一种交通设备及其热管理系统和热管理方法与流程

【】本技术涉及热管理，特别是一种交通设备及其热管理系统和热管理方法。

背景技术

0、背景技术：

1、在冬季气温较低时，交通设备(例如汽车)内一般会使用空调提升设备内部空间的温度，达到采暖的效果。例如，目前电动汽车的车内采暖多采用具有热泵功能的电动空调器。在低温工况下，热泵空调存在着热泵效率低等问题，难以满足采暖需要。目前，一般的解决方案是增加额外的辅助加热器直接与车内空间内的供暖换热器进行换热。此时，为了达到换热目的，辅助加热器的加热温度需要超过设备内部空间所需的目标温度，对辅助加热器的规格(例如，加热功率以及体积)要求较高。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、鉴于上述问题，本技术提供一交通设备及其热管理系统和热管理方法，以解决现有技术中的技术问题，能够提高空调系统在低温工况下的采暖效果，同时有效降低辅助加热器的规格。

2、本技术提供了一种交通设备的热管理系统，包括空调系统、热管理回路以及辅助加热器。热管理回路用于循环传输第一导热介质，进而对交通设备的指定部件进行热管理，热管理回路还能够与空调系统进行热交换，进而至少在空调系统处于制热状态时，选择性地将指定部件所产生的热量传递到空调系统，进而作为空调系统的蒸发过程的至少部分热源。辅助加热器用于选择性地向热管理回路提供热量补充。在上述方案中，通过在热管理回路中设置辅助加热器，使得辅助加热器能够给热管理回路提供热量补充，确保空调系统在低温等工况下，能够有效从热管理回路中吸收热量，减轻空调系统的压力，提高空调系统的采暖效果。另外，由于辅助加热器的加热温度只需要保证空调系统能够有效吸热，同时空调系统所供应的热量仅一部分来源于辅助加热器，另一部分来源于空调系统内部的压缩做功，因此可有效降低辅助加热器的规格，提高空间利用率，并降低成本。

3、在一些实施例中，热管理系统还包括控制模块，控制模块响应于指定部件所产生的热量不满足空调系统的供热需求，控制辅助加热器向热管理回路提供热量补充。在上述方案中，利用控制模块基于空调系统的供热需求控制辅助加热器向热管理回路提供热量补充，使得空调系统能够从热管理回路中有效吸热，进而实现自动化控制。

4、在一些实施例中，热管理系统还包括检测模块，检测模块用于在空调系统处于制热状态时对空调系统的运行状态或运行环境进行检测，控制模块基于检测模块的检测结果判断指定部件所产生的热量是否满足空调系统的供热需求。在上述方案中，通过检测模块对空调系统的运行状态或运行环境进行检测，以供控制模块确定指定部件所产生的热量是否满足空调系统的供热需求，进而实现自动化控制。

5、在一些实施例中，运行环境包括第一导热介质的温度，检测模块用于在第一导热介质与空调系统进行热交换前对第一导热介质进行温度检测，控制模块响应于检测模块所检测的温度低于预设的温度阈值，判定指定部件所产生的热量不满足空调系统的供热需求。在上述方案中，通过在第一导热介质与空调系统进行热交换之前，对第一导热介质的温度进行检测来确定指定部件所产生的热量是否满足空调系统的供热需求，检测方式相对简单，且检测结果更加准确。

6、在一些实施例中，控制模块还能够响应于指定部件自身存在供热需求，控制辅助加热器向热管理回路提供热量补充，以通过第一导热介质对指定部件进行加热。在上述方案中，在指定部件自身存在供热需求的情况下，控制辅助加热器向热管理回路提供热量补充，有利于保持指定部件的正常工作状态。

7、在一些实施例中，热管理回路包括用于与指定部件进行热交换的主换热区以及用于与辅助加热器进行交换的辅换热区，热管理回路还包括流量分配组件以及与主换热区并联的旁通线路。控制模块根据指定部件的供热需求和空调系统的供热需求，控制流量分配组件在主换热区和旁通线路之间对第一导热介质进行流量分配。在上述方案中，通过流量分配组件在主换热区和旁通线路之间进行第一导热介质的流量分配，以便基于不同的工况调整供应到指定部件和空调系统的热量分配。

8、在一些实施例中，第一导热介质在由辅换热区加热后流向主换热区和旁通线路，并在进入辅换热区前与空调系统进行热交换，或者经辅换热区加热的第一导热介质在与空调系统进行热交换后流向主换热区和旁通线路，并在流经主换热区和/或旁通线路后由辅换热区进行加热。在上述方案中，通过优化辅换热区的设置位置，能够提高指定部件和空调系统的热量分配效果。

9、在一些实施例中，指定部件为交通设备的电池模块，控制模块响应于电池模块的输出功率不满足外部的功率需求，控制流量分配组件通过辅助加热器优先满足电池模块的供热需求，或者响应于电池模块的输出功率能够满足外部的功率需求，控制流量分配组件通过辅助加热器优先满足空调系统的供热需求。在上述方案中，在电池模块的输出功率不满足外部的功率需求的情况下，优先对电池模块进行加热，以提升电池模块的输出功率，进而保证交通设备的正常工作。

10、在一些实施例中，优先满足电池模块的供热需求为将第一导热介质全部供应至主换热区或者增大第一导热介质到主换热区的流量，优先满足空调系统的供热需求为将第一导热介质全部供应至旁通线路或者增大第一导热介质到旁通线路的流量。在上述方案中，通过将第一导热介质全部供应至主换热区或增大第一导热介质到主换热区的流量，能够更好地为电池模块进行加热。通过将第一导热介质全部供应至旁通线路或增大第一导热介质到旁通线路的流量，使得空调系统能够更好地从热管理回路中进行吸热。

11、在一些实施例中，在优先满足空调系统的供热需求后，控制模块还能够响应于热管理回路达到空调系统的供热需求，控制流量分配组件减小第一导热介质到旁通线路的流量，并增大第一导热介质到主换热区的流量，或者响应于热管理回路不满足空调系统的供热需求，控制流量分配组件增大第一导热介质到旁通线路的流量，并减小第一导热介质到主换热区的流量。在上述方案中，通过流量的分配来动态平衡空调系统和电池模块的供热需求。

12、在一些实施例中，热管理回路包括至少两个子热管理回路，该至少两个子热管理回路用于对不同的指定部件进行热管理，热管理系统还包括热管理切换组件，控制模块控制热管理切换组件选择性切换该至少两个子热管理回路与空调系统的热交换关系。在上述方案中，通过选择性切换该至少两个子热管理回路与空调系统之间的热交换关系，能够根据不同的工况利用不同的子热管理回路组合方式向空调系统提供热量。

13、在一些实施例中，指定部件包括交通设备的电池模块和电机模块，该至少两个子热管理回路包括第一子热管理回路和第二子热管理回路。第一子热管理回路用于对电池模块进行热管理，并包括用于与电池模块进行热交换的第一主换热区以及用于与辅助加热器进行热交换的辅换热区，第二子热管理回路用于对电机模块进行热管理，并包括用于与电机模块进行热交换的第二主换热区以及用于与外部环境进行热交换的外部换热器，控制模块响应于空调系统处于制热状态，控制热管理切换组件将第一子热管理回路和第二子热管理回路中的至少一个切换成与空调系统进行热交换。在上述方案中，通过两个子热管理回路对交通设备的两个主要热源(即，电池模块和电机模块)进行热管理，可提高热回收利用率，同时将辅助加热器设置在电池模块所在的子热管理回路中，可以利用辅助加热器的加热功能对电池模块进行选择性加热，进而提高交通设备的低温启动性能。

14、在一些实施例中，控制模块还能够响应于空调系统处于制热状态，控制热管理切换组件将第一子热管理回路和第二子热管理回路切换成同时与空调系统进行热交换。在上述方案中，通过将第一子热管理回路和第二子热管理回路切换成同时与空调系统进行热交换使得能够提高热回收利用率。

15、在一些实施例中，控制模块还能够控制热管理切换组件连通第一子热管理回路和第二子热管理回路，以使得第一导热介质在第一子热管理回路和第二子热管理回路形成的总回路内循环。在上述方案中，通过将第一子热管理回路和第二子热管理回路切换成同时与空调系统进行热交换，并且二者之间通过相互连通，可以还保证热量的平衡，提高热管理效果。

16、在一些实施例中，第一子热管理回路还包括第一流量分配组件以及与第一主换热区并联的第一旁通线路，其中控制模块根据指定部件的供热需求和空调系统的供热需求，控制第一流量分配组件在第一主换热区和第一旁通线路之间对第一子热管理回路内第一导热介质进行流量分配。在上述方案中，通过第一流量分配组件在第一主换热区和第二旁通线路之间进行第一导热介质的流量分配，以便基于不同的工况调整供应到电池模块和空调系统的热量分配。

17、在一些实施例中，第二子热管理回路还包括第二流量分配组件以及与外部换热器并联的第二旁通线路，控制模块根据电机模块的散热需求、空调系统的供热需求或外部换热器的外部环境，控制第二流量分配组件在外部换热器和第二旁通线路之间对第二子热管理回路内的第一导热介质进行流量分配。在上述方案中，通过在外部换热器和第二旁通线路之间对第二子热管理回路内的第一导热介质进行流量分配，能够动态满足电机模块的散热需求和/或空调系统的供热需求。

18、在一些实施例中，控制模块响应于电机模块在对空调系统进行供热后不存在额外的散热需求或者电机模块不满足空调系统的供热需求且通过外部换热器无法从环境吸热，将第二子热管理回路内的第一导热介质全部导入第二旁通线路或增大第一导热介质到第二旁通线路的流量，或者响应于电机模块在空调系统供热后仍存在额外的散热需求或者电机模块不满足空调系统的供热需求且能够通过外部换热器从环境吸热，将第二子热管理回路内的第一导热介质全部导入外部换热器或增大第一导热介质到外部换热器的流量。在上述方案中，可以根据电机模块和空调系统的实际工况动态平衡电机模块的散热需求和空调系统的供热需求。还能够在外部换热器无法从环境吸热时，避免额外的热量损失，并在外部换热器能够从环境吸热时，增加到空调系统的热供应量。

19、在一些实施例中，空调系统包括第一空调回路和第二空调回路。第一空调回路用于循环传输制冷剂，并包括压缩机、冷凝换热器、储液器、第一蒸发换热器以及第二蒸发换热器，制冷剂在第一蒸发换热器进行蒸发吸热，进而对交通设备的指定区域进行空调制冷，制冷剂在第二蒸发换热器进行蒸发吸热，进而从热管理回路吸取热量，第二空调回路用于循环传输第二导热介质，并包括供暖换热器，供暖换热器与冷凝换热器进行热交换，进而对指定区域进行空调供暖。在上述方案中，通过供暖换热器与冷凝换热器进行的换热方式来实现空调供暖，可以简化空调系统的流路设计。

20、在一些实施例中，控制模块还能够响应于空调系统处于制冷状态，控制热管理切换组件将第二子热管理回路切换成与冷凝换热器热交换，进而将冷凝换热器所释放的热量传输至外部换热器。在上述方案中，通过在制冷状态下，将第二子热管理回路切换成与冷凝换热器热交换，能够充分利用第二子热管理回路中的外部换热器对冷凝换热器进行散热。

21、在一些实施例中，空调系统还包括第一空调切换组件，第二子热管理回路和第二空调回路分别经第一空调切换组件连接到冷凝换热器，控制系统还能够控制第一空调切换组件将第二子热管理回路内的第一导热介质和第二空调回路内的第二导热介质选择性供应至冷凝换热器。在上述方案中，通过第一空调切换组件选择性将第一导热介质和第二导热介质选择性供应至冷凝换热器，使得第二子热管理回路和第二空调回路能够共用冷凝换热器中的流路，简化冷凝换热器的结构。

22、在一些实施例中，控制模块还能够响应于空调系统处于制冷状态，将第一子热管理回路切换成与第二蒸发换热器热交换，进而利用第二蒸发换热器对电池模块进行降温。在上述方案中，通过在制冷状态下，将第一子热管理回路切换成与第二蒸发换热器进行热交换，使得能够利用第二蒸发换热器对电池模块进行降温。

23、在一些实施例中，空调系统还包括第一空调切换组件和第二空调切换组件，控制系统响应于空调系统处于除湿状态，控制第一空调切换组件连接供暖换热器与冷凝换热器，并控制第二空调切换组件连接储液器与第一蒸发换热器，使得经第一蒸发换热器制冷除湿后的空气能够被供暖换热器加热。上述方案，通过设置第一空调切换组件和第二空调切换组件，使得空调系统还具备除湿状态。

24、本技术提供了一种交通设备的热管理方法，该交通设备包括空调系统、热管理回路以及辅助加热器。热管理回路对交通设备的电池模块进行热管理，并能够与空调系统进行热交换以作为空调系统的蒸发过程的至少部分热源。该方法包括：响应于电池模块和空调系统均存在供热需求，控制辅助加热器用于向热管理回路提供热量补充；识别电池模块的输出功率是否满足外部的功率需求；响应于电池模块的输出功率不满足外部的功率需求，控制热管理回路优先满足电池模块的供热需求；或者，响应于电池模块的输出功率能够满足外部的功率需求，控制热管理回路优先满足空调系统的供热需求。在上述方案中，通过在热管理回路设置辅助加热器，在交通设备处于低温工况而导致电池模块和空调系统同时存在供热需求的情况下，利用辅助加热器分别满足电池模块和空调系统的供热需求，并且根据电池模块和空调系统的工作特性，在电池模块的输出功率不满足外部的功率需求的情况下，优先对电池模块进行加热，以提高电池模块的输出功率，保证交通设备的正常工作。

25、在一些实施例中，热管理回路包括用于与电池模块进行热交换的主换热区、用于与辅助加热器进行交换的辅换热区、流量分配组件以及与主换热区并联的旁通线路，流量分配组件用于在主换热区和旁通线路之间对第一导热介质进行流量分配，优先满足电池模块的供热需求为控制流量分配组件将第一导热介质全部供应至主换热区或者增大第一导热介质到主换热区的流量，优先满足空调系统的供热需求为控制流量分配组件将第一导热介质全部供应至旁通线路或者增大第一导热介质到旁通线路的流量。在上述方案中，通过控制第一导热介质将第一导热介质全部供应至主换热区或增大第一导热介质到主换热区的流量，能够更好地为电池模块进行加热。通过将第一导热介质全部供应至旁通线路或增大第一导热介质到旁通线路的流量，使得空调系统能够更好地从热管理回路中进行吸热。

26、在一些实施例中，响应于电池模块的输出功率能够满足外部的功率需求，控制热管理回路优先满足空调系统的供热需求的步骤之后，还包括：响应于热管理回路对空调系统的供热量达到空调系统的供热需求，控制热管理回路减小对空调系统的热量供应，并增大对电池模块的热量供应；或者，响应于热管理回路对空调系统的供热量低于空调系统的供热需求，控制热管理回路增大对空调系统的热量供应，并减小对电池模块的热量供应。在上述方案中，通过热量的分配来动态平衡空调系统和电池模块的供热需求。

27、本技术提供了一种交通设备，该交通设备包括上述的热管理系统。在上述方案中，通过在热管理回路中设置辅助加热器，使得辅助加热器能够给热管理回路提供热量补充，确保空调系统在低温等工况下，能够有效从热管理回路中吸收热量，减轻空调系统的压力，提高空调系统的采暖效果。另外，由于辅助加热器的加热温度只需要保证空调系统能够有效吸热，同时空调系统所供应的热量仅一部分来源于辅助加热器，另一部分来源空调系统内部的压缩做功，因此可有效降低辅助加热器的规格，提高空间利用率，并降低成本。

28、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。