[发明专利]一种新能源车用模块化综合热管理系统

说明书

本发明公开了一种新能源车用模块化综合热管理系统，包括通过载冷剂管路相连接的前端换热器、制冷剂系统集成模块、载冷剂系统集成模块和用能系统模块；前端换热器用于向环境放出或者吸收热量；制冷剂系统集成模块用于为整个热管理系统提供冷量或者热量；载冷剂系统集成模块用于为整个热管理系统分配由制冷剂系统集成模块产生的冷量或者热量；用能系统模块用于为用能部件放出或者吸收热量。本发明环保，安全性高，制冷剂升级换代容易，制冷剂系统控制简单，故障率低，载冷剂系统简单，安装、调试、维修方便。

技术领域

本发明涉及车热管理系统技术领域，尤其涉及一种新能源车用模块化综合热管理系统。

背景技术

随着新能源车的发展，在其应用过程中，热管理系统逐渐暴露出一些问题。同时，随着全球环保意识的提升，在新能源车热管理系统中采用新型环保制冷剂的诉求也越来越高。现有的技术方案部件分散，集成度低。例如，公告号为CN104833129B的中国发明专利，公开了“用于车辆的热泵系统”，其通过3个分散的空气和制冷剂换热形式的换热器来满足车辆乘员舱的制冷和制热需求。此种分散式的系统存在以下缺陷：

1)制冷剂充注量大，不环保：由于制冷系统部件分散，例如，前端换热器布置在整车最前端，蒸发器和内部冷凝器布置在乘员舱内，电池冷却器布置在底盘内，而压缩机布置在前舱内，各部件需要制冷剂管路将其连接，占用空间大，管路长。

2)制冷剂连通至乘员舱内，有安全隐患：由于蒸发器和内部冷凝器均需布置在乘员舱内，一旦车辆发生剧烈碰撞导致蒸发器和内部冷凝器泄漏，制冷剂可能泄漏进乘员舱，可能造成乘员舱内部或者局部氧气浓度降低。若采用的是可燃制冷剂，还可能形成火灾隐患。

3)制冷剂升级换代技术难度大：以采用CO₂制冷剂为例，由于其压力为原R134a制冷剂系统的6倍以上，管路的耐压和密封都面临较大挑战。此系统的制冷系统采用分布式结构，制冷剂管路接头众多，带来较大的制冷剂泄露风险。此外，蒸发器和内部冷凝器均采用空气和制冷剂换热形式的微通道换热器，其耐高压力的挑战也较大。以采用R290制冷剂为例，由于其属于A3型制冷剂，制冷剂充注量上限将受到极大限制，且由于安全问题不适宜布置在乘员舱内，所以现有系统无法使用该制冷剂。

4)制冷剂系统控制复杂，故障率高：此系统的制冷剂直接参与蒸发器，内部冷凝器，前端换热器的工作，这给制冷系统的控制带来困难，同时也带来了较高的故障率，如造成压缩机缺油，液击等问题。因为制冷剂不像载冷剂那样仅需考虑温度和流量即可，而是除此之外还要考虑压力，过热度，融入制冷剂中的润滑油在系统中的分布，回路间的相互影响等诸多问题。

公告号为US20190118610A1的美国发明专利和公告号为CN112638672A的中国发明专利申请分别公开了车辆的热管理装置，对其制冷剂系统进行了一定的优化，但由此带来了复杂的载冷剂系统，诸如很多个载冷剂阀门，水泵及换热器，且这些部件分布在车的各个部位，给设计，安装，接线等工作又带来了巨大挑战，构成了新的缺陷。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种新能源车用模块化综合热管理系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种新能源车用模块化综合热管理系统，包括通过载冷剂管路相连接的前端换热器、制冷剂系统集成模块、载冷剂系统集成模块和用能系统模块；所述的前端换热器用于向环境放出或者吸收热量；所述的制冷剂系统集成模块用于为整个热管理系统提供冷量或者热量；所述的载冷剂系统集成模块用于为整个热管理系统分配由所述的制冷剂系统集成模块产生的冷量或者热量；所述的用能系统模块用于为用能部件放出或者吸收热量。

进一步的，制冷剂系统集成模块包括压缩机、液体冷却式冷凝器/气冷器、膨胀机构、冷却液体式蒸发器及其之间的连接管路。

进一步的，制冷剂系统集成模块还包括储液器、气液分离器、回热器、油分离器、过滤器、消音器中的一种或者多种。