本发明涉及汽车热管理系统的，具体而言，涉及一种基于热泵空调及集成水壶的增程式汽车热管理系统。
背景技术：
1、目前，新能源汽车技术大力发展，已经有了取代传统燃油车的趋势，增程式汽车因为其环保性又能减少纯电动车主的里程焦虑，发展前景巨大，增程式车辆是指在纯电动汽车基础上，增加了增程器给动力电池充电或直接驱动电机增加续航里程，从而克服纯电动汽车行驶里程短的电动汽车，在增程式车辆中，动力系统主要由四部分组成：即动力电池、动力驱动系统、增程器和整车控制系统，该车辆的动力电池在为动力驱动系统提供动力的同时，也为增程器的启动提供反拖电流，车辆的增程器通常由小排量的发动机和与之直接相连的发电机组成，动力电池为增程器中的发动机供电，增程器又可以通过将发电机的交流电整流成与动力电池电压相匹配的直流给动力电池充电，对于增程式汽车来说，一个好的热管理系统不仅能提高其使用寿命，也能增加其续驶里程。
2、在空调制热方面，当前电动汽车主流的乘员舱加热技术为采用ptc加热空气并通过鼓风机向乘员舱输送暖风的方式，通过调节ptc加热器的功率，控制乘员舱温度，相比燃油车直接利用发动机产生的热量制热，电动汽车在冬季使用空调制热会消耗大量的能量，大约占汽车总耗能的20％-30％，严重影响了汽车的续驶里程；在电器元件温度控制方面，电动汽车增加了电池包、电机、逆变器、电机控制器等元件，其工作环境温度更是直接影响到这些元器件的工作效率及使用寿命，而当前大多数温控方案还是在制热时对这些元件各自用ptc单独加热，冷却时用低温水箱单独冷却，这种单模式的热管理系统不仅使其在元器件加热时能耗高，在各元器件需要快速冷却时速率也比较慢，影响元器件使用寿命。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是实现多模式切换的热管理系统，降低能耗，提高元器件冷却速率，提高元器件使用寿命，为克服以上现有技术(或相关技术)的缺陷，本发明提供一种基于热泵空调及集成水壶的增程式汽车热管理系统。
2、本发明提供一种基于热泵空调及集成水壶的增程式汽车热管理系统，包括：
3、一电动压缩机，连接四通换向阀的第一阀口；
4、一气液分离器，分别连接所述电动压缩机和所述四通换向阀的第三阀口；
5、一车外换热器，分别连接所述四通换向阀的第二阀口、第一电磁阀和第二电磁阀；
6、一车内换热器，通过第三电磁阀连接所述四通换向阀的第四阀口；
7、一第一电子膨胀阀，分别连接所述车内换热器和所述第一电磁阀；
8、一电驱热泵换热器，通过第二电子膨胀阀连接所述第二电磁阀，通过第四电磁阀分别连接所述第三电磁阀和所述四通换向阀的第四阀口，通过第五电磁阀分别连接所述第一电子膨胀阀和所述第一电磁阀，通过第六电磁阀连接所述车外换热器；
9、一热敏电阻，分别连接暖芯、第七电磁阀和集成水壶的第五端口；
10、一发动机，分别连接电子水泵、所述第七电磁阀和第八电磁阀；
11、一高温散热器，分别连接所述电子水泵和所述第八电磁阀，并通过第九电磁阀分别连接所述集成水壶的第四端口和所述暖芯；
12、一第一低温散热器，连接所述集成水壶的第一端口，并依次通过第十一电磁阀和第十电磁阀连接所述集成水壶的第二端口；
13、一电驱三合一控制器，所述电驱三合一控制器分别连接所述集成水壶的第三端口和发电机；
14、一电动机，分别连接所述发电机和所述第十电磁阀，并通过第十二电磁阀连接所述电驱热泵换热器，以及通过第十三电磁阀连接所述电驱热泵换热器；
15、一第二低温散热器，所述第二低温散热器的一端连接所述集成水壶的第七端口并通过第十四电磁阀连接电池包，所述第二低温散热器的另一端通过第十五电磁阀分别连接所述第十四电磁阀和所述电池包，所述电池包连接所述电驱热泵换热器上的冷水机组，所述冷水机组连接所述集成水壶的第六端口；
16、一控制模块，分别连接所述四通换向阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述集成水壶、所述第七电磁阀、所述第八电磁阀、所述第九电磁阀、所述第十电磁阀、所述第十一电磁阀、所述第十二电磁阀、所述第十三电磁阀、所述第十四电磁阀和所述第十五电磁阀，用于根据外部输入的控制指令控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述集成水壶、所述第七电磁阀、所述第八电磁阀、所述第九电磁阀、所述第十电磁阀、所述第十一电磁阀、所述第十二电磁阀、所述第十三电磁阀、所述第十四电磁阀和所述第十五电磁阀的通断状态，以及控制所述四通换向阀的阀口连通状态和所述集成水壶的端口连通状态，进行多个模式的切换。
17、本技术一种基于热泵空调及集成水壶的增程式汽车热管理系统与现有技术相比，具有以下优点：本发明为了克服增程式汽车热管理系统温控目标单一、很少兼顾多个元器件同时满足最佳工作效率温度区间的缺点，通过控制模块控制集成水壶上各端口之间的连通状态、各个电磁阀的导通状态以及四通换向阀上各阀口之间的连通状态，进行不同的制冷制热模式的切换，同时满足各个元器件各自的制冷制热需求，实现各个元器件处于最佳工作效率温度区间，提高各个元器件的使用寿命和冷却速率，并且为了克服增程式汽车热管理系统所导致的原件产热浪费、制热损耗过高的缺点，通过控制模块控制集成水壶上各端口之间的连通状态、各个电磁阀的导通状态以及四通换向阀上各阀口之间的连通状态，可以实现利用元器件的余热来加热乘员舱或电池包，减少制热工况自产热量损耗，降低能耗，并实现多模式切换的增程式汽车热管理系统。
18、在一种可能的实施方式中，切换的所述模式包括乘员舱单制冷模式、电驱单制冷模式、乘员舱电驱同时制冷模式、乘员舱单制热模式、电驱单制热模式、乘员舱电驱同时制热模式、乘员舱制冷电驱冷却模式、电机回路冷却模式、电机回路均衡模式、第一电机串电池模式、第二电机串电池模式、电机串暖通模式、第一电池串暖通模式、第二电池串暖通模式、冷却液串联加注模式、ptc单独加热模式、发动机余热回收模式、电机单冷却模式、电机保温均衡模式、电机热泵制冷模式、电机热泵加热模式、电池包冷却模式和电池包保温加热模式。
19、与现有技术相比，采用上述技术方案能够增加模式切换的多样性，设计出制冷模式、制热模式、冷却模式、暖通模式等多种不同类型模式，满足各个元器件各自的制冷制热需求。
20、在一种可能的实施方式中，所述控制模块包括：
21、一第一控制单元，用于根据外部输入的所述控制指令控制所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀的通断状态以及所述四通换向阀的阀口连通状态，进行乘员舱单制冷模式、电驱单制冷模式、乘员舱电驱同时制冷模式、乘员舱单制热模式、电驱单制热模式、乘员舱电驱同时制热模式、乘员舱制冷电驱冷却模式之间的模式切换；
22、一第二控制单元，用于根据外部输入的所述控制指令控制所述集成水壶的端口连通状态进行电机回路冷却模式、电机回路均衡模式、第一电机串电池模式、第二电机串电池模式、电机串暖通模式、第一电池串暖通模式、第二电池串暖通模式、冷却液串联加注模式之前的模式切换；
23、一第三控制单元，用于根据外部输入的所述控制指令控制所述第七电磁阀、所述第八电磁阀、所述第九电磁阀的通断状态进行ptc单独加热模式、发动机余热回收模式之间的模式切换；
24、一第四控制单元，用于根据外部输入的所述控制指令控制所述第十电磁阀、所述第十一电磁阀、所述第十二电磁阀、所述第十三电磁阀的通断状态进行电机单冷却模式、电机保温均衡模式、电机热泵制冷模式、电机热泵加热模式之间的模式切换；
25、一第五控制单元，用于根据外部输入的所述控制指令控制所述第十四电磁阀和所述第十五电磁阀的通断状态进行电池包冷却模式和电池包保温加热模式之间的模式切换。
26、与现有技术相比，采用上述技术方案能够实现分区的单独控制，通过第一控制单元负责制冷模式和制热模式的切换，通过第二控制单元负责电机电池相关模式和冷却液串联加注模式的切换，通过第三控制单元负责ptc单独加热模式和发动机余热回收模式的切换，通过第四控制单元负责电机热泵相关模式的切换，通过第五控制单元负责电池包冷却模式和电池包保温加热模式的切换，提高控制效率。
27、在一种可能的实施方式中，所述四通换向阀的第一阀口和第二阀口相连通且第三阀口和第四阀口相连通时为制冷模式，所述四通换向阀的第一阀口和第四阀口相连通且第二阀口和第三阀口相连通时为制热模式，所述第一控制单元包括：
28、一第一控制子单元，用于在接收到外部输入的第一控制指令时，控制打开所述第一电磁阀和所述第三电磁阀，控制关闭所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制冷模式，以切换至所述乘员舱单制冷模式；
29、一第二控制子单元，用于在接收到外部输入的第二控制指令时，控制打开所述第二电磁阀和所述第四电磁阀，控制关闭所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制冷模式，以切换至所述电驱单制冷模式；
30、一第三控制子单元，用于在接收到外部输入的第三控制指令时，控制打开所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀，控制关闭所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制冷模式，以切换至所述乘员舱电驱同时制冷模式；
31、一第四控制子单元，用于在接收到外部输入的第四控制指令时，控制打开所述第一电磁阀和所述第三电磁阀，控制关闭所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制热模式，以切换至所述乘员舱单制热模式；
32、一第五控制子单元，用于在接收到外部输入的第五控制指令时，控制打开所述第二电磁阀和所述第四电磁阀，控制关闭所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制热模式，以切换至所述电驱单制热模式；
33、一第六控制子单元，用于在接收到外部输入的第六控制指令时，控制打开所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀，控制关闭所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制热模式，以切换至所述乘员舱电驱同时制热模式；
34、一第七控制子单元，用于在接收到外部输入的第七控制指令时，控制打开所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第五电磁阀和所述第六电磁阀，控制关闭所述第一电磁阀和所述第四电磁阀，控制所述四通换向阀切换为制热模式，以切换至所述乘员舱制热电驱冷却模式。
35、在一种可能的实施方式中，所述第二控制模块包括：
36、一第八控制子单元，用于在接收到外部输入的第八控制指令时，控制所述集成水壶的第一端口与第三端口相连通、第四端口与第五端口相连通、第六端口与第七端口相连通，以切换至所述电机回路冷却模式；
37、一第九控制子单元，用于在接收到外部输入的第九控制指令时，控制所述集成水壶的第二端口与第三端口相连通、所述第四端口与所述第五端口相连通、所述第六端口与所述第七端口相连通，以切换至所述电机回路均衡模式；
38、一第十控制子单元，用于在接收到外部输入的第十控制指令时，控制所述集成水壶的第一端口与第六端口相连通、第三端口与第七端口相连通、第四端口与第五端口相连通，以切换至所述第一电机串电池模式；
39、一第十一控制子单元，用于在接收到外部输入的第十一控制指令时，控制所述集成水壶的第二端口与第六端口相连通、第三端口与第七端口相连通、第四端口与第五端口相连通，以切换至所述第二电机串电池模式；
40、一第十二控制子单元，用于在接收到外部输入的第十二控制指令时，控制所述集成水壶的第二端口与第五端口相连通、第三端口与第四端口相连通、第六端口与第七端口相连通，以切换至所述电机串暖通模式；
41、一第十三控制子单元，用于在接收到外部输入的第十三控制指令时，控制所述集成水壶的第一端口与第三端口相连通、第四端口与第六端口相连通、第五端口与第七端口相连通，以切换至所述第一电池串暖通模式；
42、一第十四控制子单元，用于在接收到外部输入的第十四控制指令时，控制所述集成水壶的第二端口与第三端口相连通、第四端口与第六端口相连通、第五端口与第七端口相连通，以切换至所述第二电池串暖通模式；
43、一第十五控制子单元，用于在接收到外部输入的第十五控制指令时，控制所述集成水壶的第一端口与第六端口相连通、第三端口与第四端口相连通、第五端口与第七端口相连通，以切换至所述冷却液串联加注模式。
44、在一种可能的实施方式中，所述第三控制模块包括：
45、一第十六控制子单元，用于在接收到外部输入的第十六控制指令时，控制关闭所述第七电磁阀和所述第九电磁阀，控制打开所述第八电磁阀，以切换至所述ptc单独加热模式；
46、一第十七控制子单元，用于在接收到外部输入的第十七控制指令时，控制关闭所述第八电磁阀，控制打开所述第七电磁阀和所述第九电磁阀，以切换至所述发动机余热回收模式。
47、在一种可能的实施方式中，所述第四控制模块包括：
48、一第十八控制子单元，用于在接收到外部输入的第十八控制指令时，控制打开所述第十一电磁阀，控制关闭所述第十电磁阀、所述第十二电磁阀和所述第十三电磁阀，以切换至所述电机单冷却模式；
49、一第十九控制子单元，用于在接收到外部输入的第十九控制指令时，控制打开所述第十电磁阀，控制关闭所述第十一电磁阀、所述第十二电磁阀和所述第十三电磁阀，以切换至所述电机保温均衡模式；
50、一第二十控制子单元，用于在接收到外部输入的第二十控制指令时，控制打开所述第十一电磁阀、所述第十二电磁阀和所述第十三电磁阀，控制关闭所述第十电磁阀，以切换至所述电机热泵制冷模式；
51、一第二十一控制子单元，用于在接收到外部输入的第二十一控制指令时，控制打开所述第十电磁阀、所述第十二电磁阀和所述第十三电磁阀没控制关闭所述第十一电磁阀，以切换至所述电机热泵加热模式。
52、在一种可能的实施方式中，所述第五控制模块包括：
53、一第二十二控制子单元，用于在接收到外部输入的第二十二控制指令时，控制打开所述第十五电磁阀，控制关闭所述第十四电磁阀，以切换至所述电池包冷却模式；
54、一第二十三控制子单元，用于在接收到外部输入的第二十三控制指令时，控制打开所述第十四电磁阀，控制关闭所述第十五电磁阀，以切换至所述电池包保温加热模式。
1.一种基于热泵空调及集成水壶的增程式汽车热管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，切换的所述模式包括乘员舱单制冷模式、电驱单制冷模式、乘员舱电驱同时制冷模式、乘员舱单制热模式、电驱单制热模式、乘员舱电驱同时制热模式、乘员舱制冷电驱冷却模式、电机回路冷却模式、电机回路均衡模式、第一电机串电池模式、第二电机串电池模式、电机串暖通模式、第一电池串暖通模式、第二电池串暖通模式、冷却液串联加注模式、ptc单独加热模式、发动机余热回收模式、电机单冷却模式、电机保温均衡模式、电机热泵制冷模式、电机热泵加热模式、电池包冷却模式和电池包保温加热模式。
3.根据权利要求2所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，所述控制模块(36)包括：
4.根据权利要求3所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，所述四通换向阀(2)的第一阀口和第二阀口相连通且第三阀口和第四阀口相连通时为制冷模式，所述四通换向阀(2)的第一阀口和第四阀口相连通且第二阀口和第三阀口相连通时为制热模式，所述第一控制单元(361)包括：
5.根据权利要求3所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，所述第二控制模块(362)包括：
6.根据权利要求3所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，所述第三控制模块(363)包括：
7.根据权利要求3所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，所述第四控制模块(364)包括：
8.根据权利要求3所述的增程式汽车热管理系统，其特征在于，所述第五控制模块(365)包括：
