【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种用于车辆的热管理系统，更具体地，涉及一种能够在车辆中仅使用制冷剂执行加热和冷却的用于车辆的热管理系统。
技术介绍
1、一般而言，车辆配备有用于对整个车辆执行热管理的热管理系统。热管理系统管理用于室内空调、电力电子(pe)部件的冷却以及车辆中的电池的冷却或加热所需的能量。
2、用于车辆的热管理系统在广义上可以被定义为包括进行空气调节的空调系统和热泵系统以及使用冷却剂或制冷剂对电力系统的部件进行热管理和冷却的冷却系统。
3、现有技术的热管理系统包括压缩机、水冷式冷凝器(wcc)、冷却器、外部冷凝器(风冷式冷凝器)、内部热交换器(ihx)、膨胀阀等。
4、内部热交换器(ihx)可以是内部冷凝器、蒸发器、蓄能器等，并且压缩机、外部冷凝器、膨胀阀和蒸发器是构成常用空调系统的主要部件。
5、现有技术的热管理系统可以在以下模式下操作：向车辆室内供应加热的空气的加热模式、向车辆室内供应冷却的空气的冷却模式(空调模式)、向车辆室内供应除湿的空气的除湿模式等等。
6、当热管理系统在加热模式下操作时，可以使用制冷剂和电加热器(例如，ptc加热器)，并且当制冷剂的温度足够高时，即使不操作电加热器，也可以使用高温制冷剂加热室内。
7、在难以使用热泵系统的极低温外部空气的情况下，或者在难以回收来自电力电子部件或电池的废热的情况下，可以执行使用压缩机做功来加热室内的模式(cop＝1)(例如，执行特斯拉损耗模式(tesla lossy mode))。
8、当操作这
9、如上所述，当高温制冷剂和加热用空气通过内部冷凝器时，在内部冷凝器中制冷剂和空气之间发生热交换，并且制冷剂的热量传递到空气，因此通过该热交换被加热的空气可以被供应到车辆室内(热量排放到室内)，从而可以在不操作电加热器的情况下实现室内加热。
10、进一步地，在驱动压缩机的加热模式下，如上所述，由压缩机压缩的高温高压制冷剂中的一部分被送至内部冷凝器，并且另一部分被送至水冷式冷凝器，使得制冷剂分别在内部冷凝器和水冷式冷凝器中排放热量。因此，在内部冷凝器中制冷剂的热量传递到加热用空气(内部空气热排放)并且在水冷式冷凝器中制冷剂的热量传递到冷却剂。
11、如上所述，在驱动压缩机的加热模式下，冷却剂应通过操作冷却系统的电动热泵等通过冷却剂管路循环，以在水冷式冷凝器中排放热量。
12、在水冷式冷凝器中制冷剂的热量被传递到冷却剂，传递到冷却剂的热量在冷却器中被再次传递到制冷剂。冷却器是一种使制冷剂和冷却剂之间发生热交换的热交换器。
13、也就是说，在水冷式冷凝器中已经将热量传递到冷却剂的制冷剂通过膨胀阀流到冷却器，并且在水冷式冷凝器中接收热量的冷却剂也流到冷却器，因此在使制冷剂和冷却剂之间发生热交换的冷却器中，冷却剂的热量被再次传递到制冷剂。
14、在水冷式冷却系统中，冷却剂用于冷却诸如电机、逆变器、充电器和转换器的电力电子(pe)部件、电池、油(使用油冷却器)等，并且在冷却器中，已经冷却电力电子部件或电池的冷却剂将热量传递到空调制冷剂。
15、因此，在水冷式冷却系统中，可以将冷却剂的热量排放到外部，并且在加热模式下可以使用从冷却剂接收热量的制冷剂，因此可以回收和使用废热。
16、然而，如上所述，在加热模式下使用压缩机做功的现有技术的热管理系统中，可以使用由压缩机压缩的高温高压制冷剂来代替电加热器(例如，ptc加热器)作为用于加热室内而提供热量的热量源，但不可能提供超过性能系数(cop)＝1的压缩机做功，而且需要同时使用制冷剂和冷却剂，因此在热量传递时可能产生热量损失。
17、也就是说，在加热模式期间，需要例如冷却剂的特定传热介质来提供用于加热的额外热量，因此存在的缺陷是当热量传递时可能产生热量损失，并且需要用于实现该模式的单独的冷却剂循环过程。
18、进一步地，尽管压缩机做功(＝负载)用于在加热时提供热管理系统的热量，但存在的限制是：需要仅增加压缩机的速度(rpm)以确保通过压缩机做功获得足够热量，因此，存在的问题是：由于高速操作而产生噪声并且压缩机寿命被缩短。进一步地，当在热管理系统中仅使用压缩机做功来加热时，存在的缺陷是：需要很长时间才能获得足够的用于加热的热量。
技术实现思路
1、因此，本公开致力于解决上述问题，本公开的目的是提供一种用于车辆的热管理系统，该热管理系统能够在车辆中仅使用制冷剂来执行加热和冷却，由于即使仅使用压缩机做功也可以提供足够的用于加热的热量，因此即使在不使用电加热器或者最低限度地使用电加热器的情况下也能够执行加热，并且可以解决在仅使用压缩机做功时产生的确保足够热量、噪声和压缩机的耐久性问题。
2、本公开的目的不限于上述目的，并且本文中未陈述的其他目的对于本公开所属领域的技术人员(下面称为“本领域技术人员”)来说将从以下描述中显而易见。
3、为了实现这些目的，根据本公开的实施例，提供一种用于车辆的热管理系统，该热管理系统包括：蓄能器，在该蓄能器处执行制冷剂的汽液分离；压缩机，被配置为压缩制冷剂；内部冷凝器，在该内部冷凝器处执行制冷剂和加热用空气之间的热交换；外部冷凝器，在该外部冷凝器处执行制冷剂和外部空气之间的热交换；第一膨胀阀，被配置为使制冷剂膨胀；蒸发器，在该蒸发器处执行制冷剂和加热用空气之间的热交换；制冷剂再循环管路，从压缩机和内部冷凝器之间的制冷剂管路分支并连接到蓄能器，并且被设置为选择性地将由压缩机压缩的制冷剂再循环到蓄能器；以及排放阀，安装在制冷剂再循环管路中，并且被设置为能够选择性地将已经通过制冷剂再循环管路的制冷剂排放到蓄能器中。
4、因此，根据本公开的热管理系统，可以使用用作汽液分离器的蓄能器来实现制冷剂再循环效果，并且可以提供使用制冷剂再循环效果的操作模式。
5、此外，通过在压缩机做功的同时额外地使用制冷剂再循环效应，可以确保足够的用于加热的热量，并且可以解决在仅使用压缩机做功时产生的确保足够热量、噪声和耐久性的所有问题。
6、进一步地，在本公开中，可以仅使用制冷剂来执行加热和冷却，并且即使在没有冷却剂的情况下，也能够仅使用制冷剂实现使用压缩机做功来供应用于加热的热量的特斯拉损耗模式。
7、进一步地，在本公开中，可以在加热时使用压缩机做功(＝负载)和制冷剂再循环效应来提供用于加热的额外热量，由此具有可以减少电加热器(ptc加热器)的使用量的优点。
8、进一步地，在本公开中，由于用于制冷剂之间的热交换的热交换单元安装在蓄能器中，并且热交换单元用作内部热交换器(ihx)之一，因此通过蓄能器和热交换单元可以实现双管效应。特别地，可以通过热交换单元确保额外的过冷(subcooling或s本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于车辆的热管理系统，所述热管理系统包括：
2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述制冷剂再循环管路包括：
3.根据权利要求2所述的热管理系统，进一步包括：
4.根据权利要求3所述的热管理系统，其中，所述控制器在加热模式的早期阶段期间控制所述第一阀的打开状态，使得由所述压缩机压缩的制冷剂全部流到所述第一分支管和所述第二分支管，并且控制所述排放阀的打开状态，使得已经通过所述第一分支管和所述第二分支管的制冷剂排放到所述蓄能器中。
5.根据权利要求4的热管理系统，其中，所述控制器控制所述第一阀的打开状态，使得当从所述压缩机排出的制冷剂的温度和压力上升到预定水平时，由所述压缩机压缩的制冷剂被分配到所述第一分支管以及连接到所述内部冷凝器的制冷剂管路。
6.根据权利要求3所述的热管理系统，进一步包括第二阀，所述第二阀是安装在所述外部冷凝器和所述第一膨胀阀之间的制冷剂管路中的、所述第二分支管分支的分支点处的电子三通阀，
7.根据权利要求6所述的热管理系统，其中，所述第二分支管通过所述蓄能器，并且
9.根据权利要求8所述的热管理系统，其中，热交换单元安装在所述第二分支管的通过所述蓄能器的管路部分处，并且
10.根据权利要求9所述的热管理系统，其中，所述排放阀安装在通过所述蓄能器的第二分支管的管路部分中所述热交换单元的出口处的管路部分处。
11.根据权利要求7所述的热管理系统，其中，热交换单元安装在通过所述蓄能器的所述第二分支管的管路部分处，并且
12.根据权利要求1所述的热管理系统，进一步包括第二膨胀阀，所述第二膨胀阀安装在所述内部冷凝器和所述外部冷凝器之间的制冷剂管路中，并且使已经通过所述内部冷凝器的制冷剂膨胀。
13.根据权利要求12所述的热管理系统，其中，所述第二膨胀阀是电子膨胀阀，所述电子膨胀阀由控制器控制以选择性地使从所述内部冷凝器流到所述外部冷凝器的制冷剂膨胀。
14.根据权利要求13所述的热管理系统，其中，在加热模式期间，所述控制器控制所述第二膨胀阀，以使从所述内部冷凝器流到所述外部冷凝器的制冷剂膨胀，并操作冷却风扇以将外部空气吹送到所述外部冷凝器周围，使得在所述外部冷凝器处所述外部空气和所述制冷剂之间发生热交换。
15.根据权利要求14所述的热管理系统，其中，在所述加热模式期间，所述控制器控制所述第一膨胀阀使所述制冷剂不膨胀，使得已经通过所述外部冷凝器的制冷剂流到所述蒸发器而不被所述第一膨胀阀膨胀，并且操作鼓风机以将车辆的内部空气吹送到所述蒸发器周围，使得在所述蒸发器处所述内部空气和所述制冷剂之间发生热交换。
16.根据权利要求13所述的热管理系统，其中，在冷却模式期间，所述控制器控制所述第二膨胀阀使所述制冷剂不膨胀，使得已经通过所述内部冷凝器的制冷剂流到所述外部冷凝器而不被所述第二膨胀阀膨胀。
17.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述第一膨胀阀是电子膨胀阀，所述电子膨胀阀由控制器控制以选择性地使从所述外部冷凝器流到所述蒸发器的制冷剂膨胀。
...【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的热管理系统，所述热管理系统包括：
2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述制冷剂再循环管路包括：
3.根据权利要求2所述的热管理系统，进一步包括：
4.根据权利要求3所述的热管理系统，其中，所述控制器在加热模式的早期阶段期间控制所述第一阀的打开状态，使得由所述压缩机压缩的制冷剂全部流到所述第一分支管和所述第二分支管，并且控制所述排放阀的打开状态，使得已经通过所述第一分支管和所述第二分支管的制冷剂排放到所述蓄能器中。
5.根据权利要求4的热管理系统，其中，所述控制器控制所述第一阀的打开状态，使得当从所述压缩机排出的制冷剂的温度和压力上升到预定水平时，由所述压缩机压缩的制冷剂被分配到所述第一分支管以及连接到所述内部冷凝器的制冷剂管路。
6.根据权利要求3所述的热管理系统，进一步包括第二阀，所述第二阀是安装在所述外部冷凝器和所述第一膨胀阀之间的制冷剂管路中的、所述第二分支管分支的分支点处的电子三通阀，
7.根据权利要求6所述的热管理系统，其中，所述第二分支管通过所述蓄能器，并且
8.根据权利要求7所述的热管理系统，其中，所述排放阀是安装在所述蓄能器中的电子阀，所述排放阀具有：第一端口，与从所述第二阀延伸的第二分支管连接；第二端口，与延伸到所述第二阀和所述第一膨胀阀之间的制冷剂管路的第二分支管连接；以及排放口，将所述制冷剂排放到所述蓄能器中；并且所述排放阀具有内部通道，所述内部通道的开闭状态由所述控制器控制，使得流入所述第一端口的制冷剂流到从所述第二端口和所述排放口中选择的一个。
9.根据权利要求8所述的热管理系统，其中，热交换单元安装在所述第二分支管的通过所述蓄能器的管路部分处，并且
10.根据权利要求9...
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