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热管理集成模块、热管理系统及车辆

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


热管理集成模块、热管理系统及车辆

技术领域

本申请涉及热管理的技术领域,尤其涉及一种热管理集成模块、热管理系统及车辆。

背景技术

现有的电动汽车上所使用的热管理系统中各个元器件之间的部署位置比较分散,导致管路走线较长,这使得液体在管路中循环流动时的压力损失较为严重,影响环路的制冷效果或制热效果。

有鉴于此,相关技术中的热管理系统集中部署热管理系统中的各个元器件,相关技术中的热管理系统包括水侧组件、冷媒组件和换热组件,其中水侧组件包括水路基板和水箱,冷媒组件包括冷媒基板,其中,水侧组件、冷媒组件和换热组件集成在一起,换热组件集成在冷媒基板背离水侧组件的一侧,从而需要在冷媒基板上挖孔放置换热组件,造成冷媒基板材料浪费,而且,还会导致冷媒基板的延展面积过大,不利于小型化的目的,此外,由于水箱体积很大,且水箱的安装位置通常有一定要求,导致热管理系统安装环境受到限制,降低了环境适应性。

发明内容

本申请的实施例提供一种热管理集成模块、热管理系统及车辆,以实现对热管理集成模块的小型化,并提高冷媒基板的结构强度。

第一方面,本申请实施例提供一种热管理集成模块,包括水侧组件、冷媒组件和换热组件,所述水侧组件和所述冷媒组件分别位于所述换热组件的相对的两侧,所述水侧组件包括水路基板,所述水路基板的流道用于容纳第一介质,所述冷媒组件包括冷媒基板,所述冷媒基板的流道用于容纳第二介质,所述换热组件位于所述水路基板和所述冷媒基板形成的间隔空间内,且所述水路基板的流道、所述冷媒基板的流道均与所述换热组件的流道连通,以实现所述第一介质和所述第二介质在所述换热组件的内部进行热交换,所述水侧组件具有第一外接接口,所述第一外接接口用于通过管路连接热管理系统的水箱。换热组件位于水路基板和冷媒基板形成的间隔空间内,以构成“三明治”架构,无需在冷媒基板上开设用于放置换热组件的通孔,从而可以节约制造冷媒基板的基材,节约成本,而且因为冷媒基板上减少开设放置换热组件的通孔,也能够加强冷媒基板的强度,还能够减小冷媒基板的体积,冷媒基板的体积小型化,同样能够提高冷媒基板的强度。此外,可以通过管路将水箱与第一外接接口连通,从而实现水箱与热管理集成模块在功能上的配合,以及在位置上的解耦,以提高水箱以及热管理集成模块使用性能,还能够使得本实施例中的热管理集成模块适配使用在不同的环境中,比如可以分别用于车辆和储能系统中。

一些实施例中,所述水侧组件的所有的功能件均分布在所述水路基板除了朝向所述换热组件的表面的其它位置。由于水路基板朝向所述换热组件的表面与换热组件对应,所述水侧组件的所有的功能件均分布在所述水路基板除了朝向所述换热组件的表面的其它位置,从而能够使得水路基板尽量与换热组件的尺寸大小对应,以小型化水侧组件。

一些实施例中,所述冷媒组件的所有的功能件均分布在所述冷媒基板除了朝向所述换热组件的表面的其它位置。由于第二表面与换热组件对应,所述冷媒组件的所有的功能件均分布在所述冷媒基板除了朝向所述换热组件的表面的其它位置,从而能够使得冷媒基板尽量与换热组件的尺寸大小对应,以小型化水侧组件。

一些实施例中,所述水路基板设有内腔,所述水侧组件的所有功能件均安装在所述水路基板背离所述换热组件的一侧上和/或所述内腔。首先可以有利于热管理集成模块的小型化,而且由于部分功能件能够设于水路基板内部,从而可以使水路基板内的流道呈3D立体架构,可以有效利用立体空间,降低水路基板的在垂直第一方向上的尺寸,有利于水侧组件的小型化。

一些实施例中,所述水侧组件、所述换热组件和所述冷媒组件沿第一方向依次排列,在所述第一方向上,所述换热组件在所述水路基板上的投影为第一投影,所述换热组件在所述冷媒基板上的投影为第二投影;所述第一投影的边缘和所述水路基板的边缘之间的距离小于第一阈值,和/或,所述第二投影的边缘和所述冷媒基板的边缘之间的距离小于第二阈值。由于第一投影的边缘与水路基板的边缘邻近,从而能够使得水路基板充分小型化,接近换热组件的第一投影的尺寸大小。由于第二投影的边缘与冷媒基板的边缘邻近,从而能够使得冷媒基板充分小型化,接近换热组件的第二投影的尺寸大小。

一些实施例中,所述水路基板朝向所述换热组件的表面为第一表面,所述冷媒基板朝向所述换热组件的表面为第二表面,所述第一表面的外轮廓形状和所述第二表面的外轮廓形状一致。由于所述第一表面的外轮廓形状和所述第二表面的外轮廓形状一致,从而使得本实施例中的热管理集成模块的整体更为规整,以便于小型化,还能够提高安装便捷性。

一些实施例中,所述水侧组件、所述换热组件和所述冷媒组件沿第一方向依次排列,在所述第一方向上,所述水路基板朝向所述换热组件的一侧的至少75%的面积与所述换热组件正对,在所述第一方向上,所述冷媒基板朝向所述换热组件的一侧的至少75%的面积与所述换热组件正对。热管理集成模块的大小下限决定于换热组件,由于水路基板朝向所述换热组件的一侧的至少75%的面积与所述换热组件正对,可合理小型化水路基板,从而使得热管理集成模块的能够合理小型化。由于冷媒基板朝向所述换热组件的一侧的至少75%的面积与所述换热组件正对,可合理小型化冷媒基板,从而使得热管理集成模块的能够合理小型化。

一些实施例中,至少部分所述换热组件接触所述水路基板,至少部分所述换热组件接触所述冷媒基板。由于换热件在第一方向上的两侧分别与水路基板和冷媒基板都有接触,可以保证水路基板和冷媒基板之间的近距离设置,二者之间的间隔空间只为容纳换热组件,有利于实现热管理集成模块整体的小尺寸。

一些实施例中,所述水路基板朝向所述换热组件的一侧设于有水路接口,所述换热组件朝向所述水路基板的一侧上设有水路对接口,所述水路接口与所述水路对接口连接。由于水路接口位于水路基板朝向换热组件的一侧,水路对接口位于换热组件朝向水路基板的一侧,从而可以方便的将水路基板与水路对接口连接在一起。而且可以降低连接水路基板与换热组件之间的管道的长度,以便于热管理集成模块的小型化。

一些实施例中,所述水路接口和所述水路对接口通过柔性管路连接。由于水路接口和水路对接口通过柔性管路连接,从而在水路基板发生形变时,也不会导致水路接口和水路对接口发生硬接触,不会造成水路接口和水路对接口受损,从而可以避免水路接口和水路对接口发生漏液现象。

一些实施例中,所述水侧组件的所有功能件中的部分功能件为水泵,部分功能件为温度传感器,其余功能件为多通阀。由于水泵和多通阀体积较小,可有利于水侧组件的小型化设计。

一些实施例中,所述水路基板设有内腔,所述多通阀位于所述内腔内,所述多通阀的多个接水口与所述水路基板的多个流道对应连通。由于多通阀的至少部分设于水路基板内部,从而可以使水路基板内的流道呈3D立体架构,可以有效利用立体空间,降低水路基板的在垂直第一方向上的尺寸,有利于水侧组件的小型化。

一些实施例中,所述冷媒组件的所有功能件均安装在所述冷媒基板背离所述换热件的一侧,所述冷媒组件的所有功能件中的部分功能件为膨胀阀、部分功能件为电磁阀、部分功能件为止回阀、部分功能件为温度传感器,其余功能件为温压传感器。由于所述第二功能件仅包括膨胀阀、电磁阀、止回阀以及温压传感器,而膨胀阀、电磁阀、止回阀以及温压传感器等均体积较小,从而集成之后的热管理集成模块体积较小,利于热管理集成模块的小型化。

一些实施例中,所述水路基板和/或所述冷媒基板包括固定结构,所述固定结构用于将所述热管理集成模块固定在使用环境中。通过固定结构可将水路基板和/或冷媒基板固定在需要固定的使用环境中,进而将本实施例中的热管理集成模块固定在所需要固定的使用环境中。

一些实施例中,所述冷媒基板形成有第一流道、与所述第一流道连通的若干第一功能接口、第二流道以及与所述第二流道连通的若干第二功能接口,若干所述第一功能接口连接有所述止回阀、所述温压传感器和所述膨胀阀,若干所述第二功能接口连接有所述止回阀、所述电磁阀、所述温压传感器和所述膨胀阀。

一些实施例中,所述换热组件包括冷凝换热件和蒸发换热件,所述冷凝换热件包括冷凝入口和冷凝出口,所述冷凝入口和所述第二流道连通,所述冷凝出口与所述第一流道连通,所述蒸发换热件包括蒸发入口和蒸发出口,所述蒸发入口与所述第一流道连通,所述蒸发出口用于与热管理系统中的气液分离器的接入口连接。

一些实施例中,所述换热组件包括两个换热件,所述两个换热件并列设置在所述水路基板和所述冷媒基板之间,各所述换热件朝向所述水路基板的端面具有长边和短边,所述水路基板朝向所述换热组件的表面具有第一边和第二边;

所述两个换热件沿第二方向排列,所述第二方向和所述长边的延伸方向相同,所述第一边与所述两个换热件的所述长边位置对应,所述水路基板的所述第二边与其中一个所述换热件的所述短边位置对应。

一些实施例中,所述换热组件包括两个换热件,所述两个换热件并列设置在所述水路基板和所述冷媒基板之间,各所述换热件朝向所述水路基板的端面具有长边和短边,所述水路基板朝向所述换热组件的表面具有第一边和第二边;本实施例中,可以降低水侧组件在第二边方向上的宽度,本实施方式中的热管理集成模块适合安装在比较细长的安装环境中。

所述两个换热件沿第三方向排列,所述第三方向和所述短边的延伸方向相同,所述第一边与所述两个换热件的所述短边位置对应,所述水路基板的所述第二边与其中一个所述换热件的所述长边位置对应。本实施例中,水路基板的第一边和第二边都不会太大,本实施方式中的热管理集成模块适合安装在长宽尺寸差不多的安装环境中。

一些实施例中,所述冷媒组件包括第二外接接口,所述第二外接接口用于通过管路与热管理系统的气液分离器连接。通过所述第二外接接口用于通过管路与热管理系统的气液分离器连接,可以实现本实施例中的热管理集成模块与气液分离器的位置解耦,分别有利于提高气液分离器与热管理集成模块的安装环境适应性,而且有利于使热管理集成模块小型化,提高安装环境的适应性。

第二方面,本申请提供一种热管理系统,包括水箱、气液分离器以及如上第一方面中任意一项所述的热管理集成模块,所述热管理集成模块通过管路与所述水箱和所述气液分离器连接。

第三方面,本申请提供一种车辆,包括电池、动力总成以及如上所述的热管理系统,所述热管理系统用于对所述电池和所述动力总成进行热管理。

第四方面,本申请提供一种储能系统,包括储能电池以及如上所述的热管理系统,所述热管理系统用于对所述储能电池进行热管理。

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。

图1a为本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图;

图1b为本申请实施例提供的一种车辆的热管理系统的工作框图;

图2为本申请实施例提供的一种储能系统的热管理系统的工作框图;

图3为本申请实施例提供的一种热管理集成模块的结构示意图;

图4为图3中的热管理集成模块的分解图;

图5为图3中的热管理集成模块中的水侧组件的结构示意图;

图6为图5中的水侧组件的另一视角的结构示意图;

图7为图3中的热管理集成模块的部分结构示意图;

图8为本申请实施例提供的热管理集成模块的另一结构的部分结构示意图;

图9为图3中的热管理集成模块的水侧组件的部分结构示意;

图10为图9中的水侧组件的部分结构分解示意图;

图11为图3中的热管理集成模块中的冷媒组件的结构示意图;

图12为图11中的冷媒组件中的冷媒基板的结构示意图;

图13为图3中的热管理集成模块的部分结构示意图;

图14为本申请实施例中的热管理系统的工作原理图;

图15为多通阀在三个不同模式时,各接水口的连通状态。

附图标记说明:

Z、第一方向;X、第二方向;Y、第三方向;1000、车辆;1、热管理系统;11、热管理集成模块;12、水箱;13、气液分离器;14、压缩机;2、热管理对象;100、水侧组件;110、水路基板;111、第一表面;112、上表面;1121、第一平面;1122、第二平面;1123、第三平面;113、侧表面;115、第一边;116、第二边;117、流道;118、第一外接接口;120、第一功能件;130、水路接口;140、水泵;150、多通阀;1501、内腔;151、阀体;1511、接水口;152、阀芯;1521、凹槽;153、执行器;200、冷媒组件;210、冷媒基板;211、第二表面;212、环形侧板;213、管道;214、第一流道;215、第二流道;216、第一功能接口;217、第二功能接口;218、第二外接接口;220、第二功能件;221、膨胀阀;222、电磁阀;223、止回阀;224、温压传感器;230、冷媒接口;300、换热组件;301、第一投影;302、第二投影;310、水路对接口;320、冷媒对接口;330、换热件;331、长边;332、短边;340、冷凝换热件;341、冷凝入口;342、冷凝出口;350、蒸发换热件;351、蒸发入口;352、蒸发出口;400、固定结构;

具体实施方式

以下首先对本申请实施例涉及的部分术语进行解释说明。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例,例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本说明书中,“垂直”、“平行”等术语的解释。

垂直:本申请所定义的垂直不限定为绝对的垂直相交(夹角为90度)的关系,允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对的垂直相交的关系,允许存在小角度范围的误差,例如80度至100度的范围的组装误差范围内,都可以被理解为是垂直的关系。

平行:本申请所定义的平行不限定为绝对平行,此平行的定义可以理解为基本平行,允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对平行的情况,这些情况会导到滑动配合部和第一门板之间不是绝对的平行,但是本申请也定义为这种情况是平行的。

需要说明的是,下文中涉及的各附图均为示意图,附图中的具体形状并非本申请要保护的具体形状。

本申请实施例提供一种热管理系统,本申请实施例中的热管理系统可适用于车载领域和储能领域中。

比如可以将本申请实施例中的热管理系统应用于车载领域中的电动汽车,而电动汽车是一种使用电驱器驱动行驶的交通工具。电驱器例如可以包括电源分配单元(PowerDistr ibut ion Unit,PDU)、微控制单元(Micro Control ler Unit,MCU)、映射调试上下文(Mapped Diagnost ic Context,MDC)和马达等。

再比如可以将本申请实施例中的热管理系统应用于储能领域中的光伏系统、风力系统等。

图1a为本申请实施例提供的一种车辆1000的结构示意图;图1b为本申请实施例提供的一种车辆1000的热管理系统1的工作框图。

参照图1a和图1b,本申请实施例还提供一种车辆1000,车辆1000包括热管理系统1以及热管理对象2,热管理系统1用于为热管理对象2进行热管理。可以理解的是,图中的热管理对象2和热管理系统1的位置只是示意性的表示,并非代表热管理对象2和热管理系统1一定在图示位置,热管理对象2和热管理系统1还可以设置在其它位置。

一些实施方式中,热管理对象2包括电池、动力总成和电控总成中的一种或多种,对于电动汽车,电池用于提供车辆1000所需的大部分电能,动力总成用于为车辆1000提供动力,动力总成可以包括电机、变速器、传动系统和排气系统,电控总成是指汽车电子控制单元(ECU)、线束和传感器等元件组成的整体系统,电控总成可对汽车发动机、变速器、制动和安全控制等进行精细化调控和管理,以确保汽车在各种复杂驾驶场景下的顺畅行驶和稳定性。汽车电控总成是汽车中的重要部分,它对电子设备的匹配、调试、维护和升级等要求都非常高。

热管理系统1用于监控和控制车辆1000的温度,保持车辆1000各个部位(比如电池、动力总成、电控总成以及车室内)的正常工作温度范围,从而提高车辆1000的性能、效率和舒适性。

热管理系统1包括热管理集成模块11、水箱12以及气液分离器13。

水箱12用于为热管理集成模块11提供循环水,由于水箱12独立于热管理集成模块11之外,并与热管理集成模块11通过管路连接,从而可以将水箱12与热管理集成模块11位置实现解耦,比如将水箱12放置在位置更高的位置,而将热管理集成模块11放置在相对水箱12更低的位置,从而可提升水箱12和热管理集成模块11的使用性能,还能够使得本实施例中的热管理集成模块11适配使用在不同的环境中,比如可以分别用于车辆和储能系统中。此外,将水箱12与热管理集成模块11分别独立设置,不会受到大体积的水箱12的影响,利于热管理集成模块11的小型化。

同样,气液分离器13等体积较大的部件也可以独立于热管理集成模块11之外,并与热管理集成模块11通过管路连接,以利于热管理集成模块11的小型化。

一些实施方式中,热管理系统1中的压缩机14也可以是与热管理集成模块11独立设置。当然,在一些实施方式中,压缩机14也可以是集成在热管理集成模块11上。

图2为本申请实施例提供的一种储能系统的热管理系统1的工作框图。

参阅图2,储能系统包括热管理系统1和热管理对象2,其中热管理系统1包括、热管理集成模块11、水箱12以及气液分离器13。其中,其中热管理集成模块11、水箱12以及气液分离器13可参照前文图1b中的实施例,在此不再赘述,本实施例中的热管理对象2为储能电池、储能变流器(Power Contro lSystem-PCS)和DCDC变换器等。

图3为本申请实施例提供的一种热管理集成模块11的结构示意图;图4为图3中的热管理集成模块11的分解图;本实施例中的热管理集成模块11可以应用于前文图1b和图2的实施例中的热管理系统1中,也可以是应用于其它热管理系统1中,比如电子、医疗领域内的热管理系统1。

参阅图3和图4,热管理集成模块11包括水侧组件100、冷媒组件200以及换热组件300。

本实施例中的水侧组件100主要用于调节和控制第一介质在系统中的流动,确保设备的正常工作和温度的控制。比如,水侧组件100可以向电池、动力总成和控制总成等位置流动,以实现对电池、动力总成和控制总成等的温度控制调节。

本实施例中的冷媒组件200主要用于控制制冷剂在系统中进行循环流动,通过吸热和放热的过程,实现温度调节的目的。

本实施例中的换热组件300主要功能是实现热交换,比如,在一些实施方式中,换热组件300可以是冷凝器,在一些实施方式中,换热组件300还可以是蒸发器,在一些实施方式中,换热组件300还可以同时包括冷凝器和蒸发器。

水侧组件100和冷媒组件200分别与换热组件300连接,从而以实现水侧组件100流向换热组件300的第一介质(比如水),以及冷媒组件200流向换热组件300的第二介质(比如制冷剂)通过换热组件300实现热交换。

水侧组件100和冷媒组件200分别位于换热组件300的相对的两侧,使得水侧组件100、冷媒组件200以及换热组件300呈“三明治”架构设置。相较于将换热组件300集成在冷媒组件200远离水侧组件100的一侧的方案,本申请中可以缩小冷媒组件200的尺寸,还能够提高冷媒组件200上各功能件的连接稳定性。

一些实施例中,水侧组件100包括水路基板110以及位于在水路基板110上的若干功能件,为了便于描述,水侧组件100的功能件为第一功能件120。冷媒组件200包括冷媒基板210以及位于冷媒基板210上的若干功能件,为了便于描述,冷媒组件200的功能件为第二功能件220。其中,换热组件300位于水路基板110和冷媒基板210形成的间隔空间内,以构成“三明治”架构,以便于冷媒基板210的小型化,还能够节约冷媒基板210的材质,提高冷媒基板210的强度。

一些实施方式中,水路基板110和冷媒基板210沿第一方向Z正对,其中,第一方向Z也是水侧组件100、换热组件300、冷媒组件200依次排列的方向。相较于将换热组件300固定在冷媒基板210远离水路基板110的一侧的方案,本申请实施例中无需在冷媒基板210上开设用于放置换热组件300的通孔,从而可以节约制造冷媒基板210的基材,节约成本,而且因为冷媒基板210上减少开设放置换热组件300的通孔,也能够加强冷媒基板210的强度,还能够减小冷媒基板210的体积,冷媒基板210的体积小型化,同样能够提高冷媒基板210的强度。

一些实施方式中,水路基板110朝向换热组件300的一侧设有水路接口130,换热组件300朝向换热组件300的一侧设有水路对接口310,水路基板110通过水路接口130与换热组件300的水路对接口310连接。由于水路接口130位于水路基板110朝向换热组件300的一侧,水路对接口310位于换热组件300朝向水路基板110的一侧,从而可以方便的将水路基板110与水路对接口310连接在一起。而且可以降低连接水路基板110与换热组件300之间的管道213的长度,以便于热管理集成模块11的小型化。

一些实施方式中,水路接口130与水路对接口310直接对接,水路基板110和换热组件300即通过水路接口130和水路对接口310连通,还可以通过水路接口130和水路对接口310固定连接在一起。

一些实施方式中,水路接口130和水路对接口310通过柔性管路(图中未示出)连接。由于水路接口130和水路对接口310通过柔性管路连接,从而在水路基板110发生形变时,也不会导致水路接口130和水路对接口310发生硬接触,不会造成水路接口130和水路对接口310受损,从而可以避免水路接口130和水路对接口310发生漏液现象。

可以理解的是,本申请实施例中的水侧组件100与换热组件300之间是可以拆离的,是可拆卸式的,拆离后可以通过柔性管路连接。拆离后可以通过柔性管路连接。水侧组件100与换热组件300之间可拆卸式的连接结构,可以使得本申请实施例提供的热管理集成模块11能够更灵活地匹配不同的使用场景。

一些实施方式中,水路接口130与水路基板110一体成型设置,一些实施方式中,水路接口130与水路基板110拼接。

一些实施方式中,水路对接口310与换热组件300的外壳一体成型,一些实施方式中,水路对接口310与换热组件300拼接。

一些实施方式中,冷媒基板210朝向换热组件300的一侧设有冷媒接口230,换热组件300朝向换热组件300的一侧设有冷媒对接口320,冷媒基板210通过冷媒接口230与换热组件300的冷媒对接口320连接。由于冷媒接口230位于冷媒基板210朝向换热组件300的一侧,冷媒对接口320位于换热组件300朝向冷媒基板210的一侧,从而可以方便的将冷媒基板210与冷媒对接口320连接在一起。而且可以降低连接冷媒基板210与换热组件300之间的管道213的长度,以便于热管理集成模块11的小型化。

一些实施方式中,冷媒接口230与冷媒对接口320直接对接,冷媒基板210和换热组件300即通过冷媒接口230和冷媒对接口320连通,还通过冷媒接口230和冷媒对接口320固定连接在一起。

一些实施方式中,冷媒接口230和冷媒对接口320通过柔性管路连接。由于冷媒接口230和冷媒对接口320通过柔性管路连接,从而在冷媒基板210发生形变时,也不会导致冷媒接口230和冷媒对接口320发生硬接触,不会造成冷媒接口230和冷媒对接口320受损,从而可以避免冷媒接口230和冷媒对接口320发生漏液现象。

一些实施方式中,冷媒接口230和冷媒对接口320也可以是柔性材质制成,冷媒接口230与冷媒基板210内的流道连通,冷媒对接口320与换热组件300内的流道连通。当然,在其它一些实施方式中,也可以是冷媒接口230与冷媒对接口320为刚性材质制成。

一些实施方式中,冷媒接口230与冷媒基板210一体成型设置,一些实施方式中,冷媒接口230与冷媒基板210拼接。

一些实施方式中,冷媒对接口320与换热组件300的外壳一体成型,一些实施方式中,冷媒对接口320与换热组件300拼接。

一些实施方式中,至少部分换热组件300接触水路基板110,至少部分换热组件300接触冷媒基板210。由于换热件330在第一方向Z上的两侧分别与水路基板110和冷媒基板210都有接触,可以保证水路基板110和冷媒基板210之间的近距离设置,二者之间的间隔空间只为容纳换热组件300,有利于实现热管理集成模块11整体的小尺寸。

可以理解的是,在一些实施方式中,换热组件300至少部分接触冷媒基板210,或者换热组件300至少部分接触水路基板110。

可以理解的是,本申请实施例中的冷媒组件200与换热组件300之间是可以拆离的,是可拆卸式的,拆离后可以通过柔性管路连接。冷媒组件200与换热组件300之间可拆卸式的连接结构,可以使得本申请实施例提供的热管理集成模块11能够更灵活地匹配不同的使用场景。

一些实施方式中,所述水路基板110和/或所述冷媒基板210包括固定结构400,所述固定结构400用于将所述热管理集成模块11固定在使用环境中。通过固定结构400可将水路基板110和/或冷媒基板210固定在需要固定的使用环境中,进而将本实施例中的热管理集成模块11固定在所需要固定的使用环境中。

一些实施方式中,固定结构400为开设在水路基板110和/或冷媒基板210的固定通孔。

一些实施方式中,固定通孔开设在水路基板110和/或冷媒基板210的侧面,水路基板110和/或冷媒基板210的侧面为与朝向换热组件300的一面相邻的一面,从而不会干涉功能件以及换热组件300的集成。

可以理解的是,在起其它一些实施方式中,也可以是通过换热组件300固定在所需固定的位置。

图5为图3中的热管理集成模块11中的水侧组件100的结构示意图;图6为图5中的水侧组件100的另一视角的结构示意图。

参阅图5和图6,一些实施例中,水路基板110包括朝向换热组件300的第一表面111,水侧组件100的所有第一功能件120均分布在水路基板110除了第一表面111的其它位置。而第一表面111与换热组件300对应,以使水路基板110的第一表面111尽量与换热组件300的尺寸大小对应,以小型化水侧组件100。

一些实施方式中,第一表面111为平面,可以理解的是,小波动的曲面也属于本实施方式所指的平面。可以理解的是,在其它一些实施方式中,第一表面111也可以是曲面。

一些实施方式中,水路基板110还包括背离换热组件300的上表面112以及用于连接第一表面111和上表面112的侧表面113,可以理解的是,本实施方式中的“上”、“侧”等词不对方位进行限制,其类似“第一、第二”等词用于区分名称。

一些实施方式中,上表面112为平面,水路基板110为片状板,所有的第一功能件120均设置在上表面112。

一些实施方式中,上表面112包括第一平面1121、第二平面1122和连接第一平面1121和第二平面1122的第三平面1123,其中,第一平面1121和第二平面1122平行且在第一方向Z上未重合,第三平面1123与第一平面1121垂直。本实施方式中的水路基板110的第一平面1121对应的部分的厚度小于水路基板110的第二平面1122对应的部分的厚度,水路基板110具有内腔1501(如下文图9)。所有的第一功能件120均设置在上表面112和/或内腔1501内。

一些实施方式中,所有第一功能件120的部分第一功能件120为水泵140,部分第一功能件120为温度传感器,剩下的部分第一功能件120为多通阀150。由于水泵140和多通阀150体积较小,可有利于水侧组件100的小型化设计。

水泵140分布在第一平面1121上,多通阀150的至少部分则设置在内腔1501内与第二平面1122对应的位置。由于多通阀150的至少部分设于水路基板110内部,从而可以使水路基板110内的流道呈3D立体架构,可以有效利用立体空间,降低水路基板110的在垂直第一方向Z上的尺寸,有利于水侧组件100的小型化。

可以理解的是,在其它一些实施方式中,第一功能件120还可以包括其它部件,比如还可以集成温度传感器、水位开关、水箱12、水泵140控制器、水泵140阀门、脉冲器或溢流阀等。

图7为图3中的热管理集成模块11的部分结构示意图。

参阅图7,在第一方向Z上,换热组件300在水路基板110上的投影为第一投影301,第一投影301的边缘和水路基板110的边缘之间的距离小于第一阈值,具体而言,第一投影301的边缘和水路基板110之间的距离指的是垂直于第一方向Z的距离。需要说明的是,第一投影301的边缘和水路基板110的边缘之间的距离小于第一阈值,可以理解为第一投影301的边缘邻近水路基板110的边缘,由于第一投影301的边缘与水路基板110的边缘邻近,从而能够使得水路基板110充分小型化,接近换热组件300的第一投影301的尺寸大小。可以理解的是,本实施例中的邻近指的是水路基板110朝向换热组件300的一侧被换热组件300占满,不再设置其它部件。可以理解的是,一些实施方式中,第一投影301的外轮廓尺寸可以是略大于水路基板110的边缘轮廓尺寸的。一些实施方式中,第一投影301的外轮廓尺寸可以是略小于水路基板110的边缘轮廓尺寸的。一些实施方式中,第一投影301的外轮廓尺寸也可以是与水路基板110的边缘轮廓尺寸的相同,次时第一阈值为0。可以理解的是,第一阈值的大小是可以根据实际使用环境改变的,比如在应用于车辆时,由于热管理集成模块11体积较小,则第一阈值相应可以较大,而在一些使用环境下,热管理集成模块11的体积较小时,则第一阈值可以较小。

可以理解的是,当换热组件300包括两个或更多的换热件330时,第一投影301指的就是两个或多个换热件330构成的整体的最外侧的轮廓。

一些实施方式中,换热组件300在水路基板110上的投影即为在第一表面111上的投影。

一些实施方式中,在第一方向Z上,水路基板110朝向换热组件300的一侧的至少75%的面积与换热组件300正对,从而使得水路基板110整体上受力更为均匀,不同位置之间不易于出现较高的受力差,从而可以有效降低水路基板110的抗扭能力,从而提高水路基板110的抗扭强度和结构强度。此外,热管理集成模块11的大小下限决定于换热组件300,由于水路基板110朝向换热组件300的一侧的至少75%的面积与换热组件300正对,合理小型化水路基板110,从而使得热管理集成模块11的能够合理小型化。需要说明的是,本实施方式中的水路基板110朝向换热组件300的一侧的面积指的是外轮廓的面积。

一些实施方式中,换热组件300包括两个换热件330,两个换热件330并列设置在水路基板110和冷媒基板210之间,各换热件330朝向水路基板110的端面具有长边331和短边332,水路基板110朝向换热组件300的表面(第一表面111)具有第一边115和第二边116。可以理解的是,两个换热件330并列设置在水路基板110和冷媒基板210之间指的是,两个换热件330沿垂直于第一方向Z排布,而非第一方向Z排布。

两个换热件330沿第三方向Y排列,第三方向Y和短边332的延伸方向相同,第一边115与两个换热件330的短边332位置对应,水路基板110的第二边116与其中一个换热件330的长边331位置对应。本实施方式中,水路基板110的第一边115和第二边116都不会太大,本实施方式中的热管理集成模块11适合安装在长宽尺寸差不多的安装环境中。

一些实施方式中,第三方向Y垂直于第一方向Z。

图8为本申请实施例提供的热管理集成模块11的另一结构的部分结构示意图。本实施例相较于图7中的实施例的主要区别为两个换热件330沿第二方向X排列,第二方向X和长边331的延伸方向相同,第一边115与两个换热件330的长边331位置对应,水路基板110的第二边116与其中一个换热件330的短边332位置对应。本实施方式中,可以降低水侧组件100在第二边116方向上的宽度,本实施方式中的热管理集成模块11适合安装在比较细长的安装环境中。其中,第一边115、第二边116、长边331、短边332等可参照图7中的实施例,在此不再赘述。

图9为图3中的热管理集成模块11的水侧组件100的部分结构示意;图10为图9中的水侧组件100的部分结构分解示意图。

参阅图9和图10,一些实施例中,水路基板110内形成有多条流道117,部分流道117用于与水路接口130连通,部分流道117则与设置在水路基板110上的外接接口连通,为了方便描述设定水路基板110上的外接接口为第一外接接口118,一些实施方式中,第一外接接口118的数量为多个。

一些实施方式中,多个第一外接接口118中的部分用于与热管理系统1中的水箱12连接,具体而言,可以通过管路将水箱12与第一外接接口118连通,从而实现水箱12与热管理集成模块11在功能上的配合,以及在位置上的解耦,以提高水箱12以及热管理集成模块11使用性能。多个第一外接接口118中的部分第一外接接口118则用于连接不同的热管理对象2。多个第一外接接口118中的部分第一外接接口118用于连接水泵140。

一些实施方式中,多个第一外接接口118中的部分第一外接接口118还可以连接热管理系统1中的散热器。

一些实施方式中,多通阀150包括阀体151、阀芯152以及执行器153,阀芯152设置在阀体151内,并能够相对阀体151转动,执行器153则用于驱动阀芯152相对阀体151转动。

阀芯152上开设有若干凹槽1521,阀体151套设在阀芯152上将若干凹槽1521封盖形成若干通道。具体而言,若干凹槽1521中的部分凹槽1521连通,从而使得第一介质可以在连通的凹槽1521内流动。

一些实施方式中,部分连通的凹槽1521是相邻的,部分连通的凹槽1521是相对的。

阀体151上设有多个接水口1511,在执行器153驱动阀芯152转动在不同位置时,多个接口可对应连接不同的通道,接水口1511与水路基板110内的多个流道117对应连通。

一些实施方式中,多通阀150为八通阀,接水口1511的数量为8个,一些实施方式中接水口1511的数量为9个,为方便描述,设定9个接水口1511分别为接口1、接口2、接口3、接口4、接口6、接口7、接口8、接口9和接口5,其中接口5为比例偏置口。当然在一些实施方式中,多通阀150也可以是三通阀、四通阀或其它多通阀150,多通阀150的数量可以是一个,也可以是多个。

一些实施方式中,阀体151与水路基板110一体成型设置。

图11为图3中的热管理集成模块11中的冷媒组件200的结构示意图;图12为图11中的冷媒组件200中的冷媒基板210的结构示意图。

参阅图11和图12,一些实施例中,冷媒基板210包括朝向换热组件300的第二表面211,冷媒组件200的所有第二功能件220分布在冷媒基板210除了第二表面211的其它位置。而第二表面211用于与换热组件300对应,以使冷媒基板210的第二表面211尽量与换热组件300的尺寸大小对应,以小型化冷媒组件200。需要说明的是,本实施例中的第二表面211指的是冷媒基板210朝向换热组件300的一侧的外轮廓围成的最大面,内部镂空的位置也属于第二表面211。

一些实施方式中,冷媒基板210包括环形侧板212以及固定在环形侧板212围成的容置腔内的若干管道213,若干管道213连通形成冷媒基板210的流道117。

一些实施方式中,若干管道213连通形成第一流道214和第二流道215,冷媒基板210还包括固定在管道213上且与第一流道214连通的若干第一功能接口216以及固定在管道213上且与第二流道215连通的若干第二功能接口217。

一些实施方式中,冷媒组件200的所有第二功能件220均安装在冷媒基板210背离换热件330的一侧,具体而言,所有的第二功能接口217均位于冷媒基板210背离换热组件300的一侧,所有的第二功能件220均对应连接在第二功能接口217上。

所有的第二功能件220中的部分第二功能件220为膨胀阀221、部分第二功能件220为电磁阀222、部分第二功能件220为止回阀223,部分第二功能件220为温度传感器,剩下的其余功能件为温压传感器224。由于第二功能件220仅包括膨胀阀221、电磁阀222、止回阀223以及温压传感器224,而膨胀阀221、电磁阀222、止回阀223以及温压传感器224等均体积较小,从而集成之后的热管理集成模块11体积较小,利于热管理集成模块11的小型化。

可以理解的是,在其它一些实施方式中,第二功能件220还不可以包括其它体积较小的部件,比如闸阀、切断阀、排气阀和疏水阀等。

一些实施方式中,若干第一功能接口216连接有止回阀223、温压传感器224和膨胀阀221,若干第二功能接口217连接有止回阀223、电磁阀222、温压传感器224和膨胀阀221。一些实施方式中,冷媒接口230的数量为两个,两个冷媒接口230分别与第一流道214和第二流道215连通。本实施方式中,由于两个冷媒接口230分别与第一流道214和第二流道215连通,而两个冷媒接口230则与换热组件300连通,从而第一流道214和第二流道215经过换热组件300组成通路。

一并参阅图4、图11和图12一些实施方式中,换热组件300包括两个换热件330,两个换热件330分别为冷凝换热件340和蒸发换热件350,冷凝换热件340包括冷凝入口341和冷凝出口342,冷凝入口341和第二流道215连通,冷凝出口342与第一流道214连通,蒸发换热件350包括蒸发入口351和蒸发出口352,蒸发入口351与第一流道214连通,蒸发出口352用于与热管理系统1中的气液分离器13的接入口连接。具体而言,冷媒基板210还包括第二外接接口218,蒸发出口352与第二外接接口218连通,然后通过第二外接接口218与热管理系统1内的气液分离器13连接,具体可以是通过管路将第二外接接口218与与热管理系统1内的气液分离器13连接。

一些实施方式中,第二外接接口218包括冷媒入口和冷媒出口,其中,冷媒入口与第二流道215连通,冷媒出口通过管路与热管理系统1内的气液分离器13连接。

图13为图3中的热管理集成模块11的部分结构示意图。

参阅图13,在第一方向Z上,换热组件300在冷媒基板210上的投影为第二投影302,第二投影302的边缘和冷媒基板210的边缘之间的距离小于第二阈值,具体而言,第二投影302的边缘和冷媒基板210之间的距离指的是垂直于第一方向Z的距离。需要说明的是,第二投影302的边缘和冷媒基板210的边缘之间的距离小于第二阈值,可以理解为第二投影302的边缘邻近冷媒基板210的边缘,由于第二投影302的边缘与冷媒基板210的边缘邻近,从而能够使得冷媒基板210充分小型化,接近换热组件300的第二投影302的尺寸大小。可以理解的是,本实施例中的邻近指的是冷媒基板210朝向换热组件300的一侧被换热组件300占满,不再设置其它部件。可以理解的是,一些实施方式中,第二投影302的外轮廓尺寸可以是略大于冷媒基板210的边缘轮廓尺寸的。一些实施方式中,第二投影302的外轮廓尺寸可以是略小于冷媒基板210的边缘轮廓尺寸的。一些实施方式中,第二投影302的外轮廓尺寸也可以是与冷媒基板210的边缘轮廓尺寸的相同,次时第二阈值为0。可以理解的是,第二阈值的大小是可以根据实际使用环境改变的,比如在应用于车辆时,由于热管理集成模块11体积较小,则第二阈值相应可以较大,而在一些使用环境下,热管理集成模块11的体积较小时,则第二阈值可以较小。

可以理解的是,当换热组件300包括两个或更多的换热件330时,第二投影302指的就是两个或多个换热件330构成的整体的最外侧的轮廓。

一些实施方式中,在第一方向Z上,在第一方向Z上,冷媒基板210朝向换热组件300的一侧的至少75%的面积与换热组件300正对,从而使得冷媒基板210整体上受力更为均匀,不同位置之间不易于出现较高的受力差,从而可以有效降低冷媒基板210的抗扭能力,从而提高冷媒基板210的抗扭强度和结构强度。此外,热管理集成模块11的大小下限决定于换热组件300,由于冷媒基板210朝向换热组件300的一侧的至少75%的面积与换热组件300正对,合理小型化冷媒基板210,从而使得热管理集成模块11的能够合理小型化。需要说明的是,本实施方式中的冷媒基板210朝向换热组件300的一侧的面积指的是外轮廓的面积。

一并参阅图3、图7和图13,一些实施方式中,水路基板110朝向换热组件300的表面为第一表面111,冷媒基板210朝向换热组件300的表面为第二表面211,第一表面111的外轮廓形状和第二表面211的外轮廓形状一致。比如在一些实施方式中,第一表面111和第二表面211均呈正方形。在一些实施方式中,第一表面111和第二表面211又均呈长方形。由于第一表面111的外轮廓形状和第二表面211的外轮廓形状一致,从而使得本实施方式中的热管理集成模块11的整体更为规整,以便于小型化,还能够提高安装便捷性。

一些实施方式中,第一表面111和第二表面211的形状和尺寸均一致。当然,在一些实施方式中,第一表面111和第二表面211的尺寸也可以是不一样的,比如热管理集成模块11整体呈金字塔或锥台状排布。

图14为本申请实施例中的热管理系统1的工作原理图;图15为多通阀150在三个不同模式时,各接水口1511的连通状态。

参阅图14,热管理系统1包括蒸发器、蒸发板换、冷凝器、冷凝板换、压缩机14、气液分离器13、止回阀223、膨胀阀221、电磁阀222、多通阀150、水泵140以及散热器,其中蒸发器、蒸发板换、冷凝器、冷凝板换、压缩机14、气液分离器13、止回阀223、膨胀阀221、电磁阀222、多通阀150、水泵140以及散热器可参照前文中的蒸发换热件350、冷凝换热件340、压缩机14、气液分离器13、止回阀223、膨胀阀221、电磁阀222、多通阀150、水泵140以及散热器均可参照前文,在此不做赘述。本实施例中热管理系统1调节的热管理对象2为热源1和热源2,比如热源1为动力总成、热源2为电池。

多通阀150为八通阀,阀体151具有9个接水口1511,分别为接口1、接口2、接口3、接口4、接口6、接口7、接口8、接口9和接口5,其中接口5为比例偏置口。其中,蒸发板换的两端分别与接口3和接口8连接,接口3流出的第一介质经过水泵1和蒸发板换流入接口8;热源2的两端分别与接口1和接口6连接,接口6流出的第一介质经过热源2后流入接口1;散热器的两端分别连接接口7和接口4,接口7流出的第一介质经过散热器后流入接口4;热源1的一端与接口2连接,热源1的另一端分别与接口9和接口5连接,接口2流出的第一介质流经水泵2、热源1后,可直接流入接口9,也可以流经冷凝板换后流入接口5。

参阅图15,一些实施方式中,多通阀150具有三个模式,在模式一时,接口1和接口3连通、接口2和接口4连通、接口9和接口7连通、接口5和接口7连通、接口6和接口8连通。在模式二时,接口1和接口2连通、接口3和接口9连通、接口3和接口5连通、接口4和接口6连通、接口7和接口8连通。在模式三时,接口1和接口2连通、接口3和接口4连通、接口9和接口6连通、接口5和接口6连通、接口7和接口8连通。通过执行器153驱动阀芯152相对阀体151转动,即可实现三个模式的转换。

由上可知,在模式一时,可形成第一流道:接口3→接口8→接口6→接口1→接口3,由于接口3流出的第一介质经过水泵1和蒸发板换流入接口8,而蒸发板换蒸发制冷,从而可使第一流道内的第一介质具有较低的温度,从而可以对对热源2进行制冷,当热源2为电池、动力总成或电控总成等,即可应用于夏天对电池、动力总成以及电控总成进行散热,当蒸发板换生成的冷气吹向车室内时,则同时可以对车室内制冷。

与此同时,在模式一时还可形成第二流道:接口7→接口4→接口2→接口9(5)→接口7,此时可对热源1通过散热器进行散热。当接口5完全闭合时,则与接口5连接的冷凝板换制热后的第一介质不会流向接口7,此时可以通过散热器对热源1进行散热,以实现对热源1的降温,其中,热源1可根据需求设定不同的热源,比如热源1也可以是电池、动力总成或电控总成等,此时,也可应用于夏天制冷时使用。当接口5打开时,且接口5打开的比例越大,由冷凝板换制热的第一介质流向第二流道内比例越大,则加热效果越好,此时,可以对热源1进行加热。

可以理解的是,第一流道和第二流道可以独立开闭。在夏天时,可同时打开第一流道和第二流道,且9开口完全关闭,从而对热源1和热源2进行散热。在冬天时,可以将第一流道关闭,第二流道打开,且9打开,通过冷凝器散热对热源1加热,比如对冬天的电池加热。

在模式二时,可形成第三流道:接口2→接口9(5)→接口3→接口8→7接口→接口4→接口6→接口1→接口2,在接口5完全闭合的时候,可应用于夏日,由蒸发板换制冷的第一介质可流向第三流道,而第三流道分别流经热源1、热源2和散热器,从而可以对热源1、热源2进行散热制冷。在接口5打开且停止蒸发板换工作时,则可应用于冬日,由冷凝板换制热的第一介质可流向第三流道,而第三流道分别流经热源1、热源2和散热器,从而可以对热源1、热源2进行加热调温。

在模式三时,可形成第四流道:接口2→接口9(5)→接口6→接口1→接口2,在接口5打开时,可通过冷凝器散热加热的第一介质流向第四流道内,以对热源1和热源2加热,此时可应用于冬天。在接口5闭合时,则可实现热源1和热源2的热平衡。

与此同时,在模式三时还可形成第五流道:接口3→接口8→接口7→接口4→接口3,比如在冬日时,通过第五流道可实现对车室的制热。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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06120116506110