CN217917526U - 热管理装置 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种热管理装置，包括冷媒回路和冷却液回路。所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器。所述冷媒回路还包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、第一换热器和三通冷媒阀。所述冷凝器和第一换热器并联设置于所述冷媒回路。所述三通冷媒阀的三个接口分别与所述压缩机、冷凝器和第一换热器连接。本技术方案中把原热管理装置中的2个截止阀通过三通冷媒阀替代，实现了冷媒回路中的冷媒在不同工作模式下能够根据控制需要精确控制回路中冷媒的流量分配，充分利用了热管理装置中的能量，减少了热管理装置中电加热器的使用，进而降低能源消耗，同时也减少了控制截止阀的控制部件，从而降低了成本和热管理装置发生故障的概率。

Description

热管理装置

技术领域

本公开涉及传热技术领域，尤其涉及一种热管理装置。

背景技术

如图1所示的热管理装置，为本公开的申请人在研究过程中所选用的热管理装置，包括冷媒回路和冷却液回路。所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器。即在第二换热器内冷媒回路和冷却液回路实现交汇，以使得冷媒和冷却液之间实现热量交换。

所述冷媒回路包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、第一换热器、蒸发器、第二截止阀25和第三截止阀26。其中，第二截止阀25位于压缩机和第一换热器之间，且第三截止阀26位于压缩机和冷凝器之间。

所述冷却液回路包括通过管路连接的电机、第一水泵、四通水阀B28、三通件B27、电池、第二水泵、第三水泵、低温水箱和电加热器B19。其中，第一水泵和电机串联分布。第二水泵和电池串联分布。第三水泵和电加热器B19串联分布。四通水阀B28的三个接口分别与电机、电池和低温水箱连通。四通水阀的另一个接口与并联分布的电加热器B19和第二换热器连通。三通件B27设置在四通水阀、电加热器B19和第二换热器之间。

在现有的热管理装置中，当热管理装置处于制冷除湿模式(乘客舱需要通过蒸发器除湿之后还要通过对除湿后的空气进行加热)或空调双温区(一个温区设定温度高，一个温区设定温度低，空调箱既要制冷又要制热)时，第二截止阀25开启且第三截止阀26关闭，冷媒回路中的制冷剂从压缩机出来后通过第二截止阀25进入第一换热器冷凝后，制冷剂再通过制冷电子膨胀阀膨胀后进入蒸发器蒸发吸热。然后经过气液分离器回到压缩机实现把空调箱里的空气冷却并除湿。同时需要通过空调箱中的暖风芯体对通过蒸发器的空气加热，具体是第三水泵把电加热器B19产生的热量通过冷却液回路中的冷却液带到空调箱的暖风芯体来实现。此时，由于第二截止阀25和第三截止阀26是并联关系，系统运行时第二截止阀25和第三截止阀26只有3个状态，即第二截止阀25和第三截止阀26均关闭、第二截止阀25和第三截止阀26中的一个开启和第二截止阀25和第三截止阀26均开启。但当第二截止阀25和第三截止阀26均开启时，无法实现冷媒回路中的冷媒流量调节，这样冷媒回路便无法单独同时实现乘客舱的制冷和制热需求，需要冷却液回路中的电加热器B19和第三水泵均处于工作状态，不利于节约能耗，不利于提升车辆续航。

在现有的热管理装置中，当热管理装置处于余热利用模式(通过冷媒回路把冷却液回路和环境中低品位的热量提升为高品位热量以用于乘客舱制热)时，由于四通水阀B28的其中一个接口直接与电池相连，使得在余热利用模式下，冷却液必须通过电池，但由于电池一般需要维持温度在10℃以上，因此需要冷却液回路中的温度在10℃以上才能利用，这种方式就大大限制了余热利用的温度范围。另外，由于冷却液必须通过电池，第二水泵也必须处于工作状态，这就浪费了整车电量。

实用新型内容

本公开提供热管理装置，以解决相关技术中的至少部分问题。

根据本公开的第一方面提出一种热管理装置，所述热管理装置包括冷媒回路和冷却液回路；所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器；所述冷媒回路还包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、第一换热器和三通冷媒阀；所述冷凝器和第一换热器并联设置于所述冷媒回路；所述三通冷媒阀设有三个接口；所述三个接口分别与所述压缩机、冷凝器和第一换热器连接。

可选的，所述冷媒回路还包括蒸发器；所述蒸发器和第二换热器并联设置于所述冷媒回路。

可选的，当所述热管理装置处于制冷除湿模式，所述三通冷媒阀与所述冷凝器和第一换热器连接的接口均处于开启状态时。

可选的，所述冷媒回路还包括与所述蒸发器串联分布的第一电子膨胀阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第一电子膨胀阀处于开启状态。

可选的，所述冷媒回路还包括与所述第二换热器串联分布的第二电子膨胀阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第二电子膨胀阀处于关闭状态。

可选的，所述冷媒回路还包括与所述第一换热器串联分布的第三电子膨胀阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第三电子膨胀阀处于关闭状态。

可选的，所述冷媒回路还包括设置于所述第一换热器和压缩机之间的第一截止阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第一截止阀处于关闭状态。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本技术方案中把原热管理装置中的2个截止阀通过三通冷媒阀替代，实现了冷媒回路中的冷媒在不同工作模式下能够根据控制需要精确控制回路中冷媒的流量分配，充分利用热管理装置中的能量，减少了热管理装置中电加热器的使用，进而降低能源消耗，同时也减少了控制截止阀的控制部件，降低了成本，也降低了热管理装置发生故障的概率。

根据本公开的第二方面提出一种热管理装置，所述热管理装置包括冷媒回路和冷却液回路；所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器；所述冷却液回路还包括通过管路连接的四通水阀、三通件和电池；所述三通件设置于所述电池和四通水阀之间，且所述三通件设有三个接口，所述三个接口分别与所述电池、四通水阀和第二换热器连接。

可选的，所述冷却液回路还包括串联分布的电机和第二水泵；所述四通水阀包括与所述第二水泵连通的第一接口、与所述第二换热器的进口端连通的第二接口、与所述三通件连通的第三接口和与所述电机连通的第四接口；其中，当所述热管理装置处于余热利用模式时，所述第一接口与所述第二接口连通，且所述第三接口与所述第四接口连通。

可选的，所述冷却液回路还包括与所述电池串联分布的第一水泵；当所述热管理装置处于所述余热利用模式时，所述第一水泵处于关闭状态。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本技术方案中把原热管理装置中的四通水阀的位置重新布置，使得四通水阀和电池之间具有三通件；使得冷却液回路中的冷却液在通过四通水阀后还能有其他路径以避开电池；进而在不改变原有功能的情况下实现在电机回路余热单独给乘客舱热泵使用，增加了电机回路余热的利用范围，使更多的工况可以利用余热，实现系统节能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开的申请人在研究过程中所选用的热管理装置的示意图；

图2是本公开一示例性实施例中一种热管理装置的示意图。

附图标记说明：1、压缩机；2、冷凝器；3、第一换热器；4、蒸发器；5、第二换热器；6、三通冷媒阀；7、第一电子膨胀阀；8、第二电子膨胀阀；9、第一截止阀；10、单向阀；11、电机控制器；12、电机；14、低温水箱；15、三通水阀A；16、四通水阀A；17、电池；18、第二水泵；19、电加热器B；20、第三水泵；21、第三电子膨胀阀；22、气液分离器；23、电加热器A；24、三通件A；25、第二截止阀；26、第三截止阀；27、三通件B；28、四通水阀B；29、三通水阀B。

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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内设有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开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，而是表示存在个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图2是本公开一示例性实施例中一种热管理装置的示意图。该热管理装置包括冷媒回路和冷却液回路。所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器5。其中，所述第二换热器5为板式换热器。

继续参考图2，所述冷媒回路还包括通过管路连接的压缩机1、冷凝器2、蒸发器4、第一换热器3和三通冷媒阀6。所述第一换热器3为室外换热器。所述冷凝器2和第一换热器3并联设置于所述冷媒回路。所述蒸发器4和第二换热器5并联设置于所述冷媒回路。所述三通冷媒阀6包括三个接口，且三通冷媒阀6的三个接口分别与所述压缩机1、冷凝器2和第一换热器3连接。如此设置，通过三通冷媒阀6代替第二截止阀和第三截止阀，利用三通冷媒阀6调节冷媒回路中的冷媒流量，使得冷媒回路能单独同时实现乘客舱的制冷和制热需求，进而不再需要冷却液回路中的电加热器A 23和第三水泵20处于工作状态，利于节约能耗，提升车辆续航。

在一些实施方式中，所述冷媒回路还包括与所述蒸发器4串联分布的第一电子膨胀阀7、与所述第二换热器5串联分布的第二电子膨胀阀8、与所述第一换热器3串联分布的第三电子膨胀阀21、设置于所述第一换热器3和压缩机1之间的第一截止阀9和与所述冷凝器2串联分布的单向阀10。

当所述第一电子膨胀阀7开启时，所述第一电子膨胀阀7允许从所述冷凝器2出来的冷媒进入所述蒸发器4。当所述第一电子膨胀阀7关闭时，所述第一电子膨胀阀7阻止从所述冷凝器2出来的冷媒进入所述蒸发器4。

当所述第二电子膨胀阀8开启时，所述第二电子膨胀阀8允许从所述冷凝器2出来的冷媒进入所述冷水器。当所述第二电子膨胀阀8关闭时，所述第二电子膨胀阀8阻止从所述冷凝器2出来的冷媒进入所述冷水器。

当所述第三电子膨胀阀21开启时，所述第三电子膨胀阀21允许从所述冷凝器2出来的冷媒进入所述第一换热器3。当所述第三电子膨胀阀21关闭时，所述第三电子膨胀阀21阻止从所述冷凝器2出来的冷媒进入所述第一换热器3。

当所述第一截止阀9开启时，所述第一截止阀9允许从所述第一换热器3出来的冷媒进入所述压缩机1。当所述第一截止阀9关闭时，所述第一截止阀9阻止从所述第一换热器3出来的冷媒进入所述压缩机1。

所述单向阀10用于阻止从第一换热器3出来的冷媒进入冷凝器2。

继续参考图2，当所述三通冷媒阀6与所述冷凝器2和第一换热器3连接的接口以及第一电子膨胀阀7均处于开启状态，且第二电子膨胀阀8、第三电子膨胀阀21和第一截止阀9均处于关闭状态时。所述热管理装置处于制冷除湿模式。此时，冷媒回路中的冷媒从压缩机1出发。并经三通冷媒阀6分成两条支路，在其中一条支路中，冷媒经冷凝器2后进入蒸发器4。在另一条支路中，冷媒经第一换热器3后进入蒸发器4。即两条支路于蒸发器4汇合后，冷媒再通过气液分离器22重新回到压缩机1。从而完成制冷除湿循环。这样，在循环过程中，第一换热器3和冷凝器2同时工作，使得冷媒回路能单独同时实现乘客舱的制冷和制热需求，进而不再需要冷却液回路中的电加热器A 23和第三水泵20处于工作状态，利于节约能耗，提升车辆续航。

继续参考图2，所述冷却液回路包括通过管路连接的电机12、第一水泵、四通水阀A16、三通件A24、电池17、第二水泵18、第三水泵20、低温水箱14和电加热器A 23。其中，第一水泵和电机12串联分布。第二水泵18和电池17串联分布。第三水泵20和电加热器A 23串联分布。所述三通件A24设置于所述电池17和四通水阀A16之间。所述三通件A24包括三个接口，且所述三通件A24的三个接口分别与所述电池17、四通水阀A16和第二换热器5连接。

其中，当所述第一水泵开启时，所述第一水泵允许冷却液回路中的冷却液进入所述电池17。当所述第一水泵关闭时，所述第一水泵阻止冷却液回路中的冷却液进入所述电池17。

当所述第二水泵18开启时，所述第二水泵18允许冷却液回路中的冷却液进入所述电机12。当所述第二水泵18关闭时，所述第二水泵18阻止冷却液回路中的冷却液进入所述电机12。

当所述第三水泵20开启时，所述第三水泵20允许冷却液回路中的冷却液进入所述电加热器A 23。当所述第三水泵20关闭时，所述第三水泵20阻止冷却液回路中的冷却液进入所述电加热器A 23。

由于在四通水阀A16和电池17之间还分布有三通件A24，使得从四通水阀A16与电池17之间还具有其他支路，进而避免电池17与四通水阀A16之间形成直接的串联关系。这样，当热管理装置处于余热利用模式下时，冷却液回路中的冷却液可以不经过电池17。这样，通过改变四通水阀A16的位置，在不改变热管理装置原有功能的情况下实现了在冷却液回路中的余热能够单独给乘客舱热泵使用的目的，增加了冷却液回路中的余热利用范围，使更多的工况均可以利用冷却液回路中的余热，以最终实现热管理装置的节能。

在一些实施方式中，所述冷却液包括水、乙二醇或其他比热容较大的流体。本公开并不对此进行限制。

继续参考图2，所述四通水阀A16包括与所述第二水泵18连通的第一接口、与所述第二换热器5的进口端连通的第二接口、与所述三通件A24连通的第三接口和与所述电机12连通的第四接口。这样，四通水阀A16的第三接口与电池17之间设置有三通件A24，使得从四通水阀A16与电池17之间还具有其他支路，进而避免电池17与四通水阀A16之间形成直接的串联关系。

继续参考图2，所述冷却液回路还包括三通水阀A15和三通水阀B。所述三通水阀的三个接口分别与四通水阀的第一接口、低温水箱14和第二水泵18连通。所述三通水阀B的第一个接口与四通水阀的第三接口和第三水泵20连通，且第二个接口与电加热器A 23连通，且与第二换热器5和第二水泵18连通。

其中，当四通水阀A16的第一接口与第二接口连通，且所述第三接口与所述第四接口连通时，以及当三通水阀A15与低温水箱14连通的接口关闭且另两个接口开启时，以及当三通水阀B的与电加热器A 23的接口关闭且另两个接口开启时，以及当第二水泵18开启且第一水泵和第三水泵20关闭时，所述热管理装置处于余热利用模式。

此时，冷却液回路中的冷却液从电机12出发，并依次经第二水泵18和三通水阀A15后进入四通水阀A16的第一接口。然后冷却液从四通水阀A16的第二接口流出至第二换热器5。然后冷却液经过三通水阀B后进入四通水阀A16的第三接口，然后冷却液从四通水阀A16的第四接口流出至电机12，从而完成冷却液的余热利用循环。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种热管理装置，其特征在于，所述热管理装置包括冷媒回路和冷却液回路；所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器；所述冷媒回路还包括通过管路连接的压缩机、冷凝器、第一换热器和三通冷媒阀；所述冷凝器和第一换热器并联设置于所述冷媒回路；所述三通冷媒阀设有三个接口；所述三个接口分别与所述压缩机、冷凝器和第一换热器连接。

2.根据权利要求1所述的热管理装置，其特征在于，所述冷媒回路还包括蒸发器；所述蒸发器和第二换热器并联设置于所述冷媒回路。

3.根据权利要求2所述的热管理装置，其特征在于，当所述热管理装置处于制冷除湿模式时，所述三通冷媒阀与所述冷凝器和第一换热器连接的接口处于开启状态。

4.根据权利要求3所述的热管理装置，其特征在于，所述冷媒回路还包括与所述蒸发器串联分布的第一电子膨胀阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第一电子膨胀阀处于开启状态。

5.根据权利要求3所述的热管理装置，其特征在于，所述冷媒回路还包括与所述第二换热器串联分布的第二电子膨胀阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第二电子膨胀阀处于关闭状态。

6.根据权利要求3所述的热管理装置，其特征在于，所述冷媒回路还包括与所述第一换热器串联分布的第三电子膨胀阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第三电子膨胀阀处于关闭状态。

7.根据权利要求3所述的热管理装置，其特征在于，所述冷媒回路还包括设置于所述第一换热器和压缩机之间的第一截止阀；当所述热管理装置处于所述制冷除湿模式时，所述第一截止阀处于关闭状态。

8.一种热管理装置，其特征在于，所述热管理装置包括冷媒回路和冷却液回路；所述冷媒回路和冷却液回路均通过第二换热器；所述冷却液回路还包括通过管路连接的四通水阀、三通件和电池；所述三通件设置于所述电池和四通水阀之间，且所述三通件设有三个接口，所述三个接口分别与所述电池、四通水阀和第二换热器连接。

9.根据权利要求8所述的热管理装置，其特征在于，所述冷却液回路还包括串联分布的电机和第二水泵；所述四通水阀包括与所述第二水泵连通的第一接口、与所述第二换热器的进口端连通的第二接口、与所述三通件连通的第三接口和与所述电机连通的第四接口；其中，当所述热管理装置处于余热利用模式时，所述第一接口与所述第二接口连通，且所述第三接口与所述第四接口连通。

10.根据权利要求9所述的热管理装置，其特征在于，所述冷却液回路还包括与所述电池串联分布的第一水泵；当所述热管理装置处于所述余热利用模式时，所述第一水泵处于关闭状态。

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