實施方式涉及一種球閥和包括該球閥的車輛熱管理裝置。具體地，實施方式涉及一種球閥和包括該球閥的車輛熱管理裝置，該球閥包括設(shè)置在球中的兩個凹槽以使作為熱交換介質(zhì)提供的制冷劑膨脹。

背景技術(shù)：

1、車輛設(shè)置有空調(diào)器，以用于控制內(nèi)部空氣溫度。空調(diào)器通過生成暖空氣來保持車輛內(nèi)部溫暖，或者通過生成冷空氣來保持車輛內(nèi)部涼爽。這里，車輛空調(diào)器可以包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、連接它們的管道等，以使作為熱交換介質(zhì)的制冷劑循環(huán)。

2、大多數(shù)設(shè)置有這種空調(diào)器的車輛使用內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機使用諸如汽油和柴油等的化石燃料作為能源來驅(qū)動。因此，由于諸如環(huán)境污染問題和石油儲量減少的各種原因，需要新的能源。因此，諸如電動車輛和燃料電池車輛的環(huán)保車輛正在興起。

3、在使用內(nèi)燃機的車輛(以下稱為“內(nèi)燃機車輛”)的情況下，可以使用冷卻內(nèi)燃機的冷卻水來加熱車輛內(nèi)部。例如，內(nèi)燃機車輛可以設(shè)置有使用冷卻水的加熱系統(tǒng)，以使用從內(nèi)燃機吸收的熱量來加熱車輛內(nèi)部。

4、然而，由于使用燃料電池等的車輛不使用內(nèi)燃機，因此存在無法使用將車輛的內(nèi)燃機用作熱源的加熱系統(tǒng)的問題。

5、因此，使用燃料電池等的車輛將熱泵添加到空調(diào)器并且將熱泵用作熱源，或者設(shè)置有諸如電加熱器的單獨熱源來加熱車輛內(nèi)部。這里，熱泵可以是用于吸收低溫熱量然后將所吸收的熱量傳遞到高溫的裝置。作為示例，熱泵具有這樣的循環(huán)，其中，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從周圍環(huán)境中吸收熱量以變成氣體，然后通過冷凝器液化同時將熱量重新排放到周圍環(huán)境中。當熱泵被應(yīng)用于電動車輛或混合動力電動車輛時，具有的優(yōu)點在于，可以確保傳統(tǒng)通用空調(diào)器中所缺乏的熱源。

6、在其中設(shè)置有這種熱泵的熱泵系統(tǒng)中，可以使用蒸汽噴射系統(tǒng)來提高冷卻和加熱性能。這里，蒸汽噴射系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，用于冷卻和加熱的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)允許氣態(tài)制冷劑使用氣液分離器而重新流入到壓縮機中，并且將液態(tài)制冷劑供應(yīng)到蒸發(fā)器或冷卻器。

7、由于相關(guān)技術(shù)中的熱泵系統(tǒng)使用二通膨脹閥，因此所需量的制冷劑無法流動，這導(dǎo)致由缺乏制冷劑引起的除濕性能問題。

8、在使用多個二通膨脹閥來解決上述問題的情況下，在實現(xiàn)緊湊尺寸的車輛熱管理裝置方面存在限制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本實施方式提供了一種球閥和包括該球閥的車輛熱管理裝置，所述球閥通過控制具有凹槽的球的位置來提高根據(jù)空氣調(diào)節(jié)模式的性能。

3、本實施方式提供了一種僅使用單個氣液分離器并且使用三通型閥的車輛熱管理裝置，從而排除了相關(guān)技術(shù)中的設(shè)置在氣液分離器的氣體出口側(cè)處的止回閥。

4、本實施方式通過使用球閥的模塊化蒸汽噴射模塊提供了一種具有緊湊尺寸的車輛熱管理裝置。

5、本實施方式提供了一種針對蒸汽噴射模塊的相應(yīng)部件提供優(yōu)化的布置結(jié)構(gòu)的車輛熱管理裝置。

6、本實施方式提供了一種通過使用能夠雙向地膨脹的球閥來實現(xiàn)雙向膨脹模式的車輛熱管理裝置。

7、實施方式要解決的目的不限于上述目的，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將通過以下描述清晰地理解上述未描述的目的。

8、技術(shù)方案

9、上述目的通過一種球閥來實現(xiàn)，所述球閥包括：殼體，所述殼體包括設(shè)置成彼此連通的第一殼體孔、第二殼體孔和第三殼體孔；球，所述球能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體中；以及致動器，所述致動器被配置成使所述球旋轉(zhuǎn)，其中，所述球包括：球主體，所述球主體具有球形形狀；第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔設(shè)置在所述球主體中并且被配置成彼此連通；以及兩個凹槽，所述兩個凹槽形成為在所述球主體的周向方向上具有預(yù)定長度以便連接到所述第一孔，其中，所述第二孔設(shè)置成與所述第三殼體孔相對應(yīng)，并且其中，所述球的所述凹槽根據(jù)所述球的位置與所述第一殼體孔或所述第二殼體孔連通。

10、特別地，所述球的所述凹槽可以通過所述致動器定位在不與所述第一殼體孔和所述第二殼體孔連通的位置處。

11、特別地，通過所述致動器，所述兩個凹槽中的一個凹槽的端部可以設(shè)置成與所述第一殼體孔連通，并且所述兩個凹槽中的另一個凹槽的端部可以設(shè)置成與所述第二殼體孔連通。

12、上述目的通過一種球閥來實現(xiàn)，所述球閥包括：殼體，所述殼體包括設(shè)置成彼此連通的第一殼體孔、第二殼體孔和第三殼體孔；球，所述球能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體中；以及致動器，所述致動器被配置成使所述球旋轉(zhuǎn)，其中，所述球包括：球主體，所述球主體具有球形形狀；第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔設(shè)置在所述球主體中并且被配置成彼此連通；以及兩個凹槽，所述兩個凹槽形成為在所述球主體的周向方向上具有預(yù)定長度以便連接到所述第一孔，其中，所述第一孔的直徑、所述第一殼體孔的直徑和所述第二殼體孔的直徑比所述凹槽的寬度大，其中，所述第二孔設(shè)置成與所述第三殼體孔相對應(yīng)，并且其中，所述球的所述凹槽通過所述致動器定位在不與所述第一殼體孔和所述第二殼體孔連通的位置處。

13、上述目的通過一種球閥來實現(xiàn)，所述球閥包括：殼體，所述殼體包括設(shè)置成彼此連通的第一殼體孔、第二殼體孔和第三殼體孔；球，所述球能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體中；以及致動器，所述致動器被配置成使所述球旋轉(zhuǎn)，其中，所述球包括：球主體，所述球主體具有球形形狀；第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔設(shè)置在所述球主體中并且被配置成彼此連通；以及兩個凹槽，所述兩個凹槽形成為在所述球主體的周向方向上具有預(yù)定長度以便連接到所述第一孔，其中，所述第一孔的直徑、所述第一殼體孔的直徑和所述第二殼體孔的直徑比所述凹槽的寬度大，其中，所述第二孔設(shè)置成與所述第三殼體孔相對應(yīng)，并且其中，通過所述致動器，所述兩個凹槽中的一個凹槽的端部設(shè)置成與所述第一殼體孔連通，并且所述兩個凹槽中的另一個凹槽的端部設(shè)置成與所述第二殼體孔連通。

14、特別地，所述第一殼體孔和所述第二殼體孔可以設(shè)置成面向彼此，并且所述球可以被配置成在180度的范圍內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。

15、特別地，所述球閥可以包括：環(huán)形的第一密封部，所述第一密封部設(shè)置在所述第一殼體孔中，同時與所述球相對應(yīng)；以及環(huán)形的第二密封部，所述第二密封部設(shè)置在所述第二殼體孔中，同時與所述球相對應(yīng)。

16、特別地，所述第一密封部的內(nèi)徑和所述第二密封部的內(nèi)徑可以等于所述第一孔的直徑。

17、特別地，所述球閥可以包括：支撐裝置，所述支撐裝置被配置成防止所述第一密封部的分離，其中，所述支撐裝置能拆卸地聯(lián)接在所述第一殼體孔中。

18、同時，所述致動器的連接部分可以設(shè)置成在軸向方向上與所述第二孔交疊。

19、特別地，所述第一孔和所述第二孔可以設(shè)置成彼此垂直。

20、此外，可以根據(jù)所述球的所述凹槽中的一個凹槽的端部與所述第一殼體孔或所述第二殼體孔連通所處的旋轉(zhuǎn)位置來控制移動穿過所述凹槽的制冷劑的流速。

21、此外，所述第一孔的直徑可以等于所述第二孔的直徑。

22、此外，所述第一孔的直徑可以小于所述第二孔的直徑。

23、此外，所述凹槽的深度可以朝向所述凹槽的端部側(cè)減小。

24、上述目的通過一種球閥來實現(xiàn)，所述球閥包括：殼體，所述殼體包括設(shè)置成彼此連通的第一殼體孔、第二殼體孔和第三殼體孔；球，所述球能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體中；環(huán)形的第一密封部，所述第一密封部設(shè)置在所述第一殼體孔中，同時面向所述球；環(huán)形的第二密封部，所述第二密封部設(shè)置在所述第二殼體孔中，同時面向所述球；以及支撐裝置，所述支撐裝置被配置成支撐所述第一密封部，其中，所述第一殼體孔的直徑大于所述第二殼體孔的直徑，其中，所述第二密封部、所述球、所述第一密封部和所述支撐裝置穿過所述第一殼體孔依次設(shè)置在所述殼體中，并且其中，所述支撐裝置能拆卸地聯(lián)接到所述殼體。

25、上述目的通過一種車輛熱管理裝置來實現(xiàn)，所述車輛熱管理裝置包括：壓縮機，所述壓縮機被配置成壓縮制冷劑并使所述制冷劑循環(huán)；第一熱交換器，在所述第一熱交換器中，所壓縮的制冷劑被引入并且與另一種熱交換介質(zhì)交換熱量；第二熱交換器，所述第二熱交換器被配置成與存在于乘員艙外部的空氣交換熱量；第三熱交換器，所述第三熱交換器安裝在空調(diào)裝置中，并且被配置成與排放到所述乘員艙中的空氣交換熱量；以及蒸汽噴射模塊，所述蒸汽噴射模塊被配置成將氣態(tài)制冷劑引入到所述壓縮機中，其中，所述蒸汽噴射模塊包括第一膨脹裝置組、第二膨脹裝置組和一個氣液分離器，其中，所述第一膨脹裝置組的第一膨脹裝置和所述第二膨脹裝置組的第三膨脹裝置均包括：殼體，所述殼體包括設(shè)置成彼此連通的第一殼體孔、第二殼體孔和第三殼體孔；球，所述球能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體中；致動器，所述致動器被配置成使所述球旋轉(zhuǎn)；環(huán)形的第一密封部，所述第一密封部設(shè)置在所述第一殼體孔中，同時面向所述球；以及環(huán)形的第二密封部，所述第二密封部設(shè)置在所述第二殼體孔中，同時面向所述球，其中，所述球包括：球主體，所述球主體具有球形形狀；第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔設(shè)置在所述球主體中并且被配置成彼此連通；以及第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成為在所述球主體的周向方向上具有預(yù)定長度以便連接到所述第一孔，并且其中，基于旋轉(zhuǎn)中心，限定在兩個所述第一凹槽和所述第二凹槽之間的第一夾角小于限定在設(shè)置在所述第一密封部的內(nèi)徑上的一個點與在所述第二密封部的內(nèi)徑上設(shè)置成在所述周向方向上與設(shè)置在所述第一密封部的內(nèi)徑上的所述點相鄰的一個點之間的第二夾角。

26、特別地，在冷卻模式下，已經(jīng)穿過所述第二熱交換器的制冷劑可以被引入到所述第一膨脹裝置組中，并且在加熱模式下，已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以被引入到所述第二膨脹裝置組中。

27、特別地，所述第一膨脹裝置組可以包括：所述第一膨脹裝置；第二膨脹裝置；以及第三流動路徑，所述第三流動路徑被配置成將所述第一熱交換器的出口連接到所述第一膨脹裝置和所述第二膨脹裝置，并且其中，所述第二膨脹裝置組可以包括：所述第三膨脹裝置；第四膨脹裝置；以及第四流動路徑，所述第四流動路徑被配置成通過第三分支部將所述第二熱交換器的出口連接到所述第三膨脹裝置和所述第四膨脹裝置。

28、特別地，所述第一膨脹裝置和所述第三膨脹裝置可以并聯(lián)連接到所述氣液分離器的液體出口，所述第二膨脹裝置和所述第四膨脹裝置可以并聯(lián)連接到所述氣液分離器的入口，并且所述氣液分離器的氣體出口可以連接到所述壓縮機。

29、特別地，所述車輛熱管理裝置可以包括：第一管線，所述第一管線被配置成將所述壓縮機、所述第一熱交換器、所述蒸汽噴射模塊、所述第三熱交換器和儲液器連接；第二管線，所述第二管線被配置成將所述蒸汽噴射模塊和所述第二熱交換器連接；第三管線，所述第三管線被配置成將所述蒸汽噴射模塊和所述壓縮機連接；第四管線，所述第四管線具有連接到所述第三熱交換器與所述儲液器之間的所述第一管線的一側(cè)以及連接到所述第二熱交換器與所述蒸汽噴射模塊之間的所述第二管線的另一側(cè)；以及冷卻器和第五膨脹裝置，所述冷卻器和所述第五膨脹裝置設(shè)置在所述第四管線上，其中，沿著所述第四管線移動的制冷劑和沿著第五管線移動的冷卻劑在所述冷卻器中彼此交換熱量。

30、同時，在所述車輛熱管理裝置的冷卻/除濕模式下，已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以穿過所述第一膨脹裝置、所述第二熱交換器和所述第四膨脹裝置引入到所述氣液分離器中，由所述氣液分離器分離的氣態(tài)制冷劑可以移動到所述壓縮機，由所述氣液分離器分離的液態(tài)制冷劑可以通過所述第三膨脹裝置移動到所述第三熱交換器，所述第一膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第一殼體孔和所述第一孔面向彼此并彼此連通的位置，并且所述第三膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第二殼體孔和所述第二凹槽部分地面向彼此并彼此連通的位置。

31、在所述車輛熱管理裝置的所述冷卻模式下，所述第一膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第一殼體孔和所述第一孔面向彼此并彼此連通的位置，并且所述第三膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第一殼體孔和所述第一孔面向彼此并彼此連通的位置，使得已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑繞過所述氣液分離器并且被引入到所述第三熱交換器中。

32、在所述車輛熱管理裝置的加熱/除濕模式下，所述第一膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第二殼體孔和所述第二凹槽部分地面向彼此并彼此連通的位置，所述第三膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)成使得所述第一凹槽和所述第二凹槽兩者都設(shè)置在所述第二夾角中，已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以通過所述第二膨脹裝置膨脹然后被引入到所述氣液分離器中，由所述氣液分離器分離的氣態(tài)制冷劑可以移動到所述壓縮機，并且由所述氣液分離器分離的液態(tài)制冷劑可以通過所述第一膨脹裝置膨脹，穿過所述第二熱交換器，然后移動到所述壓縮機。

33、此外，在所述車輛熱管理裝置的所述加熱模式下，所述第一膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第一殼體孔和所述第一孔面向彼此并彼此連通的位置，所述第三膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)成使得所述第一凹槽和所述第二凹槽兩者都設(shè)置在所述第二夾角中，并且已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以繞過所述氣液分離器，并且穿過所述第二熱交換器和所述冷卻器引入到所述儲液器中。

34、此外，在所述車輛熱管理裝置的除濕模式下，所述第一膨脹裝置的球和所述第三膨脹裝置的球可以旋轉(zhuǎn)到所述第二殼體孔和所述第二凹槽部分地面向彼此并彼此連通的位置，已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以通過所述第二膨脹裝置膨脹并且被引入到所述氣液分離器中，由所述氣液分離器分離的氣態(tài)制冷劑可以移動到所述壓縮機，由所述氣液分離器分離的液態(tài)制冷劑可以分支到所述第一膨脹裝置和所述第三膨脹裝置，引入到所述第一膨脹裝置中并膨脹的制冷劑可以穿過所述第二熱交換器并且被引入到所述壓縮機中，并且引入到所述第三膨脹裝置并膨脹的制冷劑可以穿過所述第三熱交換器并且被引入到所述壓縮機中。

35、上述目的通過一種車輛熱管理裝置來實現(xiàn)，所述車輛熱管理裝置包括：壓縮機，所述壓縮機被配置成壓縮制冷劑并使所述制冷劑循環(huán)；第一熱交換器，在所述第一熱交換器中，所壓縮的制冷劑被引入并且與另一種熱交換介質(zhì)交換熱量；第二熱交換器，所述第二熱交換器被配置成與存在于乘員艙外部的空氣交換熱量；冷卻器；以及球閥，所述球閥被配置成使穿過所述第一熱交換器的制冷劑移動到所述第二熱交換器和所述冷卻器中的至少任一者，其中，所述球閥包括：殼體，所述殼體包括設(shè)置成彼此連通的第一殼體孔、第二殼體孔和第三殼體孔；球，所述球能旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述殼體中；致動器，所述致動器被配置成使所述球旋轉(zhuǎn)；環(huán)形的第一密封部，所述第一密封部設(shè)置在所述第一殼體孔中，同時面向所述球；以及環(huán)形的第二密封部，所述第二密封部設(shè)置在所述第二殼體孔中，同時面向所述球，其中，所述球包括：球主體，所述球主體具有球形形狀；第一孔和第二孔，所述第一孔和所述第二孔設(shè)置在所述球主體中并且被配置成彼此連通；以及第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成為在所述球主體的周向方向上具有預(yù)定長度以便連接到所述第一孔，并且其中，基于旋轉(zhuǎn)中心，限定在兩個所述第一凹槽和所述第二凹槽之間的第一夾角大于限定在設(shè)置在所述第一密封部的內(nèi)徑上的一個點與在所述第二密封部的內(nèi)徑上設(shè)置成在所述周向方向上與設(shè)置在所述第一密封部的內(nèi)徑上的所述點相鄰的一個點之間的第二夾角。

36、此外，在所述車輛熱管理裝置的室外單元熱吸收模式下，所述球可以旋轉(zhuǎn)到所述第一殼體孔和所述第一凹槽部分地面向彼此并彼此連通的位置，并且已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以繞過所述冷卻器，在所述球閥中膨脹，然后被引入到所述第二熱交換器中。

37、此外，在所述車輛熱管理裝置的廢熱吸收模式下，所述球可以旋轉(zhuǎn)到所述第二殼體孔和所述第二凹槽部分地面向彼此并彼此連通的位置，已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以繞過所述第二熱交換器，在所述球閥中膨脹，然后被引入到所述冷卻器中，并且所述制冷劑和沿著第五管線移動的冷卻劑可以在所述冷卻器中彼此交換熱量。

38、此外，在所述車輛熱管理裝置的并行熱吸收模式下，所述球可以旋轉(zhuǎn)到所述第一殼體孔和所述第一凹槽部分地彼此連通并且所述第二殼體孔和第二凹槽部分地彼此連通的位置，已經(jīng)穿過所述第一熱交換器的制冷劑可以在所述球閥中實現(xiàn)雙向膨脹，然后被引入到所述第二熱交換器和所述冷卻器中，并且所述制冷劑和沿著第五管線移動的冷卻劑可以在所述冷卻器中彼此交換熱量。

39、有益效果

40、根據(jù)實施方式，通過使用具有凹槽的球和配置成控制球的旋轉(zhuǎn)的致動器來控制球的旋轉(zhuǎn)位置，使得可以控制沿著球閥的內(nèi)部移動的制冷劑的移動，或者可以選擇性地使移動的制冷劑膨脹。

41、根據(jù)實施方式，可以實現(xiàn)應(yīng)用球閥的車輛熱管理裝置，使得可以根據(jù)空氣調(diào)節(jié)模式使制冷劑選擇性地膨脹或控制制冷劑的移動。

42、因此，根據(jù)實施方式，根據(jù)車輛熱管理裝置的空氣調(diào)節(jié)模式使制冷劑選擇性地膨脹或控制制冷劑的移動，使得可以提高空氣調(diào)節(jié)性能。

43、此外，通過改進使用多個二通閥的熱管理裝置的尺寸來使用球閥，可以實現(xiàn)具有緊湊尺寸的車輛熱管理裝置。在這種情況下，根據(jù)實施方式，已經(jīng)穿過內(nèi)部熱交換器的熱交換介質(zhì)和已經(jīng)穿過外部熱交換器的熱交換介質(zhì)中的一者選擇性地被供應(yīng)到單個氣液分離器，使得消除了在相關(guān)技術(shù)中已經(jīng)設(shè)置在氣液分離器的氣體出口側(cè)處的止回閥，這可以提高空氣調(diào)節(jié)性能并且實現(xiàn)更緊湊的車輛熱管理裝置。

44、根據(jù)實施方式，在共同使用連接到多個膨脹裝置的僅單個氣液分離器的蒸汽噴射模塊情況下，可以實現(xiàn)車輛熱管理裝置的緊湊尺寸，這可以提高車輛熱管理裝置的設(shè)計自由度。

45、根據(jù)實施方式，借助針對每個部件模塊化的蒸汽噴射模塊，可以有效地管理維護和修理。

46、根據(jù)實施方式，在加熱或除濕模式下，可以使用從電池生成并廢棄的熱量(以下稱為“廢熱”)來提高熱管理效率。

47、根據(jù)實施方式，通過使用具有凹槽的球和配置成控制球的旋轉(zhuǎn)的致動器來控制球的旋轉(zhuǎn)位置，使得可以實現(xiàn)沿著球閥的內(nèi)部移動的制冷劑的雙向膨脹。因此，借助能夠?qū)崿F(xiàn)雙向膨脹的球閥通過使用從電池生成的廢熱，可以提高熱管理效率。

48、本實施方式的各種有用優(yōu)點和效果不限于上述內(nèi)容，并且通過具體實施方式的描述將更容易理解。