[发明专利]适宜于可燃工质的新能源客车综合热管理系统

摘要

本发明适宜于可燃工质的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；本发明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.适宜于可燃工质的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三通阀（3）、第Ⅰ换热器（4）、第Ⅱ换热器（5）、第Ⅱ三通阀（6）、节流机构（7）、第Ⅲ换热器（8）；所述第Ⅰ换热器（4）用于第一工质与环境工质进行换热，所述第Ⅱ换热器（5）用于第一工质与第二工质进行换热，所述第Ⅲ换热器（8）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，第Ⅰ三通阀（3）的a通道、c通道开启，第Ⅱ三通阀（6）的b通道、c通道开启，压缩机（1）排出的高温高压蒸汽通过四通阀（2）和第Ⅰ三通阀（3）的a、c通道进入第Ⅰ换热器（4），通过环境工质将第Ⅰ换热器（4）中的第一工质冷却成液体，再经第Ⅱ三通阀（6）的b、c通道进入第Ⅰ节流机构（7），第一工质节流降温降压形成气液两相的蒸汽并经第Ⅱ三通阀（6）和节流机构（7）进入第Ⅲ换热器（8）中蒸发吸收第三工质的热量形成蒸汽，再经四通阀（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；在其制热循环中，第Ⅰ三通阀（3）的a通道、b通道和第Ⅱ三通阀（6）的a通道、b通道开启，压缩机（1）排出高温高压蒸汽经过四通阀（2）进入第Ⅲ换热器（8）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，第一工质通过节流机构（7）节流降温降压形成气液两相的蒸汽，再经第Ⅱ三通阀（6）的a、b通道进入第Ⅱ换热器（5）并与其中的第二工质进行热交换：第一工质蒸发吸收第二工质的热量使第二工质温度降低，第一工质形成蒸汽后经第Ⅰ三通阀（3）的a、b通道和四通阀（2）回到压缩机（1），形成一个制热循环；所述废热利用模块含有第Ⅱ换热器（5）、第Ⅰ加热器（9）、第Ⅰ三通水阀（10）、电机散热器（11）、电机（12）、第Ⅰ水泵（13）和第Ⅰ膨胀壶（14）；当所述空调机组模块制冷运行时，第Ⅰ三通水阀（10）的b通道、c通道开启，第Ⅱ换热器（5）和第Ⅰ加热器（9）不工作，其具体循环为：第二工质通过第Ⅰ水泵（13）泵入电机（12），对电机（12）进行冷却，然后温度升高的第二工质进入电机散热器（11），通过环境工质将电机散热器（11）内的第二工质冷却，冷却后的第二工质经第Ⅰ三通水阀（10）的b、c通道进入第Ⅰ膨胀壶（14），最后回到第Ⅰ水泵（13），形成一个循环；当所述空调机组模块制热运行时，第Ⅰ三通水阀（10）的a通道、b通道开启，其具体循环为：第二工质通过第Ⅰ水泵（13）泵入电机（12），经过热交换电机（12）的温度降低，第二工质的温度升高，进入电机散热器（11）中；若第二工质温度过高，则第二工质与环境工质进行热交换，降低第二工质温度；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，然后经第Ⅰ三通水阀（10）的a、b通道进入第Ⅰ加热器（9）；若第二工质的温度不能满足需求，则第Ⅰ加热器（9）工作，第二工质温度继续升高；若第二工质的温度能满足需求，则第Ⅰ加热器（9）不工作，第二工质经第Ⅰ加热器（9）进入第Ⅱ换热器（5），在第Ⅱ换热器（5）中第二工质与第一工质进行热交换为所述空调机组模块的制热运行提供热源，第一工质蒸发吸收第二工质中的热量，第二工质温度降低，进入第Ⅰ膨胀壶（14），最后回到第Ⅰ水泵（13），形成一个循环；所述热管理模块含有第Ⅲ换热器（8）、第Ⅱ膨胀壶（15）、第Ⅱ水泵（16）、第Ⅱ三通水阀（17）、除霜器（18）、第Ⅰ车内散热器（19）、第Ⅱ车内散热器（20）、第Ⅲ三通水阀（21）、第Ⅲ膨胀壶（22）、第Ⅲ水泵（23）、第Ⅱ加热器（24）、电池箱（25）、第Ⅳ三通水阀（26）、电控器件（27）和第Ⅴ三通水阀（28），当所述空调机组模块制冷运行时，第Ⅱ三通水阀（17）的a通道、b通道和第Ⅴ三通水阀（28）的a通道、b通道开启，其具体循环为：第Ⅱ膨胀壶（15）中的第三工质通过第Ⅱ水泵（16）经第Ⅱ三通水阀（17）的a、b通道进入第Ⅲ换热器（8），在第Ⅲ换热器（8）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Ⅴ三通水阀（28）的a、b通道进入除霜器（18）中，但不与环境工质换热，然后进入第Ⅰ车内散热器（19）和第Ⅱ车内散热器（20）中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（25）和电控器件（27）需要冷却时，则第Ⅲ三通水阀（21）的b通道、c通道和第Ⅳ三通水阀（26）的a通道、b通道开启，从第Ⅰ车内散热器（19）和第Ⅱ车内散热器（20）出来的第三工质通过第Ⅲ三通水阀（21）的b、c通道进入第Ⅲ膨胀壶（22），再通过第Ⅲ水泵（23）和第Ⅱ加热器（24）进入电池箱（25），第Ⅱ加热器（24）不工作，由第三工质与电池箱（25）进行热交换，使电池温度降低，然后通过第Ⅳ三通水阀（26）的a、b通道进入电控器件（27），第三工质与电控器件（27）进行热交换使电控器件（27）温度降低，第三工质温度持续升高，最后回到第Ⅱ膨胀壶（15）；若电池箱（25）和电控器件（27）不需要冷却时，则第Ⅲ三通水阀（21）的a通道、b通道和第Ⅳ三通水阀（26）的a通道、c通道开启，从第Ⅰ车内散热器（19）和第Ⅱ车内散热器（20）出来的第三工质通过第Ⅲ三通水阀（21）的a、b通道和第Ⅳ三通水阀（26）的a、c通道直接回到第Ⅱ膨胀壶（15），形成一个循环；当所述空调机组模块制热运行时，第Ⅱ三通水阀（17）的a通道、c通道和第Ⅴ三通水阀（28）的b通道、c通道开启，其具体循环为：第Ⅱ膨胀壶（15）中的第三工质通过第Ⅱ水泵（16）经第Ⅱ三通水阀（17）的a、c通道进入第Ⅲ换热器（8），在第Ⅲ换热器（8）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，第三工质温度升高，被加热的第三工质经第Ⅴ三通水阀（28）的b、c通道进入除霜器（18）中与环境工质换热，被加热的环境工质用于车玻璃的除霜除雾，而第三工作温度下降后进入第Ⅰ车内散热器（19）和第Ⅱ车内散热器（20）中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（25）需要加热，则第Ⅲ三通水阀（21）的b通道、c通道开启，从第Ⅰ车内散热器（19）和第Ⅱ车内散热器（20）出来的第三工质通过第Ⅲ三通水阀（21）的b、c通道进入第Ⅲ膨胀壶（22），再通过第Ⅲ水泵（23）进入第Ⅱ加热器（24）；若第三工质温度不能满足需求则第Ⅱ加热器（24）工作，若第三工质温度能满足需求则第Ⅱ加热器（24）不工作，然后进入电池箱（25），第三工质与电池箱（25）进行热交换使电池温度升高，然后通过第Ⅳ三通水阀（26）的a通道、c通道直接回到第Ⅱ膨胀壶（15），形成一个循环。