换热装置及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车换热技术领域，具体而言，涉及一种换热装置及电动汽车。

背景技术

电动汽车在冬季供暖时续航里程会大幅衰减已经成了目前汽车热管理亟待解决的问题，搭载热泵空调的电动汽车利用废热回收技术可以缓解电动汽车冬季供热时续航里程衰减的问题，但目前大多废热回收技术局限于利用汽车电机与电池产生的热量，热量回收有限，并没有将废热回收技术的能力完全发挥，汽车部分余热没有得到充分利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种换热装置及电动汽车，以在一定程度上提高电动汽车热量回收效率。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种换热装置，包括第一热交换结构和第二热交换结构；

所述第一热交换结构具有容纳第一流动介质的第一介质通道和容纳制冷剂的第一制冷通道；所述第一热交换结构包括第一进液接管、第一出液接管和第一制冷接管；所述第一进液接管和所述第一出液接管分别为所述第一介质通道的两个端口；

所述第二热交换结构具有容纳第二流动介质的第二介质通道和容纳制冷剂的第二制冷通道；所述第二热交换结构包括第二进液接管、第二出液接管和第二制冷接管；所述第二进液接管和所述第二出液接管分别为所述第二介质通道的两个端口；

所述第一制冷通道的一端与所述第一制冷接管连通，另一端与所述第二制冷通道连通；所述第二制冷通道远离所述第一制冷通道的一端连通所述第二制冷接管。

在上述任一技术方案中，可选地，所述的换热装置还包括连接件；所述第一热交换结构和所述第二热交换结构分别与所述连接件连接。

在上述任一技术方案中，可选地，所述连接件的一面与所述第一热交换结构固定连接，另一面与所述第二热交换结构固定连接；

所述连接件上设置有连通所述第一制冷通道和所述第二制冷通道的通孔。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一热交换结构和所述第二热交换结构分别固定在所述连接件的同一表面；

所述第一制冷通道和所述第二制冷通道通过冷却管连通；所述冷却管位于所述第一热交换结构和所述第二热交换结构的外部。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一进液接管、所述第一出液接管和所述第一制冷接管分别设置在所述第一热交换结构远离所述连接件的一端；

所述第二进液接管、所述第二出液接管和所述第二制冷接管分别设置在所述第二热交换结构远离所述连接件的一端。

在上述任一技术方案中，可选地，所述连接件上设置有安装孔和/或安装件。

在上述任一技术方案中，可选地，所述的换热装置包括换热顶板和一个或者多个从上至下依次连接的换热模块；所述换热模块从上至下依次包括第一换热板、第二换热板和第三换热板；

所述换热顶板与最顶层的所述换热模块的第一换热板之间形成第一介质子通道；上一层的所述换热模块的第三换热板与下一层的所述换热模块的第一换热板之间形成第一介质子通道；

所述第一换热板与所述第二换热板之间形成制冷子通道；

所述第二换热板与所述第三换热板之间形成第二介质子通道；

所有所述第一介质子通道相连通并形成所述第一介质通道，所有所述第二介质子通道相连通并形成所述第二介质通道；所有所述制冷子通道相连通并形成制冷通道；所述制冷通道包括所述第一制冷通道和所述第二制冷通道。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一进液接管、所述第二进液接管和所述第一制冷接管分别设置在所述换热顶板上；所述第一出液接管、所述第二出液接管和所述第二制冷接管分别设置在最底层的所述换热模块的第三换热板上；

和/或，所述换热顶板或最底层的所述换热模块的第三换热板，固定连接有安装结构。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第二进液接管连接有阀门，或者所述第二进液接管和所述第二出液接管分别连接有阀门。

一种电动汽车包括所述的换热装置。

本发明的有益效果主要在于：

本发明提供的换热装置及电动汽车，包括第一热交换结构和第二热交换结构，其第一制冷接管、第一制冷通道、第二制冷通道和第二制冷接管依次连通，通过令第一热交换结构用于对汽车电池和电机进行余热回收，令第二热交换结构用于对汽车运动部件进行余热回收，以能够同时回收汽车电池电机和运动部件产生的余热，有利于整车热管理，极大提高了电动汽车热量回收效率和热利用效率，在一定程度上提高了电动汽车里程续航。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的换热装置的第一结构示意图；

图2为本发明实施例提供的换热装置的第一结构的剖视图；

图3为本发明实施例提供的换热装置的第一结构的另一剖视图；

图4为本发明实施例提供的换热装置的第二结构示意图；

图5为本发明实施例提供的换热装置的第三结构示意图。

图标：110-第一热交换结构；111-第一介质通道；112-第一进液接管；113-第一出液接管；114-第一制冷接管；120-第二热交换结构；121-第二介质通道；122-第二进液接管；123-第二出液接管；124-第二制冷接管；130-第一制冷通道；140-第二制冷通道；150-连接件；160-冷却管；170-换热顶板；180-换热模块；181-第一换热板；182-第二换热板；183-第三换热板；190-安装结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参照图1-图5，本实施例提供一种换热装置及电动汽车，图1、图4和图5为本实施例提供的换热装置的三种结构示意图；其中，图2和图3为本实施例提供的第一结构换热装置的剖视图，图2所示为第一制冷通道和第二制冷通道的剖视图，图3所示为第一介质通道和第二介质通道的剖视图。

本实施例提供的换热装置，用于电动汽车，尤其用于电动汽车的电池电机和运动部件进行余热回收，或者其他需要换热的零部件。

参见图1-图5所示，该换热装置，包括第一热交换结构110和第二热交换结构120。可选地，第一热交换结构110用于对汽车电池和电机进行余热回收，第二热交换结构120用于对汽车运动部件进行余热回收；汽车运动部件例如为采用油冷的齿轮、轴承等。第一热交换结构110和第二热交换结构120还可用于对整车其它需要余热回收的部件进行换热。第一热交换结构110和/或第二热交换结构120回收的热量可用于冬季加热乘员舱或电池。

第一热交换结构110具有容纳第一流动介质的第一介质通道111和容纳制冷剂的第一制冷通道130，第一流动介质与制冷剂在第一热交换结构110内换热；第一热交换结构110包括第一进液接管112、第一出液接管113和第一制冷接管114；第一进液接管112和第一出液接管113分别为第一介质通道111的两个端口，第一进液接管112为第一流动介质的进口，第一出液接管113为第一流动介质的出口。可选地，通过第一流动介质对汽车电池和电机进行热交换。可选地，第一进液接管112和第一出液接管113在第一热交换结构110上的具体位置可通过实际情况选择顺、逆流热交换来确定。

第二热交换结构120具有容纳第二流动介质的第二介质通道121和容纳制冷剂的第二制冷通道140，第二流动介质与制冷剂在第二热交换结构120内换热；第二热交换结构120包括第二进液接管122、第二出液接管123和第二制冷接管124；第二进液接管122和第二出液接管123分别为第二介质通道121的两个端口，第二进液接管122为第二流动介质的进口，第二出液接管123为第二流动介质的出口。可选地，通过第二流动介质对汽车运动部件进行冷却。可选地，第二进液接管122和第二出液接管123在第一热交换结构110上的具体位置可通过实际情况选择顺、逆流热交换来确定。

第一制冷通道130的一端与第一制冷接管114连通，另一端与第二制冷通道140连通；第二制冷通道140远离第一制冷通道130的一端连通第二制冷接管124。也就是说，第一制冷接管114、第一制冷通道130、第二制冷通道140和第二制冷接管124依次连通。可选地，第一制冷通道130和第二制冷通道140形成制冷通道，第一制冷接管114和第二制冷接管124分别为制冷通道的进口和出口。

制冷剂流向可通过第一热交换结构110和第二热交换结构120的实际换热温度作调整，例如，本实施例考虑到第二热交换结构120的换热温度一般高于第一热交换结构110的换热温度，因此先将制冷剂导入第一热交换结构110中进行换热再通过第二热交换结构120，更利于对热量的充分利用，若改变制冷剂流向仍在本实施例的保护范围之内。

第一热交换结构110和第二热交换结构120实际的换热介质第一流动介质、第二流动介质也可根据实际情况进行选择，本实施例在此处并不进行一一穷举，但改变换热装置中的换热介质仍在本实施例的保护范围之内。

本实施例中所述换热装置，包括第一热交换结构110和第二热交换结构120，其第一制冷接管114、第一制冷通道130、第二制冷通道140和第二制冷接管124依次连通，通过令第一热交换结构110用于对汽车电池和电机进行余热回收，令第二热交换结构120用于对汽车运动部件进行余热回收，以能够同时回收汽车电池电机和运动部件产生的余热，有利于整车热管理，极大提高了电动汽车热量回收效率和热利用效率，在一定程度上提高了电动汽车里程续航。

现有技术中，电动汽车大多废热回收技术局限于利用汽车电机与电池产生的热量，并没有将汽车运动部件产生的热量收集加以利用。本实施例中所述换热装置可有效回收利用汽车运动部件产生的热量。

此外，电动汽车大多废热回收模块在整车搭载上比较零散，没有集成式设计，不利于汽车平台化设计，导致热泵系统成本的增加，在实际推广应用中进程十分缓慢。本实施例中所述换热装置，通过第一热交换结构110和第二热交换结构120，将废热回收换热器进行了集成化管理，相对于零散化布置，更有利于整车安装与平台化设计以及后期维修，并且缩减了部分管路和其他部件，更有利于成本控制。

可选地，第二进液接管122连接有阀门。通过阀门可控制第二进液接管122的通断，也即控制第二流动介质的通断，以能够选择制冷剂与第二流动介质之间是否进行换热。

可选地，本实施例还可以在第二进液接管122和第二出液接管123分别连接有阀门。通过阀门可控制第二进液接管122和第二出液接管123的通断，也即控制第二流动介质的通断，以能够选择制冷剂与第二流动介质之间是否进行换热。

本实施例所述换热装置，第一热交换结构110和第二热交换结构120可以相对固定，例如第一热交换结构110和第二热交换结构120相对独立，也可以通过连接件150将第一热交换结构110和第二热交换结构120连接为一体，以进一步提高换热装置的集成化程度。

参见图1-图4所示，本实施例的可选方案中，所述换热装置包括连接件150；第一热交换结构110和第二热交换结构120分别与连接件150连接。通过连接件150，以使换热装置的集成化程度更高，以更有利于整车安装与平台化设计以及后期维修，以在一定程度上降低成本。

可选地，连接件150为钣金件。连接件150可根据实际需求更改形状、大小，若更改连接件150仍在本实施例的保护范围之内。

参见图1-图3所示，可选地，连接件150的一面与第一热交换结构110固定连接，连接件150的另一面与第二热交换结构120固定连接。

连接件150上设置有连通第一制冷通道130和第二制冷通道140的通孔。也即，第一制冷通道130内的制冷剂，穿过连接件150上的通孔，进入第二制冷通道140；或者第二制冷通道140内的制冷剂，穿过连接件150上的通孔，进入第一制冷通道130。

参见图4所示，可选地，第一热交换结构110和第二热交换结构120分别固定在连接件150的同一表面。

第一制冷通道130和第二制冷通道140通过冷却管160连通；冷却管160位于第一热交换结构110和第二热交换结构120的外部。也即，第一制冷通道130内的制冷剂，穿过冷却管160，进入第二制冷通道140；或者第二制冷通道140内的制冷剂，穿过冷却管160，进入第一制冷通道130。

可选地，第一进液接管112、第一出液接管113和第一制冷接管114分别设置在第一热交换结构110远离连接件150的一端，以便于第一流动介质的管路连接以及制冷剂的管路连接。

可选地，第二进液接管122、第二出液接管123和第二制冷接管124分别设置在第二热交换结构120远离连接件150的一端，以便于第二流动介质的管路连接以及制冷剂的管路连接。可选地，冷却管160位于第一热交换结构110远离连接件150的一端，也位于第二热交换结构120远离连接件150的一端。

参见图1-图5所示，本实施例的可选方案中，连接件150上设置有安装孔和/或安装件。通过安装孔和/或安装件，以便于安装换热装置。

本实施例所述换热装置还可以采用其他结构，例如，参见图5所示，本实施例的可选方案中，所述换热装置包括换热顶板170和一个或者多个从上至下依次连接的换热模块180；换热模块180从上至下依次包括第一换热板181、第二换热板182和第三换热板183。

换热顶板170与最顶层的换热模块180的第一换热板181之间形成第一介质子通道；上一层的换热模块180的第三换热板183与下一层的换热模块180的第一换热板181之间形成第一介质子通道。

第一换热板181与第二换热板182之间形成制冷子通道。

第二换热板182与第三换热板183之间形成第二介质子通道。

所有第一介质子通道相连通并形成第一介质通道111，所有第二介质子通道相连通并形成第二介质通道121；所有制冷子通道相连通并形成制冷通道；制冷通道包括第一制冷通道130和第二制冷通道140。需要说明的是，所有第一介质子通道相连通、所有第二介质子通道相连通和所有制冷子通道相连通是通过连接管或者连接结构穿过相对应的第一换热板181、第二换热板182和第三换热板183，以使位于上下层的所有第一介质子通道相连通、所有第二介质子通道相连通和所有制冷子通道相连通。

该换热装置，通过板片结构集成第一热交换结构110和第二热交换结构120，通过令第一热交换结构110用于对汽车电池和电机进行余热回收，令第二热交换结构120用于对汽车运动部件进行余热回收，以能够同时回收汽车电池电机和运动部件产生的余热，有利于整车热管理，极大提高了电动汽车热量回收效率和热利用效率，在一定程度上提高了电动汽车里程续航。

参见图5所示，可选地，第一进液接管112、第二进液接管122和第一制冷接管114分别设置在换热顶板170上。

第一出液接管113、第二出液接管123和第二制冷接管124分别设置在最底层的换热模块180的第三换热板183上。

参见图5所示，可选地，换热顶板170和/或最底层的换热模块180的第三换热板183，固定连接有安装结构190；也即，换热顶板170固定连接有安装结构190，或者最底层的换热模块180的第三换热板183固定连接有安装结构190，或者换热顶板170和最底层的换热模块180的第三换热板183均固定连接有安装结构190。通过安装结构190，以便于固定安装换热装置。可选地，安装结构190为安装板、安装钣金件或者其他结构。

为了更好的理解本实施例，以下举例说明：

夏季制冷时，不需利用汽车运动部件产生的热量，第二热交换结构120在实车上可通过阀门来实现第二流动介质流向改变，而使第二流动介质不经过第二热交换结构120，制冷剂通过第一热交换结构110与第一流动介质进行热量交换，之后进入第二热交换结构120，但在第二热交换结构120中没有热量交换，再回到制冷系统，而冷却后的第一流动介质可以对电池进行冷却或对其它需要冷却的部件进行冷却，且制冷工况下第二热交换结构120不会给制冷系统添加多余的热负荷。可选地，汽车运动部件通过其冷却模块(如油冷器)等进行冷却。可选地，第一热交换结构对电池进行冷却，但是第一流动介质流经电池和电机。

冬季制热时，制冷剂先进入第一热交换结构110中与第一流动介质进行热量交换，吸收第一流动介质从电池电机带来的热量，之后制冷剂再进入第二热交换结构120中与第二流动介质进行热量交换，再次吸收第二流动介质从运动件带来的热量，再流回到制冷系统，达到余热回收的目的。余热回收例如用于给乘员舱供热。

本实施例还提供一种电动汽车包括上述的换热装置。

可选地，该电动汽车还包括对汽车电池和电机进行余热回收的汽车热管理系统的水路系统和对汽车运动部件进行余热回收的汽车热管理系统的油路系统；水路系统分别与第一进液接管112和第一出液接管113连通；油路系统分别与第二进液接管122和第二出液接管123连通。通过水路系统对汽车电池和电机进行余热回收，油路系统对汽车运动部件进行余热回收，以能够同时回收汽车电池电机和运动部件产生的余热。

本实施例提供的电动汽车，包括上述的换热装置，上述所公开的换热装置的技术特征也适用于该电动汽车，上述已公开的换热装置的技术特征不再重复描述。本实施例中所述电动汽车具有上述换热装置的优点，上述所公开的所述换热装置的优点在此不再重复描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。