一种汽车热管理系统及其控制方法与流程

本发明涉及汽车热管理，具体涉及一种汽车热管理系统及其控制方法。

背景技术：

1、新能源汽车热管理系统面临改革，r290和co2制冷剂因其特性，将采用间接换热方式来解决相应的不足，r290系统采用间接换热方式可以减少冷媒量，减少可能泄露点，避免制冷剂进入乘员舱，进而有效解决r290易燃易爆的安全性问题；而co2系统采用间接换热方式可以减少冷媒量，更好的控制中压压力，减少可能泄露点，进而有效解决co2压力高，易泄露，中压难控等特点。

2、但间接换热系统引入中间换热过程，拉大了制冷剂系统回路的高低压压差，进而导致性能衰减。如果沿用原hvac及车内蒸发器尺寸，其性能不足以满足高负荷下乘员舱空气温度调节需求，因此如何解决间接换热系统带来的无法满足乘员舱温度调节问题是本领域亟待解决的问题。

3、由于现有技术中的汽车热管理系统采用间接换热以提高安全性，但会存在无法满足乘员舱温度调节等技术问题，因此本发明研究设计出一种汽车热管理系统及其控制方法。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的汽车热管理系统采用间接换热以提高安全性，但会存在无法满足乘员舱温度调节的缺陷，从而提供一种汽车热管理系统及其控制方法。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种汽车热管理系统，其包括：

3、压缩机、蒸发换热器、冷凝换热器、节流装置、车内冷风换热器、车内暖风换热器、辐射换热器和座椅换热器，所述压缩机、所述冷凝换热器、所述节流装置和所述蒸发换热器连通形成冷媒循环回路；

4、所述车内冷风换热器能通过载冷管路与所述蒸发换热器换热，以能对车内进行对流制冷，所述车内暖风换热器能通过载冷管路与所述冷凝换热器换热，以能对车内进行对流制热；所述辐射换热器能通过载冷管路与所述蒸发换热器换热，以能对车内进行辐射制冷，或者通过载冷管路与所述冷凝换热器换热，以能对车内进行辐射制热；所述座椅换热器能通过载冷管路与所述蒸发换热器换热，以能对座椅进行传导制冷，或者通过载冷管路与所述冷凝换热器换热，以能对座椅进行传导制热。

5、在一些实施方式中，

6、还包括多通阀，所述多通阀具有多个接口，所述蒸发换热器、所述冷凝换热器、所述车内冷风换热器、所述车内暖风换热器、所述辐射换热器和所述座椅换热器均接通到所述多通阀的接口上，所述多通阀的内部具有将多个接口中的两个之间进行导通和截断的通道，以能实现所述车内冷风换热器与所述蒸发换热器换热，所述车内暖风换热器与所述冷凝换热器换热，所述辐射换热器与所述蒸发换热器或与所述冷凝换热器换热，所述座椅换热器与所述蒸发换热器或与所述冷凝换热器换热。

7、在一些实施方式中，

8、当车内需要制冷时，所述多通阀被控制使得所述车内冷风换热器、所述辐射换热器和所述座椅换热器形成串联，并连通至所述蒸发换热器的载冷剂管路上，此时所述车内暖风换热器不接通；当车内需要制热时，所述多通阀被控制使得所述车内暖风换热器、所述辐射换热器和所述座椅换热器形成串联，并连通至所述冷凝换热器的载冷剂管路上，此时所述车内冷风换热器不接通。

9、在一些实施方式中，

10、所述多通阀包括第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口、第九接口、第十接口、第十一接口和第十二接口，其中所述第一接口通过第一载冷管路与所述蒸发换热器的一端载冷接口连通，所述第二接口通过第二载冷管路与所述蒸发换热器的另一端载冷接口连通，以能使载冷剂在所述蒸发换热器中与冷媒进行换热；

11、所述第三接口通过第三载冷管路与所述车内冷风换热器的一端接口连通，所述第四接口通过第四载冷管路与所述车内冷风换热器的另一端接口连通，以能对所述车内冷风换热器通入载冷剂以进行车内对流制冷；

12、所述第五接口通过第五载冷管路与所述车内暖风换热器的一端接口连通，所述第六接口通过第六载冷管路与所述车内暖风换热器的另一端接口连通，以能对所述车内暖风换热器通入载冷剂以进行车内对流制热；

13、所述第七接口通过第七载冷管路与所述辐射换热器的一端接口连通，所述第八接口通过第八载冷管路与所述辐射换热器的另一端接口连通，以能对所述辐射换热器通入载冷剂以进行车内辐射制冷或制热；

14、所述第九接口通过第九载冷管路与所述座椅换热器的一端接口连通，所述第十接口通过第十载冷管路与所述座椅换热器的另一端接口连通，以能对所述座椅换热器通入载冷剂以进行座椅传导制冷或传导制热；

15、所述第十一接口通过第十一载冷管路与所述冷凝换热器的一端接口连通，所述第十二接口通过第十二载冷管路与所述冷凝换热器的另一端接口连通，以能使载冷剂在所述冷凝换热器中与冷媒进行换热。

16、在一些实施方式中，

17、还包括电池换热器和电机换热器，所述多通阀还包括第十三接口、第十四接口、第十五接口和第十六接口，

18、所述第十三接口通过第十三载冷管路与所述电池换热器的一端接口连通，所述第十四接口通过第十四载冷管路与所述电池换热器的另一端接口连通，以能对所述电池换热器通入载冷剂以进行电池制冷或制热；

19、所述第十五接口通过第十五载冷管路与所述电机换热器的一端接口连通，所述第十六接口通过第十六载冷管路与所述电机换热器的另一端接口连通，以能对所述电机换热器通入载冷剂以进行电机制冷。

20、在一些实施方式中，

21、还包括车外换热器，所述多通阀还包括第十七接口和第十八接口，

22、所述第十七接口通过第十七载冷管路与所述车外换热器的一端接口连通，所述第十八接口通过第十八载冷管路与所述车外换热器的另一端接口连通，以能对所述车外换热器通入载冷剂以将热量或冷量导至车外。

23、在一些实施方式中，

24、当车内需要制冷时，所述多通阀被控制使得所述车外换热器连通至所述冷凝换热器的载冷剂管路上，当车内需要制热时，所述多通阀被控制使得所述车外换热器连通至所述蒸发换热器的载冷剂管路上；

25、当所述电池需要被冷却时，所述多通阀被控制使得所述电池换热器连通至所述蒸发换热器的载冷剂管路上；当所述电池需要被加热时，所述多通阀被控制使得所述电池换热器连通至所述冷凝换热器的载冷剂管路上；当所述电机需要被冷却时，所述多通阀被控制使得所述电机换热器连通至所述蒸发换热器的载冷剂管路上。

26、在一些实施方式中，

27、还包括第一水泵和第二水泵，所述第一水泵设置于所述第一载冷管路和/或所述第二载冷管路上，所述第二水泵设置于所述第十一载冷管路和/或所述第十二载冷管路上。

28、本发明还提供一种如前述的汽车热管理系统的控制方法，其包括：

29、检测步骤，检测车内的温度；

30、判断步骤，根据车内的温度判断是否开启车内制冷模式，或者是否开启车内制热模式；

31、控制步骤，当需开启车内制冷模式时，控制所述多通阀，使得所述第一接口在所述多通阀的内部与所述第十接口连通，所述第二接口在所述多通阀的内部与所述第三接口连通，所述第四接口在所述多通阀的内部与所述第七接口连通，所述第八接口在所述多通阀的内部与所述第九接口连通，在所述多通阀的内部所述第四接口和所述第五接口均断开；所述第十七接口在所述多通阀的内部与所述第十二接口连通，所述第十八接口在所述多通阀的内部与所述第十一接口连通；

32、当需开启车内制热模式时，控制所述多通阀，使得所述第一接口在所述多通阀的内部与所述第十八接口连通，所述第二接口在所述多通阀的内部与所述第十七接口连通，所述第三接口和所述第四接口均断开，所述第五接口在所述多通阀的内部与所述第十二接口连通，所述第六接口在所述多通阀的内部与所述第七接口连通，所述第八接口在所述多通阀的内部与所述第九接口连通，第十接口与所述第十一接口连通。

33、在一些实施方式中，

34、所述检测步骤，还用于检测电机温度和检测电池温度；

35、所述判断步骤，还用于判断电池温度是否大于第一预设温度，并且判断电池温度是否小于第二预设温度，以及判断电机温度是否大于第二预设温度，其中第二预设温度小于所述第一预设温度；

36、所述控制步骤，当所述电池温度大于第一预设温度时，控制所述多通阀，使得所述第十三接口在所述多通阀的内部与所述第一接口连通，所述第十四接口在所述多通阀的内部与所述第二接口连通；或者，控制所述多通阀，使得所述第十三接口在所述多通阀的内部与所述第二接口连通，所述第十四接口在所述多通阀的内部与所述第一接口连通；

37、当所述电池温度小于第二预设温度时，控制所述多通阀，使得所述第十三接口在所述多通阀的内部与所述第十一接口连通，所述第十四接口在所述多通阀的内部与所述第十二接口连通；或者，控制所述多通阀，使得所述第十三接口在所述多通阀的内部与所述第十二接口连通，所述第十四接口在所述多通阀的内部与所述第十一接口连通；

38、当所述电机温度大于第三预设温度时，控制所述多通阀，使得所述第十五接口在所述多通阀的内部与所述第一接口连通，所述第十六接口在所述多通阀的内部与所述第二接口连通；或者，控制所述多通阀，使得所述第十五接口在所述多通阀的内部与所述第二接口连通，所述第十六接口在所述多通阀的内部与所述第一接口连通。

39、本发明提供的一种汽车热管理系统及其控制方法具有如下有益效果：

40、1.本发明通过设置车内冷风换热器、车内暖风换热器、辐射换热器和座椅换热器，能够在需要制冷时通过车内冷风换热器与蒸发换热器的载冷管路连通，吸取冷量，以对车内进行对流制冷，同时辐射换热器能与蒸发换热器载冷管路连通，实现对车内的辐射制冷，同时座椅换热器能与蒸发器载冷管路连通，实现对车内的传导制冷；在需要制热时通过车内暖风换热器与蒸发换热器的载冷管路连通，吸取热量，以对车内进行对流制热，同时辐射换热器能与蒸发换热器载冷管路连通，实现对车内的辐射制热，同时座椅换热器能与蒸发器载冷管路连通，实现对车内的传导制热；从而实现对车内的载冷间接换热，提高车内的安全制冷或制热，同时实现了对流+辐射+传导三种换热方式相结合的乘员舱温度调节的方案，提高了来对车内的制冷或制热的效率，解决了集成式间接换热系统带来的无法满足乘员舱温度调节问题，提高温度调节范围，提高了车内的舒适性，本发明颠覆了传统新能源汽车乘员舱只采用对流换热的方式，通过多种传热方式，减小对流换热的冷风芯/暖风芯的负荷，进而能升高系统蒸发温度及压力或降低系统冷凝温度及压力，进而降低冷媒系统回路的高低压压差，解决传统汽车空调箱(hvac)采用间接换热系统时，因系统引入中间换热过程导致换热能力不足及能效差，无法在高负荷下满足乘员舱温度调节及能耗高的问题。

41、2.本发明还通过多通阀的设置，将蒸发换热器、冷凝换热器、车内冷风/热风换热器、车内辐射换热器和座椅换热器等均连通至多通阀上的接口上，实现了对多个换热器的结构上的有效集成，通过1个多通阀便能有效实现控制多个换热器的通断，实现了制冷时对流+辐射+导热的换热效果，制热时对流+辐射+导热的换热效果，提高对车内的换热性能，提高能效，使得结构更为紧凑，体积大幅缩小；本发明还进一步将电池换热器和电机换热器也集成到该多通阀上，能够进一步满足对电池的低温制热和高温制冷，以及对电机的散热冷却的效果，进一步提高了集成化和功能多样化，保证电池和电机处于正常的工作温度范围，提高汽车的运行可靠性。