集成热管理系统技术方案

本公开提供“集成热管理系统”。一种集成热管理系统包括：冷却回路，所述冷却回路具有部件热调节回路、电池热调节回路、车厢加热回路、车厢冷却回路以及阀组，所述阀组被配置用于将所述部件热调节回路、所述电池热调节回路、所述车厢加热回路和所述车厢冷却回路选择性地互连或隔离。

【技术实现步骤摘要】
集成热管理系统
本专利技术总体上涉及机动车辆或自主车辆领域，并且更具体地涉及电动车辆中的新的并且改进的集成热管理系统，所述集成热管理系统本质上是整体的并且将制冷剂回路、电池热调节回路、加热回路和车厢冷却回路集成在一起，同时还提供对诸如驱动单元和计算机电子器件之类的部件组的热控制。
技术介绍
本文档涉及一种新的并且改进的集成热管理系统，所述集成热管理系统以扩展系统能力以包括以下各项的方式利用多个三通阀和四通阀：(a)车厢加热/冷却/除湿，(b)通过制冷剂容量控制、流动循环和加热进行的电池冷却，(c)部件组的主动或被动冷却，以及(d)在与热泵制冷剂系统一起使用时从部件组和电池组中清除热量。有利地，所述新的并且改进的集成热管理系统的特征在于提高能源效率、增强功能性和热控制协同作用。在与热泵结合使用时，集成热管理系统促进热泵的操作以及由于热清除而导致的寒冷环境和延迟结冰。此外，基于冷却剂的车厢热交换器在噪声、振动和粗糙性(NVH)、空气分层、安全性、起动/停止和怠速期间的舒适性、便于管线连接和控制辅助暖通空调(HVAC)方面具有优势。
技术实现思路
根据本文所述的目的和益处，一种用于机动车辆或自主车辆的新的并且改进的集成热管理系统包括冷却剂回路，所述冷却剂回路具有部件热调节回路、电池热调节回路、车厢加热回路、车厢冷却回路和阀组。所述阀组被配置为用于将所述部件热调节回路、所述电池热调节回路、所述车厢加热回路和所述车厢冷却回路选择性地互连或隔离。所述部件热调节回路可以包括部件组、第一冷却剂泵和散热器。所述部件组可以包括选自第一组的一个或多个部件，所述第一组由电驱动马达、DC/DC转换器、车载充电器、逆变器、光探测和测距或LIDAR系统、计算机电子器件及其组合组成。所述电池热调节回路可以包括电池单元、用于在电池单元与冷却剂之间进行热交换的电池冷却板以及第二冷却剂泵。所述车厢加热回路可以包括热源、包含一个或多个热交换器的第一车厢热交换器组以及第三冷却剂泵。所述热源可以选自第二组，所述第二组由水冷式冷凝器、电加热器、第一蓄热装置及其组合组成。所述车厢冷却回路可以包括冷源、包含一个或多个热交换器的第二车厢热交换器组以及第四冷却剂泵。所述一个或多个冷源可以选自第三组，所述第三组由冷却器、第二蓄热装置及其组合组成。更进一步地，所述车厢冷却回路还可以包括在所述第二车厢热交换器组下游的止回阀。所述阀组可以包括：第一阀，所述第一阀在所述车厢冷却回路上游介于所述电池热调节回路与所述车厢冷却回路之间；以及第二阀，所述第二阀在所述车厢冷却回路下游介于所述电池热调节回路与所述车厢冷却回路之间。所述阀组还可以包括第三阀，所述第三阀在所述电池热调节回路与所述部件热调节回路之间。此外，所述阀组可以包括第四阀，所述第四阀在所述电池热调节回路与所述车厢加热回路之间。更进一步地，所述阀组可以包括第五阀，所述第五阀在所述部件热调节回路中位于所述部件热调节回路的所述散热器和散热器旁路管线的上游。所述第一阀、所述第二阀和所述第五阀可以是三通阀，而所述第三阀和所述第四阀可以是四通阀。阀可以被组合以发挥与此处所示的那些相同的功能。所述冷却剂回路还可以包括脱气装置，所述脱气装置适于从所述冷却剂管线中的所述冷却剂中去除气体。所述集成热管理系统还可以包括控制模块，所述控制模块被配置为控制所述阀组、所述第一泵、所述第二泵、所述第三泵和所述第四泵的操作。更具体地，所述控制模块可以包括控制器，所述控制器具有为此目的而配置或适配的控制逻辑。更具体地，所述控制模块可以被配置为以多种操作模式来操作所述集成热管理系统。所述多种操作模式包括第一冷却模式，其中所述部件热调节回路、所述电池热调节回路、所述车厢加热回路和所述车厢冷却回路全部通过所述阀组彼此隔离。所述多种操作模式还包括第二冷却模式，其中所述部件热调节回路和所述车厢加热回路被隔离，并且来自所述电池热调节回路的冷却剂通过所述第一阀被计量到所述车厢冷却回路中，以及来自所述车厢冷却回路的所述冷却剂通过所述第二阀计量到所述电池热调节回路中。更进一步地，所述多种操作模式可以包括第三冷却模式，其中所述车厢加热回路被隔离，所述部件热调节回路和所述电池热调节回路通过所述冷却剂流过所述第三阀和所述脱气装置而被互连，并且所述冷却剂由所述第二阀被计量通过所述车厢冷却回路。在所述第三冷却模式中，所述第五阀还引导所述冷却剂围绕所述散热器通过所述散热器旁路管线。所述多种操作模式还可以包括加热模式，其中所述车厢加热回路被隔离，所述部件热调节回路和所述电池热调节回路被互连，并且所述第一阀和所述第二阀引导所述冷却剂从所述电池热调节回路通过所述冷源，而不使冷却剂循环通过所述第二车厢热交换器组。在所述加热模式中，所述第五阀还引导所述冷却剂围绕所述散热器通过所述散热器旁路管线。所述多种操作模式还包括除湿和再加热模式，其中所述部件热调节回路和所述车厢加热回路被隔离，并且来自所述电池热调节回路的冷却剂通过所述第一阀被计量到所述车厢冷却回路中，以及来自所述车厢冷却回路的所述冷却剂通过所述第二阀计量到所述电池热调节回路中。更进一步地，所述多种操作模式包括电池和车厢预调节模式，其中所述部件热调节回路和所述车厢冷却回路被隔离，并且所述电池热调节回路和所述车厢加热回路通过所述第四阀互连。可以根据所述控制模块的指令周期性地或例如在从远程起动装置接收到远程起动信号时操作这种模式。根据附加方面，提供了一种用于车辆的集成热管理的方法。所述方法包括提供冷却剂回路的步骤，所述冷却剂回路具有部件热调节回路、电池热调节回路、车厢加热回路、车厢冷却回路和阀组。所述阀组被配置为用于将所述部件热调节回路、所述电池热调节回路、所述车厢加热回路和所述车厢冷却回路选择性地互连或隔离。所述方法可以包括以下步骤：为所述部件热调节回路提供第一冷却剂泵，为所述电池热调节回路提供第二冷却剂泵，为所述车厢加热回路提供第三冷却剂泵，以及为所述车厢冷却回路提供第四冷却剂泵。另外，所述方法可以包括利用控制模块控制所述阀组的操作。更进一步地，所述方法可以包括以下步骤：利用所述控制模块控制所述第一冷却剂泵、所述第二泵、所述第三冷却剂泵和所述第四冷却剂泵的操作。更具体地，所述方法可以包括以下步骤：在所述车厢冷却回路的上游介于所述电池热调节回路与所述车厢冷却回路之间提供所述阀组的第一阀。此外，所述方法可以包括以下步骤：在所述车厢冷却回路的下游介于所述电池热调节回路与所述车厢冷却回路之间提供所述阀组的第二阀。更进一步地，所述方法可以包括以下步骤：在所述电池热调节回路与所述部件热调节回路之间提供所述阀组的第三阀。所述方法还可以包括以下步骤：在所述电池热调节回路与所述车厢加热回路之间提供所述阀组的第四阀。另外，所述方法可以包括对所述第一阀和所述第二阀使用三通阀的步骤。此外，所述方法可以包括对所述第三阀和所述第四阀使用四通阀的步骤。更进一步地，所述方法可以包括以下步骤：将所述控制模块配置为以多种操作模式来操作所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成热管理系统，其包括：/n冷却剂回路，所述冷却剂回路具有部件热调节回路、电池热调节回路、车厢加热回路、车厢冷却回路以及阀组，所述阀组被配置用于将所述部件热调节回路、所述电池热调节回路、所述车厢加热回路和所述车厢冷却回路选择性地互连或隔离。/n

【技术特征摘要】
20190618 US 16/444,7241.一种集成热管理系统，其包括：
冷却剂回路，所述冷却剂回路具有部件热调节回路、电池热调节回路、车厢加热回路、车厢冷却回路以及阀组，所述阀组被配置用于将所述部件热调节回路、所述电池热调节回路、所述车厢加热回路和所述车厢冷却回路选择性地互连或隔离。


2.如权利要求1所述的集成热管理系统，其中所述部件热调节回路包括部件组、第一冷却剂泵和散热器，并且所述部件组可以包括选自第一组的至少一个部件，所述第一组由电驱动马达、DC/DC转换器、车载充电器、逆变器、LIDAR系统、计算机电子器件及其组合组成。


3.如权利要求2所述的集成热管理系统，其中所述电池热调节回路包括电池冷却板和第二冷却剂泵。


4.如权利要求3所述的集成热管理系统，其中所述车厢加热回路包括热源、第一车厢热交换器组和第三冷却剂泵，并且其中所述热源选自第二组，所述第二组由水冷式冷凝器、电加热器、第一蓄热装置及其组合组成。


5.如权利要求4所述的集成热管理系统，其中所述车厢冷却回路包括冷源、第二车厢热交换器组和第四冷却剂泵，并且其中所述冷源选自第三组，所述第三组由冷却器、第二蓄热装置及其组合组成。


6.如权利要求5所述的集成热管理系统，其中所述车厢冷却回路还包括在所述第二车厢热交换器组下游的止回阀。


7.如权利要求5所述的集成热管理系统，其还包括控制模块，所述控制模块被配置用于控制所述阀组、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何静，曼弗雷德·科贝尔施泰因，洛伦·约翰·洛迈尔三世，雅各布·格雷戈里·鲍尔斯，托德·路易斯·文策尔，克里斯汀·布伦特·舍尼曼，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US