[发明专利]冷媒侧集成模块、具有该模块的热管理系统及其工作方法

权利要求书

1.一种冷媒侧集成模块，其特征在于，包括电动压缩机（1），冷媒从电动压缩机（1）的进口端进入，经电动压缩机（1）压缩后，从电动压缩机（1）的出口端排出，最后重新回到电动压缩机（1）的进口端；电动压缩机（1）的出口端通过第一电磁阀（2）与车辆的室内冷凝器（3）连通，电动压缩机（1）的出口端通过第二电磁阀（4）与车辆的室外换热器（5）连通，电动压缩机（1）的进口端通过第三电磁阀（6）与车辆的室外换热器（5）连通，室内冷凝器（3）和室外换热器（5）端部汇集在储液干燥器（7）的进口端，通过储液干燥器（7）与电动压缩机（1）的进口端连通，在储液干燥器（7）的出口端与电动压缩机（1）的进口端之间依次设有第二电子膨胀阀（8）和冷却器（9），车辆的电池换热回路通过冷却器（9）与冷媒侧集成模块之间进行换热，车辆的蒸发器（10）并联在第二电子膨胀阀（8）与冷却器（9）的两端；储液干燥器（7）的出口端设有三条支路，第一条支路与第二电子膨胀阀（8）连通，第二条支路与室外换热器（5）的出口端连通，在第二条支路上设有第一电子膨胀阀（11），第三条支路与车辆的蒸发器（10）相连通，冷媒经车辆的蒸发器（10）换热后在冷却器（9）的出口端汇集进入电动压缩机（1）的进口端。

2.根据权利要求1所述的冷媒侧集成模块，其特征在于，所述第二电磁阀（4）和第三电磁阀（6）均通过板式换热器（12）与车辆的室外换热器（5）连通，第二电磁阀（4）、第三电磁阀（6）共同与板式换热器（12）的进口端连通，在板式换热器（12）的进口端设有低压温度传感器（13）；在储液干燥器（7）的进口端设有高压温度传感器（14）。

3.根据权利要求1所述的冷媒侧集成模块，其特征在于，所述冷媒侧集成模块包括集成有连接接口的基板（15），通过基板（15）与车辆的室外换热器（5）、室内冷凝器（3）、蒸发器（10）连通对接。

4.一种具有权利要求1-3任一所述的冷媒侧集成模块的热管理系统，其特征在于，包括室内冷凝器（3）、蒸发器（10）、室外换热器（5）、鼓风机（16）以及电池换热回路和辅助换热回路，在辅助换热回路上设有用于与室外换热器（5）之间进行换热的前端散热器（17），所述电池换热回路包括水泵（18），水泵（18）的进口端与出口端通过管路与电池包（19）内的换热管路相互连通，冷却器（9）位于水泵（18）的出口端与电池包（19）之间，水泵（18）的水先经过冷却器，再流经电池包（19），最后回流至水泵（18）的进口端；电池包（19）与水泵（18）之间通过四通阀（20）连通，四通阀（20）的其中两个接口分别与水泵（18）的进口端以及电池包（19）连接，另外两个接口与辅助换热回路连通，使水泵（18）的水经过辅助换热回路后，再回流至水泵（18）的进口端。

5.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述辅助换热回路包括三通比例阀（21）、三通阀（22）、辅助电驱（23）和第二水泵（24），三通比例阀（21）连通四通阀（20）和板式换热器（12），三通阀（22）连通板式换热器（12）和前端散热器（17），三通比例阀（21）的另一接口越过板式换热器（12）后直接在板式换热器（12）的出口端与板式换热器（12）共同与三通阀（22）连通；前端散热器（17）通过辅助电驱（23）、第二水泵（24）与四通阀（20）连通，共同形成辅助换热回路；在辅助换热回路和电池换热回路上均设有膨胀水箱（25）。

6.根据权利要求4所述的热管理系统，其特征在于，所述蒸发器（10）与储液干燥器（7）之间设有第三电子膨胀阀（26）。

7.一种热管理系统工作方法，使用权利要求6所述的热管理系统，其特征在于，通过电磁阀、电子膨胀阀以及四通阀（20）之间的切换，实现电池降温模式、空调制冷加电池降温模式、电池液冷模式、电池均温模式、电池均温加驾驶室制冷模式、制热除湿模式、余热利用模式、余热利用加驾驶室加热模式、余热利用加驾驶室制热除湿模式、以及电池均温加驾驶室加热模式。

8.根据权利要求7所述的热管理系统工作方法，其特征在于，在电池降温模式下：电池换热回路的四通阀将电池换热回路与辅助换热回路连通，水泵的水从四通阀进入三通比例阀，再通过三通阀进入前端散热器对水温进行散热，冷却后的水流经辅助电驱和第二水泵后，重新通过四通阀进入电池换热回路，被水泵依次输送流经冷却器和电池包，对电池包内的电池电芯进行冷却；

在空调制冷加电池降温模式下：第二电磁阀开启，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，冷媒从电动压缩机的出口端经第二电磁阀、低压温度传感器、进入板式换热器，再经室外换热器换热后，经过高压温度传感器进入储液干燥器，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀处于关闭状态，储液干燥器依次经过第三电子膨胀阀和蒸发器回到压缩机，空调风在蒸发器处与蒸发器之间进行换热；此时，电池换热回路的四通阀将电池换热回路与辅助换热回路连通，水泵的水从四通阀进入三通比例阀，然后经过板式换热器，再通过三通阀进入前端散热器对水温进行散热，冷却后的水流经辅助电驱和第二水泵后，重新通过四通阀进入电池换热回路，被水泵依次输送流经冷却器和电池包，对电池包内的电池电芯进行冷却；

在电池液冷模式下：第二电磁阀开启，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，四通阀直接将电池包与水泵连通，水不经过辅助换热回路，冷媒从电动压缩机的出口端经第二电磁阀、低压温度传感器、进入板式换热器，再经室外换热器换热后，经过高压温度传感器进入储液干燥器，再从储液干燥器依次经过第二电子膨胀阀和冷却器回到压缩机，第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀处于关闭状态，电池换热回路的水在冷却器内与冷媒间进行换热，然后流经电池包对电池电芯进行降温；

在电池均温模式下：电动压缩机不启动，四通阀不将电池换热回路与辅助换热回路连通，水仅在电池换热回路内流动，通过水泵驱动水在电池换热回路内循环，实现电池包内电芯之间的温度平衡；

在电池均温加驾驶室制冷模式下：电池换热回路维持电池均温模式的运行工况，第二电磁阀开启，第一电磁阀和第三电磁阀关闭，高温高压的冷媒从电动压缩机的出口端经

第二电磁阀、低压温度传感器、进入板式换热器，再经室外换热器换热后，经过高压温度传感器进入储液干燥器，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀处于关闭状态，冷媒从储液干燥器依次经过第三电子膨胀阀和蒸发器回到压缩机，空调风在蒸发器处与蒸发器之间进行换热；

在制热除湿模式下：第一电磁阀和第三电磁阀开启，第二电磁阀关闭，电动压缩机将高温高压的冷媒经第一电磁阀进入室内冷凝器散热，驾驶舱内空调吹出热风，冷媒到达储液干燥罐后，第一电子膨胀阀和第三电子膨胀阀开启，冷媒从储液干燥器出来后分成两路，一路依次经过第三电子膨胀阀和蒸发器回到压缩机，空气在蒸发器处水分吸出进行除湿，另一路从储液干燥器出来后经第一电子膨胀阀节流后进入室外换热器，再经板式换热器和低压温度传感器后经第三电磁阀流进气液分离器后进入压缩机进口；

在余热利用模式下：四通阀将电池换热回路与辅助换热回路连通，水泵将辅助电驱产生的热水经四通阀吸入电池换热回路，热水依次流经冷却器和电池包，对电池包的电池电芯进行加热后经四通阀进入三通比例阀，再通过三通阀进入辅助电驱进行下一循环；

在余热利用加驾驶室加热模式下：电池换热回路和辅助换热回路按照余热利用模式维持运行，电动压缩机将高温高压的冷媒经第一电磁阀进入室内冷凝器散热，驾驶舱内空调吹出热风，冷媒到达储液干燥罐后，第二电子膨胀阀和第三电子膨胀阀关闭，冷媒经第一电子膨胀阀节流后进入室外换热器蒸发后经板式换热器和低压温度传感器，再经第三电磁阀后进入电动压缩机；

在余热利用加驾驶室制热除湿模式下：热管理系统按照余热利用模式与制热除湿模式共同运行；

在电池均温加驾驶室加热模式下：第一电磁阀开启和第三电磁阀开启，第二电磁阀关闭，电动压缩机将高温高压的冷媒经第一电磁阀送入室内冷凝器散热，驾驶舱内空调吹出热风，冷媒到达储液干燥罐后，第一电子膨胀阀开启，从储液干燥器出来后经第一电子膨胀阀节流后进入室外换热器，再经板式换热器和低压温度传感器后经第三电磁阀流进气液分离器后进入压缩机进口，电池换热回路按照电池均温模式工况运行。