[实用新型]新能源客车综合热管理系统

摘要

本实用新型新能源客车综合热管理系统，含有空调机组模块、废热利用模块和热管理模块，所述空调机组模块含有制冷和制热两个循环；空调机组模块的工质为第一工质，采用可燃制冷剂；废热利用模块采用第二工质、热管理模块采用第三工质——不可燃且防冻防锈的载冷剂；所述废热利用模块为空调机组模块提供冷源和热源，所述空调机组模块为热管理模块提供冷源和热源；本实用新型提供了一种新能源客车综合热管理系统，既能充分整合和合理利用新能源客车空调、动力电池、电机废热或其他废热的能量，又能使用环保制冷剂，能消除制冷剂发生燃烧或爆炸的潜在危险，提高新能源客车整车的能源利用效率，便于制造企业生产并在新能源客车上应用。

主权项

1.新能源客车综合热管理系统，其特征在于，含有空调机组模块、废热利用模块和热管理模块，所述空调机组模块的工质为第一工质，所述废热利用模块的工质为第二工质，所述热管理模块的工质为第三工质，所述废热利用模块为空调机组模块提供冷源和热源，所述空调机组模块为热管理模块提供冷源和热源；所述空调机组模块含有压缩机(1)、四通阀(2)、第Ⅰ换热器(3)、节流机构(4)和第Ⅱ换热器(5)；所述第Ⅰ换热器(3)用于第一工质与第二工质进行换热，所述第Ⅱ换热器(5)用于第一工质与第三工质进行换热；所述空调机组模块含有制冷和制热两个循环：在其制冷循环中，压缩机(1)排出的高温高压蒸汽经四通阀(2)进入第Ⅰ换热器(3)，通过第二工质将第Ⅰ换热器(3)中的第一工质冷却成液体，同时，第二工质温度升高，第一工质进入节流机构(4)后节流降温降压形成气液两相的蒸汽，然后进入第Ⅱ换热器(5)蒸发吸收第三工质的热量并通过四通阀(2)回到压缩机(1)，形成一个制冷循环并将第三工质降温冷却；其制热循环为：压缩机(1)排出高温高压蒸汽经四通阀(2)进入第Ⅱ换热器(5)并与其中的第三工质进行热交换：第一工质冷却成液体工质，第三工质温度上升；然后第一工质进入节流机构(4)节流降温降压形成气液两相蒸汽，再进入第Ⅱ换热器(5)与第二工质进行热交换，第一工质吸热而蒸发，再通过四通阀(2)返回压缩机(1)，形成一个制热循环并将第二工质温度降低；所述废热利用模块含有第Ⅰ加热器(6)、第Ⅰ三通水阀(7)、电机散热器(8)、电机(9)、第Ⅰ水泵(10)、第Ⅰ膨胀壶(11)以及第Ⅴ三通水阀(25)、冷凝散热器(26)、第Ⅳ膨胀壶(27)、第Ⅳ水泵(28)、第Ⅵ三通水阀(29)；当空调机组模块制冷运行时，第Ⅴ三通水阀(25)的a通道、c通道开启，第Ⅰ三通水阀(7)的b通道、c通道开启，第Ⅵ三通水阀(29)的b通道、c通道开启，第Ⅰ加热器(6)不工作，其具体循环为：第Ⅳ膨胀壶(27)中的第二工质通过第Ⅳ水泵(28)进入第Ⅰ换热器(3)，在第Ⅰ换热器(3)中第一工质与第二工质进行热交换：第一工质冷却成液体，第二工质被加热升温，经第Ⅰ加热器(6)和第Ⅴ三通水阀(25)的a、c通道进入冷凝散热器(26)与环境工质进行热交换，第二工质被冷却后回到第Ⅳ膨胀壶(27)，形成一个循环；与此同时，第Ⅰ膨胀壶(11)中的第二工质通过第Ⅰ水泵(10)进入电机(9)对电机(9)进行冷却，使电机(9)的温度降低，而第二工质温度升高后进入冷凝散热器(26)，由环境工质将冷凝散热器(26)内的第二工质冷却，冷却后的第二工质经第Ⅰ三通水阀(7)的b、c通道和第Ⅵ三通水阀(29)的b、c通道回到第Ⅰ膨胀壶(11)，形成一个循环；当空调机组模块制热运行时，第Ⅴ三通水阀(25)的a、b通道开启，第Ⅰ三通水阀(7)的a通道、b通道开启，第Ⅵ三通水阀(29)的a通道、c通道开启，冷凝散热器(26)、第Ⅳ膨胀壶(27)和第Ⅳ水泵(28)不参与循环，其具体循环为：第Ⅰ膨胀壶(11)中的第二工质通过第Ⅰ水泵(10)进入电机(9)进行热交换，使电机(9)温度降低，第二工质温度升高后再进入冷凝散热器(26)，若第二工质温度过高，则第二工质与环境工质进行热交换温度降低；若第二工质温度适宜，则第二工质与环境工质不进行热交换，经第Ⅰ三通水阀(7)的a、b通道和第Ⅴ三通水阀(25)的a、b通道进入第Ⅰ加热器(6)；若第二工质的温度不能满足要求，则第Ⅰ加热器(6)工作，第二工质温度继续升高；若第二工质的温度能满足要求，则第Ⅰ加热器(6)不工作，第二工质经过第Ⅰ加热器(6)进入第Ⅰ换热器(3)，在第Ⅰ换热器(3)中第二工质与第一工质进行热交换，为空调机组模块制热运行提供热源：第一工质蒸发吸收第二工质中的热量，第二工质温度降低，通过第Ⅵ三通水阀(29)的a、c通道回到第Ⅰ膨胀壶(11)，形成一个循环；所述热管理模块含有第Ⅱ膨胀壶(12)、第Ⅱ水泵(13)、第Ⅱ三通水阀(14)、除霜器(15)、第Ⅰ车内散热器(16)、第Ⅱ车内散热器(17)、第Ⅲ三通水阀(18)、第Ⅲ膨胀壶(19)、第Ⅲ水泵(20)、第Ⅱ加热器(21)、电池箱(22)、第Ⅳ三通水阀(23)、电控器件(24)和第Ⅶ三通水阀(30)；当空调机组模块制冷运行时，第Ⅱ三通水阀(14)的a通道、b通道和第Ⅶ三通水阀(30)的a通道、b通道开启，其具体循环为：第Ⅱ膨胀壶(12)中的第三工质通过第Ⅱ水泵(13)经第Ⅱ三通水阀(14)的a通道、b通道进入第Ⅱ换热器(5)，在第Ⅱ换热器(5)中第三工质与第一工质进行热交换：第一工质蒸发吸收第三工质的热量使第三工质温度降低，被冷却的第三工质通过第Ⅶ三通水阀(30)的a、b通道进入除霜器(15)，但不与环境工质换热，然后进入第Ⅰ车内散热器(16)和第Ⅱ车内散热器(17)与车内空气进行热交换，使车内温度降低，第三工质温度升高；与此同时，若电池箱(22)和电控器件(24)需要冷却，则第Ⅲ三通水阀(18)的b通道、c通道和第Ⅳ三通水阀(23)的a通道、b通道开启，从第Ⅰ车内散热器(16)和第Ⅱ车内散热器(17)出来的第三工质通过第Ⅲ三通水阀(18)的b、c通道进入第Ⅲ膨胀壶(19)，再通过第Ⅲ水泵(20)和第Ⅱ加热器(21)进入电池箱(22)，此时第Ⅱ加热器(21)不工作，由第三工质与电池箱(22)进行热交换，使电池温度降低，然后通过第Ⅳ三通水阀(23)的a、b通道进入电控器件(24)，第三工质与电控器件(24)进行热交换使电控器件(24)的温度降低，第三工质则温度持续升高，最后回到第Ⅱ膨胀壶(12)；若电池箱(22)和电控器件(24)不需要冷却，则第Ⅲ三通水阀(18)的a通道、b通道和第Ⅳ三通水阀(23)的a通道、c通道开启，从第Ⅰ车内散热器(16)和第Ⅱ车内散热器(17)出来的第三工质通过第Ⅲ三通水阀(18)的a、b通道和第Ⅳ三通水阀(23)的a、c通道直接回到第Ⅱ膨胀壶(12)，形成一个循环；当空调机组模块制热运行时，第Ⅱ三通水阀(14)的a通道、c通道和第Ⅶ三通水阀(30)的b通道、c通道开启，其具体循环为：第Ⅱ膨胀壶(12)中的第三工质通过第Ⅱ水泵(13) 经第Ⅱ三通水阀(14)的a、c通道进入第Ⅱ换热器(5)，在第Ⅱ换热器(5)中第三工质与第一工质进行热交换：第三工质吸收第一工质的热量使第一工质冷却成液体，温度升高的第三工质经第Ⅶ三通水阀(30)的b、c通道进入除霜器(15)与环境工质换热，被加热的环境工质用于车玻璃的除霜除雾，而温度下降后的第三工质进入第Ⅰ车内散热器(16)和第Ⅱ车内散热器(17)与车内空气进行热交换，使车内温度升高，第三工质温度继续下降；与此同时，若电池箱(22)需要加热，则第Ⅲ三通水阀(18)的b通道、c通道开启，从第Ⅰ车内散热器(16)和第Ⅱ车内散热器(17)出来的第三工质通过第Ⅲ三通水阀(18)的b、c通道进入第Ⅲ膨胀壶(19)，再通过第Ⅲ水泵(20)进入第Ⅱ加热器(21)；若第三工质的温度不能满足需求则第Ⅱ加热器(21)工作，若第三工质的温度能满足需求则第Ⅱ加热器(21)不工作，第三工质进入电池箱(22)进行热交换使电池温度升高，然后通过第Ⅳ三通水阀(23)的a、c通道直接回到第Ⅱ膨胀壶(12)，形成一个循环。