制冷剂模块和用于车辆的集成热管理模块的制作方法

本发明涉及一种制冷剂模块和包括该制冷剂模块的用于车辆的集成热管理模块。

背景技术：

1、近来，实现环保技术并解决诸如能源枯竭的问题已成为一种社会议题。为了解决这些议题，开发了电动车辆。

2、电动车辆利用被构造为从电池接收电力的电机来驱动，从而输出动力。在这方面，电动车辆凭借不排放二氧化碳、降低噪音以及比内燃机车辆更高的能源效率等优点而作为一种环保车辆备受关注。

3、实施这种电动车辆的核心技术是与电池模块相关的技术。近来，已经对电池的重量减轻、小型化、减少充电时间等进行了积极的研究。只有当电池模块在最佳的温度环境下使用时，电池模块才能保持最佳的性能和较长的寿命。然而，在当前情况下，由于电池模块驱动期间产生的热量以及环境温度的变化，电池模块难以在最佳温度环境下使用。

4、另外，在电动车辆中，因为没有在单独的发动机的燃烧期间产生的废热源，所以在冬季使用电加热器对车辆的乘客室进行加热。此外，电动车辆需要预热，以增强电池在寒冷天气下的充电和放电性能。为此，电动车辆配备有用于加热冷却剂的单独的电加热器。

5、也就是说，使用与用于车辆的乘客室的空气调节的冷却/加热系统分开地操作用于控制电池模块温度以最佳地维持电池模块的温度环境的冷却/加热系统的技术。

6、换言之，电动车辆内安装有两个独立的冷却/加热系统，其中一个用于乘客室的冷却/加热，另一个用于电池模块温度的控制。

7、然而，当这种冷却/加热系统以上述方式操作时，无法进行高效的能量管理。出于该原因，由于车辆续航短，因此无法进行长途行驶，并且夏季制冷时行驶距离减少30％，冬季制热时行驶距离减少40％以上。因此，在内燃机中不会出现的与冬季加热相关的问题变得更加严峻。当提供大容量ptc来解决冬季加热中出现的这种问题时，存在由于使用热泵而导致续航减小以及成本和重量过度增加的问题。

8、为此，已经开发了通过冷却/加热系统的有效设置来构造两个独立的冷却/加热系统的组件的技术，从而实现该组件在车辆中的简易安装，同时减小重量和成本。

9、特别地，由于氟利昂气体最近被认为是环境污染的主要原因，因此已经开发了用于减少制冷剂的使用量的技术。

10、本节中公开的上述内容仅是为了增强对本发明的一般背景的理解，并且不应被视为对这些内容形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的建议。

技术实现思路

1、本发明涉及一种制冷剂模块和包括该制冷剂模块的用于车辆的集成热管理模块，并且在具体实施例中，涉及一种制冷剂模块和包括该制冷剂模块的用于车辆的集成热管理模块，在该制冷剂模块中，通过集成将与冷却剂和制冷剂相关联的复杂部件和管线模块化，并且不同温度范围的冷却剂分别循环通过的部件在与先前部件和管线区分开的同时被模块化，从而能够在实现部件的紧凑性的同时提高热管理效率。

2、因此，鉴于上述问题做出了本发明。本发明实施例可以提供一种制冷剂模块和包括该制冷剂模块的用于车辆的集成热管理模块，在该制冷剂模块中，通过集成将与冷却剂和制冷剂相关联的复杂部件和管线模块化，并且不同温度范围的冷却剂分别循环通过的部件在与先前部件和管线区分开的同时被模块化，从而能够在实现部件的紧凑性的同时提高热管理效率。

3、本发明的其它实施例提供了一种能够在使制冷剂循环的路径最小化的同时实现与冷却剂的热交换效率的提高的制冷剂模块。

4、根据本发明的实施例，上述和其它实施例可以通过提供制冷剂模块来实现，制冷剂模块被构造为强制使制冷剂循环通过压缩机、冷凝芯体、膨胀阀和蒸发芯体，制冷剂模块包括：压缩机，被构造成在压缩制冷剂之后排放循环的制冷剂；冷凝芯体，被构造成在强制使从压缩机排放的制冷剂与冷却剂进行热交换之后排放制冷剂；蒸发芯体，被构造成在强制使从膨胀阀排放的制冷剂与冷却剂进行热交换之后排放制冷剂；以及制冷剂多通道板，形成为板状，其中，压缩机和膨胀阀设置在制冷剂多通道板的一侧，并且冷凝芯体和蒸发芯体设置在制冷剂多通道板的另一侧，并且其中，制冷剂多通道板内形成有第一内部制冷剂通道和第二内部制冷剂通道，第一内部制冷剂通道被构造成提供引导从冷凝芯体排放的制冷剂被吸入膨胀阀的路径，第二内部制冷剂通道被构造成提供引导从蒸发芯体排放的制冷剂被吸入压缩机的路径。

5、压缩机和冷凝芯体可以在延伸穿过制冷剂多通道板的同时直接互连。冷凝芯体和膨胀阀可以安装到制冷剂多通道板，并且可以通过第一内部制冷剂通道互连。膨胀阀和蒸发芯体可以在延伸穿过制冷剂多通道板的同时直接互连。蒸发芯体和压缩机可以安装到制冷剂多通道板，并且可以通过第二内部制冷剂通道互连。

6、制冷剂多通道板可以形成有联接到压缩机的压缩机入口和压缩机出口、联接到冷凝芯体的冷凝芯体入口和冷凝芯体出口、联接到膨胀阀的膨胀阀入口和膨胀阀出口以及联接到蒸发芯体的蒸发芯体入口和蒸发芯体出口。压缩机出口和冷凝芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使压缩机和冷凝芯体直接互连。冷凝芯体出口和膨胀阀入口可以通过第一内部制冷剂通道互连。膨胀阀出口和蒸发芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使膨胀阀出口和蒸发芯体直接互连。蒸发芯体出口和压缩机入口可以通过第二内部制冷剂通道互连。

7、制冷剂模块可以进一步包括：储液器干燥器，设置在制冷剂多通道板的一侧，并且被构造成将从冷凝芯体排放的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂，并将气相制冷剂排放到膨胀阀中；以及集液器，设置在制冷剂多通道板的一侧，并且被构造成将从蒸发芯体排放的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂，并将气相制冷剂排放到压缩机中。制冷剂多通道板的第一内部制冷剂通道可以被分成：第1-1内部制冷剂通道，被构造成提供引导从冷凝芯体排放的制冷剂被吸入储液器干燥器的路径；以及第1-2内部制冷剂通道，被构造成提供引导从储液器干燥器排放的制冷剂被吸入膨胀阀的路径。制冷剂多通道板的第二内部制冷剂通道可以被分成：第2-1内部制冷剂通道，被构造成提供引导从蒸发芯体排放的制冷剂被吸入集液器的路径；以及第2-2内部制冷剂通道，被构造成提供引导从集液器排放的制冷剂被吸入压缩机的路径。

8、制冷剂模块可以进一步包括热交换管，该热交换管形成为具有内管和外管的双管结构。内管的一端可以连接到第二内部制冷剂通道，而另一端连接到压缩机，使得从蒸发芯体排放的制冷剂流过热交换管。外管的相对侧可以连接到第一内部制冷剂通道，使得从冷凝芯体排放的制冷剂流过外管并与流过内管的制冷剂进行热交换。

9、压缩机和冷凝芯体可以在延伸穿过制冷剂多通道板的同时直接互连。冷凝芯体和膨胀阀可以安装到制冷剂多通道板，并且可以通过第一内部制冷剂通道和热交换管的外管互连。膨胀阀和蒸发芯体可以在延伸穿过制冷剂多通道板的同时直接互连。蒸发芯体和压缩机可以安装到制冷剂多通道板，并可以通过第二内部制冷剂通道和热交换管的内管互连。压缩机和热交换管的内管可以在延伸穿过制冷剂多通道板的同时直接互连。

10、制冷剂多通道板可以形成有联接到压缩机的压缩机入口和压缩机出口、联接到冷凝芯体的冷凝芯体入口和冷凝芯体出口、联接到膨胀阀的膨胀阀入口和膨胀阀出口以及联接到蒸发芯体的蒸发芯体入口和蒸发芯体出口。压缩机出口和冷凝芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使压缩机和冷凝芯体直接互连。冷凝芯体出口和膨胀阀入口可以通过第一内部制冷剂通道和热交换管的外管互连。膨胀阀出口和蒸发芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使膨胀阀出口和蒸发芯体直接互连。蒸发芯体出口可以经由第二内部制冷剂通道连接到热交换管的内管。压缩机入口和热交换管的内管可以分别设置在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使压缩机和热交换管的内管直接互连。

11、制冷剂模块可以进一步包括：储液器干燥器，设置在制冷剂多通道板的一侧，并且被构造成将从冷凝芯体排放的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂，并将气相制冷剂排放到膨胀阀中；以及集液器，设置在制冷剂多通道板的一侧，并且被构造成将从蒸发芯体排放的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂，并将气相制冷剂排放到压缩机中。制冷剂多通道板的第一内部制冷剂通道可以被分成：第1-1内部制冷剂通道，被构造成提供引导从冷凝芯体排放的制冷剂被吸入储液器干燥器的路径；以及第1-2内部制冷剂通道，被构造成提供引导从储液器干燥器排放的制冷剂被吸入膨胀阀的路径。连接到热交换器外管的一侧的入口连接管和连接到热交换器外管的另一侧的出口连接管可以连接到第1-2内部制冷剂通道的中间部。制冷剂多通道板的第二内部制冷剂通道可以是被构造成提供引导从蒸发芯体排放的制冷剂被吸入集液器的路径的第2-1内部制冷剂通道，并且可以提供引导从集液器排放的制冷剂经由热交换管的内管被吸入压缩机的路径。

12、根据本发明的另一实施例，提供一种集成热管理模块，包括：制冷剂模块，被构造成强制使制冷剂循环通过压缩机、冷凝芯体、膨胀阀和蒸发芯体，该制冷剂模块包括制冷剂多通道板，其中，压缩机和膨胀阀设置在制冷剂多通道板的一侧，冷凝芯体和蒸发芯体设置在制冷剂多通道板的另一侧，并且其中，制冷剂多通道板中形成有第一内部制冷剂通道和第二内部制冷剂通道，该第一内部制冷剂通道被构造成提供引导从冷凝芯体排放的制冷剂被吸入膨胀阀的路径，该第二内部制冷剂通道被构造成提供引导从蒸发芯体排放的制冷剂被吸入压缩机的路径；以及冷却剂模块，包括形成有内部冷却剂通道的冷却剂多通道板，其中制冷剂模块的冷凝芯体和蒸发芯体、车内空调的空调芯体、电气部件、散热器和电池在经由连接到冷却剂多通道板的多个单独的冷却剂连接管线连接到冷却剂多通道板的同时经由内部冷却剂通道互连。

13、制冷剂多通道板可以形成有联接到压缩机的压缩机入口和压缩机出口、联接到冷凝芯体的冷凝芯体入口和冷凝芯体出口、联接到膨胀阀的膨胀阀入口和膨胀阀出口以及联接到蒸发芯体的蒸发芯体入口和蒸发芯体出口。

14、压缩机出口和冷凝芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使压缩机与冷凝芯体经由制冷剂多通道板直接互连。压缩机出口和冷凝芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使膨胀阀与蒸发芯体经由制冷剂多通道板直接互连。

15、制冷剂模块可以进一步包括热交换管，该热交换管形成为具有内管和外管的双管结构。内管的一端可以连接到第二内部制冷剂通道，而另一端可以连接到压缩机，使得从蒸发芯体排放的制冷剂流过热交换管。外管的相对侧可以连接到第一内部制冷剂通道，使得从冷凝芯体排放的制冷剂流过外管并与流过内管的制冷剂进行热交换。

16、制冷剂多通道板可以形成有联接到压缩机的压缩机入口和压缩机出口、联接到冷凝芯体的冷凝芯体入口和冷凝芯体出口、联接到膨胀阀的膨胀阀入口和膨胀阀出口以及联接到蒸发芯体的蒸发芯体入口和蒸发芯体出口。压缩机出口和冷凝芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使压缩机和冷凝芯体直接互连。冷凝芯体出口和膨胀阀入口可以通过第一内部制冷剂通道和热交换管的外管互连。膨胀阀出口和蒸发芯体入口可以分别形成在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使膨胀阀和蒸发芯体直接互连。蒸发芯体出口可以经由第二内部制冷剂通道连接到热交换管的内管。压缩机入口和热交换管的内管可以分别设置在制冷剂多通道板的相对表面处以彼此连通，从而使压缩机和热交换管的内管直接互连。

17、冷却剂多通道板可以包括形成有第一内部冷却剂通道的第一冷却剂多通道板和形成有第二内部冷却剂通道的第二冷却剂多通道板，第一内部冷却剂通道引导通过蒸发芯体中的热交换而被冷却的冷却剂流过第一内部冷却剂通道，第二内部冷却剂通道引导通过冷凝芯体中的热交换而被加热的冷却剂流过第二内部冷却剂通道。第二内冷却剂通道可以独立于第一内冷却剂通道。

18、第一冷却剂多通道板和第二冷却剂多通道板中的每一个可以形成为具有板状。第一冷却剂多通道板和第二冷却剂多通道板可以设置成使得第一冷却剂多通道板的一个表面和第二冷却剂多通道板的一个表面在彼此面对的同时彼此间隔开预定距离。

19、第一冷却剂多通道板可以形成有连接到第一内部冷却剂通道的至少一个第一冷却剂入口连接器。第二冷却剂多通道板可以形成有连接到第二内部冷却剂通道的至少一个第二冷却剂出口连接器。冷却剂可以通过第一冷却剂入口连接器和第二冷却剂出口连接器的互连而在第一冷却剂多通道板和第二冷却剂多通道板之间循环。

20、第一冷却剂入口连接器可以从第一冷却剂多通道板的一个表面突出。第二冷却剂出口连接器可以从第二冷却剂多通道板的一个表面突出。第一冷却剂入口连接器和第二冷却剂出口连接器可以在彼此直接接触的同时互连。

21、多个泵和多个阀可以设置在第一冷却剂多通道板的第一内部冷却剂通道和第二冷却剂多通道板的第二内部冷却剂通道处。

22、多个泵和多个阀可以安装在第一冷却剂多通道板的另一表面和第二冷却剂多通道板的另一表面处。

23、多个泵安装槽和多个阀安装槽可以形成在第一冷却剂多通道板的另一表面和第二冷却剂多通道板的另一表面处，以在连通第一内部冷却剂通道和第二内部冷却剂通道的同时形成为具有凹形形状，使得每个泵和每个阀以泵和阀的一部分分别插入相应的泵安装槽和相应的阀安装槽中的方式分别安装在泵安装槽和阀安装槽中的相应一个中。

24、隔热体可以设置在第一冷却剂多通道板的一个表面和第二冷却剂多通道板的一个表面之间。隔热体可以设置在第一冷却剂多通道板的另一表面和第二冷却剂多通道板的另一表面之间。

25、散热器可以包括连接到电池的第一散热器以及连接到车内空调的空调芯体和电气部件的第二散热器。车内空调的空调芯体可以包括制冷芯体。第一冷却剂多通道板可以形成有连接到第一散热器的第一散热器入口和第一散热器出口、连接到第二散热器的第二散热器入口和第二散热器出口、连接到电气部件的电气部件入口和电气部件出口、连接到制冷剂模块的蒸发芯体的蒸发芯体冷却剂入口和蒸发芯体冷却剂出口以及与制冷芯体相连的制冷芯体入口和制冷芯体出口。

26、散热器可以包括连接到车内空调的空调芯体和电池的第三散热器。车内空调的空调芯体可以包括水加热器和制热芯体。第二冷却剂多通道板可以形成有连接到第三散热器的第三散热器入口和第三散热器出口、连接到制冷剂模块的冷凝芯体的冷凝芯体冷却剂入口和冷凝芯体冷却剂出口、连接到水加热器的水加热器入口和水加热器出口、连接到制热芯体的制热芯体入口和制热芯体出口以及连接到电池的电池入口和电池出口。

27、制冷剂多通道板可形成为板状，并且可以设置为在面向第二冷却剂多通道板的另一表面的同时与第二冷却剂多通道板的另一表面间隔开预定距离。冷凝芯体和蒸发芯体可以设置在制冷剂多通道板和第二冷却剂多通道板之间。

28、在第一冷却剂多通道板中循环的冷却剂可以在在制冷剂模块的蒸发芯体中流动的同时与在蒸发芯体中流动的制冷剂进行热交换。在第二冷却剂多通道板中循环的冷却剂可以在在制冷剂模块的冷凝芯体中流动的同时与在冷凝芯体中流动的制冷剂进行热交换。

29、可以在制冷剂多通道板的一侧进一步设置储液器干燥器和集液器，储液器干燥器被构造成将从冷凝芯体排放的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂并将气相制冷剂排放到膨胀阀中，集液器被构造成将从蒸发芯体排放的制冷剂分离成液相制冷剂和气相制冷剂并将气相制冷剂排放到压缩机中。