CN218021118U - 车辆热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆热管理系统，所述系统包括：室外换热器、压缩机、控制器、第一直冷板、第二直冷板、第一膨胀阀、第一调压阀和第二调压阀；第一直冷板和第二直冷板并联在不同的冷却支路上，用于对电池包进行冷却；室外换热器用于接收压缩机输出的制冷剂；控制器用于调节第二直冷板的出口位置的第二温度，以及，调节第一直冷板的出口位置的第一温度或冷却干路的出口位置的第三温度，可以在避免第一直冷板和第二直冷板、冷却干路的出口温度过高的基础上，保证第一直冷板和第二直冷板、冷却干路的出口的理想过热度，以解决第一直冷板和第二直冷板不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

Description

车辆热管理系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种车辆热管理系统。

背景技术

随着汽车动力电池向高能量密度及高充电倍率的方向迭代，其对制冷功率和降温速率提出更高的要求。与利用冷却液对电池进行降温的液冷系统相比，采用制冷剂直接对电池进行冷却的直冷系统布置更简单，质量轻，且降温速率快。但直冷系统的技术难点为电池均温设计困难，而温度不均匀性会影响电池的充放电性能及使用寿命。

目前，采用空调冷媒直接冷却的电芯，其布置均是规则的对称结构，冷板设计工作较简单且温度均匀性表现较好。但对于异形电池包而言，直冷板的设计和应用受到局限。采用直冷冷却的异形电池包，因不同直冷板间的流量分配不均，会导致直冷板的温度差异很大。

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，本实用新型的一个目的在于提出一种车辆热管理系统。

本实用新型提出的一种车辆热管理系统，包括：室外换热器、压缩机、控制器、第一直冷板、第二直冷板、第一膨胀阀、冷却干路、冷却支路、第一调压阀和第二调压阀；其中，所述冷却干路、所述室外换热器和所述压缩机串联连接，所述冷却支路串联在所述冷却干路中；所述第一直冷板和所述第二直冷板并联在不同所述的冷却支路上，用于对电池包进行冷却；所述压缩机的出口连接所述室外换热器的入口，所述室外换热器的出口连接所述第一膨胀阀的入口，所述室外换热器用于接收所述压缩机输出的制冷剂；所述第一调压阀位于所述第一直冷板的下游；所述第二调压阀的入口连接所述第二直冷板的出口，所述第二调压阀的出口连接所述压缩机的入口；所述控制器用于通过调节所述第二调压阀的开度，调节所述第二直冷板的出口位置的第二温度，以及，通过调节所述第一调压阀的开度，调节所述第一直冷板的出口位置的第一温度或冷却干路的出口位置的第三温度。

另外，根据本实用新型实施例的车辆热管理系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第一膨胀阀的出口分别连接所述第一直冷板和所述第二直冷板的入口，所述控制器用于通过调节所述第一膨胀阀的开度，调节冷却干路的出口位置的第一过热度。

进一步地，所述第一膨胀阀的出口连接所述第一直冷板的入口，所述控制器用于通过调节所述第一膨胀阀的开度，调节所述第一直冷板所在冷却支路的出口位置的第二过热度。

进一步地，所述第一调压阀的入口连接所述第一直冷板的出口，所述第一调压阀的出口连接所述压缩机的入口，所述控制器还用于通过调节所述第一调压阀的开度，调节所述第一直冷板的出口位置的所述第一温度。

进一步地，所述第一调压阀的位于所述第二调压阀下游的所述冷却干路，所述控制器还用于通过调节所述第一调压阀的开度，调节所述冷却干路的出口位置的所述第三温度。

进一步地，所述车辆热管理系统，还包括：第二膨胀阀位于所述第二直冷板所在冷却支路的上游，所述控制器还用于通过调节所述第二膨胀阀的开度，调节所述第二直冷板所在冷却支路的出口位置的第三过热度。

进一步地，所述车辆热管理系统，还包括：第一传感器组件，所述第一传感器组件设置在冷却干路的出口位置,用于采集所述冷却干路的出口位置的第四温度和第一压力。

进一步地，所述车辆热管理系统，还包括：第二传感器组件和第三传感器组件；其中，所述第二传感器组件设置在所述第一直冷板所在冷却支路的下游，用于采集所述第一直冷板所在冷却支路的出口位置的第五温度和第二压力；所述第三传感器组件设置在所述第二直冷板所在冷却支路的下游，用于采集所述第二直冷板所在冷却支路的出口位置的第六温度和第三压力。

进一步地，所述车辆热管理系统，还包括：第四传感器组件和第五传感器组件；其中，所述第四传感器组件设置在所述第一直冷板的出口处，用于采集所述第一直冷板的出口位置的所述第一温度，所述第五传感器组件设置在所述第二直冷板的出口处，用于采集所述第二直冷板的出口位置的所述第二温度。

进一步地，所述车辆热管理系统，还包括：室内蒸发器和第三膨胀阀；所述室内蒸发器的入口连接所述压缩机的入口，所述室内蒸发器的出口连接所述第三膨胀阀的入口，所述第三膨胀阀的出口连接所述室外换热器的出口。

根据本实用新型实施例的车辆热管理系统，通过将第一直冷板和第二直冷板并联连接，并通过调节第一膨胀阀的开度，调节冷却干路的出口位置的第一过热度，或者，通过调节第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度，对应调节第一直冷板所在冷却支路的出口位置的第二过热度和第二直冷板所在冷却支路的出口位置的第三过热度，使得冷却干路的出口处于过热临界或较小过热度的状态；同时通过调节第二调压阀的开度，调节第二直冷板的出口位置的第二温度，以及，通过调节第一调压阀的开度，调节第一直冷板的出口位置的第一温度或冷却干路的出口位置的第三温度，可以在避免第一直冷板和第二直冷板、冷却干路的出口温度过高的基础上，保证第一直冷板和第二直冷板、冷却干路的出口的理想过热度，以解决第一直冷板和第二直冷板不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

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是根据本实用新型一个实施例的车辆热管理系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的车辆热管理系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型又一个实施例的车辆热管理系统的结构示意图。

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3描述根据本实用新型实施例的车辆热管理系统。

如图1-图3所示，一种车辆热管理系统，包括：室外换热器1、压缩机2、控制器(图中未示出)、第一直冷板6、第二直冷板8、第一膨胀阀5、冷却干路11、冷却支路、第一调压阀9和第二调压阀10。其中，冷却干路11、室外换热器1和压缩机2串联连接，冷却支路串联在冷却干路11中；第一直冷板6和第二直冷板8并联在不同的冷却支路上，用于对电池包进行冷却；压缩机2的出口连接室外换热器1的入口，室外换热器1的出口连接第一膨胀阀5的入口，室外换热器1用于接收压缩机2输出的制冷剂；第一调压阀9位于第一直冷板6的下游；第二调压阀10的入口连接第二直冷板8的出口，第二调压阀10的出口连接压缩机2的入口；控制器用于通过调节第二调压阀10的开度，调节第二直冷板8的出口位置的第二温度，以及，通过调节第一调压阀9的开度，调节第一直冷板6的出口位置的第一温度或冷却干路11的出口位置的第三温度。

具体而言，与第一直冷板6和第二直冷板8串联连接相比，第一直冷板6和第二直冷板8并联连接在不同的冷却支路上，可以避免因直冷板内部的制冷剂流阻过大而导致直冷板进出端口的温差过大，从而避免电池包温度分布不均匀，影响电池包的充放电性能及寿命。特别的，该系统适用于异形电池包，即第一直冷板6和第二直冷板8分别冷却的电池模块的结构和/或电池容量不同。

在具体实施例中，压缩机2输出较高温度的制冷剂至室外换热器1，制冷剂与外界环境进行换热冷却后，进入冷却支路的第一直冷板6和第二直冷板8，对异形电池包进行冷却，然后制冷剂回流至压缩机2入口再次循环。其中，第一调压阀9和第二调压阀10用于调节制冷剂的流量，从而对应调节第一直冷板6的出口位置的第一温度或冷却干路11的出口位置的第三温度、第二直冷板8的出口位置的第二温度。

在本实用新型的一个实施例中，如图2和图3所示，第一膨胀阀5的出口分别连接第一直冷板6和第二直冷板8的入口，控制器用于通过调节第一膨胀阀5的开度，调节冷却干路11的出口位置的第一过热度。

具体而言，如图2和图3所示，控制器用于通过调节第一膨胀阀5的开度，调节冷却干路11的出口位置的第一过热度，以使冷却干路11的出口位置的第一过热度达到目标过热度。在具体实施例中，目标过热度例如为3～5度，则在目标过热度为3～5度的情况下，冷却干路11的出口处于过热临界或较小过热度的状态，以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，第一膨胀阀5的出口连接第一直冷板6的入口，控制器用于通过调节第一膨胀阀5的开度，调节第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度。

具体而言，如图1所示，控制器用于通过调节第一膨胀阀5的开度，调节第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度，以使第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度达到目标过热度。在具体实施例中，目标过热度例如为3～5度，则在目标过热度为3～5度的情况下，第一直冷板6所在冷却支路的出口处于过热临界或较小过热度的状态，以解决第一直冷板6不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，该车辆热管理系统，还包括：第二膨胀阀7。第二膨胀阀7位于第二直冷板8所在冷却支路的上游，具体的，第二膨胀阀7的入口连接于室外换热器1的出口与第一膨胀阀5的入口之间，第二膨胀阀7的出口连接第二直冷板8的入口，控制器还用于通过调节第二膨胀阀7的开度，调节第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度。

具体而言，如图1所示，控制器用于通过调节第二膨胀阀7的开度，调节第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度，以使第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度达到目标过热度。在具体实施例中，目标过热度例如为3～5度，则在目标过热度为3～5度的情况下，第二直冷板8所在冷却支路的出口处于过热临界或较小过热度的状态，以解决第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在具体实施例中，如图1所示，控制器通过调节第一膨胀阀5和第二膨胀阀7的开度，对应调节第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度和第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度。其中，第二过热度和第三过热度例如均为3～5度，则在目标过热度为3～5度的情况下，冷却干路11的出口处于过热临界或较小过热度的状态，也可以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，第一调压阀9的入口连接第一直冷板6的出口，第一调压阀9的出口连接压缩机2的入口，控制器还用于通过调节第一调压阀9的开度，调节第一直冷板6的出口位置的第一温度。

具体而言，如图3所示，控制器通过调节第一调压阀9的开度，调节第一直冷板6的出口位置的第一温度，并通过调节第二调压阀10的开度，调节第二直冷板8的出口位置的第二温度，可以在避免第一直冷板6和第二直冷板8出口温度过高的基础上，保证第一直冷板6和第二直冷板8出口的理想过热度，以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在具体实施例中，如图3所示，第一调压阀9例如以T1＝t1作为开度调节目标，则第二调压阀10以|T1-T2|＝0为目标进行开度调节，即保证第一直冷板6的出口位置的第一温度和第二直冷板8的出口位置的第二温度基本相同，从而在避免第一直冷板6和第二直冷板8出口温度过高的基础上，保证第一直冷板6和第二直冷板8出口的理想过热度，以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第一调压阀9位于第二调压阀10下游的冷却干路11，具体的，第一调压阀9的入口连接于第一直冷板6的出口和第二调压阀10的出口之间，第一调压阀9的出口连接压缩机2的入口，控制器还用于通过调节第一调压阀9的开度，调节冷却干路11的出口位置的第三温度。

具体而言，如图2所示，控制器通过调节第一调压阀9的开度，调节冷却干路11的出口位置的第三温度，可以在避免冷却干路11的出口温度过高的基础上，保证冷却干路11出口的理想过热度，以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在具体实施例中，如图2所示，第一调压阀9例如以min(T1,T2)＝t1作为开度调节目标，则第二调压阀10以|T1-T2|＝0为目标进行开度调节，即保证第一直冷板6的出口位置的第一温度和第二直冷板8的出口位置的第二温度基本相同，从而在避免冷却干路11的出口温度过高的基础上，保证第一直冷板6和第二直冷板8出口的理想过热度，也可以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

在本实用新型的一个实施例中，该车辆热管理系统，还包括：第一传感器组件12。第一传感器组件12设置在冷却干路11的出口位置,用于采集冷却干路11的出口位置的第四温度和第一压力。

具体而言，如图2和图3所示，控制器可以通过第一传感器组件12获取冷却干路11的出口位置的第四温度和第一压力，并根据第四温度、第一压力和制冷剂的特性参数，计算得到冷却干路11的出口位置的第一过热度，并通过调节第一膨胀阀5的开度，将冷却干路11的出口位置的第一过热度调节到目标过热度。

在本实用新型的一个实施例中，该车辆热管理系统，还包括：第二传感器组件13和第三传感器组件14。其中，第二传感器组件13设置在第一直冷板6所在冷却支路的下游，用于采集第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第五温度和第二压力；第三传感器组件14设置在第二直冷板8所在冷却支路的下游，用于采集第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第六温度和第三压力。

具体而言，如图1所示，控制器可以通过第二传感器组件13获取第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第五温度和第二压力，并根据第五温度、第二压力和制冷剂的特性参数，计算得到第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度，并通过调节第一膨胀阀5的开度，将第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度调节到目标过热度。控制器可以通过第三传感器组件14获取第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第六温度和第三压力，并根据第六温度、第三压力和制冷剂的特性参数，计算得到第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度，并通过调节第二膨胀阀7的开度，将第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度调节到目标过热度。

在本实用新型的一个实施例中，该车辆热管理系统，还包括：第四传感器组件T1和第五传感器组件T2。其中，第四传感器组件T1设置在第一直冷板6的出口处，用于采集第一直冷板6的出口位置的第一温度，第五传感器组件T2设置在第二直冷板8的出口处，用于采集第二直冷板8的出口位置的第二温度。

具体而言，在一些实施例中，如图1和图3所示，控制器可以通过第四传感器组件T1获取第一直冷板6的出口位置的第一温度，并通过调节第一调压阀9的开度，调节第一直冷板6的出口位置的第一温度，并根据第一调压阀9的开度，调节第二调压阀10的开度，保证第一直冷板6的出口位置的第一温度和第二直冷板8的出口位置的第二温度基本相同，从而在避免第一直冷板6和第二直冷板8出口温度过高的基础上，保证第一直冷板6和第二直冷板8出口的理想过热度。

在另一些实施例中，如图2所示，控制器可以通过第五传感器组件T2获取第二直冷板8的出口位置的第二温度，并通过调节第二调压阀10的开度，调节第二直冷板8的出口位置的第二温度，并根据第二调压阀10的开度，调节第一调压阀9的开度，从而在避免冷却干路11的出口温度过高的基础上，保证冷却干路11出口的理想过热度。

在本实用新型的一个实施例中，该车辆热管理系统，还包括：室内蒸发器4和第三膨胀阀3。室内蒸发器4的入口连接压缩机2的入口，室内蒸发器4的出口连接第三膨胀阀3的入口，第三膨胀阀3的出口连接室外换热器1的出口。

具体而言，压缩机2输出较高温度的制冷剂至室外换热器1，制冷剂与外界环境进行换热冷却后，一部分进入冷却支路的第一直冷板6和第二直冷板8，对异形电池包进行冷却，另一部分进入室内蒸发器4，对车辆中的乘员舱进行冷却，即低温制冷剂可以同时对异形电池包和乘员舱进行冷却，然后回流至压缩机2入口再次循环。其中，第三膨胀阀3用于调节流经室内蒸发器4的制冷剂的流量，从而调节乘员舱的温度。

在具体实施例中，当异形电池包和乘员舱同时有制冷需求，但不能同时满足乘员舱、第一直冷板6和第二直冷板8的冷却需求时，允许第一直冷板6和第二直冷板8之间有一个温度波动范围，即第一直冷板6和第二直冷板8的出口温度以|T1-T2|小于t0为目标，例如可以以一定频次交替接通第一直冷板6和第二直冷板8，从而在解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大问题的同时，满足乘员舱的冷却需求。

根据本实用新型实施例的车辆热管理系统，通过将第一直冷板6和第二直冷板8并联连接，并通过调节第一膨胀阀5的开度，调节冷却干路11的出口位置的第一过热度，或者，通过调节第一膨胀阀5和第二膨胀阀7的开度，对应调节第一直冷板6所在冷却支路的出口位置的第二过热度和第二直冷板8所在冷却支路的出口位置的第三过热度，使得冷却干路11的出口处于过热临界或较小过热度的状态；同时通过调节第二调压阀10的开度，调节第二直冷板8的出口位置的第二温度，以及，通过调节第一调压阀9的开度，调节第一直冷板6的出口位置的第一温度或冷却干路11的出口位置的第三温度，可以在避免第一直冷板6和第二直冷板8、冷却干路11的出口温度过高的基础上，保证第一直冷板6和第二直冷板8、冷却干路11的出口的理想过热度，以解决第一直冷板6和第二直冷板8不同位置的制冷剂之间的温差较大的问题。

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 (10)

1.一种车辆热管理系统，其特征在于，包括：室外换热器、压缩机、控制器、第一直冷板、第二直冷板、第一膨胀阀、冷却干路、冷却支路、第一调压阀和第二调压阀；其中，

所述冷却干路、所述室外换热器和所述压缩机串联连接，所述冷却支路串联在所述冷却干路中；

所述第一直冷板和所述第二直冷板并联在不同的所述冷却支路上，用于对电池包进行冷却；

所述压缩机的出口连接所述室外换热器的入口，所述室外换热器的出口连接所述第一膨胀阀的入口，所述室外换热器用于接收所述压缩机输出的制冷剂；

所述第一调压阀位于所述第一直冷板的下游；

所述第二调压阀的入口连接所述第二直冷板的出口，所述第二调压阀的出口连接所述压缩机的入口；

所述控制器用于通过调节所述第二调压阀的开度，调节所述第二直冷板的出口位置的第二温度，以及，通过调节所述第一调压阀的开度，调节所述第一直冷板的出口位置的第一温度或冷却干路的出口位置的第三温度。

2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一膨胀阀的出口分别连接所述第一直冷板和所述第二直冷板的入口，所述控制器用于通过调节所述第一膨胀阀的开度，调节冷却干路的出口位置的第一过热度。

3.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一膨胀阀的出口连接所述第一直冷板的入口，所述控制器用于通过调节所述第一膨胀阀的开度，调节所述第一直冷板所在冷却支路的出口位置的第二过热度。

4.根据权利要求2所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一调压阀的入口连接所述第一直冷板的出口，所述第一调压阀的出口连接所述压缩机的入口，所述控制器还用于通过调节所述第一调压阀的开度，调节所述第一直冷板的出口位置的所述第一温度。

5.根据权利要求2所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述第一调压阀位于所述第二调压阀下游的所述冷却干路，所述控制器还用于通过调节所述第一调压阀的开度，调节所述冷却干路的出口位置的所述第三温度。

6.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于，还包括：

第二膨胀阀，所述第二膨胀阀位于所述第二直冷板所在冷却支路的上游，所述控制器还用于通过调节所述第二膨胀阀的开度，调节所述第二直冷板所在冷却支路的出口位置的第三过热度。

7.根据权利要求4所述的车辆热管理系统，其特征在于，还包括：

第一传感器组件，所述第一传感器组件设置在冷却干路的出口位置,用于采集所述冷却干路的出口位置的第四温度和第一压力。

8.根据权利要求6所述的车辆热管理系统，其特征在于，还包括：第二传感器组件和第三传感器组件；其中，

所述第二传感器组件设置在所述第一直冷板所在冷却支路的下游，用于采集所述第一直冷板所在冷却支路的出口位置的第五温度和第二压力；

所述第三传感器组件设置在所述第二直冷板所在冷却支路的下游，用于采集所述第二直冷板所在冷却支路的出口位置的第六温度和第三压力。

9.根据权利要求1-8任一项所述的车辆热管理系统，其特征在于，还包括：第四传感器组件和第五传感器组件；其中，

所述第四传感器组件设置在所述第一直冷板的出口处，用于采集所述第一直冷板的出口位置的所述第一温度；

所述第五传感器组件设置在所述第二直冷板的出口处，用于采集所述第二直冷板的出口位置的所述第二温度。

10.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于，还包括：室内蒸发器和第三膨胀阀；其中，

所述室内蒸发器的入口连接所述压缩机的入口，所述室内蒸发器的出口连接所述第三膨胀阀的入口，所述第三膨胀阀的出口连接所述室外换热器的出口。

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