[發(fā)明專利]一種電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410022406.X
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103743168A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立中;於君標(biāo);王華達(dá);張斌;葉志鋒;葉興海;丁炳華;沈偉東
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江春暉智能控制股份有限公司
• 主分類號: F25B41/06
• 分類號: F25B41/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)，屬蒸氣壓縮式制冷技術(shù)領(lǐng)域，適用于各種配置熱泵空調(diào)系統(tǒng)的電動汽車。

背景技術(shù)

電動汽車的出現(xiàn)對電動汽車空調(diào)的研究開發(fā)提出了新的課題與挑戰(zhàn)。由于受到電動汽車獨(dú)特性影響，沒有發(fā)動機(jī)作為空調(diào)壓縮機(jī)的動力源，也不能提供作為汽車空調(diào)冬天制熱用的熱源，國內(nèi)汽車廠家就從傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行部分替換設(shè)計(jì)，將燃油發(fā)動機(jī)帶動的壓縮機(jī)替換成直流電機(jī)直接驅(qū)動的壓縮機(jī)，控制上相應(yīng)改變，來完成空調(diào)制冷的功能，目前替換設(shè)計(jì)效果基本能解決電動汽車空調(diào)的制冷問題。由于沒有燃油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的余熱，制熱功能國內(nèi)廠家目前主要采用PTC加熱和電熱管加熱，這些加熱模式雖能滿足制熱效果，但這些加熱模式都是消耗電動汽車上的蓄電池電能，制熱效率相對較低，影響電動汽車的續(xù)行里程。

國外某公司開發(fā)出的一套熱泵空調(diào)系統(tǒng)是具有代表性的電動汽車空調(diào)系統(tǒng)之一。如圖1所示，制冷工況循環(huán)為：由壓縮機(jī)1經(jīng)四通閥2至車外換熱器3(此時用作冷凝器)，再經(jīng)電子膨脹閥(B)5、車內(nèi)換熱器(A)6回到壓縮機(jī)1。制熱工況循環(huán)為：由壓縮機(jī)1經(jīng)四通閥2至車內(nèi)換熱器(B)7，再經(jīng)電子膨脹閥(A)4、車外換熱器3(此時用作蒸發(fā)器)回到壓縮機(jī)1。當(dāng)系統(tǒng)以除霜／除濕模式運(yùn)行時，制冷劑將經(jīng)過所有3個換熱器，空氣通過車內(nèi)換熱器(A)6來除濕，將空氣冷卻到除霜所需要的溫度，再通過車內(nèi)換熱器(B)7加熱，然后將它送到車室，解決了汽車安全駕駛的問題。雖然該系統(tǒng)解決了熱泵空調(diào)系統(tǒng)制冷和制熱兩大問題，但存在系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高、性能不可靠等缺點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)熱泵空調(diào)制冷、制熱兩大功能，需要配置二個電子膨脹閥，成本偏高，同時電子膨脹閥作為一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要為其配置提供信號的控制器及傳感器，由于汽車使用環(huán)境復(fù)雜多變及駕駛員的駕駛習(xí)慣各不相同，控制器的算法極為復(fù)雜，實(shí)際空調(diào)的運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況很難完全吻合，實(shí)際空調(diào)運(yùn)行效能大為降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所述的電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的目的就在于解決上述問題和不足，提供一種新型的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，性能可靠，可廣泛應(yīng)用于電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域。

本發(fā)明的電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)，主要包括壓縮機(jī)、車外換熱器、二個車內(nèi)換熱器、四通閥、電磁閥、氣液分離器、雙向熱力膨脹閥等，其特征在于：用一個雙向熱力膨脹閥作為電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)流元件。

雙向熱力膨脹閥位于車外換熱器與一個車內(nèi)換熱器之間，制冷進(jìn)口通過連接管與車外換熱器相連，制熱進(jìn)口通過連接管與一個車內(nèi)換熱器相連，外平衡管及感溫包與連接管相連。空調(diào)系統(tǒng)制冷或制熱工作時，雙向熱力膨脹閥通過采集系統(tǒng)回氣過熱度的大小，自動調(diào)節(jié)一個車內(nèi)換熱器或車外換熱器的供液量(制冷時為一個車內(nèi)換熱器，制熱時為車外換熱器)，從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)制冷或制熱功能，并且使空調(diào)系統(tǒng)各部件發(fā)揮最佳效能。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

現(xiàn)有電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)采用電子膨脹閥作為節(jié)流元件，空調(diào)系統(tǒng)制冷或制熱工作時各單獨(dú)配置一個電子膨脹閥作為節(jié)流元件，電子膨脹閥通過接受系統(tǒng)發(fā)出的控制信號，調(diào)整閥的開度大小，從而實(shí)現(xiàn)換熱器供液量的自動調(diào)整。電子膨脹閥在理論上是理想的節(jié)流元件，但其本身僅僅是一種電動執(zhí)行閥，不具備采集回氣壓力和回氣溫度信號的功能，更不具備自動調(diào)節(jié)流量的功能，電子膨脹閥完全依賴于高精度溫度傳感器、壓力傳感器、高精度控制器及合理的控制模式，而高精度控制器的開發(fā)在電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)中面對車外環(huán)境溫度、工作頻率、節(jié)流過程中的閃發(fā)性氣體所占比例及車內(nèi)負(fù)荷的交叉變化所形成的無數(shù)個匹配點(diǎn)，不但周期長，在用溫度傳感器替代壓力傳感器的條件下，開發(fā)高精度的控制器更是十分困難，即使開發(fā)成功，汽車使用環(huán)境復(fù)雜多變及駕駛員的駕駛習(xí)慣各不相同，空調(diào)系統(tǒng)無法完全在設(shè)計(jì)工況下工作，系統(tǒng)效能降低。