CN110758047A - 用于车辆的加热和冷却*** - Google Patents

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朴昭玧
金才熊
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Abstract

一种用于车辆的加热和冷却***可以包括：制冷剂管线，其设置成穿过压缩机、用于内部空气调节的内部热交换器、空气冷却冷凝器和用于内部空气调节的蒸发器芯，所述制冷剂管线配置成使制冷剂流过；冷却剂管线，其设置成穿过高压电池芯、用于电气部件的电气部件芯和用于电气部件的散热器，所述冷却剂管线配置成使冷却剂流过；以及热交换部件，其配置成在制冷剂与冷却剂之间进行热交换，所述制冷剂在内部热交换器与空气冷却冷凝器之间流动，所述冷却剂在电气部件芯与散热器之间流动。

Description

用于车辆的加热和冷却***
技术领域
本申请总体上涉及用于车辆的加热和冷却***，并且更具体地涉及能够改善内部空调效率的用于车辆的加热和冷却***。
背景技术
最近出现了用于解决诸如能量耗尽的问题的环保技术的进步。电动车辆是针对这些问题的常见的环保对策。
传统的电动车辆由电动机驱动，该电动机从电池接收电力以输出动力。电动车辆不排放二氧化碳，它们产生的噪声很小，并且电动机的能量效率高于内燃机的能量效率。
实现电动汽车的关键技术是电池模块。最近，已经对这种电池模块进行了研究，以减小其重量、尺寸和充电时间。
当在最佳温度环境中使用时，大多数电池模块可以实现最佳性能和长寿命。然而，由于在驱动期间产生的热量以及外部温度变化，可能难以创造最佳温度环境。
通常，在寒冷天气期间必须加热车厢以改善电池的充电/放电性能。由于电动车辆不像在内燃机燃烧期间产生热量的传统车辆那样具有废热源，所以它依靠电加热器来进行车辆的内部加热。因此，为了保持电池模块的最佳温度环境，传统的电动车辆操作用于控制电池模块温度的加热和冷却***，所述加热和冷却***与用于车辆内部的加热和冷却***分开。换句话说，电动车辆可以具有两个独立的冷却和加热***，一个用于内部加热和冷却，另一个用于控制电池模块的温度。
然而，由于当以上述方式操作加热和冷却***时不能有效地管理能量，因此电动车辆由于短的续航里程而不能长距离行驶，在夏季冷却车辆的同时行驶距离减小30％，在冬季加热车辆的同时行驶距离减少40％或更多。如果提供高容量PTC(正温度系数)加热器解决加热时的问题，则会出现另一个问题，即热泵的使用变得过多。
因此，已经提出了彼此交换热量的用于内部空调的加热和冷却***、电池加热和冷却***以及电气***，从而提高加热效率。然而，如果不执行加热逻辑和电池升温逻辑的精确协调控制(因为加热器的主要操作温度(例如，80℃或更高)和电池升温的温度(例如，50℃)彼此不同)，存在的问题在于高温冷却剂流入电池，对其造成损坏。
已经提供的作为相关技术描述的内容仅用于辅助理解本申请的背景，并且不应视为对应于本领域技术人员已知的相关技术。
发明内容
本申请的目的是提供一种用于车辆的加热和冷却***，其能够通过在用于内部空气调节的制冷剂和循环通过电气部件芯和高压电池芯的冷却剂之间进行热交换从而有效地加热和冷却车辆内部，有效地升高车辆电池的温度，并且有效地冷却电池。
根据本申请的实施方案，用于车辆的加热和冷却***可以包括：制冷剂管线，其设置成穿过压缩机、用于内部空气调节的内部热交换器、空气冷却冷凝器和用于内部空气调节的蒸发器芯，所述制冷剂管线配置成使得制冷剂流过；冷却剂管线，其设置成穿过高压电池芯、用于电气部件的电气部件芯和用于电气部件的散热器，所述冷却剂管线配置成使得冷却剂流过；和热交换部件，其配置成在制冷剂与冷却剂之间进行热交换，所述制冷剂在内部热交换器和空气冷却冷凝器之间流动，所述冷却剂在电气部件芯和散热器之间流动。
车辆的加热和冷却***还可以包括第一制冷剂旁通管线，所述第一制冷剂旁通管线的一端从热交换部件与空气冷却冷凝器之间的点分支，另一端连接至空气冷却冷凝器与蒸发器芯之间的点。
车辆的加热和冷却***还可以包括：第一开关阀，其设置在穿过第一制冷剂旁通管线或空气冷却冷凝器的管线上，所述第一开关阀配置成调节流过第一制冷剂旁通管线或空气冷却冷凝器的制冷剂；和控制单元，其配置成控制第一开关阀，使得当执行内部冷却模式时将制冷剂输送至空气冷却冷凝器。
车辆的加热和冷却***还可以包括：第一开关阀；和控制单元，所述控制单元配置成控制第一开关阀，使得当执行使用电气废热的内部加热模式时制冷剂流过第一制冷剂旁通管线，并且当执行使用车外空气热量的内部加热模式时制冷剂流过空气冷却冷凝器。
车辆的加热和冷却***还可以包括第二制冷剂旁通管线，所述第二制冷剂旁通管线的一端从空气冷却冷凝器与蒸发器芯之间的点分支，另一端连接至压缩机的上游点。
车辆的加热和冷却***还可以包括：第二开关阀，其安装在第二制冷剂旁通管线的一端，所述第二开关阀配置成将从空气冷却冷凝器供应的制冷剂输送至蒸发器芯或第二制冷剂旁通管线；和控制单元，所述控制单元配置成控制第二开关阀，使得在执行内部加热模式时将制冷剂输送至第二制冷剂旁通管线，并且控制第二开关阀使得当执行内部冷却模式时将制冷剂输送至蒸发器芯。
车辆的加热和冷却***还可以包括第一冷却剂旁通管线，所述第一冷却剂旁通管线的一端从热交换部件与散热器之间的点分支，另一端连接至散热器的下游点。
车辆的加热和冷却***还可以包括：第三开关阀，其安装在第一冷却剂旁通管线的一端，所述第三开关阀配置成将从热交换部件供应的冷却剂输送至散热器或第一冷却剂旁通管线；和控制单元，所述控制单元配置成控制第三开关阀，使得当执行内部加热模式时将冷却剂输送至第一冷却剂旁通管线，并且控制第三开关阀，使得当执行内部冷却模式时将冷却剂输送至散热器。
车辆的加热和冷却***还可以包括水热加热器和电池冷却器，所述水热加热器和电池冷却器在冷却剂管线上的高压电池芯的下游依次设置。
车辆的加热和冷却***还可以包括：电池制冷剂供应管线，所述电池制冷剂供应管线的一端从空气冷却冷凝器与蒸发器芯之间的点分支，另一端连接至电池冷却器的另一端，从而将制冷剂供应至电池冷却器；和电池制冷剂排出管线，所述电池制冷剂排出管线将电池冷却器连接至压缩机，所述电池制冷剂排出管线配置成将从电池冷却器排出的制冷剂供应至压缩机。
用于车辆的加热和冷却***还可以包括：第四开关阀，其安装在电池制冷剂供应管线上，所述第四开关阀配置成控制制冷剂的流动；和控制单元，所述控制单元配置成控制第四开关阀，从而只有当执行电池制冷剂冷却模式时才打开。
车辆的加热和冷却***还可以包括第二冷却剂旁通管线和第三冷却剂旁通管线，每个冷却剂旁通管线的一端从用于电气部件的散热器与高压电池芯之间的点分支，另一端从电气部件芯与电池冷却器之间的点分支，第二冷却剂旁通管线和第三冷却剂旁通管线彼此并联连接。
车辆的加热和冷却***还可以包括：第五开关阀，其安装在第二冷却剂旁通管线的一端，所述第五开关阀配置成将从用于电气部件的散热器供应的冷却剂输送至第二冷却剂旁通管线或高压电池芯；第六开关阀，其安装在第三冷却剂旁通管线的一端，所述第六开关阀配置成将从电池冷却器供应的冷却剂输送至第三冷却剂旁通管线或电气部件芯；和控制单元，所述控制单元配置成控制第五开关阀和第六开关阀，使得当执行内部加热模式和电池升温模式时，或者当执行内部冷却模式和电动部件冷却模式时，或者当执行内部冷却模式和电池制冷剂冷却模式时，将冷却剂分别输送至第二冷却剂旁通管线和第三冷却剂旁通管线。
控制单元可以控制第五开关阀和第六开关阀，使得当使用车外空气和电气废热或仅使用电气废热执行内部加热模式时，或者当执行内部冷却模式以冷却散热器和电池冷却剂时，将冷却剂分别输送至高压电池芯和电气部件芯。
车辆的加热和冷却***还可以包括水泵，所述水泵分别设置在冷却剂管线上的电气部件芯和高压电池芯的上游。
附图说明
可以通过参考如下描述结合下文简要描述的附图更好地理解本文中的实施方案；在所述附图中，相同的附图标记表示相同或功能上相似的元件。
图1是示出根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***的图。
图2是示出根据本申请的实施方案的当使用车外空气和电气废热执行内部加热模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
图3是示出根据本申请的实施方案的当仅使用电气废热执行内部加热模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
图4是示出根据本申请的实施方案的当使用车外空气和电气废热执行内部加热和电池升温模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
图5是示出根据本申请的实施方案的当仅使用电气废热执行内部加热和电池升温模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
图6是示出根据本申请的实施方案的当执行包括电气部件冷却的内部冷却模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
图7是示出根据本申请的实施方案的当执行包括电气部件冷却和电池水冷却的内部冷却模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
图8是示出根据本申请的实施方案的当执行包括电气部件冷却和电池制冷剂冷却的内部冷却模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
应当了解，上面所涉及的附图不必按比例，显示了说明本申请的基本原理的各种优选特征的略微简化的画法。本申请的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方位、位置和形状)将部分地由具体目标应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
下文将参考附图对本申请的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本申请的精神或范围。此外在说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本申请。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一个或多个其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项目的任何和所有组合。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
另外，应当理解的是，以下方法中的一个或多个或者其各个方面可以通过至少一个控制单元来执行。术语“控制单元”可以表示包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储程序指令，并且处理器被具体编程为执行程序指令，以执行下文进一步描述的一个或多个过程。如本文所述，控制单元可以控制单元、模块、部件、设备等的操作。此外，正如本领域技术人员理解的，应理解如下方法可以通过包括控制单元连同一个或多个其它组件的装置执行。
此外，本申请的控制单元可以体现为永久性计算机可读媒介，包括通过处理器执行的可执行程序程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、紧凑型光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在计算机网络中使得程序指令以分布方式存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)存储和执行。
下文将参考附图描述根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***。
图1为显示根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***的图。
如图1所示，根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***可以包括：制冷剂管线10、冷却剂管线(在本文中可替代地称为“冷却水管线”)20和热交换部件30；所述制冷剂管线10设置成穿过压缩机100、用于内部空气调节的内部热交换器110、空气冷却冷凝器120和用于对车辆内部进行内部空气调节的蒸发器芯130，并且制冷剂流过所述制冷剂管线10；所述冷却剂管线20设置成穿过高压电池芯200、电气部件芯210和用于电气部件的散热器220，并且冷却剂(在本文中可替代地称为“冷却水”)流过所述冷却剂管线20；所述热交换部件30用于在制冷剂与冷却剂之间进行热交换，所述制冷剂在内部热交换器(在本文中可替代地称为“车内热交换器”)110与空气冷却冷凝器120之间流动，所述冷却剂在电气部件芯210与用于电气部件的散热器220之间流动。
也就是说，根据本申请的实施方案，通过热交换部件30在用于内部空气调节的制冷剂管线10与用于冷却高压电池和电气部件的冷却剂管线20之间交换热量，从而根据车辆模式最大化内部加热和冷却的空调效率，并且有效地进行电池的升温或冷却。
电气部件芯210可以包括诸如车载充电器(OBC)、电动机和电力控制单元(EPCU)等的电气部件。在图1中，制冷剂管线10用实线表示，冷却剂管线20用点划线表示。
具体地，根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***还可以包括第一制冷剂旁通管线12，所述第一制冷剂旁通管线12的一端从热交换部件30与空气冷却冷凝器120之间的点分支且另一端连接到空气冷却冷凝器120的下游点。
也就是说，流过制冷剂管线10的制冷剂也可以在穿过热交换部件30之后流动至空气冷却冷凝器120，并且还可以流过第一制冷剂旁通管线12而不穿过空气冷却冷凝器120。
在这种情况下，用于车辆的加热和冷却***还可以包括：第一开关阀13和控制单元(未示出)；所述第一开关阀13安装在第一制冷剂旁通管线12的一端或另一端，并且可操作从而将从热交换部件30供应的制冷剂输送至空气冷却冷凝器120或第一制冷剂旁通管线12中的任何一个；所述控制单元进行控制使得当执行使用车外空气和电气废热的内部加热模式或内部冷却模式时第一开关阀13将制冷剂输送至空气冷却冷凝器120，并且进行控制使得当执行仅使用电气废热的内部加热模式时第一开关阀13将制冷剂输送至第一制冷剂旁通管线12。
也就是说，根据本申请的实施方案，设置第一开关阀13，所述第一开关阀13是三通阀，其根据内部空调模式操作从而使制冷剂穿过或绕过空气冷却冷凝器120，因此能够有效地进行制冷剂和冷却剂的热量管理。下文将描述每种模式的详细操作。另外，如果需要，第一开关阀和其它阀可以进行切换流动路径方向的功能和控制流速的功能。
根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***还可以包括第二制冷剂旁通管线14，所述第二制冷剂旁通管线14的一端从空气冷却冷凝器120与蒸发器芯130之间的点分支且另一端连接至压缩机100的上游点。
此外，用于车辆的加热和冷却***还可以包括第二开关阀15和控制单元(未示出)；所述第二开关阀15安装在第二制冷剂旁通管线14的一端并且可操作从而将从空气冷却冷凝器120供应的制冷剂输送至蒸发器芯130或第二制冷剂旁通管线14中的任一个；所述控制单元进行控制使得当执行内部加热模式时第二开关阀15将制冷剂输送至第二制冷剂旁通管线14，并且进行控制使得当执行内部冷却模式时第二开关阀15将制冷剂输送至蒸发器芯130。
也就是说，设置第二开关阀15，所述第二开关阀15是三通阀，其根据内部空调模式操作使得制冷剂通过蒸发器芯130冷却或绕过蒸发器芯130从而保持热量，因此能够有效地进行制冷剂和冷却剂的热量管理。
根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***还可以包括第一冷却剂旁通管线22，所述第一冷却剂旁通管线22的一端从热交换部件30与用于电气部件的散热器220之间的点分支且另一端连接至用于电气部件的散热器220的下游点。
此外，用于车辆的加热和冷却***还可以包括第三开关阀23和控制单元(未示出)；所述第三开关阀23安装在第一冷却剂旁通管线22的一端或另一端并且可操作从而将从热交换部件30供应的冷却剂输送至用于电气部件的散热器220或第一冷却剂旁通管线22中的任一个；所述控制单元进行控制使得当执行内部加热模式时第三开关阀23将冷却剂输送至第一冷却剂旁通管线22，并且进行控制使得当执行内部冷却模式时第三开关阀23将冷却剂输送至用于电气部件的散热器220。
也就是说，设置第三开关阀23，所述第三开关阀23是三通阀，其根据内部空调模式操作使得冷却剂在穿过用于电气部件的散热器220的同时被车外空气冷却，或者绕过用于电气部件的散热器220并且流动同时保持其温度。
具体地，根据本申请的实施方案，可以在冷却剂管线20上的高压电池芯200的下游点依次设置水热加热器202和电池冷却器204。
这里，水热加热器202是指能够对冷却剂进行电加热的装置，并且电池冷却器204是指在流动的冷却剂与为内部空气调节而循环的制冷剂之间进行热交换的装置。
在这种情况下，根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***还可以包括：电池制冷剂供应管线16和电池制冷剂排出管线18；所述电池制冷剂供应管线16的一端从空气冷却冷凝器120与蒸发器芯130之间的点分支而另一端连接至电池冷却器204以将制冷剂供应至电池冷却器204；所述电池制冷剂排出管线18设置成将电池冷却器204和压缩机100彼此连接，以将从电池冷却器204排出的制冷剂供应至压缩机100。这里，电池制冷剂排出管线18设置成连接至压缩机100的上游点。
另外，用于车辆的加热和冷却***还可以包括：第四开关阀17和控制单元(未示出)；所述第四开关阀17安装在电池制冷剂供应管线16上以控制制冷剂的流动；所述控制单元进行控制使得仅当执行电池制冷剂冷却模式时才打开第四开关阀17。
也就是说，根据本申请的实施方案，设置第四开关阀17，所述第四开关阀17为双向阀，其操作从而根据在通过电池冷却器204的制冷剂与冷却剂之间交换热量的车辆模式将制冷剂供应至电池制冷剂供应管线16。
此外，根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***还可以包括第二冷却剂旁通管线24和第三冷却剂旁通管线26，每个冷却剂旁通管线的一端从用于电气部件的散热器220与高压电池芯200之间的点分支且另一端从电气部件芯210与电池冷却器204之间的点分支，并且彼此并联连接。
在这种情况下，根据本申请的实施方案的用于车辆的加热和冷却***还可以包括：第五开关阀25、第六开关阀27和控制单元(未示出)；所述第五开关阀25安装在第二冷却剂旁通管线24的一端或另一端并且可操作从而将从用于电气部件的散热器220供应的冷却剂输送至第二冷却剂旁通管线24或高压电池芯200中的任何一个；所述第六开关阀27安装在第三冷却剂旁通管线26的一端或另一端并且可操作从而将从电池冷却器204供应的冷却剂输送至第三冷却剂旁通管线26或电气部件芯210中的任何一个；所述控制单元进行控制使得在执行内部加热和电池升温的模式或执行内部冷却和电气部件冷却或内部冷却和电池制冷剂冷却的模式的情况下，第五开关阀25和第六开关阀27将冷却剂分别输送至第二冷却剂旁通管线24和第三冷却剂旁通管线26，并且进行控制使得在使用车外空气和电气废热或仅使用电气废热的内部加热模式或执行用于电气部件的散热器220和电池冷却剂的冷却的内部冷却模式的情况下，第五开关阀25和第六开关阀27将冷却剂分别输送至高压电池芯200和电气部件芯210。
因此，根据车辆模式控制第五开关阀25和第六开关阀27，使得冷却剂在循环的同时共享电气部件芯210和高压电池芯200，或者循环通过电气部件芯210和高压电池芯200同时形成不同的闭合回路，从而能够有效地控制制冷剂、冷却剂和电池的温度。
在此优选的是，当第五开关阀安装在第二冷却剂旁通管线24的一端时，第六开关阀27安装在第三冷却剂旁通管线26的另一端；并且当第五开关阀25安装在第二冷却剂旁通管线24的另一端时，第六开关阀27安装在第三冷却剂旁通管线26的一端。
在此，所有第五开关阀25和第六开关阀27都设置为三通阀。
此外，根据本申请的实施方案，水泵206和215可以分别设置在冷却剂管线20上的电气部件芯210和高压电池芯200的上游点。
也就是说，当高压电池芯200和电气部件芯210通过第五开关阀25和第六开关阀27的操作而具有彼此不同的冷却剂闭合回路时，冷却剂管线20可以通过设置在各个闭合回路中的水泵206和215使冷却剂循环。
此外，膨胀阀115和125可以分别设置在制冷剂管线10上的蒸发器芯130和热交换部件30的上游点。因此，可以实现部分降低循环制冷剂的压力和温度的效果。
根据本申请的实施方案，用于车辆的加热和冷却***的操作根据车辆模式而变化。因此，下文将参考附图描述用于车辆的加热和冷却***根据车辆模式的实施方案的操作。实线表示制冷剂的流动，点划线表示冷却剂的流动。
图2是示出根据本申请的实施方案的当使用车外空气和电气废热进行内部加热模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
如图2所示，在使用车外空气和电气废热进行内部加热模式的用于车辆的加热和冷却***中，第一开关阀13操作使得制冷剂穿过热交换部件30并被输送至空气冷却冷凝器120，并且第二开关阀15操作使得制冷剂直接输送至压缩机100而不穿过蒸发器芯130。
也就是说，在进行内部加热的情况下，当制冷剂的温度高于车外空气的温度时，制冷剂的温度在穿过空气冷却冷凝器120的同时升高，并且在绕过蒸发器芯130的同时保持不变，因此能够通过内部热交换器110升高内部空调空气的温度。
在这种情况下，第三开关阀23操作使得穿过热交换部件30的冷却剂绕过用于电气部件的散热器220，并且第五开关阀25和第六开关阀27操作使得电气部件芯210和高压电池芯200形成单个闭合回路。结果，冷却剂吸收电气废热和电池废热。
因此，吸收废热的冷却剂通过热交换部件30升高制冷剂的温度，从而可以在不单独消耗能量的情况下进一步增加内部加热效果。
同时，存在这样的情况：由于车外空气的温度低于制冷剂的温度，因此不能通过车外空气热源进行加热。图3是示出根据本申请的实施方案的当仅使用电气废热进行内部加热模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
当排除车外空气热量仅使用电气废热进行内部加热时，用于车辆的加热和冷却***如图3所示操作。
也就是说，第一开关阀13控制制冷剂的流动，使得制冷剂绕过空气冷却冷凝器120，从而允许车外空气热源不被空气冷却冷凝器120吸收。因此，即使在车外空气温度较低的情况下，也可以有效地进行内部加热空气调节而无热损失。
图4是示出根据本申请的实施方案的当使用车外空气和电气废热进行内部加热和电池升温模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
如图4所示，在使用车外空气和电气废热执行内部加热和电池升温模式的情况下，第一开关阀13操作使得制冷剂穿过热交换部件30并且输送至空气冷却冷凝器120，并且第二开关阀15操作使得制冷剂直接输送至压缩机100而不穿过蒸发器芯130，从而使制冷剂的热损失最小化。
同时，第三开关阀23操作使得穿过热交换部件30的冷却剂绕过用于电气部件的散热器220，并且第五开关阀25和第六开关阀27操作使得电气部件芯210和高压电池芯200形成彼此不同的闭合回路。结果，吸收电气废热的冷却剂与制冷剂交换热量，并且当由电动操作的水热加热器202加热的冷却剂循环时，高压电池芯200的温度升高。
因此，用于内部空气调节的制冷剂的温度通过空气冷却冷凝器120升高至车外空气的温度，并且可以通过热交换部件30有效地升高至吸收电气废热的冷却剂的温度。
同时，图5是示出根据本申请的实施方案的当仅使用电气废热执行内部加热和电池升温模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
如图5所示，在仅使用电气废热的内部加热和电池升温模式的情况下，用于车辆的加热和冷却***操作第一开关阀13，使得制冷剂绕过空气冷却冷凝器120，从而防止车外空气和制冷剂之间进行热量交换。
更详细地，在上述所有内部加热模式下，HVAC中的温度控制门操作使得空调空气最大程度地穿过内部热交换器110，从而最大化加热效率。
图6是示出根据本申请的实施方案的当执行包括电气部件冷却的内部冷却模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
如图6所示，当执行包括电气部件冷却的内部冷却模式时，第一开关阀13操作使得制冷剂穿过空气冷却冷凝器120，并且第二开关阀15操作使得制冷剂穿过蒸发器芯130。
因此，制冷剂在穿过空气冷却冷凝器120和蒸发器芯130的同时被最大程度地冷却，从而可以使冷却效率最大化。
同时，第三开关阀23操作使得冷却剂穿过用于电气部件的散热器220，并且第五开关阀25操作使得冷却剂形成包括电气部件芯210、热交换部件30和用于电气部件的散热器220的闭合回路。因此，电气部件可以通过热交换部件30和用于电气部件的散热器220冷却至车外空气的温度。
同时，图7是示出根据本申请的实施方案的当进行包括电气部件冷却和电池水冷却的内部冷却模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
当执行如图7所示的包括电气部件冷却和电池水冷却的内部冷却模式时，第五开关阀25和第六开关阀27操作使得高压电池芯200和电气部件芯210形成单个冷却剂闭合回路。
因此，循环通过高压电池200的冷却剂通过热交换部件30和用于电气部件的散热器220冷却，从而可以冷却电池。
图8是示出根据本申请的实施方案的当进行包括电气部件冷却和电池制冷剂冷却的内部冷却模式时用于车辆的加热和冷却***的操作的图。
如图8所示，在通过制冷剂冷却电池的内部冷却模式下，第四开关阀17操作从而打开，并且第五开关阀25和第六开关阀27操作使得高压电池芯200和电气部件芯210形成彼此不同的冷却剂闭合回路。
也就是说，循环通过电气部件芯210的冷却剂通过热交换部件30和用于电气部件的散热器220冷却，并且循环通过高压电池芯200的冷却剂通过电池冷却器204而冷却。
在这样的内部冷却空气调节情况下，HVAC***中包括的温度控制门操作使得用于内部空气调节的空气穿过蒸发器芯130，从而使得可以进行内部冷却。
根据具有上述结构的用于车辆的加热和冷却***，根据车辆模式在用于内部空气调节的制冷剂与循环通过电气部件和高压电池的冷却剂之间通过单个热交换部件有效地进行热交换，从而可以有效地进行车辆的加热和冷却以及高压电池的冷却/升温。
尽管关于某些实施方案显示和描述了本申请，但本领域技术人员显而易见的是可以对本申请进行各种改变和修改而不偏离如随附权利要求书中定义的本申请的精神和范围。

Claims (15)

1.一种用于车辆的加热和冷却***，所述加热和冷却***包括：
制冷剂管线，其设置成穿过压缩机、用于内部空气调节的内部热交换器、空气冷却冷凝器和用于内部空气调节的蒸发器芯，所述制冷剂管线配置成使制冷剂流过；
冷却剂管线，其设置成穿过高压电池芯、用于电气部件的电气部件芯和用于电气部件的散热器，所述冷却剂管线配置成使得冷却剂流过；以及
热交换部件，其配置成在制冷剂与冷却剂之间进行热交换，所述制冷剂在内部热交换器与空气冷却冷凝器之间流动，所述冷却剂在电气部件芯与散热器之间流动。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括第一制冷剂旁通管线，所述第一制冷剂旁通管线的一端从所述热交换部件与所述空气冷却冷凝器之间的点分支，另一端连接至所述空气冷却冷凝器与所述蒸发器芯之间的点。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
第一开关阀，其设置在穿过第一制冷剂旁通管线或空气冷却冷凝器的管线上，所述第一开关阀配置成调节流过第一制冷剂旁通管线或空气冷却冷凝器的制冷剂；和
控制单元，其配置成控制第一开关阀，从而在执行内部冷却模式时将制冷剂输送至空气冷却冷凝器。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
第一开关阀；和
控制单元，其配置成控制第一开关阀，使得当执行使用电气废热的内部加热模式时制冷剂流过第一制冷剂旁通管线，并且当执行使用车外空气热量的内部加热模式时制冷剂流过空气冷却冷凝器。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括第二制冷剂旁通管线，所述第二制冷剂旁通管线的一端从所述空气冷却冷凝器与所述蒸发器芯之间的点分支，而另一端连接至所述压缩机的上游点。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
第二开关阀，其安装在第二制冷剂旁通管线的一端，所述第二开关阀配置成将从空气冷却冷凝器供应的制冷剂输送至蒸发器芯或第二制冷剂旁通管线；和
控制单元，其配置成控制第二开关阀使得在执行内部加热模式时将制冷剂输送至第二制冷剂旁通管线，并且控制第二开关阀使得当执行内部冷却模式时将制冷剂输送至蒸发器芯。
7.根据权利要求1所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括第一冷却剂旁通管线，所述第一冷却剂旁通管线的一端从所述热交换部件与所述散热器之间的点分支，而另一端连接至所述散热器的下游点。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
第三开关阀，其安装在第一冷却剂旁通管线的一端，所述第三开关阀配置成将从热交换部件供应的冷却剂输送至散热器或第一冷却剂旁通管线；和
控制单元，其构造为控制第三开关阀，使得当执行内部加热模式时将冷却剂输送至第一冷却剂旁通管线，并且控制第三开关阀使得当执行内部冷却模式时将冷却剂输送至散热器。
9.根据权利要求1所述的用于车辆的加热和冷却***，其中，在所述冷却剂管线上的所述高压电池芯的下游依次设置水热加热器和电池冷却器。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
电池制冷剂供应管线，其一端从空气冷却冷凝器与蒸发器芯之间的点分支，另一端连接至电池冷却器，以将制冷剂供应至电池冷却器；和
电池制冷剂排出管线，其将电池冷却器连接至压缩机，所述电池制冷剂排出管线配置成将从电池冷却器排出的制冷剂供应至压缩机。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
第四开关阀，其安装在电池制冷剂供应管线上，所述第四开关阀配置成控制制冷剂的流动；和
控制单元，其配置成控制第四开关阀使得只有当执行电池制冷剂冷却模式时才打开。
12.根据权利要求9所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括第二冷却剂旁通管线和第三冷却剂旁通管线，每个冷却剂旁通管线的一端从用于电气部件的散热器与高压电池芯之间的点分支，另一端从电气部件芯与电池冷却器之间的点分支，所述第二冷却剂旁通管线和第三冷却剂旁通管线彼此并联连接。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括：
第五开关阀，其安装在第二冷却剂旁通管线的一端，所述第五开关阀配置成将从用于电气部件的散热器供应的冷却剂输送至第二冷却剂旁通管线或高压电池芯；
第六开关阀，其安装在第三冷却剂旁通管线的一端，所述第六开关阀配置成将从电池冷却器供应的冷却剂输送至第三冷却剂旁通管线或电气部件芯；和
控制单元，其配置成控制第五开关阀和第六开关阀，使得当执行内部加热模式和电池升温模式时，或者当执行内部冷却模式和电气部件冷却模式时，或者当执行内部冷却模式和电池制冷剂冷却模式时，将冷却剂分别输送至第二冷却剂旁通管线和第三冷却剂旁通管线。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的加热和冷却***，其中，所述控制单元进一步配置成控制所述第五开关阀和第六开关阀，使得当使用车外空气和电气废热或仅使用电气废热执行内部加热模式时，或者当执行内部冷却模式以冷却散热器和电池冷却剂时，将冷却剂分别输送至所述高压电池芯和所述电气部件芯。
15.根据权利要求1所述的用于车辆的加热和冷却***，进一步包括水泵，所述水泵分别设置在所述冷却剂管线上的所述电气部件芯和所述高压电池芯的上游。
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