CN222080491U - 热管理系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热管理系统和车辆，热管理系统包括：电池换热水路，电池换热水路和换热器的一端连通，换热器和空调系统换热；采暖水路，采暖水路的一端和冷凝器的一端连通，空调系统的制冷剂流经冷凝器；电机换热水路；第一控制阀，第一控制阀上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口和第五阀口，第一阀口和电机换热水路的另一端连通，第二阀口和散热器的另一端连通，第三阀口和换热器的一端连通，第四阀口和冷凝器的另一端连通，第五阀口和采暖水路的另一端连通；冷凝器可和散热器相串联，则空调系统部分热量经由冷凝器内的冷却液流经散热器，散热器辅助空调系统散热，提升空调系统的冷却能力。

Description

热管理系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种热管理系统和车辆。

背景技术

纯电动汽车各系统及其零部件由于属性、设计需求不同，均具有不同的最佳工作温度区间，故需借助外界辅助手段，将各零部件维持在适宜的温度范围，确保零部件的正常、稳定、高效工作以及乘员舱满足乘客的舒适度需求。

随着我国纯电动汽车行业的迅速发展，整车控制系统集成度越来越高，800V高压系统效率更高、充电更快，热管理系统亦向着高效、节能的方向不断进步。热泵系统已得到普及应用，电机废热得到合理利用，电池冷却、加热方式多样化，最终导致各车型的热管理系统架构呈现出复杂化、多样化。例如，部分车型已应用空调制冷剂直接冷却电池技术，但为了提高电机废热利用率，原用于电池冷却的chiller并未优化，反被重新纳入热泵系统，整车成本未尝得到优化。

相关技术中，车辆快充时导致电池在较短的时间内，产生更多的充电废热急需散出，尤其在高温环境下，仅靠单一风冷冷凝器难以同时满足乘员舱和电池的双制冷需求。

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，本实用新型提出了一种热管理系统，冷凝器可与散热器串联，空调系统部分热量经由冷凝器内的冷却液流经散热器，散热器辅助空调系统散热，提升空调系统的冷却能力。

本实用新型还提出了一种车辆。

根据本实用新型第一方面实施例的热管理系统，包括：电池换热水路，所述电池换热水路和换热器的一端连通，所述换热器和空调系统换热；采暖水路，采暖水路的一端和冷凝器的一端连通，所述空调系统的制冷剂流经所述冷凝器；电机换热水路，所述电机换热水路的一端和所述散热器的一端连通；第一控制阀，所述第一控制阀上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口和第五阀口，所述第一阀口和所述电机换热水路的另一端连通，所述第二阀口和散热器的另一端连通，所述第三阀口和所述换热器的一端连通，所述第四阀口和所述冷凝器的另一端连通，所述第五阀口和所述采暖水路的另一端连通；所述第二阀口和所述第四阀口连通时，所述冷凝器和所述散热器相串联。

根据本实用新型实施例的热管理系统，冷凝器可与散热器串联，空调系统部分热量经由冷凝器内的冷却液流经散热器，散热器辅助空调系统散热，提升空调系统的冷却能力。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统还包括：第二控制阀，所述第二控制阀设置有第六阀口、第七阀口、第八阀口、第九阀口和第十阀口，所述第六阀口和所述电池换热水路的另一端连通，所述第七阀口和所述电池换热水路的一端连通，所述第八阀口和所述采暖水路的一端连通，第九阀口和所述电机换热水路的一端连通，所述第十阀口和所述换热器的另一端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统还包括：第一单向阀，所述第一单向阀的一端和所述电池换热水路的一端连通且另一端和所述换热器的一端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统还包括：第二单向阀，所述第二单向阀的一端和所述采暖水路的一端连通且另一端和所述冷凝器的一端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统，还包括：第一换热水路，所述第一换热水路的一端连接在所述第二单向阀和所述冷凝器之间且另一端和所述电池换热水路的一端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统还包括：第二换热水路，所述第二换热水路包括：冷凝器和第一水泵，所述第二换热水路的一端与所述第二单向阀的另一端和所述第一换热水路的一端连通，所述第二换热水路的另一端与所述第四阀口连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统还包括：第三换热水路，所述第三换热水路的一端和所述第七阀口连通，所述第三换热水路的另一端和所述电池换热水路的一端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述电池换热水路包括：电池和第二水泵，所述电池和所述第二水泵相串联；所述采暖水路包括：暖风芯体和电加热器，所述暖风芯体和所述电加热器相互串联。

根据本实用新型的一些实施例，所述热管理系统还包括：空调系统，所述空调系统包括：所述冷凝器、压缩机和蒸发器，所述冷凝器、所述压缩机和所述蒸发器相互串联。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括：所述热管理系统。

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是根据本实用新型实施例的热管理系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的热管理系统的第一模式的回路示意图；

图3是根据本实用新型实施例的热管理系统的第二模式的回路示意图；

图4是根据本实用新型实施例的热管理系统的第三模式的回路示意图；

图5是根据本实用新型实施例的热管理系统的第四模式的回路示意图；

图6是根据本实用新型实施例的热管理系统的第五模式的回路示意图；

图7是根据本实用新型实施例的热管理系统的第六模式的回路示意图；

图8是根据本实用新型实施例的热管理系统的第七模式的回路示意图。

附图标记：

100、热管理系统；

10、电池换热水路；11、电池；12、第二水泵；

20、采暖水路；21、电加热器；22、暖风芯体；

30、电机换热水路；31、电机；32、第三水泵；

41、散热器；42、换热器；

51、第一换热水路；52、第二换热水路；521、冷凝器；522、第一水泵；53、第三换热水路。

61、第一控制阀；62、第二控制阀；63、第一单向阀；64、第二单向阀；

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8描述根据本实用新型实施例的热管理系统100，还提出了一种包括上述热管理系统100的车辆。

如图1所示，热管理系统100包括：电池换热水路10、采暖水路20和电机换热水路30。电池换热水路10和换热器42的一端连通，换热器42和空调系统换热。换热器42在电池换热水路10吸收电池11的热量，并可以将电池11的热量经过空调系统放热，从而对电池11进行冷却。

以及，采暖水路20的一端和冷凝器521的一端连通，空调系统的制冷剂流经冷凝器521。冷凝器521为风冷冷凝器，冷凝器521在空调系统内流通有制冷剂，制冷剂可与换热器42内的冷却液换热；冷凝器521还流通有冷却液，冷却液将制冷剂的热量释放至采暖水路20。

如图1-图8所示，热管理系统100还包括：第一控制阀61，第一控制阀61上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口和第五阀口，第一阀口和电机换热水路30的另一端连通，第二阀口和散热器41的另一端连通，第三阀口和换热器42的一端连通，第四阀口和冷凝器521的另一端连通，第五阀口和采暖水路20的另一端连通。具体来说，第一阀口即图1-图8中的a口；第二阀口即图1-图8中的b口；第三阀口即图1-图8中的c口；第四阀口即图1-图8中的d口；第四阀口即图1-图8中的e口。

第一控制阀61可连通第一阀口和第五阀口以及第二阀口和第四阀口。电机换热水路30的一端和散热器41的一端连通，第一阀口和第五阀口连通时，电机换热水路30的另一端和采暖水路20的另一端连通；第二阀口和第四阀口连通时，散热器41的另一端和冷凝器521的另一端连通；又冷凝器521的一端和采暖水路20的一端连通，则冷凝器521、采暖水路20、电机换热水路30和散热器41形成串联回路。当车辆处于快充状态时，换热器42吸收电池换热水路10的热量，冷凝器521内的冷却液从冷凝器521流向散热器41，冷凝器521的部分热量可通过散热器41散热，即，散热器41可辅助冷凝器521散热，提升热管理系统100的冷却能力。

由此，当车辆处于快充状态时，电池11通过换热器42由空调系统进行冷却，空调系统部分热量经由冷凝器521释放至冷凝器521内流通的冷却液，冷凝器521与散热器41串联，实现散热器41辅助空调冷却功能，提升空调系统的冷却能力。

参照1-图8所示，热管理系统100还包括：第二控制阀62，第二控制阀62设置有第六阀口、第七阀口、第八阀口、第九阀口和第十阀口，第六阀口和电池换热水路10的另一端连通，第七阀口和电池换热水路10的一端连通，第八阀口和采暖水路20的一端连通，第九阀口和电机换热水路30的一端连通，第十阀口和换热器42的另一端连通。具体来说，第六阀口即图1-图8中的f口；第七阀口即图1-图8中的g口；第八阀口即图1-图8中的h口；第九阀口即图1-图8中的i口；第十阀口即图1-图8中的j口。

第二控制阀62连通第六阀口和第十阀口时，电池换热水路10和换热器42连通，则电池换热水路10和换热器42串联形成一个回路，换热器42可吸收电池11的热量冷却电池11或放出热量加热电池11。

如图1、图2和图8所示，热管理系统100还包括：第一单向阀63，第一单向阀63的一端和电池换热水路10的一端连通且另一端和换热器42的一端连通。具体来说，第一单向阀63具有第一进口和第一出口，第一进口与电池换热水路10的另一端连通，第一出口和换热器42的一端连通。第二控制阀62连通第六阀口和第十阀口时，从换热器42的另一端流出的冷却液在电池换热水路10吸收或放出热量，再经过第一单向阀63从电池换热水路10的另一端流向换热器42的一端，完成冷却液的在电池换热水路10和换热器42之间的循环。

如图1-图3、图5、图6和8所示，热管理系统100还包括：第二单向阀64，第二单向阀64的一端和采暖水路20的一端连通且另一端和冷凝器521的一端连通。具体来说，第二单向阀64具有第二进口和第二出口，第二进口和采暖水路20的一端连通，第二出口和冷凝器521的一端连通，则从采暖水路20流出的冷却液可单向流入冷凝器521。

参照图1、图4、图5和图7所示，热管理系统100，还包括：第一换热水路51，第一换热水路51的一端连接在第二单向阀64和冷凝器521之间且另一端和电池换热水路10的一端连通。冷却液可在电池换热水路10加热电池11，再从电池换热水路10的一端回流至冷凝器521。

根据图1-图8所示，热管理系统100还包括：第二换热水路52，第二换热水路52包括：冷凝器521和第一水泵522，第二换热水路52的一端与第二单向阀64的另一端和第一换热水路51的一端连通，第二换热水路52的另一端与第四阀口连通。具体来说，

结合图1、图3、图5和图6所示，热管理系统100还包括：第三换热水路53，第三换热水路53的一端和第七阀口连通，第三换热水路53的另一端和电池换热水路10的一端连通。第三换热水路53可与电池换热水路10、电机换热水路30、换热器42串联；第三换热水路53也可与电池换热水路10并联。

电池换热水路10包括：电池11和第二水泵12，电池11和第二水泵12相串联。具体来说，电池换热水路10包括：电池11和第二水泵12，电池11的一端和第二水泵12的一端连通，第二水泵12的另一端和换热器42连通，第二水泵12的另一端与控制阀连通。冷却液在第二水泵12的驱动下在电池换热水路10中流通，若电池换热水路10流通的冷却液高于电池11的温度，则冷却液加热电池11，若电池换热水路10流通的冷却液低于电池11的温度，则冷却电池11。

采暖水路20包括：暖风芯体22和电加热器21，暖风芯体22和电加热器21相互串联。暖风芯体22和电加热器21可以加热乘员舱或加热电池11。其中，电加热器2131可以为PTC。

热管理系统100还包括：空调系统，空调系统包括：冷凝器521、压缩机和蒸发器，冷凝器521、压缩机和蒸发器相互串联。如图1-图8所示，制冷剂回路为虚线所示的区域，冷凝器521内的制冷剂与换热器42的冷却液进行换热，从而制冷剂可吸收电池换热水路10或电机换热水路30的热量。制冷剂从压缩机流出，在冷凝器521处放热，放热完的制冷剂在蒸发器处吸热，最后回到压缩机，制冷时，制冷剂吸收乘员舱的热量，冷凝器521中流过的冷却液将热量放出至采暖水路20。

电机换热水路30包括：电机31和第三水泵32，电机换热水路30内流流通有冷却液，冷却液在第三水泵32的驱动下从电机换热水路30流向换热器42，再从换热器42流向电机换热水路30，实现冷却液的循环。若电机换热水路30流通的冷却液高于电机31的温度，则冷却液加热电机31，若电机换热水路30流通的冷却液低于电机31的温度，则冷却电机31。

下面结合图2-图8描述热管理系统100的七个模式。

第一模式：

如图2所示，第一控制阀61连通第一阀口和第二阀口且连通第四阀口和第五阀口，第二控制阀62连通第六阀口和第十阀口。散热器41和电机换热水路30串联，则电机换热水路30的热量通过散热器41散发；采暖水路20和冷凝器521串联，电池换热水路10和换热器42串联，换热器42内的冷却液流经电池换热水路10，吸收电池11的热量，冷凝器521在空调系统内流通有制冷剂，制冷剂可与换热器42内的冷却液换热，则电池11的热量被冷凝器521所吸收。同时实现散热器41冷却电机31和换热器42冷却电池11。

第二模式：

如图3所示，第一控制阀61连通第一阀口和第三阀口且连通第四阀口和第五阀口，第二控制阀62相互连通第六阀口、第七阀口和第八阀口且连通第九阀口和第十阀口，并且可调节第七阀口和第八阀口的流量。也就是说，电机换热水路30和换热器42串联，换热器42吸收电机换热水路30的热量，换热器42的冷却液再流向冷凝器521，冷凝器521吸收热量；采暖水路20的冷却液分成两部分，一部分经第二单向阀64流向冷凝器521，冷凝器521将吸收的热量放出至冷却液，从冷凝器521流出的冷却液经第四阀口和第五阀口回流至采暖水路20；另一部分冷却液经第八阀口流进，从第七阀口和第六阀口分别流经第三换热水路53和电池换热水路10，通过调节第八阀口和第七阀口的开口比例，由于采暖水路20流出的冷却液温度较高，因此将另一部分冷却液分别从第六阀口进入电池换热水路10和从第七阀口进入第三换热水路53，冷却液在电池换热水路10加热电池11后与第三换热水路53的冷却液汇合再回流至采暖水路20，

第三模式：

如图4所示，当乘员舱无采暖需求时，第一控制阀61连通第一阀口和第三阀口且连通第四阀口和第五阀口，第二控制阀62相互连通第六阀口和第八阀口且连通第九阀口和第十阀口。第二换热水路52、采暖水路20、电池换热水路10和第一换热水路51依次串联，实现热泵/PTC直接加热电池11。

第四模式：

如图5所示，当电池11无加热需求，单独开启空调采暖时。第一控制阀61连通第一阀口和第三阀口且连通第四阀口和第五阀口，第二控制阀62相互连通第六阀口和第七阀口且连通第九阀口和第十阀口。采暖水路20和第二换热水路52相互串联，加热乘员舱；并且可防止采暖水路20热量外泄至电池换热水路10。

第五模式：

如图6所示，当热泵关闭时，第一控制阀61连通第一阀口和第三阀口且连通第四阀口和第五阀口，第二控制阀62连通第六阀口和第十阀口且连通第七阀口和第九阀口。电机换热水路30、换热器42、电池换热水路10和第三换热水路53依次串联，通过电机31堵转产热或废热与电池11进行串联加热。

当电池11需要冷却，且乘员舱需要采暖时，亦可调节至第五模式状态，采暖水路20和第二换热水路52串联，通过换热器42同时吸收电池11、电机31废热，热量再经由冷凝器521释放至采暖水路20，实现动力系统的废热回收功能。

第六模式：

如图7所示，在低温环境下，电池11无需启动空调系统(换热器42)实施冷却。第一控制阀61连通第一阀口和第五阀口且连通第二阀口和第四阀口，第二控制阀62连通第一阀口和第三阀口，第二阀口、第四阀口和第五阀口互不相通。散热器41和电池11换热回路串联，使散热器41对电池11进行低温冷却。

第七模式：

如图8所示，在800V快充工况下，调节至第七模式。第一控制阀61连通第一阀口和第五阀口且连通第二阀口和第四阀口，第二控制阀62连通第一阀口和第五阀口，第二阀口、第三阀口和第四阀口互不相通。电池11通过换热器42由空调系统进行冷却，空调系统部分热量经由冷凝器521释放至冷凝器521内部流通的冷却液，冷凝器521与散热器41串联，实现散热器41辅助空调冷却功能，最大限度提升空调系统的冷却能力。

根据本实用新型第二方面实施例的车辆，包括：热管理系统100。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

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)

1.一种热管理系统，其特征在于，包括：

电池换热水路（10），所述电池换热水路（10）和换热器（42）的一端连通，所述换热器（42）和空调系统换热；

采暖水路（20），采暖水路（20）的一端和冷凝器（521）的一端连通，所述空调系统的制冷剂流经所述冷凝器（521）；

电机换热水路（30），所述电机换热水路（30）的一端和散热器（41）的一端连通；

第一控制阀（61），所述第一控制阀（61）上设置有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口和第五阀口，所述第一阀口和所述电机换热水路（30）的另一端连通，所述第二阀口和散热器（41）的另一端连通，所述第三阀口和所述换热器（42）的一端连通，所述第四阀口和所述冷凝器（521）的另一端连通，所述第五阀口和所述采暖水路（20）的另一端连通；

所述第二阀口和所述第四阀口连通时，所述冷凝器（521）和所述散热器（41）相串联。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，还包括：第二控制阀（62），所述第二控制阀（62）设置有第六阀口、第七阀口、第八阀口、第九阀口和第十阀口，所述第六阀口和所述电池换热水路（10）的另一端连通，所述第七阀口和所述电池换热水路（10）的一端连通，所述第八阀口和所述采暖水路（20）的一端连通，第九阀口和所述电机换热水路（30）的一端连通，所述第十阀口和所述换热器（42）的另一端连通。

3.根据权利要求2所述的热管理系统，其特征在于，还包括：第一单向阀（63），所述第一单向阀（63）的一端和所述电池换热水路（10）的一端连通且另一端和所述换热器（42）的一端连通。

4.根据权利要求3所述的热管理系统，其特征在于，还包括：第二单向阀（64），所述第二单向阀（64）的一端和所述采暖水路（20）的一端连通且另一端和所述冷凝器（521）的一端连通。

5.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，还包括：第一换热水路（51），所述第一换热水路（51）的一端连接在所述第二单向阀（64）和所述冷凝器（521）之间且另一端和所述电池换热水路（10）的一端连通。

6.根据权利要求5所述的热管理系统，其特征在于，还包括：第二换热水路（52），所述第二换热水路（52）包括：冷凝器（521）和第一水泵（522），所述第二换热水路（52）的一端与所述第二单向阀（64）的另一端和所述第一换热水路（51）的一端连通，所述第二换热水路（52）的另一端与所述第四阀口连通。

7.根据权利要求2所述的热管理系统，其特征在于，还包括：第三换热水路（53），所述第三换热水路（53）的一端和所述第七阀口连通，所述第三换热水路（53）的另一端和所述电池换热水路（10）的一端连通。

8.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述电池换热水路（10）包括：电池（11）和第二水泵（12），所述电池（11）和所述第二水泵（12）相串联；

所述采暖水路（20）包括：暖风芯体（22）和电加热器（21），所述暖风芯体（22）和所述电加热器（21）相互串联。

9.根据权利要求1所述的热管理系统，其特征在于，所述热管理系统（100）还包括：空调系统，所述空调系统包括：所述冷凝器（521）、压缩机和蒸发器，所述冷凝器（521）、所述压缩机和所述蒸发器相互串联。

10.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的热管理系统（100）。