一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆与流程

本发明涉及车辆热管理，尤其是涉及一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆。

背景技术：

1、目前，随着新能源汽车迅猛发展，为解决纯电动车续航里程短的问题，人们对车用空调及热管理系统的节能降耗、轻量化、模块化、舒适度以及耐久性等涉及到诸多功能性与性能的要素提出了更高的要求。

2、相关技术中，对于当前直冷直热热管理系统，直接式热泵，电池包直冷直热，乘员舱直冷直热，利用冷媒直接冷却和加热乘员舱及电池包，效率较高；但因继续使用外部换热器，低温热泵工况下，冷媒通过外部换热器与车外空气进行换热，-7℃～5℃环境温度下，外部换热器易结霜，减少热泵吸收空气热量能力，从而热泵出现停机状态，需要利用风暖ptc进行辅助加热，当热泵进行外部换热器化霜完成后可继续使用，增加低温续航功耗，减少续航里程，同时，其热泵系统零部件种类繁多，中端零部件集成难度大，不利于整车布置，成本较高，热泵系统控制较为复杂，因系统回路复杂，导致冷却液加注程序时间长，冷媒加注标定困难，整车标定时间长。

3、基于此，亟待需要一种集成度更高、效率更高的直冷直热热管理系统以及对应的控制方法。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中新能源汽车热管理系统零部件种类及数量多、控制复杂以及在低温环境外部换热器易结霜导致能耗大问题，为此，本发明提出了一种直冷直热集成式热管理系统、控制方法及车辆。

2、第一方面，本技术实施例提供一种直冷直热集成式热管理系统，包括：

3、热管理集成模块、低温散热模块、空调压缩机模块、电池包模块、空调箱体模块以及电驱动力模块，所述热管理集成模块分别与所述低温散热模块、所述空调压缩机模块、所述电池包模块、所述电驱动力模块以及所述电驱动力模块连通并形成回路；其中，

4、所述热管理集成模块包括七通阀、余热回收器、温度传感器、第一电子膨胀阀、水冷冷凝器、电子水泵、副水箱、第一截止阀、储液干燥罐、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、第二截止阀、第三截止阀以及第二温度传感器，所述七通阀的m端依次连接所述电子水泵及所述副水箱，所述七通阀的h及h端连接所述水冷冷凝器形成回路，所述七通阀的b及b端与所述余热回收器连接形成回路，所述水冷冷凝器通过三通阀分别连接所述第一截止阀及所述储液干燥罐，所述余热回收器一端依次连接所述温度传感器及所述第三截止阀，所述第三截止阀通过三通阀一端连接第二截止阀、另一端依次连接所述第二温度传感器及所述第四电子膨胀阀，所述余热回收器另一端连接所述第一电子膨胀阀，所述第一电子膨胀阀通过三通阀一端连接所述储液干燥罐、另一端再通过三通阀连接所述第二电子膨胀阀及所述第三电子膨胀阀。

5、根据本技术的一些实施例，所述低温散热模块包括散热器以及与所述散热器集成设置的电子风扇，所述散热器的入口端分别连接所述副水箱的出口端及所述七通阀的m端，所述散热器的出口端通过三通阀分别连接所述所述七通阀的m端以及所述电驱动力模块。

6、根据本技术的一些实施例，所述空调压缩机模块包括电动压缩机，分别设置于所述电动压缩机入口端及出口端的第一冷媒压力温度传感器及第二冷媒压力温度传感器，所述电动压缩机的入口端通过三通阀一端连接所述第三截止阀、另一端再通过三通阀分别连接所述温度传感器及所述空调箱体模块，所述电动压缩机的出口端通过三通阀分别连接所述第二截止阀及所述空调箱体模块。

7、根据本技术的一些实施例，所述空调箱体模块包括室蒸发器以及与所述蒸发器集成设置的室内冷凝器，所述蒸发器入口端连接第三电子膨胀阀的出口端，所述蒸发器出口端通过三通阀一端连接所述温度传感器、另一端再通过三通阀分别连接所述电动压缩机及所述第三截止阀，所述室内冷凝器一端连接水冷冷凝器、另一端通过三通阀连接所述电动压缩机及所述第二截止阀。

8、根据本技术的一些实施例，所述电池包模块包括电池包直冷板以及设于所述电池包直冷板一端的冷媒温度传感器，所述电池包直冷板出口端通过三通阀分别连接所述第二电子膨胀阀及所述第一截止阀，所述电池包直冷板入口端第四电子膨胀阀的出口端。

9、根据本技术的一些实施例，所述电驱动力模块包括电机、以及与电机依次连接的动力集成控制器及水温传感器，所述电机一端通过三通阀分别连接所述副水箱及所述电子水泵，所述水温传感器一端通过三通阀分别连接所述散热器及所述七通阀的m端。

10、第二方面，本技术实施例提供一种直冷直热集成式热管理控制方法，该控制方法采用如上述第一方面任一项实施例所述的直冷直热集成式热管理系统进行实施，包括：

11、获取乘员舱需求、电池包需求以及电驱需求；

12、根据获取的不同的所述乘员舱需求、所述电池包需求以及所述电驱需求设定不同的工作模式；

13、根据所述不同工作模式，基于热管理集成模块对乘员舱、电池包以及电驱热管理。

14、根据本技术的一些实施例，所述工作模式包括:

15、乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式、电驱冷却模式、电驱蓄热模式、乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式、乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式以及乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式。

16、根据本技术的一些实施例，各工作模式下运行包括:

17、乘员舱单制冷模式、乘员舱制冷＆电池包直冷模式、乘员舱制冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的m1端与h2端相连接，h1端与m2端相连接,b1端与b2端相连接；

18、电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的m1端与m2端相连接，h1端与h2端相连接，b1端与b2端相连接；

19、电驱蓄热模式：控制热管理集成模块的七通阀的m1端与m3端相连接，h1端与h2端相连接，b2端与b1端相连接；

20、乘员舱制冷＆电池包直冷＆电驱冷却模式：控制热管理集成模块的七通阀的m1端与h2端相连接，h1端与m2端相连接,b1端与b2端相连接，同时调整制冷剂回路截止阀及膨胀阀状态；

21、乘员舱单制热模式、乘员舱制热＆电池包直热模式：控制热管理集成模块的七通阀的m1端与b2端相连接，b1端与m2端相连接，h1端与h2端相连接；

22、乘员舱除霜除雾模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直热模式、乘员舱除霜除雾＆电池包直冷模式：控制热管理集成模块的七通阀的m1端与b2端相连接，b1端与m2端相连接，h1端与h2端相连接。

23、第三方面，本技术实施例提供一种车辆，包括：

24、处理器；

25、用于存储处理器可执行指令的存储器；

26、其中，所述处理器被配置为：

27、实现如上述第二方面任一项实施例中所述的直冷直热集成式热管理控制方法的步骤。

28、上述实施例技术方案中，与现有技术相比较，至少包括以下有益效果：

29、1、通过本技术的直冷直热集成式热管理系统及对应控制方法设置，将工作模式划分成十一种不同的工况模式，每一种工况模式通过控制七通阀不同端口的连接及断开、以及截止阀电子膨胀阀开启及关闭实现热管理，在不同工况下，可以有效避免车外换热器表面结霜，保证热泵运行稳定性，从而降低能耗。

30、2、本实施例中的系统中通过热管理集成模块设置，将七通阀、余热回收器、温度传感器、第一电子膨胀阀、水冷冷凝器、电子水泵、副水箱、第一截止阀、储液干燥罐、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、第二截止阀、第三截止阀以及第二温度传感器集成设置，集成度更高，空间布置更优化，利于整车布置降低成本。

31、3、本技术的直冷直热集成式热管理系统及对应控制方法控制简单，制冷制热工况下电气元件，如电子风扇、电子水泵、冷媒截止阀、电子膨胀阀、七通阀等控制方式相同，标定周期较常规热泵系统更短，可以高效的控制电池冷却与乘员舱冷却的制冷量分配，以及高效的控制余热回收器吸收电驱系统余热，提升热泵工况cop值。

32、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。