车辆热管理模块、车辆热管理系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆热管理技术，更具体地涉及一种车辆热管理模块，以及包括该模块的车辆热管理系统和车辆。

背景技术

车辆热管理系统是从系统集成角度出发，统筹热量与车载动力源(如发动机、动力电池等)及整车之间的关系，采用综合手段控制和优化热量传递的系统。其可根据行车工况和环境条件进行冷却和温度控制，以保证车载的热管理对象工作在最佳温度范围，从而优化整车的环保性能和节能效果，同时改善车辆的运行安全性和驾驶舒适性等。

尤其是对于近年来飞速发展的新能源车辆来说，其涉及热管理的零部件大大增加，更加凸显热管理的重要性，也给热管理技术带来许多挑战。具体而言，新能源车辆的热管理系统具有多样性的特点，一般包括多种不同的热管理对象，例如动力电机和功率电子器件的冷却回路、电池的冷却/加热回路、座舱空调系统、发动机的冷却回路(对于混合动力车而言)、电堆的冷却/加热回路(对于燃料电池汽车而言)等。为了满足多样的冷却/加热需求，需要针对不同的应用场景设计相应的热管理解决方案，选型不同的零部件，主要包括冷却流体泵、多通路电控流体阀、加热器、散热器、风扇、膨胀水箱以及节温器等。尤其是，为了满足多种热管理对象的不同散热需求，热管理回路中一般需要准备多个不同型号的流体泵和多通路阀，这样就会增加系统的复杂度和开发成本，为系统和零部件开发带来不便。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的车辆热管理技术来解决现有技术中存在的上述问题和/或其它缺陷。

为此，一方面，本发明提供了一种车辆热管理模块，包括：第一流体泵、第二流体泵、第一三通阀和第二三通阀。其中，所述车辆热管理模块的进口与所述第一流体泵的进口和所述第一三通阀的第一进口两者流体连通；所述第一流体泵的出口与所述第一三通阀的第二进口和所述第二三通阀的第一进口两者流体连通；所述第一三通阀的出口与所述第二流体泵的进口流体连通；所述第二流体泵的出口与所述第二三通阀的第二进口流体连通；所述第二三通阀的出口用作所述车辆热管理模块的出口。

根据一种示例性构型，所述车辆热管理模块可以包括第一、第二、第三和第四工作状态，在所述第一工作状态下，所述第一三通阀的第一进口关闭、第二进口和出口打开，并且所述第二三通阀的第一进口关闭、第二进口和出口打开，以使得从所述车辆热管理模块通过的流体流经彼此串联的所述第一流体泵和第二流体泵；在所述第二工作状态下，所述第一三通阀的第二进口关闭、第一进口和出口打开，并且所述第二三通阀的第一进口、第二进口和出口均打开，以使得从所述车辆热管理模块通过的流体流经彼此并联的所述第一流体泵和第二流体泵；在所述第三工作状态下，所述第一三通阀的第一进口、第二进口和出口均关闭，并且所述第二三通阀的第二进口关闭、第一进口和出口打开，以使得从所述车辆热管理模块通过的流体仅流经所述第一流体泵；在所述第四工作状态下，所述第一三通阀的第二进口关闭、第一进口和出口打开，并且所述第二三通阀的第一进口关闭、第二进口和出口打开，以使得从所述车辆热管理模块通过的流体仅流经所述第二流体泵。

根据一种示例性构型，所述第一流体泵的流量和/或扬程可以不同于所述第二流体泵。

根据一种示例性构型，所述第一流体泵和第二流体泵可以由共同的电机同轴驱动。

根据一种示例性构型，所述第一流体泵和第二流体泵中的至少一者可以为电子流体泵。

根据一种示例性构型，所述第一三通阀和第二三通阀中的至少一者可以为电控三通阀。

根据一种示例性构型，所述电控三通阀可以为比例三通阀。

另一方面，本发明提供了一种车辆热管理系统，其包括如上所述的车辆热管理模块以及散热器和加热器中的至少一者，其中所述车辆热管理模块、散热器和加热器中的所述至少一者与车载的热管理对象彼此串联在冷却流体回路中。

又一方面，本发明提供了一种车辆，其包括如上所述的车辆热管理系统。

根据本发明实施例的车辆热管理模块可通过控制第一三通阀和第二三通阀的不同进口和出口的开闭位置而实现不同的工作状态，由此向外提供不同的扬程和/或流量，从而车辆热管理系统能以更少型号的零部件(流体泵)匹配更多的热管理对象的不同散热/加热需求，有利于缩短系统开发周期，降低系统复杂度，并提高系统的可靠性。

附图说明

本发明的其他细节及优点将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应理解的是，下列附图仅仅是示意性的且并非按比例绘制，因而不能视为对本申请的限制，下文将参照附图来进行详细描述，其中：

图1是根据现有技术的一种示例性车辆热管理系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的车辆热管理模块的示意图；

图3至6是图2所示的车辆热管理模块的四种工作状态的示意图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解和实现本发明。但是，对所属技术领域的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不局限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面所述的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用，而不应看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出，本文中的车辆可涵盖各种机动的出行工具，尤其是新能源车辆(如油电混合动力车辆、纯电动车辆、燃料电池车辆)。

如图1所示，该车辆热管理系统可包括流体泵1、多通路阀2、热管理对象(或称“热源”)3(例如可以是车辆中的动力电机、电池，功率电子器件、燃料电池，发动机等)、散热器4、对散热器4进行散热的风扇6、加热器5(根据不同的应用场景可选)等。其中，散热器4和加热器5中的至少一者与流体泵1和热管理对象3彼此串联在冷却流体回路中，使得被流体泵1泵送流过散热器4和/或加热器5的冷却流体对热管理对象3进行冷却或加热。在同时设置有散热器4和加热器5的情况下，它们二者相互并联并经由多通路阀2连接至流体泵1，使得通过切换控制多通路阀2能够将散热器4和/或加热器5选择性地接入到冷却流体回路中以实现热管理对象3的散热/加热。

在图1所示的车辆热管理系统中，申请人研究发现，为了满足不同的热管理对象的散热/加热需求，需要具体选型不同型号的多个流体泵及阀，才能实现针对特定热管理对象所期望的冷却流体泵送流量和/或扬程，但这样会增加热管理系统的复杂度及开发成本。

为此，根据本发明的一个实施例，本申请提出了图2所示的车辆热管理模块。该车辆热管理模块可连接在车辆的冷却流体回路中，并且包括可例如集成在一起的第一流体泵100、第二流体泵200、第一三通阀10和第二三通阀20。如图2所示，该车辆热管理模块具有供冷却流体流入其中的进口30，从该进口流入的冷却流体被分成两个支路分别流通至第一流体泵100的进口101和第一三通阀10的第一进口11。流过第一流体泵100的冷却流体经其出口102流出后又分成两个支路分别流通至第一三通阀10的第二进口12和第二三通阀20的第一进口21。第一三通阀10的出口13与第二流体泵200的进口201流体连通，而第二流体泵200的出口202又与第二三通阀20的第二进口22流体连通。最后，第二三通阀20的出口23也用作整个车辆热管理模块的出口。

接下来参照图3至6描述图2所示的车辆热管理模块的工作方式。通过控制第一三通阀10和第二三通阀20的不同进口和出口的开闭位置，该车辆热管理模块可实现至少以下四种工作状态。

在图3所示的第一工作状态下，第一三通阀10的第一进口11关闭、第二进口12和出口13打开，并且第二三通阀20的第一进口21关闭、第二进口22和出口23打开。这样，如图中的加粗箭头线所示，从进口30流入车辆热管理模块的冷却流体将依次流过彼此串联的第一流体泵100、第一三通阀10、第二流体泵200和第二三通阀20，并最终经第二三通阀20的出口23流出。由此可见，在第一工作状态下，第一流体泵100和第二流体泵200串联运行，根据流体泵的工作特性可知，包括这两个泵的车辆热管理模块可以提供更高的泵扬程(为这两个泵的扬程之和)。

在图4所示的第二工作状态下，第一三通阀10的第二进口12关闭、第一进口11和出口13打开，并且第二三通阀20的第一进口21、第二进口22和出口23均打开。这样，如图中的加粗箭头线所示，从进口30流入车辆热管理模块的冷却流体将分成彼此并行的两个支路分别流过第一流体泵100和第二流体泵200，并最终会聚至第二三通阀20从其出口23流出。由此可见，在第二工作状态下，第一流体泵100和第二流体泵200并联运行，根据流体泵的工作特性可知，包括这两个泵的车辆热管理模块可以提供更高的流量(为这两个泵的流量之和)。

在图5所示的第三工作状态下，第一三通阀10的第一进口11、第二进口12和出口13均关闭，并且第二三通阀20的第二进口22关闭、第一进口21和出口23打开。这样，如图中的加粗箭头线所示，从进口30流入车辆热管理模块的冷却流体将仅流经第一流体泵100并最终通过第二三通阀20的出口23流出。由此可见，在第三工作状态下，在包括两个流体泵的车辆热管理模块中仅第一流体泵100发挥作用(向外提供第一流体泵的流量和扬程)，而第二流体泵200可停止运行。

在图6所示的第四工作状态下，第一三通阀10的第二进口12关闭、第一进口11和出口13打开，并且第二三通阀20的第一进口21关闭、第二进口22和出口23打开。这样，如图中的加粗箭头线所示，从进口30流入车辆热管理模块的冷却流体将仅流经第二流体泵200并最终通过第二三通阀20的出口23流出。由此可见，在第四工作状态下，在包括两个流体泵的车辆热管理模块中仅第二流体泵200发挥作用(向外提供第二流体泵的流量和扬程)，而第一流体泵100可停止运行。

如上所述的车辆热管理模块可以替换图1中示出的单一流体泵1，从而应用到车辆热管理系统中并通过泵送冷却流体而对热管理对象3进行散热/加热。

参照上文所述可知，根据本发明实施例的车辆热管理模块可通过控制第一三通阀10和第二三通阀20的不同进口和出口的开闭位置而实现不同的工作状态，由此向外提供不同的扬程和/或流量，从而车辆热管理系统能以更少型号的零部件(流体泵)匹配更多的热管理对象的不同散热/加热需求，有利于缩短系统开发周期，降低系统复杂度，并提高系统的可靠性。

有利地，第一流体泵100的流量和/或扬程不同于第二流体泵200，这样上述的第三和第四工作状态也能向外提供彼此不同的流量和/或扬程，增加散热/加热需求的匹配多样性。在一个实施例中，第一流体泵100和第二流体泵200可配置成由共同的电机同轴驱动，这可以削减所需的电机数量，降低成本，提高模块的集成度。当然，第一流体泵100和第二流体泵200也可设计成分体式，由两个电机分别驱动，这种方式的优势在于可以实现流体泵的工作灵活性，并能充分利用现有产品和技术，降低新产品的开发成本和周期。有利地，第一流体泵100和/或第二流体泵200可为电子流体泵，从泵的控制到驱动都实现电子化，有利于提高流体传输的可调性和精准性，尤其适用于电子电气化程度高的新能源车辆中

本领域技术人员容易理解，第一三通阀10和/或第二三通阀20优选地为电控阀，从而确保流体控制的便捷性、灵活性和精度。还可以设想，第一三通阀10和/或第二三通阀20可以是电控式的比例三通阀，这样便能够调节三通阀的相应进口和/或出口的开度，从而满足车辆热管理模块中更多的流体控制需求，以更好地响应于车辆热管理系统对流体泵的不同流量和扬程的需求。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。