本發(fā)明涉及汽車空調(diào)系統(tǒng)，具體地，涉及一種汽車熱管理系統(tǒng)和包括該汽車熱管理系統(tǒng)的電動汽車。

背景技術(shù)：

要保證電動汽車的電池充放電效率高，需要有合適的工作溫度，過高或高低都會對其性能以及續(xù)航能力造成很大影響。中國專利公開號為cn205039220u的實(shí)用新型公開了一種汽車動力電池冷卻系統(tǒng)。該動力電池冷卻系統(tǒng)雖然可以在制冷時(shí)通過蒸發(fā)器對動力電池進(jìn)行冷卻，但動力電池與蒸發(fā)器緊貼在一起進(jìn)行換熱，雖然原理上可行，但是車上難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檎舭l(fā)器一般都在空調(diào)箱體內(nèi)，箱體空間有限，而純電動汽車的動力電池很大，一般置于車底。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種汽車熱管理系統(tǒng)，其中，所述汽車熱管理系統(tǒng)包括熱泵空調(diào)系統(tǒng)、電池包換熱系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和第一板式換熱器，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)和所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)分別通過所述第一板式換熱器與所述電池包換熱系統(tǒng)換熱，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、室內(nèi)冷凝器、室內(nèi)蒸發(fā)器和室外換熱器，所述壓縮機(jī)的出口與所述室內(nèi)冷凝器的入口連通，所述室內(nèi)冷凝器的出口選擇性地經(jīng)由第一節(jié)流支路或第一通流支路與所述室外換熱器的入口連通，所述室外換熱器的出口選擇性地經(jīng)由第二通流支路與所述壓縮機(jī)的入口連通或經(jīng)由第二節(jié)流支路與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口與所述壓 縮機(jī)的入口連通，所述第一板式換熱器的制冷劑入口經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的電池冷卻支路與所述室外換熱器的出口或所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，所述第一板式換熱器的制冷劑出口經(jīng)由電池冷卻回流支路與所述壓縮機(jī)的入口連通。

可選地，所述第一板式換熱器的制冷劑入口經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的所述電池冷卻支路與所述室外換熱器的出口連通，所述電池冷卻支路上設(shè)置有第一膨脹閥。

可選地，所述汽車熱管理系統(tǒng)還包括第一開關(guān)閥，所述第二節(jié)流支路經(jīng)由所述第一開關(guān)閥與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，所述第一板式換熱器的制冷劑入口經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的電池冷卻支路與所述第一開關(guān)閥的入口連通，并且在所述電池冷卻支路上設(shè)置有流量閥。

可選地，在所述電池冷卻回流支路上設(shè)置有第一單向閥。

可選地，所述第一板式換熱器串聯(lián)在所述電池包換熱系統(tǒng)的冷卻液回路中，并且所述冷卻液回路中還設(shè)置有與所述第一板式換熱器串聯(lián)的第一水泵、副水箱和電池包。

可選地，所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)包括第二水泵、發(fā)動機(jī)、室內(nèi)暖風(fēng)芯體和第一三通閥，所述第二水泵的出口與所述第一三通閥的入口連通，所述第一三通閥的兩個(gè)出口分別與所述第一板式換熱器的發(fā)動機(jī)冷卻液入口和所述室內(nèi)暖風(fēng)芯體的入口連通，所述室內(nèi)暖風(fēng)芯體的出口和所述第一板式換熱器的發(fā)動機(jī)冷卻液出口均與所述發(fā)動機(jī)的冷卻液入口連通，所述發(fā)動機(jī)的冷卻液出口與所述第二水泵的入口連通。

可選地，所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)還包括第一ptc加熱器和第二三通閥，所述室內(nèi)暖風(fēng)芯體的出口和所述第一板式換熱器的發(fā)動機(jī)冷卻液出口均與所述第二三通閥的入口連通，所述第二三通閥的第一出口與所述發(fā)動機(jī)的冷卻液入口連通，所述第二三通閥的第二出口與所述第二水泵的入口連通，所 述第一ptc加熱器設(shè)置在所述第二水泵的出口和所述第一三通閥的入口之間，或者設(shè)置在所述第二水泵的入口和所述第二三通閥的第二出口之間。

可選地，所述第一通流支路上設(shè)置有第二開關(guān)閥，所述第一節(jié)流支路上設(shè)置有第二膨脹閥。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括膨脹開關(guān)閥，該膨脹開關(guān)閥的入口與所述室內(nèi)冷凝器的出口連通，該膨脹開關(guān)閥的出口與所述室外換熱器的入口連通，所述第一節(jié)流支路為所述膨脹開關(guān)閥的節(jié)流流道，所述第一通流支路為所述膨脹開關(guān)閥的通流流道。

可選地，所述第二通流支路上設(shè)置有第三開關(guān)閥，所述第二節(jié)流支路上設(shè)置有第三膨脹閥。

可選地，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口經(jīng)由第二單向閥與所述壓縮機(jī)的入口連通。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于電動汽車，所述第二通流支路上還設(shè)置有第二板式換熱器，該第二板式換熱器同時(shí)設(shè)置在所述電動汽車的電機(jī)冷卻系統(tǒng)中。

可選地，所述第二通流支路上設(shè)置有第三開關(guān)閥，所述第二板式換熱器的制冷劑入口與所述室外換熱器的出口連通，所述第二板式換熱器的制冷劑出口與所述第三開關(guān)閥的入口連通。

可選地，所述電機(jī)冷卻系統(tǒng)包括與所述第二板式換熱器串聯(lián)以形成回路的電機(jī)、電機(jī)散熱器和第三水泵。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括氣液分離器，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口與所述氣液分離器的入口連通，所述室外換熱器的出口經(jīng)由所述第二通流支路與所述氣液分離器的入口連通，所述第一板式換熱器的制冷劑出口經(jīng)由所述電池冷卻回流支路與所述氣液分離器的入口連通，所述氣液分離器的出口與所述壓縮機(jī)的入口連通。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括第二ptc加熱器，該第二ptc加熱器用于加熱流經(jīng)所述室內(nèi)冷凝器的風(fēng)。

可選地，所述第二ptc加熱器設(shè)置在所述室內(nèi)冷凝器的迎風(fēng)側(cè)或背風(fēng)側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種電動汽車，包括以上所述的汽車熱管理系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的汽車熱管理系統(tǒng)，除了可以利用熱泵空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車內(nèi)夏天制冷及冬天制熱的需求，還有電池冷卻及電池加熱的功能。通過第一板式換熱器，既能通過熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑與電池包冷卻液進(jìn)行熱交換，對電池降溫，又可通過發(fā)動機(jī)的冷卻液與電池包冷卻液進(jìn)行熱交換，對電池加熱，利用三種介質(zhì)之間的熱交換，可適應(yīng)不同車況下對能源的有效利用，使電池始終在合適的溫度范圍內(nèi)工作，從而提高電池的充放電效率、續(xù)航能力及使用壽命。另外，本發(fā)明在不改變制冷劑循環(huán)方向的情況下既可實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱，結(jié)構(gòu)簡單，使得整個(gè)系統(tǒng)管路布置簡單，易于批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的膨脹開關(guān)閥的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是沿圖10中線ab-ab所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口和第二閥口均處于打開狀態(tài)；

圖12是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的膨脹開關(guān)閥的沿一個(gè)視角的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是沿圖10中線ab-ab所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口處于打開狀態(tài)，第二閥口處于閉合狀態(tài)；

圖14是沿圖10中線ab-ab所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口處于閉合狀態(tài)，第二閥口處于打開狀態(tài)；

圖15是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的膨脹開關(guān)閥的沿另一個(gè)視角的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是沿圖15中線ac-ac所剖得的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口處于打開狀態(tài)，第二閥口處于閉合狀態(tài)；

圖17是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的膨脹開關(guān)閥的第一內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口和第二閥口均處于打開狀態(tài)；

圖18是圖17中a部的局部放大圖；

圖19是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的膨脹開關(guān)閥的第二內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口處于打開狀態(tài)，第二閥口處于關(guān)閉狀態(tài)；

圖20是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式提供的膨脹開關(guān)閥的第三內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其中，第一閥口處于關(guān)閉狀態(tài)，第二閥口均處于打開狀態(tài)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是相對于附圖的圖面方向而言的，“上游、下游”是相對于媒介，如，制冷劑的流動方向而言的，具體地，朝向制冷劑的流動方向?yàn)橄掠危畴x制冷劑的流動方向?yàn)樯嫌?，“?nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)與外。

在本發(fā)明中，電動汽車主要是指混合動力汽車。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)可以包括：hvac(采暖通風(fēng)及空調(diào)，heatingventilationandairconditioning)總成600和風(fēng)門機(jī)構(gòu)(未示出)，其中，hvac總成600可以包括室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602。風(fēng)門機(jī)構(gòu)可以用于導(dǎo)通通向室內(nèi)蒸發(fā)器602和室內(nèi)冷凝器601的風(fēng)道。如圖1所示，壓縮機(jī)604的出口與室內(nèi)冷凝器601的入口連通，室內(nèi)冷凝器601的出口選擇性地經(jīng)由第一節(jié)流支路或第一通流支路與室外換熱器605的入口連通，室外換熱器605的出口選擇性地經(jīng)由第二節(jié)流支路與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通或經(jīng)由第二通流支路與壓縮機(jī)604的入口連通，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與壓縮機(jī)604的入口連通。

在本發(fā)明中，室內(nèi)冷凝器601的出口要么經(jīng)由第一節(jié)流支路與室外換熱器605的入口連通，要么經(jīng)由第一通流支路與室外換熱器605的入口連通。可以采用多種方式來實(shí)現(xiàn)這種連通方式。例如，在一種實(shí)施方式中，如圖1所示，熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括膨脹開關(guān)閥603，該膨脹開關(guān)閥603的入口與室內(nèi)冷凝器601的出口連通，該膨脹開關(guān)閥603的出口與室外換熱器605的入口連通，其中，第一節(jié)流支路為膨脹開關(guān)閥603的節(jié)流流道，第一通流 支路為膨脹開關(guān)閥603的通流流道。

在本發(fā)明中，膨脹開關(guān)閥是同時(shí)具有膨脹閥功能(亦可稱為電子膨脹閥功能)和開關(guān)閥功能(亦可稱為電磁閥功能)的閥門，可以將其視為是開關(guān)閥與膨脹閥的集成。在膨脹開關(guān)閥的內(nèi)部形成有通流流道和節(jié)流流道，當(dāng)膨脹開關(guān)閥作為開關(guān)閥使用時(shí)，其內(nèi)部的通流流道導(dǎo)通，此時(shí)形成通流支路；當(dāng)膨脹開關(guān)閥作為膨脹閥使用時(shí)，其內(nèi)部的節(jié)流流道導(dǎo)通，此時(shí)形成節(jié)流支路。

作為另一種替換的實(shí)施方式，如圖2所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第二開關(guān)閥608和第二膨脹閥607，其中，第一通流支路上設(shè)置有第二開關(guān)閥608，第一節(jié)流支路上設(shè)置有第二膨脹閥607。具體地，如圖2所示，室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第二開關(guān)閥608與室外換熱器605的入口連通以形成第一通流支路，室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第二膨脹閥607與室外換熱器605的入口連通以形成第一節(jié)流支路。當(dāng)系統(tǒng)處于熱泵高溫制冷循環(huán)模式下時(shí)，第二開關(guān)閥608導(dǎo)通，第二膨脹閥607關(guān)閉，室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第一通流支路與室外換熱器605的入口連通。當(dāng)系統(tǒng)處于熱泵低溫制熱循環(huán)模式下時(shí)，第二膨脹閥607導(dǎo)通，第二開關(guān)閥608關(guān)閉，室內(nèi)冷凝器601的出口經(jīng)由第一節(jié)流支路與室外換熱器605的入口連通。

為了方便管路布設(shè)，節(jié)省空間占用，優(yōu)選地，在本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中采用膨脹開關(guān)閥603，即，圖1所示的實(shí)施方式。

與上述替換的實(shí)施方式中的第一通流支路和第一節(jié)流支路的實(shí)現(xiàn)方式相類似，如圖1和圖2所示，第二通流支路上設(shè)置有第三開關(guān)閥610，第二節(jié)流支路上設(shè)置有第三膨脹閥609。具體地，如圖3所示，室外換熱器605的出口經(jīng)由第三開關(guān)閥610與壓縮機(jī)604的入口連通以形成第二通流支路，室外換熱器605的出口經(jīng)由第三膨脹閥609與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通以形成第二節(jié)流支路。當(dāng)系統(tǒng)處于熱泵高溫制冷循環(huán)模式下時(shí)，第三膨脹閥609 導(dǎo)通，第三開關(guān)閥610關(guān)閉，室外換熱器605的出口經(jīng)由第二節(jié)流支路與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通。當(dāng)系統(tǒng)處于熱泵低溫制熱循環(huán)模式下時(shí)，第三開關(guān)閥610導(dǎo)通，第三膨脹閥609關(guān)閉，室外換熱器605的出口經(jīng)由第二通流支路與壓縮機(jī)604的入口連通。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括氣液分離器611和第二單向閥615，其中，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口連通，氣液分離器611的出口與壓縮機(jī)604的入口連通。這樣，經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602流出的制冷劑可以首先經(jīng)過氣液分離器611進(jìn)行氣液分離，分離出的氣體再回流到壓縮機(jī)604中，從而防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入到壓縮機(jī)604而損壞壓縮機(jī)604，從而可以延長壓縮機(jī)604的使用壽命，并提高整個(gè)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的效率。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口通過第二單向閥615與氣液分離器611的入口連通。這里，設(shè)置第二單向閥615是為了防止在熱泵低溫制熱循環(huán)模式(以下將詳細(xì)描述)下制冷劑回流至室內(nèi)蒸發(fā)器602，影響采暖效果。

在熱泵低溫制熱循環(huán)模式下，為了提高采暖能力，優(yōu)選地，如圖4所示，在整個(gè)熱泵空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置了第二板式換熱器612，該第二板式換熱器612同時(shí)也被設(shè)置在電動汽車的電機(jī)冷卻系統(tǒng)中。這樣，可以利用電機(jī)冷卻系統(tǒng)的余熱給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑加熱，從而可提高壓縮機(jī)604的吸氣溫度和吸氣量。第二板式換熱器612可以任意設(shè)置在第三開關(guān)閥610的上游或下游。在圖4示出的實(shí)施方式中，第二板式換熱器612設(shè)置在第三開關(guān)閥610的上游，即，第二板式換熱器612的制冷劑入口612a與室外換熱器605的出口連通，第二板式換熱器612的制冷劑出口612b與第三開關(guān)閥610的入口連通。在另一種實(shí)施方式中(未示出)，第二板式換熱器612設(shè)置在第三開關(guān)閥610的下游，即，第二板式換熱器612的制冷劑入口612a與第三開關(guān)閥610的出口連通，第二板式換熱器612的制冷劑出口612b與氣液分離器611的入口 連通。

與此同時(shí)，第二板式換熱器612同時(shí)設(shè)置在電機(jī)冷卻系統(tǒng)中。如圖4所示，電機(jī)冷卻系統(tǒng)可以包括與第二板式換熱器612串聯(lián)以形成回路的電機(jī)、電機(jī)散熱器613和第三水泵614。這樣，制冷劑能夠通過第二板式換熱器612與電機(jī)冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進(jìn)行熱交換。經(jīng)過第三開關(guān)閥610和室內(nèi)蒸發(fā)器602后，從室內(nèi)蒸發(fā)器602出來的仍為低溫低壓的氣體，此時(shí)第三開關(guān)閥610和室內(nèi)蒸發(fā)器602僅作為流道流過。

在本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，可使用r134a、r410a、r32、r290等各種制冷劑，優(yōu)先選用中高溫制冷劑。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，hvac總成600還可以包括第二ptc加熱器619，該第二ptc加熱器619用于對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風(fēng)進(jìn)行加熱。

在本發(fā)明中，第二ptc加熱器619可以為高壓ptc(由整車高壓電池驅(qū)動)，電壓范圍：200v-900v?；蛘?，第二ptc加熱器619也可以為低壓ptc(12v或24v蓄電池驅(qū)動)，電壓范圍：9v-32v。另外，此第二ptc加熱器619可以是由幾條或幾塊ptc陶瓷片模塊及散熱翅片組成的一個(gè)完整的芯體，也可以為帶散熱翅片的條狀或塊狀的ptc陶瓷片模塊。

在本發(fā)明中，該第二ptc加熱器619可以布置在室內(nèi)冷凝器601的迎風(fēng)側(cè)或背風(fēng)側(cè)。并且，為了提高對流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601的風(fēng)的加熱效果，該第二ptc加熱器619可以與室內(nèi)冷凝器601平行設(shè)置。在其他實(shí)施方式中，該第二ptc加熱器619也可以布置在hvac總成600的箱體的吹腳風(fēng)口及除霜風(fēng)口處，還可以布置在除霜風(fēng)道的風(fēng)口處。

如果將第二ptc加熱器619布置在箱體內(nèi)室內(nèi)冷凝器601的迎風(fēng)側(cè)或背風(fēng)側(cè)，與室內(nèi)冷凝器601平行布置，可在箱體殼體上挖槽，第二ptc加熱器619垂直插入放進(jìn)箱體，也可以在室內(nèi)冷凝器601邊板上焊接支架，第 二ptc加熱器619通過螺釘固定在室內(nèi)冷凝器601的支架上。如果將第二ptc加熱器619布置在箱體的吹腳風(fēng)口及除霜風(fēng)口處，或布置在除霜風(fēng)道的風(fēng)口處，可通過螺釘直接固定在箱體出風(fēng)口及風(fēng)道口的風(fēng)口處。

通過這一實(shí)施方式，當(dāng)車外溫度過低，熱泵低溫制熱的制熱量不滿足車內(nèi)需求時(shí)，可運(yùn)行第二ptc加熱器619輔助制熱采暖，由此可以消除熱泵空調(diào)系統(tǒng)低溫制熱時(shí)制熱量小，整車除霜除霧慢，采暖效果不佳等缺陷。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，該汽車熱管理系統(tǒng)可以包括上文所介紹的熱泵空調(diào)系統(tǒng)、電池包換熱系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和第一板式換熱器620，其中，熱泵空調(diào)系統(tǒng)和所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)分別通過第一板式換熱器620與電池包換熱系統(tǒng)換熱。在本發(fā)明中，第一板式換熱器620為三層板式換熱器。所謂“三層板式換熱器”是指內(nèi)部形成有三條換熱通道的板式換熱器，其中，一條換熱通道內(nèi)流動的是熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑，一條換熱通道內(nèi)流動的是電池冷卻液，一條換熱通道內(nèi)流動的是發(fā)動機(jī)冷卻液。

在本發(fā)明中，第一板式換熱器620的制冷劑入口620a可以經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的電池冷卻支路與室外換熱器605的出口連通，或經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的電池冷卻支路與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通。此外，第一板式換熱器620的制冷劑出口620b經(jīng)由電池冷卻回流支路與壓縮機(jī)604的入口連通。

在本發(fā)明中，增加了由電池冷卻支路、第一板式換熱器620和電池冷卻回流支路共同組成的和室內(nèi)蒸發(fā)器602相并聯(lián)的用于對電池冷卻的制冷劑分流支路，這樣，當(dāng)熱泵高溫制冷加電池冷卻循環(huán)模式下時(shí)，制冷劑可以分成兩股：其中一股制冷劑流向室內(nèi)蒸發(fā)器602，并在室內(nèi)蒸發(fā)器602中蒸發(fā)，吸收室內(nèi)環(huán)境熱量，降低室內(nèi)溫度；另一股制冷劑流向第一板式換熱器620，并通過第一板式換熱器620與電池包換熱系統(tǒng)的電池冷卻液回路中的冷卻液 進(jìn)行換熱，吸收冷卻液的熱量，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對電池包622的冷卻。

在本發(fā)明中，第一板式換熱器620的制冷劑入口620a的連接方式有兩種：在一種實(shí)施方式中，如圖6所示，第一板式換熱器620的制冷劑入口620a可以經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的電池冷卻支路與室外換熱器605的出口連通。具體地，在電池冷卻支路上可以設(shè)置第一膨脹閥621。這樣，可以根據(jù)實(shí)際需求通過打開或關(guān)閉第一膨脹閥621以控制制冷劑是否能夠流入至第一板式換熱器620的制冷劑入口620a。即，控制電池冷卻支路是處于導(dǎo)通狀態(tài)，還是處于截止?fàn)顟B(tài)。

在這種實(shí)施方式中，在熱泵高溫制冷加電池冷卻循環(huán)模式下，從室外換熱器605出來的中溫高壓的制冷劑直接分成兩股：一股流向第三膨脹閥609；另一股流向第一膨脹閥621。換言之，此時(shí)制冷劑是分流后再在每條支路上分別進(jìn)行節(jié)流降溫降壓的。

在另一種實(shí)施方式中，如圖7所示，汽車熱管理系統(tǒng)還包括第一開關(guān)閥626，第二節(jié)流支路經(jīng)由第一開關(guān)閥626與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通。具體地，在圖7所示的實(shí)施方式中，第三膨脹閥609的出口經(jīng)由第一開關(guān)閥626與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通。第一板式換熱器620的制冷劑入口620a經(jīng)由選擇性導(dǎo)通或截止的電池冷卻支路與第一開關(guān)閥626的入口連通，并且在電池冷卻支路上設(shè)置有流量閥627。

這樣，可以通過控制流量閥627以控制制冷劑是否能夠流入至第一板式換熱器620的制冷劑入口，即，控制電池冷卻支路是處于導(dǎo)通狀態(tài)，還是處于截止?fàn)顟B(tài)。此外，控制流量閥627還可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)控制冷劑流入第一板式換熱器620的流量的大小。

在這種實(shí)施方式中，在熱泵高溫制冷加電池冷卻循環(huán)模式下，從室外換熱器605出來的中溫高壓的制冷劑經(jīng)過第三膨脹閥609的節(jié)流后分成兩股：一股流向第一開關(guān)閥626，另一股流向流量閥627，其中，流量閥627可以 實(shí)現(xiàn)兩股制冷劑的流量比例的分配的功能。此時(shí)，制冷劑是先在干路上進(jìn)行節(jié)流降溫降壓然后再進(jìn)行分流的。

為了防止在熱泵低溫制熱循環(huán)模式下，低溫低壓的制冷劑回流至第一板式換熱器620中，在電池冷卻回流支路上設(shè)置有第一單向閥628。即，第一單向閥628只能單向地允許制冷劑從第一板式換熱器620的制冷劑出口620b流向壓縮機(jī)604的入口，而不能向相反方向流動。

此外，如圖6和圖7所示，第一板式換熱器620串聯(lián)在電池包換熱系統(tǒng)的冷卻液回路中，并且冷卻液回路中還設(shè)置有與第一板式換熱器620串聯(lián)的第一水泵624、副水箱625和電池包622。

其中，電池冷卻液可以經(jīng)由第一板式換熱器620的電池冷卻液入口620f流入第一板式換熱器620，并經(jīng)由第一板式換熱器620的電池冷卻液出口620e流出第一板式換熱器620。當(dāng)電池冷卻支路導(dǎo)通時(shí)，熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑可以經(jīng)由第一板式換熱器620的制冷劑入口620a流入第一板式換熱器620，并經(jīng)由第一板式換熱器620的制冷劑出口620b流出第一板式換熱器620。這樣，通過第一板式換熱器620，可以實(shí)現(xiàn)制冷劑與電池冷卻液的熱交換，從而為電池包進(jìn)行冷卻降溫。

如上，為防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入到壓縮機(jī)604而損壞壓縮機(jī)604，從而可以延長壓縮機(jī)604的使用壽命，并提高整個(gè)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的效率，在熱泵空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置了氣液分離器611。如圖6和圖7所示，氣液分離器611的入口除了與室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口和第三開關(guān)閥610連通之外，第一板式換熱器620的制冷劑出口620b經(jīng)由電池冷卻回流支路與氣液分離器611的入口連通。換言之，從第一板式換熱器620出來的液態(tài)制冷劑也可以首先經(jīng)過氣液分離器611進(jìn)行氣液分離，分離出的氣體再回流到壓縮機(jī)604中，從而防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入到壓縮機(jī)604而損壞壓縮機(jī)604。

此外，如圖6和圖7所示，發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)可以包括第二水泵641、發(fā) 動機(jī)642、室內(nèi)暖風(fēng)芯體643(設(shè)置在hvac600內(nèi))和第一三通閥644，其中，第二水泵641的出口與第一三通閥644的入口644a連通，第一三通閥644的兩個(gè)出口(即，第二出口644c和第一出口644b)分別與室內(nèi)暖風(fēng)芯體643的入口和第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液入口620c連通，室內(nèi)暖風(fēng)芯體643的出口和第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液出口620d均與發(fā)動機(jī)642的冷卻液入口連通，發(fā)動機(jī)642的冷卻液出口與第二水泵641的入口連通。

當(dāng)打開第二水泵641，導(dǎo)通第一三通閥644的入口644a與第一三通閥644的第一出口644b時(shí)，發(fā)動機(jī)冷卻液可以經(jīng)由第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液入口620c流入第一板式換熱器620，并經(jīng)由第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液出口620d流出第一板式換熱器620。這樣，可以利用發(fā)動機(jī)642的余熱為電池包進(jìn)行加熱。此外，還可以通過導(dǎo)通第一三通閥644的入口644a與第一三通閥644的第二出口644c，使得發(fā)動機(jī)冷卻液流入室內(nèi)暖風(fēng)芯體643，從而實(shí)現(xiàn)利用發(fā)動機(jī)余熱為車內(nèi)供暖。

為了防止發(fā)動機(jī)642出現(xiàn)余熱不足的情況，在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，如圖8所示，發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)還可以包括第一ptc加熱器645和第二三通閥646，其中，室內(nèi)暖風(fēng)芯體643的出口和第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液出口620d均與所述第二三通閥646的入口646a連通，所述第二三通閥646的第一出口646b與所述發(fā)動機(jī)642的冷卻液入口連通，所述第二三通閥646的第二出口646c與所述第二水泵641的入口連通，所述第一ptc加熱器645可以如圖8所示的那樣設(shè)置在所述第二水泵641的出口和所述第一三通閥644的入口644a之間，或者可以如圖9所示的那樣設(shè)置在所述第二水泵641的入口和所述第二三通閥646的第二出口646c之間，從而與發(fā)動機(jī)642并聯(lián)。由此，通過第一ptc加熱器645，可以提高發(fā)動機(jī)冷卻液的溫度，進(jìn)而更好地為電池包進(jìn)行加熱。

下面將以圖8為例來詳細(xì)描述本發(fā)明提供的熱泵空調(diào)系統(tǒng)在不同的工作模式下的循環(huán)過程及原理。應(yīng)當(dāng)理解的是，其他實(shí)施方式(例如，圖9所示的實(shí)施方式)下的系統(tǒng)循環(huán)過程及原理與圖8是相似的，此處就不再一一贅述。

模式一：熱泵高溫制冷循環(huán)模式。在系統(tǒng)處于該模式下時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)高溫制冷循環(huán)系統(tǒng)。如圖8所示，首先，壓縮機(jī)604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連。此時(shí)，通過風(fēng)門機(jī)構(gòu)控制風(fēng)不經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601，由于無風(fēng)經(jīng)過，因此，在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)不會進(jìn)行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時(shí)從室內(nèi)冷凝器601出來的仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與膨脹開關(guān)閥603相連，此時(shí)膨脹開關(guān)閥603起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時(shí)從膨脹開關(guān)閥603出來的仍為高溫高壓的氣體。膨脹開關(guān)閥603出口與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，從室外換熱器605出來的為中溫高壓的液體。此時(shí)，第三開關(guān)閥610關(guān)閉，第一膨脹閥621關(guān)閉，室外換熱器605出口與第三膨脹閥609相連，第三膨脹閥609作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用，其出來的為低溫低壓液體。第三膨脹閥609開度可以根據(jù)實(shí)際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計(jì)算室內(nèi)蒸發(fā)器602出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第三膨脹閥609出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口相連，低溫低壓液體在室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，使得從室內(nèi)蒸發(fā)器602出來的為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與第二單向閥615的入口相連，第二單向閥615的出口與氣液分離器611的入口相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機(jī)604中，由此形成一個(gè)循環(huán)。此時(shí)hvac總成600中風(fēng)的僅流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602，室內(nèi)冷凝器601無風(fēng)經(jīng)過，僅作為制冷劑流道流過。并且，在該模式下，第 一水泵624關(guān)閉，第二水泵641關(guān)閉，第一三通閥644和第二三通閥646斷電，即，關(guān)閉。

模式二：電池冷卻循環(huán)模式。在系統(tǒng)處于該模式下時(shí)，電池包換熱系統(tǒng)形成一個(gè)電池包冷卻循環(huán)系統(tǒng)。如圖8所示，壓縮機(jī)604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連。此時(shí)，通過風(fēng)門機(jī)構(gòu)控制風(fēng)不經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601，由于無風(fēng)經(jīng)過，因此，在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)不會進(jìn)行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時(shí)室內(nèi)冷凝器601出口仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與膨脹開關(guān)閥603相連，此時(shí)膨脹開關(guān)閥603起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時(shí)膨脹開關(guān)閥603出口仍為高溫高壓的氣體。膨脹開關(guān)閥603出口與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。此時(shí)，第三開關(guān)閥610關(guān)閉，第三膨脹閥609關(guān)閉，室外換熱器605出口與第一膨脹閥621相連，第一膨脹閥621作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用，其出口為低溫低壓液體。第一膨脹閥621開度可以根據(jù)實(shí)際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在第一板式換熱器620的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計(jì)算制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥621出口與第一板式換熱器620的制冷劑入口相連，低溫低壓液體在第一板式換熱器620內(nèi)與從電池包622出來的熱水進(jìn)行換熱，使得第一板式換熱器620的制冷劑出口為低溫低壓的氣體。第一板式換熱器620的制冷劑出口與第一單向閥628的入口相連，第一單向閥628的出口與氣液分離器611的入口相連，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機(jī)604中，由此形成一個(gè)循環(huán)。此時(shí)hvac總成600中風(fēng)的流向僅流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602，室內(nèi)冷凝器601無風(fēng)經(jīng)過，僅作為制冷劑流道流過。并且，在該模式下，第一水泵624打開，第二水泵641關(guān)閉，第一三通閥644和第二三通閥646斷電。

模式三：熱泵高溫制冷加電池冷卻循環(huán)模式。在系統(tǒng)處于該模式下時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)高溫制冷同時(shí)電池冷卻循環(huán)系統(tǒng)。如圖8所示，首先，壓縮機(jī)604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連。此時(shí)，通過風(fēng)門機(jī)構(gòu)控制風(fēng)不經(jīng)過室內(nèi)冷凝器601，由于無風(fēng)經(jīng)過，因此，在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)不會進(jìn)行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時(shí)室內(nèi)冷凝器601出口仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與膨脹開關(guān)閥603相連，此時(shí)膨脹開關(guān)閥603起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時(shí)膨脹開關(guān)閥603出口仍為高溫高壓的氣體。膨脹開關(guān)閥603出口與室外換熱器605相連，室外換熱器605與室外空氣換熱，把熱量散發(fā)到空氣中，室外換熱器605出口為中溫高壓的液體。此時(shí)，第三開關(guān)閥610關(guān)閉，第一膨脹閥621和第三膨脹閥609打開，室外換熱器605出口分別與第三膨脹閥609和第一膨脹閥621相連。此時(shí)，從室外換熱器605出來的中溫高壓的液體分成兩股：一股流向第三膨脹閥609的入口，第三膨脹閥609作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用，其出口為低溫低壓液體。第三膨脹閥609開度可以根據(jù)實(shí)際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計(jì)算室內(nèi)蒸發(fā)器602出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第三膨脹閥609出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口相連，低溫低壓液體在室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，使得室內(nèi)蒸發(fā)器602出口為低溫低壓的氣體，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與第二單向閥615的入口相連。另一股流向第一膨脹閥621的入口，第一膨脹閥621的開度可以根據(jù)實(shí)際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)第一板式換熱器620的制冷劑出口與氣液分離器611的入口之間的壓力-溫度傳感器的壓力和溫度采集數(shù)據(jù)計(jì)算制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥621作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用，其出口為低溫低壓液體。第一膨脹閥621出口與第一板式換熱器620的制冷劑入口相連，低溫低壓液體在第一板式換熱器620內(nèi)與從電池包622出來的熱水進(jìn)行熱交 換，使得第一板式換熱器620的制冷劑出口為低溫低壓的氣體，第一板式換熱器620的制冷劑出口與第一單向閥628相連。第二單向閥615的出口和第一單向閥628的出口分別與氣液分離器611相連，從第一單向閥628的出口出來的制冷劑與從第一單向閥628的出口出來的制冷劑匯合，把未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機(jī)604中，由此形成一個(gè)循環(huán)。此時(shí)hvac總成600中風(fēng)的流向僅流經(jīng)室內(nèi)蒸發(fā)器602，室內(nèi)冷凝器601無風(fēng)經(jīng)過，僅作為制冷劑流道流過。并且，在該模式下，第一水泵624打開，第二水泵641關(guān)閉，第一三通閥644和第二三通閥646斷電。

模式四：熱泵低溫制熱循環(huán)模式。在系統(tǒng)處于該模式下時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)低溫制熱循環(huán)系統(tǒng)。如圖8所示，首先，壓縮機(jī)604經(jīng)過壓縮排出高溫高壓的氣體，與室內(nèi)冷凝器601相連，此時(shí)，室內(nèi)冷凝器601有風(fēng)經(jīng)過，高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進(jìn)行冷凝，使得室內(nèi)冷凝器601出口為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口與膨脹開關(guān)閥603相連，此時(shí)膨脹開關(guān)閥603起膨脹閥的作用，作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用，其出口為低溫低壓的液體。其中，膨脹開關(guān)閥603的開度可以根據(jù)實(shí)際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機(jī)604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機(jī)排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。膨脹開關(guān)閥603出口與室外換熱器605的入口相連，室外換熱器605吸收室外空氣的熱量，室外換熱器605出口為低溫低壓的氣體。此時(shí)，第三開關(guān)閥610打開，第三膨脹閥609關(guān)閉，第一膨脹閥621關(guān)閉，制冷劑不經(jīng)過室內(nèi)蒸發(fā)器602直接進(jìn)入氣液分離器611中，未蒸發(fā)完的液體通過氣液分離器611分離，最后低溫低壓的氣體回到壓縮機(jī)604中，由此形成一個(gè)循環(huán)。并且，在該模式下，第一水泵624關(guān)閉，第二水泵641關(guān)閉，第一三通閥644和第二三通閥646斷電。

模式五：發(fā)動機(jī)低溫制熱循環(huán)模式。如圖8所示，從發(fā)動機(jī)642出來的 高溫冷卻液經(jīng)過第二水泵641、第一ptc加熱器645、第一三通閥644的入口644a、第二出口644c，再經(jīng)過室內(nèi)暖風(fēng)芯體643與空氣進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，再經(jīng)過第二三通閥646的入口646a-第二出口646b回流到發(fā)動機(jī)642中，由此完成一個(gè)循環(huán)。在該模式下，壓縮機(jī)604、膨脹開關(guān)閥603、第三膨脹閥609、第一膨脹閥621都處于斷電狀態(tài)，第一水泵624關(guān)閉，第二水泵641運(yùn)行，第一三通閥644的入口644a-第二出口644c通，入口644a-第一出口644b不通，第二三通閥646的入口-646a第一出口646b通，入口646a-第二出口646c不通。

模式六：ptc模式電池加熱循環(huán)模式。如圖8所示，從第一ptc加熱器645出來的高溫冷卻液經(jīng)過第一三通閥644的入口644a、第一出口644b，流向第一板式換熱器620，與電池包622出來的冷水進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，再經(jīng)過第二三通閥646的入口646a-第二出口646c，經(jīng)過第二水泵641回流到第一ptc加熱器645，由此完成一個(gè)循環(huán)。通過第一板式換熱器620，能夠利用發(fā)動機(jī)冷卻液為電池包進(jìn)行加熱，升高電池包的溫度。在該模式下，壓縮機(jī)604、膨脹開關(guān)閥603、第三膨脹閥609、第一膨脹閥621都處于斷電狀態(tài)，第一水泵624運(yùn)行，第二水泵641運(yùn)行，第一三通閥644的入口644a-第一出口644b通，入口644a-第二出口644c不通，第二三通閥646的入口646a-第二出口646c通，入口646a-第一出口646b不通。

模式七：發(fā)動機(jī)模式電池加熱循環(huán)模式。如圖8所示，從發(fā)動機(jī)642出來的高溫冷卻液經(jīng)過第二水泵641、第一三通閥644的入口644a-第一出口644b，流向第一板式換熱器620，與電池包622出來的冷水進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，再經(jīng)過第二三通閥646的入口646a-第一出口646b流回到發(fā)動機(jī)642中，由此完成發(fā)動機(jī)模式電池加熱一個(gè)循環(huán)。在該模式下，壓縮機(jī)604、膨脹開關(guān)閥603、第三膨脹閥606、第一膨脹閥621都處于斷電狀態(tài)，第一水泵624運(yùn)行，第二水泵646運(yùn)行，第一三通閥644的入口644a-第一 出口644b通，入口644a-第二出口644c不通，第二三通閥646的入口646a-第一出口646b通，入口646a-第二出口646c不通。

模式八：ptc模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)模式。如圖8所示，從第一ptc加熱器645出來的高溫冷卻液流向第一三通閥644，在第一三通閥644處分流，一路經(jīng)過第一三通閥644的入口644a-第一出口644b到第一板式換熱器620，與電池包622出來的冷水進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，另一路經(jīng)過第一三通閥644的入口644a-第二出口644c到室內(nèi)暖風(fēng)芯體643與空氣進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，從第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液出口620d和室內(nèi)暖風(fēng)芯體643流出的制冷劑再一起流回第二三通閥646，再從第二三通閥646的入口646a-第二出口646c經(jīng)過第二水泵641流回到第一ptc加熱器645，由此完成一個(gè)ptc模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)。在該模式下，壓縮機(jī)604、膨脹開關(guān)閥603、第三膨脹閥609、第一膨脹閥621都處于斷電狀態(tài)，第一水泵624運(yùn)行，第二水泵641運(yùn)行，第一三通閥644的入口644a-第一出口644b通，入口644a-第二出口644c通，第二三通閥646的入口646a-第一出口646b不通，入口646a-第二出口646c通。

模式九：發(fā)動機(jī)模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)模式。如圖8所示，從發(fā)動機(jī)642出來的高溫冷卻液經(jīng)過第二水泵641、在第一三通閥644處分流，一路經(jīng)過第一三通閥644的入口644a-第一出口644b到第一板式換熱器620，與電池包622出來的冷水進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，另一路經(jīng)過第一三通閥644的入口644a-第二出口644c到室內(nèi)暖風(fēng)芯體643與空氣進(jìn)行熱交換降溫為低溫的冷卻液，從第一板式換熱器620的發(fā)動機(jī)冷卻液出口620d和室內(nèi)暖風(fēng)芯體643流出的制冷劑再一起流回第二三通閥646，再從第二三通閥646的入口646a-第一出口646b流回到發(fā)動機(jī)642內(nèi)，由此完成一個(gè)發(fā)動機(jī)模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)。在該模式下，壓縮機(jī)604、膨脹開關(guān)閥603、第三膨脹閥609、第一膨脹閥621都處于斷電狀態(tài)，第一水泵624運(yùn)行， 第二水泵646運(yùn)行，第一三通閥644的入口644a-第一出口644b通，入口644a-第二出口644c通，第二三通閥646的入口646a-第一出口646b通，入口646a-第二出口646c不通。

綜上，本發(fā)明提供的汽車熱管理系統(tǒng)，除了可以利用熱泵空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車內(nèi)夏天制冷及冬天制熱的需求，還有電池冷卻及電池加熱的功能。通過第一板式換熱器，既能通過熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑與電池包冷卻液進(jìn)行熱交換，對電池降溫，又可通過發(fā)動機(jī)的冷卻液與電池包冷卻液進(jìn)行熱交換，對電池加熱，利用三種介質(zhì)之間的熱交換，可適應(yīng)不同車況下對能源的有效利用，使電池始終在合適的溫度范圍內(nèi)工作，從而提高電池的充放電效率、續(xù)航能力及使用壽命。另外，本發(fā)明在不改變制冷劑循環(huán)方向的情況下既可實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷和制熱，結(jié)構(gòu)簡單，使得整個(gè)系統(tǒng)管路布置簡單，易于批量生產(chǎn)。

如上所述，在本發(fā)明中，膨脹開關(guān)閥是同時(shí)具有膨脹閥功能和開關(guān)閥功能的閥門，可以將其視為是開關(guān)閥與膨脹閥的集成。在下文中將提供一種膨脹開關(guān)閥的示例實(shí)施方式。

如圖10所示，上文提及的膨脹開關(guān)閥可以包括閥體500，其中，該閥體500上形成有進(jìn)口501、出口502以及連通在進(jìn)口501和出口502之間的內(nèi)部流道，內(nèi)部流道上安裝有第一閥芯503和第二閥芯504，第一閥芯503使得進(jìn)口501和出口502直接連通或斷開連通，第二閥芯504使得進(jìn)口501和出口502通過節(jié)流口505連通或斷開連通。

其中，第一閥芯所實(shí)現(xiàn)的“直接連通”是指從閥體500的進(jìn)口501進(jìn)入的冷卻劑可以越過第一閥芯而通過內(nèi)部流道不受影響地直接流到閥體500的出口502，第一閥芯所實(shí)現(xiàn)的“斷開連通”是指從閥體500的進(jìn)口501進(jìn)入的冷卻劑無法越過第一閥芯而不能通過內(nèi)部流道流向閥體500的出口502。第二閥芯所實(shí)現(xiàn)的“通過節(jié)流口連通”是指從閥體500的進(jìn)口501進(jìn)入的冷 卻劑可以越過第二閥芯而通過節(jié)流口的節(jié)流后流到閥體500的出口502，而第二閥芯所實(shí)現(xiàn)的“斷開連通”是指從閥體500的進(jìn)口501進(jìn)入的冷卻劑無法越過第二閥芯而不能通過節(jié)流口505流到閥體500的出口502。

這樣，通過對第一閥芯和第二閥芯的控制，本發(fā)明的膨脹開關(guān)閥可以使得從進(jìn)口501進(jìn)入的冷卻劑至少實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)。即，1)截止?fàn)顟B(tài)；2)越過第一閥芯503的直接連通狀態(tài)；以及3)越過第二閥芯504的節(jié)流連通方式。

其中，高溫高壓的液態(tài)制冷劑再經(jīng)過節(jié)流口505節(jié)流后，可以成為低溫低壓的霧狀的液壓制冷劑，可以為制冷劑的蒸發(fā)創(chuàng)造條件，即節(jié)流口505的橫截面積小于出口504的橫截面積，并且通過控制第二閥芯，節(jié)流口505的開度大小可以調(diào)節(jié)，以控制流經(jīng)節(jié)流口505的流量，防止因制冷劑過少產(chǎn)生的制冷不足，以及防止因制冷劑過多而使得壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。即，第二閥芯504和閥體500的配合可以使得膨脹開關(guān)閥具有膨脹閥的功能。

這樣，通過在同一閥體500的內(nèi)部流道上安裝第一閥芯503和第二閥芯504，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)口501和出口502的通斷控制和/或節(jié)流控制功能，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)和安裝，且當(dāng)本發(fā)明提供的膨脹開關(guān)閥應(yīng)用于熱泵系統(tǒng)時(shí)，可以減少整個(gè)熱泵系統(tǒng)的制冷劑充注量，降低成本，簡化管路連接，更利于熱泵系統(tǒng)的回油。

作為閥體500的一種示例性的內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)，如圖10至圖15所示，閥體500包括形成內(nèi)部流道的閥座510和安裝在該閥座510上的第一閥殼511和第二閥殼512，第一閥殼511內(nèi)安裝有用于驅(qū)動第一閥芯503的第一電磁驅(qū)動部521，第二閥殼512內(nèi)安裝有用于驅(qū)動第二閥芯504的第二電磁驅(qū)動部522，第一閥芯503從第一閥殼511延伸至閥座510內(nèi)的內(nèi)部流道，第二閥芯504從第二閥殼512延伸至閥座510內(nèi)的內(nèi)部流道。

其中，通過對第一電磁驅(qū)動部521，如，電磁線圈，的通斷電的控制能夠方便地控制第一閥芯503的位置，進(jìn)而控制進(jìn)口501和出口502直接連通 或斷開連通；通過對第二電磁驅(qū)動部522，如，電磁線圈，的通斷電的控制能夠方便地控制第二閥芯504的位置，從而控制進(jìn)口501和出口502是否與節(jié)流口505連通。換言之，閥體500內(nèi)并聯(lián)安裝有共有進(jìn)口501和出口502的電子膨脹閥和電磁閥，因而能夠?qū)崿F(xiàn)膨脹開關(guān)閥的通斷和/或節(jié)流的自動化控制，且簡化管路走向。

為充分利用膨脹開關(guān)閥的各個(gè)方向的空間位置，避免膨脹開關(guān)閥和不同管路連接產(chǎn)生干涉，閥座510形成為多面體結(jié)構(gòu)，第一閥殼511、第二閥殼512、進(jìn)口501和出口502分別設(shè)置在該多面體結(jié)構(gòu)的不同表面上，其中，第一閥殼511和第二閥殼512的安裝方向相互垂直，進(jìn)口501和出口502的開口方向相互垂直。這樣，可以將進(jìn)口、出口管路連接在多面體結(jié)構(gòu)的不同表面上，能夠避免管路布置凌亂、糾纏的問題。

作為膨脹開關(guān)閥的一種典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖10至圖13所示，內(nèi)部流道包括分別與進(jìn)口501連通的第一流道506和第二流道507，第一流道506上形成有與第一閥芯503配合的第一閥口516，節(jié)流口505形成在第二流道507上以形成為與第二閥芯504配合的第二閥口517，第一流道506和第二流道507交匯于第二閥口517的下游并與出口502連通。

即，通過變換第一閥芯503的位置來實(shí)現(xiàn)對第一閥口516的關(guān)閉或打開，進(jìn)而控制連通進(jìn)口501和出口502的第一流道506的截?cái)嗷驅(qū)?，從而可以?shí)現(xiàn)上文描述的電磁閥的連通或斷開連通的功能。同樣地，通過變換第二閥芯504的位置來實(shí)現(xiàn)對第二閥口517的截?cái)嗷驅(qū)?，從而可以?shí)現(xiàn)電子膨脹閥的節(jié)流功能。

第一流道506和第二流道507可以以任意合適的布置方式分別連通進(jìn)口501和出口502，為減少閥體500的整體占用空間，如圖14所示，第二流道507與出口502同向開設(shè)，第一流道506形成為與第二流道507相互垂直的第一通孔526，進(jìn)口501通過開設(shè)在第二流道507側(cè)壁上的第二通孔527與 第二流道507連通，第一通孔526和第二通孔527與進(jìn)口501分別連通。其中，第一通孔526可以與第二通孔527在空間垂直設(shè)置或者平行設(shè)置，本發(fā)明對此不作限制，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。

為進(jìn)一步簡化閥體500的整體占用空間，如圖17至圖18所示，進(jìn)口501與出口502相互垂直地開設(shè)在閥體500上。這樣，如圖15至圖17所示，進(jìn)口501的軸線、出口502的軸線(即第二流道507的軸線)，和第一流道506的軸線在空間兩兩垂直地布置，從而防止第一閥芯503和第二閥芯504的移動產(chǎn)生干涉，且能夠最大化地利用閥體500的內(nèi)部空間。

如圖13和圖14所示，為便于實(shí)現(xiàn)第一閥口516的關(guān)閉和打開，第一閥芯503沿移動方向與第一閥口516同軸布設(shè)以可選擇地封堵或脫離第一閥口516。

為便于實(shí)現(xiàn)第二閥口517的關(guān)閉和打開，第二閥芯504沿移動方向與第二閥口517同軸布設(shè)以可選擇地封堵或脫離第二閥口517。

其中，如圖16所示，為保證第一閥芯503對第一流道506堵塞的可靠性，第一閥芯503可以包括第一閥桿513和連接在該第一閥桿513端部的第一堵頭523，該第一堵頭523用于密封壓靠在第一閥口516的端面上以封堵第一流道506。

為便于調(diào)節(jié)膨脹開關(guān)閥的節(jié)流口505的開度大小，如圖13和圖14所示，第二閥芯504包括第二閥桿514，該第二閥桿514的端部形成為錐形頭結(jié)構(gòu)，第二閥口517形成為與該錐形頭結(jié)構(gòu)相配合的錐形孔結(jié)構(gòu)。

其中，膨脹開關(guān)閥的節(jié)流口505開度可以通過第二閥芯504的上下移動來調(diào)節(jié)，而第二閥芯504的上下移動可以通過第二電磁驅(qū)動部522來調(diào)節(jié)。若膨脹開關(guān)閥的節(jié)流口505的開度為零，如圖13所示，第二閥芯504處于最低位置，第二閥芯504封堵第二閥口517，制冷劑完全不能通過節(jié)流口505，即第二閥口517；若膨脹開關(guān)閥節(jié)流口505具有開度，如圖14所示，第二閥 芯504的端部的錐形頭結(jié)構(gòu)與節(jié)流口505之間具有空隙，制冷劑節(jié)流后再流至出口502。若需要增加膨脹開關(guān)閥的節(jié)流開度時(shí)，可以通過控制第二電磁驅(qū)動部522，使得第二閥芯504向上移動，以使得錐形頭結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離節(jié)流口505，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)流口505開度的變大；相反，當(dāng)需要減少膨脹開關(guān)閥的節(jié)流口505的開度時(shí)，可以驅(qū)使第二閥芯504相下移動即可。

使用時(shí)，當(dāng)只需要使用膨脹開關(guān)閥的電磁閥功能時(shí)，如圖13、圖16和圖19所示，第一閥芯503脫離第一閥口516，第一閥口516處于打開狀態(tài)，第二閥芯504處于最低位置，第二閥芯504將節(jié)流孔505封堵上，從進(jìn)口501流入至內(nèi)部流道的制冷劑完全不能通過節(jié)流孔505，只能依次通過第一閥口516、第一通孔526流入至出口502中。當(dāng)電磁閥斷電，第一閥芯503向左移動，第一堵頭523和第一閥口516分離，制冷劑可以從第一通孔526中通過；當(dāng)電磁閥通電，第一閥芯503向右移動，第一堵頭523和第一閥口516貼合，制冷劑無法從第一通孔526中通過。

需要說明的是，圖13和圖15中的帶箭頭的虛線代表制冷劑在使用電磁閥功能時(shí)的流通路線以及走向。

當(dāng)只需要使用膨脹開關(guān)閥的電子膨脹閥功能時(shí)，如圖14和圖20所示，第二閥口517，即節(jié)流口505處于打開狀態(tài)，第一閥芯503封堵第一閥口516，從進(jìn)口501流入至內(nèi)部流道的制冷劑無法通過第一通孔526，只能依次通過第二通孔527、節(jié)流口505流入至出口502中，并且可以上下移動第二閥芯504來調(diào)節(jié)節(jié)流口505的開度的大小。

需要說明的是，圖14和圖20中的帶箭頭的虛線代表制冷劑在使用電子膨脹閥功能時(shí)的流通路線以及走向。

當(dāng)需要同時(shí)使用膨脹開關(guān)閥的電磁閥功能和電子膨脹閥功能時(shí)，如圖11、圖17和圖18所示，其中，帶箭頭的虛線代表制冷劑的流動路線以及走向，第一閥芯503脫離第一閥口516，第一閥口516處于打開狀態(tài)，節(jié)流口 505處于打開狀態(tài)，流入至內(nèi)部流道的制冷劑可以分別沿第一流道506和第二流道507流向出口502，從而同時(shí)具有電磁閥功能和電子膨脹閥功能。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施方式僅僅作為膨脹開關(guān)閥的其中一種示例，并且并不用于限制本發(fā)明，其他同時(shí)具有膨脹閥功能和開關(guān)閥功能的膨脹開關(guān)閥同樣適用于本發(fā)明。

本發(fā)明還提供一種電動汽車，包括根據(jù)本發(fā)明提供的上述熱泵空調(diào)系統(tǒng)。其中，該電動汽車可以包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。