CN116872692A - 一种二次回路热管理***和电动车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种二次回路热管理***和电动车，通过设置二次回路并用多通阀进行连接，可以利用制冷剂将冷却液进行冷却，并将冷却液送入乘客舱进行降温，或利用水冷冷凝器放热给冷却液，并将升温后的冷却液送入乘客舱进行升温，解决了现有技术采用制冷剂进入乘客舱空调箱的方式对乘客舱进行热管理所存在的无法使用可燃制冷剂的技术问题，使得制冷剂不需要进入乘客舱，通过制冷剂进行二次换热来达到热管理的效果，实现了既能满足热管理需求，同时兼顾可燃制冷剂安全性的技术效果，同时采用多通阀的方式，使得复杂的热管理***集成度更高，更紧凑。

Description

一种二次回路热管理***和电动车

技术领域

本发明实施例涉及电动车技术领域，尤其涉及一种二次回路热管理***和电动车。

背景技术

现存的电动车热管理***都采用制冷剂进入位于乘客舱的空调箱的方式，在制冷剂环保化、多元化的背景下，未来的制冷剂可能为可燃制冷剂，由于制冷剂的可燃性，在实车使用时应避免制冷剂进入乘客舱，因此，传统的热管理***已无法满足可燃制冷剂的安全性。

发明内容

本发明实施例提供一种二次回路热管理***和电动车，解决了现有技术采用制冷剂进入乘客舱空调箱的方式对乘客舱进行热管理所存在的无法使用可燃制冷剂的技术问题。

本发明实施例提供了一种二次回路热管理***，所述二次回路热管理***包括十通阀、制冷剂回路以及冷却液回路；

所述制冷剂回路包括压缩机、水冷冷凝器、电子膨胀阀、水冷蒸发器以及高压储罐；所述压缩机、所述水冷冷凝器、所述电子膨胀阀以及所述水冷蒸发器顺次连接形成回路；所述高压储罐与所述水冷冷凝器相连接；

所述冷却液回路包括空调子回路；所述空调子回路设置于车辆的乘客舱；

所述空调子回路包括鼓风机、冷风芯体、暖风芯体、第一三通比例阀、第一水泵以及第二水泵；

所述冷风芯体与所述水冷蒸发器、所述第一三通比例阀的第一接口、所述第一三通比例阀的第二接口以及所述第一水泵形成回路；所述暖风芯体与所述水冷冷凝器、第二水泵、所述十通阀的第五通路、所述十通阀的第六通路形成回路；所述水冷蒸发器与所述第一三通比例阀的第一接口、所述第一三通比例阀的第三接口、所述十通阀的第一通路、所述十通阀的第二通路形成回路；

所述水冷蒸发器出口的低温低压制冷剂通过所述压缩机压缩成高温高压制冷剂，经过所述水冷冷凝器后放热给冷却液，冷却液经过所述水冷冷凝器吸热升温后进入所述暖风芯体为乘客舱升温；

或者，经过所述压缩机压缩成的高温高压制冷剂在依次经过所述水冷冷凝器、所述高压储罐以及所述电子膨胀阀截流降压后，进入所述水冷蒸发器入口蒸发吸热，使冷却液降温，降温后的冷却液进入所述冷风芯体为乘客舱降温。

进一步地，所述冷却液回路还包括电池子回路；所述电池子回路包括电池单元、第三水泵、第二三通比例阀以及单向阀；

所述电池单元、所述第三水泵、所述第二三通比例阀的第一接口、所述第二三通比例阀的第二接口、所述十通阀的第三通路以及所述十通阀的第四通路形成回路；所述单向阀设置于所述十通阀的第三通路以及所述十通阀的第四通路之间；所述第二三通比例阀的第三接口与所述电池单元相连接。

进一步地，所述冷却液回路还包括低温散热子回路；

所述低温散热子回路包括低温散热器以及风扇；

所述低温散热器、所述风扇、所述十通阀的第八通路以及所述十通阀的第十通路形成回路。

进一步地，所述冷却液回路还包括电驱电控子回路；

所述电驱电控子回路包括冷却液电加热器、电驱单元、电控单元以及第四水泵；

所述冷却液电加热器、所述电驱单元、所述电控单元、所述第四水泵、所述十通阀的第七通路以及所述十通阀的第九通路形成回路。

进一步地，所述十通阀的第一通路与第三通路相连接，第二通路与第四通路相连接，第五通路与第八通路相连接，第六通路与第九通路相连接，第七通路与第十通路相连接。

进一步地，所述十通阀的第一通路与第八通路相连接，第二通路与第九通路相连接，第三通路与第五通路相连接，第四通路与第六通路相连接，第七通路与第十通路相连接；

所述单向阀断开。

进一步地，所述十通阀的第一通路与第七通路相连接，第二通路与第九通路相连接，第三通路与第五通路相连接，第四通路与第六通路相连接，第八通路、第十通路置空；

所述电池子回路与所述单向阀之间的连接断开；

所述低温散热子回路关闭。

进一步地，所述十通阀的第一通路与第七通路相连接，第二通路与第四通路相连接，第三通路与第五通路相连接，第六通路与第九通路相连接，第八通路、第十通路置空；

所述制冷剂回路关闭；所述低温散热子回路关闭；所述单向阀断开；冷风芯体回路关闭。

本发明实施例还提供了一种电动车，所述电动车包括上述任意实施例所述的二次回路热管理***。

本发明实施例公开了一种二次回路热管理***和电动车，通过设置二次回路并用多通阀进行连接，可以利用制冷剂将冷却液进行冷却，并将冷却液送入乘客舱进行降温，或通过水冷冷凝器放热给冷却液，并将升温后的冷却液送入乘客舱进行升温，解决了现有技术采用制冷剂进入乘客舱空调箱的方式对乘客舱进行热管理所存在的无法使用可燃制冷剂的技术问题，使得制冷剂不需要进入乘客舱，通过制冷剂进行二次换热来达到热管理的效果，实现了既能满足热管理需求，同时兼顾可燃制冷剂安全性的技术效果，同时采用多通阀的方式，使得复杂的热管理***集成度更高，更紧凑。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种二次回路热管理***的结构图；

图2是本发明实施例提供的一种十通阀各通路的连接示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种十通阀各通路的连接示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种十通阀各通路的连接示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种十通阀各通路的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。

图1是本发明实施例提供的一种二次回路热管理***的结构图。

如图1所示，该二次回路热管理***包括十通阀001、制冷剂回路以及冷却液回路；制冷剂回路包括压缩机002、水冷冷凝器003、电子膨胀阀004、水冷蒸发器005以及高压储罐006；压缩机002、水冷冷凝器003、电子膨胀阀004以及水冷蒸发器005顺次连接形成回路；高压储罐006与水冷冷凝器003相连接；冷却液回路包括空调子回路；空调子回路设置于车辆的乘客舱。

空调子回路包括鼓风机007、冷风芯体008、暖风芯体009、第一三通比例阀010、第一水泵011以及第二水泵012；其中，鼓风机007、冷风芯体008、暖风芯体009设置于空调箱内。

冷风芯体008与水冷蒸发器005、第一三通比例阀010的第一接口a、第一三通比例阀010的第二接口b以及第一水泵011形成回路；暖风芯体009与水冷冷凝器003、第二水泵012、十通阀的第五通路5、十通阀的第六通6路形成回路；水冷蒸发器005与第一三通比例阀010的第一接口a、第一三通比例阀010的第三接口c、十通阀001的第一通路1、十通阀001的第二通路2形成回路。

水冷蒸发器005出口的低温低压制冷剂通过压缩机002压缩成高温高压制冷剂，经过水冷冷凝器003后放热给冷却液，冷却液经过水冷冷凝器003吸热升温后进入暖风芯体009为乘客舱升温。

或者，经过压缩机002压缩成的高温高压制冷剂在依次经过水冷冷凝器003、高压储罐006以及电子膨胀阀004截流降压后，进入水冷蒸发器005入口蒸发吸热，使冷却液降温，降温后的冷却液进入冷风芯体008为乘客舱降温。

具体地，压缩机002的进出口处均设置由压力传感器PT，用于对压缩机002进出口处的压力进行监控。水冷蒸发器003出口的低温低压制冷剂通过压缩机002压缩成高温高压制冷剂，经过水冷冷凝器005后放热给冷却液，再经过高压储罐006，经过电子膨胀阀004截流降压后，进入水冷蒸发器003入口，蒸发吸热，使冷却液降温。

空调子回路中可以分为冷风芯体回路以及暖风芯体回路，其中，冷风芯体回路的进口干路经过水冷蒸发器005后，通过第一三通比例阀010进行分流，一部分经过第一水泵011、温度传感器T(图1中标有T的图标所示，下同)、冷风芯体008后，回到水冷蒸发器005入口，另一部分流向该回路的出口干路。暖风芯体回路分别依次由第二水泵012、温度传感器T(图1中标有T的图标所示)、水冷冷凝器003、温度传感器T、暖风芯体009进行串联。通过图1可以清楚的看到，制冷剂回路中的制冷剂并不会进入乘客舱的空调箱内制冷循环，而是利用制冷剂将冷却液进行冷却或加热，即通过冷却液进行二次换热，然后将调节好温度的冷却液送入乘客舱的空调箱内进行乘客舱的温度调节，在这种情况下，即使制冷剂为可燃制冷剂，也不会对乘客舱的安全性造成影响。

在上述各技术方案的基础上，如图1所示，冷却液回路还包括电池子回路；电池子回路包括电池单元013、第三水泵014、第二三通比例阀015以及单向阀016；电池单元013、第三水泵014、第二三通比例阀015的第一接口d、第二三通比例阀015的第二接口e、十通阀001的第三通路3以及十通阀001的第四通路4形成回路；单向阀016设置于十通阀001的第三通路3以及十通阀001的第四通路4之间；第二三通比例阀015的第三接口f与电池单元013相连接。

具体地，电池子回路的进口干路与出口干路通过单向阀016可以短接，进口干路经过第二三通比例阀015与电池支路出口的冷却液汇合后，经过第三水泵014进入电池单元013。

在上述各技术方案的基础上，如图1所示，冷却液回路还包括低温散热子回路；低温散热子回路包括低温散热器017以及风扇018；低温散热器017、风扇018、十通阀001的第八通路8以及十通阀001的第十通路10形成回路。

具体地，低温散热器017单独形成一个回路，可以在需要的时候为电驱电控子回路进行降温。

在上述各技术方案的基础上，如图1所示，冷却液回路还包括电驱电控子回路；电驱电控子回路包括冷却液电加热器019、电驱单元020、电控单元021以及第四水泵022；冷却液电加热器019、电驱单元020、电控单元021、第四水泵022、十通阀001的第七通路7以及十通阀001的第九通路9形成回路。

具体地，电驱单元020与电控单元021之间还设置由温度传感器T，电驱电控子回路可以在需要时对冷却液进行加热。

需要说明的是，上述各回路中的各部分器件的执行由执行机构控制十通阀各通路的通断进行控制。

图2是本发明实施例提供的一种十通阀各通路的连接示意图。

可选地，如图2所示，十通阀001的第一通路1与第三通路3相连接，第二通路2与第四通路4相连接，第五通路5与第八通路8相连接，第六通路6与第九通路9相连接，第七通路7与第十通路10相连接。

具体地，十通阀001各通路经过上述连接可以实现乘客舱制冷+电池冷却+电驱LTR(低温散热器)散热。如图2所示，经过水冷蒸发器005降温的冷却液一部分进入冷风芯体008给乘客舱降温，另一部分进入电池单元013给电池降温，电池单元013出口的回水进入第二三通比例阀015与进水混合；经过水冷冷凝器003和电驱单元020、电控单元021吸热的冷却液经过低温散热器散热给环境。

可选地，在图2所示的十通阀连通方式的基础上，十通阀001的第一通路1、第二通路2、第三通路3以及第四通路4全部断连，可以使得电池单元013经过第三水泵014进行自循环均温。即在此模式下，可以实现乘客舱制冷+电池自循环均温+电驱LTR散热。

可选地，在图2所示的十通阀连通方式的基础上，还可以关闭单向阀015，实现乘客舱制冷+电池冷却+电驱LTR散热。

可选地，在图2所示的十通阀连通方式的基础上，还可以关闭单向阀015以及冷风芯体回路，实现电池冷却+电驱LTR散热。

可选地，在图2所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将十通阀001的第一通路1、第二通路2、第三通路3以及第四通路4全部断连，并关闭单向阀015，以及关闭电池子回路，在此模式下可以实现制冷除湿+电驱LTR散热。

可选地，在图2所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将十通阀001的第一通路1、第二通路2、第三通路3以及第四通路4全部断连，并关闭单向阀015，在此模式下可以实现制冷除湿+电池自循环均温+电驱LTR散热。

可选地，在图2所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将十通阀001的第一通路1、第二通路2、第三通路3以及第四通路4全部断连，并关闭单向阀015，关闭制冷剂回路和冷风芯体回路，在此模式下，制冷剂回路不工作，可以实现电池自循环均温+EDU(电驱电控单元)/PTC(加热器)辅热化霜。

图3是本发明实施例提供的另一种十通阀各通路的连接示意图。

可选地，如图3所示，十通阀001的第一通路1与第八通路8相连接，第二通路2与第九通路9相连接，第三通路3与第五通路5相连接，第四通路4与第六通路6相连接，第七通路7与第十通路10相连接；单向阀016断开。

具体地，十通阀001各通路经过上述连接可以实现热泵制热+电池热泵加热+电驱LTR串联余热回收(可带电加热器补热)。如图3所示，冷却液经过水冷蒸发器005降温后，进入低温散热器017、电驱单元020、电控单元021进行吸热，在环境温度较低时可通过冷却液电加热器019进行补热，后进入水冷蒸发器005进口放热给制冷剂。冷却液经过水冷冷凝器003吸热升温后进入暖风芯体08，再进入电池子回路给电池单元013加热。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将十通阀001的第三通路3、第四通路4、第五通路5以及第六通路6全部断连，并关闭单向阀016，关闭制冷剂回路、冷风芯体回路和暖风芯体回路，在此模式下，可以实现电池自循环均温+电驱LTR散热。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将十通阀001的第一通路1、第二通路2、第七通路7、第八通路8、第九通路9以及第十通路10全部断连，此时电驱电控子回路以及低温散热器子回路被断开，然后关闭电池子回路，注意此时不需要关闭单向阀016，在此模式下，可以实现乘客舱的制热除湿。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将十通阀001的第一通路1、第二通路2、第七通路7、第八通路8、第九通路9以及第十通路10全部断连，此时电驱电控子回路以及低温散热器子回路被断开，同时断开电池子回路与单向阀016之间的连接，注意此时不需要关闭单向阀016，在此模式下，可以实现制热除湿+电池自循环。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将电池子回路关闭，但保留单向阀016的通路，在此模式下，可以实现制热除湿+电驱LTR串联余热回收。具体来说，空调箱可以冷却乘客舱并进行除湿，同时向环境和电驱单元020吸热，实现空气源热泵和电驱余热回收，通过第一三通比例阀010分配除湿和余热回收的水流量。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将电池子回路与单向阀016之间的连接断开，在此模式下，可以实现制热除湿+电池自循环+电驱LTR串联余热回收。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将电池子回路关闭，但保留单向阀016的通路，同时关闭冷风芯体回路，在此模式下，可以实现热泵制热+电驱LTR串联余热回收(可带EDU/PTC辅热)。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将电池子回路与单向阀016之间的连接断开，并将冷风芯体回路关闭，在此模式下，可以实现热泵制热+电池自循环+电驱LTR串联余热回收(可带EDU/PTC辅热)。

可选地，在图3所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将单向阀016关闭，并将冷风芯体回路关闭，在此模式下，可以实现热泵制热+电池热泵加热+电驱LTR串联余热回收(可带EDU/PTC辅热)。

图4是本发明实施例提供的又一种十通阀各通路的连接示意图。

可选地，如图4所示，十通阀001的第一通路1与第七通路7相连接，第二通路2与第九通路9相连接，第三通路3与第五通路5相连接，第四通路4与第六通路6相连接，第八通路8、第十通路10置空；电池子回路与单向阀016之间的连接断开；低温散热子回路关闭。

具体地，十通阀001各通路经过上述连接可以实现制热除湿+电池自循环+电驱余热回收。如图4所示，冷却液经过水冷蒸发器005后一部分经过冷风芯体008给乘客舱除湿，另一部分进入电驱单元020、电控单元021吸收余热，再回到水冷蒸发器005入口。另一路冷却液经过水冷冷凝器003后，进入暖风芯体009给乘客舱加热，经过单向阀016后回到水冷冷凝器003入口。电池子回路通过第三水泵014进行自循环均温。

可选地，在图4所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将电池子回路关闭，在此模式下，可以实现制热除湿+电驱LTR串联余热回收。

可选地，在图4所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将冷风芯体回路关闭，在此模式下，可以实现热泵制热+电驱LTR串联余热回收。

可选地，在图4所示的十通阀连通方式的基础上，还可以将冷风芯体回路关闭，将单向阀016断开，将电池子回路与单向阀016之间的连接连通，并将第二三通比例阀015的第三接口与电池单元013之间的连接断开。在此模式下，可以实现热泵加热电池+电驱LTR串联余热回收。

图5是本发明实施例提供的又一种十通阀各通路的连接示意图。

可选地，如图5所示，十通阀001的第一通路1与第七通路7相连接，第二通路2与第四通路4相连接，第三通路3与第五通路5相连接，第六通路6与第九通路9相连接，第八通路8、第十通路10置空；制冷剂回路关闭；低温散热子回路关闭；单向阀016断开；冷风芯体回路关闭。

具体地，十通阀001各通路经过上述连接可以实现PTC加热乘客舱和电池单元013。如图5所示，制冷剂回路关闭，冷风芯体回路关闭，冷却液通过电驱单元020、电控单元021、冷却液电加热器019后升温，串联暖风芯体009和电池单元013给乘客舱和电池单元013加热。

在本发明实施例中，通过使用多通阀来灵活实现不同模式的切换，使***集成度更高，更紧凑。

本发明实施例还提供了一种电动车，该动车包括上述任意实施例中的二次回路热管理***。

本发明实施例提供的电动车包括上述实施例中的二次回路热管理***，因此本发明实施例提供的电动车也具备上述实施例中所描述的有益效果，在此不再赘述。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种二次回路热管理***，其特征在于，所述二次回路热管理***包括十通阀、制冷剂回路以及冷却液回路；

所述制冷剂回路包括压缩机、水冷冷凝器、电子膨胀阀、水冷蒸发器以及高压储罐；所述压缩机、所述水冷冷凝器、所述电子膨胀阀以及所述水冷蒸发器顺次连接形成回路；所述高压储罐与所述水冷冷凝器相连接；

所述冷却液回路包括空调子回路；所述空调子回路设置于车辆的乘客舱；

所述空调子回路包括鼓风机、冷风芯体、暖风芯体、第一三通比例阀、第一水泵以及第二水泵；

所述冷风芯体与所述水冷蒸发器、所述第一三通比例阀的第一接口、所述第一三通比例阀的第二接口以及所述第一水泵形成回路；所述暖风芯体与所述水冷冷凝器、第二水泵、所述十通阀的第五通路、所述十通阀的第六通路形成回路；所述水冷蒸发器与所述第一三通比例阀的第一接口、所述第一三通比例阀的第三接口、所述十通阀的第一通路、所述十通阀的第二通路形成回路；

所述水冷蒸发器出口的低温低压制冷剂通过所述压缩机压缩成高温高压制冷剂，经过所述水冷冷凝器后放热给冷却液，冷却液经过所述水冷冷凝器吸热升温后进入所述暖风芯体为乘客舱升温；

或者，经过所述压缩机压缩成的高温高压制冷剂在依次经过所述水冷冷凝器、所述高压储罐以及所述电子膨胀阀截流降压后，进入所述水冷蒸发器入口蒸发吸热，使冷却液降温，降温后的冷却液进入所述冷风芯体为乘客舱降温。

2.根据权利要求1所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述冷却液回路还包括电池子回路；所述电池子回路包括电池单元、第三水泵、第二三通比例阀以及单向阀；

所述电池单元、所述第三水泵、所述第二三通比例阀的第一接口、所述第二三通比例阀的第二接口、所述十通阀的第三通路以及所述十通阀的第四通路形成回路；所述单向阀设置于所述十通阀的第三通路以及所述十通阀的第四通路之间；所述第二三通比例阀的第三接口与所述电池单元相连接。

3.根据权利要求2所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述冷却液回路还包括低温散热子回路；

所述低温散热子回路包括低温散热器以及风扇；

所述低温散热器、所述风扇、所述十通阀的第八通路以及所述十通阀的第十通路形成回路。

4.根据权利要求3所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述冷却液回路还包括电驱电控子回路；

所述电驱电控子回路包括冷却液电加热器、电驱单元、电控单元以及第四水泵；

所述冷却液电加热器、所述电驱单元、所述电控单元、所述第四水泵、所述十通阀的第七通路以及所述十通阀的第九通路形成回路。

5.根据权利要求4所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述十通阀的第一通路与第三通路相连接，第二通路与第四通路相连接，第五通路与第八通路相连接，第六通路与第九通路相连接，第七通路与第十通路相连接。

6.根据权利要求4所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述十通阀的第一通路与第八通路相连接，第二通路与第九通路相连接，第三通路与第五通路相连接，第四通路与第六通路相连接，第七通路与第十通路相连接；

所述单向阀断开。

7.根据权利要求4所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述十通阀的第一通路与第七通路相连接，第二通路与第九通路相连接，第三通路与第五通路相连接，第四通路与第六通路相连接，第八通路、第十通路置空；

所述电池子回路与所述单向阀之间的连接断开；

所述低温散热子回路关闭。

8.根据权利要求4所述的二次回路热管理***，其特征在于，所述十通阀的第一通路与第七通路相连接，第二通路与第四通路相连接，第三通路与第五通路相连接，第六通路与第九通路相连接，第八通路、第十通路置空；

所述制冷剂回路关闭；所述低温散热子回路关闭；所述单向阀断开；冷风芯体回路关闭。

9.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括上述权利要求1至8中任一项所述的二次回路热管理***。