车辆的热泵系统技术方案

本发明专利技术涉及车辆的热泵系统，其利用冷却液和制冷剂在其中进行热交换的一个激冷器来调节电池模块的温度，并且在车辆的加热模式下利用辅助集中能量模块以及电气组件的废热来提高加热效率。高加热效率。高加热效率。

【技术实现步骤摘要】
车辆的热泵系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年8月7日提交的韩国专利申请No.10-2019-0095856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。


[0003]本专利技术涉及一种车辆的热泵系统。更具体地说，本专利技术涉及这样一种车辆的热泵系统，其利用冷却液和制冷剂在其中进行热交换的一个激冷器(chiller)来控制电池模块的温度并提高冷却效率。

技术介绍

[0004]通常，车辆的空调系统包括使制冷剂循环以加热或冷却车辆内部的空调装置。
[0005]不管外部温度如何变化，空调装置都将车辆内部保持在适当温度以保持舒适的内部环境，空调装置配置为通过蒸发器在以下过程中的热交换来加热或冷却车辆内部：通过运行压缩机排出的制冷剂通过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀以及蒸发器而循环到压缩机。
[0006]也就是说，在夏季制冷模式下，空调装置通过以下过程降低车内的温度和湿度：利用冷凝器冷凝由压缩机压缩的高温高压气态制冷剂、使制冷剂通过储液干燥器和膨胀阀并且然后在蒸发器中蒸发制冷剂。
[0007]同时，近年来，随着人们对能源效率和环境污染问题的关注逐渐增加，需要开发一种配置为实质上取代使用内燃机的车辆的环保型车辆，并且环保型车辆一般分为通常利用燃料电池或电力作为动力源进行驱动的电动车辆以及利用发动机和电池进行驱动的混合动力车辆。
[0008]这些环保型车辆中的电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器，这不同于一般车辆的空调，环保型车辆中使用的空调称为热泵系统。
[0009]同时，电动车辆通过将氧和氢之间的化学反应能量转化为电能来产生驱动力。在这一过程中，通过燃料电池内部的化学反应产生热能。因此，必须有效地去除所产生的热量以确保燃料电池的性能。
[0010]此外，混合动力车辆通过使用从上述燃料电池或电池供应的电力驱动电机以及利用普通燃料使发动机运行来产生驱动力。因此，为了确保电机的性能，需要有效地去除燃料电池或电池以及电机产生的热量。
[0011]因此，在根据相关技术的混合动力车辆或电动车辆中，冷却装置、热泵系统以及电池冷却系统可以分别使用单独的闭合回路来配置，以防止在电机、电气组件以及电池(包括燃料电池)中产生热量。
[0012]因此，安装在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量会增加，并且为发动机舱室中的热泵系统、冷却装置以及电池冷却系统的每一者供应冷却液或制冷剂的连接管路的布局会变得很复杂。
[0013]此外，由于根据车辆的状态对电池进行加热或冷却以使电池展现最佳性能的电池
冷却系统是单独设置的，使用多个阀以将各个连接管路彼此连接，由于这些阀频繁的开启或关闭操作而产生的噪音和振动传递到车辆内部，使得乘坐舒适性变差。
[0014]此外，在对车辆内部进行加热时，存在以下缺点：由于缺少热源而导致加热性能变差；使用电加热器而增加了电力消耗；增加了压缩机的功耗。
[0015]包含于本专利技术
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

[0016]本专利技术的各个方面致力于提供一种车辆的热泵系统，用于利用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器来控制电池模块的温度，并且在车辆的加热模式下利用辅助集中能量(centralized energy，CE)模块以及电气组件的废热来提高加热效率。
[0017]车辆的热泵系统可以包括：空调装置、制冷剂连接管线、激冷器、辅助集中能量(CE)模块以及气体注入单元，所述空调装置通过循环有第一制冷剂的第一制冷剂管线相互连接并且包括第一冷凝器、第一膨胀阀、第一蒸发器以及第一压缩机；所述制冷剂连接管线将第一冷凝器和第一蒸发器之间的第一制冷剂管线的第一部分以及第一蒸发器和第一压缩机之间的第一制冷剂管线的第二部分相互连接；所述激冷器设置在制冷剂连接管线上，通过冷却液管线分别连接到电气组件和电池模块，并且将流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换；所述辅助集中能量(CE)模块通过第一制冷剂管线连接到空调装置，并且选择性地将第二制冷剂沿着第二制冷剂管线冷凝和蒸发时产生的热能与第一制冷剂进行热交换，以调节第一制冷剂的温度；所述气体注入单元设置在空调装置中，并且在车辆的加热模式或低温除湿模式下，将通过第一冷凝器的第一制冷剂的一部分分流到第一压缩机，以提高循环通过第一制冷剂管线的第一制冷剂的流量。
[0018]副CE模块可以包括：第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀以及第二蒸发器，所述第二压缩机压缩第二制冷剂；所述第二冷凝器通过第二制冷剂管线连接到第二压缩机，并且将由第二压缩机供应的压缩后的第二制冷剂与第一制冷剂进行热交换使第二制冷剂被冷凝；所述第二膨胀阀通过第二制冷剂管线连接到第二冷凝器并且配置为使第二制冷剂膨胀；所述第二蒸发器通过第二制冷剂管线连接到第二膨胀阀，连接到第一制冷剂管线，通过与经由第一制冷剂管线流入的第一制冷剂的热交换来蒸发从第二膨胀阀供应的第二制冷剂并将蒸发后的第二制冷剂供应至第二压缩机。
[0019]第二冷凝器可以设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，第二蒸发器可以设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，以使通过第二冷凝器的第一制冷剂流入。
[0020]空调装置可以进一步包括设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上的热交换器，第三膨胀阀设置在制冷剂连接管线上，配置为控制流入激冷器的第一制冷剂的流动并选择性地使第一制冷剂膨胀。
[0021]当利用与流入激冷器的第一制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块时，第三膨胀阀可以使流入制冷剂连接管线的第一制冷剂膨胀。
[0022]第四膨胀阀可以设置在第二蒸发器和热交换器之间的第一制冷剂管线上。
[0023]热交换器可以根据第四膨胀阀的选择性操作，通过与室外空气的热交换来进一步
冷凝或蒸发在第一冷凝器中冷凝的制冷剂。
[0024]第一膨胀阀、第三膨胀阀以及第四膨胀阀均可以是电子膨胀阀，配置为在控制制冷剂的流动的同时选择性地膨胀制冷剂。
[0025]气体注入单元可以包括：闪蒸罐、旁通管线、阀以及第五膨胀阀，所述闪蒸罐设置在第二冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，并且将通过第二冷凝器的第一制冷剂分为气态制冷剂和液态制冷剂，以选择性地排出；所述旁通管线连接闪蒸罐和第一压缩机，并且选择性地将气态的第一制冷剂从闪蒸罐供应至第一压缩机；所述阀设置在旁通管线上；所述第五膨胀阀设置在第一冷凝器和闪蒸罐之间的第一制冷剂管线上。
[0026]第五膨胀阀可以在车辆的加热模式或低温除湿模式下使通过第一冷凝器的第一制冷剂膨胀。
[0027]气体注入单元可以包括：板式热交换器、旁通管线以及第五膨胀阀，所述板式热交换器设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；所述旁通管线具有连接到第一冷凝器和板式热交换器之间的第一制冷剂管线的一个端部以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆的热泵系统，所述系统包括：空调装置，其通过循环有第一制冷剂的第一制冷剂管线连接并且包括第一冷凝器、第一膨胀阀、第一蒸发器以及第一压缩机；制冷剂连接管线，其连接第一冷凝器和第一蒸发器之间的第一制冷剂管线的第一部分以及第一蒸发器和第一压缩机之间的第一制冷剂管线的第二部分；激冷器，其安装在所述制冷剂连接管线上，通过冷却液管线分别连接到电气组件和电池模块，并且将流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换；辅助集中能量模块，其通过第一制冷剂管线连接到空调装置，并且选择性地将第二制冷剂沿着第二制冷剂管线冷凝和蒸发时产生的热能与第一制冷剂进行热交换，以调节第一制冷剂的温度；以及气体注入单元，其安装在空调装置中，并且在车辆的加热模式或低温除湿模式下，将通过第一冷凝器的第一制冷剂的一部分分流到第一压缩机，以提高循环通过第一制冷剂管线的第一制冷剂的流量。2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述辅助集中能量模块包括：第二压缩机，其压缩第二制冷剂；第二冷凝器，其通过第二制冷剂管线连接到第二压缩机，并且将由第二压缩机供应的压缩后的第二制冷剂与第一制冷剂进行热交换以使第二制冷剂被冷凝；第二膨胀阀，其通过第二制冷剂管线连接到第二冷凝器并且配置为使第二制冷剂膨胀；以及第二蒸发器，其通过第二制冷剂管线连接到第二膨胀阀，并且连接到第一制冷剂管线，并且配置为通过与经由第一制冷剂管线流入的第一制冷剂的热交换来蒸发从第二膨胀阀供应的第二制冷剂并将蒸发后的第二制冷剂供应至第二压缩机。3.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，所述第二冷凝器安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；所述第二蒸发器安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，以使通过第二冷凝器的第一制冷剂流入。4.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统，其中，所述空调装置进一步包括热交换器，其安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；以及第三膨胀阀，其安装在制冷剂连接管线上，配置为控制流入激冷器的第一制冷剂的流动并选择性地使第一制冷剂膨胀。5.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，当利用与流入激冷器的第一制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块时，所述第三膨胀阀配置为使流入制冷剂连接管线的第一制冷剂膨胀。6.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，第四膨胀阀，其安装在第二蒸发器和热交换器之间的第一制冷剂管线上。7.根据权利要求6所述的车辆的热泵系统，其中，所述热交换器根据第四膨胀阀的选择性操作，通过与室外空气的热交换来进一步冷凝或蒸发在第一冷凝器中冷凝的制冷剂。
8.根据权利要求6所述的车辆的热泵系统，其中，第一膨胀阀、第三膨胀阀以及第四膨胀阀均是电子膨胀阀，配置为在控制制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。9....

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