[发明专利]包括空气调节环路和载热流体回路的热管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于汽车的热管理系统，包括空气调节环路和载热流体回路。

背景技术

由于环境原因，给电动汽车或者混合动力汽车带来发展。这些汽车的特征是全部(电动汽车)或者部分(混合动力汽车)用电动机代替热力发动机。

于是，电动汽车和混合动力汽车有下列要求：

·在冬季时期由于电动机不能散发足够的热量来满足汽车车厢内部空气热处理的要求，需要管理热量的欠缺。

·满足构成电动汽车或混合动力汽车的不同辅助设备，诸如电池组、制动系统、车厢空气、汽车推进系统的热控制。这种热控制应该是有效的、可靠的，保证辅助设备的使用寿命和乘客所要求的热学舒适度。

·对车厢空气进行热处理时，限制电池组的电耗，以保持汽车驾驶良好的自主性。

·对辅助设备进行热控制时，限制电池组的电耗。

为此，已知利用一种可以像热泵那样运行的空气调节环路，所述空气调节环路与有载热流体在其中循环的回路结合在一起。这个空气调节环路包括压缩机、位于汽车前脸的外部热交换器、降压装置和装在通风、加热和/或空气调节系统内部的蒸发器。按照空气调节环路的正常运行模式，外部热交换器保证致冷流体的冷却，而按照所谓“热泵”运行模式，则保证致冷流体的加热。位于通风、加热和/或空气调节系统内部的蒸发器允许冷却在其中穿过的空气并加热致冷流体。回路包括泵、安装在通风、加热和/或空气调节系统内部的散热器和致冷剂-载热体热交换器。该散热器保证穿过其中的空气的加热。致冷剂-载热体热交换器，位于空气调节环路压缩机的出口，允许空气调节环路的高压致冷流体向穿过空气-载热体热交换器的空气的加热用的回路的载热流体进行热交换。从美国文献US 5641016已知这样的一种装置。

但是，当正常(正常模式或者空气调节模式)使用空气调节环路时，设置在汽车前脸(face avant)的外部热交换器的尺寸这样确定，使之能够保证最优地冷却在其中穿过的致冷流体。不过，针对冷却致冷流体而确定的尺寸不适宜于“热泵”模式下的致冷流体的冷却，并意味着在“热泵”模式下热学性能差。于是，在“热泵”模式下能够利用热交换器作为蒸发器这一事实，意味着该空气调节环路的性能系数受到限制。事实上，外部热交换器尺寸的确定是致冷剂和空气流之间令人满意的交换面积与空气流和/或致冷剂适当负载的损失之间的一种折衷。可是，这两个判据(交换面积和负载损失)无法最优地确定。特别地，对于增大交换面积所需要的尺寸确定的概念的安排，以及减少该负载损失的需要，导致该环路在正常模式下外部热交换器性能下降，例如，改变外部热交换器的内部循环或者加大散热片的间距，以避免水的滞留。

发明内容

本发明通过提出一种用于汽车的热管理系统来克服这些缺点，该热管理系统包括环路，致冷流体在其中循环并包括压缩机、第一降压装置、外部热交换器和蒸发器；回路，载热流体在其中循环并包括至少一个泵和连接至环路的第一致冷剂-载热体热交换器。回路包括连接至环路的第二致冷剂-载热体热交换器。

第二致冷剂-载热体热交换器的存在允许减轻环路性能系数的这一下降。一方面，按照环路的运行模式，这两个热交换器中的每一个都对改善该环路的热学性能起作用。另一方面，彼此结合使用时，这两个交换器作为一个传统环路的内部热交换器起作用，显著改善该环路的性能系数。

按照补充的其他特征：

·回路包括散热器。

·回路包括内部冷凝器。

·第一致冷剂-载热体热交换器位于压缩机的出口，而第二致冷剂-载热体热交换器位于压缩机的入口。

·回路包括至少一个辅助设备。

·辅助设备包括电池组、推进或牵引系统和/或电子电路装置。

·辅助设备位于泵的出口。

·回路包括空气-载热体热交换器。

·回路包括电热装置。

·回路包括储热装置。

·第一和第二致冷剂-载热体热交换器与储热装置串联设置。

·储热装置位于第一致冷剂-载热体热交换器的入口。

·第一和第二致冷剂-载热体热交换器与储热装置并联设置。

·回路包括辅助泵。

附图说明

阅读以下参照附图作为示例给出的描述，本发明的其他特征、细节和优点将显得更加清晰，附图中：

·图1是按照本发明热管理系统第一实施模式的一个方案；

·图2是按照本发明热管理系统第一实施模式变形的一个方案；而

·图3至3h示出了按照本发明热管理系统第二实施模式的不同的运行方式。

具体实施方式