一种电动汽车热管理系统的制作方法

1.本发明涉及车辆热管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车热管理系统。


背景技术：

2.随着国家对新能源汽车技术的大力发展与推广，电动汽车以其节能、减排、环保等特点，逐渐成为汽车行业未来主流发展路线之一。其中，汽车空调系统、对动力电池进行控温的电池热管理系统以及对驱动电机和电控器进行控温的电机电控热管理系统，是汽车驾乘安全、高效和舒适的重要保证。
3.现有技术中电动汽车的电池热管理系统、电机电控热管理系统与空调系统通常独立运行，系统耦合性差，效率低。且由于空调系统以动力电池作为能量来源，空调系统的运行对于电动汽车续航里程具有重大影响，尤其是外温较低的冬季工况，多采用ptc加热器直接加热乘员舱，系统能效低、能耗高，严重降低电动汽车续航里程。此外，对于极端工况，电动汽车运行性能极差，甚至可能由于电池处于极低温状态导致电动汽车无法正常启动运行的问题。虽然目前出现了一体化的热管理系统，但由于其结构复杂、阀门繁多，不能对应实际需求切换高效系统运行模式，变工况适应性差，难以在电动汽车中实际投入使用。
4.因此，如何解决现有技术中的电动汽车热管理系统难以高效满足动力电池、电机及电控系统与乘员舱在不同环境工况下的多样化需求的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种电动汽车热管理系统。
6.本发明提供一种电动汽车热管理系统，包括热泵循环回路、第一载冷剂循环回路和第二载冷剂循环回路；
7.所述热泵循环回路与所述第一载冷剂循环回路之间设置有第一换热模块，所述第一换热模块具有供所述热泵循环回路中的制冷剂流通的第一通路、供所述第一载冷剂循环回路中的载冷剂流通的第二通路和供空气流通的第三通路，所述第一换热模块至少能够供所述第三通路中的空气和所述第一通路中的制冷剂分别与所述第二通路中的载冷剂之间进行热交换；
8.所述热泵循环回路与所述第二载冷剂循环回路之间设置有第二换热模块，所述第二换热模块具有供所述第二载冷剂循环回路中的载冷剂流通的第四通路、供所述热泵循环回路中的制冷剂流通的第五通路和供空气流通的第六通路，所述第二换热模块至少能够供所述第五通路中的制冷剂和所述第四通路中的载冷剂分别与所述第六通路中的空气之间进行热交换，所述第二换热模块设置在室外风道内；
9.所述第一载冷剂循环回路包括第一阀门、第一循环泵和电池热管理系统，所述电池热管理系统的两端分别通过所述第一阀门和所述第一循环泵与所述第一换热模块的所述第二通路的两端连接；
10.所述第二载冷剂循环回路包括第三循环泵、第二四通阀、第三四通阀、电机电控热管理系统、辅助加热装置、第二室内换热器和第二循环泵，所述第二室内换热器设置在室内风道内，所述第二室内换热器具有供所述第二载冷剂循环回路中的载冷剂流通的第七通路和供空气流通的第八通路，所述第二室内换热器的所述第八通路与所述室内风道连通，
11.所述第二四通阀的a接口通过单向阀与所述第三四通阀的c接口连接，所述电机电控热管理系统与所述第二四通阀的c接口连接，所述辅助加热装置串联设置在所述第二室内换热器的所述第七通路的第一端与所述电机电控热管理系统之间，所述第二室内换热器的所述第七通路的第二端通过所述第二循环泵与所述第三四通阀的a接口连接，所述第二换热模块的所述第四通路的第一端与所述第二四通阀的d接口连接，第二端通过所述第三循环泵与所述第三四通阀的d接口连接，所述第二四通阀的b接口和所述第三四通阀的b接口分别与所述电池热管理系统的两端连接；
12.所述第二四通阀和所述第三四通阀均能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态，所述a接口与所述d接口导通，且所述b接口与所述c接口导通，在所述第二状态，所述a接口与所述b接口导通，且所述c接口与所述d接口导通。
13.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述第一换热模块包括热交换器和第一室内换热器，
14.所述热交换器具有所述第一通路和所述第二通路，所述热交换器的所述第一通路与所述热泵循环回路连接，所述热交换器的所述第二通路与所述第一载冷剂循环回路连接，
15.所述第一室内换热器设置在所述室内风道内，所述第一室内换热器具有所述第二通路和所述第三通路，所述第一室内换热器的所述第三通路与所述室内风道连通，所述第一室内换热器的所述第二通路与所述电池热管理系统并联设置，所述第一阀门设置在所述电池热管理系统所在支路上，所述电池热管理系统远离所述第一阀门的一侧设置有第三阀门，
16.所述第一室内换热器的所述第二通路的第一端通过第二阀门连接于所述第一阀门和所述热交换器的所述第二通路的第一端之间，所述第一室内换热器的所述第二通路的第二端连接于所述第一循环泵与所述第三阀门之间。
17.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述第二换热模块包括第一室外换热器和第二室外换热器，所述第一室外换热器和所述第二室外换热器均设置在所述室外风道内，
18.所述第一室外换热器具有所述第五通路和所述第六通路，所述第五通路与所述热泵循环回路连接，所述第六通路与所述室外风道连通，
19.所述第二室外换热器具有所述第四通路和所述第六通路，所述第四通路的两端分别与所述第三循环泵和所述第二四通阀的d接口连接，所述第六通路与所述室外风道连通。
20.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述热泵循环回路包括压缩机、第一四通阀和第一膨胀阀，
21.所述压缩机的吸气端与所述第一四通阀的c接口连接，所述压缩机的排气端与所述第一四通阀的a接口连接，所述第一通路的第一端与所述第一四通阀的d接口连接，所述第一通路的第二端通过所述第一膨胀阀与所述第五通路的第二端连接，所述第五通路的第
一端与所述第一四通阀的b接口连接，
22.所述第一四通阀能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态，所述a接口与所述d接口导通，且所述b接口与所述c接口导通，在所述第二状态，所述a接口与所述b接口导通，且所述c接口与所述d接口导通。
23.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述热泵循环回路还包括第三室内换热器和第二膨胀阀，所述第三室内换热器具有供所述热泵循环回路中的制冷剂流通的第九通路和供空气流通的第十通路，所述第三室内换热器的所述第十通路与所述室内风道连通，所述第三室内换热器的所述第九通路的第一端连接于所述第一室外换热器的所述第五通路的第一端与所述第一四通阀的b接口之间，所述第三室内换热器的所述第九通路的第二端通过所述第二膨胀阀连接于所述第一膨胀阀与所述热交换器的所述第一通路的第二端之间。
24.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述第一换热模块为第一三介质换热器，所述第一三介质换热器配置为能够实现所述第一通路中的制冷剂、所述第二通路中的载冷剂和所述第三通路中的空气中的任意两者之间的热交换；
25.所述第二换热模块为第二三介质换热器，所述第二三介质换热器配置为能够实现所述第四通路中的载冷剂、所述第五通路中的制冷剂和所述第六通路中的空气中的任意两者之间的热交换。
26.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述第一三介质换热器设置在室外，所述第一载冷剂循环回路还包括设置在所述室内风道内的第一室内换热器，所述第一室内换热器具有所述第二通路和所述第三通路，所述第一室内换热器的所述第三通路与所述室内风道连通，所述第一室内换热器的所述第二通路与所述电池热管理系统并联设置，所述第一阀门设置在所述电池热管理系统所在支路上，所述电池热管理系统远离所述第一阀门的一侧设置有第三阀门，
27.所述第一室内换热器的所述第二通路的第一端通过第二阀门连接于所述第一阀门和所述第一三介质换热器的所述第二通路的第一端之间，所述第一室内换热器的所述第二通路的第二端连接于所述第一循环泵与所述第三阀门之间。
28.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述热泵循环回路包括压缩机和第一膨胀阀，所述压缩机的吸气端与所述第一三介质换热器的所述第一通路的第一端连接，所述压缩机的排气端与所述第二三介质换热器的所述第五通路的第一端连接，所述第一膨胀阀设置在所述第一三介质换热器的所述第一通路的第二端与所述第二三介质换热器的所述第五通路的第二端之间。
29.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，其特征在于，所述室内风道内设置有用于驱使空气在所述室内风道内流通的室内风机和用于控制所述第二室内换热器的所述第八通路与所述室内风道之间的通断状态的风阀，
30.所述室外风道内设置有用于驱使空气在所述室外风道内流通的第一室外风机。
31.根据本发明提供的一种电动汽车热管理系统，所述热泵循环回路至少能够运行单级压缩循环、双级压缩循环和补气压缩循环中的一种。
32.本发明提供的电动汽车热管理系统，分别通过第一换热模块和第二换热模块实现热泵循环回路与第一载冷剂循环回路之间的耦合和热泵循环回路与第二载冷剂循环回路
之间的耦合，通过切换第二四通阀和第三四通阀的状态还可以实现电池热管理系统与电机电控热管理系统之间的连接，实现了电动汽车热管理系统的一体化，系统耦合性强。其中，热泵循环回路不仅可以实现对乘员舱内的制冷、除湿和制热，还可以对电池热管理系统的载冷剂升温或降温，以在动力电池温度过低或过高时，对动力电池加热或冷却。而且，通过调整第二四通阀和第三四通阀的状态，还可以实现对驱动电机和电控器以及动力电池的热回收。在动力电池的温度较低时，根据动力电池的具体温度，可以利用电机电控热管理系统内载冷剂的热量或热泵循环回路或辅助加热装置提高电池热管理系统内的载冷剂的温度，以对动力电池加热。利用电机电控热管理系统内的载冷剂的热量对动力电池加热时，电机电控热管理系统内的载冷剂温度也会相应降低。在动力电池的温度较高时，利用热泵循环回路和第一换热模块降低电池热管理系统中的载冷剂的温度，以对动力电池降温，或根据乘员舱的供热需求，利用第二室内换热器将动力电池的热量回收，以对乘员舱供热。在回收动力电池的热量对乘员舱加热时，也可以将驱动电机和电控器的热量一同回收。在驱动电机和电控器的温度较高时，可以利用第二换热模块对电机电控热管理系统内的载冷剂进行自然冷却。此时，如果动力电池的温度也相对较高，可以利用第二换热模块同时对电机电控热管理系统和电池热管理系统内的载冷剂进行自然冷却。在乘员舱内具有制热需求时，可以根据乘员舱内的具体温度和动力电池的温度，利用电机电控热管理系统、电池热管理系统和热泵循环回路中的至少一者对乘员舱供热。在乘员舱具有制冷除湿需求时，可以利用第二载冷剂循环回路中的载冷剂循环回收动力电池、驱动电机和电控器的产热，与热泵循环回路中的冷凝热一同作为再热热源，有效回收废热，并能够避免冷热抵消，提高系统能效。如此，本发明提供的电动汽车热管理系统具有多种运行模式，可以根据不同环境工况下的多样化需求切换相应的运行模式，以满足乘员舱、动力电池、驱动电机及电控器的需求，提高了电动汽车热管理系统的灵活性，具有高效、变工况适应性强的优点。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本发明提供的电动汽车热管理系统的结构示意图一；
35.图2是本发明提供的电动汽车热管理系统的结构示意图二；
36.图3是本发明提供的电动汽车热管理系统的结构示意图三；
37.图4是本发明提供的电动汽车热管理系统的结构示意图四；
38.图5是图1所示电动汽车热管理系统在运行对乘员舱的制冷、除湿模式时的示意图；
39.图6是图1所示电动汽车热管理系统在运行对动力电池的热泵降温冷却模式时的示意图；
40.图7是图1所示电动汽车热管理系统在运行对乘员舱的热泵制热模式时的示意图；
41.图8是图1所示电动汽车热管理系统在运行对动力电池的热泵加热模式时的示意图；
42.图9是图1所示电动汽车热管理系统在运行对驱动电机、电控器和动力电池的自然冷却降温模式时的示意图；
43.图10是图1所示电动汽车热管理系统在运行对驱动电机和电控器的自然冷却降温模式时的示意图；
44.图11是图1所示电动汽车热管理系统在运行回收驱动电机和电控器的热量对乘员舱供热的模式时的示意图；
45.图12是图1所示电动汽车热管理系统在运行回收驱动电机和电控器的热量对动力电池加热的模式时的示意图；
46.图13是图1所示电动汽车热管理系统在运行回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式时的示意图；
47.图14是图3所示电动汽车热管理系统在运行对乘员舱的除湿加热模式时的示意图；
48.图15是图4所示电动汽车热管理系统在运行对乘员舱的除湿加热模式时的示意图；
49.附图标记：
50.1：热泵循环回路；
ꢀꢀꢀꢀ
11：压缩机；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12：第一室外换热器；
51.13：热交换器；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14：第一膨胀阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15：第一四通阀；
52.16：第三室内换热器； 17：第二膨胀阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2：第一载冷剂循环回路；
53.21：第一室内换热器； 22：电池热管理系统；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
23：第一循环泵；
54.24：第一阀门；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25：第二阀门；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26：第三阀门；
55.27：单向阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3：第二载冷剂循环回路；
ꢀꢀ
31：第二室内换热器；
56.32：第二室外换热器； 33：电机电控热管理系统； 35：辅助加热装置；
57.36：第二循环泵；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
37：第三循环泵；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
38：第二四通阀；
58.39：第三四通阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4：室外风道；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
41：第一室外风机；
59.42：第二三介质换热器； 43：第二室外风机；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
5：室内风道；
60.51：室内风机；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
52：第一三介质换热器； 53：风阀。
具体实施方式
61.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.乘员舱环境直接影响人员驾驶乘坐车辆的体验，因此，需要通过汽车空调系统对乘员舱进行制冷、制热、除湿、除雾除霜等环境调控处理，保证乘员舱的驾驶安全性和舒适性。
63.电动汽车通过动力电池输出电能驱动电机和电控器运转作为汽车行驶的动力来源。
64.动力电池作为电动汽车的核心部件，其电池内阻、充放电能力、电池容量、电池寿命等性能很大程度上受到电池温度的影响。为保证动力电池的性能发挥，需保持动力电池
在最佳工作温度范围内运行，同时为减小动力电池内部温度差异，需保持动力电池的温度均匀性。
65.驱动电机和电控器的性能影响汽车动力、效率、舒适性和安全性。由于驱动电机和电控器在工作过程中会产生大量热量，不及时散热会导致温度过高，影响其使用性能和寿命，严重时甚至会导致汽车安全问题。
66.因此需要高效的散热系统保证驱动电机、电控器和动力电池在适宜温度范围内工作。
67.下面结合图1至图15描述本发明实施例的电动汽车热管理系统。
68.如图1至图4所示，本发明实施例提供一种电动汽车热管理系统，包括热泵循环回路1、第一载冷剂循环回路2和第二载冷剂循环回路3。
69.在热泵循环回路1与第一载冷剂循环回路2之间设置有第一换热模块，第一换热模块具有供热泵循环回路1中的制冷剂流通的第一通路、供第一载冷剂循环回路2中的载冷剂流通的第二通路和供空气流通的第三通路。第一换热模块至少能够供第三通路中的空气和第一通路中的制冷剂分别与第二通路中的载冷剂之间进行热交换。
70.可以将第一换热模块设置在室内风道5内，第三通路与室内风道5连通，利用热泵循环回路1中的制冷剂降低或升高第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度，进而利用载冷剂与第三通路内的空气之间的热交换，降低或升高室内风道5的温度，从而实现对乘员舱的供冷、除湿或供热。
71.在热泵循环回路1与第二载冷剂循环回路3之间设置有第二换热模块，第二换热模块具有供第二载冷剂循环回路3中的载冷剂流通的第四通路、供热泵循环回路1中的制冷剂流通的第五通路和供空气流通的第六通路。第二换热模块至少能够供第五通路中的制冷剂和第四通路中的载冷剂分别与第六通路中的空气之间进行热交换。
72.上述第一载冷剂循环回路2包括第一阀门24、第一循环泵23和电池热管理系统22，电池热管理系统22的两端分别通过第一阀门24和第一循环泵23与第一换热模块的第二通路的两端连接。电池热管理系统22具有可以与动力电池进行热交换的换热部，开启第一循环泵23和第一阀门24，通过第一循环泵23可以使第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在电池热管理系统22内循环流通，载冷剂流经换热部时，与动力电池进行热交换，可以对动力电池的温度进行调节。
73.电池热管理系统22与第一换热模块的第二通路连接，利用热泵循环回路1中的制冷剂能够调节第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。当动力电池的温度高于运行温度范围时，可以利用热泵循环回路1中的制冷剂降低第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度，以通过载冷剂与动力电池之间的热交换降低动力电池的温度。当动力电池的温度低于运行温度范围时，可以利用热泵循环回路1中的制冷剂提高第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度，以通过载冷剂与动力电池之间的热交换增加动力电池的温度。
74.上述第二载冷剂循环回路3包括第三循环泵37、第二四通阀38、第三四通阀39、电机电控热管理系统33、辅助加热装置35、第二室内换热器31和第二循环泵36，第二室内换热器31具有供第二载冷剂循环回路3中的载冷剂流通的第七通路和供空气流通的第八通路。
75.具体来说，上述第二四通阀38的a接口通过单向阀27与第三四通阀39的c接口连接，电机电控热管理系统33与第二四通阀38的c接口连接，辅助加热装置35串联设置在第二
室内换热器31的第七通路的第一端与电机电控热管理系统33之间。第二室内换热器31的第七通路的第二端通过第二循环泵36与第三四通阀39的a接口连接。第二换热模块的第四通路的第一端与第二四通阀38的d接口连接，第二端通过第三循环泵37与第三四通阀39的d接口连接。第二四通阀38和第三四通阀39均能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态，a接口与d接口导通，且b接口与c接口导通，在第二状态，a接口与b接口导通，且c接口与d接口导通。
76.电机电控热管理系统33具有可以与驱动电机和电控器进行热交换的换热部，开启第二循环泵36和第三循环泵37，并调节第二四通阀38至第二状态，调节第三四通阀39至第一状态，通过第二循环泵36和第三循环泵37可以使第二载冷剂循环回路3中的载冷剂在电机电控热管理系统33内循环流通，载冷剂流经换热部时，与驱动电机和电控器进行热交换，可以对驱动电机和电控器的温度进行调节。第二载冷剂循环回路3中的载冷剂流经第二换热模块的第四通路时，与空气进行热交换，温度降低。在第二换热模块处降温后的载冷剂流至电机电控循环回路后，可以继续对驱动电机和电控器降温冷却。
77.将上述第二换热模块设置在室外风道4内，载冷剂与室外风道4的空气的热交换过程不影响乘员舱内的环境温度。
78.将上述第二室内换热器31设置在室内风道5内，并使第二室内换热器31的第八通路与室内风道5连通。当驱动电机和电控器具有散热需求，乘员舱内具有供热需求时，可以利用载冷剂与第八通路内的空气进行热交换，升高室内风道5的温度，从而实现对乘员舱的供热，即通过回收驱动电机和电控器的温度可以对乘员舱的供热。
79.上述第二四通阀38的b接口和第三四通阀39的b接口分别与电池热管理系统22的两端连接，通过调节第二四通阀38和第三四通阀39的状态，可以使电机电控热管理系统33与电池热管理系统22串联连通。
80.当驱动电机、电控器和动力电池的温度均较高时，关闭第一阀门24，调节第二四通阀38和第三四通阀39至第一状态，将电机电控热管理系统33与电池热管理系统22串联连通并与第二换热模块串联，利用载冷剂对驱动电机和电控器进行降温冷却的同时，可以对动力电池冷却降温。
81.当驱动电机、电控器和动力电池均具有散热需求，乘员舱内具有供热需求时，可以利用载冷剂与第八通路内的空气进行热交换，升高室内风道5的温度，从而实现对乘员舱的供热，即通过回收驱动电机、电控器和动力电池的温度可以对乘员舱的供热。
82.当驱动电机和电控器的温度较高，而动力电池的温度较低时，关闭第一阀门24，调节第二四通阀38至第一状态，调节第三四通阀39至第二状态，使电机电控热管理系统33和电池热管理系统22串联形成回路，第二循环泵36驱使载冷剂在电机电控热管理系统33与电池热管理系统22之间循环流通。载冷剂流经电机电控热管理系统33时，与驱动电机和电控器进行热交换，降低驱动电机和电控器的温度，载冷剂的温度升高；载冷剂流通至电池热管理系统22时，与动力电池进行热交换，增加动力电池的温度，载冷剂的温度降低，继续对驱动电机和电控器降温冷却，如此循环。
83.此外，还可以利用上述辅助加热装置35作为辅助热源，在极端工况下，提高低温条件下的供热能力。上述辅助加热装置35可以为ptc加热器和电热丝中的一种。
84.综上，利用本发明实施例中的电动汽车热管理系统可以运行热泵循环回路1对乘
员舱的制冷、除湿、制热以及对动力电池的加热、降温，对驱动电机和电控器的自然降温冷却，对驱动电机、电控器和动力电池的同时自然降温冷却，还可以通过回收驱动电机和电控器的热量对乘员舱或动力电池的供热，通过同时回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱的供热等多种模式。可以根据不同环境工况下的多样化需求切换相应的运行模式，以满足乘员舱、动力电池、驱动电机及电控器的需求，提高了电动汽车热管理系统的灵活性，具有高效、变工况适应性强的优点。
85.本发明实施例中，上述第一换热模块包括热交换器13和第一室内换热器21，如图1所示。热交换器13具有第一通路和第二通路，热交换器13的第一通路与热泵循环回路1连接，热交换器13的第二通路与第一载冷剂循环回路2连接。
86.第一室内换热器21设置在室内风道5内，第一室内换热器21具有第二通路和第三通路，第一室内换热器21的第三通路与室内风道5连通。第一室内换热器21的第二通路与电池热管理系统22并联设置，第一阀门24设置在电池热管理系统22所在支路上，电池热管理系统22远离第一阀门24的一侧设置有第三阀门26。
87.第一室内换热器21的第二通路的第一端通过第二阀门25连接于第一阀门24和热交换器13的第二通路的第一端之间，第一室内换热器21的第二通路的第二端连接于第一循环泵23与第三阀门26之间。
88.上述第二换热模块包括第一室外换热器12和第二室外换热器32，第一室外换热器12和第二室外换热器32均设置在室外风道4内。
89.第一室外换热器12具有第五通路和第六通路，第五通路与热泵循环回路1连接，第六通路与室外风道4连通。
90.第二室外换热器32具有第四通路和第六通路，第四通路的两端分别与第三循环泵37和第二四通阀38的d接口连接，第六通路与室外风道4连通。
91.需要说明的是，为保证第一载冷剂循环回路2与第二载冷剂循环回路3相互之间不产生影响，只有当第二四通阀38处于第二状态，第三四通阀39处于第一状态时，才可以控制第一阀门24和第三阀门26处于打开状态。当第二四通阀38和第三四通阀39为其他状态时，都需使第一阀门24和第三阀门26处于关闭状态。
92.本发明实施例中，上述第一换热模块和第二换热模块均选用三介质换热器，三介质换热器可以实现三种介质中的任意两者之间的热交换，参照图2。
93.具体来说，上述第一换热模块为第一三介质换热器52，第一三介质换热器52配置为能够实现第一通路中的制冷剂、第二通路中的载冷剂和第三通路中的空气中的任意两者之间的热交换。在利用热泵循环回路1对乘员舱供冷、供热或除湿时，可以利用第一通路内的制冷剂直接与第三通路内的空气进行热交换，减少换热级数，提高能效。
94.上述第二换热模块为第二三介质换热器42，第二三介质换热器42配置为能够实现第四通路中的载冷剂、第五通路中的制冷剂和第六通路中的空气中的任意两者之间的热交换。在外界环境温度较高，仅通过室外空气与第二载冷剂循环回路内的载冷剂的热交换无法有效降低载冷剂的温度时，还可以利用热泵循环回路1内的制冷剂在第二三介质换热器42处与第二载冷剂循环回路中的载冷剂进行热交换，以有效降低载冷剂的温度。
95.上述热泵循环回路1包括压缩机11、第一四通阀15和第一膨胀阀14。具体来说，压缩机11的吸气端与第一四通阀15的c接口连接，压缩机11的排气端与第一四通阀15的a接口
连接，第一通路的第一端与第一四通阀15的d接口连接，第一通路的第二端通过第一膨胀阀14与第五通路的第二端连接，第五通路的第一端与第一四通阀15的b接口连接。与上述第二四通阀38和第三四通阀39类似，第一四通阀15能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态，a接口与d接口导通，且b接口与c接口导通，在第二状态，a接口与b接口导通，且c接口与d接口导通。
96.在室内风道5内设置有室内风机51和风阀53，室内风机51用于驱使空气在室内风道5内的流通，风阀53用于控制第二室内换热器31的第八通路与室内风道5之间的通断状态。
97.在室外风道4内设置有第一室外风机41，用于驱使空气在室外风道4内流通。
98.对于图1所示的电动汽车热管理系统，其能够运行以下模式：
99.对乘员舱的制冷、除湿模式：主要适用于乘员舱内具有制冷或除湿需求的工况。此时，需调节第一四通阀15至第二状态，控制第一阀门24和第三阀门26处于关闭状态，第二阀门25处于开启状态，压缩机11和第一循环泵23运行，室内风机51和第一室外风机41均处于开启状态，参照图5。压缩机11运行，热泵循环回路1中的制冷剂经第一膨胀阀14的节流作用降压降温，制冷剂进入热交换器13后，在热交换器13内蒸发吸热，从而降低第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在热交换器13冷却降温后，在第一循环泵23的作用下进入第一室内换热器21，并与室内风道5内的空气热交换，从而对乘员舱内进行制冷或除湿处理。
100.对动力电池的热泵降温冷却模式：主要适用于室外环境温度较高、不能满足动力电池的散热需求的工况。此时，需调节第一四通阀15至第二状态，控制第一阀门24和第三阀门26处于开启状态，第二阀门25处于关闭状态，压缩机11和第一循环泵23运行，第一室外风机41处于开启状态，参照图6。压缩机11运行，热泵循环回路1中的制冷剂经第一膨胀阀14的节流作用降压降温，制冷剂进入热交换器13后，在热交换器13内蒸发吸热，从而降低第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在热交换器13冷却降温后，在第一循环泵23的作用下流经电池热管理系统22，与动力电池进行热交换，从而对动力电池进行降温冷却处理。
101.对乘员舱的热泵制热模式：主要适用于乘员舱对供热需求较大的工况。此时，需调节第一四通换向阀至第一状态，控制第一阀门24和第三阀门26处于关闭状态，第二阀门25处于开启状态，压缩机11和第一循环泵23运行，室内风机51和第一室外风机41均处于开启状态，参照图7。压缩机11运行，热泵循环回路1中的制冷剂经压缩机11压缩后，高温高压状态的制冷剂进入热交换器13后，在热交换器13内冷凝放热，从而提高第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在热交换器13升温后，在第一循环泵23的作用下进入第一室内换热器21，并与室内风道5内的空气热交换，从而对乘员舱内进行加热处理。
102.对动力电池的热泵加热模式：主要适用于电池对加热需求较大的工况，一般为车辆启动前对动力电池的预热，此时驱动电机未运行，无热量可回收利用。此时，需调节第一四通阀15至第一状态，控制第一阀门24和第三阀门26处于开启状态，第二阀门25处于关闭状态，压缩机11和第一循环泵23运行，第一室外风机41处于开启状态，参照图8。压缩机11运行，热泵循环回路1中的制冷剂经压缩机11压缩后，高温高压状态的制冷剂进入热交换器13
后，在热交换器13内冷凝放热，从而提高第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在热交换器13升温后，在第一循环泵23的作用下流经电池热管理系统22，与动力电池进行热交换，从而对动力电池进行加热处理。
103.对驱动电机、电控器和动力电池的自然冷却降温模式：主要适用于室外环境可以满足驱动电机、电控器和动力电池的散热需求的工况。此时，需调节第二四通阀38和第三四通阀39均处于第一状态，第二循环泵36和第三循环泵37运行，控制第一阀门24和第三阀门26均处于关闭状态，室内风机51或风阀53处于关闭状态，第一室外风机41处于开启状态，参照图9。载冷剂在第二循环泵36和第三循环泵37的作用下，依次流经第二室外换热器32、电池热管理系统22、电机电控热管理系统33和第二室内换热器31；第一室外风机41开启，驱动空气在室外风道4与第六通路内的流通，载冷剂与空气热交换后温度降低。在第二室外换热器32降温的载冷剂依次流经电池热管理系统22和电机电控热管理系统33，与动力电池、电控器、驱动电机进行热交换，从而对动力电池、电控器、驱动电机进行降温冷却处理。
104.对驱动电机和电控器的自然冷却降温模式：主要适用于室外环境可以满足驱动电机和电控器的散热需求的工况。此时，需调节第二四通阀38处于第二状态，调节第三四通阀39处于第一状态，第二循环泵36和第三循环泵37运行，控制第一阀门24和第三阀门26均处于关闭状态，室内风机51或风阀53处于关闭状态，第一室外风机41处于开启状态，参照图10。载冷剂在第二循环泵36和第三循环泵37的作用下，依次流经第二室外换热器32、电机电控热管理系统33和第二室内换热器31；第一室外风机41开启，驱动空气在室外风道4与第六通路内的流通，载冷剂与空气热交换后温度降低。在第二室外换热器32降温的载冷剂流经电机电控热管理系统33，与电控器和驱动电机进行热交换，从而对电控器和驱动电机进行降温冷却处理。
105.回收驱动电机和电控器的热量对乘员舱供热的模式：主要适用于乘员舱对供热需求较小，驱动电机和电控器的热量能够满足乘员舱对供热需求的工况。此时，需在图10的基础上，控制第一室外风机41处于关闭状态，打开室内风机51和风阀53，参照图11。载冷剂在第二循环泵36和第三循环泵37的作用下，依次流经第二室外换热器32、电机电控热管理系统33和第二室内换热器31；载冷剂流经电机电控热管理系统33，与电控器和驱动电机进行热交换，电控器和驱动电机的温度降低，载冷剂的温度升高；温度升高后的载冷剂进入第二室内换热器31，室内风机51开启，驱动空气在室内风道5与第八通路内的流通，空气与载冷剂热交换后温度升高，从而对乘员舱内供热；载冷剂与空气换热后温度降低，以再次对电控器和驱动电机冷却降温。
106.回收驱动电机和电控器的热量对动力电池加热的模式：主要适用于动力电池对加热需求较小，且驱动电机和电控器的热量能够满足动力电池的加热需求的工况，一般为电动汽车行驶过程中，驱动电机正在运行状态。此时，需调节第二四通阀38处于第一状态，第三四通阀39处于第二状态，控制第一阀门24和第三阀门26处于关闭状态，第二循环泵36运行，室内风机51或风阀53处于关闭状态，参照图12。载冷剂在第二循环泵36的作用下，依次流经电机电控热管理系统33、第二室内换热器31和电池热管理系统22；载冷剂流经电机电控热管理系统33，与电控器和驱动电机进行热交换，载冷剂的温度升高，电控器和驱动电机的温度降低；室内风机51或风阀53处于关闭状态，可以减小空气与载冷剂之间的热交换，避免对乘员舱内环境产生影响；温度升高后的载冷剂流经电池热管理系统22，与动力电池进
行热交换，从而对动力电池进行加热处理。载冷剂与动力电池换热后温度降低，以再次对电控器和驱动电机冷却降温。
107.回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式：主要适用于乘员舱对供热需求较小，驱动电机、电控器和动力电池的热量能够满足乘员舱对供热需求的工况。此时，需在图12的基础上，打开室内风机51和风阀53，参照图13。载冷剂在第二循环泵36的作用下，依次流经电池热管理系统22、电机电控热管理系统33和第二室内换热器31；载冷剂依次流经电池热管理系统22和电机电控热管理系统33，与动力电池、电控器和驱动电机进行热交换，载冷剂的温度升高，动力电池、电控器和驱动电机的温度降低；温度升高后的载冷剂流经第二室内换热器31，室内风机51运行，驱动空气在室内风道5与第八通路内的流通，空气与载冷剂热交换后温度升高，从而对乘员舱内供热；载冷剂与空气换热后温度降低，以再次对动力电池、电控器和驱动电机冷却降温。
108.此外，当乘员舱具有制冷、除湿需求，且室外环境温度较低、可以满足驱动电机、电控器和动力电池的散热需求时，可以结合图5和图9，同时运行对乘员舱的制冷、除湿模式和对驱动电机、电控器和动力电池的自然冷却降温模式。此时，需打开室内风机51，同时关闭风阀53，以阻断空气流经第二室内换器的第八通路。
109.当乘员舱具有制冷、除湿需求，且室外环境温度较高、不能满足动力电池的散热需求时，可以结合图5、图6和图10，同时运行对乘员舱的制冷、除湿模式、对动力电池的热泵降温冷却模式和对驱动电机和电控器的自然冷却降温模式。此时，需打开室内风机51，同时关闭风阀53，以阻断空气流经第二室内换器的第八通路。
110.当乘员舱具有供热需求，且供热需求较大时，可以结合图7和图11或图7和图13，在运行对乘员舱的热泵制热模式的同时，运行回收驱动电机和电控器的热量对乘员舱供热的模式或回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式。若乘员舱的供热需求非常大，运行对乘员舱的热泵制热模式和回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式仍不能满足供热需求时，需要同时开启辅助加热装置35对载冷剂进行加热。
111.当动力电池具有加热需求，且加热需求非常大，运行对动力电池的热泵加热模式和回收驱动电机和电控器的热量对动力电池加热的模式仍不能满足动力电池的加热需求时，一般是在电动汽车停放时间较久且室外环境温度很低的情况下发生。此种情况下，可以结合图8和图12，同时打开辅助加热装置35，对载冷剂进行加热。在启动之初，运行回收驱动电机和电控器的热量对动力电池加热的模式，利用辅助加热装置35对载冷剂加热，使动力电池的温度快速达到一定温度，然后关闭辅助加热装置35，运行对动力电池的热泵加热模式，对动力电池加热至可以正常运行的温度后，再运行回收驱动电机和电控器的热量对动力电池加热的模式。
112.当第一室外换热器12具有除霜需求时，可以结合图5和图13，同时运行对乘员舱的制冷、除湿模式和回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式，也可以结合图5和图9，同时运行对乘员舱的制冷、除湿模式和对驱动电机、电控器和动力电池的自然冷却降温模式。此时，需关闭第一室外风机41，利用制冷剂在第一室外换热器12处的冷凝热，对第一室外换热器12进行融霜处理。同时，需要打开室内风机51和风阀53，利用载冷剂在第二室内换热器31处对乘员舱供热，减小乘员舱内的温度波动，减小对乘员舱内环境舒
适度的影响。
113.当第二室外换热器32具有除霜需求时，可以运行图9中的对驱动电机、电控器和动力电池的自然冷却降温模式，此时，需要关闭第一室外风机41，利用驱动电机、电控器和动力电池的热量对第二室外换热器32进行融霜处理。
114.如此，本发明实施例中的电动汽车热管理系统，通过对第一四通阀15、第二四通阀38和第三四通阀39的状态切换以及对第一阀门24、第二阀门25和第三阀门26的开闭控制，可以自由切换热泵空调系统、电机电控热管理系统33和电池热管理系统22的各种运行模式；通过热泵循环回路1、第一载冷剂循环回路2和第二载冷剂循环回路3的运行模式的相互组合，切换对应不同环境工况的运行模式，满足在各种工况条件下对动力电池、驱动电机及电控器的温控需求和乘员舱的环境调控需求，实现了整车热管理系统一体化，并提高了在各种环境工况下的运行能效，提高了电动汽车热管理系统的变工况适应性，降低了电动汽车热管理系统的全年运行能耗。
115.本实施例中，上述热泵循环回路1还包括第三室内换热器16和第二膨胀阀17，第三室内换热器16具有供热泵循环回路1中的制冷剂流通的第九通路和供空气流通的第十通路。如图3所示，第三室内换热器16的第十通路与室内风道5连通，第三室内换热器16的第九通路的第一端连接于第一室外换热器12的第五通路的第一端与第一四通阀15的b接口之间，第三室内换热器16的第九通路的第二端通过第二膨胀阀17连接于第一膨胀阀14与热交换器13的第一通路的第二端之间。
116.对于图3所示的电动汽车热管理系统，其能够运行图1可以运行的所有模式，原理相同，此处不再赘述。此外，图3所示的电动汽车热管理系统还可以运行以下模式：
117.对乘员舱的除湿加热模式：主要适用于乘员舱具有制热和除湿需求的工况，一般出现在冬季乘员舱内人员较多，需要除湿防止玻璃结雾，但又不能使乘员舱内的温度大幅度下降的工况。此时，需要调节第一四通阀15和第二四通阀38处于第一状态，第三四通阀39处于第二状态，控制第二阀门25处于开启状态，第一阀门24和第三阀门26处于关闭状态，压缩机11、第一循环泵23和第二循环泵36运行，室内风机51、第一室外风机41和风阀53均处于开启状态，参照图14。压缩机11运行，热泵循环回路1中的制冷剂经压缩机11压缩后，高温高压状态的制冷剂进入热交换器13后，在热交换器13内冷凝放热，从而提高第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在热交换器13升温后，在第一循环泵23的作用下进入第一室内换热器21，并与室内风道5内的空气热交换，从而对乘员舱内进行加热处理。在热交换器13处冷凝放热后的制冷剂，分别通过第一膨胀阀14和第二膨胀阀17进入第一室外换热器12和第三室内换热器16，制冷剂在第三室内换热器16处蒸发吸热，可以实现对乘员舱内的冷却除湿处理。同时，还可以运行回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式。需要说明的是，通过调节第一膨胀阀14的开度，可以调节第一室外换热器12中的制冷剂的流量，进而调节制冷剂在第一室外换热器12处从室外空气中吸收的热量，从而使热交换器13处的冷凝热增加，第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度增加较多，可以为室内空气提供更多的热量。
118.需要说明的是，上述热泵循环回路1至少能够运行单级压缩循环、双级压缩循环和补气压缩循环中的一种。
119.本发明实施例中，将第一三介质换热器52设置在室外风道4内，并配置相应的第二
室外风机43，第一室外风机41和第二室外风机43分别位于室外风道4的两端。上述第一载冷剂循环回路2还包括第一室内换热器21，第一室内换热器21设置在室内风道5内。如图4所示，第一室内换热器21具有第二通路和第三通路，第一室内换热器21的第三通路与室内风道5连通，第一室内换热器21的第二通路与电池热管理系统22并联设置，第一阀门24设置在电池热管理系统22所在支路上，电池热管理系统22远离第一阀门24的一侧设置有第三阀门26。第一室内换热器21的第二通路的第一端通过第二阀门25连接于第一阀门24和第一三介质换热器52的第二通路的第一端之间，第一室内换热器21的第二通路的第二端连接于第一循环泵23与第三阀门26之间。
120.此时，上述热泵循环回路1包括压缩机11和第一膨胀阀14，压缩机11的吸气端与第一三介质换热器52的第一通路的第一端连接，压缩机11的排气端与第二三介质换热器42的第五通路的第一端连接，第一膨胀阀14设置在第一三介质换热器52的第一通路的第二端与第二三介质换热器42的第五通路的第二端之间。
121.需要说明的是，上述图4也可以视为对图3的简化，即利用第一三介质换热器52代替图3中的热交换器13和第三室内换热器16，利用第二三介质换热器42代替图3中的第一室外换热器12和第二室外换热器32，并省去热泵循环回路1中的第一四通阀15。
122.对于图4所示的电动汽车热管理系统，其能够运行图1可以运行的所有模式，原理相同，此处不再赘述。此外，图4所示的电动汽车热管理系统还可以运行以下模式：
123.对乘员舱的除湿加热模式：主要适用于乘员舱具有制热和除湿需求的工况，一般出现在冬季乘员舱内人员较多，需要除湿防止玻璃结雾，但又不能使乘员舱内的温度大幅度下降的工况。此时，需要调节第二四通阀38和第三四通阀39均处于第二状态，控制第二阀门25处于开启状态，第一阀门24和第三阀门26处于关闭状态，压缩机11、第一循环泵23、第二循环泵36和第三循环泵37运行，室内风机51、风阀53和第二室外风机43均处于开启状态，第一室外风机41处于关闭状态，参照图15。压缩机11运行，热泵循环回路1中的制冷剂经第一膨胀阀14的节流作用降压降温，制冷剂进入第一三介质换热器52后，在第一三介质换热器52内蒸发吸热，从而降低第一载冷剂循环回路2中的载冷剂的温度。第一载冷剂循环回路2中的载冷剂在第一三介质换热器52冷却降温后，在第一循环泵23的作用下进入第一室内换热器21，并与室内风道5内的空气热交换，从而对乘员舱内进行冷却除湿处理。同时，还可以运行回收驱动电机、电控器和动力电池的热量对乘员舱供热的模式。在第二循环泵36和第三循环泵37的作用下，载冷剂在第二载冷剂循环回路3内流通。经压缩机11压缩后的制冷剂在流经第二三介质换热器42时冷凝放热，第二载冷剂循环回路3内的载冷剂流经第二三介质换热器42时，可以吸收制冷剂的冷凝热而温度升高。在第二循环泵36和第三循环泵37的作用下，载冷剂依次流经动力电池、第二三介质换热器42、电控器和驱动电机后，温度升高，温度升高后的载冷剂流经第二室内换热器31，室内风机51运行，驱动空气在室内风道5与第八通路内的流通，空气与载冷剂热交换后温度升高，从而对乘员舱内供热。
124.需要说明的是，本实施例中，在回收利用驱动电机、电控器和动力电池的热量的同时，还对制冷剂的冷凝热进行回收利用，降低能耗，且避免了冷热量抵消的问题。
125.由于动力电池的温度、制冷剂在第二三介质换热器42处的温度、电控器的温度和驱动电机的温度依次增加，相应地，其提供的热量的品位依次增加，实现了对热量的梯级利用。
126.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。