用于车辆的热泵系统技术方案

技术编号:21129482 阅读:12 留言:0更新日期:2019-05-18 01:03
本发明专利技术涉及用于车辆的热泵系统。用于车辆的热泵系统可以包括:冷却装置,其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵;电池模块,其设置于电池冷却液管线,所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线;空调,其通过第三阀门连接至电池冷却液管线,第二水泵和冷却器设置于第一连接管线;加热装置,其通过第四阀门连接至电池冷却液管线,第三水泵和加热器设置于第二连接管线;以及集中式能量CE模块,其连接至冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线,从而向空调供应低温冷却液,向加热装置供应高温冷却液,将在内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换。

Heat Pump System for Vehicles

The present invention relates to a heat pump system for vehicles. The heat pump system for vehicles may include: a cooling device comprising a radiator and a first water pump connected to the coolant pipeline; a battery module, which is arranged on the battery coolant pipeline, the battery coolant pipeline can be selectively connected to the coolant pipeline through the first valve; and an air conditioner, which is connected to the battery coolant pipeline, the second water pump and the cooler through the third valve. The heating device is connected to the battery coolant pipeline through the fourth valve, the third pump and heater are connected to the second connection pipeline, and the centralized energy CE module is connected to the coolant pipeline, the first connection pipeline and the second connection pipeline, thus supplying the cryogenic coolant to the air conditioner and the high temperature coolant to the heating device. The heat generated by the refrigerant in the partial cycle during condensation and evaporation can be exchanged selectively with the coolant.

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的热泵系统与相关申请的交叉引用本申请要求2017年11月10日提交的韩国专利申请No.10-2017-0149426的优先权,该申请的全部内容结合于此,以用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及一种用于车辆的热泵系统。更具体地,本专利技术涉及一种用于车辆的热泵系统,其用于选择性地利用高温的冷却液或低温的冷却液来加热或冷却车辆内部。
技术介绍
通常,车辆的空调包括用于循环冷却液以便加热或冷却车辆内部的空调系统。通过将车辆的内部温度保持在适当的温度而不管外部温度的变化如何,空调系统可以保持舒适的车内环境,空调系统配置为通过经由蒸发器的热交换来加热或冷却车辆内部,在这个过程中,通过压缩机的驱动排出的冷却液通过冷凝器、接收干燥器、膨胀阀和蒸发器再次循环到压缩机。也就是说,空调系统在夏季的冷却模式下,将从压缩机压缩的高温高压的气态冷却液冷凝,以经由接收干燥器和膨胀阀通过蒸发器中的蒸发来降低内部的温度和湿度。同时,近年来,随着对能源效率和环境污染问题的关注日益增长,需要开发一种配置为用于实质上替代内燃机车辆的环保车辆。环保车辆分为利用燃料电池或电力作为动力源驱动的电动车辆以及利用发动机和电池驱动的混合动力车辆。在环保车辆中,与普通车辆的空调不同,电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器。应用于环保车辆的空调是指热泵系统。同时,电动车辆的情况下将氧气和氢气的化学反应能量转换成电能以产生驱动扭矩。在上述过程中,通过燃料电池内部的化学反应产生热能。为了确保燃料电池的性能,有效去除产生的热量至关重要。此外,在混合动力车辆中,与由一般燃料操作的发动机一起,利用上述燃料电池或来自电池的电力驱动电机以产生驱动扭矩。相应地,通过有效地去除从燃料电池或电池和电机产生的热量,可以确保电机的性能。相应地,根据相关技术的混合动力车辆或电动车辆可以包括独立的闭合回路作为电池冷却系统(旨在防止包括燃料电池的电池发热)以及电机、电气设备、冷却装置和热泵系统。因此,设置于车辆前部的冷却模块的尺寸和重量以及用于向发动机室内的热泵系统、冷却器和电池冷却系统供应制冷剂和冷却液的连接管的布局很复杂。此外,为了获得电池的最佳性能,分别提供用于根据车辆的状态加热或冷却电池的电池冷却系统。应用多个用于将连接管相互连接的阀门。由于阀门频繁的开启或关闭操作,噪声和振动会传递到车辆内部,从而导致驾乘舒适性下降。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增强对本专利技术的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统,其具有以下优点:在制冷剂冷凝和蒸发时,选择性地将从制冷剂产生的热能与冷却液进行热交换,以利用低温或高温的热交换冷却液来控制车辆的内部温度。本专利技术的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统,其利用电气设备和电池模块的废热来提高车辆的加热效率,并且通过有效地控制电池模块来提高车辆的整个行驶距离,从而呈现电池模块的最佳性能。根据本专利技术示例性实施方案的用于车辆的热泵系统包括:冷却装置,其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵,以使冷却液经由冷却液管线循环;电池模块,其设置于电池冷却液管线,所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线;空调,其通过第三阀门连接至电池冷却液管线,所述空调通过选择性地形成独立闭合回路而配置用于冷却车辆内部的第一连接管线,并包括设置于所述第一连接管线的第二水泵和冷却器;加热装置,其通过第四阀门连接至电池冷却液管线,所述加热装置通过选择性地形成独立闭合回路而配置用于来加热车辆内部的第二连接管线,并包括设置于所述第二连接管线的第三水泵和加热器;以及集中式能量(CE)模块,其连接至冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线,通过将内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换,从而向空调供应低温的冷却液,向加热装置供应高温的冷却液。通过利用沿所述冷却液管线循环的冷却液,所述冷却装置可以冷却电气设备或者可以冷却电池模块。所述CE模块可以包括:主热交换器,其设置于散热器和电池模块之间的冷却液管线,并蒸发或冷凝制冷剂;膨胀阀,其通过制冷剂管线连接至主热交换器;蒸发器,其通过制冷剂管线连接至膨胀阀,并且设置于第一连接管线以冷却沿着空调中的第一连接管线循环的冷却液;以及压缩机,其设置于蒸发器与主热交换器之间的制冷剂管线。内部热交换器可以设置于所述蒸发器和所述压缩机之间的制冷剂管线。所述内部热交换器可以连接至将所述主热交换器和所述膨胀阀进行连接的制冷剂管线以及将所述蒸发器和所述压缩机进行连接的制冷剂管线。在主热交换器冷凝制冷剂时,内部热交换器可以通过与从蒸发器排出的低温制冷剂进行热交换而进一步冷凝在主热交换器中冷凝的制冷剂,并可以将进一步冷凝的制冷剂引入膨胀阀。所述第一阀门可以在散热器和电池模块之间,将第二冷却液管线与的电池冷却液管线选择性地连接,第三阀门和第四阀门可以设置于电池冷却液管线,并且在第三阀门和第四阀门之间插置有电池模块,并且第三阀门和第四阀门选将电池冷却液管线与第一连接管线和第二连接管线择性地连接。所述CE模块可以进一步包括:副冷凝器,其在主热交换器和压缩机之间,通过制冷剂管线连接至压缩机,并且设置于第二连接管线,从而加热装置加热经由第二连接管线循环的冷却液;以及副膨胀阀,其设置于副冷凝器与主热交换器之间的制冷剂管线。在电池冷却液管线中可以设置有第一分支管线,所述第一分支管线通过第一阀门将电池模块与空调和加热装置进行连接并且关闭与冷却装置的连接,在冷却液管线中可以设置有第二分支管线,所述第二分支管线分隔电池冷却液管线和冷却液管线,在连接电气设备的冷却液管线中可以设置有第四分支管线,所述第四分支管线通过第五阀门连接至在散热器和第一水泵之间的冷却液管线。当在车辆的冷却模式下电池模块与电气设备一起冷却时,第一分支管线可以通过第一阀门的操作而打开,第二分支管线可以打开,冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接可以通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭,连接至电池模块的电池冷却液管线可以通过第三阀门的操作而连接至第一连接管线,电池冷却液管线和第二连接管线之间的连接可以通过第四阀门的操作而关闭,第三分支管线可以通过第五阀门的操作而关闭,制冷剂可以循环,主热交换器可以冷凝制冷剂,副冷凝器和副膨胀阀可以在CE模块中停止操作。所述蒸发器可以通过第三阀门的操作将从电池冷却液管线经由第一连接管线循环的冷却液与内部蒸发的低温的制冷剂进行热交换,以冷却所述冷却液,穿过蒸发器的低温的冷却液可以通过第二水泵的操作沿着第一连接管线供应到冷却器,穿过冷却器的低温的冷却液可以通过第三阀门的操作沿着连接至第一连接管线的电池冷却液管线供应到电池模块,以冷却电池模块。在冷却装置中,打开的第二分支管线可以连接至冷却液管线,从而形成独立的闭合回路,在散热器中冷却的冷却液可以在通过第一水泵的操作循环的同时冷却电气设备。当在车辆的冷却模式下增加电池模块的温度时,第一分支管线可以通过第一阀门的操作而打开,第二分支管线可以打开,冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接可以通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭,连接至电池模块的电池冷却液管线和第本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种车辆的热泵系统,其包括:冷却装置,其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵,以使冷却液经由冷却液管线循环;电池模块,其设置于电池冷却液管线,所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线;空调,其通过第三阀门能够选择性地连接至电池冷却液管线,其中,所述空调通过选择性地形成独立的闭合回路而连接至用于冷却车辆内部的第一连接管线,并且第二水泵和冷却器设置于所述第一连接管线;加热装置,其通过第四阀门能够选择性地连接至电池冷却液管线,其中,所述加热装置通过选择性地形成独立的闭合回路而连接至用于加热车辆内部的第二连接管线,并且第三水泵和加热器设置于所述第二连接管线;集中式能量模块,其连接至与冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线相邻的制冷剂管线,通过将在制冷剂管线内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换,从而向空调供应第一温度的冷却液,向加热装置供应第二温度的冷却液。

【技术特征摘要】
2017.11.10 KR 10-2017-01494261.一种车辆的热泵系统,其包括:冷却装置,其包括连接到冷却液管线的散热器和第一水泵,以使冷却液经由冷却液管线循环;电池模块,其设置于电池冷却液管线,所述电池冷却液管线通过第一阀门能够选择性地连接至冷却液管线;空调,其通过第三阀门能够选择性地连接至电池冷却液管线,其中,所述空调通过选择性地形成独立的闭合回路而连接至用于冷却车辆内部的第一连接管线,并且第二水泵和冷却器设置于所述第一连接管线;加热装置,其通过第四阀门能够选择性地连接至电池冷却液管线,其中,所述加热装置通过选择性地形成独立的闭合回路而连接至用于加热车辆内部的第二连接管线,并且第三水泵和加热器设置于所述第二连接管线;集中式能量模块,其连接至与冷却液管线以及第一连接管线和第二连接管线相邻的制冷剂管线,通过将在制冷剂管线内部循环的制冷剂在冷凝和蒸发时产生的热能与冷却液进行选择性地热交换,从而向空调供应第一温度的冷却液,向加热装置供应第二温度的冷却液。2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统,其中,所述冷却装置通过利用沿着所述冷却液管线循环的冷却液来冷却电气设备或冷却电池模块。3.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统,其中,所述集中式能量模块包括:主热交换器,其设置于散热器和电池模块之间的冷却液管线,并且蒸发或冷凝制冷剂;膨胀阀,其通过制冷剂管线连接至主热交换器;蒸发器,其通过制冷剂管线连接至膨胀阀,并且设置于第一连接管线以冷却沿着空调中的第一连接管线循环的冷却液;压缩机,其设置于蒸发器和主热交换器之间的制冷剂管线。4.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统,其中,内部热交换器设置于所述蒸发器和所述压缩机之间的制冷剂管线。5.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统,其中,所述内部热交换器连接至将所述主热交换器和所述膨胀阀进行连接的制冷剂管线以及将所述蒸发器和所述压缩机进行连接的制冷剂管线,在主热交换器冷凝制冷剂时,通过与从蒸发器排出的制冷剂进行热交换,内部热交换器进一步冷凝在主热交换器中冷凝的制冷剂,并且将进一步冷凝的制冷剂引入膨胀阀。6.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统,其中,所述第一阀门在散热器和电池模块之间,将冷却液管线与电池冷却液管线进行选择性地连接,第三阀门和第四阀门设置于电池冷却液管线,同时将电池模块置于第三阀门和第四阀门之间,并且第三阀门和第四阀门将电池冷却液管线与第一连接管线和第二连接管线选择性地连接。7.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统,其中,所述集中式能量模块包括:副冷凝器,其在主热交换器和压缩机之间通过制冷剂管线连接至压缩机,并且所述副冷凝器设置于第二连接管线,其中,加热装置使经由第二连接管线循环的冷却液加热;副膨胀阀,其设置于位于副冷凝器与主热交换器之间的制冷剂管线。8.根据权利要求7所述的车辆的热泵系统,其中,在电池冷却液管线中设置有第一分支管线,所述第一分支管线通过第一阀门将电池模块与空调和加热装置进行连接并且关闭与冷却装置的连接,在冷却液管线中设置有第二分支管线,所述第二分支管线分隔电池冷却液管线和冷却液管线,在连接电气设备的冷却液管线中设置有第三分支管线,所述第三分支管线通过第五阀门连接至散热器和第一水泵之间的冷却液管线。9.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统,其中,当在车辆的冷却模式下冷却电池模块和电气设备时,第一分支管线通过第一阀门的操作而打开,第二分支管线打开,冷却液管线与电池冷却液管线之间的连接通过打开的第一分支管线和第二分支管线而关闭,连接至电池模块的电池冷却液管线通过第三阀门的操作而连接至第一连接管线,电池冷却液管线和第二连接管线之间的连接通过第四阀门的操作而关闭,第三分支管线通过第五阀门的操作而关闭,在集中式能量模块中,制冷剂循环,主热交换器冷凝制冷剂,副冷凝器和副膨胀阀停止操作。10.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统,其中,所述蒸发器通过第三阀门的操作将从电池冷却液管线经由第一连接管线循环的冷却液与内部蒸发的制冷剂进行热交换,以冷却所述冷却液,穿过蒸发器的经冷却的冷却液通过第二水泵的操作沿着第一连接管线供应到冷却器,穿过冷却器的经冷却的冷却液通过第三阀门的操作沿着连接至第一连接管线的电池冷却液管线供应到电池模块,以冷却电池模块。11.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统,其中,在冷却装置中,打开的第二分支管线连接至冷却液管线,从而形成独立的闭合回路,在散热器中冷却的冷却液在通过第一水泵的操作循环的同时冷却电气设备。12.根据权利要求8所述的车辆的热泵系统,其中,当在车辆的冷却模式下升高电池模块的温度时,第一分支管线...

【专利技术属性】
技术研发人员:金载然
申请(专利权)人:现代自动车株式会社起亚自动车株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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