集成式热管理系统及新能源车辆的制作方法

1.本技术涉及车辆热管理领域，具体而言，涉及一种集成式热管理系统及新能源车辆。


背景技术：

2.目前，车辆中的热管理系统存在以下缺点：
3.1、热泵空调零部件较多，成本高，控制困难，且热管理系统未集成，能耗较高，能量综合利用缺乏明确有效的实现手段和策略，导致各车型空调及热管理架构无法统一；
4.2、大排量的热泵空调无极调速变排量压缩机技术难度大，开发时间长，且成本高；且受汽车布置空间限制，整车与外界换热的能力有限；综合以上两点，汽车空调系统最大能力的提升严重受限；当乘员舱制冷/制热与电池冷却/加热同时开启时，往往面临最大能力不足的问题，用户体验欠佳；
5.3、3c/6c甚至更大充电倍率的超级快充，电池峰值发热量是目前常规汽车空调最大制冷能力的4倍以上，常规空调机热管理系统无法满足；
6.4、跑车或sport 对整车有极高的动力性要求，电池瞬时发热量可能是目前常规汽车空调最大制冷能力的20倍以上，目前缺乏有效策略管理，在高温环境下最高动力输出的持续时间严重受限，用户体验欠佳；
7.5、电池需要全生命周期健康管理，当前电池使用寿命受限，车辆寿命期间电池性能下降，且安全风险增加；


技术实现要素：

8.本技术实施例的目的在于提供一种集成式热管理系统及新能源车辆，用以对车辆进行热管理，并解决以上的至少一个技术问题。
9.为此，本技术第一方面公开一种集成式热管理系统，包括：压缩机、水冷冷凝器、冷却装置、集成水阀；
10.所述压缩机与所述水冷冷凝器连通，所述压缩机用于将低压冷媒转换为高压冷媒，并将所述高压冷媒传输至所述水冷冷凝器，所述水冷冷凝器用于吸收所述高压冷媒的热量，所述水冷冷凝器还与所述集成水阀连通，且水循环回路经过所述集成水阀、所述水冷冷凝器和所述电池，其中，已吸收所述高压冷媒的热量的水通过所述水循环回路经过所述电池，使所述电池存储热量；
11.所述水冷冷凝器还与所述冷却装置连通，其中，从所述水冷冷凝器输出的所述高压冷媒输入所述冷却装置，所述冷却装置用于基于所述高压冷媒产生冷量，所述冷量通过所述水循环回路经过所述电池，使所述电池存储冷量。
12.在本技术第一方面中，通过水循环回路，能够利用电池本身体积大，热容高的优点，存储冷量和热量，这样一来，一方面能够增加乘员舱可用冷量/热量，避免与电池冷却/加热同时使用时冷量/热量不足的问题，进一步提升用户体验。另一方面，通过增加电池可
用冷量/热量，可满足3c/6c甚至更大倍率的快充热管理需求，大幅减少充电时间，同时可满足跑车大动力输出的电池冷却需求，保证动力性和电池安全。再一方面，通过集成水阀对电池冷量/热量的控制，可使电池长时间处于舒适温度，提升电池寿命，降低失控风险，满足电池全生命周期健康管理需求。
13.因此，与现有技术相比，本技术的系统同时具备极低成本和全面的功能，具备很好的拓展性，可适用于不同市场定位的全系新能源车型，实现全系车型平台化。
14.此外，本技术能够利用压缩机和电池自发热手段取代ptc，进而能够减少热管理系统的部件，从而大幅降低车辆热管理系统的成本。
15.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括第一膨胀阀，所述第一膨胀阀与所述水冷冷凝器连通，并与所述冷却装置连通，用于将所述高压冷媒转换为所述低压冷媒，并将所述低压冷媒输入至所述冷却装置，使所述冷却装置基于所述低压冷媒产生所述冷量。
16.在本可选的实施方式中，通过第一膨胀阀，可将所述高压冷媒转换为所述低压冷媒，并将所述低压冷媒输入至所述冷却装置，使所述冷却装置基于所述低压冷媒产生所述冷量。
17.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括蒸发器和第二膨胀阀，所述第二膨胀阀与所述水冷冷凝器连通，并与所述蒸发器连通，所述第二膨胀阀用于将所述高压冷媒转换为所述低压冷媒，并将所述低压冷媒输入至所述蒸发器，使所述蒸发器器基于所述低压冷媒产生所述冷量。
18.在本可选的实施方式中，通过第二膨胀阀，能够将所述高压冷媒转换为所述低压冷媒，并将所述低压冷媒输入至所述蒸发器，使所述蒸发器器基于所述低压冷媒产生所述冷量。
19.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括电驱电源，所述水循环回路通过所述集成水阀经过所述电驱电源，用于吸收所述电驱电源工作时所产生的热量。
20.在本可选的实施方式中，通过将水循环回路通过所述集成水阀经过所述电驱电源，能够吸收所述电驱电源工作时所产生的热量，增加可用热量。
21.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括散热器，所述水循环回路通过所述集成水阀经过所述散热器，用于与外界进行能量交换。
22.在本可选的实施方式中，通过将水循环回路通过所述集成水阀经过所述散热器，能够与外界进行能量交换。
23.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括暖风芯体，所述水循环回路经过所述暖风芯体，以为所述暖风芯体提供热量。
24.在本可选的实施方式中，通过将所述水循环回路经过所述暖风芯体，能够为所述暖风芯体提供热量。
25.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述压缩机为定排量压缩机或分档压缩机。
26.在本可选的实施方式中，采用定排量压缩机或分档压缩机能够降低功耗和降低成本。
27.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括车载冰箱，其中，所述冷量
通过所述水循环回路经过所述车载冰箱，并以流态冰的形式存储于所述车载冰箱内。
28.在本可选的实施方式，通过水循环回路，冷量能够以流态冰的形式存储于所述车载冰箱内。
29.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，所述集成水阀为电磁阀门。
30.本技术第二方面公开一种新能源车辆，所述新能源车辆包括本技术第一方面的集成式热管理系统。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
32.图1是本技术实施例公开一种集成式热管理系统的框架示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
34.实施例
35.请参阅图1，图1是本技术实施例公开一种集成式热管理系统的框架示意图。如图1所示，本技术实施例的集成式热管理系统包括：压缩机、水冷冷凝器、冷却装置、集成水阀，其中，压缩机与水冷冷凝器连通，压缩机用于将低压冷媒转换为高压冷媒，并将高压冷媒传输至水冷冷凝器，水冷冷凝器用于吸收高压冷媒的热量，水冷冷凝器还与集成水阀连通，且水循环回路经过集成水阀、水冷冷凝器和电池，其中，已吸收高压冷媒的热量的水通过水循环回路经过电池，使电池存储热量。
36.进一步地，水冷冷凝器还与冷却装置连通，其中，从水冷冷凝器输出的高压冷媒输入冷却装置，冷却装置用于基于高压冷媒产生冷量，冷量通过水循环回路经过电池，使电池存储冷量。
37.在本技术实施例中，通过水循环回路，能够利用电池本身体积大，热容高的优点，存储冷量和热量，这样一来，一方面能够增加乘员舱可用冷量/热量，避免与电池冷却/加热同时使用时冷量/热量不足的问题，进一步提升用户体验。另一方面，通过增加电池可用冷量/热量，可满足3c/6c甚至更大倍率的快充热管理需求，大幅减少充电时间，同时可满足跑车大动力输出的电池冷却需求，保证动力性和电池安全。再一方面，通过集成水阀对电池冷量/热量的控制，可使电池长时间处于舒适温度，提升电池寿命，降低失控风险，满足电池全生命周期健康管理需求。
38.因此，与现有技术相比，本技术的系统同时具备极低成本和全面的功能，具备很好的拓展性，可适用于不同市场定位的全系新能源车型，实现全系车型平台化。
39.此外，本技术能够利用压缩机和电池自发热手段取代ptc，进而能够减少热管理系统的部件，从而大幅降低车辆热管理系统的成本。
40.下面结合使用场景对本技术实施例所实现的技术效果进一步说明。
41.场景示例1：夏季高温场景，在一个电池的充放周期内，让电池内长时间储存冷量，
当开始3c/6c甚至更大充电倍率的超级快充，电池处于一个较低温度，利用电池储存的冷量抵消一部分电池的发热量，实现热负荷跨时间转移，保证在常规空调最大能力下可以覆盖超级快充全程的电池冷却需求；
42.场景示例2：高温环境下，跑车或sport 模式对整车有极高的动力性要求，要求电池瞬时输出功率极大，电池瞬时发热量极高。利用电池冷量存储策略，将电池维持在舒适温度区间(如25℃)，通过储存的冷量抵消一部分电池发热量，可以延长最高动力输出的持续时间，提升用户体验；
43.场景示例3：夏季高温场景，电池储存冷量，维持在舒适温度区间(如25℃)，当用户有乘员舱制冷需求时，无需考虑电池冷却，避免乘员舱 电池冷却双开工况，可以将最大制冷能力给到乘员舱，乘员舱降温速度加快，用户体验提升；
44.场景示例4：低温环境下，在一个电池的充放周期内，让电池内长时间储存热量，电池维持在舒适温度区间，配合电池保温，可以增加电池放电量，同时减少电池加热所需的电耗，提升车辆冬季续驶里程，提升用户体验，同时电池处于舒适温度区间，可以避免低温充放电造成的寿命损伤和安全风险；
45.场景示例5：低温环境下，因电池储存有热量，在用户冷启动车辆时，可以利用热泵吸收电池储存的热量，加快乘员舱升温速度，提升用户体验；
46.场景示例6：低温环境下，可利用热泵吸收电机/电控/电源等模块:较低温度的余热用于加热电池或者加热乘员舱，降低能耗，同时由于热泵卓越的温度提升效果，可以给电池或乘员舱快速提供高温的热源，提升体验；
47.场景示例7：低温环境下，用户下车后较长时间无用车计划，可利用热泵吸收乘员舱热量储存在电池内，降低能耗，同时避免因车内外大温差导致用户下次用车时出现车内玻璃结霜；
48.场景示例8：常温环境下，电池可通过散热器与环境换热保持在舒适温度区间，提高电池使用寿命；
49.场景示例9：常温环境下，若用户有采暖需求，可利用电机/电控余热直接加热乘员舱，降低能耗；
50.场景示例10：充电完成后完成冷量/热量储存，配合电池保温，减少行驶过程中的电池热管理电耗，增加行驶可用电量，充电完成后车辆处于良好状态，提升用户上车体验；
51.场景示例11：在任意环境下，通过热量/冷量储存转移策略，将电池保持在舒适温度区间，实现电池全生命周期健康管理，提升电池使用寿命，车辆使用年限，降低安全风险；
52.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，本技术实施例的系统还包括第一膨胀阀，第一膨胀阀与水冷冷凝器连通，并与冷却装置连通，用于将高压冷媒转换为低压冷媒，并将低压冷媒输入至冷却装置，使冷却装置基于低压冷媒产生冷量。
53.在本可选的实施方式中，通过第一膨胀阀，可将高压冷媒转换为低压冷媒，并将低压冷媒输入至冷却装置，使冷却装置基于低压冷媒产生冷量。
54.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，本技术实施例的系统还包括蒸发器和第二膨胀阀，第二膨胀阀与水冷冷凝器连通，并与蒸发器连通，第二膨胀阀用于将高压冷媒转换为低压冷媒，并将低压冷媒输入至蒸发器，使蒸发器器基于低压冷媒产生冷量。
55.在本可选的实施方式中，通过第二膨胀阀，能够将高压冷媒转换为低压冷媒，并将
低压冷媒输入至蒸发器，使蒸发器器基于低压冷媒产生冷量。
56.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括电驱电源，水循环回路通过集成水阀经过电驱电源，用于吸收电驱电源工作时所产生的热量。
57.在本可选的实施方式中，通过将水循环回路通过集成水阀经过电驱电源，能够吸收电驱电源工作时所产生的热量，增加可用热量。
58.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括散热器，水循环回路通过集成水阀经过散热器，用于与外界进行能量交换。
59.在本可选的实施方式中，通过将水循环回路通过集成水阀经过散热器，能够与外界进行能量交换。
60.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括暖风芯体，水循环回路经过暖风芯体，以为暖风芯体提供热量。
61.在本可选的实施方式中，通过将水循环回路经过暖风芯体，能够为暖风芯体提供热量。
62.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，压缩机为定排量压缩机或分档压缩机。
63.在本可选的实施方式中，采用定排量压缩机或分档压缩机能够降低功耗和降低成本。
64.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，还包括车载冰箱，其中，冷量通过水循环回路经过车载冰箱，并以流态冰的形式存储于车载冰箱内。
65.在本可选的实施方式，通过水循环回路，冷量能够以流态冰的形式存储于车载冰箱内。
66.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式，集成水阀为电磁阀门。
67.此外，本技术实施例还公开一种新能源车辆，新能源车辆包括本技术实施例的集成式热管理系统。
68.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
69.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
70.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
71.需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现
出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
72.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
73.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。