车辆的集成热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种车辆的集成热管理系统，并且本发明专利技术的目的是改善热管理装置之间的连接性和组件通用性，从而使组件的数量减少而不会降低各个热管理装置的性能。为此，本发明专利技术涉及一种车辆的集成热管理系统，该系统：具有制冷剂循环线路用于根据制冷剂的流动方向在按照空调模式或热泵模式下操作时冷却和加热车辆的内部空间，以及电气组件模块侧的冷却水循环线，其用于使冷却水循环通过电气组件模块以冷却电气组件模块，其中，电气组件模块侧的冷却水循环线包括散热器，用于冷却吸收了电子组件模块的余热的冷却水；包括水冷室外热交换器，该水冷室外热交换器用于使循环通过制冷剂循环线路的制冷剂与循环通过电气组件模块侧冷却水循环线路的冷却水交换热；并且具有冷却水流量控制单元，其被配置为控制电气组件模块侧冷却水循环线路中的冷却水的流动，从而使吸收电气组件模块的余热的冷却水和/或由散热器冷却的冷却水循环至水冷室外热交换器。

Integrated thermal management system of vehicle

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆的集成热管理系统
本专利技术涉及用于车辆的集成热管理系统，更具体地，涉及一种用于车辆的集成热管理系统，其能够改进热管理装置之间的连接性和组件的通用性，从而减少组件的数量而不会导致热管理装置的性能下降，并因此降低了制造成本。
技术介绍
环境友好型车辆的示例包括电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆(以下统称为“车辆”)。这些车辆配备有各种热管理装置。例如，如图1所示，热管理装置包括用于冷却和加热车厢的空调1、用于冷却电池B的水冷电池冷却装置5、用于冷却电气组件模块C的水冷电气组件模块冷却装置7等。空调1为热泵型，并根据制冷剂的流动方向在以热泵模式或空调模式控制的同时用于冷却或加热目的。具体地，在热泵模式下，制冷剂通过包括压缩机1a、高压侧室内热交换器1b、热泵模式膨胀阀1c和室外热交换器1d的热泵循环来循环。通过制冷剂的循环在高压侧室内热交换器1b中生成具有高温的热。通过由此生成的热来对车厢加热。在空调模式下，制冷剂通过包括压缩机1a、高压侧室内热交换器1b、空调模式膨胀阀1e和低压侧室内热交换器1f的空调循环来循环。通过制冷剂的这种循环，在低压侧室内热交换器1f中生成低温冷空气，以利用由此生成的冷空气来对车厢冷却。在冷却模式下，电池冷却装置5使用空调1的制冷剂来冷却电池B。具体地，空调1中的制冷剂通过旁路通路5a被旁路。旁路的制冷剂通过膨胀阀5b被膨胀和减压。然后，使得具有低温的减压/膨胀的制冷剂和冷却水循环线路5c中的冷却水在冷却器5d中交换热以冷却冷却水。冷却的冷却水通过冷却水循环线路5c朝着电池B循环，从而冷却电池B。在加热模式下，使用电气组件模块冷却装置7的冷却水来冷却电池B。具体地，通过三通阀5e和第一连接线路5f引入电气组件模块冷却装置7的冷却水。引入的冷却水朝着电池B循环。然后，通过循环的冷却水来冷却电池B。随后，已冷却电池B的冷却水通过三通阀5g和第二连接线路5h返回到电气组件模块冷却装置7。在冷却模式下，电气组件模块冷却装置7控制三通阀7a连接电气组件模块C和散热器7b，由此冷却水循环线路7c中的冷却水在散热器7b和电气组件模块C之间循环以冷却电气组件模块C。在加热模式下，控制三通阀7a连接电气组件模块C和余热回收冷却器7d，由此冷却水循环线路7c中的冷却水在余热回收冷却器7d和电气组件模块C之间循环以冷却电气组件模块C。引入余热回收冷却器7d中的冷却水在余热回收冷却器7d中在与空调1的制冷剂交换热的同时被冷却。由此，冷却的冷却水在循环通过电池B和电气组件模块C的同时冷却电池B和电气组件模块C。另一方面，在余热回收冷却器7d中交换热的空调1的制冷剂在吸收电池B和电气组件模块C的余热的同时被加热。以这种方式被加热的制冷剂通过增强空调1的热泵模式的效率而改进了车厢中的加热性能。再参照图1，热管理装置还包括当电池B被充电时对电池B预热的电池预热器8。电池预热器8包括安装在电池冷却装置5的冷却水循环线路5c上的PTC加热器8a。当电池B被充电时，PTC加热器8a对流过冷却水循环线路5c的冷却水加热。因此，加热的冷却水被引入到电池B中以对电池B预热。这改进了电池B被充电时的充电效率。然而，这种传统车辆的缺点在于，各个热管理装置的组件的数量太大，这导致制造成本增加的问题。具体地，空调1常常遭受结冰现象，其中由于在热泵模式下在室外热交换器1d中生成的冷空气，室外热交换器1d的表面结冰。为了防止该现象，有必要采用三通旁路阀1g和旁路线路1h以用于在室外热交换器1d的表面上发生结冰现象时将制冷剂旁路，而不允许制冷剂通过室外热交换器1d。另外，传统空调1被配置为在热泵模式下通过余热回收冷却器7d吸收电池B和电气组件模块C的余热。这导致需要余热回收冷却器7d以吸收电池B和电气组件模块C的余热的缺点。结果，传统车辆具有空调1的组件的数量太大的缺点，这导致制造成本增加的问题。
技术实现思路
技术问题鉴于现有技术中固有的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于车辆的集成热管理系统，其能够显著改进空调与电气组件模块冷却装置之间的连接性和组件的通用性，从而减少组件的数量而不会导致空调和电气组件模块冷却装置的性能下降。本专利技术的另一目的在于提供一种用于车辆的集成热管理系统，其能够显著改进空调与电气组件模块冷却装置之间的连接性以及组件的通用性，从而防止室外热交换器的表面上发生结冰现象，而无需采用制冷剂旁路结构。本专利技术的另一目的在于提供一种用于车辆的集成热管理系统，其能够显著改进空调与电气组件模块冷却装置之间的连接性以及组件的通用性，从而使得空调能够吸收电池和电气组件模块的余热，而无需采用单独的余热回收冷却器。本专利技术的另一目的在于提供一种用于车辆的集成热管理系统，其能够防止室外热交换器的表面上发生结冰现象而无需采用制冷剂旁路结构，使得空调能够吸收电池和电气组件模块的余热而无需采用余热回收冷却器，减少组件的数量，并因此降低制造成本。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于车辆的集成热管理系统，包括：制冷剂循环线路，其被配置为根据制冷剂的流动方向在空调模式或热泵模式下操作时冷却或加热车厢；电气组件模块侧冷却水循环线路，其被配置为使冷却水循环通过电气组件模块以冷却电气组件模块，电气组件模块侧冷却水循环线路包括用于将吸收电气组件模块的余热的冷却水冷却的散热器；水冷室外热交换器，其被配置为允许循环通过制冷剂循环线路的制冷剂与循环通过电气组件模块侧冷却水循环线路的冷却水交换热；以及冷却水流量控制单元，其被配置为控制电气组件模块侧冷却水循环线路中的冷却水流量，从而使得吸收电气组件模块的余热的冷却水和由散热器冷却的冷却水中的至少一个循环通过水冷室外热交换器。在该系统中，制冷剂循环线路可包括压缩机、高压侧室内热交换器、热泵模式膨胀阀、空调模式膨胀阀和低压侧室内热交换器；制冷剂循环线路可被配置为在车厢冷却模式下进入空调模式，使得压缩机中的制冷剂通过空调模式膨胀阀以在下游侧的低压侧室内热交换器中生成冷空气，并且在车厢加热模式下进入热泵模式，使得压缩机中的制冷剂通过热泵模式膨胀阀以在上游侧的高压侧室内热交换器中生成热；水冷室外热交换器可被配置为在车厢冷却模式下，允许具有高温的制冷剂与电气组件模块侧冷却水循环线路中的冷却水交换热；并且水冷室外热交换器可被配置为在车厢加热模式下，允许具有低温的制冷剂与电气组件模块侧冷却水循环线路中的冷却水交换热。在该系统中，冷却水流量控制单元可被配置为在车厢冷却模式下，允许由散热器冷却的冷却水循环通过水冷室外热交换器，使得由散热器冷却的冷却水和制冷剂循环线路中的具有高温的制冷剂在水冷室外热交换器中彼此交换热，并且在车厢加热模式下，允许吸收电气组件模块的余热的冷却水循环通过水冷室外热交换器，使得吸收电气组件模块的余热的冷却水和制冷剂循环线路中的具有低温的制冷剂在水冷室外热交换器中彼此交换热。该系统还可包括：电池侧冷却水循环线路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的集成热管理系统，该系统包括：/n制冷剂循环线路(12)，该制冷剂循环线路(12)被配置为根据制冷剂的流动方向在空调模式或热泵模式下操作时冷却或加热车厢；/n电气组件模块侧冷却水循环线路(32)，该电气组件模块侧冷却水循环线路(32)被配置为使冷却水循环通过电气组件模块(C)以冷却所述电气组件模块(C)，该电气组件模块侧冷却水循环线路(32)包括散热器(34)，该散热器(34)用于使吸收所述电气组件模块(C)的余热的冷却水冷却；/n水冷室外热交换器(17)，该水冷室外热交换器(17)被配置为允许循环通过所述制冷剂循环线路(12)的制冷剂与循环通过所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)的冷却水交换热；以及/n冷却水流量控制单元(40)，该冷却水流量控制单元(40)被配置为控制所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水流量，从而使得吸收所述电气组件模块(C)的余热的冷却水和由所述散热器(34)冷却的冷却水中的至少一个循环通过所述水冷室外热交换器(17)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 KR 10-2017-01249031.一种用于车辆的集成热管理系统，该系统包括：
制冷剂循环线路(12)，该制冷剂循环线路(12)被配置为根据制冷剂的流动方向在空调模式或热泵模式下操作时冷却或加热车厢；
电气组件模块侧冷却水循环线路(32)，该电气组件模块侧冷却水循环线路(32)被配置为使冷却水循环通过电气组件模块(C)以冷却所述电气组件模块(C)，该电气组件模块侧冷却水循环线路(32)包括散热器(34)，该散热器(34)用于使吸收所述电气组件模块(C)的余热的冷却水冷却；
水冷室外热交换器(17)，该水冷室外热交换器(17)被配置为允许循环通过所述制冷剂循环线路(12)的制冷剂与循环通过所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)的冷却水交换热；以及
冷却水流量控制单元(40)，该冷却水流量控制单元(40)被配置为控制所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水流量，从而使得吸收所述电气组件模块(C)的余热的冷却水和由所述散热器(34)冷却的冷却水中的至少一个循环通过所述水冷室外热交换器(17)。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述制冷剂循环线路(12)包括压缩机(14)、高压侧室内热交换器(15)、热泵模式膨胀阀(16)、空调模式膨胀阀(18)和低压侧室内热交换器(19)；
所述制冷剂循环线路(12)被配置为在车厢冷却模式下进入空调模式，使得所述压缩机(14)中的制冷剂通过所述空调模式膨胀阀(18)以在下游侧的所述低压侧室内热交换器(19)中生成冷空气，并且在车厢加热模式下进入热泵模式，使得所述压缩机(14)中的制冷剂通过所述热泵模式膨胀阀(16)以在上游侧的所述高压侧室内热交换器(15)中生成热；
所述水冷室外热交换器(17)被配置为在所述车厢冷却模式下，允许具有高温的制冷剂与所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水交换热；并且
所述水冷室外热交换器(17)被配置为在所述车厢加热模式下，允许具有低温的制冷剂与所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水交换热。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述冷却水流量控制单元(40)被配置为在所述车厢冷却模式下，允许由所述散热器(34)冷却的冷却水循环通过所述水冷室外热交换器(17)，使得由所述散热器(34)冷却的冷却水和所述制冷剂循环线路(12)中的具有高温的制冷剂在所述水冷室外热交换器(17)中彼此交换热，并且在所述车厢加热模式下，允许吸收所述电气组件模块(C)的余热的冷却水循环通过所述水冷室外热交换器(17)，使得吸收所述电气组件模块(C)的余热的冷却水和所述制冷剂循环线路(12)中的具有低温的制冷剂在所述水冷室外热交换器(17)中彼此交换热。


4.根据权利要求3所述的系统，该系统还包括：
电池侧冷却水循环线路(27)，该电池侧冷却水循环线路(27)被配置为允许冷却水循环通过电池(B)以冷却所述电池(B)，
其中，所述冷却水流量控制单元(40)被配置为在所述车厢加热模式下，允许所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水循环通过所述电池侧冷却水循环线路(27)以冷却所述电池(B)。


5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述冷却水流量控制单元(40)被配置为在所述车厢加热模式下，允许所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水循环通过所述电池侧冷却水循环线路(27)，并允许通过所述水冷室外热交换器(17)的所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水循环通过所述电池侧冷却水循环线路(27)。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述冷却水流量控制单元(40)被配置为在所述车厢冷却模式下，允许所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水能够选择地循环通过所述电池侧冷却水循环线路(27)以冷却所述电池(B)。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述冷却水流量控制单元(40)被配置为当在所述车厢冷却模式下使得所述电气组件模块侧冷却水循环线路(32)中的冷却水循环通过所述电池侧冷却水循环线路(27)的所述电池(B)时，允许循环通过所述电池(B)...

【专利技术属性】
技术研发人员：金哲熙，金斗勋，金灦奎，韩仲万，
申请(专利权)人：翰昂汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR