CN220904610U - 车辆热管理系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆热管理系统及车辆，本实用新型的车辆热管理系统包括制冷剂回路和冷却液回路；所述制冷剂回路包括压缩机、第一热交换器、第二热交换器、外部热交换器、双流体热交换器、内部热交换器、气液分离器和电池直冷直热板，所述冷却液回路包括水泵、散热器和车辆待冷却电气模块。本实用新型的车辆热管理系统，能够提高与电池包之间的换热效率，有利于提高整车能比，而具有很好的实用性。

Description

车辆热管理系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆热管理技术领域，特别涉及一种车辆热管理系统。本实用新型还涉及设有上述车辆热管理系统的车辆。

背景技术

相关技术中，车辆的热管理系统一般采用电池冷却器(Chiller)对冷却液进行冷却，再通过冷却降温后的冷却液冷却电池包，或者是通过电池冷却器对冷却液进行加热，再利用升温后的冷却液加热电池包。这种间接冷却或加热方式虽然能够满足对电池包的热管理要求，不过也存在电池包换热(冷却或加热)效率较低的不足。此外，现有车辆的热管理系统为实现较多工作模式，系统构成上往往会比较复杂，其会增加系统设计难度，且也不利于系统成本以及整车成本的降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆热管理系统，以能够提高电池包换热效率，并有助于降低系统成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆热管理系统，包括制冷剂回路和冷却液回路；

所述制冷剂回路包括压缩机、第一热交换器、第二热交换器、外部热交换器、双流体热交换器、内部热交换器、气液分离器和电池直冷直热板，所述冷却液回路包括水泵、散热器和车辆待冷却电气模块；

所述压缩机的出口并联有第一控制阀和第二控制阀，所述第一热交换器的一端连接所述第二控制阀，另一端连接有第一膨胀阀，所述第二热交换器的一端连接所述第一膨胀阀的出口，另一端通过第三膨胀阀与所述内部换热器中高压侧的一端连接，所述电池直冷直热板的一端并联有第三控制阀和第四控制阀，所述第三控制阀并联在所述第一膨胀阀的出口，所述第四控制阀与所述内部换热器中低压侧的一端连接，所述电池直冷直热板的另一端通过第二膨胀阀并联在所述第二热交换器和所述第三膨胀阀之间，所述双流体热交换器的一端与所述第一控制阀连接，另一端连接所述外部热交换器的一端，所述外部热交换器的另一端与所述内部换热器中高压侧的另一端连接，所述内部换热器中低压侧的另一端通过所述气液分离器连接所述压缩机的进口；

所述水泵的出口连接所述车辆待冷却电气模块，所述车辆待冷却电气模块的出口通过三通阀连接所述散热器的进口，所述散热器的出口连接所述水泵的进口，且所述双流体热交换器中的冷却液通道的一端与所述三通阀连接，另一端并联在所述散热器的进口。

进一步的，所述内部热交换器和所述气液分离器集成在一起，并构成气液分离装置；和/或，

所述车辆待冷却电气模块包括电机电控模块。

进一步的，所述制冷剂回路还包括第五控制阀；

所述第五控制阀的一端和所述第一控制阀并联，并与所述双流体热交换器连接，所述第五控制阀的另一端与所述第四控制阀并联，并与所述内部热交换器的低压侧连接。

进一步的，所述冷却液回路还包括散热风扇，所述散热器和所述外部热交换器共用所述散热风扇；和/或，

所述冷却液回路还包括溢水罐，所述溢水罐连接在所述散热器和所述水泵之间。

进一步的，所述车辆热管理系统处于单空调制冷模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述双流体热交换器，并与所述冷却液回路中的冷却液进行换热，接着制冷剂进入所述外部热交换器与外部空气进行换热，接着制冷剂经过所述内部热交换器的高压侧，并经所述第三膨胀阀节流后进入所述第二热交换器，对进入空调总成中的空气进行冷却，接着制冷剂经过所述内部热交换器的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着进入所述双流体热交换器中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器返回所述水泵。

进一步的，所述车辆热管理系统处于单电池制冷模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述双流体热交换器，并与所述冷却液回路中的冷却液进行换热，接着制冷剂进入所述外部热交换器与外部空气进行换热，接着制冷剂经过所述内部热交换器的高压侧，并经所述第三膨胀阀节流后进入所述电池直冷直热板，对电池包进行直接冷却，接着制冷剂经过所述内部热交换器的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着进入所述双流体热交换器中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器返回所述水泵。

进一步的，所述车辆热管理系统处于双制冷模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述双流体热交换器，并与所述冷却液回路中的冷却液进行换热，接着制冷剂进入所述外部热交换器与外部空气进行换热，接着制冷剂经过所述内部热交换器的高压侧，并经所述第三膨胀阀节流后分为两条支路，其中一条支路进入所述电池直冷直热板对电池包进行直接冷却，另一条支路进入所述第二热交换器对进入空调总成中的空气进行冷却，接着两条支路的制冷剂汇合后经过所述内部热交换器的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着进入所述双流体热交换器中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器返回所述水泵。

进一步的，所述车辆热管理系统处于热泵模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述第一热交换器，再经全开的所述第一膨胀阀进入所述第二热交换器，共同对空调总成中的空气进入加热，接着制冷剂经所述第三膨胀阀节流后进入所述内部热交换器的高压侧，并继续进入所述外部热交换器与外部空气进入换热，接着制冷剂经所述双流体热交换器进入所述内部热交换器的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经所述水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着经所述散热器散热后返回所述水泵。

进一步的，所述车辆热管理系统处于热泵+余热回收模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述第一热交换器，再经全开的所述第一膨胀阀进入所述第二热交换器，共同对空调总成中的空气进入加热，接着制冷剂经所述第三膨胀阀节流后进入所述内部热交换器的高压侧，并继续进入所述外部热交换器与外部空气进入换热，接着制冷剂经过所述双流体热交换器，吸收所述冷却液回路中冷却液的热量，并继续进入所述内部热交换器的低压侧对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经所述水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着进入所述双流体热交换器中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器返回所述水泵。

进一步的，所述车辆热管理系统处于热泵+电池加热模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述第一热交换器，再经全开的所述第一膨胀阀后分为两路，其中一路进入所述第二热交换器共同对空调总成中的空气进入加热，另一路进入所述电池直冷直热板对电池包加热直接加热，并经全开的所述第二膨胀阀后两条支路的制冷剂汇合，接着制冷剂经所述第三膨胀阀节流后进入所述内部热交换器的高压侧，并继续进入所述外部热交换器与外部空气进入换热，接着制冷剂经过所述双流体热交换器，吸收所述冷却液回路中冷却液的热量，并继续进入所述内部热交换器的低压侧对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经所述水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着进入所述双流体热交换器中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器返回所述水泵。

进一步的，所述车辆热管理系统处于直热除湿模式时，所述制冷剂回路中的制冷剂经所述压缩机压缩后进入所述第一热交换器，对流经所述第二热交换器的空气进行加热，接着制冷剂经所述第一膨胀阀节流后进入所述第二热交换器，对进入空调总成中的空气进入冷却抽湿，接着制冷剂经全开的所述第三膨胀阀进入所述内部热交换器的高压侧，并继续进入所述外部热交换器与外部空气进入换热，接着制冷剂经所述双流体热交换器进入所述内部热交换器的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器返回所述压缩机；

所述冷却液回路中的冷却液经所述水泵流出后进入所述车辆待冷却电气模块，接着冷却液经所述散热器返回所述水泵。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的车辆热管理系统，通过制冷剂回路中的压缩机、第一热交换器、第二热交换器、外部热交换器、双流体热交换器、内部热交换器、气液分离器和电池直冷直热板，以及冷却液回路中的水泵和散热器等的设置，并通过多个控制阀以及膨胀阀的控制连接，能够形成具有多种工作模式的热管理系统，其不仅结构构成上较为简单，有助于降低系统成本，同时通过采用电池直冷直热板，也能够经由制冷剂与电池包之间的直接热交换，提高与电池包之间的换热效率，有利于提高整车能比，从而具有很好的实用性。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，所述车辆中设有如上所述的车辆热管理系统。

本实用新型所述的车辆与上述车辆热管理系统具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统的构成示意图；

图2为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在单空调制冷模式下的回路示意图；

图3为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在单电池制冷模式下的回路示意图；

图4为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在双制冷模式下的回路示意图；

图5为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在热泵模式下的回路示意图；

图6为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在热泵+余热回收模式下的回路示意图；

图7为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在热泵+电池加热模式下的回路示意图；

图8为本实用新型实施例所述的车辆热管理系统在制热除湿模式下的回路示意图；

附图标记说明：

1、制冷剂回路；11、压缩机；12、第一热交换器；13、第二热交换器；14、外部热交换器；15、双流体热交换器；16、气液分离装置；17、第一控制阀；18、第二控制阀；19、第一膨胀阀；110、第三控制阀；111、第四控制阀；112、第二膨胀阀；113、第三膨胀阀；114、第五控制阀；115、内部热交换器；116、气液分离器；

2、冷却液回路；21、散热器；22、散热风扇；23、溢水罐；24、水泵；25、车辆待冷却电气模块；26、三通阀；27、三通。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，配合部件之间采用本领域常规连接结构进行连接便可。而且，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种车辆热管理系统，整体构成上，结合图1中所示，其包括制冷剂回路1和冷却液回路2。

其中，制冷剂回路1包括压缩机11、第一热交换器12、第二热交换器13、外部热交换器14、双流体热交换器15、内部热交换器115、气液分离器116和电池直冷直热板117。冷却液回路2包括水泵24、散热器21和车辆待冷却电气模块25。

而且，具体的，在制冷剂回路1中，压缩机1的出口并联有第一控制阀17和第二控制阀18，第一热交换器12的一端连接第二控制阀18，另一端连接有第一膨胀阀19，第二热交换器13的一端连接第一膨胀阀19的出口，另一端通过第三膨胀阀113与内部换热器115中高压侧的一端连接。

电池直冷直热板117的一端并联有第三控制阀110和第四控制阀111，第三控制阀110并联在第一膨胀阀19的出口，第四控制阀111与内部换热器115中低压侧的一端连接，电池直冷直热板117的另一端通过第二膨胀阀112并联在第二热交换器13和第三膨胀阀113之间。双流体热交换器15的一端与第一控制阀17连接，另一端连接外部热交换器14的一端，外部热交换器14的另一端与内部换热器115中高压侧的另一端连接，内部换热器115中低压侧的另一端通过气液分离器连接压缩机1的进口。

在冷却液回路2中，水泵24的出口连接车辆待冷却电气模块25，车辆待冷却电气模块25的出口通过三通阀26连接散热器21的进口，散热器21的出口连接水泵24的进口。而双流体热交换器15中的冷却液通道的一端与三通阀26连接，另一端经由三通27与三通阀26一起并联在散热器21的进口。

此外，在本实施例中，作为优选的实施形式，具体实施时，上述内部热交换器115和气液分离器116可集成在一起，并共同构成气液分离装置16。如此，可使得气液分离装置16为内部带有热交换器的气液分离结构，而有利于提升系统中部件的集成度，有助于热管理系统在整车中的布置。

本实施例中，优选的，应用该车辆热管理系统的车辆例如可为新能源车型，且由此，上述车辆待冷却电气模块25例如可包括车辆中的电机电控模块，以能够回收电机电控模块所产生的热量，而降低系统能耗。当然，除了包含电机电控模块，本实施例的车辆待冷却电气模块25还可进一步包括车辆中其它需进行冷却，并能够进行热量回收的电气设备。

仍如图1中所示，作为优选的实施形式，制冷剂回路1还包括有第五控制阀114。该第五控制阀114的一端和第一控制阀17并联，并与双流体热交换器15连接，第五控制阀114的另一端则与第四控制阀111并联，并与内部热交换器115的低压侧连接。

通过上述第五控制阀114的设置，其有助于增加本实施例的热管理系统的工作模式，由此可使得该热管理系统具有更好的使用效果。

作为优选的实施形式，继续参见图1中所示，本实施例的冷却液回路2还包括有散热风扇22，并且上述散热器21和外部热交换器14共用该散热风扇22，以能够满足散热器21和外部热交换器14与外界空气之间的热交换要求。而除了散热风扇22，本实施例的冷却液回路2还可进一步包括溢水罐23，该溢水罐23连接在散热器21和水泵24之间便可，且通过设置溢水罐23，能够维持冷却液回路2中冷却液的稳定，有利于保证冷却液回路2的正常工作。

值得说明的是，在本实施例的热管理系统中，上述制冷剂回路1中的制冷剂可采用现有车辆中常用的制冷剂产品，并且优选的，例如本实施例的制冷剂回路1中的制冷剂可采用CO₂制冷剂，其可使得本实施例的制冷剂回路1中形成CO₂制冷剂跨临界循环，而能够利用CO₂制冷剂更加安全、环保、高效的特点，提升热管理系统的工作性能。

另外，还需说明的是，具体实施时，上述各控制阀采用电控截止阀，上述各膨胀阀也采用电子膨胀阀便可。而上述第一热交换器12和第二热交换器13一般布置在车辆的空调总成中，上述电池直冷直热板117则采用设置在电池包中的供制冷剂流通的冷却板即可。

本实施例中，仍结合于图1中所示出的热管理系统的整体构成，具体工作时，其可具有的工作模式具体如下。

a.单空调制冷模式

当处于单空调制冷模式时，结合图2所示，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第一控制阀17、双流体热交换器15、外部热交换器14、第三膨胀阀113、第二热交换器13、第三控制阀110、第四控制阀111，以及带有内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17打开，第二控制阀18关闭，制冷剂通过第一控制阀17进入双流体热交换器15，并在此处与冷却液回路2的冷却液进行换热，接着制冷剂进入外部热交换器14与通过其中的外部空气进行换热。然后，制冷剂从外部热交换器14出来后经过气液分离装置16内内部热交换器115的高压侧，并通过与低压侧制冷剂换热进一步冷却。

此时，第三膨胀阀113处于节流状态，第二膨胀阀112关闭，制冷剂只能通过第三膨胀阀113节流降压后进入第二热交换器13，以对进入空调总成中的空气进行冷却，并且此时第一膨胀阀19关闭、第三控制阀110打开、第四控制阀111打开，因而制冷剂出来后经过第三控制阀110、第四控制阀111进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，并对高压制冷剂进行冷却。最后，制冷剂经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着进入双流体热交换器15中的冷却液通道，并与流经双流体热交换器15的制冷剂进行换热，接着冷却液经散热器21返回水泵24。

b.单电池制冷模式

当处于单电池制冷模式时，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第一控制阀17、双流体热交换器15、外部热交换器14、第三膨胀阀113、电池直冷直热板117、第四控制阀111，以及带有内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17打开，第二控制阀18关闭，制冷剂通过第一控制阀17进入双流体热交换器15，并在此处与冷却液回路2的冷却液进行换热。接着，制冷剂进入外部热交换器14与通过其中的外部空气进行换热。然后，制冷剂从外部热交换器4出来后经过气液分离装置16中内部热交换器115的高压侧，并通过与低压侧制冷剂换热进一步冷却。

此时，第三膨胀阀113处于节流状态，第二膨胀阀112打开，第二热交换器13后的第三控制阀110处于关闭状态，第二热交换器13所在的支路无法流通，因而制冷剂只能通过第三膨胀阀113节流降压后进入电池直冷直热板117，以对电池包进行直接冷却，并且此时第一膨胀阀19关闭、第三控制阀110关闭、第四控制阀111打开，由此制冷剂出来后经过第四控制阀111进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，并对高压制冷剂进行冷却。最后，制冷剂经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着进入双流体热交换器15中的冷却液通道，并与流经双流体热交换器15的制冷剂进行换热，接着冷却液经散热器21返回水泵24。

c.双制冷模式

当处于双制冷模式时，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第一控制阀17、双流体热交换器15、外部热交换器14、第三膨胀阀113、第二膨胀阀112、电池直冷直热板117、第二热交换器13、第三控制阀110、第四控制阀111，以及带有内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17打开，第二控制阀18关闭，制冷剂通过第一控制阀17进入双流体热交换器15，并在此处与冷却液回路2的冷却液进行换热，接着制冷剂进入外部热交换器14与通过其中的外部空气进行换热冷却。然后，制冷剂从外部热交换器4出来后经过气液分离装置16中内部热交换器115的高压侧，并通过与低压侧制冷剂换热进一步冷却。

此时，第三膨胀阀113处于节流状态，制冷剂通过第三膨胀阀113节流降压后分为两条支路，其中一条支路进入电池直冷直热板117对电池包进行直接冷却，另一条支路进入第二热交换器13对进入空调总成中的空气进行冷却。并且此时第一膨胀阀19关闭、第三控制阀110打开、第四控制阀111打开，由此，第二热交换器13所在支路的制冷剂出来后经第三控制阀110与电池直冷直热板117所在支路的制冷剂汇合，并继续经过第四控制阀111进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，且对高压制冷剂进行冷却。最后，制冷剂经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着进入双流体热交换器15中的冷却液通道，并与流经双流体热交换器15的制冷剂进行换热，接着冷却液经散热器21返回水泵24。

另外，值得注意的是，在制冷剂回路1中，第二热交换器13所在支路与电池直冷直热板117所在支路的制冷剂流量可根据第二膨胀阀112的开度进行调节。第二膨胀阀112开度小，电池直冷直热板117所在支路的制冷剂流量就相对第二热交换器13所在的支路少，第二膨胀阀112开度大，电池直冷直热板117所在支路的制冷剂流量和第二热交换器13所在的支路的流量就相对平均。如此，可实现对车舱制冷以及电池包制冷的调节。

d.热泵模式

当处于热泵模式时，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第二控制阀18、第一热交换器12、第一膨胀阀19、第二热交换器13、第三膨胀阀113、外部热交换器14、双流体热交换器15，以及带内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17关闭，第二控制阀18打开，制冷剂通过第二控制阀18进入第一热交换器12，对从第二热交换器13吹出的空气进行加热，再经全开的第一膨胀阀19进入第二热交换器13对进入空调总成中的冷空气进行预加热，由此可利用第一热交换器12和第二热交换器13共同加热空调总成中的空气。

此时，第三控制阀110、第二膨胀阀112为关闭状态，第三膨胀阀113为节流状态，制冷剂继续通过第三膨胀阀113节流降压后，再经过气液分离装置16中的内部热交换器115后进入外部热交换器14，并与通过其中的外部空气进行换热，以使制冷剂吸热蒸发。由于此时车辆待冷却电气模块25的温度不够进行余热回收，因而该模式下双流体热交换器15不进行热交换，制冷剂从双流体热交换器15出来后进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，最后再经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着经散热器21散热后返回水泵24。

e.热泵+余热回收模式

当处于热泵+余热回收模式时，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第二控制阀18、第一热交换器12、第一膨胀阀19、第二热交换器13、第三膨胀阀113、外部热交换器14、双流体热交换器15、第五控制阀114，以及带内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17关闭，第二控制阀18打开，制冷剂通过第二控制阀18进入第一热交换器12，以对从第二热交换器13吹出的空气进行加热，再经全开的第一膨胀阀19进入第二热交换器13对进入空调总成中的冷空气进行预加热，由此可利用第一热交换器12和第二热交换器13共同加热空调总成中的空气。

此时，第三控制阀110、第二膨胀阀112为关闭状态，第三膨胀阀113为节流状态，制冷剂继续通过第三膨胀阀113节流降压后经气液分离装置16中的内部热交换器115进入外部热交换器14，并与通过其中的外部空气进行换热，以使制冷剂吸热蒸发。由于此时车辆待冷却电气模块25的温度达到阈值可以进行余热回收，故双流体热交换器15可与冷却液回路2中的车辆待冷却电气模块25串联进行热交换，以吸收车辆待冷却电气模块25产生的多余热量。吸热后的制冷剂从双流体热交换器15出来后，经第五控制阀114进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，最后再经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着进入双流体热交换器15中的冷却液通道，并与流经双流体热交换器15的制冷剂进行换热，接着冷却液经散热器21返回水泵24。

f.热泵+电池加热模式

当处于热泵+电池加热模式时，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第二控制阀18、第一热交换器12、第一膨胀阀19、第二热交换器13、第三控制阀110、电池直冷直热板117、第二膨胀阀112、第三膨胀阀113、外部热交换器14、双流体热交换器15、第五控制阀114，以及带有内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17关闭，第二控制阀18打开，制冷剂通过第二控制阀18进入第一热交换器12对从第二热交换器13吹出的空气进行加热而冷却。由于第一膨胀阀19、第三控制阀110、第二膨胀阀112为全开状态，制冷剂经全开的第一膨胀阀19后分为两条支路，其中一条支路进入第二热交换器13对进入空调总成中的冷空气进行预加热、另一条支路经全开的第三控制阀110进入电池直冷直热板117对整车动力电池包进行加热。

接着，电池直冷直热板117所在支路的制冷剂出来后经全开的第二膨胀阀112与第二热交换器13所在支路的制冷剂汇合，并继续通过第三膨胀阀113节流降压，然后再经过气液分离装置16中的内部热交换器115进入外部热交换器14，以与通过其中的外部空气进行换热，使得制冷剂吸热蒸发。由于此时车辆待冷却电气模块25的温度达到阈值可以进行余热回收，双流体热交换器15便可与冷却液回路2中的车辆待冷却电气模块25串联进行热交换，以吸收车辆待冷却电气模块25的多余热量，吸热后的制冷剂从双流体热交换器15出来后经第五控制阀114进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，最后再经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着进入双流体热交换器15中的冷却液通道，并与流经双流体热交换器15的制冷剂进行换热，接着冷却液经散热器21返回水泵24。

g.制热除湿模式

当处于制热除湿模式时，系统回路主要包括制冷剂回路1中的压缩机11、第二控制阀18、第一热交换器12、第一膨胀阀19、第二热交换器13、第三膨胀阀113、外部热交换器14、双流体热交换器15、第五控制阀114，以及带有内部热交换器115的气液分离装置16。

此外，系统回路还包括冷却液回路2中的散热器21、散热风扇22、溢水罐23、水泵24、车辆待冷却电气模块25和三通阀26。

其中，在制冷剂回路1中，制冷剂气体经过压缩机11压缩后，此时第一控制阀17关闭，第二控制阀18打开，制冷剂通过第二控制阀18进入第一热交换器12，以对从第二热交换器13吹出的空气进行加热。此时第一膨胀阀19为节流状态，制冷剂经第一膨胀阀19节流降压后进入第二热交换器13，对进入空调总成中的潮湿空气进行冷却抽湿。而后，制冷剂通过全开的第三膨胀阀113，以及气液分离装置16中的内部热交换器115进入外部热交换器14后，并与通过其中的外部空气进行换热，使得制冷剂吸热蒸发。然后，制冷剂从双流体热交换器15出来后经第五控制阀114进入气液分离装置16中内部热交换器115的低压侧，最后再经过气液分离器116返回压缩机11。

在冷却液回路2中，冷却液经水泵24流出后进入车辆待冷却电气模块25，接着冷却液经散热器21返回水泵24。

另外，值得说明的是，本模式下也可根据车辆待冷却电气模块25的温度判断是否使得双流体热交换器15与冷却液回路2中的车辆待冷却电气模块25串联进行热交换，以能够回收车辆待冷却电气模块25的热量。

本实施例的车辆热管理系统，采用如上构成，通过制冷剂回路1中的压缩机11、第一热交换器12、第二热交换器13、外部热交换器14、双流体热交换器15、内部热交换器115、气液分离器116和电池直冷直热板，以及冷却液回路2中的水泵24和散热器21等的设置，并通过多个控制阀以及膨胀阀的控制连接，能够形成具有制冷、热泵、余热回收以及除湿多种工作模式的热管理系统，其不仅结构构成上较为简单，有助于降低系统成本，同时通过采用电池直冷直热板，也能够经由制冷剂与电池包之间的直接热交换，提高与电池包之间的换热效率，有利于提高整车能比，进而具有很好的实用性。

实施例二

本实施例涉及一种车辆，该车辆中设有实施例一中的车辆热管理系统。

本实施例的车辆设置实施例一中的车辆热管理系统，有助于降低系统成本及整车成本，同时也能够经由制冷剂与电池包之间的直接热交换，提高与电池包之间的换热效率，有利于提高整车能比，而具有很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种车辆热管理系统，其特征在于：

包括制冷剂回路(1)和冷却液回路(2)；

所述制冷剂回路(1)包括压缩机(11)、第一热交换器(12)、第二热交换器(13)、外部热交换器(14)、双流体热交换器(15)、内部热交换器(115)、气液分离器(116)和电池直冷直热板(117)，所述冷却液回路(2)包括水泵(24)、散热器(21)和车辆待冷却电气模块(25)；

所述压缩机(11)的出口并联有第一控制阀(17)和第二控制阀(18)，所述第一热交换器(12)的一端连接所述第二控制阀(18)，另一端连接有第一膨胀阀(19)，所述第二热交换器(13)的一端连接所述第一膨胀阀(19)的出口，另一端通过第三膨胀阀(113)与所述内部热交换器(115)中高压侧的一端连接，所述电池直冷直热板(117)的一端并联有第三控制阀(110)和第四控制阀(111)，所述第三控制阀(110)并联在所述第一膨胀阀(19)的出口，所述第四控制阀(111)与所述内部热交换器(115)中低压侧的一端连接，所述电池直冷直热板(117)的另一端通过第二膨胀阀(112)并联在所述第二热交换器(13)和所述第三膨胀阀(113)之间，所述双流体热交换器(15)的一端与所述第一控制阀(17)连接，另一端连接所述外部热交换器(14)的一端，所述外部热交换器(14)的另一端与所述内部热交换器(115)中高压侧的另一端连接，所述内部热交换器(115)中低压侧的另一端通过所述气液分离器连接所述压缩机(11)的进口；

所述水泵(24)的出口连接所述车辆待冷却电气模块(25)，所述车辆待冷却电气模块(25)的出口通过三通阀(26)连接所述散热器(21)的进口，所述散热器(21)的出口连接所述水泵(24)的进口，且所述双流体热交换器(15)中的冷却液通道的一端与所述三通阀(26)连接，另一端并联在所述散热器(21)的进口。

2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述内部热交换器(115)和所述气液分离器(116)集成在一起，并构成气液分离装置(16)；和/或，

所述车辆待冷却电气模块(25)包括电机电控模块。

3.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述制冷剂回路(1)还包括第五控制阀(114)；

所述第五控制阀(114)的一端和所述第一控制阀(17)并联，并与所述双流体热交换器(15)连接，所述第五控制阀(114)的另一端与所述第四控制阀(111)并联，并与所述内部热交换器(115)的低压侧连接。

4.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述冷却液回路(2)还包括散热风扇(22)，所述散热器(21)和所述外部热交换器(14)共用所述散热风扇(22)；和/或，

所述冷却液回路(2)还包括溢水罐(23)，所述溢水罐(23)连接在所述散热器(21)和所述水泵(24)之间。

5.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于单空调制冷模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述双流体热交换器(15)，并与所述冷却液回路(2)中的冷却液进行换热，接着制冷剂进入所述外部热交换器(14)与外部空气进行换热，接着制冷剂经过所述内部热交换器(115)的高压侧，并经所述第三膨胀阀(113)节流后进入所述第二热交换器(13)，对进入空调总成中的空气进行冷却，接着制冷剂经过所述内部热交换器(115)的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着进入所述双流体热交换器(15)中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器(15)的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器(21)返回所述水泵(24)。

6.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于单电池制冷模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述双流体热交换器(15)，并与所述冷却液回路(2)中的冷却液进行换热，接着制冷剂进入所述外部热交换器(14)与外部空气进行换热，接着制冷剂经过所述内部热交换器(115)的高压侧，并经所述第三膨胀阀(113)节流后进入所述电池直冷直热板(117)，对电池包进行直接冷却，接着制冷剂经过所述内部热交换器(115)的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着进入所述双流体热交换器(15)中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器(15)的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器(21)返回所述水泵(24)。

7.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于双制冷模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述双流体热交换器(15)，并与所述冷却液回路(2)中的冷却液进行换热，接着制冷剂进入所述外部热交换器(14)与外部空气进行换热，接着制冷剂经过所述内部热交换器(115)的高压侧，并经所述第三膨胀阀(113)节流后分为两条支路，其中一条支路进入所述电池直冷直热板(117)对电池包进行直接冷却，另一条支路进入所述第二热交换器(13)对进入空调总成中的空气进行冷却，接着两条支路的制冷剂汇合后经过所述内部热交换器(115)的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着进入所述双流体热交换器(15)中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器(15)的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器(21)返回所述水泵(24)。

8.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于热泵模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述第一热交换器(12)，再经全开的所述第一膨胀阀(19)进入所述第二热交换器(13)，共同对空调总成中的空气进入加热，接着制冷剂经所述第三膨胀阀(113)节流后进入所述内部热交换器(115)的高压侧，并继续进入所述外部热交换器(14)与外部空气进入换热，接着制冷剂经所述双流体热交换器(15)进入所述内部热交换器(115)的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经所述水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着经所述散热器(21)散热后返回所述水泵(24)。

9.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于热泵+余热回收模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述第一热交换器(12)，再经全开的所述第一膨胀阀(19)进入所述第二热交换器(13)，共同对空调总成中的空气进入加热，接着制冷剂经所述第三膨胀阀(113)节流后进入所述内部热交换器(115)的高压侧，并继续进入所述外部热交换器(14)与外部空气进入换热，接着制冷剂经过所述双流体热交换器(15)，吸收所述冷却液回路(2)中冷却液的热量，并继续进入所述内部热交换器(115)的低压侧对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经所述水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着进入所述双流体热交换器(15)中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器(15)的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器(21)返回所述水泵(24)。

10.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于热泵+电池加热模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述第一热交换器(12)，再经全开的所述第一膨胀阀(19)后分为两路，其中一路进入所述第二热交换器(13)共同对空调总成中的空气进入加热，另一路进入所述电池直冷直热板(117)对电池包加热直接加热，并经全开的所述第二膨胀阀(112)后两条支路的制冷剂汇合，接着制冷剂经所述第三膨胀阀(113)节流后进入所述内部热交换器(115)的高压侧，并继续进入所述外部热交换器(14)与外部空气进入换热，接着制冷剂经过所述双流体热交换器(15)，吸收所述冷却液回路(2)中冷却液的热量，并继续进入所述内部热交换器(115)的低压侧对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经所述水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着进入所述双流体热交换器(15)中的冷却液通道，并与流经所述双流体热交换器(15)的制冷剂进行换热，接着冷却液经所述散热器(21)返回所述水泵(24)。

11.根据权利要求3所述的车辆热管理系统，其特征在于：

所述车辆热管理系统处于直热除湿模式时，所述制冷剂回路(1)中的制冷剂经所述压缩机(11)压缩后进入所述第一热交换器(12)，对流经所述第二热交换器(13)的空气进行加热，接着制冷剂经所述第一膨胀阀(19)节流后进入所述第二热交换器(13)，对进入空调总成中的空气进入冷却抽湿，接着制冷剂经全开的所述第三膨胀阀(113)进入所述内部热交换器(115)的高压侧，并继续进入所述外部热交换器(14)与外部空气进入换热，接着制冷剂经所述双流体热交换器(15)进入所述内部热交换器(115)的低压侧，并对高压侧的制冷剂进行冷却，最后制冷剂经所述气液分离器(116)返回所述压缩机(11)；

所述冷却液回路(2)中的冷却液经所述水泵(24)流出后进入所述车辆待冷却电气模块(25)，接着冷却液经所述散热器(21)返回所述水泵(24)。

12.一种车辆，其特征在于：

所述车辆中设有权利要求1至11中任一项所述的车辆热管理系统。