CN214112339U - 热管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型的热管理***包括第二热管理单元，第二热管理单元包括第一调节阀、第一膨胀阀、第一换热器以及第一双流道换热器，在第一换热器制热时，制冷剂由第一调节阀进入第二热管理单元，在第一换热器制冷时，制冷剂由第一双流道换热器的第二流道进入所述第二热管理单元，相对冷的制冷剂和相对热的制冷剂在第一双流道换热器热交换，这样使进入第一换热器的制冷剂温度相对变低，使第一换热器的进口和出口的温差减小，相对提高了第一换热器的温度均匀性。

Description

热管理***

技术领域

本实用新型涉及热管理技术领域，具体涉及热管理***。

背景技术

车辆用热管理***包括能够调节电池的温度的换热器，温度均匀性对电池性能有较大影响，因而对热管理***的提出了新的要求，以保障电池工作于相对均匀的温度环境。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种热管理***，以有利于提高换热器的温度均匀性。

本申请技术方案的一个实施方式提供一种热管理***，所述热管理***包括制冷剂***，所述制冷剂***包括压缩机、第一热管理单元和第一室外换热器，所述热管理***包括第二热管理单元，所述压缩机排出的制冷剂能够在所述第一热管理单元、所述第二热管理单元热交换，所述第一室外换热器排出的制冷剂也能够在所述第一热管理单元、所述第二热管理单元热交换；

所述第二热管理单元包括第一调节阀、第一膨胀阀、第一换热器以及第一双流道换热器，所述第一调节阀、所述第一膨胀阀、所述第一换热器的制冷剂流道以及第一双流道换热器是所述制冷剂***的一部分；

所述第一换热器的制冷剂流道的第一端口通过所述第一双流道换热器的第一流道与所述第一调节阀连通，所述第一换热器的制冷剂流道的第二端口能够通过所述第一膨胀阀与第一双流道换热器的第二流道连通，在所述第一换热器制热时，制冷剂由所述第一调节阀进入所述第二热管理单元，在所述第一换热器制冷时，制冷剂由第一双流道换热器的第二流道进入所述第二热管理单元。

通过提供以上的热管理***包括第二热管理单元，第二热管理单元包括第一调节阀、第一膨胀阀、第一换热器以及第一双流道换热器，在第一换热器制热时，制冷剂由第一调节阀进入第二热管理单元，在第一换热器制冷时，制冷剂由第一双流道换热器的第二流道进入所述第二热管理单元，相对冷的制冷剂和相对热的制冷剂在第一双流道换热器热交换，这样使进入第一换热器的制冷剂温度相对变低，使第一换热器的进口和出口的温差减小，相对提高了第一换热器的温度均匀性。

附图说明

图1是热管理***的第一种连接示意框图；

图2是热管理***的第二种连接示意框图；

图3是热管理***的第三种连接示意框图；

图4是图1中热管理***在第一换热器制热时的制冷剂流向示意图；

图5是图1中热管理***在第一换热器制冷时的制冷剂流向示意图；

图6是图3中热管理***在热量回收模式下的制冷剂及冷却液的流向示意图；

图7是图3中热管理***在第一换热器制冷且开启压缩机时的制冷剂及冷却液的流向示意图；

图8是图3中第一换热器的结构示意图；

图9是图1中第一阀装置的结构示意图；

图10是图3中热管理***在第一换热器制冷且关闭压缩机时的冷却液的流向示意图。

具体实施方式

本实用新型技术方案的热管理***以及热管理装置可以有多种实施方式，其中至少一个实施方式可以应用于车辆热管理***，至少一个实施方式可以应用于家用热管理***或商用热管理***等其他热管理***，下面以车辆热管理***为例结合附图进行说明。

请参阅图1、图4、图5以及图9所示意的热管理***的第一实施方式，热管理***包括制冷剂***，制冷剂***包括压缩机100、第一阀装置200、第一热管理单元300、第二热管理单元5000和第一室外换热器700，压缩机100能够在制冷剂***中吸入、压缩并排出高温高压的制冷剂，第一热管理单元300位于车辆的空调箱内，用于调节车辆的室内温度；第二热管理单元5000用于调节电池温度，使电池工作于合理的温度范围内。第一室外换热器700用于与环境空气热交换，第一室外换热器700能够与从环境空气吸收热量或者向环境空气释放热量。在本实施方式，第一阀装置200为四通换向阀，第一阀装置200具有四个端口，第一阀装置200的第一端口201与压缩机100的出口连通，第一阀装置200的第二端口202与压缩机100的入口连通，第一热管理单元300的第一接口、第二热管理单元500的第一接口与第一阀装置200的第三端口203连通，第一热管理单元300的第二接口能够与第一室外换热器700的第一端口连通，第二热管理单元5000的第二接口与第一室外换热器700的第一端口连通，第一室外换热器700的第二端口与第一阀装置200的第四端口连通。第一阀装置200也可以是其它种类的阀或者阀的组合。

在热管理***的制热模式，压缩机100的出口通过第一阀装置200与第一热管理单元300、第二热管理单元5000连通，这时，从压缩机100排出的高温高压的制冷剂能够在第一热管理单元300和/或第二热管理单元5000释放热量，从第一热管理单元300排出的制冷剂节流后进入第一室外换热器700，从第二热管理单元5000排出的制冷剂进入第一室外换热器700，制冷剂在第一室外换热器700吸收环境空气中的热量，而后经第一阀装置200进入压缩机100的入口。在热管理***的制冷模式，压缩机100的出口通过第一阀装置200与第一室外换热器700连通，这时，压缩机100排出的高温高压制冷剂在第一室外换热器700释放热量，从第一室外换热器700排出的制冷剂节流后进入第一热管理单元300而在第一热管理单元300吸收热量，以降低乘客舱的温度，和/或，从第一室外换热器700排出的制冷剂在第二热管理单元5000吸收热量，以降低电池的温度，从第一热管理单元300、第二热管理单元5000排出的制冷剂经第一阀装置200进入压缩机100的入口。

第二热管理单元5000包括第一调节阀430、第一膨胀阀440、第一换热器500和第一双流道换热器600，第一换热器500与电池直接或者间接接触，用于调节电池的温度；第一双流道换热器600具有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道均为制冷剂流道，第一流道内的制冷剂能够与第二流道内的制冷剂热交换，其中，第二热管理单元5000的第二接口与第一双流道换热器600的第二流道连通。第一阀装置200的第三端口203通过第一调节阀430与第一双流道换热器600的第一流道连通，其中，第二热管理单元5000的第一接口为第一调节阀430的一个端口或者与第一调节阀430的该端口连通。在本实施方式，第一调节阀是具有全开功能的膨胀阀，第一膨胀阀具有双向节流功能。在电池加热模式，制冷剂的流向为：第一阀装置200的第三端口、第一调节阀430、第一双流道换热器600的第一流道、第一换热器500、第一膨胀阀440、第一双流道换热器600的第二流道、第一室外换热器700的第一端口，这时第一调节阀430处于全开状态，第一膨胀阀440处于节流状态。在电池加热模式，由于第一调节阀430全开以及第一膨胀阀440节流，来自压缩机100的高温高压制冷剂进入第一双流道换热器600的第一流道、第一换热器500，在第一换热器500的制冷剂释放热量以加热电池，制冷剂经第一膨胀阀440节流后进入第一双流道换热器600的第二流道，由于第一双流道换热器600的第一流道的制冷剂和第一双流道换热器600第二流道的制冷剂存在温差，因而制冷剂在第一双流道换热器600热交换，这样进入第一换热器500的制冷剂温度相较于压缩机100出口的制冷剂温度较低，相比于热第一热管理单元300不设置第一双流道换热器600，降低了第一换热器500出入口侧的电池之间的温差，以使电池的温度不至于过高，相对提高电池的温度均匀性，进而使电池在温度在合理的范围内。这样也相对减小第一换热入口侧和第一换热器500出口侧的温差，提高了第一换热器500的温度均匀性，也使电池的温度相对均匀。如果需要调节电池的温度，可以通过控制第一调节阀430的开度和第一膨胀阀440的开度调节第一双流道换热器600内的换热量，进而调节电池与第一换热器500的换热量。需要说明的是，这里所述的“第一换热器500的出口侧以及第一换热器500的入口侧”是在电池加热模式的情形下定义的。

在电池制冷模式，制冷剂的流向为：第一室外换热器700的第一端口、第一双流道换热器600的第二流道、第一膨胀阀440、第一换热器500、第一双流道换热器600的第一流道、第一调节阀430、第一阀装置200的第三端口，这时第一调节阀430处于全开状态，第一膨胀阀440处于节流状态。制冷剂在第一室外换热器700冷凝后，在第一双流道换热器600的第二流道进一步冷凝，经过第一膨胀阀440的节流降压，制冷剂在第一换热器500吸收电池的热量，以降低电池的温度，而后制冷剂进入第一双流道换热器600的第一流道而与第一双流道换热器600的第二流道内的制冷剂热交换，第一热管理单元300设置第一双流道换热器600能够使制冷剂在第一换热器500的温度分布更加均匀，使电池的温度更加均匀，有利于提高电池的性能。如果需进一步精确调节电池的温度，可以通过控制第一调节阀430的开度和第一膨胀阀440的开度调节第一双流道换热器600内的换热量，进而调节电池与第一换热器500的换热量。

制冷剂***包括第二调节阀410，第一热管理单元300包括第二换热器310和第三换热器320，沿空调箱内的气流方向，第三换热器320位于第二换热器310的上风向，沿制冷剂流向，第二调节阀410设置于第二换热器310和第三换热器320之间，第二换热器310的一端口与第一阀装置200的第三端口连通，也即第二换热器310的该端口为第一热管理单元的第一接口，第三换热器320的一个端口通过第二膨胀阀420与第一室外换热器700的第一端口连通，也即第三换热器320的该端口为第一热管理单元的第二接口。在本实施方式，第二调节阀是具有全开功能的膨胀阀，第二膨胀阀具有双向节流功能。在乘客舱的制热模式，制冷剂的流向为：第一阀装置200的第三端口、第二换热器310、第二调节阀410、第三换热器320和第二膨胀阀420，高温高压制冷剂在第二换热器310、第三换热器320释放热量，而后经第二膨胀阀420节流降压的制冷剂流入第一室外换热器700，制冷剂在第一室外换热器700吸收热量，这时第二调节阀410处于全开状态；在乘客舱的制冷模式，制冷剂的流向为：第一室外换热器700的第一端口、第二膨胀阀420、第三换热器320、第一膨胀阀440和第一换热器500，第二膨胀阀420节流后的制冷剂进入第二换热器310、第一换热器500吸收热量，这时第一膨胀阀440全开，具体地，制冷剂在第一室外换热器700冷凝释放热量后，而后经第二膨胀阀420节流降压的制冷剂流入第三换热器320、第二换热器310吸收热量，进而降低乘客舱的温度。

热管理***还包括乘客舱的制热除湿模式，与乘客舱的制热模式相比，第二调节阀410处于节流状态，这时制冷剂在第三换热器320吸收热量，以降低空调箱的气流温度，进而降低气流湿度，由于第二换热器310处于第三换热器320的下风向且制冷剂在第二换热器310释放热量，气流流经第二换热器310时，提高了由空调箱进入乘客舱的温度，使驾乘人员更加舒适。

可以知道，通过控制相应膨胀阀的开和关，可以控制乘客舱的制冷模式和电池的制冷模式同时运行或者分别独立运行；同样地，通过控制相应膨胀阀的开和关，可以控制乘客舱的制热模式和电池的制热模式同时运行或者分别独立运行。

请参阅图2、图3以及图6、图7所示意的第二实施方式，相比于第一实施方式，本实施方式的热管理***还包括冷却液***，冷却液***包括水泵950、第二室外换热器930和电机温控器910，其中，水泵950用于驱动冷却液在冷却液***内循环流动，第二室外换热器930用于冷却液向环境释放热量，电机温控器910用于与电机或者电子器件热交换，以控制电机或者电子器件的温度。热管理***包括第二双流道换热器800，第二双流道换热器800包括第一流道和第二流道，第二双流道换热器800的第一流道为制冷剂流道，第二双流道换热器800的第二流道为冷却液流道，第二双流道换热器800的第一流道内的制冷剂和第二双流道换热器800第二流道内的冷却液能够在第二双流道换热器800热交换；沿制冷剂的流向，第一室外换热器、第二双流道换热器的第二流道位于第一阀装置的第四端口和第二热管理单元的第二接口之间，在本实施方式，第一阀装置200的第四端口通过第二双流道换热器800的第一流道与第一室外换热器700连通，也即，由第一阀装置200的第四端口流出的制冷剂经第二双流道换热器800的第二流道进入第一室外换热器。

在本实施方式，第一换热器500也包括第一流道和第二流道，第一换热器500的第一流道为制冷剂流道，第一换热器500的第二流道为冷却液流道，其中，第一换热器500的第二流道是冷却液***的一部分。第一换热器500的第一流道的连接方式如第一实施方式中的第一换热器500，不再详细描述。第一换热器500包括第一连接壁510510，第一连接壁510直接或者间接与电池接触，这里所述直接接触指第一连接壁510与电池直接接触，间接接触指第一连接壁510与电池之间还有导热部件。第一连接壁510包括第一壁部511和第二壁部512，第一壁部511与第二壁部512交替设置，沿第一连接壁510的延伸方向，第一壁部511的一侧为一个第二壁部512，第一壁部511的另一侧为另一个第二壁部512，同样地，第二壁部512的一侧位于一个第一壁部511，第二壁部512的另一侧为另一个第一壁部511；沿第一壁部511的垂线方向，第一连接壁510的一侧为制冷剂流道和冷却液流道，第一连接壁510的另一侧为电池，具体地，第一壁部511的一侧为第一换热器的制冷剂流道501，第一壁部511的另一侧为电池，第二壁部512的一侧为第一换热器的的冷却流道502，第二壁部512的另一侧为电池。可以知道，第一换热器500的制冷剂能够与电池热交换，第一换热器500内冷却液也能够与电池热交换。第一换热器500包括冷却液流道和制冷剂流道，第一换热器500的制冷剂和冷却液都能够与电池热交换，用于控制电池温度，相对简化了热管理***，也减少了热管理***的安装空间，制冷剂和冷却液的热惯性不同，可以利用二者的优点更好地控制电池的温度。第一换热器500内的制冷剂和冷却液可以热交换或者不进行热交换。

水泵950、第一换热器500的第二流道、电机温控器910、第二双流道换热器800的第二流道以及第二室外换热器930串行连通。冷却液***还可以包括第一支路921、第二支路922以及第一水阀940、第二水阀960，第一水阀940、第二水阀960可以是三通阀也可以是三通比例阀，第一水阀940和第二水阀960均包括三个端口，第一水阀940和第一支路921相配合，通过控制第一水阀940选择第一支路921是否旁通第二室外换热器930，具体地，第一水阀940的三个端口分别连接第二双流道换热器800的第二流道的第一端口、第一支路921的第一端口和第二室外换热器930的第一端口，第一支路921的第二端口、第二室室外换热器的第二端口与水泵的入口连通。

第二水阀960和第二支路922相配合，通过控制第二水阀960选择第二支路922是否旁通第一换热器500的第二流道，具体地，第二水阀960的三个端口分别连接水泵950的出口、第二支路922的第一端口以及第一换热器500的第二流道的第一端口，第二支路922的第二端口、第一换热器500的第二流道的第二端口与电机温控器910的一个端口连通，电机温控器910的另一个端口与第二双流道换热器800的第二流道的第二端口连通。

以下介绍与冷却液***相关的热管理***的工作状态，在乘客舱制冷时，电池的制冷模式包括制冷剂制冷和/或冷却液制冷，电池的制冷剂制冷模式与第一实施方式相同，不再详细描述，电池的制冷剂制冷模式相较于电池的冷却液制冷模式，降温速度相对较快。在电池的冷却液冷却模式。电池的冷却液冷却模式包括压缩机开启和关闭两种形式，第一种形式：请参阅图10，关闭压缩机，开启水泵950、通过控制第一水阀940关闭第一支路921，冷却液与电池换热后通过第二室外换热器930释放热量，以降低电池热量，电机的热量也可以通过第二室外换热器930释放。这时，可以通过控制第二水阀960关闭第二支路922，从第二室外换热器930排出的相对低温的冷却液先经过第一换热器500的第二流道而后进入电机温控器910，也可以通过控制第二水阀960开启第二支路922，部分冷却通过第二支路922进入电池温控器，另一部分冷却液先经过第一换热器500的第二流道而后进入电机温控器910，相比于第二支路922被关闭时，电机温控器910的温度可以相对快速降低，若第二水阀960为比例阀时，还可以调节进入第一换热器的冷却液比例。第二种形式，请参阅图7，开启压缩机100、关闭第一调节阀430和/或第一膨胀阀440，第一阀装置200使压缩机100排出的制冷剂进入第一热管理单元300，制冷剂在第一热管理单元300释放热量，第二膨胀阀420节流后，制冷剂在第二双流道换热器800吸收冷却液的热量，降低冷却液的温度，在水泵950的驱动下，冷却液进入第一换热器500降低电池的温度，这时，第一支路921旁通第二室外换热器930，也可以通过第二水阀调节流入第一换热器500的冷却液流量。

电池的制热模式包括制冷剂制热模式，制冷剂制热模式与第一实施方式相同，不再详细描述。

热管理***还包括热量回收模式，请参阅图6，在乘客舱制热模式下，第二膨胀阀420节流后的制冷剂进入第一室外换热器700、第二双流道换热器800的第二流道，制冷剂在第一换热器500吸收热量，如若环境温度较低，热管理***无法通过第一换热器500吸收足够的热量，这时开启水泵，控制第二水阀960开启第二支路922，控制第一水阀940开启第一支路921，吸收电机热量的冷却液在第二双流道换热器800与制冷剂热交换，这样电机产生的热量被回收利用。同样地，在电池的制冷剂制热模式下，或者在电池制冷剂制热和乘客舱的制热模式下，也可以运行热量回收模式。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型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实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种热管理***，其特征在于，所述热管理***包括制冷剂***，所述制冷剂***包括压缩机、第一热管理单元和第一室外换热器，所述热管理***包括第二热管理单元，所述压缩机排出的制冷剂能够在所述第一热管理单元、所述第二热管理单元热交换，所述第一室外换热器排出的制冷剂也能够在所述第一热管理单元、所述第二热管理单元热交换；

所述第二热管理单元包括第一调节阀、第一膨胀阀、第一换热器以及第一双流道换热器，所述第一调节阀、所述第一膨胀阀、所述第一换热器的制冷剂流道以及第一双流道换热器是所述制冷剂***的一部分；

所述第一换热器的制冷剂流道的第一端口通过所述第一双流道换热器的第一流道与所述第一调节阀连通，所述第一换热器的制冷剂流道的第二端口能够通过所述第一膨胀阀与第一双流道换热器的第二流道连通，在所述第一换热器制热时，制冷剂由所述第一调节阀进入所述第二热管理单元，在所述第一换热器制冷时，制冷剂由第一双流道换热器的第二流道进入所述第二热管理单元。

2.根据权利要求1所述的热管理***，其特征在于，所述制冷剂***还包括第一阀装置和第二膨胀阀，所述第一阀装置能够切换所述制冷剂***的制冷剂流向，所述压缩机的出口与所述第一阀装置的第一端口连通，所述压缩机的入口与所述第一阀装置的第二端口连通，所述第一热管理单元的第一接口、所述第二热管理单元的第一接口与所述第一阀装置的第三端口连通，所述第一热管理单元的第二接口能够通过所述第二膨胀阀与所述第一室外换热器的第一端口连通，所述第二热管理单元的第二接口与所述第一室外换热器的第一端口连通，所述第一室外换热器的第二端口与所述第一阀装置的第四端口连通；

所述第二热管理单元的第一接口为所述第一调节阀的一个端口或者与所述第一调节阀的该端口连通，所述第二热管理单元的第二接口与所述第一双流道换热器的第二流道连通。

3.根据权利要求2所述的热管理***，其特征在于，所述热管理***应用于车辆，所述第一热管理单元位于车辆的空调箱，所述第二热管理单元能够调控车辆电池的温度；

所述制冷剂***包括第二调节阀，所述第一热管理单元包括第二换热器和第三换热器，所述第二换热器通过所述第二调节阀与所述第三换热器连通，所述第二换热器的一个端口为所述第一热管理单元的第一接口，所述第三换热器的一个端口为所述第一热管理单元的第二接口；沿空调箱内气流方向，所述第三换热器设置于所述第二换热器的上风向。

4.根据权利要求1-3任一所述的热管理***，其特征在于，所述热管理***应用于车辆，所述热管理***包括冷却液***，所述第一换热器包括制冷剂流道和冷却液流道，所述第一换热器的制冷剂流道和冷却液流道不连通，所述第一换热器的冷却液流道是所述冷却液***的一部分；

所述第一换热器包括第一连接壁，所述第一连接壁与电池直接或者间接接触，所述第一连接壁包括第一壁部和第二壁部，所述第一壁部与所述第二壁部交替设置，沿所述第一连接壁的垂向，所述第一壁部的一侧为制冷剂流道，所述第一壁部的另一侧为电池，所述第二壁部的一侧为冷却液流道，所述第二壁部的另一侧为电池。

5.根据权利要求4所述的热管理***，其特征在于，所述制冷剂***还包括第一阀装置，所述热管理***包括第二双流道换热器，所述第二双流道换热器具有制冷剂流道和冷却液流道，所述冷却液***包括水泵、第二室外换热器和第二双流道换热器的冷却液流道，沿制冷剂的流向，所述第一室外换热器、所述第二双流道换热器的制冷剂流道位于所述第一阀装置的第四端口和所述第二热管理单元的第二接口之间，所述第二室外换热器、所述第二双流道换热器的冷却液流道、所述水泵、所述第一换热器的冷却液流道串行连通。

6.根据权利要求5所述的热管理***，其特征在于，所述制冷剂***还包括第二膨胀阀，所述第一热管理单元的第二接口能够通过所述第二膨胀阀与所述第一室外换热器的第一端口连通；所述冷却液***还包括第一支路、第一水阀、第二支路以及第二水阀，所述第一水阀被构造成能够使冷却液通过所述第一支路或者所述第二室外换热器，所述第二水阀被构造成能够使冷却液通过所述第二支路和/或所述第一换热器的冷却液流道；

所述冷却液***还包括电机温控器，所述电机温控器与所述第二双流道换热器的冷却液流道串行设置；

热管理***还包括热量回收模式，在热量回收模式，开启所述压缩机，开启所述水泵，所述第一阀装置使所述压缩机排出的制冷剂进入所述第一热管理单元和/或所述第二热管理单元，开启所述第一膨胀阀和/或所述第二膨胀阀，所述第一水阀使所述第一支路旁通所述第二室外换热器，所述第二水阀使所述第二支路旁通所述第一换热器。

7.根据权利要求5或6所述的热管理***，其特征在于，所述冷却液***还包括第一支路、第一水阀，所述热管理***包括电池的冷却液冷却模式；

在所述电池的冷却液冷却模式，开启所述水泵，关闭所述压缩机，所述第一水阀关闭所述第一支路且开启所述第二室外换热器的流路；或者，开启所述压缩机且关闭所述第一调节阀和/或第一膨胀阀，所述第一阀装置使所述压缩机排出的制冷剂进入所述第一热管理单元，所述第一水阀旁通所述第二室外换热器。

8.根据权利要求7所述的热管理***，其特征在于，所述冷却液***还包括第二水阀，所述第二水阀为比例调节阀，所述第二水阀调节冷却液进入所述第一换热器的比例。

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