汽車熱管理系統(tǒng)和電動汽車的制作方法

本發(fā)明涉及電動汽車的空調(diào)領(lǐng)域，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的實用新型專利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)雖然可以在制冷時通過蒸發(fā)器對動力電池進行冷卻，但動力電池與蒸發(fā)器緊貼在一起進行換熱，雖然原理上可行，但是車上難以實現(xiàn)，因為蒸發(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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種汽車熱管理系統(tǒng)及電動汽車，以解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種汽車熱管理系統(tǒng)，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hvac總成、壓縮機和室外換熱器，所述hvac總成包括室內(nèi)冷凝器、室內(nèi)蒸發(fā)器和風(fēng)門機構(gòu)，所述風(fēng)門機構(gòu)用于選擇性地導(dǎo)通通向所述室內(nèi)冷凝器的風(fēng)道和/或通向所述室內(nèi)蒸發(fā)器的風(fēng)道，所述壓縮機的出口與所述室內(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)由第二節(jié)流支路或第二通流支路與所述室內(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連通或與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，所述第一板式換熱器的制冷劑出口經(jīng)由電池冷卻回流支路與所述壓縮機的入口連通。

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)通或截止的電池冷卻支路與所述室外換熱器的出口連通，并且在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，所述室外換熱器的出口選擇性地經(jīng)由所述第二節(jié)流支路或所述第二通流支路與所述第一開關(guān)閥的入口連通，所述第一開關(guān)閥的出口與所述室內(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，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口經(jīng)由第二單向閥與所述壓縮機的入口連通。

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)動機冷卻系統(tǒng)包括第二水泵、發(fā)動機、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出口分別與所述室內(nèi)暖風(fēng)芯體的入口和所述第一板式換熱器的發(fā)動機冷卻液入口連通，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)動機冷卻液出口均與所述發(fā)動機的冷卻液入口連通，所述發(fā)動機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)還包括第一膨脹開關(guān)閥，該第一膨脹開關(guān)閥的入口與所述室內(nèi)冷凝器的出口連通，該第一膨脹開關(guān)閥的出口與所述室外換熱器的入口連通，所述第一節(jié)流支路為所述第一膨脹開關(guān)閥的節(jié)流流道，所述第一通流支路為所述第一膨脹開關(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，所述汽車熱管理系統(tǒng)應(yīng)用于電動汽車，所述汽車熱管理系統(tǒng)還包括電機冷卻系統(tǒng)；所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括：第二板式換熱器，其中，所述第二板式換熱器設(shè)置在所述第二通流支路中，并且所述第二板式換熱器同時設(shè)置在所述電機冷卻系統(tǒng)中。

可選地，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、電機散熱器和第三水泵。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括第二膨脹開關(guān)閥，該第二膨脹開關(guān)閥的入口與所述室外換熱器的出口連通，該第二膨脹開關(guān)閥的出口與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，所述第二節(jié)流支路為所述第二膨脹開關(guān)閥的節(jié)流流道，所述第二通流支路為所述第二膨脹開關(guān)閥的通流流道。

可選地，所述汽車熱管理系統(tǒng)應(yīng)用于電動汽車，所述汽車熱管理系統(tǒng)還包括電機冷卻系統(tǒng)；所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括：第二板式換熱器，其中，所述第二板式換熱器的制冷劑入口與所述第二膨脹開關(guān)閥的出口連通，所述第二板式換熱器的制冷劑出口與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的入口連通，并且所述第二板式換熱器同時設(shè)置在所述電機冷卻系統(tǒng)中。

可選地，所述電機冷卻系統(tǒng)包括電機冷卻液干路、第一電機冷卻液支路和第二電機冷卻液支路，所述電機冷卻液干路的第一端選擇性地與所述第一電機冷卻液支路的第一端或所述第二電機冷卻液支路的第一端連通，所述第一電機冷卻液支路的第二端和所述第二電機冷卻液支路的第二端與所述電機冷卻液干路的第二端連通，其中，在所述電機冷卻液干路上串聯(lián)有電機、電機散熱器和第三水泵，在所述第一電機冷卻液支路上串聯(lián)有所述第二板式換熱器。

可選地，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)還包括氣液分離器，所述氣液分離器的出口與所述壓縮機的入口連通，所述氣液分離器的入口與所述室內(nèi)蒸發(fā)器的出口連通，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。

可選地，所述hvac總成還包括第二ptc加熱器，該第二ptc加熱器用于對流經(jīng)所述室內(nèi)冷凝器的風(fēng)進行加熱。

可選地，所述第二ptc加熱器布置在所述室內(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，包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供的所述汽車熱管理系統(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行熱交換，對電池降溫，又可通過發(fā)動機的冷卻液與電池包冷卻液進行熱交換，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)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實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)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

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

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

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一種實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)明的另一種實施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9a和圖9b是根據(jù)本發(fā)明的另一種實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)選實施方式提供的膨脹開關(guān)閥的沿一個視角的正視結(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)選實施方式提供的膨脹開關(guān)閥的沿另一個視角的正視結(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)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實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，電動汽車主要是指混合動力汽車。

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為下游，背離制冷劑的流動方向為上游，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)與外。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的熱泵空調(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、壓縮機604和室外換熱器605。其中，hvac總成600可以包括室內(nèi)冷凝器601、室內(nèi)蒸發(fā)器602和風(fēng)門機構(gòu)(未示出)，其中，風(fēng)門機構(gòu)可以用于選擇性地導(dǎo)通通向室內(nèi)冷凝器601的風(fēng)道和/或通向室內(nèi)蒸發(fā)器602的風(fēng)道。

在本發(fā)明中，hvac總成中，通向室內(nèi)冷凝器601的風(fēng)道和通向室內(nèi)蒸發(fā)器602的風(fēng)道的導(dǎo)通和關(guān)閉可以通過風(fēng)門機構(gòu)來被獨立控制。也就是說，通過風(fēng)門機構(gòu)，可以控制風(fēng)只通過室內(nèi)冷凝器601，或者只通過室內(nèi)蒸發(fā)器602，或者通過室內(nèi)冷凝器601和室內(nèi)蒸發(fā)器602兩者，由此，可以實現(xiàn)風(fēng)向的獨立控制。

此外，如圖1所示，壓縮機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)流支路或第二通流支路與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口與壓縮機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現(xiàn)這種連通方式。例如，在一種實施方式中，如圖1所示，熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第一膨脹開關(guān)閥603，該第一膨脹開關(guān)閥603的入口與室內(nèi)冷凝器601的出口連通，該第一膨脹開關(guān)閥603的出口與室外換熱器605的入口連通，其中，第一節(jié)流支路為第一膨脹開關(guān)閥603的節(jié)流流道，第一通流支路為第一膨脹開關(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，其內(nèi)部的通流流道導(dǎo)通，此時形成通流支路；當(dāng)膨脹開關(guān)閥作為膨脹閥使用時，其內(nèi)部的節(jié)流流道導(dǎo)通，此時形成節(jié)流支路。

作為另一種替換的實施方式，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)處于熱泵高溫制冷模式下時，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)處于熱泵低溫制熱模式下時，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。

與第一通流支路和第一節(jié)流支路的實現(xiàn)方式相類似，作為第二通流支路和第二節(jié)流支路的其中一種實施方式，如圖1所示，熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第二膨脹開關(guān)閥606，該第二膨脹開關(guān)閥606的入口與室外換熱器605的出口連通，該第二膨脹開關(guān)閥606的出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通，其中，第二節(jié)流支路為第二膨脹開關(guān)閥606的節(jié)流流道，第二通流支路為第二膨脹開關(guān)閥606的通流流道。

作為另一種替換的實施方式，如圖3所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括第三開關(guān)閥610和第三膨脹閥609，其中，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與室內(nèi)蒸發(fā)器602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)處于熱泵高溫制冷模式下時，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)處于低溫采暖模式下時，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)由第二通流支路與室內(nèi)蒸發(fā)器602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)中采用第一膨脹開關(guān)閥603和第二膨脹開關(guān)閥606，即，圖1所示的實施方式。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以包括氣液分離器611，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進行氣液分離，分離出的氣體再回流到壓縮機604中，從而防止液態(tài)制冷劑進入到壓縮機604而損壞壓縮機604，從而可以延長壓縮機604的使用壽命，并提高整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)的效率。

在熱泵低溫制熱模式下，為了提高采暖能力，優(yōu)選地，如圖5a和圖5b所示，在整個熱泵空調(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同時也被設(shè)置在電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。這樣，可以利用電機冷卻系統(tǒng)的余熱給空調(diào)系統(tǒng)制冷劑加熱，從而可提高壓縮機604的吸氣溫度和吸氣量。

例如，如圖5a所示，在熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用第三膨脹閥609和第三開關(guān)閥610的實施方式中，第二板式換熱器612可以如圖5a所示設(shè)置在第二通流支路中。例如，在一種實施方式中，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?；蛘?，在另一種實施方式中(未示出)，第二板式換熱器612的制冷劑入口612a也可以與第三開關(guān)閥610的出口連通，第二板式換熱器612的制冷劑出口612b與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通。

與此同時，第二板式換熱器612同時設(shè)置在電機冷卻系統(tǒng)中。如圖5a所示，電機冷卻系統(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、電機散熱器613和第三水泵614。這樣，制冷劑能夠通過第二板式換熱器612與電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行熱交換。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，此時第三開關(guān)閥610和室內(nèi)蒸發(fā)器602僅作為流道流過。

或者，如圖5b所示，在熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用第二膨脹開關(guān)閥606的實施方式中，第二板式換熱器612的制冷劑入口612a與第二膨脹開關(guān)閥606的出口連通，第二板式換熱器612的制冷劑出口612b與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通，并且第二板式換熱器612同時設(shè)置在電動汽車的電機冷卻系統(tǒng)中。這樣，制冷劑能夠通過第二板式換熱器612與電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行熱交換。

通過第二板式換熱器612，可以提高空調(diào)系統(tǒng)在熱泵低溫制熱模式下的采暖能力。

不過，在圖5b所示的熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用第二膨脹開關(guān)閥606的實施方式中，為了避免在熱泵高溫制冷模式下進行制冷劑的加熱，可以采用閥門來控制是否在第二板式換熱器612中進行熱交換。具體地，電機冷卻系統(tǒng)可以包括電機冷卻液干路616、第一電機冷卻液支路617和第二電機冷卻液支路618，其中，電機冷卻液干路616的第一端選擇性地與第一電機冷卻液支路617的第一端或第二電機冷卻液支路618的第一端連通。例如，在一個實施方式中，電機冷卻液干路616的第一端可以與第三三通閥615的進口615a連通，第一電機冷卻液支路617的第一端可以與第三三通閥615的第一出口615b連通，第二電機冷卻液支路618的第一端可以與第三三通閥615的第二出口615c連通，由此，通過該第三三通閥615，可以控制電機冷卻液干路616的第一端選擇性地與第一電機冷卻液支路617的第一端或第二電機冷卻液支路618的第一端連通。此外，如圖5b所示，第一電機冷卻液支路617的第二端與電機冷卻液干路616的第二端連通，并且第二電機冷卻液支路618的第二端也與電機冷卻液干路616的第二端連通，其中，在電機冷卻液干路616上串聯(lián)有電機、電機散熱器613和第三水泵614，在第一電機冷卻液支路617上串聯(lián)有第二板式換熱器612。

這樣，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)工作在熱泵低溫制熱模式下時，此時為了提高采暖能力，需要在第二板式換熱器612中對制冷劑進行加熱。因此，在這種情況下，可以通過控制第三三通閥615使得第一電機冷卻液支路617導(dǎo)通，由此，電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液流經(jīng)第二板式換熱器612，此時，可以實現(xiàn)與制冷劑的熱交換。然而，當(dāng)系統(tǒng)工作在熱泵高溫制冷模式下時，此時不需要在第二板式換熱器612中對制冷劑進行加熱。因此，在這種情況下，可以通過控制第三三通閥615使得第二電機冷卻液支路618導(dǎo)通，由此，電機冷卻系統(tǒng)中的冷卻液不流經(jīng)第二板式換熱器612，第二板式換熱器612僅僅作為制冷劑的流道流過。

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6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的熱泵空調(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，可運行第二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)低溫制熱時制熱量小，整車除霜除霧慢，采暖效果不佳等缺陷。

圖7是根據(jù)發(fā)明的一種實施方式的汽車熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該系統(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)和發(fā)動機冷卻系統(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621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621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可以經(jīng)由電池冷卻回流支路622與壓縮機604的入口連通。

在本發(fā)明中，增加了由電池冷卻支路621、第一板式換熱器620和電池冷卻回流支路622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)在熱泵高溫制冷模式下時，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行換熱，吸收冷卻液的熱量，進而可以實現(xiàn)對電池包的冷卻。

在本發(fā)明中，第一板式換熱器620的制冷劑入口620a的連接方式有兩種模式：在一種實施方式中，如圖7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621與室外換熱器605的出口連通。具體地，在電池冷卻支路621上可以設(shè)置第一膨脹閥623。這樣，可以根據(jù)實際需求通過打開或關(guān)閉第一膨脹閥623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621是處于導(dǎo)通狀態(tài)，還是處于截止?fàn)顟B(tài)。

在這種實施方式中，在熱泵高溫制冷模式下，從室外換熱器605出來的中溫高壓的制冷劑直接分成兩股：一股流向第二膨脹開關(guān)閥606；另一股流向第一膨脹閥623。換言之，此時制冷劑是分流后再在每條支路上分別進行節(jié)流降溫降壓的。

在另一種實施方式中，如圖8所示，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621與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口連通。具體地，汽車熱管理系統(tǒng)還可以包括第一開關(guān)閥624，室外換熱器605的出口選擇性地經(jīng)由第二節(jié)流支路或第二通流支路與第一開關(guān)閥624的入口連通。具體在圖8所示的實施方式中，室外換熱器605的出口經(jīng)由第二膨脹開關(guān)閥606與第一開關(guān)閥624的入口連通。第一開關(guān)閥624的出口與室內(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621與第一開關(guān)閥624的入口連通，并且在電池冷卻支路621上設(shè)置有流量閥625。

這樣，可以通過控制流量閥625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621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625還可以調(diào)控制冷劑流入第一板式換熱器620的流量的大小。

在這種實施方式中，在熱泵高溫制冷模式下，從室外換熱器605出來的中溫高壓的制冷劑經(jīng)過第二膨脹開關(guān)閥606的節(jié)流后分成兩股：一股流向第一開關(guān)閥624，另一股流向流量閥625，以實現(xiàn)兩股制冷劑的流量比例的分配。換言之，此時，制冷劑是先在干路上進行節(jié)流降溫降壓然后再進行分流的。

為了防止在熱泵低溫制熱模式下，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622上設(shè)置有第一單向閥626。即，第一單向閥626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604的入口，而不能向相反方向流動。

為了防止僅僅對電池包進行冷卻時，低溫低壓的制冷劑回流至室內(nèi)蒸發(fā)器602中，室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口可以經(jīng)由第二單向閥627與壓縮機604的入口連通。即，第二單向閥627只能單向地允許制冷劑從室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口流向壓縮機604的入口，而不能向相反方向流動。

此外，如圖7和圖8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，并且該冷卻液回路中還設(shè)置有與第一板式換熱器620串聯(lián)的第一水泵628、副水箱629和電池包630，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621導(dǎo)通時，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，可以實現(xiàn)制冷劑與電池冷卻液的熱交換，從而為電池包進行冷卻降溫。

如上所述，為防止液態(tài)制冷劑進入到壓縮機604而損壞壓縮機604，從而可以延長壓縮機604的使用壽命，并提高整個熱泵空調(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7和圖8所示，氣液分離器611的入口除了與室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口連通之外，第一板式換熱器620的制冷劑出口620b還經(jīng)由電池冷卻回流支路622與氣液分離器611的入口連通。換言之，從第一板式換熱器620出來的制冷劑也可以首先經(jīng)過氣液分離器611進行氣液分離，分離出的氣體再回流到壓縮機604中，從而防止液態(tài)制冷劑進入到壓縮機604而損壞壓縮機604。

此外，如圖7和圖8所示，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)可以包括第二水泵631、發(fā)動機632、室內(nèi)暖風(fēng)芯體633(設(shè)置在hvac600內(nèi))和第一三通閥634，其中，第二水泵631的出口與第一三通閥634的入口634a連通，第一三通閥634的兩個出口(即，第一出口634b和第二出口634c)分別與室內(nèi)暖風(fēng)芯體633的入口和第一板式換熱器620的發(fā)動機冷卻液入口620c連通，室內(nèi)暖風(fēng)芯體633的出口和第一板式換熱器620的發(fā)動機冷卻液出口620d均與發(fā)動機632的冷卻液入口連通，發(fā)動機632的冷卻液出口與第二水泵631的入口連通。

當(dāng)打開第二水泵631，導(dǎo)通第一三通閥634的入口634a與第一三通閥634的第一出口634b時，發(fā)動機冷卻液可以經(jīng)由第一板式換熱器620的發(fā)動機冷卻液入口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632的余熱為電池包630進行加熱。此外，還可以通過導(dǎo)通第一三通閥634的入口634a與第一三通閥634的第二出口634c，使得發(fā)動機冷卻液流入室內(nèi)暖風(fēng)芯體633，從而實現(xiàn)利用發(fā)動機余熱為車內(nèi)供暖。

為了防止發(fā)動機632出現(xiàn)余熱不足的情況，在本發(fā)明的另一實施方式中，如圖9a和圖9b所示，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)還可以包括第一ptc加熱器635和第二三通閥636，其中，室內(nèi)暖風(fēng)芯體633的出口和第一板式換熱器620的發(fā)動機冷卻液出口620d均與所述第二三通閥636的入口636a連通，所述第二三通閥636的第一出口636b與所述發(fā)動機632的冷卻液入口連通，所述第二三通閥636的第二出口636c與所述第二水泵631的入口連通，所述第一ptc加熱器635可以如圖9a所示的那樣設(shè)置在所述第二水泵631的出口和所述第一三通閥634的入口634a之間，或者如圖9b所示的那樣設(shè)置在所述第二水泵631的入口和所述第二三通閥636的第二出口636c之間。由此，通過第一ptc加熱器635，可以提高發(fā)動機冷卻液的溫度，進而更好地為電池包進行加熱。

下面將以圖9a為例來詳細描述本發(fā)明提供的汽車熱管理系統(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，其他實施方式(例如，圖7、圖8和圖9b所示的實施方式)下的系統(tǒng)循環(huán)過程及原理與圖9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，整個系統(tǒng)形成一個高溫制冷循環(huán)系統(tǒng)。如圖9a所示，首先，壓縮機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，通過風(fēng)門機構(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)不會進行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時從室內(nèi)冷凝器601出來的仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關(guān)閥603相連，此時第一膨脹開關(guān)閥603起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時從第一膨脹開關(guān)閥603出來的仍為高溫高壓的氣體。第一膨脹開關(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。室外換熱器605出口與第二膨脹開關(guān)閥606相連，此時第二膨脹開關(guān)閥606起膨脹閥作用，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。第二膨脹開關(guān)閥606開度可以根據(jù)實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)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第二膨脹開關(guān)閥606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)進行蒸發(fā)，吸收室內(nèi)熱量，降低室內(nèi)溫度，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經(jīng)由第二單向閥627與氣液分離器611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604中，由此形成一個循環(huán)。此時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，第一膨脹閥623關(guān)閉，第一水泵628關(guān)閉，第二水泵631關(guān)閉，第一三通閥634和第二三通閥636斷電，即，關(guān)閉。

模式二：電池冷卻循環(huán)模式。如圖9a所示，首先，壓縮機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，通過風(fēng)門機構(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)不會進行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時從室內(nèi)冷凝器601出來的仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關(guān)閥603相連，此時第一膨脹開關(guān)閥603起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時從第一膨脹開關(guān)閥603出來的仍為高溫高壓的氣體。第一膨脹開關(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。室外換熱器605出口與第一膨脹閥623相連，經(jīng)過第一膨脹閥623的節(jié)流降溫，從第一膨脹閥623出來的為低溫低壓液體。第一膨脹閥623開度可以根據(jù)實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的制冷劑出口620b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)來調(diào)節(jié)。第一膨脹閥623出口與第一板式換熱器620的制冷劑入口620a相連，低溫低壓液體在第一板式換熱器620內(nèi)與從電池包630出來的熱水進行熱交換，使得從第一板式換熱器620的制冷劑出口620b出來的為低溫低壓的氣體。第一板式換熱器620的制冷劑出口620b經(jīng)由第一單向閥626與氣液分離器611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604中，由此形成一個循環(huán)。此時，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，第一膨脹閥623打開，第二膨脹開關(guān)閥606關(guān)閉，第一水泵628打開，第二水泵631關(guān)閉，第一三通閥634和第二三通閥636斷電。

模式三：熱泵高溫制冷加電池冷卻循環(huán)模式。如圖9a所示，首先，壓縮機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，通過風(fēng)門機構(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)不會進行熱交換，該室內(nèi)冷凝器601僅作為流道使用，此時從室內(nèi)冷凝器601出來的仍為高溫高壓的氣體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關(guān)閥603相連，此時第一膨脹開關(guān)閥603起開關(guān)閥作用，僅作為流道流過，此時從第一膨脹開關(guān)閥603出來的仍為高溫高壓的氣體。第一膨脹開關(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。室外換熱器605出口分別與第二膨脹開關(guān)閥606和第一膨脹閥623相連，此時，從室外換熱器605出來的中溫高壓的液體分成兩股：一股流向第二膨脹開關(guān)閥606的入口，此時，第二膨脹開關(guān)閥606起膨脹閥作用相同，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。第二膨脹開關(guān)閥606的開度可以根據(jù)實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)計算蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度來調(diào)節(jié)。第二膨脹開關(guān)閥606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)進行蒸發(fā)，吸收室內(nèi)熱量，降低室內(nèi)溫度，使得從室內(nèi)蒸發(fā)器602出來的為低溫低壓的氣體。另一股流向第一膨脹閥623的入口，第一膨脹閥623的開度可以根據(jù)實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620b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)來調(diào)節(jié)。經(jīng)過第一膨脹閥623的節(jié)流降溫，從第一膨脹閥623出來的為低溫低壓液體。第一膨脹閥623出口與第一板式換熱器620的制冷劑入口620a相連，低溫低壓液體在第一板式換熱器620內(nèi)與從電池包630出來的熱水進行熱交換，使得從第一板式換熱器620的制冷劑出口620b出來的為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602的出口和第一板式換熱器620的制冷劑出口620b分別經(jīng)由第二單向閥627和第一單向閥626與氣液分離器611相連，從第一板式換熱器620的制冷劑出口620b出來的制冷劑與從室內(nèi)蒸發(fā)器602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604中，由此形成一個循環(huán)。此時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，第一膨脹閥623打開，第二膨脹開關(guān)閥606打開，第一水泵628打開，第二水泵631關(guān)閉，第一三通閥634和第二三通閥636斷電。

模式四：熱泵低溫制熱循環(huán)模式。如圖9a所示，首先，壓縮機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，高溫高壓的氣體在室內(nèi)冷凝器601內(nèi)進行冷凝，向室內(nèi)釋放熱量，室內(nèi)溫度升高，使得從室內(nèi)冷凝器601出來的為中溫高壓的液體。室內(nèi)冷凝器601出口與第一膨脹開關(guān)閥603相連，此時第一膨脹開關(guān)閥603起膨脹閥的作用，作為節(jié)流元件起到節(jié)流作用，其出來的為低溫低壓的液體。其中，第一膨脹開關(guān)閥603的開度可以根據(jù)實際需求給予一定的開度，此開度可以根據(jù)安裝在壓縮機604的出口處的壓力-溫度傳感器的溫度采集數(shù)據(jù)(即壓縮機排氣溫度)的多少來調(diào)節(jié)。第一膨脹開關(guān)閥603出口與室外換熱器605相連，室外換熱器605吸收室外空氣的熱量，從室外換熱器605出來的為低溫低壓的氣體。室外換熱器605出口與第二膨脹開關(guān)閥606相連，此時第二膨脹開關(guān)閥606起開關(guān)閥的作用，僅作為一個流道流過。第二膨脹開關(guān)閥606出口與室內(nèi)蒸發(fā)器602的入口相連。通過風(fēng)門機構(gòu)控制風(fēng)只流向室內(nèi)冷凝器601而不流向室內(nèi)蒸發(fā)器602，使得室內(nèi)蒸發(fā)器602內(nèi)不進行熱交換，僅作為一個流道使用，其出來的仍為低溫低壓的氣體。室內(nèi)蒸發(fā)器602經(jīng)由第二單向閥627與氣液分離器611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604中，由此形成一個循環(huán)。此時hvac總成600中風(fēng)的流向僅流經(jīng)室內(nèi)冷凝器601，室內(nèi)蒸發(fā)器602無風(fēng)經(jīng)過，僅作為制冷劑流道流過。并且，在該模式下，第一膨脹閥623關(guān)閉，第一水泵628關(guān)閉，第二水泵631關(guān)閉，第一三通閥634和第二三通閥636斷電。

模式五：發(fā)動機低溫制熱環(huán)模式。如圖9a所示，從發(fā)動機632出來的高溫冷卻液經(jīng)過第二水泵631、第一ptc加熱器635、第一三通閥634的入口634a、出口634c，再經(jīng)過室內(nèi)暖風(fēng)芯體633與空氣進行熱交換降溫為低溫的冷卻液，再經(jīng)過第二三通閥636的入口636a、出口636b回流到發(fā)動機632中，由此完成一個循環(huán)。在該模式下，壓縮機604、第一膨脹開關(guān)閥603、第二膨脹開關(guān)閥606、第一膨脹閥623都處于斷電狀態(tài)，第一水泵628關(guān)閉，第二水泵631運行，第一三通閥634的入口634a-出口634c通，入口634a-出口634b不通，第二三通閥636的入口636a-出口636b通，入口636a-出口636c不通。

模式六：ptc模式電池加熱循環(huán)模式。如圖9a所示，從第一ptc加熱器635出來的高溫冷卻液經(jīng)過第一三通閥的入口634a、出口634b，流向第一板式換熱器620，與電池包630出來的冷水進行熱交換降溫為低溫的冷卻液，再經(jīng)過第二三通閥636的入口636a、出口636c、經(jīng)過第二水泵631回流到第一ptc加熱器635，由此完成一個循環(huán)。通過第一板式換熱器620，能夠利用發(fā)動機冷卻液為電池包進行加熱，升高電池包的溫度。在該模式下，壓縮機604、第一膨脹開關(guān)閥603、第二膨脹開關(guān)閥606、第一膨脹閥623都處于斷電狀態(tài)，第一水泵628運行，第二水泵631運行，第一三通閥634的入口634a-出口634b通，入口634a-出口634c不通，第二三通閥636的入口636a-出口636c通，入口636a-出口636b不通。

模式七：發(fā)動機模式電池加熱循環(huán)模式。如圖9a所示，從發(fā)動機632出來的高溫冷卻液經(jīng)過第二水泵631、第一三通閥634的入口634a、出口634b，流向第一板式換熱器620，與電池包630出來的冷水進行熱交換降溫為低溫的冷卻液，再經(jīng)過第二三通閥636的入口636a、出口636b流回到發(fā)動機632中，由此完成發(fā)動機模式電池加熱一個循環(huán)。通過第一板式換熱器620，能夠利用發(fā)動機冷卻液為電池包進行加熱，升高電池包的溫度。在該模式下，壓縮機604、第一膨脹開關(guān)閥603、第二膨脹開關(guān)閥606、第一膨脹閥623都處于斷電狀態(tài)，第一水泵628運行，第二水泵631運行，第一三通閥634的入口634a-出口634b通，入口634a-出口634c不通，第二三通閥636的入口636a-出口636b通，入口636a-出口636c不通。

模式八：ptc模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)模式。如圖9a所示，從第一ptc加熱器635出來的高溫冷卻液流向第一三通閥634，在第一三通閥634處分流，一路經(jīng)過第一三通閥634的入口634a、出口634b到第一板式換熱器620，與電池包630出來的冷水進行熱交換降溫為低溫的冷卻液，另一路經(jīng)過第一三通閥634的入口634a、出口634c到室內(nèi)暖風(fēng)芯體633與空氣進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)動機冷卻液出口620d和室內(nèi)暖風(fēng)芯體633流出的制冷劑再一起流回第二三通閥636，再從第二三通閥636的入口636a、出口636c經(jīng)過第二水泵631流回到第一ptc加熱器635，由此完成一個ptc模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)。通過第一板式換熱器620，能夠利用發(fā)動機冷卻液為電池包進行加熱，升高電池包的溫度。在該模式下，壓縮機604、第一膨脹開關(guān)閥603、第二膨脹開關(guān)閥606、第一膨脹閥623都處于斷電狀態(tài)，第一水泵628運行，第二水泵631運行，第一三通閥634的入口634a-出口634b通，入口634a-出口634c通，第二三通閥636的入口636a-出口636b不通，入口636a-出口636c通。

模式九：發(fā)動機模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)模式。如圖9a所示，從發(fā)動機632出來的高溫冷卻液經(jīng)過第二水泵631、在第一三通閥634處分流，一路經(jīng)過第一三通閥634的入口634a、出口634b到第一板式換熱器620，與電池包630出來的冷水進行熱交換降溫為低溫的冷卻液，另一路經(jīng)過第一三通閥634的入口634a、出口634c到室內(nèi)暖風(fēng)芯體633與空氣進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)動機冷卻液出口620d和室內(nèi)暖風(fēng)芯體633流出的制冷劑再一起流回第二三通閥636，再從第二三通閥636的入口636a、出口636b流回到發(fā)動機632內(nèi)，由此完成一個發(fā)動機模式低溫制熱加電池加熱循環(huán)。通過第一板式換熱器620，能夠利用發(fā)動機冷卻液為電池包進行加熱，升高電池包的溫度。在該模式下，壓縮機604、第一膨脹開關(guān)閥603、第二膨脹開關(guān)閥606、第一膨脹閥623都處于斷電狀態(tài)，第一水泵628運行，第二水泵631運行，第一三通閥634的入口634a-出口634b通，入口634a-出口634c通，第二三通閥636的入口636a-出口636b通，入口636a-出口636c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行熱交換，對電池降溫，又可通過發(fā)動機的冷卻液與電池包冷卻液進行熱交換，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，使得整個系統(tǒng)管路布置簡單，易于批量生產(chǎn)。

如上所述，在發(fā)明中，膨脹開關(guān)閥是同時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上形成有進口501、出口502以及連通在進口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使得進口501和出口502直接連通或斷開連通，第二閥芯504使得進口501和出口502通過節(jié)流口505連通或斷開連通。

其中，第一閥芯所實現(xiàn)的“直接連通”是指從閥體500的進口501進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，第一閥芯所實現(xiàn)的“斷開連通”是指從閥體500的進口501進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。第二閥芯所實現(xiàn)的“通過節(jié)流口連通”是指從閥體500的進口501進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，而第二閥芯所實現(xiàn)的“斷開連通”是指從閥體500的進口501進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)閥可以使得從進口501進入的冷卻劑至少實現(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，以實現(xiàn)進口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，可以減少整個熱泵系統(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，進而控制進口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，進口501和出口502的開口方向相互垂直。這樣，可以將進口、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的位置來實現(xiàn)對第一閥口516的關(guān)閉或打開，進而控制連通進口501和出口502的第一流道506的截斷或?qū)ǎ瑥亩梢詫崿F(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的位置來實現(xiàn)對第二閥口517的截斷或?qū)ǎ瑥亩梢詫崿F(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)明的保護范圍之中。

為進一步簡化閥體500的整體占用空間，如圖17至圖20所示，進口501與出口502相互垂直地開設(shè)在閥體500上。這樣，如圖17至圖19所示，進口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，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)遠離節(jié)流口505，從而實現(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，可以驅(qū)使第二閥芯504相下移動即可。

使用時，當(dāng)只需要使用膨脹開關(guān)閥的電磁閥功能時，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19中的帶箭頭的虛線代表制冷劑在使用電磁閥功能時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，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的流通路線以及走向。

當(dāng)需要同時使用膨脹開關(guān)閥的電磁閥功能和電子膨脹閥功能時，如圖10、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)明提供的上述汽車熱管理系統(tǒng)。其中，該電動汽車可以為混合動力汽車。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(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)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(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)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，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。