具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。图2-10中三角实心箭头指向表示制冷剂流向，实线箭头指向表示冷却液流向。

如图1所示，本发明提供的一种电动汽车热泵型热管理系统，其特征在于，包括制冷剂回路100、暖风冷却液回路200、电池冷却液回路300、电机冷却液回路400、空调机箱500。

制冷剂回路100包括依次串联形成回路的压缩机1、水冷冷凝器2、第一电子膨胀阀3、室外蒸发器4、制冷剂截止阀5，还包括第二电子膨胀阀6、蒸发冷凝器7、第三电子膨胀阀8、电池冷却换热器9，第二电子膨胀阀6、蒸发冷凝器7串联且串联形成的整体与制冷剂截止阀5并联，第三电子膨胀阀8、电池冷却换热器9串联且串联形成的整体与第一电子膨胀阀3、室外蒸发器4形成的整体并联。制冷剂回路100上设置第一管道31将压缩机1、水冷冷凝器2、第一电子膨胀阀3、室外蒸发器4、制冷剂截止阀5串联形成回路，第二电子膨胀阀6入口端连接于第一管道31上临近制冷剂截止阀5入口端处，蒸发冷凝器7出口端连接于第一管道31上制冷剂截止阀5、压缩机1之间临近制冷剂截止阀5出口端处；第三电子膨胀阀8入口端连接于第一管道31上水冷冷凝器2、第一电子膨胀阀3之间临近第一电子膨胀阀3入口端处，电池冷却换热器9出口端连接于第一管道31上临近室外蒸发器4出口端处。

本发明中压缩机1、水冷冷凝器2、第一电子膨胀阀3、室外蒸发器4、制冷剂截止阀5依次串联形成回路时制冷剂在第一管道31流向为从前至后方向，则电池冷却换热器9出口端、第二电子膨胀阀6入口端在室外蒸发器4、制冷剂截止阀5之间前后连接于第一管道31上。

暖风冷却液回路200包括依次串联形成大回路的水冷冷凝器2、水加热器10、暖风芯体11、电机水泵20、低温散热器19、第一冷却液截止阀14、暖风水泵13，还包括第四冷却液截止阀12，第四冷却液截止阀12与电机水泵20、低温散热器19、第一冷却液截止阀14形成的整体间并联使水冷冷凝器2、水加热器10、暖风芯体11、第四冷却液截止阀12、暖风水泵13间可依次串联形成小回路。暖风冷却液回路200上设置第二管道32将水冷冷凝器2、水加热器10、暖风芯体11、电机水泵20、低温散热器19、第一冷却液截止阀14、暖风水泵13串联形成大回路，第四冷却液截止阀12入口端连接于第二管道32上临近暖风芯体11出口端处，第四冷却液截止阀12出口端连接于第二管道32上第一冷却液截止阀14、暖风水泵13之间。

电池冷却液回路300包括依次串联形成回路的电池冷却换热器9、动力电池冷板17、第二冷却液截止阀16、电池水泵15，电池冷却液回路300可通过第一连接管35、第二连接管36与暖风冷却液回路200连通形成回路；电池冷却液回路300上设置第三管道33将电池冷却换热器9、动力电池冷板17、第二冷却液截止阀16、电池水泵15串联形成回路。

第一连接管35入口端设置于第二管道32上暖风芯体11、电机水泵20之间临近暖风芯体11出口端处，第一连接管35出口端设置于第三管道33上电池水泵15、第二冷却液截止阀16之间。第二连接管36入口端设置于第三管道33上第二冷却液截止阀16、动力电池冷板17之间，第二连接管36出口端设置于第二管道32上低温散热器19、第一冷却液截止阀14之间临近第一冷却液截止阀14入口端处，第二连接管32上设有第三冷却液截止阀18。

电机冷却液回路400与暖风冷却液回路200连通既可使电机冷却液回路400与暖风冷却液回路200间形成回路，还可使暖风冷却液回路200、电池冷却液回路300、电机冷却液回路400间形成回路。电机冷却液回路400包括驱动电机21和第五冷却液截止阀22，驱动电机21和第五冷却液截止阀22串联且串联形成的整体与暖风冷却液回路200上低温散热器19、电机水泵20形成的整体并联，使驱动电机21、第五冷却液截止阀22、电机水泵20低温散热器19可依次串联形成回路。

电机冷却液回路400上设置第四管道34将驱动电机21和第五冷却液截止阀22串联，第四管道34入口端连接于第二管道32上低温散热器19、第一冷却液截止阀14之间临近低温散热器19出口端处，第四管道34出口端连接于第二管道32上暖风芯体11、电机水泵20之间临近电机水泵20入口端处。

本发明中水冷冷凝器2、水加热器10、暖风芯体11、电机水泵20、低温散热器19、第一冷却液截止阀14、暖风水泵13依次串联形成大回路时冷却液在第二管道32流向为从前至后方向，则第四冷却液截止阀12入口端、第一连接管35入口端、第四管道34出口端在暖风芯体11、电机水泵20之间从前至后依次连接于第二管道32上。第四管道34入口端、第二连接管36出口端在第二管道32上低温散热器19、第一冷却液截止阀14之间前后连接于第二管道32上。

室外蒸发器4、暖风芯体11均设置于空调机箱500内，室外蒸发器4一侧设置第一风扇23，另一侧设置暖风芯体11，室外蒸发器4、暖风芯体11之间设置风门24用于控制室外蒸发器4出风经过暖风芯体11的风量。

本发明中，制冷剂回路100流通制冷剂，暖风冷却液回路200、电池冷却液回路300、电机冷却液回路400中均流通同种冷却液(一般为水)。制冷剂回路100、暖风冷却液回路200间通过水冷冷凝器2换热，制冷剂回路100与电池冷却液回路300间通过电池冷却换热器9换热。

以上各部件中，压缩机1用于将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂；水冷冷凝器2内设制冷剂流道和冷却液流道，用于制冷剂、冷却液间热交换；第一电子膨胀阀3、第二电子膨胀阀6、第三电子膨胀阀8均可通过节流降低冷剂温度和压力；室外蒸发器4可与乘员舱进风进行热交换，冷却液蒸发吸热同时对乘员舱进风进行冷却；制冷剂截止阀5用于阻止或允许制冷剂流过；蒸发冷凝器7为与外界空气进行换热，根据其内部制冷剂和外界空气的状态，既用于蒸发器也可做冷凝器；电池冷却换热器9内设制冷剂流道和冷却液流道，用于制冷剂、冷却液间热交换；水加热器10即PTC电阻丝加热器，用于加热冷却液，不工作时冷却液也可顺利流过；暖风芯体11可与乘员舱进风进行热交换，对经过室外蒸发器4后的乘员舱进风进行加热；第四冷却液截止阀12用于阻止或允许冷却液流过；暖风水泵13、电机水泵20可调节暖风冷却液回路中冷却液流量；第一冷却液截止阀14、第二冷却液截止阀16、第三冷却液截止阀18、第四冷却液截止阀12、第五冷却液截止阀22均用于阻止或允许冷却液流过；电池水泵15用于调节电池冷却液回路中冷却液流量；动力电池冷板17用于冷却电池包；低温散热器19用于与环境换热，可将暖风冷却液回路200多余热量向环境散失；电机水泵20用于调节电机冷却液回路400中冷却液流量；驱动电机21用于驱动车轮转动；第一风扇23用于控制室外蒸发器4的进风量，即乘员舱进风量；风门24用于控制室外蒸发器4出风进入暖风芯体11的风量；第二风扇25用于向蒸发冷凝器7进风增加与环境热交换。

本发明中热管理系统会根据整车使用过程中不同的需求，分别实现乘员舱制冷、乘员舱制热、乘员舱除湿、电池冷却、电池加热、电机冷却及不同环境温度下除湿制热等多种模式，其各回路可根据实际需要进行多种组合。

实施例1

制冷工况下，本系统既可采用制冷剂强制制冷，也可通过低温散热器制冷，详见以下的情况a和情况b。

a.制冷工况下，当环境温度≥5℃时，制冷剂同时实现乘员舱制冷+电池制冷，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图2所示。

制冷剂流动路径为：制冷剂回路100上压缩机1工作，驱动制冷剂流动至水冷冷凝器2，第一电子膨胀阀3、第三电子膨胀阀8开启，第二电子膨胀阀6关闭，制冷剂分成并联的两路从室外蒸发器4、冷却换热器9流过，再合并从制冷剂截止阀5流回压缩机1。第一电子膨胀阀3控制制冷剂流量，制冷剂进入室外蒸发器4将乘员舱进风制冷，调节风门24使室外蒸发器4出风不经过暖风芯体11，第三电子膨胀阀8控制制冷剂流量，制冷剂进入冷却换热器9与电池冷却液回路300换热，实现电池制冷。

冷却液流动路径：

暖风冷却液回路200的暖风水泵13工作，驱动冷却液进入水冷冷凝器2，第一冷却液截止阀14开启、第四冷却液截止阀12关闭、第五冷却液截止阀22关闭，经由水冷冷凝器2的冷却液通过水加热器10(不工作，仅通过)和暖风芯体11进入电机水泵20，从电机水泵20流出的冷却液经由低温散热器19散热后进入第一冷却液截止阀14进口，冷却液进入暖风水泵13，从而形成暖风冷却液回路200冷却液的大循环。

电池冷却液回路300的第二冷却液截止阀16开启、第三冷却液截止阀18关闭，电池水泵15运行驱动冷却液在电池小循环回路运行，电池冷却的冷却液流通路径为电池水泵15出口至电池冷却换热器9，冷却液在电池冷却换热器9内部被低温的制冷剂冷却后经由管路进入动力电池冷板17进行换热，换热后经由内部联通的第二冷却液截止阀16进入电池水泵15，从而形成电池冷却回路的循环。

b.制冷工况下，当环境温度＜5℃时，无需制冷剂强制制冷，低温散热器即可同时实现电机制冷+电池制冷，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图3所示，

制冷剂回路100不工作。

暖风冷却液回路200、电池冷却液回路300、电机冷却液回路400三者连通实现循环回路。冷却液流动路径：

电机水泵20工作，驱动冷却液进入低温散热器19，第五冷却液截止阀22开启，从低温散热器19流出的冷却液进入电机21，从第五冷却液截止阀22流出的冷却液一部分回到电机水泵20，另一部分经第二管道32、第一连接管35流入电池水泵15。第二冷却液截止阀16关闭、第四冷却液截止阀12关闭、第一冷却液截止阀14关闭、第三冷却液截止阀18开启，电池水泵15运行驱动冷却液经电池冷却换热器9(不换热，仅通过)、动力电池冷板17、第三冷却液截止阀18后进入电机21，形成大循环回路，低温散热器19将电机21、动力电池冷板17的热量朝环境散失。

实施例2

制热工况下，本系统既可采用水加热器强制制热，也可通过热泵制热，还可通过电机余热直接对动力电池制热，详见以下的情况a、情况b、情况c。

a.制热工况下，当环境温度≤-18℃时，采用水加热器可同时实现乘员舱制热+电池制热，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图4所示。

制冷剂回路100不工作。

暖风冷却液回路200、电池冷却液回路300二者连通实现循环回路。冷却液流动路径：

第一冷却液截止阀14开启、第二冷却液截止阀16关闭、第三冷却液截止阀18开启、第四冷却液截止阀12关闭、第五冷却液截止阀22关闭，电机水泵20不工作。暖风水泵13工作驱动冷却液经由管路流向水冷冷凝器2后，进入水加热器10，水加热器10工作，对冷却液进行升温后，高温的冷却液流出经管路进入暖风芯体11内散热，调节风门24使乘员舱进风经过暖风芯体11，使得乘员舱内部升温，乘员舱加热功能实现。

从暖风芯体11流出的高温冷却液经第一连接管道35流至电池水泵15的入口，经过电池水泵15后经由电池冷却换热器9(不换热，仅通过)进入动力电池冷板17对动力电池进行加热，从动力电池冷板17流出的冷却液经第二连接管道36流至第一冷却液截止阀14入口端，从第一冷却液截止阀14出来的冷却液进入暖风水泵13，电池加热的功能实现。

b.制热工况下，当环境温度＞-18℃时，采用热泵可同时实现乘员舱制热+电池制热，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图5所示。

制冷剂流动路径为：制冷剂回路100的压缩机1运行，对制冷剂进行压缩升温，驱动制冷剂流向水冷冷凝器2，高温制冷剂在水冷冷凝器2中进行散热，将热量散发到暖风冷却液回路200后制冷剂冷凝降温，流入第一电子膨胀阀3进行节流降压后进入室外蒸发器4进行换热，由于采暖时的室外蒸发器4进风温度(环境温度)低于此时的制冷剂温度，制冷剂进行冷却降温，蒸发器4的出风进行一次升温，调节风门24使室外蒸发器4的出风经过暖风芯体11，使其流经暖风芯体11进行二次换热，以达到需求的乘员舱出风温度，乘员舱加热功能实现。从室外蒸发器4流出的制冷剂进入第二电子膨胀阀6的入口进行节流膨胀，制冷剂截止阀5关闭，形成低于环境温度的低温低压的制冷剂，进入蒸发冷凝器7中进行吸热蒸发，之后低温低压的气态制冷剂进入压缩机1中，形成完整的制冷剂循环回路。

冷却液流动路径为：

第一冷却液截止阀14开启、第二冷却液截止阀16关闭、第三冷却液截止阀18开启、第四冷却液截止阀12关闭、第五冷却液截止阀22关闭，电机水泵20不工作。暖风水泵13工作驱动冷却液经由管路流向水冷冷凝器2后对冷却液进行升温，经水加热器10不工作，仅通过)进入暖风芯体11内散热，调节风门24使乘员舱进风经过暖风芯体11，使其二次换热以达到需求的乘员舱出风温度。

从暖风芯体11流出的高温冷却液经第一连接管道35流至电池水泵15的入口，经过电池水泵15后经由电池冷却换热器9内部(不换热)进入动力电池冷板17对动力电池进行加热，从动力电池冷板17流出的冷却液经第二连接管道36流至第一冷却液截止阀14入口端，从第一冷却液截止阀14出来的冷却液进入暖风水泵13，电池加热的功能实现。

c.制热工况下，当环境温度较高至电机余热足以实现电池制热时，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图6所示。

制冷剂回路100不工作、暖风冷却液回路200不工作。电机冷却液回路400、电池冷却液回路300二者经暖风冷却液回路200连通实现循环回路。

冷却液流动路径为：

第一冷却液截止阀14关闭、第二冷却液截止阀16关闭、第三冷却液截止阀18开启、第四冷却液截止阀12关闭、第五冷却液截止阀22开启，电机水泵20不工作、暖风水泵13不工作。电池水泵15运行驱动冷却液经电池冷却换热器9、动力电池冷板17、第三冷却液截止阀18后进入电机21，冷却液吸收电机21热量升温，经第一连接管道35进入电池水泵15形成循环回路，实现对动力电池冷板17加热。

实施例3

在春秋季环境湿度较大的工况下，热泵空调系统需要对潮湿的车内或车外空气进行除湿和再加热处理，以保证乘员舱内的空气为干燥的热空气，以避免车内出现车窗起雾影响驾驶安全的状况。可根据环境温度对热管理系统进行调整，详见以下情况a、情况b、情况c。

a.除雾工况下，3℃＜环境温度＜10℃时，通过热泵系统实现乘员舱除湿+乘员舱制热，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图7所示。

制冷剂流动路径为：压缩机1运行，对制冷剂进行压缩升温，驱动制冷剂流向水冷冷凝器2，高温制冷剂在水冷冷凝器2中进行散热，将热量散发到暖风冷却液回路200后制冷剂冷凝降温，流入第一电子膨胀阀3进行节流降压后进入室外蒸发器4进行换热，此时蒸发器内部的制冷剂温度低于室外蒸发器4进风温度(环境温度)，湿热的空气在蒸发器表面进行换热，使空气中的水分凝结，以获得干冷的空气，调节风门24使室外蒸发器4的出风再流经暖风芯体11进行换热，以达到需求的乘员舱出风温度；从室外蒸发器4流出的制冷剂进入第二膨胀阀6的入口进行节流膨胀，制冷剂截止阀5关闭，形成低于环境温度的低温低压的制冷剂，进入蒸发冷凝器7中进行吸热蒸发，之后低温低压的气态制冷剂进入压缩机1中，形成完整的制冷剂循环回路。

冷却液流动路径为：第一冷却液截止阀14关闭、第二冷却液截止阀16关闭、第三冷却液截止阀18关闭、第四冷却液截止阀12开启、第五冷却液截止阀22关闭，水冷冷凝器2、水加热器10、暖风芯体11、第四冷却液截止阀12、暖风水泵13间形成独立的小循环。暖风水泵13工作驱动冷却液经由管路流向水冷冷凝器2后，进入水加热器10，水加热器10工作，对冷却液进行升温后，高温的冷却液流出经管路进入暖风芯体11内散热，使得乘员舱内部升温，经过换热后的冷却液经由第四冷却液截止阀12流至暖风水泵13处，形成完整的冷却液循环回路。

b.除雾工况下，10℃≤环境温度＜20℃时，通过热泵系统实现乘员舱除湿+乘员舱制热，但是由于环境温度升高，从蒸发冷凝器7中获取的热量可能会高于乘员舱采暖的需求值，此时需要开启制冷剂截止阀5对制冷剂进行旁通，此时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图8所示。

制冷剂流动路径为：压缩机1运行，对制冷剂进行压缩升温，驱动制冷剂流向水冷冷凝器2，高温制冷剂在水冷冷凝器2中进行散热，将热量散发到暖风冷却液回路200后制冷剂冷凝降温，流入第一电子膨胀阀3进行节流降压后进入室外蒸发器4进行换热，此时蒸发器内部的制冷剂温度低于进风温度，湿热的空气在蒸发器表面进行换热，使空气中的水分凝结，以获得干冷的空气，调节风门24使室外蒸发器4的出风再流经暖风芯体11进行换热，以达到需求的乘员舱出风温度；从室外蒸发器4流出的制冷剂进入第二膨胀阀6的入口进行节流膨胀，制冷剂截止阀5根据环境温度和车内温度的需要适时开启，以旁通进入蒸发冷凝器7中的制冷剂流量，形成低于环境温度的低温低压的制冷剂，进入蒸发冷凝器7中进行吸热蒸发，之后低温低压的气态制冷剂与经过制冷剂截止阀5旁通的制冷剂混合后进入压缩机1中，形成完整的制冷剂循环回路。

冷却液循环的回路与3℃＜环境温度＜10℃时冷却循环回路相同。

c.除雾工况下，当环境温度≥20℃时，通过热泵系统实现乘员舱除湿+乘员舱制热，但是由于环境温度升高，从室外蒸发器4处获得的热量已经足够用于暖风芯体处的加热，不再从蒸发冷凝器7处进行吸热。

制冷剂流动路径为：压缩机1运行，制冷剂截止阀5开启、第二电子膨胀阀6开启、第三电子膨胀阀8关闭，对制冷剂进行压缩升温，驱动制冷剂流向水冷冷凝器2，高温制冷剂在水冷冷凝器2中进行散热，将热量散发到暖风冷却液回路200后制冷剂冷凝降温，流入第一电子膨胀阀3进行节流降压后进入室外蒸发器4进行换热，此时蒸发器内部的制冷剂温度低于进风温度，湿热的空气在蒸发器表面进行换热，使空气中的水分凝结，以获得干冷的空气，调节风门24使室外蒸发器4的出风再流经暖风芯体11进行换热，以达到需求的乘员舱出风温度；从室外蒸发器4流出的制冷剂经由制冷剂截止阀5回到压缩机1中，形成完整的制冷剂循环回路。

根据暖风芯体11进口实际水温与乘员舱空调需求水温的差值ΔT(此时暖风芯体进口实际水温＞乘员舱空调需求水温的差值，ΔT＞0)来确定冷却液回路：

ΔT＞3℃时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图9所示，此时冷却液流动路径为：第一冷却液截止阀14开启、第二冷却液截止阀16关闭、第三冷却液截止阀18关闭、第四冷却液截止阀12关闭、第五冷却液截止阀22关闭，暖风水泵13工作，驱动冷却液进入水冷冷凝器2，经由水冷冷凝器2的冷却液通过水加热器10(仅通过，不工作)和暖风芯体11进入电机水泵20，从电机水泵20流出的冷却液经由低温散热器19散热后进入第一冷却液截止阀14进口，第一冷却液截止阀14开启，冷却液进入暖风水泵13，从而形成冷却液的散热循环。

ΔT≤3℃时本发明电动汽车热泵型热管理系统状态如图10所示，此时冷却液流动路径为：第一冷却液截止阀14关闭、第二冷却液截止阀16关闭、第三冷却液截止阀18关闭、第四冷却液截止阀12开启、第五冷却液截止阀22关闭，暖风水泵13工作驱动冷却液经由管路流向水冷冷凝器2后，对冷却液进行升温后，流经水加热器10(不工作)，高温的冷却液流出经管路进入暖风芯体11内散热，经过室外蒸发器4之后的低温气体流经暖风芯体11实现乘员舱内部的除湿/除雾功能，经过换热后的冷却液经由第四冷却液截止阀12流至暖风水泵13处，形成完整的冷却液循环回路。