用于车辆的热泵系统技术方案

一种用于车辆的热泵系统，包括：阀、电气部件冷却装置、电池冷却装置、室内加热装置、室内冷却装置、集中能量装置和冷却装置，其中，第二管线通过第二阀选择性地流体连接到与散热器连接的第一管线流体；包括在集中能量装置中的冷凝器通过第三阀选择性地流体连接到第一管线或第二管线，以通过与冷却剂流经的第六管线中所提供的冷却剂进行热交换来冷凝通过制冷剂管线供应的制冷剂；并且第三管线的第一端部通过设置在第六管线中的第四阀选择性地流体连接到第六管线。连接到第六管线。连接到第六管线。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的热泵系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年12月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10
‑
2021
‑
0174826号的优先权益，出于所有目的，其全部内容出于各种目的通过引用而合并于此。


[0003]本专利技术涉及一种用于车辆的热泵系统。更具体地，本专利技术涉及一种用于车辆的热泵系统，其能够通过选择性地使用冷却器(制冷剂和冷却剂在其中进行热交换)来控制电池模块的温度，并且能够通过选择性地使用高温冷却剂和低温冷却剂来冷却或加热车辆内部。

技术介绍

[0004]通常，车辆的空调系统包括用于循环制冷剂以加热或冷却车辆内部的空调。
[0005]无论外部温度如何变化，空调系统均可以通过将车辆的室内温度保持在适当的温度来保持清新的室内环境，空调系统配置为在通过驱动压缩机排出的制冷剂通过冷凝器、接收器干燥器、膨胀阀和蒸发器再次循环至压缩机的过程中，通过冷凝器和蒸发器进行热交换来加热或冷却车辆内部。
[0006]换言之，在空调系统中，在夏季制冷模式下，由压缩机压缩的高温高压气体制冷剂通过冷凝器冷凝，然后经接收器干燥器和膨胀阀由蒸发器蒸发，以降低室内温度和湿度。
[0007]最近，随着对能源效率和环境污染的关注日益增加，需要开发一种能够基本上替代内燃机车辆的环境友好型车辆，环境友好型车辆通常分为电动车辆(通常使用燃料电池或电力作为动力源进行驱动)和混合动力车辆(使用发动机和电池驱动)。
[0008]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，这与普通车辆的空调不同，并且应用于环境友好型车辆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，氧气和氢气的化学反应能被转换为电能以产生驱动力，并且在这个过程中，通过燃料电池中的化学反应产生热能，因此，需要有效地去除所产生的热量以确保燃料电池的性能。
[0010]即使在混合动力车辆中，驱动力也是通过使用由燃料电池或电池以及由普通燃料驱动的发动机所提供的电力来驱动电机而产生的，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，才能确保电机的性能。
[0011]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、冷却部和热泵系统应各自具有独立电路，以防止电机、电气部件和包括燃料电池在内的电池发热。
[0012]因此，设置在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量增加，并且用于分别向发动机室内的热泵系统、冷却装置和电池冷却系统供应制冷剂或冷却剂的连接管的布局变得复杂。
[0013]此外，由于根据车辆的状态，单独地提供用于加热或冷却电池的电池冷却系统，以使电池可以在最佳状态下工作，因此应用了用于连接各自的连接管的多个阀，由此噪音和振动会传递到车辆内部，从而导致乘坐舒适性较差。
[0014]此外，当加热车辆内部时，由于缺乏热源而导致加热性能降低，由于使用电加热器导致耗电量增加，并且压缩机的功耗增加。
[0015]本专利技术的背景部分包含的信息仅用于增强对本专利技术的总体背景的理解，而不应被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

技术实现思路

[0016]本专利技术的各方面旨在为车辆提供一种热泵系统，其能够通过使用一个冷却剂和制冷剂在其中进行热交换的冷却装置来控制电池模块的温度，并且能够通过在车辆的加热模式下回收各种热源的热量并将其用于室内加热来提高加热效率。
[0017]本专利技术的各个方面旨在提供一种用于车辆的热泵系统，包括：电气部件冷却装置，包括设置在第一管线中的散热器和第一水泵，并且在所述第一管线中循环冷却剂以冷却设置在第一管线中的至少一个电气部件；电池冷却装置，包括设置在第二管线中的第二水泵和电池模块，并且在电池模块中循环冷却剂；室内加热装置，包括设置在第三管线中的第三水泵和加热器以通过使用高温冷却剂来加热车辆内部；室内冷却装置，包括通过第四管线相互连接的第四水泵和冷却器以使用低温冷却剂冷却车辆内部；集中能量(CE)装置，在集中能量装置中，为了向室内加热装置供应高温冷却剂和向室内冷却装置供应低温冷却剂，在制冷剂管线中循环的制冷剂在冷凝和蒸发期间产生的热能与被引入的冷却剂交换，以控制冷却剂的温度；以及冷却装置，该冷却装置连接到与制冷剂管线连接的制冷剂连接管线，冷却装置设置在分别通过第一阀和第二阀连接到第一管线和所述第二管线的第五管线中，并且通过将选择性引入的冷却剂与制冷剂进行热交换来控制冷却剂的温度，其中，第二管线通过第二阀选择性地流体连接到与散热器连接的第一管线；包括在集中能量装置中的冷凝器通过第三阀选择性地流体连接到第一管线或所述第二管线，以通过与冷却剂流经的第六管线中提供的冷却剂进行热交换来冷凝通过制冷剂管线供应的制冷剂，并且第三管线的第一端部通过设置在第六管线中的第四阀选择性地流体连接到第六管线。
[0018]集中能量装置可以包括：第一膨胀阀，通过制冷剂管线与冷凝器连接；蒸发器，通过制冷剂管线与第一膨胀阀连接，并与第四管线连接，并通过制冷剂和冷却剂的热交换蒸发制冷剂，同时降低冷却剂的温度；压缩机，设置在蒸发器和冷凝器之间的制冷剂管线中；以及储液器，设置在蒸发器和压缩机之间的制冷剂管线中，其中，制冷剂连接管线的第一端部与冷凝器和第一膨胀阀之间的制冷剂管线连接，并且，制冷剂连接管线的第二端部与蒸发器和储液器之间的制冷剂管线连接。
[0019]第一管线可以设置有通过第一阀选择性地与第六管线流体连接的第一分支管线，第三管线的另一端部可以在第六管线与第一分支管线相交的位置与第六管线连接，并且第六管线可以通过第四阀与散热器连接管线连接，从而可以通过第四阀的操作选择性地与散热器流体连接。
[0020]散热器连接管线的一端部可以与第四阀连接，散热器连接管线的另一端部可以与散热器连接。
[0021]一种用于车辆的热泵系统，还可以包括：供应管线，包括与第三管线连接的第一端部和与电池模块连接的第二端部；第五阀，设置在第二阀和散热器之间的第一管线中；旁通管线，通过第五阀的操作将与第二阀连接的第一管线与连接到第一水泵的第一管线选择性
地流体连接，使得冷却剂在不流经散热器的情况下循环到至少一个电气部件；以及第二分支管线，通过第三阀的操作将第二管线地与第五管线选择性地流体连接。
[0022]当在车辆的冷却模式下冷却电池模块时：在电气部件冷却装置中，第一水泵可以操作；可以通过操作第一阀打开第一分支管线；第五管线可以通过第一阀的操作不与第一管线连接；在第六管线和散热器连接管线通过第四阀的操作相连接的状态下，第三管线和供应管线可以关闭；冷却剂可以沿打开的第一管线、第一分支管线、第六管线和散热器连接管线循环通过散热器、至少一个电气部件和冷凝器；在电池冷却装置中，第二水泵可以操作；第二管线可以通过第二阀的操作与第五管线连接；与散热器连接的第一管线可以通过第二阀的操作关闭；第二分支管线可以通过操作第三阀打开；与第二管线连接的第六管线的一部分可以通过第三阀的操作关闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的热泵系统，所述热泵系统包括：电气部件冷却装置，包括设置在第一管线中的散热器和第一水泵，并且在所述第一管线中循环冷却剂以冷却设置在第一管线中的至少一个电气部件；电池冷却装置，包括设置在第二管线中的第二水泵和电池模块，并且在所述电池模块中循环冷却剂；室内加热装置，包括设置在第三管线中的第三水泵和加热器以通过使用高温冷却剂来加热车辆内部；室内冷却装置，包括通过第四管线相互连接的第四水泵和冷却器以使用低温冷却剂冷却车辆内部；集中能量(CE)装置，在所述集中能量装置中，为了向所述室内加热装置供应高温冷却剂和向所述室内冷却装置供应低温冷却剂，在制冷剂管线中循环的制冷剂在冷凝和蒸发期间产生的热能与被引入的冷却剂交换，以控制冷却剂的温度；以及冷却装置，所述冷却装置连接到与所述制冷剂管线连接的制冷剂连接管线，所述冷却装置设置在分别通过第一阀和第二阀连接到所述第一管线和所述第二管线的第五管线中，并且通过将选择性引入的冷却剂与制冷剂进行热交换来控制冷却剂的温度，其中，所述第二管线通过所述第二阀选择性地流体连接到与所述散热器连接的所述第一管线，其中，包括在所述集中能量装置中的冷凝器通过第三阀选择性地流体连接到所述第一管线或所述第二管线，以通过与冷却剂流经的第六管线中提供的冷却剂进行热交换来冷凝通过所述制冷剂管线供应的制冷剂，并且其中，所述第三管线的第一端部通过设置在所述第六管线中的第四阀选择性地流体连接到第六管线。2.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述集中能量装置包括：第一膨胀阀，通过所述制冷剂管线与所述冷凝器连接；蒸发器，通过所述制冷剂管线与所述第一膨胀阀连接，并与所述第四管线连接，并通过制冷剂和冷却剂的热交换蒸发制冷剂，同时降低冷却剂的温度；压缩机，设置在所述蒸发器和所述冷凝器之间的所述制冷剂管线中；以及储液器，设置在所述蒸发器和所述压缩机之间的所述制冷剂管线中，并且其中，所述制冷剂连接管线的第一端部与所述冷凝器和所述第一膨胀阀之间的所述制冷剂管线连接，并且其中，所述制冷剂连接管线的第二端部与所述蒸发器和所述储液器之间的所述制冷剂管线连接。3.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述第一管线设置有通过所述第一阀选择性地与所述第六管线流体连接的第一分支管线，其中，所述第三管线的第二端部在所述第六管线与所述第一分支管线相交的位置与所述第六管线连接，并且其中，所述第六管线通过所述第四阀与散热器连接管线连接，使得所述第六管线通过
所述第四阀的操作选择性地与所述散热器流体连接。4.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述散热器连接管线的第一端部与所述第四阀连接，并且所述散热器连接管线的第二端部与所述散热器连接。5.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵系统，还包括：供应管线，包括与所述第三管线连接的第一端部和与所述电池模块连接的第二端部；第五阀，设置在所述第二阀和所述散热器之间的所述第一管线中；旁通管线，通过所述第五阀的操作将与所述第二阀连接的所述第一管线与连接到所述第一水泵的所述第一管线选择性地流体连接，使得冷却剂在不流经所述散热器的情况下循环到至少一个电气部件；以及第二分支管线，通过所述第三阀的操作将所述第二管线与所述第五管线选择性地流体连接。6.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述旁通管线的端部与所述第一水泵和所述散热器之间的所述第一管线固定连接。7.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中，所述第二分支管线的端部与所述第一阀和所述冷却装置之间的所述第五管线固定连接。8.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵系统，其中，当在所述车辆的冷却模式下冷却所述电池模块时：在所述电气部件冷却装置中，所述第一水泵操作；通过所述第一阀的操作打开所述第一分支管线；通过所述第一阀的操作，所述第五管线不与所述第一管线连接；在所述第六管线和所述散热器连接管线通过所述第四阀的操作连接的状态下，所述第三管线和所述供应管线关闭；冷却剂沿打开的所述第一管线、所述第一分支管线、所述第六管线和所述散热器连接管线循环通过所述散热器、至少一个电气部件和所述冷凝器；在所述电池冷却装置中，所述第二水泵操作；所述第二管线通过所述第二阀的操作与所述第五管线连接；与所述散热器连接的第一管线通过所述第二阀的操作关闭；所述第二分支管线通过所述第三阀的操作打开；与第二管线连接的所述第六管线的一部分通过所述第三阀的操作关闭；已通过所述电池模块的冷却剂沿从所述第二管线打开的所述第二分支管线和所述第五管线流经所述冷却装置，然后在通过所述第二阀流回所述第二管线的同时沿打开的所述第二管线、所述第五管线和所述第二分支管线循环；在所述集中能量装置中，各组成元件操作使得制冷剂沿所述制冷剂管线循环；并且在所述室内冷却装置中，所述第四水泵操作，使得冷却剂沿连接所述蒸发器和所述冷却器的所述第四管线循环，以将通过在所述集中能量装置中设置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成斌，吴东锡，赵完济，金载然，朴南昊，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：