热管理系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆热管理领域，具体而言，涉及一种热管理系统。


背景技术：

2.现有热管理系统不能满足超级快充（大功率充电）情况下的冷却需求，限制了充电功率故充电时间长，不能进一步提升用户的充电体验；尤其高温快充时，车辆在停止状态，现有热管理系统制冷有限，不能同时满足电池和乘员舱的制冷需求，用户体验差。
3.为了满足超级快充需求，有些现有热管理系统中的压缩机、换热器等硬件做大，不具备成本优势，且在超级快充时，车内压缩机等部件大负荷运行，会有一系列噪声、震动等问题，用户体验不好；同时，大功率系统在非超级快充阶段处于低负荷运行状态，整个系统能量效率、成本效率、重量空间等均不具优势。
4.所以，很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究，以便加以改进。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种热管理系统，其能够满足大功率充电情况下的冷却需求。
6.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，具有布置在充电站中的站端回路以及布置在车辆中的车端回路，在所述站端回路中连通有冷却液插头，在所述车端回路中连通有冷却液插座，所述冷却液插头与所述冷却液插座配合用于传递冷却液。
7.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，所述冷却液插头与充电站中的充电插头集成，并且所述冷却液插座与车辆中的充电插座集成。
8.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，所述站端回路具有第一制冷支路、第一冷却支路以及第一换热器，所述第一制冷支路中的制冷剂与所述第一冷却支路中的冷却液通过第一换热器进行热量交换，所述第一冷却支路与所述冷却液插头连通。
9.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，在所述第一制冷支路中连通有第一压缩机、第一干燥器、第一阀以及第一冷凝器，所述第一压缩机用于压缩制冷剂，所述第一干燥器用于干燥制冷剂，所述第一阀用于控制所述第一制冷支路的通断和节流程度。
10.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，在所述第一冷却支路中连通有第一泵和第一膨胀水壶。
11.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，所述车端回路具有第二制冷支路、第二冷却支路以及第二换热器，所述第二冷却支路与电池冷却系统连通，所述第二制冷支路中的制冷剂与所述第二冷却支路中的冷却液通过第二换热器进行热量交换，所述第二冷却支路与所述冷却液插座连通。
12.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，在所述第二制冷支路中连通有第二压缩机、第二干燥器、第二阀以及第二冷凝器，所述第二压缩机用于压缩制冷剂，所述第二干燥器用于干燥制冷剂，所述第二阀用于控制所述第二制冷支路的通断和节流程度。
13.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，在所述第二冷却支路中连通有第二泵和第二膨胀水壶。
14.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，所述车端回路具有第三换热器，用于与车辆的周围环境进行热量交换，所述第三换热器能够与所述第二冷却支路连通使得电池冷却系统能够与车辆的周围环境进行热量交换。
15.根据本实用新型一个方面提出的热管理系统，所述第二制冷支路具有与电池冷却系统并联的冷却补偿器，所述电池冷却系统能够与所述冷却补偿器连通以进行热量交换。
16.本实用新型的有益效果包括：通过在所述站端回路中连通有冷却液插头以及在所述车端回路中连通有冷却液插座，所述冷却液插头与所述冷却液插座配合用于传递冷却液，使得可以采用充电站中的制冷量来对充电过程中需要冷却的部件进行冷却，从而满足大功率充电情况下的冷却需求。
附图说明
17.参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
18.图1示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的热管理系统。
具体实施方式
19.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
20.根据本实用新型的一实施方式结合图1示出，其中可看出：所述热管理系统具有布置在充电站中的站端回路11（图中虚线框所示）以及布置在车辆中的车端回路10（图中实线框所示）。在所述站端回路11中连通有冷却液插头42，在所述车端回路10中连通有冷却液插座41。所述冷却液插头42与所述冷却液插座41配合用于传递冷却液，使得在充电站中的站端回路11中的冷却液能够传递到车辆中的车端回路10。
21.在根据该实施方式的热管理系统中，通过在所述站端回路11中连通有冷却液插头42以及在所述车端回路10中连通有冷却液插座41，所述冷却液插头42与所述冷却液插座41配合用于传递冷却液，使得可以采用充电站中的制冷量来对充电过程中需要冷却的部件（例如充电插头52、充电插座51、充电电缆以及电池）进行冷却，从而满足大功率充电情况下的冷却需求。在必要时，也可以采用充电站中的制热量来对需要加热的部件进行加热。
22.示例性地，所述冷却液插头42与充电站中的充电插头52可以集成在一起，例如集成在充电站中的充电冷却插头（又可称为充电冷却枪）中；所述冷却液插座41与车辆中的充电插座51可以集成在一起，例如集成在车辆的充电冷却插座（又可称为充电冷却座）中。一方面，充电站中的充电插头52与车辆中的充电插座51形成充电接口；另一方面，站端回路11中的冷却液插头42与车端回路10中的冷却液插座41形成冷却液接口。换言之，车辆与充电站之间的充电接口与冷却液接口可以集成在一起。
23.具体地，所述站端回路11具有第一制冷支路、第一冷却支路以及第一换热器173，所述第一制冷支路中的制冷剂与所述第一冷却支路中的冷却液通过第一换热器173进行热量交换。所述第一冷却支路可以与所述冷却液插头42连通。通过这样的方式，由第一制冷支路产生的制冷量或制热量通过第一换热器173传递（以及存储）在第一冷却支路中，并且通过第一冷却支路传递至冷却液插头42以及冷却液插座41。
24.进一步地，在所述第一制冷支路中连通有第一压缩机142、第一干燥器152、第一阀163以及第一冷凝器122，所述第一压缩机142用于压缩制冷剂，所述第一干燥器152用于干燥制冷剂，所述第一阀163用于控制所述第一制冷支路的通断和节流程度，所述第一冷凝器122用于将气态的制冷剂冷凝成液态的制冷剂。
25.此外，在所述第一冷却支路中还可以连通有第一泵182和第一膨胀水壶32，所述第一泵182用于为所述第一冷却支路中的冷却液提供流动动力，所述第一膨胀水壶32用于容纳所述第一冷却支路中的冷却液的膨胀量同时能够起到定压和方便补充冷却液的作用。
26.具体地，所述车端回路10具有第二制冷支路、第二冷却支路以及第二换热器171，所述第二冷却支路与电池冷却系统21连通。电池冷却系统21设置在车辆的电池处，用于对车辆的电池进行冷却。所述第二制冷支路中的制冷剂与所述第二冷却支路中的冷却液通过第二换热器171进行热量交换。所述第二冷却支路可以与所述冷却液插座41连通。通过这样的方式，由第二制冷支路产生的制冷量或制热量通过第二换热器171传递（以及存储）在第二冷却支路中，并且通过第二冷却支路传递至电池冷却系统21。此外，源自充电站中的制冷量或者制热量（例如通过站端回路11中的第一冷却支路传递至冷却液插头42）通过冷却液插座41传递至第二冷却支路，并且依次传递至电池冷却系统21。
27.进一步地，在所述第二制冷支路中连通有第二压缩机141、第二干燥器151、第二阀162以及第二冷凝器121，所述第二压缩机141用于压缩制冷剂，所述第二干燥器151用于干燥制冷剂，所述第二阀162用于控制所述第二制冷支路的通断和节流程度，所述第二冷凝器121用于将气态的制冷剂冷凝成液态的制冷剂。
28.此外，在所述第二冷却支路中还可以连通有第二泵181和第二膨胀水壶31，所述第二泵181用于为所述第二冷却支路中的冷却液提供流动动力，所述第二膨胀水壶31用于容纳所述第二冷却支路中的冷却液的膨胀量同时能够起到定压和方便补充冷却液的作用。
29.进一步地，所述车端回路10具有第三换热器111，用于与车辆的周围环境进行热量交换，所述第三换热器111能够与所述第二冷却支路连通使得电池冷却系统21能够与车辆的周围环境进行热量交换。
30.进一步地，所述第二制冷支路具有与电池冷却系统21并联的冷却补偿器172，并且所述电池冷却系统21能够与所述冷却补偿器172连通以进行热量交换。例如，由所述第二制冷支路产生的制冷量传递以及存储在所述冷却补偿器172中，在需要时在所述冷却补偿器172存储的制冷量再传递给所述电池冷却系统21。冷却补偿器172例如内部嵌入pcm相变材料，即在t温度下相变材料从液体变成固态释放热量，在t温度上由固态变成液体吸收热量；t的温度范围为-5℃~15℃
31.文中述及的“第*阀”是指旨在提供两类用于管路系统中的不同流动控制功能的阀件，而不拘泥于其产品形式。本领域技术人员可在技术领域内获取能够实现前述功能的相应阀件，本技术中仅列举少量以用作示例性说明。例如，该系统中关注的一类阀件旨在能同
时实现对管路的通断及对管路截面积的调节（也即节流）；具体而言，可采用成熟的电子阀来用作前述阀件。又如，该系统中关注的另一类阀件旨在能实现对管路的通断控制；具体而言，可采用成熟的电磁阀来用作前述阀件，此时，述及的电磁阀既可以选用上电导通且断电断开的型号，也可以选用上电断开且断电导通的型号。当然，也可采用电子阀来用作前述任意阀件。
32.结合前述任一项或多项实施方式的各个部件的连接关系与切换管路的可能性，该热管理系统得以执行多种不同模式。以下将结合该热管理系统中各个部件的动作来描述其运行不同模式的功能及其控制方法。
33.1）热交换装置模式，用于日常自然循环
34.功能：用于日常对电池的自然循环冷却，冷却能力一般但节能；
35.功能件开关情况：阀191开，阀192开，压缩机141关，风扇131开，水泵181开；
36.制冷支路：关；
37.冷却支路：
38.冷却水循环路径：冷却液通过水泵181驱动进入电池冷却系统21中，冷却液流出电池冷却系统21进入膨胀水壶31，再经过管路流进热交换装置111，低温冷却液再次进入泵181开始循环；
39.冷却水热量传递路径：冷却液在热交换装置111中，通过风扇131作用，把热量散到车辆周围环境中，温度降低，在电池冷却系统21中把冷量释放给电池，实现给电池的冷却。
40.2）车端压缩机冷却循环模式
41.功能：用于正常运行工况+快充工况；
42.功能件开关情况：阀191关，阀192开，阀193关，阀161开，阀162关，风扇131开，水泵181开；
43.制冷支路：
44.制冷剂循环路径：压缩机141
→
冷凝器121
→
干燥器151
→
阀161
→
热交换装置171
→
压缩机141；
45.制冷剂热量传递路径：制冷剂在冷凝器121中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇131带到外部环境中；在热交换装置171中通过蒸发把冷量释放，通过热交换装置171把冷量传递给水侧；
46.冷却支路：
47.冷却水循环路径：水泵181
→
电池冷却系统21
→
阀192
→
膨胀水壶31
→
热交换装置171
→
水泵181；
48.冷却水热量传递路径：冷却水在热交换装置171中吸收制冷剂侧冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放。
49.3）冷却补偿器蓄冷模式
50.功能：实现压缩机单纯给冷却补偿器蓄冷；
51.功能件开关情况：阀191关，阀192关，阀193关，阀161关，阀162开，风扇131开，水泵181关；
52.制冷支路：
53.制冷剂循环路径：压缩机141
→
冷凝器121
→
干燥器151
→
阀162
→
冷却补偿器172
→
压缩机141；
54.制冷剂热量传递路径：制冷剂在冷凝器121中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇131带到外部环境中；在冷却补偿器172中通过蒸发把冷量释放，通过冷却补偿器172把冷量传递给内置pcm相变材料，相变材料由液态变成固态吸收制冷剂冷量；
55.冷却支路：关。
56.4）冷却补偿器蓄冷+车端压缩机制冷模式
57.功能：可以实现冷却电池的同时蓄冷；
58.功能件开关情况：阀191关，阀192开，阀193关，阀161开，阀162开，风扇131开，水泵181开；
59.制冷支路：
60.制冷剂循环路径：
61.压缩机141
→
冷凝器121
→
干燥器151
→
阀162
→
冷却补偿器172
→
压缩机141；
62.压缩机141
→
冷凝器121
→
干燥器151
→
阀161
→
热交换装置171
→
压缩机141；
63.制冷剂热量传递路径：
64.制冷剂在冷凝器121中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇131带到外部环境中；在冷却补偿器172中通过蒸发把冷量释放，通过冷却补偿器172把冷量传递给内置pcm相变材料，相变材料由液态变成固态，吸收制冷剂冷量；
65.制冷剂在冷凝器121中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇131带到外部环境中；在热交换装置171中通过蒸发把冷量释放，通过热交换装置171把冷量传递给电池端冷却水侧；
66.冷却支路：
67.冷却水循环路径：水泵181
→
电池冷却系统21
→
阀192
→
膨胀水壶31
→
热交换装置171
→
水泵181；
68.冷却水热量传递路径：冷却水在热交换装置171中吸收制冷剂侧冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放，实现电池冷却。
69.5）车端压缩机+冷却补偿器模式，用于高温快充工况
70.功能：可以实现冷却车端压缩机和冷却补偿器同时给电池冷却的目的，满足高温大功率快充工况；
71.功能件开关情况：阀191关，阀192开，阀193开，阀161开，阀162关，风扇131开，水泵181开；
72.制冷支路：
73.制冷剂循环路径：
74.压缩机141
→
冷凝器121
→
干燥器151
→
阀161
→
热交换装置171
→
压缩机141；
75.制冷剂热量传递路径：
76.制冷剂在冷凝器121中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇131带到外部环境中；在热交换装置171中通过蒸发把冷量释放，通过热交换装置171把冷量传递给电池端冷却水侧；
77.冷却支路：
78.冷却水循环路径：
79.水泵181
→
电池冷却系统21
→
阀192
→
膨胀水壶31
→
热交换装置171
→
水泵181；
80.水泵181
→
电池冷却系统21
→
阀192
→
膨胀水壶31
→
冷却补偿器172
→
水泵181；
81.冷却水热量传递路径：
82.冷却水在热交换装置171中吸收制冷剂侧冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放，实现电池冷却；
83.冷却水在冷却补偿器172中吸收pcm相变材料因相变释放的冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放，实现电池冷却。
84.6）超充站冷却模式，超级快充工况
85.功能：可以实现超充桩端压缩机给电池冷却的目的，满足大功率超级快充工况，弥补因为车辆停滞状态车端制冷量不足问题，车端压缩机可实现给乘员舱制冷以满足舒适性，且快充过程中车端压缩机和风扇不工作或低负荷，震动噪音低，用户舒适性强；
86.功能件开关情况：
87.阀191关，阀192关，阀193关，阀161关，阀162关，风扇131关，水泵181关；
88.水冷插头42与水冷插座41结合，实现超充桩端冷却水路与车端电池冷却水路相通；超充结束后，水冷插头42与水冷插座41分开；
89.阀163开，风扇132开，水泵182开；
90.制冷支路：
91.制冷剂循环路径：
92.压缩机142
→
冷凝器122
→
干燥器152
→
阀163
→
热交换装置173
→
压缩机142；
93.制冷剂热量传递路径：
94.制冷剂在冷凝器122中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇132带到外部环境中；在热交换装置173中通过蒸发把冷量释放，通过热交换装置173把冷量传递给电池端冷却水侧；
95.冷却支路：
96.冷却水循环路径：
97.水泵182
→
水冷插头42
→
水冷插座41
→
电池冷却系统21
→
水冷插座41
→
充电座51
→
水冷插头42
→
充电枪52
→
充电电缆61
→
膨胀水壶32
→
热交换装置173
→
水泵182；
98.冷却水热量传递路径：
99.冷却水在热交换装置173中吸收制冷剂侧冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放，实现电池冷却；在充电座51、充电枪52、充电电缆61中分别把热量带走，实现其冷却。
100.7）超充站+车端压缩机冷却模式，风暴超级快充工况
101.功能：可以实现超充桩端压缩机和车端压缩机同时给电池冷却的目的，满足大功率风暴模式的超级快充工况，超充站和车端压缩机制冷性能叠加，电池冷却效果更好；
102.功能件开关情况：
103.阀191关，阀192关，阀193开，阀161开，阀162关，风扇131开，水泵181开；
104.水冷插头42与水冷插座41结合，实现超充桩端冷却水路与车端电池冷却水路相通；超充结束后，水冷插头42与水冷插座41分开；
105.阀163开，风扇132开，水泵182开；
106.制冷支路：
107.制冷剂循环路径：
108.压缩机141
→
冷凝器121
→
干燥器151
→
阀161
→
热交换装置171
→
压缩机141；
109.压缩机142
→
冷凝器122
→
干燥器152
→
阀163
→
热交换装置173
→
压缩机142；
110.制冷剂热量传递路径：
111.制冷剂在冷凝器121中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇131带到外部环境中；在热交换装置171中通过蒸发把冷量释放，通过热交换装置171把冷量传递给电池端冷却水侧；
112.制冷剂在122冷凝器中冷凝（由气态变成液态），把热量通过风扇132带到外部环境中；在热交换装置173中通过蒸发把冷量释放，通过热交换装置173把冷量传递给电池端冷却水侧；
113.冷却支路：
114.冷却水循环路径：
115.水泵181
→
电池冷却系统21
→
阀192
→
膨胀水壶32
→
热交换装置171
→
水泵181；
116.水泵182
→
水冷插头42
→
水冷插座41
→
电池冷却系统21
→
水冷插座41
→
充电座51
→
水冷插头42
→
充电枪52
→
充电电缆61
→
膨胀水壶32
→
热交换装置173
→
水泵182；
117.冷却水热量传递路径：
118.冷却水在热交换装置171中吸收制冷剂侧冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放，实现电池冷却；
119.冷却水在热交换装置173中吸收制冷剂侧冷量，在电池冷却系统21中把冷量释放，实现电池冷却；在充电座51、充电枪52、充电电缆61中分别把热量带走，实现其冷却。
120.采用根据本技术的热管理系统，例如在超级快充情况下能够在快速冷却电池同时更好满足乘员舱需求（例如舒适性）要求；车辆上的热管理系统可长期工作在标准负荷下，利用率高，成本优；后期充电功率提升不会带来车辆上的热管理系统较大改变和升级，仅需在充电站进行制冷量调节和硬件升级。
121.在本技术中，术语“冷却液插头”与“冷却液插座”不应对其结构做限制性理解。也就是说，冷却液插头可以插入冷却液插座以传递冷却液，或者冷却液插座可以插入冷却液插头以传递冷却液，又或者二者之间存在其他配合结构以传递冷却液。此外，本文中所提及的“车辆”包括纯电动车辆、混合动力车辆等各类新能源车辆。
122.本技术的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本技术技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本技术的保护范围内。