用于车辆的热泵系统技术方案

本申请提供了一种用于车辆的热泵系统，该热泵系统包括：冷却装置，配置成使冷却剂在冷却剂管路中的循环以冷却在冷却剂管路中设置的至少一个电子部件；电池冷却装置，配置成使冷却剂在电池模块中循环；加热装置，配置成通过使用冷却剂来加热车辆内部；以及冷却器，配置成通过冷却剂与制冷剂的热交换调节冷却剂的温度，其中，冷却器通过设置在散热器和第二阀之间的冷却剂管路中的第三阀连接至冷却器连接管路，并且储液罐设置在散热器和第二阀之间的冷却剂管路中，并且该储液罐连接至供应管路，从而通过该供应管路连接第一阀和第一水泵。泵。泵。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的热泵系统
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求在2021年5月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
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2021
‑
0057606号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。


[0003]本公开涉及一种用于车辆的车辆热泵系统，更具体地，涉及这样一种用于车辆的热泵系统：该热泵系统通过使用单个冷却器(chiller)(在其中制冷剂和冷却剂进行热交换)来调节电池模块的温度，并且通过在车辆的加热模式中使用多种热源来改善热效率。

技术介绍

[0004]一般而言，用于车辆的空调装置包括空调系统，该空调系统用于使冷却剂或制冷剂循环以加热或冷却车辆内部。
[0005]这种空调装置可以通过在不管室外温度怎么变化的情况下将车辆的车内温度维持在适合的温度以维持清新的车内条件，该空调装置配置成通过蒸发器的热交换的过程来加热或冷却车辆内部，在该过程中，由驱动压缩机排出的制冷剂通过冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀和蒸发器再次循环到压缩机。
[0006]即，在空调装置的夏日冷却模式中，经过压缩机压缩的高温和高压的气态制冷剂通过冷凝器冷凝，随后由蒸发器蒸发并通过贮液干燥器和膨胀阀以降低车内温度和湿度。
[0007]最近，随着对能源效率和环境污染的关注逐渐地增加，需要开发能够大量地替代具有内燃发动机的车辆的环境友好型车辆，并且通常环境友好型车辆被分类为通常使用燃料电池或电力作为动力源驱动的电动车辆，以及使用发动机和电池驱动的混合动力车辆。
[0008]与普通车辆的空调不同的是在环境友好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，并且在环境友好型车辆中应用的空调通常被称为热泵系统。
[0009]在使用燃料电池的电动车辆的情况下，将氧气和氢气的化学反应能量转变成电能以产生驱动力，并且在这个过程中，通过在燃料电池中的化学反应产生热能，而作为结果，为了确保燃料电池的性能需要有效地移除产生的热。
[0010]即使在混合动力汽车中，驱动力是通过使用由燃料电池或电池供应的电力与用普通燃料致动的发动机一起来驱动电机而产生的，而作为结果，可以仅通过有效地移除从燃料电池或电池和电机产生的热来确保电机的性能。
[0011]因此，在传统混合动力车辆或电动车辆中，电池冷却系统、冷却工具，以及热泵系统应该配置成具有各自单独的电路以防止电机、电子部件，以及包含燃料电池的电池产生热。
[0012]因此，设置在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量增加了，并且用于将制冷剂和冷却剂供应至热泵系统的连接管的布局、冷却工具，以及在发动机隔室内的电池冷却系统都变得复杂了。
[0013]另外，由于用于加热或冷却电池的电池冷却系统是根据车辆的状态单独地设置
的，以便电池可以以最佳状态操作，由于应用多个阀来连接相应的连接管，所以噪声和震动传送至车辆内部从而导致了差的乘坐舒适性。
[0014]在背景部分公开的以上信息仅用于加强对本公开的背景的理解，并且因此，它可能包含并不构成在本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0015]本公开致力于提供一种用于车辆的热泵系统，该热泵系统通过使用在制冷剂和冷却剂之间进行热交换的单个冷却器调节电池模块的温度并通过回收来自多种热源的热来改善加热效率并使用该热加热车内。
[0016]本公开的实施例提供了一种用于车辆的热泵系统，包括：冷却装置，配置成包括散热器，该散热器连接至冷却剂管路和第一水泵，并且该冷却装置配置成使冷却剂在冷却剂管路中循环以冷却在冷却剂管路中设置的至少一个加热元件；电池冷却装置，配置成包括第二水泵，该第二水泵连接至电池冷却剂管路和电池模块，并且该电池冷却装置配置成使冷却剂在电池模块中循环；以及冷却器，连接至电池冷却装置，并且该冷却器通过制冷剂连接管路与空调装置的制冷剂管路连接，以通过将在电池冷却剂管路中循环的冷却剂与从空调装置选择性地供应的制冷剂热交换来调节冷却剂的温度；其中，空调装置包括设置在其中的主热交换器，该主热交换器连接至冷却剂管路，并且根据车辆冷却模式或至少一个加热模式，通过将制冷剂与通过冷却剂管路供应的冷却剂热交换，以使该制冷剂冷凝或蒸发；该空调装置还包括旁路管路，该旁路管路通过制冷剂阀连接至制冷剂管路以使已经经过主热交换器的制冷剂选择性地引入到压缩机中，并且至少一个加热模式通过选择性地使用加热元件、外部空气或电池模块的余热来操作。
[0017]空调装置还可包括：内部冷凝器，通过制冷剂管路连接至主热交换器；蒸发器，通过制冷剂管路连接至主热交换器；压缩机，通过制冷剂管路连接至蒸发器；第一膨胀阀，设置在制冷剂管路中以连接主热交换器和蒸发器；第二膨胀阀，设置在制冷剂连接管路中；以及第三膨胀阀，设置在内部冷凝器和主热交换器之间的制冷剂管路中。
[0018]在至少一个加热模式中，第三膨胀阀可以使已经经过内部冷凝器的制冷剂膨胀以将该制冷剂供应至主热交换器。
[0019]空调装置还可包括副热交换器，该副热交换器设置在主热交换器和第一膨胀阀之间的制冷剂管路中。
[0020]副热交换器可以通过将在主热交换器中冷凝或蒸发的制冷剂与外部空气热交换，从而使该制冷剂进一步冷凝或蒸发。
[0021]制冷剂连接管路的第一端部可以连接至在副热交换器和第一膨胀阀之间的制冷剂管路，并且制冷剂连接管路的第二端部可以连接至在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管路。
[0022]旁路管路的第一端部可以连接至制冷剂阀，该制冷剂阀设置在主热交换器和副热交换器之间的制冷剂管路中，并且旁路管路的第二端部可以连接至储液器(accumulator)，该储液器设置在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管路中。
[0023]冷却装置还可以包括分支管路，该分支管路通过设置在散热器和第一水泵之间的冷却剂管路中的阀而连接至散热器和第一水泵之间的冷却剂管路。
[0024]当电池模块在车辆的冷却模式中被冷却时，在冷却装置中，通过操作第一水泵，使冷却剂可以在冷却剂管路中循环，通过阀的操作可以关闭分支管路，在电池冷却装置中，可以通过操作第二水泵，使冷却剂在电池冷却剂管路中循环，在空调装置中，可以通过操作第一膨胀阀打开连接到蒸发器的制冷剂管路，可以通过第二膨胀阀的操作打开制冷剂连接管路，并且可以通过制冷剂阀的操作关闭旁路管路。
[0025]至少一个加热模式可以包括：第一加热模式，间接地利用外部热源；第二加热模式，直接地和间接地利用外部热源；第三加热模式，直接利用外部热源并利用加热元件的余热，以及第四加热模式，利用加热元件的余热源。
[0026]当第一加热模式操作时，在冷却装置中可以通过操作第一水泵使冷却剂在冷却剂管路中循环，可以通过阀的操作关闭分支管路，在空调装置中可以通过操作第一膨胀阀关闭连接到蒸发器的制冷剂管路，可以通过第二膨胀阀的操作关闭制冷剂连接管路，通过制冷剂阀的操作可以关闭连接主热交换器和蒸发器的制冷剂管路，以及可以通过制冷剂阀的操作打开旁路管路。
[0027]当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的热泵系统，包括：冷却装置，配置成包括散热器，所述散热器连接至冷却剂管路和第一水泵，并且所述冷却装置配置成使冷却剂在所述冷却剂管路中循环，以冷却在所述冷却剂管路中设置的至少一个加热元件；电池冷却装置，配置成包括第二水泵，所述第二水泵连接至电池冷却剂管路和电池模块，并且所述电池冷却装置配置成使所述冷却剂在所述电池模块中循环；以及冷却器，连接至所述电池冷却装置，并且所述冷却器通过制冷剂连接管路与空调装置的制冷剂管路连接，以通过将在所述电池冷却剂管路中循环的所述冷却剂与从所述空调装置选择性地供应的制冷剂热交换来调节所述冷却剂的温度；其中，所述空调装置包括设置在其中的主热交换器，所述主热交换器连接至所述冷却剂管路，并且根据所述车辆的冷却模式或至少一个加热模式，通过将所述制冷剂与通过所述冷却剂管路供应的所述冷却剂热交换，以使所述制冷剂冷凝或蒸发；所述空调装置还包括旁路管路，所述旁路管路通过制冷剂阀连接至所述制冷剂管路以使已经经过所述主热交换器的所述制冷剂选择性地引入到压缩机中，并且所述至少一个加热模式通过选择性地使用所述加热元件、外部空气或所述电池模块的余热来操作。2.根据权利要求1所述的热泵系统，其中，所述空调装置还包括：内部冷凝器，通过所述制冷剂管路连接至所述主热交换器；蒸发器，通过所述制冷剂管路连接至所述主热交换器；压缩机，通过所述制冷剂管路连接至所述蒸发器；第一膨胀阀，设置在所述制冷剂管路中以连接所述主热交换器和所述蒸发器；第二膨胀阀，设置在所述制冷剂连接管路中；以及第三膨胀阀，设置在所述内部冷凝器和所述主热交换器之间的所述制冷剂管路中。3.根据权利要求2所述的热泵系统，其中，在所述至少一个加热模式中，所述第三膨胀阀使已经经过所述内部冷凝器的所述制冷剂膨胀以将所述制冷剂供应至所述主热交换器。4.根据权利要求2所述的热泵系统，其中，所述空调装置还包括副热交换器，所述副热交换器设置在所述主热交换器和所述第一膨胀阀之间的所述制冷剂管路中。5.根据权利要求4所述的热泵系统，其中，所述副热交换器通过将在所述主热交换器中冷凝或蒸发的所述制冷剂与外部空气热交换，从而使所述制冷剂进一步冷凝或蒸发。6.根据权利要求4所述的热泵系统，其中，所述制冷剂连接管路的第一端部连接至在所述副热交换器和所述第一膨胀阀之间的所述制冷剂管路，并且所述制冷剂连接管路的第二端部连接至在所述蒸发器和所述压缩机之间的所述制冷剂管路。7.根据权利要求4所述的热泵系统，其中，
所述旁路管路的第一端部连接至所述制冷剂阀，所述制冷剂阀设置在所述主热交换器和所述副热交换器之间的所述制冷剂管路中，并且所述旁路管路的第二端部连接至储液器，所述储液器设置在所述蒸发器和所述压缩机之间的所述制冷剂管路中。8.根据权利要求2所述的热泵系统，其中，所述冷却装置还包括分支管路，所述分支管路通过设置在所述散热器和所述第一水泵之间的所述冷却剂管路中的阀而连接至所述散热器和所述第一水泵之间的所述冷却剂管路。9.根据权利要求8所述的热泵系统，其中，当所述电池模块在所述车辆的所述冷却模式下被冷却时，在所述冷却装置中，通过操作所述第一水泵，使所述冷却剂在所述冷却剂管路中循环，通过所述阀的操作，所述分支管路关闭，在所述电池冷却装置中，通过操作所述第二水泵，使所述冷却剂在所述电池冷却剂管路中循环，在所述空调装置中，通过操作所述第一膨胀阀打开连接到所述蒸发器的所述制冷剂管路，并且通过所述第二膨胀阀的操作而打开所述制冷剂连接管路，并且通过所述制冷剂阀的操作，所述旁路管路关闭。10.根据权利要求8所述的热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：金载然，赵完济，徐兴锡，郑成斌，金渊浩，金载垸，赵祥彣，李承烈，金智恩，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
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