车辆热管理系统的制作方法

本发明涉及一种车辆热管理系统，尤其涉及一种这样的车辆热管理系统，其能够当在热泵模式条件下在室外热交换器中发生结冰时，应对在室外热交换器中发生结冰而不限制制冷剂向室外热交换器的流动，并且能够防止由于制冷剂流向室外热交换器的限制而导致的在制冷剂循环管线中的制冷剂流动的不稳定性以及由此导致的车辆内部中的加热性能的劣化。

背景技术：

1、环保汽车的示例包括电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆(以下统称为“车辆”)。

2、这种车辆配备有各种热管理装置。例如，如图1中所示，该热管理装置包括用于冷却和加热车辆内部的空调器10以及用于冷却电池b和电子部件模块p的水冷式冷却装置20。

3、空调器10是热泵型的，并且设置有制冷剂循环管线12。

4、制冷剂循环管线12包括压缩机12a、高压侧室内热交换器12b、第一膨胀阀12c、室外热交换器12d、第二膨胀阀12e、与第二膨胀阀12e并联的第三膨胀阀12f、布置在第二膨胀阀12e上的冷却器12g以及布置在第三膨胀阀12f的下游侧的低压侧室内热交换器12h。

5、在制冷剂循环管线12中，在空调器模式下，第一膨胀阀12c空调器被打开，使得压缩机12a中的制冷剂能够按照高压侧室内热交换器12b、室外热交换器12d、第二膨胀阀12e、第三膨胀阀12f、冷却器12g以及低压侧室内热交换器12h的顺序循环。

6、通过该制冷剂循环，在冷却器12g和低压侧室内热交换器12h中产生低温冷空气。所产生的冷空气被输送到车辆内部、电池b和电子部件模块p，从而冷却车辆内部、电池b和电子部件模块p。

7、此外，在热泵模式下，第一膨胀阀12c被打开，使得压缩机12a中的制冷剂按照高压侧室内热交换器12b、第一膨胀阀12c和室外热交换器12d的顺序循环。

8、另外，在高压侧室内热交换器12b中通过制冷剂的循环产生高温热量。所产生的热量被供应到车辆内部，以加热车辆内部。

9、制冷剂循环管线12还包括电子部件废热冷却器12i。该电子部件废热冷却器12i被配置成允许制冷剂循环管线12中的从室外热交换器12d返回到压缩机12a的制冷剂与水冷式冷却装置20的冷却水循环管线22中的从电池b和电子部件模块p吸收废热的冷却水交换热量。

10、因此，电池b和电子部件模块p的废热可以被回收到制冷剂循环管线12的制冷剂。通过这种废热回收可以提高空调器10的热泵模式效率。

11、同时，当室外热交换器12d的温度在特定的外部空气条件下(例如，高湿度条件下)被降低到低温，同时空调器10进入热泵模式时，存在的问题是可能在室外热交换器12d的表面上发生结冰。

12、因此，空调器10还包括防结冰部14，以用于防止在室外热交换器12d中发生结冰。

13、防结冰部14包括三通流量控制阀14a，该三通流量控制阀使制冷剂在被引入到室外热交换器12d之前绕过到电子部件废热冷却器12i。

14、当在室外热交换器12d中发生结冰时，防结冰部14通过使制冷剂在被引入到室外热交换器12d之前绕过来限制制冷剂向室外热交换器12d的流动，从而防止室外热交换器的结冰。

15、然而，当在进入热泵模式时在室外热交换器12d中发生结冰时，这种传统的热管理系统需要通过三通流量控制阀14a来改变制冷剂在制冷剂循环管线12中的流动。因此，制冷剂的流动变得不稳定，并且热泵模式的效率降低。

16、特别地，在三通流量控制阀14a重复操作以防止室外热交换器12d的结冰的同时，制冷剂循环管线12中的制冷剂流动频繁地改变。由于制冷剂流动的这种频繁改变，循环管线12中的制冷剂流动变得不稳定。高压侧室内热交换器12b中的热交换率波动，并且排放到车辆内部的空气的温度改变加剧。结果，车辆内部中的加热性能降低。

17、此外，传统的热管理系统具有这样的结构，当在室外热交换器12d中发生结冰时，限制制冷剂向室外热交换器12d的流动。因此，制冷剂的热交换效率(蒸发效率)相对降低。因此，在高压侧室内热交换器12b中产生的热量的量也相对减少，从而导致车辆内部中的加热性能差。

技术实现思路

1、技术问题

2、鉴于相关技术中固有的问题，本发明的目的是提供一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统能够当在室外热交换器中发生结冰时应对在室外热交换器中发生结冰而不限制制冷剂向室外热交换器的流动。

3、本发明的另一目的是提供一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统能够防止当在室外热交换器中发生结冰时由于制冷剂流向室外热交换器的限制而导致的在制冷剂循环管线中的制冷剂流动的不稳定性。

4、本发明的又一目的是提供一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统能够防止由于制冷剂循环管线中的不稳定的制冷剂流动而导致的高压侧室内热交换器中的热交换率的改变和排放到车辆内部中的空气的温度的改变，从而提高车辆内部中的加热性能。

5、本发明的又一目的是提供一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统能够防止由于制冷剂流向室外热交换器的限制而导致的室外热交换器侧的制冷剂热交换效率(蒸发效率)的降低。

6、本发明的再一目的是提供一种车辆热管理系统，该车辆热管理系统能够防止高压侧室内热交换器中的发热量的减少，从而提高车辆内部中的加热性能。

7、技术方案

8、为了实现这些目的，提供了一种车辆热管理系统，所述车辆热管理系统包括：压缩机，所述压缩机被布置在热泵型制冷剂循环管线上；高压侧热交换器，所述高压侧热交换器被布置在所述热泵型制冷剂循环管线上；室外热交换器，所述室外热交换器被布置在所述热泵型制冷剂循环管线上；多个膨胀阀，所述多个膨胀阀被布置在所述热泵型制冷剂循环管线上；低压侧热交换器，所述低压侧热交换器被布置在所述热泵型制冷剂循环管线上；第一膨胀阀，所述第一膨胀阀被布置在所述室外热交换器的上游侧；第二膨胀阀，所述第二膨胀阀被布置在所述室外热交换器的下游侧；以及控制部，所述控制部被配置成根据在热泵模式条件下在所述室外热交换器中是否发生结冰来控制所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀的开度。

9、在该系统中，所述控制部可以被配置成：如果所述控制部确定在所述室外热交换器中发生结冰，则进入双重膨胀模式，在所述双重膨胀模式下，制冷剂借助所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀膨胀；并且如果所述控制部确定在所述室外热交换器中没有发生结冰，则进入单一膨胀模式，在所述单一膨胀模式下，制冷剂仅借助所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀中的一者膨胀。

10、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述单一膨胀模式下，将所述室外热交换器的下游侧的所述第二膨胀阀完全打开，并且控制所述室外热交换器的上游侧的所述第一膨胀阀的开度，以调节所述室外热交换器侧的制冷剂流速。

11、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述双重膨胀模式下，控制所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀的开度，以调节所述室外热交换器侧的制冷剂流速。

12、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述双重膨胀模式下，控制所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀的开度，以在减小方向上调节所述室外热交换器侧的制冷剂流速，使得所述室外热交换器的温度增大，以应对结冰的发生。

13、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述双重膨胀模式下，保持所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀中的一者的开度恒定，并且变化地控制所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀中的另一者的开度。

14、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述双重膨胀模式下，保持所述第一膨胀阀的开度恒定，并且变化地控制所述第二膨胀阀的开度。

15、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述双重膨胀模式下，根据预存储逻辑，周期性地预测在所述室外热交换器中发生结冰的概率，并且根据所预测的发生结冰的概率变化地控制所述第二膨胀阀的开度。

16、在该系统中，所述控制部可以被配置成：在所述双重膨胀模式下，通过下面的预存储公式2，以预定时间间隔周期性地计算所述室外热交换器的结冰发生指数，所述控制部可以被配置成：如果所计算的结冰发生指数比预存储的参考指数大，则预测在所述室外热交换器中发生结冰的概率高，并且所述控制部可以被配置成：如果所计算的结冰发生指数比所述参考指数小，则预测在所述室外热交换器中发生结冰的概率低。

17、[公式2]

18、结冰发生指数(i)＝室外空气温度(tamb)-室外热交换器出口制冷剂温度(tref)

19、有益效果

20、根据本发明的车辆热管理系统，当在热泵模式条件下在室外热交换器中发生结冰时，通过控制室外热交换器的下游侧的第三膨胀阀的开度来调节室外热交换器的温度。因此，当在室外热交换器中发生结冰时，可以应对在室外热交换器中发生结冰而不限制制冷剂向室外热交换器的流动。

21、另外，由于能够应对在室外热交换器中发生结冰而不限制制冷剂向室外热交换器的流动，因此，当在室外热交换器中发生结冰时，可以防止由于制冷剂向室外热交换器的流动的限制而导致的制冷剂在制冷剂循环管线中的不稳定流动。

22、另外，由于能够防止由于制冷剂向室外热交换器的流动的限制而导致的制冷剂在制冷剂循环管线中的流动的不稳定性，因此，可以防止由于制冷剂在制冷剂循环管线中的流动的不稳定性以及由此导致的排放到车辆内部的空气的温度的改变而导致的高压侧室内热交换器中的热交换率的波动，从而提高车辆内部中的加热性能。

23、另外，当在室外热交换器中发生结冰时，由于可以应对在室外热交换器中发生结冰而不限制制冷剂向室外热交换器的流动，因此，可以防止由于制冷剂流向室外热交换器的限制而导致的室外热交换器侧的制冷剂热交换效率(蒸发效率)的降低。

24、此外，由于能够防止由于制冷剂流向室外热交换器的限制而导致的室外热交换器侧的制冷剂热交换效率(蒸发效率)的降低，可以防止高压侧室内热交换器中的发热量的减少，从而提高车辆内部中的加热性能。