CN114144321A - 用于车辆的热管理装置以及用于车辆的热管理方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式涉及用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其中,利用分支管线和流量控制装置,使用从车辆的电池模块产生的热或从电气部件产生的热作为安装在车辆中的空调装置的热源。因此,用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法可以通过根据模式选择性地使用来自电气部件模块的废热和来自电池的废热来提高车厢加热性能和质量。

Description

用于车辆的热管理装置以及用于车辆的热管理方法
技术领域
实施方式涉及用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法。更具体地,实施方式涉及用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其中安装在车辆中的空调装置的加热热源确保由车辆的电池模块产生的热或由电气部件产生的热。
背景技术
车辆配备有用于调节车辆内部的空气温度的空调装置。空调装置产生暖空气以保持车辆内部温暖,或者产生冷空气以保持车辆内部凉爽。在这种情况下,用于车辆的空调装置可包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和连接这些部件以使制冷剂循环的管道。
大多数配备有这种空调装置的车辆使用内燃机,该内燃机使用化石燃料如汽油或轻油作为能源来运行。因此,由于各种原因如环境污染,石油储量的减少等,对新能源的需求日益增加。因此,环保车辆如电动车辆和燃料电池车辆引起了人们的兴趣。
使用内燃机的车辆(在下文中,称为“内燃机车辆”)可以使用冷却内燃机的冷却剂来加热车辆的内部。例如,内燃机车辆配备有加热***,该加热***使用冷却剂来从内燃机吸收热量并且使用该热量来加热车辆的内部,由此加热车辆的内部。
然而,因为使用燃料电池等的车辆不使用内燃机,所以存在使用燃料电池等的车辆不能使用将车辆的内燃机用作热源的加热***的问题。
因此,使用燃料电池等的车辆的空调装置另外配备有热泵并且使用该热泵作为热源。可替代地,使用燃料电池等的车辆配备有单独的热源(例如电加热器),以加热车辆的内部。然而,当仅使用由电气部件产生的热作为热泵的热源时,存在的问题是,当车辆以低速行驶时或当车辆在车辆长时间停止之后运行时,加热车辆内部的性能劣化。为此,需要在车辆中安装和使用单独的PTC(正温度系数)加热器,这导致车辆中消耗的电力量增加的问题。
发明内容
技术问题
一个实施方式提供了用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其根据用于加热车辆内部的模式选择性地使用来自电气部件模块的废热和电池的废热,从而提高加热性能和质量。
另一实施方式提供了用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其中空调装置的制冷剂循环结构设置在这样的结构中,在该结构中,单独的冷却剂循环结构被单独地设置以对电气部件模块和电池进行冷却,由此选择性地使用来自电气部件模块的废热和电池的废热。
又一实施方式提供了用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其能够在加热车辆的内部的同时对车辆的内部进行除湿。
又一实施方式提供了用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其中分支管线设置成绕过外部热交换器以在加热车辆的内部的同时对车辆的内部除湿,并且设置在分支管线中的冷却器被用于充分冷却电池。即,本实施方式提供了用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其能够通过向用于冷却电池的冷却器供应具有最小压降的制冷剂同时允许制冷剂绕过外部热交换器来确保冷却电池的性能。
又一实施方式提供了用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,其将热交换介质供应到用于冷却电气部件模块的冷却器,同时在湿气附着到外部热交换器或外部大气温度非常低的情况下允许热交换介质绕过外部热交换器。
本实施方式所要解决的技术问题不限于上述技术问题,本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解上述未提及的其他技术问题。
技术方案
上述目的通过一种用于车辆的热管理装置来实现,所述热管理装置包括:电池冷却装置,所述电池冷却装置被配置为利用第二热交换介质对电池进行冷却;空调装置,所述空调装置被配置为利用第三热交换介质调节车辆的内部的温度;以及第二废热回收冷却器,所述第二废热回收冷却器被配置为允许所述第二热交换介质和所述第三热交换介质彼此进行热交换,其中,所述空调装置包括:空调管线,所述空调管线被配置为连接压缩机、散热单元、外部热交换器、第一膨胀装置和蒸发器;分支管线,所述分支管线连接到所述空调管线,使得所述第三热交换介质绕过所述外部热交换器;以及流量控制装置,并且其中,所述流量控制装置执行控制,使得所述第三热交换介质通过所述分支管线流向所述蒸发器或所述第二废热回收冷却器。
此外,所述热管理装置还可以包括:电气部件冷却装置,所述电气部件冷却装置被配置为利用第一热交换介质对电气部件模块进行冷却;以及第一废热回收冷却器,所述第一废热回收冷却器被配置为允许所述第一热交换介质和所述第三热交换介质彼此进行热交换。在这种情况下,所述流量控制装置可以执行控制,使得所述第三热交换介质通过所述分支管线流向所述第一废热回收冷却器。
此外,所述分支管线可以包括:第一分支管线,所述第一分支管线连接到所述空调管线;第二分支管线,所述第二分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第一废热回收冷却器;以及第三分支管线,所述第三分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第二废热回收冷却器,并且其中,所述流量控制装置包括:第一三通阀,所述第一三通阀设置在所述空调管线和所述第一分支管线相交的第一分支点P1处;以及第二三通阀,所述第二三通阀设置在所述第三分支管线中。
此外,所述第一分支管线的一侧可以连接到所述散热单元和所述外部热交换器之间的空调管线。
同时,在用于车辆的热管理装置的冷却模式下,所述第一三通阀可以允许所述第三热交换介质流向所述外部热交换器。
另外,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第一加热模式下,所述第一三通阀和所述第二三通阀可以允许所述第三热交换介质通过所述第一分支管线流向所述第二分支管线。
另外,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第二加热模式下,所述第一三通阀和所述第二三通阀可以允许所述第三热交换介质通过所述第一分支管线流向所述第二分支管线和所述第三分支管线。
同时,所述空调装置还可以包括除湿管线,所述除湿管线从所述第三分支管线分支出来并且连接到所述第一膨胀装置和所述蒸发器之间的空调管线,并且所述第二三通阀可以设置在所述除湿管线和所述第三分支管线相交的第二分支点P2处。因此,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第三加热模式下,所述第一三通阀和所述第二三通阀可以允许所述第三热交换介质通过所述第一分支管线流向所述第二分支管线和所述除湿管线。
此外,所述空调装置还可以包括:第五分支管线,所述第五分支管线从所述外部热交换器和所述第一膨胀装置之间的空调管线分支出来并且连接到所述第二分支管线;以及第三三通阀,所述第三三通阀设置在所述空调管线和所述第五分支管线相交的第三分支点P3处。因此,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第1-1加热模式下,所述第一三通阀和所述第三三通阀可以允许通过所述外部热交换器的所述第三热交换介质流向所述第一废热回收冷却器。
同时,所述分支管线可以包括:第一分支管线,所述第一分支管线连接到所述空调管线;第二分支管线,所述第二分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第一废热回收冷却器;以及第三分支管线,所述第三分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第二废热回收冷却器,并且所述流量控制装置可以包括:第一三通阀,所述第一三通阀设置在所述空调管线和所述第一分支管线相交的第一分支点P1处;以及第一二通阀,所述第一二通阀设置在所述第三分支管线中。
在这种情况下,所述第一分支管线的一侧可以连接到所述散热单元和所述外部热交换器之间的空调管线。
此外,所述空调装置还可以包括:除湿管线,所述除湿管线从所述第三分支管线分支出来并且连接到所述第一膨胀装置和所述蒸发器之间的空调管线;以及第二二通阀,所述第二二通阀设置在所述除湿管线中。
因此,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第一加热模式下,可以关闭所述第一二通阀和所述第二二通阀。
此外,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第二加热模式下,可以开启所述第一二通阀,并且可以关闭所述第二二通阀。
此外,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第三加热模式下,可以关闭所述第一二通阀,并且可以开启所述第二二通阀。
此外,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第四加热模式下,可以开启所述第一二通阀和所述第二二通阀。
同时,所述空调装置还可以包括:第五分支管线,所述第五分支管线从所述外部热交换器和所述第一膨胀装置之间的空调管线分支出来并且连接到所述第二分支管线;以及第三三通阀,所述第三三通阀设置在所述空调管线和所述第五分支管线相交的第三分支点P3处。
因此,在用于车辆的热管理装置的加热模式中的第1-1加热模式下,所述第一三通阀和所述第三三通阀可以允许通过所述外部热交换器的所述第三热交换介质流向所述第一废热回收冷却器。
同时,所述第二分支管线和所述第三分支管线可以连接到设置在所述压缩机的入口侧的蓄积器。
此外,所述空调装置还可以包括第二膨胀装置,所述第二膨胀装置基于所述第三热交换介质的流动而设置在所述第一三通阀的入口侧。
此外,所述空调装置还可以包括第四分支管线,所述第四分支管线从所述外部热交换器和所述第一膨胀装置之间的空调管线分支出来并且连接到所述第三分支管线。
此外,所述空调装置还可以包括第三膨胀装置,所述第三膨胀装置基于所述第三热交换介质的流动而设置在所述第二废热回收冷却器的入口侧。
在这种情况下,所述第一膨胀装置可以是机械膨胀阀,并且所述第三膨胀装置可以是电子膨胀阀。
上述目的通过一种用于车辆的热管理装置来实现,所述热管理装置包括:电气部件冷却装置,所述电气部件冷却装置能够对电气部件模块PE进行冷却;电池冷却装置,所述电池冷却装置能够对电池B进行冷却;空调装置,所述空调装置被配置为调节所述车辆的内部的温度;第一废热回收冷却器,所述第一废热回收冷却器被配置为允许所述电气部件冷却装置的第一热交换介质和所述空调装置的第三热交换介质彼此进行热交换;以及第二废热回收冷却器,所述第二废热回收冷却器被配置为允许所述电池冷却装置的第二热交换介质和所述空调装置的所述第三热交换介质彼此进行热交换,其中所述空调装置包括:空调管线,所述空调管线被配置为连接压缩机、散热单元、外部热交换器、第一膨胀装置和蒸发器;分支管线,所述分支管线从所述散热单元和所述外部热交换器之间的空调管线分支出来,并且设置成穿过所述第一废热回收冷却器和所述第二废热回收冷却器;除湿管线,所述除湿管线连接到所述第一膨胀装置和所述蒸发器之间的空调管线,并且从所述分支管线的设置成穿过所述第二废热回收冷却器的第三分支管线分支出来;以及流量控制装置,并且其中,所述流量控制装置控制所述第三热交换介质使用所述电气部件冷却装置和所述电池冷却装置中的至少任一者的热量作为热源。
同时,所述第一热交换介质和所述第二热交换介质可以是冷却剂,并且所述第三热交换介质可以是制冷剂。
有利效果
根据本实施方式的用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,可以通过根据用于加热车辆内部的模式选择性地使用来自电气部件模块的废热和来自电池的废热来提高加热性能和质量。
详细地,用于车辆的空调装置的制冷剂循环结构设置在这样的结构中,在该结构中,单独的冷却剂循环结构被单独地设置以对电气部件模块和电池进行冷却,从而选择性地使用来自电气部件模块的废热和电池的废热。因此,用于车辆的热管理装置可以调节用于加热车辆内部的热源的数量。即,用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法可以通过根据加热模式选择热源来提高加热车辆内部的性能。
此外,根据用于车辆的热管理装置和用于车辆的热管理方法,除湿管线可进一步安装在空调装置中,并且即使在加热车辆内部的过程中也对车辆内部进行除湿。因此,能够提高加热车辆内部的质量。
实施方式的各种有益优点和效果不限于上述内容,并且在描述本公开的具体实施方式的过程中可以更容易地理解。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的视图。
图2是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的冷却模式的视图。
图3是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第一加热模式的视图。
图4是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第二加热模式的视图。
图5是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第三加热模式的视图。
图6是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的修改示例的视图。
图7是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第1-1加热模式的视图。
图8是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的视图。
图9是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的冷却模式的视图。
图10是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第一加热模式的视图。
图11是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第二加热模式的视图。
图12是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第三加热模式的视图。
图13是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第四加热模式的视图。
图14是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的修改示例的视图。
图15是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第1-1加热模式的视图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图描述本公开的实施方式。
然而,本公开的技术精神不限于这里描述的一些实施方式,而是可以以各种不同的形式来实现。在本公开的技术精神的范围内,实施方式中的一个或多个组成元素可以选择性地组合和替换使用。
此外,除非另外特别地和明确地定义和陈述,否则在本公开的实施方式中使用的术语(包括技术和科学术语)可以被解释为本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义。可以考虑相关技术的上下文含义来解释诸如字典中定义的术语的常用术语的含义。
此外,在本公开的实施方式中使用的术语用于解释实施方式,而不是用于限制本公开。
在本说明书中,除非另外特别说明,否则单数形式也可以包括复数形式。表述“A、B和C中的至少一个(或一个或多个)”可包括可通过组合A、B和C而形成的所有组合中的一个或多个。
此外,术语第一、第二、A、B、(a)和(b)可用于描述本公开的实施方式的组成元素。
这些术语仅用于区分一个组成元素与另一个组成元素的目的,并且组成元素的性质、顺序或次序不受这些术语的限制。
此外,当一个组成元素被描述为“连接”、“联接”或“附接”到另一个组成元素时,一个组成元素可以直接连接、联接或附接到另一个组成元素,或者通过***其间的又一个组成元素连接、联接或附接到另一个组成元素。
此外,表述“一个组成元素设置或布置在另一个组成元素上方(上)或下方(下)”不仅包括两个组成元素彼此直接接触的情况,而且包括一个或多个其它组成元素设置或布置在两个组成元素之间的情况。表述“上方(上)或下方(下)”可以是指基于一个组成元素的向下方向以及向上方向。
车辆可以具有诸如马达和逆变器的电气部件。另外,车辆可以具有用于自主驾驶***的电子装置(电子器件),例如计算机、激光雷达、雷达和传感器。因此,车辆可以包括用于对诸如马达、逆变器和电子装置的电气部件进行冷却的电气部件冷却剂循环结构。
另外,在车辆使用燃料电池等作为驱动源的情况下,车辆可以包括能够对设置在车辆中的电池进行冷却的单独的电池冷却剂循环结构。
因此,根据本实施方式的用于车辆的热管理装置可以通过实施设置在空调装置中的热泵结构来提高热管理效率,该热泵结构能够使用从分别并联设置的电气部件冷却剂循环结构和电池冷却剂循环结构释放的热(在下文中,称为“废热”)来加热车辆的内部。在这种情况下,车辆可以是电动车辆、燃料电池车辆等。
另外,根据本实施方式的用于车辆的热管理装置可以通过根据用于加热车辆内部的模式选择性地使用来自电气部件模块的废热和来自电池的废热来调节车辆内部的空调状况,从而提高加热车辆内部的质量。
第一实施方式
图1是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的视图。
参见图1,根据该实施方式的用于车辆的热管理装置1可以包括:电气部件冷却装置100,其能够对电气部件模块PE进行冷却;电池冷却装置200,其能够对电池B进行冷却;空调装置300,其被配置为调节车辆的内部的空气温度;第一废热回收冷却器400,其设置成使得电气部件冷却装置100的第一热交换介质可以与空调装置300的第三热交换介质进行热交换;以及第二废热回收冷却器500,其设置成使得电池冷却装置200的第二热交换介质与空调装置300的第三热交换介质进行热交换。
在这种情况下,电气部件冷却装置100的第一热交换介质和电池冷却装置200的第二热交换介质分别沿着在没有连接电气部件冷却装置100和电池冷却装置200的连接结构的情况下分开设置的循环结构循环。即,电气部件冷却装置100和电池冷却装置200可以设置在车辆中并且分别设置在分开设置的并联结构中。
此外,空调装置300可以通过使用电气部件冷却装置100的热量和电池冷却装置200的热量作为热源来调节车辆内部的空调状况。
电气部件冷却装置100可以通过使第一热交换介质循环来对电气部件模块PE进行冷却,由此防止电气部件模块PE过热。因此,可以提高电气部件模块PE的性能和寿命。在这种情况下,第一热交换介质可以是冷却剂并且被称为第一冷却剂。因此,电气部件冷却装置100可以是冷却剂冷却的冷却装置。
参见图1,电气部件冷却装置100可以包括:第一循环管线110,其设置成通过使第一热交换介质循环通过电气部件模块PE来对电气部件模块PE进行冷却;散热器120,其设置在第一循环管线110中;热交换管线130,其从第一循环管线110分支出来并穿过第一废热回收冷却器400以与空调装置300进行热交换;三通阀140,其被配置为选择性地允许第一热交换介质流向散热器120和第一废热回收冷却器400;以及泵150,其被配置为使第一热交换介质循环。如图1所示,散热器120和第一废热回收冷却器400可以并联设置。
第一循环管线110可设置在车辆中,使得第一热交换介质可循环通过第一循环管线110。因此,通过第一循环管线110的第一热交换介质可以对电气部件模块PE进行冷却。在这种情况下,第一循环管线110可以以管道等的形式提供。
此外,散热器120、三通阀140、泵150等可以设置在第一循环管线110中。
散热器120可以是将热量散发到外部以防止电气部件模块PE的温度升高到预定温度或更高的热交换器。例如,已经吸收由电气部件模块PE产生的热的高温第一热交换介质可以通过泵150循环。此外,第一热交换介质可以在通过散热器120时将热量散发到外部。
热交换管线130可以连接到第一循环管线110并绕过散热器120。详细地,热交换管线130可以设置成基于第一热交换介质的流动而连接散热器120的入口侧和出口侧。在这种情况下,热交换管线130可以设置成穿过第一废热回收冷却器400。因此,沿着热交换管线130流动的第一热交换介质可以与第一废热回收冷却器400中的空调装置300的第三热交换介质进行热交换。即,由电气部件模块PE产生的热可以通过第一热交换介质从第一废热回收冷却器400传递到空调装置300。
电气部件冷却装置100的三通阀140可以执行控制,使得第一热交换介质通过热交换管线130流向散热器120或流向第一废热回收冷却器400。
泵150允许第一热交换介质沿着第一循环管线110或热交换管线130流动。在这种情况下,电气部件冷却装置100的泵150可以被称为第一泵。
电池冷却装置200可以通过使第二热交换介质循环来对电池B进行冷却,由此防止电池B过热。因此,可以提高电池B的性能和寿命。在这种情况下,第二热交换介质可以是冷却剂并称为第二冷却剂。因此,电池冷却装置200可以是冷却剂冷却的冷却装置。
参见图1,电池冷却装置200可以包括:第二循环管线210,其设置成通过使第二热交换介质循环来对电池B进行冷却;以及泵220,其被配置为使第二热交换介质沿着第二循环管线210循环。另外,电池冷却装置200还可以包括配置为对第二热交换介质进行加热的加热器230。
第二循环管线210可设置在车辆中,使得第二热交换介质可循环通过第二循环管线210。因此,循环通过第二循环管线210的第二热交换介质可以对电池B进行冷却。在这种情况下,第二循环管线210可以以管道等的形式提供。
第二循环管线210可以设置成穿过第二废热回收冷却器500。因此,沿着第二循环管线210流动的第二热交换介质可与第二废热回收冷却器500中的空调装置300的第三热交换介质进行热交换。即,由电池B产生的热可以通过第二热交换介质从第二废热回收冷却器500传递到空调装置300。
泵220允许第二热交换介质沿着第二循环管线210流动。在该情况下,可以将电池冷却装置200的泵220称为第二泵。因此,已经吸收由电池B产生的热的高温第二热交换介质可以通过泵220循环。此外,第二热交换介质可以在通过第二废热回收冷却器500时与第三热交换介质进行热交换。
加热器230可以加热沿着第二循环管线210流动的第二热交换介质。如图1所示,加热器230可以基于第二热交换介质的流动而设置在电池B的出口侧,但是本公开不必限于此。
空调装置300可以通过使用传递到第一废热回收冷却器400的来自电气部件模块PE的废热和传递到第二废热回收冷却器500的电池B的废热来调节车辆内部的温度。例如,空调装置300可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热中的至少任一者作为热源来提高用于车辆的热管理装置1的热管理效率。
参见图1,空调装置300可以包括:空调管线310,其设置成使得第三热交换介质从中流过;设置在空调管线310上的压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、第一膨胀装置314和蒸发器315;分支管线320,其从散热单元312和外部热交换器313之间的空调管线310的一个区域分支出来,并且设置成分别穿过第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500;以及流量控制装置,其被配置为控制第三热交换介质到空调管线310或分支管线320的流量。在这种情况下,第三热交换介质可以是制冷剂。此外,散热单元312和蒸发器315可以设置在空调壳体C中。
此外,空调装置300还可包括除湿管线350,其设置成将制冷剂从分支管线320供应到蒸发器315。在这种情况下,除湿管线350可从分支管线320的一个区域分支出来,并连接到第一膨胀装置314和蒸发器315之间的空调管线310的一个区域。
另外,空调装置300还可以包括蓄积器316,其基于空调管线310的第三热交换介质的流动而设置在压缩机311的入口侧。
空调管线310使得第三热交换介质能够循环和流动以对车辆的内部进行冷却或加热。因此,压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、第一膨胀装置314、蒸发器315、蓄积器316等可以基于第三热交换介质的流动顺序地设置在空调管线310中。在这种情况下,空调管线310可以以管道等的形式提供。
压缩机311压缩沿着空调管线310流动的第三热交换介质,并排出高温高压气相的第三热交换介质。在这种情况下,压缩机311可被称为压缩机。
散热单元312设置在空调壳体C中,并引起第三热交换介质和引入车辆内部的空气之间的热交换。例如,散热单元312能够实现第三热交换介质和空调壳体C中的空气之间的热交换。因此,散热单元312可以加热车辆的内部。在这种情况下,散热单元312可称为内部热交换器。
外部热交换器313可以通过允许第三热交换介质和引入到车辆中的空气彼此进行热交换来辐射热量。因此,第三热交换介质可以被冷凝。在这种情况下,外部热交换器313可以被称为冷凝器。
第一膨胀装置314可以设置在外部热交换器313和蒸发器315之间的空调管线310中。如图1所示,第一膨胀装置314可设置在蒸发器315的入口侧。此外,第一膨胀装置314可以使在外部热交换器313中冷凝的第三热交换介质膨胀。
机械膨胀阀(热膨胀阀)或电子膨胀阀可用作第一膨胀装置314。特别地,机械膨胀阀可以用作第一膨胀装置314。因此,第一膨胀装置314可以被称为第一膨胀阀。
蒸发器315可以设置在空调壳体C中,并且通过使用第三热交换介质来对空调壳体C中的空气进行冷却。例如,蒸发器315可以通过使用经由第一膨胀装置314供应的第三热交换介质来对空调壳体C中的空气进行冷却。在这种情况下,设置在空调壳体C中的温度调节门D可以通过调节已经通过蒸发器315执行热交换的空气量来调节车辆内部的温度。
蓄积器316可将第三热交换介质分离成液相第三热交换介质和气相第三热交换介质,并将气相第三热交换介质供应到压缩机311。如图1所示,蓄积器316可设置在压缩机311的入口侧。在这种情况下,蓄积器316可被称为气液分离器。
分支管线320可以从散热单元312和外部热交换器313之间的空调管线310的一个区域分支出来,并且设置成分别穿过第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500。
例如,分支管线320可以连接到空调管线310,使得穿过热交换器的第三热交换介质绕过外部热交换器313、第一膨胀装置314和蒸发器315。因此,在用于车辆的热管理装置1的加热模式下,第三热交换介质可以通过分支管线320穿过第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500。在这种情况下,分支管线320可以以管道的形式提供,第三热交换介质可以流过该管道。
同时,由于分支管线320绕过外部热交换器313,因此压力比分支管线320经过外部热交换器313的情况相对更高的第三热交换介质可流向电池冷却装置200。因此,沿着分支管线320以高压流动的第三热交换介质可以提高与电池冷却装置200的热交换性能,从而充分地控制和提高电池B的冷却性能。
参考图1,分支管线320可以包括:第一分支管线321,其连接到散热单元312和外部热交换器313之间的空调管线;第二分支管线322,其从第一分支管线321分支出来并设置成穿过第一废热回收冷却器400;以及第三分支管线323,其从第一分支管线321分支出来并且设置成穿过第二废热回收冷却器500。
在这种情况下,从第一分支管线321分支出来的第二分支管线322的一侧可连接到设置在压缩机311的入口侧的蓄积器316。在这种情况下,由于穿过第二分支管线322的第三热交换介质与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换,因此空调装置300可以使用来自电气部件模块PE的废热作为热源。
另外,从第一分支管线321分支出来的第三分支管线323的一侧可连接到设置在压缩机311的入口侧的蓄积器316。在这种情况下,由于穿过第三分支管线323的第三热交换介质与第二废热回收冷却器500中的第二热交换介质进行热交换,因此空调装置300可以使用来自电池B的废热作为热源。
因此,第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500基于空调装置300并联设置,并与沿着第二分支管线322或第三分支管线323流动的第三热交换介质进行热交换。因此,用于车辆的热管理装置1可以根据用于调节车辆内部状况的模式使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热中的至少任一者。
流量控制装置可以控制第三热交换介质到分支管线320或空调管线310的外部热交换器313的流量。在这种情况下,流量控制装置可以执行控制,使得流向分支管线320的第三热交换介质流向第一废热回收冷却器400、第二废热回收冷却器500和蒸发器315中的至少任一者。
因此,根据用于调节车辆内部状况的模式,流量控制装置可以使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热中的至少任一者作为热源。
另外,流量控制装置可以允许第三热交换介质绕过外部热交换器313。因此,流量控制装置可以向第一废热回收冷却器400、第二废热回收冷却器500和蒸发器315中的至少任一者供应第三热交换介质,该第三热交换介质具有比第三热交换介质穿过外部热交换器313的情况下相对更高的压力。
如图1所示,流量控制装置可包括第一三通阀330和第二三通阀340。
第一三通阀330可以设置在第一分支点P1处,在第一分支点P1,分支管线320的第一分支管线321与散热单元312和外部热交换器313之间的空调管线310相交。
第一三通阀330可以执行控制,使得穿过散热单元312的第三热交换介质流向外部热交换器313或分支管线320。
第二三通阀340可以执行控制,使得第三热交换介质穿过第一废热回收冷却器400或穿过第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者。另外,第二三通阀340可以执行控制,使得第三热交换介质仅穿过第二废热回收冷却器500。
因此,用于车辆的热管理装置1可具有多种模式以调节车辆内部的空调状况。因此,第二三通阀340可以执行控制,使得第三热交换介质可以仅流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500中的任一者,以便通过仅使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热中的任一者作为热源来加热车辆的内部。可替代地,第二三通阀340可以执行控制,使得第三热交换介质流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者,以便通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来加热车辆的内部。
如图1所示,第二三通阀340可以设置在分支管线320中。详细地,第二三通阀340可设置在分支管线320的第三分支管线323中,使得除湿管线350可连接到第三分支管线323。
空调装置300还可包括连接到分支管线320的除湿管线350,以提高车辆内部的空调质量。因此,空调装置300可以控制第三热交换介质,使得第三热交换介质借助于第二三通阀340穿过蒸发器315。
参考图1,除湿管线350可以从第三分支管线323分支出来,并连接到第一膨胀装置314和蒸发器315之间的空调管线310的一个区域。因此,第二三通阀340可设置在第三分支管线323和除湿管线350相交的第二分支点P2处,以允许沿着第三分支管线323流动的第三热交换介质流向除湿管线350。
因此,沿着第三分支管线323流动的第三热交换介质可以通过被第二三通阀340引导到除湿管线350而流向蒸发器315,由此降低车辆内部的湿度。例如,即使在独立于车辆内部的冷却过程而加热车辆内部的过程中,空调装置300也可使用除湿管线350以允许第三热交换介质流向蒸发器315,从而对车辆内部除湿。
在这种情况下,已经描述了除湿管线350从第三分支管线323分支出来的示例,但是本公开不必限于此。例如,第三分支管线323可以从除湿管线350分支出来。
同时,空调装置300还可以包括第二膨胀装置360,其基于第三热交换介质的流动而设置在第一三通阀330的入口侧。如图1所示,第二膨胀装置360可设置在散热单元312和第一三通阀330之间的空调管线310中。此外,第二膨胀装置360可以使已经通过散热单元312的第三热交换介质膨胀。在这种情况下,第二膨胀装置360可以被称为第二膨胀阀。例如,机械膨胀阀(热膨胀阀)或电子膨胀阀可用作第二膨胀装置360。此外,第二膨胀装置360可以是孔口集成阀。
另外,空调装置300还可以包括第三膨胀装置370,其基于第三热交换介质的流动而设置在第二废热回收冷却器500的入口侧。
如图1所示,第三膨胀装置370可以设置在第三分支管线323中。此外,第三膨胀装置370可以在第三热交换介质被引入第二废热回收冷却器500之前使第三热交换介质膨胀。
例如,在第三热交换介质被引入第二废热回收冷却器500之前,第三膨胀装置370可以使在外部热交换器313中冷凝的第三热交换介质膨胀。可替代地,在第三热交换介质被引入第二废热回收冷却器500之前,第三膨胀装置370可以使已经通过第二三通阀340的第三热交换介质膨胀。在这种情况下,第三膨胀装置370可以被称为第三膨胀阀。机械膨胀阀(热膨胀阀)或电子膨胀阀可用作第三膨胀装置370。特别地,电子膨胀阀可以用作第三膨胀装置370。
另外,空调装置300还可以包括第四分支管线380,其形成为使得穿过外部热交换器313的第三热交换介质顺序地流过第三膨胀装置370和第二废热回收冷却器500。
第四分支管线380可从外部热交换器313和第一膨胀装置314之间的空调管线310分支出来,并连接到第三分支管线323。详细地,第四分支管线380可以连接到设置在第三膨胀装置370的入口侧的第三分支管线323。因此,沿着第四分支管线380流动的第三热交换介质可顺序地通过第三膨胀装置370和第二废热回收冷却器500。
第一废热回收冷却器400可以是能够使沿着第一循环管线110流动的第一热交换介质和沿着第二分支管线322流动的第三热交换介质彼此进行热交换的热交换器。因此,第一循环管线110的一个区域和第二分支管线322的一个区域可以设置在第一废热回收冷却器400中。在这种情况下,第一废热回收冷却器400可以被称为第一冷却器。
因此,由于第三热交换介质与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换,所以空调装置300可以使用来自电气部件模块PE的废热作为热源。
第二废热回收冷却器500可以是能够使沿着第二循环管线210流动的第二热交换介质和沿着第三分支管线323或第四分支管线380流动的第三热交换介质彼此进行热交换的热交换器。因此,第二循环管线210的一个区域和第三分支管线323的一个区域可以设置在第二废热回收冷却器500中。在这种情况下,第二废热回收冷却器500可以被称为第二冷却器。
因此,在第二废热回收冷却器500中,由于第三热交换介质与第二热交换介质进行热交换,因此空调装置300可以使用来自电池B的废热作为热源。
同时,用于车辆的热管理装置1还可以包括设置在空调壳体C中的PTC加热器600。
用于车辆的热管理装置1可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热作为热源来加热车辆的内部。然而,当需要超过通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热作为热源来加热车辆内部的最大加热范围的加热时,用于车辆的热管理装置1可以使用PTC加热器600来将车辆内部的温度升高到高于车辆内部的最大加热范围的温度的温度。
图2是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的冷却模式的视图。
参见图2,在根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1的冷却模式(A/C模式)下,沿着空调管线310流动的第三热交换介质可在沿着压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、膨胀装置314、蒸发器315和蓄积器316循环的同时对车辆的内部进行冷却。
在这种情况下,第三热交换介质可以通过第四分支管线380穿过第二废热回收冷却器500并流向蓄积器316。因此,电池冷却装置200可以使用在第二废热回收冷却器500中进行热交换的第二热交换介质来对电池B进行冷却。此外,电气部件冷却装置100可以通过使用穿过散热器120的第一热交换介质来对电池B进行冷却。
图3是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第一加热模式的视图,图4是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第二加热模式的视图,并且图5是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第三加热模式的视图。
参见图3至图5,根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1可以包括多种加热模式(H/P模式)。在这种情况下,根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1实施三种加热模式,但是本公开不必限于此。
根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1可以在第一加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,第一加热模式可以是部分加热模式。在这种情况下,部分加热模式可以是指车辆的内部被加热到低于预定温度的温度,或者是指仅通过使用来自电气部件模块PE的废热或来自电池B的废热中的任一者来最大程度地提供给空调装置300的热。
参照图3,在第一加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第二三通阀340流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。在这种情况下,电气部件冷却装置100的第一热交换介质通过电气部件冷却装置100的三通阀140经由热交换管线130流向第一废热回收冷却器400。因此,用于车辆的热管理装置1可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。
也就是说,在湿气附着到外部热交换器313或者外部大气温度非常低的情况下,用于车辆的热管理装置1可以将第三热交换介质供应到第一废热回收冷却器400来对电气部件模块PE进行冷却,同时允许第三热交换介质绕过外部热交换器313。
根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1可以在第二加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,第二加热模式可以是最大加热模式。在这种情况下,最大加热模式可以意味着车辆的内部被加热到比部分加热模式下的温度更高的温度,或者意味着通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者可以最大程度地提供给空调装置300的热。
参照图4,在第二加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第二三通阀340流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者。
例如,第三热交换介质通过第二三通阀340流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。同时,第三热交换介质流向第三分支管线323并与第二废热回收冷却器500中的第二热交换介质进行热交换。在这种情况下,电气部件冷却装置100的第一热交换介质通过电气部件冷却装置100的三通阀140经由热交换管线130流向第一废热回收冷却器400。因此,通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源,用于车辆的热管理装置1可以将车辆的内部加热到高于第一加热模式的温度的温度。
根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1可以在第三加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来同时对车辆的内部进行加热和除湿。在这种情况下,第三加热模式可以是部分加热/除湿模式。此外,部分加热/除湿模式可以包括上述部分加热模式和除湿模式,并且与部分加热模式一起降低车辆内部的湿度。
参照图5,在第三加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第二三通阀340流向第一废热回收冷却器400和蒸发器315两者。例如,第三热交换介质的一部分通过第二三通阀340流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。第三热交换介质的另一部分流向第三分支管线323,然后通过除湿管线350流向蒸发器315。
因此,在第三加热模式下,用于车辆的热管理装置1可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来同时对车辆的内部进行加热和除湿。
用于车辆的热管理装置1可以通过使用穿过外部热交换器313的第三热交换介质来加热车辆的内部。
图6是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的修改示例的视图,并且图7是示出根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第1-1加热模式的视图。
参见图6,用于车辆的热管理装置1还可以包括第五分支管线324和第三三通阀390。因此,流量控制装置还可以包括第三三通阀390。
第五分支管线324可从外部热交换器313和第一膨胀装置314之间的空调管线310分支出来,并连接第二分支管线322。
第三三通阀390可以设置在第三分支点P3处,在第三分支点P3,空调管线310和第五分支管线324在外部热交换器313和第一膨胀装置314之间相交。
因此,穿过外部热交换器313的第三热交换介质可以通过第三三通阀390流向第一废热回收冷却器400,从而加热车辆的内部。
因此,还包括第五分支管线324和第三三通阀390的用于车辆的热管理装置1可以实施冷却模式和第一加热模式至第三加热模式,并且另外实施作为第一加热模式的修改模式的第1-1加热模式。
根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1可以在第1-1加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,第1-1加热模式可以是部分加热模式。
在第一加热模式和第1-1加热模式之间的比较中,第一加热模式与第1-1加热模式的不同之处在于,热交换介质在绕过外部热交换器313的同时加热车辆的内部,并且用于车辆的热管理装置1在湿气附着到外部热交换器313或外部大气温度非常低的状态下操作。
参照图7,在第1-1加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向外部热交换器313。此外,穿过外部热交换器313的第三热交换介质顺序地流过第三三通阀390、第五分支管线324和第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。在这种情况下,第二三通阀340可以防止第三热交换介质流向第三分支管线323。
根据第一实施方式的用于车辆的热管理方法是指通过使用根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1来对车辆的内部进行冷却、加热和除湿/加热的控制方法。
根据第一实施方式的用于车辆的热管理方法可以包括选择模式的步骤和冷却或加热车辆内部的步骤。在这种情况下,根据模式,加热车辆内部的步骤可以包括部分加热步骤、最大加热步骤和部分加热/除湿步骤。
当在选择模式的步骤中选择冷却模式(A/C模式)时,用于车辆的热管理装置1可执行冷却车辆内部的冷却步骤。
参照图2,冷却步骤可通过使第三热交换介质沿着压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、膨胀装置314、蒸发器315和蓄积器316循环而将车辆内部的温度降低至低于外部温度的温度。在这种情况下,第三热交换介质可以通过第四分支管线380穿过第二废热回收冷却器500并流向蓄积器316。因此,电池冷却装置200可以使用在第二废热回收冷却器500中进行热交换的第二热交换介质来对电池B进行冷却。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的部分加热模式的第一加热模式时,用于车辆的热管理装置1可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来执行加热车辆内部的部分加热步骤。
参见图3,部分加热步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。例如,在部分加热步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321,并且沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第二三通阀340流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换,从而加热车辆的内部。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的最大加热模式的第二加热模式时,用于车辆的热管理装置1可执行最大加热步骤,该最大加热步骤通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来加热车辆的内部。
参见图4,最大加热步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热作为热源来加热车辆的内部。例如,在最大加热步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321,并且沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第二三通阀340流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者,从而加热车辆的内部。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的部分加热/除湿模式的第三加热模式时,用于车辆的热管理装置1可执行部分加热/除湿步骤,通过使用来自电气部件模块PE的废热来加热车辆的内部,同时降低车辆内部的湿度。
参见图5,部分加热/除湿步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部,并且同时降低车辆内部的湿度。
例如,在部分加热/除湿步骤中,第三热交换介质可通过第一三通阀330流向第一分支管线321,并且沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质可通过第二三通阀340流向第一废热回收冷却器400和蒸发器315两者。因此,部分加热/除湿步骤可以同时对车辆的内部进行加热和除湿。
参见图7,部分加热步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。例如,在部分加热步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向外部热交换器313,并且穿过外部热交换器313的第三热交换介质通过第三三通阀390和第五分支管线324流向第二分支管线322,并且与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。在这种情况下,第二三通阀340可以防止第三热交换介质流向第三分支管线323。因此,车辆的内部可以被加热。
第二实施方式
图8是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的视图,图9是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的冷却模式的视图,图10是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第一加热模式的视图,图11是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第二加热模式的视图,图12是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第三加热模式的视图,并且图13是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第四加热模式的视图。
在根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1与根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a之间的比较中,存在以下区别:用于车辆的热管理装置1a的流量控制装置使用两个二通阀,这不同于用于车辆的热管理装置1的第二三通阀340。因此,即使在作为最大加热模式的第二加热模式下,用于车辆的热管理装置1a也可降低车辆内部的湿度。
在下文中,在根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a的描述中,与根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1的构成元件相同的构成元件将被赋予相同的附图标记,并且其具体描述将被省略。
参见图8,根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以包括:电气部件冷却装置100,其能够对电气部件模块PE进行冷却;电池冷却装置200,其能够对电池B进行冷却;空调装置300a,其被配置为调节车辆的内部的空气温度;第一废热回收冷却器400,其设置成使得电气部件冷却装置100的第一热交换介质可以与空调装置300a的第三热交换介质进行热交换;以及第二废热回收冷却器500,其设置成使得电池冷却装置200的第二热交换介质可以与空调装置300a的第三热交换介质进行热交换。
在这种情况下,电气部件冷却装置100的第一热交换介质和电池冷却装置200的第二热交换介质分别沿着在没有连接电气部件冷却装置100和电池冷却装置200的连接结构的情况下分开设置的循环结构循环。即,电气部件冷却装置100和电池冷却装置200可以设置在车辆中并且分别设置在分开设置的并联结构中。
此外,空调装置300a可以通过使用电气部件冷却装置100的热量和电池冷却装置200的热量作为热源来调节车辆内部的空调状况。
空调装置300a可以通过使用从电气部件模块PE传递到第一废热回收冷却器400的废热和从电池B传递到第二废热回收冷却器500的废热来调节车辆内部的温度。例如,空调装置300a可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热中的至少任一者作为热源来提高用于车辆的热管理装置1a的热管理效率。
参见图8,空调装置300a可以包括:空调管线310,其设置成使得第三热交换介质从中流过;设置在空调管线310上的压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、第一膨胀装置314和蒸发器315;分支管线320,其从散热单元312和外部热交换器313之间的空调管线310的一个区域分支出来,并且设置成分别穿过第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500;第一三通阀330,其设置在第一分支点P1处;以及流量控制装置,其设置在分支管线320中。在这种情况下,根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a的流量控制装置可以使用两个二通阀341和342来代替用于车辆的热管理装置1的流量控制装置的第二三通阀340。
此外,分支管线320可以包括:第一分支管线321,其连接到散热单元312和外部热交换器313之间的空调管线;第二分支管线322,其从第一分支管线321分支出来并设置成穿过第一废热回收冷却器400;以及第三分支管线323,其从第一分支管线321分支出来并且设置成穿过第二废热回收冷却器500。
另外,空调装置300a还可以包括蓄积器316,其基于空调管线310的第三热交换介质的流动而设置在压缩机311的入口侧。
此外,空调装置300a还可以包括除湿管线350,其从分支管线320的一个区域分支出来并连接到第一膨胀装置314和蒸发器315之间的空调管线310的一个区域。
另外,空调装置300a还可以包括第二膨胀装置360,其基于第三热交换介质的流动而设置在第一三通阀330的入口侧。
另外,空调装置300a还可以包括第三膨胀装置370,其基于第三热交换介质的流动而设置在第二废热回收冷却器500的入口侧。
另外,空调装置300a还可以包括第四分支管线380,其形成为使得穿过外部热交换器313的第三热交换介质顺序地流过第一膨胀装置314和第二废热回收冷却器500。
此外,用于车辆的热管理装置1a还可以包括设置在空调壳体C中的PTC加热器600。
在下文中,将描述根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a的流量控制装置和用于车辆的热管理装置1a的多种模式,用于车辆的热管理装置1a与根据第一实施方式的用于车辆的热管理装置1不同,用于车辆的热管理装置1a使用流量控制装置来调节车辆内部的空调状况。
空调装置300a的流量控制装置可以控制第三热交换介质到分支管线320或空调管线310的外部热交换器313的流量。
如图8所示,用于车辆的热管理装置1a的流量控制装置可包括第一三通阀330、两个第一二通阀341和第二二通阀342。在这种情况下,第一二通阀341可以设置在第三分支管线323中,并且第二二通阀342可以设置在除湿管线350中。
因此,流量控制装置可以执行控制,使得流向分支管线320的第三热交换介质流向第一废热回收冷却器400、第二废热回收冷却器500和蒸发器315中的至少任一者。
例如,空调装置300a的流量控制装置可以执行控制,使得第三热交换介质通过第一废热回收冷却器400。另外,流量控制装置可以执行控制,使得第三热交换介质仅通过第二废热回收冷却器500。
可替代地,流量控制装置可以执行控制,使得第三热交换介质通过第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者。
可替代地,流量控制装置可以执行控制,使得第三热交换介质通过蒸发器315和第一废热回收冷却器400两者。
可替代地,流量控制装置可以执行控制,使得第三热交换介质通过所有蒸发器315、第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500。
因此,用于车辆的热管理装置1a可以具有多种模式以调节车辆内部的空调状况。因此,流动控制装置可以执行控制,使得第三热交换介质可以仅流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500中的任一者,以便通过仅使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热中的任一者作为热源来加热车辆的内部。
可替代地,流量控制单元可以执行控制,使得第三热交换介质流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者,以便通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,流量控制装置可允许第三热交换介质流向除湿管线350,从而降低车辆内部的湿度。
参见图9,在根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a的冷却模式(A/C模式)下,沿着空调管线310流动的第三热交换介质可在沿着压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、膨胀装置314、蒸发器315和蓄积器316循环的同时对车辆的内部进行冷却。
在这种情况下,第三热交换介质可以通过第四分支管线380穿过第二废热回收冷却器500并流向蓄积器316。因此,电池冷却装置200可以通过使用在第二废热回收冷却器500中进行热交换的第二热交换介质来对电池B进行冷却。此外,电气部件冷却装置100可以通过使用穿过散热器120的第一热交换介质来对电池B进行冷却。
参见图10至图13,根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以包括多种加热模式(H/P模式)。在这种情况下,根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a实施四种加热模式,但是本公开不必限于此。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以在第一加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,第一加热模式可以是部分加热模式。在这种情况下,部分加热模式可以意味着车辆的内部被加热到低于预定温度的温度,或者意味着可以仅通过使用来自电气部件模块PE的废热或来自电池B的废热中的任一者来最大程度地提供给空调装置300a的热。
参照图10,在第一加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过流量控制装置的第一二通阀341和第二二通阀342流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。
例如,第一二通阀341和第二二通阀342关闭。在这种情况下,第一二通阀341或第二二通阀342的关闭状态可以意味着第三热交换介质的流动被第一二通阀341或第二二通阀342阻断。另外,第一二通阀341或第二二通阀342的开启状态可以意味着第三热交换介质通过第一二通阀341或第二二通阀342流动。
因此,第三热交换介质通过流量控制装置流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。在这种情况下,电气部件冷却装置100的第一热交换介质通过电气部件冷却装置100的三通阀140经由第一热交换管线130流向第一废热回收冷却器400。因此,用于车辆的热管理装置1a可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。
即,在湿气附着到外部热交换器313或者外部大气温度非常低的情况下,用于车辆的热管理装置1a可以向第一废热回收冷却器400供应第三热交换介质以对电气部件模块PE进行冷却,同时允许第三热交换介质绕过外部热交换器313,由此加热车辆的内部。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以在第二加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,第二加热模式可以是最大加热模式。在这种情况下,最大加热模式可以是指车辆内部被加热到比部分加热模式下的温度更高的温度,或者是指通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者而最大程度地提供给空调装置300a的热。
参照图11,在第二加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者。
例如,开启第一二通阀341,关闭第二二通阀342。因此,第三热交换介质流向第二分支管线322并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。同时,第三热交换介质流向第三分支管线323并与第二废热回收冷却器500中的第二热交换介质进行热交换。在这种情况下,电气部件冷却装置100的第一热交换介质通过电气部件冷却装置100的三通阀140经由第一热交换管线130流向第一废热回收冷却器400。因此,用于车辆的热管理装置1a可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源将车辆的内部加热到高于第一加热模式的温度的温度。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以在第三加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来同时对车辆的内部进行加热和除湿。在这种情况下,第三加热模式可以是部分加热/除湿模式。在这种情况下,部分加热/除湿模式可以包括上述部分加热模式和除湿模式,并且与部分加热模式一起降低车辆内部的湿度。
参照图12,在第三加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向第一废热回收冷却器400和蒸发器315两者。
例如,第一二通阀341关闭,而第二二通阀342开启。因此,第三热交换介质的一部分流向第二分支管线322并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。第三热交换介质的另一部分流向第三分支管线323,然后通过除湿管线350流向蒸发器315。
因此,用于车辆的热管理装置1a可以在第三加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来同时对车辆的内部进行加热和除湿。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以在第四加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来同时对车辆的内部进行加热和除湿。在这种情况下,第四加热模式可以是最大加热/除湿模式。在这种情况下,最大加热/除湿模式可以包括最大加热模式和除湿模式,并且与最大加热模式一起降低车辆内部的湿度。
参照图13,在第四加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321。此外,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向所有第一废热回收冷却器400、第二废热回收冷却器500和蒸发器315。
例如,开启第一二通阀341,开启第二二通阀342。因此,第三热交换介质的一部分流向第二分支管线322并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。第三热交换介质的另一部分流向第三分支管线323并与第二废热回收冷却器500中的第二热交换介质进行热交换。第三热交换介质的又一部分流向第三分支管线323,然后通过除湿管线350流向蒸发器315。
因此,用于车辆的热管理装置1a可以在第四加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热作为热源来同时对车辆的内部进行加热和除湿。
用于车辆的热管理装置1a可以通过使用穿过外部热交换器313的第三热交换介质来加热车辆的内部。
图14是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的修改示例的视图,并且图15是示出根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置的加热模式中的第1-1加热模式的视图。
参见图14,用于车辆的热管理装置1a还可以包括第五分支管线324和第三三通阀390。因此,用于车辆的热管理装置1a的流量控制装置还可以包括第三三通阀390。
第五分支管线324可从外部热交换器313和第一膨胀装置314之间的空调管线310分支出来,并连接第二分支管线322。
第三三通阀390可以设置在第三分支点P3处,在第三分支点P3,空调管线310和第五分支管线324在外部热交换器313和第一膨胀装置314之间相交。
因此,穿过外部热交换器313的第三热交换介质可以通过第三三通阀390流向第一废热回收冷却器400,从而加热车辆的内部。
因此,还包括第五分支管线324和第三三通阀390的用于车辆的热管理装置1a可以实施冷却模式和第一加热模式至第四加热模式,并且另外实施作为第一加热模式的修改模式的第1-1加热模式。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a可以在第1-1加热模式下通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。在这种情况下,第1-1加热模式可以是部分加热模式。
在用于车辆的热管理装置1a的第一加热模式与第1-1加热模式之间的比较中,第一加热模式与第1-1加热模式的不同之处在于,热交换介质在绕过外部热交换器313的同时加热车辆的内部,并且用于车辆的热管理装置1在湿气附着到外部热交换器313或外部大气温度非常低的状态下操作。
参照图15,在第1-1加热模式下,第三热交换介质通过第一三通阀330流向外部热交换器313。此外,穿过外部热交换器313的第三热交换介质顺序地流过第三三通阀390、第五分支管线324和第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。在这种情况下,第一二通阀341和第二二通阀342可以防止第三热交换介质流向第三分支管线323。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理方法是指通过使用根据第二实施方式的用于车辆的热管理装置1a来对车辆的内部进行冷却、加热和除湿/加热的控制方法。
根据第二实施方式的用于车辆的热管理方法可以包括选择模式的步骤和冷却或加热车辆内部的步骤。在这种情况下,根据模式,加热车辆内部的步骤可以包括部分加热步骤、最大加热步骤、部分加热/除湿步骤和最大加热/除湿步骤。
当在选择模式的步骤中选择冷却模式(A/C模式)时,用于车辆的热管理装置1a可执行冷却车辆内部的冷却步骤。
参照图9,通过使第三热交换介质沿着压缩机311、散热单元312、外部热交换器313、膨胀装置314、蒸发器315和蓄积器316循环,冷却步骤可将车辆内部的温度降低至低于外部温度的温度。在这种情况下,第三热交换介质可以通过第四分支管线380穿过第二废热回收冷却器500并流向蓄积器316。因此,电池冷却装置200可以使用在第二废热回收冷却器500中进行热交换的第二热交换介质来对电池B进行冷却。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的部分加热模式的第一加热模式时,用于车辆的热管理装置1a可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来执行加热车辆内部的部分加热步骤。
参见图10,部分加热步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。例如,在部分加热步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321,沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向第二分支管线322,并与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换,从而加热车辆的内部。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的最大加热模式的第二加热模式时,用于车辆的热管理装置1a可以执行最大加热步骤,该最大加热步骤通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热两者作为热源来加热车辆的内部。
参见图11,最大加热步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热作为热源来加热车辆的内部。例如,在最大加热步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321,并且沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向第一废热回收冷却器400和第二废热回收冷却器500两者,从而加热车辆的内部。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的部分加热/除湿模式的第三加热模式时,用于车辆的热管理装置1a可以执行部分加热/除湿步骤,通过使用来自电气部件模块PE的废热来加热车辆的内部,并且同时降低车辆内部的湿度。
参见图12,部分加热/除湿步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部,并且同时降低车辆内部的湿度。例如,在部分加热/除湿步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321,并且沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向第一废热回收冷却器400和蒸发器315两者,从而同时对车辆的内部进行加热和除湿。
当在选择模式的步骤中选择作为加热模式(H/P模式)中的最大加热/除湿模式的第四加热模式时,用于车辆的热管理装置1a可执行最大加热/除湿步骤,通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热来加热车辆的内部,并且同时降低车辆内部的湿度。
参见图13,最大加热/除湿步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热和来自电池B的废热作为热源来加热车辆的内部,并且同时降低车辆内部的湿度。例如,在最大加热/除湿步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向第一分支管线321,并且沿着第一分支管线321流动的第三热交换介质通过第一二通阀341和第二二通阀342流向所有第一废热回收冷却器400、第二废热回收冷却器500和蒸发器315,从而同时对车辆的内部进行加热和除湿。
参见图15,部分加热步骤可以通过使用来自电气部件模块PE的废热作为热源来加热车辆的内部。例如,在部分加热步骤中,第三热交换介质通过第一三通阀330流向外部热交换器313,并且穿过外部热交换器313的第三热交换介质通过第三三通阀390和第五分支管线324流向第二分支管线322,并且与第一废热回收冷却器400中的第一热交换介质进行热交换。在这种情况下,第一二通阀341和第二二通阀342可以防止第三热交换介质流向第三分支管线323。因此,车辆的内部可以被加热。
虽然上面已经描述了本公开的示例性实施方式,但是本领域技术人员可以在不脱离权利要求中公开的本公开的精神的情况下通过添加、改变、删除或修改组成要素来对本公开进行各种修改和改变,并且修改和改变也属于本公开的范围。
<附图的主要附图标记的说明>
1、1a:用于车辆的热管理装置,100:电气部件冷却装置,200:电池冷却装置,300、300a:空调装置,310:空调管线,311:压缩机,312:热交换器,313:冷凝器,314:第一膨胀装置,315:蒸发器,316:蓄积器,320:分支管线,321:第一分支管线,322:第二分支管线,323:第三分支管线,340:第二三通阀,341:第一二通阀,342:第二二通阀,350:除湿管线,360:第二膨胀装置,370:第三膨胀装置,380:第四分支管线,400:第一废热回收冷却器,500:第二废热回收冷却器,600:PTC加热器,B:电池,C:空调壳体,PE:电气部件模块。

Claims (17)

1.一种用于车辆的热管理装置,所述热管理装置包括:
电池冷却装置,所述电池冷却装置被配置为利用第二热交换介质对电池进行冷却;
空调装置,所述空调装置被配置为利用第三热交换介质调节车辆的内部的温度;以及
第二废热回收冷却器,所述第二废热回收冷却器被配置为允许所述第二热交换介质和所述第三热交换介质彼此进行热交换,
其中,所述空调装置包括:
空调管线,所述空调管线被配置为连接压缩机、散热单元、外部热交换器、第一膨胀装置和蒸发器;
分支管线,所述分支管线连接到所述空调管线,使得所述第三热交换介质绕过所述外部热交换器;以及
流量控制装置,并且
其中,所述流量控制装置执行控制,使得所述第三热交换介质通过所述分支管线流向所述蒸发器或所述第二废热回收冷却器。
2.根据权利要求1所述的热管理装置,所述热管理装置还包括:
电气部件冷却装置,所述电气部件冷却装置被配置为利用第一热交换介质对电气部件模块进行冷却;以及
第一废热回收冷却器,所述第一废热回收冷却器被配置为允许所述第一热交换介质和所述第三热交换介质彼此进行热交换,
其中,所述流量控制装置执行控制,使得所述第三热交换介质通过所述分支管线流向所述第一废热回收冷却器。
3.根据权利要求2所述的热管理装置,其中,所述分支管线包括:
第一分支管线,所述第一分支管线连接到所述空调管线;
第二分支管线,所述第二分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第一废热回收冷却器;以及
第三分支管线,所述第三分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第二废热回收冷却器,并且
其中,所述流量控制装置包括:
第一三通阀,所述第一三通阀设置在所述空调管线和所述第一分支管线相交的第一分支点(P1)处;以及
第二三通阀,所述第二三通阀设置在所述第三分支管线中。
4.根据权利要求3所述的热管理装置,其中,所述第一分支管线的一侧连接到所述散热单元和所述外部热交换器之间的空调管线。
5.根据权利要求3所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括除湿管线,所述除湿管线从所述第三分支管线分支出来并且连接到所述第一膨胀装置和所述蒸发器之间的空调管线,并且
其中,所述第二三通阀设置在所述除湿管线和所述第三分支管线相交的第二分支点(P2)处。
6.根据权利要求3所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括:
第五分支管线,所述第五分支管线从所述外部热交换器和所述第一膨胀装置之间的空调管线分支出来并且连接到所述第二分支管线;以及
第三三通阀,所述第三三通阀设置在所述空调管线和所述第五分支管线相交的第三分支点(P3)处。
7.根据权利要求2所述的热管理装置,其中,所述分支管线包括:
第一分支管线,所述第一分支管线连接到所述空调管线;
第二分支管线,所述第二分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第一废热回收冷却器;以及
第三分支管线,所述第三分支管线从所述第一分支管线分支出来并且设置成穿过所述第二废热回收冷却器,并且
其中,所述流量控制装置包括:
第一三通阀,所述第一三通阀设置在所述空调管线和所述第一分支管线相交的第一分支点(P1)处;以及
第一二通阀,所述第一二通阀设置在所述第三分支管线中。
8.根据权利要求7所述的热管理装置,其中,所述第一分支管线的一侧连接到所述散热单元和所述外部热交换器之间的空调管线。
9.根据权利要求8所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括:
除湿管线,所述除湿管线从所述第三分支管线分支出来并且连接到所述第一膨胀装置和所述蒸发器之间的空调管线;以及
第二二通阀,所述第二二通阀设置在所述除湿管线中。
10.根据权利要求9所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括:
第五分支管线,所述第五分支管线从所述外部热交换器和所述第一膨胀装置之间的空调管线分支出来并且连接到所述第二分支管线;以及
第三三通阀,所述第三三通阀设置在所述空调管线和所述第五分支管线相交的第三分支点(P3)处。
11.根据权利要求3或7所述的热管理装置,其中,所述第二分支管线和所述第三分支管线连接到设置在所述压缩机的入口侧的蓄积器。
12.根据权利要求3或7所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括第二膨胀装置,所述第二膨胀装置基于所述第三热交换介质的流动而设置在所述第一三通阀的入口侧。
13.根据权利要求3或7所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括第四分支管线,所述第四分支管线从所述外部热交换器和所述第一膨胀装置之间的空调管线分支出来并且连接到所述第三分支管线。
14.根据权利要求13所述的热管理装置,其中,所述空调装置还包括第三膨胀装置,所述第三膨胀装置基于所述第三热交换介质的流动而设置在所述第二废热回收冷却器的入口侧。
15.根据权利要求14所述的热管理装置,其中,所述第一膨胀装置是机械膨胀阀,并且所述第三膨胀装置是电子膨胀阀。
16.一种用于车辆的热管理装置,所述热管理装置包括:
电气部件冷却装置,所述电气部件冷却装置能够对电气部件模块(PE)进行冷却;
电池冷却装置,所述电池冷却装置能够对电池(B)进行冷却;
空调装置,所述空调装置被配置为调节所述车辆的内部的温度;
第一废热回收冷却器,所述第一废热回收冷却器被配置为允许所述电气部件冷却装置的第一热交换介质和所述空调装置的第三热交换介质彼此进行热交换;以及
第二废热回收冷却器,所述第二废热回收冷却器被配置为允许所述电池冷却装置的第二热交换介质和所述空调装置的所述第三热交换介质彼此进行热交换,
其中,所述空调装置包括:
空调管线,所述空调管线被配置为连接压缩机、散热单元、外部热交换器、第一膨胀装置和蒸发器;
分支管线,所述分支管线从所述散热单元和所述外部热交换器之间的空调管线分支出来,并且设置成穿过所述第一废热回收冷却器和所述第二废热回收冷却器;
除湿管线,所述除湿管线连接到所述第一膨胀装置和所述蒸发器之间的空调管线,并且从所述分支管线的设置成穿过所述第二废热回收冷却器的第三分支管线分支出来;以及
流量控制装置,并且
其中,所述流量控制装置控制所述第三热交换介质使用所述电气部件冷却装置和所述电池冷却装置中的至少任一者的热量作为热源。
17.根据权利要求16所述的热管理装置,其中,所述第一热交换介质和所述第二热交换介质是冷却剂,并且所述第三热交换介质是制冷剂。
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