一种新能源汽车整车热管理系统

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种新能源汽车整车热管理系统。

背景技术

为顺应国家政策和环保号召，现在正大力发展新能源汽车，但“里程焦虑”问题是限制新能源汽车发展的重要因素。为解决这一问题开发出了大容量电池及超级快充等技术，但超级快充模式下会造成电池热量过高而影响电池充电速率和寿命，从而电池在超级快充时如何进行快速冷却，成为困扰新能源汽车领域的重要难题。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够在超级快充模式下提高电池冷却性能的新能源汽车整车热管理系统。

一种新能源汽车整车热管理系统，包括，

制冷介质回路，循环流动有制冷介质，包括压缩机、第一换热器、第二换热器，所述第一换热器包括相互隔离的第一通道与第二通道，所述第二换热器包括相互隔离的第三通道与第四通道，所述压缩机、所述第一通道及所述第三通道依次首尾连通；

冷却介质回路，循环流动有冷却介质，包括第一泵、电机电控、第三换热器、第四换热器、第二泵和电池，所述第三换热器用于冷却介质与外接冷源换热；

所述第一泵、所述电机电控、所述第三换热器、所述第二通道、所述第四换热器依次首尾连通，所述电池、所述第二泵、所述第四通道依次首尾连通；所述冷却介质在所述第三换热器中与外接冷源换热，流经所述第一通道的所述制冷介质与流经所述第二通道的所述冷却介质换热，流经所述第四通道内的所述冷却介质与流经所述第三通道内的所述制冷介质换热，以冷却所述电池。

采用本方案的有益效果：

与现有技术相比，本申请中通过在新能源汽车整车热管理系统中设置了第一换热器与第三换热器，冷却介质由电机电控流出后，流经第三换热器时与充电桩，充电站或蓄能槽的外接冷源换热，冷源与第三换热器内冷却介质有较大的温差强化换热，冷却介质温度降低，流经第一换热器的第二通道时能够吸收更多热量，提高了第一换热器的换热性能，进而系统冷凝压力降低，使流出第一换热器第一通道的制冷介质温度降低，即流入第二换热器的制冷介质温度更低，能够吸收更多热量，进而提高了第二换热器的换热性能，从第二换热器中换热后流入电池中的冷却介质温度能够更低，对电池的冷却能力和冷却效果更好，更利于在超级快充模式下对电池快速冷却，提升新能源汽车整车热管理系统性能。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第五换热器，所述第五换热器连通于所述第一通道与所述第三通道之间。

在其中一个实施例中，所述第四换热器与所述第五换热器并排且分体设置，所述热管理系统还包括风机，所述风机设在所述第四换热器远离所述第五换热器的一侧。

在其中一个实施例中，所述第四换热器与所述第五换热器集成设置，且沿竖直方向依次分布，所述第四换热器的内部管路与所述第五换热器的内部管路并联且相互独立。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括空调箱，所述空调箱中设有蒸发器与冷凝器，所述冷凝器的进口与所述压缩机的出口连通，所述冷凝器的出口连通于所述第一通道；所述制冷介质回路还包括第一节流件，所述蒸发器的进口连通于所述第一节流件的出口，所述第一节流件的进口连通于所述第一通道，所述蒸发器的出口与所述压缩机的进口连通。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第一开关阀与第二开关阀，所述第一开关阀连接于所述压缩机的出口与所述第一通道之间；所述第二开关阀连接于所述压缩机的出口与所述冷凝器的进口之间。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第二节流件与第三节流件，所述第二节流件的一端连通所述第一通道，另一端连接所述冷凝器出口，所述第三节流件的一端连通于所述第三通道，另一端分别连接于所述第一节流件及所述第一通道。

在其中一个实施例中，所述冷凝器至少包括第一换热区与第二换热区，所述压缩机与所述第一换热区的进口之间设有第一流量调节件，所述压缩机与所述第二换热区的进口之间设有第二流量调节件，所述第一换热区及所述第二换热区的出口均连通于所述第一通道。

在其中一个实施例中，所述冷却介质回路还包括五通阀，所述五通阀包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口，所述第一接口连通于所述第四通道，所述第二接口连通于所述第二通道，所述第三接口连通于所述第四换热器，所述第四接口连通于所述电池的进口，所述第五接口连通于所述第二泵的出口。

在其中一个实施例中，所述制冷介质回路还包括第四节流件，所述第四节流件的一端连接于所述压缩机的出口，另一端连接于所述压缩机的进口。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1为本申请提供的一种新能源汽车整车热管理系统第一种实施方式的结构示意图。

图2为本申请提供的一种新能源汽车整车热管理系统第二种实施方式的结构示意图。

图3为本申请提供的一种新能源汽车整车热管理系统第三种实施方式的结构示意图。

图4为本申请提供的一种新能源汽车整车热管理系统第四种实施方式的结构示意图。

图5为本申请提供的一种新能源汽车整车热管理系统第五种实施方式的结构示意图。

附图标记：

110、压缩机；110a、第一温度压力传感器；110b、第二温度压力传感器；120、第一换热器；120a、第二节流件；130、空调箱；131、鼓风机；132、蒸发器；132a、第一节流件；133、冷凝器；133a、第一温度传感器；141、第一开关阀；142、第二开关阀；151、第一流量调节件；152、第二流量调节件；160、气液分离器；170、第四节流件；180、第五换热器；180a、第二温度传感器；210、第一泵；220、电机电控；230、第二泵；240、电池；250、水壶；261、第一三通管；262、第二三通管；263、第三三通管；270、第三换热器；280、四通管；290、第四换热器；300、第二换热器；300a、第三节流件；400、五通阀；500、风机；600、三通阀。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图与具体实施方式对本发明的新能源汽车整车热管理系统作进一步详细描述：

新能源汽车整车热管理系统，设在新能源汽车中，是影响新能源汽车整车能量利用率和续航力的重要因素，包括制冷介质回路与冷却介质回路，通过制冷介质回路和冷却介质回路中介质的循环流动，以实现不同工作模式的转换。制冷介质可以为R134A，R1234YF，R290，CO

参照图1～图5，制冷介质回路，循环流动有制冷介质，包括压缩机110、第一换热器120、第二换热器300，第一换热器120包括相互隔离的第一通道与第二通道，第二换热器300包括相互隔离的第三通道与第四通道，压缩机110、第一通道及第三通道依次首尾连通；

冷却介质回路，循环流动有冷却介质，包括第一泵210、电机电控220、第三换热器270、第四换热器290、第二泵230和电池240，第三换热器270用于冷却介质与外接冷源换热；

第一泵210、电机电控220、第三换热器270、第二通道、第四换热器290依次首尾连通，电池240、第二泵230、第四通道依次首尾连通；冷却介质在第三换热器270中与外接冷源换热，流经第一通道的制冷介质与流经第二通道的冷却介质换热，流经第四通道内的冷却介质与流经第三通道内的制冷介质换热，以冷却电池240及电机电控220余热回收利用。本实施例中通过在新能源汽车整车热管理系统中设置了第一换热器120与第三换热器270，冷却介质由电机电控220流出后，流经第三换热器270时与充电桩，充电站或蓄能槽的外接冷源换热，冷却介质温度降低，流经第一换热器120的第二通道时能够吸收更多热量，提高了第一换热器120的换热性能，进而系统冷凝压力降低，使流出第一换热器120第一通道的制冷介质温度降低，即流入第二换热器300的制冷介质温度更低，能够吸收更多热量，进而提高了第二换热器300的换热性能，从第二换热器300中换热后流入电池240中的冷却介质温度能够更低，对电池240的冷却能力和冷却效果更好，更利于在超级快充模式下对电池240快速冷却，提升新能源汽车整车热管理系统性能。而在第一换热器120第二通道中吸收了热量的冷却介质流向第四换热器290，并在第四换热器290处向外界空气中放热，以实现冷却介质的降温冷却后再流回第一泵210与电机电控220回路中。第三换热器270包括相互隔离的第五通道与第六通道，第五通道内流通冷却介质，第六通道内流通外接冷源。与第三换热器270内的冷却介质换热的外接冷源可以是充电桩供应的，也可以是充电站供应的，也可以是蓄能槽，外界冷源不受限制，能起到相同效果的均属于保护范围。外接冷源与冷源泵的连接方式为，外接冷源出口连接冷源泵进口，冷源泵出口通过连接通道与第三换热器270的第六通道进口连接，第三换热器270的第六通道出口通过连接通道与外界冷源进口连接，外接冷源与冷却介质在第三换热器270内进行热交换，降低冷却介质温度，增强第一换热器120的换热性能。

本实施例中，在高温环境温度下制冷模式运行时，为了防止电机电控220发热量过大，冷却介质流经电机电控220温度过高还需要流经第一换热器120换热，会造成第一换热器120换热性能变差，此时可在第三换热器270后增设一个三通阀600和第三三通管263，通过三通阀600控制是否流过第一换热器120，提升热管理系统的制冷换热性能。参考图5，三通阀600一端与第三换热器270的第五通道出口连通，一端与第一换热器120的第二通道连通，另一端与第三三通管263连通，第三三通管263另外两端分别连接于第二通道出口和第四换热器290进口之间。

本实施例中，优选制冷介质与冷却介质逆向流动，以增大换热面积，延长换热时间，提升换热效果。

压缩机110主要用于压缩和输送制冷介质，结构类型不限，可以为电动压缩机中的一种。第一换热器120，第二换热器300及第三换热器270均优选板式换热器，且流程不限。第四换热器290内部流道有冷却介质流动，外部有空气流动，冷却介质在第四换热器290通过扁管、翅片与外部空气进行对流换热，向外界空气放热或吸热。

在新能源汽车整车热管理系统的快充模式下，为了进一步提升第二换热器300的换热性能，制冷介质回路还包括第五换热器180，第五换热器180连通于第一通道与第三通道之间。由第一换热器120换热后流出的制冷介质流至第五换热器180处继续向外界空气中放热，放热后的制冷介质在第二换热器300内换热性能更高，从而进一步提升电池240冷却能力和效果。

本实施例中，第四换热器290与第五换热器180并排且分体设置，第四换热器290与第五换热器180放置前后不受限制，二者可以共用一个风机500，风机500可设置在第四换热器290旁，也可设置在第五换热器180旁，节省硬件成本和放置空间。更优的，如图3所示，风机500设在第四换热器290远离第五换热器180的一侧，使第四换热器290更靠近风机500，风机500吸入的空气先经过第五换热器180换热后，再经过第四换热器290，制冷介质在第五换热器180中换热效果更好，进入蒸发器132和第二换热器300的制冷介质温度更低，进而制冷和电池240冷却效果更好，更利于制冷模式和超级快充模式。

当然，参照图4，在其他实施例中，第四换热器290与第五换热器180也可以集成为一体，且沿竖直方向依次分布，第四换热器290的内部管路与第五换热器180的内部管路并联并相互独立，配合风机500使用，风机500设置在第四换热器290与第五换热器180旁。第四换热器290与第五换热器180一般放置在车头位置，通过上述集成方式，提高了集成度，减小水平空间的占据，合理利用垂直空间，布局更优化。

新能源汽车热管理系统还包括空调箱130，空调箱130内设有鼓风机131、蒸发器132与冷凝器133，蒸发器132主要用于乘员舱的制冷和除湿，冷凝器133主要用于乘员舱的制热。冷凝器133的进口与压缩机110的出口连通，冷凝器133的出口连通于第一通道。制冷介质回路还包括第一节流件132a，蒸发器132的进口连通于第一节流件132a的出口，第一节流件132a的进口连通于第一通道，蒸发器132的出口与压缩机110的进口连通。以在不同模式下根据需要进行对第一节流件132a的开度进行调节，使进入蒸发器132的制冷介质温度压力状态、流量的调节满足不同的换热需求。

根据需求空调箱130中也可设置风电加热器,风电加热器通过低压电控制，放置在冷凝器133的后面，贴着冷凝器133放置，在低温环境下热管理系统制热模式仍无法满足乘员舱制热需求时，风电加热开启，鼓风机131吸入的空气在风电加热器处进行热交换，加热空气吹入乘员舱进行加热。

在制冷模式等多种模式下，制冷介质流经冷凝器133时无需制热，冷凝器133作为连接通道使用，但制冷介质在流经冷凝器133时，即使空调箱130中鼓风机131吸入的空气不与制冷介质发生热交换，制冷介质也会在冷凝器133中由于热辐射而造成部分热量损失，进而造成热管理系统制冷性能下降。为了减少制冷介质在冷凝器133处的热量损失，提升制冷性能。参照图1～图5，根据本实施例的一个实施例，制冷介质回路还包括第一开关阀141与第二开关阀142，第一开关阀141连接于压缩机110的出口与第一通道之间；第二开关阀142连接于压缩机110的出口与冷凝器133的进口之间。系统不需要制热时，可以关闭第二开关阀142，打开第一开关阀141，使压缩机110中流出的制冷介质直接流向第一换热器120中；系统需要制热时，可以关闭第一开关阀141，打开第二开关阀142，使压缩机110中流出的制冷介质流经冷凝器133后再流向第一换热器120中。

为了满足乘员舱内不同乘客的温度需求，提升用户的使用体验感，本实施例中的汽车热管理系统可以实现制热双温区和制冷双温区。具体结构为，参考图2，根据本发明的一个实施例，冷凝器133至少包括第一换热区与第二换热区，压缩机110与第一换热区的进口间设有第一流量调节件151，压缩机110与第二换热区的进口间设有第二流量调节件152，第一换热区及第二换热区的出口均连通于第一通道。冷凝器133内的第一换热区和第二换热区为并排设计，可以上下并排设计，可以左右并排设计，也可以对角并排设计，不作限制。此时，可以取消现有技术空调箱130中蒸发器132与冷凝器133之间的温度调节风门，简化空调箱130的设计，降低成本。双温区制冷模式下，高温高压制冷介质从压缩机110流出分支两路，一路流入蒸发器132中，一路流入冷凝器133中，冷凝器133前的第一流量调节件151与第二流量调节件152其中之一打开，空调箱130中鼓风机131吸入的空气经过蒸发器132一部分直接吹向乘员舱，另一部分空气经过蒸发器132后再经过冷凝器133的第一换热区或第二换热区后再吹向乘员舱，从而实现乘员舱的主驾驶室和副驾驶室制冷双温；双温区制热模式下，冷凝器133前的第一流量调节件151及第二流量调节件152均打开，且开度不同，具体开度根据实际制热温度需求进行调节，高温高压制冷介质从压缩机110流进冷凝器133中。空调箱130中鼓风机131吸入的空气先经过蒸发器132，空气经过蒸发器132处不换热，然后在经过冷凝器133的第一换热区和第二换热区，由于第一流量调节件151及第二流量调节件152的开度不同，流经两个不同换热区的制冷介质流量不同，空气经过冷凝器133第一换热区和第二换热区的换热量也会不同，空调箱130吹出的不同温度的空气分别通向乘员舱的主驾驶室和副驾驶室，实现乘员舱双温区制热模式。本实施例的制冷介质回路还包括第二节流件120a与第三节流件300a。第二节流件120a的一端连通第一通道，另一端连接冷凝器133出口，不同运行模式下，制冷介质在第一换热器120处的换热需求也会有所不同，通过调节第二节流件120a的开度，来实现进入第一换热器120中制冷介质温度压力状态、流量的调节。第三节流件300a的一端连通于第三通道，另一端分别连接于第一节流件132a及第一通道，根据制冷介质在第三通道中的换热需求调节第三节流件300a的开度。

在中、低环境温度下除湿时，为防止湿空气在蒸发器132表面结霜或结冰，影响换热，可结合第二换热器300与第三节流件300a所在的连接通道进行除湿。具体过程为，第二换热器300处不换热，作为制冷介质连接通道使用，此时，压缩机110流出的高温高压的制冷介质，流入冷凝器133中并在冷凝器133处放热，以实现乘员舱的制热，经过换热后的制冷介质分为两路，一路流经第一节流件132a流入蒸发器132中，与从乘员舱吸入空调箱130湿度较高的空气进行热交换，湿空气在蒸发器132表面冷凝减湿后流通至冷凝器133升温，如此循环，实现乘员舱的除湿；另一路由第三节流件300a及第二换热器300的第三通道直接流回压缩机110。若高环境温度下除湿可关闭第三节流件300a，无需流通，蒸发器132本身可在不结霜的情况下完成除湿。通过增加第三节流件300a及第二换热器300所在的连接通道在中、低环境温度下分流至蒸发器132内的制冷介质，即控制流入蒸发器132内制冷介质的流量，以控制蒸发器132的换热，使热管理系统除湿模式可以涵盖高、中、低温，拓宽新能源热管理系统的除湿应用温度范围。

压缩机110的进口处与出口处分别设有第一温度压力传感器110a及第二温度压力传感器110b，以实时监测压缩机110的进口及出口处的制冷介质的过热度。

同时，为了防止液态制冷介质进入压缩机110中而损害压缩机110，本实施例中压缩机110的进口前设有气液分离器160，气液分离器160结构可以为套管式，也可为U型管式，结构不限。气液分离器160的进口连通于蒸发器132的出口及第二换热器300的第三通道，即由蒸发器132和/或第二换热器300第三通道流出的制冷介质流入气液分离器160中，经气液分离后，气相制冷介质流回压缩机110中，液相制冷介质则被回收储存在气分罐中。

制冷介质回路还包括第四节流件170，第四节流件170的一端连接于压缩机110的出口，另一端连接于压缩机110的进口。具体的，第四节流件170的一端连接于压缩机110的出口，另一端连接于气液分离器160的进口。在较低环境温度下，新能源汽车在冷启动电池220需求制热或/和乘员舱需求制热时，一般是利用热管理系统中的第四换热器290吸收环境热量加热冷却介质，第一换热器120的第一通道吸收冷却介质的热加热制冷介质，空调箱130中鼓风机131吸入的空气经过冷凝器133加热吹入到乘员舱。当环境温度很低无法利用热泵吸收环境热量时，第四节流件170打开，热管理系统利用压缩机110自加热模式加热乘员舱或/和电池240，即将压缩机110排出高温高压制冷介质引入一部分通过第四节流件170至气液分离器160和压缩机110进口，提升压缩机110进气口制冷介质吸气密度，提升效率，进而提高整车热管理的热泵能力，让乘员舱制冷介质回路和冷却介质回路更快的制热。

制冷介质回路还设有第一温度传感器133a与第二温度传感器180a。第一温度传感器133a设在冷凝器133的出口处，以实时监测冷凝器133的出口处制冷介质的温度，第二温度传感器180a设在第五换热器180的出口处，以实时监测第五换热器180的出口处制冷介质的温度。第一温度传感器133a与第二温度传感器180a可以为贴壁式，也可为内嵌式，样式不限制。

本实施例中的第一节流件132a、第二节流件120a、第三节流件300a、第四节流件170可以为毛细管或电子膨胀阀或节流短管等，只要起节流和流通作用即可，优选电子膨胀阀。同时第三节流件300a可节流也可全通的阀部件，当第三节流件300a全开，且冷却介质不流经第二换热器300时，第二换热器300可做制冷介质通道用，因此第三节流件300a优选大口径电子膨胀阀。

本实施例中的节流件，温度传感器、温度压力传感器仅以示例进行说明，若改变数量和改变位置，以及用能起到相同作用的部件替换也属于权利保护范围。

新能源汽车在制热工况下电机电控220有余热时，可对电机电控220的余热进行回收，并将余热用于制热或为电池240加热。

当利用余热进行制热时，第一换热器120第二通道的出口与第二换热器300第四通道的进口连通，第四通道的出口与第一泵210的进口连通，冷却介质流动过程中将电机电控220的余热带走，并流至第一换热器120的第二通道处进行第一次放热，流经第二换热器300的第四通道处进行第二次放热。同时，压缩机110流出的高温高压的制冷介质在流经冷凝器133处冷凝放热，流出冷凝器133的制冷介质在流至第一换热器120的第一通道处进行第一次吸热，流至第二换热器300第三通道时进行第二次吸热，温度升高后，再流回压缩机110中，鼓风机131吸入的空气在空调箱130中与冷凝器133内制冷介质进行热交换，加热的空气吹入乘员舱，从而实现利用电机电控220余热制热。

通过设置第一换热器120与第二换热器300，利用电机电控220的余热加热制冷介质并进行制热，以对电机电控220的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费，节省能量和成本。且带有电机电控220余热的冷却介质与用于制热的制冷介质直接在第一换热器120与第二换热器300处换热，对余热直接利用，无需对电机电控220余热收集后再通过复杂的换热系统进行利用，简化部件，降低成本，并优化了热管理系统结构。

当利用电机电控220余热为电池240加热时，具体结构为第二泵230的出口和第一换热器120第二通道的出口分别与电池240的进口及第一泵210的进口连通。第一泵210、电机电控220中流动的温度较高的冷却介质与第二泵230、电池240流动的温度较低的冷却介质混合形成中间温度的混合冷却介质，混合冷却介质流出后分为两路，一路流入第一泵210与电机电控220中，用于冷却电机电控220；另一路流入第二泵230、电池240中，用于加热电池240。从而通过冷却介质在电机电控220与电池240的连通后形成的回路中流动，利用电机电控220的余热对电池240进行加热，进一步对电机电控220的余热进行有效地回收和再利用，避免能量的浪费。且通过一个回路可以同时实现对电机电控220的冷却与电池240的加热，简化了热管理系统结构，降低成本。

当然，利用电机电控220余热为电池240加热时还可以采用如下连通方式：第二泵230的出口、第一换热器120第二通道的出口分别与第二换热器300第四通道的进口连通，第二换热器300第四通道的出口与电池240的进口及第一泵210的进口连通，第一泵210、电机电控220中流动的温度较高的冷却介质与第二泵230、电池240流动的温度较低的冷却介质一起流入第二换热器300第四通道中放热后分为两路，一路流入第一泵210与电机电控220中，用于冷却电机电控220；另一路流入第二泵230、电池240中，用于加热电池240。

从而，通过本实施例中的系统，电机电控220的余热可以用于制热，还可以用于电池240的加热，扩大了电机电控220余热的使用范围，进一步优化了热管理系统。

在有些模式下，无需对电池240进行余热回收或强制冷却，此时第二泵230与电池240首尾连通形成回路，冷却介质在此回路中循环流动以均温电池240，以实现电池240自循环均温。

为了实现多种模式和功能的快速转换和调整，优化布局，汽车热管理系统还包括五通阀400，五通阀400包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口，第一接口连通于第二换热器300中第四通道的进口，第二接口连通于第一换热器120中第二通道的出口，第三接口连通于第四换热器290的进口，第四接口连通于电池240的进口及第一泵210的进口，第五接口连通于第二泵230的出口。通过五通阀400各个接口之间的快速转换，实现不同模式的调整，利用一个五通阀400替代三通阀加四通阀，零部件减少，集成度高，适配性强，而且冷却液回路功能齐全，从而简化了管路，优化系统整体结构。五通阀400的接口处可以带有接头，单独使用，也可以与路线中的歧管配合使用。

冷却介质回路还包括第一三通管261、第二三通管262、四通管280与水壶250，水壶250用于为冷却介质回路补充冷却介质。第一三通管261的第一接口与五通阀400的第四接口连通，第一三通管261的第二接口与电池240的进口连通，第一三通管261的第三接口与第二三通管262的第二接口连通；第二三通管262的第一接口与四通管280的第四接口连通，第二三通管262的第三接口与第二换热器300的第四通道连通，四通管280的第一接口与水壶250连通，四通管280的第二接口与第四换热器290的出口连通，四通管280的第三接口与第一泵210的进口连通。通过第一三通管261、第二三通管262与四通管280的设置，进一步提高了汽车热管理系统的集成度，简化了管路，优化系统整体结构。

本实施例中冷却介质回路结构简单，集成度高，系统更优化，能够实现多种模式的快速调整和转换。

下面，对本申请实施例所提供的新能源汽车整车热管理系统的几种运行模式进行举例：

模式一：制冷模式+电池240自循环模式

在高环境温度工况下，新能源汽车整车热管理系统运行制冷模式。

制冷模式运行时，制冷介质循环回路中，关闭第二开关阀142，打开第一开关阀141，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后，依次经过第一开关阀141和第二节流件120a后进入第一换热器120、第五换热器180，第二节流件120a全开不节流，制冷介质在第一换热器120、第五换热器180处冷凝放热后流至第一节流件132a，制冷介质在第一节流件132a处节流后进入空调箱130内的蒸发器132，制冷介质在蒸发器132处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。空调箱130中鼓风机131吸入空气经过蒸发器132，与蒸发器132内制冷介质换热降温后吹入乘员舱。

冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管261进入电池240内部流道，从电池240内部流道中流出进入第二泵230入口，实现电池240的自循环均温。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220处吸热后再依次流过第三换热器270和第一换热器120，外接冷源没有流经第三换热器270，第三换热器270相当于连接通道，不参与换热，冷却介质在第一换热器120处吸热后从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口；然后这一路冷却介质从五通阀400的第三接口再流向第四换热器290，冷却介质在第四换热器290处散热后流向四通管280，由四通管280流进第一泵210，形成电机电控220散热的循环。

模式二：制冷模式+电池240强制冷却模式

在制冷模式下，电池240温度超过热管理系统要求温度时，电池240运行强制冷却模式。

制冷介质循环回路中，制冷介质从第五换热器180处冷凝放热后流出会分支两路，一路流入第一节流件132a，制冷介质在第一节流件132a处节流后进入空调箱130内的蒸发器132，在蒸发器132处蒸发吸热；另一路流入第三节流件300a，制冷介质在第三节流件300a处节流后进入第二换热器300，在第二换热器300处蒸发吸热后与流经蒸发器132的制冷介质在气液分离器160进口前汇合一起流至压缩机110。

冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一部分冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第一接口；从五通阀400的第一接口流出后经过第二换热器300的第四通道、第二三通管262、第一三通管261，进入电池240内部流道，实现电池240的强制冷却。另一部分冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，与上述制冷模式+电池240自循环模式过程一致，在此不再一一赘述。

模式三：双温区制冷模式

在制冷模式下实现乘员舱的主驾驶室和副驾驶室双温区制冷时，空调箱130带温度调节风门可以通过调节空调箱130内的温度风门实现，空调箱130中无温度调节风门则需通过调节冷凝器133前的第一流量调节件151与第二流量调节件152实现。以调节第一流量调节件151与第二流量调节件152实现制冷双温区为例，制冷介质回路中，第一开关阀141打开，第一流量调节件151与第二流量调节件152其中之一打开，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后分为两部分，一部分通过空调箱130内冷凝器133的第一换热区或第二换热区，流通的换热区根据打开的流量调节件所定，另一部分通过第一开关阀141与从冷凝器133内流出的制冷介质汇合进入第二节流件120a和第一换热器120，第二节流件120a全开，此时第一换热器120冷凝放热，制冷介质从第一换热器120流出后流至第五换热器180，制冷介质在第五换热器180内继续冷凝放热，然后流出进入第一节流件132a，在第一节流件132a处节流后进入空调箱130内的蒸发器132，制冷介质在蒸发器132处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。空调箱130中鼓风机131吸入的空气经过蒸发器132，一部分空气直接换热降温后吹入乘员舱，另一部分空气经过蒸发器132换热后在经过冷凝器133的第一换热区或第二换热区换热吹入乘员舱，实现乘员舱制冷双温区模式。

模式四：制热模式+电池240自循环模式

在低温环境下，新能源汽车整车热管理系统运行制热模式。

制冷介质循环回路中，打开第二开关阀142，关闭第一开关阀141，高温高压的制冷介质从压缩机110流出，经过第二开关阀142进入空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133处放热后流至第二节流件120a，制冷介质在第二节流件120a处节流，节流后的制冷介质依次经过第一换热器120、第五换热器180，在第一换热器120处蒸发吸收电机电控220循环回路中的热量，在第五换热器180处蒸发吸收环境热量后流至第三节流件300a，第三节流件300a全开不节流，最后再依次经过第二换热器300和气液分离器160回流压缩机110，此时第二换热器300相当于连接通道，不与冷却介质进行热交换。空调箱130中鼓风机131吸入空气先经过蒸发器132，由于第一节流件132a关闭，制冷介质不流通蒸发器132，空气经过蒸发器132处不换热，然后再经过冷凝器133，空气与冷凝器133中的制冷介质发生热交换，加热后的热空气吹入乘员舱。冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管261进入电池240内部流道，从电池240内部流道流出后进入第二泵230，实现电池240的自循环均温。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220内流道处吸热后经过第三换热器270、第一换热器120，再从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口，从五通阀400的第三接口流出后流至第四换热器290，并在第四换热器290吸收环境热量后再由四通管280回流至第一泵210。

模式五：制热模式+余热回收模式

新能源汽车在制热工况下电机电控220有热量可以进行余热回收时，新能源汽车整车热管理系统运行余热回收模式。此模式配合汽车主动进气栅格系统(以下简称为AGS)使用效果更显著，AGS关闭，前端模块中的风机500关闭，AGS无空气流过，制冷介质流经第五换热器180不发生热交换。

制冷介质循环回路中，打开第二开关阀142，关闭第一开关阀141，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后通过第二开关阀142流至空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133处放热后流至第二节流件120a，在第二节流件120a处节流后依次经过第一换热器120、第五换热器180，在第一换热器120处蒸发吸收电机电控220循环回路中的热量后流至第三节流件300a，第三节流件300a打开，开度偏大，从第三节流件300a流出的制冷介质在第二换热器300处继续吸热，然后再经过气液分离器160流回压缩机110。空调箱130中鼓风机131吸入空气经过蒸发器132后再经过冷凝器133，空气与冷凝器133中的制冷介质发生热交换，加热后的热空气吹入乘员舱。

冷却介质循环回路中，冷却介质分为两部分循环，一路冷却介质由第二泵230流出后，从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管261进入电池240内部流道，从电池240内部流道流出再流至第二泵230，实现电池240的自循环匀温。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220内流道处吸热后流经第三换热器270、第一换热器120的第二通道，再从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第一接口，从五通阀400的第一接口流出后流至第二换热器300的第四通道，在第二换热器300处放热后，再依次经过第二三通管262、四通管280后回流至第一泵210。若电池240也有较多余热的情况下也可切换水路模式参加到余热回收模式中，电池240冷却介质循环回路中，五通阀400内部流向由第五接口→第四接口切换为第五接口→第一接口。

在余热回收模式下时，若整车前端无AGS，则前端风扇开启，制冷介质循环回路中，制冷介质经过第二节流件120a节流进入第一换热器120时吸收冷却介质的热量，再经过第五换热器180蒸发吸收环境热量，然后流出到第三节流件300a，第三节流件300a打开，开度偏大，从第三节流件300a流出的制冷介质在第二换热器300处继续吸热，然后再经过气液分离器160流回压缩机110，但相较于上述带有AGS的整车热管理系统，此不带AGS整车热管理系统的余热回收效果会有所降低。冷却介质回路的循环与带有AGS的汽车系统循环相同，在此不再一一赘述。

模式六：双温区制热模式

在制热模式下实现乘员舱的主驾驶室和副驾驶室双温区制热时，空调箱130带温度调节风门可以通过调节空调箱130内的温度风门实现，空调箱130中无温度调节风门则需通过调节冷凝器133前的第一流量调节件151与第二流量调节件152实现。以调节第一流量调节件151与第二流量调节件152实现制热双温区为例，制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第一流量调节件151及第二流量调节件152均打开，且开度不同，具体开度根据实际制热温度需求进行调节，压缩机110流出的高温高压制冷介质分别通过第一流量调节件151和第二流量调节件152进入空调箱130中冷凝器133的第一换热区和第二换热区，从冷凝器133流出后进入第二节流件120a和第一换热器120，制冷介质后续流动过程和单温制热一致，在此不再一一赘述。空调箱130内鼓风机131吸入的空气先经过蒸发器132，由于第一节流件132a关闭，制冷介质不流通蒸发器132，空气经过蒸发器132处不换热，然后再经过冷凝器133的第一换热区和第二换热区，由于第一流量调节件151及第二流量调节件152的开度不同，流经两个不同换热区的制冷介质流量不同，空气经过冷凝器133第一换热区和第二换热区的换热量也会不同，空调箱130吹出的不同温度的空气分别吹入乘员舱，实现乘员舱制热双温区模式。

模式七：除湿模式

当乘员舱内湿度过高时，新能源汽车整车热管理系统会运行除湿模式。

除湿模式运行时，制冷介质循环回路中，打开第二开关阀142，关闭第一开关阀141，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后，经过第二开关阀142后进入空调箱130内的冷凝器133，制冷介质在冷凝器133处放热后依次流经第二节流件120a、第一换热器120、第五换热器180，制冷介质在第一换热器120、第五换热器180处可蒸发吸热，也可冷凝放热，具体需根据环境温度和逻辑控制第二节流件120a的开度决定，制冷介质从第五换热器180流出后，在第一节流件132a处节流进入蒸发器132，制冷介质在蒸发器132处蒸发吸热，最后再经过气液分离器160回流压缩机110。若制冷介质温度较低易造成蒸发器132表面结霜，这时可结合第三节流件300a和第二换热器300除湿。具体除湿方式在上文中已具体描述，在此不再赘述。空调箱130内鼓风机131吸入乘员舱内的湿空气经过蒸发器132换热减湿后再经过冷凝器133升温，然后吹入到乘员舱，如此循环，实现乘员舱的除湿。

冷却介质循环回路中，除湿工况下将冷却介质控制在合适的温度，不触发电池240冷却的情况下，满足乘员舱的制冷制热请求。一般情况下，电池240不需要强制冷却，可选择自循环或利用电机电控220余热加热或与电机电控220冷却散热。以电池240自循环为例，冷却介质分为两路，一路从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口；从五通阀400的第四接口流出后经过第一三通管261进入电池240内部流道，从电池240内部流道内流出后进入第二泵230，实现电池240的自循环均温。另一路冷却介质从第一泵210流出后进入电机电控220，在电机电控220内流道处吸热流经第三换热器270、第一换热器120后，从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口，从五通阀400的第三接口流出后流至第四换热器290，再依次经过四通管280后回流至第一泵210。

模式八：除霜模式

在制热模式运行工况下第五换热器180表面结霜时，新能源汽车整车热管理系统会运行除霜模式。第五换热器180结霜后可进行三角循环除霜，也可进行电机电控220余热除霜。

三角循环除霜时，空调箱130内的鼓风机131关闭，空调箱130无法直接向乘员舱供热，第五换热器180旁的风机500根据热管理系统除霜需求决定是否开启以及风量，通过压缩机110排出的高温高压制冷介质流经第一开关阀141，第二节流件120a，第一换热器120，第二节流件120a节流，其开度根据化霜需求调节，电机电控220回路第一泵210停转，制冷介质在第一换热器120内不换热，然后流出至第五换热器180放热除去表面霜层，完成除霜。冷却介质回路电机电控220循环回路和电池240循环回路停止运行。电机电控220余热除霜时，制冷介质循环回路中，打开第二开关阀142，关闭第一开关阀141，空调箱130鼓风机打开，第五换热器180旁的风机500关闭，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后进入空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133内放热，然后流入第二节流件120a，第一换热器120，第五换热器180，第二节流件120a打开，开度偏大，制冷介质在第一换热器120处吸收冷却介质热量温度升高，流进第五换热器180内放热除去表面霜层，放热后的制冷介质流至第三节流件300a节流，制冷介质在第二换热器300内继续吸收冷却介质热量，然后流入气液分离器160回流压缩机110。冷却介质循环回路中进行电机电控220余热回收过程，其连接方式和循环过程与制热模式+余热回收模式中的冷却介质流动方式一致，在此不再一一赘述。

模式九：电池240超级快充冷却模式

当对汽车电池240进行充电时，为了节省充电的时间，一般会用到电池240的超级快充模式。超级快充模式下会造成电池240热量过高影响电池240充电速率和寿命，此时整车热管理模式会请求电池240超级快充冷却模式。

电池240超级快充冷却模式运行时，制冷介质循环回路中，关闭第二开关阀142，打开第一开关阀141，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后，依次经过第一开关阀141、第二节流件120a后进入第一换热器120、第五换热器180，第二节流件120a全开不节流，制冷介质在第一换热器120、第五换热器180处冷凝放热后流至第三节流件300a，制冷介质在第三节流件300a处节流后进入第二换热器300，制冷介质在第二换热器300处蒸发吸热后再经过气液分离器160回流至压缩机110。

冷却介质循环回路中，冷却介质分为两路，一路从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第一接口；从五通阀400的第一接口流出后进入第二换热器300，在第二换热器300处放热，冷却后的冷却介质经过第二三通管262和第一三通管261后进入电池240，实现电池240的冷却，从电池240流出后在进入第二泵230。另一部分冷却介质流经第一泵210后进入电机电控220和第三换热器270，在第三换热器270处可借助充电站，充电桩或蓄能槽等内的冷源引入到第三换热器270中，与热管理系统中的冷却介质进行换热，降低冷却介质温度，冷却介质从第三换热器270流出后再经过第一换热器120处吸热，从五通阀400的第二接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第三接口；然后这一路冷却介质从五通阀400的第三接口再流向第四换热器290，冷却介质在第四换热器290处放热后经过四通管280流回第一泵210。通过第三换热器270进行热交换后进入第一换热器120的冷却介质温度会变低，提高第一换热器120的换热性能，进而提升电池240在超级快充下的冷却能力和冷却效果。

模式十：电池240利用电机电控220余热加热模式

当冷却介质温度低于电池240要求温度范围时，整车热管理系统会发出加热请求。此时可用热泵加热电池240，可以压缩机110自加热来加热电池240，可用电池240自发热加热，可用电机堵转发热加热，也可用电机电控220的余热进行加热。

电机电控220余热回收加热电池240模式运行时，冷却介质回路中，冷却介质分为两路，一路冷却介质从第一泵210流出后流经电机电控220，在电机电控220内流道吸热后再流经第三换热器270和第一换热器120，然后从五通阀400的第二接口流至五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第四接口；另一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口，两路冷却介质在五通阀400的第四接口处汇合后流至第一三通管261，从第一三通管261流出分支两路，一路从第一三通管261的第二接口流至电池240给电池240加热，然后流出至第二泵230。另一路从第一三通管261的第三接口流经第二三通管262的第二接口及第一接口、四通管280的第四接口及第三接口回流至第一泵210。

模式十一：压缩机110自加热来加热电池240模式

当电池240需求快速加热或在较低的环境温度下需求充电预热时，整车热管理系统可以利用电机堵转加热电池240，也可以切换到利用压缩机110自加热来加热电池240模式。利用压缩机110自加热来加热电池240时，通过压缩机110排气口气态冷媒引致气液分离器160入口增加吸气密度，进而提高整车热管理的制热能力。本申请整车热管理系统中压缩机110自加热来加热电池240模式配备汽车AGS使用效果更为显著。

压缩机110自加热模式运行时，制冷介质回路中，关闭第二开关阀142，打开第一开关阀141，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后分为两路，一部分制冷介质经过第一开关阀141后进入流至第二节流件120a，第二节流件120a处节流后依次流经第一换热器120放热、第五换热器180，此时汽车AGS关闭，前端模块的风机500关闭，AGS无空气流过，制冷介质在第五换热器180处不换热，制冷介质从第五换热器180流出后进入第三节流件300a，第三节流件300a全开不节流，制冷介质从第三节流件300a流出后再流经第二换热器300，此时第二换热器300回路相当于连接通道。另一路制冷介质由压缩机110流出后经过第四节流件170节流后，两路制冷介质在气液分离器160进口前汇合后再经过气液分离器160回流至压缩机110。若汽车无AGS，前端模块的风机500关闭，制冷介质从第一换热器120放热后流入第五换热器180，由于汽车无AGS，制冷介质在第五换热器180内会与空气进行换热，损失一部分热量，削弱了第一换热器120的换热性能，降低制冷介质向冷却介质的放热量。

冷却介质循环回路中，冷却介质分为两路，一路冷却介质从第一泵210流出后流经电机电控220，第三换热器270和第一换热器120，并在第一换热器120处吸热后，从五通阀400的第二接口流至五通阀400，五通阀400内部流向为第二接口→第四接口；另一路冷却介质从第二泵230流出后从五通阀400的第五接口进入五通阀400，五通阀400内部流向为第五接口→第四接口，两路冷却介质在五通阀400的第四接口处汇合后流至第一三通管261，从第一三通管261流出分支两路，一路从第一三通管261的第二接口流至电池240给电池240加热，然后流出至第二泵230，另一路从第一三通管261的第三接口流至第二三通管262，从第二三通管262的第一接口流回四通管280，再通过四通管280流至第一泵210。

模式十二：压缩机110自加热制热乘员舱模式

在较低温环境下，汽车在冷启动且乘员舱制热时，整车热管理系统会切换至压缩机110自加热制热乘员舱模式，将压缩机110的出口处气态冷却介质引致气液分离器160进口处以增加吸气密度，进而提高整车热管理的热泵能力。

压缩机110自加热制热乘员舱模式运行时，制冷介质回路中，第一开关阀141关闭，第二开关阀142打开，空调箱130内鼓风机131打开，前端模块的风机500关闭，高温高压的制冷介质从压缩机110流出后，分为两路，一部分制冷介质进入空调箱130内的冷凝器133，在冷凝器133处放热后流至第二节流件120a，制冷介质在第二节流件120a处节流后流经第一换热器120，第五换热器180，然后流出进入第三节流件300a，第三节流件300a全开不节流，制冷介质从第三节流件300a流出后再流经第二换热器300至气液分离器160进口前。另一路制冷介质由压缩机110流出后经过第四节流件170节流后流至气液分离器160进口之前，两路制冷介质在气液分离器160进口处汇合后再经过气液分离器160回流至压缩机110。空调箱130内鼓风机131吸入空气经过蒸发器132在流入冷凝器133，与冷凝器133内制冷介质进行热交换，吸热后的空气吹入乘员舱。

冷却介质回路由于电池240通过热泵加热或自发热加热或电机堵转发热加热或压缩机110自加热已有热量，此时可以通过自循环进行匀温。电机电控220冷却介质回路第一泵210关闭，此时冷却介质回路不循环流动，第一换热器120的第一通道和第二通道不发生热交换。

本发明的整车热管理系统在制冷介质回路中增加第一换热器120，并在冷却液回路中串联第三换热器270，利用第一换热器120提升整车热管理系统的换热能力，通过第三换热器270利用充电桩，充电站或蓄能槽的外界冷源对车载电池240进行冷却降温，解决电池240在超级快充模式下冷却问题。

通过在压缩机110回路增加第四节流件170，实现压缩机110自加热功能，从而可利用电池240自发热加热、热泵加热或压缩机110自加热实现电池240加热。

同时，冷却介质回路中，利用一个五通阀400替代三通阀和四通阀，零部件减小，集成度高，适配性强，而且冷却介质回路功能齐全。

最后，本发明新能源汽车热管理系统模式多，适用工况范围宽，可以满足整车在不同工况下的乘员舱与电池240热管理需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。