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，包括：第一冷却装置包括通过第一冷却液管线连接的第一散热器和第一水泵；第二冷却装置包括通过第二冷却液管线连接的第二散热器和第二水泵；电池模块设置在通过第一阀选择性地连接至第二冷却液管线的电池冷却液管线上；激冷器设置在电池冷却液管线上，通过制冷剂连接管线连接到空调的制冷剂管线，并通过使选择性接收的冷却液与制冷剂进行热交换来调节冷却液温度；其中设置的主热交换器连接到第一和第二冷却液管线，以接收在第一和第二冷却装置中循环的冷却液；主热交换器连接到通过制冷剂阀连接到制冷剂管线的第一和第二连接管线，以通过与冷却液进行热交换冷凝或蒸发制冷剂，使得制冷剂的流动方向根据车辆模式改变。

【技术实现步骤摘要】
车辆的热泵系统相关申请的交叉引用本申请要求2020年2月17日提交的韩国专利申请No.10-2020-0018984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车辆的热泵系统。
技术介绍
车辆的空调系统包括用于使制冷剂循环以加热或冷却车辆内部的空调。空调可以通过将车辆的室内温度保持在适当的温度而不受外部温度变化的影响来保持新鲜的室内条件，空调配置为在通过压缩机的驱动而排出的制冷剂通过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀和蒸发器再次循环到压缩机的过程中，通过经由蒸发器的热交换来加热或冷却车辆内部。也就是说，在空调中，由压缩机压缩的高温高压的气态制冷剂通过冷凝器冷凝，然后通过储液干燥器和膨胀阀由蒸发器蒸发，以在夏季制冷模式下降低室内温度和湿度。近年来，随着人们对能源效率和环境污染的关注逐渐增加，需要开发一种能够基本上取代具有内燃机的车辆的环保型车辆，环保型车辆通常分为典型地使用燃料电池或电力作为动力源来驱动的电动车辆以及使用发动机和电池来驱动的混合动力车辆。与使用空调的一般车辆不同，在环保型车辆的电动车辆和混合动力车辆中，不使用单独的加热器，应用于环保型车辆的空调通常称为热泵系统。在使用燃料电池的电动车辆的情况下，氧气和氢气的化学反应能转化为电能以产生驱动力，在此过程中，燃料电池中的化学反应产生热能，因此，需要有效地去除产生的热量以保证燃料电池的性能。在混合动力车辆中，驱动力是通过使用由燃料电池或电池供应的电力驱动电机以及由普通燃料驱动的发动机产生的，因此，只有有效地去除燃料电池或电池以及电机产生的热量，才可以保证电机的性能。因此，在现有技术的混合动力车辆或电动车辆中，电池冷却系统、冷却部分以及热泵系统可以配置为具有各自的独立回路，以防止电机、电气设备以及电池(包括燃料电池)过热。因此，安装于车辆前部的冷却模块的尺寸和重量增加，并且用于向发动机室中的热泵系统、冷却装置和电池冷却系统供应制冷剂或冷却液的连接管路的布局变得复杂。此外，由于单独设置了用于根据车辆状态加热和冷却电池的电池冷却系统以使电池能够输出最佳性能，采用了用于连接管路的多个阀，因此，由于频繁的接通和关断操作产生的噪音和振动可能传递到车辆内部，从而可能降低乘坐舒适性。此外，传统上，用于冷凝和蒸发制冷剂的蒸发器和冷凝器可能分开配置，还存在整体的组成元件和重量增加的缺点。包括于本专利技术
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车辆的热泵系统，其优点在于采用单个热交换器，该热交换器根据车辆的制冷模式或加热模式通过与冷却液进行热交换来冷凝或蒸发制冷剂，从而减少整体组成元件和重量。示例性的车辆的热泵系统包括：第一冷却装置、第二冷却装置、电池模块以及激冷器，所述第一冷却装置包括通过第一冷却液管线彼此连接的第一散热器和第一水泵，并且配置为使冷却液循环通过第一冷却液管线以冷却至少一个电气组件和至少一个电机；所述第二冷却装置包括通过第二冷却液管线彼此连接的第二散热器和第二水泵，并且配置为使冷却液循环通过第二冷却液管线；所述电池模块设置在通过第一阀选择性地流体连接至第二冷却液管线的电池冷却液管线上；所述激冷器设置在电池冷却液管线上以允许冷却液通过内部，并且通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，所述激冷器配置为通过使选择性接收的冷却液与从空调装置供应的制冷剂进行热交换来调节冷却液温度；其中设置在空调装置中的主热交换器连接到第一冷却液管线和第二冷却液管线，以接收在第一冷却装置和第二冷却装置中循环的冷却液；其中主热交换器连接到通过制冷剂阀连接到制冷剂管线的第一连接管线和第二连接管线，以通过与经由第一冷却液管线和第二冷却液管线供应的冷却液进行热交换来冷凝或蒸发制冷剂，以使制冷剂的流动方向根据车辆的模式而改变。空调装置可以包括：加热、通风和空调(HVAC)模块、压缩机、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一旁通管线、第三膨胀阀以及第二旁通管线，所述加热、通风和空调(HVAC)模块连接至制冷剂管线并且包括门，所述门根据车辆的制冷模式、加热模式以及加热和除湿模式来调节通过了蒸发器的环境空气，以选择性地流入内部冷凝器；所述压缩机连接至蒸发器和内部冷凝器之间的制冷剂管线；所述第一膨胀阀设置在连接主热交换器和蒸发器的制冷剂管线上；所述第二膨胀阀设置在制冷剂连接管线上；所述第一旁通管线通过制冷剂阀连接主热交换器和压缩机，使得通过了主热交换器的制冷剂选择性地流入压缩机；所述第三膨胀阀设置在内部冷凝器和制冷剂阀之间的制冷剂管线上；所述第二旁通管线包括连接至制冷剂阀的第一端部以及连接至第一膨胀阀和蒸发器之间的制冷剂管线的第二端部，使得通过了主热交换器的制冷剂选择性地流入蒸发器。第一连接管线的第一端部可以连接至制冷剂阀，第一连接管线的第二端部可以在制冷剂阀的一侧连接至主热交换器。第二连接管线的第一端部可以连接至制冷剂阀，第二连接管线的第二端部可以在制冷剂阀的另一侧连接至连接蒸发器和主热交换器的制冷剂管线。副冷凝器可以在制冷剂管线上设置在主热交换器和蒸发器之间。在主热交换器冷凝制冷剂的情况下，副冷凝器可以通过与环境空气进行热交换来额外地冷凝在主热交换器处冷凝的制冷剂。当利用与制冷剂进行了热交换的冷却液来冷却电池模块时，可以操作第二膨胀阀，并且第二膨胀阀可以使流动通过制冷剂连接管线的制冷剂膨胀并将膨胀后的制冷剂供应至激冷器。在车辆的加热模式以及加热和除湿模式下，第三膨胀阀可以使从内部冷凝器供应的制冷剂选择性地膨胀。第一阀可以选择性地连接第二散热器和激冷器之间的第二冷却液管线和电池冷却液管线。第一冷却装置可以设置有第一分支管线，所述第一分支管线通过第二阀连接至第一散热器和第一水泵之间的第一冷却液管线，所述第二阀在第一冷却液管线上设置在第一散热器和第一水泵之间。电池冷却液管线可以设置有第二分支管线，所述第二分支管线通过第一阀连接激冷器和电池模块之间的电池冷却液管线。第二冷却液管线可以设置有第三分支管线，所述第三分支管线将电池冷却液管线与第二冷却液管线分开。在车辆的制冷模式下，在空调装置中，在通过制冷剂阀的操作使第一连接管线接通并且第二连接管线、第一旁通管线和第二旁通管线关断的状态下，制冷剂可以循环通过制冷剂管线，并且第三膨胀阀可以使通过制冷剂管线流入制冷剂阀的制冷剂通过而不膨胀。在第一冷却装置和第二冷却装置中，在第一散热器和第二散热器处冷却的冷却液可以通过第一水泵和第二水泵的运行供应至主热交换器，并且主热交换器可以通过与冷却液进行热交换来冷凝制冷剂。在车辆的加热模式下，在空调装置中，在通过制冷剂阀的操作使第二旁通管线关断并且第二连接管线和第一旁通管线接通的状态下，连接主热交换器和蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀的操作而关断，从内部冷凝器流入制冷剂阀的制冷剂可以经由第二连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆的热泵系统，所述系统包括：/n第一冷却装置，其包括通过第一冷却液管线彼此连接的第一散热器和第一泵，并且配置为使冷却液循环通过第一冷却液管线以冷却安装在第一冷却液管线上的至少一个电气组件和至少一个电机；/n第二冷却装置，其包括通过第二冷却液管线彼此连接的第二散热器和第二泵，并且配置为使冷却液循环通过第二冷却液管线；/n电池模块，其安装在通过第一阀选择性地流体连接至第二冷却液管线的电池冷却液管线上；/n激冷器，其安装在电池冷却液管线上以允许冷却液通过激冷器内部，并且通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，所述激冷器配置为通过使选择性接收的冷却液与从空调装置供应的制冷剂进行热交换来调节冷却液温度；以及/n热交换器，其安装在空调装置中并且连接到第一冷却液管线和第二冷却液管线，以接收在第一冷却装置和第二冷却装置中循环的冷却液；/n其中，所述热交换器连接到通过制冷剂阀连接到制冷剂管线的第一连接管线和第二连接管线，以通过与经由第一冷却液管线和第二冷却液管线供应的冷却液进行热交换来冷凝或蒸发制冷剂，使得制冷剂的流动方向根据车辆的多种模式的至少一种改变。/n

【技术特征摘要】
20200217 KR 10-2020-00189841.一种车辆的热泵系统，所述系统包括：
第一冷却装置，其包括通过第一冷却液管线彼此连接的第一散热器和第一泵，并且配置为使冷却液循环通过第一冷却液管线以冷却安装在第一冷却液管线上的至少一个电气组件和至少一个电机；
第二冷却装置，其包括通过第二冷却液管线彼此连接的第二散热器和第二泵，并且配置为使冷却液循环通过第二冷却液管线；
电池模块，其安装在通过第一阀选择性地流体连接至第二冷却液管线的电池冷却液管线上；
激冷器，其安装在电池冷却液管线上以允许冷却液通过激冷器内部，并且通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，所述激冷器配置为通过使选择性接收的冷却液与从空调装置供应的制冷剂进行热交换来调节冷却液温度；以及
热交换器，其安装在空调装置中并且连接到第一冷却液管线和第二冷却液管线，以接收在第一冷却装置和第二冷却装置中循环的冷却液；
其中，所述热交换器连接到通过制冷剂阀连接到制冷剂管线的第一连接管线和第二连接管线，以通过与经由第一冷却液管线和第二冷却液管线供应的冷却液进行热交换来冷凝或蒸发制冷剂，使得制冷剂的流动方向根据车辆的多种模式的至少一种改变。


2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述空调装置包括：
加热、通风和空调模块，其连接至制冷剂管线并且包括门，所述门配置为根据车辆的多种模式中的制冷模式、加热模式以及加热和除湿模式来调节通过了蒸发器的环境空气，以选择性地流入安装在制冷剂管线上的内部冷凝器；
压缩机，其连接至蒸发器和内部冷凝器之间的制冷剂管线；
第一膨胀阀，其在安装在连接热交换器和蒸发器的制冷剂管线上；
第二膨胀阀，其安装在制冷剂连接管线上；
第一旁通管线，其通过制冷剂阀连接热交换器和压缩机，使得通过了热交换器的制冷剂选择性地流入压缩机；
第三膨胀阀，其安装在内部冷凝器和制冷剂阀之间的制冷剂管线上；以及
第二旁通管线，其第一端部连接至制冷剂阀，其第二端部连接至第一膨胀阀和蒸发器之间的制冷剂管线，使得通过了热交换器的制冷剂选择性地流入蒸发器。


3.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，所述第一连接管线的第一端部连接至制冷剂阀，所述第一连接管线的第二端部在制冷剂阀的一侧连接至热交换器。


4.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，所述第二连接管线的第一端部连接至制冷剂阀，所述第二连接管线的第二端部在制冷剂阀的另一侧连接至连接蒸发器和热交换器的制冷剂管线。


5.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，副冷凝器在制冷剂管线上安装在热交换器和蒸发器之间。


6.根据权利要求5所述的车辆的热泵系统，其中，当热交换器冷凝制冷剂时，副冷凝器通过与环境空气进行热交换来额外地冷凝在热交换器处冷凝的制冷剂。


7.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，当利用与制冷剂进行了热交换的冷却液来冷却电池模块时，操作第二膨胀阀，使得第二膨胀阀配置为使流动通过制冷剂连接管线的制冷剂膨胀并将膨胀后的制冷剂供应至激冷器。


8.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，在车辆的加热模式以及加热和除湿模式下，第三膨胀阀使从内部冷凝器供应的制冷剂选择性地膨胀。


9.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，
所述第一阀配置为选择性地连接第二散热器和激冷器之间的第二冷却液管线和电池冷却液管线；
所述第一冷却装置进一步包括：第一分支管线，所述第一分支管线通过第二阀连接至第一散热器和第一泵之间的第一冷却液管线，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成斌，金兑禧，赵完济，
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