车辆用热管理系统的制作方法

本发明的实施例涉及一种热管理系统，更详细地，涉及一种由电能驱动的车辆的集成化热管理系统。

背景技术：

1、近来，由于化石燃料的枯竭和环境污染问题的出现，对环保车辆的需求正在大大凸显。由电能驱动的电动汽车(electric vehicle，ev)与现有的内燃机车辆不同，其不使用化石燃料，也不排放大气污染物和温室气体，因此作为下一代交通工具备受瞩目，开发也在加速推进。

2、与现有的内燃机车辆相比，电动汽车新搭载了电池、电机以及功率转换装置等部件，并且由于电流的流动，各部件都会产生热量。电动汽车的电池、电机等部件一旦暴露于高温或低温，其耐久性和性能就会下降，因此保持每个部件的适当温度非常重要，为此电动汽车必须配备热管理系统。

3、另一方面，现有的内燃机车辆将发动机产生的废热和运动能量用于车辆内部的制冷制热，因此，热管理不会给燃油效率产生大影响。相反，在电动汽车的情况下，加热器消耗的能量仅次于电机，因此在冬季边制热边行驶时，会大幅度减少行驶距离。尤其，当外部温度低时，电池的驱动效率会急剧降低，因此冬季行驶时需要进行加热(heating)以使电池的温度上升至最佳温度，并且为加热电池而消耗电能。

4、换言之，电动汽车在制冷和加热各部件时需要电能，并且制冷和冷却各部件时也消耗电能，因此与电池的容量相比，在热管理上使用相当多的能量。因此，开发适用于电动汽车的高效热管理系统是直接关系到电动汽车的耐久性和行驶距离的增加的一项必需课题。

5、适用于电动汽车的热管理系统需要主动热管理(active thermal management)以保持最适合于驱动的温度，并且重要的是对多个热管理对象的温度进行集成化管理的同时还需要独立控制各个热管理对象的温度。为实现这一点，需要开发一种与适用于现有的内燃机车辆的热管理系统完全不同的新的电动汽车辆用热管理系统。

6、另一方面，与热管理系统相关的最积极开发的技术之一是利用加热泵(heatpump)的技术。加热泵不仅通过输入的功能(work ene rgy)，还通过从外部热源吸收热能来一并提供，因此可减少升温所需的电能消耗。

7、随着电动汽车性能的提高，发热量会进一步增加，因此需要一种既能够控制增加的发热，还能减少能源使用的有效的热管理系统。此外，需要开发一种能够控制大幅温度变化的热管理系统，以使其在极限环境中也能够稳定驱动。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题

2、本发明的实施例旨在解决上述问题，目的在于提供一种车辆用热管理系统，其能够在加热泵利用流路调节阀部来改变制冷剂的循环流动，从而用简单的结构实现系统的冷却或加热。

3、此外，本发明的目的在于提供一种车辆用热管理系统，其能够根据对象的各种负载条件和操作条件来控制热管理对象的温度。

4、然而，这些问题仅为示例性的，本发明的范围不限于此。

5、技术方案

6、本发明的一个实施例提供一种车辆用热管理系统，其包括：压缩机，用于压缩制冷剂并以气态排出；第一流路调节阀部，通过第一流路连接到所述压缩机的出口端；第一热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，执行所述制冷剂与冷却水的热交换；第三热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，执行所述制冷剂与外部供应的流体的热交换；第二热交换器，配置于所述第一热交换器和所述第三热交换器之间，执行在所述第一热交换器与所述第三热交换器之间移动的第一制冷剂和在所述压缩机的输入端与所述第一流路调节阀部之间移动的第二制冷剂的热交换；膨胀阀部，配置于所述第二热交换器和所述第一热交换器之间，使流入的所述制冷剂膨胀并减压；以及控制部，以所述冷却水的温度为基准设定驱动模式，并控制所述第一流路调节阀部，以便根据所述驱动模式将从所述压缩机的出口端排出的所述制冷剂选择性地提供给所述第一热交换器或所述第三热交换器。

7、在本发明一实施例中，当驱动模式为加热模式时，所述控制部可控制第一流路调节阀部，以使所述制冷剂按照所述压缩机、所述第一热交换器、所述第三热交换器的顺序循环。

8、在本发明一实施例中，当驱动模式为冷却模式时，所述控制部可控制第一流路调节阀部，以使所述制冷剂按照所述压缩机、所述第三热交换器、所述第一热交换器的顺序循环。

9、在本发明一实施例中，还可包括：第一传感器部，配置于所述第一热交换器和所述膨胀阀部之间；以及第二传感器部，配置于所述膨胀阀部和所述第二热交换器之间。

10、在本发明一实施例中，所述控制部可基于所述第一传感器部和所述第二传感器部的感测值来控制所述第一热交换器的热交换热量。

11、在本发明一实施例中，还可包括：气液分离器，配置于所述压缩机的输入端和所述第二热交换器之间，在向所述压缩机的输入端提供的制冷剂中去除液体相。

12、本发明的另一个实施例提供一种车辆用热管理系统，其包括：冷却水循环线路，其经过热管理对象，并包括用于储存冷却水储水箱、冷却水泵、执行与所述冷却水和外部空气之间的热交换的散热器及第二流路调节阀部；制冷剂循环线路，其与所述冷却水循环线路连接，以执行所述冷却水和制冷剂的热交换；以及控制部，以所述冷却水的温度为基准设定驱动模式。所述制冷剂循环线路包括：压缩机，用于压缩所述制冷剂并以气态排出；第一流路调节阀部，通过第一流路连接到所述压缩机的出口端；第一热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，执行所述制冷剂与冷却水的热交换；第三热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，执行所述制冷剂与外部供应的流体的热交换；第二热交换器，配置于所述第一热交换器和所述第三热交换器之间，执行在所述第一热交换器与所述第三热交换器之间移动的第一制冷剂和在所述压缩机与所述第一流路调节阀部之间移动的第二制冷剂的热交换；以及膨胀阀部，配置于所述第二热交换器和所述第一热交换器之间，使流入的所述制冷剂膨胀并减压。所述第一流路调节阀部切换流路，以便根据所述驱动模式将从所述压缩机的出口端排出的所述制冷剂选择性地提供给所述第一热交换器或所述第三热交换器，所述第二流路调节阀部切换流路，以便根据所述控制部的控制信号选择性地避开所述散热器。

13、在本发明的另一个实施例中，当所述驱动模式为散热器循环模式时，所述控制部可控制所述第二流路调节阀部以使所述冷却水在所述散热器循环。

14、在本发明的另一个实施例中，所述冷却水循环线路还可包括：加热器，与所述第一热交换器连接。

15、在本发明的另一个实施例中，所述制冷剂循环线路还可包括：第一传感器部，配置于所述第一热交换器和所述膨胀阀部之间；以及第二传感器部，配置于所述膨胀阀部和所述第二热交换器之间。

16、在本发明的另一个实施例中，所述控制部可基于所述第一传感器部和所述第二传感器部的感测值来控制所述第一热交换器的热交换热量。

17、本发明的又一个实施例提供一种车辆用热管理系统，其包括：冷却水循环线路，其包括用于储存冷却水的储水箱、冷却水泵以及与所述冷却水泵连接的第三流路调节阀部；制冷剂循环线路，与所述冷却水循环线路连接，以执行所述冷却水和制冷剂的热交换；以及控制部，以所述冷却水的温度为基准设定驱动模式。所述制冷剂循环线路包括：压缩机，用于压缩所述制冷剂并以气态排出；第一流路调节阀部，通过第一流路连接到所述压缩机的出口端；第一热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，执行所述制冷剂与冷却水的热交换；第三热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，以执行所述制冷剂与外部供应的流体的热交换；第二热交换器，配置于所述第一热交换器和所述第三热交换器之间，执行在所述第一热交换器与所述第三热交换器之间移动的第一制冷剂和在所述压缩机与所述第一流路调节阀部之间移动的第二制冷剂的热交换；以及膨胀阀部，配置于所述第二热交换器和所述第一热交换器之间，使流入的所述制冷剂膨胀并减压。所述第一流路调节阀部切换流路，以便根据所述驱动模式将从所述压缩机的出口端排出的所述制冷剂选择性地提供给所述第一热交换器或所述第三热交换器，所述第三流路调节阀部将所述冷却水泵供应的所述冷却水供应到被分支的第一分支线路或第二分支线路。

18、在本发明的又一个实施例中，所述冷却水循环线路还可包括：所述第三传感器部，配置于第一分支线路上；以及第四传感器部，配置于所述第二分支线路上。

19、在本发明的又一个实施例中，所述控制部可基于所述第三传感器部和所述第四传感器部的感测值来控制所述第三流路调节阀部，从而调节提供给所述第一分支线路和所述第二分支线路的冷却水的量。

20、在本发明的又一个实施例中，所述制冷剂循环线路还可包括：第一传感器部，配置于所述第一热交换器和所述膨胀阀部之间；以及第二传感器部，配置于所述膨胀阀部和所述第二热交换器之间。

21、在本发明的又一个实施例中，所述控制部可基于所述第一传感器部、所述第二传感器部、所述第三传感器部或所述第四传感器部的感测值来控制所述第一热交换器的热交换热量。

22、本发明的又一个实施例提供一种车辆用热管理系统，其包括：冷却水循环线路，其包括用于储存冷却水的储水箱、与所述储水箱连接的第四流路调节阀部以及与所述第四流路调节阀部连接的第五流路调节阀部；制冷剂循环线路，其与所述冷却水循环线路连接，以执行所述冷却水和制冷剂的热交换；以及控制部，以所述冷却水的温度为基准设定驱动模式。所述制冷剂循环线路包括：压缩机，用于压缩所述制冷剂并以气态排出；第一流路调节阀部，通过第一流路连接到所述压缩机的出口端；第一热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，执行所述制冷剂与冷却水的热交换；第三热交换器，与所述第一流路调节阀部连接，以执行所述制冷剂和外部供应的空气或流体之间的热交换；第二热交换器，配置于所述第一热交换器和所述第三热交换器之间，执行在所述第一热交换器与所述第三热交换器之间移动的第一制冷剂和在所述压缩机与所述第一流路调节阀部之间移动的第二制冷剂的热交换；以及膨胀阀部，配置于所述第二热交换器和所述第一热交换器之间，使流入的所述制冷剂膨胀并减压。所述第一流路调节阀部切换流路，以便根据所述驱动模式将从所述压缩机的出口端排出的所述制冷剂选择性地提供给所述第一热交换器或所述第三热交换器，所述第四流路调节阀部切换流路，以使所述储水箱供应的所述冷却水选择性地避开第三分支线路，所述第五流路调节阀部切换流路，以使所述第四流路调节阀部供应的所述冷却水选择性地避开第四分支线路。

23、在本发明的又一个实施例中，所述制冷剂循环线路还可包括：第一传感器部，配置于所述第一热交换器和所述膨胀阀部之间；以及第二传感器部，配置于所述膨胀阀部和所述第二热交换器之间。

24、在本发明的又一个实施例中，所述控制部可基于所述第一传感器部、所述第二传感器部的感测值来控制所述第一热交换器的热交换热量。

25、在本发明的又一个实施例中，所述第三分支线路包括第五传感器部，所述第五传感器部经过第一热管理对象，并测量所述第一热管理对象的温度变化，所述第四分支线路包括第六传感器部，所述第五传感器部经过第二热管理对象，并测量所述第二热管理对象的温度变化，所述控制部基于所述第五传感器部和所述第六传感器部的感测值来控制所述第四流路调节阀部或所述第五流路调节阀部。

26、除了上述以外的其他方面、特征和优点将从附图、权利要求书和发明的详细说明变得明确。

27、有益效果

28、根据上述的解决本发明问题的手段，本发明的实施例可通过在制冷剂循环的流路上安装流路调节阀部来以最少的部件实现系统的冷却和加热，从而能够实现有效的热管理。

29、此外，本发明的实施例可通过使用一个通道的制冷剂循环流路来同时管理多个热管理对象，并且可独立控制各个对象，因此可以容易地进行集成化热管理。

30、此外，本发明的实施例在测量制冷剂循环流路上的温度后，通过此来计算并应用所需的热量，从而可以实现热管理系统的精确控制。

31、此外，本发明的实施例通过提供提高了热管理效率和集成控制力的热管理系统，从而还可应用于由电力驱动的大型机械、装置(例如，建设机械车辆、专用车辆、电力推进船舶等)。

32、当然，本发明的范围不受这些效果的限制。