车辆热管理系统及其控制方法、车辆与流程

本发明属于空气调节，具体涉及一种车辆热管理系统及其控制方法、车辆。

背景技术：

1、随着电动商用车的发展，电动商用车的热管理系统开发也提上日程，目前电动商用车的热管理系统，主要是满足各零部件的要求，没有对系统余热的加以利用，例如，电机电控冷却回路的水温可达60℃，此热量都是由动力电池的电能转化而来的，将余热/废热直接散失到外界环境中，降低了能量利用率。同时，电池包的冷却机组和空调冷却系统为相互独立的两套系统，使整车成本升高。同时部分热管理系统不能兼容原车上的hvac布局，需要重新开发配套的hvac空调箱，无形中加长了电动商用车的开发周期。

2、针对目前电动商用车存在的以上问题，需要开发一种电动商用车的整车热管理系统，实现对整车系统的综合配置和热量利用，达到提高续航里程又可以降低整车成本的目的。

技术实现思路

1、因此，本发明提供一种车辆热管理系统及其控制方法、车辆，能够解决现有技术中车辆热管理系统车舱制冷机组与电池及电机电控冷却机组相互独立，整车成本高的技术问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种车辆热管理系统，包括：

3、车舱换热模块，包括舱内蒸发器；

4、热泵换热模块，包括能够形成冷媒循环的压缩机、冷凝换热器、蒸发换热器、第一节流元件、第二节流元件，其中所述第一节流元件处于所述冷凝换热器与所述蒸发换热器之间的冷媒流路上，所述第二节流元件处于所述冷凝换热器与所述舱内蒸发器之间的冷媒流路上，且所述蒸发换热器与所述舱内蒸发器并联；

5、水侧换热模块，包括第一舱外水路换热器、电池换热结构、第一水泵及第二水泵，其中，所述第一水泵用于在所述第一舱外水路换热器与所述冷凝换热器之间形成水循环，所述第二水泵用于在所述电池换热结构与所述蒸发换热器之间形成水循环。

6、在一些实施方式中，所述水侧换热模块还包括：

7、第二舱外水路换热器，所述第二水泵用于驱动水依次流经所述蒸发换热器、第二舱外水路换热器、电池换热结构并流回所述蒸发换热器。

8、在一些实施方式中，所述水侧换热模块还包括：

9、电机电控换热结构，所述第二水泵用于驱动水依次流经所述蒸发换热器、第二舱外水路换热器、电机电控换热结构、电池换热结构并流回所述蒸发换热器。

10、在一些实施方式中，所述车辆热管理系统还包括：

11、六通阀，所述六通阀的第一口与所述第二舱外水路换热器的第一进出口连接，所述六通阀的第二口与所述电机电控换热结构的第一进出口连接，所述六通阀的第三口与所述电池换热结构的第一进出口连接，所述六通阀的第四口与所述电池换热结构的第二进出口连接，所述六通阀的第五口与所述蒸发换热器的第一进出口连接，所述六通阀的第六口与所述第二水泵的出口连接。

12、在一些实施方式中，

13、所述六通阀的第二口与所述电机电控换热结构之间的水路为第一水路，所述六通阀的第一口与所述第二舱外水路换热器之间的水路为第二水路，所述水侧换热模块还包括第三水泵，所述第三水泵连接于所述第一水路与所述第二水路之间。

14、在一些实施方式中，所述车舱换热模块还包括：

15、舱内暖风芯，所述第一水泵还用于在所述冷凝换热器与所述舱内暖风芯之间形成水循环。

16、在一些实施方式中，所述车辆热管理系统还包括：

17、电加热部件，用于加热由所述冷凝换热器内流出的水。

18、在一些实施方式中，所述车辆热管理系统还包括：

19、八通阀，所述八通阀的第一口经由所述电加热部件、所述第一水泵与所述冷凝换热器的第一进出口连接，所述八通阀的第二口与所述冷凝换热器的第二进出口连接，所述八通阀的第三口与所述舱内暖风芯的第一进出口连接，所述八通阀的第四口与所述舱内暖风芯的第二进出口连接，所述八通阀的第五口与所述第一舱外水路换热器的第一进出口连接，所述八通阀的第六口与所述第一舱外水路换热器的第二进出口连接，所述八通阀的第七口与所述六通阀的第三口连接，所述八通阀的第八口与所述六通阀的第四口连接。

20、在一些实施方式中，

21、所述第一舱外水路换热器与所述第二舱外水路换热器前后叠置且共用一个外风机7。

22、在一些实施方式中，所述车舱换热模块还包括：

23、车舱送风风道，所述舱内蒸发器及舱内暖风芯皆设置于所述车舱送风风道内，所述车舱送风风道构造有除霜风口、吹面风口及吹脚风口。

24、本发明还提供一种用于控制上述的车辆热管理系统的控制方法，包括：

25、获取系统的运行模式；

26、根据获取的所述运行模式，控制所述第一节流元件及第二节流元件的通断，控制切换所述六通阀和/或八通阀的端口的导通，控制所述压缩机、第一水泵、第二水泵、第三水泵及电加热部件的运转与否。

27、在一些实施方式中，

28、当所述运行模式为车舱热泵制冷模式时，控制所述第一节流元件截断、第二节流元件导通，控制所述八通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述压缩机及第一水泵运转，控制所述第二水泵、第三水泵及电加热部件不运转；或者，

29、当所述运行模式为电池热泵冷却模式时，控制所述第一节流元件导通、第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述六通阀的第三口与第六口导通、第四口与第五口导通，控制所述压缩机、第一水泵、第二水泵运转，控制所述电加热部件、第三水泵不运转；或者

30、当所述运行模式为电池环温冷却模式时，控制所述第一节流元件、第二节流元件截断，控制所述六通阀的第一口与第六口导通、第二口与第三口导通、第四口与第五口导通，控制第二水泵运转，控制所述压缩机、第一水泵、电加热部件、第三水泵不运转；或者，

31、当所述运行模式为车舱及电池同时热泵冷却模式时，控制所述第一节流元件及第二节流元件导通，控制所述八通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述六通阀的第三口与第六口导通、第四口与第五口导通，控制所述压缩机、第一水泵、第二水泵、第三水泵运转，控制所述电加热部件不运转；或者，

32、当所述运行模式为车舱及电池混合冷却模式时，控制所述第一节流元件截断、第二节流元件导通，控制所述八通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述六通阀的第一口与第六口导通、第二口与第三口导通、第四口与第五口导通，控制所述压缩机、第一水泵、第二水泵运转，控制所述第三水泵及电加热部件不运转；或者，

33、当所述运行模式为车舱、电池及电机电控同步冷却模式时，控制所述第一节流元件及第二节流元件导通，控制所述八通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述六通阀的第三口与第六口导通、第四口与第五口导通，控制所述压缩机、第一水泵、第二水泵、第三水泵运转，控制所述电加热部件不运转。

34、在一些实施方式中，

35、当所述运行模式为车舱热泵制热模式时，控制所述第一节流元件导通、第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第四口导通、第二口与第三口导通，控制所述六通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述压缩机、第一水泵、第二水泵运转，控制所述第三水泵及电加热部件不运转；或者，

36、当所述运行模式为车舱电加热制热模式时，控制所述第一节流元件及第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第四口导通、第二口与第三口导通，控制所述第一水泵及电加热部件运转，控制所述压缩机、第二水泵、第三水泵不运转；或者，

37、当所述运行模式为电池热泵加热模式时，控制所述第一节流元件导通、第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第八口导通、第二口与第七口导通，控制所述第一水泵、第二水泵及压缩机运转，控制所述电加热部件、第三水泵不运转；或者，

38、当所述运行模式为电池电加热模式时，控制所述第一节流元件及第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第八口导通、第二口与第七口导通，控制所述第一水泵、电加热部件运转，控制所述第二水泵、压缩机、第三水泵不运转；或者，

39、当所述运行模式为车舱及电池同时电加热模式时，控制所述第一节流元件及第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第八口导通、第二口与第三口导通、第四口与第七口导通，控制所述第一水泵、电加热部件运转，控制所述第二水泵、压缩机、第三水泵不运转；或者，

40、当所述运行模式为车舱及电池同时热泵加热模式时，控制所述第一节流元件导通、第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第八口导通、第二口与第三口导通、第四口与第七口导通，控制六通阀的第一口与第六口导通、第二口与第五口导通，控制所述第一水泵、第二水泵、压缩机运转，控制所述第三水泵、电加热部件不运转。

41、在一些实施方式中，

42、当所述运行模式为车舱电加热复合电池冷却模式时，控制所述第一节流元件及第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第四口导通、第二口与第三口导通，控制所述六通阀的第一口与第六口导通、第二口与第三口导通、第四口与第五口导通，控制所述第一水泵、第二水泵及电加热部件运转，控制所述压缩机、第三水泵不运转；或者，

43、当所述运行模式为车舱热泵加热复合电池冷却模式时，控制所述第一节流元件导通、第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第四口导通、第二口与第三口导通，控制所述六通阀的第三口与第六口导通、第四口与第五口导通，控制所述第一水泵、第二水泵及压缩机运转，控制所述电加热部件、第三水泵不运转；或者，

44、当所述运行模式为车舱热泵加热复合废热回收模式时，制所述第一节流元件导通、第二节流元件截断，控制所述八通阀的第一口与第四口导通、第二口与第三口导通，控制所述六通阀的第一口与第六口导通、第二口与第三口导通、第四口与第五口导通，控制所述第一水泵、第二水泵及压缩机运转，控制所述电加热部件、第三水泵不运转。

45、本发明还提供一种车辆，包括上述的车辆热管理系统。

46、本发明提供的一种车辆热管理系统及其控制方法、车辆，具有以下有益效果：

47、通过热泵换热模块中的冷凝换热器及蒸发换热器分别通过第一水泵与第二水泵形成与水侧换热模块的水换热，同时还能够通过第二节流元件形成与舱内蒸发器之间的冷媒循环换热，实现了热泵换热模块与车舱换热模块及水侧换热模块的换热耦合，从而无需针对车舱换热模块与水侧换热模块分别配置相应的冷却机组，有效降低了车辆整车成本；

48、第二舱外水路换热器一方面可以在一些情况下吸收外部环境的热量并将其用于对电机电控换热结构的冷却，无需运行前述的压缩机，从而实现节能降耗的目的；另一方面，在一些情况下，由于第二水泵能够将蒸发换热器、第二舱外水路换热器、电机电控换热结构、电池换热结构四者形成水循环，从而可以利用循环的水将电机电控换热结构、电池换热结构内的热量回收转移至蒸发换热器处，进而将热量最终转移至热泵换热模块内，提升热泵换热模块的制热效果；另外，在系统运行制热模式时，第二舱外水路换热器对其蒸发换热器换热，能够有效避免直接采用冷媒换热器导致的舱外换热器结霜的现象发生，且无需针对第二舱外水路换热器设置能够改变风量的进风格栅，进一步降低整车制造成本；

49、能够充分利用车辆现有hvac平台，无需重新开发车舱换热模块，如此能够节省研发周期、降低重新开模的成本，另外还能够降低整车重量；

50、通过设置电加热部件对冷凝换热器流出的水加热，如此能够将这部分电加热的热量泵送至舱内暖风芯处实现对车舱内的高效制热。具体而言，热泵换热模块在室外环境温度较低(例如低于-℃)时制热能力降低，此时可以开启前述的电加热部件实现高效制热，满足用户需求；

51、可以通过对前述六通阀与八通阀的不同通断模式的切换实现车辆热管理系统的多个运行模式的切换，从而极大程度地提升车辆热管理系统的多样性需求。另外，前述八通阀与六通阀的组合采用极大程度地减少了系统中阀类的设置，便于集中管理、方便售后维修并进一步缩小了对整车空间的占用；

52、本发明中的车辆热管理系统能够极大程度地丰富系统运行模式，可以兼容原车上hvac空调箱和发动机冷却水散热器，同时可以实现对车舱、电池、电机电控的综合热管理，实现电池、电机电控等部件的热回收，提升整车热管理效率。