车辆的集成热管理系统的制作方法

1.本发明涉及一种车辆的集成热管理系统，其中可以极大地减少制冷剂的使用量，因此是环保的，同时可通过减少所需的水泵和多通阀的数量使冷却剂管线的封装尺寸也减小，从而能够实现所有需要的模式，同时节省总成本并减轻重量，并且由于废热的回收率高而可以节省能源。


背景技术：

2.近来，由于内燃发动机车辆的环保问题，作为环保车辆的电动车辆等正在普及。然而，在现有的内燃发动机车辆的情况下，其室内可以通过发动机的废热加热，因此不需要单独加热的能源。然而，在电动车辆等的情况下，由于电动车辆没有发动机和热源，因此存在可能通过利用额外能源来进行加热而导致电能效率降低的问题。此外，目前的问题导致电动车辆的行驶距离缩短，造成诸如需要频繁充电的不便。
3.同时，由于车辆的电动化，不仅车辆室内增加了新的热管理的需求，而且诸如高压电池和马达的电子组件也增加了新的热管理的需求。即，在电动车辆等的情况下，室内空间、电池和电子组件对空气调节的需求各不同，因此需要具有一种可以在以高效和协作的方式尽可能地节省能源的同时独立响应每个不同的需求的技术。因此，提供了车辆的集成热管理概念，以通过在集成车辆的整体热管理的同时对每个组件独立进行热管理来提高热效率。
4.为了进行车辆的这种集成热管理，需要集成复杂的冷却剂管线和待模块化的组件，因此在模块化多个组件并简单制造和封装方面也需要紧凑模块化的概念。
5.此外，近来，对环保技术的需求正在增加并且需要使用新制冷剂。但是，这些新制冷剂的价格偏高，确实增加了车辆的整体价格，并且维护也不容易。因此，需要一种在利用现有制冷剂的同时大幅减少制冷剂的使用量来减少费用并以环保的方式促进车辆制造和维护的技术。
6.本背景技术部分中包含的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，并且不能被视为对该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。


技术实现要素：

7.本发明的各个方面旨在提供一种车辆的集成热管理系统，其中可以极大地减少制冷剂的使用量，因此是环保的，同时可通过减少所需的水泵和多通阀的数量使冷却剂管线的封装尺寸也减小，从而能够实现所有需要的模式，同时节省总成本并减轻重量，并且由于废热的回收率高而可以节省能源。
8.根据用于实现上述目的的本发明的各个示例性实施例，一种车辆的集成热管理系统包括：制冷剂管线，设置有压缩机、高温芯、膨胀阀和低温芯，制冷剂循环通过制冷剂管线；第一冷却剂管线，使冷却剂循环，并且将第一散热器、高温芯、室内空调的加热芯和电池彼此并联连接；第二冷却剂管线，使冷却剂循环，并且将第二散热器、电子驱动部件、低温芯
和室内空调的冷却芯彼此并联连接；以及第三冷却剂管线，使冷却剂循环，并且将第三散热器和电池并联连接到第二冷却剂管线。
9.至少一个或多个多通阀可以设置在第一冷却剂管线、第二冷却剂管线和第三冷却剂管线的分支点处。
10.第一水泵可以设置在第一冷却剂管线的高温芯侧。
11.第二水泵可以设置在第二冷却剂管线的电子驱动部件侧。
12.第三水泵可以设置在第三冷却剂管线的第三散热器侧。
13.第二冷却剂管线的冷却芯的出口和第三冷却剂管线的电池的出口可以彼此汇合，并且第四水泵可以设置在第二冷却剂管线的冷却芯的出口和第三冷却剂管线的电池的出口之间的汇合点处。
14.在通过外部空气冷却电子驱动部件期间，冷却剂可以通过第二冷却剂管线循环到第二散热器，并且在通过外部空气冷却电池期间，冷却剂可以通过第三冷却剂管线循环到第三散热器。
15.当需要电池的高水平冷却时，高温芯可以通过第一冷却剂管线和第一散热器散热，并且电池可以通过第三冷却剂管线和低温芯冷却。
16.当同时需要电池的高水平冷却和室内冷却时，冷却芯可以通过第二冷却剂管线和低温芯冷却。
17.当需要加热时，电池可以通过第一冷却剂管线和高温芯加热，并且低温芯可以通过第二冷却剂管线和电子驱动部件回收废热，或者通过第三冷却剂管线和第三散热器回收废热。
18.当需要室内加热时，加热芯可以通过第一冷却剂管线和高温芯加热，并且低温芯可以通过第二冷却剂管线和电子驱动部件回收废热，或者通过第三冷却剂管线和第三散热器回收废热。
19.当需要室内加热时，加热芯可以通过第一冷却剂管线和高温芯加热，并且低温芯可以通过第三冷却剂管线和电池回收废热。
20.当需要室内除湿时，加热芯可以通过第一冷却剂管线和高温芯加热，并且冷却芯可以通过第二冷却剂管线和低温芯冷却。
21.当同时需要室内加热和室内除湿时，加热芯可以通过第一冷却剂管线和高温芯加热，冷却芯可以通过第二冷却剂管线和低温芯冷却，并且低温芯可以通过第三冷却剂管线和第三散热器回收废热。
22.当同时需要室内加热和室内除湿时，加热芯可以通过第一冷却剂管线和高温芯加热，冷却芯可以通过第二冷却剂管线和低温芯冷却，并且低温芯可以通过第二冷却剂管线和电子驱动部件回收废热。
23.根据本发明的车辆的集成热管理系统，可以极大地减少制冷剂的使用量，因此是环保的，同时可通过减少所需的水泵和多通阀的数量使冷却剂管线的封装尺寸也减小，从而能够实现所有需要的模式，同时节省总成本并减轻重量，并且由于废热的回收率高而可以节省能源。
24.本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将从一起用于解释本发明的某些原理的并入本文的附图和以下具体实施方式中变得明显或在附图和具体实施
方式中更详细地阐述。
附图说明
25.图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12是用于说明根据本发明的各个示例性实施例的车辆的集成热管理系统的操作模式的视图。
26.可以理解的是，附图不一定按比例绘制，呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本发明的包括例如特定尺寸、取向、位置和形状的特定设计特征将部分地由特别预期应用和使用环境确定。
27.在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
28.现在将详细参考本发明的各个实施例，本发明的各个实施例的示例在附图中示出并在下面描述。尽管将结合本发明的示例性实施例来描述本发明，但是将理解的是，本描述并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明旨在不仅涵盖本发明的示例性实施例，而且涵盖可以包括在由所附权利要求书所限定的本发明的思想和范围内的各种替代形式、修改形式、等同形式和其它实施例。
29.图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12是用于说明根据本发明的各个示例性实施例的车辆的集成热管理系统的操作模式的视图。
30.本发明涉及一种整体的车辆的集成热管理系统，该系统被配置为应用于诸如电动车辆的环保车辆，独立空气调节每个室内空间和诸如高压电池、马达和逆变器的每个电子驱动部件，并回收废热以使能源效率最大化。
31.本发明极大地减少制冷剂的使用量，从而是环保的，并且可通过利用冷却剂间接操作空气调节而不是通过利用制冷剂直接冷却或加热物体，使得制冷剂循环系统的尺寸和规模可以显著减小。
32.同时，在当前情况下，制冷剂循环系统周围的冷却剂流动可能变得非常复杂，但对于当前情况，本发明简化了冷却剂管线的配置并且极大地减少了水泵和多通阀的数量，从而提供了一种便宜、重量轻且易于维护的系统。
33.图1是示出本发明的基本系统配置的视图。将参照本视图描述本发明的配置。根据本发明的各个示例性实施例的车辆的集成热管理系统可以包括压缩机401、高温芯402、膨胀阀403和低温芯404，并且该系统中还设置有制冷剂循环通过的制冷剂管线400。该系统不直接空气调节制冷剂管线400，而是通过高温芯402和低温芯404间接进行空气调节。因此，高温芯402和低温芯404分别被提供有通过其中的独立流路流动的制冷剂和冷却剂，高温芯402和低温芯404起到彼此进行热交换的热交换器的作用。
34.此外，设置压缩机401和膨胀阀403以用于加热高温芯402和冷却低温芯404，因此，在冷却循环方面，高温芯402起到冷凝器作用，低温芯404起到蒸发器作用。此外，压缩机401和膨胀阀403均与冷却剂进行热交换。因此，当以当前方式配置制冷剂管线时，压缩机401、高温芯402、膨胀阀403和低温芯404紧凑地组装并以紧凑的方式设置在一个小空间中，从而使制冷剂循环系统的尺寸减小到非常紧凑，并且制冷剂的使用量被最小化，从而是环保的。
35.此外，本发明设置有三个散热器，即第一散热器101、第二散热器201和第三散热器
301，并且还设置有三个冷却剂管线，第一冷却剂管线100、第二冷却剂管线200和第三冷却剂管线300。
36.第一冷却剂管线100使冷却剂循环，并且将第一散热器101、高温芯402、室内空调的加热芯102和高压电池b彼此并联连接。第二冷却剂管线200使冷却剂循环，并且将第二散热器201、电子驱动部件e、低温芯404和室内空调的冷却芯202彼此并联连接。第三冷却剂管线300使冷却剂循环，并且将第三散热器301和高压电池b并联连接到第二冷却剂管线200。
37.即，高温芯402通过第一冷却剂管线100向第一散热器101散热，或者通过加热芯102进行室内加热。此外，通过第二冷却剂管线200，低温芯404通过利用冷却芯202进行室内冷却，或者从电子驱动部件e吸收废热。
38.此外，通过第三冷却剂管线300，高压电池b向第三散热器301散热，或者将废热提供给低温芯404。
39.此外，至少一个或多个多通阀可以设置在第一冷却剂管线100、第二冷却剂管线200和第三冷却剂管线300的分支点处。如图1所示，在第一冷却剂管线100中，第一阀v1设置在高温芯402的分支侧，第二阀v2设置在高压电池b的分支侧，第三阀v3设置在加热芯102的分支侧。此外，在第二冷却剂管线200中，第四阀v4设置在电子驱动部件e的分支侧，第五阀v5设置在冷却芯202的分支侧。此外，在第三冷却剂管线300中，第六阀v6设置在高压电池b、第三散热器301和低温芯404的分支侧。
40.此外，第一水泵pl可以设置在第一冷却剂管线100的高温芯402侧，第二水泵p2可以设置在第二冷却剂管线200的电子驱动部件e侧，并且第三水泵p3可以设置在第三冷却剂管线300的第三散热器301侧。同时，第二冷却剂管线200的冷却芯202的出口和第三冷却剂管线300的高压电池b的出口彼此汇合，并且第四水泵p4可以设置在第二冷却剂管线200的冷却芯202的出口和第三冷却剂管线300的高压电池b的出口之间的汇合点处。
41.因此，可以通过六个三通阀和四个水泵独立对室内、电子驱动部件和高压电池进行冷却和加热，选择性地使用外部空气或制冷剂管线，并且有效地吸收废热。
42.图1示出通过外部空气冷却电子驱动部件e和高压电池b的情况。在通过外部空气冷却电子驱动部件e期间，冷却剂通过第二冷却剂管线200循环到第二散热器201，并且在通过外部空气冷却高压电池b期间，冷却剂可以通过第三冷却剂管线300循环到第三散热器301。
43.图2示出需要高压电池b的高水平冷却的情况。在当前情况下，高温芯402通过第一冷却剂管线100和第一散热器101散热，并且高压电池b可以通过第三冷却剂管线300和低温芯404冷却。这是使用制冷剂的情况，因此可以驱动压缩机。
44.图3示出同时需要高压电池b的高水平冷却和室内冷却的情况。在当前情况下，高温芯402通过第一冷却剂管线100和第一散热器101散热，高压电池b通过第三冷却剂管线300和低温芯404冷却，并且同时，冷却芯202可以通过第二冷却剂管线200和低温芯404冷却。
45.图4示出需要加热高压电池b的情况。在当前情况下，高压电池b通过第一冷却剂管线100和高温芯402加热，低温芯404可以通过第二冷却剂管线200和电子驱动部件e回收废热，或者如图5所示，低温芯404可以通过第三冷却剂管线300和第三散热器301回收外部空气的废热。此外，在当前情况下，当需要增加额外温度时，可以通过操作第一冷却剂管线100
的热水器104来进一步增加高压电池b的温度。
46.图6示出需要室内冷却的情况，冷却芯202通过低温芯404冷却。
47.此外，图7示出需要室内加热的情况。在当前情况下，加热芯102通过第一冷却剂管线100和高温芯402加热，低温芯404通过第二冷却剂管线200和电子驱动部件e回收废热，或者如图8所示，低温芯404可以通过第三冷却剂管线300和第三散热器301回收外部空气的废热。类似地，即使在当前情况下，当需要额外加热时，也可以操作热水器104或室内空调的ptc加热器103。
48.图9示出高压电池b快速充电产生大量废热的情况。在当前情况下，在室内加热过程中，加热芯102通过第一冷却剂管线100和高温芯402加热，低温芯404可以通过第三冷却剂管线300和高压电池b回收废热。
49.图10示出需要室内除湿的情况。在当前情况下，加热芯102通过第一冷却剂管线100和高温芯402加热，并且冷却芯202可以通过第二冷却剂管线200和低温芯404冷却。因此，供应到室内的空气可以在绝对湿度和相对湿度都降低的情况下干燥供应。
50.同时，如图11所示，当同时需要室内加热和室内除湿时，加热芯102通过第一冷却剂管线100和高温芯402加热，冷却芯202通过第二冷却剂管线200和低温芯404冷却，并且低温芯404可以通过第三冷却剂管线300和第三散热器301回收外部空气的废热。
51.此外，如图12所示，作为同时需要室内加热和室内除湿的另一种方法，加热芯102通过第一冷却剂管线100和高温芯402加热，冷却芯202通过第二冷却剂管线200和低温芯404冷却，并且低温芯404可以通过第二冷却剂管线200和电子驱动部件e回收废热。
52.根据本发明的车辆的集成热管理系统，可以极大地减少制冷剂的使用量，因此是环保的，同时可通过减少所需的水泵和多通阀的数量使冷却剂管线的封装尺寸也减小，从而能够实现所有需要的模式，同时节省总成本并减轻重量，并且由于废热的回收率高而可以节省能源。
53.为了方便解释和所附权利要求书中的准确限定，参照在图中显示的示例性实施例的特征的位置，利用术语“上部的”、“下部的”、“内部的”、“外部的”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“之内”、“之外”、“向前”和“向后”来描述这些特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。
54.为了说明和描述的目的，给出了本发明的特定示例性实施例的前述描述。这些描述并非旨在穷举本发明或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够实施和利用本发明的各个示例性实施例及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同内容来限定。