CN218021115U - 热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种热管理系统及车辆,通过将第二换热器串联在第二管路上,将第一换热器串联在第一管路上,并通过第一管段和第二管段将第一管路并联在第二管路上,在第一管段或者第二管段的入口端设置第一多通阀,可通过调节第一多通阀中各个接口的开度,使得第一换热器和第二换热器同时工作时,第二管路中的部分冷却液可进入至第一管路,以调节进入至第一换热器的冷却液温度,使得待液冷器件(例如电池)的温度控制在合适的范围内,且可确保进入至第二换热器的质量流量和温度在合适的范围内,使得待调温结构(例如乘员舱)的温度调节至合适的范围内,起到平衡待液冷器件和待调温结构的制冷量和温度的效果,且简化了热管理系统的结构和控制方法。
Description
技术领域
本申请实施例涉及新能源电动汽车技术领域,特别涉及一种热管理系统及车辆。
背景技术
目前,电动汽车例如纯电动汽车逐步普及于市场,纯电动汽车中电池的热管理技术也不断发展。由于电芯的最佳温度区间较窄(一般为20℃~45℃),因而在对电池包热管理时,冷却液的进口温度以及电池包内的温度均匀性显得尤为重要。
以制冷模式为例,为了解决待液冷电子器件(例如电动汽车内的电池包)与其他待降温结构(例如乘员舱)的温度和制冷量的同时匹配问题,传统的热管理系统可包括冷凝器(Condenser)和并联在冷凝器出口端的空气冷却加湿器和电池冷却蒸发器(BatteryChiller),其中,空气冷却加湿器位于乘员舱内,且该空气冷却加湿器的进口端通过第一阀门与冷凝器的出口端连通,该空气冷却加湿器的出口端与冷凝器的进口端连通。电池冷却蒸发器串联在电池包回路上,该电池冷却蒸发器的进口端通过第二阀门与冷凝器的出口端连通,该电池冷却蒸发器的其中一个出口端与电池包的入口端连通,另一个出口端与冷凝器连通。在对乘员舱和电池包同时制冷时,可通过打开第一阀门和第二阀门,使得冷凝器中制冷剂的一部分进入至空气冷却加湿器内,以对乘员舱内的空气进行降温,另一部分进入至电池冷却蒸发器内,电池包回路中的冷却液经过该电池冷却蒸发器冷却后进入至电池包内,以带走电池包内的热量。另外,通过控制第一阀门和第二阀门的开度,以确保乘员舱的温度区间和制冷量以及电池包的温度区间和制冷量同时匹配,即平衡乘员舱和电池包的温度和制冷量。
然而,在上述热管理系统中,流经第一阀门和第二阀门的流体为高压制冷剂例如冷媒,则第一阀门和第二阀门一般为热力膨胀阀(Thermostatic expansion valve,简称TXV)或者电子膨胀阀(Electronic expansion valve,简称EXV),其成本较高,且开度控制较为复杂,这就使得热管理系统中对第一阀门和第二阀门的协同控制过程较为复杂,提高了热管理系统的控制方法复杂度。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种热管理系统及车辆,该热管理系统能够平衡待液冷电子器件与其他待调温结构的制冷量和温度,且热管理系统的结构和控制方法简单。
本申请实施例提供一种热管理系统,包括第一换热器、第二换热器、第一管段、第二管段及第一多通阀,第一换热器用于与待液冷器件热交换,且第一换热器的入口端通过第一管路与第一换热器的出口端连通,第二换热器,第二换热器用于与待调温结构热交换,第二换热器的入口端通过第二管路与第二换热器的出口端连通,第一管段的入口端与第二管路连通、且串联在第二换热器的出口端。第一管段的出口端与第一管路连通、且串联在第一换热器的入口端。第二管段的入口端与第一管路连通、且串联在第一换热器的出口端;第二管段的出口端与第二管路连通、且串联在第二换热器的入口端。第一多通阀包括第一接口、第二接口和第三接口,第一管段的入口端通过第一接口与第二管路连通,第一多通阀通过第二接口和第三接口串联在第二管路上,或者,第二管段的入口端通过第一接口与第一管路连通,第一多通阀通过第二接口和第三接口串联在第一管路上。其中,第一多通阀的第一接口、第二接口及第三接口用于在第一工作模式下导通,以将第一管路和第一换热器形成第二管路,将第二管路和第二换热器形成第一管路,并将第一管路中的冷却液经第一管段与第二管路中的冷却液混合,将第二管路中的冷却液经第二管段与第一管路中的冷却液混合,其中,第一工作模式为第一换热器和第二换热器均处于换热状态的模式。
本申请实施例通过在热管理系统中设置第二管路和第一管路,并通过第一管段和第二管段将第一管路并联在第二管路上,另外在第一管段的入口端与第二管路上设置第一多通阀,或者在第二管段的入口端与第一管路上设置第一多通阀,这样,可通过打开第一多通阀中各个接口的开度,可实现热管理系统的第一工作模式,即第一换热器和第二换热器同时工作的模式。例如,当第一换热器和第二换热器同时工作(即对待液冷器件和待调温结构同时制热时),且第二管路中冷却液的温度高于第一管路中冷却液的温度时,可打开第一多通阀的第一接口、第二接口及第三接口,使得第一管路与第一换热器形成第一循环回路,使得该第一循环回路中的冷却液进入至第一换热器内后,可与待液冷器件进行热交换,另外,使得第二管路与第二换热器形成第二循环回路,使得该第二循环回路中的冷却液进入至第二换热器内后,可与待调温结构进行热交换,另外,第二管路中的部分冷却液可经第一管段进入至第一管路,以增加第一管路中的冷却液的质量流量和温度,从而提高第一换热器入口端的温度,使得第一换热器将待液冷器件(例如电池)降温至合适的范围内,另外,经过第一换热器的冷却液的一部分可经第二管段进入至第二管路中,确保第二管路中进入至第二换热器的质量流量和温度在合适的范围内,使得该第二换热器将待调温结构(例如乘员舱)的温度调节至合适的范围内,从而起到平衡待液冷器件和待调温结构的制冷量和温度的效果,且通过直接混合冷却液,提高了对第一循环回路中冷却液的温度调节效率,从而提高了热管理系统的换热效率,降低了功耗。另外,本申请实施例的热管理系统的结构简单,控制方法简单方便,且成本低。
在一种可行的实现方式中,第二管路包括第二副段和两个第二主段,其中一个第二主段的第一端与第二换热器的出口端连通,其中一个第二主段的第二端分别与第二副段的入口端和第一管段的入口端连通,另一个第二主段的第一端与第二换热器的入口端连通,另一个第二主段的第二端分别与第二副段的出口端和第二管段的出口端连通,第二管路上串联有温控组件和第一水泵,温控组件串联在第二换热器入口端的第二主段上,且温控组件的一端与第二换热器的入口端连通,温控组件的另一端与第一水泵的出口端连通。
通过在第二管路中设置温控组件,使得第二管路中冷却液的温度可通过该温控组件进行调节,以确保第二换热器入口端的温度达到合适的范围,这样,当待液冷器件和待调温结构同时制热或者制冷(例如制热),即热管理系统的第二管路和第一管路同时工作,且第二管路的冷却液的目标温度(即第二换热器入口端的目标温度)较第一管路中冷却液的目标温度 (即第一换热器入口端的目标温度)高时,可先通过温控组件将第二管路中冷却液的温度提升至目标温度温度后,通过调节第一多通阀的三个接口的开度,使得第二管路中的部分冷却液进入至第一管路中,以提升第一管路中进入至第一换热器的冷却液的温度和质量流量,使得第一换热器入口端的温度达到目标温度。另外,当待液冷器件单独制冷或者制热(例如制热)时,可通过调节第一多通阀的三个接口的开度,使得从第一换热器出口端流出的冷却液可经第二管段进入至第二管路中的温控组件,温控组件对该冷却液加热后,可从温控组件的出口端流出,并经第二管路的部分第二主段以及第一管段进入至第一管路中,最终进入至第一换热器内,使得进入至第一换热器内的高温冷却液与待液冷器件进行热交换。另外,通过在第二主段上设置第一水泵,可通过调节水泵的转速,达到调节第二主段上冷却液的质量流量,以精确控制进入第二换热器内的冷却液的质量流量,保证第二换热器入口端的冷却液处于目标温度内,确保待调温结构的温度达到目标温度内。
在一种可行的实现方式中,第一水泵串联在第二管段的出口端与温控组件端之间,这样,可提高从第一换热器出口端经第二管段进入至温控组件的冷却液的动力,即提高了第一管路的冷却液进入至第二管路的可靠性,保证在待液冷器件制热(或者制冷)或者待液冷器件和待调温结构同时制热(或者制冷)时,从第一换热器出口端流出的部分或者全部冷却液能够很好的经第二管段进入至第二管路的第一主段内。
在一种可行的实现方式中,第一管路包括第一副段和两个第一主段,其中一个第一主段的第一端与第一换热器的入口端连通,其中一个第一主段的第二端分别与第一副段的出口端和第一管段的出口端连通,另一个第一主段的第一端与第一换热器的出口端连通,另一个第一主段的第二端分别与第一副段的入口端和第二管段的入口端连通,第一管路上具有第二水泵,第二水泵串联在第一主段上,这样,一方面,该第二水泵可对第一管路中的冷却液提供动能,保证第一管路中的冷却液稳定流动,另一方面,可通过调节第二水泵的转速,控制第一管路中第一主段上的冷却液的质量流量,从而起到控制第一换热器入口端的冷却液的质量流量和温度的作用。
在一种可行的实现方式中,第二水泵的入口端与第一管段的出口端连通,第二水泵的出口端与第一换热器的入口端连通,一方面,可提高第二管路经第一管段进入至第一管路的冷却液的动力,确保第二管路中的冷却液的部分或者全部能够很好的进入至第一管路中。
在一种可行的实现方式中,本申请实施例的热管理系统还包括开关阀。在一些示例中,第一多通阀串联在第二管路上,开关阀串联在第一副段上,该开关阀在第一工作模式导通,即第一换热器和第二换热器均工作(例如待液冷器件和待调温器件均制热)时,可确保第一管路和第一换热器形成导通的第一循环回路,保证进入至第一换热器内的冷却液能够对待调温器件进行温度的调节。该开关阀在第三工作模式下关断,例如,当待液冷器件单独制热或制冷(例如制热)时,可关闭开关阀和第一多通阀中连通第二副段的接口,打开第一多通阀的第一接口和第二主段出口端的接口,使得第一换热器、第一主段、第二主段及第二换热器形成第三循环回路,即冷却液经第一换热器的出口侧管段及第二管段进入至第二管路的温控组件内进行加热升温,升温后的冷却液再经第一管段进入至第一管路中,并进入第一换热器的入口端,以提高进入至第一换热器内冷却液的温度,从而将待液冷器件升温至合适的范围内,而避免了经第一换热器出口端流出的冷却液直接进入第一副段,继而从第一主段直接进入至第一换热器的入口端,而未经第二管段进入至第二管路中进行加热,即避免了第三循环回路中的冷却液在第一副段处发生短路。
或者,第一多通阀串联在第一管路上,开关阀串联在第二管路的第二副段上,该开关阀在第一工作模式和第二工作模式下导通,即第一换热器和第二换热器均工作(例如待液冷器件和待调温器件均制热)时,或者第二换热器单独工作(例如待调温结构制热)时,可确保第二管路和第二换热器形成导通的第二循环回路,保证进入至第二换热器内的冷却液能够对待调温结构进行温度的调节。该开关阀在第三工作模式下关断,例如,当待液冷器件单独制热或制冷(例如制热)时,可关闭开关阀和第一多通阀中连通第一副段的接口,打开第一多通阀的第一接口和连通第一主段出口端的接口,使得第一换热器、第一主段、第二主段及第二换热器形成第三循环回路,即冷却液经第一换热器的出口侧管段及第二管段进入至第二管路的温控组件进行加热,再经第二换热器、第一多通阀及第一管段进入至第一管路中,并进入第一换热器的入口端,提高了进入至第一换热器的冷却液的温度,从而将待液冷器件升温至合适的范围内,而避免了经第一换热器出口端流出的冷却液经第二副段和第一管段进入至第一换热器的入口端,而未进入至第二主段进行加热,即避免了第三循环回路中的冷却液在第二副段处发生短路。
在一种可行的实现方式中,开关阀为单向阀或者截止阀,以简化开关阀的控制工序,也节约了开关阀的成本。例如,当开关阀为单向阀,且串联在第二副段时,另外,第一水泵位于第二副段的出口侧,第二水泵位于第一副段的出口侧时,可通过调节第一水泵和第二水泵的转速,使得在第三工作模式下,即待液冷器件单独制热(或者制冷)时,可调节第二水泵的转速大于第一水泵的转速,使得单向阀入口侧的压力小于出口侧的压力,从而可逆向关断单向阀,避免从第一管路流出的冷却液在第二副段处直接短路,而无法进入至第二管路中进行加热。
在一种可行的实现方式中,第一多通阀为比例三通阀,这样,可根据实际需要调节比例三通阀的三个接口的开度,以调节从第一循环回路进入至第二循环回路中冷却液的质量流量,即调节第二循环回路中的混水比例,从而精确控制进入至第一换热器内冷却液的温度,使得待液冷器件调节至目标温度。另外,通过将第一多通阀设置为比例三通阀,以简化第一多通阀的控制工序,也节约了第一多通阀的成本。
在一种可行的实现方式中,本申请实施例的热管理系统还包括第二多通阀,第二多通阀包括第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口及第九接口。其中,第二管路的两个第二主段与第二换热器形成温控管段,温控管段数量为两个,两个温控管段包括制冷管段和制热管段,制热管段的两端分别与第四接口和第五接口连通,制冷管段的两端分别与第六接口和第七接口连通;第二副段的两端分别与第八接口和第九接口连通。当第四接口与第九接口连通,第五接口与第八接口连通时,制热管段的两端与第二副段的两端连通。当第六接口与第九接口连通,第七接口与第八接口连通,制冷管段的两端与第二副段的两端连通,这样,当待调温结构或者待液冷器件的温度不足时,可通过接通第二多通阀中对应的接口,以将温控管段切换至制热管段,从而可通过该制热管段对第二管路或者第一管路中的冷却液进行加热升温,以提高流经第二换热器和第一换热器的冷却液的温度,从而提升待调温结构或者待液冷器件至目标温度。而当待调温结构或者待液冷器件的温度过高时,可通过接通第二多通阀中对应的接口,以将温控管段切换为制冷管段,从而可通过该制冷管段对第二管路或者第一管路中的冷却液进行降温,以降低流经第二换热器和第一换热器的冷却液的温度,从而降低待调温结构或者待液冷器件至目标温度,整个切换过程操作简单可靠。
在一种可行的实现方式中,制热管段的第二换热器为暖风芯体,制热管段的温控组件包括冷凝板换热器和电加热芯中的至少一种,以提高对冷却液的加热效率。
在一种可行的实现方式中,制冷管段的第二换热器为冷风芯体,制冷管段的温控组件包括蒸发板换热器,以提高对冷却液的降温效率。
在一种可行的实现方式中,制热管段中冷凝板换热器具有冷凝板换热芯,制冷管段的蒸发板换热器具有蒸发板换热芯,冷凝板换热芯的入口端与蒸发板换热芯的出口端连通,蒸发板换热芯的入口端与冷凝板换热芯的出口端连通,冷凝板换热芯与蒸发板换热芯均用于流通制冷剂,这样,实现了制冷剂的循环利用,节约了热管理系统的成本。
在一种可行的实现方式中,第一换热器为电池包冷板,电池包冷板与电池包的电池热接触,即本申请实施例的热管理系统可实现对电池包的温度控制。
本申请实施例还提供了一种车辆,包括电池和如上的热管理系统,热管理系统中第一管路的第一换热器与电池热接触,以实现对电池的温度控制,确保电池处于合适的温度内,另外,通过在车辆内设置上述热管理系统,一方面,可平衡车辆内待调温结构与电池的制冷量和温度,提高了热管理系统的工作效率,降低了车辆的功耗,另一方面,热管理系统的控制过程简单可控,成本低。
在一种可行的实现方式中,本申请实施例的车辆还包括乘员舱,热管理系统中第二管路中的第二换热器位于乘员舱内,也即是说,待调温结构可以为乘员舱,该管理系统中的第二换热器可实现对乘员舱内的温度控制,以确保乘员舱内的温度处于合适的范围内,另外,本申请实施例的热管理系统可实现对乘员舱和电池的制冷量和温度的平衡分配,也简化了热管理系统的结构以及控制方法,节约了热管理系统的成本。
附图说明
图1是本申请一实施例提供的热管理系统的其中一种结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的热管理系统的另一种结构示意图;
图3是图1对应的热管理系统的第一工作模式的第一状态示意图;
图4是图1对应的热管理系统的第一工作模式的第二状态示意图;
图5是图1对应的热管理系统的第二工作模式的示意图;
图6是图1对应的热管理系统的第三工作模式的示意图;
图7是图2对应的热管理系统的第一工作模式的第一状态示意图;
图8是图2对应的热管理系统的第一工作模式的第二状态示意图;
图9是图2对应的热管理系统的第二工作模式的示意图;
图10是图2对应的热管理系统的第三工作模式的示意图;
图11是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制热模式的第一状态示意图;
图12是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制热模式的第二状态示意图;
图13是图1对应的热管理系统的第二工作模式为制热模式的示意图;
图14是图1对应的热管理系统的第三工作模式为制热模式的示意图;
图15是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制冷模式的第一状态示意图;
图16是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制冷模式的第二状态示意图;
图17是图1对应的热管理系统的第二工作模式为制冷模式的示意图;
图18是图1对应的热管理系统的第三工作模式为制冷模式的示意图;
图19是本申请一实施例提供的热管理系统的又一种结构示意图。
附图标记说明:
10-待液冷器件;20-待调温结构;30-第一换热器;40-第二换热器;
100-第一管路;200-第二管路;300-第一管段;400-第二管段;500-第一多通阀;600-开关阀;700-第二多通阀;800-第三管路;900-第四管路;1000-第五管路;
101-第一循环回路;201-第二循环回路;301-第三循环回路;110a、110b-第一主段;120- 第一副段;210a、210b-第二主段;220-第二副段;510-第一接口;520-第二接口;530-第三接口;600a-单向阀;600b-截止阀;710-第四接口;720-第五接口;730-第六接口;740-第七接口;750-第八接口;760-第九接口;770-第十接口;780-第十一接口;790-第十二接口;810- 第三水泵;910-散热器;1100-动力总成;1200-第四水泵;
2011-温控管段;201a-制热管段;201b-制冷管段;111-第二水泵;211-温控组件;212-第一水泵;
40a-暖风芯体;211a-冷凝板换热器;221a-电加热芯;40b-冷风芯体;211b-蒸发板换热器。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。
图1是本申请一实施例提供的热管理系统的其中一种结构示意图。参照图1所示,本申请实施例提供一种车辆,包括电池(例如图1中的待液冷器件10)和热管理系统,其中,热管理系统中的第一换热器30与电池热接触,使得电池与第一换热器30之间进行热交换,以将电池的温度控制在第一目标温度内,从而延长电池的使用寿命,确保电池正常使用。
其中,第一目标温度可以理解为电池的最佳使用温度,即在该温度下,电池的工作性能最佳。在一些示例中,例如,在冬季时,电池的第一目标温度为0℃~60℃,例如,在冬季时,电池的第一目标温度可以是0℃、20℃、30℃、40℃或60℃等合适的温度值。在另外一些示例中,例如,在夏季时,电池的第一目标温度为15℃~20℃,例如,在夏季时,电池的第一目标温度可以是15℃、16℃、17℃、18℃或20℃等合适的温度值。
应当说明的是,热接触是指两个部件之间可发生热交换的物理接触,换句话说,两个部件接触后,热量可通过两个部件接触的位置发生相互传递。例如,第一换热器30和电池的热接触是指第一换热器30与电池接触后,热量可通过第一换热器30和电池接触的位置发生相互传递,使得电池的温度调节至第一目标温度。
在一些示例中,该第一换热器30可以是电池包冷板。实际中,该电池包冷板和电池可装配或者集成在一起,并作为车辆的电池包。
本实施例提供的车辆可以包括但不限于电动车/电动汽车(EV)、纯电动汽车(PEV/BEV)、混合动力汽车(HEV)、增程式电动汽车(REEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等。
以电动汽车为例,电池包中的电池可为电动汽车的电机提供电能,电机将电能转换为机械能,从而为电动汽车提供能力,使得电动汽车正常运行。
为延长电动汽车的续航里程,电池中电芯的单位质量的能量密度以及每台车的电池容量也不断提升,电池包中电池的散热需求亦随之变大。另外,电池的最佳使用温度区间比较狭窄,因而对电池热管理时,电池的散热技术由风冷发展到液冷,由前端的低温散热器自然散热发展到空调低温冷却液散热。例如,电池包的电池为待液冷器件10,电池包冷板内可具有通道,该通道与电池热接触,冷却液流入至该通道内,经通道的内壁与电池发生热交换,从而将电池的温度控制在第一目标温度。
其中,冷却液的进口温度显得尤为重要。可以理解,冷却液的进口温度是指冷却液进入电池包冷板(即本申请实施例的第一换热器30)入口端的温度。当冷却液的进口温度达到第二目标温度时,可通过电池包冷板将电池的温度调节至第一目标温度。
例如,在夏季时,电池需制冷,冷却液的第二目标温度可以为15℃~20℃,使得该温度下的冷却液可将电池的温度降低至15℃~20℃。示例性地,当电池的第一目标温度为20℃时,冷却液的第二目标温度可是15℃、16℃、18℃、20℃等合适的温度值。
同理,在冬季时,电池需制热,冷却液的第二目标温度可以为0℃~40℃,使得该温度下的冷却液可将电池的温度升高至0℃~40℃。示例性地,当电池的第一目标温度为40℃时,冷却液的第二目标温度可是30℃、35℃、40℃等合适的温度值。
实际中,车辆例如电动汽车中除电池的温度需要进行严格控制外,其他待调温结构20例如乘员舱的温度也需进行热管理,使得乘员舱的温度处于第三目标温度。可以理解,第三目标温度是指待调温结构20例如乘员舱的适宜温度,这样,可确保车辆内乘客的舒适性。在一些示例中,例如,在冬季时,乘员舱的第三目标温度为40℃~80℃,例如,乘员舱的第三目标温度可以是40℃、50℃、60℃、70℃或80℃等合适的温度值。在另外一些示例中,例如,在夏季时,乘员舱的第三目标温度为0℃~8℃,例如,乘员舱的第三目标温度可以是0℃、3℃、 5℃、7℃或8℃等合适的温度值。
为了保证乘员舱温度处于第三目标温度内,在一些示例中,热管理系统可包括设置在乘员舱内的换热芯体,换热芯体内具有制冷剂(例如冷媒),制冷剂流入至换热芯体后,可通过该换热芯体实现制冷剂与换热芯体外周的空气之间的热交换,经热交换后的空气可通过风扇等吹至乘员舱的空间内,使得乘员舱内的温度控制在第三目标温度。例如,在对乘员舱进行制冷时,可将经降温后制冷剂传输至换热芯体内,使得该制冷剂与换热芯体外周的空气进行热交换,从而降低换热芯体附近的空气温度,再经风扇将该降温后的空气吹至乘员舱的内部空间。
可以理解,用于调节乘员舱的温度的制冷剂的进口温度在达到第四目标温度时,便可通过换热芯体将乘员舱的温度调节至第三目标温度。其中,制冷剂的进口温度是指制冷剂在换热芯体入口端处的温度。
例如,在夏季时,乘员舱需制冷,制冷剂的第四目标温度可以为0℃~8℃,使得该温度下的冷却液可将电池的温度降低至0℃~8℃。示例性地,当乘员舱的第三目标温度为8℃时,制冷剂的第四目标温度可是0℃、3℃、5℃、8℃等合适的温度值。
同理,在冬季时,乘员舱需制热,制冷剂的第四目标温度可以为40℃~80℃,使得该温度下的冷却液可将乘员舱的温度降低至40℃~80℃。示例性地,当乘员舱的第三目标温度为40℃时,制冷剂的第四目标温度可是40℃、50℃、60℃或80℃等合适的温度值。
目前,热管理系统为了实现待调温结构20(例如乘员舱)和待液冷器件10(例如电池) 的温度和制冷量的同时匹配,即,一方面需要实现乘员舱的温度和制冷量的匹配,另一方面需同时实现电池的温度和制冷量的匹配,换句话说,热管理系统为了平衡待调温结构20(例如乘员舱)和待液冷器件10(例如电池)的温度和制冷量,需引入较多的控制单元,导致热管理系统的管理方法复杂。
以制冷为例,在一些实施例中,热管理系统包括电池包循环回路、冷凝器和并联在冷凝器出口端的空气冷却加湿器和电池冷却蒸发器(Battery Chiller),其中,空气冷却加湿器位于乘员舱内,且该空气冷却加湿器的进口端通过第一阀门与冷凝器的出口端连通,该空气冷却加湿器的出口端与冷凝器的进口端连通。
其中,电池冷却蒸发器串联在电池包循环回路上,该电池冷却蒸发器的进口端通过第二阀门与冷凝器的出口端连通,该电池冷却蒸发器的其中一个出口端(例如第一出口端)与电池包的入口端连通,另一个出口端(例如第二出口端)与冷凝器连通。
在对乘员舱和电池包同时制冷时,可通过打开第一阀门和第二阀门,使得冷凝器中制冷剂的一部分进入至空气冷却加湿器内,与空气冷却加湿器中的冷却液(例如自来水)进行热交换,将降低自来水的温度,并将该自来水加工为水雾,喷洒至乘员舱内,以对乘员舱内的空气进行降温,制冷剂的另一部分进入至电池冷却蒸发器内,并与电池包循环回路中进入至电池冷却蒸发器内的冷却液进行热交换,以降低冷却液的温度,降温后的冷却液进入至电池包内,以带走电池包(例如电池)的热量,实现对电池包的制冷处理。
另外,通过控制第一阀门和第二阀门的开度,以确保乘员舱的温度和制冷量以及电池包的温度区间和制冷量同时匹配,保证乘员舱的温度达到第三目标温度,以及电池包的温度达到第一目标温度,即平衡乘员舱和电池包的温度和制冷量。
然而,在上述热管理系统中,流经第一阀门和第二阀门的流体为高压制冷剂例如冷媒,则第一阀门和第二阀门一般为热力膨胀阀或者电子膨胀阀,其成本较高,且开度控制较为复杂,这就使得热管理系统中对第一阀门和第二阀门的协同控制过程较为复杂,提高了热管理系统的控制方法复杂度。
在另外一些示例中,热管理系统可包括电池包循环回路和乘员舱循环回路,电池包的电池包冷板串联在电池包循环回路中,通过控制电池包循环回路中的冷却液温度,使得进入至电池包冷板内的冷却液温度达到第二目标温度,以将电池的温度调节至第一目标温度范围内。用于调节乘员舱温度的换热芯体串联在乘员舱循环回路中,通过控制乘员舱循环回路中冷却液的温度,使得进入至换热芯体内的冷却液温度达到第四目标温度,以将乘员舱的温度调节至第三目标温度范围内。
其中,在乘员舱循环回路上可通过三通阀等转接件并联有中间换热器,该中间换热器包括第一换热通道和第二换热通道,第一换热通道和第二换热通道热接触。第一换热通道与乘员舱循环回路并联设置,例如,第一换热通道的一端(例如入口端)可通过三通阀的第一接口与乘员舱循环回路连通、且与换热芯体的出口端连通,该三通阀通过第二接口和第三接口串联在乘员舱循环回路上,例如,该三通阀的第二接口与换热芯体的出口端连通,该三通阀的第三接口与换热芯体的入口端连通。第一换热通道的另一端(例如出口端)与乘员舱循环回路连通、且与换热芯体的入口端连通。
中间换热器的第二换热通道串联在电池包循环回路,例如,第二换热通道的一端(例如入口端)与电池包冷板的出口端连通,第二换热通道的另一端(例如出口端)与电池包冷板的入口端连通。
实际中,乘员舱和电池舱制冷时,乘员舱的第三目标温度低于电池包的第一目标温度,相应地,乘员舱循环回路中冷却液的第四目标温度低于电池包循环回路中冷却液的第二目标温度。
乘员舱和电池舱制热时,乘员舱的第三目标温度高于电池包的第一目标温度,相应地,乘员舱循环回路中冷却液的第四目标温度高于电池包循环回路中冷却液的第二目标温度。
如此,当电池包循环回路中的冷却液温度过高或者过低时,可打开三通阀的三个接口,使得乘员舱循环回路中的一部分冷却液进入至中间换热器的第一换热通道内,与第二换热通道内的冷却液进行热交换,从而调节电池包循环回路中冷却液的温度,使其达到第二目标温度范围内,从而保证电池的温度达到第一目标温度范围内。
例如,当电池包循环回路中的冷却液温度不足时,可打开三通阀的三个接口,使得乘员舱循环回路中的一部分冷却液进入至中间换热器的第一换热通道内,与第二换热通道内的冷却液进行热交换,以升高电池包循环回路中冷却液的温度,使其达到第二目标温度范围内,从而保证电池的温度达到第一目标温度范围内。
然而,中间换热器存在传热温差,传热效率低,也增大了热管理系统的功耗。
为此,本申请实施例提供了一种热管理系统,通过设置两个管路,例如第二管路200和第一管路100,第二管路200上串联的第二换热器40用于与待调温结构20例如乘员舱内的空气进行热交换,即用于调节乘员舱内的温度,第一管路100上串联的第一换热器30用于与待液冷器件10例如电池进行热交换,即用于调节电池的温度,通过在两个管路内通入冷却液,并通过两个管段将第一管路100的第一换热器30的两端并联在第二管路200上,再配合设置在其中一个管段(例如第一管段300)的入口端或者另一个管段(例如第二管段400)的入口端的三通阀,这样,可在第一工作模式下打开三通阀的各个接口,使得第二管路200上的部分冷却液可经第一管段300进入至第一管路100中,以增加进入至第一换热器30的冷却液的质量流量和温度,即以混水的方式对进入至第二换热器40内的冷却液的温度进行调节,从而起到调节待液冷器件10的温度的作用,另外,从第一换热器30流出的冷却液的一部分可经第二管段400进入至第二管路200中,从而保证进入至第二换热器40内的冷却液的质量流量和温度不会受到影响,确保待调温结构20的温度在目标温度内,一方面,实现了待调温结构20和待液冷器件10的制冷量和温度的同时匹配,另一方面,整个热管理系统结构简单,方法简单可控。另外,通过混水的方式调节第一管路中冷却液的温度,提高了对第一循环回路中冷却液的温度调节效率,从而提高了热管理系统的换热效率,降低了功耗。
以下结合附图对本申请实施例提供的热管理系统进行详细说明。
参照图1所示,本申请实施例提供一种热管理系统,包括第一换热器30、第二换热器40、第一管路100、第二管路200、第一管段300和第二管段400。
其中,第二管路200的两端分别与第二换热器40的入口端和出口端连通,即第二换热器40 的入口端和出口端通过第二管路200连通,使得该第二管路200和第二换热器40在其中一种工作模式下(例如第一工作模式下)形成一个循环回路(例如下文即将提到的第二循环回路201)。该第二换热器40用于与待调温结构20进行热交换,即进入至第二换热器40内的冷却液通过该第二换热器40与待调温结构20进行热交换,以调节待调温结构20的温度,使得该待调温结构 20处于第三目标温度内。
参照图1所示,第一管路100的两端分别与第一换热器30的入口端和出口端连通,换句话说,第一换热器30的入口端和出口端通过第一管路100连通,使得第一换热器30和第一管路100 在其中一种工作模式(例如第一工作模式)形成另一个循环回路(例如下文即将提到的第一循环回路101)。该第一换热器30用于与待液冷器件10进行热交换,例如,进入至第一换热器 30内的冷却液通过该第一换热器30与待液冷器件10进行交换,以调节待液冷器件10的温度,使得该待液冷器件10的温度达到第一目标温度内。
继续参照图1所示,第一管段300的入口端与第二管路200连通、且串联在第二换热器40 的出口端,第一管段300的出口端与第一管路100连通、且串联在第一换热器30的入口端。
第二管段400的入口端与第一管路100连通、且串联在第一换热器30的出口端,第二管段 400的出口端与第二管路200连通、且串联于第二换热器40的入口端。
为了方便描述,可将第二管路200的一部分管段作为第二主段,另一部分管段作为第二副段220。例如,第二管路200可包括第二主段和第二副段220,其中,第二主段具有两个,两个第二主段的一端分别与第二换热器40的入口端和出口端连通,两个第二主段的另一端分别与第二副段220的两端连通。
参照图1所示,具体地,其中一个第二主段(例如第二主段210a)的第一端与第二换热器40的出口端连通,该第二主段210a的第二端(参照图1中b1所示)分别与第二副段220的入口端和第一管段300的入口端连通,这样,可使得第一管段300通过第二主段210a与第二换热器 40的出口端连通,也使得第二换热器40的出口端通过第二主段210a与第二副段220连通。
另一个第二主段(例如第二主段210b)的第一端与第二换热器40的入口端连通,该第二主段210b的第二端(参照图1中a1所示)分别与第二副段220的出口端和第二管段400的出口端连通,使得第二管段400的出口端通过第二主段210b与第二换热器40的入口端连通,也使得第二换热器40的入口端通过第二主段210b与第二副段220连通。
在一些示例中,第二主段210a的第一端为第二主段210a的入口端,第二主段210a的第二端为第二主段210a的出口端(参照图1中b1所示),第二主段210b的第一端为第二主段210b 的出口端,第二主段210b的第二端为第二主段210b的入口端(参照图1中a1所示)。
参照图1所示,相应地,可将第一管路100的一部分管段作为第一主段,另一部分管段作为第一副段120。例如,第一管路100可包括第一主段和第一副段120,其中,第一主段具有两个,两个第一主段的一端分别与第一换热器30的入口端和出口端连通,两个第一主段的另一端分别与第一副段120的两端连通。
继续参照图1所示,具体地,其中一个第一主段(例如第一主段110a)的第一端与第一换热器30的入口端连通,该第一主段110a的第二端(参照图1中a2所示)分别与第一副段120的出口端和第一管段300的出口端连通,使得第一管段300通过第一主段110a与第一换热器30的入口端连通,也使得第一换热器30的入口端通过第一主段110a与第一副段120的出口端连通。
另一个第一主段(例如第一主段110b)的第一端与第一换热器30的出口端连通,该第一主段110b的第二端(参照图1中b2所示)分别与第一副段120的入口端和第二管段400的入口端连通,使得第二管段400的入口端通过第一主段110b与第一换热器30的出口端连通,也使得第一换热器30的出口端通过第一主段110b与第一副段120的入口端连通。
在一些示例中,第一主段110a的第一端为第一主段110a的出口端,第一主段110a的第二端为第一主段110a的入口端(参照图1中a2所示),第一主段110b的第一端为第一主段110b的入口端,第一主段110b的第二端为第一主段110b的出口端(参照图1中b2所示)。
如此,从第二主段210a流出的冷却液可选择性地流入至第二副段220以及第一管段300中的至少一者中,同样地,从第一换热器30出口端的第一主段110(例如第一主段110b)流出的冷却液可选择性地流入至第一副段120以及第二管段400中的至少一者中。
应当说明的是,本申请实施例的入口端和出口端仅是以其中一些工作模式下冷却液的流动方向作为参照,对管段、管路、主段、副段或换热器等结构的两端开口进行的命名,仅是为了区分管段等结构的两个不同的端口。而在一些示例中,入口端和出口端仅为器件或者管路的端口,而不作为冷却液的出口和出口使用,具体可参照下文中的详细内容。
在一些示例中,第一管段300的长度可以为1cm-20cm,以避免第一管段300的长度过短,使得第二主段210a的第二端b1、第二副段220的入口端、第一主段110a的第二端a2及第一副段 120的出口端这四个端口处出现混水的情况,确保了第一管路100和第二管路200相互独立。例如,第二管段400的长度可以为1cm、5cm、10cm、15cm或20cm等合适的数值。
同样地,第二管段400的长度可以为1cm-20cm,以避免第二主段210b的第二端a1、第二副段220的出口端、第一主段110b的第二端b2及第一副段120的入口端这四个端口处出现混水的情况,从而保证第一管路100和第二管路200相互独立。例如,第二管段400的长度可以为1cm、 5cm、10cm、15cm或20cm等合适的数值。
继续参照图1所示,本申请实施例的热管理系统还包括第一多通阀500,该第一多通阀500 包括第一接口510、第二接口520和第三接口530。
参照图1所示,在其中一种示例(例如第一种示例)中,第一多通阀500可连通在第二管段400的入口端,例如,第一多通阀500的第一接口510与第二管段400的入口端连通,第一多通阀500通过第二接口520和第三接口530串联在第一管路100上,例如,第一多通阀500的第二接口520与第一副段120的入口端连通,第一多通阀500的第三接口530与第一主段110b的出口端(参照图1中b2所示)连通,使得第一多通阀500串联在第一主段110b的出口端与第一副段 120的入口端之间,从而使得第一多通阀500的三个接口分别接在第二管段400的入口端、第一主段110b的出口端及第一副段120的入口端。
图2是本申请一实施例提供的热管理系统的另一种结构示意图。参照图2所示,在另一种示例(例如第二种示例)中,第一多通阀500连通在第一管段300的入口端。例如,第一多通阀500的第一接口510与第一管段300的入口端连通,第一多通阀500通过第二接口520和第三接口530串联在第二管路200上,例如,第一多通阀500的第三接口530与第二主段210a的出口端 (参照图2中b1所示)连通,第一多通阀500的第二接口520与第二副段220的入口端连通,使得第一多通阀500串联在第二主段210a的出口端与第二副段220的入口端之间,从而使得第一多通阀500的三个接口分别接在第一管段300的入口端、第二主段210a的出口端及第二副段220 的入口端。
可以理解的是,本申请实施例中的“管路”及“管段”可以是单纯的管道,也可以是包括管道和开关阀、水泵等器件的组合结构。其中,该管道是指仅用于传输冷却液的软管、钢管等管材结构。
示例性地,第一管路100和第二管路200可以是单纯的管道,或者,该第一管路100和第二管路200还可以是包括管道和开关阀等器件的组合。例如,第一管路100和第二管路200可以是用于传输冷却液的软管。或者,该第一管路100和第二管路200包括软管和串联在软管上的水泵等器件。本申请实施例具体不对“管路”及“管段”的结构进行限制。
另外,本申请实施例的第一管路100和第二管路200的长度可以根据实际需要进行调整,本申请实施例对此不做限制。
本申请实施例中,在第一换热器30、第二换热器40、第一管路100及第二管路200中流动的冷却液可以是自来水、纯净水、冷却油等液体,另外,该冷却液在本申请实施例的任意一种工作模式下均处于低压液态。
图3是图1对应的热管理系统的第一工作模式的第一状态示意图,图4是图1对应的热管理系统的第一工作模式的第二状态示意图,图5是图1对应的热管理系统的第二工作模式的示意图,图6是图1对应的热管理系统的第三工作模式的示意图。参照图3至图6所示,以第一种示例为例,本申请实施例可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,使得本申请实施例的热管理系统处于不同的工作模式。
参照图3和图4所示,例如,第一多通阀500的第一接口510、第二接口520及第三接口530 用于在热管理系统的第一工作模式下导通,以将第一管路100和第一换热器30形成第一循环回路101,将第二管路200和第二换热器40形成第二循环回路201,并可将第二循环回路201中的冷却液经第一管段300与第一循环回路101中的冷却液混合,将第一循环回路101中的冷却液经第二管段400与第二循环回路201中的冷却液混合。其中,第一工作模式为第一换热器30和第二换热器40均处于工作状态的模式。
具体地,参照图3和图4所示,在热管理系统的其中一种工作模式(例如第一工作模式下),第二换热器40和第一换热器30同时工作,即待液冷器件10和待调温结构20均需调节温度至目标温度范围内。
其中,参照图3所示,在第一工作模式的第一状态下,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和三接口导通,即第一接口510的开度调节为零,第二接口520和第三接口530的开度调节为大于零,第二管路200和第一管路100相互独立,即第一管段300和第二管段400均不参与工作。第一管路100和第一换热器30形成第一循环回路101,第一循环回路101中的冷却液可进入至第一换热器30内,并与待液冷器件10进行热交换,以调节待液冷器件10的温度至第一目标温度。相应地,将第二管路200和第二换热器40形成第二循环回路201,该第二循环回路201中的冷却液可进入至第二换热器40内,并与待调温结构20进行热交换,以调节待调温结构20的温度至第三目标温度。
参照图4所示,在第一工作模式的第二状态下,可调节第一多通阀500中三个接口的开度均大于零,即第一多通阀500的三个接口均导通,位于第二循环回路201中的冷却液从第二主段210a的第二端(参照图4中b1所示)流出后可分为两路,其中一路(即第二循环回路201中的第一部分冷却液)流入至第二副段220,再经第二主段210b流入至第二换热器40内,继而流入至第二主段210a内,使得第二循环回路201中的第一部分冷却液在第二循环回路201中循环流动。另一路(即第二循环回路201的第二部分冷却液)经第一管段300流入至第一主段110a内,与第一循环回路101中的冷却液进行混合,混合后的冷却液流入至第一换热器30内,继而流入至第一主段110b内,从第一主段110b的出口端流出的冷却液经第一多通阀500的第一接口510和第二接口520分为两路,其中一路(第一循环回路101的第一部分冷却液)经第一副段120流入至第一主段110a内,使得该部分冷却液在第一循环回路101 中循环流动,另一路(第一循环回路101的第二部分冷却液)可经第二管段400流入至第二主段210b内,与从第二副段220流入至第二主段210b的冷却液(即第二循环回路201的第一部分冷却液)进行混合后,流入至第二换热器40内,再流入至第二主段210a,如此反复循环。
在第一工作模式下,第一循环回路101中进入至第一换热器30中的冷却液温度处于第二目标温度范围内,可确保该第一换热器30内的冷却液能够将待液冷器件10的温度控制在第一目标温度范围内。第二循环回路201中进入至第二换热器40中的冷却液温度处于第四目标温度范围内,可确保该第二换热器40内的冷却液能够将待调温结构20的温度控制在第三目标温度范围内。
可以理解的是,热管理系统的第一工作模式为第一换热器30和第二换热器40均处于工作状态的模式。其中,当第一循环回路101中的冷却液温度满足第二目标温度,第二循环回路201中的冷却液温度满足第四目标温度,可运行第一工作的模式的第一状态。
当第二循环回路201中的冷却液温度满足第四目标温度,第一循环回路101中的冷却液温度不满足第二目标温度时,可运行第一工作模式的第二状态,以对第一循环回路101中的冷却液进行调节,使得进入至第一换热器30内的冷却液温度达到第二目标温度范围内,从而确保待液冷器件10的温度处于第一目标温度范围内。
参照图5所示,作为另一种工作模式(例如第二工作模式),第二换热器40单独工作,即第二换热器40处于工作状态,第一换热器30处于非工作状态,可调节第一多通阀500的三个接口中第一接口510的开口为零,调节第二接口520和第三接口530导通即开度大于零,第二管路 200与第二换热器40形成为第二循环回路201,冷却液在第二循环回路201中流动,使得进入至第二换热器40内的冷却液与待调温结构20进行热交换,以调节待调温结构20的温度至第三目标温度。
可以理解的是,热管理系统的第二工作模式为第一换热器30处于非工作状态、第二换热器40处于工作状态的模式,例如,待调温结构20的温度不足或过高,需要控制在第三目标温度范围内,而待液冷器件10未工作,或者待液冷器件10的温度当前是处于第一目标温度范围内,无需通过热管理系统进行调温,则可运行热管理系统的第二工作模式,以对待调温结构 20的温度进行调节,确保待调温结构20的温度处于第三目标温度范围内。
另外,在第二工作模式下,第二管路200和第一管路100相互独立,在一些示例中,第一管路100和第一换热器30内可没有冷却液,也可以具有冷却液。当第一管路100中具有冷却液时,该冷却液可在第一管路100和第一换热器30内静止或者流动,但不与待液冷器件10进行热交换。
应当说明,在第二工作模式下,因冷却液不会从第一管段300和第二管段400的两端流入或者流出,因此,第一管段300和第二管段400的入口端和出口端仅用于区分第一管段300 和第二管段400的不同端口,而不对应冷却液进入的端口或者流出的端口。同理,第一管路 100和第一换热器30中无冷却液或冷却液在第一管路100和第一换热器30内随意流动,则第一管路100和第一换热器30的入口端和出口端仅用于区分第一管路100和第一换热器30 的不同端口,而不对应冷却液进入的端口或者流出的端口。
参照图6所示,作为再一种工作模式(例如第三工作模式),第一换热器30单独工作,即第一换热器30处于工作状态,第二换热器40处于非工作状态,可调节第一多通阀500的三个接口中第三接口530的开口为零,调节第一接口510和第二接口520导通即开度大于零,第一换热器30、两个第一主段110、第二管段400、第二换热器40、两个第二主段210及第一管段300形成第三循环回路301,冷却液可在第三循环回路301中循环流动,例如,冷却液从第二主段210a 流出后经第一管段300流入至第一主段110a内,接着依次流经第一换热器30和第一主段110b,再经第二管段400流入至第二主段210b内,继而经第二换热器40进入至第二主段210a内,使得冷却液在该第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及第二换热器40形成的第三循环回路301中循环流动。
可以理解,第三工作模式为第一换热器30处于工作状态,第二换热器40处于非工作状态的模式,例如,当待液冷器件10的温度不足或者过高,需控制在第一目标温度范围内,而待调温结构20未工作,或者该待调温结构20的温度当前是处于第三目标温度范围内的,无需通过热管理系统进行调温,则可运行热管理系统的第三工作模式,以对待液冷器件10的温度进行调节,确保待液冷器件10的温度处于第一目标温度范围内。
应当说明,在第三工作模式下,因第一副段120和第二副段220未参与工作,例如,第一副段120和第二副段220中无冷却液的流入和流出,则第一副段120和第二副段220的入口端和出口端仅用于区分第一副段120和第二副段220的不同端口,而不对应冷却液进入的端口或者流出的端口。
其中,在第三工作模式下,第二换热器40可看做是管道使用。
图7是图2对应的热管理系统的第一工作模式的第一状态示意图,图8是图2对应的热管理系统的第一工作模式的第二状态示意图,图9是图2对应的热管理系统的第二工作模式的示意图,图10是图2对应的热管理系统的第三工作模式的示意图。参照图7至图10所示,以第二种示例为例,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,可使本申请实施例的热管理系统处于不同的工作模式。
参照图7和图8所示,例如,第一多通阀500的第一接口510、第二接口520及第三接口530用于在热管理系统的第一工作模式下导通,以将第一管路100和第一换热器30形成第一循环回路101,将第二管路200和第二换热器40形成第二循环回路201,并可将第二循环回路201中的冷却液经第一管段300与第一循环回路101中的冷却液混合,将第一循环回路101中的冷却液经第二管段400与第二循环回路201中的冷却液混合。其中,第一工作模式为第一换热器30和第二换热器40均处于工作状态的模式。
具体地,参照图7和图8所示,在热管理系统的其中一种工作模式(例如第一工作模式下),第二换热器40和第一换热器30同时工作,即待液冷器件10和待调温结构20均需调节温度至目标温度范围内。
其中,参照图7所示,在第一工作模式的第一状态下,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和三接口导通,即第一接口510的开度调节为零,第二接口520和第三接口530的开度调节为大于零,第二管路200和第一管路100相互独立,即第一管段300和第二管段400均不参与工作。第一管路100和第一换热器30形成第一循环回路101,第一循环回路101中的冷却液可进入至第一换热器30内,并与待液冷器件10进行热交换,以调节待液冷器件10的温度至第一目标温度。相应地,将第二管路200和第二换热器40形成第二循环回路201,该第二循环回路201中的冷却液可进入至第二换热器40内,并与待调温结构20进行热交换,以调节待调温结构20的温度至第三目标温度。
参照图8所示,在第一工作模式的第二状态下,可调节第一多通阀500中三个接口的开度均大于零,位于第二循环回路201中的冷却液从第二主段210a的出口端(参照图8中b1 所示)流出后可经第一多通阀500的第一接口510和第二接口520分为两路,其中一路(即第二循环回路201中的第一部分冷却液)流入至第二副段220,再经第二主段210b流入至第二换热器40内,继而流入至第二主段210a内,使得第二循环回路201中的第一部分冷却液在第二循环回路201中循环流动。另一路(即第二循环回路201的第二部分冷却液)经第一管段300流入至第一主段110a内,与第一循环回路101中的冷却液进行混合,混合后的冷却液流入至第一换热器30内,继而流入至第一主段110b内,从第一主段110b出口端(参照图 8中b2所示)流出的冷却液可分为两路,其中一路(第一循环回路101的第一部分冷却液) 经第一副段120流入至第一主段110a内,使得该部分冷却液在第一循环回路101中循环流动,另一路(第一循环回路101的第二部分冷却液)经第二管段400流入至第二主段210b内,与从第二副段220流入至第二主段210b的冷却液(即第二循环回路201的第一部分冷却液)进行混合后,流入至第二换热器40内,再流入至第二主段210a,如此反复循环。
参照图9所示,作为又一种工作模式(例如第二工作模式),第二换热器40单独工作,即第二换热器40处于工作状态,第一换热器30处于非工作状态,可调节第一多通阀500的三个接口中第一接口510的开口为零,调节第二接口520和第三接口530导通即开度大于零,第二管路200与第二换热器40形成为第二循环回路201,冷却液在第二循环回路201中流动,使得进入至第二换热器40内的冷却液与待调温结构20进行热交换,以调节待调温结构20的温度至第三目标温度。
其中,在第二种示例的第二工作模式下,第一管路100、第一换热器30、第一管段300 和第二管段400的状态可直接参照上述第一种示例的第一工作模式,此处不再赘述。
参照图10所示,作为再一种工作模式(例如第三工作模式),第一换热器30单独工作,即第一换热器30处于工作状态,第二换热器40处于非工作状态,可调节第一多通阀500的三个接口中第二接口520的开口为零,调节第一接口510和第三接口530导通即开度大于零,第一换热器30、两个第一主段110、第二管段400、第二换热器40、两个第二主段210及第一管段300 形成第三循环回路301,冷却液可在第三循环回路301中循环流动,例如,冷却液从第二主段 210a流出后经第一管段300流入至第一主段110a内,接着依次流经第一换热器30和第一主段 110b,再经第二管段400流入至第二主段210b内,继而经第二换热器40进入至第二主段210a 内,使得冷却液在该第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及第二换热器40形成的第三循环回路301中循环流动。
可以理解,第三工作模式为第一换热器30处于工作状态,第二换热器40处于非工作状态的模式。其中,在第三工作模式下,第二换热器40可看做是管道使用。
其中,在第二种示例的第三工作模式下,第一副段120和第二副段220的状态可直接参照上述第一种示例的第一工作模式,此处不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例中,第二换热器40和第一换热器30在同时制热时,即待液冷器件10和待调温结构20均制热时,第二换热器40的目标进口温度(即第四目标温度)大于第一换热器30的目标进口温度(即第二目标温度),也即是说,待调温结构20和待液冷器件 10同时制热时,待调温结构20的第三目标温度大于待液冷器件10的第一目标温度,这样,在待调温结构20和待液冷器件10同时制热时,第二循环回路201中冷却液的温度大于第一循环回路101中冷却液的温度,当冷却液在第一换热器30入口端的温度不足时,可采用热管理系统的第一工作模式,例如,可运动第一工作模式的第二状态,通过调节第一多通阀500的三个接口的开度均大于零,例如,可导通比例三通阀的第一接口510、第二接口520及第三接口530,使得第二循环回路201中的高温冷却液的一部分可流入至第一循环回路101中,以提升第一循环回路101中冷却液的温度,使得冷却液在第一换热器30入口端的温度达到第二目标温度,确保待液冷器件10的温度处于第一目标温度。
当第二换热器40和第一换热器30在同时制冷,即待液冷器件10和待调温结构20均制冷时,第二换热器40的目标进口温度(即第四目标温度)小于第一换热器30的目标进口温度(即第二目标温度),也即是说,待调温结构20和待液冷器件10同时制冷时,待调温结构20的第三目标温度小于待液冷器件10的第一目标温度,这样,在待调温结构20和待液冷器件10同时制冷时,第二循环回路201中冷却液的温度低于第一循环回路101中冷却液的温度,当冷却液在第一换热器30入口端的温度过高时,可采用热管理系统的第一工作模式,例如,可运动第一工作模式的第二状态,即通过调节第一多通阀500的三个接口的开度均大于零,例如,可导通比例三通阀的第一接口510、第二接口520及第三接口530,使得第二循环回路 201中的低温冷却液的一部分可流入至第一循环回路101中,以降低第一循环回路101中冷却液的温度,使得冷却液在第一换热器30入口端的温度降低至第二目标温度,确保待液冷器件10的温度处于第一目标温度。
其中,该第四目标温度是可在进入第二换热器40内的冷却液与待调温结构20的进行热交换后,能够将待调温结构20的温度调节至第三目标温度的第二换热器40入口端温度。另外,该第二目标温度是可在进入第一换热器30内的冷却液与待液冷器件10进行热交换后,能够将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度的第一换热器30入口端温度。
参照图1和图2所示,在一些示例中,可在第二管路200中串联有温控组件211,该温控组件211串联在第二主段上,例如,温控组件211可串联在第二主段210b上,该温控组件211的一端与第二主段210b的第二端(参照图1中a1所示)连通,温控组件211的另一端与第二换热器 40的入口端连通,这样,可通过温控组件211对第二主段210b中的冷却液温度进行调节,以确保进入至第二换热器40的冷却液温度能够控制在第四目标温度内,从而将待调温结构20调节至第三目标温度内。
以第一种示例为例,参照图3和图4所示,当待调温结构20和待液冷器件10均需制热时,采用热管理系统的第一工作模式,即可通过控制第二循环回路201中冷却液的温度和质量流量,以控制进入至第二换热器40入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在第二换热器40内能够与待调温结构20进行热交换,以加热待调温结构20。
参照图4所示,当第一换热器30入口端的冷却液温度不足时,可通过调节第一多通阀500 例如比例三通阀的三个接口的开度,以控制第二循环回路201与第一循环回路101之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一循环回路101中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以提升第一循环回路101中冷却液的温度,可调节进入至第一换热器30入口端的温度达到第二目标温度。
具体地,当热管理系统接收到工作需求:第二换热器40入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1,第一换热器30入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可控制第二循环回路201中冷却液在进入至第二换热器40的目标质量流量为m1,并控制第一循环回路101中的冷却液在进入至第一换热器30的目标质量流量为m3。
参照图3和图4所示,当第二换热器40入口端的温度Tn<T1时,可通过温控组件211对第二管路200中的冷却液进行加热,使得第二换热器40入口端的温度Tn达到第四目标温度T1,即Tn=T1。
参照图3所示,当第一换热器30入口端的温度Tb=T2时,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第一状态,第一循环回路101和第二循环回路102中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,即第一循环回路101中的冷却液在进入进入至第一换热器30后,可通过该第一换热器30将待液冷器件10 的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图4所示,当第一换热器30入口端的温度Tb<T2时,第一多通阀500的三个接口均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第二状态,第二循环回路201中的部分冷却液(例如质量流量为m2的冷却液)可经第一管段300流入至第一循环回路101的第一主段110a中,与第一循环回路101中的冷却液进行混合,混合后的冷却液(质量流量为m3)进入至第一换热器30 内后,可与待液冷器件10进入换热后,经第一主段110b出口端的第一多通阀500的第一接口510 和第二接口520分为两路,其中一路冷却液(质量流量为m3-m2)可经第一副段120循环流入至第一主段110a内,另一路冷却液(质量流量为m2)可经第二管段400流入至第二主段210b 内,并与第二副段220流出的冷却液进行混合,混合后的冷却液可继续经温控组件211加热后流入至第二换热器40内,与待调温结构20进行热交换。
上述进入至第一换热器30内的冷却液因包括质量流量为m2的高温冷却液和质量流量为 m1的低温冷却液,使得相比于第一状态下的第一循环回路101中进入至第一换热器30中的冷却液,增加了参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,从而使温度Tb上升,并达到最终的第二目标温度T2,使得进入至第一换热器30内的冷却液可将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
另外,通过第一多通阀500的第一接口510和第二接口520的开度,以控制流入至第一副段 120的冷却液的质量流量为m3-m2,从而确保进入至第一主段110a的低温冷却液的质量流量为 m3-m2,使得当第二循环回路201中质量流量为m2的高温冷却液流入至第一主段110a时,可确保进入至第一换热器30的冷却液的质量流量为m3。同时,可确保从第一主段110b进入至第二主段210b的冷却液的质量流量为m2,使得该部分冷却液与第二副段220流出的质量流量为 m1-m2的高温冷却液混合后,可确保质量流量为m1的冷却液进入至第二换热器40内,即保证进入至第二换热器40的冷却液的质量流量为m1。
另外,从第二管段400流入至第二主段210b的冷却液和从第二副段220流入至第二主段 210b的冷却液混合后,可在温控组件211的加热下,使得进入至第二换热器40内的冷却液温度 Tn达到T1,从而保证待调温结构20的温度处于第三目标温度范围内。
其中,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,以控制从第二循环回路201流入至第一循环回路101中冷却液的质量流量m2,并控制从第一循环回路101流入至第二循环回路 201中冷却液的质量流量m2。
在一些示例中,可根据Tb与T2之间的差值,调节m2的具体值,例如,当Tb与T2之间的差值较大时,可通过增大第一多通阀500中第一接口510的开度,减小第二接口520的开度,以增大m2的具体值,从而增大参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,提升进入至第一换热器30内的冷却液的温度,另外也提高了进入至第一换热器30内的冷却液的温度调节效率,确保进入至第一换热器30内的冷却液快速将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
参照图3和图4所示,当待调温结构20和待液冷器件10均需制冷时,采用热管理系统的第一工作模式,即可通过控制第二循环回路201中冷却液的温度和质量流量,以控制进入至第二换热器40入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在第二换热器40 内能够与待调温结构20进行热交换,以对待调温结构20进行降温。
参照图4所示,当第一换热器30入口端的冷却液温度过高时,可通过调节第一多通阀500 例如比例三通阀的三个接口的开度,以控制第二循环回路201与第一循环回路101之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一循环回路101中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以降低第一循环回路101中冷却液的温度,可调节进入至第一换热器30入口端的温度达到第二目标温度。
具体地,当热管理系统接收到工作需求:第二换热器40入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1,第一换热器30入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可控制第二循环回路201中冷却液在进入至第二换热器40的目标质量流量为m1,并控制第一循环回路101中的冷却液在进入至第一换热器30的目标质量流量为m3。
参照图3和图4所示,另外,当第二换热器40入口端的温度Tn>T1时,可通过温控组件211 对第二管路200中的冷却液进行降温,使得第二换热器40入口端的温度Tn降低至第四目标温度 T1,即Tn=T1。
参照图3所示,当第一换热器30入口端的温度Tb=T2时,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第一状态,第一循环回路101和第二循环回路102中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,即第一循环回路101中的冷却液在进入进入至第一换热器30后,可通过该第一换热器30将待液冷器件10 的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图4所示,当第一换热器30入口端的温度Tb>T2时,第一多通阀500的三个接口均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第二状态,第二循环回路201中的部分冷却液(例如质量流量为m2的冷却液)可经第一管段300流入至第一循环回路101的第一主段110a中,与第一循环回路101中的冷却液进行混合,混合后的冷却液(质量流量为m3)进入至第一换热器30 内后,可与待液冷器件10进入换热后,经第一主段110b出口端的第一多通阀500的第一接口510 和第二接口520分为两路,其中一路冷却液(质量流量为m3-m2)可经第一副段120循环流入至第一主段110a内,另一路冷却液(质量流量为m2)可经第二管段400流入至第二主段210b 内,并与第二副段220流出的冷却液进行混合,混合后的冷却液可继续经温控组件211降温后流入至第二换热器40内,与待调温结构20进行热交换。
上述进入至第一换热器30内的冷却液因包括质量流量为m2的低温冷却液和质量流量为 m1的高温冷却液,使得相比于第一状态下的第一循环回路101中进入至第一换热器30中的冷却液,增加了参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,从而使温度Tb降低,并达到最终的第二目标温度T2,使得进入至第一换热器30内的冷却液可将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
另外,通过第一多通阀500的第一接口510和第二接口520的开度,以控制流入至第一副段 120的冷却液的质量流量为m3-m2,从而确保进入至第一主段110a的低温冷却液的质量流量为 m3-m2,使得当第二循环回路201中质量流量为m2的高温冷却液流入至第一主段110a时,可确保进入至第一换热器30的冷却液的质量流量为m3。同时,可确保进入至第二主段210b的冷却液的质量流量为m2,使得该部分冷却液与第二副段220流出的质量流量为m1-m2的高温冷却液混合后,可确保质量流量为m1的冷却液进入至第二换热器40内,即保证进入至第二换热器 40的冷却液的质量流量为m1。
另外,从第二管段400流入至第二主段210b的冷却液和从第二副段220流入至第二主段 210b的冷却液混合后,可在温控组件211的降温作用下,使得进入至第二换热器40内的冷却液温度Tn达到T1,从而保证待调温结构20的温度处于第三目标温度范围内。
其中,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,以控制从第二循环回路201流入至第一循环回路101中冷却液的质量流量m2,并控制从第一循环回路101流入至第二循环回路 201中冷却液的质量流量m2。
在一些示例中,可根据Tb与T2之间的差值,调节m2的具体值,例如,当Tb与T2之间的差值较大时,可通过增大第一多通阀500中第一接口510的开度,减小第二接口520的开度,以增大m2的具体值,从而增大参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,降低进入至第一换热器30内的冷却液的温度,另外也提高了进入至第一换热器30内的冷却液的温度调节效率,确保进入至第一换热器30内的冷却液快速将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
以第二种示例为例,参照图7和图8所示,当待调温结构20和待液冷器件10均需制热时,采用热管理系统的第一工作模式,即可通过控制第二循环回路201中冷却液的温度和质量流量,以控制进入至第二换热器40入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在第二换热器40内能够与待调温结构20进行热交换,以加热待调温结构20。
参照图7所示,当第一换热器30入口端的冷却液温度不足时,可通过调节第一多通阀500 例如比例三通阀的三个接口的开度,以控制第二循环回路201与第一循环回路101之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一循环回路101中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以提升第一循环回路101中冷却液的温度,可调节进入至第一换热器30入口端的温度达到第二目标温度。
具体地,当热管理系统接收到工作需求:第二换热器40入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1,第一换热器30入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可控制第二循环回路201中冷却液在进入至第二换热器40的目标质量流量为m1,并控制第一循环回路101中的冷却液在进入至第一换热器30的目标质量流量为m3。
参照图7和图8所示,另外,当第二换热器40入口端的温度Tn<T1时,可通过温控组件211 对第二管路200中的冷却液进行加热,使得第二换热器40入口端的温度Tn达到第四目标温度 T1,即Tn=T1。
参照图7所示,当第一换热器30入口端的温度Tb=T2时,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第一状态,第一循环回路101和第二循环回路102中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,即第一循环回路101中的冷却液在进入进入至第一换热器30后,可通过该第一换热器30将待液冷器件10 的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图8所示,当第一换热器30入口端的温度Tb<T2时,第一多通阀500的三个接口均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第二状态,第二循环回路201中的部分冷却液(例如质量流量为m2的冷却液)可经第一多通阀500的第三接口530和第一接口510、第一管段300流入至第一循环回路101的第一主段110a中,与第一循环回路101中的冷却液进行混合,混合后的冷却液(质量流量为m3)进入至第一换热器30内后,可与待液冷器件10进入换热后,经第一主段110b的出口端分为两路,其中一路冷却液(质量流量为m3-m2)可经第一副段120循环流入至第一主段110a内,另一路冷却液(质量流量为m2)可经第二管段400流入至第二主段210b 内,并与第二副段220流出的冷却液进行混合,混合后的冷却液可继续经温控组件211加热后流入至第二换热器40内,与待调温结构20进行热交换。
上述进入至第一换热器30内的冷却液因包括质量流量为m2的高温冷却液和质量流量为 m1的低温冷却液,使得相比于第一状态下的第一循环回路101中进入至第一换热器30中的冷却液,增加了参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,从而使温度Tb上升,并达到最终的第二目标温度T2,使得进入至第一换热器30内的冷却液可将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
另外,通过第一多通阀500的第一接口510和第二接口520的开度,以控制流入至第一副段 120的冷却液的质量流量为m3-m2,从而确保进入至第一主段110a的低温冷却液的质量流量为 m3-m2,使得当第二循环回路201中质量流量为m2的高温冷却液流入至第一主段110a时,可确保进入至第一换热器30的冷却液的质量流量为m3。同时,可确保进入至第二主段210b的冷却液的质量流量为m2,使得该部分冷却液与第二副段220流出的质量流量为m1-m2的高温冷却液混合后,可确保质量流量为m1的冷却液进入至第二换热器40内,即保证进入至第二换热器 40的冷却液的质量流量为m1。
另外,从第二管段400流入至第二主段210b的冷却液和从第二副段220流入至第二主段 210b的冷却液混合后,可在温控组件211的加热下,使得进入至第二换热器40内的冷却液温度 Tn达到T1,从而保证待调温结构20的温度处于第三目标温度范围内。
其中,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,以控制从第二循环回路201流入至第一循环回路101中冷却液的质量流量m2,并控制从第一循环回路101流入至第二循环回路 201中冷却液的质量流量m2。
在一些示例中,可根据Tb与T2之间的差值,调节m2的具体值,例如,当Tb与T2之间的差值较大时,可通过增大第一多通阀500中第一接口510的开度,减小第二接口520的开度,以增大m2的具体值,从而增大参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,提升进入至第一换热器30内的冷却液的温度,另外也提高了进入至第一换热器30内的冷却液的温度调节效率,确保进入至第一换热器30内的冷却液快速将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
参照图7和图8所示,当待调温结构20和待液冷器件10均需制冷时,采用热管理系统的第一工作模式,即可通过控制第二循环回路201中冷却液的温度和质量流量,以控制进入至第二换热器40入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在第二换热器40 内能够与待调温结构20进行热交换,以对待调温结构20进行降温。
参照图7所示,当第一换热器30入口端的冷却液温度过高时,可通过调节第一多通阀500 例如比例三通阀的三个接口的开度,以控制第二循环回路201与第一循环回路101之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一循环回路101中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以降低第一循环回路101中冷却液的温度,可调节进入至第一换热器30入口端的温度达到第二目标温度。
具体地,当热管理系统接收到工作需求:第二换热器40入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1,第一换热器30入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可控制第二循环回路201中冷却液在进入至第二换热器40的目标质量流量为m1,并控制第一循环回路101中的冷却液在进入至第一换热器30的目标质量流量为m3。
参照图7和图8所示,另外,当第二换热器40入口端的温度Tn>T1时,可通过温控组件211 对第二管路200中的冷却液进行降温,使得第二换热器40入口端的温度Tn降低至第四目标温度T1,即Tn=T1。
参照图7所示,当第一换热器30入口端的温度Tb=T2时,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第一状态,第一循环回路101和第二循环回路102中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,即第一循环回路101中的冷却液在进入进入至第一换热器30后,可通过该第一换热器30将待液冷器件10 的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图8所示,当第一换热器30入口端的温度Tb>T2时,第一多通阀500的三个接口均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第二状态,第二循环回路201中的部分冷却液(例如质量流量为m2的冷却液)可经第一多通阀500的第三接口530和第一接口510、第一管段300流入至第一循环回路101的第一主段110a中,与第一循环回路101中的冷却液进行混合,混合后的冷却液(质量流量为m3)进入至第一换热器30内后,可与待液冷器件10进入换热后,经第一主段110b的出口端分为两路,其中一路冷却液(质量流量为m3-m2)可经第一副段120循环流入至第一主段110a内,另一路冷却液(质量流量为m2)可经第二管段400流入至第二主段210b 内,并与第二副段220流出的冷却液进行混合,混合后的冷却液可继续经温控组件211降温后流入至第二换热器40内,与待调温结构20进行热交换。
上述进入至第一换热器30内的冷却液因包括质量流量为m2的低温冷却液和质量流量为 m1的高温冷却液,使得相比于第一状态下的第一循环回路101中进入至第一换热器30中的冷却液,增加了参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,从而使温度Tb降低,并达到最终的第二目标温度T2,使得进入至第一换热器30内的冷却液可将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
另外,通过第一多通阀500的第二接口520和第三接口530的开度,以控制流入至第一副段 120的冷却液的质量流量为m3-m2,从而确保进入至第一主段110a的低温冷却液的质量流量为 m3-m2,使得当第二循环回路201中质量流量为m2的高温冷却液流入至第一主段110a时,可确保进入至第一换热器30的冷却液的质量流量为m3。同时,可确保进入至第二主段210b的冷却液的质量流量为m2,使得该部分冷却液与第二副段220流出的质量流量为m1-m2的高温冷却液混合后,可确保质量流量为m1的冷却液进入至第二换热器40内,即保证进入至第二换热器 40的冷却液的质量流量为m1。
另外,从第二管段400流入至第二主段210b的冷却液和从第二副段220流入至第二主段 210b的冷却液混合后,可在温控组件211的降温作用下,使得进入至第二换热器40内的冷却液温度Tn达到T1,从而保证待调温结构20的温度处于第三目标温度范围内。
其中,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,以控制从第二循环回路201流入至第一循环回路101中冷却液的质量流量m2,并控制从第一循环回路101流入至第二循环回路 201中冷却液的质量流量m2。
在一些示例中,可根据Tb与T2之间的差值,调节m2的具体值,例如,当Tb与T2之间的差值较大时,可通过增大第一多通阀500中第一接口510的开度,减小第二接口520的开度,以增大m2的具体值,从而增大参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,降低进入至第一换热器30内的冷却液的温度,另外也提高了进入至第一换热器30内的冷却液的温度调节效率,确保进入至第一换热器30内的冷却液快速将待液冷器件10的温度调节至第一目标温度范围内。
参照图5和图9所示,当待调温结构20单独制热或者制冷时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,使得第二管路200中的冷却液在该第二管路200和第二换热器40中独立循环流动,即第二管路200 和第二换热器40形成的第二循环回路201,且该冷却液在第二循环回路201中循环流动,并通过温控组件211对该第二循环回路201中的冷却液的温度进行持续控制,确保第二换热器40入口端的冷却液的质量流量和温度达到目标要求,从而在冷却液进入至第二换热器40内,可与待调温结构20发生热交换,使得待调温结构20的温度控制在第三目标范围内。
参照图5所示,以第一种示例为例,当热管理系统接收到系统需求:第二换热器40入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,使得第二管路200中的冷却液在该第二循环回路201中独立循环流动,确保第二换热器40入口端的冷却液的质量流量达到 m1。
当第二换热器40的入口端温度Tn<T1时,可通过温控组件211对第二管路200中的冷却液进行加热,使得Tn=T1,从而在冷却液进入至第二换热器40内,可与待调温结构20发生热交换,使得待调温结构20的温度控制在第三目标温度范围内。
当第二换热器40的入口端温度Tn>T1时,可通过温控组件211对第二管路200中的冷却液进行降温,使得Tn=T1,从而在冷却液进入至第二换热器40内,可与待调温结构20发生热交换,使得待调温结构20的温度控制在第三目标范围内。
参照图6和图10所示,当待液冷器件10单独制热或者制冷时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,使得冷却液在第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及第二换热器40形成的第三循环回路301中循环流动,可通过第二主段210b上的温控组件211对冷却液温度进行控制,使得进入至第一换热器30入口端的冷却液温度能够达到第二目标温度,从而在冷却液进入至第一换热器30内,可与待液冷器件10发生热交换,使得待液冷器件10的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图6所示,以第一种示例为例,当热管理系统接收到系统需求:第一换热器30入口端的第四目标温度为T2,质量流量为m3时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,使得冷却液在第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b 及第二换热器40形成的第三循环回路301中循环流动,确保第一换热器30入口端的冷却液的质量流量达到m3。
当第一换热器30的入口端温度Tb<T2时,可通过温控组件211对第三循环回路301中的冷却液进行加热,使得Tb=T2,从而在冷却液进入至第一换热器30内,可与待液冷器件10发生热交换,使得待液冷器件10的温度控制在第一目标温度范围内。
当第二换热器40的入口端温度Tb>T2时,可通过温控组件211对第三循环回路301中的冷却液进行降温,使得Tb=T2,从而在冷却液进入至第一换热器30内,可与待液冷器件10发生热交换,使得待液冷器件10的温度控制在第一目标温度范围内。
本申请实施例中,第一多通阀500可以是比例三通阀,以简化第一多通阀500的控制工序,也节约了第一多通阀500的成本。另外,通过将第一多通阀500设置为比例三通阀,可根据实际需要调节比例三通阀的三个接口的开度,以调节从第一循环回路101进入至第二循环回路 201中冷却液的质量流量,即调节第二循环回路201中的混水比例,从而精确控制进入至第一换热器30内冷却液的温度,使得待液冷器件10调节至目标温度。
当然,在其他示例中,第一多通阀500还可以是四通阀或五通阀等至少具有三个接口的比例多通阀。
图11是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制热模式的第一状态示意图,图12是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制热模式的第二状态示意图,图13是图1对应的热管理系统的第二工作模式为制热模式的示意图,图14是图1对应的热管理系统的第三工作模式为制热模式的示意图。参照图11至图14所示,以第一种示例为例,当热管理系统的工作模式为制热模式,即热管理系统对待液冷器件10(例如电池)或者待调温结构20(例如乘员舱)加热时,第二换热器40可以为暖风芯体40a,温控组件211可以包括但不限于冷凝板换热器211a(图中简称为冷凝板换)和电加热芯221a中的至少一种,以提高对冷却液的加热效率。示例性地,温控组件211可包括冷凝板换热器211a和电加热芯221a,其中,电加热芯221a位于冷凝板换热器211a的出口端与暖风芯体40a的入口端之间,这样,冷却液会先流入至冷凝板换热器211a内,冷凝板换热器211a内的制冷剂在冷凝过程中会发出热量,并传递至冷却液内,以加热冷却液,使得冷却液的温度升高,升温后的冷却液继续流入至电加热芯221a内,通过电加热芯221a对该冷却液继续加热,使得冷却液在到达第二换热器40入口端时的温度能够达到第四目标温度内,一方面,可保证进入至第二换热器40内的冷却液能够将待调温结构20内的温度提升至第三目标温度内,另一方面,避免了冷却液到达冷凝板换热器 211a内的温度过高而影响换热效率。
在一些示例中,冷凝板换热器211a可包括冷凝板换热芯和冷凝板通道,冷凝板通道可围绕在冷凝板换热芯的外周,其中,冷凝板换热芯用于流通制冷剂(例如冷媒),冷凝板通道用于流通冷却液例如水,这样,制冷剂冷凝时放出的热量可通过冷凝板换热芯的侧壁传递至冷凝板通道内的冷却液中,以提高冷却液的温度。设置时,冷凝板换热器211a的冷凝板通道串联在第二管路200上,例如,暖风芯体40a的入口端与冷凝板通道的出口端连通,冷凝板通道道的入口端可与第二主段210b的第二端连通。
本申请实施例的冷凝板换热器211a和电加热芯221a的工作原理可参照现有技术的县官内容,此处不再赘述。
以下以待调温结构20为乘员舱,待液冷器件10为电池,第一换热器30为电池包冷板为例,对热管理系统的三种工作模式进行阐述。
参照图11所示,当乘员舱和电池包中的电池需要同时制热时,例如在冬季时,可运行热管理系统的第一工作模式,控制第一循环回路101中冷却液的温度和质量流量,以控制进入至暖风芯体40a入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在暖风芯体 40a内能够与乘员舱内的空气进行热交换,以提高乘员舱内的温度,使得乘员舱内的温度达到第三目标温度。
另外,当电池包冷板入口端的冷却液温度不足时,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,以控制第二管路200与第一管路100之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一管路100中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以提升第一管路100中冷却液的温度,可调节进入至电池包冷板入口端的温度达到第二目标温度。
具体地,当热管理系统接收到系统需求:暖风芯体40a入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1,电池包冷板入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可控制第一循环回路101和第二循环回路201中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,以达到暖风芯体40a的目标质量流量为m1,电池包冷板的目标质量流量为m3。
参照图11所示,当暖风芯体40a入口端的温度Tn<T1时,可通过电加热芯221a或者冷凝板换热器211a对第二管路200中的冷却液进行加热,使得暖风芯体40a入口端的温度Tn达到第四目标温度T1,即Tn=T1。
参照图11所示,当电池包冷板入口端的温度Tb=T2时,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第一状态,第一循环回路101和第二循环回路102中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,即第一循环回路101中的冷却液在进入进入至电池包冷板后,可通过该电池包冷板将电池的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图12所示,当电池包冷板入口端的温度Tb<T2时,第一多通阀500的三个接口均导通,以增加参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,从而使温度Tb上升,达到最终的第二目标温度T2。
参照图13所示,当乘员舱单独制热时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,使得第二循环回路201 中的冷却液在该第二循环回路201中独立循环流动,通过冷凝板换热器211a或者电加热芯 221a等对冷却液的温度进行持续控制,确保暖风芯体40a入口端的冷却液的质量流量和温度达到目标要求,从而在冷却液进入至暖风芯体40a内,可与乘员舱发生热交换,使得乘员舱的温度控制在第三目标温度范围内。
参照图13所示,具体地,当热管理系统接收到系统需求:暖风芯体40a入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,使得第二管路200中的冷却液在该第二管路200中独立循环流动,确保暖风芯体40a入口端的冷却液的质量流量达到m1。
当暖风芯体40a的入口端温度Tn<T1时,可通过冷凝板换热器211a等对第二管路200中的冷却液进行加热,使得Tn=T1,从而在冷却液进入至暖风芯体40a内,可与乘员舱发生热交换,使得乘员舱的温度控制在第三目标温度范围内。
参照图14所示,当电池单独制热时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,使得冷却液在第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b 及暖风芯体40a形成的第三循环回路301中循环流动,通过第二主段210b的冷凝板换热器211a 或电加热芯221a对冷却液温度进行控制,使得进入至电池包冷板入口端的冷却液温度能够达到第二目标温度,从而在冷却液进入至电池包冷板内,可与电池发生热交换,使得电池的温度控制在第一目标范围内。
参照图14所示,具体地,当热管理系统接收到系统需求:电池包冷板入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,使得冷却液在第二主段210a、第一管段 300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及暖风芯体40a形成的第三循环回路301中循环流动,确保电池包冷板入口端的冷却液的质量流量达到 m3。
当电池包冷板的入口端温度Tb<T2时,可通过冷凝板换热器211a等对上述循环回路中的冷却液进行加热,使得Tb=T2,从而在冷却液进入至电池包冷板内,可与电池发生热交换,使得电池的温度控制在第一目标范围内。
需要说明的是,在第三工作模式下,暖风芯体40a仅作为管道,即暖风芯体40a未实现冷却液与乘员舱之间的换热。
在一些示例中,乘员舱制热时,冷却液在暖风芯体40a入口端的目标温度(即第四目标温度T1)为40℃-80℃,即可通过冷凝板换热器211a或电加热芯221a加热第二循环回路201例如第二管路200中的冷却液,以提供给暖风芯体40a40℃-80℃的冷却液温度,确保乘员舱的温度达到40℃-80℃之间的第三目标温度。
电池制热时,冷却液在电池包冷板入口端的目标温度(即第二目标温度T2)为0℃~40℃,例如,可采用热管理系统的第一工作模式,通过第二循环回路201的部分冷却液与第一循环回路101中的冷却液进行混合,以提高第一循环回路101中冷却液的温度,或者采用热管理系统的第三工作模式,通过冷凝板换热器211a或电加热芯221a加热第三循环回路301的冷却液,以提高第三循环回路301中冷却液的温度,从而提供给电池包冷板0℃~40℃的冷却液温度,确保电池的温度达到0℃~40℃之间的第三目标温度。
在冬季,乘员舱和电池同时制热时,乘员舱的第三目标温度大于电池的第一目标温度。例如,乘员舱的第三目标温度为60℃~80℃,电池的第一目标温度为20℃~40℃,则在乘员舱和电池包中电池同时制热时,冷却液在暖风芯体40a入口端的第四目标温度为60℃~80℃,冷却液在电池冷板入口端的第二目标温度为20℃~40℃,则第二循环回路201中冷却液的温度大于第一循环回路101中冷却液的温度,这样,在冷却液在电池冷板入口端的温度不足时,可采用热管理系统的第一工作模式,即通过调节第一多通阀500的三个接口的开度均大于零,使得第二循环回路201中的高温冷却液的一部分可流入至第一循环回路101中,以提升第一循环回路101中冷却液的温度,使得冷却液在电池冷板入口端的温度达到第二目标温度,确保电池的温度处于第一目标范围内。
图15是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制冷模式的第一状态示意图,图16是图1对应的热管理系统的第一工作模式为制冷模式的第二状态示意图,图17是图1对应的热管理系统的第二工作模式为制冷模式的示意图,图18是图1对应的热管理系统的第三工作模式为制冷模式的示意图。参照图15至图18所示,继续以第一种示例为例,当热管理系统的工作模式为制冷模式,即热管理系统对待液冷器件10(例如电池)或者待调温结构20(例如乘员舱)降温时,第二换热器40可以为冷风芯体40b,温控组件211可以包括但不限于蒸发板换热器211b(图中简称为蒸发板换)等,以提高对冷却液的降温效率。
示例性地,蒸发板换热器211b可串联在第二主段210b的第二端与第二换热器40(冷风芯体40b)的入口端之间,这样,冷却液流入至蒸发板换热器211b内,蒸发板换热器211b 内的制冷剂在蒸发过程中会吸收热量,即吸收冷却液得热量,使得冷却液的温度降低,使得降温后的冷却液到达冷风芯体40b入口端时的温度能够达到第四目标温度内,可保证进入至冷风芯体40b内的冷却液能够将待调温结构20(例如乘员舱)内的温度提升至第三目标温度内。
在一些示例中,蒸发板换热器211b可包括蒸发板换热芯和蒸发板通道,蒸发板通道可围绕在蒸发板换热芯的外周,其中,蒸发板换热芯用于流通制冷剂,蒸发板通道用于流通冷却液例如水,这样,制冷剂蒸发时可通过蒸发板换热芯的侧壁吸收蒸发板通道内冷却液的热量,以降低冷却液的温度。设置时,蒸发板换热器211b的蒸发板通道串联在第二管路200上,例如,冷风芯体40b的入口端与蒸发板通道的出口端连通,蒸发板通道的入口端可与第二主段 210b的第二端连通。本申请实施例的蒸发板换热器211b的工作原理可参照现有技术的相关内容,此处不再赘述。
在夏季时,例如乘员舱和电池制冷时,乘员舱的第三目标温度小于电池本体的第一目标温度。例如,乘员舱的第三目标温度为0℃~8℃,电池的第一目标温度为15℃~20℃,则在乘员舱和电池包中电池同时制冷时,冷却液在冷风芯体40b入口端的第四目标温度为0℃~8℃,冷却液在电池包冷板入口端的第二目标温度为15℃~20℃,则第二循环回路201中冷却液的温度小于第一循环回路101中冷却液的温度,这样,在冷却液在电池包冷板入口端的温度过高时,可采用热管理系统的第一工作模式,即通过调节第一多通阀500的三个接口的开度均大于零,使得第二循环回路201中的低温冷却液的一部分可流入至第一循环回路101中,以降低第一循环回路101中冷却液的温度,使得冷却液在电池包冷板入口端的温度达到第二目标温度,确保电池的温度处于第一目标范围内。
参照图15所示,具体地,在夏季时,乘员舱和电池包中的电池均需做制冷处理,可采用热管理系统的第一工作模式,控制第二循环回路201中冷却液的温度和质量流量,以控制进入至冷风芯体40b入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在冷风芯体 40b内能够与乘员舱内的空气进行热交换,以降低乘员舱内的温度,使得乘员舱内的温度达到第三目标温度。
当电池包冷板入口端的冷却液温度过高时,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,以控制第二循环回路201与第一循环回路101之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一循环回路101中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以降低第一循环回路101中冷却液的温度,可调节进入至电池包冷板入口端的温度达到第二目标温度。
具体地,当热管理系统接收到系统需求:冷风芯体40b入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1,电池包冷板入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可控制第二循环回路201与第一循环回路101中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,以达到冷风芯体40b的目标质量流量为m1,电池包冷板的目标质量流量为m3。
参照图15所示,当冷风芯体40b入口端的温度Tn>T1时,可通过蒸发板换热器211b对第二循环回路201中的冷却液进行降温,使得冷风芯体40b入口端的温度Tn降低至第四目标温度 T1,即Tn=T1。
参照图15所示,当电池包冷板入口端的温度Tb=T2时,可控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530均导通,即热管理系统处于第一工作模式的第一状态,第一循环回路101和第二循环回路102中的冷却液在各自的循环回路中循环流动,即第一循环回路101中的冷却液在进入进入至电池包冷板后,可通过该电池包冷板将电池的温度控制在第一目标温度范围内。
参照图16所示,当电池包冷板入口端的温度Tb>T2时,第一多通阀500的三个接口均导通,以增大第一接口510的质量流量,减小第二接口520的开度,以减小第二接口520的质量流量,以增加参比质量流量m2在质量流量m3中的占比,从而使温度Tb降低,以降低至最终的第二目标温度T2。
参照图17所示,当乘员舱单独制冷时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,使得第二循环回路201 中的冷却液在该第二循环回路201中独立循环流动,通过蒸发板换热器211b对冷却液的温度进行持续控制,确保冷风芯体40b入口端的冷却液的质量流量和温度达到目标要求,从而在冷却液进入至冷风芯体40b内,可与乘员舱发生热交换,使得乘员舱的温度控制在第三目标范围内。
具体地,当热管理系统接收到系统需求:冷风芯体40b入口端的第四目标温度为T1,质量流量为m1时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,使得第二循环回路201中的冷却液在该第二循环回路201中独立循环流动,确保冷风芯体40b入口端的冷却液的质量流量达到m1。
当冷风芯体40b的入口端温度Tn>T1时,可通过蒸发板换热器211b对第二管路200中的冷却液进行加热,使得Tn=T1,从而在冷却液进入至冷风芯体40b内,可与乘员舱发生热交换,使得乘员舱的温度控制在第三目标范围内。
参照图18所示,当电池包中的电池单独制冷时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,使得冷却液在第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及冷风芯体40b形成的第三循环回路301中循环流动,通过第二主段210b上的蒸发板换热器211b对冷却液温度进行控制,使得进入至电池包冷板入口端的冷却液温度能够达到第二目标温度,从而在冷却液进入至电池包冷板内,可与电池发生热交换,使得电池的温度控制在第一目标范围内。
参照图18所示,具体地,当热管理系统接收到系统需求:电池包冷板入口端的第二目标温度为T2,质量流量为m3时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,使得冷却液在第二主段210a、第一管段 300、第一主段110a、第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及冷风芯体40b形成的第三循环回路301中循环流动,确保电池包冷板入口端的冷却液的质量流量达到 m3。
当电池包冷板的入口端温度Tb>T2时,可通过蒸发板换热器211b对上述循环回路中的冷却液进行降温,使得Tb=T2,从而在冷却液进入至电池包冷板内,可与电池发生热交换,使得电池的温度控制在第一目标范围内。
需要说明的是,在第三工作模式下,冷风芯体40b仅作为管道,即冷风芯体40b未实现冷却液与乘员舱之间的换热。
本申请实施例通过在热管理系统中设置第二管路200和第一管路100,并通过第一管段300 和第二管段400将第一管路100并联在第二管路200上,另外在第一管段300的入口端与第二管路200上设置第一多通阀500,或者在第二管段400的入口端与第一管路100上设置第一多通阀 500,这样,可通过打开并调节第一多通阀500中各个接口的开度,可实现对热管理系统中第二管路200和第一管路100同时工作。当对第二管路200和第一管路100同时制热(即对待液冷器件10和待调温结构20同时制热时),且第二管路200中冷却液的温度高于第一管路100中冷却液的温度时,可打开并调节第一多通阀500的第一接口510、第二接口520及第三接口530的开度,使得第二管路200中的部分冷却液经第一管段300进入至第一管路100,以增加第一管路 100中的冷却液的质量流量和温度,从而提高第一换热器30入口端的温度,使得第一换热器30 将待液冷器件10(例如电池)降温至合适的范围内,另外,经过第一换热器30的冷却液的一部分可经第二管段400进入至第二管路200中,确保第二管路200中进入至第二换热器40的质量流量和温度在合适的范围内,使得该第二换热器40将待调温结构20(例如乘员舱)的温度调节至合适的范围内,从而起到平衡待液冷器件10和待调温结构20的制冷量和温度的效果。
另外,本申请实施例的热管理系统的结构简单,控制方法简单方便,且成本低。
通过在第二管路200中设置温控组件211,使得第二管路200中冷却液的温度可通过该温控组件211进行调节,以确保第二换热器40入口端的温度达到合适的范围,这样,当待液冷器件 10和待调温结构20同时工作(例如制热),即热管理系统的第一换热器30和第二换热器40同时工作例如制热时,可先通过温控组件211将第二循环回路201中冷却液的温度提升至目标温度温度后,通过调节第一多通阀500的三个接口的开度均大于零,使得第二循环回路201中的部分冷却液进入至第一循环回路101中,以提升第一循环回路101中进入至第一换热器30的冷却液的温度和质量流量,使得第一换热器30入口端的温度达到目标温度。
另外,当待液冷器件10单独工作(例如制热)时,可通过调节第一多通阀500的三个接口的开度,例如,可调节第一接口510的开度和第三接口530的开度均大于零,第二接口520的开度等于零,使得从第一换热器30出口端流出的冷却液可经第二管段400进入至第二主段210b 中的温控组件211,温控组件211对该冷却液加热后,可从温控组件211的出口端流出,并经第二主段210a以及第一管段300进入至第一管路100的第一主段110a,最终进入至第一换热器30 内,使得进入至第一换热器30内的高温冷却液与待液冷器件10(例如电池)进行热交换。
参照图18所示,在一些示例中,第二管路200上具有第一水泵212,该第一水泵212的出口端可与温控组件211的入口端连通,即该第一水泵212的出口端与第二换热器40的入口端连通。例如,可将第一水泵212串联在第二副段220、第二主段210a或第二主段210b上。
通过在第二管路200上设置第一水泵212,可通过调节第一水泵212的转速,达到调节第二主段210上冷却液的质量流量,以精确控制进入第二换热器40内的冷却液的质量流量,保证第二换热器40入口端的冷却液处于第四目标温度内,确保待调温结构20的温度达到第三目标温度内。
在一些实施例中,第一水泵212可串联在第二管段400的出口端与温控组件211之间,例如,第一水泵212的入口端与第二管段400的出口端连通,第一水泵212的出口端与温控组件211连通,即该第一水泵212串联在第二主段210b上,这样,在热管理系统处于第一工作模式和第三工作模式时,可提高从第一换热器30出口端经第二管段400进入至温控组件211的冷却液的动力,即提高了第一管路100的冷却液进入至第二管路200的可靠性,保证在待液冷器件10单独制热(或者单独制冷)(参照图18所示)或者待液冷器件10和待调温结构20同时制热(或者同时制冷)(参照图16所示)时,从第一换热器30出口端流出的部分或者全部冷却液能够很好的经第二管段400进入至第二管路200的第二主段210b内。
参照图18所示,另外,在一些示例中,第一管路100上可具有第二水泵111,第二水泵111 串联在第一主段110上,例如,该第二水泵111可串联在第一主段110a或者第一主段110b上,这样,一方面,该第二水泵111可对第一管路100中的冷却液提供动能,保证第一管路100中的冷却液稳定流动,另一方面,可通过调节第二水泵111的转速,控制第一管路100中第一主段 110上的冷却液的质量流量,从而起到控制第一换热器30入口端的冷却液的质量流量和温度的作用。
在一些示例中,第二水泵111的入口端与第一管段300的出口端连通,第二水泵111的出口端与第一换热器30的入口端连通,即该第二水泵111串联在第一主段110a上,这样,在热管理系统处于第一工作模式或者第三工作模式时,可提高第二管路200经第一管段300进入至第一管路100的冷却液的动力,确保第二管路200中的冷却液的部分或者全部能够很好的进入至第一管路100中。
继续参照图1和图2所示,在一些示例中,热管理系统还可包括开关阀600。
当热管理系统为第一种示例的结构(参照图1所示)时,即第一多通阀500串联在第一管路100上,开关阀600位于第二管路200的第二副段220上,且开关阀600的入口端与第二副段220 的入口端b1连通,开关阀600的出口端与第二副段220的出口端a1连通。
参照图3至图5所示,该开关阀600在热管理系统的第一工作模式和第二工作模式下导通,以使第二管路200导通并形成第二循环回路201,使得第二循环回路201中的冷却液进入至第二换热器40后能够对待调温结构20进行温度的调节。
参照图6所示,开关阀用于在第三工作模式下关断,以使第一换热器30、两个第一主段110、第二管段400、第二换热器40、两个第二主段210及第一管段300形成第三循环回路301,例如,第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b、第二换热器40、第二主段210a、第一管段300及第一主段110a依次串联形成第三循环回路301,使得第三循环回路301中的冷却液可在第二主段210上温控组件211的调节下达到第二目标温度,使得该冷却液进入至第一换热器30内后可调节待液冷器件10的温度至第一目标温度。
参照图6所示,例如,当热管理系统处于第三工作模式时,即待液冷器件10单独制热或制冷(例如制热)时,可关闭开关阀600和第一多通阀500中连通第一副段120的接口(即第二接口520),打开第一多通阀500的第一接口510和第一主段110出口端的接口,使得冷却液经第一主段110b及第二管段400进入至第二管路200的温控组件211内进行加热升温,升温后的冷却液再经第二主段210a和第一管段300进入至第一管路100的第一主段110a,并进入第一换热器 30,以提高进入至第一换热器30内冷却液的温度,从而将待液冷器件10升温至合适的范围内,而避免了经第一换热器30出口端流出的冷却液经第二管段400后,直接进入第二副段220,继而从第二副段220、第一管段300及第一主段110a直接进入至第一换热器30的入口端,而未进入至第二管路200的第二主段210进行加热,即避免了第三循环回路301中的冷却液在第二副段 220处发生短路。
参照图2所示,当热管理系统为第二种示例的结构时,即第一多通阀500串联在第二管路 200上,开关阀600位于第一副段120上,且开关阀600的入口端与第一副段120的入口端连通,开关阀600的出口端与第一副段120的出口端连通。
参照图7和图8所示,该开关阀600在热管理系统的第一工作模式下导通,以使第一管路100 导通并形成第一循环回路101,使得第一循环回路101中的冷却液进入至第一换热器30后能够对待调温器件11进行温度的调节。
参照图10所示,开关阀600在第三工作模式下关断,以使第一换热器30、两个第一主段110、第二管段400、第二换热器40、两个第二主段210及第一管段300形成第三循环回路301,例如,第一换热器30、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b、第二换热器40、第二主段210a、第一管段300及第一主段110a依次串联形成第三循环回路301,使得第三循环回路301中的冷却液可在第二主段210上温控组件211的调节下达到第二目标温度,使得该冷却液进入至第一换热器30内后可调节待液冷器件10的温度至第一目标温度。
例如,当待液冷器件10单独制热或制冷(例如单独制热)时,可关闭开关阀600和第一多通阀500中连通第二副段220的接口(即第二接口520),打开第一多通阀500的第一接口510 和连通第二主段210a的接口(即第三接口530),使得冷却液经第一主段110b及第二管段400 进入至第二管路200的温控组件211内进行加热升温,升温后的冷却液再经第二主段210a和第一管段300进入至第一管路100的第一主段110a,并进入第一换热器30,以提高进入至第一换热器30内冷却液的温度,从而将待液冷器件10升温至合适的范围内,而避免了经第一换热器 30出口端流出的冷却液经第一主段110a后,直接进入第一副段120,继而从第一主段110a直接进入至第一换热器30的入口端,而未经第二管段400进入至第二管路200的第二主段210内进行加热,即避免了第三循环回路301中的冷却液在第一副段120处发生短路。
参照图11和图12所示,以第一种示例为例,当乘员舱和电池包中的电池需要同时制热时,例如在冬季时,采用第一工作模式,即打开暖风芯体40a、电池包冷板、电加热芯221a和冷凝板换热器211a、第一水泵212、第二水泵111及开关阀600,通过电加热芯221a和冷凝板换热器 211a对第二管路200即第二循环回路201中的冷却液进行加热,以控制第二循环回路201中冷却液的温度,通过调节第一水泵212的转速,以控制第二循环回路201中冷却液进入至暖风芯体 40a的质量流量,从而控制进入至暖风芯体40a入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,使得该温度下的冷却液在暖风芯体40a内能够与乘员舱内的空气进行热交换,以提高乘员舱内的温度,使得乘员舱内的温度达到第三目标温度。
另外,通过调节第二水泵111的转速,以控制第一循环回路101中进入至电池包冷板的冷却液的质量流量。
参照图12所示,当电池包冷板入口端的冷却液温度不足时,可通过调节第一多通阀500 的三个接口的开度,以控制第二循环回路201与第一循环回路101之间交换的冷却液的质量流量m2(即参比质量流量m2),实现调节混水比例的作用,即控制第一循环回路101中冷却液的质量流量m3中m2的占比,以提升第一循环回路101中冷却液的温度,可调节进入至电池包冷板入口端的温度达到第二目标温度。
参照图13所示,当乘员舱单独制热时,可采用热管理系统的第二工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510关闭,第二接口520和第三接口530导通,开关阀600打开,第二水泵111关闭,使得第二循环回路201中的冷却液在该第二循环回路201中独立循环流动,通过冷凝板换热器211a或者电加热芯221a等对冷却液的温度进行持续控制,确保暖风芯体40a入口端的冷却液的温度达到第四目标温度,通过调节第一水泵212的转速,以确保暖风芯体40a入口端的冷却液的质量流量达到目标要求,从而在冷却液进入至暖风芯体40a内,可与乘员舱发生热交换,使得乘员舱的温度控制在第三目标范围内。
参照图14所示,当电池包中的电池单独制热时,可采用热管理系统的第三工作模式,即控制第一多通阀500的第一接口510和第三接口530导通,第二接口520关闭,开关阀600关闭,第一水泵212和第二水泵111均打开,使得冷却液在第二主段210a、第一管段300、第一主段110a、电池包冷板、第一主段110b、第二管段400、第二主段210b及暖风芯体40a形成的第三循环回路301中循环流动,可通过第二主段210b上的冷凝板换热器211a或电加热芯221a对冷却液温度进行控制,使得进入至电池包冷板入口端的冷却液温度能够达到第二目标温度,同时,通过调节第一水泵212和第二水泵111的转速,以控制进入至电池包冷板入口端的冷却液的质量流量达到目标要求,从而在冷却液进入至电池包冷板内,可与电池发生热交换,使得电池的温度控制在第一目标范围内。
其中,开关阀600可以单向阀600a或者截止阀600b,以简化开关阀600的控制工序,也节约了开关阀600的成本。
参照图14和图18所示,以开关阀600为单向阀600a,且位于第二副段220上为例,当第一水泵212位于第二副段220的出口侧,即第一水泵212串联在第二主段210b上,第二水泵111位于第一副段120的出口侧,即第二水泵111串联在第一主段110a上时,可通过调节第一水泵212 和第二水泵111的转速,使得在待液冷器件10单独制热(或者制冷)时,可调节第二水泵111 的转速大于第一水泵212的转速,使得单向阀600a入口端的压力小于出口端的压力,从而可逆向关断单向阀600a,避免从第一管路100的第一主段110b流出的冷却液在第二副段220处直接短路,而无法进入至第二管路200的第二主段210中进行加热,例如,在热管理系统处于第三工作模式,电池单独制热时,可调节第二水泵111的转速和第一水泵212的转速,使得第二水泵111的转速大于第一水泵212的转速,在第二水泵111的抽吸过程中,单向阀600a的入口端的压力小于出口端的压力,从而逆向关断单向阀600a,这样,从第一主段110b流出的冷却液在流至第二管段400的出口端时,可完全流入至第二主段210b内,使得第二主段210上的温控组件211对冷却液进行加热或者降温,确保流入至电池包冷板的冷却液能够将电池的温度调节至第一目标温度内。
参照图1所示,可以理解的是,热管理系统在上述三种工作模式下,两个第二主段和第二换热器40形成的管段均起到控制相应模式下冷却液温度的作用,因此,为了方便描述,可将两个第二主段210a(210b)和第二换热器40形成的管段作为温控管段2011。
基于上述可知,本申请实施例的热管理系统为制热模式(参照图11至图14所示)时,温控管段2011中第二换热器40为暖风芯体40a,温控组件211为加热组件,例如,温控组件211 为冷凝板换热器211a和电加热芯221a中的至少一种,也即是说,两个第二主段210a(210b) 和暖风芯体40a形成的温控管段2011为制热管段201a。
当本申请实施例的热管理系统为制冷模式时,温控管段2011中第二换热器40为冷风芯体 40b,温控组件211为降温组件,例如,温控组件211为蒸发板换热器211b,也即是说,两个第二主段210a(210b)和冷风芯体40b形成的温控管段2011为制冷管段201b。
在一些示例中,当需要将热管理系统调整为制热模式时,例如,在冬季时,可将第二换热器40更换为暖风芯体40a,将温控组件211更换为加热组件(例如冷凝板换热器211a),使得温控管段2011为制热管段201a,从而使得热管理系统的三种工作模式均处于制热模式。
当需要将热管理系统调整为制冷模式时,例如,在夏季时,可将第二换热器40更换为冷风芯体40b,将温控组件211更换为降温组件(例如蒸发板换热器211b),使得温控管段2011 为制冷管段201b,从而使得热管理系统的三种工作模式均处于制冷模式。
图19是本申请一实施例提供的热管理系统的又一种结构示意图。参照图19所示,在另外一些示例中,温控管段2011的数量为两个,两个温控管段2011包括制冷管段201b和制热管段 201a,也即是说,其中一个温控管段2011为制冷管段201b,另一个温控管段2011为制热管段 201a,制冷管段201b和制热管段201a并联设置在第二副段220的两端。
可以理解,制热管段201a包括两个第二主段210a和连通在两个第二主段210a第一端开口之间的第二换热器40,相应地,制冷管段201b包括两个第二主段210a和连通在两个第二主段 210a第一端开口之间的第二换热器40。其中,制热管段201a的第二换热器40为暖风芯体40a,制热管段201a的温控组件211为加热组件,例如该制热管段201a的温控组件211可包括冷凝板换热器211a和电加热芯221a中的至少一种,以提高对冷却液的加热效率。另外,制冷管段201b 的第二换热器40为冷风芯体40b,制冷管段201b的温控组件211为降温组件,例如,该制冷管段201b的温控组件211可包括蒸发板换热器211b,以提高对冷却液的降温效率。
具体实现时,热管理系统可包括第二多通阀700,制冷管段201b和制热管段201a的两端分别通过该第二多通阀700与第二副段220的两端连通。需要说明的是,制冷管段201b的两端是指制冷管段201b中两个第二主段210的第二端(即背离第二换热器40的两端),相应地,制热管段201a的两端是指制热管段201a中两个第二主段210的第二端(即背离第二换热器40的两端)。
其中,两个第二主段210中,第二主段210a的第二端为出口端,第二主段210b的第二端为入口端,也即是说,温控管段2011例如制热管段201a(或制冷管段201b)的入口端为第二主段210b的第二端,温控管段2011例如制热管段201a(或制冷管段201b)的出口端为第二主段 210a的第二端。
示例性地,第二多通阀700可包括第四接口710、第五接口720、第六接口730、第七接口 740、第八接口750及第九接口760,制热管段201a的两端开口分别与第四接口710和第五接口 720连通,例如,制热管段201a的入口端与第四接口710连通,制热管段201a的出口端与第五接口720连通。
制冷管段201b的两端分别与第六接口730和第七接口740连通,例如,制冷管段201b的入口端与第六接口730连通,制冷管段201b的出口端与第七接口740连通。第二副段220的两端开口分别与第八接口750和第九接口760连通,例如,第二副段220的入口端与第八接口750连通,第二副段220的出口端与第九接口760连通。
可以理解的是,第九接口760可直接连通在第二副段220的出口端(即第二管段400的出口端),也可通过管道实现第九接口760与第二副段220的出口端之间的连通。同理,第八接口 750可直接连通在第二副段220的入口端(即第一管段300的入口端),也可通过管道实现第八接口750与第二副段220的入口端之间的连通。
当第四接口710与第九接口760连通,第五接口720与第八接口750连通时,制热管段201a 的两端与第二副段220的两端连通,即制热管段201a的入口端通过第四接口710和第九接口760 与第二副段220的出口端连通,制热管段201a的出口端通过第五接口720和第八接口750与第二副段220的入口端连通,相应地,制热管段201a的入口端通过第四接口710和第九接口760还与第二管段400的出口端连通,制热管段201a的出口端通过第五接口720和第八接口750还与第一管段300的入口端连通。
当第六接口730与第九接口760连通,第七接口740与第八接口750连通时,制冷管段201b 的两端与第二副段220的两端连通,即制冷管段201b的入口端通过第六接口730和第九接口760 与第二副段220的出口端连通,制冷管段201b的出口端通过第七接口740和第八接口750与第二副段220的入口端连通,相应地,制冷管段201b的入口端通过通过第六接口730和第九接口760 还与第二管段400的出口端连通,制冷管段201b的出口端通过第七接口740和第八接口750还与第一管段300的入口端连通。
这样,当待调温结构20或者待液冷器件10的温度不足时,可通过接通第二多通阀700中对应的接口,以将温控管段2011中制热管段201a与第二副段220的两端连通,从而可通过该制热管段201a对第二管路200或者第一管路100中的冷却液进行加热升温,以提高流经第二换热器 40和第一换热器30的冷却液的温度,从而提升待调温结构20或者待液冷器件10至目标温度。
而当待调温结构20或者待液冷器件10的温度过高时,可通过接通第二多通阀700中对应的接口,以将温控管段2011中制冷管段201b与第二副段220的两端连通,从而可通过该制冷管段 201b对第二管路200或者第一管路100中的冷却液进行降温,以降低流经第二换热器40和第一换热器30的冷却液的温度,从而降低待调温结构20或者待液冷器件10至目标温度,整个切换过程操作简单可靠。
例如,当待调温结构20(例如乘员舱)和待液冷器件10同时制热时,可控制第四接口710 与第九接口760连通,第五接口720与第八接口750连通,以将温控管段2011中制热管段201a 与第二副段220的两端连通,以热管理系统的第一工作模式切换为制热模式,使得第二循环回路201切换为制热回路100a。在该第一工作模式下,经暖风芯体40a流出的冷却液可经第二多通阀700的第五接口720和第八接口750流入至第二副段220,在经第二副段220的出口端和第二多通阀700的第九接口760和第四接口710流入至第二主段210b内,在冷凝板换热器211a和电加热芯221a加热后再流入至暖风芯体40a内,通过暖风芯体40a与乘员舱内的空气进行加热。
可以理解,在第一循环回路101中的冷却液温度不足时,可将制热回路100a中的部分冷却液经第一管段300混入至第一循环回路101的冷却液中,以提高第一循环回路101中冷却液的温度,从而使得该进入至第一换热器30(例如电池包冷板)的冷却液能够将电池的温度提高至第一目标温度范围内。
当待调温结构20(例如乘员舱)和待液冷器件10同时制冷时,可控制第六接口730与第九接口760连通,第七接口740与第八接口750连通,以将温控管段2011中制冷管段201b与第二副段220的两端连通,以热管理系统的第一工作模式切换为制冷模式,使得第二循环回路201为制冷回路100b,在该第二工作模式下,经第二换热器40(例如冷风芯体40b)流出的冷却液可经第二多通阀700的第七接口740和第八接口750流入至第二副段220,在经第二副段220的出口端和第二多通阀700的第九接口760和第六接口730流入至第二主段210b内,经蒸发板换热器 211b降温后再流入至冷风芯体40b内,通过冷风芯体40b与乘员舱内的空气进行降温。
可以理解,在第一循环回路101中的冷却液温度过高时,可将制冷回路100b中的部分冷却液经第一管段300混入至第一循环回路101的冷却液中,以降低第一循环回路101中冷却液的温度,从而使得该进入至第一换热器30(例如电池包冷板)的冷却液能够将电池的温度降至第一目标温度范围内。
再例如,当待调温结构20(例如乘员舱)单独制热时,可控制第四接口710与第九接口760 连通,第五接口720与第八接口750连通,以将温控管段2011中制热管段201a与第二副段220 的两端连通,以热管理系统的第二工作模式切换为制热模式,使得第二循环回路201切换为制热回路100a。在该第二工作模式下,经暖风芯体40a流出的冷却液可经第二多通阀700的第五接口720和第八接口750流入至第二副段220,在经第二副段220的出口端和第二多通阀700的第九接口760和第四接口710流入至第二主段210b内,在冷凝板换热器211a和电加热芯221a加热后再流入至暖风芯体40a内,通过暖风芯体40a与乘员舱内的空气进行加热。
当待调温结构20(例如乘员舱)单独制冷时,可控制第六接口730与第九接口760连通,第七接口740与第八接口750连通,以将温控管段2011中制冷管段201b与第二副段220的两端连通,以热管理系统的第二工作模式切换为制冷模式,使得第二循环回路201为制冷回路100b,在该第二工作模式下,经第二换热器40(例如冷风芯体40b)流出的冷却液可经第二多通阀700 的第七接口740和第八接口750流入至第二副段220,在经第二副段220的出口端和第二多通阀 700的第九接口760和第六接口730流入至第二主段210b内,经蒸发板换热器211b降温后再流入至冷风芯体40b内,通过冷风芯体40b与乘员舱内的空气进行降温。
又例如,当待液冷器件10单独制热时,可控制第四接口710与第九接口760连通,第五接口720与第八接口750连通,以将温控管段2011中制热管段201a与第二副段220的两端连通,以热管理系统的第三工作模式切换为制热模式。在该第三工作模式下,经第一换热器30(例如电池包冷板)出口端流出的冷却液依次经第一主段110b、第二管段400、第九接口760、第四接口710、第二主段210b、暖风芯体40a、第二主段210a、第一管段300及第一主段110a流入至第一换热器30(例如电池包冷板),使得经第二主段210例如第二主段210b上的冷凝板换热器 211a和电加热芯221a对该冷却液进行加热,升温后的冷却液进入至该第一换热器30(例如电池包冷板)内后,可对待液冷器件10例如电池进行加热,确保待液冷器件10例如电池保持在第一目标温度范围内。
当待液冷器件10单独制冷时,可控制第六接口730与第九接口760连通,第七接口740与第八接口750连通,以将温控管段2011中制冷管段201b与第二副段220的两端连通,以热管理系统的第三工作模式切换为制冷模式。在该第三工作模式下,经第一换热器30(例如电池包冷板)出口端流出的冷却液依次经第一主段110b、第二管段400、第九接口760、第四接口710、第二主段210b、冷风芯体40b、第二主段210a、第一管段300及第一主段110a流入至第一换热器30(例如电池包冷板),使得经第二主段210例如第二主段210b上的蒸发板换热器211b对该冷却液进行降温,降温后的冷却液进入至该第一换热器30(例如电池包冷板)内后,可对待液冷器件10例如电池进行降温,确保待液冷器件10例如电池保持在第一目标温度范围内。
继续参照图19所示,在一些示例中,制热管段201a中的冷凝板换热器211a和制冷管段201b 中的蒸发板换热器211b可串联设置。具体地,冷凝板换热器211a中冷凝板换热芯的入口端与蒸发板换热器211b中蒸发板换热芯的出口端连通,蒸发板换热芯的入口端与冷凝板换热芯的出口端连通,这样,可实现制冷剂(例如冷媒)的循环利用,节约了热管理系统的成本。另外,可确保冷凝板换热器211a内的制冷剂在每次制热过程中处于高温气态,或者蒸发板换热器211b内的制冷剂在每次制冷过程中处于低温液态。
例如,当热管理系统处于制热模式时,在冷却液每次经过冷凝板换热器211a时,冷凝板换热芯的气态制冷剂冷凝放热给冷却液,使得制冷剂温度降低,并形成液态制冷剂,该液态制冷剂可流入至蒸发板换热器211b的蒸发板换热芯内,经蒸发板换热芯蒸发形成气态后,再流入至冷凝板换热芯进行冷凝放热,如此反复循环。
相应地,当热管理系统处于制冷模式时,在冷却液每次经过蒸发板换热器211b时,蒸发板换热芯内的液态制冷剂吸收冷却液的热量以蒸发,使得制冷剂温度升高,并形成气态制冷剂,该气态制冷剂可流入至冷凝板换热器211a的冷凝板换热芯内,经冷凝板换热芯冷凝形成液态后,再流入至蒸发板换热器211b的蒸发板换热芯进行蒸发吸热,如此反复循环。
设置时,冷凝板换热芯和蒸发板换热芯可通过第三管路800连通,例如,冷凝板换热芯的入口端通过其中一个第三管路800与蒸发板换热芯的出口端连通,蒸发板换热芯的入口端通过另一个第三管路800与冷凝板换热芯的出口端连通,从而使得制冷剂在第三管路800、冷凝板换热芯及蒸发板换热芯形成的第四循环回路中循环流动。
在一些示例中,第三管路800上可设有第三水泵810,第三水泵810用于提供给制冷剂(例如冷媒)动能,确保制冷剂在第四循环回路中的冷凝板换热器211a和蒸发板换热器211b之间顺利流动。另外,可通过调节第三水泵810的转速,以控制制冷剂进入至冷凝板换热器211a 或蒸发板换热器211b内的质量流量。
参照图19所示,本申请实施例的热管理系统还可包括第四管路900,第四管路900的两端可与第一换热器30(例如电池包冷板)的两端连通,即第四管路900和第一管路100并联设置。例如,第四管路900的两端开口分别与两个第一主段110的第二端开口连通,第四管路900、两个第一主段110及第一换热器30共同形成散热回路。例如,第四管路900的入口端与第一主段 110b的第二端连通,第四管路900的出口端与第一主段110a的第二端连通。
其中,第四管路900上具有散热器910,散热器910的入口端与第四管路900的入口端连通,散热器910的出口端与第四管路900的出口端连通。当待液冷器件10(例如电池)温度过高时,可将电池的热量通过第一换热器30传递至冷却液,冷却液可在第二水泵111的驱动下传输至散热器910内,该散热器910将冷却液的热量散至环境中,以降低电池的温度。
本实施例中,散热器910可以是现有技术中的管式散热器或者电子散热器等,此处不对散热器910的结构进行限制。
设置时,第二多通阀700可包括第十接口770和第十一接口780。其中,第四管路900的两端开口分别与第十接口770和第十一接口780,例如,第四管路900的入口端与第十接口770连通,第四管路900的出口端与第十一接口780连通。
如此,当需通过该第四管路900的散热器910对电池包中的电池散热时,可将第十接口770 与第九接口760连通,第十一接口780与第八接口750连通,从而使得第四管路900的入口端通过第二管段400与第一主段110的出口端连通,第四管路900的出口端通过第一管段300与第一主段110的入口端连通,使得第四管路900、两个第一主段110及第一换热器30(例如电池包冷板)可形成散热回路,使得散热器910对电池进行散热。
另外,通过将第四管路900的两端开口连通在第二多通阀700的第十接口770和第十一接口 780上,这样,可根据实际需要对电池包的散热模式进行随时调整,且热管理系统的模式切换方便,工序简单。
继续参照图19所示,本申请实施例的热管理系统还可包括第五管路1000,第五管路1000 上具有动力总成1100和第四水泵1200,其中,动力总成1100包括动力总成器件和散热通道,该散热通道位于动力总成器件内,该散热通道的入口端与第五管路1000的入口端连通,该散热通道的出口端与第五管路1000的出口端连通,第四水泵1200串联在第五管路1000上。且该散热管道与第五管路1000的管道连通,且均用于流通冷却液,
其中,散热通道与第五管路1000的管道用于流通冷却液。动力总成1100可包括电机、逆变器、配电箱等器件。
示例性地,第二多通阀700可包括第十二接口790,第五管路1000的入口端与散热器910 的出口端连通,第五管路1000的出口端与第十二接口790连通。
在一些可行的实施例中,当第十二接口790与第十接口770连通时,第五管路1000的出口端便于与第四管路900的入口端连通,从而使得第四管路900与第五管路1000形成动力总成散热回路,这样,动力总成1100的器件的热量传递至散热通道内的冷却液内后,可经第四水泵 1200传输至散热器910内,散热器910再将该热量散至环境中,从而实现对动力总成1100中器件的散热作用。
在另外一些可行的实施例中,第五管路1000可与温控管段2011连通,通过该温控管段2011 上的温控组件对第五管路1000中的动力总成1100温度进行调节。
例如,当第二多通阀700的第四接口710与第十二接口790连通,第五接口720与第十一接口780连通时,可将制热管段201a与第五管路1000连通,使得制热管段201a的入口端与第五管路1000的出口端连通,制热管段201a的出口端与第五管路1000的入口端连通,这样,制热管段201a与第五管路1000可形成第五循环回路,该第五循环回路中的冷却液可经制热管段201a 中的冷凝板换热器211a进行加热而升温,从而确保进入至动力总成内的冷却液能够对该动力总成的结构件进行加热,确保动力总成处于合适的温度范围内,从而提高动力总成的工作效率。
再例如,当第二多通阀700的第六接口730与第十二接口790连通,第七接口740与第十一接口780连通时,可将制冷管段201b与第五管路1000连通,使得制冷管段201b的入口端与第五管路1000的出口端连通,制冷管段201b的出口端与第五管路1000的入口端连通,这样,制冷管段201b与第五管路1000可形成第五循环回路,该第五循环回路中的冷却液可经制冷管段 201b中的蒸发板换热器211b进行降温,从而确保进入至动力总成内的冷却液能够对该动力总成的结构件进行降温散热,确保动力总成处于合适的温度范围内,从而提高动力总成的工作效率。
本申请实施例提供的电池,通过将热管理系统中第一换热器30(例如电池包冷板)与电池热接触,以实现对电池的温度控制,确保电池处于合适的温度内,另外,通过在车辆内设置上述热管理系统,一方面,可平衡车辆内待调温结构与电池的制冷量和温度,另一方面,热管理系统的控制过程简单可控,成本低。
这里需要说明的是,本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值,受制造工艺的影响,可能会存在一定范围的误差,这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
以上,仅为本申请的具体实施例,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内;在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
应理解,在本申请中“连接”、“相连”、“连通”均可以指一种机械连接关系或物理连接关系,即A与B连接或A与B相连可以指,A与B之间存在紧固的构件(如螺钉、螺栓、铆钉等),或者A与B相互接触且A与B难以被分离。另外,“连通”是指在某些状态下A与B相通,而非在任何状态下A与B一直处于相通的状态。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接接触连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。本申请实施例中所提到的方位用语,例如,“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等,仅是参考附图的方向,因此,使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请实施例,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。“多个”是指至少两个。
在本申请实施例中,“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
Claims (15)
1.一种热管理系统,其特征在于,包括:
第一换热器,所述第一换热器用于与待液冷器件热交换,且所述第一换热器的入口端通过第一管路与所述第一换热器的出口端连通;
第二换热器,所述第二换热器用于与待调温结构热交换,所述第二换热器的入口端通过第二管路与所述第二换热器的出口端连通;
第一管段和第二管段,所述第一管段的入口端与所述第二管路连通、且串联在所述第二换热器的出口端;所述第一管段的出口端与所述第一管路连通、且串联在所述第一换热器的入口端;所述第二管段的入口端与所述第一管路连通、且串联在所述第一换热器的出口端;所述第二管段的出口端与所述第二管路连通、且串联在所述第二换热器的入口端;
第一多通阀,所述第一多通阀包括第一接口、第二接口和第三接口;
所述第一管段的入口端通过所述第一接口与所述第二管路连通,所述第一多通阀通过所述第二接口和第三接口串联在所述第二管路上;或者,所述第二管段的入口端通过所述第一接口与所述第一管路连通,所述第一多通阀通过所述第二接口和第三接口串联在所述第一管路上;
所述第一多通阀的所述第一接口、所述第二接口及所述第三接口用于在第一工作模式下导通,以将所述第一管路和所述第一换热器形成第一循环回路,将所述第二管路和所述第二换热器形成第二循环回路,并将所述第二循环回路中的冷却液经所述第一管段与所述第一循环回路中的冷却液混合,将所述第一循环回路中的冷却液经所述第二管段与所述第二循环回路中的冷却液混合,其中,所述第一工作模式为所述第一换热器和第二换热器均处于工作状态的模式。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述第二管路包括第二副段和两个第二主段,其中一个所述第二主段的第一端与所述第二换热器的出口端连通,所述其中一个所述第二主段的第二端分别与所述第二副段的入口端和所述第一管段的入口端连通,另一个所述第二主段的第一端与所述第二换热器的入口端连通,所述另一个所述第二主段的第二端分别与所述第二副段的出口端和所述第二管段的出口端连通;
所述第二管路上串联有温控组件和第一水泵,所述温控组件串联在所述第二换热器入口端的第二主段上,且所述温控组件的一端与所述第二换热器的入口端连通,所述温控组件的另一端与所述第一水泵的出口端连通。
3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,所述第一水泵串联在所述第二管段的出口端与所述温控组件之间。
4.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,所述第一管路包括第一副段和两个第一主段,其中一个所述第一主段的第一端与所述第一换热器的入口端连通,所述其中一个所述第一主段的第二端分别与所述第一副段的出口端和所述第一管段的出口端连通,另一个所述第一主段的第一端与所述第一换热器的出口端连通,所述另一个所述第一主段的第二端分别与所述第一副段的入口端和所述第二管段的入口端连通;
所述第一管路上具有第二水泵,所述第二水泵串联在所述第一主段上。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,所述第二水泵的入口端与所述第一管段的出口端连通,所述第二水泵的出口端与所述第一换热器的入口端连通。
6.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,还包括:开关阀;
所述第一多通阀串联在所述第二管路上,所述开关阀串联在所述第一管路的第一副段上,且所述开关阀的入口端与所述第一副段的入口端连通,所述开关阀的出口端与所述第一副段的出口端连通,所述开关阀用于在第一工作模式下导通,以使所述第一管路和所述第一换热器形成为第一循环回路,所述开关阀用于在第三工作模式下关断,以使所述第一换热器、两个第一主段、第二管段、第二换热器、两个第二主段及第一管段形成为第三循环回路;
或者,所述第一多通阀串联在所述第一管路上,所述开关阀串联在所述第二管路的第二副段上,且所述开关阀的入口端与所述第二副段的入口端连通,所述开关阀的出口端与所述第二副段的出口端连通,所述开关阀用于在第一工作模式和第二工作模式下导通,以使所述第一管路和所述第一换热器形成为第一循环回路,使所述第二管路和第二换热器形成为第二循环回路,所述开关阀用于在第三工作模式下关断,以使所述第一换热器、两个第一主段、第二管段、第二换热器、两个第二主段及第一管段形成为第三循环回路;
其中,所述第二工作模式为所述第二换热器处于工作状态、所述第二换热器处于非工作状态的模式,所述第三工作模式为所述第一换热器处于工作状态,所述第二换热器处于非工作状态的模式。
7.根据权利要求6所述的热管理系统,其特征在于,所述开关阀为单向阀或者截止阀。
8.根据权利要求1-7任一项所述的热管理系统,其特征在于,所述第一多通阀为比例三通阀。
9.根据权利要求1-7任一项所述的热管理系统,其特征在于,还包括第二多通阀,所述第二多通阀包括第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口及第九接口;
所述第二管路的两个第二主段与所述第二换热器形成温控管段,所述温控管段数量为两个,两个所述温控管段包括制冷管段和制热管段,所述制热管段的两端分别与所述第四接口和所述第五接口连通,所述制冷管段的两端分别与所述第六接口和所述第七接口连通;所述第二管路的第二副段的两端分别与所述第八接口和所述第九接口连通;
所述制热管段的两端在所述第四接口与所述第九接口连通,所述五接口与所述第八接口连通时与所述第二副段的两端连通;所述制冷管段的两端在所述第六接口与所述第九接口连通,所述第七接口与所述第八接口连通时与所述第二副段的两端连通。
10.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,所述制热管段的第二换热器为暖风芯体,所述制热管段的温控组件包括冷凝板换热器和电加热芯中的至少一种。
11.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,所述制冷管段的第二换热器为冷风芯体,所述制冷管段的温控组件包括蒸发板换热器。
12.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,所述制热管段中冷凝板换热器具有冷凝板换热芯,所述制冷管段的蒸发板换热器具有蒸发板换热芯,所述冷凝板换热芯的入口端与所述蒸发板换热芯的出口端连通,所述蒸发板换热芯的入口端与所述冷凝板换热芯的出口端连通;
所述冷凝板换热芯与所述蒸发板换热芯均用于流通制冷剂。
13.根据权利要求1-7任一项所述的热管理系统,其特征在于,所述第一换热器为电池包冷板,所述电池包冷板与电池包的电池热接触。
14.一种车辆,其特征在于,包括电池和如权利要求1-13任一项所述的热管理系统;
所述热管理系统中第一管路的第一换热器与所述电池热接触。
15.根据权利要求14所述的车辆,其特征在于,还包括乘员舱;
所述热管理系统中第二管路的第二换热器位于所述乘员舱内。
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