CN118254523A - 热管理*** - Google Patents

Abstract

本发明的热管理***(100)具有：包括对车厢内的空气进行加热的加热器芯体(2)的空调回路，使空调回路中的热媒流过加热器芯体(2)；包括用于与空调回路相连接的冷媒‑热媒热交换器(19)的冷媒回路，在冷媒‑热媒热交换器(19)中使冷媒回路中的冷媒与空调回路中的热媒进行热交换；包括发动机(25)的发动机冷却回路，使发动机冷却回路中的热媒与发动机(25)进行热交换；以及包括电池(10)和电动机(11)的电池电动机调温回路，使电池电动机调温回路中的热媒与电池(10)和电动机(11)进行热交换，还设置有连接空调回路与电池电动机调温回路之间的第一热交换器(22)，且第一热交换器(22)使空调回路中的热媒与电池电动机调温回路中的热媒进行热交换。

Description

热管理***

技术领域

本发明涉及一种热管理***，尤其涉及一种适用于混合动力汽车的热管理***。

背景技术

当前市面上贩售的绝大多数的混合动力汽车中，在使用电池来提供驱动力的情况下，其最多只能满足夏季座舱制冷的需求，冬季座舱制热则需要通过将发动机的热水送入加热器芯体来实现。这样的设计虽然利用了发动机的余热，但是会导致冬季混合动力汽车在纯电模式下无法向车厢提供热量，这就意味着冬季混合动力汽车基本只能使用发动机来提供动力。

为了解决这一问题，部分混合动力汽车在冬季采用电加热器对车厢内进行辅助制热，但是由于电加热器的能量转化效率小于1，因此，当冬季开启电加热器之后，会导致混合动力汽车的电池的电量显著下降，续航里程会显著衰减。

另外，对于混合动力汽车，其电动机在运转过程中会不断发热，为了维持电动机的温度的稳定，通常会设计电动机冷却回路给电动机降温。但这种散热式电池冷却回路的设计本质是将电动机的热量散热到空气中，导致未能有效地利用这部分余热。

同样地，对于混合动力汽车，其电池通常需要在一个稳定的温度区间内工作，但是在电池对电动机供电时也会不断发热，为了维持电池的温度的稳定，通常会设计电池冷却回路给电池降温，但是这种散热式电池冷却回路的设计本质同样是将电池的热量散热到空气中，导致未能有效利用这部分余热。另一方面，冬季在混合动力汽车启动前，其电池的温度可能会很低，所以必须在混合动力汽车启动前先对电池进行加热，因而又需要利用发动机产生的热量来加热电池。

在图13中示出了现有的混合动力汽车的热管理***200，包括：压缩机1，加热器芯体2，室外热交换器3，电子膨胀阀4，蒸发器5，电磁阀6，电池冷却器7，水泵8，电池冷却板9，电池10，电池用ECH，电动机11，电动机散热器12，电动机控制器13、发动机散热器14，风扇15，电磁阀26。

如图13所示，在现有的混合动力汽车的热管理***200中，在冬季的制热模式下，通过电磁阀26将发动机25的余热提供给加热器芯体2，由此对车厢内进行加热。然而，由于电池10仅通过电池冷却器7经由压缩机1与室外热交换器3相连接，来将电池10和电动机11的余热向外散热，而未将电池10与加热器芯体2相连接，导致无法利用电池10与电动机11的余热对车厢内进行加热。

综上所述，在现有的混合动力汽车的热管理***200中，存在着诸多问题，例如难以在冬季使用纯电模式驾驶的问题，无法对发动机、电动机、电池等的热量进行综合管理而导致混合动力汽车的综合能量利用效率低、电池的续航里程偏低的问题，无法维持电池在适当的温度中进行工作而导致电池的使用寿命降低的问题等。

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明正是为了解决上述这些问题而完成的，其目的在于，提供一种适用于混合动力汽车的热管理***，通过在空调回路与电池电动机调温回路之间设置第一热交换器，由此，在发动机不工作的纯电模式的情况下，能够利用第一热交换器将电动机和电池的余热传递至车厢来进行辅助制热。由此，能够解决混合动力汽车难以在冬季使用纯电模式驾驶的问题、以及电动机的余热、电池的余热和发动机的余热未有效利用而导致***能效降低的问题。

进一步地，本发明的其他目的在于，通过在加热器芯体与第一热交换器的上游侧设置流量调整部。由此，通过对电动机、电池、发动机的热量进行综合管理，能够大大地提高混合动力汽车的综合能量利用效率，提升混合动力汽车的续航里程。

更进一步地，本发明的其他目的在于，通过在电池与电动机之间设置使电动机与电池之间的连接导通或断开的四通换向阀、且在流量调整部的上游侧设置三通换向阀。由此，通过对电动机、发动机的余热进行综合管理，能够维持电池在适当的温度中进行工作，进而延长电池的使用寿命。

用于解决技术问题的技术手段

在本发明中提供一种热管理***，具有：空调回路，该空调回路包括对提供至车厢内的空气进行加热的加热器芯体，使所述空调回路中的热媒流过所述加热器芯体；冷媒回路，该冷媒回路包括用于与所述空调回路相连接的冷媒-热媒热交换器，在所述冷媒-热媒热交换器中使所述冷媒回路中的冷媒与所述空调回路中的热媒进行热交换；发动机冷却回路，该发动机冷却回路包括发动机，使所述发动机冷却回路中的热媒与所述发动机进行热交换；以及电池电动机调温回路，该电池电动机调温回路包括电池和电动机，使所述电池电动机调温回路中的热媒与所述电池和所述电动机进行热交换，还设置有第一热交换器，所述空调回路与所述电池电动机调温回路之间通过所述第一热交换器相连接，且所述第一热交换器使所述空调回路中的热媒与所述电池电动机调温回路中的热媒进行热交换。

进一步地所述空调回路还包括：设置于所述加热器芯体和所述第一热交换器的上游侧的流量调整部；以及设置于所述流量调整部的上游侧的三通换向阀，通过切换所述三通换向阀，使所述空调回路与所述发动机冷却回路的连接导通或断开，在切换所述三通换向阀以使所述空调回路与所述发动机冷却回路的连接导通的情况下，通过切换所述流量调整部来调整分别流过所述加热器芯体和所述第一热交换器的热媒的量。

进一步地所述空调回路还包括：设置于所述加热器芯体和所述第一热交换器的上游侧的流量调整部；以及设置于所述流量调整部的上游侧的三通换向阀，在所述三通换向阀与所述流量调整部之间设置空调回路用热媒加热器。

进一步地，所述冷媒回路还包括压缩机，室外热交换器，蒸发器，第二热交换器。

进一步地，所述冷媒回路与所述电池电动机调温回路之间通过所述第二热交换器相连接。

进一步地，所述电池电动机调温回路还包括：对所述电池进行冷却的电池冷却板；并列连接在所述电池两端的电磁阀；对所述电动机进行散热的电动机散热器；以及四通换向阀，通过切换所述四通换向阀，使所述电动机与所述电池之间的连接导通或断开。

进一步地，所述电池电动机调温回路中还设置电池用热媒加热器。

进一步地，所述发动机冷却回路还包括对所述发动机进行散热的发动机散热器。

进一步地，所述热管理***中还设置有控制单元，所述控制单元通过判断环境温度与第一规定温度的关系、所述发动机是否工作、所述发动机的温度与第二规定温度的关系、所述车厢是否需要除霜、所述电动机的温度与第三规定温度的关系、以及所述电池的温度与电池上限温度和电池下限温度的关系，控制所述热管理***执行第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式、第六模式、第七模式、第八模式及第九模式中的任一种。

在所述环境温度为所述第一规定温度以上且所述车厢需要制冷的情况下，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第一模式，在所述第一模式中，通过导通所述冷媒回路与所述电池电动机调温回路的连接，利用所述冷媒回路对所述车厢和所述电池进行冷却，且通过断开所述电动机与所述电池之间的连接，使所述电动机向外散热。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机在工作、所述发动机的温度为所述第二规定温度以上且所述电池的温度为所述电池下限温度以下时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第七模式，在所述第七模式中，通过导通所述发动机冷却回路与所述空调回路的连接，将所述发动机的余热的一部分传递至所述车厢，并通过断开所述电动机与所述电池的连接，所述发动机的余热的另一部分传递至所述电池。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机在工作、所述发动机的温度为所述第二规定温度以上且所述电池的温度大于所述电池下限温度时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第六模式，在所述第六模式中，通过导通所述发动机冷却回路与所述空调回路的连接，将所述发动机的余热全部传递至所述车厢。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢需要除霜时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第九模式，在所述第九模式中，对所述车厢进行加热，并利用高温冷媒来进行除霜。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度为所述第三规定温度以上且所述电池的温度为所述电池上限温度以上时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第四模式，在所述第四模式中，通过导通所述电动机与所述电池的连接，将所述电动机的余热传递至所述车厢，并且断开所述电池与所述电池电动机调温回路的连接来对所述电池进行过热保护。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度为所述第三规定温度以上、所述电池的温度小于所述电池上限温度且大于所述电池下限温度时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第三模式，在所述第三模式中，通过导通所述电动机与所述电池的连接，从而将所述电池和所述电动机的余热传递至所述车厢。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度为所述第三规定温度以上、所述电池的温度为所述电池下限温度以下时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第二模式，在所述第二模式中，对所述车厢进行加热，且导通所述电动机与所述电池的连接，将所述电动机的余热传递至所述电池。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度小于所述第三规定温度且所述电池的温度为所述电池下限温度以下时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第五模式，在所述第五模式中，断开所述电动机与所述电池的连接，对所述电池进行加热，并将所述电池的余热传递至所述车厢。

进一步地，在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度小于所述第三规定温度且所述电池的温度大于所述电池下限温度时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第八模式，在所述第八模式中，对所述车厢进行加热，并断开所述电动机与所述电池的连接，将所述车厢的余热传递至所述电池。

发明效果

首先，根据本发明所涉及的热管理***，通过在空调回路与电池电动机调温回路之间设置第一热交换器，由此，在发动机不工作的纯电模式的情况下，能够利用第一热交换器将电动机和电池的余热传递至车厢来进行辅助制热。因而，能够解决混合动力汽车难以在冬季使用纯电模式驾驶的问题、以及电动机的余热、电池的余热和发动机的余热未有效利用而导致***能效降低的问题。

进一步地，根据本发明所涉及的热管理***，还通过在加热器芯体与第一热交换器的上游侧设置流量调整部，使得发动机的余热可以同时传递至车厢和电池。由此通过对电动机、电池、发动机的热量进行综合管理，能够大大地提高混合动力汽车的综合能量利用效率，提升混合动力汽车的续航里程。

进一步地，根据本发明所涉及的热管理***，还通过在电池与电动机之间设置使电动机与电池之间的连接导通或断开的四通换向阀、且在流量调整部的上游侧设置三通换向阀，由此，能够根据需要切换执行多种不同的模式，通过对电动机、发动机的余热进行综合管理，能够维持电池在适当的温度中进行工作，进而延长电池的使用寿命。

附图说明

图1是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100的***图。

图2是示出了在本发明的实施方式所涉及的热管理***100中设置了控制单元40的***图。

图3是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100执行不同的工作模式的流程图。

图4是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第一模式下工作的***图。

图5是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第二模式下工作的***图。

图6是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第三模式下工作的***图。

图7是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第四模式下工作的***图。

图8是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第五模式下工作的***图。

图9是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第六模式下工作的***图。

图10是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第七模式下工作的***图。

图11是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第八模式下工作的***图。

图12是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100在第九模式下工作的***图。

图13是示出了现有技术的热管理***200的***图。

具体实施方式

对于本发明所涉及的热管理***100的回路***，下面通过具体的实施方式，结合附图作进一步具体的说明。而且，下面参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下述记载中，对于相同或相似的部分标注相同或相似的附图标号。再者，在本发明的描述中，需要注意的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明而进行的简化描述，并不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的一种限制。

实施方式

<热管理***100的***回路>

下面，参照图1-2，详细地说明本发明的实施方式所涉及的热管理***100的***回路。

图1是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100的***图。其中，热管理***100中包括空调回路、冷媒回路、发动机冷却回路以及电池电动机调温回路。

具体而言，如图1所示，空调回路中包括对提供至车厢内的空气进行加热的加热器芯体2，且使空调回路中的热媒流过加热器芯体2。冷媒回路中包括用于与空调回路相连接的冷媒-热媒热交换器19，在冷媒-热媒热交换器19中对冷媒回路中的冷媒与空调回路中的热媒进行热交换。发动机冷却回路中包括发动机25，使发动机冷却回路中的热媒与发动机25进行热交换。电池电动机调温回路中包括电池10和电动机11，使电池电动机调温回路中的热媒与电池10和电动机11进行热交换。

而且，如图1所示，本发明的实施方式所涉及的热管理***100中，还设置有第一热交换器22，空调回路与电池电动机调温回路之间通过该第一热交换器22相连接，且该第一热交换器22使空调回路中的热媒与电池电动机调温回路中的热媒进行热交换。由此，还能够将在电池10和电动机11中产生的余热通过该第一热交换器22传递至空调回路中，从而能够利用电池10和电动机11的余热来对车厢内进行辅助制热。其中，作为第一热交换器22的结构，可以采用水-水热交换器。

更进一步地，同样如图1所示，该空调回路中还包括设置于加热器芯体2和第一热交换器22的上游侧的可调节流量比例的三通换向阀28、以及设置于可调节流量比例的三通换向阀28的上游侧的三通换向阀27。其中，该可调节流量比例的三通换向阀28相当于权利要求中所记载的流量调整部。

再进一步地，如图1所示，通过切换三通换向阀27，能够使空调回路与发动机冷却回路的连接导通或断开。由此，在混合动力汽车的发动机处于工作状态的情况下，还能够将发动机25所产生的余热通过三通换向阀27传递至空调回路，从而能够利用发动机25的余热来对车厢内进行辅助制热。

而且，如图1所示，在切换三通换向阀27以使空调回路与发动机冷却回路的连接导通的情况下，还能够通过切换可调节流量比例的三通换向阀28来调整分别流过加热器芯体2和第一热交换器22的热媒的量。由此，在混合动力汽车的发动机处于工作状态的情况下，不仅能够将发动机25所产生的余热的一部分通过三通换向阀27传递至空调回路，从而能够利用发动机25的余热的一部分来对车厢内进行辅助制热，还能够将发动机25所产生的余热的另一部分通过第一热交换器22传递至电池电动机调温回路，从而能够利用发动机25的余热的另一部分来对电池10进行加热，从而使电池10维持在适当的温度中进行工作，进而延长电池的使用寿命。

除此之外，在本发明的实施方式所涉及的热管理***100中，在空调回路中还能够在三通换向阀27与可调节流量比例的三通换向阀28之间设置空调回路用热媒加热器20。由此，在制热模式下，能够利用该空调回路用热媒加热器20对空调回路中的热媒直接进行加热，由此能够快速地提高车厢内的温度，进而提高乘客在车厢内的舒适感。

当然，作为常规的结构，同样如图1所示，空调回路中还包括水泵8等结构。

再者，同样如图1所示，冷媒回路中还包括压缩机1，室外热交换器3，蒸发器5，第二热交换器7。其中，作为第二热交换器7的结构，可以采用冷却器。

再进一步地，如图1所示，冷媒回路与电池电动机调温回路之间通过该第二热交换器7相连接。由此，在混合动力汽车处于制冷模式下，能够通过该第二热交换器7使冷媒回路中被制冷后的冷媒与电池电动机调温回路中的热媒进行热交换器，从而对电池10和电动机11进行制冷。另一方面，在制热模式下，能够通过该第二热交换器7将冷媒会路中被制热后的冷媒与电池电动机调温回路中的热媒进行热交换器，从而对电池10和电动机11进行制热。因而，能够对电池10和电动机11进行辅助制冷制热，提高本发明的实施方式所涉及的热管理***100中对电池10和电动机加11的综合能量管理。

当然，作为常规的结构，同样如图1所示，冷媒回路中还包括电子膨胀阀23，电磁阀24，电磁阀6，单向阀21，电子膨胀阀4，电子膨胀阀18等结构。

而且，如图1所示，本发明的实施方式所涉及的热管理***100中，电池电动机调温回路中还包括对电池10进行冷却的电池冷却板9，并列连接在电池10两端的电磁阀30，对电动机11进行散热的电动机散热器12，以及连接在电池10与电动机11之间的四通换向阀16。通过切换该四通换向阀16，能够使电动机11与电池10之间的连接导通或断开。由此，在电动机11的温度较高而电池10的温度较低的情况下，能够通过切换该四通换向阀16来导通电动机11与电池10之间的连接，由此将电动机11中所产生的余热通过该四通换向阀16传递至电池10，从而能够利用电动机11的余热来对电池10进行加热。并且，在电池10的温度过高的情况下，利用电磁阀30断开电池10与电池电动机调温回路的连接来对电池10进行过热保护，同时可利用电池冷却板9对电池10进行降温。由此，使电池10维持在适当的温度中进行工作，进而延长电池的使用寿命。

除此之外，在本发明的实施方式所涉及的热管理***100中，还能够在电池电动机调温回路中设置电池用热媒加热器29。由此，在电池10的温度过低的情况下，能够首先利用该电池用热媒加热器29对电池电动机调温回路中的热媒直接进行加热，由此能够快速提高电池10的温度，从而使电池10维持在适当的温度中进行工作，进而延长电池的使用寿命。

当然，作为常规的结构，同样如图1所示，电池电动机调温回路中还包括电动机控制器13、三通换向阀17、电磁阀30、水泵31、水泵32等结构。并且，在与电动机11相连接的电动机控制器13的温度较高时，也能够将电动机控制器13的余热传递至电池10，在对电池10进行加热的同时还能够降低电动机控制器13的温度。

而且，同样如图1所示，本发明的实施方式所涉及的热管理***100中，发动机冷却回路中包括对发动机25进行散热的发动机散热器14。

当然，作为常规结构，同样如图1所示，发动机冷却回路中还包括水泵33，电磁阀26，风扇15等结构。

下面，参照图2-12，详细地说明本发明的实施方式所涉及的热管理***100中通过控制单元40来控制热管理***100执行不同的工作模式的情况。

图2是示出了在本发明的实施方式所涉及的热管理***100中设置了控制单元40的***图。如图2所示，在热管理***100中设置了控制单元40，利用该控制单元40来控制空调回路、冷媒回路、发动机冷却回路与电池电动机调温回路之间的连接关系及各自内部的连接关系，由此使热管理***100执行不同的工作模式。

<热管理***100的各个工作模式>

图3是示出了本发明的实施方式所涉及的热管理***100执行不同的工作模式的流程图。如图3所示，控制单元40通过判断环境温度与第一规定温度T1的关系、发动机25是否工作、发动机25的温度与第二规定温度T2的关系、车厢是否需要除霜、电动机11的温度与第三规定温度T3的关系、以及电池10的温度与电池上限温度Tmax和电池下限温度Tmin的关系，控制热管理***100执行第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式、第六模式、第七模式、第八模式及第九模式中的任一种。

首先，如图3所示，在环境温度为第一规定温度T1以上且车厢需要制冷的情况下，控制单元40控制热管理***100执行第一模式。若在环境温度为第一规定温度T1以上但判断为不需要进行制冷的情况下，返回对环境温度的判断。

如图4所示，在第一模式中，通过第二热交换器7导通冷媒回路与电池电动机调温回路的连接，利用冷媒回路对车厢和电池10进行冷却，且通过切换四通换向阀16断开电动机11与电池10之间的连接，从而利用电动机散热器12使电动机11向外散热来进行冷却。即、第一模式为制冷模式，具体是利用冷媒回路对车厢、电池进行降温，且利用电动机散热器12对电动机进行散热来降温。

对于车厢而言，如图4所示，当热管理***100执行第一模式时，压缩机1将气态的冷媒从蒸发器5中抽出，并将其压入冷媒-热媒热交换器19。高压气态的冷媒经过冷媒-热媒热交换器19时被液化而释放热量来进行热交换，热量通过室外热交换器3而向外散热。然后，高压液态冷媒经过电子膨胀阀4的节流作用而被降压，低压液态的冷媒返回蒸发器5，且在蒸发器5中被气化来吸收热量来进行热交换，在蒸发器5附近，被冷却的空气通过鼓风机(未图示)被吹入车厢，从而对车厢内进行制冷。气态的冷媒再次被压缩机1抽走，再被泵入冷媒-热媒热交换器19，如此使冷媒进行封闭的循环流动，不断将车厢内的热量排到车外，使车厢内的气温降至适宜的温度。

对于电池10和电动机11而言，如图4所示，当热管理***100执行第一模式时，通过切换四通换向阀16来断开电动机11与电池10之间的连接，从而使电动机11通过四通换向阀16和三通换向阀17连接至电动机散热器12，由此利用电动机散热器12使电动机11向外散热来进行冷却。另一方面，电池10通过四通换向阀16和第二热交换器7连接至冷媒回路，从而使电池10中的热媒与冷媒回路中的冷媒进行热交换，由此利用冷媒回路中的冷媒来降低电池10的温度。

其次，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25在工作、发动机25的温度为第二规定温度T2以上且电池10的温度为电池下限温度Tmin以下时，控制单元40控制热管理***100执行第七模式。

如图10所示，在第七模式中，通过切换三通换向阀27导通发动机冷却回路与空调回路的连接，利用可调节流量比例的三通换向阀28将发动机25的余热的一部分传递至车厢，并通过切换四通换向阀16断开电动机11与电池10的连接，利用可调节流量比例的三通换向阀28和第一热交换器22将发动机25的余热的另一部分传递至电池10。即、第七模式为制热模式，具体是利用发动机的余热对车厢、电池进行加热。

对于车厢而言，如图10所示，当热管理***100执行第七模式时，通过切换三通换向阀27来导通发动机冷却回路与空调回路的连接、且断开冷媒回路与空调回路的连接。由此，使发动机25中产生的余热的一部分通过电磁阀26和可调节流量比例的三通换向阀28被传递至空调回路，由此利用发动机25中产生的余热的一部分来对车厢进行加热。

对于电池10而言，如图10所示，当热管理***100执行第七模式时，通过切换四通换向阀16来断开电动机11与电池10的连接，并通过切换可调节流量比例的三通换向阀28来导通空调回路与电池电动机调温回路中的电池10的连接，且通过第一热交换器22使空调回路中的热媒与电池电动机调温回路中的热媒进行热交换。由此，使发动机25中产生的余热的另一部分通过电磁阀26、可调节流量比例的三通换向阀28和第一热交换器22被传递至电池电动机调温回路中的电池10，由此利用发动机25中产生的余热的另一部分来对电池10进行加热。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25在工作、发动机25的温度为第二规定温度T2以上且电池10的温度大于电池下限温度Tmin时，控制单元40控制热管理***100执行所述第六模式。

如图9所示，在第六模式中，通过切换三通换向阀27导通发动机冷却回路与空调回路的连接，利用可调节流量比例的三通换向阀28来断开空调回路与电池电动机调温回路的连接，将发动机25的余热全部传递至车厢。即、第六模式为制热模式，具体是利用发动机的余热对车厢进行加热。

对于车厢而言，如图10所示，当热管理***100执行第六模式时，通过切换三通换向阀27来导通发动机冷却回路与空调回路的连接、且断开冷媒回路与空调回路的连接，并且利用可调节流量比例的三通换向阀28来断开空调回路与电池电动机调温回路的连接。由此，使发动机25中产生的余热全部通过电磁阀26和可调节流量比例的三通换向阀28被传递至空调回路，由此利用发动机25中产生的所有余热来对车厢进行加热。

对于电池10和电动机11而言，当热管理***100执行第六模式时，由于电池10的温度大于电池下限温度Tmin、即电池10在适当的温度下工作，所以无需对电池10进行加热。因此，如图10所示，利用可调节流量比例的三通换向阀28来断开空调回路与电池电动机调温回路的连接，由此使发动机25中产生的余热不会被传递至电池电动机调温回路中的电池10。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25未工作且车厢需要除霜时，控制单元40控制热管理***100执行第九模式。

如图12所示，在第九模式中，利用设置在三通换向阀27与可调节流量比例的三通换向阀28之间的空调回路用热媒加热器20对车厢进行制热，并将车厢的余热通过冷媒-热媒热交换器19传递至室外热交换器3来进行除霜。即、第九模式为制热模式，具体是利用车厢内的空调回路用热媒加热器20对车厢进行加热，通过将热媒加热器20作为加热的主要热源来抑制冷媒-热媒热交换器19中的冷媒的散热，从而向室外热交换器3提供高温冷媒来除霜。

对于车厢而言，如图12所示，当热管理***100执行第九模式时，通过导通三通换向阀27、空调回路用热媒加热器20和可调节流量比例的三通换向阀28的连接，使空调回路用热媒加热器20所产生的热量直接对车厢内进行加热。并且，如上所述那样，利用高温冷媒来对室外热交换器3除霜。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25未工作且车厢不需要除霜时，在电动机11的温度为第三规定温度T3以上且电池10的温度为电池上限温度Tmax以上时，控制单元40控制热管理***100执行第四模式。

如图7所示，在第四模式中，通过切换四通换向阀16导通电动机11与电池10的连接，从而利用电动机11的余热来加热车厢，并且利用电磁阀30断开电池10与电池电动机调温回路的连接来对电池10进行过热保护，同时可利用电池冷却板9对电池10进行降温。即、第四模式为制热模式，具体是利用电动机的余热对车厢进行加热，并断开电池10与电池电动机调温回路的连接来对电池10进行过热保护。

对于车厢而言，如图7所示，当热管理***100执行第四模式时，通过切换四通换向阀16来导通电动机11与电池10的连接，由此利用第二热交换器7和冷媒-热媒热交换器19将电动机11的余热传递至空调回路，从而利用电动机11中产生的余热来对车厢进行加热。

对于电池10和电动机11而言，当热管理***100执行第四模式时，由于电池10的温度在电池上限温度Tmax以上、即电池10处于过热状态，所以需要对电池10进行降温。因此，如图7所示，利用电磁阀30来断开电池10与电池电动机调温回路的连接，由此使电动机11中产生的余热不会被传递至电池10，从而对电池10进行过热保护。由此，能够维持电池10在适当的温度中进行工作，进而延长电池10的使用寿命。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25未工作且车厢不需要除霜时，在电动机11的温度为第三规定温度T3以上、电池10的温度小于电池上限温度Tmax且大于电池下限温度Tmin时，控制单元40控制热管理***100执行第三模式。

如图6所示，在第三模式中，通过切换四通换向阀16导通电动机11与电池10的连接，并且不断开电池10与电池电动机调温回路的连接，从而利用电动机11和电池10的余热来加热车厢。即、第三模式为制热模式，具体是利用电动机和电池的余热对车厢进行加热。

对于车厢而言，如图6所示，当热管理***100执行第三模式时，通过切换四通换向阀16来导通电动机11与电池10的连接，由此利用第二热交换器7和冷媒-热媒热交换器19将电动机11和电池10的余热传递至空调回路，从而利用电动机11与电池10中产生的余热来对车厢进行加热。

对于电池10和电动机11而言，当热管理***100执行第三模式时，由于电池10的温度小于电池上限温度Tmax且大于电池下限温度Tmin、即电池10处于适当的温度状态下，所以无需对电池10进行降温。因此，如图6所示，不利用电磁阀30来断开电池10与电池电动机调温回路的连接，由此使电池10中产生的余热也被传递至空调回路来对车厢进行加热。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25未工作且车厢不需要除霜时，在电动机11的温度为第三规定温度T3以上、电池10的温度为电池下限温度Tmin以下时，控制单元40控制热管理***100执行第二模式。

如图5所示，在第二模式中，利用加热器芯体2对车厢直接进行加热，且通过切换四通换向阀16导通电动机11与电池10的连接，从而利用电动机11的余热来加热电池10。即、第二模式为制热模式，具体是利用空调回路中的加热器芯体2对车厢直接进行加热、且利用电动机11中所产生的余热对电池10进行加热。

对于车厢而言，如图5所示，当热管理***100执行第二模式时，利用空调回路中的加热器芯体2直接对车厢进行加热。由此，能够快速地提高车厢内的温度，进而提高乘客在车厢内的舒适感。

对于电池10和电动机11而言，当热管理***100执行第二模式时，由于电池10的温度为电池下限温度Tmin以下、即电池10处于过冷状态下，所以需要对电池10进行加热。因此，如图5所示，通过切换四通换向阀16导通电动机11与电池10的连接，从而利用电动机11的余热来加热电池10。由此，能够维持电池10在适当的温度中进行工作，进而延长电池10的使用寿命。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25未工作且车厢不需要除霜时，在电动机11的温度小于第三规定温度T3且电池10的温度为电池下限温度Tmin以下时，控制单元40控制热管理***100执行第五模式。

如图8所示，在第五模式中，通过切换四通换向阀16断开电动机11与电池10的连接，利用电池用热媒加热器29对电池10直接进行加热，并通过第二热交换器7将电池10中产生的余热传递至车厢来对车厢进行加热。即、第五模式为制热模式，具体是利用电池电动机调温回路中的电池用热媒加热器29对电池10直接进行加热、且利用电池10中产生的余热对车厢进行加热。

对于车厢而言，如图8所示，当热管理***100执行第五模式时，通过第二热交换器7将电池10中产生的余热传递至车厢来对车厢进行加热。

对于电池10和电动机11而言，当热管理***100执行第五模式时，由于电动机11的温度不高、且电池10的温度为电池下限温度Tmin以下、即电池10处于过冷状态下，所以电动机11没有产生余热、且需要快速地对电池10进行加热。因此，如图8所示，利用电池用热媒加热器29对电池10直接进行加热，由此，能够快速地提高电池10的温度，维持电池10在适当的温度中进行工作，进而延长电池10的使用寿命。

接着，如图3所示，在环境温度小于第一规定温度T1的情况下，当发动机25未工作且车厢不需要除霜时，在电动机11的温度小于第三规定温度T3且电池10的温度大于电池下限温度Tmin时，控制单元40控制热管理***100执行第八模式。

如图11所示，在第八模式中，利用空调回路用热媒加热器20对车厢进行加热，并通过切换四通换向阀16断开电动机11与电池10的连接，利用第一热交换器22将车厢的余热传递至电池10。即、第八模式为制热模式，具体是利用空调回路中的空调回路用热媒加热器20对车厢直接进行加热、且利用空调回路中产生的余热对电池10进行加热。

对于车厢而言，如图11所示，当热管理***100执行第八模式时，利用空调回路用热媒加热器20直接对车厢进行加热。由此，能够快速地提高车厢内的温度，进而提高乘客在车厢内的舒适感。

对于电池10和电动机11而言，当热管理***100执行第八模式时，由于电动机11的温度不高、且电池10的温度大于电池下限温度Tmin、即电池10处于适当的温度状态下，所以电动机11没有产生余热、且无需快速地对电池10进行加热。因此，如图11所示，利用空调回路用热媒加热器20对车厢直接进行加热，并通过第一热交换器22将车厢中产生的余热传递至电池10来对电池10进行加热。

如上所述，根据本发明的实施方式所涉及的热管理***100，通过在空调回路与电池电动机调温回路之间设置第一热交换器22，由此，在发动机不工作的纯电模式的情况下，能够利用第一热交换器22将电动机11和电池10的余热传递至车厢来进行辅助制热。由此，能够解决混合动力汽车难以在冬季使用纯电模式驾驶的问题、以及电动机11的余热、电池10的余热和发动机25的余热未有效利用而导致***能效降低的问题。

进一步地，根据本发明的实施方式所涉及的热管理***100，还通过在加热器芯体2与第一热交换器22的上游侧设置可调节流量比例的三通换向阀28，使得发动机25的余热可以同时传递至车厢和电池10。由此，通过对电动机11、电池10、发动机25的热量进行综合管理，能够大大地提高混合动力汽车的综合能量利用效率，提升混合动力汽车的续航里程。

进一步地，根据本发明的实施方式所涉及的热管理***100，还通过在电池10与电动机11之间设置使电动机11与电池10之间的连接导通或断开的四通换向阀16、且在可调节流量比例的三通换向阀28的上游侧设置三通换向阀27。由此，能够根据需要切换执行多种不同的模式，对电动机11、发动机25的余热进行综合管理，能够维持电池10在适当的温度中进行工作，进而延长电池10的使用寿命。

虽然本申请记载了各种示例性实施方式和实施例，但是在一个或多个实施方式中记载的各种特征、方式和功能不限于特定实施方式的应用，可以单独地或以各种组合来应用于实施方式。

因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

工业上的实用性

本发明所涉及的热管理***能够适用于混合动力汽车的热管理***，该热管理***在满足乘车厢制冷、制热、除湿等需求的同时，还能同时满足电动机冷却和电池加热或冷却的需求。

标号说明

100、200热管理***，

1 压缩机，

2 加热器芯体，

3 室外热交换器，

4、18、23电子膨胀阀，

5蒸发器，

6、24、26、30电磁阀，

7第二热交换器，

8、31、32、33水泵，

9 电池冷却板，

10 电池，

11 电动机，

12 电动机散热器，

13 电动机控制器

14 发动机散热器，

16 四通换向阀，

17、27三通换向阀，

19冷媒-热媒热交换器，

20 空调回路用热媒加热器，

21 单向阀，

22 第一热交换器，

25 发动机，

28可调节流量比例的三通换向阀(流量调整部)，

29 电池用热媒加热器，

40 控制单元。

Claims (18)

1.一种热管理***，其特征在于，具有：

空调回路，该空调回路包括对提供至车厢内的空气进行加热的加热器芯体，使所述空调回路中的热媒流过所述加热器芯体；

冷媒回路，该冷媒回路包括用于与所述空调回路相连接的冷媒-热媒热交换器，在所述冷媒-热媒热交换器中使所述冷媒回路中的冷媒与所述空调回路中的热媒进行热交换；

发动机冷却回路，该发动机冷却回路包括发动机，使所述发动机冷却回路中的热媒与所述发动机进行热交换；以及

电池电动机调温回路，该电池电动机调温回路包括电池和电动机，使所述电池电动机调温回路中的热媒与所述电池和所述电动机进行热交换，

还设置有第一热交换器，所述空调回路与所述电池电动机调温回路之间通过所述第一热交换器相连接，且所述第一热交换器使所述空调回路中的热媒与所述电池电动机调温回路中的热媒进行热交换。

2.如权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述空调回路还包括：

设置于所述加热器芯体和所述第一热交换器的上游侧的流量调整部；以及

设置于所述流量调整部的上游侧的三通换向阀，

通过切换所述三通换向阀，使所述空调回路与所述发动机冷却回路的连接导通或断开，

在切换所述三通换向阀以使所述空调回路与所述发动机冷却回路的连接导通的情况下，通过切换所述流量调整部来调整分别流过所述加热器芯体和所述第一热交换器的热媒的量。

3.如权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述空调回路还包括：

设置于所述加热器芯体和所述第一热交换器的上游侧的流量调整部；以及

设置于所述流量调整部的上游侧的三通换向阀，

在所述三通换向阀与所述流量调整部之间设置空调回路用热媒加热器。

4.如权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述冷媒回路还包括压缩机，室外热交换器，蒸发器，第二热交换器。

5.如权利要求4所述的热管理***，其特征在于，

所述冷媒回路与所述电池电动机调温回路之间通过所述第二热交换器相连接。

6.如权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述电池电动机调温回路还包括：

对所述电池进行冷却的电池冷却板；

并列连接在所述电池两端的电磁阀；

对所述电动机进行散热的电动机散热器；以及

四通换向阀，通过切换所述四通换向阀，使所述电动机与所述电池之间的连接导通或断开。

7.如权利要求6所述的热管理***，其特征在于

所述电池电动机调温回路中还设置电池用热媒加热器。

8.如权利要求1所述的热管理***，其特征在于，

所述发动机冷却回路还包括对所述发动机进行散热的发动机散热器。

9.如权利要求1至8中任一项所述的热管理***，其特征在于，

还设置有控制单元，所述控制单元通过判断环境温度与第一规定温度的关系、所述发动机是否工作、所述发动机的温度与第二规定温度的关系、所述车厢是否需要除霜、所述电动机的温度与第三规定温度的关系、以及所述电池的温度与电池上限温度和电池下限温度的关系，控制所述热管理***执行第一模式、第二模式、第三模式、第四模式、第五模式、第六模式、第七模式、第八模式及第九模式中的任一种。

10.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度为所述第一规定温度以上且所述车厢需要制冷的情况下，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第一模式，在所述第一模式中，通过导通所述冷媒回路与所述电池电动机调温回路的连接，利用所述冷媒回路对所述车厢和所述电池进行冷却，且通过断开所述电动机与所述电池之间的连接，使所述电动机向外散热。

11.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机在工作、所述发动机的温度为所述第二规定温度以上且所述电池的温度为所述电池下限温度以下时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第七模式，在所述第七模式中，通过导通所述发动机冷却回路与所述空调回路的连接，将所述发动机的余热的一部分传递至所述车厢，并通过断开所述电动机与所述电池的连接，所述发动机的余热的另一部分传递至所述电池。

12.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机在工作、所述发动机的温度为所述第二规定温度以上且所述电池的温度大于所述电池下限温度时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第六模式，在所述第六模式中，通过导通所述发动机冷却回路与所述空调回路的连接，将所述发动机的余热全部传递至所述车厢。

13.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢需要除霜时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第九模式，在所述第九模式中，对所述车厢进行加热，并利用高温冷媒来进行除霜。

14.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度为所述第三规定温度以上且所述电池的温度为所述电池上限温度以上时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第四模式，在所述第四模式中，通过导通所述电动机与所述电池的连接，将所述电动机的余热传递至所述车厢，并且断开所述电池与所述电池电动机调温回路的连接来对所述电池进行过热保护。

15.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度为所述第三规定温度以上、所述电池的温度小于所述电池上限温度且大于所述电池下限温度时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第三模式，在所述第三模式中，通过导通所述电动机与所述电池的连接，从而将所述电池和所述电动机的余热传递至所述车厢。

16.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度为所述第三规定温度以上、所述电池的温度为所述电池下限温度以下时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第二模式，在所述第二模式中，对所述车厢进行加热，且导通所述电动机与所述电池的连接，将所述电动机的余热传递至所述电池。

17.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度小于所述第三规定温度且所述电池的温度为所述电池下限温度以下时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第五模式，在所述第五模式中，断开所述电动机与所述电池的连接，对所述电池进行加热，并将所述电池的余热传递至所述车厢。

18.如权利要求9所述的热管理***，其特征在于，

在所述环境温度小于所述第一规定温度的情况下，当所述发动机未工作且所述车厢不需要除霜时，在所述电动机的温度小于所述第三规定温度且所述电池的温度大于所述电池下限温度时，所述控制单元控制所述热管理***执行所述第八模式，在所述第八模式中，对所述车厢进行加热，并断开所述电动机与所述电池的连接，将所述车厢的余热传递至所述电池。