热管理系统以及喷射器的制作方法

本发明涉及一种应用于车辆的系统，具体涉及热管理系统以及应用于该热管理系统中的喷射器。

背景技术：

车辆的系统包括热管理系统，尤其是针对新能源汽车，需要对电池进行冷却以保证电池的工作性能，由于电池的工作温度需要在一定的范围内，为了保证电池工作在预定的工作温度范围内，背景技术中，通常采用一个与空调蒸发器并联的电池冷却器来冷却电池。由于电池冷却器与蒸发器并联于制冷系统中，电池冷却器的蒸发温度与空调蒸发器的蒸发温度一致，导致电池冷却器温度过低，对电池寿命和效率产生一定的影响。同时，在电动汽车冷却系统中，电池的冷却负荷往往高于空调蒸发器的冷却负荷，而且具备非常宽阔的负荷控制范围。

如何结合电池冷却、乘客舱冷却及高效的制冷系统，满足电动汽车高效热管理的需求，使电池工作在预定的温度范围是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热管理系统以及流量可调节的喷射器，使电池工作在预定的工作范围，并提高整个系统效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种热管理系统，所述热管理系统应用于新能源汽车，所述热管理系统包括压缩机、高压冷却器、蒸发器、电池冷却器、气液分离器以及喷射器，所述喷射器包括第一进口、第二进口以及出口，所述气液分离器包括第一接口、第二接口以及第三接口，所述第一接口为所述气液分离器的进口，所述第二接口和所述第三接口为所述气液分离器的出口；所述压缩机的出口与所述高压冷却器的进口连通，所述高压冷却器的出口与所述喷射器的第一进口连通，所述喷射器的出口与所述电池冷却器的进口连通，所述电池冷却器出口与所述气液分离器的第一接口连通，所述气液分离器的第二接口与所述压缩机的进口连通，所述气液分离器的第三接口与所述蒸发器连通，所述蒸发器出口与所述喷射器的第二进口连通，经第二进口进入喷射器的制冷剂和经所述第一进口进入所述喷射器的制冷剂混合并进入所述电池冷却器；所述喷射器包括阀体，所述阀体具有所述第一进口、所述第二进口、所述出口、第一进流通道、第二进流通道以及出口通道，所述出口通道包括混合部和扩散部，所述第一进口与所述第一进流通道连通，所述第二进口与所述第二进流通道连通，所述第一进流通道的制冷剂和所述第二进流通道的制冷剂在所述混合部混合，所述第一进口通道和所述混合部之间设置有节流喷射部，所述混合部通过所述扩散部与所述出口连通，靠近所述出口处的所述扩散部的流通截面积大于靠近所述混合部处的所述扩散部的流通截面积，所述出口通道在所述扩散部处的流动截面面积逐渐增加。

一种喷射器，包括阀体、阀座、阀针、转子组件以及定子组件，阀体成形有第一进口、第二进口、出口、第一进流通道、第二进流通道、安装腔以及出口流通通道，所述出口流道包括混合部和扩散部，所述第一进口与所述第一进流通道连通，所述第二进口与所述第二进流通道连通，所述混合部与所述第二进口通道通过安装腔连通，所述混合部与所述第一进流通道之间设置有节流喷射部，所述扩散部连通所述混合部和所述出口，所述阀座容置于所述安装腔，所述阀座相对于阀体固定设置，所述阀座成形有阀口，所述节流喷射部包括所述阀口，所述定子组件设置于所述转子组件外周，所述定子组件通电后，所述转子组件在所述定子组件产生的激励磁场中转动，所述转子组件带动所述阀针运动，所述阀针能够靠近或远离所述阀口运动，所述阀针能够控制所述阀口处的制冷剂的流通截面积，所述第二进流通道与所述出流通道的混合部连通，所述第一进流通道与所述出流通道能够通过所述阀口连通。

本发明提供的热管理系统以及喷射器，通过在热管理系统中设置喷射器，喷射器包括两个进口、一个出口以及出口通道，其中一个进口与高压冷却器的出口连通，其中一个进口与蒸发器的出口连通，使得两路制冷剂在混合部混合，可以使得制冷剂的压力提高，出口通道包括混合部以及扩散部，扩散部与电池冷却器连接，同时可以根据冷却的需要设计混合部以及扩散部，这样能够使得进入电池冷却器的制冷剂的温度高于蒸发器蒸发温度，有利于提高电池的换热效率和电池的寿命，并优化整个系统的效率。

【附图说明】

图1是热管理系统的一种系统连接示意图；

图2是图1中喷射器的一种轴测结构示意图；

图3是图2中喷射器的一种正视结构示意图；

图4是图3中喷射器的a-a截面的第一种结构示意图；

图5是图3中喷射器的a-a截面的第二种结构示意图；

图6是电池工作效率与工作温度的对应趋势示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

参见图1，本实施例中的热管理系统能够应用于新能源汽车，该热管理系统包括车厢空调部分和电池换热部分，一方面与车厢换热，另一方面与电池换热，当电池换热温度不合适时，将严重影响电池的寿命，这样通过一套热管理系统有利于使得电池工作在预定温度区域，进而有利于提高电池的换热效率和电池的寿命。

该热管理系统中流动的工作介质包括制冷剂，制冷剂包括二氧化碳、r134等，该热管理系统包括压缩机10、高压冷却器20、喷射器30、电池热交换器40、气液分离器50以及蒸发器60，其中蒸发器可与车厢换热，电池热交换器可与电池换热；喷射器30包括第一进口31、第二进口32以及出口33，气液分离器50包括第一接口501、第二接口502以及第三接口503，压缩机10的出口与高压冷却器20的进口连通，高压冷却器20的出口与喷射器30的第一进口31连通，喷射器30的出口33与电池冷却器40的进口连通，电池冷却器的出口与气液分离器50的第一接口501连通，气液分离器50的第二接口502与压缩机10的进口连通，气液分离器的第三接口503与蒸发器60的进口连通，蒸发器60的出口与喷射器30的第二进口32连通，经第二进口32进入喷射器30的制冷剂和通过第一进口31进入喷射器30的制冷剂混合并进入电池冷却器40。以上连通包括直接连通、通过管路连通，通过第三元件连通以及通过管路和第三元件连通。这样通过喷射器30连接空调系统和电池换热系统，在喷射器设置三个连通通道，可以减少阀件与管路件的连接，系统简化，同时喷射器实现流量调节，进而控制经过电池冷却器的压力，这样能够使得进入电池冷却器的制冷剂的温度能够在适当的范围内，有利于提高电池的换热效率和电池的寿命。其中电池换热系统包括电池热交换器，空调系统包括压缩机、高压冷却器、蒸发器、控制阀等，对于车厢的冷却可以通过本实施例中的蒸发器，也可以在高压冷却器和第一进口之间另外设置蒸发器用于车厢的冷却，本实施例中进入通过第一进口进入到喷射器的制冷剂只是其中的一个支路。

具体地，喷射器30包括阀体34，阀体34具有第一进口31、第二进口32、出口33、第一进流通道35、第二进流通道36以及出口通道37，出口通道37包括混合部371和扩散部372，第一进口31与第一进流通道35连通，第二进口32与第二进流通道36连通，第一进流通道35的制冷剂和第二进流通道36的制冷剂在混合部371混合，第一进流通道35和混合部371之间设置有节流喷射部357，混合部371的制冷剂经过扩散部372后与出口33连通，靠近出口33处的扩散部372的流通截面积大于靠近混合部371处的扩散部372的流通截面积，扩散部372的流通截面积逐渐增加。这样，可以根据冷却的需要设计混合部371以及扩散部372，本实施例中，混合部371的长度是扩散部372长度的两倍，扩散部372和出口33之间还包括缓冲部373，缓冲部373的内孔的直径与扩散部372末端的内孔的直径相同，缓冲部373的内孔的直径与出口的内孔径相同，这样，在确定蒸发器的换热情况以及节流后的过热度情况，有利于使得电池冷却器的温度在温度区间a-b之间，如图6所示，在该温度区间内，电池的工作效率较高；该温度区域a-b例如可以为18℃-35℃。

当然出口通道37也可以与阀体34分体设置，即单独设置出口管，出口管形成出口通道37，出口管与阀体34固定连接并密封连接，出口通道37连通安装腔39和缓冲腔373连通设置。当然也可以不设置缓冲器，缓冲腔主要为了减少与喷射器以外的零部件对接时对扩散部工作介质的影响。

本实施例中，电池热交换器40可靠近电池设置并通过制冷剂与电池直接进行热交换，当然也可以在电池热交换器40中设置两个通道，其中一个通道用于制冷剂流通，另一个通道用于冷却液的流通，制冷剂和冷却液在电池热交换40中进行热交换，冷却液与电池进行热交换。

热管理系统工作时，从压缩机10排出的高温高压制冷剂进入高压冷却器20，通过高压冷却器20的制冷剂被冷却，然后制冷剂通过喷射器30的第一进口31进入喷射器30，自喷射器30的出口32流出的制冷剂进入电池冷却器40，经过电池冷却器40的制冷剂通过气液分离器的第一接口501进入气液分离器50，在气液分离器50中，制冷剂分成气相制冷剂和液相制冷剂，气相制冷剂经过气液分离器的第二接口502被抽吸至压缩机10的进口，液相制冷剂经过气液分离器的第三接口503进入蒸发器60；流经蒸发器60的制冷剂通过喷射器的第二进口32进入喷射器30，通过喷射器的第二进口32进入喷射器30的制冷剂与通过第一进口31进入到喷射器30的制冷剂在混合部371混合，这样在混合部的制冷剂的温度由于经过蒸发器流路的混合，温度会比进入蒸发器的蒸发温度高，混合后的制冷剂经过扩散部372扩散，进入电池冷却器40。本实施例中，热管理系统还包括一控制阀38，控制阀38设置于蒸发器60和气液分离器50之间，通过该控制阀38控制该流路的通断以及流量的大小。特别需要指出的是，当电池负荷比较低或者没有负荷的时候，进入电池冷却器40的制冷剂蒸发量很小，或者没有发生换热，这不影响整个系统的运行，可以通过调节喷射器的第一进口的流量和进入蒸发器的控制阀流量来控制整个系统，实现系统的高效运行；同样，当空调蒸发器负荷比较低，或者没有负荷时，可以控制控制阀38的开度，减小或者关闭蒸发器流量，电池冷却器40的负荷通过喷射器30的第一进口流量来调节，这种热管理系统和可调喷射器的结构特别适合于电动汽车热管理系统的负荷特点和控制要求。

参见图2至图4，喷射器30包括控制部1、定子组件2、转子组件3、阀针4、阀座5、套筒6、连接板7以及阀体34，控制部1包括外壳11和控制板12，外壳11与定子组件2固定连接，本实施例中，外壳11的下壳体与定子组件2注塑固定，外壳11的上壳体与外壳11的下壳体通过超声波焊接或激光焊接，连接板7与定子组件2注塑固定，连接板7设置有连接孔，螺钉穿过连接孔与阀体34固定，进而定子组件2、控制部1与阀体34固定。控制板12设置于外壳11内腔，控制板12与定子组件2电连接并控制定子组件2的通电或断电。本实施例中，定子组件2设置于转子组件3的外周，套筒6将转子组件3和定子组件2隔离，转子组件3设置于套筒6内周，定子组件2设置于套筒6外周，转子组件3可以带动阀针4运动，阀座5相对阀体4固定设置，阀座5成形有阀口8，阀针4可以相对阀口8运动，阀针4能够调整阀口8处的流通截面积进而控制通过阀口8的制冷剂的流量。以上节流喷射部357包括阀口8。

控制部1还包括外接部13，通过外接部13电源以及信号与喷射器连接，外接部13包括插座131以及插针132，插针132设置于插座131内腔，本实施例中，外接部13设置于控制部1的下壳体的侧部，插针132呈l形，插针132的一端与电控板12电连接，插针132的另一端伸入插座132内腔，这样的插针起到一定缓冲作用，有利于减少车辆的震动对插针与电控板的连接可靠性的影响。

参见图4，阀体34还成形有安装腔，阀座5容置于安装腔，阀座5包括限位部51、第一侧壁52以及第二侧壁53，第一侧壁52自限位部51向限位部51的一侧延伸，第二侧壁53自限位部向限位部51的另一侧延伸，即第一侧壁52和第二侧壁53相对于限位部向限位部51的两个不同方向延伸；限位部51相对于阀体34固定，第一进流通道35的出口位于限位部51一侧，第二进流通道36的出口位于限位部51的另一侧，限位部51和阀体34相对固定并在限位部51和阀体34之间的连接部设置有密封圈345；限位部51将安装腔分隔为第一腔体391和第二腔体392，第一腔体391与第一进流通道35连通，第二腔体392与第二进流通道36连通，第一腔体391和第二腔体392可通过阀口8连通。具体地，第一侧壁52自限位部51向第一腔体391延伸，第二侧壁53自限位部51向第二腔体392延伸。当然，第二进流通道也可以直接与混合部连通，如图5所示，这样温度区间相对。

阀座5还包括过渡通道54，第二侧壁53的内周围绕形成过渡通道54，过渡通道54包括过渡通道出口541，制冷剂通过阀口8进入过渡通道54，通过过渡通道出口541离开过渡通道54，过渡通道54的流通截面积自阀口8至过渡通道出口541逐渐增加，过渡通道出口541与出口通道37连接，具体地过渡通道出口541与混合部371连接，过渡通道出口541的流通截面积小于混合部371的流通截面积；第二侧壁53的外壁与形成安装腔的阀体34的内壁间隔一定间隙，使得第二腔体392内的制冷剂能够进入出口通道的混合部371。节流喷射部357还包括过渡通道54。

阀座5还包括导向部521和导向部腔501，阀针4设置于导向部内腔501，本实施例中，第一侧壁52的部分内壁形成导向部521，阀针4能够沿导向部521的内移动，第一侧壁52成形有贯穿孔522，贯穿孔522连通第一腔体391和导向部腔501，系统工作时，制冷剂通过第一进口31进入第一进流通道35，第一进流通道35与第一腔体391连通，制冷剂经第一腔体391与导向部腔501连通，导向部腔501的制冷剂通过阀口8与过渡通道54连通，过渡通道54的制冷剂经过过渡通道出口541与混合部371连通。

本实施例中，第一进流通道35设置于安装腔的一侧，第二进流通道36设置于安装腔另一侧，第一进流通道35与出口通道37垂直设置，第二进流通道36与出口通道37的夹角大于90°，这样设置的通道有利于通道在阀体内的合理布置。

本实施方式的喷射器还包括阀连接部9，阀连接部9至少部分容置于阀体34的安装腔的第一腔体391，阀连接部9与阀体34通过螺纹连接或者通过卡簧卡接，阀连接部9与套筒6焊接，由于通常阀体34由铝材料制成，套筒6由不锈钢材料制成，阀体34和套筒6难以直接焊接，本实施例中的阀连接部9由不锈钢材料制成，因此可以通过焊接固定套筒6和阀连接部9，阀连接部9与阀体机械34固定连接，进而将套筒6与阀体34固定连接。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。