本發(fā)明涉及一種熱管理系統(tǒng)，用于在車輛的溫控回路的封閉系統(tǒng)中調(diào)節(jié)溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量，其中溫控回路包括至少一個用于對電池進(jìn)行溫度控制的第一子回路，至少一個用于對至少一個電子組件進(jìn)行溫度控制的第二子回路，以及至少一個包括至少一個熱交換器的第三子回路，該熱交換器用于從環(huán)境空氣中吸收熱量和/或向其釋放熱量，并用于在溫控介質(zhì)中傳遞熱量和/或從中傳遞熱量，其中子回路分別包括供流和回流，以及具有至少一個該熱管理系統(tǒng)的車輛。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代車輛中，尤其是電動車和混合動力車輛，越來越多的電子控制組件，如電動調(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)泵、大量傳感器等，沿著流體回路或溫控回路(如車輛的冷卻回路)布置。這帶來了按需和優(yōu)化駕駛狀態(tài)的熱管理的優(yōu)勢，一方面支持駕駛舒適性，另一方面支持續(xù)航里程優(yōu)化。所使用的溫控介質(zhì)在車輛溫控回路的封閉系統(tǒng)中運行。這樣的溫控回路包括至少一個用于對動力電池進(jìn)行溫度控制的第一子回路，至少一個用于對至少一個電子組件進(jìn)行溫度控制的第二子回路，以及至少一個包含熱交換器的第三子回路，該熱交換器用于從車輛的環(huán)境空氣中吸收熱量并向其釋放熱量，當(dāng)然也由溫控介質(zhì)流經(jīng)，以便通過熱交換器實現(xiàn)向溫控介質(zhì)的熱傳遞以及從溫控介質(zhì)向環(huán)境空氣的熱傳遞。通過第三子回路，還可以調(diào)節(jié)車輛內(nèi)部或駕駛艙的空調(diào)舒適性。每個子回路都有一個供流和一個回流。

2、例如，de102020206268a1中已知一種用于機動車輛電池的熱管理系統(tǒng)，該機動車輛特別是電動車、電池電動車或混合動力電動車，該系統(tǒng)包括控制單元、第一冷卻液回路，其中第一冷卻液回路包括電池、冷卻器和第一泵，以及第二冷卻液回路，其中第二冷卻液回路包括電加熱器、加熱器熱交換器和第二泵，第一和第二冷卻液回路通過耦合裝置在熱或熱流體上相互耦合?？刂茊卧辉O(shè)計成能夠調(diào)節(jié)第一泵和第二泵的性能，以滿足熱管理的要求。從該現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)中可以看出，這種具有多個冷卻回路的熱管理系統(tǒng)的復(fù)雜性，其中包含多個組件，如泵、電池、電加熱器等，冷卻回路相互連接并相互嵌套。

3、為解決這一問題，de102021102473a1提出了一種用于具有電動驅(qū)動系統(tǒng)的車輛的冷卻系統(tǒng)的熱管理模塊，該模塊具有帶有多個冷卻液接口的模塊殼體，其中冷卻液接口具有第一冷卻液接口、第二冷卻液接口和第三冷卻液接口，并且在模塊殼體中設(shè)置了用于控制冷卻液接口之間流體流動的調(diào)節(jié)閥。熱管理模塊具有用于傳輸冷卻液的第一連接管道，其中第一連接管道將第一冷卻液接口與第二冷卻液接口流體連接。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)de102021102473a1，該熱管理模塊非常復(fù)雜且昂貴，以9/x通閥的形式構(gòu)建，用于調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)在冷卻系統(tǒng)不同分支中的流動。在根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)的熱管理模塊的模塊殼體內(nèi)部，形成了一個內(nèi)部空間，其中布置了設(shè)計為旋轉(zhuǎn)滑閥的調(diào)節(jié)閥。通過調(diào)節(jié)閥，可以切換和中斷各個冷卻液接口之間的流體貫通的耦合。為此，調(diào)節(jié)閥具有帶有閥室開口的閥室，這些開口可以與相應(yīng)的冷卻液接口對齊，以便至少兩個冷卻液接口可以通過閥室流體貫通地連接在一起。這不僅由于該熱管理模塊的復(fù)雜性而被證明是不利的，而且還因為該熱管理模塊針對特定應(yīng)用而設(shè)計，不能多功能或通用使用。這導(dǎo)致以這種方式制造的熱管理模塊的數(shù)量相對較少，因此這種熱管理模塊的成本相對較高。由于該熱管理模塊設(shè)計的復(fù)雜性，它也相對容易出錯。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的是提供一種熱管理系統(tǒng)，包括車輛的溫控回路的封閉系統(tǒng)，其中溫控介質(zhì)可以流動或正在流動，其中，該溫控回路包括至少三個子回路，以及提供一種具有至少一個該熱管理系統(tǒng)的車輛，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，并且可以集中實現(xiàn)子回路的耦合和連接以及溫控介質(zhì)輸送。

2、通過以下方式實現(xiàn)了根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的熱管理系統(tǒng)的目的，即熱管理系統(tǒng)包括至少一個熱管理模塊，該熱管理模塊包括至少一個承載結(jié)構(gòu)部件，在該承載結(jié)構(gòu)部件上至少可以布置或已布置或集成用于對溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件。對于一種車輛，特別是電動車、電池電動車或混合動力車輛，通過以下方式實現(xiàn)了該目的，即車輛包括至少一個該熱管理系統(tǒng)。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。

3、因此，提出了一種熱管理系統(tǒng)，該熱管理系統(tǒng)包括至少一個熱管理模塊。熱管理模塊包括至少一個承載結(jié)構(gòu)部件，在其上可以布置或已布置用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件，例如冷卻液作為溫控介質(zhì)，或者這些組件可以或已集成到其中。熱管理模塊或其至少一個承載結(jié)構(gòu)部件優(yōu)選地將溫控回路的至少兩個子回路流體連接在一起，特別優(yōu)選地連接溫控回路的三個子回路。至少兩個，尤其是至少三個子回路的供流和回流通過熱管理模塊可以流體連接或已連接。子回路通常被理解為封閉的回路，因此例如不存在與其他子回路的短路，并且可以通過供流和回流連接或已連接熱管理模塊。

4、用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件可以是標(biāo)準(zhǔn)組件，因此不像根據(jù)de102021102473a1的特殊閥門那樣是專門制造的，因此這種熱管理模塊的成本可以顯著低于現(xiàn)有技術(shù)。根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)建的非常復(fù)雜的特殊閥門僅替代了傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)閥門的功能，但并未將其整合，這與現(xiàn)有的熱管理模塊不同。它也不包括用于溫控介質(zhì)輸送的組件，如泵裝置或傳感器裝置，這與現(xiàn)有的熱管理模塊不同。通過現(xiàn)有的熱管理模塊，并未增加閥門功能的復(fù)雜性，而是在其承載結(jié)構(gòu)部件上或內(nèi)部可以布置常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)組件，特別是標(biāo)準(zhǔn)閥門。

5、與de102020206268a1不同，現(xiàn)有的熱管理系統(tǒng)包括至少一個熱管理模塊，在該模塊內(nèi)可以耦合子回路，并且在其承載結(jié)構(gòu)部件處、上或內(nèi)部可以布置或已經(jīng)布置用于溫控介質(zhì)輸送和質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的組件以及必要時的至少一個傳感器裝置。因此，熱管理模塊或其至少一個承載結(jié)構(gòu)部件包括流體連接路徑，特別是流體通道，用于流體連接到可以連接到該模塊或承載結(jié)構(gòu)部件的子回路以及用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件。子回路的供流和回流分別優(yōu)選連接或可連接到熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件。因此，具有至少一個承載結(jié)構(gòu)部件的熱管理模塊可以集中實現(xiàn)通過承載結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)部流體路徑或流體通道對至少三個子回路的耦合，通過至少一個安裝在其處、其內(nèi)或其上的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)組件對子回路的連接，以及通過至少一個安裝在其處、其內(nèi)或其上的溫控介質(zhì)輸送組件進(jìn)行溫控介質(zhì)輸送。用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件和用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件可以是通常的標(biāo)準(zhǔn)組件，安裝在至少一個承載結(jié)構(gòu)部件處、內(nèi)或上。因此，承載結(jié)構(gòu)部件提供了一個用于安裝這些標(biāo)準(zhǔn)組件的結(jié)構(gòu)。

6、用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件，特別是用于溫控介質(zhì)輸送的至少兩個組件，以及用于質(zhì)量流量輸送的至少兩個組件可設(shè)置作為用于溫控介質(zhì)輸送和質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的熱管理模塊的組件。例如，熱管理模塊的用于溫控介質(zhì)輸送的這樣的組件被設(shè)計為泵裝置，用于輸送溫控介質(zhì)，而用于溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的這樣的組件特別被設(shè)計為閥門。熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件優(yōu)選包括至少一個用于溫控介質(zhì)的輸送的泵裝置和至少兩個用于溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量的調(diào)節(jié)的閥門，特別是至少兩個用于溫控介質(zhì)的輸送的泵裝置和至少兩個用于溫控介質(zhì)質(zhì)量流量的調(diào)節(jié)的閥門。至少兩個閥門可以優(yōu)選設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)閥門，因此它們相對成本較低。這里的標(biāo)準(zhǔn)閥特別指的是2/2-通閥、3/2-通閥、3/3-通閥、4/2-通閥或4/3-通閥。將一個或兩個用于輸送溫控介質(zhì)泵裝置以及兩個用于調(diào)節(jié)溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量的閥門設(shè)置作為布置在熱管理模塊的承載結(jié)構(gòu)部件上或中的熱管理模塊的組件特別可以用于調(diào)節(jié)車輛溫控回路的三個子回路中的溫控介質(zhì)質(zhì)量流量，該車輛特別是電動車、電池電動車或混合動力車輛，因此特別包括動力電池。這種車輛的溫控回路包括至少一個用于對車輛的電池或動力電池進(jìn)行溫控的第一子回路。它還包括至少一個用于對至少一個電子組件進(jìn)行溫控的第二子回路，例如功率電子器件、一個或多個控制設(shè)備、逆變器、充電器、可能還有電動機，該電動機也可以在一個單獨的子回路中使用導(dǎo)熱油作為溫控介質(zhì)、或者其他需要或應(yīng)當(dāng)進(jìn)行溫控的電子組件，其中此類其他電子組件不包括其他電氣組件，如電加熱器。其將被布置在一個單獨的子回路中。溫控回路還包括至少一個第三子回路，該第三子回路包括熱交換器，用于從包圍車輛的環(huán)境空氣中吸收熱量和/或向其釋放熱量，并調(diào)節(jié)車輛內(nèi)部或車艙內(nèi)的空調(diào)舒適性。吸收和/或釋放的熱量被傳遞到溫控介質(zhì)或從溫控介質(zhì)中提取。因此，這種至少一個第三子回路的熱交換器特別布置在車輛的前端，并通過第三子回路與熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件流體連接。車輛的電池或動力電池的第一子回路也與熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件流體連接，第二子回路用于對電子組件，例如功率電子器件進(jìn)行溫度控制。流經(jīng)子回路的溫控介質(zhì)可以是冷卻液，例如冷卻水，特別是含有防凍劑的冷卻水。

7、熱管理模塊優(yōu)選將溫控回路的至少兩個子回路，尤其是三個子回路流體連接在一起，其中至少兩個子回路的供流和回流可以通過熱管理模塊流體連接或已連接。在只有兩個子回路的情況下，可以只設(shè)置一個閥門和一個泵裝置；在多于兩個子回路的情況下，可以設(shè)置多個閥門和泵裝置，特別是在三個子回路的情況下，可以設(shè)置兩個閥門和兩個泵裝置。該至少兩個閥門用于調(diào)節(jié)溫控介質(zhì)的相應(yīng)質(zhì)量流量，以便通過至少一個泵裝置將相應(yīng)溫控的溫控介質(zhì)輸送到溫控回路的各個子回路中，該泵裝置同樣設(shè)置在或安裝在熱管理模塊或其至少一個承載結(jié)構(gòu)部件上。

8、熱管理模塊的承載結(jié)構(gòu)部件優(yōu)選為板狀和/或基本上是平坦的。因此，一方面可以實現(xiàn)承載結(jié)構(gòu)部件的節(jié)省空間設(shè)計，另一方面同時實現(xiàn)穩(wěn)定的抗彎剛性設(shè)計。用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件可以大致彼此平行地指向地布置或已經(jīng)布置在板狀和/或基本上平坦的承載結(jié)構(gòu)部件上。在這種情況下，特別是至少一個或兩個泵裝置和特別是至少兩個閥門可以大致平行彼此平行地布置在承載結(jié)構(gòu)部件上或中。大致平行的指向特別是指用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件的驅(qū)動軸線，它們可以大致平行于彼此并相對于承載結(jié)構(gòu)部件大致垂直于該部件布置或已經(jīng)布置。在閥門的情況中，驅(qū)動軸線可以被理解為執(zhí)行器的驅(qū)動輪轂或軸或者轉(zhuǎn)子或閥門的旋轉(zhuǎn)活塞，在泵裝置的情況中，驅(qū)動軸線被理解為該泵裝置的驅(qū)動軸。由于熱管理模塊的承載結(jié)構(gòu)部件上要安裝的組件(用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的組件和用于溫控介質(zhì)輸送的組件)的驅(qū)動軸線大致平行的指向，因此可以比較簡單地將至少一個泵裝置作為用于溫控介質(zhì)輸送的組件和至少兩個閥門或標(biāo)準(zhǔn)閥門作為用于溫控介質(zhì)質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的組件安裝到熱管理模塊的承載結(jié)構(gòu)部件上。這可以從一側(cè)出發(fā)以分別與安裝在承載結(jié)構(gòu)部件上組件的，也就是至少一個泵裝置和至少兩個閥門的各個驅(qū)動軸線的大致相同的指向?qū)崿F(xiàn)。

9、進(jìn)一步有利的是，承載結(jié)構(gòu)部件包括至少一個流體路徑，特別是至少一個流體通道，用于流體連接布置在承載結(jié)構(gòu)部件上或中的組件，即用于流體連接用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件，也用于流體連接用于溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少兩個組件。

10、此外，承載結(jié)構(gòu)部件優(yōu)選地具有流體連接裝置，用于連接溫控回路的子回路的供流和回流，其中這些流體連接裝置與至少一個流體路徑，特別是結(jié)構(gòu)部件內(nèi)部和/或其上的流體通道流體連接。因此，可以在流體連接裝置處連接車輛的溫控回路的子回路的供流和回流，使得溫控介質(zhì)可以通過流體連接裝置進(jìn)入熱管理模塊的承載結(jié)構(gòu)部件內(nèi)部或其上的至少一個流體路徑。

11、承載結(jié)構(gòu)部件處的、上的或內(nèi)的流體連接裝置還可以優(yōu)選地與用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件流體連接或已連接。用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件，如泵裝置，以及用于溫控介質(zhì)質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件，特別是至少兩個閥門或標(biāo)準(zhǔn)閥門，優(yōu)選沿至少一個流體路徑，特別是至少一個流體通道，布置在承載結(jié)構(gòu)部件內(nèi)或上。因此，與至少一個流體路徑在承載結(jié)構(gòu)部件內(nèi)或其上流體連接的流體連接裝置也與作為組件的至少一個泵裝置和至少兩個閥門流體連接。

12、由于車輛的溫控回路的至少三個子回路通過其流體連接裝置與熱管理模塊流體連接，連接子回路后，流體連接裝置也與各個子回路的熱交換器和/或熱源和/或熱沉流體連接，因此與這些也流體對應(yīng)。如前所述，溫控回路的至少三個子回路包括熱交換器和/或熱源和/或熱沉，這些要么用于在流經(jīng)各自子回路時加熱，要么用于冷卻溫控介質(zhì)。

13、通過熱管理模塊，例如可以將車輛的溫控回路的四個子回路流體連接在一起，其中四個子回路包括熱交換器和/或溫控裝置或熱源和/或熱沉。進(jìn)一步有利的是，熱管理模塊可以與車輛的溫控回路的五個子回路流體連接或耦合，其中五個子回路包括熱交換器和/或溫控裝置或熱源和/或熱沉。此外，熱管理模塊與車輛溫控回路的超過五個子回路的流體連接也是可能的。熱管理模塊的流體連接裝置的數(shù)量可以根據(jù)需要連接的車輛溫控回路的子回路數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。

14、進(jìn)一步有利的是，承載結(jié)構(gòu)部件至少部分地設(shè)計為網(wǎng)格狀的。因此，可以實現(xiàn)承載結(jié)構(gòu)部件的各個區(qū)域與其他相鄰區(qū)域的熱解耦，因為通過承載結(jié)構(gòu)部件的各個網(wǎng)格狀部分傳遞的熱量很少或幾乎沒有。承載結(jié)構(gòu)部件的其他區(qū)域可以有針對性地進(jìn)行熱耦合，在這些區(qū)域中，例如不設(shè)置承載結(jié)構(gòu)部件的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。在已知的熱管理模塊中，通常設(shè)計為全封閉的塑料注塑幾何形狀。因此，相對于部件體積，產(chǎn)生了一個相對較大的投影面積，這在制造此類熱管理模塊時不可避免地導(dǎo)致需要一個能夠制造如此大部件的注塑機群。大面積會導(dǎo)致機器的鎖模力增大，從而導(dǎo)致高昂的投資成本，并因此導(dǎo)致高昂的部件成本。相比之下，根據(jù)本發(fā)明的承載結(jié)構(gòu)部件，非流體功能區(qū)域被有利地設(shè)計為網(wǎng)格狀。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，用于制造熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件的注塑機的尺寸也可以減少。同樣，與現(xiàn)有技術(shù)的大體積注塑幾何形狀相比，制造熱管理模塊的注塑承載結(jié)構(gòu)部件時的材料使用量可以減少，并且部件的變形也可以減少。

15、熱管理模塊通常布置在車輛的發(fā)動機艙內(nèi)。至少一個承載結(jié)構(gòu)部件優(yōu)選水平集成到發(fā)動機艙中，特別是靠近車輛的發(fā)動機罩下方。這導(dǎo)致熱管理模塊的流體連接裝置易于接近，因此溫控回路的子回路的介質(zhì)管線可以輕松連接到這些裝置上。然而，熱管理模塊或其至少一個承載結(jié)構(gòu)部件在車輛中的不同布置也是可能的，例如垂直或其他布置。

16、通過熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件，用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件，即至少一個泵裝置，以及用于溫控介質(zhì)質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件，特別是至少兩個閥門或標(biāo)準(zhǔn)閥門，可以在熱管理模塊的承載結(jié)構(gòu)部件上或內(nèi)部集中。在熱管理模塊或其承載結(jié)構(gòu)部件內(nèi)，使用標(biāo)準(zhǔn)組件形式的至少一個泵裝置和至少兩個閥門或標(biāo)準(zhǔn)閥門，可以實現(xiàn)溫控介質(zhì)，特別是冷卻液的質(zhì)量流量的復(fù)雜控制。這與現(xiàn)有技術(shù)相比，顯著降低了成本。車輛溫控回路的各個子回路的介質(zhì)管道，例如冷卻液回路，可以簡單地安裝在承載結(jié)構(gòu)部件上的流體連接裝置上。用于溫控介質(zhì)輸送和溫控介質(zhì)質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的各個組件可以直接連接，而無需額外的管道，從而可以減少與現(xiàn)有技術(shù)相比的管道或介質(zhì)管道的數(shù)量。由于用于溫控介質(zhì)輸送的至少一個組件和用于質(zhì)量流量調(diào)節(jié)的至少一個組件被布置在承載結(jié)構(gòu)部件上或內(nèi)部，并與承載結(jié)構(gòu)部件內(nèi)或上的至少一個流體路徑流體連接，因此無需在熱管理模塊區(qū)域內(nèi)設(shè)置其他介質(zhì)管道。通過熱管理模塊，可以通過連接車輛溫控回路的相應(yīng)數(shù)量的子回路，將三到五個熱交換器或溫控組件或溫控裝置連接起來。

17、通過熱管理模塊，可以耦合或分離溫控回路的子回路，其中所有布置在熱管理模塊上或集成在其承載結(jié)構(gòu)部件中的組件，服務(wù)于溫控介質(zhì)的輸送或溫控介質(zhì)的質(zhì)量流量調(diào)節(jié)，可以相互流體連接或已連接或流動技術(shù)上連接。流動技術(shù)上的連接意味著多個子回路可以具有共同的流體流動。