[發(fā)明專利]一種新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610437489.8
• 申請(qǐng)日: 2016-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN106004329B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉勇;黃龍;李廣;蘇濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方英特空調(diào)有限公司
• 主分類號(hào): B60H1/00
• 分類號(hào): B60H1/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11275
• 代理人: 張琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車空調(diào)領(lǐng)域，具體涉及一種新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

目前有兩種空調(diào)系統(tǒng)，第一種是燃油汽車使用的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，第二種是電動(dòng)汽車使用的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的汽車空調(diào)系統(tǒng)由蒸發(fā)器，膨脹閥，冷凝器，若干管路和壓縮機(jī)組成，其中壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)。在氣溫較高的季節(jié)，通過HVAC的蒸發(fā)器吸收乘員艙內(nèi)的熱量來達(dá)到降溫的目的；在溫度較低季節(jié)，經(jīng)通有發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻液的芯體加熱氣體達(dá)到取暖的目的。

對(duì)電動(dòng)車，由于沒有發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫冷卻液，如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)就要用高壓PTC代替暖風(fēng)芯體來持續(xù)供暖，這便加重了電池的能耗負(fù)擔(dān)。于是有人提出在車上搭載熱泵系統(tǒng)來滿足降溫制熱要求，該系統(tǒng)主要由電動(dòng)壓縮機(jī)，氣液分離器，蒸發(fā)器(部分系統(tǒng)沒有)，車內(nèi)換熱器，車外換熱器和若干管路以及閥構(gòu)成；在高溫天氣下，蒸發(fā)器與車外換熱器相連，在壓縮機(jī)的推動(dòng)下按照傳統(tǒng)制冷模式進(jìn)行降溫；在低溫天氣下，由車外冷凝器與車內(nèi)冷凝器聯(lián)合完成艙內(nèi)采暖，此時(shí)車外換熱器扮演了蒸發(fā)器的角色。熱泵系統(tǒng)的取暖方式相比于僅靠PTC更節(jié)能高效，提高了電動(dòng)車的續(xù)航能力。

對(duì)于這樣的熱泵系統(tǒng)卻存在以下不足：

1.在車外換熱器當(dāng)作蒸發(fā)器使用時(shí)容易結(jié)霜，會(huì)增加壓縮機(jī)的功耗甚至損壞系統(tǒng)，單純依靠運(yùn)行停止系統(tǒng)或轉(zhuǎn)換成AC模式來化霜時(shí)，不僅無法有效解決大面積化霜問題，還會(huì)造成乘員艙內(nèi)的溫度波動(dòng)劇烈，嚴(yán)重影響舒適性。

2.在長期內(nèi)循環(huán)模式下的制熱容易出現(xiàn)擋風(fēng)玻璃起霧問題，對(duì)空調(diào)箱內(nèi)只有一個(gè)換熱器設(shè)計(jì)的熱泵系統(tǒng)，不能對(duì)艙內(nèi)進(jìn)行除濕處理，會(huì)嚴(yán)重影響行駛安全。

3.在一般低溫環(huán)境下(0℃～-10℃)工作時(shí)，壓縮機(jī)吸氣溫度低下，為了滿足制熱，又必須保持高溫排氣，這就加重了壓縮機(jī)的負(fù)擔(dān)，造成COP低下，不能滿足快速取暖的需求；

4.一般地，(低溫)熱泵系統(tǒng)工作極限在-10℃左右，限制了搭載該系統(tǒng)電動(dòng)車的使用區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種適用范圍寬、可輕松滿足用戶降溫、制熱需求的新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)及控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、氣液分離器、車內(nèi)換熱器、蒸發(fā)器、車外換熱器以及蒸汽噴射器；所述蒸汽噴射器的一個(gè)入口端與TXVⅠ及兩通閥Ⅱ出口端相串聯(lián)，所述兩通閥Ⅱ的入口端與蒸汽噴射器的另一入口端相并聯(lián)；所述壓縮機(jī)的高壓端口通過三通換向閥Ⅰ與車內(nèi)換熱器相連接，所述車內(nèi)換熱器通過兩通閥Ⅲ與兩通閥Ⅱ的入口端相連接，所述蒸汽噴射器的一個(gè)出口端依次通過三通換向閥Ⅱ、Ⅲ與車外換熱器的入口端相連接，所述車外換熱器的出口端依次通過三通換向閥Ⅳ、氣液分離器與壓縮機(jī)的低壓端口連接在一起，所述蒸汽噴射器的另一個(gè)出口端與壓縮機(jī)的中壓端口相連；所述三通換向閥Ⅳ的另一端口依次通過TXVⅡ、蒸發(fā)器、兩通閥Ⅰ與氣液分離器的入口端相連接，所述三通換向閥Ⅲ的另一端口通過EXV與車外換熱器的入口端相連接。

進(jìn)一步，所述三通換向閥Ⅰ的另一端口與兩通閥Ⅲ的入口端相連接。

進(jìn)一步，所述兩通閥Ⅲ的入口端與三通換向閥Ⅱ的另一端口相連接。

進(jìn)一步，所述車外換熱器與氣液分離器之間還設(shè)有熱交換器。

進(jìn)一步，所述車外換熱器為雙層芯體結(jié)構(gòu)，其中一層芯體與外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連成循環(huán)回路，所述外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要由散熱器及冷卻裝置組成。

一種適用于上述的新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)的控制方法，主要包括以下步驟：

(1)制冷循環(huán)：關(guān)閉兩通閥Ⅱ，壓縮機(jī)做功，經(jīng)三通換向閥Ⅰ流向三通換向閥Ⅱ、Ⅲ及車外換熱器，然后冷媒通過三通換向閥Ⅳ流經(jīng)TXVⅡ、蒸發(fā)器、兩通閥Ⅰ與氣液分離器后返回壓縮機(jī)；

(2)制熱循環(huán)：壓縮機(jī)做功，經(jīng)三通換向閥Ⅰ流向車內(nèi)換熱器，此時(shí)空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)吸入空調(diào)系統(tǒng)被車內(nèi)換熱器加熱，再送入乘員艙內(nèi)取暖；然后冷媒經(jīng)過兩通閥Ⅲ流向蒸汽噴射器，打開兩通閥Ⅱ，冷媒被分成兩條路徑，一條經(jīng)由TXVⅠ節(jié)流降壓后直接回到壓縮機(jī)的中壓端口，另一條則依次經(jīng)過蒸汽噴射器、三通換向閥Ⅱ、Ⅲ后流入EXV節(jié)流降壓，再通過車外換熱器與氣液分離器回到壓縮機(jī)；