CN219382152U - 一种用于车辆的热管理系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种用于车辆的热管理系统及车辆,该热管理系统包括制冷剂循环回路,制冷剂循环回路包括通过管路相连通的压缩机、冷凝器、室外换热器以及主换热器,用于对动力电池包和乘员舱进行热管理;其中,冷凝器内设置有第一制冷剂通道以及第一冷却液通道,第一冷却液通道通过管路与散热器相连通,形成第一冷却液循环回路;第一冷却液通道通过管路还与暖风芯体相连通,形成第二冷却液循环回路;主换热器内设置有第二制冷剂通道以及第二冷却液通道,第二冷却液通道通过管路与动力电池包相连通,形成第三冷却液循环回路。该热管理系统及车辆通过冷凝器与室外换热器相串联,实现了对制冷剂的二次冷却,提升了空调系统的制冷能力。
Description
技术领域
本申请涉及热管理技术领域,尤其涉及一种用于车辆的热管理系统及车辆。
背景技术
众所周知,新能源汽车的能量源为动力电池包,它为整车行驶、娱乐、空调系统等提供了能量。动力电池包在输出能量时,由于电池包模组内阻的存在,其发热功率计算公式为P=I2R。由该公式可知,当动力电池包工作时,工作电流越大,产生的热量便会越大。当动力电池包的热量高于动力电池包的保护阈值时,由动力电池包放电MAP(T-P)可知,动力电池包的放电功率急剧下降,从而影响整车的动力性。同时,动力电池包的温度过高,还可能引发电池包的热失控,从而导致车辆着火或爆炸。相反,如果动力电池包温度过低,依据动力电池包放电MAP(T-P),动力电池包的放电功率依旧受限,从而影响整车动力性及驾驶感受。此外,环境温度低时,因动力电池包放电功率不足,无法有效采暖,也会影响乘员舱的舒适性。
因此,及时、高效地对动力电池包冷却或加热,使动力电池包的温度尽量维持在最佳工作温度区间(20℃~35℃)显得尤为重要。同时,受制于纯电车型的能量来源单一,为了保证整车有良好的续航能力,人们都在竭尽所能地去用最小的功率消耗,达到最好的加热和制冷效果。所以,保证较高的能效比(COP)也成为当今主流车企保证车辆竞争力的关键因素。
实用新型内容
本申请提供一种用于车辆的热管理系统及车辆,通过冷凝器与室外换热器串联的组合结构,实现对制冷剂的二次冷却,降低了空调制冷功能过冷度,提升了空调系统制冷能力。
本申请实施例提供一种用于车辆的热管理系统,包括制冷剂循环回路,所述制冷剂循环回路包括通过管路相连通的压缩机、冷凝器、室外换热器以及主换热器,用于对动力电池包和乘员舱进行热管理;其中,所述冷凝器内设置有供制冷剂传输的第一制冷剂通道以及供冷却液传输的第一冷却液通道,所述第一冷却液通道通过管路与散热器相连通,形成第一冷却液循环回路;所述第一冷却液通道通过管路还与暖风芯体相连通,形成第二冷却液循环回路,用于对所述乘员舱进行热管理;所述主换热器内设置有供制冷剂传输的第二制冷剂通道以及供冷却液传输的第二冷却液通道,所述第二冷却液通道通过管路与所述动力电池包相连通,形成第三冷却液循环回路,用于对所述动力电池包进行热管理。
进一步地,还包括与所述暖风芯体相邻设置的蒸发器,所述蒸发器的入口端与连接所述第二制冷剂通道入口端的管路相连通,所述蒸发器的出口端与连接所述第二制冷剂通道出口端的管路相连通,形成制冷剂循环子回路,用于对所述乘员舱进行热管理。
进一步地,还包括与所述暖风芯体和蒸发器相邻设置的鼓风机,用于向所述乘员舱送风。
进一步地,还包括电驱组件,所述电驱组件中设置有供冷却液传输的第三冷却液通道,所述第三冷却液通道与所述第二冷却液通道相通过管路相连接,形成第四冷却液循环回路,用于对所述电驱组件进行热管理。
进一步地,还包括同轴管以及第一膨胀阀和第二膨胀阀多个膨胀阀,所述同轴管高压侧的入口端与所述室外换热器的出口端相连通,所述同轴管高压侧的出口端分别通过所述第一膨胀阀与所述第二制冷剂通道的入口端相连通,以及通过所述第二膨胀阀与所述蒸发器入口端相连通;所述同轴管低压侧的入口端分别与所述第二制冷剂通道的出口端,以及所述蒸发器的出口端相连通,所述低压侧的出口端与所述压缩机的入口端相连通。
进一步地,还包括干燥罐,所述干燥罐设置在与所述第一制冷剂通道的出口端相连通的管路段上。
进一步地,还包括辅助热源,所述辅助热源设置在与所述暖风芯体的入口端相连通的管路上,用于对所述第二冷却液循环回路中的冷却液进行加热。
进一步地,在所述热管理系统的管路上设置有多个温度传感器和多个压力传感器,用于检测管路中的制冷剂或冷却液的温度和压力;其中,连接所述压缩机入口端的管路段上设置有温度传感器和压力传感器,连接所述压缩机出口端的管路段上设置有压力温度传感器;连接所述冷凝器第一冷却液通道的出口端的管路段上、连接所述第二制冷剂通道的出口端的管路段上、连接所述蒸发器出口端的管路段上、连接所述室外换热器出口端的管路段上、连接所述散热器出口端的管路上以及连接所述电驱组件出口端的管路段上均设置有温度传感器。
进一步地,在所述热管理系统的管路上设置有多个三通阀、多个截止阀、多个单向阀以及球阀,用于控制制冷剂和冷却液在热管理系统中的流动方向和流动路径;其中,所述动力电池包的出口端与所述散热器的入口端相连接的管路上设置有第一三通阀、第二三通阀以及第一截止阀;所述动力电池包的入口端与所述第二冷却液通道的出口端相连接的管路上设置有第三三通阀以及第二截止阀;连接所述压缩机入口端的管路段上设置有第三截止阀,连接所述电驱组件出口端的管路段上设置有第四截止阀;所述第一制冷剂通道的出口端与所述室外换热器的入口端相连接的管路上设置有球阀;所述第一冷却液通道的出口端与所述暖风芯体相连接的管路上设置有第一单向阀,所述蒸发器的出口端与连接所述第二制冷剂通道出口端的管路相连通的管路上设置有第二单向阀。
进一步地,还包括控制装置,所述控制装置控制所述压缩机、冷凝器、主换热器、散热器、室外换热器、动力电池包、暖风芯体、电驱组件、同轴管、蒸发器、鼓风机、干燥罐和辅助热源、冷却风扇、主动进气格栅,以及所述多个温度传感器、多个压力传感器、多个三通阀、多个截止阀、多个单向阀、球阀和多个膨胀阀的运作,以实现对所述动力电池包以及乘员舱进行热管理。
本申请实施例还提供一种车辆,包括如上所述的用于车辆的热管理系统。
本申请的用于车辆的热管理系统及车辆具有以下效果:
通过冷凝器与室外换热器串联的组合结构,实现对制冷剂的二次冷却,降低空调制冷功能过冷度,提升了空调系统制冷能力,实现了高温环境条件下的高效制冷,满足动力电池包超级快充冷却需求。冷凝器与散热器相连,使得在制冷工况下,冷却液通过散热器散热,相较于单独为水冷冷凝器增加散热器,提升冷却系统和空调系统耦合度、降低系统成本和重量,利于整车总布置。通过主换热器实现电驱组件的废热回收,同时满足动力电池包的冷却,优化整车能量利用率,从而降低整车的低温续航衰减率。动力电池包既可利用制冷剂主动冷却,同时也可通过散热器冷却,可减少动力电池包冷却所需的能耗,提升整车续航能力。可以根据需要设定工作模式的优先级,实现能量合理分配,提升整车续航能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种实施例中的用于车辆的热管理系统的框架结构示意图;
图2为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式1时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图3为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式2时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图4为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式3时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图5为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式4时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图6为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式5时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图7为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式6时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图8为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式7时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图9为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式8时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图10为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式9时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图11为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式10时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图12为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式11时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图13为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式12时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图14为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式13时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图15为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式14时制冷剂和冷却液的循环路径示意图;
图16为图1所示的用于车辆的热管理系统在模式15时制冷剂和冷却液的循环路径示意图。
附图标记说明:101-压缩机;102-冷凝器;103-主换热器;104-散热器;105-室外换热器;106-动力电池包;107-暖风芯体;108-电驱组件;109-同轴管;110-蒸发器;111-鼓风机;112-干燥罐;113-辅助热源;114-冷却风扇;115-主动进气格栅;116-溢水罐;117-感温截止部件;118-第一水泵;119-第二水泵;120-第三水泵;201-第一温度传感器;202-第二温度传感器;203-第三温度传感器;204-第四温度传感器;205-第五温度传感器;206-第六温度传感器;207-第七温度传感器;301-第一压力传感器;302-压力温度传感器;401-第一三通阀;402-第二三通阀;403-第三三通阀;501-第一截止阀;502-第二截止阀;503-第三截止阀;504-第四截止阀;505-球阀;601-第一单向阀;602-第二单向阀;603-第三单向阀;604-第四单向阀;701-第一膨胀阀;702-第二膨胀阀;801-第一三通管;802-第二三通管;803-第三三通管;804-第四三通管;805-第五三通管;806-第六三通管;807-第七三通管;808-第八三通管;809-第九三通管;810-第十三通管;811-第十一三通管;812-第十二三通管;813-第十三三通管;901-四通管。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
如图1所示,本申请实施例提供一种用于车辆的热管理系统,用于对电动汽车的动力电池包进行热管理(冷却和加热),同时还能够对乘员舱进行热管理,并充分利用电动汽车的电驱组件所产生的热量。该热管理系统包括:制冷剂循环回路,该制冷剂循环回路包括通过管路相连通的压缩机101、冷凝器102、室外换热器105以及主换热器103,用于对动力电池包106和乘员舱进行热管理。同时,该热管理系统中还包括多个温度传感器和多个压力传感器,用于检测管路中的制冷剂或冷却液的温度和压力;还有多个三通阀、多个截止阀、多个单向阀以及球阀,用于控制系统中的制冷剂和冷却液的流动方向和流动路径;以及多个膨胀阀,用于控制系统中的制冷剂和冷却液的流动速度。
其中,该制冷剂循环回路中的冷凝器102内设置有供制冷剂传输的第一制冷剂通道以及供冷却液传输的第一冷却液通道,第一冷却液通道通过管路与散热器104相连通,形成第一冷却液循环回路;第一冷却液通道通过管路与暖风芯体107相连通,形成第二冷却液循环回路,用于对乘员舱进行热管理。
具体地,第一制冷剂通道的入口端(图1中冷凝器102的左端)与压缩机101的出口端(图1中压缩机101的右端)相连通,第一制冷剂通道的出口端(图1中冷凝器102的右端)与室外换热器105的入口端(图1中室外换热器105的上端)相连通。进一步地,在压缩机101的出口端与冷凝器102的第一制冷剂通道的入口端之间的连接管路上设置有压力温度传感器302,用于检测从压缩机101出口端输出的制冷剂的温度和压力。在与压缩机101入口端相连接的管路段上设置有第一压力传感器301和第一温度传感器201,用于检测制冷剂在进入压缩机101之前的压力和温度。在与第一制冷剂通道的出口端相连通的管路段上设置有干燥罐112,在制冷剂从第一制冷剂通道流出后,对制冷剂进行干燥。
如图1所示,由压缩机101、冷凝器102和室外换热器105所形成的供制冷剂传输的路径如下:
压缩机101(出口端)→压力温度传感器302→冷凝器102(第一制冷剂通道)→干燥罐112→球阀505→室外换热器105→第四温度传感器204→第十三通管810→第三截止阀503→第一三通管801→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端)。
此外,该制冷剂循环回路中的主换热器103设置有供制冷剂传输的第二制冷剂通道以及供冷却液传输的第二冷却液通道。其中,第二制冷剂通道的入口端(图1中主换热器103的左下端)通过管路与室外换热器105的出口端相连通;第二制冷剂通道的出口端通过管路与压缩机101的入口端相连通。在主换热器103的第二制冷剂通道与室外换热器105以及压缩机101相连接的管路上还设置有同轴管109。同轴管109设置有高压侧和低压侧。高压侧传输的是高温、高压的制冷剂;低压侧传输的是低温、低压的制冷剂;从而使得在高压侧内的高温制冷剂与在低压侧中的低温制冷剂进行热交换。
如图1所示,主换热器103通过同轴109与室外换热器105以及压缩机101形成的供制冷剂传输的路径如下:
室外换热器105(出口端)→第四温度传感器204→第十三通管810→同轴管109(高压侧,即图1中同轴管109的上侧)→第三三通管803→第一膨胀阀701→主换热器103(第二制冷剂通道)→第三温度传感器203→第二三通管802→同轴管109(低压侧,即图1中同轴管109的下侧)→第一三通管801→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端)。
该路径与上述由压缩机101、冷凝器102和室外换热器105所形成的供制冷剂传输的路径相结合,形成制冷剂循环回路,供制冷剂在其中循环传输。
进一步地,该制冷剂循环回路还包括蒸发器110,蒸发器110的入口端(图1中蒸发器110的下端)与连接第二制冷剂通道入口端的管路相连通,蒸发器110的出口端(图1中蒸发器110的上端端)与连接第二制冷剂通道出口端的管路相连通,形成制冷剂循环子回路,从而使得制冷剂能够在循环传输过程中流蒸发器110,用于对乘员舱进行热管理。蒸发器110在制冷剂循环回路中的具体连接路径如下:
第三三通管803(设置在与第二制冷剂通道入口端相连接的管路上)→第二膨胀阀702→蒸发器110→第五温度传感器205→第二单向阀602→第二三通管802(设置在与第二制冷剂通道出口端相连接的管路上)。
如图1所示,设置在冷凝器102内的第一冷却液通道通过管路与散热器104相连通,形成第一冷却液循环回路,供冷却液在其中循环传输。其中,第一冷却液通道的出口端(图1中冷凝器102的左下端)与散热器104的入口端(图1中散热器104的上端)相连通,第一冷却液通道的入口端(图1中冷凝器102的右下端)与散热器104的出口端(图1中散热器104的下端)相连通。通过上述的设置,使得制冷剂经过压缩机101的处理后能够流入冷凝器102中的第一制冷剂通道,并与位于冷凝器102中的第一冷却液通道中内的冷却液进行热交换(制冷剂放热,降温;冷却液吸热,升温)。在冷凝器102中完成热交换后的制冷剂可以通过管路输送至室外换热器105进行热交换(吸热);而在冷凝器102中完成热交换后的冷却液可以通过管路输送至散热器104进行热交换(放热)。
通常室外换热器105和散热器104设置在车辆的前端,并且相邻布置,便于室外换热器105和散热器104与外部环境中的空气进行热交换。在一些实施例中,在室外换热器105背向散热器104的一侧(靠近外界环境的一侧),还设置有主动进气格栅115,在散热器104背向室外换热器105的一侧设置有冷却风扇114。通过调节主动进气格栅115的开闭程度,能够调节外部环境输送给室外换热器105的空气量。同时通过启动冷却风扇114,通过加速穿过主动进气格栅115的空气快速穿过室外换热器105和散热器104(空气流动方向如图1中室外换热器105和散热器104处的虚线箭头所示),提高制冷剂在室外换热器105中的热交换效果以及冷却液在散热器104中的热交换效果。
第一冷却液循环回路的路径如下:
冷凝器102(第一冷却液通道的出口端)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二三通阀402→第十二三通管812→第一截止阀501→散热器104→四通管901→第三水泵120→第七温度传感器207→第十一三通管811→第五三通管805→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道的入口端)。
通过第一冷却液循环回路,使得冷却液在流经冷凝器102内的第一冷却液通道时与流经第一制冷剂通道中的制冷剂进行热交换(吸热,升温)后,通过管路传输至散热器104,与环境空气进行热交互(放热,降温),然后再返回冷凝器102。
进一步地,第一冷却液通道通过管路还可以与暖风芯体107相连通,形成第二冷却液循环回路,用于对乘员舱进行热管理。暖风芯体107通常设置在乘员舱内,并且与蒸发器110相邻设置。在第二冷却液循环回路还包括辅助热源113,其设置与在暖风芯体107的入口端相连通的管路上,用于对第二冷却液循环回路中的冷却液进行加热。第二冷却液循环回路的路径如下:
冷凝器102(第一冷却液通道的出口端)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道的入口端)。
通过第二冷却液循环回路,使得冷却液在冷凝器102中通过与制冷剂进行热交换而被加热。冷却液被加热升温后,输送至暖风芯体107,用于对乘员舱进行制热。可以根据需要,在冷却液进入暖风芯体107的入口端(图1中暖风芯体107的上端)之前,启动辅助热源113(例如,PTC加热器)对管路中的冷却液进行加热,提高暖风芯体107对乘员舱的制热效果。
更进一步地,还可以与暖风芯体107和蒸发器110相邻的设置鼓风机111,用于向所述乘员舱送风。当鼓风机111通过暖风芯体107向乘员舱输送热风时,就是对乘员舱供暖;当鼓风机111通过蒸发器110向乘员舱输送冷风时,就是对乘员舱制冷。
如图1所示,设置在主换热器103中的第二冷却液通道通过管路与动力电池包106相连通,形成第三冷却液循环回路,用于对动力电池包106进行热管理。动力电池包106中设置有供冷却液传输的通道,使得冷却液流经该通道时,能与动力电池包106中发热的部件进行热交换,从而对动力电池包106进行冷却。第三冷却液循环回路的路径如下:
主换热器103(第二冷却液通道的出口端)→第二截止阀502→第三三通阀403→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118→第一三通阀401→第七三通管807→主换热器103(第二冷却液通道的入口端)。
通过第三冷却液循环回路,使得冷却液在主换热器103中通过与制冷剂进行热交换而被加热。冷却液被加热升温后,被输送至动力电池包106,用于对动力电池包106进行冷却。
进一步地,在该热管理系统中还包括电驱组件108,电驱组件108中设置有供冷却液传输的第三冷却液通道,第三冷却液通道与第二冷却液通道相通过管路相连接,形成第四冷却液循环回路,用于对电驱组件108进行热管理。这里,电驱组件108通常包括电驱总成和驱动控制总成。其中,电驱总成包括:驱动电机、驱动电机控制器、变速器;其主要功能是为电动汽车提供动力。而驱动控制总成包括:DC/DC变换器(DC/DC Converter),车载充电机(OBC),高压配电盒(PDU);其主要功能为提供电力转换及电池的充放电功能。
具体地,第四冷却液循环回路的路径如下:
电驱组件108(第三冷却液通道的出口端,即图1中电驱组件108的上端)→第六温度传感器206→第十三三通管813→第四截止阀504→第七三通管807→主换热器103(第二冷却液通道)→第二截止阀502→第三三通阀403四通管901→第三水泵120→第七温度传感器207→第十一三通管811→电驱组件108(第三冷却液通道的入口端,即图1中电驱组件108的下端)。
通过第四冷却液循环回路,可以利用电驱组件108生成的废热在主换热器103中与制冷剂进行热交换,既充分利用了电驱组件108生成的废热,又起到对电驱组件108进行冷却的作用。
进一步地,在本实施例中的热管理系统中还设置有控制装置,其控制压缩机101、冷凝器102、主换热器103、散热器104、室外换热器105、动力电池包106、暖风芯体107、电驱组件108、同轴管109、蒸发器110、鼓风机111、干燥罐112、辅助热源113、冷却风扇114以及主动进气格栅115,以及多个、温度传感器、多个压力传感器、多个三通阀、多个截止阀、多个单向阀、球阀和多个膨胀阀的运作,以实现对动力电池包106以及乘员舱进行热管理。
在一些可选的实施例中,该热管理系统中还设置有溢水罐116和感温截止部件117。其中,
溢水罐116的入口端通过管路与散热器104相连,使得进入散热器104的冷却液中的一小部分被输送至溢水罐116来调节散热器104中冷却液的压力,用于保护散热器104。进一步地,在该段管路上设置有第四单向阀604,使得冷却液只能从散热器104流向溢水罐116。溢水罐116的出口端(图1中溢水罐116的下端)通过管路与四通管901(图1中四通管903的左端口)相连通,使得在必要时,可以由溢水罐116向该热管理系统补充冷却液。
感温截止部件117的入口端(图1中感温截止部件117的下端)通过设置在辅助热源113与暖风芯体107之间连接管路上的第八三通管808(图1中第六三通管806的左端口)与暖风芯体107的入口端相连通。感温截止部件117的出口端(图1中感温截止部件117的上端)通过管路与溢水罐116入口端相连通。感温截止部件117根据流经第八三通管808处的冷却液温度,判定是否启动感温截止部件117,向溢水罐116输送冷却液;或关闭感温截止部件117,不向溢水罐116输送冷却液。
控制装置也控制溢水罐116和感温截止部件117的启动和停止。
通过本实施例中的热管理系统可以实现电池的热管理(冷却和加热),同时还能够实现对乘员舱和电驱组件的热管理。下面详细说明本实施例中的热管理系统的几种工作模式,以及在各种模式中,制冷剂和冷却液的传输路径。在制冷剂循环回路中,压缩机101为制冷剂在制冷剂循环回路中循环的起点和终点。制冷剂经过压缩机101的压缩后从压缩机101的出口端通过管路进入到制冷剂循环回路中,并根据需要经过不同的循环路径,从而实现相应的热管理模式。
下面对本实施例中的用于车辆的热管理系统的各种工作模型做详细地介绍。
模式1:乘员舱降温+动力电池包冷却
当乘客开启空调降温,同时控制装置判定动力电池包106需要主动冷却时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现对乘员舱降温,同时对动力电池包106进行冷却。
在该模式下,通过控制装置对本实施例中热管理系统的各部件的工作状态进行设置。具体地,如图2所示,通过控制装置发送指令,使得第一截止阀501、第一膨胀阀701和第二膨胀阀702处于开启状态;第一三通阀401的a、b端口连通,第二三通阀402的e、f端口连通,第三三通阀403的g、h端口连通;第三截止阀503和第四截止阀504处于关闭状态。还使得压缩机101、第一水泵118、第三水泵120、鼓风机111以及冷却风扇114处于工作状态;主动进气格栅115(AGS)处于开启状态;第二水泵119和辅助热源113处于停止状态。球阀505处去全开状态(此时无节流膨胀作用)。还可以通过控制装置控制主动进气格栅115和第二三通阀402的开启程度,以及冷却风扇114的转速和第三水泵120的转速。
在该模式下,动力电池包主动冷却功能的实现路径如下,其中,
制冷剂的主循环路径为:
压缩机101(出口端)→压力温度传感器302→冷凝器102(第一制冷剂通道)→干燥罐112→26球阀505→室外换热器105→第四温度传感器204→第十三通管810→同轴管109(高压侧)→第三三通管803→第一膨胀阀701→主换热器103(第二制冷剂通道)→第三温度传感器203→第二三通管802→同轴管109(低压侧)→第一三通管801→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端)。
通过该循环路径,将制冷剂在冷凝器102处和室外换热器105处两次进行热交换,使其降温。再将冷却后的制冷剂输送至主换热器103中。
将电池包冷却的冷却液的循环路径(即,第三冷却液循环回路)为:
第一水泵118→第一三通阀401(a、b端口连通)→第七三通管807→主换热器103(第二冷却液通道)→第二截止阀502→第三三通阀403(g、h端口连通)→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118。
通过水泵118驱动冷却液在该循环回路中循环流动,并通过与主换热器103中的制冷剂热交,来对冷却液进行冷却,从而对动力电池包106进行冷却。
在该模式下,对乘员舱降温功能的实现路径如下,其中,
制冷剂循环路径为:
压缩机101(出口端)→压力温度传感器302→冷凝器102(第一制冷剂通道)→干燥罐112→26球阀505→室外换热器105→第四温度传感器204→第十三通管810→同轴管109(高压侧)→第三三通管803→第二膨胀阀702→蒸发器110→第五温度传感器205→第二单向阀602→第二三通管802→同轴管109(低压侧)→第一三通管801→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端)。
在该循环回路中,经过冷却的制冷剂输送至蒸发器110,使其对周围空气降温。在乘员舱内,通过鼓风机111向蒸发器110送风,将冷风吹入乘员舱,对乘员舱降温。
使用同轴管109可进一步降低制冷剂在同轴管109中高压侧的过冷度。
对乘员舱降温的冷却液的循环路径(即,第一冷却液循环回路)为:
冷凝器102(第一冷却液通道出口端)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二三通阀402(阀口b、c侧开启)→第十二三通管812→第一截止阀501(开启)→散热器104→四通管901→第三水泵120→第七温度传感器207→第十一三通管811→第五三通管805→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道入口端)。
模式2:乘员舱单降温
当乘客开启空调降温,同时控制装置判定动力电池包106不需要主动冷却时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现对乘员舱降温。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图3所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式1设置的基础上,关闭第一膨胀阀701以及第一水泵118。关闭第一膨胀阀701使得制冷剂无法输送至主换热器103与流经第一冷却液通道的冷却液换热,关闭第一水泵118使得第三冷却液循环回路中的冷却液无法在其中循环流动。两者相结合,使得制冷剂只能对乘员舱降温,而无法对动力电池包106进行冷却。
在该模式下,为实现乘员舱降温功能的制冷剂的主循环路径和冷却液循环路径与模式1相同,在此不再赘述。
模式3:动力电池包主动冷却
当乘客未开启空调降温,同时控制装置判定动力电池包106需要主动冷却时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现对动力电池包106进行冷却。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图4所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式1设置的基础上,关闭第二膨胀阀702以及鼓风机111。关闭第二膨胀阀702使得制冷剂无法输送至蒸发器110对乘员舱降温。
在该模式下,为实现动力电池包冷却功能的制冷剂的主循环路径和冷却液循环路径与模式1相同,在此不再赘述。同时,冷却液还可以通过以下循环路径对制冷剂进行冷却:
冷凝器102(第一冷却液通道出口端)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二三通阀402(e、f端口连通)→第十二三通管812→第一截止阀501(开启)→散热器104→四通管901→第三水泵120→第七温度传感器207→第十一三通管811→第五三通管805→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道入口端)。
进一步地,在模式1至可以3中,可以通过溢水罐116与四通管901之间的管路连接为热管理系统补充冷却液。还可以通过溢水罐116与散热器104为热管理系统溢气。
模式4:空气源热泵对乘员舱和动力电池包双制热
当乘客开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现空气源热泵对乘员舱和动力电池包双制热。在这里,空气源热泵指制冷剂吸收环境空气中的热量。
在该模式下,通过控制装置对本实施例中热管理系统的各部件的工作状态进行设置。具体地,如图5所示,通过控制装置发送指令,使得第三截止阀503处于开启状态,第一三通阀401的a、c端口连通,第二三通阀402的d、f端口连通,第三三通阀403的g、h端口连通;球阀505处于开启状态,此时为节流阀;第四截止阀504、第一膨胀阀701和第二膨胀阀702处于关闭状态;第一截止阀501处于关闭状态(如果此时电驱组件108有冷却需求,则根据需求开启第一截止阀501)。还使得压缩机101、第一水泵118、第二水泵119、鼓风机111以及冷却风扇114处于工作状态;主动进气格栅115(AGS)处于开启状态;第三水泵120处于停止状态。
还可以通过控制装置控制主动进气格栅115和第二三通阀402的开启程度,以及冷却风扇114的转速。根据乘员舱采暖需求,适时开启辅助热源113,以满足整车采暖需求。
在该模式下,同时加热动力电池包和乘员舱功能的实现路径如下,其中,
制冷剂的主循环路径为:
压缩机101(出口端)→压力温度传感器302→冷凝器102→干燥罐112→球阀505(作为膨胀阀,膨胀蒸发)→室外换热器105→第四温度传感器204→第十三通管810→第三截止阀503→第一三通管801→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端);
加热乘员舱的冷却液循环路径(即,第二冷却液循环回路)为:
第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二水泵119。
在乘员舱,通过鼓风机111向暖风芯体107送风,将热风吹入乘员舱,对乘员舱加热。
加热动力电池包106的冷却液循环路径为:
第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→第五三通管805→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118。
模式5:空气源热泵加热乘员舱
当乘客开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106不需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现空气源热泵加热乘员舱。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图6所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式4设置的基础上,关闭第一水泵118,并使第一三通阀401的a、b端口连通,第二三通阀402的c、d端口连通,从而使得冷却液无法流经动力电池包106,无法对动力电池包106加热,只能对乘员舱进行加热。
在该模式下,制冷剂的主循环路径和为实现乘员舱加热功能的冷却液循环路径与模式4相同,在此不再赘述。
模式6:空气源热泵加热电池包
当乘客未开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现空气源热泵加热动力电池包106。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图7所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式4设置的基础上,关闭鼓风机111,使得鼓风机111不对暖风芯体107送风,从而不对行乘员舱加热,只能对动力电池包106进行加热。
在该模式下,制冷剂的主循环路径与模式4相同,在此不再赘述。
为实现加热动力电池包106,冷却液的循环路径包括以下两条支路:
支路一:第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二水泵119(在辅助热源113开启时启动第二水泵119,否则关闭)→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107(不发生换热)→第一单向阀601→第四三通管804→第五三通管805→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118。
支路二:第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二温度传感器202→冷凝器102(第一冷却液通道)→第四三通管804→第五三通管805→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118。
模式7:热泵废热回收加热乘员舱和动力电池包
当乘客开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现热泵废热回收加热乘员舱和动力电池包106。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图8所示。具体地,通过控制装置发送指令,使得第四截止阀504、第一膨胀阀701处于开启状态;第一三通阀401的a、c端口连通,第二三通阀402的d、f端口连通,第三三通阀403的g、i端口连通;球阀505全开,无膨胀作用;第一截止阀501处于关闭状态(如果此时电驱组件108有冷却需求,则根据需求开启第一截止阀501);第三截止阀503和第二膨胀阀702处于关闭状态。还使得压缩机101、第一水泵118、第二水泵119、第三水泵120、鼓风机111以及冷却风扇6处于工作状态;主动进气格栅115处于开启状态。
还可以通过控制装置控制主动进气格栅115和第二三通阀402的开启程度,以及冷却风扇114的转速。根据乘员舱采暖需求,适时开启辅助热源113,以满足整车采暖需求。
在该模式下,热泵回收废热用以加热乘员舱和动力电池包106的功能通过如下路径实现,其中,
制冷剂的主循环路径为:
压缩机101(出口端)→压力温度传感器302→冷凝器102(第一制冷剂通道)→干燥罐112→球阀505(全开)→室外换热器105→第四温度传感器204→第十三通管810→同轴管109(高压侧)→第三三通管803→第一膨胀阀701→主换热器103(第二制冷剂通道)→第三温度传感器203→第二三通管802→同轴管109(低压侧)→第一三通管80→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端)。
为实现加热乘员舱,冷却液的循环路径为:
第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二水泵119。
在乘员舱,通过鼓风机111向暖风芯体107送风,将热风吹入乘员舱,对乘员舱加热。
为实现加热动力电池包106,冷却液的循环路径为:
第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→第五三通管805→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118。
为实现制冷剂吸收电驱组件108的热量,冷却液的循环路径为如上所述的第四冷却液循环回路的路径,在此不再赘述。
模式8:热泵废热回收加热乘员舱
当乘客开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106不需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现热泵废热回收加热乘员舱。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图9所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式7设置的基础上,关闭第一水泵118,并使第一三通阀401的b、c端口连通,第二三通阀402的d、e端口连通,从而使得冷却液无法流经动力电池包106,无法对动力电池包106加热,只能对乘员舱进行加热。
在该模式下,制冷剂循环路径、为实现乘员舱加热功能的冷却液循环路径以及为实现制冷剂吸收电驱组件108的热量的冷却液的循环路径与模式7相同,在此不再赘述。
模式9:热泵废热回收加热动力电池包
当乘客未开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现热泵废热回收加热动力电池包106。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图10所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式7设置的基础上,关闭鼓风机111,使得鼓风机111不对暖风芯体107送风,从而不对行乘员舱加热,只能对动力电池包106进行加热。
在该模式下,制冷剂循环路径与模式4相同,为实现制冷剂吸收电驱组件108的热量的冷却液的循环路径与模式7相同,在此不再赘述。
为实现加热动力电池包106,冷却液的循环路径包括以下两条支路:
支路一:第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二水泵119(辅助热源113开启时启动,否则关闭)→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107(不发生换热)→第一单向阀601→第四三通管804→第五三通管805→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118。
支路二:第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二温度传感器202→冷凝器102(第一冷却液通道)→第四三通管804→第五三通管805→第五三通管805→动力电池包106→第一水泵118。
模式10:辅助热源加热乘员舱和动力电池包
在环境温度低,热泵功能无法实现的情况下,当乘客开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现辅助热源113加热乘员舱和动力电池包106。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图11所示。具体地,通过控制装置发送指令,使得第一三通阀401的a、b端口连通,第二三通阀402的d、f端口连通,第三三通阀403的g、h端口连通;第三截止阀503、第四截止阀504,球阀505、第一膨胀阀701以及第二膨胀阀702处于关闭状态;第一截止阀501处于关闭状态(如此时电驱系统有冷却需求,则根据需求开启第一截止阀501)。还使得第一水泵118、第二水泵119、鼓风机111处于工作状态;主动进气格栅115处于开启状态。压缩机101、第三水泵120、冷却风扇114处于停止状态。
还可以通过控制装置控制主动进气格栅115和第二三通阀402的开启程度。根据乘员舱采暖需求,适时开启辅助热源113,以满足整车采暖需求。
在该模式下,辅助热源113加热乘员舱和动力电池包106的功能通过如下路径实现,其中,
为实现加热动力电池包106,冷却液的循环路径为:
第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107(不发生热交换)→第一单向阀601→第四三通管804→第五三通管805→第六三通管806→动力电池包106→第一水泵118;
为实现加热乘员舱,冷却液的循环路径为:
第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107(不发生热交换)→第一单向阀601→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道)(不发生热交换)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二水泵119。
模式11:辅助热源加热乘员舱
在环境温度低,热泵功能无法实现的情况下,当乘客开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106不需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现辅助热源113加热乘员舱。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图12所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式10设置的基础上,关闭第一水泵118,并使第一三通阀401的a、b端口连通,第二三通阀402的d、e端口连通,从而使得冷却液无法流经动力电池包106,无法对动力电池包106加热,只能对乘员舱进行加热。
在该模式下,为实现乘员舱加热功能的冷却液循环路径与模式10相同,在此不再赘述。
模式12:辅助热源加热动力电池包
在环境温度低,热泵功能无法实现的情况下,当乘客未开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现辅助热源113加热动力电池包106。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图13所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式10设置的基础上,关闭鼓风机111,使得鼓风机111不对暖风芯体107送风,从而不对行乘员舱加热,只能对动力电池包106进行加热。
在该模式下,为实现辅助热源113加热动力电池包106,冷却液的循环路径除了模式10中所述的用于加热动力电池包106的冷却液循环路径外,还包括以下冷却液循环路径:
第一水泵118→第一三通阀401(a、c端口连通)→第二三通阀402(d、f端口连通)→第九三通管809→第二温度传感器202→冷凝器102(第一冷却液通道)(不发生热交换)→第四三通管804→第五三通管805→第五三通管805→动力电池包106→第一水泵118。
模式13:主动化霜
在使用空气源热泵的时候,室外换热器105在吸收环境热量过程中,在其表面形成一层霜。当乘客开启空调采暖时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,在对乘员舱加热的同时,通过吸收电驱组件108的废热,通过室外换热器105将热量释放,从而实现化霜的目的,
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图14所示。具体地,通过控制装置发送指令,使得第四截止阀504、第一膨胀阀701处于开启状态;第一三通阀401的b、c端口连通,第二三通阀402的d、e端口连通,第三三通阀403的g、i端口连通;球阀505全开,无膨胀作用;第一截止阀501处于关闭状态(如果此时电驱组件108有冷却需求,则根据需求开启第一截止阀501);第三截止阀503和第二膨胀阀702处于关闭状态。还使得压缩机101、第二水泵119、第三水泵120、鼓风机111以及冷却风扇6处于工作状态;主动进气格栅115处于开启状态。第一水泵118处于关闭状态。
还可以通过控制装置控制主动进气格栅115和第二三通阀402的开启程度,以及冷却风扇114的转速。根据乘员舱采暖需求,适时开启辅助热源113,以满足整车采暖需求。
在该模式下,通过室外换热器105实现化霜功能的实现路径如下,其中,
制冷剂的主循环路径为:
压缩机101(出口端)→压力温度传感器302→冷凝器102(第一制冷剂通道)→干燥罐112→球阀505(全开)→室外换热器105→第四温度传感器204→第十三通管810→同轴管109(高压侧)→第三三通管803→第一膨胀阀701→主换热器103(第二制冷剂通道)→第三温度传感器203→第二三通管802→同轴管109(低压侧)→第一三通管80→第一压力传感器301→第一温度传感器201→压缩机101(入口端);
同时,将乘员舱加热的冷却液的循环路径为:
第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二水泵119。
在乘员舱,通过鼓风机111向暖风芯体107送风,将热风吹入乘员舱,对乘员舱加热。
模式14:乘员舱采暖除湿
当乘客开启空调采暖时,汽车前风挡玻璃会起雾;同时控制装置判定动力电池包不需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现乘员舱采暖的同时,降低空气的湿度以便除雾。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图15所示。具体地,该模式对热管理系统中各部件的工作状态的设置只是在模式13设置的基础上,关闭第一膨胀阀701,打开第二膨胀阀702,关闭第三水泵120;使得第一三通阀401的a、b端口连通,第三三通阀403的g、h端口连通,使得制冷剂流经蒸发器110,对乘员舱进行除湿。
在该模式下,对乘员舱采暖除湿功能的实现路径如下,其中,
制冷剂的主循环路径为与模式1中制冷剂的主循环路径相同,在此不再赘述。
加热乘员舱的冷却液的循环路径为:
第二水泵119→辅助热源113→第八三通管808→暖风芯体107→第一单向阀601→第四三通管804→冷凝器102(第一冷却液通道)→第二温度传感器202→第九三通管809→第二水泵119。
模式15:电机废热直接加热动力电池包
当乘客未开启空调采暖,同时控制装置判定动力电池包106需要加热时,控制装置对热管理系统的各部件发出相应的指令,对整个热管理系统进行相应的控制,以实现电机废热直接加热动力电池包106。
该模式下,控制装置对热管理系统中各部件的工作状态所进行的设置如图16所示。具体地,通过控制装置发送指令,使得第四截止阀504处于开启状态;第一三通阀401的a、b端口连通,第二三通阀402的d、e端口连通,第三三通阀403的g、h、i端口连通;第一截止阀501处于关闭状态(如果此时电驱组件108有冷却需求,则根据需求开启第一截止阀501);第一膨胀阀701、第二膨胀阀702、第三截止阀503和球阀505处于关闭状态。还使得第一水泵118、第三水泵120以及冷却风扇6处于工作状态;主动进气格栅115处于开启状态。压缩机101、鼓风机111、辅助热源113以及第二水泵119处于关闭状态。
还可以通过控制装置控制主动进气格栅115和第二三通阀402的开启程度,以及冷却风扇114的转速。
为实现电机废热加热动力电池包106,冷却液的循环路径包括以下两条支路:
支路一:第三水泵120→第七温度传感器207→第十一三通管811→电驱组件108→第六温度传感器206→第四截止阀504→第七三通管807→主换热器103→第二截止阀502→第三三通阀403(g、c端口连通)→四通管901→第三水泵120。
支路二:第一水泵118→第一三通阀401(a、b端口连通)→第七三通管807→主换热器103→第二截止阀502→第六三通管806→动力电池包106。
在上述各工作模式中,动力电池包106可按照热泵加热模式(水源热泵/空气源热泵)>电机废热直接加热模式>辅助热源加热的优先级顺序实现加热,实现能量合理分配,提升整车续航能力。乘员舱采暖可按照热泵废热回收模式>空气源热泵加热模式>辅助热源加热的优先级顺序实现加热,实现能量合理分配,提升整车续航能力。
本申请实施例还提供一种车辆,该车辆包括如上所述的用于车辆的热管理系统。
本申请的用于车辆的热管理系统及车辆具有以下效果:
通过冷凝器与室外换热器串联的组合结构,实现对制冷剂的二次冷却,降低空调制冷功能过冷度,提升空调系统制冷能力,实现高温环境条件下的高效制冷,满足动力电池包超级快充冷却需求。冷凝器与散热器相连,使得在制冷工况下,冷却液通过散热器散热,相较于单独为水冷冷凝器增加散热器,提升冷却系统和空调系统耦合度、降低系统成本和重量,利于整车总布置。通过主换热器实现电驱组件的废热回收,同时满足动力电池包的冷却,优化整车能量利用率,从而降低整车的低温续航衰减率。动力电池包既可利用制冷剂主动冷却,同时也可通过散热器冷却,可减少动力电池包冷却所需的能耗,提升整车续航能力。可以根据需要设定工作模式的优先级,实现能量合理分配,提升整车续航能。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的条件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,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的具体含义。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种用于车辆的热管理系统,其特征在于,包括制冷剂循环回路,所述制冷剂循环回路包括通过管路相连通的压缩机(101)、冷凝器(102)、室外换热器(105)以及主换热器(103),用于对动力电池包(106)和乘员舱进行热管理;其中,
所述冷凝器(102)内设置有供制冷剂传输的第一制冷剂通道以及供冷却液传输的第一冷却液通道,所述第一冷却液通道通过管路与散热器(104)相连通,形成第一冷却液循环回路;所述第一冷却液通道通过管路还与暖风芯体(107)相连通,形成第二冷却液循环回路,用于对所述乘员舱进行热管理;
所述主换热器(103)内设置有供制冷剂传输的第二制冷剂通道以及供冷却液传输的第二冷却液通道,所述第二冷却液通道通过管路与所述动力电池包(106)相连通,形成第三冷却液循环回路,用于对所述动力电池包(106)进行热管理。
2.根据权利要求1所述的热管理系统,其特征在于,还包括与所述暖风芯体(107)相邻设置的蒸发器(110),所述蒸发器(110)的入口端与连接所述第二制冷剂通道入口端的管路相连通,所述蒸发器(110)的出口端与连接所述第二制冷剂通道出口端的管路相连通,形成制冷剂循环子回路,用于对所述乘员舱进行热管理。
3.根据权利要求2所述的热管理系统,其特征在于,还包括与所述暖风芯体(107)和蒸发器(110)相邻设置的鼓风机(111),用于向所述乘员舱送风。
4.根据权利要求3所述的热管理系统,其特征在于,还包括电驱组件(108),所述电驱组件(108)中设置有供冷却液传输的第三冷却液通道,所述第三冷却液通道与所述第二冷却液通道相通过管路相连接,形成第四冷却液循环回路,用于对所述电驱组件(108)进行热管理。
5.根据权利要求4所述的热管理系统,其特征在于,还包括同轴管(109)以及第一膨胀阀(701)和第二膨胀阀(702),
所述同轴管(109)高压侧的入口端与所述室外换热器(105)的出口端相连通,所述同轴管(109)高压侧的出口端分别通过所述第一膨胀阀(701)与所述第二制冷剂通道的入口端相连通,以及通过所述第二膨胀阀(702)与所述蒸发器(110)入口端相连通;
所述同轴管(109)低压侧的入口端分别与所述第二制冷剂通道的出口端,以及所述蒸发器(110)的出口端相连通,所述低压侧的出口端与所述压缩机(101)的入口端相连通。
6.根据权利要求5所述的热管理系统,其特征在于,还包括干燥罐(112),所述干燥罐(112)设置在与所述第一制冷剂通道的出口端相连通的管路段上。
7.根据权利要求6所述的热管理系统,其特征在于,还包括辅助热源(113),所述辅助热源(113)设置在与所述暖风芯体(107))的入口端相连通的管路上,用于对所述第二冷却液循环回路中的冷却液进行加热。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的热管理系统,其特征在于,在所述热管理系统的管路上设置有多个温度传感器和多个压力传感器,用于检测管路中的制冷剂或冷却液的温度和压力;其中,
连接所述压缩机(101)入口端的管路段上设置有温度传感器和压力传感器,连接所述压缩机(101)出口端的管路段上设置有压力温度传感器(302);
连接所述冷凝器(102)第一冷却液通道的出口端的管路段上、连接所述第二制冷剂通道的出口端的管路段上、连接所述蒸发器(110)出口端的管路段上、连接所述室外换热器(105)出口端的管路段上、连接所述散热器(104)出口端的管路上以及连接所述电驱组件(108)出口端的管路段上均设置有温度传感器。
9.根据权利要求8所述的热管理系统,其特征在于,在所述热管理系统的管路上设置有多个三通阀、多个截止阀、多个单向阀以及球阀,用于控制制冷剂和冷却液在热管理系统中的流动方向和流动路径;其中,
所述动力电池包(106)的出口端与所述散热器(104)的入口端相连接的管路上设置有第一三通阀(401)、第二三通阀(402)以及第一截止阀(501);
所述动力电池包(106)的入口端与所述第二冷却液通道的出口端相连接的管路上设置有第三三通阀(403)以及第二截止阀(502);
连接所述压缩机(101)入口端的管路段上设置有第三截止阀(503),连接所述电驱组件(108)出口端的管路段上设置有第四截止阀(504);
所述第一制冷剂通道的出口端与所述室外换热器(105)的入口端相连接的管路上设置有球阀(505);
所述第一冷却液通道的出口端与所述暖风芯体(107)相连接的管路上设置有第一单向阀(601),所述蒸发器(110)的出口端与连接所述第二制冷剂通道出口端的管路相连通的管路上设置有第二单向阀(602)。
10.根据权利要求9所述的热管理系统,其特征在于,还包括控制装置,所述控制装置控制所述压缩机(101)、冷凝器(102)、主换热器(103)、散热器(104)、室外换热器(105)、动力电池包(106)、暖风芯体(107)、电驱组件(108)、同轴管(109)、蒸发器(110)、鼓风机(111)、干燥罐(112)和辅助热源(113)、冷却风扇(114)、主动进气格栅(115),以及所述多个温度传感器、多个压力传感器、多个三通阀、多个截止阀、多个单向阀、球阀和多个膨胀阀的运作,以实现对所述动力电池包(106)以及乘员舱进行热管理。
11.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-10中任一项所述的用于车辆的热管理系统。
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