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原文传递一种热管理系统及其新能源汽车

专利名称：	一种热管理系统及其新能源汽车
摘要：	本发明提供一种电动汽车热管理系统，及其控制方法、和汽车。空调系统由制冷剂循环系统和冷却液循环回路组成，该热管理系统能够实现夏季工况时同时对乘员舱和电池进行冷却、冬季制热供暖下同时对乘员舱和电池进行加热、制热除湿工况和除霜工况时同时对乘员舱进行加热和除霜，能够提高电动汽车综合热管理的能力，提高空调系统的制冷效率，缩短化霜时间，提高空调系统的舒适性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	珠海格力电器股份有限公司
发明人：	李潇;康宁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910444086.X
公开号：	CN110154683A
代理机构：	北京麦宝利知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	赵艳红
分类号：	B60H1/00(2006.01);B;B60;B60H;B60H1
申请人地址：	519070 广东省珠海市香洲区前山金鸡西路
主权项：	1.一种热管理系统，其设有第一流体循环系统和第二流体循环系统，其特征在于：所述第一流体循环系统包括压缩机(10)、车外换热器(40)、车内换热器(80)，第一中间换热器(20)、第一节流装置、第二节流装置、第三节流装置；所述第二流体循环系统包括暖风芯体(130)、电池冷却器(120)、第一中间换热器(20)、第一泵(150)、第二泵(140)；所述第一中间换热器(20)其内形成有第一流体流路和第二流体流路，所述第一流体流路在第一中间换热器内放热给第二流体流路；所述第一中间换热器其第一流体流路连接在压缩机的排气侧，并被可控地与所述压缩机、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、车外换热器流体连通形成不同的第一流体换热回路，其中与所述第三节流装置、第二节流装置、车内交换器、压缩机可形成第一流体A1换热回路，与所述第三节流装置、第一节流装置、车外热交换器、压缩机可形成第一流体A2回路，与所述车外换热器、第一节流装置、第二节流装置、车内换热器、压缩机可形成第一流体A3换热回路，其中第一流体A1换热回路中车内交换器起蒸发器作用；第一流体A2换热回路中车外换热器起蒸发器作用；第一流体A3换热回路中，车内换热器起蒸发器作用，车外换热器起冷凝器作用；所述第一中间换热器第二流体流路被可控地与所述暖风芯体、第一泵、电池冷却器流体连通形成不同的第二流体换热回路，其中与所述暖风芯体、第一泵流体连通可形成第二流体B1换热回路，与所述电池冷却器、第一泵流体连通可形成第二流体B2换热回路；在冬季制热供暖运行模式下，所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A2回路和第二流体B1回路、第二流体B2回路；在冬季制热除霜运行模式下，所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A3回路和第二流体B1回路；在冬季制热除湿运行模式下，所述电动汽车热管理系统被控制连通第一流体A1回路和第二流体B1回路。 2.如权利要求1所述的热管理系统，其特征在于：所述第一流体循环系统设有第一三通比例阀(30)，用于选择所述第一流体循环系统A1、A2、A3换热回路的开通；所述第二流体循环系统设有第二三通比例阀(170)，用于控制所述第二流体循环系统B1、B2换热回路的连通。 3.如权利要求2所述的热管理系统，其特征在于：所述第一流体循环系统设有第二控制阀(200)；所述第一中间换热器第一流体流路具有第一连接口(21)、第二连接口(22)，第二流体流路具有第四连接口(24)、第三连接口(23)；所述第一三通比例阀(30)具有第一连接口(31)、第二连接口(32)、第三连接口(33)；压缩机吸气口(12)设有吸气支路，吸气支路上设置气液分离器(210)，气液分离器(210)出口与压缩机吸气口(12)连接；所述压缩机排气口(11)与所述第一中间换热器(20)第一连接口(21)连接，第一中间换热器第二连接口(22)与所述第一三通比例阀(30)的第一连接口(31)连接，第一三通比例阀第三连接口(33)与第三节流装置(90)连接，第三节流装置(90)的另一端分成两个支路，第一支路(901)依次串接第二节流装置(70)和车内换热器(80)连接到气液分离器(210)入口侧的吸气支路C1点处，第二支路(902)依次串接第一节流装置(50)和车外换热器(40)连接到气液分离器(210)入口侧的吸气支路C2点处，所述C1点比C2点更靠近气液分离器(210)入口；所述压缩机吸气支路C1点与C2点之间设有第二控制阀(200)；第一三通比例阀第二连接口(32)通过一管路(903)流体连通压缩机吸气侧C2点；所述第二流体循环系统第一泵(150)连接第一中间换热器第四连接口(24)，第一中间换热器第三连接口(23)连接第二三通比例阀第一接口(171)，三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130)，暖风芯体(130)连接第一泵(150)；电池冷却板(120)连接三通比例阀第三接口(173)，第三控制阀(160)一端连接电池冷却板(120)，另一端连接暖风芯体(130)。 4.如权利要求1-3任一项所述的热管理系统，其特征在于：所述热管理系统还包括第二中间换热器(110)和第二泵(140)，所述第二中间换热器其内形成有第一流体流路和第二流体流路，两流路形成换热关系；所述第二中间换热器第二流路与第二泵(140)、所述电池冷却板(120)被可控地形成第二流体B3回路；所述第二中间换热器第一流路形成第一流体换热支路A4，其一端连接到所述压缩机吸气侧，另一端通过第二中间换热器第一流路入口端连接在车外换热器(40)与车内换热器(80)之间，所述第三节流装置(90)设置在该第一流体换热支路A4上，在夏季制冷运行模式下，该换热支路被开通。 5.如权利要求4所述的热管理系统，其特征在于：所述第二中间换热器形成有第三连接口(113)、第一连接口(111)、第二连接口(112)、第四连接口(114)；其中第二泵(140)连接电池冷却板(120)，电池冷却板(120)连接第二中间换热器(110)第三连接口(113)，第二中间换热器第四连接口(114)连接第二泵(140)；第三节流装置(90)与第一控制阀(100)连接，第一控制阀(100)与第二中间换热器第一连接口(111)连接，第二中间换热器第二连接口(112)与气液分离器(210)入口端连接；第一泵(150)连接第一中间换热器第四连接口(24)，第一中间换热器第三连接口(23)连接第二三通比例阀(170)第一接口(171)，第二三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130)，暖风芯体(130)连接第一泵(150)。 6.如权利要求1-5任一项所述的热管理系统，其特征在于：所述热管理系统还包括一闪发器(63)，其具有第一连接口(61)，第二连接口(62)，第三连接口(63)，第三连接口(63)为气体连接口与压缩机补气口连接，第二连接口(62)被可控地与第二节流装置(70)、车内换热器(80)连接，第一连接口(61)与第一节流装置(50)、车内换热器(40)连接。 7.权利要求1-6任一项所述的热管理系统，其特征在于：所述第一中间冷却器的第一流路出口侧串联一加热器，由此第二流体循环系统中第一中间换热器(20)第三连接口(23)连接加热器(180)，加热器(180)连接第一三通比例阀(170)第一接口(171)，第二三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130)，暖风芯体(130)连接第一泵(150)。 8.权利要求1-7任一项所述的热管理系统，其特征在于：所述第一流体为制冷剂，第二流体为冷却液。 9.权利要求1-8任一项所述的热管理系统，其特征在于：所述第二中间冷却器为电池板式换热器和第一中间冷却器为水冷冷凝器。 10.权利要求1-9任一项所述的热管理系统，其特征在于：车内换热器和暖风芯体位于HVAC空调箱内，车内换热器(80)位于风道上风侧、暖风芯体位于风道下风侧，通过风门以及风道的切换可以分配通过暖风芯体的空气比例，两者的热量通过HVAC空调箱的送风系统将热量传递到乘员舱内；电池冷却板(120)位于电池包周围。 11.一种电动汽车热管理系统，包括有制冷剂循环系统和冷却液循环系统，制冷剂循环系统由带中间补气增焓的压缩机(10)、水冷冷凝器(20)、第一三通比例阀(30)、车外换热器(40)、第一电子膨胀阀(50)、闪发器(60)、第二电子膨胀阀(70)、车内换热器(80)、第三电子膨胀阀(90)、第一电磁阀(100)、电池板式换热器(110)、第四电磁阀(190)、第二电磁阀(200)、气液分离器(210)以及连接它们的管路组成；压缩机排气口(11)与水冷冷凝器第一连接口(21)连接，水冷冷凝器第二连接口(22)与三通比例阀第一连接口(31)连接，第一三通比例阀第二连接口(32)分别与车外换热器(40)和第二电磁阀(200)连接，三通比例阀第三连接口(33)分别与第三电子膨胀阀(90)和第一电磁阀(100)连接，车外换热器(40)与第一电子膨胀阀(50)连接，第一电子膨胀阀(50)与闪发器第一连接口(61)连接，闪发器第二连接口(62)分别与第二电子膨胀阀(70)和第三电子膨胀阀(90)连接，第二电子膨胀阀(70)与车内换热器(80)连接，车内换热器(80)与气液分离器(210)连接，第二电磁阀(200)与气液分离器(210)连接，第三电子膨胀阀(90)与第一电磁阀(100)连接，第一电磁阀(100)与电池板式换热器第一连接口(111)连接，电池板式换热器第二连接口(112)与气液分离器(210)连接，气液分离器(210)与压缩机吸气口(12)连接，闪发器第三连接口(63)与第四电磁阀(190)连接，第四电磁阀(190)与压缩机补气口(13)连接；冷却液循环系统由电池冷却板(120)、暖风芯体(130)、第二泵(140)、第一泵(150)、第三电磁阀(160)、第二三通比例阀(170)、PTC液体加热器(180)、水冷冷凝器(20)、电池板式换热器(110)以及连接它们的管路组成，其中：第二泵(140)连接电池冷却板(120)，电池冷却板(120)连接电池板式换热器第三连接口(113)，电池板式换热器第四连接口(114)连接第二泵(140)；第一泵(150)连接水冷冷凝器第四连接口(24)，水冷冷凝器第三连接口(23)连接PTC液体加热器(180)，PTC液体加热器(180)连接第二三通比例阀第一接口(171)，第二三通比例阀第二接口(172)连接暖风芯体(130)，暖风芯体(130)连接第一泵(150)；电池冷却板(120)连接三通比例阀第三接口(173)，第三电磁阀(160)分别连接电池冷却板(120)和暖风芯体(130)；车内换热器和暖风芯体位于HVAC空调箱内，车内换热器(80)位于风道上风侧、暖风芯体位于风道下风侧，通过风门以及风道的切换可以分配通过暖风芯体的空气比例。 12.如权利要求11所述的电动汽车热管理系统，其特征在于：在冬季制热供暖工况下，本发明电动汽车热管理系统同时对乘员舱和电池进行加热，第一三通比例阀(30)第一接口(31)和三通比例阀第三接口(33)导通，第一电磁阀(100)关闭，第四电磁阀(190)打开，第二电磁阀(200)打开，第二电子膨胀阀(70)完全关闭，第二三通比例阀第一接口(171)到三通比例阀第二接口(172)和三通比例阀第二接口(173)的流量比例由乘员舱和电池芯体的实际加热需求决定，第三电磁阀(160)打开；高温高压的气态过热制冷剂从压缩机排气口(11)进入水冷冷凝器(20)冷凝成为过冷液体，然后经过第一三通比例阀(30)进入第三电子膨胀阀(90)节流成为气液两相的中压蒸汽进入闪发器(60)，气体经过第四电磁阀(190)回到压缩机补气口(13)，液体经过第一电子膨胀阀(50)再次节流成为气液两相的低压蒸汽，进入车外换热器(40)吸热蒸发成为过热的低压气体，经过第二电磁阀(200)进入气液分离器(210)，最后回到压缩机吸气口(12)。第一泵(150)将低温的冷却液泵入水冷冷凝器(20)吸收热量变成中温冷却液，再经过PTC液体加热器(180)加热成为高温冷却液，然后经第二三通比例阀(170)分别进入暖风芯体(130)和电池冷却板(120)放出热量成为低温冷却液，两端的流量比例由乘员舱和电池芯体的实际加热需求决定，低温冷却液回到第一泵(150)，以此完成一个乘员舱制热及电池加热循环。 13.如权利要求11-12任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于：在冬季制热除霜工况下，本发明电动汽车热管理系统同时对乘员舱进行加热和除霜，具体如下：第一三通比例阀第一接口(31)和(190)关闭，第三电磁阀(200)关闭，第二三通比例阀第一接口(171)到三通比例阀第二接口(172)的流量比例为100％，电磁阀(160)关闭；高温高压的气态过热制冷剂从压缩机排气口(11)依次通过水冷冷凝器(20)和第一三通比例阀(30)进入车外换热器(40)冷凝成为过冷液体，再依次经过第一电子膨胀阀(50)、闪发器(60)和第二电子膨胀阀(70)，进入车内换热器(80)吸热蒸发成为过热的低压气体，进入气液分离器(210)，最后回到压缩机吸气口(12)；第二电子水泵(150)将低温的冷却液泵入水冷冷凝器(20)收热量变成中温冷却液，再经过PTC液体加热器(180)加热为高温冷却液，然后经第二三通比例阀(170)进入暖风芯体(130)放出热量成为低温冷却液，回到第二电子水泵(150)；进入HVAC空调箱的空气先经过低温的车内换热器降温，然后再经过高温的暖风芯体加热，以此完成一个车外换热器除霜同时乘员舱加热循环。 14.如权利要求11-13任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于：在冬季制热除湿工况下，本发明电动汽车热管理系统同时对乘员舱进行加热和除湿，具体如下：第一三通比例阀第一接口(31)和第一三通比例阀第三接口(33)导通，第一电磁阀(100)关闭，第四电磁阀(190)关闭，第二电磁阀(200)关闭，三通比例阀第一接口(171)到三通比例阀第二接口(172)的流量比例为100％，第三电磁阀(160)关闭；高温高压的气态过热制冷剂从压缩机排气口(11)进入水冷冷凝器(20)冷凝成为过冷液体，然后经过第一三通比例阀(30)进入第三电子膨胀阀(90)和第二电子膨胀阀(70)节流成为气液两相的低压蒸汽，再经过车内换热器(80) 吸热蒸发成为过热的低压气体，进入气液分离器(210)，最后回到压缩机吸气口(12)；第一泵(150)将低温的冷却液泵入水冷冷凝器(20)吸收热量变成中温冷却液，再经过PTC液体加热器(180)加热为高温冷却液，然后经第二三通比例阀(170)进入暖风芯体(130)放出热量成为低温冷却液，回到第一泵(150)；进入HVAC空调箱的空气先经过低温的车内换热器降温除湿，然后再经过高温的暖风芯体加热，以此完成一个乘员舱制热除湿循环。 15.如权利要求11-14任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于：在夏季制冷工况下，本发明电动汽车热管理系统同时对乘员舱和电池进行冷却，具体如下：第一三通比例阀第一接口(31)和第一三通比例阀第二接口(32)导通，第一电磁阀(100)打开，第四电磁阀(190)打开，第二电磁阀(200)关闭，三通比例阀第一接口(171)到三通比例阀第二接口(172)的流量比例为100％，第三电磁阀(160)关闭；高温高压的气态过热制冷剂从压缩机排气口(11)进入水冷冷凝器(20)进行第一次冷凝，然后通过第一三通比例阀(30)进入车外换热器(40)冷凝成为过冷液体，经过第一电子膨胀阀(50)节流成为气液两相的中压蒸汽进入闪发器(60)，气体经过第四电磁阀(190)回到压缩机补气口(13)，液体分别经过第二电子膨胀阀(70)和第三电子膨胀阀(90)再次节流，成为气液两相的低压蒸汽，分别进入车内换热器(80)和电池板式换热器(110)吸热蒸发，成为过热的低压气体汇合到气液分离器(210)，最后回到压缩机吸气口(12)，以此完成一个乘员舱制冷循环；第一泵(150)将低温的冷却液泵入水冷冷凝器(20)吸收热量变成高温冷却液，然后经第二三通比例阀(170)进入暖风芯体(130)放出热量成为低温冷却液，这部分放出的热量可以用于调节HVAC空调箱的出风温度；第二泵(140)将低温的冷却液泵入电池冷却板(120)吸收电池芯体的热量变成高温冷却液，然后进入电池板式换热器(110)与低温的制冷剂换热放出热量，变成低温冷却液回到第二泵(140)，以此完成一个电池冷却循环。 16.一种新能源汽车，其具有权利要求1-15任一项所述的热管理系统。
所属类别：	发明专利