除湿或者不进行换热操作。
一种可能的实现方式中,前述第一冷媒回路还包括冷却器的冷媒流道;
前述热管理系统还包括散热回路,前述散热回路包括前述冷却器的冷却液流道、目标装置和第二水泵,前述目标装置包括如下的一项或多项:电驱器、电池和散热器。
上述方案中,热管理系统还包括散热回路,以实现目标装置的散热,保证目标装置的正常运行。
一种可能的实现方式中,前述第一冷媒回路还包括冷媒容器,前述冷媒容器设置在前述第一冷凝器的冷媒流道的出口处,或者,前述冷媒容器设置在前述压缩机的入口处。
上述方案中,冷媒容器可以用于存储冷媒回路中的冷媒。可选地,还可以实现冷媒的干燥,进行企业分离等功能。
第二方面,本申请提供一种车辆,该车辆包括如上述第一方面任一项所述的热管理系统。
具体实施方式
本申请实施例中,“多个”是指两个或两个以上。本申请实施例中,“和/或”用于描述关联对象的关联关系,表示可以独立存在的三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,单独存在B,或同时存在A和B。本申请实施例中采用的诸如“a1、a2、……和an中的至少一项(或至少一个)”等的描述方式,包括了a1、a2、……和an中任意一个单独存在的情况,也包括了a1、a2、……和an中任意多个的任意组合情况,每种情况可以单独存在;例如,“a、b和c中的至少一项”的描述方式,包括了单独a、单独b、单独c、a和b组合、a和c组合、b和c组合,或abc三者组合的情况。
本申请中术语“第一”“第二”等字样用于对作用和功能基本相同的相同项或相似项进行区分,应理解,“第一”、“第二”、“第n”之间不具有逻辑或时序上的依赖关系,也不对数量和执行顺序进行限定。还应理解,尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素,但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。
在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,各个实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
示例性地,本申请实施例所述的连接指的是冷却液通道或冷媒通道的连通,或者通过调节相关的阀装置后实现的连通等。
为了能在低温环境下实现空调系统的正常使用,现有的方案中,是采用加热器来预先加热冷却液或冷媒,以使得低温环境下压缩机可以正常工作。但是加热器成本较高,还需要额外消耗电能,降低续航里程。为了低成本实现低温环境下的空调系统的正常使用,经过深入分析发现,即使在低温环境下,压缩机也可以短暂启动运行。基于此,本申请实施例提供了一种热管理系统。该热管理系统可以利用该短暂运行的时间,将压缩机输出的高温高压冷媒送回压缩机的入口,以提高压缩机入口的冷媒的温度和压力,进而促使压缩机继续运行,以实现低温下压缩机的正常工作。
本申请实施例适用于车辆,也适用于其他冷却(散热)和/或加热需求的热管理场景。本申请主要以车辆的应用场景为例介绍。示例性地,本申请实施例可以应用于传统燃油车和电动汽车中。其中,该电动汽车是一种适用电驱器驱动行驶的交通工具。电动汽车可以为纯电动汽车(pure electric vehicle/battery electric vehicle,pure EV/batteryEV)、混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)、增程式电动汽车(range extendedelectric vehicle,REEV)、插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)或新能源汽车(new energy vehicle,NEV)等。
本申请实施例的热管理系统能够使用水对管理对象进行加热或散热。在一些可能的实现方式中,该管理对象可以为乘员舱、电池、电驱器以及控制系统等。在本申请中,水用以传递热能。在一些可能的实现方式中,本申请的热管理系统还能够使用水等冷却液和冷媒(refrigerant)对管理对象进行加热或散热。其中,冷媒可以通过蒸发与凝结使热转移。应理解,也可以将水替换为其他冷却液用以传递热能,本申请实施例对此不作具体限定。
在具体实现中,本申请实施例提供的热管理系统100包括冷媒回路L1和冷媒回路L2。该冷媒回路L1包括压缩机101和第一冷凝器102的冷媒流道。冷媒流道用于流通冷媒。该冷媒回路L2包括该压缩机101和第一通路103。为了便于理解,下面结合附图示例性介绍。
一种可能的实现方式中,可以参见图1,示出了本申请实施例提供的一种热管理系统100的示意图。如图1所示,第一冷凝器102包括冷媒流道,d11表示该第一冷凝器102的冷媒流道的入口,d12表示该第一冷凝器102的冷媒流道的出口。该热管理系统100包括冷媒回路L1,该冷媒回路L1包括压缩机101和该第一冷凝器102的冷媒流道。示例性地,压缩机101的出口与入口d11连接;出口d12与压缩机101的入口连接。此外,该热管理系统100还包括冷媒回路L2,该冷媒回路L2包括压缩机101和第一通路103。示例性地,该压缩机101的出口还与该第一通路103的入口连接,该第一通路103的出口与该压缩机101的入口连接。示例性地,该第一通路103可以是管路或者可以是集成在基板上的流道等,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,上述图1所示的第一冷凝器102用于为车辆的乘员舱供暖。第一冷凝器102例如可以是空气冷却式冷凝器等。在具体的实现中,上述冷媒回路L1中设置有冷媒。在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。一部分高温高压的冷媒通过第一通路103流回压缩机101,以提高压缩机101入口的冷媒的温度和压力。另一部分高温高压的冷媒输入到第一冷凝器102中进行换热,以用于加热乘员舱中的空气为乘员舱供暖。换热后从第一冷凝器102输出的冷媒流回到压缩机101。
一种可能的实现中,上述图1所示的第一冷凝器102可以是乘员舱内部的冷凝器,例如可以设置在乘员舱的空调箱中。可以理解,此处仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L2还可以包括第一阀装置104,例如可以参见图2所示。该第一阀装置104的入口与第一通路103的入口连接,第一阀装置104的出口与第一通路103的出口连接。示例性地,该第一阀装置104可以调节开度。该第一阀装置104例如可以是膨胀阀等。或者,该第一阀装置104可以是具有开关功能的阀,例如可以是截止阀(shut off valve,SOV)等。可以理解,此处关于第一阀装置104的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。在该第一通路103中设置第一阀装置104,可以通过调节该第一阀装置104来控制送回压缩机101入口的冷媒的流量大小和/或压力大小,以使得压缩机101可以正常工作。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L1还可以包括第二阀装置105,例如可以参见图3或图4所示。该第二阀装置105的入口与压缩机101的出口连接,第二阀装置105的出口与第一冷凝器102的冷媒流道的入口d11连接。示例性地,该第二阀装置105可以调节开度。该第二阀装置105例如可以是膨胀阀等。或者,该第二阀装置105可以是具有开关功能的阀,例如可以是截止阀等。可以理解,此处关于第二阀装置105的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。在第一冷凝器102和压缩机101之间设置第二阀装置105,可以通过调小该第二阀装置105的开度或者关闭该第二阀装置105来提升送回压缩机101入口的冷媒的压力,从而可以快速提升压缩机101入口的压力。此外,该第二阀装置105还兼具调节流量大小的功能。
一种可能的实现方式中,上述图1至图4所示的冷媒回路L1还可以包括阀装置1A。例如可以示例性参见图4A所示。图4A主要是结合图4所示的冷媒回路L1为例,图1至图3中的冷媒回路L1中阀装置1A设置的位置同理,不赘述。如图4A所示,阀装置1A的入口与第一冷凝器102的冷媒流道的出口d12连接。阀装置1A的出口与压缩机101的入口连接。示例性地,该阀装置1A可以调节开度。该阀装置1A例如可以是膨胀阀等。可以理解,此处关于阀装置1A的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。在第一冷凝器102的冷媒流道出口和压缩机101的入口之间设置阀装置1A,可以通过改变该阀装置1A的开度来调节回流到压缩机101的冷媒的压力。此外,该阀装置1A还兼具调节流量大小的功能。
一种可能的实现方式中,上述图1至图4所示的冷媒回路L1还可以包括蒸发器1B。例如可以示例性参见图4B所示。图4B主要是结合图4所示的冷媒回路L1为例,图1至图3中的冷媒回路L1中蒸发器1B设置的位置同理,不赘述。如图4B所示,示例性地,蒸发器1B的入口连接第一冷凝器102的冷媒流道的出口d12。蒸发器1B的出口连接压缩机101的入口。
示例性地,上述图4B所示的蒸发器1B可以用于为车辆的乘员舱进行制冷或除湿或者不进行换热操作。在具体的实现中,在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。该高温高压的冷媒输入到第一冷凝器102中进行换热,以用于加热乘员舱中的空气为乘员舱供暖。换热后从第一冷凝器102输出的是高温高压的液态冷媒。该高温高压的液态冷媒经过蒸发器1B对乘员舱进行制冷或除湿后流回到压缩机101。或者,另一种可能的实现方式中,压缩机101启动工作后,蒸发器1B可以不进行制冷或除湿,主要充当冷媒的容器。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L1还可以包括阀装置1C。阀装置1C可以设置在蒸发器1B的入口处。该阀装置1C的入口与第一冷凝器102的冷媒流道的出口d12连接,阀装置1C的出口与蒸发器1B的入口连接。示例性地,该阀装置1C可以调节开度。该阀装置1C例如可以是膨胀阀等。可以理解,此处关于阀装置1C的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。该阀装置1C可以用于将来自第一冷凝器102的高温高压液态冷媒进行降温降压,获得低温低压的冷媒输入蒸发器1B。此外,该阀装置1C可以调节流量的大小。
一种可能的实现中,本申请实施例提供的热管理系统100还包括冷媒回路L3和冷却液回路L4。冷媒回路L3包括压缩机101和第二冷凝器106的冷媒流道。冷却液回路L4包括第二冷凝器106的冷却液流道、暖风芯体107和第一水泵108。冷却液流道用于流通冷却液。为了便于理解,示例性参见图5。图5所示是结合图4为例,图1至图3同理,不赘述。
示例性地,如图5所示的热管理系统100,第二冷凝器106包括冷媒流道和冷却液流道。d21表示该冷媒流道的入口,d22表示该冷媒流道的出口。d23表示该冷却液流道的入口,d24表示该冷却液流道的出口。该热管理系统100包括冷媒回路L3,该冷媒回路L3包括压缩机101和该第二冷凝器106的冷媒流道。示例性地,压缩机101的出口与入口d21连接;出口d22与压缩机101的入口连接。此外,该热管理系统100还包括冷却液回路L4,该冷媒回路L2包括第二冷凝器106的冷却液流道、暖风芯体107和第一水泵108。示例性地,该冷却液流道的出口d24与第一水泵108的入口连接。该第一水泵108的出口与暖风芯体107的入口连接。该暖风芯体107的出口与冷却液流道的入口d23连接。可以理解的是,第一水泵108在冷却液回路L4中的位置仅为示例。第一水泵108可以设置在冷却液回路L4中的任意位置,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,上述图5所示的第二冷凝器106可以用于实现热交换以为车辆的乘员舱供暖。第二冷凝器106例如可以是水冷冷凝器等。在具体的实现中,上述冷媒回路L3中设置有冷媒。上述冷却液回路L4中设置有冷却液。在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。一部分高温高压的冷媒通过第一通路103流回压缩机101,以提高压缩机101入口的冷媒的温度和压力。一部分高温高压的冷媒输入到第二冷凝器106中进行换热。冷却液回路L4中的冷却液获取热量升温。该升温后的冷却液经第一水泵108驱动流向暖风芯体107。经由暖风芯体107对乘员舱的空气进行加热,以为乘员舱供暖。另外,换热后从第二冷凝器106输出的是高温高压的液态冷媒,该高温高压的液态冷媒流回到压缩机101。
一种可能的实现中,上述图5中,在压缩机101启动工作后,冷媒回路L1也可以运行以用于为乘员舱供暖。具体的运行实现可以参见前述图1的相关描述,此处不赘述。这种实现方式下,可以通过两个回路一起实现乘员舱供暖,可以快速提高乘员舱的温度。
一种可能的实现中,上述图5中所示的热管理系统100,冷媒回路L1和冷却液回路L4可以同时工作,或者可以只有一个回路工作,具体可以根据需要选择工作的回路,本申请实施例对此不做限制。
一种可能的实现方式中,如图5所示,第一冷凝器102的出口d12与第二冷凝器106的出口d22汇流连接,然后一起连接到压缩机的入口。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L3还可以包括第三阀装置109,例如可以参见图5所示。该第三阀装置109的入口与压缩机101的出口连接,第三阀装置109的出口与第二冷凝器106的冷媒流道的入口d21连接。示例性地,该第三阀装置109可以调节开度。该第三阀装置109例如可以是膨胀阀等。或者,该第三阀装置109可以是具有开关功能的阀,例如可以是截止阀等。可以理解,此处关于第三阀装置109的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。在第二冷凝器106和压缩机101之间设置第三阀装置109,可以通过调小该第三阀装置109的开度或者关闭该第三阀装置109来提升送回压缩机101入口的冷媒的压力,从而可以快速提升压缩机101入口的压力。此外,该第三阀装置109还兼具调节流量大小的功能。
一种可能的实现中,本申请实施例提供的热管理系统100还包括冷媒回路L5,例如可以示例性参见图6所示。如图6所示,冷媒回路L5包括压缩机101、第二冷凝器106的冷媒流道和蒸发器110。示例性地,蒸发器110的入口连接第二冷凝器106的冷媒流道的出口d22。蒸发器110的出口连接压缩机101的入口。
示例性地,上述图6所示的蒸发器110可以用于为车辆的乘员舱制冷或者调节乘员舱的温度。在具体的实现中,在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。该高温高压的冷媒输入到第二冷凝器106中进行换热。换热后从第二冷凝器106输出的是高温高压的液态冷媒。该冷媒流到蒸发器110。蒸发器110对乘员舱进行制冷或除湿。蒸发器110流出的是低温低压的气态冷媒。该低温低压的冷媒流回压缩机101。或者,该冷媒回路L5可以和上述冷媒回路L1(或者和上述冷却液回路L4)一起运行,那么,该冷媒回路L5可以配合冷媒回路L1(或者冷却液回路L4)一起调节乘员舱的温度。或者,另一种可能的实现方式中,压缩机101启动工作后,冷媒回路L5主要用于实现冷媒的循环或充当冷媒的容器,即蒸发器110可以不进行换热。这种情况下蒸发器110不用于调节乘员舱的温度或湿度。示例性地,例如可以是在低温环境下启动压缩机101时,蒸发器110不进行换热。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L5还可以包括第四阀装置111,例如可以参见图6所示。第四阀装置111可以设置在蒸发器110的入口处。该第四阀装置111的入口与第二冷凝器106的冷媒流道的出口d22连接,第四阀装置111的出口与蒸发器110的入口连接。示例性地,该第四阀装置111可以调节开度。该第四阀装置111例如可以是膨胀阀等。或者,该第四阀装置111可以是具有开关功能的阀,例如可以是截止阀等。可以理解,此处关于第四阀装置111的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。该第四阀装置111可以用于将来自第二冷凝器106的高温高压液态冷媒进行降温降压,获得低温低压的冷媒输入蒸发器110。此外,该第四阀装置111可以调节流量的大小。
一种可能的实现中,上述图5或图6所示的热管理系统100中,冷却液回路L4中的暖风芯体107和第一水泵108可以不设置,即不存在冷却液回路L4。通过第一冷凝器102代替暖风芯体107为乘员舱供暖即可。
示例性地,上述冷媒回路L1和冷媒回路L2不限于是上述图1至图6所示,还可以是其它的实现方式。一种可能的实现方式中,可以参见图7,示出了本申请实施例提供的另一种热管理系统100的示意图。如图7所示,第一冷凝器102包括冷媒流道和冷却液流道。d11表示该第一冷凝器102的冷媒流道的入口,d12表示该第一冷凝器102的冷媒流道的出口。d13表示该冷却液流道的入口,d14表示该冷却液流道的出口。此外,该热管理系统100包括冷媒回路L1和冷媒回路L2,关于该两个冷媒回路的介绍可以参见前述图1的相关介绍,此处不赘述。该热管理系统100还包括冷却液回路L6。该冷却液回路L6可以包括该第一冷凝器102的冷却液流道、暖风芯体107和第一水泵108。示例性地,该冷却液流道的出口d14与第一水泵108的入口连接。该第一水泵108的出口与暖风芯体107的入口连接。该暖风芯体107的出口与冷却液流道的入口d13连接。可以理解的是,第一水泵108在冷却液回路L6中的位置仅为示例。第一水泵108可以设置在冷却液回路L6中的任意位置,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,上述图7所示的第一冷凝器102例如可以是水冷冷凝器。在具体的实现中,上述冷媒回路L1中设置有冷媒。上述冷却液回路L6中设置有冷却液。在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。一部分高温高压的冷媒通过第一通路103流回压缩机101,以提高压缩机101入口的冷媒的温度和压力。另一部分高温高压的冷媒输入到第一冷凝器102中进行换热。冷却液回路L6中的冷却液获取热量升温。该升温后的冷却液经第一水泵108驱动流向暖风芯体107。经由暖风芯体107对乘员舱的空气进行加热,以为乘员舱供暖。另外,换热后从第一冷凝器102输出的是高温高压的液态冷媒,该高温高压的液态冷媒流回到压缩机101。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L2还可以包括第一阀装置104,例如可以参见图8。图8中第一阀装置104的描述可以参考上述图2的描述,此处不赘述。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L1还可以包括第二阀装置105,例如可以参见图9或图10所示。图9或图10中第二阀装置105的描述可以参考上述图3或图4的描述,此处不赘述。
一种可能的实现中,本申请实施例提供的热管理系统100还包括冷媒回路L7,例如可以示例性参见图11所示。如图11所示,冷媒回路L7包括压缩机101、第一冷凝器102的冷媒流道和蒸发器110。示例性地,蒸发器110的入口连接第一冷凝器102的冷媒流道的出口d12。蒸发器110的出口连接压缩机101的入口。示例性地,图11所示的蒸发器110可以用于车辆的乘员舱温度或湿度的调节或者不进行换热操作。具体的实现过程可以参考上述图6的相关的介绍,此处不赘述。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L7还可以包括第四阀装置111,例如可以参见图11所示。图11中第四阀装置111的描述可以参考上述图6的描述,此处不赘述。
一种可能的实现方式中,本申请实施例提供的热管理系统100还可以包括冷媒回路L8。该冷媒回路L8包括压缩机101、第三冷凝器112的冷媒流道和蒸发器110。该冷媒回路L8可以用于实现乘员舱温度或湿度的调节或者不进行换热操作。为了便于理解,可以示例性参见图12和图13。
示例性地,图12是结合图4为例。图1至图3所示的热管理系统100也可以包括冷媒回路L8。冷媒回路L8在图1至图3所示的热管理系统100中的连接关系可以参考图12,不再赘述。图13是结合图10为例。图7至图9所示的热管理系统100也可以包括冷媒回路L8。冷媒回路L8在图7至图9所示的热管理系统100中的连接关系可以参考图13,不再赘述。
如图12或图13所示,第三冷凝器112包括冷媒流道,d31表示该第三冷凝器112的冷媒流道的入口,d32表示该第三冷凝器112的冷媒流道的出口。该热管理系统100包括冷媒回路L8,该冷媒回路L8包括压缩机101、该第三冷凝器112的冷媒流道和蒸发器110。示例性地,压缩机101的出口与第三冷凝器112的冷媒流道的入口d31连接;该冷媒流道的出口d32与蒸发器110的入口连接。可选的,若存在第四阀装置111,那么,该冷媒流道的出口d32与第四阀装置111的入口连接,第四阀装置111的出口与蒸发器110的入口连接。蒸发器110的出口与压缩机101的入口连接。
一种可能的实现方式中,上述冷媒回路L8还可以包括第五阀装置113,例如可以参见图12或图13所示。该第五阀装置113的入口与压缩机101的出口连接,第五阀装置113的出口与第三冷凝器112的冷媒流道的入口d31连接。示例性地,该第五阀装置113可以调节开度。该第五阀装置113例如可以是膨胀阀等。或者,该第五阀装置113可以是具有开关功能的阀,例如可以是截止阀等。可以理解,此处关于第五阀装置113的种类的描述仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。在第三冷凝器112和压缩机101之间设置第五阀装置113,可以通过调小该第五阀装置113的开度或者关闭该第五阀装置113来提升送回压缩机101入口的冷媒的压力,从而可以快速提升压缩机101入口的压力。此外,该第五阀装置113还兼具调节流量大小的功能。
示例性地,上述图12或图13所示的第三冷凝器112用于冷却压缩机101输出的高温冷媒,冷却后的冷媒输送到蒸发器110用于车辆的乘员舱温度或湿度的调节或者不进行换热操作。第三冷凝器112例如可以是空气冷却式冷凝器等。在具体的实现中,上述冷媒回路L8中设置有冷媒。在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。高温高压的冷媒输入到第三冷凝器112中进行换热冷却。换热后从第三冷凝器112输出的是高温高压的液态冷媒。该高温高压的液态冷媒经过第四阀装置111后流到蒸发器110。蒸发器110蒸发冷媒吸收乘员舱空气的热量以调节乘员舱的温度或湿度。蒸发器110蒸发吸热后流出的是低温低压的气态冷媒。该低温低压的冷媒流回压缩机101。或者,该冷媒回路L8可以和上述冷却液回路L6一起运行,那么,该冷媒回路L8可以配合冷却液回路L6一起调节乘员舱的温度。或者,另一种可能的实现方式中,压缩机101启动工作后,冷媒回路L8主要用于实现冷媒的循环或者说充当冷媒的容器,即蒸发器110可以不进行换热。这种情况下蒸发器110不会给乘员舱制冷或者不会调节乘员舱的温度。示例性地,例如可以是在低温环境下启动压缩机101时,蒸发器110不进行换热。
一种可能的实现方式中,如图12或图13所示,第一冷凝器102的出口d12与第三冷凝器112的出口d32汇流连接,然后一起连接到蒸发器110的入口。
一种可能的实现中,上述第三冷凝器112可以是乘员舱外部的冷凝器,即可以设置在乘员舱的外部。可以理解,此处仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。
一种可能的实现中,上述图13中所示的冷媒回路L7和冷媒回路L8都可以用于给乘员舱制冷。那么,在具体的实现中,该冷媒回路L7和冷媒回路L8可以同时工作为乘员舱制冷,提高制冷效率。或者,该两个回路可以选择其中一个回路工作为乘员舱制冷,节省能耗。具体根据实际应用选择,本申请实施例对此不做限制。
一种可能的实现中,上述图11或图13所示的热管理系统100中,冷却液回路L6中的暖风芯体107和第一水泵108可以不设置,即不存在冷却液回路L6。
一种可能的实现方式中,上述图5至图13所示的冷媒回路L1中也可以包括阀装置1A。该阀装置1A在冷媒回路L1中的位置、连接方式和作用可以示例性参见上述图4A中的相关介绍,此处不赘述。
一种可能的实现方式中,上述热管理系统100还可以包括散热回路L9。该散热回路L9可以包括冷却器114的冷却液流道、目标装置115和第二水泵116。该目标装置115例如可以包括如下的一项或多项:电驱器、电池和散热器。电驱器为驱动车辆行驶的器件。电驱器例如可以包括电源分配单元(power distribution unit,PDU)、微控制单元(microcontroller unit,MCU)、模块化动力总成(modular drivetrain concept,MDC)、电控驱动单元(electric drive unit,EDU)或马达等。此外,冷却器114的冷媒流道位于上述冷媒回路L1中。为了便于理解,可以示例性参见图14和图15。
示例性地,图14是结合图12为例,图15是结合图13为例。图1至图11所示的热管理系统100也可以包括散热回路L9。散热回路L9在图1至图11所示的热管理系统100中的连接关系可以参考图14或图15,不再赘述。
如图14或如图15所示,冷却器114包括冷媒流道和冷却液流道。d41表示该冷媒流道的入口,d42表示该冷媒流道的出口,d43表示该冷却液流道的入口,d44表示该冷却液流道的出口。该冷媒流道位于上述冷媒回路L1中。示例性地,该冷却器114的冷媒流道的入口d41与第一冷凝器102的冷媒流道出口d12连接。该冷却器114的冷媒流道的出口d42与压缩机的进口连接。
一种可能的实现中,如图14或如图15所示,冷却器114的冷媒流道的入口d41还与第三冷凝器112的冷媒流道出口d32连接。
可选的,冷媒回路L1中还可以包括第六阀装置117。该第六阀装置117可以设置在冷却器114的入口处。具体的,第六阀装置117的进口与第一冷凝器102的出口d12连接。可选的,第六阀装置117的进口还与第三冷凝器112的出口d32连接。第六阀装置117的出口与冷却器114的冷媒流道的入口d41连接。示例性地,该第六阀装置117可以将来自第一冷凝器102和/或第三冷凝器112的高温高压液态冷媒进行降温降压,输出低温低压的冷媒给冷却器114。
如图14或如图15所示,热管理系统100还可以包括散热回路L9。该散热回路L9可以包括冷却器114的冷却液流道、目标装置115和第二水泵116。具体的,冷却器114的冷却液流道的出口d44与目标装置115的入口连接。目标装置115的出口与第二水泵116的入口连接。第二水泵116的出口与冷却器114的冷却液流道的入口d43连接。可以理解的是,第二水泵116在散热回路L9中的位置仅为示例。第二水泵116可以设置在散热回路L9中的任意位置,本申请实施例对此不做限制。
示例性地,上述冷却器114可以通过换热带走散热回路L9中的热量,以实现目标装置的散热。示例性地,在具体的实现中,上述散热回路L9中冷却液。在压缩机101启动工作后,压缩机101输出高温高压的冷媒。高温高压的冷媒输入到第一冷凝器102中和/或输入到第三冷凝器112中进行换热。换热后从第一冷凝器102和/或从第三冷凝器112输出的是高温高压的液态冷媒。该冷媒输入到冷却器114中换热。此外,散热回路L9中,第二水泵116驱动冷却液流向冷却器114的冷却液流道。从该冷却液流道流出的冷却液经目标装置115流回第二水泵116。这个过程中,冷却器114中冷媒流道的低温冷媒吸取流经冷却器114冷却液流道的冷却液的热量。即散热回路L9的热量被吸收,从而实现目标装置115的散热。此外,吸收了热量的冷媒流回到压缩机101。
一种可能的实现方式中,上述散热回路L9可以包括电池散热回路和/或电驱散热回路。该电池散热回路和电驱散热回路可以通过多通阀来控制。为了便于理解,可以示例性参见图16至图18。图16至图18主要是结合图13为例。图1至图12所示的热管理系统100也可以包括电池散热回路和/或电驱散热回路。电池散热回路和/或电驱散热回路。在图1至图12所示的热管理系统100中的连接关系可以参考图16至图18,不再赘述。
如图16所示,热管理系统100还包括九通阀118、电池119、电驱器120、散热器121、水泵122、水泵123、单向阀124、三通阀125和水壶126。其中,九通阀118包括九个接口,如图16所示,1至9表示该九个接口。三通阀125包括三个接口,其中该三个接口表示为d51、d52和d53。九通阀118、电池119、电驱器120、散热器121、水泵122、水泵123、单向阀124、三通阀125和水壶126在热管理系统100中的连接关系如图16所示,不一一赘述。在具体实现中,上述热管理系统100还可以包括控制器(图16中未画出)。控制器可以控制九通阀118各个接口的连通和关闭。通过控制九通阀118中接口的连通情况,可以实现各种制冷模式、制热模式或散热模式。
一种可能的实现方式中,如上述图16所示的热管理系统100,可以控制九通阀118的接口1和接口8连通。那么,上述冷却液回路L6中的冷却液流经该接口8和接口1,再经第一水泵108驱动流向暖风芯体107。经由暖风芯体107对乘员舱的空气进行加热,以为乘员舱供暖。
一种可能的实现方式中,如上述图16所示的热管理系统100,可以控制九通阀118的接口3和接口4连通,以及控制接口6和接口7连通。那么,可以形成电池119的散热回路。具体的,流经电池119的高温冷却液通过九通阀118的接口4和接口3流向冷却器114的冷却液流道,经冷却器114换热带走热量。从冷却器114的冷却液流道流出的低温冷却液经九通阀118的接口6和接口7流回电池119,从而实现了电池119的散热。该电池119的散热回路由水泵122驱动。在该电池119的散热回路中,该电池119相当于上述散热回路L9中的目标装置115,该水泵122相当于散热回路L9中的第二水泵116。
一种可能的实现方式中,如上述图16所示的热管理系统100,可以控制九通阀118的接口2和接口5连通。那么,可以形成电驱器120的散热回路。具体的,流经电驱器120的高温冷却液通过九通阀118的接口2和接口5流向散热器121,经散热器121降温散热。从散热器121流出的低温冷却液流回电驱器120,从而实现了电驱器120的散热。该电驱器120的散热回路由水泵123驱动。
一种可能的实现方式中,可以通过冷却器114给电驱器120散热,例如可以示例性参见图17。可以控制九通阀118的接口2和接口3连通,以及控制九通阀118的接口5和接口6连通。那么,可以形成电驱器120的散热回路。具体的,流经电驱器120的高温冷却液通过九通阀118的接口2和接口3流向冷却器114的冷却液流道,经冷却器114换热带走热量。从冷却器114的冷却液流道流出的低温冷却液经九通阀118的接口4和接口6流到散热器121。从散热器121流出的冷却液流回电驱器120,从而实现了电驱器120的散热。该电驱器120的散热回路由水泵123驱动。在该电驱器120的散热回路中,该电驱器120相当于上述散热回路L9中的目标装置115,该水泵123相当于散热回路L9中的第二水泵116。
另一种可能的实现方式中,可以示例性参见图18。如图18所示,热管理系统100还包括五通阀127、四通阀128、电池119、电驱器120、散热器121、水泵122、水泵123、三通阀129、水壶126和水壶130。其中,五通阀127包括五个接口,该五个接口表示为d61、d62、d63、d64和d65。四通阀128包括四个接口,该四个接口表示为d71、d72、d73和d74。三通阀129包括三个接口,其中该三个接口表示为d81、d82和d83。五通阀127、四通阀128、电池119、电驱器120、散热器121、水泵122、水泵123、三通阀129、水壶126和水壶130在热管理系统100中的连接关系如图18所示,不一一赘述。在具体实现中,上述热管理系统100还可以包括控制器(图18中未画出)。控制器可以控制五通阀127和四通阀128各个接口的连通和关闭。通过控制五通阀127和四通阀128中接口的连通情况,可以实现各种制冷模式、制热模式或散热模式。
一种可能的实现方式中,如上述图18所示的热管理系统100,可以控制五通阀127的接口d61和接口d63连通。那么,上述冷却液回路L6中的冷却液在第一水泵108驱动下流经该接口d63和接口d61,再经第一冷凝器102的冷却液流道流向暖风芯体107。由暖风芯体107流出的冷却液流回第一水泵108形成回路。可选的,该冷却液回路L6中还可以包括水壶130,用于补充冷却液。
一种可能的实现方式中,如上述图18所示的热管理系统100,可以控制五通阀127的接口d62和接口d65连通,以及控制四通阀128的接口d71和接口d74连通。那么,可以形成电驱器120的散热回路。具体的,流经电驱器120的高温冷却液通过四通阀128的接口d74和接口d71流向冷却器114的冷却液流道。经冷却器114换热后经五通阀127的接口d62和接口d65流回电驱器120。从而实现了电驱器120的散热。该电驱器120的散热回路由水泵123驱动。此外,水壶126可以用于补充冷却液。还可以通过控制三通阀129来控制流回电驱器120的冷却液是否流经散热器121。本申请实施例对此不做限制。在该电驱器120的散热回路中,该电驱器120相当于上述散热回路L9中的目标装置115,该水泵123相当于散热回路L9中的第二水泵116。
一种可能的实现方式中,如上述图18所示的热管理系统100,可以控制五通阀127的接口d65和接口d64连通,以及控制四通阀128的接口d72和接口d71连通。那么,可以形成电池119的散热回路。具体的,流经电池119的高温冷却液通过四通阀128的接口d72和接口d71流向冷却器114的冷却液流道,经冷却器114换热带走热量。从冷却器114的冷却液流道流出的低温冷却液经五通阀127的接口d65和接口d64流回电池119,从而实现了电池119的散热。该电池119的散热回路由水泵122驱动。在该电池119的散热回路中,该电池119相当于上述散热回路L9中的目标装置115,该水泵122相当于散热回路L9中的第二水泵116。
可以理解的是,在上述图16至图18所示的热管理系统100的介绍中,主要示例性介绍了部分乘员舱制热模式、电池散热模式和电驱器散热模式的实现。但是在具体的实现中,控制器可以与热管理系统100中的各个阀连接,并能通过控制各个阀的导通和关断,实现如下模式中的任一模式:乘员舱和电池同时制冷的模式、乘员舱单独冷却的模式、电池单独冷却的模式、电池冷却且乘员舱加热的模式、电池自然冷却的模式、驱动器自动冷却的模式、乘员舱和电池同时制热的模式、电池制热且乘员舱除湿的模式、乘员舱单独制热的模式、电池单独制热的模式、整车除湿的模式。通过该设计,电动汽车能够实现乘员舱、电池和驱动器中的一个或多个的制冷模式或制热模式的自由切换,有助于使电动汽车能满足各种用户的不同需求,提高用户的驾驶体验。
一种可能的实现中,上述热管理系统还包括冷媒容器。该冷媒容器例如可以是储液罐或者气液分离器。
示例性地,若冷媒容器为储液罐,那么,该储液罐可以设置在第一冷凝器102的冷媒流道的出口处。例如可以参见图19所示。具体的,第一冷凝器102的冷媒流道出口d12与储液罐的入口连接。储液罐的出口则可以与第三冷凝器112的冷媒流道出口d32汇流后连接到蒸发器110和冷却器114。
示例性地,若冷媒容器为气液分离器,那么,该气液分离器可以设置在压缩机101的入口处。例如可以参见图20所示。具体的,气液分离器的出口连接压缩机101的入口。气液分离器的入口则可以连接第一通路103、蒸发器110以及冷却器114冷媒流道的出口。
另一种可能的实现方式中,上述气液分离器可以设置在压缩机101的入口和第一通路103的出口的交汇处。例如可以参见图21所示。具体的,气液分离器的出口连接压缩机101的入口以及连接第一通路103的出口。气液分离器的入口则可以连接蒸发器110以及冷却器114冷媒流道的出口。
可以理解的是,上述图19至图21是结合上述图16为例。在具体的实现中,上述图1至图15以及图18所示的热管理系统100中也可以包括上述冷媒容器。冷媒容器在图1至图15以及图18所示的热管理系统100中的连接关系可以示例性参考上述图19、图20或图21所示,不再赘述。
可以理解的是,上述所示的各种可能的热管理系统100中,各个回路中包括的器件仅为示例,不构成对本申请实施例的限制。在具体的实现中,各个回路中可以包括更多或者更少的器件,本申请实施例对此不做限制。
本申请实施例还提供一种车辆,例如可以参见图22所示。该车辆2200中可以包括上述介绍的任一种可能的实施方式中所述的热管理系统100。具体可以参见前述的介绍,此处不赘述。
综上所述,在具体实现中,由于在低温环境下,压缩机101也可以短暂启动运行。基于此,在本申请实施例中,可以在该短暂运行期间,通过上述冷媒回路L2将压缩机101输出的高压高温冷媒送回压缩机101的入口,以提高压缩机101入口的冷媒的温度和压力。进而促使压缩机101继续运行,以实现低温下压缩机101的正常工作,进而实现低温环境下空调系统的正常使用。
应理解,在本申请的各个实施例中,各个过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解,术语“包括”(也称“includes”、“including”、“comprises”和/或“comprising”)当在本说明书中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或部件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件、和/或其分组。
还应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”、“一实施例”、“一种可能的实现方式”意味着与实施例或实现方式有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”、“一种可能的实现方式”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。