车辆热泵集成热管理系统的制作方法

本发明涉及车辆热管理，具体而言，涉及一种车辆热泵集成热管理系统。

背景技术：

1、电动车辆具有可实现节能减排的特点，其中车辆空调热泵技术受到行业普遍重视，并得到了快速的发展。车辆热泵集成热管理系统包括多种换热回路，多种换热回路无法关联，导致车辆热泵集成热管理系统功能模式较少。

技术实现思路

1、本发明提供了一种车辆热泵集成热管理系统，以解决现有技术中的车辆热泵集成热管理系统能够实现的换热模式少，难以满足车辆在不同使用工况下的换热需求的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种车辆热泵集成热管理系统，包括水侧循环系统和制冷剂侧循环系统，其中，水侧循环系统包括多通阀及分别和多通阀连接的多个换热回路，多个换热回路单独或组合对车辆的不同部件或空间进行换热；制冷剂侧循环系统包括四通阀、第一换热器和第二换热器，第一换热器、第二换热器分别用于和水侧循环系统中不同的换热回路换热；多通阀用于切换多个换热回路的连通模式，四通阀用于切换第一换热器和第二换热器制冷或制热，多通阀和四通阀配合切换，以实现车辆热泵集成热管理系统的不同换热模式。

3、进一步地，制冷剂侧循环系统还包括压缩机，压缩机的入口、出口分别和四通阀连通，第一换热器、第二换热器通过管路连通，第一换热器、第二换热器分别和四通阀连通；压缩机的出口流体先后经四通阀、第一换热器、第二换热器、四通阀后进入压缩机的进口；或压缩机的出口流体先后经四通阀、第二换热器、第一换热器、四通阀进入压缩机的进口。

4、进一步地，车辆热泵集成热管理系统还包括设置于车辆的乘客舱的空调暖芯与空调冷暖芯；多个换热回路包括：与空调暖芯连接的第一空调循环回路、与空调冷暖芯连接的第二空调循环回路；第一空调循环回路与第二空调循环回路不连通，或第一空调循环回路通过多通阀与第二空调循环回路连通。

5、进一步地，车辆热泵集成热管理系统还包括设置于车辆的乘客舱的空调暖芯与空调冷暖芯；多个换热回路包括：与空调暖芯连接的第一空调循环回路、与空调冷暖芯连接的第二空调循环回路、与车辆的电驱系统连接的电驱循环回路；其中，第一空调循环回路、第二空调循环回路、电驱循环回路互不连通；或，第一空调循环回路通过多通阀与电驱循环回路连通；或，第二空调循环回路通过多通阀与电驱循环回路连通；或，第一空调循环回路通过多通阀与电驱循环回路连通，电驱循环回路通过多通阀与第二空调循环回路连通。

6、进一步地，车辆热泵集成热管理系统还包括设置于车辆的乘客舱的空调暖芯与空调冷暖芯；多个换热回路包括：与空调暖芯连接的第一空调循环回路、与车辆的动力电池连接的电池循环回路，与车辆的电驱系统连接的电驱循环回路；其中，第一空调循环回路通过多通阀与电池循环回路连通；或，第一空调循环回路通过多通阀与电驱循环回路连通，电驱循环回路通过多通阀与电池循环回路连通。

7、进一步地，第一换热器和第一空调循环回路换热配合，和/或第一换热器和电驱循环回路换热配合；第二换热器和第二空调循环回路换热配合。

8、进一步地，多个换热回路还包括与车辆的动力电池连接的电池循环回路；水侧循环系统还包括第三换热器，第二空调循环回路和电池循环回路通过第三换热器换热配合。

9、进一步地，车辆热泵集成热管理系统还包括空调暖芯，空调暖芯用于对车辆的乘客舱进行加热，空调暖芯通过管路和第一换热器换热；多个换热回路包括第一空调循环回路，第一空调循环回路包括第一水泵、第一管路、第二管路，第一管路的两端分别和多通阀、空调暖芯连通，第二管路的两端分别和空调暖芯、多通阀连通，第一水泵设置于第一管路或第二管路，第一管路和第一换热器连通。

10、进一步地，第一空调循环回路还包括第三管路，第三管路的第一端和多通阀连通，第三管路的第二端和第一管路连通，且第三管路的第二端和第一管路的连通位置位于第一换热器和空调暖芯之间。

11、进一步地，车辆热泵集成热管理系统还包括空调冷暖芯，空调冷暖芯用于对车辆的乘客舱进行加热及降温，空调冷暖芯通过管路和第二换热器换热；多个换热回路包括为车辆的乘客舱进行加热及降温的第二空调循环回路，第二空调循环回路包括第二水泵、第四管路、第五管路，第四管路的两端分别和多通阀、空调冷暖芯连通，第五管路的两端分别和多通阀、空调冷暖芯连通，第二水泵设置于第四管路或第五管路，第四管路和第二换热器连通。

12、进一步地，第二空调循环回路还包括位于第四管路的第一比例三通阀，第一比例三通阀的一端与第五管路连通，第一比例三通阀的一端与第五管路之间的管路与空调冷暖芯并联。

13、进一步地，多个换热回路包括为车辆的动力电池进行温度调节的电池循环回路，电池循环回路包括通过管路连通的电池水冷板和第三水泵，电池水冷板动力电池内；电池循环回路还包括第六管路、第七管路，第六管路的两端分别和多通阀、电池水冷板连通，第七管路的两端分别和电池水冷板、多通阀连通，第三水泵设置于第六管路或第七管路。

14、进一步地，电池循环回路还包括第八管路，第八管路的两端分别和多通阀、第六管路连通；水侧循环系统还包括第三换热器，多个换热回路包括为车辆的乘客舱进行加热及降温的第二空调循环回路，第八管路、第二空调循环回路分别与第三换热器连通。

15、进一步地，电池循环回路还包括位于第六管路的第二比例三通阀，第二比例三通阀的一端与第七管路连通，第二比例三通阀的一端与第七管路之间的管路与电池水冷板并联。

16、进一步地，多个换热回路包括为车辆的电驱系统进行换热的电驱循环回路，电驱循环回路包括第九管路、第十管路和散热器，第九管路的两端分别和多通阀、电驱系统的散热流道的一个开口连通，第十管路的两端分别和电驱系统的散热流道的另一个开口、多通阀连通，散热器设置于第十管路。

17、进一步地，车辆热泵集成热管理系统还包括设置于车辆的乘客舱的空调暖芯与空调冷暖芯；多个换热回路包括：与空调暖芯连接的第一空调循环回路、与空调冷暖芯连接的第二空调循环回路、与车辆的动力电池连接的电池循环回路、与车辆的电驱系统连接的电驱循环回路；多通阀具有第一阀口、第二阀口、第三阀口、第四阀口、第五阀口、第六阀口、第七阀口、第八阀口、第九阀口和第十阀口；其中，第一空调循环回路中的三个管路分别和第一阀口、第二阀口、第三阀口连通，第二空调循环回路中的两个管路分别和第四阀口、第五阀口连通，电池循环回路中的三个管路分别和第六阀口、第七阀口、第八阀口连通，电驱循环回路中的两个管路分别和第九阀口、第十阀口连通。

18、进一步地，多个换热回路包括第二空调循环回路、电池循环回路、电驱循环回路；在第一换热器制热，第二换热器制冷的情况下，车辆热泵集成热管理系统具有以下至少一个换热模式：

19、模式一：第二空调循环回路对乘客舱制冷，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合；

20、模式二：第二空调循环回路不对乘客舱调温，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合；

21、模式三：第二空调循环回路对乘客舱制冷，电池循环回路不对动力电池调温，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合；

22、模式四：第二空调循环回路对乘客舱制冷，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路连通。

23、进一步地，多个换热回路包括电池循环回路、电驱循环回路；车辆热泵集成热管理系统具有以下换热模式：

24、模式五：电池循环回路对动力电池冷却，电驱循环回路对电驱系统散热，电驱循环回路和电池循环回路连通，制冷剂侧循环系统不运行。

25、进一步地，多个换热回路包括第二空调循环回路、电池循环回路、电驱循环回路；在第一换热器制冷，第二换热器制热的情况下，车辆热泵集成热管理系统具有以下至少一个换热模式：

26、模式六：第二空调循环回路对乘客舱制热，电池循环回路回收动力电池的余热，电驱循环回路回收电驱系统的余热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路连通；

27、模式七：第二空调循环回路对乘客舱制热，电池循环回路对动力电池加热，电驱循环回路回收电驱系统的余热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合；

28、模式八：第二空调循环回路对乘客舱制热，电池循环回路不对动力电池调温，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合；

29、模式九：第二空调循环回路不对乘客舱调温，电池循环回路对动力电池加热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合。

30、进一步地，多个换热回路包括第一空调循环回路、第二空调循环回路、电池循环回路和电驱循环回路；在第一空调循环回路对乘客舱加热，第一换热器制热，第二换热器制冷的情况下，车辆热泵集成热管理系统具有以下至少一个换热模式：

31、模式十：电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路连通；

32、模式十一：电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通；

33、模式十二：电池循环回路对动力电池加热，其中，第一换热器和电驱循环回路之间不换热，第一空调循环回路和电池循环回路连通，第二空调循环回路和电驱循环回路连通；

34、模式十三：第一空调循环回路对乘客舱加热，电池循环回路不对动力电池加热，其中，第一换热器和电驱循环回路之间不换热，第二空调循环回路和电驱循环回路连通；

35、模式十四：第二空调循环回路不对乘客舱调温，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路之间不换热，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第二空调循环回路和电驱循环回路连通。

36、进一步地，多个换热回路包括第一空调循环回路、第二空调循环回路、电池循环回路和电驱循环回路；在第一换热器制热，第二换热器制冷的情况下，车辆热泵集成热管理系统具有以下至少一个换热模式：

37、模式十五：对电驱循环回路中的散热器进行除霜，第二空调循环回路不对乘客舱调温，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路不对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和第二空调循环回路连通；

38、模式十六：第一空调循环回路对乘客舱加热，第二空调循环回路不对乘客舱调温，电池循环回路对动力电池加热，其中，电驱循环回路不工作，第二空调循环回路和第一空调循环回路连通。

39、进一步地，多个换热回路包括第一空调循环回路、第二空调循环回路、电池循环回路和电驱循环回路；车辆热泵集成热管理系统可切换为以下换热模式中的任意一个：

40、模式一：第二空调循环回路对乘客舱制冷，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

41、模式二：第二空调循环回路不对乘客舱调温，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

42、模式三：第二空调循环回路对乘客舱制冷，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路不对动力电池调温，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

43、模式四：第二空调循环回路对乘客舱制冷，第一空调循环回路不对乘客舱加热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

44、模式五：第二空调循环回路不对乘客舱调温，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池冷却，电驱循环回路对电驱系统散热，电驱循环回路和电池循环回路连通，制冷剂侧循环系统不运行；

45、模式六：第二空调循环回路对乘客舱制热，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路回收动力电池的余热，电驱循环回路回收电驱系统的余热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路连通，第一换热器制冷，第二换热器制热；

46、模式七：第二空调循环回路对乘客舱制热，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池加热，电驱循环回路回收电驱系统的余热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制冷，第二换热器制热；

47、模式八：第二空调循环回路对乘客舱制热，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路不对动力电池调温，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制冷，第二换热器制热；

48、模式九：第二空调循环回路不对乘客舱调温，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池加热，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制冷，第二换热器制热；

49、模式十：第一空调循环回路对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

50、模式十一：第一空调循环回路对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

51、模式十二：第一空调循环回路对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池加热，其中，第一换热器和电驱循环回路之间不换热，第一空调循环回路和电池循环回路连通，第二空调循环回路和电驱循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

52、模式十三：第一空调循环回路对乘客舱加热，电池循环回路不对动力电池加热，其中，第一换热器和电驱循环回路之间不换热，第二空调循环回路和电驱循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

53、模式十四：第二空调循环回路不对乘客舱调温，第一空调循环回路对乘客舱加热，电池循环回路对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路之间不换热，电驱循环回路和电池循环回路不连通，第二空调循环回路和电驱循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

54、模式十五：对电驱循环回路中的散热器进行除霜，第二空调循环回路不对乘客舱调温，第一空调循环回路不对乘客舱加热，电池循环回路不对动力电池冷却，其中，第一换热器和电驱循环回路换热配合，电驱循环回路和第二空调循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷；

55、模式十六：第一空调循环回路对乘客舱加热，第二空调循环回路不对乘客舱调温，电池循环回路对动力电池加热，其中，电驱循环回路不工作，第二空调循环回路和第一空调循环回路连通，第一换热器制热，第二换热器制冷。

56、在本方案中，其中，通过四通阀可对制冷剂侧循环系统的工作模式进行切换，通过多通阀可对水侧循环系统的工作模式进行切换，将四通阀和多通阀配合使用，与只有四通阀或多通阀的方案相比，丰富了车辆热泵集成热管理系统的换热模式，能够满足车辆在不同使用工况下的换热需求。并且，水侧循环系统中的多个换热回路可单独或组合对车辆的不同部件或空间进行换热，通过制冷剂侧循环系统中的第一换热器和第二换热器可与水侧循环系统中不同的换热回路换热，这样制冷剂侧循环系统不直接对车辆的不同部件或空间进行换热，而是间接通过水侧循环系统对车辆的不同部件或空间进行换热。这样制冷剂侧循环系统中的管路无需布置到需要换热的乘客舱、动力电池等位置，这样即使制冷剂侧循环系统使用r290等易燃易爆制冷剂，也不会对乘客舱、动力电池等位置的安全产生影响，从而使得该车辆热泵集成热管理系统能够安全地应用于车辆。