阀装置和使用阀装置的集成式热管理系统的制作方法

阀装置和使用阀装置的集成式热管理系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2022年3月23日提交的韩国专利申请no.10-2022-0036079的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
3.本发明大体上涉及一种阀装置和使用阀装置的集成式热管理系统。


背景技术：

4.近年来，由于内燃机车辆的环境问题，电动车辆等正被广泛用作环保型车辆。然而，在现有内燃机车辆的情况下，可以利用发动机的废热进行车内加热，因此不需要用于车内加热的单独能量，但是在电动车辆等的情况下，由于没有发动机和热源，可能需要使用单独的能量来进行车内加热，因此降低了电动车辆的燃料效率。由于以上讨论的原因，电动车辆的行驶范围被缩短并且造成诸如需要频繁充电的不便。
5.以上描述仅仅旨在帮助理解本发明的背景，并不旨在意味着本发明属于本领域技术人员已经知道的相关技术的范围。


技术实现要素：

6.本发明的方面提供一种阀装置和使用阀装置的集成式热管理系统，其配置为利用一个阀集成多个冷却液回路以紧凑化，并且确保响应于包括电气部件和电池的冷却以及利用电气部件和电池的废热的车内加热的各种热管理模式的效率。
7.本发明的实施方案提供一种阀装置和使用阀装置的集成式热管理系统，所述装置和系统配置为利用一个阀集成多个冷却液管线以紧凑化，并且确保响应于包括电气部件和电池的冷却以及利用电气部件和电池的废热的车内加热的各种热管理模式的效率。
8.根据本发明的实施方案，一种阀装置包括：壳体、阀杆、致动器以及密封件，所述壳体具有内部空间，其外周表面被分为第一区段和第二区段，并且第一区段和第二区段的每一者具有多个端口；所述阀杆可旋转地设置在壳体的内部空间中，并且具有与第一区段的多个端口匹配的多个第一流路、与第二区段的多个端口匹配的多个第二流路以及使得第一区段的多个端口与第二区段的多个端口彼此连通的连通部；所述致动器设置在壳体处，并且配置为控制阀杆的旋转位置；所述密封件插置在壳体和阀杆之间并且具有与阀杆的多个第一流路、多个第二流路和连通部匹配的多个通孔。
9.壳体的各个端口可以包括：第一区段中的连接到电气部件处的储液器的第一端口、连接到电池处的储液器的第二端口以及连接到电池激冷器的第三端口，第二区段中的分别连接到散热器的入口和出口的第四端口和第五端口以及连接到电气部件热交换器的第六端口。
10.响应于阀杆的旋转位置，多个第一流路可以配置为始终连通到第三端口并且选择性地连通到第一端口和第二端口的任意一者，在第一区段中，连通部可以配置为连通到第
一端口和第二端口的剩余一个端口。
11.响应于阀杆的旋转位置，多个第二流路可以配置为始终连通到第六端口并且选择性地连通到第四端口和第五端口，在第二区段中，连通部可以配置为选择性地连通到第一端口或第二端口。
12.密封件可以分为第一密封件和第二密封件，每个通孔的面积可以形成为大于多个第一流路的面积、大于多个第二流路的面积并且大于连通部的面积。
13.一种使用阀装置的集成式热管理系统可以包括：第一冷却液管线、第二冷却液管线、第三冷却液管线、制冷剂管线、制冷剂阀以及阀装置；冷却液可以在所述第一冷却液管线中循环，所述第一冷却液管线包括电气部件处的储液器、第一水泵、电气部件和电气部件热交换器；冷却液在所述第二冷却液管线中循环，所述第二冷却液管线包括电池处的储液器、第二水泵、电池和电池激冷器；所述第三冷却液管线从第一冷却液管线分支并包括散热器；制冷剂可以在所述制冷剂管线中循环，所述制冷剂管线包括压缩机、外部冷凝器、膨胀装置和蒸发器，所述制冷剂管线连接到电气部件热交换器和电池激冷器以使制冷剂和冷却液进行热交换；所述制冷剂阀在制冷剂管线中设置于外部冷凝器之后并且使得制冷剂选择性地分配到电池激冷器和压缩机；所述阀装置配置为选择性地改变分配到第一冷却液管线、第二冷却液管线和第三冷却液管线中的冷却液的分配方向，以控制冷却液的流动。
14.制冷剂管线可以包括压缩机和电气部件热交换器之间的内部冷凝器。
15.制冷剂管线的膨胀装置可以具有多个膨胀装置，所述多个膨胀装置包括内部冷凝器和电气部件热交换器之间的第一膨胀装置、外部冷凝器和电池激冷器之间的第二膨胀装置以及位于蒸发器之前的第三膨胀装置。
16.阀装置可以配置为改变冷却液从第一冷却液管线和第二冷却液管线的汇合点到电气部件处的储液器、电池处的储液器、电气部件热交换器和电池激冷器的分配方向，并且使通过了电气部件热交换器的冷却液从第一冷却液管线和第三冷却液管线的汇合点分配到散热器中或绕过散热器。
17.集成式热管理系统可以包括：控制器，其配置为响应于热管理模式来控制阀、各个水泵、压缩机以及各个膨胀装置。
18.当通过外部空气冷却电气部件时，控制器可以使第一水泵运行并且控制阀装置，以使冷却液循环到第一冷却液管线和第二冷却液管线的每一者，并且使冷却液分配到散热器中。
19.当对电池进行冷却时，控制器可以使第二水泵运行，并且在压缩机运行的情况下，控制器控制制冷剂阀以使制冷剂分配到电池激冷器中，控制第一膨胀装置连通并且控制第二膨胀装置进行膨胀操作。
20.当对车内空间进行冷却时，控制器可以控制第三膨胀装置进行膨胀操作。
21.当通过外部空气冷却电池和电气部件时，控制器可以使第一水泵和第二水泵运行并且控制阀装置，以使通过了电池和电池激冷器的冷却液分配到电气部件和电气部件热交换器中，并且使冷却液分配到散热器中。
22.当回收电气部件的废热以对车内空间进行加热时，控制器可以使第一水泵运行并且控制阀装置，以使冷却液循环到第一冷却液管线和第二冷却液管线的每一者，并且使冷却液绕过散热器；在压缩机运行的情况下，控制器可以控制第一膨胀装置进行膨胀操作，并
且控制第二膨胀装置和第三膨胀装置关闭。
23.当对电池进行冷却并且对车内空间进行加热时，控制器可以使第一水泵的运行停止并且使第二水泵运行。
24.当通过利用电气部件和电池的废热来对车内空间进行加热时，控制器可以使第一水泵和第二水泵运行并且控制阀装置，以使通过了电池和电池激冷器的冷却液分配到电气部件和电气部件热交换器中；在压缩机运行的情况下，控制器可以控制第一膨胀装置和第二膨胀装置进行膨胀操作，并且控制制冷剂阀以使通过了外部冷凝器的制冷剂通过电池激冷器以分配到压缩机中。
25.具有上述结构的阀装置和使用该阀装置的热管理模块配置为利用一个阀集成多个冷却液回路与以紧凑化，因此阀装置和热管理模块在制造方面具有优势，并且在紧凑化的同时提高了空间利用率。
26.此外，通过响应于各种热管理模式而在各个冷却液管线中循环的冷却液和在制冷剂管线中循环的制冷剂之间进行的热交换，提高了包括电气部件和电池的冷却以及通过利用电气部件和电池的废热对车内空间进行加热的热管理的效率，从而确保电气化移动工具的行驶距离。
附图说明
27.图1是示出了根据本发明的实施方案的阀装置的示意图。
28.图2是示出了图1所示的阀装置的组装图。
29.图3是示出了图1所示的阀装置的俯视图。
30.图4是根据图1所示的阀装置的第一区段的截面图。
31.图5是根据图1所示的阀装置的第二区段的截面图。
32.图6是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的流程图。
33.图7是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的回路图。
34.图8是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的热管理模式的示意图。
35.图9是示出了根据图8所示的热管理模式的阀装置的示意图。
36.图10是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的另一热管理模式的示意图。
37.图11是示出了根据图10所示的热管理模式的阀装置的示意图。
38.图12是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的再一热管理模式的示意图。
39.图13是示出了根据图12所示的热管理模式的阀装置的示意图。
40.图14是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的再一热管理模式的示意图。
41.图15是示出了根据图14所示的热管理模式的阀装置的示意图。
具体实施方式
42.在下文中，将参照附图来描述根据本发明的实施方案的阀装置和使用阀装置的热
管理模块。
43.同时，由于车辆的电气化，不仅增加了车辆的车内空间，而且还增加了诸如高压电池和电机的电气部件的热管理需求。换句话说，在电动车辆的情况下，对车内空间、电池和电气部件的各个空调的需求是不同的，可能需要一种技术，该技术可以通过对各个空调的独立响应和空调之间的有效协作来尽可能多地节约能量。因此，提出了车辆的集成式热管理的概念，集成式热管理旨在通过对每个部件独立地进行热管理并同时集成整个车辆的热管理来提高热效率。
44.为了进行车辆的集成式热管理，可能需要集成和模块化复杂的冷却液管线和部件，不仅多个部件的模块化需要模块化的概念，而且制造的简化和紧凑的封装也需要模块化的概念。
45.此外，在电气化的车辆中，可能需要一种技术，其通过利用产生热量的部件(诸如电气部件和电池)的废热来确保能量效率，从而提高行驶里程以及车内加热和冷却性能。
46.图1是示出了根据本发明的实施方案的阀装置的示意图。图2是示出了图1所示的阀装置的组装图。图3是示出了图1所示的阀装置的俯视图。图4是根据图1所示的阀装置的第一区段的截面图。图5是根据图1所示的阀装置的第二区段的截面图。
47.图6是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的流程图。图7是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的回路图。图8是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的热管理模式的示意图。图9是示出了根据图8所示的热管理模式的阀装置的示意图。图10是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的另一热管理模式的示意图。图11是示出了根据图10所示的热管理模式的阀装置的示意图。图12是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的再一热管理模式的示意图。图13是示出了根据图12所示的热管理模式的阀装置的示意图。图14是示出了根据本发明的实施方案的集成式热管理系统的再一热管理模式的示意图。图15是示出了根据图14所示的热管理模式的阀装置的示意图。
48.根据如图1至图5所示的本发明的实施方案，阀装置包括：壳体100、阀杆200、致动器300以及密封件400，所述壳体100具有内部空间，所述壳体100的外周表面被分为第一区段s1和第二区段s2，并且第一区段s1和第二区段s2的每一者具有多个端口；所述阀杆200可旋转地设置在壳体100的内部空间中，并且包括与第一区段s1的多个端口匹配的多个第一流路210、与第二区段s2的多个端口匹配的多个第二流路220以及配置为使得第一区段s1的多个端口与第二区段s2的多个端口彼此连通的连通部230；所述致动器300设置在壳体100处并且配置为控制阀杆200的旋转位置；所述密封件400插置在壳体100和阀杆200之间并且具有与阀杆200的第一流路210、多个第二流路220和连通部230匹配的多个通孔410。
49.换句话说，根据本发明的实施方案的阀装置60包括壳体100、阀杆200、致动器300和密封件400，阀杆200和密封件400设置在壳体100的内部空间中，并且通过每个端口的冷却液的分配方向响应于阀杆200的旋转位置而改变。此外，致动器300安装在壳体100的外部，阀杆200的旋转轴连接到致动器300，并且阀杆200的旋转位置通过致动器300的操作来调整。
50.此处，壳体100具有多个端口，冷却液通过这些端口来分配，并且通过分为第一区段s1和第二区段s2来形成每个端口。壳体100的第一区段s1和第二区段s2布置为在纵向方
向上彼此间隔开，多个端口沿着壳体100的圆周形成在第一区段s1，而剩余的端口沿着壳体100的圆周形成在第二区段s2。因此，通过每个端口的冷却液的分配方向可以响应于阀杆200的旋转位置而改变。
51.阀杆200具有与第一区段s1的端口匹配的多个第一流路210以及与第二区段s2的端口匹配的多个第二流路220。连通部230设置为使得第一区段s1的端口和第二区段s2的端口彼此选择性地连通，以使通过第一端口110和第二端口120的每一者分配的冷却液可以混合在一起或单独分配。换句话说，根据本发明的实施方案，一个阀杆200提供冷却液的流动，冷却液通过阀杆200分配到对应于壳体100的第一区段s1的端口和对应于壳体100的第二区段s2的端口的每一者，以使热管理部件以一个阀装置60为中心模块化，从而减小整个封装。
52.密封件400插置在壳体100和阀杆200之间，以使阀杆200的旋转运动稳定，并且可以响应于阀杆200的旋转位置确保冷却液通过特定分配孔和端口的流动性。密封件400分为第一密封件400a和第二密封件400b，从而可以确保壳体100和阀杆200的组装便利性。此外，第一密封件400a和第二密封件400b可以彼此相等地形成以对称，多个通孔410的面积可以形成为大于分配孔的面积，从而可以确保设计自由度。此外，由于通孔410以相等的间隙布置，因此密封件400设置为在整个面积上具有相等的推斥力，从而可以提高密封性能和耐久性。
53.在详细描述阀装置60时，壳体100的端口可以包括：第一区段s1中的连接到电气部件处的储液器(reservoir)11的第一端口110、连接到电池处的储液器21的第二端口120、连接到电池激冷器(chiller)24的第三端口130，以及第二区段s2中的分别连接到散热器31的入口和出口的第四端口140和第五端口150、连接到电气部件热交换器14的第六端口160。
54.如上所述，因为壳体100具有六个端口，因此根据本发明的实施方案的阀装置60可以包括六通阀，冷却液通过每个端口分配，通过每个端口的冷却液的分配方向响应于阀杆200的旋转位置而改变。因此，根据本发明的实施方案，可以利用一个阀装置60来针对冷却液分配通过的多个回路改变冷却液的分配方向。具体地，每个端口连接到壳体100并且彼此集成，从而当提供冷却液回路时，冷却液可以分配到每个冷却液部中而无需单独的分支管，对于整个模块封装具有优势。在下面将描述的热管理系统中，提供上述结构以响应于电气部件热交换器14和散热器31之间的冷却液分配来实现热管理模式，并且确保每个冷却液部的模块化效率。
55.同时，响应于阀杆200的旋转位置，第一流路210配置为始终连通到第三端口130，选择性地连通到第一端口110和第二端口120的任意一者，连通部230配置为在第一区段s1中连通到第一端口110和第二端口120的剩余一个。
56.例如，如图4所示，第一流路210可以包括六个路径，以选择性地与第一区段s1中的端口匹配，每当阀杆200旋转预定角度时匹配一个端口，第一流路210分别连接到第一端口110、第二端口120和第三端口130，从而可以形成第一区段s1中的冷却液的流动。此处，阀杆200的第一流路210配置为始终连通到连接至电池激冷器24的第三端口130，选择性地连通到第一端口110和第二端口120的任意一者。因此，冷却液的分配方向可以改变到第一端口110和第二端口120。
57.同时，响应于阀杆200的旋转位置，多个第二流路220配置为始终连通到第六端口160，选择性地连通到第四端口140和第五端口150。
58.例如，如图5所示，多个第二流路220可以包括四个路径，以与第二区段s2中的每个端口匹配，每当阀杆200旋转预定角度时匹配一个端口，随着多个第二流路220选择性地连接到第四端口140和第五端口150，在第二区段s2中形成分配冷却液的流动。此处，阀杆200的多个第二流路220配置为始终连通到连接至电气部件热交换器14的第六端口160，选择性地连通到第四端口140和第五端口150。
59.具体地，阀杆200配置为使得连通部230在第一区段s1中连通到第一端口110和第二端口120的剩余一个(剩余一个端口是指与第一流路210处于不匹配状态的端口)，以形成冷却液从第二区段s2分配到第一区段s1的流，并且连通部230在第二区段s2中选择性地连通到第一端口110或第二端口120。
60.因此，响应于阀杆200的旋转位置，从第二区段s2流入第六端口160的冷却液可以选择性地从第一区段s1分配到第一端口110或第二端口120。因此，在本发明的实施方案中，阀杆200配置为选择性地将通过连接到电池激冷器24的第三端口130或连接到电气部件热交换器14的第六端口160引入的冷却液分配到连接至电气部件处的储液器11的第一端口110或连接至电池处的储液器21的第二端口120，从而可以不同地实现响应于热管理模式的冷却液的流动和冷却液的热交换。
61.因此，本发明的实施方案可以通过利用一个阀装置60集成多个冷却液回路而紧凑。
62.同时，下面将描述使用根据上述本发明的实施方案的阀装置60的热管理系统。
63.根据如图6和图7所示的本发明的实施方案，集成式热管理系统包括：第一冷却液管线10、第二冷却液管线20、第三冷却液管线30、制冷剂管线40、制冷剂阀50以及阀装置60；冷却液在所述第一冷却液管线10中循环，并且第一冷却液管线10包括电气部件处的储液器11、第一水泵12、电气部件和电气部件热交换器14；冷却液在所述第二冷却液管线20中循环，并且第二冷却液管线20包括电池处的储液器21、第二水泵22、电池23和电池激冷器24；所述第三冷却液管线30从第一冷却液管线10分支并包括散热器31；制冷剂在所述制冷剂管线40中循环，并且制冷剂管线40包括压缩机41、外部冷凝器42、膨胀装置43和蒸发器44，并且制冷剂管线40连接到电气部件热交换器14和电池激冷器24两者以使得制冷剂和冷却液进行热交换；所述制冷剂阀50在制冷剂管线40中设置在外部冷凝器42之后并且配置为选择性地将制冷剂分配到电池激冷器24和压缩机41；所述阀装置60配置为选择性地改变分配到第一冷却液管线10、第二冷却液管线20和第三冷却液管线30的冷却液的分配方向，以控制冷却液的流动。
64.在本发明的实施方案中，散热器31和外部冷凝器42彼此集成，以使散热器31和外部冷凝器42可以与外部空气进行热交换。
65.此外，制冷剂管线40包括压缩机41和电气部件热交换器14之间的内部冷凝器45，从而调节通过内部冷凝器45供应到车内空间的调节空气的温度。内部冷凝器45可以用于将加热空气供应到车内空间，并且可以设置ptc加热器h以补充车内加热能量。
66.此外，制冷剂管线40的膨胀装置43可以包括多个膨胀装置，包括位于内部冷凝器45和电气部件热交换器14之间的第一膨胀装置43a、位于外部冷凝器42和电池激冷器24之间的第二膨胀装置43b以及位于蒸发器44之前的第三膨胀装置43c。此处，第一膨胀装置43a和第二膨胀装置43b分别配置为响应于每种热管理模式，使电气部件热交换器14和电池激
冷器24中的冷却液和制冷剂进行热交换，第三膨胀装置43c可以配置为通过蒸发器44向车内空间供应冷却空气。
67.阀、水泵、压缩机41、膨胀装置43和ptc加热器h中的每一者配置为响应于每种热管理模式而通过控制器m控制，从而可以确定它们的操作。此处，热管理模式可以包括用于电气部件13的冷却/加热模式、用于电池23的冷却/加热模式以及用于车内空间的冷却/加热模式。具体地，在冷却/加热电气部件13、电池23或车内空间时，热管理模式可以包括：使用外部空气执行冷却/加热的模式、使用制冷剂执行冷却/加热的模式、以及使用外部空气和制冷剂执行冷却/加热的模式。
68.同时，在第一冷却液管线10中，当第一水泵12运行时，冷却液在循环到电气部件处的储液器11、电气部件13和电气部件热交换器14时进行热交换；在第二冷却液管线20中，当第二水泵22运行时，冷却液在循环到电池处的储液器21、电池23和电池激冷器24时进行热交换。此处，第二冷却液管线20包括冷却液加热器25，从而调节在第二冷却液管线20中循环的冷却液的温度。此外，冷却液被选择性地分配到第三冷却液管线30中以进行热交换并且利用散热器31进行热交换。
69.第一冷却液管线10、第二冷却液管线20和第三冷却液管线30通过作为根据本发明的实施方案的介质的阀装置60彼此连接，响应于阀装置60的冷却液流动控制，冷却液可以在第一冷却液管线10和第二冷却液管线20中独立地循环，或者可以在第一冷却液管线10和第二冷却液管线20集成时循环。此外，冷却液甚至可以选择性地分配到第三冷却液管线30中。
70.因此，阀装置60配置为改变冷却液从第一冷却液管线10和第二冷却液管线20的汇合点到电气部件处的储液器11、电池处的储液器21、电气部件热交换器14和电池激冷器24的分配方向，并且使得通过了电气部件热交换器14的冷却液从第一冷却液管线10和第三冷却液管线30的汇合点分配到散热器31中或绕过散热器31。
71.换句话说，第一冷却液管线10和第三冷却液管线30连接到第一端口110、第四端口140、第五端口150和第六端口160以构成冷却液回路，第二冷却液管线连接到阀装置的第二端口120和第三端口130以构成冷却液回路。
72.因此，在传统的系统中，设置多个阀以在冷却液部之间分配冷却液，其整个封装增大，但是在本发明的实施方案中，利用一个阀装置60来针对每个冷却液部改变冷却液的分配方向，从而可以减小整个封装。具体地，通过利用一个阀装置60的集成模块，本发明的实施方案可以确保封装和设计自由度。
73.同时，在制冷剂管线40中，当压缩机41运行时，制冷剂通过电气部件热交换器14而与在第一冷却液管线10中循环的冷却液进行热交换，或者通过电池激冷器24而与在第二冷却液管线20中循环的冷却液进行热交换。
74.因此，根据本发明的实施方案的集成式热管理系统配置为通过阀装置60的操作来控制在第一冷却液管线10、第二冷却液管线20和第三冷却液管线30中循环的冷却液的分配方向，通过制冷剂阀50的操作来控制冷却液与在制冷剂管线40中循环的制冷剂之间的热交换，从而可以针对每种情况执行最佳热管理模式。
75.同时，在本发明的实施方案中，电气部件处的储液器11设置在第一水泵12之前，电池处的储液器21设置在第二水泵22之前，从而容易地执行第一冷却液管线10和第二冷却液
管线20的每一者的冷却液管理。特别地，当电气部件处的储液器11和电池处的储液器21分别布置在第一水泵12和第二水泵22之前时，每个水泵和每个储液器的安装位置可以在每个冷却液管线中划分，从而可以容易地提供整个模块封装。此外，由于每个储液器布置在每个水泵的前端，因此通过每个储液器执行的排气性能得到改善，并且可以容易地将储液器和阀集成到集成模块中。
76.利用上述根据本发明的实施方案的每个配置，下面将描述根据热管理模式的实施方案。在下文中，将详细描述该实施方案。
77.如图8所示，当通过外部空气冷却电气部件13时，控制器m使第一水泵12运行并且控制阀装置60，以使冷却液循环到第一冷却液管线10和第二冷却液管线20的每一者，并且冷却液分配到散热器31中。
78.换句话说，当通过外部空气冷却电气部件13时，通过第一水泵12的操作流过第一冷却液管线10时冷却电气部件13的冷却液通过散热器31与外部空气进行热交换以被冷却，通过散热器31冷却的冷却液再循环到电气部件13中，以执行冷却液与外部空气之间的热交换，从而冷却电气部件13。由于第一冷却液管线10和第二冷却液管线20通过阀装置60彼此分开，因此冷却液仅循环到第一冷却液管线10中，并且冷却液可以分配到散热器31中。此时，散热器31配置为利用运行的风扇提高冷却液的冷却效率。
79.同时，当冷却电池23时，控制器m使第二水泵22运行，并且在压缩机41运行的情况下，控制器m控制制冷剂阀50以将制冷剂分配到电池激冷器24中，控制第一膨胀装置43a连通并且控制第二膨胀装置43b执行膨胀操作。
80.换句话说，当通过外部空气冷却电气部件13或同时通过制冷剂冷却电池23时，通过第一水泵12的运行，冷却电气部件13的冷却液通过散热器31并在与外部空气进行热交换时被冷却，并且通过散热器31冷却的冷却液再循环到电气部件13。由于第一冷却液管线10和第二冷却液管线20通过阀装置60彼此分开，因此冷却液仅循环到第一冷却液管线10中并且冷却液分配到散热器31。
81.此外，当压缩机41运行时，压缩的制冷剂通过内部冷凝器45、电气部件热交换器14和外部冷凝器42冷凝，并且第二膨胀装置43b执行膨胀操作，从而通过电池激冷器24而在制冷剂和冷却液进行热交换并且执行冷却液的冷却。因此，在第二冷却液管线20中通过电池激冷器24冷却的冷却液可以分配到电池23中并冷却电池23。此处，当第二水泵22运行时，冷却液在第二冷却液管线20中循环，在外部冷凝器42之后，制冷剂阀50将制冷剂的分配流向改变到第二膨胀装置43b和电池激冷器24，并且第一膨胀装置43a可以改变为全开状态。
82.如上所述，根据本发明的实施方案，可以通过外部空气和冷却液之间的热交换来冷却电气部件13，并且可以通过冷却液和制冷剂之间的热交换来冷却电池23。
83.如上所述，作为如图9所示的阀装置的实施方案，通过阀杆200的第一流路210而从第三端口130到第二端口120形成冷却液的流动，通过多个第二流路220而从第六端口160到第四端口140形成冷却液的流动。此外，通过阀杆200的连通部230而从第五端口150到第一端口110形成冷却液的流动。因此，如上所述，可以实现通过外部空气冷却电气部件或通过电池激冷器冷却电池的热管理模式。
84.同时，在车内冷却时，控制器m可以控制第三膨胀装置43c执行膨胀操作。换句话说，当第三膨胀装置43c处于关闭状态时，向蒸发器44的制冷剂的分配被阻断，但是当第三
膨胀装置43c处于连通状态时，向蒸发器44分配制冷剂，从而通过蒸发器44冷却调节空气。换句话说，在通过外部空气冷却电气部件13并且同时通过制冷剂冷却电池23的模式中，通过外部冷凝器42的一部分制冷剂被分配到蒸发器44中，从而冷却车内空间。
85.同时，当通过外部空气冷却电池23和电气部件13时，控制器m使第一水泵12和第二水泵22运行，并且控制阀装置60，以使通过了电池23和电池激冷器24的冷却液被分配到电气部件13和电气部件热交换器14中，并且冷却液被分配到散热器31中。
86.如图10所示，当通过外部空气冷却电池23和电气部件13时，阀装置60使得第一冷却液管线10和第二冷却液管线20实施为一个冷却液分配路径，以使冷却液在被共用的状态下分配到第一冷却液管线10和第二冷却液管线20中。此外，冷却液通过阀装置60分配到散热器31中。因此，当第一水泵12和第二水泵22运行时，首先冷却电池23的冷却液二次冷却电气部件13，冷却电池23和电气部件13的冷却液通过散热器31冷却并循环，以再冷却电池23和电气部件13。此时，由于阻止制冷剂在制冷剂管线40中的循环，因此阻止通过电气部件热交换器14和电池激冷器24进行制冷剂和冷却液之间的热交换。因此，根据本发明的实施方案，冷却液仅由外部空气通过散热器31冷却，以使电池23和电气部件13通过外部空气冷却。
87.因此，作为如图11所示的阀装置60的实施方案，通过阀杆200的第一流路210而从第三端口130到第一端口110形成冷却液的流动，通过多个第二流路220而从第六端口160到第四端口140形成冷却液的流动。此外，通过阀杆200的连通部230而从第五端口150到第二端口120形成冷却液的流动。因此，如上所述，可以实现通过外部空气冷却电池和电气部件的热管理模式。
88.同时，如图12所示，当回收电气部件13的废热并加热车内空间时，控制器m使第一水泵12运行，控制阀装置60，以使冷却液循环到第一冷却液管线10和第二冷却液管线20的每一者并且冷却液绕过散热器31，在压缩机41运行的情况下，控制器m控制第一膨胀装置43a进行膨胀操作并且控制第二膨胀装置43b和第三膨胀装置43c关闭。此时，控制器m可以控制制冷剂阀50，以使通过外部冷凝器42的制冷剂被分配到压缩机41中。
89.换句话说，当加热车内空间时，从压缩机41涌出的处于高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器45并且在内部冷凝器45中冷凝并散发热量，当外部空气或车内空气通过内部冷凝器45时，通过与散发的热量进行热交换而使空气的温度升高，然后将空气供应到车内空间以加热车内空间。此时，为了补充车内加热，ptc加热器h可以一起运行。
90.此外，当在制冷剂管线40中第一膨胀装置43a进行膨胀操作、第二膨胀装置43b关闭且第三膨胀装置43c关闭时，通过内部冷凝器45的制冷剂在第一膨胀装置43a中膨胀，然后通过电气部件热交换器14与第一冷却液管线10中的冷却液进行热交换，以使冷却液被冷却。因此，通过第一水泵12的运行，电气部件13可以通过在第一冷却液管线10中循环的冷却液冷却，在冷却电气部件13时被加热的冷却液在电气部件热交换器14处与制冷剂进行热交换，从而有效地进行蒸发。
91.此外，由于第一冷却液管线10中的冷却液没有循环到散热器31中，因此确保了在电气部件热交换器14中制冷剂和冷却液之间的热交换，第三膨胀装置43c执行关闭操作，不通过蒸发器44产生冷却空气。
92.因此，作为如图13所示的阀装置60的实施方案，通过阀杆200的第一流路210而从第三端口130到第二端口120形成冷却液的流动，在多个第二流路220中阻断到第四端口140
和第五端口150的冷却液的流动。此外，通过阀杆200的连通部230而从第六端口160到第一端口110形成冷却液的流动。因此，如上所述，可以实现通过回收电气部件的废热来进行车内加热的热管理模式。
93.同时，当冷却电池23并加热车内空间时，控制器m使第一水泵12的运行停止并且使第二水泵22运行。
94.换句话说，当加热车内空间时，从压缩机41涌出的处于高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器45并且在内部冷凝器45中冷凝并散发热量，当外部空气或车内空气通过内部冷凝器45时，通过与散发的热量进行热交换而使空气的温度升高，然后将空气供应到车内空间以加热车内空间。此时，为了补充车内加热，ptc加热器h可以一起运行。
95.此外，在制冷剂管线40中，第一膨胀装置43a连通，第二膨胀装置43b进行膨胀操作并且第三膨胀装置43c关闭，以使通过外部冷凝器42的制冷剂在第二膨胀装置43b中膨胀并且第一水泵12停止运行。因此，不在电气部件热交换器14中进行制冷剂和冷却液之间的热交换，而在电池激冷器24中进行制冷剂和冷却液之间的热交换，以使第二冷却液管线20中的冷却液被冷却。此时，可以控制制冷剂阀50，以使通过外部冷凝器42的制冷剂朝着电池激冷器24分配，第一膨胀装置43a连通并且第二膨胀装置43b执行膨胀操作，从而可以在电池激冷器24中进行冷却液和制冷剂之间的热交换。因此，可以同时进行车内加热和电池23的冷却。
96.同时，如图14所示，当通过利用电气部件13和电池23的废热对车内空间进行加热时，控制器m使第一水泵12和第二水泵22运行，控制阀装置60，以使通过了电池23和电池激冷器24的冷却液分配到电气部件13和电气部件热交换器14中，在压缩机41运行的情况下，控制器m控制第一膨胀装置43a执行膨胀操作，并且控制制冷剂阀50，以使通过外部冷凝器42的制冷剂通过电池激冷器24以分配到压缩机41中。
97.换句话说，在通过利用电气部件13和电池23的废热对车内空间进行加热时，阀装置60使得第一冷却液管线10和第二冷却液管线20实施为一个冷却液分配路径，以使冷却液在被共用的状态下分配到第一冷却液管线10和第二冷却液管线20中。此外，由于阻止向散热器31分配冷却液，因此通过第一水泵12和第二水泵22的每一者的运行，首次冷却电池23的冷却液二次冷却电气部件13。
98.此外，从压缩机41涌出的处于高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器45并且在内部冷凝器45中冷凝并散发热量，当外部空气或车内空气通过内部冷凝器45时，通过与散发的热量进行热交换而使空气的温度升高，然后将空气供应到车内空间以加热车内空间。此时，为了补充车内加热，ptc加热器h可以一起运行。
99.具体地，当第一膨胀装置43a在制冷剂管线40中膨胀时，在压缩机41中压缩的制冷剂通过内部冷凝器45，然后在第一膨胀装置43a中膨胀，然后通过电气部件热交换器14与第一冷却液管线10中的冷却液进行热交换。因此，在第一冷却液管线10和第二冷却液管线20中循环并与电气部件13和电池23进行热交换的冷却液通过电气部件热交换器14与制冷剂进行热交换，以使制冷剂吸收电气部件13和电池23中产生的热量。如上所述，吸收电气部件13和电池23的热量的制冷剂通过电池激冷器24，然后被分配到压缩机41中，从而降低了制冷剂系统的压差并且提高了加热效率。
100.因此，作为如图15所示的阀装置60的实施方案，通过阀杆200的第一流路210而从
第三端口130到第一端口110形成冷却液的流动，在多个第二流路220中阻断到第四端口140和第五端口150的冷却液的流动。此外，通过阀杆200的连通部230而从第六端口160到第二端口120形成冷却液的流动。因此，如上所述，可以实现通过回收电气部件和电池的废热来进行车内加热的热管理模式。
101.具有上述结构的阀装置60和使用该阀装置60的热管理模块配置为利用一个阀集成多个冷却液回路以紧凑化，因此阀装置和热管理模块在制造方面具有优势，并且在紧凑化的同时提高了空间利用率。
102.此外，通过响应于各种热管理模式而在各个冷却液管线中循环的冷却液和在制冷剂管线40中循环的制冷剂之间进行的热交换，提高了包括电气部件13和电池23的冷却以及通过利用电气部件13和电池23的废热对车内空间进行加热的热管理的效率，从而确保电气化移动工具的行驶距离。
103.本文中公开的实施方案可以通过具有至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个通信接口的计算装置实施或执行。结合本文中公开的实施方案来描述的方法、过程或算法中的元件可以直接在硬件中实施，可以在由至少一个处理器执行的软件模块中实施，或者可以在上述两者的组合中实施。用于实施结合本文中公开的实施方案来描述的方法、过程或算法的计算机可执行指令可以存储在非易失性计算机可读存储介质中。
104.尽管已经仅关于上述特定实施方案详细公开了本发明的实施方案，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，各种修改、添加和替换是可能的，并且各种修改、添加和替换属于所附权利要求是合理的。

技术特征：
1.一种阀装置，其包括：壳体，其具有内部空间，所述壳体的外周表面被分为第一区段和第二区段，所述第一区段和第二区段的每一者具有多个端口；阀杆，其能够旋转地设置在所述壳体的内部空间中，并且具有与第一区段的多个端口匹配的多个第一流路、与第二区段的多个端口匹配的多个第二流路以及配置为使得第一区段的多个端口与第二区段的多个端口彼此连通的连通部；致动器，其设置在所述壳体处，并且配置为控制阀杆的旋转位置；以及密封件，其插置在所述壳体和阀杆之间，并且具有与阀杆的多个第一流路、多个第二流路和连通部匹配的多个通孔。2.根据权利要求1所述的阀装置，其中，所述壳体的各个端口包括：第一区段中的连接到电气部件处的储液器的第一端口、连接到电池处的储液器的第二端口以及连接到电池激冷器的第三端口，第二区段中的分别连接到散热器的入口和出口的第四端口和第五端口以及连接到电气部件热交换器的第六端口。3.根据权利要求2所述的阀装置，其中，响应于阀杆的旋转位置，所述多个第一流路配置为始终连通到第三端口并且选择性地连通到第一端口和第二端口的任意一者，在第一区段中，所述连通部配置为连通到第一端口和第二端口的剩余一个端口。4.根据权利要求2所述的阀装置，其中，响应于阀杆的旋转位置，所述多个第二流路配置为始终连通到第六端口并且选择性地连通到第四端口和第五端口，在第二区段中，所述连通部配置为选择性地连通到第一端口或第二端口。5.根据权利要求1所述的阀装置，其中，所述密封件分为第一密封件和第二密封件，每个通孔的面积形成为大于多个第一流路的面积、大于多个第二流路的面积并且大于连通部的面积。6.一种集成式热管理系统，其使用根据权利要求1所述的阀装置，所述集成式热管理系统包括：第一冷却液管线，冷却液在所述第一冷却液管线中循环，所述第一冷却液管线包括电气部件处的储液器、第一水泵、电气部件以及电气部件热交换器；第二冷却液管线，冷却液在所述第二冷却液管线中循环，所述第二冷却液管线包括电池处的储液器、第二水泵、电池和电池激冷器；第三冷却液管线，其从所述第一冷却液管线分支并且包括散热器；制冷剂管线，制冷剂在所述制冷剂管线中循环，所述制冷剂管线包括压缩机、外部冷凝器、膨胀装置和蒸发器，所述制冷剂管线连接到电气部件热交换器和电池激冷器，以使制冷剂和冷却液进行热交换；制冷剂阀，其在制冷剂管线中设置于外部冷凝器之后，并且配置为使得制冷剂选择性地分配到电池激冷器和压缩机中；以及阀装置，其配置为选择性地改变分配到第一冷却液管线、第二冷却液管线和第三冷却液管线中的冷却液的分配方向，以控制冷却液的流动。7.根据权利要求6所述的集成式热管理系统，其中，所述制冷剂管线包括压缩机和电气部件热交换器之间的内部冷凝器。8.根据权利要求7所述的集成式热管理系统，其中，所述制冷剂管线的膨胀装置具有多
个膨胀装置，所述多个膨胀装置包括内部冷凝器和电气部件热交换器之间的第一膨胀装置、外部冷凝器和电池激冷器之间的第二膨胀装置以及位于蒸发器之前的第三膨胀装置。9.根据权利要求8所述的集成式热管理系统，其中，所述阀装置配置为改变冷却液从第一冷却液管线和第二冷却液管线的汇合点到电气部件处的储液器、电池处的储液器、电气部件热交换器和电池激冷器的分配方向，并且使通过了电气部件热交换器的冷却液从第一冷却液管线和第三冷却液管线的汇合点分配到散热器中或绕过散热器。10.根据权利要求8所述的集成式热管理系统，其进一步包括：控制器，其配置为响应于热管理模式来控制阀、各个水泵、压缩机以及各个膨胀装置。11.根据权利要求10所述的集成式热管理系统，其中，当通过外部空气冷却电气部件时，所述控制器使第一水泵运行并且控制阀装置，以使冷却液循环到第一冷却液管线和第二冷却液管线的每一者，并且使冷却液分配到散热器中。12.根据权利要求11所述的集成式热管理系统，其中，当对电池进行冷却时，所述控制器使第二水泵运行，并且在压缩机运行的情况下，所述控制器控制制冷剂阀以使制冷剂分配到电池激冷器中，控制第一膨胀装置连通并且控制第二膨胀装置进行膨胀操作。13.根据权利要求10所述的集成式热管理系统，其中，当对车内空间进行冷却时，所述控制器控制第三膨胀装置进行膨胀操作。14.根据权利要求10所述的集成式热管理系统，其中，当通过外部空气冷却电池和电气部件时，所述控制器使第一水泵和第二水泵运行并且控制阀装置，以使通过了电池和电池激冷器的冷却液分配到电气部件和电气部件热交换器中，并且使冷却液分配到散热器中。15.根据权利要求10所述的集成式热管理系统，其中，当回收电气部件的废热以对车内空间进行加热时，所述控制器使第一水泵运行并且控制阀装置，以使冷却液循环到第一冷却液管线和第二冷却液管线的每一者，并且使冷却液绕过散热器，在压缩机运行的情况下，所述控制器控制第一膨胀装置进行膨胀操作，并且控制第二膨胀装置和第三膨胀装置关闭。16.根据权利要求15所述的集成式热管理系统，其中，当对电池进行冷却并且对车内空间进行加热时，所述控制器使第一水泵的运行停止并且使第二水泵运行。17.根据权利要求10所述的集成式热管理系统，其中，当通过利用电气部件和电池的废热来对车内空间进行加热时，所述控制器使第一水泵和第二水泵运行并且控制阀装置，以使通过了电池和电池激冷器的冷却液分配到电气部件和电气部件热交换器中，在压缩机运行的情况下，所述控制器控制第一膨胀装置和第二膨胀装置进行膨胀操作，并且控制制冷剂阀以使通过了外部冷凝器的制冷剂通过电池激冷器以分配到压缩机中。

技术总结
本发明提出一种阀装置和使用阀装置的集成式热管理系统。在阀装置和集成式热管理系统中，利用一个阀集成多个冷却液回路以紧凑化，从而在制造方面具有优势，并且在紧凑化的同时提高了空间利用率。此外，由于响应于各种热管理模式而在每个冷却液管线中循环的冷却液和在每个制冷剂管线中循环的制冷剂之间进行的热交换，提高了包括电气部件和电池的冷却以及利用电气部件和电池的废热进行车内加热的热管理的效率，从而确保电气化移动工具的行驶距离。离。离。


技术研发人员：延济旼 金万熙 李相岷
受保护的技术使用者：现代威亚株式会社
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/26