CN219821157U - 热管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热管理系统，第一泵用于驱动冷却液流动，第一换热部内的冷却液能够与制冷剂系统的制冷剂换热；阀组件的第一端口能够与电池换热装置的出口连通，第二端口能够与加热装置的入口连通，第三端口能够与第一换热部的入口连通，加热装置的出口和第一换热部的出口均能够与电池换热装置的入口连通，阀组件具有比例调节功能，从第二端口流出的冷却液流量与从第三端口流出的冷却液流量的比例可调节。本申请中，阀组件具有比例调节功能，使得流经第一换热部的冷却液流量和流经加热装置的冷却液流量的比例可调节，可调节电池换热装置处的换热效果和第一换热部处的换热效果，从而使得热管理系统的热量的分配较为合理，较为节能。

Description

热管理系统

技术领域

本申请涉及热管理技术领域，尤其涉及一种热管理系统。

背景技术

相关热管理系统中，通过制冷剂系统的制冷剂对乘客舱内环境温度进行调节，通过冷却液系统的冷却液对电池进行热管理。

在极低温情况下，无法从大气环境获取热量时，热管理系统需开启设于冷却液系统的加热器供热，加热器加热冷却液，制冷剂系统中的制冷剂通过换热器从冷却液获取热量，从而满足乘客舱的采暖需求，冷却液循环流动满足电池的采暖需求。为了满足乘客舱采暖需求，冷却液温度较高，然而此时电池所需热量相对较低，较高温的冷却液流经电池使得电池温度过高，会造成热量的浪费。

实用新型内容

鉴于相关技术存在的上述问题，本申请提供了一种较为节能的热管理系统。

为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案：一种热管理系统，其包括制冷剂系统和冷却液系统，所述冷却液系统包括第一泵、电池换热装置、加热器、阀组件及第一换热部，所述第一泵用于驱动冷却液流动，所述第一换热部内的冷却液能够与所述制冷剂系统的制冷剂换热；

所述阀组件包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口能够与所述电池换热装置的出口连通，所述第二端口能够与所述加热装置的入口连通，所述第三端口能够与所述第一换热部的入口连通，所述加热装置的出口和所述第一换热部的出口均能够与所述电池换热装置的入口连通，所述阀组件具有比例调节功能，从所述第二端口流出的冷却液流量与从所述第三端口流出的冷却液流量的比例可调节。

本申请中，阀组件具有比例调节功能，从第二端口流出的冷却液流量与从第三端口流出的冷却液流量的比例可调节，使得流经第一换热部的冷却液流量和流经加热装置的冷却液流量的比例可调节，可调节电池换热装置处的换热效果和第一换热部处的换热效果，从而使得热管理系统的热量的分配较为合理，较为节能。

附图说明

图1是本申请的热管理系统一实施例的示意图；

图2是本申请的热管理系统一实施例的第一制热模式示意图；

图3是本申请的热管理系统一实施例的第二制热模式示意图；

图4是本申请的热管理系统一实施例的第三制热模式示意图；

图5是本申请的热管理系统一实施例的第一制冷模式示意图；

图6是本申请的热管理系统一实施例的第二制冷模式示意图；

图7是本申请的热管理系统一实施例的散热模式示意图；

图8是本申请的热管理系统一实施例的循环模式示意图；

图9是本申请的比例四通阀的五种连通状态的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；“多个”表示两个及两个以上的数量。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

下面结合附图，对本申请示例型实施例的热管理系统进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。

本申请的热管理系统不仅适用于车辆，还适用于其他需要热管理的换热系统，为便于描述，本申请以应用于车辆为例进行说明。

根据本申请的热管理系统一个具体实施例，如图1所示，热管理系统包括第一换热器9，第一换热器9包括相互隔离的第一换热部91和第二换热部92，第一换热器9用于制冷剂与冷却液进行热交换，第一换热器9为液冷换热器，液冷换热器的结构和工作原理为本领域技术人员所熟知，本申请不再赘述。

热管理系统的各个组件通过管路连接形成两大系统，分别是制冷剂系统10和冷却液系统20，制冷剂系统10和冷却液系统20相互隔离不连通。制冷剂系统10中流通制冷剂，冷却液系统20流通冷却液，制冷剂可以是R134A或二氧化碳或其它换热介质，冷却液可以是乙醇和水的混合溶液或其他冷却介质。其中，第二换热部92的流道连接于制冷剂系统10，第一换热部91的流道连接于冷却液系统20。

需要解释的是，这里的“第二换热部92的流道连接于制冷剂系统10”指，制冷剂系统10包括第二换热部92，制冷剂系统10中的制冷剂能够流入以及流出第二换热部92的流道，第二换热部92的进出口能通过管路与制冷剂系统10中的其他部件连接，在热管理系统工作时通过管路连通后形成回路。第一换热部91的流道连接于冷却液系统20，参考上述解释。

车辆具有与乘客舱内空气换热的空调箱，本实施例中，制冷剂系统10有部分换热部件设置于空调箱内，用于与空调箱中的空气热交换，从而调节乘客舱的温度和湿度。本申请未示出制冷剂系统10的部件的具体连接方式，可根据需求进行设计，只要能满足乘客舱温度和湿度需求即可。

参照图1，冷却液系统20包括第一泵3、电池换热装置4、第二泵5、电机换热装置6、第二换热器7、加热装置8、第一换热部91及阀组件30，上述部件与部件之间可以通过管路或阀件间接连接，也可以至少两个部件集成后为一体结构。

第一泵3和第二泵5用于为冷却液系统20中的冷却液的流动提供动力。可选的，第一泵3和第二泵5为电子水泵，两个泵的类型和规格可以相同，也可以不同，根据热管理系统的需求进行选择。

电池换热装置4用于对电池进行热管理。可选的，电池换热装置4可以是与电池为一体结构的集成部件，也可以是独立的部件然后与电池装配在一起。

电机换热装置6用于对电机进行热管理。可选的，电机换热装置6可以是与电机为一体结构的集成部件，也可以是独立的部件然后与电机装配在一起。

加热装置8用于加热冷却液，可选的，加热装置8为PTC加热装置8、薄膜加热装置8和厚膜加热装置8中的一种。

第二换热器7为风冷换热器，用于与大气环境进行热交换，风冷换热器的结构为本领域技术人员所熟知，本申请不再赘述。

参照图1和图9，阀组件30包括第一阀1和第二阀2，可选的，第一阀1和第二阀2均为比例四通阀。具体地，第一阀1包括第一端口11、第二端口12、第三端口13和第四端口14，其中，第一端口11为第一阀1的入口，第二端口12、第三端口13和第四端口14均为第一阀1的出口，第一端口11可以与第二端口12、第三端口13和第四端口14中的至少一个连通。第一阀1具有五种连通状态：所述第一端口11与所述第四端口14连通，所述第一端口11、所述第二端口12与所述第三端口13相互隔离；所述第一端口11与所述第三端口13连通，所述第一端口11、所述第二端口12与所述第四端口14相互隔离；所述第一端口11与所述第二端口12连通，所述第一端口11、所述第三端口13与所述第四端口14相互隔离；所述第一端口11同时与所述第二端口12和所述第三端口13连通，所述第一端口11与所述第四端口14相互隔离，所述第二端口12流出的冷却液的流量和所述第三端口13流出的冷却液的流量的比例可调节；所述第一端口11同时与所述第三端口13和所述第四端口14连通，所述第一端口11与所述第二端口12相互隔离，所述第三端口13流出的冷却液的流量和所述第四端口14流出的冷却液的流量的比例可调节。

第二阀2包括第一接口21、第二接口22、第三接口23和第四接口24，其中，第一接口21为第一阀1的入口，第二接口22、第三接口23和第四接口24均为第一阀1的出口，第一接口21可以与第二接口22、第三接口23和第四接口24中的至少一个连通。第二阀2具有五种连通状态，所述第一接口21与所述第四接口24连通，所述第一接口21、所述第二接口22与所述第三接口23相互隔离；所述第一接口21与所述第三接口23连通，所述第一接口21、所述第二接口22与所述第四接口24相互隔离；所述第一接口21与所述第二接口22连通，所述第一接口21、所述第三接口23与所述第四接口24相互隔离；所述第一接口21同时与所述第二接口22和所述第三接口23连通，所述第一接口21与所述第四接口24相互隔离，所述第二接口22流出的冷却液的流量和所述第三接口23流出的冷却液的流量的比例可调节；所述第一接口21同时与所述第三接口23和所述第四接口24连通，所述第一接口21与所述第二接口22相互隔离，所述第三接口23流出的冷却液的流量和所述第四接口24流出的冷却液的流量的比例可调节。

根据系统换热需求，第一阀1的连通状态和第二阀2的连通状态可以任意组合。本实施例中，第一阀1和第二阀2为各自独立的部件，相互之间通过管路连接和连通。在一些其他实施例中，第一阀1和第二阀2可以集成在一起为一体的部件。

冷却液系统20包括冷却支路A、加热支路B、电池支路C、电机支路D、散热支路E、第一阀1和第二阀2，冷却支路A包括第一换热部91，加热支路B包括加热装置8，电池支路C包括第一泵3和电池换热装置4，电机支路D包括第二泵5和电机换热装置6，散热支路E包括第二换热器7。

本实施例中，所述第一端口11与所述电池支路C的出口连接，所述第一接口21与所述电机支路D的出口端连接，第一泵3的出口与电池换热装置4的入口连接，第二泵5的出口与电机换热装置6的入口连接，所述第二端口12、所述第四接口24及所述加热支路B的入口端相互连接，所述第三端口13、所述第三接口23及所述冷却支路A的入口端相互连接，所述第四端口14、所述第二接口22及所述散热支路E的入口端相互连接，所述散热支路E的出口端、所述电池支路C的入口端、所述电机支路D的入口端、所述加热支路B的出口端及所述冷却支路A的出口端相互连接。通过调节第一阀1的连通状态、第二阀2的连通状态、第一泵3的状态和第二泵5的状态，从而调节各个支路的连通状态及各个支路的冷却液的流量。

在环境温度较低的情况下，乘客舱或电池有加热需求，热管理系统处于制热模式。

热管理系统具有第一制热模式，该模式适用于极低温情况下，制冷剂系统10无法从大气环境获取热量，且电机和电池余热不充足，需要从加热装置8获取热量的工况。具体地，参照图2，制冷剂系统10处于运行状态，第一泵3和第二泵5开启，第一端口11同时与第二端口12和第三端口13连通，第一接口21与第二接口22连通，加热装置8开启用于加热冷却液。第一泵3的出口、电池换热装置4、加热装置8、第一泵3的入口顺次连通，第一泵3的出口、电池换热装置4、第一换热部91、第一泵3的入口顺次连通，第二泵5的出口、电机换热装置6、第二换热器7、第二泵5的入口顺次连通，第一泵3所在回路与第二泵5所在回路相互隔离。

在第一换热器9处，第二换热部92内的制冷剂从第一换热部91内的冷却液中获取热量，从而满足乘客舱的制热需求；电池通过电池换热装置4从冷却液中获取热量，从而实现电池加热；第二换热器7与大气环境热交换使得冷却液温度降低，冷却液循环流动从而实现电机的冷却。

第一制热模式下，通过第一阀1调节从第二端口12流出的冷却液流量与从第三端口13流出的冷却液流量的比例，使得流经第一换热部91的冷却液流量和流经加热装置8的冷却液流量的比例可调节，即，电池换热装置4处的换热效果和第一换热部91处的换热效果可调节，给到电池和乘客舱的热量可调节，分别满足电池和乘客舱的换热需求，热管理系统的热量的分配较为合理，较为节能。

热管理系统具有第二制热模式，该模式适用于电机和电池余热充足的工况。具体地，参照图3，制冷剂系统10处于运行状态，第一泵3和第二泵5开启，第一端口11与第三端口13连通，第一接口21与第三接口23连通，加热装置8关闭。第一泵3的出口、电池换热装置4、第一换热部91、第一泵3的入口顺次连通，第二泵5的出口、电机换热装置6、第一换热部91、第二泵5的入口顺次连通，电池支路C与电机支路D并联。通过第一换热器9回收利用电机和电池的余热，从而满足乘客舱的制热需求，较为节能。

当电机余热充足，电池余热不足时，可在第二制热模式的基础上，关闭第一泵3，防止电池温度过低，影响电池工作效率。

当电池余热充足，电机余热不足或者不需要电机余热时，可在第二制热模式的基础上，关闭第二泵5。

可以理解是，第二制热模式也适用于电机和电池均需要冷却的工况，通过第一换热器9冷却后的冷却液循环流动，从而满足电机和电池的冷却液需求。

热管理系统具有第三制热模式，该模式适用于大气环境热量充足的工况。具体地，参照图4，制冷剂系统10处于运行状态，制冷剂系统10满足乘客舱的制热需求。冷却液系统20中，第一泵3和第二泵5开启，第一端口11与第二端口12连通，第一接口21与第二接口22连通。第一泵3的出口、电池换热装置4、加热装置8、第一泵3的入口顺次连通，第二泵5的出口、电机换热装置6、第二换热器7、第二泵5的入口顺次连通。第二换热器7实现电机冷却，根据电池的换热需求，加热装置8开启或关闭。

在环境温度较高的情况下，乘客舱或电池有冷却需求，热管理系统处于制冷模式。

热管理系统具有第一制冷模式，该模式适用于电池冷却需求较大的工况。具体地，参照图5，制冷剂系统10处于运行状态，第一泵3和第二泵5开启，第一端口11与第三端口13连通，第一接口21与第二接口22连通，加热装置8关闭。第一泵3的出口、电池换热装置4、第一换热部91、第一泵3的入口顺次连通，第二泵5的出口、电机换热装置6、第二换热器7、第二泵5的入口顺次连通，第一泵3所在回路与第二泵5所在回路相互隔离。

在第一换热器9处，第二换热部92内的制冷剂吸收第一换热部91内的冷却液的热量，从而使得冷却液温度降低，冷却液循环流动实现电池冷却；第二换热器7与大气环境热交换使得冷却液温度降低，冷却液循环流动从而实现电机的冷却。

热管理系统具有第二制冷模式，该模式适用于电机冷却需求较大的工况。具体地，参照图6，制冷剂系统10处于运行状态，第一泵3和加热装置8关闭，第二泵5开启，第一接口21与第三接口23连通。第二泵5的出口、电机换热装置6、第一换热部91、第二泵5的入口顺次连通，在第一换热器9处，第二换热部92内的制冷剂吸收第一换热部91内的冷却液的热量，从而使得冷却液温度降低，冷却液循环流动实现电机冷却。

热管理系统具有散热模式，该模式适用于电机和电池均需要散热的工况。具体地，参照图7，第一泵3和第二泵5开启，第一端口11与第四端口14连通，第一接口21与第二接口22连通，加热装置8关闭。第一泵3的出口、电池换热装置4、第二换热器7、第一泵3的入口顺次连通，第二泵5的出口、电机换热装置6、第二换热器7、第二泵5的入口顺次连通，第二换热器7与大气环境热交换使得冷却液温度降低，冷却液循环流动从而实现电机和电池的冷却。

热管理系统具有循环模式，该模式适用于电机有余热，电池需要加热的工况。具体地，参照图8，第一泵3和第二泵5开启，第一端口11与第二端口12连通，第一接口21与第四接口24连通。第一泵3的出口、电池换热装置4、加热装置8、第一泵3的入口顺次连通，第二泵5的出口、电机换热装置6、加热装置8、第二泵5的入口顺次连通，冷却液循环流动，将电机的热量传递至电池，从而实现电池的加热，实现余热的合理利用，较为节能。根据电池的换热需求，加热装置8开启或关闭。

第一制冷模式、第二制冷模式、散热模式及循环模式下，根据乘客舱的是否有换热需求，适应性调整制冷剂系统10的连通状态，本申请不予限制。

本申请中两个部件之间的“连接”可以是直接连接，也可以是通过管路连接，两个部件之间可以仅设有管路，也可以两者之间除管路外还设有阀装置或其他部件。同样的，本申请中两个部件之间的“连通”可以是直接连通，也可以是通过管路实现连通，两个部件之间可以仅设有管路连通，也可以两者之间还设有阀装置或其他部件后连通。

需要理解的是，本申请的热管理系统的各个模式之间相互独立，均可以开机直接运行，各个模式的运行没有先后顺序，上述描述中涉及递进关系的描述仅为了便于理解，不应理解为两种模式运行有先后顺序。

以上所述仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热管理系统，其特征在于，包括制冷剂系统和冷却液系统，所述冷却液系统包括第一泵、电池换热装置、加热装置、阀组件及第一换热部，所述第一泵用于驱动冷却液流动，所述第一换热部内的冷却液能够与所述制冷剂系统的制冷剂换热；

所述阀组件包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口能够与所述电池换热装置的出口连通，所述第二端口能够与所述加热装置的入口连通，所述第三端口能够与所述第一换热部的入口连通，所述加热装置的出口和所述第一换热部的出口均能够与所述电池换热装置的入口连通，所述阀组件具有比例调节功能，从所述第二端口流出的冷却液流量与从所述第三端口流出的冷却液流量的比例可调节。

2.如权利要求1所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统具有第一制热模式，在所述第一制热模式下，所述第一端口同时与所述第二端口和所述第三端口连通，所述第一泵、所述电池换热装置及所述加热装置连通，所述第一泵、所述电池换热装置及所述第一换热部连通，所述第一换热部内的冷却液加热所述制冷剂系统的制冷剂，所述加热装置加热冷却液。

3.如权利要求1或2所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括第一换热器，所述第一换热器包括第二换热部和所述第一换热部，所述第二换热部的流道用于流通制冷剂，所述第一换热部的流道用于流通冷却液。

4.如权利要求1或2所述的一种热管理系统，其特征在于，所述阀组件包括第四端口；

所述第一端口与所述第四端口连通，所述第一端口、所述第二端口与所述第三端口相互隔离；或，

所述第一端口与所述第三端口连通，所述第一端口、所述第二端口与所述第四端口相互隔离；或，

所述第一端口与所述第二端口连通，所述第一端口、所述第三端口与所述第四端口相互隔离；或，

所述第一端口同时与所述第二端口和所述第三端口连通，所述第一端口与所述第四端口相互隔离，所述第二端口流出的冷却液的流量和所述第三端口流出的冷却液的流量的比例可调节；或，

所述第一端口同时与所述第三端口和所述第四端口连通，所述第一端口与所述第二端口相互隔离，所述第三端口流出的冷却液的流量和所述第四端口流出的冷却液的流量的比例可调节。

5.如权利要求4所述的一种热管理系统，其特征在于，所述阀组件包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；

所述第一接口与所述第四接口连通，所述第一接口、所述第二接口与所述第三接口相互隔离；或，

所述第一接口与所述第三接口连通，所述第一接口、所述第二接口与所述第四接口相互隔离；或，

所述第一接口与所述第二接口连通，所述第一接口、所述第三接口与所述第四接口相互隔离；或，

所述第一接口同时与所述第二接口和所述第三接口连通，所述第一接口与所述第四接口相互隔离，所述第二接口流出的冷却液的流量和所述第三接口流出的冷却液的流量的比例可调节；或，

所述第一接口同时与所述第三接口和所述第四接口连通，所述第一接口与所述第二接口相互隔离，所述第三接口流出的冷却液的流量和所述第四接口流出的冷却液的流量的比例可调节。

6.如权利要求5所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括冷却支路，所述冷却支路包括所述第一换热部，所述第三端口、所述第三接口及所述冷却支路的入口端相互连接。

7.如权利要求5所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括加热支路，所述加热支路包括所述加热装置，所述第二端口、所述第四接口及所述加热支路的入口端相互连接。

8.如权利要求5所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统包括散热支路，所述散热支路包括第二换热器，所述第二换热器用于与大气环境换热，所述第四端口、所述第二接口及所述散热支路的入口端相互连接。

9.如权利要求8所述的一种热管理系统，其特征在于，所述热管理系统电池支路和电机支路，所述电池支路包括所述第一泵和所述电池换热装置，所述电机支路包括第二泵和电机换热装置，所述第一接口与所述电机支路的出口端连接，所述第一端口与所述电池支路的出口连接。

10.如权利要求9所述的一种热管理系统，其特征在于，所述散热支路的出口端、所述电池支路的入口端、所述电机支路的入口端、所述加热装置的出口端及所述第一换热部的出口端相互连接。