CN216033622U - 集成式热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成式热管理系统及车辆。集成式热管理系统包括热泵空调系统和用于对电池包加热或冷却的电池包换热循环系统。当车内需要制热或制冷时,调整车内冷凝器处气流流量与蒸发器处气流流量比,以实现车内制冷或制热功能;当需要对电池包加热时,热泵空调系统对电池包换热循环系统加热;当需要对电池包冷却时,热泵空调系统对电池包换热循环系统降温。根据本实用新型的集成式热管理系统,通过利用热泵空调系统直接对电池包换热循环系统冷却或加热,而且在热泵空调系统中取消了四通阀结构,从而大大提升了热泵空调系统的结构,进而可以降低系统成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域,尤其是涉及一种集成式热管理系统及车辆。
背景技术
相关技术中,整车热管理系统包括热泵空调系统,当电池有冷却或者加热需求时,热泵空调系统低温能效低加热效果不佳,加热器加热回路在低温下热量散失较多,加热效率不高,且电池加热和空调辅助采暖均通过该回路,能耗较高,影响续航。
电池冷却时,制冷剂、冷却液与电池之间存在两次换热,换热效率较低;回收利用驱动电机、充电机及电池的余热也经过两次换热,回收到的热量偏少,对采暖性能提升不明显;空调采暖和电池加热共用一个水加热PTC,极端工况和常规工况下,需求PTC加热工况差异较大,会存在PTC能力浪费或电池与空调两者中其一性能不足问题。该系统通过增加辅助加热器回路,系统复杂,采购成本上涨。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出了一种集成式热管理系统,所述集成式热管理系统具有结构简单、能耗低的优势。
根据本实用新型实施例的集成式热管理系统,包括:热泵空调系统,所述热泵空调系统包括压缩机、车内冷凝器、车外冷凝器、蒸发器和气液分离器;所述压缩机具有排气口和回气口,所述排气口与所述车内冷凝器的一端连通,所述车内冷凝器的另一端与所述车外冷凝器的一端连通,所述车外冷凝器的另一端与所述蒸发器的一端连通,所述蒸发器的另一端通过所述气液分离器与所述回气口连通,冷媒经过所述压缩机压缩后,依次流向所述车内冷凝器、所述车外冷凝器和所述蒸发器,冷媒在所述车内冷凝器和所述车外冷凝器处冷凝放热,在所述蒸发器处蒸发吸热,从所述蒸发器流出的冷媒经过所述气液分离器后,返回至所述压缩机;当车内需要制热或制冷时,调整所述车内冷凝器处气流流量与所述蒸发器处气流流量比,以实现车内制冷或制热功能;用于对电池包加热或冷却的电池包换热循环系统,当需要对电池包加热时,所述热泵空调系统对所述电池包换热循环系统加热;当需要对电池包冷却时,所述热泵空调系统对所述电池包换热循环系统降温。
根据本实用新型实施例的集成式热管理系统,通过利用热泵空调系统直接对电池包换热循环系统冷却或加热,由此可以充分利用热泵空调系统热量或冷量,从而可以降低整车能耗。而且在热泵空调系统中取消了四通阀结构,从而大大提升了热泵空调系统的结构,进而可以降低系统成本。
在一些实施例中,所述热泵空调系统包括第一冷媒支路和第二冷媒支路,所述第一冷媒支路与所述车内冷凝器并联,所述第二冷媒支路与所述蒸发器并联;
所述电池包换热循环系统包括:第一板式换热器,所述第一板式换热器内具有彼此独立的第一冷媒通道和第一冷却液通道,所述第一冷媒通道串联于所述第一冷媒支路内;第二板式换热器,所述第二板式换热器内具有彼此独立的第二冷媒通道和第二冷却液通道,所述第二冷媒通道串联于所述第二冷媒支路;电池包散热器,所述电池包散热器连接在所述第一冷却液通道和所述第二冷却液通道之间,且冷却液在所述电池包散热器、所述第一冷却液通道和所述第二冷却液通道内循环流动;
当需要对电池包加热时,所述第一冷媒支路与所述第一板式换热器换热,所述第一板式换热器与所述第一冷媒通道内的冷却液换热,冷却液流向所述电池包散热器用于对所述电池包加热;当需要对电池包冷却时,所述第二冷媒支路与所述第二板式换热器换热,所述第二板式换热器与所述第二冷媒通道内的冷却液换热,冷却液流向所述电池包散热器用于对所述电池包散热。
在一些实施例中,所述热泵空调系统还包括第三冷媒支路,所述第三冷媒支路与所述车外冷凝器并联;所述集成式热管理系统还包括第三板式换热器和用于对高压系统加热或冷却的第一换热回路,所述第三板式换热器内具有彼此独立的第三冷媒通道和第三冷却液通道,所述第三冷媒通道串联于所述第三冷媒支路,所述第三冷却液通道串联于所述第一换热回路。
在一些实施例中,所述第一换热回路包括:主流路,所述主流路流经所述高压系统;
第一换热支路,所述第三冷媒通道串联于所述第一换热支路;第二换热支路,所述第二换热支路和所述第一换热支路均为所述主流路的支路,所述主流路内的冷却液适于分别流向所述第一换热支路和所述第二换热支路,所述第一换热支路和所述第二换热支路的冷媒经循环后适于返回至所述主流路内,所述第二换热支路上设有电机散热器。
在一些实施例中,所述第一换热支路上设有加热器;或者所述电池包散热器和所述第二冷却液通道之间设有加热器。
在一些实施例中,所述电池包换热循环系统包括板式换热器,所述板式换热器内具有冷却液通道和多条冷媒通道,所述冷却液通道内的冷却液适于与多条所述冷媒通道内的冷媒通过板式换热器换热。
在一些实施例中,所述车内冷凝器为水冷冷凝器,所述车内冷凝器内具有彼此独立的第一冷媒流路和第一冷却液流路,所述第一冷媒流路的一端与所述压缩机连接且连通,所述第一冷媒流路的另一端与所述车外冷凝器连接且连通;
所述电池包换热循环系统包括:四通阀,所述四通阀具有A阀口、B阀口、C阀口和D阀口,第一换热流路,所述第一冷却液流路串联于所述第一换热流路,所述第一换热流路的一端与所述A阀口连通,所述第一换热流路的另一端与所述D阀口连通;第二换热流路,所述第二换热流路与电池包散热器换热,所述第二换热流路的一端与所述B阀口连通,所述第二换热流路的另一端与所述C阀口连通;
当所述A阀口与所述D阀口连通、所述B阀口和所述C阀口连通时,所述第一换热流路独立循环,所述第二换热流路独立循环;当所述A阀口与所述B阀口连通、所述C阀口和所述D阀口连通时,所述第一换热流路的一端与所述第二换热流路的一端连通,所述第一换热流路的另一端与所述第二换热流路的另一端连通;第四板式换热器,所述第四板式换热器内具有彼此独立的第四冷媒通道和第四冷却液通道,所述第四冷媒通道串联于所述第二换热流路,所述第四冷媒通道与所述蒸发器并联。
在一些实施例中,集成式热管理系统还包括第一暖风芯体,所述第一暖风芯体串联于所述第一换热流路。
在一些实施例中,集成式热管理系统还包括加热器,所述加热器串联于所述第一换热流路,且所述加热器与所述第一暖风芯体串联。
在一些实施例中,集成式热管理系统还包括电池自加热电路,所述电池自加热电路用于对所述电池包加热。
在一些实施例中,所述车外冷凝器为水冷冷凝器,所述车外冷凝器内具有彼此独立的第二冷媒流路和第二冷却液流路,所述第二冷媒流路与所述第一冷媒流路的另一端连接且连通;
所述集成式热管理系统还包括用于对高压系统加热或冷却的第二换热回路,所述第二换热回路包括电机散热器和第一三通阀,所述第一三通阀具有第一阀口、第二阀口和第三阀口,所述第一阀口与所述第二冷却液流路的一端连通,冷却液与所述高压系统换热后,一部分冷却液可选择地流向所述第二阀口,并通过所述第一阀口流向所述第二冷却液流路,再返回至所述高压系统处;一部分冷却液可选择地流向所述电机散热器,并通过所述电机散热器流向所述第三阀口,然后经过所述第一阀口流向所述第二冷却液流路,再返回至所述高压系统处。
在一些实施例中,所述第一阀口和所述第二冷却液流路之间设有加热器,用以对所述第一阀口和所述第二冷却液流路之间流动的冷却液加热。
在一些实施例中,所述车内冷凝器为水冷冷凝器,所述车内冷凝器内具有彼此独立的第一冷媒流路和第一冷却液流路,所述第一冷媒流路的一端与所述压缩机连接且连通,所述第一冷媒流路的另一端与所述车外冷凝器连接且连通;
所述电池包换热循环系统包括:第二三通阀,所述第二三通阀具有第四阀口、第五阀口和第六阀口,所述第四阀口与所述第一冷却液流路的一端连通;第二暖风芯体,所述第二暖风芯体的另一端与所述第五阀口连通;第五板式换热器,所述第五板式换热器内具有彼此独立的第五冷媒通道和第五冷却液通道,所述第五冷却液通道与所述蒸发器并联;
第六板式换热器,所述第六板式换热器内具有彼此独立的第六冷却液通道和第七冷却液通道,所述第六冷却液通道的一端与所述第六阀口连通,所述第六冷却液通道与所述第二暖风芯体并联后与所述第一冷却液流路串联,所述第七冷却液通道与所述第五冷却液通道串联,且电池包散热器位于所述第七冷却液通道与所述第五冷却液通道之间。
在一些实施例中,所述第四阀口与所述第一冷却液流路之间设有加热器。
在一些实施例中,集成式热管理系统还包括电池自加热电路,所述电池自加热电路用于对所述电池包加热。
根据本实用新型实施例的车辆,包括如上所述的集成式热管理系统。
根据本实用新型实施例的车辆,通过利用热泵空调系统直接对电池包换热循环系统冷却或加热,由此可以充分利用热泵空调系统热量或冷量,从而可以降低整车能耗。而且在热泵空调系统中取消了四通阀结构,从而大大提升了热泵空调系统的结构,进而可以降低系统成本。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1-图3、以及图5-图12是根据本实用新型不同实施例的集成式热管理系统的结构图;
图4是根据本实用新型实施例的集成式热管理系统的板式换热器的结构示意图。
附图标记:
集成式热管理系统1,
压缩机101,蒸发器102,气液分离器103,
车内冷凝器110,
车外冷凝器120,
第一冷媒支路130,第二冷媒支路131,
第三冷媒支路140,
第三板式换热器150,
电池包换热循环系统200,
第一板式换热器220,
第二板式换热器230,
电池包散热器240,
四通阀250,
第一换热流路260,第二换热流路261,
第四板式换热器270,
第二三通阀520,第四阀口521,第五阀口522,第六阀口523,
第二暖风芯体530,
第五板式换热器540,
第六板式换热器550,
第一换热回路400,
主流路420,第一换热支路421,第二换热支路422,电机散热器423,
第二换热回路500,
第一三通阀510,第一阀口511,第二阀口512,第三阀口513,
加热器610,第一暖风芯体620,电池自加热电路630,电子风扇640,泵体650,高压系统660。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,参考附图描述的实施例是示例性的,下面详细描述本实用新型的实施例。
下面参考图1-图12描述根据本实用新型实施例的集成式热管理系统1。需要说明的是,集成式热管理系统1可以搭载在新能源汽车上。热泵空调系统包括压缩机101、车内冷凝器110、车外冷凝器120、蒸发器102和气液分离器103。压缩机101具有排气口和回气口,排气口与车内冷凝器110的一端连通,车内冷凝器110的另一端与车外冷凝器120的一端连通,车外冷凝器120的另一端与蒸发器102的一端连通,蒸发器102的另一端通过气液分离器103与回气口连通。启动压缩机101后,冷媒经过压缩机101压缩后,依次流向车内冷凝器110、车外冷凝器120和蒸发器102,冷媒在车内冷凝器110和车外冷凝器120处冷凝放热,在蒸发器102处蒸发吸热,从蒸发器102流出的冷媒经过气液分离器103后,返回至压缩机101。
当车内需要制热时,调整车内冷凝器110处气流流量与蒸发器102处气流流量比,从而可以调整进入到车内环境的气流温度,进而可以使车内环境升温,起到制热的作用;当车内需要制冷时,调整车内冷凝器110处气流流量与蒸发器102处气流流量比,从而可以调整进入到车内环境的气流温度,进而可以使车内环境降温,起到制冷的作用。
如图1所示,集成式热管理系统1包括热泵空调系统和用于对电池包加热或冷却的电池包换热循环系统200。当需要对电池包加热时,热泵空调系统对电池包换热循环系统200加热;当需要对电池包冷却时,热泵空调系统对电池包换热循环系统200降温。
此外需要说明的是,集成式热管理系统1内可以串联泵体650以用于驱动冷却液流动。
根据本实用新型实施例的集成式热管理系统1,通过利用热泵空调系统直接对电池包换热循环系统200冷却或加热,由此可以充分利用热泵空调系统热量或冷量,从而可以降低整车能耗。而且在热泵空调系统中取消了四通阀250结构,从而大大提升了热泵空调系统的结构,进而可以降低系统成本。
为方便描述,下面以几个具体详细描述根据本实用新型实施例的集成式热管理系统1,制得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对本实用新型的具体限制。
实施例1
在该实施例中,如图1所示,热泵空调系统包括第一冷媒支路130和第二冷媒支路131,第一冷媒支路130与车内冷凝器110并联,第二冷媒支路131与蒸发器102并联。
如图1所示,电池包换热循环系统200包括第一板式换热器220、第二板式换热器230和电池包散热器240。
其中,第一板式换热器220内具有彼此独立的第一冷媒通道和第一冷却液通道,第一冷媒通道串联于第一冷媒支路130内。第二板式换热器230内具有彼此独立的第二冷媒通道和第二冷却液通道,第二冷媒通道串联于第二冷媒支路131。
电池包散热器240连接在第一冷却液通道和第二冷却液通道之间,且冷却液在电池包散热器240、第一冷却液通道和第二冷却液通道内循环流动。
当需要对电池包加热时,启动压缩机101后,从压缩机101流出的冷媒一部分流向车内冷凝器110,一部分流向第一冷媒支路130。第一冷媒支路130的冷媒放热,且热量通过第一板式换热器220与第一冷却液通道内的冷却液换热,也即第一冷媒支路130的热量通过第一板式换热器220传导至第一冷却液通道内,并对第一冷却液通道内的冷却液加热,经过加热的冷却液流向电池包散热器240用于对电池包加热。
当需要对电池包冷却时,启动压缩机101后,从车外冷凝器120流出的冷媒一部分流向蒸发器102,一部分流向第二冷媒支路131。第二冷媒支路131的冷媒制冷,且冷量通过第二板式换热器230与第二冷却液通道内的冷却液换热,也即第二冷媒支路131的冷量通过第二板式换热器230传导至第二冷却液通道内,并对第二冷却液通道内的冷却液降温,经过降温的冷却液流向电池包散热器240用于对电池包散热。
进一步地,如图1所示,热泵空调系统还包括第三冷媒支路140,第三冷媒支路140与车外冷凝器120并联。集成式热管理系统1还包括第三板式换热器150和用于对高压系统660加热或冷却的第一换热回路400。第三板式换热器150内具有彼此独立的第三冷媒通道和第三冷却液通道,第三冷媒通道串联于第三冷媒支路140,第三冷却液通道串联于第一换热回路400。第一换热回路400内可以串联泵体650,用以驱动冷却液流动。
这里,需要说明的是,高压系统660可以包括电驱动总成和充配电组件总成。高压系统660处于工作状态时,会产生大量的热量。此外,当高压系统660的电机堵转运行时,也可以产生热量。当车内需要制热、且车外冷凝器120和车内冷凝器110产生的热量不足时,可以利用高压系统660的余热或者电机堵转热量对车内环境补热,例如,车辆的风道系统可以将高压系统660周围的气流吹向车内环境,以达到补热的效果。
当高压系统660需要预热时,第三冷媒支路140的冷媒可以在第三冷媒通道内冷凝放热,热量可以通过第三冷却液通道对冷却液加热,温度较高的冷却热流动到高压系统660可以对高压系统660加热。
进一步地,如图1所示,第一换热回路400包括主流路420、第一换热支路421和第二换热支路422。具体地,主流路420流经高压系统660,第三冷媒通道串联于第一换热支路421,第二换热支路422和第一换热支路421均为主流路420的支路。主流路420内的冷却液适于分别流向第一换热支路421和第二换热支路422,第一换热支路421和第二换热支路422的冷媒经循环后适于返回至主流路420内,第二换热支路422上设有电机散热器423。需要说明的是,电机散热器423处可以设有电子风扇640,以便于驱动气流流动。
实施例2
与实施例1不同的是,在该实施例中,如图2所示,电池包换热循环系统200上串联有加热器610。加热器610可以为PTC水加热器。进一步地,加热器610设于电池包散热器240和第二冷却液通道之间。
当然,为了提升热泵泵空调系统的制热性能,在车内环境内可以增设PTC风加热器,从而车辆可以在一般低温环境下,以热泵空调系统进行工作,以达到节能的效果,同时保证整成性能。
实施例3
与实施例1不同的是,在该实施例中,如图3所示,第一换热支路421上设有加热器610。加热器610可以为PTC水加热器。在较低温度时,热泵空调系统的加热效果不佳时,PTC水加热器对整个热泵系统进行热量补充,可使得车辆在较低温下同样可保证高性能,同时仍以热泵模式工作,节约整车能耗。此外,车辆可在高压系统660冷却液回路温度较低导致电驱动系统能效降低时,提升其温度,保持其工作在高效区,降低低温行驶能耗,提升行驶里程。
实施例4
在该实施例中,如图4所示,电池包换热循环系统200可以包括板式换热器。板式换热器内具有冷却液通道和多条冷媒通道,冷却液通道内的冷却液适于与多条冷媒通道内的冷媒通过板式换热器换热。可以理解的是,将多个独立的换热器集成于同一个板式换热器上,以构造出多层结构的板式换热器,在实现相同功能与性能的前提下,节约了空间、重量和成本。
实施例5
与实施例1不同的是,在该实施例中,如图5所示,车内冷凝器110为水冷冷凝器,车内冷凝器110内具有彼此独立的第一冷媒流路和第一冷却液流路,第一冷媒流路的一端与压缩机101连接且连通,第一冷媒流路的另一端与车外冷凝器120连接且连通。
进一步地,电池包换热循环系统200包括:四通阀250、第一换热流路260、第二换热流路261、第四板式换热器270和第一暖风芯体620。具体地,四通阀250具有A阀口、B阀口、C阀口和D阀口,第一冷却液流路串联于第一换热流路260,第一换热流路260的一端与A阀口连通,第一换热流路260的另一端与D阀口连通,第二换热流路261与电池包散热器240换热,第二换热流路261的一端与B阀口连通,第二换热流路261的另一端与C阀口连通。第一暖风芯体620串联于第一换热流路260。
当A阀口与D阀口连通、B阀口和C阀口连通时,第一换热流路260独立循环,第二换热流路261独立循环;当A阀口与B阀口连通、C阀口和D阀口连通时,第一换热流路260的一端与第二换热流路261的一端连通,第一换热流路260的另一端与第二换热流路261的另一端连通。
第四板式换热器270内具有彼此独立的第四冷媒通道和第四冷却液通道,第四冷媒通道串联于第二换热流路261,第四冷媒通道与蒸发器102并联。
乘员舱的采暖通过冷却液经第一暖风芯体620加热空气,出风更为柔和,且通过四通阀250阀体的切换实现电池加热;乘员舱降温及电池冷却时,系统回路的热量通过车外冷凝器120传递至电机散热器423,散向外部环境,将高压系统660和热泵空调系统与环境的热量纳入一个回路,有效地解决了风冷电机散热器423和水冷冷凝器的相互影响,提升了整车热管理系统的能效。该方案集成度更高,系统结构更为简单,且为热泵系统,能量利用率高,该系统同样可实现高压系统660中的电机堵转生热,对热泵系统进行热量补偿。
进一步地,如图11所示,集成式热管理系统1还包括电池自加热电路630,电池自加热电路630用于对电池包加热。在较低温度热泵系统加热效果不佳时,自加热电路工作加热电池,且四通阀250切换至小循环,对热泵系统采暖回路通过第四板式换热器270进行热量补充,提升加热性能与效果,综合利用能量,可使得车型在较低温下同样可保证高性能。
实施例6
与实施例1以及实施例5不同的是,在该实施例中,如图6所示,车内冷凝器110为水冷冷凝器,车内冷凝器110内具有彼此独立的第一冷媒流路和第一冷却液流路,第一冷媒流路的一端与压缩机101连接且连通,第一冷媒流路的另一端与车外冷凝器120连接且连通。
进一步地,如图6、图10所示,电池包换热循环系统200包括第二三通阀520、第二暖风芯体530、第五板式换热器540和第六板式换热器550。具体地,第二三通阀520具有第四阀口521、第五阀口522和第六阀口523,第四阀口521与第一冷却液流路的一端连通。第二暖风芯体530的另一端与第五阀口522连通。第五板式换热器540内具有彼此独立的第五冷媒通道和第五冷却液通道,第五冷却液通道与蒸发器102并联。
第六板式换热器550内具有彼此独立的第六冷却液通道和第七冷却液通道,第六冷却液通道的一端与第六阀口523连通,第六冷却液通道与第二暖风芯体530并联后与第一冷却液流路串联,第七冷却液通道与第五冷却液通道串联,且电池包散热器240位于第七冷却液通道与第五冷却液通道之间。
更进一步地,如图12所示,集成式热管理系统1还包括电池自加热电路630,电池自加热电路630用于对电池包加热。在较低温度热泵系统加热效果不佳时,自加热电路工作加热电池,对热泵系统采暖回路通过第五板式换热器540和第六板式换热器550进行热量补充,提升加热性能与效果,综合利用能量,可使得车型在较低温下同样可保证高性能。
在该实施例中,电池加热回路为独立回路,水温控制均更容易,且水温稳定性好。
实施例7
与实施例5不同的是,在该实施例中,如图7所示,集成式热管理系统1还包括加热器610。其中,加热器610串联于第一换热流路260,且加热器610与第一暖风芯体620串联。这里“加热器610”可以为PTC水加热器。当热泵系统加热效果不佳时,PTC水加热器工作,对乘员舱和电池进行加热,低温下同样有高性能,实现保证性能的前提下尽可能地节约能耗。
实施例8
与实施例6不同的是,在该实施例中,如图8所示,第四阀口521与第一冷却液流路之间设有加热器610。这里“加热器610”可以为PTC水加热器610。该实施例中,电池加热回路为独立回路,水温控制更容易,且水温稳定性好。
实施例9
与实施例5不同的是,在该实施例中,如图9所示,车外冷凝器120为水冷冷凝器,车外冷凝器120内具有彼此独立的第二冷媒流路和第二冷却液流路,第二冷媒流路与第一冷媒流路的另一端连接且连通。
进一步地,集成式热管理系统1还包括用于对高压系统660加热或冷却的第二换热回路500。第二换热回路500包括电机散热器423和第一三通阀510。其中,第一三通阀510具有第一阀口511、第二阀口512和第三阀口513,第一阀口511与第二冷却液流路的一端连通。
冷却液与高压系统660换热后,一部分冷却液可选择地流向第二阀口512,并通过第一阀口511流向第二冷却液流路,再返回至高压系统660处;一部分冷却液可选择地流向电机散热器423,并通过电机散热器423流向第三阀口513,然后经过第一阀口511流向第二冷却液流路,再返回至高压系统660处。
如图9所示,第一阀口511和第二冷却液流路之间设有加热器610,用以对第一阀口511和第二冷却液流路之间流动的冷却液加热。这里“加热器610”可以为PTC水加热器610。在较低温度、且热泵加热效果不佳时,PTC水加热器610对整个热泵系统进行热量补充,可使得车型在较低温下同样可保证高性能,同时仍以热泵模式工作,节约整车能耗。同时可在高压系统660冷却液回路温度较低导致电驱动系统能效降低时,提升其温度,保持其工作在高效区,降低低温行驶能耗,提升行驶里程。
根据本实用新型实施例的车辆,包括如上所述的集成式热管理系统1。
根据本实用新型实施例的车辆,通过利用热泵空调系统直接对电池包换热循环系统200冷却或加热,由此可以充分利用热泵空调系统热量或冷量,从而可以降低整车能耗。而且在热泵空调系统中取消了四通阀250结构,从而大大提升了热泵空调系统的结构,进而可以降低系统成本。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (16)
1.一种集成式热管理系统,其特征在于,包括:
热泵空调系统,所述热泵空调系统包括压缩机、车内冷凝器、车外冷凝器、蒸发器和气液分离器;所述压缩机具有排气口和回气口,所述排气口与所述车内冷凝器的一端连通,所述车内冷凝器的另一端与所述车外冷凝器的一端连通,所述车外冷凝器的另一端与所述蒸发器的一端连通,所述蒸发器的另一端通过所述气液分离器与所述回气口连通,冷媒经过所述压缩机压缩后,依次流向所述车内冷凝器、所述车外冷凝器和所述蒸发器,冷媒在所述车内冷凝器和所述车外冷凝器处冷凝放热,在所述蒸发器处蒸发吸热,从所述蒸发器流出的冷媒经过所述气液分离器后,返回至所述压缩机;当车内需要制热或制冷时,调整所述车内冷凝器处气流流量与所述蒸发器处气流流量比,以实现车内制冷或制热功能;
用于对电池包加热或冷却的电池包换热循环系统,当需要对电池包加热时,所述热泵空调系统对所述电池包换热循环系统加热;当需要对电池包冷却时,所述热泵空调系统对所述电池包换热循环系统降温。
2.根据权利要求1所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述热泵空调系统包括第一冷媒支路和第二冷媒支路,所述第一冷媒支路与所述车内冷凝器并联,所述第二冷媒支路与所述蒸发器并联;
所述电池包换热循环系统包括:
第一板式换热器,所述第一板式换热器内具有彼此独立的第一冷媒通道和第一冷却液通道,所述第一冷媒通道串联于所述第一冷媒支路内;
第二板式换热器,所述第二板式换热器内具有彼此独立的第二冷媒通道和第二冷却液通道,所述第二冷媒通道串联于所述第二冷媒支路;
电池包散热器,所述电池包散热器连接在所述第一冷却液通道和所述第二冷却液通道之间,且冷却液在所述电池包散热器、所述第一冷却液通道和所述第二冷却液通道内循环流动;
当需要对电池包加热时,所述第一冷媒支路与所述第一板式换热器换热,所述第一板式换热器与所述第一冷媒通道内的冷却液换热,冷却液流向所述电池包散热器用于对所述电池包加热;
当需要对电池包冷却时,所述第二冷媒支路与所述第二板式换热器换热,所述第二板式换热器与所述第二冷媒通道内的冷却液换热,冷却液流向所述电池包散热器用于对所述电池包散热。
3.根据权利要求2所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述热泵空调系统还包括第三冷媒支路,所述第三冷媒支路与所述车外冷凝器并联;
所述集成式热管理系统还包括第三板式换热器和用于对高压系统加热或冷却的第一换热回路,
所述第三板式换热器内具有彼此独立的第三冷媒通道和第三冷却液通道,所述第三冷媒通道串联于所述第三冷媒支路,所述第三冷却液通道串联于所述第一换热回路。
4.根据权利要求3所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述第一换热回路包括:
主流路,所述主流路流经所述高压系统;
第一换热支路,所述第三冷媒通道串联于所述第一换热支路;
第二换热支路,所述第二换热支路和所述第一换热支路均为所述主流路的支路,所述主流路内的冷却液适于分别流向所述第一换热支路和所述第二换热支路,所述第一换热支路和所述第二换热支路的冷媒经循环后适于返回至所述主流路内,所述第二换热支路上设有电机散热器。
5.根据权利要求4所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述第一换热支路上设有加热器;
或者所述电池包散热器和所述第二冷却液通道之间设有加热器。
6.根据权利要求1所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述电池包换热循环系统包括板式换热器,所述板式换热器内具有冷却液通道和多条冷媒通道,所述冷却液通道内的冷却液适于与多条所述冷媒通道内的冷媒通过板式换热器换热。
7.根据权利要求1所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述车内冷凝器为水冷冷凝器,所述车内冷凝器内具有彼此独立的第一冷媒流路和第一冷却液流路,所述第一冷媒流路的一端与所述压缩机连接且连通,所述第一冷媒流路的另一端与所述车外冷凝器连接且连通;
所述电池包换热循环系统包括:
四通阀,所述四通阀具有A阀口、B阀口、C阀口和D阀口,
第一换热流路,所述第一冷却液流路串联于所述第一换热流路,所述第一换热流路的一端与所述A阀口连通,所述第一换热流路的另一端与所述D阀口连通;
第二换热流路,所述第二换热流路与电池包散热器换热,所述第二换热流路的一端与所述B阀口连通,所述第二换热流路的另一端与所述C阀口连通;
当所述A阀口与所述D阀口连通、所述B阀口和所述C阀口连通时,所述第一换热流路独立循环,所述第二换热流路独立循环;当所述A阀口与所述B阀口连通、所述C阀口和所述D阀口连通时,所述第一换热流路的一端与所述第二换热流路的一端连通,所述第一换热流路的另一端与所述第二换热流路的另一端连通;
第四板式换热器,所述第四板式换热器内具有彼此独立的第四冷媒通道和第四冷却液通道,所述第四冷媒通道串联于所述第二换热流路,所述第四冷媒通道与所述蒸发器并联。
8.根据权利要求7所述的集成式热管理系统,其特征在于,还包括第一暖风芯体,所述第一暖风芯体串联于所述第一换热流路。
9.根据权利要求8所述的集成式热管理系统,其特征在于,还包括加热器,所述加热器串联于所述第一换热流路,且所述加热器与所述第一暖风芯体串联。
10.根据权利要求8所述的集成式热管理系统,其特征在于,还包括电池自加热电路,所述电池自加热电路用于对所述电池包加热。
11.根据权利要求7所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述车外冷凝器为水冷冷凝器,所述车外冷凝器内具有彼此独立的第二冷媒流路和第二冷却液流路,所述第二冷媒流路与所述第一冷媒流路的另一端连接且连通;
所述集成式热管理系统还包括用于对高压系统加热或冷却的第二换热回路,
所述第二换热回路包括电机散热器和第一三通阀,所述第一三通阀具有第一阀口、第二阀口和第三阀口,所述第一阀口与所述第二冷却液流路的一端连通,
冷却液与所述高压系统换热后,一部分冷却液可选择地流向所述第二阀口,并通过所述第一阀口流向所述第二冷却液流路,再返回至所述高压系统处;一部分冷却液可选择地流向所述电机散热器,并通过所述电机散热器流向所述第三阀口,然后经过所述第一阀口流向所述第二冷却液流路,再返回至所述高压系统处。
12.根据权利要求11所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述第一阀口和所述第二冷却液流路之间设有加热器,用以对所述第一阀口和所述第二冷却液流路之间流动的冷却液加热。
13.根据权利要求1所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述车内冷凝器为水冷冷凝器,所述车内冷凝器内具有彼此独立的第一冷媒流路和第一冷却液流路,所述第一冷媒流路的一端与所述压缩机连接且连通,所述第一冷媒流路的另一端与所述车外冷凝器连接且连通;
所述电池包换热循环系统包括:
第二三通阀,所述第二三通阀具有第四阀口、第五阀口和第六阀口,所述第四阀口与所述第一冷却液流路的一端连通;
第二暖风芯体,所述第二暖风芯体的另一端与所述第五阀口连通;
第五板式换热器,所述第五板式换热器内具有彼此独立的第五冷媒通道和第五冷却液通道,所述第五冷却液通道与所述蒸发器并联;
第六板式换热器,所述第六板式换热器内具有彼此独立的第六冷却液通道和第七冷却液通道,所述第六冷却液通道的一端与所述第六阀口连通,所述第六冷却液通道与所述第二暖风芯体并联后与所述第一冷却液流路串联,所述第七冷却液通道与所述第五冷却液通道串联,且电池包散热器位于所述第七冷却液通道与所述第五冷却液通道之间。
14.根据权利要求13所述的集成式热管理系统,其特征在于,所述第四阀口与所述第一冷却液流路之间设有加热器。
15.根据权利要求13所述的集成式热管理系统,其特征在于,还包括电池自加热电路,所述电池自加热电路用于对所述电池包加热。
16.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求1-15中任一项所述的集成式热管理系统。
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| CN115257300A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-01 | 莱顿汽车部件(苏州)有限公司 | 具有八通阀的集成式热管理模块及车辆 |
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