一种车用CO2热管理系统、工作方法及车辆与流程
一种车用co2热管理系统、工作方法及车辆
技术领域
1.本发明属于车用热管理技术领域，具体涉及一种车用co2热管理系统、工作方法及车辆。
背景技术：
2.电动汽车由于缺少发动机这一巨大热源，冬季热量不足，车内加热方法与原理与燃油车产生了较大差别。与燃油车相比，电动汽车还增加了电池这一温度敏感部件，在低温下需要热量更多于燃油车，车内热量流流动模式也更加复杂，控制逻辑也更加精细。
3.目前电动汽车常用的加热手段包括ptc加热及r134a/r410a热泵系统加热方案。采用ptc进行加热的环境适应性较高，但其加热效率较低，受能量守恒定律限制，其热效率最高不超过1。采用热泵系统进行加热，由于其工作原理为将车外热量搬运至车内，使得其制热效率可以超过1，因此逐渐成为电动汽车主流制热方案。但由于r134a/r410a等传统制冷剂自身热力学性质限制，现有热泵系统在低温下，特别是-10℃以下，其制热能力无法满足电动汽车需求，且制热效率极低。这使得目前电动汽车在低温环境中续航下降极快，因此应用受限。
4.co2由于其优秀的物理及热力学性质，在低温下可以提供优秀的制热能力，且无毒无污染，成本低廉，正逐渐成为取代传统制冷剂的最佳选择。目前已有的车用co2热管理技术方案主要有两种：一是在传统热管理技术方案上进行简单的修改，可实现的功能模式及应用场景较多，但其系统方案是根据传统制冷剂特性设计，不能充分发挥co2工质的制热性能；二是针对co2工质设计的新型热管理系统方案，此类方案较为简单，可实现的系统工作模式较少，且不能充分利用车内热量流，不能完全满足车用热管理系统需求。
5.因此，电动汽车传统制热方案效率低，传统热泵系统在低温下性能差；热管理系统未能针对co2热力学特性进行设计；热管理系统工作模式较少，且未对车内热量流进行高效利用，不能完全满足车用热管理需求；以上问题成为本发明需要解决的技术问题。
技术实现要素：
6.有鉴于此，本发明的目的是提供一种车用co2热管理系统、工作方法及车辆，可以提升系统制热量及效率。
7.一种车用co2热管理系统，包括压缩机(1)、第一车内换热器(3)、第二车内换热器(2)、车外换热器(4)、电池换热器(5)、第八阀(8)、第一阀(9)、第二阀(10)、第四阀(12)、第三阀(13)、第七阀(14)、第六阀(15)、第五阀(16)以及第十一阀(18)；
8.所述压缩机(1)的出口通过管道连接三通阀s1的第一端，三通阀s1的第二端通过管道连接车外换热器(4)的第一端口，三通阀s1的第三端通过管道和第八阀(8)连接电池换热器(5)的第一端口，电池换热器(5)的第二端口通过管道和第七阀(14)连接到第二车内换热器(2)的第一端口，第二车内换热器(2)的第二端口通过管道和第一阀(9)连接到三通阀s1的第三端；第一车内换热器(3)的第二端口通过管道及阀(12)连接到电池换热器(5)第一
端口；第一车内换热器(3)的第二端口还通过第十一阀(18)连接到第二车内换热器(2)的第一端口；第一车内换热器(3)的第一端口通过管道及第六阀(15)和第五阀(16)连接到车外换热器(4)的第二端口，车外换热器(4)的第一端口通过管道和第三阀(13)连接到压缩机(1)的入口。
9.进一步的，还包括内部换热器和第十阀(17)；内部换热器的低压部分(7-1)的一个端口接在压缩机(1)的入口，另一端口串接第十阀(17)后接在第一车内换热器(3)的第二端口；内部换热器的高压部分(7-2)接在车外换热器(4)的第二端口与第五阀(16)之间。
10.进一步的，还包括第九阀(11)；接在第七阀(14)和第五阀(16)之间。
11.进一步的，还包括气液分离器(6)，其靠近压缩机(1)的吸气口设置。
12.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括电池车厢串联制热模式，具体为：
13.打开三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第二阀(10)、第三阀(13)，第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
14.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括电池车厢串联制热模式，具体为：
15.打开三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第四阀(12)、第三阀(13)，第六阀(15)和第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
16.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括电池车厢串并联制热模式，具体为：
17.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第八阀(8)、第十一阀(18)、第三阀(13)，第六阀(15)和第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
18.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括增强车厢制热模式，具体为：
19.控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第十一阀(18)、第三阀(13)，第六阀(15)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
20.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车厢制冷模式，具体为：
21.控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，第六阀(15)打开成节流状态，打开第十阀(17)，其余阀关闭。
22.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括回收电池余热加热车厢模式，具体为：
23.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第四阀(12)和第十阀(17)打开，控制第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。
24.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括回收车厢热量加热电池模式，具体为：
25.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第二阀(10)、第十阀(17)及第六阀(15)全开，第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。
26.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车外换热器除霜模式，具体为：
27.控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，第六阀(15)打开成节流状态，打开第十阀(17)，其余阀关闭。
28.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车外换热器除霜模式，具体为：
29.控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，打开第九阀(11)、第四阀(12)和第十阀(17)，控制第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。
30.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车外换热器除霜模式，具体为：
31.控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第二阀(10)、第四阀(12)、第十阀(17)打开，控制第五阀(16)和第七阀(14)均打开成节流状态，其余阀关闭。
32.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括电池冷却模式，具体为：
33.控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，控制第九阀(11)、第四阀(12)、第十阀(17)，第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。
34.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括一种车厢制冷加电池冷却模式，具体为：
35.控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，控制第九阀(11)、第四阀(12)、第十阀(17)，第七阀(14)和第六阀(15)均打开成节流状态，其余阀关闭。
36.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车厢制热模式，具体为：
37.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)、第三阀(13)打开，控制第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
38.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括电池制热模式，具体为：
39.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第九阀(11)、第三阀(13)，第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
40.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括电池车厢并联制热模式，具体为：
41.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第一阀(9)、第九阀(11)、第三阀(13)及第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
42.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括吸收电池余热和车外热量加热车厢模式，具体为：
43.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第四阀(12)、第十阀(17)、第九阀(11)、第三阀(13)打开，控制第五阀(16)和第七阀(14)均打开成节流状态，其余阀关闭。
44.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括吸收车外和车厢热量加热电池模式，具体为：
45.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第九阀(11)、第十阀(17)、第三阀(13)以及第七阀(14)全开，控制第五阀(16)和第六阀(15)打开成节流状态，其余阀关闭。
46.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车厢除湿制热模式，具体为：
47.控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)和第十阀(17)打开，控制第六阀(15)打开成节流状态，其余阀关闭。
48.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车厢除湿制热模式，具体为：
49.控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)、第十阀(17)、第四阀(12)打开，控制第六阀(15)和第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。
50.一种车用co2热管理系统的热管理方法，包括车厢除湿制热模式，具体为：
51.控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)、第十阀(17)和第三阀(13)打开，控制第六阀(15)和第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。
52.一种车辆，基于车用co2热管理系统。
53.一种车辆，车辆使用上述任意一个热管理方法。
54.本发明具有如下有益效果：
55.本发明提供了提供一种车用co2热管理系统、工作方法及车辆，根据本发明的车用co2热管理系统，通过管路和阀的布置设计，实现了在较大的环境温度范围内使用同一套系统架构可以同时满足车厢与电池的制冷和制热需求，特别是针对co2的热力学特性，通过制冷剂回路的切换和控制，实现电池和车厢的串/并联混合加热模式，从而有效提升系统制热量及效率。
56.另外，在某些模式下通过对包括电池在内的整车电子元器件及环境空气热量的组合利用，有效提高系统制热量，扩大了系统应用的温度范围，避免了ptc的使用，提高能量利用效率，有效缓解低温采暖导致电动汽车续航里程衰减严重的问题。
附图说明
57.图1为本发明的结构示意图；
58.图2为车厢制冷模式工作方法采用实线表示的示意图；
59.图3为电池冷却模式工作方法采用实线表示的示意图；
60.图4为车厢制冷+电池冷却模式工作方法采用实线表示的示意图；
61.图5为车厢制热模式工作方法采用实线表示的示意图；
62.图6为增强车厢制热模式工作方法采用实线表示的示意图；
63.图7为电池制热模式工作方法采用实线表示的示意图；
64.图8为电池车厢并联制热模式工作方法采用实线表示的示意图；
65.图9为电池车厢串联制热模式一工作方法采用实线表示的示意图；
66.图10为电池车厢串联制热模式二工作方法采用实线表示的示意图；
67.图11为电池车厢串并联制热模式工作方法采用实线表示的示意图；
68.图12为回收电池余热加热车厢模式工作方法采用实线表示的示意图；
69.图13为吸收电池余热和车外热量加热车厢模式工作方法采用实线表示的示意图；
70.图14为回收车厢热量加热电池模式工作方法采用实线表示的示意图；
71.图15为吸收车外和车厢热量加热电池模式工作方法采用实线表示的示意图；
72.图16为车厢除湿制热模式一工作方法采用实线表示的示意图；
73.图17为车厢除湿制热模式二工作方法采用实线表示的示意图；
74.图18为车厢除湿制热模式三工作方法采用实线表示的示意图；
75.图19为车外换热器除霜模式一工作方法采用实线表示的示意图；
76.图20为车外换热器除霜模式二工作方法采用实线表示的示意图；
77.图21为车外换热器除霜模式三工作方法采用实线表示的示意图。
具体实施方式
78.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
79.实施例1：
80.本发明提供了一种车用co2热管理系统，应用二氧化碳制冷剂，包括压缩机1、第一车内换热器3、第二车内换热器2、车外换热器4、电池换热器5、第八阀8、第一阀9、第二阀10、
第四阀12、第三阀13、第七阀14、第六阀15、第五阀16以及第十一阀18；
81.所述压缩机1的出口通过管道连接三通阀s1的第一端，三通阀s1的第二端通过管道连接车外换热器4的第一端口，三通阀s1的第三端通过管道和第八阀8连接电池换热器5的第一端口，电池换热器5的第二端口通过管道和第七阀14连接到第二车内换热器2的第一端口，第二车内换热器2的第二端口通过管道和第一阀9连接到三通阀s1的第三端；第一车内换热器3的第二端口通过管道及第四阀12连接到电池换热器5第一端口；第一车内换热器3的第二端口还通过第十一阀18连接到第二车内换热器2的第一端口；第一车内换热器3的第一端口通过管道及第六阀15和第五阀16连接到车外换热器4的第二端口，车外换热器4的第一端口通过管道和第三阀13连接到压缩机1的入口；
82.所述三通阀s1的第一端和第三端之间、第一端与第二端之间均可在外部控制下联通或断开；第八阀8、第一阀9、第二阀10、第四阀12、第三阀13、第七阀14、第六阀15、第五阀16以及第十一阀18可在外部控制下联通或断开所在管路，第五阀16、第六阀15、第七阀14等还可控制管道的节流程度。
83.需要说明的是，本发明涉及两类用于管路系统中的不同流动控制功能的阀件，但不拘泥于其产品形式。本领域技术人员可在技术领域内获取能够实现前述功能的相应阀件，本技术中仅例举少量以用作示例性说明。例如，该系统中关注的一类阀件旨在能同时实现对管路的通断，如第一阀9、第二阀10、第三阀13、第四阀12、第八阀8、第九阀11、第十阀17、第十一阀18等。具体而言，可采用成熟的电磁阀来用作前述阀件，此时，述及的电磁阀既可以选用上电导通且断电断开的型号，也可以选用上电断开且断电导通的型号。又如，该系统中关注的另一类阀件旨在能实现对管路的通断控制及对管路截面积的调节(也即，节流)，如下文实施例中将述及的第五阀16、第六阀15、第七阀14等。具体而言，可采用成熟的电子膨胀阀来用作前述阀件。当然，也可采用电子膨胀阀来用作前述任意阀件。
84.基于上述车用co2热管理系统，本发明提供了车辆的以下三种工作模式，具体为：
85.1、电池车厢串联制热模式一工作方法
86.如图9所示，打开电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀8、第二阀10、第三阀13，第七阀14全开，第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第八阀8，在电池换热器5中放热，流经第七阀14，在第二车内换热器2处继续放热，流经第二阀10，经过第五阀16节流后流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。采用此种串联制热方法，降低了第五阀16前的入口温度，更加符合co2工质特性，可以显著提高系统低温制热效率。
87.2、电池车厢串联制热模式二工作方法
88.如图10所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第四阀12、第三阀13，第六阀15和第七阀14全开，第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，流经第七阀14，在电池换热器5中继续放热，流经第四阀12，在车内换热器3处继续放热，流经第六阀15后，经过第五阀16节流，流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
89.3、电池车厢串并联制热模式工作方法
90.如图11所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第八阀8、
第十一阀18、第三阀13，第六阀15和第七阀14全开，第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道分为两部分，一部分经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，另一部分经过第八阀8，在电池换热器5处放热，流经第七阀14，与前述部分汇合，经过第十一阀18，在车内换热器3处继续放热，流经第六阀15后，经过第五阀16节流，流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
91.实施例2：
92.在实施例1的基础上，本发明的一种车用co2热管理系统还包括内部换热器和第十阀17；内部换热器的低压部分7-1的一个端口接在压缩机1的入口，另一端口串接第十阀17后接在第一车内换热器3的第二端口；内部换热器的高压部分7-2接在车外换热器4的第二端口与第五阀16之间。较佳的，热回收换热器的低压部分7-1靠近所述压缩机1的吸气口设置。
93.基于本实施例2的热管理系统，本发明提供了一种车厢制冷模式工作方法，具体为：
94.如图2所示，控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀16全开，第六阀15打开成节流状态，打开第十阀17，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的12通道，在车外换热器4中放热，进一步在内部换热器7-2中与7-1换热，随后流经全开的第五阀16，经过第六阀15节流后流过车内换热器3，在车内换热器3处吸热，经第十阀17流入压缩机入口。
95.实施例3：
96.在实施例2的基础上，本发明的一种车用co2热管理系统还包括第九阀11；接在第七阀14和第五阀16之间。
97.基于本实施例3的热管理系统，本发明提供了一种电池冷却模式，具体工作方法为：
98.如图3所示，控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀16全开，控制第九阀11、第四阀12、第十阀17，第七阀14打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的12通道，在车外换热器4中放热，进一步在内部换热器7-2中与7-1换热，随后流经全开的第五阀16和第九阀11，经过第七阀14节流后流过电池换热器5，在电池换热器5处与电池、电机冷却液换热，经第四阀12、第十阀17流入压缩机入口。
99.实施例4：
100.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了一种车厢制冷加电池冷却模式，具体的工作方法为：
101.如图4所示，控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀16全开，控制第九阀11、第四阀12、第十阀17，第七阀14和第六阀15均打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的12通道，在车外换热器4中放热，进一步在内部换热器7-2中与7-1换热，随后流经全开的第五阀16，之后分为两部分，一部分经第九阀11，经过第七阀14节流后流过电池换热器5，在电池换热器5处与电池、电机冷却液换热，流经第四阀12，另一部分经过第六阀15节流后流过车内换热器3，在车内换热器3处吸热，与
前述部分汇合经第十阀17流入压缩机入口。
102.实施例5：
103.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了一种车厢制热模式，具体工作方法为：
104.如图5所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第九阀11、第三阀13打开，第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2中放热，流经第九阀11，经过第五阀16节流后流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
105.实施例6：
106.基于上述实施例1的热管理系统，本发明提供了一种增强车厢制热模式，具体工作方法为：
107.如图6所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第十一阀18、第三阀13，第六阀15全开，第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2中放热，流经第十一阀18，继续在车内换热器3处放热，流过第六阀15，经过第五阀16节流后流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
108.实施例7：
109.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了一种电池制热模式，具体工作方法为：
110.如图7所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀8、第九阀11、第三阀13，第七阀14全开，第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第八阀8，在电池换热器5中放热，流经第七阀14，第九阀11，经过第五阀16节流后流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
111.实施例8：
112.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了一种电池车厢并联制热模式，具体工作方法为：
113.如图8所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀8、第一阀9、第九阀11、第三阀13及第七阀14全开，控制第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道后分为两部分，一部分经过第八阀8，在电池换热器5中放热，流经第七阀14，另一部分经过第一阀9，在第二车内换热器2中放热，与前述部分汇合后流经第九阀11，经过第五阀16节流后流过车外换热器4，在车外换热器处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
114.实施例9：
115.基于上述实施例2的热管理系统，本发明提供了一种回收电池余热加热车厢模式，具体工作方法为：
116.如图12所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第四阀12和第十阀17打开，控制第七阀14打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温
高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，经过第七阀14节流，在电池换热器5中与冷却液进行换热，流经第四阀12，经第十阀17流入压缩机入口。
117.实施例10：
118.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了一种吸收电池余热和车外热量加热车厢模式，具体工作方法为：
119.如图13所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第四阀12、第十阀17、第九阀11、第三阀13打开，控制第五阀16和第七阀14均打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，之后分为两部分，一部分经过第七阀14节流，在电池换热器5中与冷却液进行换热，流经第四阀12，经第十阀17流入压缩机入口；另一部分流经第九阀11，经过第五阀16节流后，在车外换热器4处与空气换热，经第三阀13流入压缩机入口。
120.实施例11：
121.基于上述实施例2的热管理系统，本发明提供了一种回收车厢热量加热电池模式，具体工作方法为：
122.如图14所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀8、第二阀10、第十阀17及第六阀15全开，第七阀14打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第八阀8，在电池换热器5处与冷却液换热，经过第七阀14节流，在第二车内换热器2中吸热，流经第二阀10，第六阀15后在车内换热器3中继续吸热，经第十阀17流入压缩机入口。
123.实施例12：
124.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了一种吸收车外和车厢热量加热电池模式，具体工作方法为：
125.如图15所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀8、第九阀11、第十阀17、第三阀13以及第七阀14全开，控制第五阀16和第六阀15打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第八阀8，在电池换热器5处与冷却液换热，流经第七阀14，经过第九阀11后分为两部分，一部分经过第五阀16节流，在车外换热器4处和空气换热，经第三阀13流入压缩机入口；另一部分经过第六阀15节流，在车内换热器3处和空气换热，经第十阀17流入压缩机1入口。
126.实施例13：
127.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了第一种车厢除湿制热模式，具体工作方法为：
128.如图16所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第九阀11和第十阀17打开，控制第六阀15打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，流经第九阀11，经过第六阀15节流，在车内换热器3中吸热，经第十阀17流入压缩机入口。
129.实施例14：
130.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了第二种车厢除湿制热模式，具体工作方法为：
131.如图17所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第九阀11、第十阀17、第四阀12打开，控制第六阀15和第七阀14打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，之后分为两部分，一部分流经第九阀11，经过第六阀15节流，在车内换热器3中吸热；另一部分经过第七阀14节流，在电池换热器5处吸热，流经第四阀12，与前述部分汇合后经第十阀17流入压缩机入口。
132.实施例15：
133.基于上述实施例3的热管理系统，本发明提供了第三种车厢除湿制热模式，具体工作方法为：
134.如图18所示，控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀9、第九阀11、第十阀17和第三阀13打开，控制第六阀15和第五阀16打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的13通道，经过第一阀9，在第二车内换热器2处放热，流经第九阀11后分为两部分，一部分经过第六阀15节流，在车内换热器3中吸热，经第十阀17流入压缩机1入口；另一部分经过第五阀16节流，在车外换热器4中吸热，经第三阀13流入压缩机1入口。
135.实施例16：
136.基于上述实施例2的热管理系统，本发明提供了一种车外换热器除霜模式，其工作方法为：
137.如图19所示，控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀16全开，第六阀15打开成节流状态，打开第十阀17，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的12通道，在车外换热器4中放热，进一步在内部换热器7-2中与7-1换热，随后流经全开的第五阀16，经过第六阀15节流后流过车内换热器3，在车内换热器3处吸热，经第十阀17流入压缩机入口。
138.实施例17：
139.基于上述实施例2的热管理系统，本发明提供了第二种车外换热器除霜模式，其工作方法为：
140.如图20所示，控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀16全开，打开第九阀11、第四阀12和第十阀17，控制第七阀14打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的12通道，在车外换热器4中放热，进一步在内部换热器7-2中与7-1换热，随后流经全开的第五阀16和第九阀11，经过第七阀14节流后流过电池换热器5，在电池换热器5处与电池、电机冷却液换热，经第四阀12、第十阀17流入压缩机入口。
141.实施例18：
142.基于上述实施例2的热管理系统，本发明提供了第三种车外换热器除霜模式，其工作方法为：
143.如图21所示，控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第二阀10、第四阀12、第十阀17打开，控制第五阀16和第七阀14均打开成节流状态，其余阀关闭。从压缩机1出口流出的高温高压气体，经电子三通阀s1的12通道，在车外换热器4中放热，进一步在内部换热器7-2中与7-1换热，经过第五阀16节流后，流经第二阀10，在第二车内换热器处吸热，
经过第七阀14节流后，在电池换热器5处吸热，流经第四阀12，经第十阀17流入压缩机入口。
144.实施例19：
145.可选的，在上述实施例1-3的任一热管理系统的基础上，还可以包括气液分离器6，其靠近压缩机1的吸气口设置。
146.实施例20：
147.较佳的，在上述实施例1-3的任一热管理系统的基础上，车外换热器4、第一车内换热器3及第二车内换热器2的任一可被配置为制冷剂-空气换热器；电池换热器5被配置为制冷剂-冷却液换热器，其中，冷却液在所述电池换热器5与车用电池和/或电机和/或电子元器件之间循环流动。
148.实施例21：
149.本发明还提供了一种基于上述实施例1、2、3、19和20中任一热管理系统的车辆。
150.实施例22：
151.本发明还提供了一种使用实施例1-18中任一车用热管理方法的车辆。
152.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种车用co2热管理系统，其特征在于，包括压缩机(1)、第一车内换热器(3)、第二车内换热器(2)、车外换热器(4)、电池换热器(5)、第八阀(8)、第一阀(9)、第二阀(10)、第四阀(12)、第三阀(13)、第七阀(14)、第六阀(15)、第五阀(16)以及第十一阀(18)；所述压缩机(1)的出口通过管道连接三通阀s1的第一端，三通阀s1的第二端通过管道连接车外换热器(4)的第一端口，三通阀s1的第三端通过管道和第八阀(8)连接电池换热器(5)的第一端口，电池换热器(5)的第二端口通过管道和第七阀(14)连接到第二车内换热器(2)的第一端口，第二车内换热器(2)的第二端口通过管道和第一阀(9)连接到三通阀s1的第三端；第一车内换热器(3)的第二端口通过管道及阀(12)连接到电池换热器(5)第一端口；第一车内换热器(3)的第二端口还通过第十一阀(18)连接到第二车内换热器(2)的第一端口；第一车内换热器(3)的第一端口通过管道及第六阀(15)和第五阀(16)连接到车外换热器(4)的第二端口，车外换热器(4)的第一端口通过管道和第三阀(13)连接到压缩机(1)的入口。2.如权利要求1所述的一种车用co2热管理系统，其特征在于，还包括内部换热器和第十阀(17)；内部换热器的低压部分(7-1)的一个端口接在压缩机(1)的入口，另一端口串接第十阀(17)后接在第一车内换热器(3)的第二端口；内部换热器的高压部分(7-2)接在车外换热器(4)的第二端口与第五阀(16)之间。3.如权利要求2所述的一种车用co2热管理系统，其特征在于，还包括第九阀(11)；接在第七阀(14)和第五阀(16)之间。4.如权利要求1所述的一种车用co2热管理系统，其特征在于，还包括气液分离器(6)，其靠近压缩机(1)的吸气口设置。5.一种基于权利要求1所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括电池车厢串联制热模式，具体为：打开三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第二阀(10)、第三阀(13)，第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。6.一种基于权利要求1所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括电池车厢串联制热模式，具体为：打开三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第四阀(12)、第三阀(13)，第六阀(15)和第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。7.一种基于权利要求1所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括电池车厢串并联制热模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第八阀(8)、第十一阀(18)、第三阀(13)，第六阀(15)和第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。8.一种基于权利要求1所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括增强车厢制热模式，具体为：控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第十一阀(18)、第三阀(13)，第六阀(15)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。9.一种基于权利要求2所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车厢制冷模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，第六阀(15)打开成节流
状态，打开第十阀(17)，其余阀关闭。10.一种基于权利要求2所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括回收电池余热加热车厢模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第四阀(12)和第十阀(17)打开，控制第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。11.一种基于权利要求2所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括回收车厢热量加热电池模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第二阀(10)、第十阀(17)及第六阀(15)全开，第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。12.一种基于权利要求2所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车外换热器除霜模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，第六阀(15)打开成节流状态，打开第十阀(17)，其余阀关闭。13.一种基于权利要求2所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车外换热器除霜模式，具体为：控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，打开第九阀(11)、第四阀(12)和第十阀(17)，控制第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。14.一种基于权利要求2所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车外换热器除霜模式，具体为：控制电子三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第二阀(10)、第四阀(12)、第十阀(17)打开，控制第五阀(16)和第七阀(14)均打开成节流状态，其余阀关闭。15.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括电池冷却模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，控制第九阀(11)、第四阀(12)、第十阀(17)，第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。16.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车厢制冷加电池冷却模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第二端接通，控制第五阀(16)全开，控制第九阀(11)、第四阀(12)、第十阀(17)，第七阀(14)和第六阀(15)均打开成节流状态，其余阀关闭。17.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车厢制热模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)、第三阀(13)打开，控制第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。18.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括电池制热模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第九阀(11)、第三阀(13)，第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。19.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括电池车厢并联制热模式，具体为：
控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第一阀(9)、第九阀(11)、第三阀(13)及第七阀(14)全开，第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。20.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括吸收电池余热和车外热量加热车厢模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第四阀(12)、第十阀(17)、第九阀(11)、第三阀(13)打开，控制第五阀(16)和第七阀(14)均打开成节流状态，其余阀关闭。21.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括吸收车外和车厢热量加热电池模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第八阀(8)、第九阀(11)、第十阀(17)、第三阀(13)以及第七阀(14)全开，控制第五阀(16)和第六阀(15)打开成节流状态，其余阀关闭。22.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车厢除湿制热模式，具体为：控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)和第十阀(17)打开，控制第六阀(15)打开成节流状态，其余阀关闭。23.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车厢除湿制热模式，具体为：控制三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)、第十阀(17)、第四阀(12)打开，控制第六阀(15)和第七阀(14)打开成节流状态，其余阀关闭。24.一种基于权利要求3所述的车用co2热管理系统的热管理方法，其特征在于，包括车厢除湿制热模式，具体为：控制电子三通阀s1的第一端和第三端接通，控制第一阀(9)、第九阀(11)、第十阀(17)和第三阀(13)打开，控制第六阀(15)和第五阀(16)打开成节流状态，其余阀关闭。25.一种车辆，其特征在于，所述车辆基于权利要求1、2或3的车用co2热管理系统。26.一种车辆，其特征在于，所述车辆使用权利要求4-24中任意一个的热管理方法。
技术总结
本发明提供了提供一种车用CO2热管理系统、工作方法及车辆，根据本发明的车用CO2热管理系统，通过管路和阀的布置设计，实现了在较大的环境温度范围内使用同一套系统架构可以同时满足车厢与电池的制冷和制热需求，特别是针对CO2的热力学特性，通过制冷剂回路的切换和控制，实现电池和车厢的串/并联混合加热模式，从而有效提升系统制热量及效率；在某些模式下通过对包括电池在内的整车电子元器件及环境空气热量的组合利用，有效提高系统制热量，扩大了系统应用的温度范围，避免了PTC的使用，提高能量利用效率，有效缓解低温采暖导致电动汽车续航里程衰减严重的问题。电动汽车续航里程衰减严重的问题。电动汽车续航里程衰减严重的问题。
