用于车辆的集成热管理系统的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的集成热管理系统。

背景技术：

1、近期，由于内燃发动机车辆的环境问题，电动车辆作为一种环保型选择，正处在上升期。然而，与可以用来自发动机的废热对驾驶室进行预热而不需要用于加热的额外能量的常规内燃发动机车辆不同，不具有发动机并且相应地不具有热源的电动车辆需要能量来对驾驶室进行加热，这导致燃料效率降低。实际上，这缩短了电动车辆的驾驶里程，从而导致诸如需要频繁充电等不便。

2、另一方面，由于车辆电气化，不仅车辆的室内热管理，而且诸如高压电池和马达等电子部件的热管理也变得必要。即，在电动车辆的情况下，室内空间、电池和电子部件对于空气调节具有不同的需求，因此，需要一种可以独立地响应这些不同需求并有效地协作以尽可能节省能量的技术。因此，提出了车辆的集成热管理的概念，以通过在针对每种构造独立执行热管理的同时集成整体车辆热管理来提高热效率。

3、然而，常规的用于车辆的集成热管理系统的问题在于：在较低的室外温度条件下，由于制冷剂流量(flow rate)不足，因此操作热泵时的吸热效率降低。因此，需要提高电动车辆中的热泵的效率的技术。

4、在本背景技术部分中描述的内容仅用于理解本发明实施例的背景，而不应被视为对其对应于本领域普通技术人员已知的现有技术的承认。

技术实现思路

1、本发明涉及一种用于车辆的集成热管理系统。特定实施例涉及一种用于车辆的集成热管理系统，在该集成热管理系统中，实施应用热交换器的注气型热泵方法(gasinjection type heat pump method)以增加制冷剂流量，从而增加吸热效率。

2、因此，考虑到现有技术中出现的问题提出了本发明的实施例，并且本发明的实施例提供一种用于车辆的集成热管理系统，其中实施应用热交换器的注气热泵方法以增加制冷剂流量，从而增加吸热效率。

3、根据本发明的实施例，提供一种用于车辆的集成热管理系统，该系统包括：主制冷剂管路，在该主制冷剂管路中，制冷剂依次循环通过压缩机、内部冷凝器、室外热交换器和蒸发器；集成冷却器，在执行流过电池的第一冷却剂、流过电子部件的第二冷却剂与制冷剂之间执行热交换；注气制冷剂管路，基于制冷剂的流动方向从主制冷剂管路的内部冷凝器的下游点处分支，并且连接到压缩机；以及注气热交换器，在流过注气制冷剂管路的制冷剂与流过主制冷剂管路的制冷剂之间执行热交换。

4、在注气制冷剂管路中，膨胀阀可以设置在注气热交换器的上游点处，使得注气制冷剂管路中的制冷剂可以在膨胀状态下通过注气热交换器被供应到压缩机。

5、用于车辆的集成热管理系统可以进一步包括控制器，其通过控制压缩机和膨胀阀来控制制冷剂的流动和膨胀。

6、在非注气操作模式下，控制器可以阻止从内部冷凝器排出的制冷剂流入注气制冷剂管路，并使制冷剂流入主制冷剂管路。

7、在非注气操作模式下，控制器可以关闭注气制冷剂管路的膨胀阀，以阻止从内部冷凝器排出的制冷剂被引入注气制冷剂管路，并使其流向室外热交换器。

8、在注气操作模式下，控制器可以使从内部冷凝器排出的制冷剂中的一些流向注气制冷剂管路并使剩余的制冷剂流向主制冷剂管路，使得可以在从注气热交换器流向主制冷剂管路的制冷剂与流入注气制冷剂管路的制冷剂之间进行热交换。

9、在注气操作模式下，通过控制膨胀阀的打开程度，控制器可以使从内部冷凝器排出的制冷剂中的一些流向注气制冷剂管路，以通过膨胀阀膨胀，并且在注气热交换器中与主制冷剂管路的制冷剂进行热交换，使得制冷剂在已吸热状态(heat-absorbed state)下被供应到压缩机。

10、并联连接在室外热交换器与压缩机之间的分支制冷剂管路、并联连接在电池与散热器之间的第一分支制冷剂管路以及并联连接在电子部件与散热器之间的第二分支制冷剂管路可以通过集成冷却器，使得可以通过集成冷却器在制冷剂、第一冷却剂和第二冷却剂之间进行热交换。

11、在注气制冷剂管路中，膨胀阀可以设置在注气热交换器的上游点处，使得注气制冷剂管路中的制冷剂可以在膨胀状态下通过注气热交换器被供应到压缩机，并且注气热交换器可以被构造为使得第一分支冷却剂管路和第二分支冷却剂管路穿过注气热交换器，使得可以通过注气热交换器在通过注气热交换器流入主制冷剂管路的制冷剂、流入注气制冷剂管路的制冷剂、第一冷却剂和第二冷却剂之间进行热交换。

12、注气热交换器可以与集成冷却器一体形成。

13、可以通过依次堆叠第一流动板至第六流动板来构造与集成冷却器体形成的注气热交换器：主制冷剂管路中的制冷剂可以流过第一流动板；注气制冷剂管路的制冷剂可以被引入到第四流动板，可以通过第四流动板的内部，并且可以通过第二流动板排出；第一分支冷却剂管路的第一冷却剂可以被引入到第三流动板，可以流过第三流动板的内部，并且可以通过第五流动板排出；并且流入分支制冷剂管路的制冷剂可以流过第六流动板。

14、可以在主制冷剂管路的内部冷凝器与室外热交换器之间依次设置膨胀阀、注气热交换器和多路阀。

15、注气制冷剂管路可以在主制冷剂管路的内部冷凝器与膨胀阀之间的点处分支，并且可以通过多路阀连接到压缩机。

16、用于车辆的集成热管理系统可以进一步包括控制器，其通过控制压缩机、膨胀阀和多路阀来控制制冷剂的流动和膨胀，其中，在非注气操作模式下，控制器控制多路阀以使得从内部冷凝器排出的制冷剂可以流入主制冷剂管路而不被引入到注气制冷剂管路。

17、用于车辆的集成热管理系统可以进一步包括控制器，其通过控制压缩机、膨胀阀和多路阀来控制制冷剂的流动和膨胀，其中，在注气操作模式下，控制器控制可以多路阀以使从内部冷凝器排出的制冷剂中的一些流向注气制冷剂管路，并且使剩余的制冷剂流向主制冷剂管路，以使得在从注气热交换器流向主制冷剂管路的制冷剂与流入注气制冷剂管路的制冷剂之间进行热交换。

18、在注气操作模式下，在制冷剂通过膨胀阀膨胀之后，控制器可以控制将主制冷剂管路中的制冷剂引入到注气热交换器。

19、根据本发明的实施例，通过利用热交换器实施注气型热泵方法，可以增加车辆的集成热管理系统中的热泵系统中的制冷剂的流量，即使在低外部温度条件下也可以确保制冷剂流量，从而在车辆加热期间改善在热管理方面的能量效率。

技术特征：

1.一种用于车辆的集成热管理系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：膨胀阀，在所述注气热交换器的上游点处设置在所述注气制冷剂管路中，使得所述注气制冷剂管路中的制冷剂在膨胀状态下通过所述注气热交换器被供应到所述压缩机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，进一步包括：控制器，被构造为通过控制所述压缩机和所述膨胀阀来控制所述制冷剂的流动和膨胀。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，在非注气操作模式下，所述控制器阻止从所述内部冷凝器排出的制冷剂被引入所述注气制冷剂管路，并使所述制冷剂流入所述主制冷剂管路。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，在非注气操作模式下，所述控制器关闭所述注气制冷剂管路的膨胀阀，以阻止从所述内部冷凝器排出的制冷剂被引入所述注气制冷剂管路，并使从所述内部冷凝器排出的制冷剂流入所述室外热交换器。

6.根据权利要求3所述的系统，其中，在注气操作模式下，所述控制器使从所述内部冷凝器排出的制冷剂中的一些流向所述注气制冷剂管路，并使剩余的制冷剂流向所述主制冷剂管路，使得在从所述注气热交换器流向所述主制冷剂管路的制冷剂与流入所述注气制冷剂管路的制冷剂之间执行热交换。

7.根据权利要求3所述的系统，其中，在注气操作模式下，所述控制器通过控制所述膨胀阀的打开程度来使从所述内部冷凝器排出的制冷剂中的一些流向所述注气制冷剂管路以通过所述膨胀阀膨胀，并且在所述注气热交换器中与所述主制冷剂管路的制冷剂进行热交换，以使得制冷剂在热吸收状态下被供应到所述压缩机。

8.一种用于车辆的集成热管理系统，其特征在于，所述系统包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括：膨胀阀，在所述注气热交换器的上游点处设置在所述注气制冷剂管路中，使得所述注气冷剂管路中的制冷剂在膨胀状态下通过所述注气热交换器被供应到所述压缩机。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述注气热交换器被构造为使得所述第一分支冷却剂管路和所述第二分支冷却剂管路穿过所述注气热交换器，从而通过所述注气热交换器在通过所述注气热交换器流入所述主制冷剂管路中的制冷剂、流入所述注气制冷剂管路中的制冷剂、所述第一冷却剂和所述第二冷却剂之间执行热交换。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述注气热交换器与所述集成冷却器一体形成。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，通过依次堆叠第一流动板至第六流动板来构造与所述注气热交换器一体形成的所述集成冷却器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述主制冷剂管路中的制冷剂流过第一流动板，所述注气制冷剂管路的制冷剂被引入到第四流动板中，经过所述第四流动板的内部，并通过第二流动板排出，所述第一分支冷却剂管路的第一冷却剂被引入到第三流动板中，经过所述第三流动板的内部，并通过第五流动板排出，并且流入所述分支制冷剂管路中的制冷剂流过第六流动板。

14.一种用于车辆的集成热管理系统，其特征在于，所述系统包括：

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述注气制冷剂管路在所述主制冷剂管路的所述内部冷凝器与所述膨胀阀之间的点处分支，并且通过所述多路阀连接到所述压缩机。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，进一步包括：控制器，被构造为通过控制所述压缩机、所述膨胀阀和所述多路阀来控制制冷剂的流动和膨胀。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，在非注气操作模式下，所述控制器被构造为控制所述多路阀，使得从所述内部冷凝器排出的制冷剂流入所述主制冷剂管路中而不被引入所述注气制冷剂管路中。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，在注气操作模式下，所述控制器控制所述多路阀以使从所述内部冷凝器排出的制冷剂中的一些流到所述注气制冷剂管路，并且使剩余的制冷剂流到所述主制冷剂管路，从而在从所述注气热交换器流到所述主制冷剂管路的制冷剂与流入所述注气制冷剂管路的制冷剂之间进行热交换。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，在所述注气操作模式下，所述控制器在制冷剂通过所述膨胀阀膨胀之后，控制将所述主制冷剂管路中的制冷剂引入到所述注气热交换器中。

技术总结
本公开涉及用于车辆的集成热管理系统，其实施例包括：主制冷剂管路，被构造为使制冷剂依次循环通过压缩机、内部冷凝器、室外热交换器和蒸发器；集成冷却器，被构造为在流过电池的第一冷却剂、流过电子部件的第二冷却剂与制冷剂之间执行热交换；注气冷剂管路，基于制冷剂的流动方向从主制冷剂管路的内部冷凝器的下游点分支，并且连接到压缩机；以及注气热交换器，被构造为在流过注气制冷剂管路的制冷剂与流过主制冷剂管路的制冷剂之间执行热交换。

技术研发人员：李尚信,金钟元
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15