电动汽车热管理系统
1.本技术要求于2021年04月29日提交中国专利局、申请号为202110477313.6、申请名称为“电动汽车热管理系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本技术涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车热管理系统。
背景技术：3.纯电动汽车已经开始逐步普及于市场，相比于传统汽油动力的汽车，电动汽车的热管理系统除了需要满足对乘员舱、动力总成的制热和制冷需求，还需要实现电池包的制冷和制热功能。相关技术中，电动汽车热管理系统引入了热泵制热技术，以实现高效率的制热，提升电动汽车的续航里程。但是，热泵系统的引入使得整车热管理系统的架构非常的复杂，部件数量多，制冷剂环路和冷却液环路的管路布置及避让工作十分繁复。
技术实现要素：4.本技术实施例提供一种电动汽车热管理系统，可以提高热管理系统的集成化。
5.本技术实施例提供一种电动汽车热管理系统，包括：空调箱系统、制冷剂环路系统和冷却液环路系统，空调箱系统和电动汽车的乘员舱连通，空调箱系统包括风冷蒸发器和风冷冷凝器，冷却液环路系统包括五个通路，第一通路内连接有水冷冷凝器、液冷模块和风冷冷凝器，液冷模块包括水冷加热器和第三水泵，水冷加热器和第三水泵串联在第一通路内，第二通路内连接有水冷蒸发器，第三通路内连接有电池包和第一水泵，第四通路内连接有散热器模块，第五通路内连接有动力总成和第二水泵，五个通路通过阀组连接以使至少两个通路之间连通，制冷剂环路系统内设置有压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀，压缩机、水冷冷凝器依次串联后，分为第一支路和第二支路，第一支路经过第一膨胀阀和风冷蒸发器连接至压缩机，第二支路通过第二膨胀阀和水冷蒸发器连接至压缩机。
6.本技术实施例提供的电动汽车热管理系统，采用乘员舱间热式解决方案，将冷却液环路系统与乘员舱内的风冷冷凝器连通，并将冷却液环路系统设置为五个通路，通过阀组实现通路之间的串并联，从而可以在实现乘员舱、电池包制热或制冷的多种工况的基础上。提高热管理系统的集成化，减少部件数量和降低管路设计难度。并且在第一通路内设置有液冷模块，通过附加液冷模块，可以利用水冷加热器作为制热工况的补充，以进一步扩展热管理系统的工况，提高电动汽车热管理的功能多样性。
7.在一种可能的实施方式中，液冷模块内还设置有分流阀和截止阀，分流阀的进口连接至风冷冷凝器的出口，分流阀的第一出口经第三水泵、水冷加热器连接至风冷冷凝器的进口，分流阀的第一出口和第二出口分别连接至截止阀的进出口，截止阀的进出口串联在水冷冷凝器和阀组之间，且连接在水冷冷凝器的下游。通过设置分流阀和截止阀，可以进一步扩展热管理系统的工况。
8.在一种可能的实施方式中，截止阀关闭，分流阀的第二出口开启、第一出口关闭时，风冷冷凝器和水冷加热器、第三水泵串联，构成乘员舱的制热环路。该工况实现了水冷加热器单独为乘员舱制热，可以作为乘员舱制热的一种实现方式。
9.在一种可能的实施方式中，截止阀关闭，分流阀的第一出口开启、第二出口关闭时，第一通路和水冷加热器、第三水泵串联，构成乘员舱和电池包的制热环路。该工况实现了水冷加热器为乘员舱和电池包制热，可以作为热泵或动力总成余热回收为乘员舱和电池包制热的补充，以进一步提高乘员舱和电池包的制热效率。
10.在一种可能的实施方式中，截止阀开启，分流阀的第一出口开启、第二出口开启时，第一通路和液冷模块构成乘员舱和电池包的制热环路，且乘员舱和电池包的制热温度分别可调节。该工况在实现水冷加热器为乘员舱和电池包补充制热的基础上，可以调节乘员舱和电池包各自的加热温度，实用性更高。
11.在一种可能的实施方式中，液冷模块内还设置有分流阀和截止阀，第三水泵和水冷加热器连接在水冷冷凝器的下游和风冷冷凝器之间，分流阀的进口连接至风冷冷凝器的出口，分流阀的第一出口连接至截止阀的出口，截止阀的出口连接在水冷冷凝器和阀组之间且位于靠近阀组的一侧，分流阀的第二出口和截止阀的进口依次连接在水冷冷凝器的上游。通过改变分流阀和截止阀与冷却液回路系统的连接方式，可以进一步增加冷却液在液冷模块处的路径，从而进一步扩展热管理系统的工况。
12.在一种可能的实施方式中，截止阀开启，分流阀的第一出口开启、第二出口开启时，第一通路和液冷模块构成乘员舱和电池包的制热环路，且乘员舱和电池包的制热温度分别可调节。该工况可以实现乘员舱和电池包制热的各自的温度的调节，且温度调节的精确性更高。通过控制风门的开闭，可以简单地控制制冷剂是否在风冷冷凝器处发生换热，从而控制实现乘员舱的制冷或制热模式。
13.在一种可能的实施方式中，空调箱系统内还设置有风门，风门接近风冷冷凝器设置，风门包括打开和关闭两种模式，风冷冷凝器用于在风门打开时进行风冷换热。
14.在一种可能的实施方式中，第一支路关闭，第二支路开启时，风冷冷凝器用于为乘员舱制热，第一通路和第三通路串联构成为电池包制热的环路，或者，第二通路和第三通路串联构成为电池包制冷的环路。通过控制制冷剂环路系统的回路开闭，以及控制冷却液环路系统的通路组合，可以利用热泵系统实现乘员舱的制热、以及电池包的制热或制冷等多种工况，提高能源利用效率。
15.在一种可能的实施方式中，第五通路和第二通路串联，构成动力总成余热回收加热电池包的环路。通过利用动力总成的余热回收，实现电池包的制热，可以进一步实现节能，提高电动汽车的续航里程。
16.在一种可能的实施方式中，第三通路、第四通路、第五通路串联，构成电池包和动力总成冷却的通路。散热模块和电池包及动力总成串联后，可以实现对电池包和动力总成的自然冷却。
17.上述风门的模式、制冷剂环路系统的模式、冷却液环路系统的模式可以组合形成多种工况，从而实现乘员舱制冷或制热、电池包制冷或制热、动力总成制冷或制热等工况及多种工况的复杂组合，功能范围更广，适应性更高。
18.在一种可能的实施方式中，阀组包括九个通道口，其中两个通道口组作为第一通
路的进出口，两个通道口作为第二通路的进出口，两个通道口作为第三通路的进出口，两个通道口分别作为第四通路和第五通路的进口，剩余一个通道口作为第四通路和第五通路共同的出口。通过设置具有九个通道口的阀组，可以构成冷却液回路的五个通路，并实现通路间的串并联组合。
19.在一种可能的实施方式中，阀组为九通阀；或者，阀组为八通阀和三通阀的组合，八通阀包括八个通道口，三通阀包括三个通道口，八通阀中的一个通道口和三通阀中的一个通道口连接。通过设置九通阀或者八通阀和三通阀的组合，来实现阀组的调节功能，可以降低管路设计难度，降低阀组占用的体积，有利于提高热管理系统的集成化。
20.本技术实施例提供的电动汽车热管理系统，通过将冷却液环路系统设置为五个通路，并通过阀组实现通路之间的串并联，从而可以在实现乘员舱、电池包制热或制冷的多种工况的基础上，提高热管理系统的集成化，减少部件数量和降低管路设计难度。同时，该热管理系统可以利用热泵系统和动力总成余热回收来制热，从而实现节能和提高电动汽车续航里程的效果。
附图说明
21.图1为相关技术提供的电动汽车热管理系统的结构示意图；
22.图2为相关技术提供的电动汽车热管理系统的另一种结构示意图；
23.图3为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统的结构示意图；
24.图4a-图4h为本技术一实施例提供的九通阀的内部流路拓扑图；
25.图5a-图5h为本技术一实施例提供的八通阀和三通阀的组合的内部流路拓扑图；
26.图6a为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热的工况下的一种示意图；
27.图6b为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热的工况下的另一种示意图；
28.图7为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制冷的工况下的一种示意图；
29.图8为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制冷的工况下的另一种示意图；
30.图9为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包制冷的工况下的一种示意图；
31.图10a为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包自然冷却的工况下的示意图；
32.图10b为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于余热回收加热电池包的工况下的示意图；
33.图11为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统的另一种结构示意图；
34.图12为本技术一实施例提供的液冷模块的结构示意图；
35.图13a-图13e为图12中提供的液冷模块的多种模式示意图；
36.图14a为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制热、动力总成自然冷却的工况下的一种示意图；
37.图14b为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制热、动力总成余热回收的工况下的一种示意图；
38.图15为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制冷工况下的一种示意图；
39.图16为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包制冷工况下的一种示意图；
40.图17为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包自然冷却工况下的一种示意图；
41.图18为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包自然冷却工况下的一种示意图；
42.图19为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包均温工况下的一种示意图；
43.图20为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制冷工况下的一种示意图；
44.图21为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包余热回收工况下的一种示意图；
45.图22为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制热工况下的一种示意图；
46.图23为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包均温工况下的一种示意图；
47.图24为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热除湿、电池包均温工况下的一种示意图；
48.图25为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热工况下的一种示意图；
49.图26为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统的再一种结构示意图；
50.图27为本技术一实施例提供的液冷模块的另一种结构示意图；
51.图28a-图28b为图27中提供的液冷模块的多种模式示意图；
52.图29为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包均温工况下的一种示意图；
53.图30为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包均温工况下的一种示意图；
54.图31为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包制冷工况下的一种示意图；
55.图32为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热除湿、电池包制冷工况下的一种示意图；
56.图33为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热工况下的一种示意图；
57.图34为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热工况下的另一种示意图；
58.图35为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热除湿、电池包制热工况下的一种示意图；
59.图36为本技术一实施例提供的车载热管理单元的结构示意图；
60.图37为本技术一实施例提供的车载热管理单元的另一种结构示意图；
61.图38为本技术一实施例提供的具有补气增焓模块的车载热管理单元的结构示意图；
62.图39a、图39b、图39c为本技术一实施例提供的车载热管理单元的再一种结构示意图；
63.图40为本技术一实施例提供的车载热管理单元的另一种结构示意图；
64.图41为本技术一实施例提供的车载热管理单元的再一种结构示意图；
65.图42为本技术一实施例提供的车载热管理单元的又一种结构示意图。
66.附图标记说明：
67.101-冷凝器；102-蒸发器；103-压缩机；104-膨胀阀；105-ptc加热器；106-内换热器； 107-外换热器；108-换向装置；112-散热水箱；113-电机；114-水泵；115-板式水冷换热器；
68.100-车载热管理单元；10-集成箱；11-压缩机；12-水冷冷凝器；13-水冷蒸发器；14
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第一膨胀阀；15-第二膨胀阀；16-第一水泵；17-第二水泵；18-补气增焓模块；191-储液罐； 192-气液分离器；193-第一回热器；194-第二回热器；
69.200-阀组；
70.300-空调箱系统；31-风冷蒸发器；32-风冷冷凝器；33-风门；34-风冷加热器；
71.41-电池包；42-动力总成；43-散热器模块；
72.500-液冷模块；51-水冷加热器；52-第三水泵；53-分流阀；54-截止阀；
73.a1-第一接口；a2-第二接口；a3-第三接口；a4-第四接口；a5-第五接口；a6-第六接口； a7-第七接口；a8-第八接口；
74.b1-第一端口；b2-第二端口；b3-第三端口；b4-第四端口；b5-第五端口；b6-第六端口； b7-第七端口；b8-第八端口；b9-第九端口；
75.v1-第一通道口；v2-第二通道口；v3-第三通道口；v4-第四通道口；v5-第五通道口； v6-第六通道口；v7-第七通道口；v8-第八通道口；v9-第九通道口；w1-第一中转通道口； w2-第二中转通道口；
76.r1-第一通路；r2-第二通路；r3-第三通路；r4-第四通路；r5-第五通路；
77.s1-第一支路；s2-第二支路。
具体实施方式
78.纯电动汽车已经开始逐步普及于市场，ptc(positive temperature efficiency，正比例系数加热器)加热方式简单，一般电动汽车热管理系统乘员舱冬季热管理方案，采用水冷正比例系数加热器wptc加热或风冷正比例系数加热器aptc加热乘员舱或电池包。图1为相关技术提供的电动汽车热管理系统的结构示意图。参考图1所示，相关技术提供的电动汽车热管理系统包括依次连接的冷凝器101、膨胀阀104、蒸发器102和压缩机103，虚线范围指的是乘员舱风道，该环路系统使得蒸发器102可以在夏季为乘员舱实现制冷，该环路系统
无法实现为乘员舱制热。乘员舱风道内需要另外设置ptc加热器105，ptc加热器 105可以在冬季实现对乘员舱的加热。
79.由于ptc加热方式的能效比cop低于1，采用ptc加热方式的热管理方案的电动汽车，冬季续航里程会大幅度降低，例如降低30％以上。随着电动汽车市场的发展，消费者对电动汽车的续航里程的敏感程度越来越高，这要求电动汽车实现更加高效的冬季制热方式。
80.其中，热泵制热技术可以有效提高制热效率。图2为相关技术提供的电动汽车热管理系统的另一种结构示意图。参考图2所示，散热水箱112、电机113、水泵114及板式水冷换热器115构成一个环路，外换热器107、换向装置108、压缩机103、内换热器106、膨胀阀104、板式水冷换热器115构成一个环路，外换热器107和散热水箱112接近设置，虚线范围指的是乘员舱风道。该环路系统使得内换热器106可以在夏季为乘员舱实现制冷。换向装置108为换向四通阀，可以更改压缩机103的出口处的高温高压制冷剂的流向，图示流向下，高温高压制冷剂首先通过内换热器106，从而可以在冬季为乘员舱实现制热，并且，电机113的热量可以在板式水冷换热器115处实现余热回收。
81.热泵制热技术指的是，将蒸汽状态的制冷剂通过压缩机压缩做功，将高温高压制冷剂的热量释放给成员舱，然后通过膨胀阀节流膨胀后，从室外低温环境吸热，再回到压缩机进行压缩。从能量守恒角度来说，热泵系统将室外低温环境空气中的热量通过压缩机压缩作用提升能量品位后释放到乘员舱或电池包等需要热量的地方。由于从环境吸收“免费”的热量，因此，热泵制热技术的能效比cop会远高于ptc加热方式的能效比cop，可以达到2.5以上甚至更高，从而实现节能和提升电动汽车续航里程的效果。
82.但是，热泵系统的引入将会使整车热管理系统架构更为复杂，制冷剂环路及冷却液环路的管路布置及避让工作变得十分繁复。另外，由于不同的车身造型、前舱的布置不尽相同，因此，匹配不同车型，即便采用相同的热管理架构，热管理系统的部件及管路布置工作亦需要重新设计，工程量巨大。
83.并且，相关技术中提供的电动汽车热泵系统架构，部件数量多，集成程度低，柔性匹配能力弱，平台共用性不高、部件复用率低，针对不同需求，需要大幅度调整改变架构，每个实例对应全新的方案，造成资源浪费。因此，实现热管理系统的模块化设计，是亟待研究的方向。
84.本技术实施例提供的电动汽车热管理系统，旨在解决相关技术中的如上技术问题。
85.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
86.实施例一
87.图3为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统的结构示意图。参考图3所示，本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统，可以包括空调箱系统300、制冷剂环路系统和冷却液环路系统，空调箱系统300如图中半点线围设形成的矩形框内圈出的结构所示，制冷剂环路系统如图中实线所示，冷却液环路系统如图中虚线所示。
88.其中，空调箱系统300和电动汽车的乘员舱连通，空调箱系统300可以包括风冷蒸
发器31、风冷冷凝器32、风门33和风冷加热器34，风冷蒸发器31和风冷冷凝器32独立设置，用来接入在制冷剂环路系统中，以使风冷蒸发器31可以实现乘员舱的制冷，风冷冷凝器32可以实现乘员舱的制热。风门33和风冷加热器34分别设置在风冷冷凝器32的两侧，风门33打开时风冷冷凝器32可以实现换热，风门33关闭时风冷冷凝器32的换热可忽略，风冷加热器34则可以作为乘员舱制热的补充实现方式。
89.制冷剂环路系统内设置有压缩机11、水冷冷凝器12、水冷蒸发器13、第一膨胀阀14 和第二膨胀阀15，压缩机11、风冷冷凝器32、水冷冷凝器12依次串联后，分为第一支路 s1和第二支路s2，第一支路s1经过第一膨胀阀14和风冷蒸发器31连接至压缩机11，第二支路s2经过第二膨胀阀15和水冷蒸发器13连接至压缩机11。
90.冷却液环路系统可以包括五个通路，第一通路r1内连接有串联设置的水冷冷凝器12，第二通路r2内连接有水冷蒸发器13，第三通路r3内连接有串联设置的电池包41和第一水泵16，第四通路r4内连接有散热器模块43，第五通路r5内连接有串联设置的动力总成42和第二水泵17，五个通路通过阀组200连接以使至少两个通路之间连通。
91.需要说明的是，本技术实施例中，制冷剂环路系统中的循环介质包括但不限于r134a 制冷剂、r744(二氧化碳)、r718(水)、r290(丙烷)、r717(氨)、r410a、r32、r1234yf、 r502、r12、r22、r407c、r600a等制冷剂或者这些制冷剂中的任意两种及以上的组合。冷却液环路系统中的循环介质包括但不限于水、防冻液或者乙二醇等。
92.制冷剂环路系统整体上的工作原理可以视为，气态的制冷剂进入压缩机11，经过压缩机11的压缩后转化为高温高压的制冷剂，高温高压的制冷剂在风冷冷凝器32和水冷冷凝器12处发生换热，变成中温中压的制冷剂；第一支路s1中的制冷剂经过第一膨胀阀14 的节流，压力和温度进一步降低，可能会变成气液两相混合物，再经过风冷蒸发器31换热后变成气态制冷剂，回到压缩机11；第二支路s2中的制冷剂经过第二膨胀阀15的节流，压力和温度进一步降低，可能会变成气液两相混合物，再经过水冷蒸发器13换热后变成气态制冷剂，回到压缩机11。
93.对于制冷剂环路系统，通过控制第一膨胀阀14和第二膨胀阀15的开闭，可以实现四种模式：第一种模式为，第一支路s1开启、第二支路s2关闭；第二种模式为，第一支路 s1关闭、第二支路s2开启；第三种模式为，第一支路s1开启、第二支路s2开启；第四种模式为，第一支路s1关闭、第二支路s2关闭。同时，风门33可以具有两种模式，即打开和关闭这两种模式。风冷加热器34可以具有两种模式，即开启和关闭这两种模式。
94.对于冷却液环路系统，第一通路r1中的冷却液可以在水冷冷凝器12处发生换热，冷却液经过水冷冷凝器12后温度升高，第二通路r2中的冷却液可以在水冷蒸发器13处发生换热，冷却液经过水冷蒸发器13后温度降低。冷却液环路系统内任意回路的串并联关系具有很多种，以第三通路r3为例，第三通路r3可以自循环，以实现电池包41的均温；第三通路r3还可以与第一通路r1或者第二通路r2串联，以实现对电池包41的加热或散热；第三通路r3还可以与第五通路r5串联，以使动力总成42余热回收实现对电池包 41的加热；第三通路r3还可以与第四通路r4、第五通路r5串联，以使散热器模块43 实现对电池包41的冷却。
95.上述冷却液环路系统中各个回路之间的串并联，可以通过阀组200的模式切换实现。阀组200可以包括至少一个多通道口的阀门，也可以设置为多个阀门的组合，以实现上述冷却液环路系统中五个通路的连接。
96.在一种可能的实施方式中，阀组200可以为九通阀。图4a-图4h为本技术一实施例提供的九通阀的内部流路拓扑图。参考图4a-图4h所示，九通阀可以包括九个通道口v1-v9，结合图3可得，第一通道口v1和第八通道口v8连接在第一通路r1内，第三通道口v3和第六通道口v6连接在第二通路r2内，第四通道口v4和第七通道口v7连接在第三通路r3内，第五通道口v5和第五通道口v9连接在第四通路r4内，第九通道口v9和第二通道口v2连接在第五通路r5内，即第四通路r4和第五通路r5共用第九通道口v9。
97.图4a-图4h代表着九通阀内部流路的八种模式，箭头方向即冷却液流向，指向v9的箭头为虚线，表示存在一个流路，可以仅流向v5，或者仅流向v9，或者部分流向v5部分流向v9。以图4a为示例，v4指向v3，v6指向v7，代表着v4和v7之间的第三通路r3，与v3和v6之间的第二通路r2串联。v2指向v1，v8仅指向v5，代表着v1和v8之间的第一通路r1，与v5和v2之间的第四通路r4、第五通路r5串联；若v8仅指向v9，代表着第一通路r1和第五通路r5串联；若v8同时指向v5和v9，代表着第一通路r1和第四通路r4、第五通路r5串联，并且可调节流经第四通路r4和第五通路r5的流量比例。根据图4a的示例，不难推断出图4b-图4h剩下其中模式中回路的串并联关系。
98.不难理解的是，图4a-图4h代表的是九通阀的内部流路拓扑图，仅可以示意出九个通道口之间的流通关系，而并不代表各个通道口实际上的物理位置。九通阀的实际结构可以有多种实现方式，在本技术实施例中不做具体限制。
99.在另一种可能的实施方式中，阀组200可以为八通阀和三通阀的组合。图5a-图5h为本技术一实施例提供的八通阀和三通阀的组合的内部流路拓扑图。参考图5a-图5h所示，八通阀可以包括七个通道口v1、v2、v3、v4、v6、v7、v8和第一中转通道口w1，三通阀可以包括两个通道口v5、v9和第二中转通道口w2，第一中转通道口w1和第二中转通道口w2连通。其中，八通阀和三通阀中的v1-v9与五个通路的连接关系，与九通阀中的v1-v9 与五个通路之间的连接关系相同，在此不再赘述。
100.图5a-图5h代表着八通阀和三通阀的组合的内部流路的八种模式，不难理解，这八种模式与图4a-图4h的八种模式一一对应，连通关系本质上相同，在此不再详细解释。同样地，图5a-图5h仅可以示意出九个通道口v1-v9及两个中转通道口w1、w2之间的流通关系，而并不代表各个通道口实际上的物理位置。
101.八通阀和三通阀的实现方式可以为，八通阀包括呈环形依次排列的第一通道口v1、第二通道口v2、第三通道口v3、第四通道口v4、第一中转通道口w1、第六通道口v6、第七通道口v7和第八通道口v8，三通阀包括第二中转通道口w2、第五通道口v5和第九通道口v9，第一中转通道口w1和第二中转通道口w2连通，八通阀上任意相邻的两个通道口可连通，且第八通道口v8和第一中转通道口w1可连通，第二中转通道口w2和第五通道口v5可连通，第二中转通道口w2和第九通道口v9可连通。具有如此结构的八通阀和三通阀，可以实现图5a-图5h示出的所有模式。
102.需要说明的是，具有九个通道口，且各个通道口与五个通路之间的连接关系同上描述的阀组200，除了上述两种实施方式外，还可以为更多个阀门的组合。或者，具有更多数量的通道口的阀组200，也可以实现本技术实施例提供的阀组200的功能。
103.以下，以多种工况作为示例，对本技术实施例提供的电动汽车热管理系统的结构做进一步说明。
104.图6a为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热的工况下的一种示意图。参考图6a所示，此工况下，空调箱系统300中的风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图 4e和图5e对应的模式五，冷却液环路系统中，第一通路r1和第三通路r3串联，该冷却液环路由第一水泵16驱动，第二通路r2、第四通路r4和第五通路r5串联，该冷却液环路由第二水泵17驱动。
105.此工况中，制冷剂环路系统中的高温高压制冷剂在风冷冷凝器32处换热，实现直接加热乘员舱，在水冷冷凝器12处换热，第一通路r1中的冷却液经过水冷冷凝器12后温度升高，再进入第三通路r3中，实现加热电池包41。第二通路r2中的冷却液经过水冷蒸发器13后温度降低，再进入第四通路r4中通过散热器模块43吸收自然环境中的热量，进入第五通路r5中吸收动力总成42运行散发的热量，实现动力总成42的自然冷却。
106.加热乘员舱和电池包41的热量来源，除了来自压缩机11压缩做功外，还有散热器模块43从自然环境中吸收的热量，以及动力总成42散发的热量，即实现了热泵制热和动力总成42的余热回收，能效比可以达到2.5甚至更高，从而可以实现节能和提高电动汽车续航里程的效果。
107.图6b为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热的工况下的另一种示意图。参考图6b所示，此工况与图6a提供的工况的区别在于阀组200 中v6和v9连通而非和v5连通，第二通路r2中的冷却液经过水冷蒸发器13后温度降低，再进入第五通路r5中吸收动力总成42运行散发的热量，实现动力总成42的余热回收。
108.对比图6a和图6b这两种工况可知，当乘员舱和电池包41的制热需求更高时，可以采用图6a的工况，同时利用自然环境中的热量和动力总成42的余热回收，当动力总成42 的余热回收可以满足制热需求时，可以将阀组200中的通道口从v5切换为v9，即无需开启散热器模块43。
109.图7为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制冷的工况下的一种示意图。参考图7所示，此工况下，空调箱系统300中的风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图 4f和图5f对应的模式六，冷却液环路系统中，第二通路r2和第三通路r3串联，该冷却液环路由第一水泵16驱动，第四通路r4和第五通路r5串联，该冷却液环路由第二水泵 17驱动。
110.此工况中，制冷剂环路系统中的高温高压制冷剂在风冷冷凝器32处换热，实现直接加热乘员舱。第二通路r2中的冷却液经过水冷蒸发器13换热后温度降低，再进入第三通路r3中，实现电池包41的散热。动力总成42运行散发的热量，由冷却液带走后进入第四通路r4中，被散热器模块43散发到环境中，从而实现动力总成42的自然冷却。
111.图8为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制冷的工况下的另一种示意图。参考图8所示，此工况下，空调箱系统300中的风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图4a和图5a对应的模式一，冷却液环路系统中，第一通路r1和第四通路r4、第五通路 r5串联，该冷却液环路由第二水泵17驱动，第二通路r2和第三通路r3串联，该冷却液环路由第一水泵16驱动。
112.此工况中，制冷剂环路系统中的高温高压制冷剂在风冷冷凝器32处换热，实现直
接加热乘员舱。第一通路r1中的冷却液经过水冷冷凝器12换热后温度升高，再进入第四通路r4中，经散热器模块43散发到环境中，同时，第五通路r5中的动力总成42的热量同样经散热器模块43散发到环境中。
113.对比图7和图8这两种工况，同样是对乘员舱制热和电池包制冷，图7中，热泵系统的制热量不足，制热量小于或等于乘员舱的制热需求，风冷加热器34可以补充制热；图8 中，热泵系统的制热量盈余，除了为乘员舱制热外，多余的热量经水冷冷凝器12转移到冷却液中，经散热器模块43散发。
114.图9为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包制冷的工况下的一种示意图。参考图9所示，此工况下，空调箱系统300中的风门33处于关闭的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1开启、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图 4a和图5a对应的模式一，冷却液环路系统中，第一通路r1和第四通路r4、第五通路r5 串联，该冷却液环路由第二水泵17驱动，第二通路r2和第三通路r3串联，该冷却液环路由第一水泵16驱动。
115.此工况中，风门33处于关闭模式，制冷剂环路系统中的高温高压制冷剂在风冷冷凝器32处的换热可忽略，在水冷冷凝器12处换热后，制冷剂的温度降低，第一通路r1、第四通路r4和第五通路r5构成的冷却液环路，将水冷冷凝器12处的热量带走，经散热器模块43散发到外界环境中，同时散热器模块43可以实现对动力总成42的冷却。第一支路s1中的制冷剂，在风冷蒸发器31处换热，实现乘员舱的制冷；第二支路s2中的制冷剂，在水冷蒸发器13处发生换热后，制冷剂的温度升高，第二通路r2中的冷却液经过水冷蒸发器13后温度降低，从而可以实现为第三通路r3中的电池包41散热。
116.对比图8和图9可知，冷却液环路系统采用相同的阀组200模式和回路连接模式时，通过改变制冷剂环路系统的模式和风门33的模式，可以切换乘员舱、电池包的制热工况与制冷工况。
117.图10a为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包自然冷却的工况下的示意图。此工况下，空调箱系统300中的风门33处于关闭的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，因而图中省略未示出。阀组200处于图4c 和图5c对应的模式三，冷却液环路系统中，第三通路r3、第二通路r2、第四通路r4、第五通路r5依次串联，该冷却液环路由第二水泵17和第一水泵16中的至少一个驱动。动力总成42和电池包41产生的热量使冷却液温度升高，冷却液经过散热器模块43后温度降低，即通过散热器模块43实现为动力总成42和电池包41散热。
118.图10b为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于余热回收加热电池包的工况下的示意图。此工况下，空调箱系统300中的风门33处于关闭的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，因而图中省略未示出。阀组200处于图 4c和图5c对应的模式三，冷却液环路系统中，第三通路r3、第二通路r2、第五通路r5 依次串联，该冷却液环路由第二水泵17和第一水泵16中的至少一个驱动。动力总成42 产生的热量使冷却液温度升高，冷却液经过电池包41后温度降低，即通过回收动力总成 42运行产生的热量，用来加热电池包41。
119.综上实施方式可以概括得出，冷却液环路系统的模式组合，形式上直接取决于阀组200 的模式切换，实质上则可以根据电池包41的制热或制冷需求来进行排列。示例性地，
第三通路r3可以自成回路以实现电池包41的均温，或者，第三通路r3可以与第一通路r1 串联或者与第二通路r2串联，在制冷剂环路系统未参与换热时，同样可以实现电池包41 的均温；第三通路r3可以和第一通路r1单独串联，以实现制热；第三通路r3可以和第二通路r2单独串联以实现制冷；第三通路r3可以和第五通路r5单独串联，由动力总成 42的余热回收实现制热；第三通路r3可以和第四通路r4及第五通路r5串联，由散热器模块43实现自然冷却。
120.另外，风门33的模式直接取决于乘员舱的制热或制冷需求，制冷剂环路系统的模式则需要兼顾乘员舱的制热或制冷需求、电池包41的制热或制冷需求，乘员舱需要制热时，第二支路s2需开启，乘员舱需要制冷时，第一支路s1需开启。
121.需要说明的是，上述风门33的模式、制冷剂环路系统的模式、冷却液环路系统的模式可以组合形成多种工况，工况数量较多无法一一穷举，上述多图描述的几种工况，仅为典型工况的举例说明，除了这些示例外，其它组合所覆盖的功能，也在本技术实施例的保护范围内。
122.本技术实施例提供的电动汽车热管理系统，通过将冷却液环路系统设置为五个通路，并通过阀组实现通路之间的串并联，从而可以在实现乘员舱、电池包制热或制冷的多种工况的基础上，提高热管理系统的集成化，减少部件数量和降低管路设计难度。同时，该热管理系统可以利用热泵系统和动力总成余热回收来制热，从而实现节能和提高电动汽车续航里程的效果。
123.实施例二
124.图11为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统的另一种结构示意图。参考图11 所示，本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统，可以包括空调箱系统300、制冷剂环路系统、冷却液环路系统和液冷模块500，空调箱系统300和液冷模块500分别如图中半点线围设成的两个矩形框内圈出的结构所示，制冷剂环路系统如图中实线所示，冷却液环路系统如图中虚线所示。
125.其中，空调箱系统300和电动汽车的乘员舱连通，空调箱系统300可以包括风冷蒸发器31、风冷冷凝器32和风门33，风冷蒸发器31和风冷冷凝器32独立设置，风冷蒸发器 31接入在制冷剂环路系统中，以使风冷蒸发器31可以实现乘员舱的制冷，风冷冷凝器32 接入在冷却液环路系统中，以使风冷冷凝器32可以实现乘员舱的制热。风门33设置在风冷冷凝器32的附近，风门33打开时风冷冷凝器32可以实现换热，风门33关闭时风冷冷凝器32的换热可忽略。
126.制冷剂环路系统内设置有压缩机11、水冷冷凝器12、水冷蒸发器13、第一膨胀阀14 和第二膨胀阀15，压缩机11、水冷冷凝器12依次串联后，分为第一支路s1和第二支路 s2，第一支路s1经过第一膨胀阀14和风冷蒸发器31连接至压缩机11，第二支路经过第二膨胀阀15和水冷蒸发器13连接至压缩机11。
127.冷却液环路系统可以包括五个通路，第一通路r1内连接有串联设置的水冷冷凝器12 和风冷冷凝器32，第二通路r2内连接有水冷蒸发器13，第三通路r3内连接有串联设置的电池包41和第一水泵16，第四通路r4内连接有散热器模块43，第五通路r5内连接有串联设置的动力总成42和第二水泵17，五个通路通过阀组200连接以使至少两个通路之间连通。
128.制冷剂环路系统整体上的工作原理可以参考上述实施例一，区别仅在于制冷剂环路系统未经过风冷冷凝器32。制冷剂环路系统的四种模式以及风门33的两种模式，同样可
以参考上述实施例一，在此不再赘述。
129.对于冷却液环路系统，其第二通路r2、第三通路r3、第四通路r4和第五通路r5的结构及换热关系，同样可以参考上述实施例一。第一通路r1内串联了风冷冷凝器32，从而，冷却液在水冷冷凝器12处发生换热后温度升高，再进入风冷冷凝器32以加热乘员舱。
130.上述冷却液环路系统中各个通路之间的串并联，可以通过阀组200的模式切换实现。阀组200可以包括至少一个多通道口的阀门，也可以设置为多个阀门的组合，以实现上述冷却液环路系统中五个通路的连接。本技术实施例中，阀组200的流路拓扑结构，可以参照实施例一的描述，在此不再赘述。
131.对比实施例一和实施例二可知，实施例一中，风冷冷凝器32直接串联在制冷剂环路系统中，经过压缩机11压缩后的高温高压制冷剂，可以在风冷冷凝器32处换热，实现对乘员舱的直接式加热；而实施例二中，风冷冷凝器32串联在冷却液环路系统中的第一通路r1内，经过压缩机11压缩后的高温高压制冷剂，在水冷冷凝器12处加热冷却液，高温冷却液在风冷冷凝器32处换热，从而实现对乘员舱的间接式加热。
132.本技术实施例提供的电动汽车热管理系统，还设置有液冷模块500，以进一步扩展热管理系统的工况，提高电动汽车热管理的功能多样性。液冷模块500可以连接在冷却液回路系统的第一通路r1内，与水冷冷凝器12和风冷冷凝器32连接。图12为本技术一实施例提供的液冷模块的结构示意图。参考图12所示，液冷模块500可以包括：水冷加热器 51、第三水泵52、分流阀53和截止阀54。
133.在本技术的一些实施方式中，液冷模块500具有四个对外接口c1、c2、c3和c4，其中c1和c2连接在水冷冷凝器12和阀组200之间，c1和c2连接在水冷冷凝器12的下游，且c1位于接近水冷冷凝器12的一侧，c3和c4分别连接至风冷冷凝器32的进口和出口。
134.接口c1和c3之间依次串联有第三水泵52和水冷加热器51，分流阀53包括进口a和第一出口c、第二出口e，截止阀54包括进口b和出口d，进口b连接在接口c1和第三水泵52之间，出口d连接至接口c2，分流阀53的进口a连接至接口c4，第一出口c连接至接口c2，第二出口e连接至截止阀54的进口b和第三水泵52之间。
135.液冷模块500自身具有多种模式，图13a-图13d为图12中提供的液冷模块的多种模式示意图。参考图13a所示，第一种模式下，截止阀54打开，而分流阀53关闭，经接口 c1进入的冷却液由b流向d再经接口c2流出；参考图13b所示，第二种模式下，截止阀 54关闭，分流阀53的第二出口e打开，经接口c4进入的冷却液由a流向e，再经过第三水泵52和水冷加热器51后自接口c3流出；参考图13c所示，第三种模式下，截止阀54 开启，分流阀53的第二出口e打开，经接口c1进入的冷却液由b流向d再经接口c2流出，经接口c4进入的冷却液由a流向e，再经过第三水泵52和水冷加热器51后自接口 c3流出，第三种模式可以视为第一种模式和第二种模式的并集；参考图13d所示，第四种模式下，截止阀54关闭，分流阀53的第一出口c打开，经接口c1流入的冷却液，经过第三水泵52、水冷加热器51后从接口c3流出，再经过风冷冷凝器32，自接口c4进入，由a流向c，至接口c2流出。参考图13e所示，第五种模式下，截止阀54开启，分流阀 53的第一出口c和第二出口e均打开，且流向c和e的流量可调节，经接口c1进入的冷却液，一部分由截止阀54的进口b流向出口d，在自接口c2流出；另一部分首先经过第三水泵52和水冷加热器51后自接口c3流出，经过风冷冷凝器32后，自接口c4进入的冷却液，其中一部分由a流向c再自接口c2流出，另一部分由a流向e，再经过第三水泵 52和水
冷加热器51后自接口c3流出。
136.不难理解，本技术实施例中，电动汽车热管理系统的工况，除了风门33的模式、制冷剂环路系统的模式、冷却液环路系统的模式(阀组200的模式)的组合外，还需要加入液冷模式500的模式进行排列，从而可以实现更多种类型的工况。
137.以下，以多种工况作为示例，对本技术实施例提供的电动汽车热管理系统的结构做进一步说明。
138.图14a为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制热、动力总成自然冷却的工况下的一种示意图，图14b为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制热、动力总成余热回收的工况下的一种示意图。参考图14a和图14b所示，这两种工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，空调箱系统可忽略，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图4e和图5e对应的模式五。冷却液环路系统中，第一通路r1和第三通路r3串联，水冷冷凝器12加热该冷却液环路中的冷却液，实现为电池包41加热。
139.图14a中，阀组200内的v6和v5连通，第二通路r2、第四通路r4和第五通路r5 串联，散热器模块43实现对动力总成42的散热。图14b中，阀组200内的v6和v9连通，第二通路r2、第五通路r5串联，动力总成42加热冷却液，冷却液在水冷蒸发器13处实现对制冷剂的加热，即实现了动力总成42的余热回收。
140.图15为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制冷工况下的一种示意图。参考图15所示，该工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，空调箱系统可忽略，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图4a和图5a对应的模式一。冷却液环路系统中，第一通路r1和第四通路r4、第五通路r5串联，散热器模块43实现对动力总成42的散热；第二通路r2和第三通路r3串联，水冷蒸发器13实现对电池包41的冷却。
141.图16为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包制冷工况下的一种示意图。参考图16所示，该工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，制冷剂环路系统处于第一支路s1开启、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图4a 和图5a对应的模式一。制冷剂环路系统中，风冷蒸发器31可以实现对乘员舱的制冷；冷却液环路系统中，第一通路r1和第四通路r4、第五通路r5串联，散热器模块43实现对动力总成42的散热；第二通路r2和第三通路r3串联，水冷蒸发器13实现对电池包41 的冷却。
142.图17为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包自然冷却工况下的一种示意图。参考图17所示，该工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2关闭的模式，阀组200处于图4g和图5g 对应的模式七。冷却液环路系统中，第一通路r1、第三通路r3、第四通路r4、第五通路 r5依次串联，散热器模块43实现对动力总成42和电池包41的散热。
143.结合图14a-图17可知，当液冷模块500处于图13a所示的第一模式下时，风冷冷凝器 32相当于未接入热管理系统，因此无法通过风冷冷凝器32实现对乘员舱的加热，但是对于其它功能，例如乘员舱的制冷、电池包41的制热和制冷、动力总成42的散热、动力总成42的余热回收等功能，本质上与本技术实施例一相同，实现方式可以参考实施例一进行理解和扩展，在此不再赘述。
144.图18为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包自然冷却工况下的一种示意图。参考图18所示，该工况下，液冷模块500处于图13b所示的第二模式下，风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2关闭的模式，阀组200处于图4f和图5f对应的模式六。第三水泵52的驱动下，冷却液在水冷加热器51 和风冷冷凝器32之间循环，水冷加热器51加热冷却液，从而通过风冷冷凝器32实现乘员舱制热。第二通路r2和第三通路r3串联，可以实现电池包41的均温，第四通路r4 和第五通路r5串联，散热器模块43实现对动力总成42的散热。
145.液冷模块500处于图13b所示的第二模式时，增加了水冷加热器51为乘员舱制热的工况。不难扩展，冷却液环路系统还可以具有除图18所示的其它模式，例如将第三通路 r3和第四通路r4、第五通路r5串联，实现对电池包41的冷却；或者将第三通路r3和第五通路r5串联，实现动力总成42余热回收加热电池包41。
146.图19为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包均温工况下的一种示意图。参考图19所示，该工况下，液冷模块500处于图13c所示的第三模式下，风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2关闭的模式，阀组200处于图4e和图5e对应的模式五。第三水泵52的驱动下，冷却液在水冷加热器51和风冷冷凝器32之间循环，水冷加热器51加热冷却液，从而通过风冷冷凝器 32实现乘员舱制热。第一通路r1和第三通路r3串联，可以实现电池包41的均温。
147.图20为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制冷工况下的一种示意图。参考图20所示，该工况下，液冷模块500处于图13c所示的第三模式下，风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图4a和图5a对应的模式一。第三水泵52的驱动下，冷却液在水冷加热器51和风冷冷凝器32之间循环，水冷加热器51加热冷却液，从而通过风冷冷凝器 32实现乘员舱制热。第一通路r1、第四通路r4和第五通路r5串联，散热器模块43可以实现动力总成42的冷却；第二通路r2和第三通路r3串联，水冷蒸发器13可以实现电池包41的制冷。
148.结合图19-图20可知，液冷模块500处于图13c所示的第三模式下时，相当于第一模式下和第二模式下工况的结合，可以在增加水冷加热器51为乘员舱制热的工况的同时，参照实施例一进行其他扩展。
149.图21为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包余热回收工况下的一种示意图。参考图21所示，该工况下，液冷模块500处于图13d所示的第四模式下，风门33处于打开的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2 开启的模式，阀组200处于图4f和图5f对应的模式六。第一通路r1和风冷冷凝器32串联，第三水泵52的驱动下，经过水冷冷凝器12(或者，水冷冷凝器12和水冷加热器51) 加热后的高温冷却液可以通过风冷冷凝器32实现乘员舱制热。第二通路r2和第三通路 r3串联，水冷蒸发器13可以实现电池包41的制冷，电池包41加热了水冷蒸发器13内的制冷剂，相当于回收了电池包41的余热为乘员舱加热。第四通路r4和第五通路r5串联，散热器模块43可以实现动力总成42的冷却。
150.图22为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于电池包制热工况下的一种示意图。参考图22所示，该工况下，液冷模块500处于图13d所示的第四模式下，风门33 处于关闭的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2关闭的模式，阀组 200处
可以包括：水冷加热器51、第三水泵52、分流阀53和截止阀54，液冷模块500具有六个对外接口c1、c2、c3、c4、c5和c6，相比于图11和图12的实施方式增加了两个接口c5 和c6。
157.其中，c1和c2连接在水冷冷凝器12和阀组200之间，c1和c2连接在水冷冷凝器12 的下游，且c1位于接近水冷冷凝器12的一侧，c3和c4分别连接至风冷冷凝器32的进口和出口，c5和c6连接在水冷冷凝器12和阀组200之间，c5和c6连接在水冷冷凝器12的上游，且c6位于接近水冷冷凝器12的一侧。
158.接口c1和c3之间依次串联有第三水泵52和水冷加热器51，分流阀53包括进口a和第一出口c、第二出口e，截止阀54包括进口b和出口d，进口b和接口c5连接，出口 d连接至接口c2，分流阀53的进口a连接至接口c4，第一出口c连接至接口c2，第二出口e连接至接口c6。
159.液冷模块500自身具有多种模式，图28a-图28b为图27中提供的液冷模块的多种模式示意图。参考图28a所示，第一种模式下，截止阀54关闭，而分流阀53的第一出口c 打开，第二出口e打开，经接口c1进入的冷却液经过第三水泵52和水冷加热器51后自接口c3流出，再经过风冷冷凝器32后自接口c4流入，由分流阀53的进口a流向第一出口c，再自接口c2流出；参考图28b所示，第二种模式下，截止阀54开启，分流阀53 的第一出口c打开，第二出口e打开，一部分冷却液经c5进入，由截止阀54的进口b流向出口d，再自接口c2流出；一部分冷却液经接口c1进入，经过第三水泵52和水冷加热器51后自接口c3流出，再经过风冷冷凝器32后自接口c4流入，然后一部分冷却液由分流阀53的进口a流向第一出口c，再自接口c2流出，另一部分冷却液由分流阀53的进口a流向第二出口e，再自接口c6流出。
160.不难理解，本技术实施例中，电动汽车热管理系统的工况，除了风门33的模式、制冷剂环路系统的模式、冷却液环路系统的模式(阀组200的模式)的组合外，还需要加入液冷模式500的模式进行排列，从而可以实现更多种类型的工况。
161.以下，以多种工况作为示例，对本技术实施例提供的电动汽车热管理系统的结构做进一步说明。
162.图29为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包均温工况下的一种示意图。参考图29所示，此工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，风门33处于打开模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2开启的模式，阀组200处于图4h和图5h对应的模式八。冷却液环路系统中，第一通路r1内，水冷冷凝器12、第三水泵52、水冷加热器51和风冷冷凝器32串联，冷却液在第三水泵 52的驱动下循环，经过水冷冷凝器12(或者，水冷冷凝器12和水冷加热器51)加热后的高温冷却液可以通过风冷冷凝器32实现乘员舱制热。第三通路r3自循环，实现电池包41 的均温；第二通路r2和第五通路r5串联，可以实现动力总成42的余热回收。
163.图30为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包均温工况下的一种示意图。参考图30所示，此工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，风门33处于关闭的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1开启、第二支路s2关闭的模式，阀组200处于图4a和图5a对应的模式一。制冷剂环路系统中，风冷蒸发器31 可以实现对乘员舱的制冷；冷却液环路系统中，第一通路r1和第四通路r4、第五通路 r5串联，散热器模块43实现对动力总成42的散热；第二通路r2和第三通路r3串联，可以实现电池包41的均温。
164.图31为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制冷、电池包制冷工况下的一种示意图。参考图31和图30所示，相比于图30提供的工况，图31的工况的区别
为，第二支路s2也处于开启的模式，从而可以使水冷蒸发器13实现对电池包41的制冷。
165.图32为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热除湿、电池包制冷工况下的一种示意图。参考图32所示，此工况下，液冷模块500处于图13a所示的第一模式下，风门33处于开启的模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1开启、第二支路s2 开启的模式，阀组200处于图4c和图5c对应的模式三。第一通路r1和风冷冷凝器32串联，第三水泵52的驱动下，经过水冷冷凝器12(或者，水冷冷凝器12和水冷加热器51) 加热后的高温冷却液可以通过风冷冷凝器32实现乘员舱制热；较低温的制冷剂进入风冷蒸发器31后，可以实现乘员舱内水汽的凝结，从而实现乘员舱除湿。第三通路r3、第二通路r2、第四通路r4和第五通路r5依次串联，散热器模块43可以实现动力总成42和电池包41的冷却。
166.结合图19-图32可知，液冷模块500处于图28a所示的第一模式下时，冷却液环路系统和上述图13d所示的第四模式等效，同样相当于在第一通路r1内串联了水冷加热器51 和第三水泵52，因此可参考上述实施例的工况进行其他扩展，在此不再赘述。
167.图33为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热工况下的一种示意图。参考图33所示，此工况下，液冷模块500处于图13b所示的第二模式下，风门33处于打开模式，制冷剂环路系统处于第一支路s1关闭、第二支路s2关闭的模式，阀组200处于图4e和图5e对应的模式五。
168.冷却液环路系统中，第一通路r1和第三通路r3串联，冷却液在第三水泵52的驱动下循环，经过水冷加热器51加热后的高温冷却液可以通过风冷冷凝器32实现乘员舱制热，并为电池包41制热。第一部分冷却液在进入水冷冷凝器12之前，再进入制冷模块500内，自截止阀54的进口b至出口d，然后返回至阀组200；第二部分冷却液经过水冷冷凝器 12之后，再依次经过第三水泵52、水冷加热器51、风冷冷凝器32，然后其中一部分冷却液经过分流阀53的进口a流至第一出口c，再与第一部分冷却液合并，返回至阀组200，其中另一部分冷却液经过分流阀53的进口a流至第二出口e，再与第二部分冷却液合并，返回并依次经过第三水泵52、水冷加热器51、风冷冷凝器32。通过调节分流阀53，调节第一出口c和第二出口e的冷却液的流量，可以使经过电池包41和风冷冷凝器32的冷却液的流量和温度不同，从而可以满足乘员舱制热和电池包41制热的不同温度需求。
169.图34为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热、电池包制热工况下的另一种示意图。参考图34所示，此工况下相比于图33的工况，区别在于将制冷剂环路系统的第二支路s2开启，使得为乘员舱和电池包41制热的来源可以为水冷加热器51 及水冷冷凝器12，制热效率进一步提高。
170.图35为本技术一实施例提供的电动汽车热管理系统处于乘员舱制热除湿、电池包制热工况下的一种示意图。参考图35所示，此工况下相比于图34的工况，区别在于将制冷剂环路系统的第一支路s1也开启，使得风冷蒸发器31可以为乘员舱实现除湿。
171.上述图26-图35所示的实施例中，通过将液冷模块500的部分端口连接在水冷冷凝器 12的上游，使第一通路r1内的冷却液，可以一部分直接绕开水冷冷凝器12进行循环，另一部分则经过水冷冷凝器12的加热后进行循环，从而可以调节使进入电池包41和进入风冷冷凝器32的冷却液具有不同的温度，从而满足两者不同温度的制热需求。
172.上述图3-图35提供的电动汽车热管理系统中，空调箱系统与乘员舱连通，电池包41、动力总成42、散热器模块43均可以设置在电动汽车前舱的预设位置内，除了这些电动汽
车内原本具有的结构外，上述两个实施例具有共同的车载热管理单元，该车载热管理单元可以包括压缩机11、水冷冷凝器12、水冷蒸发器13、第一膨胀阀14、第二膨胀阀15、第一水泵16、第二水泵17、阀组200及连接管路在内。
173.图36为本技术一实施例提供的车载热管理单元的结构示意图。参考图36所示，车载热管理单元100可以包括制冷剂环路系统和冷却液环路系统，制冷剂环路系统如图中实线所示，冷却液环路系统如图中虚线所示。
174.制冷剂环路系统包括压缩机11、水冷冷凝器12、水冷蒸发器13、第一膨胀阀14和第二膨胀阀15，制冷剂环路系统至少包括四个对外连接的接口：第一接口a1连接在压缩机11的第一端，第二接口a2连接至第一膨胀阀14的第一端，第一膨胀阀14的第二端依次经过第二膨胀阀15、水冷蒸发器13连接至压缩机11的第一端，第三接口a3和第一膨胀阀11的第二端之间连接有水冷冷凝器12，第四接口a4连接在压缩机11的第二端。
175.对比上述两个实施例可知，第一接口a1和第二接口a2连接至空调箱系统的风冷蒸发器 31，图3对应的实施例一中，第三接口a3和第四接口a4连接至空调箱系统内的风冷冷凝器32，图11对应的实施例二中，第三接口a3和第四接口a4短接。
176.冷却液环路系统包括阀组200、第一水泵16和第二水泵17，冷却液环路系统包括多个对外连接的端口b1-b7，阀组包括多个通道口，其中两个通道口分别连接在水冷蒸发器13 的进出口两端，其中一个通道口经过水冷冷凝器12连接至第一端口b1，其中一个通道口经过第一水泵16连接至第二端口b2，其中一个通道口经过第二水泵17连接至第三端口b3，剩余通道口分别连接至第四端口b4、第五端口b5、第六端口b6、第七端口b7。
177.对比上述两个实施例可知，电池包41连接在第二端口b2和第五端口b5之间，动力总成42连接在第三端口b3和第六端口b6之间，散热器模块43连接在第六端口b6和第七端口b7之间。图3对应的实施例一中，第一端口b1和第四端口b4短接；图11对应的实施例二中，第一端口b1、第四端口b4分别和液冷模块500的c1、c2连接，图25对应的实施方式中，水冷冷凝器12的上游和阀组200之间还设置有第八端口b8和第九端口b9，分别和液冷模块500的c6、c5连接。
178.设置车载热管理单元作为最小的集成模块，通过改变车载热管理单元与空调箱系统的连接方式，以及灵活选用液冷模块等不同的模块，可以适配不同的整车热管理解决方案，从而可以减少整车热管理系统的零部件数量和降低管路排布难度。
179.图37为本技术一实施例提供的车载热管理单元的另一种结构示意图。参考图37所示，制冷剂环路系统还可以包括第五接口a5和第六接口a6；第五接口a5和第六接口a6设置在第一膨胀阀14和水冷冷凝器12之间，即位于水冷冷凝器12的下游，用来在制冷剂环路系统中串联其它部件。经过压缩机11压缩后的高温高压的制冷剂，经过水冷冷凝器12换热后，变为中温中压的制冷剂，即第六接口a6处可以输出中温中压的制冷剂。
180.制冷剂环路系统还可以包括第七接口a7和第八接口a8；第七接口a7和第八接口a8设置在压缩机的第一端，即位于压缩机11的上游，第八接口a8处可以输出低温低压的制冷剂，第七接口a7和第八接口a8可以用来在制冷剂环路系统中串联其它部件。
181.图38为本技术一实施例提供的具有补气增焓模块的车载热管理单元的结构示意图。参考图38所示，本技术实施例中，车载热管理单元还可以包括：补气增焓模块18，补气增焓模块18串联在水冷冷凝器12和第一膨胀阀14之间，即第五接口a5和第六接口a6 之间，且
补气增焓模块18和压缩机11的第三端连接。
182.补气增焓模块18具体可以包括膨胀阀、储液器或闪蒸器等结构，经过补气增焓模块 18后制冷剂可以变为中压气体，从压缩机11的第三端进入压缩机11，从而提升系统循环流量及压缩机压比，提升制热量及系统制热cop。并且，增加补气增焓模块，可以进一步降低进入第一支路s1和第二支路s2的制冷剂的焓值，增加单位体积流量下制冷剂的吸热能力。整体上，补气增焓模块18可以扩展热泵系统的低温制热区间，从而大幅度提升电动汽车的续航里程。
183.图39a、图39b、图39c为本技术一实施例提供的车载热管理单元的再一种结构示意图。参考图39a所示，在一种可能的实施方式中，车载热管理单元100还可以包括储液罐191，储液罐191可以连接在第五接口a5和第六接口a6之间。参考图39b所示，在另一种可能的实施方式中，车载热管理单元100还可以包括气液分离器192，气液分离器192可以连接在第七接口a7和第八接口a8之间。参考图39c所示，车载热管理单元100还可以包括第一回热器193 和第二回热器194，第一回热器193连接在第五接口a5和第六接口a6之间，第二回热器194 连接在第七接口a7和第八接口a8之间。
184.本领域技术人员不难理解，在制冷剂环路系统中可以增加辅件、部件如上述的储液罐 191、气液分离器192、回热器等，以及温度传感器、压力传感器、压缩机消声器等，或者这些部件的任意组合。
185.在上述实施例的基础上，本技术实施例中，车载热管理单元100还可以包括集成箱10，参考图37所示，压缩机11、水冷冷凝器12、水冷蒸发器13、第一膨胀阀14、第二膨胀阀 15、阀组200、第一水泵16和第二水泵17等均可以设置在集成箱10内部，以提高车载热管理单元100的结构紧凑性，而制冷剂环路系统的接口a1-a4、冷却液环路系统的端口b1-b7 可以伸出集成箱10外部，以便于连接其他部件和模块。
186.实际上，压缩机11、水冷冷凝器12、水冷蒸发器13、第一膨胀阀14、第二膨胀阀15、阀组200、第一水泵16和第二水泵17这些部件中的至少部分可以设置在集成箱10的内部，另一部分可以设置在集成箱10的外部。图40为本技术一实施例提供的车载热管理单元的另一种结构示意图。参考图40所示，在另一种可能的实施方式中，压缩机11可以设置在集成箱10外部，以减小集成箱10整体的体积。图41为本技术一实施例提供的车载热管理单元的再一种结构示意图。参考图41所示，在又一种可能的实施方式中，仅水冷蒸发器13和阀组200设置在集成箱10内部。
187.另外，第一水泵16用来连接在具有电池包41的第三通路r3内，以在第三通路r3单独设置或者与其它通路串联时，起到驱动冷却液循环的作用。在上述附图中，第一水泵16 连接在阀组200的第四通道口v4和冷却液环路系统的第三端口b3之间，且第一水泵16 驱动的液体流动方向为b3指向v4。图42为本技术一实施例提供的车载热管理单元的又一种结构示意图。参考图42所示，第一水泵16也可以连接在阀组200的第七通道口v7和冷却液环路系统的第四端口b4之间，且第一水泵16驱动的液体流动方向为v7指向b4。显然，该种连接方式下，第三通路r3内的冷却液流动方向与前一种连接方式下一致。
188.本技术实施例提供的车载热管理单元，作为一个集成模块，通过改变车载热管理单元与空调箱系统的连接方式，以及灵活选用液冷模块等不同的模块，可以适配不同的整车热管理解决方案，从而可以减少整车热管理系统的零部件数量和降低管路排布难度。
189.本技术实施例提供的电动汽车热管理系统，通过将冷却液环路系统设置为五个通路，并通过阀组实现通路之间的串并联，从而可以在实现乘员舱、电池包制热或制冷的多种工况的基础上，提高热管理系统的集成化，减少部件数量和降低管路设计难度。同时，该热管理系统可以利用热泵系统和动力总成余热回收来制热，从而实现节能和提高电动汽车续航里程的效果。并且，通过附加液冷模块，可以利用水冷加热器作为制热工况的补充，通过分流阀和截止阀的组合，可以在同时加热乘员舱和电池包时，调节两者具有不同的加热温度，实用性更高。
190.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的范围。
技术特征：1.一种电动汽车热管理系统，其特征在于，包括：空调箱系统、制冷剂环路系统和冷却液环路系统；所述空调箱系统和电动汽车的乘员舱连通，所述空调箱系统包括风冷蒸发器和风冷冷凝器；所述冷却液环路系统包括五个通路，第一通路内连接有水冷冷凝器、液冷模块和所述风冷冷凝器，所述液冷模块包括水冷加热器和第三水泵，所述水冷加热器和所述第三水泵串联在所述第一通路内，第二通路内连接有水冷蒸发器，第三通路内连接有电池包和第一水泵，第四通路内连接有散热器模块，第五通路内连接有动力总成和第二水泵，所述五个通路通过阀组连接以使至少两个通路之间连通；所述制冷剂环路系统内设置有压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述压缩机、所述水冷冷凝器依次串联后，分为第一支路和第二支路，所述第一支路经过所述第一膨胀阀和所述风冷蒸发器连接至所述压缩机，所述第二支路通过第二膨胀阀和所述水冷蒸发器连接至所述压缩机。2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述液冷模块内还设置有分流阀和截止阀，所述分流阀的进口连接至所述风冷冷凝器的出口，所述分流阀的第一出口经所述第三水泵、所述水冷加热器连接至所述风冷冷凝器的进口，所述分流阀的第一出口和第二出口分别连接至所述截止阀的进出口，所述截止阀的进出口串联在所述水冷冷凝器和所述阀组之间，且连接在所述水冷冷凝器的下游。3.根据权利要求2所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述截止阀关闭，所述分流阀的第二出口开启、第一出口关闭时，所述风冷冷凝器和所述水冷加热器、所述第三水泵串联，构成乘员舱的制热环路。4.根据权利要求2所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述截止阀关闭，所述分流阀的第一出口开启、第二出口关闭时，所述第一通路和所述水冷加热器、所述第三水泵串联，构成乘员舱和电池包的制热环路。5.根据权利要求2所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述截止阀开启，所述分流阀的第一出口开启、第二出口开启时，所述第一通路和所述液冷模块构成乘员舱和电池包的制热环路，且乘员舱和电池包的制热温度分别可调节。6.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述液冷模块内还设置有分流阀和截止阀，所述第三水泵和所述水冷加热器连接在所述水冷冷凝器的下游和所述风冷冷凝器之间，所述分流阀的进口连接至所述风冷冷凝器的出口，所述分流阀的第一出口连接至所述截止阀的出口，所述截止阀的出口连接在所述水冷冷凝器和所述阀组之间且位于靠近所述阀组的一侧，所述分流阀的第二出口和所述截止阀的进口依次连接在所述水冷冷凝器的上游。7.根据权利要求6所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述截止阀开启，所述分流阀的第一出口开启、第二出口开启时，所述第一通路和所述液冷模块构成乘员舱和电池包的制热环路，且乘员舱和电池包的制热温度分别可调节。8.根据权利要求1-7任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述空调箱系统内还设置有风门，所述风门接近所述风冷冷凝器设置，所述风门包括打开和关闭两种模式，所述风冷冷凝器用于在所述风门打开时进行风冷换热。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述第一支路关闭，所述第二支路开启时，所述风冷冷凝器用于为所述乘员舱制热，所述第一通路和所述第三通路串联构成为电池包制热的环路，或者，所述第二通路和所述第三通路串联构成为电池包制冷的环路。10.根据权利要求1-8任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述第五通路和所述第二通路串联，构成动力总成余热回收加热电池包的环路。11.根据权利要求1-8任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述第三通路、所述第四通路、所述第五通路串联，构成电池包和动力总成冷却的通路。12.根据权利要求1-11任一项所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述阀组包括九个通道口，其中两个通道口组作为所述第一通路的进出口，两个通道口作为所述第二通路的进出口，两个通道口作为所述第三通路的进出口，两个通道口分别作为第四通路和第五通路的进口，剩余一个通道口作为第四通路和第五通路共同的出口。13.根据权利要求12所述的电动汽车热管理系统，其特征在于，所述阀组为九通阀；或者，所述阀组为八通阀和三通阀的组合，所述八通阀包括八个通道口，所述三通阀包括三个通道口，所述八通阀中的一个通道口和所述三通阀中的一个通道口连接。
技术总结本申请实施例提供一种电动汽车热管理系统，包括风冷蒸发器、风冷冷凝器、制冷剂环路系统和冷却液环路系统；冷却液环路系统包括五个通路，第一通路内连接有水冷冷凝器和液冷模块，第二通路内连接有水冷蒸发器，第三通路内连接有电池包，第四通路内连接有散热器模块，第五通路内连接有动力总成，五个通路通过阀组连接以使至少两个通路之间连通；制冷剂环路系统内设置有压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀，压缩机、水冷冷凝器依次串联后，分为第一支路和第二支路，第一支路经过第一膨胀阀和风冷蒸发器连接至压缩机，第二支路通过第二膨胀阀和水冷蒸发器连接至压缩机。本申请实施例提供一种电动汽车热管理系统，可以提高热管理系统的集成化。集成化。集成化。
技术研发人员：刘超鹏 李泉明
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/11/1
