[發(fā)明專利]雙二次回路補氣增焓電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109941065A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 韓南奎;蘇林;李康;方弈棟;胡莎莎;余軍
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32;F25B30/02;F25B41/04;F25B41/06;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/637;H01M10/6554;H01M10/6568;H01M10/663
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

本發(fā)明涉及一種雙二次回路補氣增焓電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，基于普通空調(diào)熱泵系統(tǒng)，增設壓縮機補氣增焓模塊、電池熱管理模塊、乘員艙模塊；空調(diào)熱泵系統(tǒng)分別與壓縮機補氣增焓模塊、電池熱管理模塊和乘員艙熱管理模塊相連接。壓縮機補氣增焓模塊中設置經(jīng)濟器，在制熱模式時給壓縮機進行補氣，提高壓縮式制熱量；電池熱管理模塊設置冷板二次回路，通過制冷劑與冷卻液進行熱交換，冷卻液與電池進行熱量交換，可以在冬季對電池模塊進行熱啟動，在夏季對電池模塊進行冷卻降溫。本系統(tǒng)能夠提高系統(tǒng)運行效率，同時發(fā)揮乘員艙熱管理與電池熱管理的作用，增設補氣增焓系統(tǒng)使熱泵系統(tǒng)能夠應用于低溫工況，增設電池熱啟動使電池模塊能夠應用于低溫工況。

技術領域

本發(fā)明涉及一種電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，尤其是一種具有電池熱管理、乘員艙熱管理的模塊化帶有電池熱啟動的電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)。

背景技術

由于環(huán)境問題日益凸顯，電動汽車作為替代傳統(tǒng)發(fā)動機汽車的產(chǎn)品越來越受到歡迎。與傳統(tǒng)汽車不同，電動汽車不能利用發(fā)動機的余熱進行有效供暖，同時給電動汽車的熱管理系統(tǒng)帶來極大的挑戰(zhàn)，熱泵系統(tǒng)成為電動汽車冬季供熱的一種解決方案，但是熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境中存在無法保證能正常供暖的問題，所以補氣增焓空調(diào)熱泵系統(tǒng)被提出應用于新能源汽車。補氣增焓空調(diào)熱泵系統(tǒng)主要包括具有補氣增焓功能的壓縮機和增設用于補氣的換熱器，從換熱器中分離出來的氣態(tài)制冷劑進入壓縮機補氣口，并與從壓縮機吸氣口吸入的制冷劑混合，壓縮成更加高溫高壓的氣體，增加熱泵系統(tǒng)制熱量。

電動汽車由電池提供電能驅動，同時，電池熱管理技術是電動汽車的熱管理系統(tǒng)存在的又一挑戰(zhàn)。電池熱管理技術在于保持電動汽車的電池包在合適的溫度范圍內(nèi)工作，從而確保電池包供給電能的可靠性，維持電動汽車的正常運行。現(xiàn)有技術中，電池熱管理技術主要應用風冷、液冷、利用相變冷卻材料冷卻等技術。將空調(diào)熱泵系統(tǒng)與電池熱管理與電機熱管理系統(tǒng)整合為一體，可有效降低熱管理成本，節(jié)約能源消耗。因此，設計一種電池熱管理和乘員艙熱管理的模塊化帶有電池熱管理的雙二次回路補氣增焓電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，可以同時滿足乘員艙、電池包的制冷、制熱需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對現(xiàn)在電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)存在的問題，提出了一種電池熱管理、乘員艙熱管理的模塊化帶有電池熱啟動的雙二次回路補氣增焓電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠同時滿足乘員艙與電池包的制冷、制熱需求，確保電動汽車的安全可靠運行。

本發(fā)明的技術方案為：一種雙二次回路補氣增焓電動汽車空調(diào)熱泵系統(tǒng)，基于普通空調(diào)熱泵系統(tǒng)，增設二次回路、壓縮機補氣增焓模塊、電池熱管理模塊、乘員艙熱管理模塊，壓縮機補氣增焓模塊是制冷劑回路，電池熱管理模塊和乘員艙熱管理模塊是冷卻液二次回路；普通空調(diào)熱泵系統(tǒng)分別與壓縮機補氣增焓模塊、電池熱管理模塊和乘員艙熱管理模塊相連接；

所述普通空調(diào)熱泵系統(tǒng)包括壓縮機、室外換熱器、氣液分離器、第一電磁閥、第三電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥、第七電磁閥、第八電磁閥、第一電子膨脹閥、第二電子膨脹閥、第三電子膨脹閥、第四電子膨脹閥、室外換熱器風扇、鼓風機和溫度傳感器、壓力傳感器；

所述壓縮機補氣增焓模塊包括第二電磁閥、第四電磁閥和經(jīng)濟器；所述電池熱管理模塊包括第一冷板、循環(huán)泵、水PTC加熱器和第一冷卻器；所述乘員艙熱管理模塊包括第二冷卻器、水PTC加熱器、循環(huán)泵、風PTC、第二冷板；

制冷模式時，高溫高壓制冷劑從壓縮機出來，通過制冷劑管路，經(jīng)過第一電磁閥，進入室外換熱器進行冷凝換熱，制冷劑液體從室外換熱器出來，一部分通過第一電子膨脹閥節(jié)流后進入第二冷卻器，通過二次回路，吸收二次回路中冷卻液的熱量，降低冷卻液溫度，冷卻液到達第二冷板，通過空氣與第二冷板換熱，降低乘員艙內(nèi)溫度，達到制冷的目的；另一部分通過第二電子膨脹閥節(jié)流后進入電池熱管理模塊，節(jié)流后的制冷劑通過第一冷卻器與冷卻液進行熱量交換，冷卻液通過第一冷板與電池包進行熱量交換，達到降低電池溫度，電池熱管理的目的；然后，制冷劑通過第六電磁閥、第四電磁閥，經(jīng)過氣液分離器回到壓縮機，完成整個制冷循環(huán)；