[發明專利]一種多聯式多功能的熱泵型電動空調系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201710270713.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106985632B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 賈敏悅;余澤民;郭貞軍
• 申請（專利權）人: 南京協眾汽車空調集團有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60L58/26;B60L58/27;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 楊曉玲

本發明公開一種多聯式多功能的熱泵型電動空調系統及其工作方法，該空調系統包括電動壓縮機、車外換熱器、汽液分離器、車內換熱器、電池冷卻器、車載蓄電池、電池冷卻器水泵、電子膨脹閥、電磁閥、水箱、低溫冷卻器水泵、兩位三通閥、低溫冷卻器、車外換熱器風扇和車內換熱器風扇。本發明空調系統可以很好的應對電動汽車全年的運行工況，車內換熱器和電池冷卻器可以根據運行工況需要充當蒸發器和冷凝器，車外換熱器可以根據熱負荷自動匹配決定充當蒸發器還是冷凝器，在滿足車內制冷或制熱需求的同時，還可以滿足電池的加熱或冷卻。

技術領域

本發明涉及熱泵型電動汽車空調系統，尤其是一種多聯式多功能的熱泵型電動汽車空調系統及其工作方法。

背景技術

電動汽車克服了燃油汽車的化石燃料依賴問題和環保問題，能源利用多元化，安靜無污染，代表未來汽車的發展趨勢。電動汽車沒有發動機余熱利用，因此需要采用熱泵型空調系統。

傳統的熱泵存在著以下幾個問題：

1、電動汽車全年運行工況復雜，傳統的熱泵無法很好的應對這種全年運行的復雜情況。熱泵作為電動汽車空調的空調系統，所承擔工作的不僅僅是車內空氣調節，還有整車的熱管理，一個最典型的作用就是要對車載蓄電池進行熱管理。在夏天，熱泵需要對車內空氣進行除濕降溫，對電池降溫冷卻，冬天需要對車內空氣升溫，同時在電動車啟動時對電池進行升溫，正常運行中又需要對電池進行降溫。而在環境溫度較低時，環境溫度的水溫就可以滿足電池的降溫需求，而高溫環境下，常溫水無法滿足車載蓄電池的降溫要求，需要用空調系統產生溫度較低的冷水對電池降溫。因此，熱泵系統需要很好的應對這種復雜的運行工況，這是熱泵的一個難點；

2、傳統熱泵能效低。能效低主要有以下幾點原因：1)部分傳統電動汽車空調在冬天制熱時，采用PTC電加熱型式，或采用熱泵和PTC聯合運行的形式，而PTC加熱的效率低于熱泵，效率低，不節能；2)電池發熱未被充分利用，多數傳統電動汽車空調在電池的熱管理方面，往往只考慮了夏季高溫時對電池的冷卻，但在冬天時電池的發熱沒有充分的利用，實際上在冬季制熱時，可以利用電池發熱提高蒸發側換熱，提高能效；3)除霜對制熱量的影響，采用空氣作為熱源的蒸發器，在冬季制熱時都不可避免的發生結霜。對于采用改變制冷劑流向除霜的熱泵，在除霜時切換為制冷運行，此時為了避免車內吹冷風，車內換熱器風扇是關閉的，這是蒸發器換熱很差，室外換熱器的除霜能量近乎等于壓縮機的耗功，除霜效果差且時間長，對熱泵制熱量和車內舒適性都有不利影響。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種多聯式多功能的熱泵型電動汽車空調系統及其工作方法，可以很好的應對電動汽車這種全年復雜的運行工況，同時還可以完全利用電池的發熱，在除霜時也能提高除霜效果。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：一種多聯式多功能的熱泵型電動空調系統，包括電動壓縮機、車外換熱器、汽液分離器、車內換熱器、電池冷卻器、車載蓄電池、電池冷卻器水泵、電子膨脹閥a、電子膨脹閥b、電磁閥a、電磁閥b、電磁閥c、電磁閥d、電磁閥e、電磁閥f、水箱、低溫冷卻器水泵、兩位三通閥a、兩位三通閥b、低溫冷卻器、車外換熱器風扇和車內換熱器風扇；

電動壓縮機的排氣口分別連接電磁閥a、電磁閥c和電磁閥e的一端，電動壓縮機的吸氣口連接汽液分離器的排氣口，汽液分離器的吸氣口分別連接電磁閥b、電磁閥d和電磁閥f的一端，電磁閥a和電磁閥b的另一端均連接車外換熱器制冷劑流道的一端，車外換熱器制冷劑流道的另一端分別連接電子膨脹閥a和電子膨脹閥b的一端，電磁閥c和電磁閥d的另一端均連接車內換熱器制冷劑流道的一端，車內換熱器制冷劑流道的另一端連接電子膨脹閥a的另一端，電磁閥e和電磁閥f的另一端均連接電池冷卻器制冷劑流道的一端，電池冷卻器制冷劑流道的另一端連接電子膨脹閥b的另一端；