CN215451548U - 车辆热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种车辆热管理系统及车辆。该车辆热管理系统包括压缩机、第一换热器、第一膨胀阀、动力电池、第一水泵和室外散热器,压缩机的出口与第一换热器的冷媒入口连接,第一换热器的冷媒出口与第一膨胀阀的入口连接,第一膨胀阀的出口与动力电池的入口连接,动力电池的出口与压缩机的入口连接,第一换热器的冷却液出口与第一水泵的入口连接,第一水泵的出口与室外散热器的入口连接,室外散热器的出口与第一换热器的冷却液入口连接。上述的车辆热管理系统能够通过冷媒直接对动力电池进行冷却,冷却过程中换热环节少,冷却效率高,从而保证动力电池能够在适合温度范围内工作。
Description
技术领域
本公开涉及车辆热管理领域,具体地,涉及一种车辆热管理系统及车辆。
背景技术
车辆、尤其是在电动车辆和混合动力车辆中,动力电池作为车辆最重要的动力来源,对车辆的行驶续航、行车稳定性和安全性起着至关重要的作用。动力电池在使用过程中会产生热量而导致温度升高,而动力电池长时间在过高的温度中运行,会造成其性能下降且寿命缩短。在相关技术中,车辆热管理系统通常会设置有用于对动力电池冷却的电池冷却回路,通过电池冷却回路中的冷却液与空调系统中的冷媒发生热交换,以实现利用空调系统的冷量间接冷却动力电池。但这种动力电池的冷却方式中间换热过程多,冷却效率低,使得动力电池在过高温度中运行时间长,从而性能下降且寿命缩短。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种车辆热管理系统及车辆,以解决相关技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的,本公开提供一种车辆热管理系统,包括压缩机、第一换热器、第一膨胀阀、动力电池、第一水泵和室外散热器;
所述压缩机的出口与所述第一换热器的冷媒入口连接,所述第一换热器的冷媒出口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动力电池的入口连接,所述动力电池的出口与所述压缩机的入口连接;
所述第一换热器的冷却液出口与所述第一水泵的入口连接,所述第一水泵的出口与所述室外散热器的入口连接,所述室外散热器的出口与所述第一换热器的冷却液入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第二水泵、第二换热器、第二膨胀阀以及冷却液加热模块;
所述压缩机的出口还与所述动力电池的入口连接,且所述压缩机的出口能够与所述第一换热器的冷媒入口选择性导通或截止以及与所述动力电池的入口选择性导通或截止,所述动力电池的出口还与所述第二膨胀阀的入口连接,且所述动力电池包的出口能够与所述压缩机的入口选择性导通或截止以及与所述第二膨胀阀的入口选择性导通或截止,所述第二膨胀阀的出口与所述第二换热器的冷媒入口连接,所述第二换热器的冷媒出口与所述压缩机的入口连接;
所述第二换热器的冷却液出口与所述第二水泵的入口连接,所述第二水泵的出口与所述冷却液加热模块的入口连接,所述冷却液加热模块的出口与所述第二换热器的冷却液入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第一三通阀,所述第一三通阀的A口与所述压缩机的出口连接,所述第一三通阀的B口与所述动力电池的入口连接,所述第一三通阀的C口与所述第一换热器的冷媒入口连接;或者,
所述车辆热管理系统还包括第一开关阀和第二开关阀,所述压缩机的入口经由所述第一开关阀与所述动力电池的入口连接,并经由第二开关阀与所述第一换热器的冷媒入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第二三通阀,所述第二三通阀的A口与所述动力电池的出口连接,所述第二三通阀的B口与所述第二膨胀阀的入口连接,所述第二三通阀的C口与所述压缩机的入口连接;或者,
所述车辆热管理系统还包括第三开关阀和第四开关阀,所述动力电池的出口经由所述第三开关阀与所述第二膨胀阀的入口连接,并经由所述第四开关阀与所述压缩机的入口连接。
可选地,所述第一换热器的冷媒出口还与所述第二膨胀阀的入口连接,所述车辆热管理系统还包括第一室内换热器、第三三通阀以及第四三通阀;
所述第二水泵的出口与所述第三三通阀的A口连接,所述第三三通阀的B口与所述冷却液加热模块的入口连接,所述第三三通阀的C口与所述第一室内换热器的入口连接,所述第一室内换热器的出口与所述第四三通阀的A口连接,所述第四三通阀的B口与所述冷却液加热模块的出口连接,所述第四三通阀的C口与所述第二换热器的冷却液入口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第二室内换热器、第一四通阀、第二四通阀以及第三四通阀;
所述第一水泵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口与所述冷却液加热模块的入口连接,所述第一四通阀的C口与所述第三三通阀的B口连接,所述第一四通阀的D口与所述第二四通阀的D口连接;
所述第二四通阀的A口与所述冷却液加热模块的出口连接,所述第二四通阀的B口与室外散热器的入口连接,所述第二四通阀的C口与所述第二室内换热器的入口连接,所述第二室内换热器的出口与所述第三四通阀的B口连接;
所述第三四通阀的A口与所述第一换热器的冷却液入口连接,所述第三四通阀的C口与所述室外散热器的出口连接,所述第三四通阀的D口与所述第四三通阀的B口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第三水泵,所述第三四通阀的D口与所述第三水泵的入口连接,所述第三水泵的出口与所述第四三通阀的B口连接。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第五三通阀,所述第五三通阀的A口与所述第一换热器的冷却液入口连接,所述第五三通阀的B口与所述第三四通阀的A口连接,所述第一水泵的入口还与所述第五三通阀的C口连接,且所述第一水泵的入口能够与所述第一换热器的冷却液出口选择性导通或截止以及与所述第五三通阀的C口选择性导通或截止。
可选地,所述车辆热管理系统还包括第三水泵,所述第三四通阀的D口与所述第三水泵的入口连接,所述第三水泵的出口与所述第四三通阀的B口连接,所述车辆热管理系统还包括补液罐和第四四通阀;
所述第四四通阀的A口与所述第一换热器的冷却液出口连接,所述第四四通阀的B口与所述第一水泵的入口连接,所述第四四通阀的C口与所述第五三通阀的C口连接;
所述补液罐的第一补液口与所述第四四通阀的D口连接,所述补液罐的第二补液口与所述第二水泵的入口连接,所述补液罐的第三补液口与所述第三水泵的入口连接,所述补液罐的第四补液口与所述第五三通阀的B口到所述第三四通阀的A口之间的流路、所述第二换热器的冷却液入口到所述第四三通阀的C口之间的流路、以及所述第三三通阀的B口到所述第一四通阀的C口之间的流路连接。
可选地,所述冷却液加热模块包括加热器、充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的至少一者。
可选地,所述车辆热管理系统还包括气液分离器,所述气液分离器设置在所述压缩机的入口处。
本公开还提供了一种车辆,包括上述的车辆热管理系统。
通过上述技术方案,压缩机、第一换热器、第一膨胀阀和动力电池串联成一个冷媒回路,第一换热器、第一水泵和室外散热器串联成一个冷却液回路。冷媒回路中的冷媒可以直接流经动力电池以吸收动力电池的热量。由于冷媒直接流经动力电池并吸收动力电池的热量,减少了热量传递环节,换热效率高,能够提高对动力电池的冷却效率,保证动力电池在合适的温度范围内运行。
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是本公开一种示例性实施方式提供的车辆热管理系统的流路图;
图2是本公开另一种示例性实施方式提供的车辆热管理系统的流路图;
图3是本公开一种示例性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动力电池冷却模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图4是本公开一种示例性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动力电池加热模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图5是本公开一种示例性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利用空调的乘员舱制冷模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图6是本公开一种示例性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利用空调的乘员舱制冷及动力电池冷却模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图7是本公开一种示例性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利用空调的乘员舱采暖及动力电池冷却模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图8是本公开一种示例性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利用空调的乘员舱采暖及动力电池加热模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图9是本公开一种示例性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除湿模式,图中的粗实线和箭头表示该模式下冷媒和冷却液的流动路径和流动方向;
图10是本公开一种示例性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11是本公开一种示例性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利用室外散热器的乘员舱制冷模式,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是本公开一种示例性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利用冷却液加热模块的乘员舱采暖模式,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13是本公开一种示例性实施方式提供的车辆热管理系统的流路图,其中,图中的粗实线表示补液罐和第一水泵、第二水泵以及第三水泵的连接路径;
图14是本公开一种示例性实施方式提供的车辆热管理系统的冷媒集成模块的流路图;
图15是本公开一种示例性实施方式提供的车辆热管理系统的冷却液集成模块的流路图;
图16是本公开一种示例性实施方式提供的车辆热管理系统的冷媒集成模块和冷却液集成模块的连接示意图。
附图标记说明
10-压缩机;11-补液罐;12-气液分离器;13-动力电池;14-单向阀;21-第一换热器;22-第二换热器;23-第一室内换热器;24-第二室内换热器;31-第一膨胀阀;32-第二膨胀阀;41-第一水泵;42-第二水泵;43-第三水泵;5-室外散热器;6-冷却液加热模块;71-第一三通阀;72-第二三通阀;73-第三三通阀;74-第四三通阀;75-第五三通阀;81-第一开关阀;82-第二开关阀;83-第三开关阀;84-第四开关阀;91-第一四通阀;92-第二四通阀;93-第三四通阀;94-第四四通阀;15-冷媒集成模块;151-第一冷媒接口;152-第二冷媒接口;153-第三冷媒接口;154-第四冷媒接口;155-第五冷媒接口;156-第六冷媒接口;157-第七冷媒接口;158-第八冷媒接口;16-冷却液集成模块;161-第一冷却液接口;162-第二冷却液接口;163-第三冷却液接口;164-第四冷却液接口;165-第五冷却液接口;166-第六冷却液接口;167-第七冷却液接口;168-第八冷却液接口;169-第九冷却液接口;1610-第十冷却液接口;1611-第十一冷却液接口;1612-第十二冷却液接口。
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。
在本公开中,需要说明的是,使用的术语如“连接”可以是直接连接也可以是间接连接,使用的术语如“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素,不具有顺序性和重要性。另外,在参考附图的描述中,不同附图中的同一标记表示相同的要素。
如图1至图16所示,本公开提供了一种车辆热管理系统,包括压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31、动力电池13、第一水泵41和室外散热器5,压缩机10的出口与第一换热器21的冷媒入口连接,第一换热器21的冷媒出口与第一膨胀阀31的入口连接,第一膨胀阀31的出口与动力电池13的入口连接,动力电池13的出口与压缩机10的入口连接,第一换热器21的冷却液出口与第一水泵41的入口连接,第一水泵41的出口与室外散热器5的入口连接,室外散热器5的出口与第一换热器21的冷却液入口连接。
在上述的车辆热管理系统中,如图3所示,由于压缩机10的出口与第一换热器21的冷媒入口连接,第一换热器21的冷媒出口与第一膨胀阀31的入口连接,第一膨胀阀31的出口与动力电池13的入口连接,动力电池13的出口与压缩机10的入口连接,因此,压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31和动力电池13可以串联成一个冷媒回路;由于第一换热器21的冷却液出口与第一水泵41的入口连接,第一水泵41的出口与室外散热器5的入口连接,室外散热器5的出口与第一换热器21的冷却液入口连接,第一换热器21、第一水泵41和室外散热器5可以串联成一个冷却液回路,从而使上述车辆热管理系统可以具有动力电池冷却模式。
具体地,在车辆热管理系统处于动力电池冷却模式时,压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31和动力电池13串联成一个冷媒回路,第一换热器21、第一水泵41和室外散热器5串联成一个冷却液回路。动力电池13在使用过程中会产生热量从而造成动力电池13的温度升高,在冷却液回路中,第一水泵41能够驱动冷却液在冷却液回路中循环流动,冷却液流经第一换热器21时能够和冷媒发生热交换,吸收自压缩机10流入第一换热器21的高温冷媒的热量,冷却液从第一换热器21出来后流经室外散热器5,并在室外散热器5将其吸收的热量散发至室外,从室外散热器5的出口流出的散热后的冷却液能够回到第一换热器21中,继续吸收从压缩机10流入第一换热器21的高温冷媒的热量。在冷媒回路中,第一换热器21的冷媒出口流出放热后的温度降低的冷媒,从第一换热器21出来的冷媒经过第一膨胀阀31,经过第一膨胀阀31的节流降压后变为低温低压的冷媒,该低温低压的冷媒流经动力电池13并吸收动力电池13所产生的热量,从而降低动力电池13的温度,实现冷却动力电池13的目的。从动力电池13的出口流出的冷媒最终回到压缩机中。
通过上述技术方案,压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31和动力电池13串联成一个冷媒回路,第一换热器21、第一水泵41和室外散热器5串联成一个冷却液回路。冷媒回路中的冷媒可以直接流经动力电池13以吸收动力电池13的热量。由于冷媒直接流经动力电池13并吸收动力电池13的热量,减少了热量传递环节,换热效率高,能够提高对动力电池13的冷却效率,保证动力电池13在合适的温度范围内运行。
需要说明的是,本公开提供的车辆热管理系统可以应用于纯电动车辆、混合动力车辆等,本公开对此不作限定。此外,动力电池13的入口和出口具体可以指的是,动力电池13具有的换热管道的入口和出口。
当动力电池13在低温环境中使用时,环境温度过低会造成动力电池13的性能降低,为了保证动力电池13能够在低温环境中正常运行,可选地,如图4所示,车辆热管理系统还可以包括第二水泵42、第二换热器22、第二膨胀阀32以及冷却液加热模块6,压缩机10的出口还可以与动力电池13的入口连接,且压缩机10的出口能够与第一换热器21的冷媒入口选择性导通或截止以及与动力电池13的入口选择性导通或截止,动力电池13的出口还与第二膨胀阀32的入口连接,且动力电池13的出口能够与压缩机10的入口选择性导通或截止以及与第二膨胀阀32的入口选择性导通或截止,第二膨胀阀32的出口与第二换热器22的冷媒入口连接,第二换热器22的冷媒出口与压缩机10的入口连接,第二换热器22的冷却液出口与第二水泵42的入口连接,第二水泵42的出口与冷却液加热模块6的入口连接,冷却液加热模块6的出口与第二换热器22的冷却液入口连接。
当压缩机10的出口与第一换热器21的冷媒入口导通,且动力电池13的出口与压缩机10的入口导通时,可以实现上述动力电池冷却模式;当压缩机的出口与动力电池13的入口导通,且动力电池13的出口与第二膨胀阀32导通时,可以实现动力电池加热模式。
具体地,在动力电池加热模式中,如图4所示,压缩机10的出口与第一换热器21的冷媒入口截止但与动力电池13的入口导通,动力电池13的出口与压缩机10的入口截止但与第二膨胀阀32的入口导通,第二膨胀阀32的出口与第二换热器22的冷媒入口连接,第二换热器22的冷媒出口与压缩机10的入口连接,压缩机10、动力电池13、第二膨胀阀32以及第二换热器22串联成一个冷媒回路;第二水泵42、冷却液加热模块6和第二换热器22串联成一个冷却液回路。在冷媒回路中,从压缩机10出来的高温冷媒流入动力电池13,从而将热量传递该动力电池13,实现加热动力电池13的目的,使得动力电池13能够在低温环境中正常启动并工作,保证动力电池13的寿命。从动力电池13出来的冷媒经过第二换热器22并吸收经由冷却液加热模块6加热后流入第二换热器22中的高温冷却液的热量,最终从第二换热器22的冷媒出口流出的吸热后的冷媒回到压缩机10完成循环。在上述的冷却液回路中,从第二水泵42出来的冷却液经过冷却液加热模块6并吸收热量成为高温冷却液,该高温冷却液经过第二换热器22并将热量交换给冷媒。
可选地,为了防止压缩机10和动力电池13导通的状态下发生冷媒回流,压缩机10和动力电池13之间还可以设置有一个单向阀14,该单向阀14设置为允许压缩机10出来的冷媒向动力电池13流动,而阻断冷媒从动力电池13回流至压缩机10。
在上述包括冷却液加热模块6的实施例中,可选地,冷却液加热模块6可以包括加热器、充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的至少一者。在冷却液加热模块6包括加热器时,车辆热管理系统可利用加热器主动加热冷却液,以使冷却液能够在第二换热器22中放热。当冷却液加热模块6包括充电机、电机、电机控制器和DC-DC变换器中的一者或者多者时,车辆热管理系统可以利用以上设备在工作过程中产生的余热为冷却液提供热量,起到循环利用热能、回收余热达到节约能量的目的。
为了实现压缩机10的出口与第一换热器21的冷媒入口选择性导通或截止以及与动力电池13的入口选择性导通或截止,作为一种示例性实施方式,如图1、图3和图4所示,车辆热管理系统还可以包括第一三通阀71,第一三通阀71的A口与压缩机10的出口连接,第一三通阀71的B口与动力电池13的入口连接,第一三通阀71的C口与第一换热器21的冷媒入口连接。其中,当第一三通阀71的A口和B口开启且C口关闭时,压缩机10的出口和动力电池13的入口导通,压缩机10的出口和第一换热器21的冷媒入口截止;当第一三通阀71的A口和C口开启且B口关闭时,压缩机10的出口和第一换热器21的冷媒入口导通,压缩机10的出口和动力电池13的入口截止。
作为另一种示例性实施方式,如图2所示,车辆热管理系统还可以包括第一开关阀81和第二开关阀82,压缩机10的入口经由第一开关阀81与动力电池13的入口连接,并经由第二开关阀82与第一换热器21的冷媒入口连接。其中,第一开关阀81开启且第二开关阀82关闭时,压缩机10的出口和动力电池13的入口导通,压缩机10的出口和第一换热器21的冷媒入口截止;第二开关阀82开启且第一开关阀81关闭时,压缩机10的出口和第一换热器21的冷媒入口导通,压缩机10的出口和动力电池13的入口截止。
为了实现动力电池13的出口与压缩机10的入口选择性导通或截止以及与第二膨胀阀32的入口选择性导通或截止,作为一种示例性实施方式,如图1所示,车辆热管理系统还包括第二三通阀72,第二三通阀72的A口与动力电池13的出口连接,第二三通阀72的B口与第二膨胀阀32的入口连接,第二三通阀72的C口与压缩机10的入口连接。当第二三通阀72的A口和B口开启且C口关闭时,动力电池13的出口与第二膨胀阀32的入口导通并与压缩机10的入口截止;当第二三通阀72的A口和C口开启且B口关闭时,动力电池13的出口与压缩机的入口导通并与第二膨胀阀32的入口截止。
作为另一种示例性实施方式,如图2所示,车辆热管理系统还包括第三开关阀83和第四开关阀84,动力电池13的出口经由第三开关阀83与第二膨胀阀32的入口连接,并经由第四开关阀84与压缩机10的入口连接。当第三开关阀83开启且第四开关阀84关闭时,动力电池13的出口与第二膨胀阀32的入口导通并与压缩机10的入口截止;当第三开关阀83关闭且第四开关阀84开启时,动力电池13的出口与压缩机的入口导通并与第二膨胀阀32的入口截止。
为使本公开提供的车辆热管理系统能够实现利用空调的乘员舱制冷模式,如图5所示,可选地,第一换热器21的冷媒出口还可以与第二膨胀阀32的入口连接,车辆热管理系统还可以包括第一室内换热器23、第三三通阀73以及第四三通阀74,第二水泵42的出口与第三三通阀73的A口连接,第三三通阀73的B口与冷却液加热模块6的入口连接,第三三通阀73的C口与第一室内换热器23的入口连接,第一室内换热器23的出口与第四三通阀74的A口连接,第四三通阀74的B口与冷却液加热模块6的出口连接,第四三通阀74的C口与第二换热器22的冷却液入口连接。
如图5所示,当第一膨胀阀31处于关闭状态,第二膨胀阀32处于打开状态,第三三通阀73的A口与C口导通,第四三通阀74的A口与C口导通时,车辆热管理系统可以处于利用空调的乘员舱制冷模式,在该模式下,压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32和第二换热器22串联成冷媒回路,第一水泵41、室外散热器5和第一换热器21串联成第一冷却液回路,第二水泵42、第一室内换热器23和第二换热器22串联成第二冷却液回路。在第二冷却液回路中,冷却液通过第一室内换热器23吸收车辆乘员舱的热量,实现乘员舱的制冷,吸热后的冷却液通过第二换热器22将热量传递给冷媒。在冷媒回路中,压缩机10出口流出的高温冷媒在第一换热器21中放热,放热后的冷媒经过第二膨胀阀32节流降压后变为低温低压的冷媒,该低温低压的冷媒经过第二换热器22时吸收第二冷却液回路中的冷却液的热量并最终流回压缩机10。在第一冷却液回路中,冷却液在第一换热器21处吸收冷媒的热量,吸热后的冷却液流至室外散热器5,并将热量通过室外散热器5发散出去。
当第一膨胀阀31和第二膨胀阀32均处于打开状态时,可以实现利用空调的乘员舱制冷及动力电池冷却模式。如图6所示,压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31、动力电池13串联成一个冷媒回路;压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32、第二换热器22串联成另一个冷媒回路;第一水泵41、室外散热器5和第一换热器21串联成第一冷却液回路;第二水泵42、第一室内换热器23和第二换热器22串联成第二冷却液回路。从压缩机10出来的高温冷媒流经第一换热器21并将热量传递给第一冷却液回路,从第一换热器21的冷媒出口出来的一部分冷媒流向第一膨胀阀31,在第一膨胀阀31的节流降压作用后,冷媒流经动力电池13并吸收动力电池13的热量,实现了动力电池13冷却的目的;从第一换热器21的冷媒出口出来的另一部分冷媒流向第二膨胀阀32,在第二膨胀阀32的节流降压作用后,冷媒在第二换热器22吸收第二冷却液回路的热量,从而使得第二冷却液回路中的冷却液在第一室内换热器23处吸收车辆乘员舱的热量,实现降低车辆内舱温度的目的。
可选地,上述第一膨胀阀31和第二膨胀阀32可以为电子膨胀阀。
为使上述车辆热管理系统还可以实现利用空调的乘员舱采暖,可选地,如图7所示,车辆热管理系统还可以包括第二室内换热器24、第一四通阀91、第二四通阀92以及第三四通阀93,第一水泵41的出口与第一四通阀91的A口连接,第一四通阀91的B口与冷却液加热模块6的入口连接,第一四通阀91的C口与第三三通阀73的B口连接,第一四通阀91的D口与第二四通阀92的D口连接,第二四通阀92的A口与冷却液加热模块6的出口连接,第二四通阀92的B口与室外散热器5的入口连接,第二四通阀92的C口与第二室内换热器24的入口连接,第二室内换热器24的出口与第三四通阀93的B口连接,第三四通阀93的A口与第一换热器21的冷却液入口连接,第三四通阀93的C口与室外散热器5的出口连接,第三四通阀93的D口与第四三通阀74的B口连接。
通过上述技术方案,本公开提供的车辆热管理系统还可以具有利用空调的乘员舱采暖及动力电池冷却模式,具体地,如图7所示,其中,压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31和动力电池13可以串联成一个冷媒回路。第一换热器21的冷却液出口连通于第一水泵41的入口,第一水泵41的出口连通于第一四通阀91的A口,此时,当第一四通阀91的A口和B口连通且C口和D口截止时,第一水泵41的出口通过第一四通阀91连通于冷却液加热模块6的入口,冷却液加热模块6的出口连通于第二四通阀92的A口,而当第二四通阀92的A口和C口连通且B口和D口截止时,冷却液加热模块6的出口通过第二四通阀92连通于第二室内换热器24的入口,第二室内换热器24的出口连通于第三四通阀93的B口,当第三四通阀93的A口和B口连通且C口和D口截止时,第二室内换热器24通过第四三通阀74连通于第一换热器21的冷却液入口。也就是说,第一换热器21、第一水泵41、冷却液加热模块6以及第二室内换热器24串联成一个冷却液回路。
在冷媒回路中,从压缩机10出来的高温冷媒经过第一换热器21并将热量传递给冷却液,从第一换热器21出来的冷媒通过第一膨胀阀31的节流降压作用后经过动力电池13并吸收动力电池13的热量,从而达到冷却动力电池13的目的。而在冷却液回路中,从第一换热器21中吸收了冷媒的热量的冷却液在流至第二室内换热器24时将热量通过第二室内换热器24发散至车辆内舱中,从而提高车辆乘员舱的温度,实现乘员舱的采暖。
在上述利用空调的乘员舱采暖及动力电池冷却模式中,对动力电池13散发的热量进行了回收和利用,动力电池13散发的热量可以用于乘员舱的采暖,实现了对动力电池13散发的热量的回收和利用。
在上述利用空调的乘员舱采暖及动力电池冷却模式下,冷却液加热模块6可以对流经其的冷却液进行加热,以进一步地提高乘员舱的采暖效果。例如,冷却液加热模块6可以包括加热器、充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的至少一者。在冷却液加热模块6包括加热器时,若开启加热器,则可以利用加热器对流经其的冷却液进行加热,提高乘员舱的采暖效果;在冷却液加热模块6包括充电机、电机、电机控制器和DC-DC变换器中的一者或者多者时,可以利用以上设备在工作过程中产生的余热为冷却液提供热量,起到循环利用热能以节约能量的目的。
另外,需要说明的是,在上述利用空调的乘员舱采暖及动力电池冷却模式时,也可以使第一四通阀91的A口和D口导通且B口和C口截止,并使第二四通阀92的D口和C口导通且A口和B口截止,从而使冷却液加热模块6被短接,即,第一换热器21、第一水泵41以及第二室内换热器24串联成一个冷却液回路,这样,冷却液回路不经过冷却液加热模块6,可以仅将从动力电池13处回收的热量通过第一换热器21传递到冷却液回路,再通过冷却液循环至第二室内换热器24发散至车辆内舱中。
此外,上述车辆热管理系统还可以具有利用空调的乘员舱采暖及动力电池加热模式,以使得在环境温度低且需要启动动力电池13的应用场景中,能够同时对车辆乘员舱和动力电池13进行加热。具体地,如图8所示,第一四通阀91的A口和D口连通、C口和B口连通,第二四通阀92的A口和B口连通、D口和C口连通,第三四通阀93的C口和D口连通、B口和A口连通,第三三通阀73的A口和B口连通,第四三通阀74的B口和C口连通。由此可见,第一水泵41、第二室内换热器24、第一换热器21可以串联成第一冷却液回路,第二水泵42、冷却液加热模块6、室外散热器5以及第二换热器22可以串联成第二冷却液回路。压缩机10、动力电池13、第二膨胀阀32以及第二换热器22可以串联成一个冷媒回路;压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32以及第二换热器22可以串联成另一个冷媒回路。
在冷媒回路中,压缩机10出来的高温冷媒一部分流向动力电池13,并将热量释放给动力电池13从而起到加热动力电池13的目的,同时,压缩机10出来的另一部分高温冷媒部分流向第一换热器21,并在第一换热器21将热量传递给冷却液回路。从动力电池13和第一换热器21出来的冷媒经过第二膨胀阀32的节流作用后流动至第二换热器22,并在第二换热器22中吸收冷却液的热量,而后回到压缩机10完成循环。而在第一冷却液回路中,冷却液在第一换热器21处吸收冷媒的热量后,流动至第二室内换热器24处并将热量发散至车辆的乘员舱,从而起到乘员舱采暖的目的。在第二冷却液回路中,冷却液经过冷却液加热模块6并吸收热量,吸收热量之后的高温冷却液流动至第二换热器22处将热量传递给冷媒。
此外,上述车辆热管理系统还可以具有除湿模式。具体地,如图9所示,第一四通阀91的A口和D口连通且B口和C口截止,第二四通阀92的D口和C口连通且A口和B口截止,第三四通阀93的B口和A口连通且C口和D口截止,第三三通阀73的A口和C口连通,第四三通阀74的A口和C口连通。此时,第一水泵41、第二室内换热器24和第一换热器21串联成第一冷却液回路,第二换热器22、第二水泵42和第一室内换热器23串联成第二冷却液回路。压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32和第二换热器22串联成冷媒回路。从压缩机10出来的高温冷媒在第一换热器21处将热量传递给第一冷却液回路中的冷却液,第一冷却液回路中,高温冷却液流经第二室内换热器24并将热量散发至车辆内舱中。从第一换热器21中出来的冷媒经过第二膨胀阀32的节流作用后流经第二换热器22,并在第二换热器22中吸收第二冷却液回路中的冷却液的热量,此时,第二冷却液回路中的冷却液在第一室内换热器23中吸收车辆内舱内的热量,并将热量通过第二换热器22传递给冷媒。在上述的过程中,第一室内换热器23吸收车辆内舱的热量,第二室内换热器24为车辆内舱释放热量,车辆内舱的温度未发生改变,但在该过程中,车辆乘员舱内的水蒸气在遇到温度较低的第一室内换热器23时,能够冷凝成冷凝水,从而达到为车辆乘员舱除湿的目的。
此外,对于冷却液加热模块6包括充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的至少一者的实施例中,上述的车辆热管理系统还可以具有散热模式,如图10所示,其中,第一四通阀91的C口和B口连通且A口和D口截止,第二四通阀92的A口和B口连通且D口和C口截止,第三四通阀93的C口和D口连通且A口和B口截止,第三三通阀73的A口和B口连通,第四三通阀74的B口和C口连通。此时,车辆热管理系统的压缩机10停止运行,即冷媒回路停止运行。第二换热器22的冷却液出口连通于第二水泵42的入口,第二水泵42的出口连通于冷却液加热模块6的入口,冷却液加热模块6的出口连通于室外散热器5的入口,室外换热器的出口连通于第二换热器22的冷却液入口。也就是说,第二换热器22、第二水泵42、冷却液加热模块6和室外散热器5串联成冷却液回路,第二水泵42能够驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液在冷却液加热模块6处能够吸收冷却液加热模块6的热量,该热量可以是充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的一者或者多者在运行过程中产生的余热,冷却液吸收该设备的热量并循环至室外散热器5处将热量散发至室外,从而达到冷却设备的作用,使得充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的一者或者多者能够在合适温度下运行,提高其寿命。
可选地,车辆热管理系统还可以包括第三水泵43,第三四通阀93的D口与第三水泵43的入口连接,第三水泵43的出口与第四三通阀74的B口连接,以使本公开提供的车辆热管理系统能够具有利用室外散热器5的乘员舱制冷模式。
在利用室外散热器5的乘员舱制冷模式中,如图11所示,第一四通阀91的C口和D口连通且A口和B口截止,第二四通阀92的D口和B口连通且A口和C口截止,第三四通阀93的C口和D口连通且A口和B口截止,第三三通阀73的B口和C口连通,第四三通阀74的A口和B口连通。此时,车辆热管理系统的压缩机10停止运行,即冷媒回路停止运行。第一室内换热器23的出口连通于室外散热器5的入口,室外散热器5的出口连通于第三水泵43的入口,第三水泵43的出口连通于第一室内换热器23的入口,即,第一室内换热器23、第三水泵43和室外散热器5串联成冷却液回路,且第三水泵43能够驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液在第一室内换热器23处能够吸收车辆内舱的热量,并循环至室外散热器5处将热量散发至室外,从而达到降低乘员舱温度的目的。在该模式下,乘员舱的制冷直接通过冷却液回路完成而不经过其他热交换环节,热量的消耗少,制冷效率高。
可选地,车辆热管理系统还可以包括第五三通阀75,第五三通阀75的A口与第一换热器21的冷却液入口连接,第五三通阀75的B口与第三四通阀93的A口连接,第一水泵41的入口还与第五三通阀75的C口连接,且第一水泵41的入口能够与第一换热器21的冷却液出口选择性连通或截止以及与第五三通阀75的C口选择性连通或截止,以使本公开提供的车辆热管理系统还可以具有利用冷却液加热模块6的乘员舱采暖模式。
在利用冷却液加热模块6的乘员舱采暖模式中,如图12所示,第一四通阀91的A口和B口连通且C口和D口截止,第二四通阀92的A口和C口连通且D口和B口截止,第三四通阀93的A口和B口连通且C口和D口截止,第五三通阀75的B口和C口连通,第五三通阀75的B口与C口导通,第一水泵41的出口连通于冷却液加热模块6的入口,冷却液加热模块6的出口连通于第二室内换热器24的入口,第二室内换热器24的出口连通于第一水泵41的入口,即,第一水泵41、冷却液加热模块6和第二室内换热器24串联成一个冷却液回路。此时,第一水泵41驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液在冷却液加热模块6中吸收热量,并将热量在第二室内换热器24处散发至车辆内舱中,从而提高车辆内舱的温度。在该模式下,冷却液加热模块6提供的热量直接通过冷却液循环在第二室内换热器24处释放给车辆内舱,而不经过其他热交换环节,热量的消耗少,制热效率高。
为了保证对冷却液的补充,可选地,如图13所示,车辆热管理系统还可以包括补液罐11和第四四通阀94,第四四通阀94的A口与第一换热器21的冷却液出口连接,第四四通阀94的B口与第一水泵41的入口连接,第四四通阀94的C口与第五三通阀75的C口连接,补液罐11的第一补液口与第四四通阀94的D口连接,补液罐11的第二补液口与第二水泵42的入口连接,补液罐11的第三补液口与第三水泵43的入口连接,补液罐11的第四补液口与第五三通阀75的B口到第三四通阀93的A口之间的流路、第二换热器22的冷却液入口到第四三通阀74的C口之间的流路、以及第三三通阀73的B口到第一四通阀91的C口之间的流路连接。其中,上述的补液罐11通过第四四通阀94的D口和B口连通于第一水泵41,以能够为第一水泵41补充冷却液,保证第一水泵41的功能。补液罐11还分别连通于第二水泵42和第三水泵43,以能够分别为第二水泵42和第三水泵43补充冷却液,以保证其功能。
可选地,车辆热管理系统还包括气液分离器12,气液分离器12设置在压缩机10的入口处。冷媒可以首先经过气液分离器12进行气液分离,分离出的气态冷媒再回流到压缩机10中,防止液态冷媒进入到压缩机10而造成压缩机10出现液击而损坏的情况,从而可以延长压缩机10的使用寿命,并提高整个冷媒回路的效率。
可选地,上述第一换热器21和第二换热器22可以为板式换热器。
此外,对于上述的车辆热管理系统,为了便于其在车辆内部的布置和安装,可选地,上述车辆热管理系统中的设备可以进行集成,例如集成为冷媒集成模块15和冷却液集成模块16。具体地,如图14所示,冷媒集成模块15可以集成有第一三通阀71、第二三通阀72、单向阀14、第一换热器21、第二换热器22、第一膨胀阀31、第二膨胀阀32以及气液分离器12,其中,该冷媒集成模块15可以具有第一冷媒接口151、第二冷媒接口152、第三冷媒接口153、第四冷媒接口154、第五冷媒接口155、第六冷媒接口156、第七冷媒接口157和第八冷媒接口158。第一冷媒接口151与单向阀14的出口和第一膨胀阀31的出口连接,第二冷媒接口152与第二三通阀72的A口连接,第三冷媒接口153与气液分离器12的出口连接,第四冷媒接口154与第二换热器22的冷却液入口连接,第五冷媒接口155与第二换热器22的冷却液出口连接,第六冷媒接口156与第一换热器21的冷却液入口连接,第七冷媒接口157与第一换热器21的冷却液出口连接,第八冷媒接口158与第一三通阀71的A口连接。
如图15所示,冷却液集成模块16可以集成有第三三通阀73、第四三通阀74、第五三通阀75、第一水泵41、第二水泵42、第三水泵43、第一四通阀91、第二四通阀92、第三四通阀93、第四四通阀94以及补液罐11,且冷媒集成模块15可以具有第一冷却液接口161、第二冷却液接口162、第三冷却液接口163、第四冷却液接口164、第五冷却液接口165、第六冷却液接口166、第七冷却液接口167、第八冷却液接口168、第九冷却液接口169、第十冷却液接口1610、第十一冷却液接口1611和第十二冷却液接口1612。第一冷却液接口161与第四四通阀94的A口连接,第二冷却液接口162与第五三通阀75的A口连接,第三冷却液接口163与第二水泵42的入口连接,第四冷却液接口164与第四三通阀74的C口连接,第五冷却液接口165与第四三通阀74的A口连接,第六冷却液接口166与第三三通阀73的C口连接、第七冷却液接口167与第三四通阀93的B口连接、第八冷却液接口168与第三四通阀93的C口连接、第九冷却液接口169与第二四通阀92的B口连接、第十冷却液接口1610与第二四通阀92的C口连接、第十一冷却液接口1611与第二四通阀92的A口连接,第十二冷却液接口1612与第一四通阀91的B口连接。
其中,如图16所示,冷媒集成模块15的第一冷媒接口151连接于动力电池13的入口,冷媒集成模块15的第二冷媒接口152连接于动力电池13的出口,冷媒集成模块15的第三冷媒接口153连接于压缩机10的入口,冷媒集成模块15的第四冷媒接口154连接于冷却液集成模块16的第四冷却液接口164,冷媒集成模块15的第五冷媒接口155连接于冷却液集成模块16的第三冷却液接口163,冷媒集成模块15的第六冷媒接口156连接于冷却液集成模块16的第二冷却液接口162,冷媒集成模块15的第七冷媒接口157连接于冷却液集成模块16的第一冷却液接口161,冷媒集成模块15的第八冷媒接口158连接于压缩机10的出口。冷却液集成模块16的第五冷却液接口165连接于第一室内换热器23的出口,冷却液集成模块16的第六冷却液接口166连接于第一室内换热器23的入口,冷却液集成模块16的第七冷却液接口167连接于第二室内换热器24的出口,冷却液集成模块16的第八冷却液接口168连接于室外换热器的出口,冷却液集成模块16的第九冷却液接口169连接于室外换热器的入口,冷却液集成模块16的第十冷却液接口1610连接于第二室内换热器24的入口,冷却液集成模块16的第十一冷却液接口1611连接于冷却液加热模块6的出口,冷却液集成模块16的第十二冷却液接口1612连接于冷却液加热模块6的入口。
为便于理解,下面将以图1中的实施例为例,结合图3到图12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:动力电池冷却模式。在该模式下,如图3所示,第一三通阀71的A口和C口连通,第二三通阀72的A口和C口连通,第五三通阀75的A口和B口连通,第一四通阀91的A口和D口连通且B口和C口截止,第二四通阀92的B口和D口连通且A口和C口截止,第三四通阀93的A口和C口连通且B口和D口截止,第四四通阀94的A口和B口连通且D口和C口截止,第一膨胀阀31开启,第二膨胀阀32关闭,以使压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31和动力电池13、气液分离器12串联成一个冷媒回路,第一换热器21、第一水泵41和室外散热器5串联成一个冷却液回路。在冷媒回路中,从压缩机10出来的高温冷媒经过第一换热器21,并在第一换热器21中和冷却液发生热交换从而将热量传递给冷却液回路中的冷却液,即冷媒在第一换热器21中放热,从第一换热器21出来的放热后的冷媒经过第一膨胀阀31节流降压后变为低温低压的冷媒,该低温低压的冷媒流经动力电池13并吸收动力电池13所产生的热量,从而降低动力电池13的温度,从而实现动力电池13冷却,从动力电池13的出口流出的冷媒经过气液分离器12进行气液分离后,从气液分离器12出口流出的气态冷媒回到压缩机10中。在冷却液回路中,第一水泵41能够驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液流经第一换热器21时能够和冷媒发生热交换,吸收自压缩机10出来的高温冷媒的热量,从第一换热器21流出的高温冷却液流经室外散热器5,并在室外散热器5将其吸收的热量散发至室外,以使从室外散热器5出口流出的低温冷却液能够回到第一换热器21中继续吸收冷媒的热量。
模式二:动力电池加热模式。在该模式下,如图4所示,第一三通阀71的A口和B口连通,第二三通阀72的A口和B口连通,第三三通阀73的A口和B口连通,第四三通阀74的C口和B口连通,第一四通阀91的B口和C口连通且A口和D口截止,第二四通阀92的B口和A口连通且D口和C口截止,第三四通阀93的D口和C口连通且B口和A口截止,第一膨胀阀31关闭,第二膨胀阀32开启,以使压缩机10、动力电池13、第二膨胀阀32、第二换热器22以及气液分离器12串联成一个冷媒回路。第二水泵42、冷却液加热模块6、室外散热器5和第二换热器22串联成一个冷却液回路。在冷媒回路中,从压缩机10出来的高温冷媒流入动力电池13,从而将热量传递该动力电池13,实现加热动力电池13的目的。从动力电池13出来的冷媒经过第二换热器22并吸收高温冷却液的热量,而后经过气液分离器12回到压缩机10完成循环。在冷却液回路中,从第二水泵42出来的冷却液经过冷却液加热模块6并吸收热量成为高温冷却液,高温冷却液经过室外散热器5,此时室外散热器5不工作,即,不向室外散热器5吹风,室外散热器5此时用作通流流路,高温冷却液经过室外散热器5时不向外界散热,从室外散热器5出口流出的高温冷却液进入第二换热器22,并在第二换热器22中向冷媒散热,将热量交换给冷媒。在该模式中,高温冷媒能够将热量传递给动力电池13从而起到加热动力电池13的目的,使得动力电池13能够在低温环境中正常启动并工作,保证动力电池13的寿命。
模式三:利用空调的乘员舱制冷模式。在该模式下,如图5所示,第一三通阀71的A口和C口连通,第三三通阀73的A口和C口连通,第四三通阀74的C口和A口连通,第五三通阀75的A口和B口连通,第一四通阀91的A口和D口连通且B口和C口截止,第二四通阀92的B口和D口连通且A口和C口截止,第三四通阀93的A口和C口连通且B口和D口截止,第四四通阀94的A口和B口连通且C口和D口截止,第一膨胀阀31关闭,第二膨胀阀32开启,以使压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32、第二换热器22、气液分离器12串联成冷媒回路,第一水泵41、室外散热器5和第一换热器21串联成第一冷却液回路,第二水泵42、第一室内换热器23和第二换热器22串联成第二冷却液回路。在第二冷却液回路中,冷却液通过第一室内换热器23吸收车辆乘员舱的热量,实现乘员舱的制冷,在第一室内换热器23处吸热后的冷却液通过第二换热器22将热量传递给冷媒。在冷媒回路中,压缩机10出口流出的冷媒在第一换热器21处放热,放热后的冷媒经过第二膨胀阀32节流降压后进入第二换热器22,并在经过第二换热器22时吸收第二冷却液回路中的热量。在第一冷却液回路中,冷却液在第一换热器21处吸收冷媒的热量,吸收了冷媒的热量后的冷却液循环至室外散热器5,并将热量通过室外散热器5发散到外界环境中。
模式四:利用空调的乘员舱制冷及动力电池冷却模式。在该模式下,如图6所示,第一三通阀71的A口和C口连通,第二三通阀72的A口和C口连通,第三三通阀73的A口和C口连通,第四三通阀74的C口和A口连通,第五三通阀75的A口和B口连通,第一四通阀91的A口和D口连通且B口和C口截止,第二四通阀92的B口和D口连通且A口和C口截止,第三四通阀93的A口和C口连通且B口和D口截止,第四四通阀94的A口和B口连通且C口和D口截止,第一膨胀阀31开启,第二膨胀阀32开启,以使压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31、动力电池13、气液分离器12串联成一个冷媒回路,压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32、第二换热器22、气液分离器12串联成另一个冷媒回路;第一水泵41、室外散热器5、第一换热器21串联成第一冷却液回路,第二水泵42、第一室内换热器23、第二换热器22串联成第二冷却液回路。压缩机10出口流出的高温冷媒在第一换热器21处放热,将热量传递至第一冷却液回路中的冷却液,第一冷却液回路中的冷却液通过室外散热器5将热量散发到外界环境中。从第一换热器21的冷媒出口流出的放热后的冷媒分为两股,一股流向第一膨胀阀31,在第一膨胀阀31的节流作用后,冷媒流经动力电池13并吸收动力电池13的热量,实现了动力电池13冷却的目的;从第一换热器21的冷媒出口流出的另一股冷媒流向第二膨胀阀32,在第二膨胀阀32的节流作用后,冷媒在第二换热器22中吸收第二冷却液回路的热量,从而使得第二冷却液回路中的冷却液能够在第一室内换热器23处吸收车辆内舱的热量,实现降低车辆乘员舱温度的目的。从动力电池13的出口和第二换热器22的冷媒出口流出的吸热后的冷媒经过气液分离器12进行气液分离后,气态冷媒回到压缩机10中。
模式五:利用空调的乘员舱采暖及动力电池冷却模式。如图7所示,第一三通阀71的A口和C口连通,第二三通阀72的A口和C口连通,第五三通阀75的A口和B口连通,第一四通阀91的A口和B口连通且C口和D口截止,第二四通阀92的C口和A口连通且D口和B口截止,第三四通阀93的B口和A口连通且D口和C口截止,第四四通阀94的A口和B口连通且C口和D口截止,第一膨胀阀31开启,第二膨胀阀32关闭,以使压缩机10、第一换热器21、第一膨胀阀31、动力电池13以及气液分离器12串联成一个冷媒回路,第一换热器21、第一水泵41、冷却液加热模块6以及第二室内换热器24串联成一个冷却液回路。在冷媒回路中,从压缩机10出来的高温冷媒经过第一换热器21并将热量传递给冷却液,从第一换热器21出来的冷媒通过第一膨胀阀31的节流作用后经过动力电池13并吸收动力电池13的热量,从而达到冷却动力电池13的作用。而在冷却液回路中,从第一换热器21中吸收了冷媒的热量的冷却液循环至冷却液加热模块6并吸收热量,高温冷却液流至第二室内换热器24时将热量通过第二室内换热器24发散至车辆内舱中,从而提高车辆内舱的温度,实现空调制暖的目的。
模式六:利用空调的乘员舱采暖及动力电池加热模式。如图8所示,第一三通阀71的A口和B口连通且A口和C口连通,第二三通阀72的A口和B口连通,第三三通阀73的A口和B口连通,第四三通阀74的C口和B口连通,第五三通阀75的A口和B口连通,第一四通阀91的A口和D口连通且B口和C口连通,第二四通阀92的B口和A口连通且D口和C口连通,第三四通阀93的D口和C口连通且B口和A口连通,第四四通阀94的A口和B口连通且D口和C口截止,第一膨胀阀31关闭,第二膨胀阀32开启,以使压缩机10、动力电池13、第二膨胀阀32、第二换热器22以及气液分离器12串联成一个冷媒回路,压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32、第二换热器22以及气液分离器12串联成另一个冷媒回路,第一水泵41、第二室内换热器24、和第一换热器21串联成第一冷却液回路,第二水泵42、冷却液加热模块6、室外散热器5以及第二换热器22串联成第二冷却液回路。在冷媒回路中,压缩机10出来的高温冷媒分为两股,一股流向动力电池13,并将热量释放给动力电池13从而起到加热动力电池13的目的,另一股流向第一换热器21,并在第一换热器21将热量传递给第一冷却液回路。从动力电池13和第一换热器21出来的冷媒经过第二膨胀阀32的节流作用后流动至第二换热器22,并在第二换热器22中吸收第二冷却液回路中的冷却液的热量,而后回到压缩机10完成循环。而在第一冷却液回路中,冷却液在第一换热器21处吸收冷媒的热量后,流动至第二室内换热器24处并将热量发散至车辆内舱,从而起到空调制热的目的。在第二冷却液回路中,冷却液经过冷却液加热模块6并吸收热量,吸收热量之后的高温冷却液流动至第二换热器22处将热量传递给冷媒。
模式七:除湿模式。如图9所示,第一三通阀71的A口和C口连通,第三三通阀73的A口和C口连通,第四三通阀74的A口和C口连通,第五三通阀75的A口和B口连通,第一四通阀91的A口和D口连通且B口和C口截止,第二四通阀92的D口和C口连通且B口和A口截止,第三四通阀93的B口和A口连通且D口和C口截止,第四四通阀94的A口和B口连通且D口和C口截止,第一膨胀阀31关闭,第二膨胀阀32开启,以使第一水泵41、第二室内换热器24和第一换热器21串联成第一冷却液回路,第二换热器22、第二水泵42和第一室内换热器23串联成第二冷却液回路,压缩机10、第一换热器21、第二膨胀阀32、第二换热器22、气液分离器12串联成冷媒回路。从压缩机10出来的高温冷媒在第一换热器21处将热量传递给第一冷却液回路中的冷却液,在第一冷却液回路中,高温冷却液流经第二室内换热器24并将热量散发至车辆乘员舱中。从第一换热器21中出来的冷媒经过第二膨胀阀32的节流作用后流经第二换热器22,并在第二换热器22中吸收第二冷却液回路中的冷却液的热量,此时,第二冷却液回路中的冷却液在第一室内换热器23中吸收车辆乘员舱内的热量,并将热量通过第二换热器22传递给冷媒。在上述的过程中,第一室内换热器23吸收车辆乘员舱的热量,第二室内换热器24向车辆乘员舱释放热量,车辆乘员舱的温度未发生改变,但在上述过程中,车辆乘员舱内的水蒸气遇到温度较低的第一室内换热器23,从而冷凝为冷凝水,进而达到为车辆乘员舱除湿的目的。
模式八:散热模式。如图10所示,第三三通阀73的A口和B口连通,第四三通阀74的C口和B口连通,第一四通阀91的B口和C口连通且A口和D口截止,第二四通阀92的B口和A口连通且D口和C口截止,第三四通阀93的D口和C口连通且B口和A口截止,以使第二换热器22、第二水泵42、冷却液加热模块6、室外散热器5串联成冷却液回路,第二水泵42能够驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液在冷却液加热模块6处能够吸收冷却液加热模块6的热量,对于冷却液加热模块6包括充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的一者或者多者的情况而言,该热量可以是充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的一者或者多者在运行过程中产生的余热,冷却液吸收该设备的热量并循环至室外散热器5处将热量散发至室外,从而达到冷却设备的作用,使得充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的一者或者多者能够在合适温度下运行,提高其寿命。
模式九:利用室外散热器的乘员舱制冷模式。如图11所示,第三三通阀73的C口和B口连通,第四三通阀74的A口和B口连通,第一四通阀91的D口和C口连通且A口和B口截止,第二四通阀92的B口和D口连通且A口和C口截止,第三四通阀93的D口和C口连通且B口和A口截止,以使第一室内换热器23、室外散热器5、第三水泵43串联成冷却液回路,且第三水泵43能够驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液在第一室内换热器23处能够吸收车辆乘员舱的热量,并循环至室外散热器5处将热量散发至室外,从而达到为乘员舱降温的目的。在该模式下,乘员舱的降温直接通过冷却液回路完成而不经过其他热交换环节,热量的消耗少,制冷效率高。
模式十:利用冷却液加热模块的乘员舱采暖模式。如图12所示,第五三通阀75的B口和C口连通,第一四通阀91的A口和B口连通且D口和C口截止,第二四通阀92的A口和C口连通且B口和D口截止,第三四通阀93的B口和A口连通且D口和C口截止,第四四通阀94的B口和C口连通且A口和D口截止,以使第一水泵41、冷却液加热模块6和第二室内换热器24串联成一个冷却液回路。此时,第一水泵41驱动冷却液在冷却液回路中循环,冷却液在冷却液加热模块6中吸收热量,并将热量在第二室内换热器24处散发至车辆乘员舱中,从而提高车辆乘员舱的温度。在该模式下,冷却液加热模块6提供的热量直接通过冷却液循环在第二室内换热器24处释放给车辆乘员舱,而不经过其他热交换环节,热量的消耗少,制热效率高。
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。
本公开还提供了一种车辆,包括上述的车辆热管理系统。这里的车辆可以是纯电动汽车、混合动力汽车或者燃料电池汽车等,本公开对此不做具体限制。
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 (12)
1.一种车辆热管理系统,其特征在于,包括压缩机(10)、第一换热器(21)、第一膨胀阀(31)、动力电池(13)、第一水泵(41)和室外散热器(5);
所述压缩机(10)的出口与所述第一换热器(21)的冷媒入口连接,所述第一换热器(21)的冷媒出口与所述第一膨胀阀(31)的入口连接,所述第一膨胀阀(31)的出口与所述动力电池(13)的入口连接,所述动力电池(13)的出口与所述压缩机(10)的入口连接;
所述第一换热器(21)的冷却液出口与所述第一水泵(41)的入口连接,所述第一水泵(41)的出口与所述室外散热器(5)的入口连接,所述室外散热器(5)的出口与所述第一换热器(21)的冷却液入口连接。
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水泵(42)、第二换热器(22)、第二膨胀阀(32)以及冷却液加热模块(6);
所述压缩机(10)的出口还与所述动力电池(13)的入口连接,且所述压缩机(10)的出口能够与所述第一换热器(21)的冷媒入口选择性导通或截止以及与所述动力电池(13)的入口选择性导通或截止,所述动力电池(13)的出口还与所述第二膨胀阀(32)的入口连接,且所述动力电池(13)的出口能够与所述压缩机(10)的入口选择性导通或截止以及与所述第二膨胀阀(32)的入口选择性导通或截止,所述第二膨胀阀(32)的出口与所述第二换热器(22)的冷媒入口连接,所述第二换热器(22)的冷媒出口与所述压缩机(10)的入口连接;
所述第二换热器(22)的冷却液出口与所述第二水泵(42)的入口连接,所述第二水泵(42)的出口与所述冷却液加热模块(6)的入口连接,所述冷却液加热模块(6)的出口与所述第二换热器(22)的冷却液入口连接。
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一三通阀(71),所述第一三通阀(71)的A口与所述压缩机(10)的出口连接,所述第一三通阀(71)的B口与所述动力电池(13)的入口连接,所述第一三通阀(71)的C口与所述第一换热器(21)的冷媒入口连接;或者,
所述车辆热管理系统还包括第一开关阀(81)和第二开关阀(82),所述压缩机(10)的入口经由所述第一开关阀(81)与所述动力电池(13)的入口连接,并经由第二开关阀(82)与所述第一换热器(21)的冷媒入口连接。
4.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二三通阀(72),所述第二三通阀(72)的A口与所述动力电池(13)的出口连接,所述第二三通阀(72)的B口与所述第二膨胀阀(32)的入口连接,所述第二三通阀(72)的C口与所述压缩机(10)的入口连接;或者,
所述车辆热管理系统还包括第三开关阀(83)和第四开关阀(84),所述动力电池(13)的出口经由所述第三开关阀(83)与所述第二膨胀阀(32)的入口连接,并经由所述第四开关阀(84)与所述压缩机(10)的入口连接。
5.根据权利要求2所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述第一换热器(21)的冷媒出口还与所述第二膨胀阀(32)的入口连接,所述车辆热管理系统还包括第一室内换热器(23)、第三三通阀(73)以及第四三通阀(74);
所述第二水泵(42)的出口与所述第三三通阀(73)的A口连接,所述第三三通阀(73)的B口与所述冷却液加热模块(6)的入口连接,所述第三三通阀(73)的C口与所述第一室内换热器(23)的入口连接,所述第一室内换热器(23)的出口与所述第四三通阀(74)的A口连接,所述第四三通阀(74)的B口与所述冷却液加热模块(6)的出口连接,所述第四三通阀(74)的C口与所述第二换热器(22)的冷却液入口连接。
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第二室内换热器(24)、第一四通阀(91)、第二四通阀(92)以及第三四通阀(93);
所述第一水泵(41)的出口与所述第一四通阀(91)的A口连接,所述第一四通阀(91)的B口与所述冷却液加热模块(6)的入口连接,所述第一四通阀(91)的C口与所述第三三通阀(73)的B口连接,所述第一四通阀(91)的D口与所述第二四通阀(92)的D口连接;
所述第二四通阀(92)的A口与所述冷却液加热模块(6)的出口连接,所述第二四通阀(92)的B口与室外散热器(5)的入口连接,所述第二四通阀(92)的C口与所述第二室内换热器(24)的入口连接,所述第二室内换热器(24)的出口与所述第三四通阀(93)的B口连接;
所述第三四通阀(93)的A口与所述第一换热器(21)的冷却液入口连接,所述第三四通阀(93)的C口与所述室外散热器(5)的出口连接,所述第三四通阀(93)的D口与所述第四三通阀(74)的B口连接。
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三水泵(43),所述第三四通阀(93)的D口与所述第三水泵(43)的入口连接,所述第三水泵(43)的出口与所述第四三通阀(74)的B口连接。
8.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五三通阀(75),所述第五三通阀(75)的A口与所述第一换热器(21)的冷却液入口连接,所述第五三通阀(75)的B口与所述第三四通阀(93)的A口连接,所述第一水泵(41)的入口还与所述第五三通阀(75)的C口连接,且所述第一水泵(41)的入口能够与所述第一换热器(21)的冷却液出口选择性导通或截止以及与所述第五三通阀(75)的C口选择性导通或截止。
9.根据权利要求8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水泵(43),所述第三四通阀(93)的D口与所述第三水泵(43)的入口连接,所述第三水泵(43)的出口与所述第四三通阀(74)的B口连接,所述车辆热管理系统还包括补液罐(11)和第四四通阀(94);
所述第四四通阀(94)的A口与所述第一换热器(21)的冷却液出口连接,所述第四四通阀(94)的B口与所述第一水泵(41)的入口连接,所述第四四通阀(94)的C口与所述第五三通阀(75)的C口连接;
所述补液罐(11)的第一补液口与所述第四四通阀(94)的D口连接,所述补液罐(11)的第二补液口与所述第二水泵(42)的入口连接,所述补液罐(11)的第三补液口与所述第三水泵(43)的入口连接,所述补液罐(11)的第四补液口与所述第五三通阀(75)的B口到所述第三四通阀(93)的A口之间的流路、所述第二换热器(22)的冷却液入口到所述第四三通阀(74)的C口之间的流路、以及所述第三三通阀(73)的B口到所述第一四通阀(91)的C口之间的流路连接。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的车辆热管理系统,其特征在于,所述冷却液加热模块(6)包括加热器、充电机、电机、电机控制器、DC-DC变换器中的至少一者。
11.根据权利要求1-9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气液分离器(12),所述气液分离器(12)设置在所述压缩机(10)的入口处。
12.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求1-11中任一项所述的车辆热管理系统。
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