带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统及其控制方法，包括冷媒循环系统、冷冻液循环系统、第一热管理系统和第二热管理系统；冷媒循环系统连通于冷冻液循环系统，将冷媒的发热量和制冷量传递至冷却液循环系统；第一热管理系统连通于冷冻液循环系统，对电池包进行冷却或加热；第二热管理系统连通于冷冻液循环系统，对电机进行冷却；第二热管理系统还将冷却液循环系统和第一热管理系统中的废热散发到空气中。本发明专利技术系统及其控制方法，复合多种热管理功能，其控制方法完善、合理、科学，因采用了集成模块理念，可有效缩小热泵空调与热管理系统组件的布置空间，利于轻量化，从而有效提高空调系统的能效比，达到节能降耗的目的。能降耗的目的。能降耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及空调及热管理系统
，具体而言，涉及一种带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前，随着新能源汽车迅猛发展，为解决纯电动车续航里程短的问题，人们对车用空调及热管理系统的节能降耗、轻量化、模块化、舒适度以及耐久性等涉及到诸多功能性与性能的要素，提出了更高的要求。
[0003]现有技术中，提出了可集成式的空调与热管理系统的技术，该技术由于具有布置方便、功能齐全、高效节能、控制自由、便于安装维护等优点，是新能源车用空调及热管理系统发展的一个重要方向与趋势。
[0004]此外，该项技术，还可以广泛应用于基站空调、储能或充电桩热管理等设备或产品，通过热管理系统实现电池、电机、电驱、电控等部件的多合一的加热、冷却、通水自循环等功能或要求，满足客户节能环保、智能控制等多方面要求。
[0005]然而，在现有技术中，在应用带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统时，存在如下问题，如零部件繁多，尤其是冷媒管路、冷冻液管路复杂，不好布置，热管理系统功耗大，COP值低，车用空调及电池、电机、电驱、电控等多合一部件热管理控制功能不齐，性能较差，以及不满足轻量化、可装配性、可维护性、耐久性等缺点。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提出了一种带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统及其控制方法，旨在解决现有的可集成式的空调与热管理系统中的零部件繁多、管路复杂以及热管理控制功能不齐的问题。
[0007]一个方面，本专利技术提出了一种带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统，包括：冷媒循环系统、冷冻液循环系统、第一热管理系统和第二热管理系统；其中，
[0008]所述冷媒循环系统连通于所述冷冻液循环系统，以将冷媒的发热量和制冷量传递至所述冷却液循环系统；
[0009]所述第一热管理系统连通于所述冷冻液循环系统，所述第一热管理系统用于对电池包进行冷却；
[0010]所述第二热管理系统连通于所述冷冻液循环系统，所述第二热管理系统用于对电机进行冷却；所述第二热管理系统还用于将所述冷却液循环系统和第一热管理系统中的废热散发到空气中。
[0011]进一步地，所述冷媒循环系统包括电动压缩机、水冷冷凝器带储液罐、第一电子膨胀阀、板式换热器、膨胀阀带截止阀、蒸发器、鼓风机、第一冷媒三通管和第二冷媒三通管；其中，
[0012]所述电动压缩机的排气端与所述水冷冷凝器带储液罐的进口端连接，所述水冷冷
凝器带储液罐的出口端与所述第一冷媒三通管入口端连接，所述第一冷媒三通管的出口端与所述第一电子膨胀阀入口端连接，所述第一电子膨胀阀出口端与所述板式换热器的入口端连接，所述板式换热器的出口端与所述第二冷媒三通管的入口端连接，所述第一冷媒三通管出口端与所述膨胀阀带截止阀入口端连接，所述膨胀阀带截止阀出口端与所述蒸发器的入口端连接，所述蒸发器的出口端与所述第二冷媒三通管的入口端连接，所述第二冷媒三通管的出口端与电动压缩机的吸气端连接。
[0013]进一步地，所述冷冻液循环系统包括第一电子水泵、水陶瓷加热器、加热器、三通水阀、第二五通阀、第三五通阀、第一五通阀、第一水三通管和第三水三通管；其中，
[0014]所述第一电子水泵出口端与水陶瓷加热器的入口端连接，所述水陶瓷加热器的出口端与加热器的入口端连接；所述水加热器的出口端与三通水阀的a端连接；所述三通水阀的b端与第二水三通管的一端连接；所述三通水阀的c端与水冷冷凝器带储液罐的冷冻液入口端连接；所述水冷冷凝器带储液罐的冷冻液的出口端与第二五通阀的入口端2#连接；所述第一水三通管一端与第二五通阀的出口端1#连接；所述第二五通阀的出口端3#与第三水三通管一端连接；所述第三水三通管一端与第一五通阀的出口端1#连接；所述第一五通阀的出口端5#与板式换热器的冷冻液入口端连接；所述板式换热器的冷冻液出口端与第二五通阀的入口端4#连接；所述第二五通阀的出口端5#与第三五通阀的2#端连接；所述第三五通阀的3#端与第一水三通管一端连接；所述第一水三通管(53)一端与第二水三通管(54)一端连接；所述第三水三通管(55)一端与第一电子水泵入口端连接，所述鼓风机设置在蒸发器的通风口一侧。
[0015]进一步地，所述第一热管理系统包括第二电子水泵、电池包和第二水三通管；其中，
[0016]所述第二电子水泵的出口端与电池包的入口端连接；所述电池包的出口端与第一五通阀入口端4#连接；所述第二水三通管一端与第二电子水泵连接。
[0017]进一步地，所述第二热管理系统包括第三电子水泵、低温散热器、电子风扇、第四水三通管、补水壶、电机及相关元件、第五水三通管；其中，
[0018]所述第三子水泵出口端与第一五通阀入口端2#连接；所述第一五通阀出口端3#与第三五通阀入口端4#连接；所述第三五通阀出口端5#与低温散热器入口端连接；所述低温散热器出口端与第四水三通管的一端连接，所述低温散热器出口端与补水壶的一端连接；所述补水壶另一端与第五水三通管一端连接；所述的第三五通阀出口端1#与第四水三通管的一端连接；所述第四水三通管一端与电机及相关元件的进口端连接；所述电机及相关元件出口端与第五水三通管一端连接；所述第五水三通管一端与第三子水泵入口端；所述电子风扇设置在所述低温散热器的通风口一侧。
[0019]另一方面，本专利技术还提出了一种带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统的控制方法，该控制方法采用上述五通阀的带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统进行实施，包括：
[0020]根据用户需求设定若干工作模式，根据确定的不同的工作模式控制所述带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统的工作状态。
[0021]进一步地，在根据用户需求设定若干工作模式时，分别获取乘客舱需求、电池需求和电机模块需求，根据获取的不同的所述乘客舱需求、电池需求和电机模块需求设定不同
的工作模式的；其中，所述电机及相关元件需求为电机、电控模块、ACDC模块和DCAC模块的多合一需求。
[0022]进一步地，所述乘客舱需求中，0代表无需求或通风、2代表加热、3代表制冷，4代表采暖除湿；
[0023]所述电池需求中，0代表无需求、1代表均温、2代表加热，3代表冷却；
[0024]所述电机模块需求中，0代表无需求，1代表散热；
[0025]根据不同的所述乘客舱需求、电池需求和电机模块需求设定的工作模式分别为：1模式
‑
17
’
模式。
[0026]进一步地，设定的所述1模式
‑
17
’
模式具体为：
[0027]1模式：乘客舱需求0、电池需求0、电机模块需求1；(不利用电机余热)；
[0028]1’
模式：乘客舱需求0、电池需求0、电机模块需求1；(利用电机余热)；
[0029]2模式：乘客舱需求2、电池需求0、电机模块需求1；(热泵)；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统，其特征在于，包括：冷媒循环系统(A)、冷冻液循环系统(B)、第一热管理系统(C)和第二热管理系统(D)；其中，所述冷媒循环系统(A)连通于所述冷冻液循环系统(B)，以将冷媒的发热量和制冷量传递至所述冷却液循环系统(B)；所述第一热管理系统(C)连通于所述冷冻液循环系统(B)，所述第一热管理系统(C)用于对电池包进行冷却和加热；所述第二热管理系统(D)连通于所述冷冻液循环系统(B)，所述第二热管理系统(D)用于对电机进行冷却；所述第二热管理系统(D)还用于将所述冷却液循环系统(B)和第一热管理系统(C)中的废热散发到空气中。2.根据权利要求1所述的带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统，其特征在于，所述冷媒循环系统(A)包括电动压缩机(1)、水冷冷凝器带储液罐(2)、第一电子膨胀阀(3)、板式换热器(4)、膨胀阀带截止阀(5)、蒸发器(6)、鼓风机(31)、第一冷媒三通管(41)和第二冷媒三通管(42)；其中，所述电动压缩机(1)的排气端与所述水冷冷凝器带储液罐(2)的进口端连接，所述水冷冷凝器带储液罐(2)的出口端与所述第一冷媒三通管(41)入口端连接，所述第一冷媒三通管(41)的出口端与所述第一电子膨胀阀(3)入口端连接，所述第一电子膨胀阀(3)出口端与所述板式换热器(4)的入口端连接，所述板式换热器(4)的出口端与所述第二冷媒三通管(42)的入口端连接，所述第一冷媒三通管(41)出口端与所述膨胀阀带截止阀(5)入口端连接，所述膨胀阀带截止阀(5)出口端与所述蒸发器(6)的入口端连接，所述蒸发器(6)的出口端与所述第二冷媒三通管(42)的入口端连接，所述第二冷媒三通管(42)的出口端与电动压缩机(1)的吸气端连接。3.根据权利要求2所述的带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统，其特征在于，所述冷冻液循环系统(B)包括第一电子水泵(10)、水陶瓷加热器(11)、加热器(12)、三通水阀(13)、第二五通阀(15)、第三五通阀(16)、第一五通阀(17)、第一水三通管(53)和第三水三通管(55)；其中，所述第一电子水泵(10)出口端与水陶瓷加热器(11)的入口端连接，所述水陶瓷加热器(11)的出口端与加热器(12)的入口端连接；所述水加热器(12) 的出口端与三通水阀(13)的a端连接；所述三通水阀(13)的b端与第二水三通管(54)的一端连接；所述三通水阀(13)的c端与水冷冷凝器带储液罐(2)的冷冻液入口端连接；所述水冷冷凝器带储液罐(2)的冷冻液的出口端与第二五通阀(15)的入口端2#连接；所述第一水三通管(53)一端与第二五通阀(15)的出口端1#连接；所述第二五通阀(15)的出口端3#与第三水三通管(55)一端连接；所述第三水三通管(55)一端与第一五通阀(17)的出口端1#连接；所述第一五通阀(17)的出口端5#与板式换热器(4)的冷冻液入口端连接；所述板式换热器(4)的冷冻液出口端与第二五通阀(15)的入口端4#连接；所述第二五通阀(15)的出口端5#与第三五通阀(16)的2#端连接；所述第三五通阀(16)的3#端与第一水三通管(53)一端连接；所述第一水三通管(53)一端与第二水三通管(54)一端连接；所述第三水三通管(55)一端与第一电子水泵(10)入口端连接，所述鼓风机(31)设置在蒸发器(12)的通风口一侧。4.根据权利要求3所述的带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统，其特征在于，所述第一热管理系统(C)包括第二电子水泵(23)、电池包(22)和第二水三通管(54)；其
中，所述第二电子水泵(23)的出口端与电池包(22)的入口端连接；所述电池包(22)的出口端与第一五通阀(17)入口端4#连接；所述第二水三通管(54)一端与第二电子水泵(23)连接。5.根据权利要求4所述的带五通阀的可集成式热泵空调与热管理系统，其特征在于，所述第二热管理系统(D)包括第三电子水泵(21)、低温散热器(18)、电子风扇(32)、第四水三通管(56)、补水壶(19)、电机及相关元件(20)、第五水三通管(57)；其中，所述第三子水泵(21)出口端与第一五通阀(17)入口端2#连接；所述第一五通阀(17)出口端3#与第三五通阀(16)入口端4#连接；所述第三五通阀(16)出口端5#与低温散热器(18)入口端连接；所述低温散热器(18)出口端与第四水三通管(56)的一端连接，所述低温散热器(18)出口端与补水壶(19)的一端连接；所述补水壶(19)另一端与第五水三通管(57)一端连接；所述的第三五通阀(16)出口端1#与...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文洪，
申请(专利权)人：江西新电汽车空调系统有限公司，
类型：发明
国别省市：