CN215321890U - 一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成，其解决了现有加热器和chiller都是相对独立的两个总成，通过管路将二者连通起来，所占用的空间大，管路布置及连通困难的技术问题，其设有加热单元、制冷剂流道单元和冷却液流道单元，制冷剂流道单元内流通制冷剂，冷却液流道单元内流通冷却液；制冷剂流道单元、冷却液流道单元和加热单元的数量为一个或多个，制冷剂流道单元、冷却液流道单元和加热单元从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，且制冷剂流道单元与加热单元彼此不相邻，可广泛应用于电动汽车或新能源汽车加热制冷换热装置。

Description

一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成

技术领域

本申请涉及一种电动汽车或新能源汽车加热制冷换热装置，特别涉及一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成。

背景技术

在新能源汽车(特别是电动汽车)领域，成员舱和驱动电池在环境温度较低时都有采暖需求，在内部去温度较高时又有制冷需求，二者的采暖需求都会选用PTC加热(或其他形式的加热器)进行满足，而制冷需求的满足有所不同，乘员舱是通过空调对空气进行冷却达到降温效果，动力电池则是通过制冷剂经chiller(即冷却器)将冷却液进行降温，再通过冷却液与动力电池进行换热，已达到降温目的。目前市面上所有的加热器和chiller都是相对独立的两个总成，根据热管理系统架构通过管路将二者连通起来，此种方式所占用的空间大，管路布置及连通困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成，将加热器与chiller(或其他形式的板式换热器)通过换热板结构进行集成，从而降低布置空间节省连接管路，占用空间小，达到一个总成同时具有加热、制冷换热两种功能的目的。

为此，本实用新型提供一种液体加热制冷换热的集成芯体，其设有液体流道单元和PTC加热单元，液体流道单元设有制冷剂流道单元和冷却液流道单元，制冷剂流道单元用于流通制冷剂，冷却液流道单元用于流通冷却液；制冷剂流道单元、冷却液流道单元和PTC加热单元的数量分别为一个或多个，制冷剂流道单元、冷却液流道单元和PTC加热单元从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，且制冷剂流道单元与PTC加热单元彼此不相邻。

优选的，冷却液流道单元包括第一冷却液流道单元、第二冷却液流道单元，PTC加热单元包裹设置在第一冷却液流道单元、第二冷却液流道单元之间，第一冷却液流道单元、PTC加热单元和第二冷却液流道单元从上到下依次堆叠连接设置，形成一组液体加热芯体单元；液体加热芯体单元的数量为一组或多组，液体加热芯体单元、制冷剂流道单元作为一个基本换热单元从上到下依次交替堆叠连接设置。

优选的，第一冷却液流道单元设有第一壳体、第二壳体，第一壳体和第二壳体从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第一密封液体流道，第一壳体分别开设有第一冷却液进口、第一冷却液出口，第一密封液体流道将来自第一冷却液进口的冷却液引至第一冷却液出口；第二壳体分别开设有与第一密封液体流道相连通的第二冷却液进口、第二冷却液出口；

第二冷却液流道单元设有第三壳体、第四壳体，第三壳体和第四壳体从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第二密封液体流道，第三壳体分别开设有第三冷却液进口、第三冷却液出口，第二密封液体流道将来自第三冷却液进口的冷却液引至第三冷却液出口；第二冷却液进口与第三冷却液进口相连通，第三冷却液出口与第二冷却液出口相连通；

第二壳体和第三壳体从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成加热腔，PTC加热单元安装在加热腔内；

制冷剂流道单元设有第四壳体、第五壳体，第四壳体和第五壳体从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第三密封液体流道，第三密封液体流道设有第四制冷剂进口和第四制冷剂出口，第三密封液体流道将来自第四制冷剂进口的制冷剂引至第四制冷剂出口；第三密封液体流道分别与第一密封液体流道、第二密封液体流道相隔离。

优选的，本实用新型还设有制冷剂进液连通管、制冷剂出液连通管；第四壳体还分别开设有第四制冷剂进口、第四制冷剂出口，制冷剂进液连通管的一端与第四制冷剂进口相连通，制冷剂进液连通管的另一端向上先后穿过第三壳体、第二壳体、第一壳体，制冷剂出液连通管的一端与第四制冷剂出口相连通，制冷剂出液连通管的另一端向上先后穿过第三壳体、第二壳体、第一壳体；第一冷却液进口、第二冷却液进口、第三冷却液进口、第一密封液体流道、第二密封液体流道、及第三冷却液出口、第二冷却液出口、第一冷却液出口形成第一流动通道；第四制冷剂进口、制冷剂进液连通管、第三密封液体流道、第四制冷剂出口、制冷剂出液连通管形成第二流动通道，第一流动通道和第二流动通道相隔离。

优选的，基本换热单元数量设置为多个，上下相邻的两个基本换热单元采用并联堆叠连接设置；位于下方的基本换热单元的制冷剂进液连通管的另一端、制冷剂出液连通管的另一端分别与位于上方的基本换热单元的第三密封液体流道相连通；位于下方的基本换热单元的第一冷却液进口、第一冷却液出口分别与位于上方的基本换热单元的第二密封液体流道相连通。

优选的，第一壳体、第二壳体、第三壳体、第四壳体均为下端敞口的盖状结构，且均具有向下向外延伸的边沿；第一壳体的边沿与第二壳体的边沿密封连接形成第一密封液体流道，第二壳体的边沿与第三壳体的边沿密封连接形成加热腔，第三壳体的边沿与第四壳体的边沿密封连接形成第二密封液体流道，第四壳体的边沿与第五壳体的边沿密封连接形成第三密封液体流道；

第二冷却液进口和第二冷却液出口的边沿均向下凹陷，第三冷却液进口和第三冷却液出口的边沿均向上凸起，第二冷却液进口的边沿与第三冷却液进口的边沿密封连接，第二冷却液出口的边沿与第三冷却液出口的边沿密封连接；

上下相邻的两个基本换热单元中，其中位于上方的基本换热单元的第四壳体开设有第四冷却液进口和第四冷却液出口，第五壳体开设有第五冷却液进口和第五冷却液出口；第四冷却液进口和第四冷却液出口的边沿均向下凹陷，第五冷却液进口和第五冷却液出口的边沿均向上凸起，第四冷却液进口的边沿与第五冷却液进口的边沿密封连接，第四冷却液出口的边沿与第五冷却液出口的边沿密封连接；

第一壳体还分别开设有第一制冷剂进口、第一制冷剂出口，第二壳体还分别开设有第二制冷剂进口、第二制冷剂出口，第三壳体还分别开设有第三制冷剂进口、第三制冷剂出口；第二制冷剂进口、第二制冷剂出口的边沿均向下凹陷，第三制冷剂进口、第三制冷剂出口、第四制冷剂进口、第四制冷剂出口的边沿均向上凸起，第二制冷剂进口、第三制冷剂进口、第四制冷剂进口的边沿密封连接，第二制冷剂出口、第三制冷剂出口、第四制冷剂出口的边沿密封连接；制冷剂进液连通管的一端与第二制冷剂进口的边沿密封连接，制冷剂进液连通管的另一端与第一制冷剂进口的边沿密封连接；制冷剂出液连通管的一端与第二制冷剂出口的边沿密封连接，制冷剂出液连通管的另一端与第一制冷剂出口的边沿密封连接。

优选的，位于最顶层的基本换热单元还分别连通设有制冷剂进液管、制冷剂出液管、冷却液进液管、冷却液出液管；制冷剂进液管的其中一端与第一壳体的第一制冷剂进口相连通，制冷剂出液管的其中一端与第一壳体的第一制冷剂出口相连通；冷却液进液管的其中一端与第一壳体的第一冷却液进口相连通，冷却液出液管的其中一端与第一壳体的第一冷却液出口相连通。

优选的，第一壳体、第二壳体、第三壳体、第四壳体、第五壳体分别采用冲压工艺制成。

优选的，制冷剂流道单元、冷却液流道单元和PTC加热单元从上到下按照一定顺序堆叠连接设置的一种堆叠方式为：其设有加热区段和制冷区段，加热区段和制冷区段从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，其中制冷区段由制冷剂流道单元与冷却液流道单元从上到下依次交替堆叠连接设置，加热区段由其他冷却液流道单元与PTC加热单元从上到下依次交替堆叠连接设置。

一种液体加热制冷换热总成，其设有盒状壳体、及设置在所述盒状壳体内的如上述任一项所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提供一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成，其制冷剂流道单元、冷却液流道单元和PTC加热单元从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，且制冷剂流道单元与PTC加热单元彼此不相邻；PTC加热单元为其相邻的冷却液流道单元提供热量，制冷剂流道单元从其相邻的冷却液流道单元吸收或者释放热量，从而降低现有布置空间节省连接管路数量，占用空间小，达到一个总成同时具有加热、制冷两种功能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种形式的液体加热制冷换热的集成芯体的立体图的结构示意图；

图2为本实用新型液体加热制冷换热总成的立体图的结构示意图；

图3为图1所示的爆炸图的结构示意图；

图4为图1所示的一个视角的剖视图的立体图的结构示意图(从冷却液进液管和冷却液出液管向下剖切)；

图5为图1所示的另一个视角的剖视图的立体图的结构示意图(从制冷剂进液管和制冷剂出液管向下剖切)；

图6为图2所示的爆炸图的结构示意图。

附图标记：1.第一壳体；2.第二壳体；3.第三壳体；4.第四壳体；5.第五壳体；6.冷却液进液管；7.冷却液出液管；8.制冷剂进液管；9.制冷剂出液管；10.PTC加热单元；11.制冷剂流道单元；12.第一密封液体流道；13.第一冷却液流道单元；14.第二冷却液流道单元；15.盒状壳体；16.第一冷却液进口；17.第一冷却液出口；18.第一制冷剂进口；19.第一制冷剂出口；20.基本换热单元；21.控制器；22.IGBT晶体管；23.加热腔；24.线路板；25.高压连接器；26.第二冷却液进口；27.第二冷却液出口；28.第二制冷剂进口；29.第二制冷剂出口；30.低压连接器；31.上盖板；32.侧围板；33.底板；34.第二密封液体流道；35.线路板盖；36.第三冷却液进口；37.第三冷却液出口；38.第三制冷剂进口；39.第三制冷剂出口；40.第一密封圈；41.第二密封圈；42.液体加热芯体单元；45.第三密封液体流道；46.第四冷却液进口；47.第四冷却液出口；48.第四制冷剂进口；49.第四制冷剂出口；56.第五冷却液进口；57.第五冷却液出口；58.第五制冷剂进口；59.第五制冷剂出口；68.制冷剂进液连通管；69.制冷剂出液连通管。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。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。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

由图1所示，本实用新型提供一种液体加热制冷换热的集成芯体，其设有液体流道单元和PTC加热单元10，液体流道单元设有制冷剂流道单元11和冷却液流道单元，制冷剂流道单元11用于流通制冷剂，冷却液流道单元用于流通冷却液；制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10的数量分别为一个或多个，制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，且制冷剂流道单元11与PTC加热单元10彼此不相邻，以防止制冷剂流道单元11或者PTC加热单元10启动后互相产生影响；在实际使用过程中，PTC加热单元的表面温度通常在230℃左右，远超过制冷剂在同等压力下的饱和挥发温度，假如制冷剂流道单元11与PTC加热单元10彼此相邻，制冷剂在制冷剂流道单元11内受热出现过饱和瞬间由液态变为气态，急速挥发，对空调系统产生不良影响，避免事故发生，因此，制冷剂流道单元11与PTC加热单元10彼此不相邻，二者之间设置冷却液流道单元。PTC加热单元10为其相邻的冷却液流道单元提供热量，制冷剂流道单元11可从其相邻的冷却液流道单元吸收热量，用户根据整车端的实际需要，选择开启PTC加热单元10或者制冷剂流道单元11。

本实用新型将制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10进行集成，从而降低现有布置空间节省连接管路数量，占用空间小，达到一个总成同时具有加热、制冷两种功能的目的，避免了目前市面上所有的加热器和chiller都是相对独立的两个总成，根据热管理系统架构通过管路将二者连通起来，所占用的空间大，管路布置及连通困难的弊端。

冷却液流道单元设有冷却液流道，其内流通有冷却液，冷却液流道单元冷却液流道通常与外界冷却液回路进行连接，例如外界冷却液回路为整车冷却液回路，外界冷却液回路的冷却液进入冷却液流道内完成加热、制冷换热后，又回到外界冷却液回路中。PTC加热单元10设有PTC加热装置，PTC加热装置设有PTC加热包，通过电加热使PTC加热包发热，为其相邻的冷却液流道单元提供热量，提升冷却液流道单元内流道循环的冷却液的温度。制冷剂流道单元11设有制冷剂流道，制冷剂流道单元11制冷剂流道通常与外界制冷系统相连接，例如压缩机，当需要制冷时，制冷剂从外界制冷系统进入制冷剂流道，进入制冷剂流道完成吸热，使制冷剂流道内的制冷剂从其相邻的冷却液流道单元吸收热量，降低冷却液流道单元内流道循环的冷却液的温度。

作为优选的实施例，如图1所示，冷却液流道单元包括第一冷却液流道单元13、第二冷却液流道单元14，PTC加热单元10包裹设置在第一冷却液流道单元13、第二冷却液流道单元14之间，第一冷却液流道单元13、PTC加热单元10和第二冷却液流道单元14从上到下依次堆叠连接设置，形成一组液体加热芯体单元42；液体加热芯体单元42的数量为一组或多组，液体加热芯体单元42、制冷剂流道单元11作为一个基本换热单元20从上到下依次交替堆叠连接设置，这是第一冷却液流道单元13、PTC加热单元10和第二冷却液流道单元14、制冷剂流道单元11从上到下按照一定顺序堆叠连接设置的一种堆叠方式，该堆叠方式使得PTC加热单元10、制冷剂流道单元11的上下两侧各连接设有一个冷却液流道单元，当用户开启PTC加热单元10或者制冷剂流道单元11时，一方面实现加热或者制冷的充分换热；另一方面使冷却液流道单元在加热或者制冷时得到充分利用，充分利用空间。

作为进一步优选的实施例，如图1、图4所示，第一冷却液流道单元13设有第一壳体1、第二壳体2，第一壳体1和第二壳体2从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第一密封液体流道12，第一壳体1分别开设有第一冷却液进口16、第一冷却液出口17，第一密封液体流道12将来自第一冷却液进口16的冷却液引至第一冷却液出口17。第一冷却液流道单元13的换热过程为：冷却液从第一冷却液进口16进入第一密封液体流道12内，经第一密封液体流道12吸收或者释放热量后，从第一冷却液出口17流出第一密封液体流道12外。第二壳体2分别开设有与第一密封液体流道12相连通的第二冷却液进口26、第二冷却液出口27。

第二冷却液流道单元14设有第三壳体3、第四壳体4，第三壳体3和第四壳体4从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第二密封液体流道34，第三壳体3分别开设有第三冷却液进口36、第三冷却液出口37，第二密封液体流道34将来自第三冷却液进口36的冷却液引至第三冷却液出口37；第二冷却液进口26与第三冷却液进口36相连通，第三冷却液出口37与第二冷却液出口27相连通；第二冷却液流道单元14的换热过程为：从第一冷却液进口16进入第一密封液体流道12的冷却液先后经第二冷却液进口26、第三冷却液进口36进入第二密封液体流道34，经第二密封液体流道34吸收或者释放热量后，再先后经第三冷却液出口37、第二冷却液出口27进入第一密封液体流道12，最终从第一冷却液出口17流出第一密封液体流道12外。优选的，为了便于流入第一冷却液进口16的冷却液顺利的从第一密封液体流道12进入第二冷却液进口26，且从第二冷却液出口27流入第一密封液体流道12顺利的从流出第一冷却液出口17流出，第一冷却液进口16与第二冷却液进口26、第一冷却液出口17与第二冷却液出口27上下相对设置。

第二壳体2和第三壳体3从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成加热腔23，PTC加热单元10安装在加热腔23内。当PTC加热单元10开启通电后产生热量，其中一部分不断地向上对第一密封液体流道12内的冷却液传导热量，另一部分不断地向下对第二密封液体流道34内的冷却液传导热量。

由图1、图5所示，制冷剂流道单元11设有第四壳体4、第五壳体5，第四壳体4和第五壳体5从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第三密封液体流道45，第三密封液体流道45设有第四制冷剂进口48和第四制冷剂出口49，第三密封液体流道45可以直接分别通过第四制冷剂进口48和第四制冷剂出口49与外界制冷系统相连接，第三密封液体流道45将来自第四制冷剂进口48的制冷剂引至第四制冷剂出口49；第三密封液体流道45分别与第一密封液体流道12、第二密封液体流道34相隔离。当制冷剂流道单元11开启后，第三密封液体流道45内的制冷剂不断的从其相邻的冷却液流道单元吸收热量，降低冷却液流道单元内冷却液的温度。

如图5所示，本实用新型还可以设有制冷剂进液连通管68、制冷剂出液连通管69；第四制冷剂进口48、第四制冷剂出口49开设在第四壳体4上，制冷剂进液连通管68的一端与第四制冷剂进口48相连通，制冷剂出液连通管69的一端与第四制冷剂出口49相连通，制冷剂进液连通管68的另一端、制冷剂出液连通管69的另一端分别向上先后穿过第三壳体3、第二壳体2、第一壳体1与外界制冷系统相连接。由图4、图5所示，第一冷却液进口16、第二冷却液进口26、第三冷却液进口36、第一密封液体流道12、第二密封液体流道34、及第三冷却液出口37、第二冷却液出口27、第一冷却液出口17形成第一流动通道，冷却液在第一流动通道与外界进行循环流通；第四制冷剂进口48、制冷剂进液连通管68、第三密封液体流道45、第四制冷剂出口49、制冷剂出液连通管69形成第二流动通道，制冷剂在第二流动通道与外界进行循环流通，且第一流动通道和第二流动通道相隔离。

如图1、图5所示，基本换热单元20数量可以设置为多个，上下相邻的两个基本换热单元20采用并联堆叠连接设置，位于下方的基本换热单元20的制冷剂进液连通管68的另一端、制冷剂出液连通管69的另一端分别与位于上方的基本换热单元20的第三密封液体流道45相连通。通常在第五壳体开设第五制冷剂进口58和第五制冷剂出口59，位于下方的基本换热单元20的制冷剂进液连通管68的另一端、制冷剂出液连通管69的另一端分别通过第五制冷剂进口58、第五制冷剂出口59与位于上方的基本换热单元20的第三密封液体流道45相连通。如图1、图4所示，位于下方的所述基本换热单元20的所述第一冷却液进口16、所述第一冷却液出口17分别与位于上方的所述基本换热单元20的所述第二密封液体流道34相连通，可以采用管路进行连通，也可以采用其他方式连通。通过增加基本换热单元20数量，提高加热制冷换热能力；上下相邻的两个基本换热单元20采用并联堆叠连接设置，进一步降低现有布置空间节省连接管路数量，占用空间小。

如图1、图4、图5所示，在上下相邻的两个基本换热单元20中，位于上方的基本换热单元20的第五壳体5、位于下方的基本换热单元20的第一壳体1起的作用相同，结构也可以相同，选择使用其中的一个即可，节省材料，降低成本，进一步减少占用空间。

根据整车加热、制冷换热量的需求不同，可以调节基本换热单元20的数量，位于最顶层或者最底层的基本换热单元20最好为液体加热芯体单元42，便于加热、制冷换热充分。第一壳体1、第二壳体2、第三壳体3、第四壳体4可以均为下端敞口的盖状结构，且均具有向下向外延伸的边沿；第一壳体1的边沿与第二壳体2的边沿密封连接形成第一密封液体流道12，第二壳体2的边沿与第三壳体3的边沿密封连接形成加热腔23，第三壳体3的边沿与第四壳体4的边沿密封连接形成第二密封液体流道34，第四壳体4的边沿与第五壳体5的边沿密封连接形成第三密封液体流道45。

如图4所示，第二冷却液进口26和第二冷却液出口27的边沿均向下凹陷，第三冷却液进口36和第三冷却液出口37的边沿均向上凸起，第二冷却液进口26的边沿与第三冷却液进口36的边沿密封连接，第二冷却液出口27的边沿与第三冷却液出口37的边沿密封连接；从而使加热腔23分别与第一密封液体流道12、第二密封液体流道34相隔离，避免第一密封液体流道12、第二密封液体流道34中的冷却液进入加热腔23内而造成短路。上下相邻的两个所述基本换热单元20中，其中位于上方的所述基本换热单元20的所述第四壳体4开设有第四冷却液进口46和第四冷却液出口47，所述第五壳体开设有第五冷却液进口56和第五冷却液出口57。第四冷却液进口46和第四冷却液出口47的边沿均向下凹陷，第五冷却液进口56和第五冷却液出口57的边沿均向上凸起，第四冷却液进口46的边沿与第五冷却液进口56的边沿密封连接，第四冷却液出口47的边沿与第五冷却液出口57的边沿密封连接；从而使第三密封液体流道45分别与第二密封液体流道34相隔离，防止第二密封液体流道34内的冷却液进入第三密封液体流道45，也避免第三密封液体流道45内的制冷剂进入第二密封液体流道34。

如图5所示，第一壳体1还分别开设有第一制冷剂进口18、第一制冷剂出口19，第二壳体2还分别开设有第二制冷剂进口28、第二制冷剂出口29，第三壳体3还分别开设有第三制冷剂进口38、第三制冷剂出口39；第二制冷剂进口28、第二制冷剂出口29的边沿均向下凹陷，第三制冷剂进口38、第三制冷剂出口39、第四制冷剂进口48、第四制冷剂出口49的边沿均向上凸起，第二制冷剂进口28、第三制冷剂进口38、第四制冷剂进口48的边沿密封连接，第二制冷剂出口29、第三制冷剂出口39、第四制冷剂出口49的边沿密封连接；从而使第三密封液体流道45分别与加热腔23、第二密封液体流道34相隔离，防止第二密封液体流道34内的冷却液进入加热腔23或者第三密封液体流道45，也避免第三密封液体流道45内的制冷剂进入加热腔23或者第二密封液体流道34。制冷剂进液连通管68的一端与第二制冷剂进口28的边沿密封连接，制冷剂进液连通管68的另一端与第一制冷剂进口18的边沿密封连接；制冷剂出液连通管69的一端与第二制冷剂出口29的边沿密封连接，制冷剂出液连通管69的另一端与第一制冷剂出口19的边沿密封连接，从而使第三密封液体流道45分别与第一密封液体流道12相隔离，防止第一密封液体流道12内的冷却液进入第三密封液体流道45，也避免第三密封液体流道45内的制冷剂进入第一密封液体流道12。从而，第一制冷剂进口18、制冷剂进液连通管68、第二制冷剂进口28、第三制冷剂进口38、第四制冷剂进口48、第三密封液体流道45、第四制冷剂出口49、第三制冷剂出口39、第二制冷剂出口29、制冷剂出液连通管69、第一制冷剂出口19形成流动通道，使制冷剂分别通过第一制冷剂进口18、第一制冷剂出口19与外界进行循环流通。

如图1、图5所示，位于最顶层的基本换热单元20还可以分别连通设有制冷剂进液管8、制冷剂出液管9、冷却液进液管6、冷却液出液管7；制冷剂进液管8的其中一端与第一壳体1的第一制冷剂进口18相连通，制冷剂出液管9的其中一端与第一壳体1的第一制冷剂出口19相连通；分别通过制冷剂进液管8和制冷剂出液管9与外界制冷系统相连接，例如压缩机，当需要制冷时，制冷剂从外界制冷系统进入制冷剂进液管8，进入第三密封液体流道45完成吸热，然后从冷却液出液管7流出。冷却液进液管6的其中一端与第一壳体1的第一冷却液进口16相连通，冷却液出液管7的其中一端与第一壳体1的第一冷却液出口17相连通；分别通过冷却液进液管6和冷却液出液管7与外界冷却液回路进行连接，例如外界冷却液回路为整车冷却液回路。

第一壳体1、第二壳体2、第三壳体3、第四壳体4、第五壳体5可以分别采用冲压工艺制成，结构紧凑，安装方便，提高生产效率。第一壳体1、第二壳体2、第三壳体3、第四壳体4、第五壳体5最好为金属材料，避免了现有PCT液体加热总成采用传统的压铸件结构复杂，无法避免内部卷气，长时间工作后，冷却液或者制冷剂容易产生泄露而导致的绝缘不良的问题。金属材料最好为铝，铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，是理想的热交换、散热材料。第一壳体1与第二壳体2之间、第二壳体2与第三壳体3之间、第三壳体3与第四壳体4之间、第四壳体4与第五壳体5之间最好采用钎焊或激光焊接成密封腔体，提高焊接可靠性。钎焊或激光焊属于常规的焊接方法，其中钎焊具有变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件等优点。激光焊的具有不需要真空室，焊接过程不产生X射线等优点。解决了传统的压铸件结构因其内部存在气孔导致零部件壁的强度降低，长时间工作后可能出现冷却液进入加热单元，致使产品带电，整车无法行驶的行业技术难题。

作为优选的实施例，制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10从上到下按照一定顺序堆叠连接设置的另外一种堆叠方式为：其设有加热区段和制冷区段，加热区段和制冷区段从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，其中制冷区段由制冷剂流道单元11与冷却液流道单元(相当于第一种集成芯体方式的第一冷却液流道单元13)从上到下依次交替堆叠连接设置，加热区段由其他冷却液流道单元(相当于第一种集成芯体方式的第二冷却液流道单元14)与PTC加热单元10从上到下依次交替堆叠连接设置，同时满足制冷剂流道单元11与PTC加热单元10彼此不相邻的条件。将制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10进行集成，从而降低现有布置空间节省连接管路数量，占用空间小，达到一个总成同时具有加热、制冷两种功能的目的，避免了目前市面上所有的加热器和chiller都是相对独立的两个总成，根据热管理系统架构通过管路将二者连通起来，所占用的空间大，管路布置及连通困难的弊端。作为进一步优选的实施例，该堆叠方式中的制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10分别与上述陈述的第一种堆叠方式的制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10的结构及进一步优选的结构、作用相同，在此不再累述。

制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10从上到下按照一定顺序堆叠连接设置的堆叠方式除了以上两种，还有许多种，只要满足制冷剂流道单元11与PTC加热单元10彼此不相邻的条件就可以，在此不再累述。

由图2、图6所示，本实用新型提供一种液体加热制冷换热总成，其设有盒状壳体15、及设置在所述盒状壳体15内的上述任一项所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体。盒状壳体15起到密封保温的作用，减少热量损失，提高功率密度。现有技术中的水箱壳体虽然为耐水解材料，但是和压铸件配合，高温工作耐久后，容易产生玻纤、色母析出等问题，造成融化泄露，引起局部高温，存在融化整车周围其它部件的风险。本实用新型通过液体加热制冷换热的集成芯体独特的堆叠结构设计，并安装在盒状壳体15内，代替现有技术压铸件和塑料水箱结构，有效降低融化泄露风险，提升绝缘可靠性。盒状壳体15可以为上盖板31、侧围板32、底板33围成的密封腔体结构，上述液体加热制冷换热的集成芯体设置在其内，制冷剂进液管8、制冷剂出液管9、冷却液进液管6、冷却液出液管7向上穿过上盖板31并伸出，侧围板32上安装有可拆卸的线路板盖35，打开线路板盖35，可方便安装或拆卸线路板22。为了提高PTC液体加热芯体与外界的密封效果，由图1、图3所示，制冷剂进液管8、制冷剂出液管9、冷却液进液管6、冷却液出液管7与上盖板31之间分别安装第一密封圈40，在液体加热制冷换热的集成芯体与侧围板32之间安装第二密封圈41。

位于最底层的基本换热单元20与盒状壳体15的底部之间安装设有控制器21，控制器21上设有IGBT晶体管22；控制器21通过导线与线路板24相连接，线路板24与PTC加热单元10的正负极相连接，形成控制器21与PTC加热包的内部导电回路。控制器21分别与高压连接器25、低压连接器30相连接，形成外部控制信号，低压控制电源和高压负载电源的外部导电回路，其中高压连接器25作为PTC液体加热芯体单元42负载的供电的连接器，低压连接器30为控制器21提供低压供电，并接收外部信号。IGBT晶体管22产生的热量向上传导至基本换热单元20内的冷却液，从而实现IGBT晶体管22的散热。高压连接器25、低压连接器30安装在盒状壳体15上。

本实用新型提供一种液体加热制冷换热的集成芯体及加热制冷换热总成，其制冷剂流道单元11、冷却液流道单元和PTC加热单元10从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，且制冷剂流道单元11与PTC加热单元10彼此不相邻；PTC加热单元10为其相邻的冷却液流道单元提供热量，制冷剂流道单元11从其相邻的冷却液流道单元吸收热量，从而降低现有布置空间节省连接管路数量，占用空间小，达到一个总成同时具有加热、制冷两种功能的目的。本实用新型主要针对电动汽车或新能源汽车热管理系统中液体加热器和chiller(或板式换热装置)进行集成的方案，主要涉及加热装置、换热结构、冷却液及制冷剂流通通道和电路控制部分，特别涉及一种具有加热、换热双重功能的芯体总成。

需要说明的是：

本实用新型制冷剂流道单元11，包括.第一冷却液流道单元13和第二冷却液流道单元14，以及基本换热单元20、液体加热芯体单元42均为装置。

本实用新型除了与外界制冷系统相连通，本实用新型制冷剂流道单元11的第三密封液体流道45还可以另外与外界需要加热的系统相连通，外界需要加热的系统包括换热器等。用户根据实际需要，选择加热或制冷。当需要加热时，同时开启PTC加热单元1和制冷剂流道单元11，将制冷剂流道单元11的第三密封液体流道45与外界需要加热的系统相连通，制冷剂从外界需要加热的系统管路进入第三密封液体流道45，完成吸热升温后，又回到外界需要加热的系统中，达到外界加热目的，该方式通常要加大PTC加热单元1的功率。

本实用新型制冷剂流道单元11除了从其相邻的冷却液流道单元吸收热量，还可以向其相邻的冷却液流道单元释放热量，用户可以根据的实际需要，选择通过输出冷却液或者制冷剂加热/冷却整车端。由于制冷剂流道单元11与冷却液流道单元彼此相邻，可以通过冷却液与制冷剂彼此之间的热量传递，来实现对输入的冷却液或者制冷剂进行加热/冷却。实现的方式至少有以下4种：

(1)当整车端需要加热，选择输出较高温度的冷却液达到升温的目的时，设置输入的冷却液温度低于输入的制冷剂温度，使得输入的冷却液从输入的制冷剂吸收热量，从而输出冷却液的温度升高，以此加热整车端，若仍达不到要求，可以同时启动PTC加热单元辅助加热提升输出冷却液的温度；

(2)当整车端需要加热，选择输出较高温度的制冷剂达到升温的目的时，设置输入的制冷剂温度低于输入的冷却液温度，使得输入的制冷剂从输入的冷却液吸收热量，从而输出的制冷剂温度升高，以此加热整车端；

(3)当整车端需要冷却时，选择输出较低温度的冷却液达到降温的目的时，设置输入的冷却液温度高于输入的制冷剂温度，使得输入的冷却液向输入的制冷剂释放热量，从而输出的冷却液温度降低，以此冷却整车端；

(4)当整车端需要冷却时，选择输出较低温度的制冷剂达到降温的目的时，设置输入的制冷剂温度高于输入的冷却液温度，使得输入的制冷剂向输入的冷却液释放热量，从而输出的制冷剂温度降低，以此冷却整车端。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液体加热制冷换热的集成芯体，其设有液体流道单元和PTC加热单元(10)，其特征在于，所述液体流道单元设有制冷剂流道单元(11)和冷却液流道单元，所述制冷剂流道单元(11)用于流通制冷剂，所述冷却液流道单元用于流通冷却液；所述制冷剂流道单元(11)、所述冷却液流道单元和所述PTC加热单元(10)的数量分别为一个或多个，所述制冷剂流道单元(11)、所述冷却液流道单元和所述PTC加热单元(10)从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，且所述制冷剂流道单元(11)与所述PTC加热单元(10)彼此不相邻。

2.根据权利要求1所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，所述冷却液流道单元包括第一冷却液流道单元(13)、第二冷却液流道单元(14)，所述PTC加热单元(10)包裹设置在所述第一冷却液流道单元(13)、所述第二冷却液流道单元(14)之间，所述第一冷却液流道单元(13)、所述PTC加热单元(10)和所述第二冷却液流道单元(14)从上到下依次堆叠连接设置，形成一组液体加热芯体单元(42)；所述液体加热芯体单元(42)的数量为一组或多组，所述液体加热芯体单元(42)、所述制冷剂流道单元(11)作为一个基本换热单元(20)从上到下依次交替堆叠连接设置。

3.根据权利要求2所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，所述第一冷却液流道单元(13)设有第一壳体(1)、第二壳体(2)，所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第一密封液体流道(12)，所述第一壳体(1)分别开设有第一冷却液进口(16)、第一冷却液出口(17)，所述第一密封液体流道(12)将来自所述第一冷却液进口(16)的所述冷却液引至所述第一冷却液出口(17)；所述第二壳体(2)分别开设有与所述第一密封液体流道(12)相连通的第二冷却液进口(26)、第二冷却液出口(27)；

所述第二冷却液流道单元(14)设有第三壳体(3)、第四壳体(4)，所述第三壳体(3)和所述第四壳体(4)从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第二密封液体流道(34)，所述第三壳体(3)分别开设有第三冷却液进口(36)、第三冷却液出口(37)，所述第二密封液体流道(34)将来自所述第三冷却液进口(36)的所述冷却液引至所述第三冷却液出口(37)；所述第二冷却液进口(26)与所述第三冷却液进口(36)相连通，所述第三冷却液出口(37)与所述第二冷却液出口(27)相连通；

所述第二壳体(2)和所述第三壳体(3)从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成加热腔(23)，所述PTC加热单元(10)安装在所述加热腔(23)内；

所述制冷剂流道单元(11)设有所述第四壳体(4)、第五壳体(5)，所述第四壳体(4)和所述第五壳体(5)从上到下堆叠设置，且两者之间相连接形成第三密封液体流道(45)，所述第三密封液体流道(45)设有第四制冷剂进口(48)和第四制冷剂出口(49)，所述第三密封液体流道(45)将来自所述第四制冷剂进口(48)的所述制冷剂引至所述第四制冷剂出口(49)；所述第三密封液体流道(45)分别与所述第一密封液体流道(12)、所述第二密封液体流道(34)相隔离。

4.根据权利要求3所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，其还设有制冷剂进液连通管(68)、制冷剂出液连通管(69)；所述第四壳体(4)还分别开设有所述第四制冷剂进口(48)、所述第四制冷剂出口(49)，所述制冷剂进液连通管(68)的一端与所述第四制冷剂进口(48)相连通，所述制冷剂进液连通管(68)的另一端向上先后穿过所述第三壳体(3)、所述第二壳体(2)、所述第一壳体(1)，所述制冷剂出液连通管(69)的一端与第四制冷剂出口(49)相连通，所述制冷剂出液连通管(69)的另一端向上先后穿过所述第三壳体(3)、所述第二壳体(2)、所述第一壳体(1)；所述第一冷却液进口(16)、所述第二冷却液进口(26)、所述第三冷却液进口(36)、所述第一密封液体流道(12)、所述第二密封液体流道(34)、及所述第三冷却液出口(37)、所述第二冷却液出口(27)、所述第一冷却液出口(17)形成第一流动通道；所述第四制冷剂进口(48)、所述制冷剂进液连通管(68)、所述第三密封液体流道(45)、所述第四制冷剂出口(49)、所述制冷剂出液连通管(69)形成第二流动通道，所述第一流动通道和所述第二流动通道相隔离。

5.根据权利要求4所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，所述基本换热单元(20)数量设置为多个，上下相邻的两个所述基本换热单元(20)采用并联堆叠连接设置；位于下方的所述基本换热单元(20)的所述制冷剂进液连通管(68)的另一端、所述制冷剂出液连通管(69)的另一端分别与位于上方的所述基本换热单元(20)的所述第三密封液体流道(45)相连通；位于下方的所述基本换热单元(20)的所述第一冷却液进口(16)、所述第一冷却液出口(17)分别与位于上方的所述基本换热单元(20)的所述第二密封液体流道(34)相连通。

6.根据权利要求5所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，所述第一壳体(1)、所述第二壳体(2)、所述第三壳体(3)、所述第四壳体(4)均为下端敞口的盖状结构，且均具有向下向外延伸的边沿；所述第一壳体(1)的边沿与所述第二壳体(2)的边沿密封连接形成所述第一密封液体流道(12)，所述第二壳体(2)的边沿与所述第三壳体(3)的边沿密封连接形成加热腔(23)，所述第三壳体(3)的边沿与所述第四壳体(4)的边沿密封连接形成所述第二密封液体流道(34)，所述第四壳体(4)的边沿与所述第五壳体(5)的边沿密封连接形成所述第三密封液体流道(45)；

所述第二冷却液进口(26)和所述第二冷却液出口(27)的边沿均向下凹陷，所述第三冷却液进口(36)和所述第三冷却液出口(37)的边沿均向上凸起，所述第二冷却液进口(26)的边沿与所述第三冷却液进口(36)的边沿密封连接，所述第二冷却液出口(27)的边沿与所述第三冷却液出口(37)的边沿密封连接；

上下相邻的两个所述基本换热单元(20)中，其中位于上方的所述基本换热单元(20)的所述第四壳体(4)开设有第四冷却液进口(46)和第四冷却液出口(47)，所述第五壳体开设有第五冷却液进口(56)和第五冷却液出口(57)；所述第四冷却液进口(46)和所述第四冷却液出口(47)的边沿均向下凹陷，所述第五冷却液进口(56)和所述第五冷却液出口(57)的边沿均向上凸起，所述第四冷却液进口(46)的边沿与所述第五冷却液进口(56)的边沿密封连接，所述第四冷却液出口(47)的边沿与所述第五冷却液出口(57)的边沿密封连接；

所述第一壳体(1)还分别开设有第一制冷剂进口(18)、第一制冷剂出口(19)，所述第二壳体(2)还分别开设有第二制冷剂进口(28)、第二制冷剂出口(29)，所述第三壳体(3)还分别开设有第三制冷剂进口(38)、第三制冷剂出口(39)；所述第二制冷剂进口(28)、所述第二制冷剂出口(29) 的边沿均向下凹陷，所述第三制冷剂进口(38)、所述第三制冷剂出口(39)、所述第四制冷剂进口(48)、所述第四制冷剂出口(49)的边沿均向上凸起，所述第二制冷剂进口(28)、所述第三制冷剂进口(38)、所述第四制冷剂进口(48)的边沿密封连接，所述第二制冷剂出口(29)、所述第三制冷剂出口(39)、所述第四制冷剂出口(49)的边沿密封连接；所述制冷剂进液连通管(68)的一端与所述第二制冷剂进口(28)的边沿密封连接，所述制冷剂进液连通管(68)的另一端与所述第一制冷剂进口(18)的边沿密封连接；所述制冷剂出液连通管(69)的一端与所述第二制冷剂出口(29)的边沿密封连接，所述制冷剂出液连通管(69)的另一端与所述第一制冷剂出口(19)的边沿密封连接。

7.根据权利要求6所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，位于最顶层的所述基本换热单元(20)还分别连通设有制冷剂进液管(8)、制冷剂出液管(9)、冷却液进液管(6)、冷却液出液管(7)；所述制冷剂进液管(8)的其中一端与所述第一壳体(1)的所述第一制冷剂进口(18)相连通，所述制冷剂出液管(9)的其中一端与所述第一壳体(1)的所述第一制冷剂出口(19)相连通；所述冷却液进液管(6)的其中一端与所述第一壳体(1)的所述第一冷却液进口(16)相连通，所述冷却液出液管(7)的其中一端与所述第一壳体(1)的所述第一冷却液出口(17)相连通。

8.根据权利要求3所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，所述第一壳体(1)、所述第二壳体(2)、所述第三壳体(3)、所述第四壳体(4)、所述第五壳体(5)分别采用冲压工艺制成。

9.根据权利要求1所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体，其特征在于，所述制冷剂流道单元(11)、所述冷却液流道单元和所述PTC加热单元(10)从上到下按照一定顺序堆叠连接设置的一种堆叠方式为：其设有加热区段和制冷区段，所述加热区段和所述制冷区段从上到下按照一定顺序堆叠连接设置，其中所述制冷区段由所述制冷剂流道单元(11)与所述冷却液流道单元从上到下依次交替堆叠连接设置，所述加热区段由其他所述冷却液流道单元与所述PTC加热单元(10)从上到下依次交替堆叠连接设置。

10.一种液体加热制冷换热总成，其特征在于，其设有盒状壳体(15)、及设置在所述盒状壳体(15)内的如权利要求1-9任一项所述的一种液体加热制冷换热的集成芯体。

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