CN219382150U - 热管理模块及热管理系统 - Google Patents

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CN219382150U CN202320850546.0U CN202320850546U CN219382150U CN 219382150 U CN219382150 U CN 219382150U CN 202320850546 U CN202320850546 U CN 202320850546U CN 219382150 U CN219382150 U CN 219382150U
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徐晓华
赵宇琪
河本阳一郎
川口雄史
贾志
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Abstract

提供一种小型化、能够提高空间利用率及提高热管理效率的热管理模块(1)和热管理系统(100)。热管理模块具有冷却液流道板(30)、制冷剂流道板(50)以及多个热交换器(42、44),冷却液流道板和制冷剂流道板呈在沿第一方向(X)和与第一方向正交的第二方向(Y)形成的平面上延伸的板状,多个热交换器沿第一方向排列,冷却液流道板设置于多个热交换器的在与第一方向和第二方向均正交的第三方向(Z)上的一侧,制冷剂流道板设置于多个热交换器的在第三方向上的另一侧。

Description

热管理模块及热管理系统
技术领域
本实用新型涉及热管理系统技术领域,尤其涉及一种热管理模块。
背景技术
近年来,在汽车尤其是混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车的热管理系统中,通常采用集成式的热管理模块,以方便统筹管理车辆的设备冷却及空调等。作为这样的热管理模块,例如有以下的专利文献1、2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:中国发明专利CN110073164B号
专利文献2:中国发明专利CN107339146B号
实用新型要解决的技术问题
然而,在上述专利文献1、2那样的热管理模块中,存在以下问题:热管理模块中的各组件排列布局不合理,各组件彼此之间有时存在无法利用的无效空间,导致热管理模块整体的尺寸较大,影响舱室内其他部件的布置;冷却液和制冷剂的流路较长,流路热损失较多;并且,由于整个热管理模块的排布不合理,热管理模块的尺寸较大,内部流动的制冷剂和冷却液较多,所以热管理模块的热容较大;热损失多和热容大会导致对于同样的温度变化,热管理模块的热管理效率低(升高或降低温度的速度较慢),并且耗电量较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种热管理模块,能够优化模块中各组件的布置,提高舱室内的空间利用率以及热管理系统的热管理效率。
用于解决技术问题的技术手段
本实用新型的热管理模块,具备:冷却液流道板,所述冷却液流道板呈在沿第一方向和第二方向形成的平面上延伸的板状,所述第一方向与所述第二方向正交,在所述冷却液流道板的内部具有供冷却液流动的流道;制冷剂流道板,所述制冷剂流道板呈在沿所述第一方向和所述第二方向形成的平面上延伸的板状,在所述制冷剂流道板的内部具有供制冷剂流动的流道;以及多个热交换器,每个所述热交换器的内部具有供冷却液流动的冷却液侧流道和供制冷剂流动的制冷剂侧流道,所述冷却液侧流道通过第一冷却液流道板用管口与所述冷却液流道板中的流道连通,所述制冷剂侧流道通过制冷剂流道板用管口与所述制冷剂流道板中的流道连通,所述多个热交换器沿所述第一方向排列,所述冷却液流道板设置于所述多个热交换器的在第三方向上的一侧,所述制冷剂流道板设置于所述多个热交换器的在所述第三方向上的另一侧,所述第三方向是与所述第一方向和所述第二方向均正交的方向。
根据这样的结构,两个流道板将多个热交换器夹在中间,多个热交换器沿着第一方向排列,并且各流道板直接与各热交换器连接。因此,能够使热管理模块的排布合理,结构紧凑,提高空间利用率。进一步地,由于热管理模块中的各组件排布更加合理,因此减小了整个热管理模块的尺寸,使内部流动的冷却液或制冷剂的质量减小,热容降低。上述设计还能够缩减热管理模块内部的管路,减少冷却液或制冷剂与外部的接触面积,降低热损失;由于内部管路缩减,制冷剂和冷却液的质量也会减小,热容降低。由于热管理模块的热损失和热容降低,因此可以提高车辆热管理系统的热管理效率,减少达到目标温度所需的电力和时间。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,还具有膨胀水壶,所述膨胀水壶设置于所述冷却液流道板的在所述第二方向上的一侧,所述膨胀水壶通过水壶用管口与所述冷却液流道板连通。
如此,膨胀水壶通过水壶用管口和冷却液流道板直接相连,使冷却液流道板中的冷却液可以不经多余的管路直接进入膨胀水壶,从而可以使热管理模块的整体结构更加紧凑,提高空间利用率。进一步地,由于各组件排布更加合理,因此减小了整个热管理模块的尺寸,使内部流动的冷却液或制冷剂的质量减小,热容降低。并且缩减热管理模块内部的管路,可以减少冷却液或制冷剂与外部的接触面积,降低热损失;由于内部管路缩减,制冷剂和冷却液的质量也会减小,热容降低。由于热管理模块的热损失和热容降低,因此可以提高车辆热管理系统的热管理效率,减少达到目标温度所需的电力和时间。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,还具有:水泵,所述水泵设置于所述膨胀水壶的在所述第三方向上靠近所述制冷剂流道板的一侧。
如此,膨胀水壶和水泵直接相连,使膨胀水壶中的冷却液可以不经多余的管路直接进入水泵;并且充分利用膨胀水壶的在第三方向上靠近制冷剂流道板的一侧的空间,从而可以使热管理模块的整体结构更加紧凑,提高空间利用率。进一步地,由于各组件排布更加合理,因此减小了整个热管理模块的尺寸,使内部流动的冷却液或制冷剂的质量减小,热容降低。并且缩减模块内部的管路,可以减少冷却液或制冷剂与外部的接触面积,降低热损失;由于内部管路缩减,制冷剂和冷却液的质量也会减小,热容降低。由于热管理模块的热损失和热容降低,因此可以提高车辆热管理系统的热管理效率,减少达到目标温度所需的电力和时间。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,还具有:流道切换装置,用于对所述冷却液流道板中的流道进行切换,所述流道切换装置设置于所述冷却液流道板的在所述第三方向上与所述热交换器相反的一侧。
如此,可以使热管理模块的整体结构更加紧凑,提高空间利用率。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,所述流道切换装置具有连杆盘和至少一个连杆,在所述冷却液流道板中设置有至少一个第一阀件,所述连杆盘与驱动装置的驱动轴连接,所述连杆的一端与所述连杆盘连接,所述连杆的另一端与对应的所述第一阀件连接,所述连杆盘和所述连杆将来自所述驱动装置的驱动力传递至所述第一阀件,从而对所述冷却液流道板中的流道进行切换。
不同于以往采用单个大型的切换阀来控制冷却液的流向,上述技术方案中,在冷却液流道板中设置至少一个第一阀件,第一阀件通过流道切换装置中的连杆盘和连杆进行统一控制,由此,能够实现利用单个控制器统一控制多个第一阀件的结构,从而能够针对不同的冷却液流路适当地布置第一阀件,提高热管理模块中回路布置的灵活性。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,所述多个热交换器被配置为,从所述第三方向观察时,均不从所述冷却液流道板和所述制冷剂流道板的外围轮廓向外伸出。
采用这样的结构,能够使热管理模块的排布合理,模块整体无较明显的凸出部位,尽可能地减少无法利用的无效空间。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,还具有:扩展冷却液流道板和扩展热交换器,所述扩展冷却液流道板设置于所述冷却液流道板的在所述第一方向上的一侧,通过可插拔结构与所述冷却液流道板连结,所述扩展冷却液流道板中的流道通过第二冷却液流道板用管口与所述冷却液流道板中的流道连通,所述扩展热交换器设置于所述多个热交换器的在所述第一方向上靠近所述扩展冷却液流道板的一侧,并且所述扩展热交换器的内部具有供冷却液流动的扩展冷却液侧流道,所述扩展冷却液侧流道通过扩展冷却液流道板用管口与所述扩展冷却液流道板中的流道连通。
采用上述结构,当有需要时,扩展冷却液流道板能够通过可插拔结构与冷却液流道板连结;当不需要扩展冷却液流道板时,可以将扩展冷却液流道板与冷却液流道板分离。从而能够增加模块的拓展性,使得热管理模块在不改变基础设计和布置的前提下,适用于不同的车辆。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,还具有:扩展制冷剂流道板,所述扩展制冷剂流道板设置于所述制冷剂流道板的在所述第一方向上靠近所述扩展热交换器的一侧,通过可插拔结构与所述制冷剂流道板连结,所述扩展制冷剂流道板中的流道通过制冷剂流道板用管口与所述制冷剂流道板中的流道连通,所述扩展热交换器的内部还具有供制冷剂流动的扩展制冷剂侧流道,所述扩展制冷剂侧流道通过扩展制冷剂流道板用管口与所述扩展制冷剂流道板中的流道连通。
采用上述结构,当有需要时,扩展制冷剂流道板能够通过可插拔结构与制冷剂流道板连结;当不需要扩展制冷剂流道板时,可以将扩展制冷剂流道板与制冷剂流道板分离。从而能够增加模块的拓展性,使得模块在不改变基础设计和布置的前提下,适用于不同的车辆。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,在所述水泵的在所述第二方向上与所述制冷剂流道板相反的一侧设置有多个冷却液流出口,在所述冷却液流道板的在所述第二方向上与所述膨胀水壶相反的一侧设置有多个冷却液流入口,所述冷却液流出口与所述冷却液流入口之间通过所述冷却液流道板中的流道和所述热交换器中的冷却液侧流道连通。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,在所述制冷剂流道板的在所述第三方向上与所述热交换器相反的一侧,设置有多个制冷剂流入口和多个制冷剂流出口,所述制冷剂流入口与所述制冷剂流出口之间通过所述制冷剂流道板中的流道和所述热交换器中的制冷剂侧流道连通。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,还具有:多个第二阀件,所述多个第二阀件设置于所述制冷剂流道板上,且在所述制冷剂流道板上的安装位置不与所述多个热交换器在所述制冷剂流道板上的安装位置重合。
采用上述结构,能够使热管理模块的排布合理,使热管理模块进一步紧凑化。
另外,在上述热管理模块中,可选的是,所述多个热交换器中的任意两个热交换器之间设置有间隙,所述扩展热交换器与相邻的热交换器之间设置有间隙。
采用上述结构,能够使热管理模块的排布更加合理,尽量避免碰撞损伤;同时若不同的热交换器内部的液体温度不同,还可避免不同温度的互相影响。
本实用新型的热管理系统,具有上述的热管理模块,所述热管理模块中的供冷却液流动的流道构成所述热管理系统的冷却液回路的一部分,所述热管理模块中的供制冷剂流动的流道构成所述热管理系统的制冷剂回路的一部分。
采用上述系统,能够使热管理系统的管路连接简单化。
实用新型的效果
根据本实用新型的上述技术方案,能够使热管理模块小型化,由此提高舱室内的空间利用率以及热管理系统的热管理效率,并且能够增加热管理模块的扩展性,使其灵活地应用于不同车型。
附图说明
图1是第一实施方式的热管理模块的立体图。
图2是第一实施方式的热管理模块的另一立体图。
图3是第一实施方式的热管理模块的分解立体图。
图4是第二实施方式的热管理模块的立体图。
图5是第二实施方式的热管理模块的分解立体图。
图6是第二实施方式的热管理模块的俯视图。
图7是第三实施方式的热管理模块的立体图。
图8是第三实施方式的热管理模块的分解立体图。
图9是表示第一采暖模式下的热管理系统的整体结构的示意图。
图10是表示第二采暖模式下的热管理系统的整体结构的示意图。
图11是表示第三采暖模式下的热管理系统的整体结构的示意图。
图12是表示第一制冷冷却模式下的热管理系统的整体结构的示意图。
图13是表示第二制冷冷却模式下的热管理系统的整体结构的示意图。
符号说明
1、1A、1B…热管理模块10…膨胀水壶12…电阻加热器13…暖风芯体14…压缩机16…储液罐17…蒸发器18…散热器19…电池20…水泵22、24、26…冷却液流出口30…冷却液流道板32、34、36…冷却液流入口39…扩展冷却液流道板391…第二冷却液流道板用管口42…第一热交换器421…第一冷却液流道板用管口44…第二热交换器49A、49B…扩展热交换器491…扩展冷却液流道板用管口50…制冷剂流道板51、53…制冷剂流入口52、54…制冷剂流出口59…扩展制冷剂流道板591…制冷剂流道板用管口501…第一膨胀阀502…第二膨胀阀503…扩展膨胀阀60…流道切换装置61…连杆盘62…连杆69…扩展连杆100、200、300、400…热管理系统。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。在以下的实施方式中,对与在先前的实施方式中说明的事项相同或等同的部分尽可能地标注相同的参照符号,并省略重复说明。并且,在实施方式中,在仅说明构成要素的一部分的情况下,关于构成要素的其他部分,可以应用在先前的实施方式中说明的构成要素。对于以下的实施方式,只要是在不特别对组合产生障碍的范围内,即使在没有特别明示的情况下,也能够将各实施方式彼此部分组合。
(热管理模块)
<第一实施方式>
首先,参照图1~3,对第一实施方式的热管理模块1的结构进行说明。
热管理模块1具备:膨胀水壶10、水泵20、冷却液流道板30、第一热交换器42、第二热交换器44以及制冷剂流道板50。膨胀水壶10用于存储冷却液,水泵20与膨胀水壶10连接,用于从膨胀水壶10抽出冷却液。
第一热交换器42和第二热交换器44例如是层叠型热交换器,这两个热交换器可以具有相同的尺寸和规格,也可以具有不同的尺寸和规格。在第一热交换器42中,形成有供冷却液流动的冷却液侧流道和供制冷剂流动的制冷剂侧流道。冷却液侧流道能够通过第一冷却液流道板用管口421与冷却液流道板30中的流道连通,制冷剂侧流道能够通过制冷剂流道板用管口(未图示)与制冷剂流道板50中的流道连通。冷却液侧流道与制冷剂侧流道彼此不连通,冷却液与制冷剂仅在第一热交换器42的内部利用冷却液侧流道与制冷剂侧流道之间的壁面进行热交换。第二热交换器44的结构与第一热交换器42类似,在此省略说明。
如图1、3所示,冷却液流道板30呈在沿第一方向X和第二方向Y形成的平面上延伸的板状,第一方向X和第二方向Y正交。本实用新型的实施方式对冷却液流道板30的形状不做限制,例如可以为矩形、圆形等规则形状,也可以为一些不规则形状。在该冷却液流道板30中设置有供冷却液流动的流道。
同样地,制冷剂流道板50也呈在沿第一方向X和第二方向Y形成的平面上延伸的板状,在该制冷剂流道板50中设置有供制冷剂流动的流道。本实用新型的实施方式对制冷剂流道板50的形状不做限制,例如可以为矩形、圆形等规则形状,也可以为一些不规则形状。
如图1所示,第一热交换器42和第二热交换器44沿第一方向X排列。另外,第一热交换器42、第二热交换器44在与第一方向X、第二方向Y均正交的第三方向Z上被夹在冷却液流道板30与制冷剂流道板50之间。换言之,冷却液流道板30设置于第一热交换器42、第二热交换器44的第三方向Z上的一侧,制冷剂流道板50设置于第一热交换器42、第二热交换器44的第三方向Z上的另一侧,即在第三方向Z上与上述冷却液流道板30相反的一侧。可选的,从第三方向Z观察时,第一热交换器42、第二热交换器44均不从冷却液流道板30和制冷剂流道板50的外围轮廓向外伸出。例如,在本实施方式中,第一热交换器42和第二热交换器44在第一方向X上的总长度比冷却液流道板30、制冷剂流道板50在第一方向X上的各自的长度稍小,第一热交换器42和第二热交换器44在第二方向Y上的各自的宽度比冷却液流道板30、制冷剂流道板50在第二方向Y上的各自的宽度稍小。可选的,第一热交换器42和第二热交换器44的整体尺寸、冷却液流道板30的尺寸和制冷剂流道板50的尺寸相同,即,第一热交换器42和第二热交换器44的整体、冷却液流道板30、制冷剂流道板50三者之间相对彼此均无明显凸出。由此,能够使热管理模块1的排布合理,能够尽可能地减少无法利用的无效空间。
可选的,第一热交换器42和第二热交换器44两者之间设置有用于防止碰撞损伤的间隙,另外,当第一热交换器42和第二热交换器44内部的液体温度不同时,该间隙可避免不同温度的互相影响。
值得注意的是,本实用新型的实施方式中,膨胀水壶10和水泵20的设置位置并不局限于图1~3所示。例如,膨胀水壶10和水泵20设置在相距冷却液流道板30、第一热交换器42、第二热交换器44以及制冷剂流道板50较远的位置,膨胀水壶10通过水壶用管口101连接较长的管路后,与冷却液流道板30连接;例如,水泵20设置在相距膨胀水壶10较远的位置,水泵20连接较长的管路后,与膨胀水壶10连接。本实用新型的实施方式对膨胀水壶10和水泵20的具体的设置位置不做限制。当冷却液流道板30、第一热交换器42、第二热交换器44以及制冷剂流道板50按照图1~3所示的方式进行设置时,可以实现热管理模块结构紧凑,提高空间利用率的效果。
根据这样的结构,冷却液流道板30和制冷剂流道板50这两个流道板将第一热交换器42和第二热交换器44夹在中间,第一热交换器42和第二热交换器44沿着第一方向排列,并且冷却液流道板30和制冷剂流道板50直接与第一热交换器42和第二热交换器44连接。因此,能够使热管理模块1的排布合理,结构紧凑,提高空间利用率。进一步地,由于热管理模块1中的各组件排布更加合理,因此减小了整个热管理模块1的尺寸,使内部流动的冷却液或制冷剂的质量减小,热容降低。上述设计还能够缩减热管理模块1内部的管路,减少冷却液或制冷剂与外部的接触面积,降低热损失;并且,由于内部管路缩减,制冷剂和冷却液的质量也会减小,热容降低。由于热管理模块的热损失和热容降低,因此可以提高车辆热管理系统的热管理效率,减少达到目标温度所需的电力和时间。
在本实施方式中,可选的是,如图1~3所示,膨胀水壶10设置于冷却液流道板30的第二方向Y上的一侧,通过水壶用管口101直接与冷却液流道板30连接,二者之间无多余管路。
如此,膨胀水壶10通过水壶用管口101和冷却液流道板30直接相连,使冷却液流道板30中的冷却液可以不经多余的管路直接进入膨胀水壶10,从而可以使热管理模块1的整体结构更加紧凑,提高空间利用率。进一步地,由于各组件排布更加合理,因此能够减小了整个热管理模块1的尺寸,使内部流动的冷却液或制冷剂的质量减小,热容降低。并且缩减热管理模块1内部的管路,可以减少冷却液或制冷剂与外部的接触面积,降低热损失;由于内部管路缩减,制冷剂和冷却液的质量也会减小,热容降低。由于热管理模块的热损失和热容降低,因此可以提高车辆热管理系统的热管理效率,减少达到目标温度所需的电力和时间。
在本实施方式中,可选的是,如图1~3所示,水泵20设置于膨胀水壶10的第三方向Z的靠近制冷剂流道板50的一侧,与膨胀水壶10紧邻且直接相连,二者之间无多余管路。
如此,膨胀水壶10和水泵20直接相连,使膨胀水壶10中的冷却液,可以不经多余的管路直接进入水泵20;并且充分利用膨胀水壶10的在第三方向上靠近制冷剂流道板50的一侧的空间,从而可以使热管理模块1的整体结构更加紧凑,提高空间利用率。进一步地,由于各组件排布更加合理,因此减小了整个热管理模块1的尺寸,使内部流动的冷却液或制冷剂的质量减小,热容降低。并且缩减热管理模块1内部的管路,可以减少冷却液或制冷剂与外部的接触面积,降低热损失;由于内部管路缩减,制冷剂和冷却液的质量也会减小,热容降低。由于热管理模块1的热损失和热容降低,因此可以提高车辆热管理系统的热管理效率,减少达到目标温度所需的电力和时间。
可选的,制冷剂流道板50上具有多个第二阀件,这些第二阀件的安装位置不与所述多个热交换器在所述制冷剂流道板上的安装位置重合。例如,第二阀件位于制冷剂流道板50的在第二方向上与水泵20相反的方向;例如,第二阀件位于制冷剂流道板50的在第三方向上靠近热交换器的方向。本实用新型实施方式对第二阀件的类型不做限制,可以是膨胀阀、流道切换阀或其他阀件。例如,如图1~3所示,多个第二阀件可以分别为第一膨胀阀501和第二膨胀阀502,该第一膨胀阀501和第二膨胀阀502设置于制冷剂流道板50上,且在所述制冷剂流道板50的第二方向Y上与水泵20相反的一侧。在本实施方式中,这两个膨胀阀例如是电子膨胀阀。如此,可以使整个热管理模块的结构更加紧凑,提高空间利用率。
可选的,第二阀件上设置有传感器,用于对流经第二阀件的液体的例如温度、压力等各项指标进行检测。传感器检测到的各项指标可以用于对第二阀件进行控制。
另外,如图2所示,在水泵20的在第二方向Y上与制冷剂流道板50相反的一侧设置有多个冷却液流出口22、24、26。冷却液流出口22、24、26用于使冷却液从热管理模块1流向外部装置。例如,冷却液流出口22与后文的电阻加热器12或散热器18连接;冷却液流出口24与后文的电池19等设备连接;冷却液流出口26与电驱系进口连接。另外,在冷却液流道板30的在第二方向Y上与膨胀水壶10相反的一侧设置有多个冷却液流入口32、34、36,这些冷却液流入口32、34、36用于供冷却液从外部装置流入热管理模块1。例如,冷却液流入口32与后文的暖风芯体13连接;冷却液流入口34与后文的电池19等设备连接;冷却液流入口36与电驱系出口连接。并且,这些冷却液流出口22、24、26与冷却液流入口32、34、36之间能够通过冷却液流道板30中的流道和第一热交换器42、第二热交换器44中的冷却液侧流道连通。以下,以冷却液流出口22为例介绍冷却液的流路,冷却液从冷却液流出口22流出,流经后文的电阻加热器12和暖风芯体13等外部装置,之后经过冷却液流入口32进入第一热交换器42的冷却液侧流道,之后进入膨胀水壶10,之后进入水泵20,最后从冷却液流出口22流出,至此实现一个循环。
如图2所示,在制冷剂流道板50的第三方向Z上与第一热交换器42、第二热交换器44相反的一侧(即图2中的底部侧)设置有多个制冷剂流入口51、53和制冷剂流出口52、54,这些制冷剂流入口、流出口能够与后述的压缩机14、储液罐16、蒸发器17等外部装置连接,并且这些制冷剂流入口、流出口之间能够通过制冷剂流道板50中的流道和第一热交换器42、第二热交换器44中的制冷剂侧流道连通。
本实用新型实施方式提供的热管理模块1还可以包括流道切换装置60,用于对冷却液流道板30中的流道进行切换。可选的,流道切换装置60可以设置在冷却液流道板30的在第三方向Z上与热交换器相反的一侧,与冷却液流道板30紧邻。例如,如图1~3所示,流道切换装置60可以设置于冷却液流道板30的上方,如此,可以使热管理模块1的整体结构更加紧凑,提高空间利用率。
可选的,流道切换装置60可以实现对设置在冷却液流道板30中的第一阀件(未示出)进行统一控制的功能。流道切换装置60可以为齿轮、凸轮、曲柄等装置。第一阀件可以为流道切换阀,用于对冷却液流道板30中的流道进行切换。图1中示例性示出了一种可能的流道切换装置。该流道切换装置60具有连杆盘61、至少一个连杆62以及至少一个第一阀件(未示出)。上述第一阀件为N通阀,其中,N<10。例如第一阀件可以是三通阀或四通阀等。连杆盘61与电机等驱动装置的驱动轴连结,随着电机的工作而旋转。每个连杆62的一端设置于连杆盘61,另一端与对应的阀件连接。随着连杆盘61的旋转,来自电机的驱动力被传递至至少一个连杆62,从而控制对应的第一阀件。由此,能够对冷却液流道板30内的流道进行切换。
在本实施方式中,在冷却液流道板中设置多个第一阀件,这些第一阀件通过流道切换装置中的连杆盘和连杆进行统一控制。通过采用这样的流道切换装置60,与以往采用单个大型的切换阀(例如10通阀)的结构相比,每个阀件的尺寸被降低至能够布置在流道板内部的程度。由此,能够实现利用单个控制器统一控制多个第一阀件的结构,从而能够针对不同的冷却液流路适当地布置第一阀件,提高热管理模块中回路布置的灵活性。
<第二实施方式>
以下,参照图4~6对本实施方式的热管理模块1A进行说明。在本实施方式中,与第一实施方式的热管理模块1不同的是,热管理模块1A还具有扩展热交换器49A和扩展冷却液流道板39,热管理模块1A的其余结构与第一方式的热管理模块1相同。以下主要对其不同点进行说明。
如图4、5所示,扩展冷却液流道板39设置于冷却液流道板30的在第一方向X上的一侧,并且设置于扩展热交换器49A的在第三方向Z上靠近冷却液流道板30的一侧。扩展冷却液流道板39中的流道通过第二冷却液流道板用管口391与冷却液流道板30中的流道连通。扩展热交换器49A设置于第一热交换器42和第二热交换器44的在第一方向上靠近扩展冷却液流道板39的一侧。由此,在安装完成后,第一热交换器42、第二热交换器44、扩展热交换器49A在第一方向X上依次排列,即,扩展热交换器49A设置于第二热交换器44的第一方向X上的一侧,第一热交换器42设置于第二热交换器44的第一方向X上的另一侧。扩展热交换器49A与第一热交换器42、第二热交换器44同样是层叠型热交换器,并且在内部具有供冷却液流动的扩展冷却液侧流道。扩展冷却液侧流道能够通过扩展冷却液流道板用管口491而与扩展冷却液流道板39中的流道连通。在本实施方式的扩展热交换器49A中,扩展冷却液侧流道包括供低温冷却液流动的低温冷却液侧流道和供高温冷却液流动的高温冷却液侧流道,低温冷却液侧流道和高温冷却液侧流道彼此独立互不连通。低温冷却液和高温冷却液仅在扩展热交换器49A的内部利用彼此相邻的流道间的壁面进行热量交换。
另外,扩展冷却液流道板39呈在沿第一方向X和第二方向Y形成的平面上延伸的板状。本实用新型实施方式对扩展冷却液流道板39的形状不做限制,例如可以为矩形、圆形等规则形状,也可以为一些不规则形状。热交换器和扩展热交换器的尺寸被配置为,从第三方向观察时,均不从冷却液流道板、扩展冷却液流道板和制冷剂流道板向外伸出。例如,如图6所示,扩展冷却液流道板39在第一方向X上和第二方向Y上具有比扩展热交换器49A稍大的长度和宽度。与冷却液流道板30同样地,扩展冷却液流道板39中也设置有扩展第一阀件,该扩展第一阀件与对应的扩展连杆69的一端连接,扩展连杆69的另一端与前文所述的流道切换装置60的连杆盘61连接,通过扩展连杆69,能够利用单个流道切换装置60控制扩展冷却液流道板39中的流道。
本实用新型的实施方式中,多个热交换器与扩展热交换器的尺寸和规格可以相同,也可以不同。例如,第一热交换器42、第二热交换器44和扩展热交换器49A的尺寸和规格均不同。本实用新型的实施方式对此不做限制。
可选的,第一热交换器42、第二热交换器44和扩展热交换器49A的整体尺寸、冷却液流道板30和扩展冷却液流道板39的整体尺寸相同,即,第一热交换器42、第二热交换器44和扩展热交换器49A的整体、冷却液流道板30两者之间均相对彼此无明显凸出。
采用本实施方式的结构,除了第一实施方式的效果外,还能够获得以下的效果:当需要扩展冷却液流道板39时,能够通过可插拔结构将扩展冷却液流道板39与冷却液流道板30连结;当不需要扩展冷却液流道板39时,可以将扩展冷却液流道板30与冷却液流道板30分离。由此,能够增加热管理模块1A的拓展性,使得热管理模块1A在不改变基础设计和布置的前提下,适用于不同的车辆。
<第三实施方式>
以下,参照图7、8对本实施方式的热管理模块1B进行说明。在本实施方式中,热管理模块1B代替扩展热交换器49A而具有扩展热交换器49B,并且还具有扩展制冷剂流道板59。在本实施方式中,热管理模块1B的其余结构与第二实施方式相同。以下主要对其不同点进行说明。
与扩展热交换器49A不同的是,扩展热交换器49B还具有供制冷剂流动的扩展制冷剂侧流道,该扩展制冷剂侧流道与扩展冷却液侧流道彼此独立互不连通,制冷剂和冷却液仅在扩展热交换器49A的内部利用彼此相邻的流道间的壁面进行热量交换。
如图7所示,扩展制冷剂流道板59与制冷剂流道板50同样呈在沿第一方向X和第二方向Y形成的平面上延伸的板状,设置于制冷剂流道板50的在第一方向X上靠近所述扩展热交换器49B的一侧。本实用新型实施方式对扩展制冷剂流道板59的形状不做限制,例如可以为矩形、圆形等规则形状,也可以为一些不规则形状。扩展制冷剂流道板59能够通过可插拔结构与制冷剂流道板50连结,并且能够通过制冷剂流道板用管口591而与制冷剂流道板50中的流道连通。扩展制冷剂流道板59中设置有供制冷剂流通的流道,该流道能够通过扩展制冷剂流道板用管口(未示出)与扩展热交换器49B中的扩展制冷剂侧流道连通。
可选的,在扩展制冷剂流道板59上也可以设置有第二阀件,该第二阀件的安装位置不与所述多个热交换器在所述制冷剂流道板上的安装位置重合,也不与扩展热交换器在所述扩展制冷剂流道板上的安装位置重合。例如,第二阀件位于扩展制冷剂流道板59的在第二方向Y上与水泵20相反的方向;例如,第二阀件位于扩展制冷剂流道板59的在第三方向Z上靠近扩展热交换器49B的方向。本实用新型实施方式对第二阀件的类型不做限制,可以是膨胀阀或其他阀件。例如,如图7所示,该第二阀件可以为扩展膨胀阀503,该扩展膨胀阀503设置于扩展制冷剂流道板59上,且在所述扩展制冷剂流道板59的在第二方向Y上与水泵20相反的一侧。在本实施方式中,扩展膨胀阀例如是电子膨胀阀。如此,可以使整个热管理模块的结构更加紧凑,提高空间利用率。
可选的,第一热交换器42、第二热交换器44以及扩展热交换器49B的尺寸被配置为,从第三方向Z观察时,均不从冷却液流道板30、扩展冷却液流道板39、制冷剂流道板50和扩展制冷剂流道板59向外伸出。
可选的,第一热交换器42、第二热交换器44和扩展热交换器49B的整体尺寸、冷却液流道板30和扩展冷却液流道板39的整体尺寸以及制冷剂流道板50和扩展制冷剂流道板59的整体尺寸相同,即,第一热交换器42、第二热交换器44和扩展热交换器49B的整体、冷却液流道板30和扩展冷却液流道板39的整体、制冷剂流道板50和扩展制冷剂流道板59的整体三者之间均相对彼此无明显凸出。由此,能够使热管理模块1B的排布合理,能够尽可能地减少无法利用的无效空间。
可选的,第一热交换器42、第二热交换器44以及扩展热交换器49B中任意两者的彼此之间设置有间隙。利用该间隙,可以避免碰撞损伤;同时,若第一热交换器42、第二热交换器44以及扩展热交换器49B内部的液体温度不同,还可避免不同温度的互相影响。第三实施方式除了能够获得与第一实施方式、第二实施方式相同的效果以外,还能够获得以下效果:当需要扩展制冷剂流道板59时,能够通过可插拔结构将扩展制冷剂流道板59与制冷剂流道板50连结;当不需要扩展制冷剂流道板59时,可以将扩展制冷剂流道板59与制冷剂流道板50分离。从而能够增加热管理模块1B的拓展性,使热管理模块1B在不改变基础设计和布置的前提下,适用于不同的车辆。
以上,对本实用新型的热管理模块的数个实施方式进行了说明。但本实用新型中,热交换器、扩展热交换器、水泵、各流道、制冷剂流入口、制冷剂流出口、膨胀阀及各管口的具体结构和数量都不做特别限定,可以采取本领域任何公知的现有结构,可以根据热管理系统的外部装置和回路控制的需要变更其数量。
(热管理系统)
上述各实施方式的热管理模块能够被应用于车辆的热管理系统。这里的车辆可以是电动车或新能源车辆等各种车辆。热管理系统可以用于控制车室内的温度调节以及对电池等设备的冷却。热管理模块1、1A、1B中的供冷却液流动的流道构成热管理系统的冷却液回路的一部分,热管理模块1、1A、1B中的供制冷剂流动的流道构成热管理系统的制冷剂回路的一部分。由此,通过使用集成了各种部件的热管理模块,能够使热管理系统的管路连接简单化。
以下,参照图9~图13,对具有本实用新型的热管理模块的热管理系统的各工作模式进行说明。
<第一采暖模式>
在极低温的工况下,如果热管理系统仅如传统热泵系统那样从室外空气吸热,则低压侧的压力较低,从而压缩机吸入的制冷剂的流量(质量流量)较低。因此,在此工况下如果使用压缩机的制热循环的话,则采暖效果较差。
对此,在第一采暖模式下,放弃使用压缩机的制热循环,换用电阻加热器的采暖手段,从而可以提高采暖效果。采用第一采暖模式的热管理系统100。在该热管理系统100中,设置有第一实施方式的热管理模块1、电阻加热器12、暖风芯体13、压缩机14、储液罐16以及蒸发器17。热管理系统100的主要结构如图9所示。需要注意的是,在图9中,为了表示回路中的液体流向,将第一热交换器42、第二热交换器44、膨胀水壶10、水泵20、第一膨胀阀501、第二膨胀阀502等彼此分开表示,但如第一实施方式所述,这些部件都集成在一个热管理模块1中。另外,图9中虚线围出的部分是设置于热管理模块1外部的外部装置,其余部分属于热管理模块1。并且,图9中仅示出了热管理模块1的主要部分,为了表示清楚而省去了其他部分的附图标记,在下面的描述中,也参考图1、2来进行说明。这对于图10~13也是同样的。
热管理模块1的冷却液流出口22与电阻加热器12的冷却液入口连通,电阻加热器12冷却液出口与暖风芯体13的冷却液入口连通,暖风芯体13的冷却液出口与热管理模块1的冷却液流入口32连通。
热管理模块1的流道切换装置60对冷却液流道板30中的流道进行切换,从而在热管理系统100中构成供冷却液循环的冷却液回路110。在冷却液回路110中,膨胀水壶10、水泵20、电阻加热器12、暖风芯体13以及第一热交换器42依次串联连通。如图9的箭头所示,冷却液能够以水泵20、电阻加热器12、暖风芯体13、第一热交换器42的冷却液侧入口、第一热交换器42的冷却液侧出口、膨胀水壶10、水泵20的顺序循环于回路。即,热管理模块1的第一热交换器42的冷却液侧流道构成该冷却液回路110的一部分。
虽然当前的第一采暖模式不使用压缩机的制热循环,即关闭压缩机,制冷剂回路中无制冷剂流通,但是可以对制冷剂的循环回路做如下说明。热管理模块1的制冷剂流道板50的制冷剂流入口51与压缩机14的制冷剂出口连通,制冷剂流出口52与储液罐16的制冷剂流入口连通,储液罐16的制冷剂流出口与压缩机14的制冷剂流入口连通。而且,制冷剂流入口53、制冷剂流出口54分别与蒸发器17的制冷剂流出口、流入口连通。如此,在图2中,若压缩机工作的话,则制冷剂的回路可以为:制冷剂可以从压缩机14流出,通过制冷剂流入口51进入制冷剂流道板50;通过制冷剂流道板50中的流道进入第一换热器42,在第一换热器42中进行热交换后流回制冷剂流道板50;在第一膨胀阀501的控制下,通过制冷剂流出口54进入蒸发器17;从蒸发器17流出后,通过制冷剂流入口53进入制冷剂流道板50;通过制冷剂流道板50中的流道进入储液罐16;再从储液罐16流入压缩机14。
由此,如图9所示,在热管理系统100中构成供制冷剂循环的制冷剂回路150。具体而言,在制冷剂回路150中,储液罐16、压缩机14、第一热交换器42的制冷剂侧流道依次连通。制冷剂回路150在第一热交换器42的制冷剂侧出口分支为制冷剂流向蒸发器17的制冷剂支路150a以及制冷剂流向第二热交换器44的制冷剂支路150b,第一膨胀阀501和第二膨胀阀502分别设置于制冷剂支路150a、150b。制冷剂支路150a和制冷剂支路150b在储液罐16的制冷剂入口合流。即,第一热交换器42的制冷剂侧流道以及第二热交换器44的制冷剂侧流道构成制冷剂回路150的一部分。制冷剂的流量由设置于制冷剂支路150a的第一膨胀阀501、第二膨胀阀502的开闭状态控制。
以下,对热管理系统100的运转进行说明。
当热管理系统100运转时,在冷却液回路110中,热管理模块1的冷却液从冷却液流出口22流出,依次流过电阻加热器12和暖风芯体13后从冷却液流入口32流入热管理模块1。
在此过程中,水泵20从膨胀水壶10抽取冷却液,并驱动冷却液流入电阻加热器12,电阻加热器12加热流经的冷却液,然后,被加热的冷却液流入暖风芯体13,暖风芯体13使被加热的冷却液与从空调吹风机(未图示)吹出的空气进行热交换从而加热空气,被加热的空气被吹向车室内,而冷却液经冷却液流入口32重新流入冷却液流道板30,经过第一热交换器42、经由膨胀水壶10被重新吸入水泵20。
在第一采暖模式下,压缩机14不工作,因此第一热交换器42的制冷剂侧流道没有制冷剂通过,因此,冷却液流经第一热交换器42时,不会发生热交换。由于第一热交换器42中冷却液与制冷剂不进行热交换,因此使用电阻加热器12加热冷却液,再通过暖风芯体13将被加热的冷却液与从空调吹风机(未图示)吹出的空气进行热交换从而加热车室内的空气。
因此,在极低温的工况下,能够提高热管理系统的采暖效果。
另外,由于热交换器、膨胀水壶、水泵、制冷剂流道板、冷却液流道板以及流道控制装置等装置被集成于热管理模块1中,因此,能够使第一热管理系统100的管路连接简单化。
<第二采暖模式>
在极低温的工况下,也可以采用第二采暖模式的热管理系统200。
与热管理系统100相比,热管理系统200不设置电阻加热器12,并且使压缩机14工作。
具体而言,如图10所示,热管理模块1的冷却液流出口22直接与暖风芯体13的冷却液入口连通,暖风芯体13的冷却液出口与热管理模块1的冷却液流入口32连通。
热管理模块1的流道切换装置60对冷却液流道板30中的流道进行切换,从而在热管理系统200中构成供冷却液循环的冷却液回路210。冷却液回路210具有创热支路210a和采暖支路210b,创热支路210a中设置有第二热交换器44。对于采暖支路210b,除了不具备电阻加热器12以外,与第一采暖模式的热管理系统100的冷却液回路110中的对应部分相同,在此省略说明。
创热支路210a构成为,从第一热交换器42的冷却液侧出口分支,与第二热交换器44的冷却液侧入口连通,并且第二热交换器44的冷却液侧出口与第一热交换器42的冷却液侧入口连通。
制冷剂回路250的结构与第一采暖模式下的制冷剂回路150相同,以下省略说明。
接下来,对热管理系统200的运转进行说明。当热管理系统200运转时,在制冷剂回路250中,压缩机14工作,制冷剂被压缩而向第一热交换器42排出。第一膨胀阀501关闭,第二膨胀阀502节流,由此,制冷剂流过第一热交换器42的制冷剂侧流道,向第一热交换器42的冷却液侧流道中的冷却液散热,并且制冷剂不流向制冷剂支路250a而流过制冷剂支路250b中的第二热交换器44,从第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液吸热。
在冷却液回路210中,冷却液流入第一热交换器42的冷却液侧流道,从制冷剂侧流道中的制冷剂吸收热量而加热,加热后的冷却液分流,分别进入创热支路210a和采暖支路210b,这两条支路的制冷剂流量的比例可以通过流道切换装置60的切换来分配。
在创热支路210a中,冷却液流入第二热交换器44的冷却液侧流道,并将热量传到第二热交换器44的制冷剂侧流道,最终与采暖支路210b在第一热交换器42的冷却液侧入口合流。
由此,在第二采暖模式下,对于冷却液来说,热管理模块1中的第一热交换器42中的冷却液侧流道中的冷却液可以从第一热交换器42中的制冷剂侧流道中的制冷剂中吸收热量,之后通过暖风芯体13将热量释放至车室内的空气中,另外,冷却液可以通过第二热交换器44中的冷却液侧流道将热量释放至第二热交换器44中的制冷剂侧流道的制冷剂。对于制冷剂来说,第一热交换器42中的制冷剂侧流道中的制冷剂可以向第一热交换器42中的冷却液侧流道中的冷却液释放热量,释放出的热量的一部分又传递至第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液;那么当制冷剂流经第二热交换器44的制冷剂侧流道时,可以从第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液吸收这些热量。因此,相较于极低温时从车室外的空气中吸收的热量来说,制冷剂通过第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液吸收的热量更多。如此,可以提高压缩机14的吸入温度,进而提高压缩机14吸入的流量,相比较于不通过第二热交换器进行换热的结构来说,热管理系统200可以提高热管理系统的采暖效率,提高采暖效果。
<第三采暖模式>
在极低温的工况下,也可以采用第三采暖模式的热管理系统300。在该热管理系统300中,与第二采暖模式的热管理系统200相比,其区别在于,使用第二实施方式的热管理模块1A来代替第一实施方式的热管理模块1。换言之,在热管理系统300中,还具有扩展热交换器49A和扩展冷却液流道板39。热管理系统300的其余结构与第二采暖模式的热管理系统200相同,省略重复说明。热管理系统300的结构可以如图11所示。
热管理模块1A的流道切换装置60对冷却液侧流道进行切换,从而在热管理系统300中构成供冷却液循环的第一冷却液回路310和第二冷却液回路320,两条冷却液回路独立互不连通。第一冷却液回路310具有创热支路310a和采暖支路310b。创热支路310a与第二采暖模式下的创热支路310a的区别在于,从第一热交换器42的冷却液侧出口不与第二热交换器44的冷却液侧入口连通,而与扩展热交换器49A的高温侧冷却液侧入口连通。采暖支路310b与第二采暖模式下的采暖支路210b相同。如图11所示,热管理模块1A的第一热交换器42的冷却液侧流道构成第一冷却液回路310的一部分,第二热交换器44的冷却液侧流道构成第二冷却液回路320的一部分。另外,扩展热交换器49A的高温侧流道构成第一冷却液回路310的一部分,低温侧流道构成第二冷却液回路320的一部分。
第二冷却液回路320是将扩展热交换器49A的低温冷却液侧入口与第二热交换器44的冷却液侧流道的冷却液出口连通,将扩展热交换器49A的低温冷却液侧出口与第二热交换器44的冷却液侧流道的冷却液入口连通的回路。
热管理系统300的制冷剂回路350的结构与第一采暖模式、第二采暖模式的制冷剂回路150、250相同,在此省略说明。
以下,对热管理系统300的运转进行说明。当热管理系统300运转时,在制冷剂回路350中,压缩机14工作,第一膨胀阀501关闭,第二膨胀阀502节流。由此,制冷剂通过第一热交换器42的制冷剂侧流道,并向冷却液侧流道中的冷却液散热,并且,制冷剂不流向制冷剂支路350a而流过制冷剂支路350b中的第二热交换器44的制冷剂侧流道,从第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液吸热。
在第一冷却液回路310中,冷却液流入第一热交换器42的冷却液侧流道,从制冷剂侧流道中的制冷剂吸收热量而被加热,加热后的冷却液分流进入创热支路310a和采暖支路310b。在创热支路310a中,冷却液流入扩展热交换器49A的高温侧冷却液流道,并将热量传到扩展热交换器49A的低温侧冷却液流道中的冷却液,之后与采暖支路310b的冷却液在第一热交换器42的冷却液侧入口合流。采暖支路310b与第二采暖模式下的采暖支路210b情况相同,在此省略说明。
在第二冷却液回路320中,冷却液流入扩展热交换器49A的低温侧冷却液流道,从扩展热交换器49A的高温侧冷却液流道中的冷却液吸收热量而被加热,加热后的冷却液流入第二热交换器44的冷却液侧流道,将热量传递到第二热交换器44的制冷剂侧流道中的制冷剂而散热,散热后的冷却液重新流入扩展热交换器49A的低温侧冷却液流道。
由此,在第三采暖模式下,扩展热交换器49A作为在高温侧冷却液和低温侧冷却液之间进行热交换的水水热交换器发挥作用。由此,在极低温的工况下,制冷剂在第一热交换器42的制冷剂侧流道放热,放出的热量中的一部分通过扩展热交换器49A传递至第二热交换器44的冷却液侧流道,提高了第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液的温度;那么当制冷剂流经第二热交换器44的制冷剂侧流道时,可以从第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液吸收这些热量。相较于极低温时从车室外的空气中吸收的热量来说,制冷剂通过第二热交换器44的冷却液侧流道中的冷却液吸收的热量会更多。如此,可以提高压缩机14的吸入温度,进而提高压缩机14吸入的流量,相比较于不通过第二热交换器和扩展热交换器进行换热的结构来说,热管理系统300可以提高热管理系统的采暖效率,提高采暖效果。
<第一制冷冷却模式>
在夏季高温等工况下,热管理系统既需要对车室内的环境进行降温,又需要对电池等设备进行降温,因此提供如图12和图13的热管理系统400。
当电池等设备的热负荷过高时,需要热管理系统400中的第二热交换器具有较高的换热能力,此时热管理系统400中的冷却液回路和制冷剂回路可以参考图12,此时的制冷冷却模式为第一制冷冷却模式。
如图12所示,在该热管理系统400中,设置有压缩机14、储液罐16、蒸发器17、散热器18以及电池19和第三实施方式的热管理模块1B。
热管理模块1B的冷却液流出口22与散热器18的冷却液入口连通,散热器18的冷却液出口与热管理模块1B的冷却液流入口32连通。热管理模块1B的冷却液流出口24与电池19的冷却液入口连通,电池19的冷却液出口与热管理模块1B的冷却液流入口34连通。由此,在热管理系统400中构成供冷却液循环的第一冷却液回路410、第二冷却液回路420。
热管理模块1B的流道切换装置60对冷却液流道板30中的流道进行切换,从而构成上述第一冷却液回路410和第二冷却液回路420,第一冷却液回路410和第二冷却液回路420彼此独立而互不连通。在第一冷却液回路410中,第一热交换器42的冷却液侧流道与散热器18串联连通。如图12的箭头所示,冷却液能够以散热器18、第一热交换器42的冷却液侧流道、散热器18的顺序循环于第一冷却液回路410。在第二冷却液回路420中,电池19、辅助热交换器49B的冷却液侧流道以及第二热交换器44的冷却液侧流道依次串联连通。如图12中的箭头所示,冷却液能够以电池19、辅助热交换器49B的冷却液侧流道、第二热交换器44的冷却液侧流道、电池19的顺序循环于第二冷却液回路420。即,在热管理系统400中,热管理模块1B的第一热交换器42的冷却液侧流道构成第一冷却液回路410的一部分,第二热交换器44的冷却液侧流道构成第二冷却液回路420的一部分。另外,扩展热交换器49的冷却液侧流道也构成第二冷却液回路420的一部分。
另外,在第一制冷冷却模式的热管理系统中,热管理模块1B与压缩机14、储液罐16、蒸发器17的连通方式与第一至第三采暖模式的热管理系统相同。
由此,如图12所示,在热管理系统400中构成供制冷剂循环的制冷剂回路450。具体而言,在该制冷剂回路450中,储液罐16、压缩机14、第一热交换器42的制冷剂侧流道、扩展膨胀阀503以及扩展热交换器49B制冷剂侧流道依次连通,制冷剂回路450在扩展热交换器49B的制冷剂侧出口分支为使制冷剂流向蒸发器17的制冷剂支路450a以及使制冷剂流向第二热交换器44的制冷剂侧流道的制冷剂支路450b,第一膨胀阀501和第二膨胀阀502分别设置于制冷剂支路450a、450b。制冷剂支路450a和制冷剂支路450b在储液罐16的制冷剂入口合流。即,第一热交换器42的制冷剂侧流道、第二热交换器44的制冷剂侧流道以及扩展热交换器49B的制冷剂侧流道构成制冷剂回路的一部分。制冷剂的流量由第一膨胀阀501、第二膨胀阀502以及扩展膨胀阀503的开闭状态控制。
以下,对第一制冷冷却模式的热管理系统400的运转进行说明。当热管理系统400运转时,在制冷剂回路450中,压缩机14工作,制冷剂被压缩,进入第一热交换器42。第一膨胀阀501设置为全开或节流状态,第二膨胀阀502设置为全开或节流状态,扩展膨胀阀503设置为节流状态。由此,制冷剂流过第一热交换器42的制冷剂侧流道,向第一热交换器42的冷却液侧流道中的冷却液散热,之后,制冷剂流过扩展热交换器49B和第二热交换器44的制冷剂侧流道,从它们各自的冷却液侧流道中的冷却液吸热。另外,制冷剂支路450a中的蒸发器17有制冷剂通过,该制冷剂从车室内的空气吸热,从而可以降低室内环境温度,例如降低乘客舱温度。
在第一冷却液回路410中,冷却液经过第一热交换器42的冷却液侧流道而吸热,之后流入散热器18而向车室外的空气散热,散热后的冷却液再次流回第一热交换器42。在第二冷却液回路420中,冷却液流经电池19并吸热,使电池19的温度降低。吸热后的冷却液流入扩展热交换器49B的冷却液侧流道,并向扩展热交换器49B的制冷剂侧流道中的制冷剂散热。散热后的冷却液进一步流入第二热交换器44,继续向第二热交换器44的制冷剂侧流道的制冷剂散热,最后再次流回电池19。可以发现,冷却液从电池19处吸收的热量可以通过第二热交换器44和扩展热交换器49B二者进行散热,如此可以提高对电池的散热能力。
由此,在第一制冷冷却模式下,第二热交换器44作为对电池等设备进行冷却的例如电池冷却器发挥作用,扩展热交换器49B作为用于补充电池冷却性能的辅助热交换器发挥作用。由此,通过增加了额外的辅助热交换器,能够有效地提高热管理系统对电池的冷却性能。
<第二制冷冷却模式>
在夏季高温等工况下,热管理系统既需要对车室内的环境进行降温,又需要对电池等设备进行降温。当环境温度过高时,需要热管理系统400中的环境温度冷却回路具有较高的换热能力(即提高空调制冷能力),此时冷却液回路和制冷剂回路可以参考图13,此时的制冷冷却模式为第二制冷冷却模式。
利用流道切换装置对至少一个第二阀件的控制,实现冷却液流道的切换,从而使该热管理系统400以第二制冷冷却模式进行运转。
具体而言,流道切换装置60切换冷却液流道板30中的流道,从而第一制冷冷却模式下的第一冷却液回路410被切换为第二制冷冷却模式下的第一冷却液回路410A,第一制冷冷却模式下的第二冷却液回路420切换为第二制冷冷却模式下的第二冷却液回路420A。第一冷却液回路410A和第二冷却液回路420A同样彼此独立而互不连通。在第一冷却液回路410A中,第一热交换器42以及辅助热交换器49B的冷却液侧流道与散热器18串联连通。在第二冷却液回路420A中,电池19与第二热交换器44的冷却液侧流道依次串联连通。如图13的箭头所示,冷却液能够以散热器18、第一热交换器42的冷却液侧流道、扩展热交换器49B的冷却液侧流道、散热器18的顺序循环于第一冷却液回路410A;冷却液能够以电池19、第二热交换器44的冷却液侧流道、电池19的顺序循环于第二冷却液回路420A。
在第二制冷冷却模式下,热管理系统400的制冷剂回路450与第一制冷冷却模式下的制冷冷却回路450完全相同,省略重复说明。
以下,对第二制冷冷却模式下的热管理系统400的运转进行说明。当热管理系统400运转时,在制冷剂回路450中,压缩机14工作,第一膨胀阀501设置为节流状态,第二膨胀阀502设置为节流状态,扩展膨胀阀503设置为全开状态。由此,制冷剂通过第一热交换器42的制冷剂侧流道,向第一热交换器42的冷却液侧流道的冷却液散热,之后制冷剂通过扩展热交换器49B的制冷剂侧流道,向扩展热交换器49B的冷却液侧流道中的冷却液散热。另外,制冷剂通过制冷剂支路450b中的第二热交换器44的制冷剂侧流道,从第二热交换器44的冷却液侧通道中的冷却液吸热。制冷剂通过制冷剂支路450a中的蒸发器17,从车室内的空气吸热,从而可以降低车室内的环境温度,例如降低乘客舱温度。
在第一冷却液回路410A中,冷却液经过第一热交换器42的冷却液侧流道而吸热,吸热后的冷却液流入扩展热交换器49B的冷却液侧流道,并从扩展热交换器49B的制冷剂侧流道中的制冷剂继续吸热。吸热后的冷却液流入散热器18并向车室外的空气散热,最后流回第一热交换器42。在第二冷却液回路420A中,冷却液流经电池19而从电池19吸热,使电池19的温度降低。吸热后的冷却液流入第二热交换器44,向第二热交换器44的制冷剂侧流道中的制冷剂散热,最后再次流回电池19。
由此,在第二制冷冷却模式下,第二热交换器44作为对电池等设备进行冷却的例如电池冷却器发挥作用,扩展热交换器49B作为用于补充空调制冷性能的辅助热交换器发挥作用。由此,相较于第一制冷冷却模式而言,第二制冷冷却模式能够有效地提高热管理系统对环境温度例如乘客舱的制冷性能。
以上,参照具体方式例对本实用新型进行了说明。但是,本实用新型不限于该具体方式。本领域的技术人员对具体方式施加恰当的设计变更、组合而得到的设计,只要具备本实用新型的特征,也包含于本实用新型的范围。

Claims (11)

1.一种热管理模块,其特征在于,具备:
冷却液流道板,所述冷却液流道板呈在沿第一方向和第二方向形成的平面上延伸的板状,所述第一方向与所述第二方向正交,在所述冷却液流道板的内部具有供冷却液流动的流道;
制冷剂流道板,所述制冷剂流道板呈在沿所述第一方向和所述第二方向形成的平面上延伸的板状,在所述制冷剂流道板的内部具有供制冷剂流动的流道;以及
多个热交换器,每个所述热交换器的内部具有供冷却液流动的冷却液侧流道和供制冷剂流动的制冷剂侧流道,所述冷却液侧流道通过第一冷却液流道板用管口与所述冷却液流道板中的流道连通,所述制冷剂侧流道通过制冷剂流道板用管口与所述制冷剂流道板中的流道连通,
所述多个热交换器沿所述第一方向排列,所述冷却液流道板设置于所述多个热交换器的在第三方向上的一侧,所述制冷剂流道板设置于所述多个热交换器的在所述第三方向上的另一侧,所述第三方向是与所述第一方向和所述第二方向均正交的方向。
2.根据权利要求1所述的热管理模块,其特征在于,还具有:
膨胀水壶,所述膨胀水壶设置于所述冷却液流道板的在所述第二方向上的一侧,所述膨胀水壶通过水壶用管口与所述冷却液流道板连通。
3.根据权利要求2所述的热管理模块,其特征在于,还具有:
水泵,所述水泵设置于所述膨胀水壶的在所述第三方向上靠近所述制冷剂流道板的一侧。
4.根据权利要求1所述的热管理模块,其特征在于,还具有:
流道切换装置,用于对所述冷却液流道板中的流道进行切换,
所述流道切换装置设置于所述冷却液流道板的在所述第三方向上与所述热交换器相反的一侧。
5.根据权利要求4所述的热管理模块,其特征在于,
所述流道切换装置具有连杆盘和至少一个连杆,
在所述冷却液流道板中设置有至少一个第一阀件,
所述连杆盘与驱动装置的驱动轴连接,所述连杆的一端与所述连杆盘连接,所述连杆的另一端与对应的所述第一阀件连接,
所述连杆盘和所述连杆将来自所述驱动装置的驱动力传递至所述第一阀件,从而对所述冷却液流道板中的流道进行切换。
6.根据权利要求1所述的热管理模块,其特征在于,
所述多个热交换器被配置为,从所述第三方向观察时,均不从所述冷却液流道板和所述制冷剂流道板的外围轮廓向外伸出。
7.根据权利要求1所述的热管理模块,其特征在于,还具有:
扩展冷却液流道板和扩展热交换器,
所述扩展冷却液流道板设置于所述冷却液流道板的在所述第一方向上的一侧,通过可插拔结构与所述冷却液流道板连结,所述扩展冷却液流道板中的流道通过第二冷却液流道板用管口与所述冷却液流道板中的流道连通,
所述扩展热交换器设置于所述多个热交换器的在所述第一方向上靠近所述扩展冷却液流道板的一侧,并且所述扩展热交换器的内部具有供冷却液流动的扩展冷却液侧流道,所述扩展冷却液侧流道通过扩展冷却液流道板用管口与所述扩展冷却液流道板中的流道连通。
8.根据权利要求7所述的热管理模块,其特征在于,还具有:
扩展制冷剂流道板,所述扩展制冷剂流道板设置于所述制冷剂流道板的在所述第一方向上靠近所述扩展热交换器的一侧,通过可插拔结构与所述制冷剂流道板连结,所述扩展制冷剂流道板中的流道通过制冷剂流道板用管口与所述制冷剂流道板中的流道连通,
所述扩展热交换器的内部还具有供制冷剂流动的扩展制冷剂侧流道,所述扩展制冷剂侧流道通过扩展制冷剂流道板用管口与所述扩展制冷剂流道板中的流道连通。
9.根据权利要求3所述的热管理模块,其特征在于,还具有:
多个第二阀件,所述多个第二阀件设置于所述制冷剂流道板上,且在所述制冷剂流道板上的安装位置不与所述多个热交换器在所述制冷剂流道板上的安装位置重合。
10.根据权利要求7所述的热管理模块,其特征在于,
所述多个热交换器中的任意两个热交换器之间设置有间隙,所述扩展热交换器与相邻的热交换器之间设置有间隙。
11.一种热管理系统,其特征在于,
所述热管理系统具有权利要求1~10中任一项所述的热管理模块,
所述热管理模块中的供冷却液流动的流道构成所述热管理系统的冷却液回路的一部分,
所述热管理模块中的供制冷剂流动的流道构成所述热管理系统的制冷剂回路的一部分。
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