[實用新型]使用CO2制冷劑的熱泵型電動汽車空調系統

有效

• 申請號: 201720962563.8
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN207156890U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 賈敏悅;郭貞軍;余澤民
• 申請（專利權）人: 南京協眾汽車空調集團有限公司;遼寧晨友汽車空調系統有限公司
• 主分類號: B60H1/32
• 分類號: B60H1/32
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及汽車空調，尤其是一種使用CO2制冷劑的熱泵型電動汽車空調系統。

背景技術

電動汽車作為目前汽車發展的主流方向之一，具有能源利用多元化，安靜無污染等優點。與傳統燃油汽車相比，電動汽車沒有發動機的熱利用，無法采用傳統的空調系統。熱泵系統是一種很好的解決方案，具有效率高的優點。

目前電動汽車空調系統主要具有以下缺點：

1、部分電動汽車空調系統，制熱時采用純PTC加熱的方式，不節能；

2、對于傳統的熱泵型汽車空調，制冷劑均采用R134a，在低溫制熱能力低，這種低溫下制熱能力低歸根結底是由于R134a制冷劑物理性質決定的，在較低的環境溫度下， R134a系統的吸氣壓力太低，例如在-15度時，R134a對應飽和壓力1.64bar，為了避免系統真空，壓縮機吸氣壓力控制在不低于1bar，同時為了保護壓縮機需要對吸氣壓力限制，壓縮機轉速減小，制冷劑流量減小，進一步導致性能變低；

3、R134a制冷劑在使用和生產過程中，均會對環境產生污染。

目前，歐盟和北美均已出臺關于汽車空調系統排放物的法規，可以預見的是，隨著相關國際公約的推進，在數年之內，汽車行業將逐步削減HFC類物質的生產和使用。

目前CO2作為制冷劑已經具備相當成熟的技術，在汽車空調中也有應用，但是大多數是作為制冷系統使用，在電動汽車熱泵空調中，使用CO2作為制冷劑的技術還不成熟， CO2作為制冷劑最大的缺點是CO2具有高臨界壓力和低臨界溫度(臨界溫度31.1℃，臨界壓力7.37MPa)，技術上主要的難度如下：

1、安全性：CO2作為制冷劑，高壓太高，尤其是在制冷時，高壓最大達到 11MPa～15MPa，而汽車空調中采用R134a制冷劑高壓最大不超過2Mpa。如果將高壓側的換熱器放置于車內，如果發生泄漏將會危及車內人員生命。

2、對換熱器的耐壓要求高：目前汽車空調基本采用平行流換熱器作為冷凝器，這種換熱器具有換熱能力強，體積小的優點，但是其耐壓程度不高，很難應對CO2熱泵系統的壓力要求。

發明內容

發明目的：本實用新型的目的是提供一種使用CO2制冷劑的熱泵型電動空調系統，旨在解決傳統熱泵型汽車空調采用R134a制冷劑所帶來的弊端，提高空調系統冬季的制熱能力。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下的技術方案：一種使用CO2制冷劑的熱泵型電動汽車空調系統，包括二氧化碳制冷壓縮機、氣液分離器、車外冷卻器、車外冷卻器風扇、回熱器、板式換熱器、水泵、膨脹水壺、暖風芯體、蒸發器、鼓風機、兩位三通閥、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、風門、車內空氣流道a、車內空氣流道b、車內空氣流道c；

所述二氧化碳制冷壓縮機的吸氣側與回熱器低壓流道的一端相連，回熱器低壓流道的另一端與氣液分離器的出口相連，二氧化碳制冷壓縮機的排氣口分別與電磁閥d的一端、板式換熱器制冷劑流道的一端相連，板式換熱器制冷劑流道的另一端與電磁閥c的一端相連，電磁閥d的另一端與兩位三通閥的第一端口相連，兩位三通閥的第二端口和氣液分離器的進口相連，兩位三通閥的第三端口和車外冷卻器的一端相連，車外冷卻器的另一端分別與電磁閥a的一端、電子膨脹閥b的一端相連，電磁閥a的另一端、電子膨脹閥b的另一端分別與回熱器高壓流道的一端相連，回熱器高壓流道的另一端分別與電磁閥c的另一端、電磁閥b的一端相連，電磁閥b的另一端和電子膨脹閥a的一端相連，電子膨脹閥a的另一端和蒸發器的一端相連，蒸發器的另一端與氣液分離器進口相連；

所述水泵的出口和膨脹水壺的一端相連，膨脹水壺另一端和暖風芯體的一端相連，暖風芯體的另一端和板式換熱器冷卻水流道的一端相連，板式換熱器冷卻水流道的一端和水泵進口相連；

所述車外冷卻器風扇進口和車外空氣相連，通過車外冷卻器風扇驅動車外空氣流過車外冷卻器表面；

車內空氣流道a的一端、車內空氣流道b的一端、車內空氣流道c的一端分別與車內空氣相連，車內空氣流道a的另一端通過風門分別與車內空氣流道b的另一端、車內空氣流道c的另一端相連，鼓風機和蒸發器固定在車內空氣流道a內，通過鼓風機驅動車內空氣流過蒸發器表面，暖風芯體固定在車內空氣流道b內。

本實用新型熱泵型電動汽車空調系統具有以下優點：

1、所述熱泵系統制熱不需要PTC，節能高效；

2、所述熱泵系統是針對CO2制冷劑設計，對環境無污染，不會因為環境相關的法規被淘汰；