一种车辆热管理系统以及新能源车辆

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，具体涉及一种车辆热管理系统以及新能源车辆。

背景技术

动力电池组作为纯电动商用车核心三电系统之一，其功效主要是为电动卡车的驱动提供能源，不仅价格昂贵，还关乎着咱们的行驶里程。对于动力电池而言，温度是影响电池正常充放电性能和续航里程的关键因素之一，冬季过冷的温度会导致车辆续航大幅缩减，而夏季过热的温度又可能会影响电池散热甚至发生自燃的情况，所以需要使得电池维持在适应的温度，保护电池的寿命。

目前现有的相关方案仅描述了电池膜加热，但对于电池冷却和乘员舱的采暖、制冷没有描述，只是单一的零部件方案，而不是整车解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种车辆热管理系统以及新能源车辆，旨在实现实现电池包可以利用空调冷媒进行直接式冷却，也可以使用加热膜进行直接式加热。

为实现上述目的，本发明提出的车辆热管理系统，在所述车辆热管理系统上形成有冷媒流路，所述冷媒流路包括冷媒干路以及均与所述冷媒干路连通且并联设置的第一冷媒支路和第二冷媒支路，在所述冷媒干路上设有压缩机和舱外换热器，在所述第一冷媒支路上设有第一节流元件和第一舱内换热器，在所述第二冷媒支路上设有第二节流元件和电池包，用以冷却所述电池包；

所述车辆热管理系统还包括加热膜，所述加热膜覆设于所述电池包上，用以加热所述电池包。

可选地，所述冷媒流路还包括第一短接支路，所述第一短接支路均与所述第一冷媒支路和所述第二冷媒支路并联设置，在所述第一短接支路上设有第一截止阀；

在所述冷媒干路上设有第二截止阀，且处在所述压缩机的排气口和所述舱外换热器之间；

所述冷媒流路还包括第一流路段，所述第一流路段的两端连接于所述冷媒干路上，且与所述第二截止阀并联设置，在所述第一流路段上设有第二舱内换热器和第三节流元件；

所述冷媒流路还包括第二流路段，所述第二流路段的一端连接于所述第二舱内换热器的出气口，另一端连接于所述第二冷媒支路，在所述第三流路段上设有第三截止阀；

所述冷媒流路还包括第三流路段，所述第三流路段的一端连接于所述第二舱内换热器的出气口，另一端连接于所述冷媒干路上，且处于所述压缩机的回气口和所述第一舱内换热器之间，在所述第三流路段上设有第四节流元件和热交换器；

所述冷媒流路还包括第四流路段，所述第四流路段的一端连接于所述第二舱内换热器的出气口，另一端连接于所述冷媒干路上，且处于所述第二截止阀和所述舱外换热器之间；

所述冷媒流路还包括第五流路段，所述第五流路段的一端连接于所述第一冷媒支路，且处在所述第一舱内换热器和所述第一节流元件之间，另一端连接于所述第四流路段，且处在所述第四流路段背向所述第二舱内换热器的出气口的一侧，在所述第五流路段上设有第四截止阀；

选择所述第一节流元件、所述第二节流元件、所述第三节流元件、所述第四节流元件、所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述第四截止阀之中的其中部分部件工作，以使得所述车辆热管理系统具有不同的热管理模式。

可选地，选择所述第二截止阀、所述第一节流元件以及所述第二节流元件开启，以使得所述冷媒先流经所述舱外换热器后，在流经所述第一舱内换热器和所述电池包，再回流自所述压缩机内，以对所述乘员舱制冷和对所述电池包冷却。

可选地，选择所述第一截止阀以及所述第三节流元件开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器，再流经所述舱外换热器，最后回流自所述压缩机内，以对所述乘员舱制热。

可选地，选择所述第四节流元件开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器，再流经所述热交换器，最后回流自所述压缩机内，以对所述乘员舱制热。

可选地，选择所述所述第三截止阀以及所述第二节流元件开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器，再流经所述电池包，最后回流自所述压缩机内，以对所述乘员舱制热以及对所述电池制冷。

可选地，选择所述第三节流元件以及所述第四截止阀开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器，再流经所述第一舱内换热器，最后回流自所述压缩机内，以对乘员舱除湿制热。

可选地，所述车辆热管理系统上还形成有电驱动冷却水路，在所述电驱动冷却水路上依次设有电子水泵、电驱系统、低温散热器以及膨胀水壶；

所述热交换器还处在所述电驱动冷却水路上，且位于所述电驱系统和所述低温散热器之间。

可选地，所述电驱动冷却水路还包括短接水流路，所述短接水流路能够与所述低温散热器并联设置，在所述电驱动冷却水路上设有切换装置，用以切换所述热交换器与所述低温散热器或者所述短接水流路连通。

本发明还提出一种新能源车辆，包括车辆热管理系统，所述车辆热管理系统在所述车辆热管理系统上形成有冷媒流路，所述冷媒流路包括冷媒干路以及均与所述冷媒干路连通且并联设置的第一冷媒支路和第二冷媒支路，在所述冷媒干路上设有压缩机和舱外换热器，在所述第一冷媒支路上设有第一节流元件和第一舱内换热器，在所述第二冷媒支路上设有第二节流元件和电池包，用以冷却所述电池包；

所述车辆热管理系统还包括加热膜，所述加热膜覆设于所述电池包上，用以加热所述电池包。

在本发明提供的技术方案中，在所述车辆热管理系统上形成有冷媒流路，所述冷媒流路包括冷媒干路以及均与所述冷媒干路连通且并联设置的第一冷媒支路和第二冷媒支路，在所述冷媒干路上设有压缩机和舱外换热器，其中，所述压缩机压缩和输送制冷剂蒸汽，其工作原理是从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。所述舱外换热器把压缩机排出的高温高压的过热蒸气冷却、冷凝液化甚至过冷实现舱外换热，所述节流元件用于控制所在流路上的流量。在所述第一冷媒支路上设有第一节流元件和第一舱内换热器，在所述第二冷媒支路上设有第二节流元件和电池包，用以冷却所述电池包，再通过设置有加热膜，将所述加热膜覆设于所述电池包上，即可加热所述电池包。进而，实现所述电池包可以利用空调冷媒进行直接式冷却，也可以使用加热膜进行直接式加热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的车辆热管理系统的一实施例的原理示意图；

图2为图1车辆热管理系统中的第二截止阀开启冷媒干路、第一节流元件以及第二节流元件开启节流时的原理示意图；

图3为图1车辆热管理系统中的第三节流元件以及第一截止阀开启工作时的原理示意图；

图4为图1车辆热管理系统中的第四节流元件单独开启工作时的原理示意图；

图5为图1车辆热管理系统中的第二节流元件以及第三节流元件开启工作时的原理示意图；

图6为图1车辆热管理系统中的第三节流元件以及第四截止阀开启工作时的原理示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

动力电池组作为纯电动商用车核心三电系统之一，其功效主要是为电动卡车的驱动提供能源，不仅价格昂贵，还关乎着咱们的行驶里程。对于动力电池而言，温度是影响电池正常充放电性能和续航里程的关键因素之一，冬季过冷的温度会导致车辆续航大幅缩减，而夏季过热的温度又可能会影响电池散热甚至发生自燃的情况，所以需要使得电池维持在适应的温度，保护电池的寿命。

目前现有的相关方案仅描述了电池膜加热，但对于电池冷却和乘员舱的采暖、制冷没有描述，只是单一的零部件方案，而不是整车解决方案。

鉴于此，本发明提供一种车辆热管理系统以及新能源车辆，图1至图6为本发明提供的车辆热管理系统的一实施例。

请参阅图1，为本发明的一实施例示意图，提出一种车辆热管理系统100以及新能源车辆，在所述车辆热管理系统100上形成有冷媒流路，所述冷媒流路包括冷媒干路以及均与所述冷媒干路连通且并联设置的第一冷媒支路和第二冷媒支路，在所述冷媒干路上设有压缩机1和舱外换热器3，在所述第一冷媒支路上设有第一节流元件5和第一舱内换热器6，在所述第二冷媒支路上设有第二节流元件7和电池包8，用以冷却所述电池包8，所述车辆热管理系统100还包括加热膜，所述加热膜覆设于所述电池包8上，用以加热所述电池包8。

在本发明提供的技术方案中，在所述车辆热管理系统100上形成有冷媒流路，所述冷媒流路包括冷媒干路以及均与所述冷媒干路连通且并联设置的第一冷媒支路和第二冷媒支路，在所述冷媒干路上设有压缩机1和舱外换热器3，其中，所述压缩机1压缩和输送制冷剂蒸汽，其工作原理是从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。所述舱外换热器3把压缩机1排出的高温高压的过热蒸气冷却、冷凝液化甚至过冷实现舱外换热，所述节流元件用于控制所在流路上的流量。在所述第一冷媒支路上设有第一节流元件5和第一舱内换热器6，在所述第二冷媒支路上设有第二节流元件7和电池包8，用以冷却所述电池包8，再通过设置有加热膜，将所述加热膜覆设于所述电池包8上，即可加热所述电池包8。进而，实现所述电池包8可以利用空调冷媒进行直接式冷却，也可以使用加热膜进行直接式加热。

在本实施例中，可参阅图1，所述冷媒流路还包括第一短接支路，所述第一短接支路均与所述第一冷媒支路和所述第二冷媒支路并联设置，在所述第一短接支路上设有第一截止阀4，如此，操作者仅通过所述第一截止阀4开启所述第一短接支路即可短接所述第一冷媒支路以及所述第二冷媒支路，使得所述冷媒先流经所述舱外换热器3后再回流自所述压缩机1内以节省能量。在需要对所述乘员舱冷却以及所述电池包8直冷时，则操作所述第一截止阀4关闭所述第一短接支路即可。

在所述冷媒干路上设有第二截止阀2，且处在所述压缩机1的排气口和所述舱外换热器3之间；所述冷媒流路还包括第一流路段，所述第一流路段的两端连接于所述冷媒干路上，且与所述第二截止阀2并联设置，在所述第一流路段上设有第二舱内换热器10和第三节流元件9；当需要对乘员舱加热时，则操作所述第二截止阀2关闭所述冷媒干路，使得所述冷媒流经所述第一流路段，在没有对乘员舱加热的需求时，则操作所述第二截止阀2开启所述冷媒干路以节能。

所述冷媒流路还包括第二流路段，所述第二流路段的一端连接于所述第二舱内换热器10的出气口，另一端连接于所述第二冷媒支路，在所述第三流路段上设有第三截止阀；所述冷媒流路还包括第三流路段，所述第三流路段的一端连接于所述第二舱内换热器10的出气口，另一端连接于所述冷媒干路上，且处于所述压缩机1的回气口和所述第一舱内换热器6之间，在所述第三流路段上设有第四节流元件11和热交换器12；所述冷媒流路还包括第四流路段，所述第四流路段的一端连接于所述第二舱内换热器10的出气口，另一端连接于所述冷媒干路上，且处于所述第二截止阀2和所述舱外换热器3之间；所述冷媒流路还包括第五流路段，所述第五流路段的一端连接于所述第一冷媒支路，且处在所述第一舱内换热器6和所述第一节流元件5之间，另一端连接于所述第四流路段，且处在所述第四流路段背向所述第二舱内换热器10的出气口的一侧，在所述第五流路段上设有第四截止阀14；仅仅通过选择所述第一节流元件5、所述第二节流元件7、所述第三节流元件9、所述第四节流元件11、所述第一截止阀4、所述第二截止阀2、所述第三截止阀、所述第四截止阀14之中的其中部分部件工作，以使得所述车辆热管理系统100具有不同的热管理模式，如此，形成了一个适用整车拥有多个模式的热管理系统100。

可参照图2，在本实施例中，当所述乘员舱以及所述电池包8均需要制冷时，操作者可通过选择所述第二截止阀2开启所述冷媒干路、所述第一节流元件5开启节流以及所述第二节流元件7开启节流，以使得所述冷媒先流经所述舱外换热器3后，在流经所述第一舱内换热器6和所述电池包8，再回流自所述压缩机11内，以对所述乘员舱制冷和对所述电池包8冷却。

可参阅图3，在本实施例中，当乘员舱需要采暖时，可利用空气源热泵给乘员舱采暖，操作者选择所述第一截止阀4以及所述第三节流元件9开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器10，再流经所述舱外换热器3，最后回流自所述压缩机1内，以对所述乘员舱制热。再对所述电池通过加热膜加热，可以清晰的是，根据需要，乘员舱采暖和电池加热可以同时工作，也可以单独工作。

可参阅图4，当环境温度比较低，空气源热泵无法满足采暖需求时，还可利用水源热泵给乘员舱采暖，此时利用了电机工作产生的余热，使得乘员舱加热以及电池加热，操作者可选择所述第四节流元件11开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器10，再流经所述热交换器12，最后回流自所述压缩机1内，以对所述乘员舱制热。

进一步，可参阅图5，在环境温度不高，但驾驶比较激烈时，还会出现乘员舱需要采暖，而电池需要冷却的情况，本技术方案也可以实现这种功能，操作者可选择所述所述第三截止阀以及所述第二节流元件7开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器10，再流经所述电池包8，最后回流自所述压缩机1内，以对所述乘员舱制热以及对所述电池制冷。

可参阅图6，在夏天，可以通过空调制冷进行除湿；当环境温度不高，乘员舱需要采暖且还要进行除湿时，本技术方案还具有除湿兼顾乘员舱采暖的功能，操作者可选择所述第三节流元件9以及所述第四截止阀14开启，以使得所述冷媒先流经所述第二舱内换热器10，再流经所述第一舱内换热器6，最后回流自所述压缩机1内，以对乘员舱除湿制热。

可参阅图1，所述车辆热管理系统100上还形成有电驱动冷却水路，在所述电驱动冷却水路上依次设有电子水泵15、电驱系统16、低温散热器18以及膨胀水壶19，所述热交换器12还处在所述电驱动冷却水路上，且位于所述电驱系统16和所述低温散热器18之间。如此，设置有所述电驱动冷却水路用于保证所述电驱系统16工作稳定。

进一步，所述电驱动冷却水路还包括短接水流路，所述短接水流路能够与所述低温散热器18并联设置，在所述电驱动冷却水路上设有切换装置，用以切换所述热交换器12与所述低温散热器18或者所述短接水流路连通，在本实施例中，所述切换装置为，三通比例水阀17，所述三通比例水阀17具有三个连通口，其中一个连通口连通所述低温散热器18的排出口，另一个所述连通口连通电驱系统16排出口，剩余一个所述连通口连通所述低温散热器18的进入口。在此过程中，三通比例水阀17中的冷却液不经过低温散热器18，以减少能量和损失。

本发明还提出一种新能源车辆，所述新能源车辆包括所述车辆热管理系统100，在所述车辆热管理系统100上形成有冷媒流路，所述冷媒流路包括冷媒干路以及均与所述冷媒干路连通且并联设置的第一冷媒支路和第二冷媒支路，在所述冷媒干路上设有压缩机1和舱外换热器3，在所述第一冷媒支路上设有第一节流元件5和第一舱内换热器6，在所述第二冷媒支路上设有第二节流元件7和电池包8，用以冷却所述电池包8；所述车辆热管理系统100还包括加热膜，所述加热膜覆设于所述电池包8上，用以加热所述电池包8。由于此新能源车辆采用了上述实施例全部的技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。