CN118163556A - 热管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种热管理系,包括压缩机、室内换热器、室外换热器、第一节流阀及第二节流阀,室内换热器具有第一流道与第二流道,室外换热器具有第三流道,压缩机的出口与第一流道或第三流道连通;热管理系统还包括多通阀装置,多通阀装置具有端口a、端口b、端口c及端口d,端口c与端口a和端口d中的至少一者连通,端口a与端口b和端口c中的至少一者连通,端口a与第二流道连通,端口b与压缩机的进口连通,端口c通过第一节流阀2与第一流道连通,端口d通过第二节流阀与第三流道连通。上述热管理系统能在一些工作模式之间的切换时,能减少湿气进入乘客舱。
Description
技术领域
本申请涉及热交换领域,尤其涉及热管理系统。
背景技术
热管理系统中,如车用热管理系统,空调箱内换热器一般包括蒸发器和冷凝器。制冷时,热管理系统中的压缩机启动,蒸发器工作,用于乘客舱制冷;制热时,压缩机启动,冷凝器工作,用于乘客舱制热。相关技术的热管理系统中,会将蒸发器与冷凝器进行串联,以方便调节乘客舱温度,但该热管理系统在一些工况模式之间的转换时,会导致乘客舱湿度增大的问题,影响舒适度。
发明内容
为解决相关技术的不足,本申请采用如下的技术方案:一种热管理系统,包括压缩机、室内换热器、室外换热器、第一节流阀及第二节流阀,室内换热器具有第一流道与第二流道,室外换热器具有第三流道,压缩机的出口与第一流道或第三流道连通;
热管理系统还包括多通阀装置,多通阀装置具有端口a、端口b、端口c及端口d,端口c与端口a和端口d中的至少一者连通,端口a与端口b和端口c中的至少一者连通,端口a与第二流道连通,端口b与压缩机的进口连通,端口c通过第一节流阀2与第一流道连通,端口d通过第二节流阀能与第三流道连通。本申请通过设置多通阀装置,能使第一流道与第二流道串联,且能使第一流道或第二流道被旁通掉,在热管理系统的一些工作模式下之间的切换时,能减少湿气进入乘客舱。
附图说明
图1是本申请一实施例中的热管理系统的连接示意图;
图2是本申请一实施例中的热管理系统的乘客舱单冷模式示意图;
图3是本申请一实施例中的热管理系统的电池单冷模式示意图;
图4是本申请一实施例中的热管理系统的混冷模式示意图;
图5是本申请一实施例中的热管理系统的采暖除湿模式示意图;
图6是本申请一实施例中的热管理系统的第一制热模式示意图;
图7是本申请一实施例中的热管理系统的第二制热模式示意图;
图8是本申请一实施例中的热管理系统的第三制热模式示意图;
图9是本申请一实施例中的热管理系统的第一混热模式示意图;
图10是本申请一实施例中的热管理系统的第二混热模式示意图;
图11是本申请一实施例中的热管理系统的电池单热模式示意图。
其中,1、压缩机;2、第一节流阀;3、第二节流阀;4、第三节流阀;5、第一阀部件;6、第二阀部件;7、第三阀部件;71、第一端口;72、第二端口;73、第三端口;74、第四端口;8、第四阀部件;90、第五阀部件;9、第六阀部件;91、第五端口;92、第六端口;93、第七端口;94、第八端口;11、第一换热器;12、第二换热器;13、第三换热器;14、第一换热部;15、第二换热部;21、第三换热部;22、第四换热部;23、第五换热部;24、第六换热部;25、电机换热装置;26、第三热交换器;27、电池换热装置;101、第一流道;102、第二流道;103、第三流道;104、第四流道;105、第五流道;106、第六流道;107、第七流道;201、第一流腔;202、第二流腔;203、第三流腔;100、空调箱;200、前端模块。
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。文中“前”“下”和/或“上”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器进行详细说明。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。
图1至图11示出了本申请一实施例中的热管理系统,该热管理系统可用于多种场景,例如电车、家、商场等多种场合,为了便于描述,以下仅以车用(尤其是新能源电车)热管理系统为例进行详细描述。
热管理系统包括制冷剂系统,该制冷剂系统包括一条或多条制冷剂回路,该制冷剂回路通过流通制冷剂实现热管理系统的制热、制冷、采暖除湿等模式。制冷剂包括R744、R134a、R410a及其它换热介质中的一种或多种。可选的,本申请一实施例中的制冷剂为R744制冷剂。
图1示出了本申请一实施例中的热管理系统的连接示意图,该热管理系统包括压缩机1、室内换热器、室外换热器、第一节流阀2、第二节流阀3以及空调箱100。室内换热器具有第一流道101及第二流道102,第三换热器13具有第三流道103。压缩机1的出口与第一流道101或第三流道103连通。第一流道101与第一节流阀2的流腔连通,第二流道102与第二节流阀3的流腔连通。第一流道101能与第二节流阀3的腔室连通,第二流道102能与第一节流阀2的流腔连通。室内换热器位于空调箱100。
压缩机1用于压缩制冷剂,以提高制冷剂的压力和温度。压缩机1具有压缩机进口、腔室及压缩机出口,根据压缩机的种类不同,压缩机1的腔室的形状不同。热管理系统工作过程中,压缩机1启动时,制冷剂从压缩机进口进入压缩机1的腔室,经过压缩机1作用后,经压缩机的出口流出。
第一节流阀2和第二节流阀3均能用于节流降压。根据热管理系统的不同,第一节流阀2和第二节流阀3的节流程度不同。第一节流阀2的进口与第一流道101的出口连通,以对流出第一流道101的制冷剂进行节流,节流后的制冷剂经第一节流阀2的出口流出。根据热管理系统的工况不同,第一节流阀2的节流程度也不同,在一些工况下,第一节流阀2甚至可以不节流,此时,该第一节流阀2仅起管路的作用,仅用于使制冷剂导通。第二节流阀3能对将要流进第二流道102的制冷剂进行节流,节流后的制冷剂流向第二流道102,可用于制冷。或第二节流阀3能对流出第一流道101的制冷剂进行节流或部分节流。根据热管理系统的工况不同,第二节流阀3的节流程度也不同。在某些工况下,第二节流阀3甚至可以不节流,此时,该第二节流阀3仅起管路的作用,仅用于使制冷剂导通。
在本申请的一实施例中,室内换热器包括第一换热器11与第二换热器12,可选的,第一换热器11与第二换热器12为两个相互独立的换热器。第一换热器11具有第一流道101,第一流道101用于流通制冷剂,第二换热器12具有第二流道102,第二流道102用于流通制冷剂。第一换热器11用于与空调箱100内的空气换热,可用于制热;第二换热器12用于与空调箱100内的空气换热,可用于制冷。
可选的,第一换热器11与第二换热器12均为微通道换热器,即为扁管翅片换热器,每相邻两个扁管之间设置有若干翅片,扁管的腔室中流通制冷剂,翅片之间流通空气,扁管中的制冷剂与翅片中的空气进行换热,经过换热后的空气吹入空调箱100中,用于乘客舱制热或制冷。可以理解的,第一换热器11和第二换热器12可一体设置,即第一换热器11和第二换热器12为一个换热器的两个部分。第一换热器11和第二换热器12也可分体设置,第一换热器11和第二换热器12为分别独立的两个换热器。可选的,第一换热器11与第二换热器12的种类和尺寸可相同,也可不同,例如第一换热器11为微通道换热器,第二换热器12为板式换热器。
室外换热器包括第三换热器13,用于与室外空气换热。可选的,第三换热器13为微通道换热器。可选的,第三换热器13的种类与第一换热器11和/或第二换热器12相同。
如图2至图11所示,热管理系统具有一些工况模式和另一些工况模式,在一些工况模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第一流道101、第一节流阀2、第二流道102、第三流道103以及压缩机1的进口连通,并流通制冷剂,其中,第一流道101与第二流道102能串联连通。
在另一些工况模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第三流道103、第二节流阀3、第二流道102以及压缩机1的进口连通,并流通制冷剂,其中,第一流道101被旁通掉。或压缩机1的出口、第一流道101、第二节流阀3和/或第一节流阀2、第三流道103以及压缩机1的进口连通。在此制冷剂回路下,第二流道102被旁通掉,其中第二节流阀3和第一节流阀2中至少一者用于节流。
上述热管理系统制冷剂回路在一些况模式和另一些工况模式之间的瞬时切换时,可减少湿气进入乘客舱,使乘客舱的环境适宜,提高乘客的舒适度。
在本申请的一实施例中,制冷剂系统还包括中间换热器,中间换热器用于制冷剂回路。可选的,中间换热器为微通道换热器。该中间换热器包括多个扁管及位于每相邻两个扁管之间的若干翅片。翅片用于加强换热。扁管中设置有多条微通道,用于流通制冷剂。在一些工况模式下,例如,当中间换热器被旁通掉时,中间换热器的翅片之间用于流通制冷剂。
中间换热器具有第四流道104与第五流道105,第四流道104与第五流道105在中间换热器中互不连通。第四流道104与第五流道105均用于流通制冷剂。第四流道104能与第三流道103连通,且第四流道104能与第二流道102连通。第五流道105能与压缩机1的进口连通,且第五流道105能与第二流道102连通。但在制冷剂回路中,第四流道104与第五流道105能通过制冷剂回路中的其它部件的腔室及管路实现连通,即制冷剂流进以及流出第四流道104后,再通过一些管路和一些部件的腔室流进以及流出与第五流道105。中间换热器工作时,流经第四流道104的制冷剂的温度与流经第五流道105的制冷剂的温度不同,流经第四流道104的制冷剂与流经第五流道105的制冷剂通过第一换热部14与第二换热部15进行热交换,以调控进入压缩机1的流腔的制冷剂的温度,可提高热管理系统的COP。
在本申请的一实施例中,中间换热器包括第一换热部14及第二换热部15。第一换热部14与第二换热部15能进行热交换。第一换热部14具有第四流道104,第二换热部15具有第五流道105。第一换热部14具有第一换热部进口与第一换热部出口,第二换热部15具有第二换热部进口与第二换热部出口。制冷剂经第一换热部14的进口流进第四流道104,第一换热部14的进口与第三换热器13的出口连通,制冷剂经第一换热部14的出口从第四流道104流出。第一换热部14的出口能与第二节流阀3的进口连通。制冷剂经第二换热部15的进口流进第五流道105,第二换热部15的进口能与第二换热器12的出口连通。制冷剂经第二换热部15的出口从第五流道105流出。第二换热部15的出口能与压缩机1的进口连通。
制冷剂还包括气液分离装置,气液分离装置用于制冷剂回路,该气液分离装置包括气液分离器R1及上述中间换热器。可选的,中间换热器与气液分离器R1集成一体。具体地,气液分离器R1包括罐体,罐体具有罐腔,气液分离器R1位于罐腔。上述结构有节省空间,减少管路连接,减少泄露的优点。
制冷剂回路系统还包括多通阀装置,多通阀装置具有端口a、端口b、端口c及端口d,端口c与端口a和端口d中的至少一者连通,端口a与端口b和端口c中的至少一者连通,端口a与所述第二流道102连通,端口b与压缩机1的进口连通,端口c通过第一节流阀2与第一流道101连通,端口d通过第二节流阀3能与第三流道103连通。多通阀装置可包括一些三通阀或一些二通阀或一些三通阀与一些二通阀,多通阀装置也可包括四通阀。本申请通过设置多通阀装置,能使第一流道与第二流道串联,且能使第一流道或第二流道被旁通掉,在热管理系统的一些工作模式下之间的切换时,能减少湿气进入乘客舱。
在本申请一实施例中,多通阀装置包括第一阀部件5、第二阀部件6。第一阀部件5能将第一换热器11旁通掉,第二阀部件6能将第二换热器12旁通掉。第三阀部件7用于切换制冷剂的流向。可选的,第一阀部件5和第二阀部件6均为三通阀,第三阀部件7为四通阀。
具体地,第一阀部件5具有端口a、端口b及端口c,端口a能与端口b和端口c中的至少一者连通。端口a与第二流道102连通,端口b能与第五流道连通,端口c能与第一流道101连通。当端口a与端口b连通,端口a与端口c断开连通时,第一换热器11能被旁通掉。当端口a与端口b断开连通,端口a与端口c连通时,第一换热器11与第二换热器12能串联连通。
第二阀部件6具有端口d、端口e及端口f,端口e能与端口d和端口f中的至少一者连通。端口d能与第一流道101连通,端口f能与第二流道102连通,端口e能与第四流道104连通。当端口d与端口e连通,端口d与端口f断开连通时,第二换热器12能被旁通掉。
制冷剂系统还包括第三阀部件7,本申请一实施例了中的第三阀部件7为四通阀。第三阀部件7包括第一端口71、第二端口72、第三端口73与第四端口74,第一端口71能与第二端口72或第四端口74连通,第三端口73能与第二端口72与第四端口74连通。第一端口71与压缩机1的出口连通,第三端口73与压缩机1的进口连通。
热管理系统还包括冷却液系统,冷却液系统具有一条或多条冷却液回路。冷却液回路通过流体冷却液,实现热交换,从而实现降温或升温的目的。冷却液可以是乙醇和水的混合溶液或其他冷却介质。本申请热管理系统中的制冷剂系统与冷却液系统互不连通,制冷剂系统流通制冷剂,冷却液系统流通冷却液,制冷剂系统中的制冷剂与冷却液系统中的冷却液能进行热交换。
热管理系统还包括第一热交换器、第三节流阀4、第三热交换器、第一泵P1、第二泵P2、电池换热装置27以及电机换热装置25。可选的,第一热交换器为液冷换热器。液冷,是以液体取代空气作为热交换介质,与发热部件进行热交换,带走热量的技术。第一热交换器包括第三换热部21及第四换热部22。第三换热部21具有第六流道106,用于流体制冷剂,第四换热部22具有第一流腔201,用于流通冷却液。第六流道106与第一流腔201互不连通,第三换热部21与第四换热部22能进行热交换。可选的,第三换热部21与第四换热部22为一体结构,即为一个换热器的两个部分。
第六流道106能与第四流道104连通,且第六流道106能与第五流道105连通。即第三换热部21的进口能与第一换热部14的出口连通,第三换热部21的出口能与气液分离装置的进口连通。第三换热部21位于制冷剂回路,根据热管理系统的工况不同,第三换热部21可用作蒸发器,用于给电池降温,或第三换热部21用作气冷器或冷凝器,用于给电池供暖。
第三节流阀4用于节流降压,根据热管理系统的工况不同,调节第三节流阀4的开度,控制其节流程度。
第一泵P1及第二泵P2用于给冷却液提供动力,使冷却液能在冷却液回路中进行流动,以进行热交换。
电池换热装置27用于对电池进行热管理。可选的,电池换热装置27包括一个或多个电池模组,模组包括水冷板,水冷板的流道内流通冷却液,用于控制模组温度。
电机换热装置25用于对电机进行热管理,电机换热装置25具有流道,用于流通冷却液,通过热交换,控制电机的温度,一般采用水套等装置给电机散热。电机热量可释放至空气中,或进行余热回收,用于供暖。
第三热交换器26一般为水箱,第三热交换器26具有第三流腔203,该第三流腔203用于流通冷却液。第三流腔203中的冷却液能与空气进行热交换。可用于给电机和/或电池散热。
热管理系统还包括第二热交换器,第二热交换器用于加强换热。第二热交换器包括第五换热部23与第六换热部24,第五换热部23具有第七流道107,第六换热部24具有第二流腔202。第七流道107流通制冷剂、第二流腔202流通冷却液,第七流道107中的制冷剂与第二流腔202中的冷却液能进行热交换。
第七流道107与所述第三流道103能串联连通,以增大室外换热器的换热面积,增加换热效率,以提高制冷剂系统的制冷或制热,或用于余热回收。第二流腔202能与第三流腔203连通,以增加热交换器的换热面积,以加快冷却液系统的散热。
在本申请的一实施例中,冷却液系统包括第四阀部件8、第五阀部件90以及第六阀部件9。可选的,第四阀部件8与第五阀部件90均为三通阀,第六阀部件9为可切换方向的四通阀。
第四阀部件8能将第六换热部24旁通,在热管理系统工作,且压缩机1启动时,使该第二热交换器仅起管路作用,适用于对空调要求不高的环境下。具体地,第四阀部件8具有端口a1、端口b1以及端口c1,端口a1能与端口b1以及端口c1中至少一者连通。端口a1与电机换热装置25的出口连通,端口c1能与第二流腔202连通,端口b1能与第三流腔203连通。
第五阀部件90能将第三热交换器26旁通,在余热回收模式下,减少热量释放到大气环境中。第五阀部件90具有端口d1、端口e1以及端口f1,端口d1与端口e1和端口f1中的至少一者连通。端端口d1能与第二流腔202连通,端口e1能与第一流腔201或第二泵P2的进口连通,端口f1能与第三流腔203连通。
第六阀部件9具有第五端口91、第六端口92、第七端口93及第八端口94,第五端口91能与电池换热装置27的出口连通。第七端口93能与第三流腔203连通。第五端口91能与第六端口92或第八端口94连通,第七端口93能与第六端口92或第八端口94连通。
在本申请一实施例中的冷却液系统包括上述第三热交换器26、第一泵P1、第二泵P2、第六换热部24、第四换热部22、电池换热装置27以及电机换热装置25。热管理系统的工况不同,上述冷却液系统部件可串联、并联、自循环、被旁通等,已形成一条或多条冷却液回路。冷却液系统可包括电池水回路、电机水回路、电机和电池串联的水回路,其中电池和电机串联的水回路包括电机和电池两者串联的水回路以及电池、电机和第三热交换器三者串联的水回路,或电机与第六换热部24进行串联的水回路。需要说明的是水回路并非以水作为冷却液,也可为其它液体作为冷却液。
在本申请的一些实施例中,热管理系统还包括第一风机F1、第一加热装置H1、第二风机F2。第一风机F1用于扰动空气流,加快传热。第一加热装置H1用于加强供暖,或第一加热装置H1在压缩机1停机状态下,用于给乘客舱供暖。第一风机F1及第一加热装置H1位于空调箱。沿风向,第一换热器11位于第二换热器12的下游侧,第一加热装置H1位于第一换热器11的下游侧,第一风机F1位于第二换热器12的旁侧。
热管理系统还包括前端模块200,前端模块200位于汽车的前端。该前端模块200包括第三换热器13、第二风机F2及第三热交换器26。第三换热器13与空气进行热交换,第三热交换器26与空气进行热交换,沿风向,第三换热器13位于第三热交换器26的上游侧,第二风机F2位于第三热交换器26的旁侧。可选的,第三换热器13、第三热交换器26及第二风机F2能集成一起,以节省空间,减少管路连接,以减少泄漏率。
图2至图11示出了本申请一实施例中的多种工作模式。
如图2至图4,环境温度较高时,热管理系统处于制冷模式,根据乘客舱和电池是否有冷却需求,制冷模式又包括乘客舱单冷模式、电池单冷模式以及混合制冷模式。
参图2,热管理系统具有乘客舱单冷模式,在乘客舱单冷模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第三流道103、第四流道104、第二节流阀3、第二流道102、第五流道105以及压缩机1的进口连通,第二泵P2的出口、电机换热装置25的流腔、第三流腔203、以及第二泵P2的进口连通。制冷剂回路中,端口a与端口b连通,端口a与端口c断开连通,第一换热器11被旁通。第一端口71与第四端口74连通,第二端口72与第三端口73连通。根据环境温度,第二节流阀3的开度可调节。冷却液回路中,端口a1与端口b1连通,端口a1与端口c1断开连通,第二热交换器仅起流路的作用。该冷却液回路中,第三热交换器26用于给电机散热。
或,在乘客舱单冷模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第七流道107、第三流道103、第四流道104、第二节流阀3、第二流道102、第五流道105以及压缩机1的进口连通,第二泵P2的出口、电机换热装置25的流腔、第二流腔202、第三流腔203、以及第二泵P2的进口连通。制冷剂回路中,端口a与端口b连通,端口a与端口c断开连通,第一换热器11被旁通。第一端口71与第四端口74连通,第二端口72与第三端口73连通。第七流道107与第三流道103串联,增加换热面积,以增加制冷量。根据环境温度,第二节流阀3的开度可调节。冷却液回路中,端口a1与端口b1端口连通,端口a1与端口c1连通,第二热交换器可用作液冷换热器。
参图3,热管理系统具有电池单冷模式,在电池单冷模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第七流道107、第三流道103、第四流道104、第三节流阀4、第六流道106、第五流道105、以及压缩机1的进口连通,并流通制冷剂,第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔、第一流腔201、以及第一泵P1的进口连通,第二泵P2的出口、电机换热装置25的流腔、第二流腔202、或第三流腔203、以及第二泵P2的进口连通。第六流道106中的制冷剂与第一流腔201中冷却液进行热交换,温度较低的冷却液用于给电池降温。第三热交换器用于给电机散热。根据环境温度不同,第二热交换器也可被旁通,仅起流路作用。制冷剂回路中,第一端口71与第四端口74连通,第二端口72与第三端口73连通。冷却液回路中,第五端口91与第八端口94连通,第六端口92与第七端口93连通。
参图4、热管理系统具有混冷模式,在混冷模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第七流道107、第三流道103、第四流道104、第二节流阀3、第二流道102、第五流道105以及压缩机1的进口连通,压缩机1的出口、第七流道107、第三流道103、第四流道104、第三节流阀4、第六流道106、第五流道105、以及压缩机1的进口连通,并流通制冷剂,第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔、第一流腔201、以及第一泵P1的进口连通,第二泵P2的出口、电机换热装置25的流腔、第二流腔202、或第三流腔203、以及第二泵P2的进口连通。在该模式下,第二流道102与第六流道106并联,第二流道102用于乘客舱制冷,第六流道106用于电池制冷。
如图5至图11所示,在环境温度较低时或湿度较大时,热管理系统处于制热模式或采暖除湿模式。
参图5,热管理系统具有采暖除湿模式,在采暖除湿模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第一流道101、第一节流阀2、第二流道102、第二节流阀3、第三流道、第七流道107、以及压缩机的进口连通。根据环境参数不同,第一节流阀2的节流程度不同,例如,当需要采暖除湿时,第一节流阀2节流,第一流道101为高温制冷剂,用于乘客舱供暖,第二流道102位低温制冷剂,使水汽在第二换热器12表面冷凝,用于采暖除湿。冷却液回路为,第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔、第二泵P2的流腔、第三流腔203、第一流腔201以及第一泵P1的进口连通。该冷却液回路下,电机余热通过第三热交换器26释放至环境和/或用于给电池供热。该冷却液回路通过端口a1与端口b1连通,端口a1与端口c1断开连通,使第六换热部24被旁通,冷却液绕过第二流腔202流向第三流腔203,此模式下,第二热交换器仅起流路的作用。
参图6,热管理系统具有第一制热模式,在第一制热模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第一流道101、第二节流阀3、第三流道103、第七流道107、以及压缩机1的进口连通,端口d与端口e连通,端口d与端口f断开连通,该第二阀部件6将第二换热器12旁通掉。在该模式下,制冷剂回路中的第一端口71与第二端口72连通,第三端口73与第四端口74连通。在该制冷剂回路中,也可采用第一节流阀2节流,第二节流阀3全开的模式进行,即,压缩机1的出口、第一流道101、第一节流阀2、第二节流阀3、第三流道103、第七流道107、以及压缩机1的进口连通,第一节流阀2和第二节流阀3中的至少一者节流。
在该环境温度下,此模式下,冷却液回路不流通,电池及电机均可自散热。
参图5、图6及图2,采暖除湿模式下,第一流道101流体温度较高的制冷剂,第二流道102流通温度较低的制冷剂,水汽遇第二换热器12冷凝呈液态水,第一制热模式下,若第一流道101与第二流道102串联,均流通温度较高的制冷剂,则第二换热器12的冷凝液则会被蒸发成水蒸气,被第一风机F1带入乘客舱,使乘客舱湿度增大,影响乘客舱的舒适度。
乘客舱单冷模式下,若第一流道101与第二流道102串联,均流通温度较低的制冷剂,第一换热器11周围的水蒸气冷凝成液态水。乘客舱单冷模式向采暖除湿模式切换时,第一流道101会流入温度较高的制冷剂,这将使第一换热器11的液态水蒸发成水蒸气,被第一风机F1带入乘客舱,使乘客舱湿度增大,影响乘客舱的舒适度。
参图7,热管理系统具有第二制热模式,第二制热模式与第一制热模式的制冷剂回路相同,不同之处在于第二制热模式具有冷却液回路循环,具体,第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔、第二泵P2的流腔、电机换热装置25的流腔、第三流腔203、第一流腔201以及第一泵P1的进口连通。此冷却液回路下,电机余热和/或电池余热被第三热交换器26释放至环境。此回路下,第二热交换器不工作,仅起流路的作用。该第二制热采暖除湿模式适用温度相对较高的环境下,例如5℃~10℃。
参图8,热管理系统具有第三制热模式,第三制热模式为电机余热回收模式,在第三制热模式下,压缩机1启动,压缩机1的进口、第一流道101、第二节流阀3、第三流道103、第七流道107、以及压缩机1的进口连通。第二泵P2的出口、电机换热装置25的流腔、第二流腔202、以及第二泵P2的进口连通。此模式下,端口a1与端口c1连通,端口a1与端口b1断开连通,端口d1与端口e1连通,端口d1与端口f1断开连通。第三热交换器26被旁通,冷却液绕过第三流腔203流向第二泵P2。第六端口92与第七端口93连通。制冷剂回路下,第三流道103与第七流道107串联,增加换热面积,提高制热效率。电机余热通过第二流腔202,经过第七流道107的制冷剂吸收第二流腔202的冷却液的热量,用于供暖。该模式下的电池水路侧可进行自循环,即、第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔以及第一泵P2的进口连通。
参图9,热管理系统具有第一混热模式,第一混热模式利用了部分电机余热,具体地,在第一混热模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第一流道101、第二节流阀3、第三流道103、第七流道107、以及压缩机1的进口连通,压缩机1的出口、第六流道106、第三节流阀4、第三流道103、第七流道107、以及压缩机1的进口连通;第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔、第一流腔201以及第一泵P1的进口连通;第二泵P2的出口、电机换热装置25的流腔、第二流腔202、第三热交换器26以及第二泵P2的进口连通。其中,制冷剂回路,第一阀部件5、第二阀部件6及第三阀部件7端口连接模式与热管理系统制热模式下的第一阀部件5、第二阀部件6第三阀部件7的端口连通模式相同,在此不再赘述。冷却液回路,第五端口91与第八端口94连通,第六端口92与第七端口93连通。第二流腔202与第三流腔203串联。
参图10,热管理系统具有第二混热模式,第二混热模式与第一混热模式的不同之处在于,无电机余热利用,第二热交换器仅起管路作用。
参图11,热管理系统具有电池单热模式,在电池单热模式下,第二热交换器仅起管路作用,具体地,在电池单热模式下,压缩机1启动,压缩机1的出口、第六流道106、第三节流阀4、第三流道103以及压缩机1的进口连通,第一泵P1的出口、电池换热装置27的流腔、第一流腔201以及第一泵P1的进口连通。
上述仅是阐述了本申请一实施例中的一些热管理系模式,且仅是阐述了一些模式的一种或两种流通路径,根据阀部件的连接模式不同,同一热管理模式可有多种制冷剂流通路径和多种冷却液流通路径。再有,本申请一实施例的热管理系统还有其他工况模式,流入除霜、制冷采暖除湿等,本申请并未一一穷尽。
在本申请的一些实施例中的热管理系统架构简单,实现功能模式多,系统成本低,且能提高乘客舱的乘坐人员的舒适性。
需要说明的是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。
需要理解的是,本申请的热管理系统的各个模式之间相互独立,均可以开机直接运行,各个模式的运行没有先后顺序,上述描述中涉及递进关系的描述仅为了便于理解,不应理解为两种模式运行有先后顺序。
以上所述仅是本申请的较佳实施例,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)
1.一种热管理系统,其特征在于,包括压缩机、室内换热器、室外换热器、第一节流阀及第二节流阀,所述室内换热器具有第一流道与第二流道,所述室外换热器具有第三流道,所述压缩机的出口与所述第一流道或第三流道连通;
所述热管理系统还包括多通阀装置,所述多通阀装置具有端口a、端口b、端口c及端口d,所述端口c与端口a和端口d中的至少一者连通,所述端口a与端口b和端口c中的至少一者连通,所述端口a与所述第二流道连通,所述端口b与压缩机的进口连通,所述端口c通过第一节流阀2与第一流道连通,所述端口d通过第二节流阀能与第三流道连通。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统具有制冷模式和采暖除湿模式,在所述制冷模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第三流道、第二节流阀、第二流道以及压缩机的进口连通,所述端口a与端口b连通;
在所述采暖除湿模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第一流道、第一节流阀、第二流道、第三流道、以及压缩机的进口连通,所述端口a与端口c连通。
3.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系具有采暖除湿模式和制热模式,在所述采暖除湿模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第一流道、第一节流阀、第二流道、第三流道、以及压缩机的进口连通,所述端口a与端口c连通;
在所述制热模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第一流道、第二节流阀、第三流道、以及压缩机的进口连通,所述端口c与端口d连通。
4.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,所述多通阀装置包括第一阀部件,第一阀部件具有所述端口a、端口b及端口c,所述端口a能与端口b和端口c中的至少一者连通,在所述制冷模式下,所述端口a能与端口b连通,所述端口a与端口c断开连通,在所述采暖除湿模式下,所述端口a与端口c连通,所述端口a与端口b断开连通。
5.根据权利要求3所述的热管理系统,其特征在于,所述多通阀装置包括第一阀部件及第二阀部件,所述第一阀部件具有所述端口a、端口b及端口c,所述端口a能与端口b和端口c中的至少一者连通,所述第二阀部件具有所述端口d及端口e和端口f,所述端口e能与端口d和端口f中的至少一者连通,在所述采暖除湿模式下,所述端口a与端口c连通,所述端口a与端口b断开连通,在所述制热模式下,所述端口d能与端口e连通,所述端口d与端口f断开连通。
6.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括中间换热器及第三阀部件,所述中间换热器具有第四流道与第五流道,所述第四流道与第五流道在所述中间换热器互不连通,所述第三阀部件包括第一端口、第二端口、第三端口与第四端口,所述第一端口能与第二端口或第四端口连通,所述第三端口能与第二端口与第四端口连通;
在所述制冷模式下,所述压缩机的出口、第三流道、第四流道、第二节流阀、第二流道、第五流道、以及压缩机的进口连通,其中所述端口a与端口b连通,所述端口a与端口c断开连通,所述第一端口与第四端口连通,所述第二端口与第三端口连通。
7.根据权利要求6所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括第一热交换器、电池换热装置的流腔、第三节流阀及第一泵,第一热交换器具有第六流道及第一流腔;
热管理系统具有混冷模式,在所述混冷模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第三流道、第四流道、第二节流阀、第二流道、第五流道以及压缩机的进口连通,所述压缩机的出口、第三流道、第四流道、第三节流阀、第六流道、第五流道以及压缩机的进口连通,其中;所述第一泵的出口、电池换热装置的流腔、第一流腔、以及第一泵的进口连通。
8.根据权利要求3所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括第一热交换器、电池换热装置、第三节流阀及第一泵,第一热交换器具有第六流道及第一流腔;
热管理系统具有混热模式,在所述混热模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第一流道、第二节流阀、第三流道、以及压缩机的进口连通,所述压缩机的出口、第六流道、第三节流阀、第三流道、以及压缩机的进口连通;
所述第一泵的出口、电池换热装置的流腔、第一流腔、以及第一泵的进口连通。
9.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统包括第二热交换器、第二泵及电机换热装置,第二热交换器具有第七流道及第二流腔,所述第七流道流通制冷剂,所述第二流腔流通冷却液,所述第七流道中的制冷剂与第二流腔中的冷却液能进行热交换,所述第七流道与所述第三流道串联连通;
在所述制热模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第一流道、第二节流阀、第三流道、以及压缩机的进口连通,所述压缩机的出口、第六流道、第三节流阀、第三流道、第七流道以及压缩机的进口连通;所述第二泵的出口、电机换热装置、第二流腔、以及第二泵的进口连通。
10.根据权利要求7所述的热管理系统,其特征在于,热管理系统包括第二热交换器、第三热交器、第二泵、第一风机、第二风机及电机换热装置,所述第二热交换器具有第七流道及第二流腔,所述第三热交换器具有第三流腔,所述第七流道与所述第三流道串联连通;
在所述制冷模式下,所述压缩机启动,所述压缩机的出口、第七流道、第三流道、第四流道、第二节流阀、第二流道、第五流道、以及压缩机的进口连通,所述第二泵的出口、电机换热装置、第二流腔、第三流腔、以及压缩机的进口连通;
所述热管理系统包括前端模块及空调箱,所述前端模块包括所述室外换热器、第三热交换器及第一风机,所述第一风机位于所述第三热交换器的旁侧,沿风向,所述第三热交换器位于所述室外换热器的下游侧;
所述室内换热器及第二风机位于所述空调箱,沿风向,所述第一流道位于所述第二流道的下游侧。
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