CN215435922U - 车辆热管理系统和车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种车辆热管理系统和车辆,该车辆热管理系统包括发动机、尾气热吸收器、暖风芯体、第一水泵、第一四通阀以及第一流路;第一流路上设置有暖风芯体和第一水泵,尾气热吸收器用于吸收发动机尾气中的热量;尾气热吸收器的出口与第一四通阀的A口连接,第一四通阀的B口与发动机的入口连接,发动机的出口与第一流路的入口连接,第一流路的出口与第一四通阀的C口连接,第一四通阀的D口与尾气热吸收器的入口连接。通过控制第一四通阀的A口、B口、C口、D口之间的导通关系能够利用发动机和发动机尾气中的余热为乘员舱供暖或者利用发动机的余热为乘员舱供暖,实现了对发动机及发动机尾气中的热量的合理地规划和利用。
Description
技术领域
本公开涉及车辆热管理系统技术领域,具体地,涉及一种车辆热管理系统和使用该车辆热管理系统的车辆。
背景技术
对于燃油车或混动车而言,在发动机运行时,发动机会产生热量,发动机产生的热量将直接散发到外界大气中,而与此同时,乘员舱可能有采暖需求。也就是说,发动机产生的热量没有得到合理地规划和利用,增加了车辆热管理系统的能耗负担。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种车辆热管理系统和车辆,该车辆热管理系统能够合理利用发动机产生的热量,优化整车能耗。
为了实现上述目的,根据本公开的一个方面,本公开提供一种车辆热管理系统,包括发动机、尾气热吸收器、暖风芯体、第一水泵、第一四通阀以及第一流路;
所述第一流路上设置有所述暖风芯体和所述第一水泵,所述尾气热吸收器用于吸收发动机尾气中的热量;
所述尾气热吸收器的出口与所述第一四通阀的A口连接,所述第一四通阀的B口与所述发动机的入口连接,所述发动机的出口与所述第一流路的入口连接,所述第一流路的出口与所述第一四通阀的C口连接,所述第一四通阀的D口与所述尾气热吸收器的入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第二四通阀,所述第二四通阀的A口与所述第一流路的入口连接,所述第二四通阀的B口与所述第一四通阀的B口连接,所述第二四通阀的C口与所述发动机的出口连接,所述第二四通阀的D口与所述发动机的入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第二流路、第三四通阀,所述第二流路上设置有电机和/或电机控制器,所述第三四通阀的A口与所述第二流路的出口连接,所述第三四通阀的B口与所述第一流路的入口连接,所述第三四通阀的C口与所述第二四通阀的A口连接,所述第三四通阀的D口与所述第二流路的入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第一室外散热器、第二室外散热器、第二水泵以及第三水泵;
所述第三四通阀的D口通过所述第一室外散热器与所述第二流路的入口连接,所述第二水泵设置在所述第二流路上;
所述第二四通阀的D口通过所述第二室外散热器与所述发动机的入口连接,所述第三水泵设置在所述发动机的上游或所述发动机的下游或所述第二室外散热器与所述第二四通阀的D口之间的流路上。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第三流路和第四水泵,所述第三流路上设置有电池包,所述第三流路的第一口与所述第一四通阀的D口连接,所述第三流路的第二口与所述尾气热吸收器的入口连接,所述第四水泵设置在所述第三流路的第一口与所述第一四通阀的D口之间的流路上或者所述第三流路的第二口与所述尾气热吸收器的入口之间的流路上。
可选地,所述车辆热管理系统还包括压缩机、第三室外散热器、第一膨胀阀、换热器、第四四通阀以及第五水泵;
所述压缩机的出口通过所述第三室外散热器与所述第一膨胀阀的入口连接,所述第一膨胀阀的出口与所述换热器的制冷剂入口连接,所述换热器的制冷剂出口与所述压缩机的入口连接;
所述第四四通阀的A口与所述尾气热吸收器的入口连接,所述第四四通阀的B口与所述尾气热吸收器的出口连接,所述第四四通阀的C口与所述第一四通阀的A口连接,所述换热器的冷却液入口与所述第三流路的第一口和所述第一四通阀的D口连接,所述换热器的冷却液出口与所述第三流路的第二口和所述第四四通阀的D口连接,所述第五水泵设置在所述换热器的冷却液入口的上游或所述换热器的冷却液出口的下游。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第二膨胀阀和室内蒸发器,所述压缩机的出口还通过所述第三室外散热器与所述第二膨胀阀的入口连接,所述第二膨胀阀的出口与所述室内蒸发器的入口连接,所述室内蒸发器的出口与所述压缩机的入口连接。
可选地,所述换热器的制冷剂出口经由开关阀或单向阀与所述压缩机的入口连接。
可选地,所述第一流路上还设置有第一加热器,所述第三流路上还设置有第二加热器。
根据本公开的另一个方面,本公开还提供一种车辆,包括上述的车辆热管理系统。
通过上述技术方案,通过控制第一四通阀的A口、B口、C口、D口之间的导通关系能够使发动机、尾气热吸收器、暖风芯体、第一水泵串联成一个回路,或者发动机、暖风芯体、第一水泵串联成一个回路,从而利用发动机和发动机尾气中的余热为乘员舱供暖或者利用发动机的余热为乘员舱供暖,实现了对发动机及发动机尾气中的热量的合理地规划和利用,降低了车辆热管理系统的能耗负担。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图;
图2是本公开另一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图;
图3是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于发动机及尾气余热采暖模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图4是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于发动机余热采暖模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图5是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于尾气余热采暖模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图6是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于电机及电机控制器余热采暖模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图7是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于第一加热器加热暖风芯体模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图8是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于发动机散热模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图9是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于电机及电机控制器散热模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图10是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于发动机及尾气余热加热电池包模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图11是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于尾气余热加热电池包模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向;
图12是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于电池包冷却模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液和制冷剂的流动路径和流动方向;
图13是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于乘员舱制冷模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下制冷剂的流动路径和流动方向;
图14是本公开一种实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,车辆热管理系统处于第二加热器加热电池包模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷却液的流动路径和流动方向。
附图标记说明
1-发动机;2-尾气热吸收器;3-暖风芯体;4-第一水泵;5-第一四通阀;6-第一流路;7-第二流路;8-电机;9-电机控制器;10-第三四通阀;11-第二四通阀;12-第一室外散热器;13-第二室外散热器;14-第二水泵;15-第三水泵;16-第一加热器;17-第三流路;18-电池包;19-第四水泵;20-压缩机;21-第三室外散热器;22-第一膨胀阀;23-换热器;24-第四四通阀;25-第五水泵;26-第二膨胀阀;27-室内蒸发器;28-开关阀;29-第二加热器。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
如图1至图14所示,本公开提供一种车辆热管理系统,包括发动机1、尾气热吸收器2、暖风芯体3、第一水泵4、第一四通阀5以及第一流路6,第一流路6上设置有暖风芯体3和第一水泵4,尾气热吸收器2用于吸收发动机1尾气中的热量。其中,尾气热吸收器2的出口与第一四通阀5的A口连接,第一四通阀5的B口与发动机1的入口连接,发动机1的出口与第一流路6的入口连接,第一流路6的出口与第一四通阀5的C口连接,第一四通阀5的D口与尾气热吸收器2的入口连接。通过改变第一四通阀5的A口、B口、C口、D口之间的导通关系能够改变第一流路6的出口与发动机1的入口和尾气热吸收器2的入口之间的导通关系、以及发动机1的入口与尾气热吸收器2的出口之间的导通关系,以使发动机1和尾气热吸收器2能够与第一流路6串联成一个回路,或者发动机1与第一流路6串联成一个回路。
具体地,当第一四通阀5的A口和B口导通、C口和D口导通时,由于第一四通阀5的A口是与尾气热吸收器2的出口连接的,第一四通阀5的B口是与发动机1的入口连接的,第一四通阀5的C口是与第一流路6的出口连接的,第一四通阀5的D口是与尾气热吸收器2的入口连接的,使得尾气热吸收器2、发动机1、第一流路6依次串联成一个回路,第一流路6上的第一水泵4用于使冷却液在该回路中循环流动,此时本公开提供的车辆热管理系统处于发动机1及尾气余热采暖模式。当低温冷却液在流过尾气热吸收器2和发动机1时,能够吸收发动机1尾气中的热量和发动机1运行时所产生的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过向暖风芯体3吹风,可以使气流流过暖风芯体3并将高温冷却液的热量带入乘员舱中,实现利用发动机1和发动机1尾气中的热量为乘员舱供暖的目的。
当第一四通阀5的B口与C口导通时,由于第一四通阀5的B口是与发动机1的入口连接的,第一四通阀5的C口是与第一流路6的出口连接的,而发动机1的出口与第一流路6的入口连接,使得发动机1、第一流路6依次串联成一个回路,第一流路6上的第一水泵4用于使冷却液在该回路中循环流动,此时本公开提供的车辆热管理系统处于发动机1余热采暖模式。当低温冷却液在流过发动机1时,能够吸收发动机1运行时所产生的热量并变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过向暖风芯体3吹风,可以使气流流过暖风芯体3并将高温冷却液的热量带入乘员舱中,实现利用发动机1的热量为乘员舱供暖的目的。
通过上述技术方案,通过控制第一四通阀5的A口、B口、C口、D口之间的导通关系能够使发动机1、尾气热吸收器2、暖风芯体3、第一水泵4串联成一个回路,或者发动机1、暖风芯体3、第一水泵4串联成一个回路,从而利用发动机1和发动机1尾气中的余热为乘员舱供暖或者利用发动机1的余热为乘员舱供暖,实现了对发动机1及发动机1尾气中的热量的合理地规划和利用,降低了车辆热管理系统的能耗负担。
这里,尾气热吸收器2可以为任意能够吸收发动机1尾气中的热量的装置,本公开对此不作限定,例如,尾气热吸收器2可以为盘绕在发动机1尾气管上的吸热管,该吸热管中的冷却液能够与发动机1尾气管内的尾气发生热量交换;或者,发动尾气热吸收器2可以为板式换热器23,冷却液和发动机1尾气在板式换热器23中进行热量交换。
当车辆在低温环境中冷启动时,发动机1水温温度上升较慢,此时若乘员舱有采暖需求,为了先保证发动机1水温的上升,回收发动机1尾气中的热量为乘员舱采暖。为实现尾气余热采暖模式,可选地,车辆热管理系统还可以包括第二四通阀11,第二四通阀11的A口与第一流路6的入口连接,第二四通阀11的B口与第一四通阀5的B口连接,第二四通阀11的C口与发动机1的出口连接,第二四通阀11的D口与发动机1的入口连接。通过控制第二四通阀11进行换向,可以使尾气热吸收器2与第一流路6串联成一个回路,即,使从尾气热吸收器2流出的冷却液不经过发动机1而是直接流入第一流路6。
具体地,参照图5所示,当第一四通阀5的A口和B口导通、C口和D口导通,且第二四通阀11的A口和B口导通时,尾气热吸收器2与第一流路6串联成一个回路,第一流路6上的第一水泵4用于使冷却液在该回路中循环流动,此时本公开提供的车辆热管理系统处于尾气余热采暖模式。当低温冷却液在流过尾气热吸收器2时,能够吸收发动机1尾气中的热量并变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过向暖风芯体3吹风,可以使气流流过暖风芯体3并将高温冷却液的热量带入乘员舱中,实现利用发动机1尾气的热量为乘员舱供暖的目的。这样,当车辆在低温环境中冷启动时,若乘员舱有采暖需求,可以先使车辆处于尾气余热采暖模式,待发动机1水温上升到预设温度值后,再使车辆切换至发动机1及尾气余热采暖模式或发动机1余热采暖模式。
此外,当发动机1有散热需求而乘员舱没有采暖需求时,为了对发动机1进行散热冷却,如图1和图2所示,车辆热管理系统还可以包括第二室外散热器13和第三水泵15,第二四通阀11的D口可以通过第二室外散热器13与发动机1的入口连接,第三水泵15设置在发动机1的上游或发动机1的下游或第二室外散热器13与第二四通阀11的D口之间的流路上。这样,如图8所示,当第二四通阀11的C口与D口导通时,发动机1、第三水泵15、第二室外散热器13可以串联成一个回路,在发动机1处与发动机1换热后的冷却液可以通过第二室外散热器13将发动机1产生的热量散发到外界大气中,实现发动机1的散热冷却。
对于混动车而言,电机8可以将电能转化为机械能驱动车辆行驶,在电机8的运行过程中电机8和/或电机控制器9会产生热量,为对电机8和/或电机控制器9产生的热量加以利用,在本公开提供的车辆热管理系统中还可以包括第二流路7、第三四通阀10,第二流路7上设置有电机8和/或电机控制器9,第三四通阀10的A口与第二流路7的出口连接,第三四通阀10的B口与第一流路6的入口连接,第三四通阀10的C口与第二四通阀11的A口连接,第三四通阀10的D口与第二流路7的入口连接。
这样,当第一四通阀5的B口与C口导通,第二四通阀11的A口与B口导通,第三四通阀10的A口与B口导通、C口和D口导通时,第一流路6和第二流路7串联成一个回路,即,电机8和/或电机控制器9与暖风芯体3串联成一个回路,发动机1和尾气热吸收器2与暖风芯体3之间处于不导通状态。在第一水泵4的作用下,低温冷却液在电机8和/或电机控制器9处吸收热量并变为高温冷却液,该高温冷却液经由第三四通阀10的A和B口流入暖风芯体3,通过向暖风芯体3吹风,可以使气流流过暖风芯体3并将高温冷却液的热量带入乘员舱中,实现利用电机8和/或电机控制器9的热量为乘员舱供暖的目的。从暖风芯体3出口流出的低温冷却液依次经由第一四通阀5的C口和B口、第二四通阀11的B口和A口、第三四通阀10的C口和D口最终流回电机8和/或电机控制器9继续吸收热量。
此外,当电机8和/或电机控制器9有散热需求而乘员舱没有采暖需求时,为了对电机8和/或电机控制器9进行散热冷却,车辆热管理系统还可以包括第一室外散热器12和第二水泵14,第三四通阀10的D口通过第一室外散热器12与第二流路7的入口连接,第二水泵14设置在第二流路7上。如图9所示,当第三四通阀10的A口与D口导通时,电机8和/或电机控制器9、第二水泵14、第一室外散热器12可以串联成一个回路,在电机8和/或电机控制器9处与电机8和/或电机控制器9换热后的冷却液可以通过第一室外散热器12将电机8和/或电机控制器9产生的热量散发到外界大气中,实现电机8和/或电机控制器9的散热冷却。
这里,需要说明的是,上述第一室外散热器12和第二室外散热器13可以为同一散热器,也可以为不同的散热器,本公开对此不作限定。对于第一室外散热器12和第二室外散热器13为同一散热器的实施例而言,该散热器的内部可以设置有两条独立的冷却液散热流道。
可选地,第一流路6上还可以设置有第一加热器16,这样在利用发动机1和/或发动机1尾气中的热量为乘员舱供暖,或者在利用电机8和/或电机控制器9的热量为乘员舱供暖时,可以通过开启第一加热器16进一步提高冷却液的温度,为乘员舱采暖提供额外的热量。此外,当第一四通阀5的B口与C口导通,第二四通阀11的A口与B口导通,第三四通阀10的B口与C口导通时,如图7所示,车辆热管理系统也可以具有第一加热器16加热乘员舱模式,在该模式下,第一加热器16加热冷却液并使加热后的冷却液在暖风芯体3处向乘员舱放热,实现乘员舱的采暖。
对于混动车而言,电池包18在工作过程中也会有加热需求,为实现电池包18的加热,使电池包18的温度能够始终保持在其适宜的工作温度范围内,在本公开提供的一种实施方式中,车辆热管理系统还可以包括第三流路17和第四水泵19,第三流路17上设置有电池包18,第三流路17的第一口与第一四通阀5的D口连接,第三流路17的第二口与尾气热吸收器2的入口连接,第四水泵19设置在第三流路17的第一口与第一四通阀5的D口之间的流路上或者第三流路17的第二口与尾气热吸收器2的入口之间的流路上。当第一四通阀5的A口和B口导通、C口和D口导通时,如图10所示,发动机1、尾气热吸收器2、第一流路6以及电池包18串联成一个回路,这样在发动机1和尾气热吸收器2吸热后的高温冷却液可以用于加热电池包18,提高电池包18的温度。当第一四通阀5的A口和D口导通时,如图11所示,尾气热吸收器2、第一流路6以及电池包18串联成一个回路,这样可以实现利用发动机1尾气中的热量为电池包18加热。当车辆在低温环境中冷启动时,若电池包18有加热需求,可以先利用发动机1尾气中的热量加热电池包18,使冷却液不流过发动机1,待发动机1水温上升到预设温度值后,再使冷却液流过发动机1及尾气热吸收器2,利用发动机1和发动机1尾气中的热量一同为电池包18加热。
需要说明的是,在利用发动机1和发动机1尾气中的热量,或者利用发动机1尾气中的热量为电池包18加热的情况下,若乘员舱没有采暖需求,则可以不向暖风芯体3吹风,也就是说,冷却液虽然流过第一流路6中的暖风芯体3,但不在暖风芯体3处散发热量,此时暖风芯体3作为通流流道使用。
此外,电池包18在工作过程中可能会有冷却需求,为实现电池包18的冷却,作为一种实施方式,车辆热管理系统还可以包括压缩机20、第三室外散热器21、第一膨胀阀22、换热器23、第四四通阀24以及第五水泵25;压缩机20的出口通过第三室外散热器21与第一膨胀阀22的入口连接,第一膨胀阀22的出口与换热器23的制冷剂入口连接,换热器23的制冷剂出口与压缩机20的入口连接;第四四通阀24的A口与尾气热吸收器2的入口连接,第四四通阀24的B口与尾气热吸收器2的出口连接,第四四通阀24的C口与第一四通阀5的A口连接,换热器23的冷却液入口与第三流路17的第一口和第一四通阀5的D口连接,换热器23的冷却液出口与第三流路17的第二口和第四四通阀24的D口连接,第五水泵25设置在换热器23的冷却液入口的上游或换热器23的冷却液出口的下游。
第四四通阀24和第一四通阀5可以断开电池包18与尾气热吸收器2以及第一流路6之间的连通关系,使得电池包18能够与换热器23串联成一个冷却液回路,如图12所示,电池包18与换热器23串联成一个冷却液回路,压缩机20、第三室外散热器21、第一膨胀阀22、换热器23串联成一个制冷剂回路,压缩机20出口排出的高温高压的气态制冷剂通过第三室外散热器21向外界散发量,使得第三室外散热器21的出口流出中温制冷剂,该中温制冷剂经过第一膨胀阀22节流降压后变为低温制冷剂进入换热器23中,低温制冷剂在换热器23中吸收在电池包18处吸热后的高温冷却液的热量,使得换热器23的冷却液出口流出低温冷却液,该低温冷却液在流过电池包18时能够继续吸收电池包18的热量,实现电池包18的冷却降温。
可选地,为实现乘员舱的制冷,车辆热管理系统还可以包括第二膨胀阀26和室内蒸发器27,压缩机20的出口还通过第三室外散热器21与第二膨胀阀26的入口连接,第二膨胀阀26的出口与室内蒸发器27的入口连接,室内蒸发器27的出口与压缩机20的入口连接。当第一膨胀阀22关闭且第二膨胀阀26开启时,如图13所示,压缩机20、第三室外散热器21、第二膨胀阀26和室内蒸发器27串联成一个制冷剂回路,压缩机20出口排出的高温高压的气态制冷剂通过第三室外散热器21向外界散发量,使得第三室外散热器21的出口流出中温制冷剂,该中温制冷剂经过第二膨胀阀26节流降压后变为低温制冷剂进入室内蒸发器27中,该低温制冷剂在室内蒸发器27中吸收乘员舱内的热量,实现乘员舱的制冷。当第一膨胀阀22和第二膨胀阀26均开启时,从第三室外散热器21的制冷剂出口流出的制冷剂分为两股,一股经由第一膨胀阀22进入换热器23中,另一股经由第二膨胀阀26进入室内蒸发器27中,这样可以同时实现乘员舱制冷和电池包18降温。
由于室内蒸发器27的出口和换热器23的制冷剂出口均与压缩机20的入口连接,为了避免室内蒸发器27的出口流出的制冷剂倒流回到换热器23中,可选地,换热器23的制冷剂出口经由开关阀28或单向阀与压缩机20的入口连接。
这里,需要说明的是,第一室外散热器12、第二室外散热器13、第三室外散热器21可以为同一散热器,也可以为不同的散热器,本公开对此不作限制。对于第一室外散热器12、第二室外散热器13、第三室外散热器21可以为同一散热器的情况而言,该散热器内部可以设置有两条独立的冷却液散热流道、以及与该两条冷却液散热流道相互独立的制冷剂散热流道。
可选地,第三流路17上还可以设置有第二加热器29,这样,如图10和图11所示,在利用发动机1和发动机1尾气的热量或者在利用发动机1尾气的热量为电池包18加热时,通过开启第二加热器29可以进一步提高冷却液的温度,为加热电池包18提供额外的热量。如图14所示,在第四四通阀24和第一四通阀5可以断开电池包18与尾气热吸收器2以及第一流路6之间的连通关系,且第一膨胀阀22处于关闭状态时,电池包18、第二加热器29、第五水泵25、换热器23串联成一个回路,此时电池包18可以仅由第二加热器29提供的热量加热。
为便于理解,下面将以图1中的实施例为例,结合图3到图14来描述本公开提供的车辆热管理系统的主要工作模式下的循环过程及原理。
模式一:发动机1及尾气余热采暖模式。如图3所示,在该模式下,第一四通阀5的A口与B口导通、C口与D口导通,第二四通阀11的A与C口导通、B口与D口导通,第三四通阀10的B口与C口导通,第四四通阀24的A口与D口导通、B口与C口导通,以使尾气热吸收器2、第三水泵15、第二室外散热器13、发动机1、暖风芯体3、第一加热器16、第一水泵4、第五水泵25、换热器23串联成一个回路。低温冷却液在尾气热吸收器2和发动机1处吸收发动机1尾气和发动机1的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过暖风芯体3将热量散发到乘员舱中,实现利用发动机1和发动机1尾气中的热量为乘员舱供暖。在该模式下,若开启第一加热器16,则第一加热器16能够进一步提高冷却液的温度,为乘员舱提供额外的热量。此外,需要说明的是,在该模式下,虽然冷却液流经第二室外散热器13,但可以不向第二室外散热器13吹风,以使冷却液不在第二室外散热器13处散失热量;另外虽然冷却液还流经换热器23,但换热器23此时无制冷剂流入,即,冷却液在换热器23中不与制冷剂发生热量交换,此时换热器23作为通流流道使用。
模式二:发动机1余热采暖模式。如图4所示,在该模式下,第一四通阀5的B口与C口导通,第二四通阀11的A与C口导通、B口与D口导通,第三四通阀10的B口与C口导通,以使发动机1、暖风芯体3、第一加热器16、第一水泵4、第三水泵15、第二室外散热器13串联成一个回路。低温冷却液在发动机1处吸收发动机1的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过暖风芯体3将热量散发到乘员舱中,实现利用发动机1的热量为乘员舱供暖。在该模式下,若开启第一加热器16,则第一加热器16能够进一步加热冷却液的温度,为乘员舱提供额外的热量。此外,需要说明的是,在该模式下,虽然冷却液流经第二室外散热器13,但可以不向第二室外散热器13吹风,以使冷却液不在第二室外散热器13处散失热量。
模式三:尾气余热采暖模式。如图5所示,在该模式下,第一四通阀5的A口与B口导通、C口与D口导通,第二四通阀11的A与B口导通,第三四通阀10的B口与C口导通,第四四通阀24的A口与D口导通、B口与C口导通,以使,尾气热吸收器2、暖风芯体3、第一加热器16、第一水泵4、第五水泵25、换热器23串联成一个回路。低温冷却液在尾气热吸收器2处吸收发动机1尾气中的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过暖风芯体3将热量散发到乘员舱中,实现利用发动机1尾气中的热量为乘员舱供暖。在该模式下,若开启第一加热器16,则第一加热器16能够进一步加热冷却液的温度,为乘员舱提供额外的热量。此外,需要说明的是,在该模式下,虽然冷却液流经换热器23,但换热器23此时无制冷剂流入,即,冷却液在换热器23中不与制冷剂发生热量交换,此时换热器23作为通流流道使用。
模式四:电机8及电机控制器9余热采暖模式。如图6所示,在该模式下,第一四通阀5的B口与C口导通,第二四通阀11的A与B口导通,第三四通阀10的A口与B口导通、C口与D口导通,以使电机8、电机控制器9、暖风芯体3、第一加热器16、第一水泵4、第一室外散热器12、第二水泵14串联成一个回路。低温冷却液在电机8和电机控制器9处吸收电机8和电机控制器9的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过暖风芯体3时,通过暖风芯体3将热量散发到乘员舱中,实现利用电机8和电机控制器9的热量为乘员舱供暖。在该模式下,若开启第一加热器16,则第一加热器16能够进一步加热冷却液的温度,为乘员舱提供额外的热量。此外,需要说明的是,在该模式下,虽然冷却液流经第一室外散热器12,但可以不向第一室外散热器12吹风,以使冷却液不在第一室外散热器12处散失热量。
模式五:第一加热器16加热暖风芯体3模式。如图7所示,在该模式下,第一四通阀5的B口与C口导通,第二四通阀11的A与B口导通,第三四通阀10的B口与C口导通,以使暖风芯体3、第一加热器16、第一水泵4串联成一个回路,第一加热器16将流过其的冷却液加热为高温冷却液,该高温冷却液流过暖风芯体3,并通过暖风芯体3将热量散发到乘员舱中,实现乘员舱的采暖。
模式六:发动机1散热模式。如图8所示,在该模式下,第二四通阀11的C口与D口导通,以使发动机1、第三水泵15、第二室外散热器13串联成一个回路,当低温冷却液流过发动机1时能够吸收发动机1的热量变为高温冷却液,该高温冷却液流入第二室外散热器13中,通过向第二室外散热器13吹风能够使第二室外散热器13中的高温冷却液与外界大气发生热量交换,将热量散发到外界大气中,进而使第二室外散热器13的出口流出低温冷却液,该低温冷却液能够继续冷却发动机1。
模式七:电机8和电机控制器9散热模式。如图9所示,在该模式下,第三四通阀10的A口与D口导通,以使电机8、电机控制器9、第一室外散热器12、第二水泵14串联成一个回路,当低温冷却液流过电机8和电机控制器9时能够吸收电机8和电机控制器9的热量变为高温冷却液,该高温冷却液流入第一室外散热器12中,通过向第一室外散热器12吹风能够使第一室外散热器12中的高温冷却液与外界大气发生热量交换,将热量散发到外界大气中,进而使第一室外散热器12的出口流出低温冷却液,该低温冷却液能够继续冷却电机8和电机控制器9。
模式八:发动机1及尾气余热加热电池包18模式。如图10所示,在该模式下,第一四通阀5的A口与B口导通、C口与D口导通,第二四通阀11的A与C口导通、B口与D口导通,第三四通阀10的B口与C口导通,第四四通阀24的A口与D口导通、B口与C口导通,以使尾气热吸收器2、第三水泵15、第二室外散热器13、发动机1、暖风芯体3、第一加热器16、第一水泵4、第二加热器29、电池包18、第四水泵19串联成一个回路。低温冷却液在尾气热吸收器2和发动机1处吸收发动机1尾气和发动机1的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过电池包18时能够向电池包18放热,实现电池包18的加热。在该模式下,可以开启第一加热器16和/或第二加热器29,进一步提高冷却液的温度,为电池包18加热提供额外的热量,另外,若向暖风芯体3吹风,也可以使高温冷却液在暖风芯体3处向乘员舱散热,同时实现乘员舱采暖和电池包18加热。此外,需要说明的是,在该模式下,冷却液虽然流经第二室外散热器13,但可以不向第二室外散热器13吹风,以使冷却液不在第二室外散热器13处散失热量。
模式九:尾气余热加热电池包18模式。如图11所示,在该模式下,第一四通阀5的A口与D口导通,第四四通阀24的A口与D口导通、B口与C口导通,以使尾气热吸收器2、第二加热器29、电池包18、第四水泵19串联成一个回路,低温冷却液在尾气热吸收器2处吸收发动机1尾气的热量变为高温冷却液,该高温冷却液在流过电池包18时能够向电池包18放热,实现电池包18的加热。在该模式下,可以开启第二加热器29,进一步提高冷却液的温度,为电池包18加热提供额外的热量。
模式十:电池包18冷却模式。如图12所示,在该模式下,第一四通阀5的A口、B口、C口、D口以及第四四通阀24的A口、B口、C口、D口可以处于断开状态,第一膨胀阀22开启,开关阀28开启,第二膨胀阀26关闭,压缩机20、第三室外散热器21、第一膨胀阀22、换热器23、开关阀28串联成一个制冷剂回路,电池包18、第二加热器29、第五水泵25、换热器23串联成一个冷却液回路。压缩机20出口排出的高温高压的气态制冷剂通过第三室外散热器21向外界散发量,使得第三室外散热器21的出口流出中温制冷剂,该中温制冷剂经过第一膨胀阀22节流降压后变为低温制冷剂进入换热器23中,低温制冷剂在换热器23中吸收在电池包18处吸热后的高温冷却液的热量,使得换热器23的冷却液出口流出低温冷却液,该低温冷却液在流过电池包18时能够继续吸收电池包18的热量,实现电池包18的冷却降温。
模式十一:乘员舱制冷模式。如图13所示,在该模式下,第一膨胀阀22关闭,第二膨胀阀26开启,压缩机20、第三室外散热器21、第二膨胀阀26、室内蒸发器27串联成一个制冷剂回路。压缩机20出口排出的高温高压的气态制冷剂通过第三室外散热器21向外界散发量,使得第三室外散热器21的出口流出中温制冷剂,该中温制冷剂经过第二膨胀阀26节流降压后变为低温制冷剂进入室内蒸发器27中,该低温制冷剂在室内蒸发器27中吸收乘员舱内的热量,实现乘员舱的制冷。需要说明的是,在该模式下也可以开启第一膨胀阀22,从而实现电池包18冷却和乘员舱制冷的混联模式。
模式十二:第二加热器29加热电池包18模式。如图14所示,在该模式下,第一四通阀5的A口、B口、C口、D口以及第四四通阀24的A口、B口、C口、D口可以处于断开状态,电池包18、第二加热器29、第五水泵25、换热器23串联成一个回路。第二加热器29加热流经其的冷却液,被加热后的冷却液在流经电池包18时,向电池包18放热,实现电池包18的加热。需要说明的是,在该模式下,虽然冷却液流过换热器23,但换热器23中无制冷剂流入,也就是说,冷却液在换热器23中不发生热量交换,此时换热器23作为通流流道使用。
需要说明的是,上述模式为本公开提供车辆热管理系统的主要工作模式,对于本公开未提及的工作模式,但能够通过本公开提供的车辆热管理系统能够实现的工作模式也属于本公开的保护范围。
根据本公开的另一个方面,提供一种车辆,包括上述的车辆热管理系统。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种车辆热管理系统,其特征在于,包括发动机(1)、尾气热吸收器(2)、暖风芯体(3)、第一水泵(4)、第一四通阀(5)以及第一流路(6);
所述第一流路(6)上设置有所述暖风芯体(3)和所述第一水泵(4),所述尾气热吸收器(2)用于吸收发动机尾气中的热量;
所述尾气热吸收器(2)的出口与所述第一四通阀(5)的A口连接,所述第一四通阀(5)的B口与所述发动机(1)的入口连接,所述发动机(1)的出口与所述第一流路(6)的入口连接,所述第一流路(6)的出口与所述第一四通阀(5)的C口连接,所述第一四通阀(5)的D口与所述尾气热吸收器(2)的入口连接。
2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括第二四通阀(11),所述第二四通阀(11)的A口与所述第一流路(6)的入口连接,所述第二四通阀(11)的B口与所述第一四通阀(5)的B口连接,所述第二四通阀(11)的C口与所述发动机(1)的出口连接,所述第二四通阀(11)的D口与所述发动机(1)的入口连接。
3.根据权利要求2所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括第二流路(7)、第三四通阀(10),所述第二流路(7)上设置有电机(8)和/或电机控制器(9),所述第三四通阀(10)的A口与所述第二流路(7)的出口连接,所述第三四通阀(10)的B口与所述第一流路(6)的入口连接,所述第三四通阀(10)的C口与所述第二四通阀(11)的A口连接,所述第三四通阀(10)的D口与所述第二流路(7)的入口连接。
4.根据权利要求3所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括第一室外散热器(12)、第二室外散热器(13)、第二水泵(14)以及第三水泵(15);
所述第三四通阀(10)的D口通过所述第一室外散热器(12)与所述第二流路(7)的入口连接,所述第二水泵(14)设置在所述第二流路(7)上;
所述第二四通阀(11)的D口通过所述第二室外散热器(13)与所述发动机(1)的入口连接,所述第三水泵(15)设置在所述发动机(1)的上游或所述发动机(1)的下游或所述第二室外散热器(13)与所述第二四通阀(11)的D口之间的流路上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括第三流路(17)和第四水泵(19),所述第三流路(17)上设置有电池包(18),所述第三流路(17)的第一口与所述第一四通阀(5)的D口连接,所述第三流路(17)的第二口与所述尾气热吸收器(2)的入口连接,所述第四水泵(19)设置在所述第三流路(17)的第一口与所述第一四通阀(5)的D口之间的流路上或者所述第三流路(17)的第二口与所述尾气热吸收器(2)的入口之间的流路上。
6.根据权利要求5所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括压缩机(20)、第三室外散热器(21)、第一膨胀阀(22)、换热器(23)、第四四通阀(24)以及第五水泵(25);
所述压缩机(20)的出口通过所述第三室外散热器(21)与所述第一膨胀阀(22)的入口连接,所述第一膨胀阀(22)的出口与所述换热器(23)的制冷剂入口连接,所述换热器(23)的制冷剂出口与所述压缩机(20)的入口连接;
所述第四四通阀(24)的A口与所述尾气热吸收器(2)的入口连接,所述第四四通阀(24)的B口与所述尾气热吸收器(2)的出口连接,所述第四四通阀(24)的C口与所述第一四通阀(5)的A口连接,所述换热器(23)的冷却液入口与所述第三流路(17)的第一口和所述第一四通阀(5)的D口连接,所述换热器(23)的冷却液出口与所述第三流路(17)的第二口和所述第四四通阀(24)的D口连接,所述第五水泵(25)设置在所述换热器(23)的冷却液入口的上游或所述换热器(23)的冷却液出口的下游。
7.根据权利要求6所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述车辆热管理系统还包括第二膨胀阀(26)和室内蒸发器(27),所述压缩机(20)的出口还通过所述第三室外散热器(21)与所述第二膨胀阀(26)的入口连接,所述第二膨胀阀(26)的出口与所述室内蒸发器(27)的入口连接,所述室内蒸发器(27)的出口与所述压缩机(20)的入口连接。
8.根据权利要求7所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述换热器(23)的制冷剂出口经由开关阀(28)或单向阀与所述压缩机(20)的入口连接。
9.根据权利要求5所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述第一流路(6)上还设置有第一加热器(16),所述第三流路(17)上还设置有第二加热器(29)。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-9中任一项所述的车辆热管理系统。
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