汽车集成热管理系统与车辆的制作方法

1.本技术涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车集成热管理系统与车辆。


背景技术：

2.随着环保意识的逐渐提升，氢燃料汽车也进入快速的研发和产业化发展阶段，由于燃料电池汽车本身的复杂性，对热管理系统的要求也更为严格，高温、低温、干燥和水淹都会对燃料电池造成不可逆的影响，为了保护燃料电池汽车的核心部件，整车热管理系统设计的较传统车更分散杂乱。
3.相关燃料汽车的热管理系统多是沿用燃油车或纯电车思路，为新增的氢燃料电堆、去离子器，中冷器等增加冷却回路，这导致阀体和管路数量增加，对整车布置和系统控制带来了很大难度，同时整车的能量也不能得到高效的利用。


技术实现要素：

4.本技术提供一种汽车集成热管理系统及车辆，以解决相关技术中的至少部分问题。
5.第一方面，本技术提供一种汽车集成热管理系统，包括：根据设定方式连接的至少一个动力组件、散热组件、加热组件和中间阀，系统包括多种工作模式，中间阀包括多种导通状态；中间阀用于根据系统的工作模式切换对应的导通状态，以使系统在当前的工作模式下形成至少一个工作回路，工作回路包括以下至少一种：
6.动力组件单独形成的自循环回路；
7.动力组件通过中间阀与散热组件和加热组件中的至少一者连接形成的冷却液回路；
8.散热组件的至少部分和加热组件的至少部分连接形成的制冷剂回路。
9.可选的，至少一个动力组件包括电机、电池以及氢燃料电堆；散热组件包括油冷器、散热器、换热器以及蒸发器，加热组件包括冷凝器和内置冷凝器；
10.电机与油冷器连接，油冷器与中间阀连接；散热器、电池、氢燃料电堆、冷凝器、换热器均与中间阀连接；
11.中间阀用于根据系统的工作模式切换与油冷器、散热器、电池、氢燃料电堆、冷凝器以及换热器的导通状态，以使系统在当前的工作模式下形成至少一个工作回路。
12.可选的，还包括压缩机、控制阀、第一三通管、第二三通管以及第三三通管；
13.冷凝器和内置冷凝器之间设置控制阀；冷凝器和换热器之间设置第一三通管；换热器和蒸发器之间设置第二三通管；内置冷凝器和蒸发器之间设置第三三通管；第一三通管和第三三通管连接；压缩机的两端分别与控制阀和第二三通管连接；
14.控制阀、第一三通管、第二三通管以及第三三通管用于根据系统的工作模式切换各自的导通状态，以使系统在不同的工作模式下形成不同的制冷剂回路。
15.可选的，还包括三通比例阀和与三通比例阀连接的连接阀，三通比例阀连接于散
热器的一端和中间阀之间，连接阀连接于散热器的另一端和中间阀之间；
16.三通比例阀用于根据系统的工作模式切换与散热器和连接阀的导通状态，以使系统在不同的工作模式下形成不同的冷却液回路。
17.可选的，工作回路包括以下至少一种：
18.在部分工作模式下，氢燃料电堆单独形成的自循环回路；
19.在部分工作模式下，电池、油冷器、散热器、换热器以及冷凝器通过中间阀连接形成的第一冷却液回路；
20.在部分工作模式下，电池和冷凝器通过中间阀连接形成的第二冷却液回路；
21.在部分工作模式下，油冷器、散热器以及换热器通过中间阀连接形成的第三冷却液回路；
22.在部分工作模式下，氢燃料电堆以及油冷器通过中间阀连接形成的第四冷却液回路；
23.在部分工作模式下，氢燃料电堆、油冷器、散热器通过中间阀接形成的第五冷却液回路；
24.在部分工作模式下，电池和换热器通过中间阀连接形成的第六冷却液回路；
25.在部分工作模式下，氢燃料电堆、油冷器、冷凝器通过中间阀接形成的第七冷却液回路；
26.在部分工作模式下，油冷器、换热器以及冷凝器通过中间阀接形成的第八冷却液回路；
27.在部分工作模式下，冷凝器、换热器以及蒸发器连接形成的第一制冷剂回路；
28.在部分工作模式下，冷凝器和换热器连接形成的第二制冷剂回路；
29.在部分工作模式下，内置冷凝器和换热器连接形成的第三制冷剂回路；
30.中间阀用于根据系统的工作模式切换与油冷器、散热器、电池、氢燃料电堆、冷凝器以及换热器的导通状态，以使系统在不同的工作模式下形成不同的工作回路。
31.可选的，系统包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式中的至少一种；
32.在第一工作模式下，氢燃料电堆单独形成自循环回路；中间阀切换导通状态使电池、油冷器、散热器、换热器以及冷凝器通过中间阀连接形成第一冷却液回路；冷凝器、换热器以及蒸发器连接形成第一制冷剂回路；
33.在第二工作模式下，氢燃料电堆单独形成自循环回路；中间阀切换导通状态使电池和冷凝器通过中间阀连接形成的第二冷却液回路，油冷器、散热器以及换热器通过中间阀连接形成的第三冷却液回路；冷凝器和换热器连接形成第二制冷剂回路；
34.在第三工作模式下，中间阀切换导通状态使氢燃料电堆以及油冷器通过中间阀连接形成第四冷却液回路；
35.在第四工作模式下，中间阀切换导通状态使氢燃料电堆、油冷器、散热器通过中间阀接形成第五冷却液回路；
36.在第五工作模式下，中间阀切换导通状态使电池和换热器通过中间阀连接形成第六冷却液回路；氢燃料电堆、油冷器、冷凝器通过中间阀接形成第七冷却液回路；冷凝器和换热器连接形成第二制冷剂回路；
37.在第六工作模式下，中间阀切换导通状态使油冷器、换热器以及冷凝器通过中间阀接形成第八冷却液回路；内置冷凝器和换热器连接形成第三制冷剂回路。
38.可选的，还包括消音器，连接于压缩机和控制阀之间；和/或
39.还包括干燥器，连接于压缩机和第二三通管之间。
40.可选的，还包括去离子器和中冷器，去离子器、中冷器以及氢燃料电堆连接形成自循环回路。
41.可选的，中间阀包括十二通阀。
42.第二方面，本技术提供一种车辆，包括如上述任一实施例所述的汽车集成热管理系统。
43.可选的，车辆包括空调箱和乘员舱，散热组件包括蒸发器，加热组件包括内置冷凝器；蒸发器和内置冷凝器设置于空调箱内；空调箱设置于乘员舱；
44.空调箱包括鼓风机，鼓风机位于内置冷凝器的后方，鼓风机用于将至少部分动力组件的余热通过内置冷凝器传递至乘员舱，蒸发器用于散热乘员舱中的热量。
45.本技术提供的汽车集成热管理系统及车辆，通过一个中间阀切换导通状态使系统在各工作模式形成相应的工作回路，可以减少阀体和管路的使用，节约成本，并且该汽车集成热管理系统能在将至少一个动力组件稳定维持在最佳工作温度的同时，提升车辆整体的能量利用率。
46.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
47.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
48.图1所示为本技术一示例性实施例在第一工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图；
49.图2所示为本技术一示例性实施例在第二工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图；
50.图3所示为本技术一示例性实施例在第三工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图；
51.图4所示为本技术一示例性实施例在第四工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图；
52.图5所示为本技术一示例性实施例在第五工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图；
53.图6所示为本技术一示例性实施例在第六工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图；
54.图7所示为本技术一示例性实施例在第一工作模式下的十二通阀的示意图。
55.附图标记：
56.1、汽车集成热管理系统；2、中间阀；3、电机；4、电池；5、氢燃料电堆；6、油冷器；7、散热器；8、换热器；9、蒸发器；10、冷凝器；11、内置冷凝器；12、空调箱；13、鼓风机；14、压缩
机；15、第一三通管；16、控制阀；17、第一电子膨胀阀；18、消音器；19、干燥器；20、去离子器；21、中冷器；22、odp；23、三通比例阀；24、电子扇；25、水泵；26、水箱；27、第二三通管；28、第三三通管；29、连接阀；30、第二电子膨胀阀。
具体实施方式
57.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
58.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
59.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
60.本技术提供一种车辆集成热管理系统与车辆。下面结合附图，对本技术的车辆集成热管理系统与车辆进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
61.图1所示为本技术一示例性实施例在第一工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图，图2所示为本技术一示例性实施例在第二工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图，图3所示为本技术一示例性实施例在第三工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图，图4所示为本技术一示例性实施例在第四工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图，图5所示为本技术一示例性实施例在第五工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图，图6所示为本技术一示例性实施例在第六工作模式下的汽车集成热管理系统的示意图。如图1至图6所示，本技术提供一种汽车集成热管理系统1，包括：根据设定方式连接的至少一个动力组件、散热组件、加热组件和中间阀2，系统包括多种工作模式，中间阀2包括多种导通状态；中间阀2用于根据系统的工作模式切换对应的导通状态，以使系统在当前的工作模式下形成至少一个工作回路，工作回路包括以下至少一种：
62.动力组件单独形成的自循环回路；
63.动力组件通过中间阀2与散热组件和加热组件中的至少一者连接形成的冷却液回路；
64.散热组件的至少部分和加热组件的至少部分连接形成的制冷剂回路。
65.如此，通过一个中间阀切换导通状态使系统在各工作模式下形成相应的工作回路，可以减少阀体和管路的使用，节约成本，并且该汽车集成热管理系统能在将至少一个动力组件稳定维持在最佳工作温度的同时，提升车辆整体的能量利用率。可以理解的，所述设定方式可以根据汽车的空间布局设定，也即动力组件、散热组件、加热组件和中间阀之间的连接方式是不变的，只需要通过切换中间阀的不同导通状态，实现系统在各工作模式下形成相应的工作回路。
66.其中，动力组件包括电机3、电池4和氢燃料电堆5，电机3将电能转换为机械能驱动汽车行驶，电池4储存电能为汽车提供电力，氢燃料电堆5用于发电，电机3、电池4和氢燃料电堆5所需的最佳工作温度不同，而汽车集成热管理系统1能在稳定维持至少一个动力组件处于最佳工作温度的同时，提升车辆整体的热量利用率。可以理解的，本技术通过一个中间阀2切换回路即可实现电机3、电池4和氢燃料电堆5在不同工作模式下组成各种回路。此外，使用中间阀2切换回路可以减少阀体和管路的使用以节约成本。
67.在一些实施例中，至少一个动力组件包括电机3、电池4以及氢燃料电堆5；散热组件包括油冷器6、散热器7、换热器8以及蒸发器9，加热组件包括冷凝器10和内置冷凝器11。电机3与油冷器6连接，油冷器6与中间阀2连接；散热器7、电池4、氢燃料电堆5、冷凝器10、换热器8均与中间阀2连接。中间阀2用于根据系统的工作模式切换与油冷器6、散热器7、电池4、氢燃料电堆5、冷凝器10以及换热器8的导通状态，以使系统在当前的工作模式下形成至少一个工作回路。如此，通过油冷器6和电机3连接形成机油回路，电机3的余热通过机油回路传递至油冷器6。使用机油回路冷却电机3，确保电机3在高效率区间运行。
68.参考图1至图6所示的实施例，汽车集成热管理系统1还包括压缩机14、控制阀16、第一三通管15、第二三通管27以及第三三通管28。冷凝器10和内置冷凝器11之间设置控制阀16。冷凝器10和换热器8之间设置第一三通管15，换热器8和蒸发器9之间设置第二三通管27，内置冷凝器11和蒸发器9之间设置第三三通管28。第一三通管15和第三三通管28连接。压缩机14的两端分别与控制阀16和第二三通管27连接。控制阀16、第一三通管15、第二三通管27以及第三三通管28用于根据系统的工作模式切换各自的导通状态，以使系统在不同的工作模式下形成不同的制冷剂回路。如此，通过切换控制阀16、第一三通管15、第二三通管27以及第三三通管28的开闭形成不同的制冷剂回路，可以对动力组件进行加热或降温，并提升车辆整体的能量利用率。
69.在一些实施例中，汽车集成热管理系统1还包括消音器18，连接于压缩机14和控制阀16之间。如此，可以降低压缩机14的排气口的噪音。在一些实施例中，汽车集成热管理系统1还包括干燥器19，连接于压缩机14和第二三通管27之间。如此，可以吸收制冷剂回路中的水分并过滤杂质。进一步地，换热器8的入口前可以设置第一电子膨胀阀17，蒸发器9的入口之前可以设置第二电子膨胀阀30，用于将高温高压的制冷剂节流降压。
70.进一步地，压缩机14包括排气口和进气口，压缩机14用于将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的制冷剂后从压缩机14的排气口流出。消音器18用于降低压缩机14的排气口的噪音。干燥器19用于吸收水分和过滤杂质。控制阀16分别与压缩机14的排气口、冷凝器10的入口和内置冷凝器11的入口连接，用于控制制冷剂经过冷凝器10还是经过内置冷凝器11流回压缩机14。需要说明的是，控制阀16、第一三通管15、第二三通管27以及第三三通管28
的导通状态的切换方式容下详述。
71.可以理解的，压缩机14、消音器18、干燥器19、控制阀16、换热器8、蒸发器9、冷凝器10、内置冷凝器11可以构成汽车集成热管理系统1的热泵系统，热泵系统能够通过制冷剂回流中制冷剂的热交换作用，实现对冷却液回路的加热或降温。
72.参考图1至图6的实施例，汽车集成热管理系统1还包括三通比例阀23和与三通比例阀23连接的连接阀29，三通比例阀29连接于散热器7的一端和中间阀2之间，连接阀29连接于散热器7的另一端和中间阀2之间。三通比例阀23用于根据系统的工作模式切换与散热器7和连接阀29的导通状态，以使系统在不同的工作模式下形成不同的冷却液回路。
73.具体地，三通比例阀23的一个端口与散热器7连接，其余两个端口分别与中间阀2及连接阀29连接。在一些工作模式下，三通比例阀23与连接阀29之间的端口不导通，其他端口均导通，以使散热器7参与形成冷却液回路。在另一些工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间的端口不导通，其他端口均导通，以使散热器7不参与形成冷却液回路。可以理解的，三通比例阀23用于控制散热器7是否参与形成制冷剂回路。进一步地，在一些工作模式下，可以控制三通比例阀23中与散热器7连接的阀口开度以控制冷却液流入散热器7的流量，从而实现精准控制动力组件的工作温度。需要说明的是，三通比例阀23的导通状态的切换方式容下详述
74.在一些实施例中，工作回路包括以下至少一种：
75.(1)在部分工作模式下，氢燃料电堆5单独形成的自循环回路。如此，氢燃料电堆5可以维持在正常工作温度范围内，无需通过散热组件或加热组件调节工作温度。
76.(2)在部分工作模式下，电池4、油冷器6、散热器7、换热器8以及冷凝器10通过中间阀2连接形成的第一冷却液回路。如此，通过散热组件和加热组件进行降温或加热，可以调节电机3和电池4处的工作温度，使电机3和电池4在高效率区间运行。
77.(3)在部分工作模式下，电池4和冷凝器10通过中间阀2连接形成的第二冷却液回路。如此，通过加热组件可以加热电池4，在环境温度较低的情况下，使电池4在高效率区间运行。
78.(4)在部分工作模式下，油冷器6、散热器7以及换热器8通过中间阀2连接形成的第三冷却液回路。如此，通过散热组件给电机3降温，使电机3在高效率区间运行。
79.(5)在部分工作模式下，氢燃料电堆5以及油冷器6通过中间阀2连接形成的第四冷却液回路。如此，通过电机3的余热直接加热氢燃料电堆5，使氢燃料电堆5维持在最佳工作温度，并且可以提升车辆整体的能量利用率。
80.(6)在部分工作模式下，氢燃料电堆5、油冷器6、散热器7通过中间阀2接形成的第五冷却液回路。如此，通过散热组件冷却电机3和氢燃料电堆5，使电机3和氢燃料电堆5维持在最佳工作温度。
81.(7)在部分工作模式下，电池4和换热器8通过中间阀2连接形成的第六冷却液回路。如此，通过散热组件以实现电池4的降温，在环境温度较高的情况下，使电池4在高效率区间运行。
82.(8)在部分工作模式下，氢燃料电堆5、油冷器6、冷凝器10通过中间阀2接形成的第七冷却液回路。如此，通过散热组件和加热组件以冷却氢燃料电堆5和电机3，使电机3和氢燃料电堆5在高效率区间运行。
83.(9)在部分工作模式下，油冷器6、换热器8以及冷凝器10通过中间阀2接形成的第八冷却液回路。如此，通过散热组件实现电机3的冷却，电机3的热量传递至加热组件，以提升车辆整体的能量利用率。
84.(10)在部分工作模式下，冷凝器10、换热器8以及蒸发器9连接形成的第一制冷剂回路。如此，通过第一制冷剂回路进行热交换，并联的换热器8和蒸发器9带走热量，实现降温。
85.(11)在部分工作模式下，冷凝器10和换热器8连接形成的第二制冷剂回路。如此，通过第二制冷剂回路进行热交换，以吸收电机3的余热，实现降温。
86.(12)在部分工作模式下，内置冷凝器11和换热器8连接形成的第三制冷剂回路。如此，内置冷凝器11散发热量，实现加热。
87.中间阀2用于根据系统的工作模式切换与油冷器6、散热器7、电池4、氢燃料电堆5、冷凝器10以及换热器8的导通状态，以使系统在不同的工作模式下形成不同的工作回路。如此，系统可以通过中间阀切换不同的导通状态，实现在不同工作模式下形成不通过的冷却液回路和制冷剂回路。需要说明的是，系统所能形成的工作回路的数量和形成方式不限于上述所例举的。
88.在一些实施例中，系统包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式中的至少一种。
89.参考图1所示的实施例，在第一工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间导通、与连接阀29之间不导通。控制阀16与冷凝器10导通、与内置冷凝器11不导通。第一三通管15、第二三通管27以及第三三通管28均导通。
90.氢燃料电堆5与中间阀2连接并单独形成自循环回路。可以理解的，电机储存电能为车辆提供电力，氢燃料电堆5用于发电。在汽车集成热管理系统1中，还包括去离子器20和中冷器21，去离子器20和中冷器21与氢燃料电堆5串联形成自循环回路，去离子器20用于去除回路中的导电离子，中冷器21用于压缩和冷却空气。氢燃料电堆5独自形成自循环回路可以维持在正常工作温度范围内，无需通过散热组件或加热组件调节工作温度。
91.中间阀2切换导通状态使电池4、油冷器6、散热器7、换热器8以及冷凝器10通过中间阀2连接形成第一冷却液回路。冷凝器10、换热器8以及蒸发器9连接形成第一制冷剂回路。如此，通过散热组件和加热组件对电机3和电池4进行降温或加热，可以调节电机3和电池4处的工作温度。制冷剂从压缩机14流出后，一路可以经过控制阀16、冷凝器10、第一三通管15、换热器8、第二三通管27回到压缩机14。另一路可以经过控制阀16、冷凝器10、第一三通管15、第三三通管28、蒸发器9、第二三通管27回到压缩机14。能够起到分流制冷剂分别经过换热器8和蒸发器9的作用，可以充分利用蒸发器9吸收环境中的热量，以实现更好的降温。
92.进一步地，油冷器6可以设置机油通道和用于形成冷却液回路的第一冷却液通道。冷凝器10可以设置用于形成冷却液回路的第二冷却液通道和用于形成制冷剂回路的第一制冷剂通道。换热器8可以设置用于形成冷却液回路的第三冷却液通道和用于形成制冷剂回路的第二制冷剂通道。
93.第一工作模式下，第一冷却液通道、第二冷却液通道和第三冷却液通道连通，形成第一冷却液回路的一部分。第一制冷剂通道和第二制冷剂通道连通，形成第一制冷剂通道
的一部分。如此，电机3的热量通过机油通道传递至第一冷却液回路，再通过第一冷却液回路传递至第一制冷剂回路，最后通过散热器7散热。第一制冷剂回路的热量经过各冷却液通道和制冷剂通道的换热作用后，通过换热器8和蒸发器9将热量吸收，并通过冷凝器10将热量传递回环境中，部分热量回到第一冷却液回路中，最终通过散热器7散热，从而实现第一工作模式下，电机3和电池4的降温，以及氢燃料电堆5的自循环匀热。
94.参考图2所示的实施例，在第二工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间导通、与连接阀29之间不导通。控制阀16与冷凝器10导通、与内置冷凝器11不导通。第一三通管15与第三三通管28之间不导通，第一三通管15和第二三通管27的其他端口均导通。氢燃料电堆5与中间阀2连接并单独形成自循环回路。中间阀2切换导通状态使电池4和冷凝器10通过中间阀2连接形成的第二冷却液回路。油冷器6、散热器7以及换热器8通过中间阀2连接形成的第三冷却液回路。冷凝器10和换热器8连接形成第二制冷剂回路。制冷剂从压缩机14流出后，经过控制阀16、冷凝器10、第一三通管15、换热器8、第二三通管27回到压缩机14。
95.如此，氢燃料电堆5独自形成自循环回路可以维持在正常工作温度范围内，无需通过散热组件或加热组件调节工作温度。第二冷却液回路通过加热组件加热电池4，第三冷却液回路通过散热组件给电机3降温。电池4和冷凝器10串联形成第二冷却液回路，冷凝器10位于第二制冷剂回路中，第二工作模式下，第二冷却液通道形成第二冷却液回路的一部分。第一冷却液通道与第三冷却液通道连通，形成第三冷却液回路的一部分。第一制冷剂通道和第二制冷剂通道连通，形成第二制冷剂通道的一部分。第二制冷剂回路中的热量通过冷凝器10放热传递至第二冷却液回路以加热电池4。第三冷却液回路中，散热器7给电机3降温，换热器8吸收电机3中热量并通过第二制冷剂回路中的冷凝器10传递到环境中，部分热量再次回到第二冷却液回路中加热电池4。在第二工作模式下，汽车集成热管理系统1实现电池4加热和电机3降温。
96.参考图3所示的实施例，在第三工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间不导通、与连接阀29之间导通。中间阀2切换导通状态使系统不形成制冷剂回路，氢燃料电堆5以及油冷器6通过中间阀2连接形成第四冷却液回路。
97.如此，通过电机3的余热直接加热氢燃料电堆5，使氢燃料电堆5维持在最佳工作温度，并且可以提升车辆整体的能量利用率。在该模式下，换热器8仅作为连接通道串联于第四冷却液回路中，不起到吸收热量的作用。第三工作模式下，第一冷却液通道形成第四冷却液回路的一部分。电机3的余热通过油冷器6传递至氢燃料电堆5以提高氢燃料电堆5的工作温度，使氢燃料电堆5维持在最佳工作温度，并且可以提升车辆整体的能量利用率。
98.参考图4所述的实施例，在第四工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间导通、与连接阀29之间不导通。中间阀2切换导通状态使系统不形成制冷剂回路，氢燃料电堆5、油冷器6、散热器7通过中间阀2接形成第五冷却液回路。
99.如此，通过散热组件冷却电机3和氢燃料电堆5，使电机3和氢燃料电堆5维持在最佳工作温度。在该模式下，换热器8仅作为连接通道串联于第五冷却液回路中，不起到吸收热量的作用。第四工作模式下，第一冷却液通道形成第五冷却液回路的一部分。电机3和氢燃料电堆5的余热通过散热器7传递至环境中，在第四工作模式下，汽车集成热管理系统1实现电机3和氢燃料电堆5的冷却。
100.参考图5所示的实施例，在第五工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间导通、与
连接阀29之间不导通。控制阀16与冷凝器10导通、与内置冷凝器11不导通。第一三通管15与第三三通管28之间不导通，第一三通管15和第二三通管27的其他端口均导通。中间阀2切换导通状态使电池4和换热器8通过中间阀2连接形成第六冷却液回路。氢燃料电堆5、油冷器6、冷凝器10通过中间阀2接形成第七冷却液回路。冷凝器10和换热器8连接形成第二制冷剂回路。制冷剂从压缩机14流出后，经过控制阀16、冷凝器10、第一三通管15、换热器8、第二三通管27回到压缩机14。
101.如此，通过散热组件以实现电池4的降温，第七冷却液回路通过散热组件和加热组件以冷却氢燃料电堆5和电机3，第二制冷剂回路将散热组件的至少部分吸收的热量传递至加热组件以传递至环境中。在第五工作模式下，第三冷却液通道形成第六冷却液回路的一部分。第一冷却液通道与第二冷却液通道连通，形成第七冷却液回路的一部分。第一制冷剂通道和第二制冷剂通道连通，形成第二制冷剂通道的一部分。汽车集成热管理系统1实现电机3、电池4和氢燃料电堆5维持在最佳工作温度。电池4与换热器9连通，电池4的热量通过第二制冷剂回路传递至冷凝器10中，实现电池4的降温。电机3和氢燃料电堆5的热量通过散热器传递至环境空气中，实现电机3和氢燃料电堆5的冷却。
102.参考图6所示的实施例，在第六工作模式下，三通比例阀23与散热器7之间不导通、与连接阀29之间导通。控制阀16与内置冷凝器11导通、与冷凝器10不导通。第一三通管15与第三三通管28之间导通，第三三通管28与蒸发器9之间不导通。中间阀2切换导通状态使油冷器6、换热器8以及冷凝器10通过中间阀2接形成第八冷却液回路。内置冷凝器11和换热器8连接形成第三制冷剂回路。制冷剂从压缩机14流出后，经过控制阀16、内置冷凝器11、第三三通管28、换热器8、第二三通管27回到压缩机14。如此，利用内置冷凝器11传递冷却液回路中的余热，以实现内置冷凝器11周围环境温度的升高。
103.如此，油冷器6通过中间阀2与散热组件连接形成第八冷却液回路，通过散热组件实现电机3的冷却，电机3的热量的通过第三制冷剂回路传递至加热组件，以提升车辆整体的能量利用率。在第六工作模式下，第一冷却液通道、第二冷却液通道和第三冷却液通道连通，形成第八冷却液回路的一部分。第一冷却液通道与第二冷却液通道连通，形成第七冷却液回路的一部分。内置冷凝器可以设置第三制冷剂通道，第一制冷剂通道和第三制冷剂通道连通，形成第三制冷剂通道的一部分。电机3的余热通过机油回路和第八冷却液回路传递至换热器8，换热器8吸收热量并通过第三制冷剂回路传递至内置冷凝器11，热量通过内置冷凝器11传递至环境中。在第六工作模式下，汽车集成热管理系统1实现电机3的冷却和电机3余热的再利用。
104.可以理解的，热泵系统在第一工作模式、第二工作模式、第五工作模式和第六工作模式下起作用，利用制冷剂回流中制冷剂的热交换作用，实现对冷却液回路的加热或降温。热泵系统在第三工作模式和第四工作模式下不需要参与工作。具体地，在第一工作模式下，制冷剂从压缩机14的排气口流出，经过消音器18、控制阀16、冷凝器10后，一路经过第一三通管15、第一电子膨胀阀17、换热器8、第二三通管27和干燥器19，最后通过压缩机14的进气口流回压缩机14，形成第一制冷剂回路。另一路经过第一三通管15、第三三通管28、第二电子膨胀阀30、蒸发器9、第二三通管27和干燥器19，最后通过压缩机14的进气口流回压缩机14。在第二工作模式和第五工作模式下，制冷剂通过压缩机14的排气口流出，经过消音器18、控制阀16、冷凝器10、第一三通管15、第一电子膨胀阀17、换热器8、第二三通管27、和干
燥器19，最后通过压缩机14的进气口流回压缩机14，形成第二制冷剂回路。在第六工作模式下，制冷剂通过压缩机14的排气口流出，经过消音器18、控制阀16、内置冷凝器11、第三三通管28、第一三通管15、第一电子膨胀阀17、换热器8、第二三通管27和干燥器19，最后通过压缩机14的进气口流回压缩机14，形成第三制冷剂回路。
105.在一些实施例中，汽车集成热管理系统1中还包括电子扇24，电子扇24位于散热器7一侧，用于将散热器7中的热量传递至环境中。
106.在一些实施例中，汽车集成热管理系统1中还包括odp22，odp22为车载ac/dc电源充电器obc、车载dc/dc电源转换器dcdc和车用高压连接集线盒pdu的总称，odp22位于油冷器6的入口之前，odp22用于转换及传输交流和直流能量。
107.在一些实施例中，汽车集成热管理系统1中还包括水泵25，水泵25数量为多个，多个水泵25设于机油回路和各冷却液回路中，用于控制冷却液和机油的流向和流量。
108.在一些实施例中，汽车集成热管理系统1中还包括水箱26，水箱26位于汽车集成热管理系统1中的最高处，水箱26与多个导管的一端连接，多个导管的另一端与汽车集成热管理系统1中的回路连接，在一些实施例中，水箱26分别连接至散热器7、电池4和氢燃料电堆5所在回路，用于补充回路中的冷却液以及排出回路中的空气，以提高汽车集成热管理系统1的热管理效率。
109.在一些实施例中，冷凝器10为水冷凝器，换热器8为板式换热器。水冷凝器的冷凝温度比较低，对压缩机的制冷能力和运行的经济性比较有利。板式换热器的优点是换热效率高、热损失小和结构紧凑轻巧。
110.参考图1至图6所示的实施例，中间阀2包括十二通阀。十二通阀包括阀芯和十二个端口，十二个端口两两连接形成阀通道，阀芯用于带动阀通道转动以将动力组件、散热组件和加热组件组合形成回路，或单独形成回路。通过调节十二通阀的各个端口之间的导通关系，可以实现汽车集成热管理系统1在不同工作模式下切换形成不同的工作回路。
111.参考图7所示的实施例，图7所示为本技术一示例性实施例在第一工作模式下的十二通阀的示意图。十二通阀的十二个端口包括端口1、端口2、端口3、端口4、端口5、端口6、端口7、端口8、端口9、端口10、端口11、端口12。端口1与冷凝器10的出口连接，端口2与冷凝器10的入口连接，端口3与氢燃料电堆5的出口连接，端口4与电池4的入口连接，端口5与电池5的出口连接，端口6与氢燃料电堆5的入口连接，端口7与换热器8的出口连接，端口8与换热器8的入口连接，端口9与油冷器6的出口连接，端口10与油冷器6的入口连接，端口11与散热器7的出口连接，端口12与散热器7的入口连接。
112.可选地，电机3和油冷器6形成的机油回路中可以设置水泵25以起到控制机油的流向和流量的作用。油冷器6的出口和端口9之间可以设置一个水泵25，电池4的出口和端口5之间可以设置一个水泵25，氢燃料电池5的入口和端口6之间可以设置一个水泵25。如此，水泵25可以在各种不同模式下所述形成的冷却液回路中，都起到控制冷却液的流向和流量的作用。
113.参考图1至图7所示，第一工作模式下，端口1与端口10导通，端口2与端口5导通，端口3与端口6导通，端口4与端口7导通，端口8与端口11导通，端口9与端口12导通，以使油冷器6、散热器7、换热器8、电池4、冷凝器10形成第一冷却液回路。
114.第二工作模式下，端口1与端口4导通，端口2与端口5导通，以使电池4和冷凝器10
形成第二冷却液回路。端口3与端口6导通，端口7与端口10导通，端口8与端口11导通，端口9与端口12导通，以使油冷器6、散热器7和换热器8形成第三冷却液回路。
115.第三工作模式下，关闭端口1、端口2、端口4和端口5，以使冷凝器10和电池4不参与工作。端口3与端口12导通，端口6与端口9导通，端口7与端口10导通，端口8与端口11导通，以使氢燃料电堆5、换热器8和油冷器6形成第四冷却液回路。
116.第四工作模式下，关闭端口1、端口2、端口4和端口5，以使冷凝器10和电池4不参与工作。端口3与端口12导通，端口6与端口9导通，端口7与端口10导通，端口8与端口11导通，以使氢燃料电堆5、散热器7、换热器8和油冷器6形成第五冷却液回路。
117.第五工作模式下，端口4与端口7导通，端口5与端口8导通，以使电池4与换热器8形成第六冷却液回路。端口1与端口10导通，端口2与端口11导通，端口3与端口12导通，端口6与端口9导通，以使氢燃料电堆5、散热器7、冷凝器10和油冷器6形成第七冷却液回路。
118.第六工作模式下，端口1、端口2、端口3、端口4、端口5和端口6关闭，以使冷凝器10、电池4和氢燃料电堆5不参与工作。端口7与端口10导通，端口8与端口11导通，端口9与端口12导通，以使油冷器6和换热器8形成第八冷却液回路。
119.需要说明的是，汽车集成热管理系统1不限于上述的六种工作模式，还可以根据实际需要，调节十二通阀的各个端口之间的导通关系，实现相应的工作模式形成相应的工作回路。可以理解的，可以通过调节哪些端口之间导通，从而控制哪些组件和器件在该模式下参与工作。通过调节哪些端口之间关闭不导通，从而控制哪些组件和器件在该模式下不参与工作。
120.本技术提供一种车辆，包括如上述任一实施例所述的汽车集成热管理系统1。
121.参考图1至图6的所示的实施例，车辆包括空调箱12和乘员舱，散热组件包括蒸发器9，加热组件包括内置冷凝器11，蒸发器9和内置冷凝器11设置于空调箱12内，空调箱12设置于乘员舱。
122.空调箱12包括鼓风机13，鼓风机13位于内置冷凝器11的后方，鼓风机13用于将至少部分动力组件的余热通过内置冷凝器11传递至乘员舱，蒸发器9用于带走乘员舱中的热量。具体地，在第一工作模式下，并联的换热器8和蒸发器9与冷凝器10连接形成第一制冷剂回路，蒸发器9带走乘员舱中的热量，并通过热泵系统将热量传递至环境中。在第六工作模式下，换热器8吸收电机3的余热并通过第三制冷剂回路传递至内置冷凝器11，余热通过内置冷凝器11传递至环境中后，热量通过鼓风机13传递至乘员舱，实现了乘员舱的加热，以提升车辆整体的能量利用率。
123.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
124.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种汽车集成热管理系统，其特征在于，包括：根据设定方式连接的至少一个动力组件、散热组件、加热组件和中间阀，所述系统包括多种工作模式，所述中间阀包括多种导通状态；所述中间阀用于根据所述系统的工作模式切换对应的导通状态，以使所述系统在当前的工作模式下形成至少一个工作回路，所述工作回路包括以下至少一种：所述动力组件单独形成的自循环回路；所述动力组件通过所述中间阀与所述散热组件和所述加热组件中的至少一者连接形成的冷却液回路；所述散热组件的至少部分和所述加热组件的至少部分连接形成的制冷剂回路。2.根据权利要求1所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，所述至少一个动力组件包括电机、电池以及氢燃料电堆；所述散热组件包括油冷器、散热器、换热器以及蒸发器，所述加热组件包括冷凝器和内置冷凝器；所述电机与所述油冷器连接，所述油冷器与所述中间阀连接；所述散热器、所述电池、所述氢燃料电堆、所述冷凝器、所述换热器均与所述中间阀连接；所述中间阀用于根据所述系统的工作模式切换与所述油冷器、所述散热器、所述电池、所述氢燃料电堆、所述冷凝器以及所述换热器的导通状态，以使所述系统在当前的工作模式下形成至少一个所述工作回路。3.根据权利要求2所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，还包括压缩机、控制阀、第一三通管、第二三通管以及第三三通管；所述冷凝器和所述内置冷凝器之间设置所述控制阀；所述冷凝器和所述换热器之间设置所述第一三通管；所述换热器和所述蒸发器之间设置所述第二三通管；所述内置冷凝器和所述蒸发器之间设置所述第三三通管；所述第一三通管和所述第三三通管连接；所述压缩机的两端分别与所述控制阀和所述第二三通管连接；所述控制阀、所述第一三通管、第二三通管以及所述第三三通管用于根据所述系统的工作模式切换各自的导通状态，以使所述系统在不同的工作模式下形成不同的制冷剂回路。4.根据权利要求2或3所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，还包括三通比例阀和与所述三通比例阀连接的连接阀，所述三通比例阀连接于所述散热器的一端和所述中间阀之间，所述连接阀连接于所述散热器的另一端和所述中间阀之间；所述三通比例阀用于根据所述系统的工作模式切换与所述散热器和所述连接阀的导通状态，以使所述系统在不同的工作模式下形成不同的冷却液回路。5.根据权利要求4所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，所述中间阀用于根据所述系统的工作模式切换与所述油冷器、所述散热器、所述电池、所述氢燃料电堆、所述冷凝器以及所述换热器的导通状态，以使所述系统在不同的工作模式下形成不同的工作回路；所述工作回路包括以下至少一种：在部分工作模式下，所述氢燃料电堆单独形成的自循环回路；在部分工作模式下，所述电池、所述油冷器、所述散热器、所述换热器以及所述冷凝器通过所述中间阀连接形成的第一冷却液回路；在部分工作模式下，所述电池和所述冷凝器通过所述中间阀连接形成的第二冷却液回路；
在部分工作模式下，所述油冷器、所述散热器以及所述换热器通过所述中间阀连接形成的第三冷却液回路；在部分工作模式下，所述氢燃料电堆以及所述油冷器通过所述中间阀连接形成的第四冷却液回路；在部分工作模式下，所述氢燃料电堆、所述油冷器、所述散热器通过所述中间阀接形成的第五冷却液回路；在部分工作模式下，所述电池和所述换热器通过所述中间阀连接形成的第六冷却液回路；在部分工作模式下，所述氢燃料电堆、所述油冷器、所述冷凝器通过所述中间阀接形成的第七冷却液回路；在部分工作模式下，所述油冷器、所述换热器以及所述冷凝器通过所述中间阀接形成的第八冷却液回路；在部分工作模式下，所述冷凝器、所述换热器以及所述蒸发器连接形成的第一制冷剂回路；在部分工作模式下，所述冷凝器和所述换热器连接形成的第二制冷剂回路；在部分工作模式下，所述内置冷凝器和所述换热器连接形成的第三制冷剂回路。6.根据权利要求5所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，所述系统包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式中的至少一种；在第一工作模式下，所述氢燃料电堆单独形成自循环回路；所述中间阀切换导通状态使所述电池、所述油冷器、所述散热器、所述换热器以及所述冷凝器通过所述中间阀连接形成第一冷却液回路；所述冷凝器、所述换热器以及所述蒸发器连接形成第一制冷剂回路；在第二工作模式下，所述氢燃料电堆单独形成自循环回路；所述中间阀切换导通状态使所述电池和所述冷凝器通过所述中间阀连接形成的第二冷却液回路，所述油冷器、所述散热器以及所述换热器通过所述中间阀连接形成的第三冷却液回路；所述冷凝器和所述换热器连接形成第二制冷剂回路；在第三工作模式下，所述中间阀切换导通状态使所述氢燃料电堆以及所述油冷器通过所述中间阀连接形成第四冷却液回路；在第四工作模式下，所述中间阀切换导通状态使所述氢燃料电堆、所述油冷器、所述散热器通过所述中间阀接形成第五冷却液回路；在第五工作模式下，所述中间阀切换导通状态使所述电池和所述换热器通过所述中间阀连接形成第六冷却液回路；所述氢燃料电堆、所述油冷器、所述冷凝器通过所述中间阀接形成第七冷却液回路；所述冷凝器和所述换热器连接形成第二制冷剂回路；在第六工作模式下，所述中间阀切换导通状态使所述油冷器、所述换热器以及所述冷凝器通过所述中间阀接形成第八冷却液回路；所述内置冷凝器和所述换热器连接形成第三制冷剂回路。7.根据权利要求3所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，还包括消音器，连接于所述压缩机和所述控制阀之间；和/或还包括干燥器，连接于所述压缩机和所述第二三通管之间。
8.根据权利要求2所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，还包括去离子器和中冷器，所述去离子器、所述中冷器以及所述氢燃料电堆连接形成所述自循环回路。9.根据权利要求1至8中任一项所述的汽车集成热管理系统，其特征在于，所述中间阀包括十二通阀。10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的汽车集成热管理系统。11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括空调箱和乘员舱，所述散热组件包括蒸发器，所述加热组件包括内置冷凝器；所述蒸发器和所述内置冷凝器设置于所述空调箱内；所述空调箱设置于所述乘员舱；所述空调箱包括鼓风机，所述鼓风机位于所述内置冷凝器的后方，所述鼓风机用于将至少部分所述动力组件的余热通过所述内置冷凝器传递至所述乘员舱，所述蒸发器用于散热所述乘员舱中的热量。

技术总结
本申请提供的汽车集成热管理系统及车辆，系统包括：根据设定方式连接的至少一个动力组件、散热组件、加热组件和中间阀，系统包括多种工作模式，中间阀包括多种导通状态；中间阀用于根据系统的工作模式切换对应的导通状态，以使系统在当前的工作模式下形成至少一个工作回路，工作回路包括以下至少一种：动力组件单独形成的自循环回路；动力组件通过中间阀与散热组件和加热组件中的至少一者连接形成的冷却液回路；散热组件的至少部分和加热组件的至少部分连接形成的制冷剂回路。如此，使用一个中间阀切换导通状态实现系统在各工作模式下形成相应的工作回路，可以减少阀体和管路的使用，节约成本，提升车辆整体的能量利用率。提升车辆整体的能量利用率。提升车辆整体的能量利用率。


技术研发人员：姚元博 周剑 张振兴
受保护的技术使用者：浙江翼真汽车研究开发有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/6