一种车辆及车辆热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种车辆及车辆热管理系统，该车辆热管理系统包括空调系统冷却管路和电机散热系统冷却管路，空调系统冷却管路中依次设置有车内空气‑制冷剂换热器、第一膨胀阀、车外空气‑制冷剂换热器以及相应的管道；该车辆热管理系统还包括制冷剂‑冷却液换热器，制冷剂‑冷却液换热器的第一组端口设置在车外空气‑制冷剂换热器和第一膨胀阀之间的管道中，制冷剂‑冷却液换热器的第二组端口设置在电机散热系统冷却管路中。在本发明专利技术中，当空调系统处于制热模式下时，电机散热系统冷却管路中的废热通过制冷剂‑冷却液换热器给流过第一膨胀阀的制冷剂进行加热，可以防止车外空气‑制冷剂换热器结霜。

A Vehicle and Vehicle Thermal Management System

The present invention relates to a vehicle and vehicle thermal management system, which includes cooling pipes of air conditioning system and motor cooling system. The cooling pipes of air conditioning system are arranged in turn with in-car air refrigerant heat exchanger, first expansion valve, out-of-car air refrigerant heat exchanger and corresponding pipes. The vehicle thermal management system also includes refrigerant cooling pipes. The first group of ports of the refrigerant-coolant heat exchanger are arranged in the pipeline between the air outside the vehicle, the refrigerant heat exchanger and the first expansion valve, and the second group of ports of the refrigerant-coolant heat exchanger are arranged in the cooling pipeline of the motor cooling system. In the present invention, when the air conditioning system is in the heating mode, the waste heat in the cooling pipeline of the motor heat dissipation system is heated by refrigerant coolant heat exchanger to the refrigerant flowing through the first expansion valve to prevent frosting of the air refrigerant heat exchanger outside the vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆及车辆热管理系统
本专利技术涉及一种车辆及车辆热管理系统，属于电动汽车

技术介绍
节能、减排是当今世界汽车工业的发展趋势，在此背景下，电动汽车的应用愈加普遍，被很多专家学者认为是汽车发展的必然之路。驱动电机及电机控制器系统是电动汽车的核心零部件。驱动电机的效率一般在90％左右，这意味着100kW的电机每小时便会产生约10kWh的热量。如果这些热量无法有效排出，势必导致电机内部温度的急剧上升，从而损坏电机部件并导致电机工作异常甚至损毁。另外，电机控制器同样会产生大量热量，可能损毁内部组件。目前，电动汽车的驱动电机及控制器主要采用冷却液循环装置，通过散热器及电子风扇使空气与电机冷却液进行强制对流换热，从而将电机产生的热量排至车外。另一方面，在冬季气温较低时，车内采暖会耗费大量电能。此时如果将电机热量回收并供至车内，毫无疑问能够节省整车能耗。目前电动汽车的车内采暖多采用具有热泵功能的电动空调器。低温工况下，热泵空调存在着车外蒸发器结霜、热泵效率低等问题。此时，车外蒸发器从环境中吸收的热量很小，难以满足采暖需要。倘若能够将电机热量回收至空调，不仅能够提升整车制热量以及整车能量利用效率，还能够降低空调蒸发器的制冷负荷，从而抑制蒸发器结霜，提升空调的热泵效率。授权公告号为CN203460658U的中国专利文件公开了一种纯电动汽车热管理系统，该管理系统通过设置一个板式换热器，在空调制热模式下，来实现电机和电机控制器的循环回路与乘客舱热管理回路之间的热量交换，采用电机和电机控制器的废热来给乘客舱加热，实现了能量的二次利用，节省了整车能耗。但是，由于板式换热器与电机和电机控制器热管理回路中的散热水箱串联连接，在热交换过程中，电机和电机控制器的部分能量会经过该散热水箱而浪费掉，能量的利用效率还相对较低。另外，由于冷却介质经过膨胀阀后直接进入室外换热器，会导致室外换热器结霜现象的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种车辆及车辆热管理系统，用于解决冷却介质经过膨胀阀后直接进入室外换热器会导致室外换热器结霜的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种车辆热管理系统，包括以下方案：系统方案一：包括空调系统冷却管路和电机散热系统冷却管路，所述空调系统冷却管路中依次设置有车内空气-制冷剂换热器、第一膨胀阀、车外空气-制冷剂换热器以及相应的管道；该车辆热管理系统还包括制冷剂-冷却液换热器，所述制冷剂-冷却液换热器的第一组端口设置在所述车外空气-制冷剂换热器和第一膨胀阀之间的管道中，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口设置在所述电机散热系统冷却管路中。系统方案二：在系统方案一的基础上，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口的两端并联有电机冷却液旁路，所述电机冷却液旁路中设置有空气-冷却液换热器。系统方案三：在系统方案二的基础上，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口和电机冷却液旁路通过三通连接阀设置在所述电机散热系统冷却管路中。系统方案四：在系统方案二的基础上，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口串联有第一控制阀，所述电机冷却液旁路中串设有第二控制阀。系统方案五、六、七、八：分别在系统方案一、二、三、四的基础上，所述电机散热系统冷却管路上设置有用于给电机散热的电机散热结构和用于给电机控制器散热的电机控制器散热结构，所述电机散热结构和电机控制器散热结构并联连接。本专利技术还提供了一种车辆，包括以下方案：车辆方案一：包括车辆热管理系统，所述车辆热管理系统包括空调系统冷却管路和电机散热系统冷却管路，所述空调系统冷却管路中依次设置有车内空气-制冷剂换热器、第一膨胀阀、车外空气-制冷剂换热器以及相应的管道；该车辆热管理系统还包括制冷剂-冷却液换热器，所述制冷剂-冷却液换热器的第一组端口设置在所述车外空气-制冷剂换热器和第一膨胀阀之间的管道中，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口设置在所述电机散热系统冷却管路中。车辆方案二：在车辆方案一的基础上，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口的两端并联有电机冷却液旁路，所述电机冷却液旁路中设置有空气-冷却液换热器。车辆方案三：在车辆方案二的基础上，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口和电机冷却液旁路通过三通连接阀设置在所述电机散热系统冷却管路中。车辆方案四：在车辆方案二的基础上，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口串联有第一控制阀，所述电机冷却液旁路中串设有第二控制阀。车辆方案五、六、七、八：分别在车辆方案一、二、三、四的基础上，所述电机散热系统冷却管路上设置有用于给电机散热的电机散热结构和用于给电机控制器散热的电机控制器散热结构，所述电机散热结构和电机控制器散热结构并联连接。本专利技术的有益效果是：通过将制冷剂-冷却液换热器的第一组端口设置在车外空气-制冷剂换热器和第一膨胀阀之间的管道中，将制冷剂-冷却液换热器的第二组端口设置在电机散热系统冷却管路中，当空调系统处于制热模式下时，电机散热系统冷却管路中的冷却液通过该制冷剂-冷却液换热器给空调系统冷却管路中流过第一膨胀阀的制冷剂进行加热，从而提升流经车外空气-制冷剂换热器中制冷剂的温度且减小其换热量，进而抑制其结霜，提升了热泵的制热性能。进一步的，通过在制冷剂-冷却液换热器的第二组端口的两端并联设置电机冷却液旁路，将空气-冷却液换热器设置在该电机冷却液旁路中，当空调系统处于制热模式下时，控制电机散热系统冷却管路中的冷却液部分甚至全部流经制冷剂-冷却液换热器的第二组端口，给空调系统冷却管路中的介质进行加热，避免了电机散热系统冷却管路中的全部冷却液需要经过空气-冷却液换热器之后再给空调系统冷却管路中的介质进行加热，可以有效提高电机及其控制器所产生的废热的利用率，增强抑制车外空气-制冷剂换热器结霜的效果。附图说明图1是本专利技术的车辆热管理系统的基本原理结构示意图；图2是本专利技术的车辆热管理系统第一实施例的结构示意图；图3是本专利技术的四通换向阀的端口分布示意图；图4是本专利技术的板式换热器的端口分布示意图；图5是本专利技术的三通连接阀的端口分布示意图；图6是本专利技术的车辆热管理系统第二实施例的结构示意图；图7是本专利技术的车辆热管理系统第三实施例的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提供了一种车辆，车辆的类型不受限制，可以是小轿车、客车等不同类型。该车辆包括车辆热管理系统，在热泵空调开启制热模式时，该车辆热管理系统采用空调制冷剂为电机及电机控制器进行散热，从而将其热量吸收并转移至车内。如图1所示，将(驱动)电机的冷却液管路(电机散热结构)和电机控制器的冷却液管路(电机控制器散热结构)并联，在散热端将制冷剂-冷却液换热器与空气-冷却液换热器并联。空调未运行或开启制冷模式时，关闭制冷剂-冷却液换热器管路，使用空气-冷却液换热器为电机及其控制器散热；空调开启制热模式时，关闭空气-冷却液换热器水路，使用制冷剂-冷却液换热器为电机及其控制器散热。图2给出了本专利技术的车辆热管理系统的第一实施例的结构示意图，该车辆热管理系统包括空调系统冷却管路和电机散热系统冷却管路，其中空调系统冷却管路中设置有压缩机1、四通换向阀2、车内空气-制冷剂换热器3、车外空气-制冷剂换热器4、板式换热器5、电子膨胀阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆热管理系统，包括空调系统冷却管路和电机散热系统冷却管路，其特征在于，所述空调系统冷却管路中依次设置有车内空气‑制冷剂换热器、第一膨胀阀、车外空气‑制冷剂换热器以及相应的管道；该车辆热管理系统还包括制冷剂‑冷却液换热器，所述制冷剂‑冷却液换热器的第一组端口设置在所述车外空气‑制冷剂换热器和第一膨胀阀之间的管道中，所述制冷剂‑冷却液换热器的第二组端口设置在所述电机散热系统冷却管路中。

【技术特征摘要】
1.一种车辆热管理系统，包括空调系统冷却管路和电机散热系统冷却管路，其特征在于，所述空调系统冷却管路中依次设置有车内空气-制冷剂换热器、第一膨胀阀、车外空气-制冷剂换热器以及相应的管道；该车辆热管理系统还包括制冷剂-冷却液换热器，所述制冷剂-冷却液换热器的第一组端口设置在所述车外空气-制冷剂换热器和第一膨胀阀之间的管道中，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口设置在所述电机散热系统冷却管路中。2.根据权利要求1所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口的两端并联有电机冷却液旁路，所述电机冷却液旁路中设置有空气-冷却液换热器。3.根据权利要求2所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口和电机冷却液旁路通过三通连接阀设置在所述电机散热系统冷却管路中。4.根据权利要求2所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述制冷剂-冷却液换热器的第二组端口串联有第一控制阀，所述电机冷却液旁路中串联有第二控制阀。5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆热管理系统，其特征在于，所述电机散热系统冷却管路上设置有用于给电机散热的电机散热结构和用于给电机控制器散热的电机控制器散热结构，所述电机散热结构和电机控制器散热结构并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：王熙熙，张少丕，赵俊杰，杨少清，李嘉，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41