包括空气调节环路和载热流体回路的热管理系统技术方案

本发明专利技术涉及包括空气调节环路和载热流体回路的热管理系统。一种用于汽车的热管理系统（１），包括：环路（２），致冷流体在其中循环并包括压缩机（４）、第一降压装置（６）、外部热交换器（８）和蒸发器（１４）；回路（２０），载热流体在其中循环并包括至少一个泵（２２）和连接至环路（２）的第一致冷剂－载热体热交换器（３０），回路（２０）包括连接至环路（２）的第二致冷剂－载热体热交换器（３２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于汽车的热管理系统，包括空气调节环路和载热流体回路。
技术介绍
由于环境原因，给电动汽车或者混合动力汽车带来发展。这些汽车的特征是全部 (电动汽车)或者部分(混合动力汽车)用电动机代替热力发动机。于是，电动汽车和混合动力汽车有下列要求·在冬季时期由于电动机不能散发足够的热量来满足汽车车厢内部空气热处理的 要求，需要管理热量的欠缺。·满足构成电动汽车或混合动力汽车的不同辅助设备，诸如电池组、制动系统、车 厢空气、汽车推进系统的热控制。这种热控制应该是有效的、可靠的，保证辅助设备的使用 寿命和乘客所要求的热学舒适度。·对车厢空气进行热处理时，限制电池组的电耗，以保持汽车驾驶良好的自主性。·对辅助设备进行热控制时，限制电池组的电耗。为此，已知利用一种可以像热泵那样运行的空气调节环路，所述空气调节环路与 有载热流体在其中循环的回路结合在一起。这个空气调节环路包括压缩机、位于汽车前脸 的外部热交换器、降压装置和装在通风、加热和/或空气调节系统内部的蒸发器。按照空气 调节环路的正常运行模式，外部热交换器保证致冷流体的冷却，而按照所谓“热泵”运行模 式，则保证致冷流体的加热。位于通风、加热和/或空气调节系统内部的蒸发器允许冷却在 其中穿过的空气并加热致冷流体。回路包括泵、安装在通风、加热和/或空气调节系统内部 的散热器和致冷剂-载热体热交换器。该散热器保证穿过其中的空气的加热。致冷剂-载 热体热交换器，位于空气调节环路压缩机的出口，允许空气调节环路的高压致冷流体向穿 过空气-载热体热交换器的空气的加热用的回路的载热流体进行热交换。从美国文献US 5641016已知这样的一种装置。但是，当正常(正常模式或者空气调节模式)使用空气调节环路时，设置在汽车前 脸(face avant)的外部热交换器的尺寸这样确定，使之能够保证最优地冷却在其中穿过的 致冷流体。不过，针对冷却致冷流体而确定的尺寸不适宜于“热泵”模式下的致冷流体的冷 却，并意味着在“热泵”模式下热学性能差。于是，在“热泵”模式下能够利用热交换器作为 蒸发器这一事实，意味着该空气调节环路的性能系数受到限制。事实上，外部热交换器尺寸 的确定是致冷剂和空气流之间令人满意的交换面积与空气流和/或致冷剂适当负载的损 失之间的一种折衷。可是，这两个判据(交换面积和负载损失)无法最优地确定。特别地， 对于增大交换面积所需要的尺寸确定的概念的安排，以及减少该负载损失的需要，导致该 环路在正常模式下外部热交换器性能下降，例如，改变外部热交换器的内部循环或者加大 散热片的间距，以避免水的滞留。
技术实现思路
本专利技术通过提出一种用于汽车的热管理系统来克服这些缺点，该热管理系统包括 环路，致冷流体在其中循环并包括压缩机、第一降压装置、外部热交换器和蒸发器；回路，载 热流体在其中循环并包括至少一个泵和连接至环路的第一致冷剂-载热体热交换器。回路 包括连接至环路的第二致冷剂-载热体热交换器。第二致冷剂-载热体热交换器的存在允许减轻环路性能系数的这一下降。一方 面，按照环路的运行模式，这两个热交换器中的每一个都对改善该环路的热学性能起作用。 另一方面，彼此结合使用时，这两个交换器作为一个传统环路的内部热交换器起作用，显著 改善该环路的性能系数。按照补充的其他特征器位于压缩机的入口 回路包括散热器。 回路包括内部冷凝器。第一致冷剂_载热体热交换器位于压缩机的出口，而第二致冷剂_载热体热交换回路包括至少一个辅助设备。辅助设备包括电池组、推进或牵引系统和/或电子电路装置。辅助设备位于泵的出口。回路包括空气_载热体热交换器。回路包括电热装置。回路包括储热装置。第一和第二致冷剂_载热体热交换器与储热装置串联设置。 储热装置位于第一致冷剂_载热体热交换器的入口。 第一和第二致冷剂_载热体热交换器与储热装置并联设置。 回路包括辅助泵。附图说明阅读以下参照附图作为示例给出的描述，本专利技术的其他特征、细节和优点将显得 更加清晰，附图中·图1是按照本专利技术热管理系统第一实施模式的一个方案；·图2是按照本专利技术热管理系统第一实施模式变形的一个方案；而 图3至3h示出了按照本专利技术热管理系统第二实施模式的不同的运行方式。具体实施例方式图1举例说明本专利技术的第一实施模式。该热管理系统1包括致冷流体在其中循环 的环路2。该致冷流体(下文中称为“致冷剂”)是R134a、C02(R744)或者R1234yf。该环 路2包括压缩机4、第一降压装置6、外部热交换器8、阀门10、第二降压装置12和蒸发器14 和气瓶16。该压缩机是电动的并由汽车电池组供给能量。外部热交换器8位于汽车的前 脸，来自汽车外部的空气流从其中穿过。蒸发器14位于通风、加热和/或空气调节系统S 的内部，主空气流F在所述系统S中循环流动以便在进入汽车车厢之前预先对其进行热处理。该第一 6和第二 12降压装置与外部热交换器8串联设置。更准确地说，第一降压装置 6位于外部热交换器的入口，而第二降压装置12位于外部热交换器8的出口。该热管理系统1还包括回路20，所述回路20内部循环有载热流体(下文中命名 “载热体”)，例如，加有乙二醇的水。该回路20包括泵22，阀门24，诸如汽车电池组、汽车 牵引或推进系统和其他所有散发出热量的电气装置等辅助设备26，储热装置28，第一致冷 剂_载热体热交换器30，第二致冷剂-载热体热交换器32，电热装置34，阀门36，散热器38 和空气-载热体热交换器40。储热装置28装有储热介质M。该储热介质M是具有相变化的材料，例如，水、乙二 醇、盐溶液或石蜡，并允许储存载热体在回路20中扩散的热量(就是说热)或者冷量(就 是说冷)。因而，该储热介质允许通过潜热(相变化)或显热积聚热能。以后还将更准确地 描述该储热装置28。第一致冷剂_载热体热交换器30连接至环路2。所谓“连接”是指该第一致冷 剂_载热体热交换器30包括致冷剂循环的通道。于是，致冷剂和载热体在第一致冷剂_载 热体热交换器30内部循环，因而允许在回路20的载热体和环路2的致冷剂之间进行热量 或冷量的交换。按照致冷剂的循环方向，在压缩机4的下游，第一致冷剂-载热体热交换器 30连接至环路2。换句话说，该第一致冷剂_载热体热交换器30连接至压缩机4的出口。第二致冷剂-载热体热交换器32连接至环路2。它允许在回路20的载热体和环 路2的致冷剂之间进行热量或冷量的交换。按照致冷剂的循环方向，在压缩机4的上游，该 第二致冷剂_载热体热交换器32连接至环路2。换句话说，该第二致冷剂_载热体热交换 器32连接至压缩机4的入口。电热装置34包括一些未示出的电阻元件，诸如正温度系数的石料(pierre)，允许 把来自汽车电池组的电能转换为热能。因而，这些电阻元件允许加热该载热体。在一个变 体中，电热装置34位于回路20中，而第二电热装置位于储热装置28的内部。散热器38位于通风、加热和/或空气调节系统S的内部，并允许在穿过散热器38 的主空气流F和载热体之间进行热交换。空气-载热体热交换器40位于汽车的前脸，并允许在外部空气流和载热体之间进 行热交换。如上所述，空气调节环路和上述回路的相互联系允许改善环路2的性能系数。另 外，该热管理系统1允许在“热泵”模式下给外部热交换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车的热管理系统（１），包括：环路（２），致冷流体在其中循环并包括压缩机（４）、第一降压装置（６）、外部热交换器（８）和蒸发器（１４）；回路（２０），载热流体在其中循环并包括至少一个泵（２２）和连接至环路（２）的第一致冷剂－载热体热交换器（３０），其特征在于，回路（２０）包括连接至环路（２）的第二致冷剂－载热体热交换器（３２）。

【技术特征摘要】
FR 2009-6-5 09/027401.一种用于汽车的热管理系统(1)，包括环路(2)，致冷流体在其中循环并包括压缩 机(4)、第一降压装置(6)、外部热交换器(8)和蒸发器(14)；回路(20)，载热流体在其中循 环并包括至少一个泵(22)和连接至环路(2)的第一致冷剂-载热体热交换器(30)，其特征 在于，回路(20)包括连接至环路(2)的第二致冷剂-载热体热交换器(32)。2.按照权利要求1的热管理系统(1)，其中，回路包括散热器(38)。3.按照权利要求1的热管理系统(1)，其中，回路包括内部冷凝器(39)。4.按照上述权利要求中任何一项的热管理系统(1)，其中，第一致冷剂-载热体热交换 器(30)位于压缩机(4)的出口，而第二致冷剂-载热体热交换器(32)位于压缩机(4)的 入口。5.按照上述权利要求中任何一项的热管理系统(1)，其中，回路(20)包括至少一个辅 助设备(26)。6.按照权利要求5的热管理系统(1)，其中，辅...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔内维厄，穆罕麦德亚希亚，让卢克瑟兹，托马斯卡顿，
申请(专利权)人：法雷奥热系统公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]