[發明專利]汽車熱泵系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910900566.2
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110497769A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 陳伊宇;鄒慧明;徐洪波;田長青
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32;F25B30/02;B60H3/02
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 譚云<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及汽車空調技術領域，公開了一種汽車熱泵系統及其控制方法，其中汽車熱泵系統包括沿送風方向依次安裝于汽車的空調風道內的第一車內換熱器和第二車內換熱器，還包括安裝于空調風道外的壓縮單元、制熱膨脹閥和第一車外換熱器，壓縮單元包括第一級壓縮機和第二級壓縮機；第一車外換熱器的出口、第一級壓縮機、第一車內換熱器、第二級壓縮機、第二車內換熱器、制熱膨脹閥和第一車外換熱器的進口依次連接，以形成制熱循環回路。該汽車熱泵系統利用第一車內換熱器對壓縮單元的第一級壓縮機的排氣進行冷卻，同時利用第一車內換熱器對剛進入空調風道的溫度較低的空氣進行預加熱，有效回收中間冷卻的廢熱，提升冬季工況的制熱量。

技術領域

本發明涉及汽車空調技術領域，尤其涉及一種汽車熱泵系統及其控制方法。

背景技術

在能源結構轉型和節能減排的雙重壓力下，純電動汽車逐漸成為汽車工業的主要發展方向。相較于傳統燃油車，由于沒有發動機余熱可以利用，電動汽車對汽車空調領域提出了額外的冬季供暖需求。目前，電動汽車冬季普遍采用電加熱器輔助空調系統進行供暖，但是電加熱供暖不僅效率低，而且消耗大量車載電能，嚴重影響電動汽車的續航里程，要求電動汽車配備更高容量的電池，大大增加了車輛成本和重量。

空氣源熱泵是現階段解決電動汽車供暖需求的最優方案。現有的電動汽車熱泵系統多采用單級壓縮模式，當環境溫度較低時，由于壓比增大，常導致壓縮機效率下降以及排氣溫度過高等問題，并且伴隨著系統性能衰減嚴重以及供暖不足的問題，影響制熱效果，不能滿足嚴寒地區冬季供暖需求。

發明內容

本發明實施例提供一種汽車熱泵系統及其控制方法，用以解決現有的電動汽車制熱效率低、供暖不足的問題，以提高車輛制熱效果。

本發明實施例提供一種汽車熱泵系統，包括沿送風方向依次安裝于汽車的空調風道內的第一車內換熱器和第二車內換熱器，還包括安裝于所述空調風道外的壓縮單元、制熱膨脹閥和第一車外換熱器，所述壓縮單元包括第一級壓縮機和第二級壓縮機；所述第一車外換熱器的出口、所述第一級壓縮機、所述第一車內換熱器、所述第二級壓縮機、所述第二車內換熱器、所述制熱膨脹閥和所述第一車外換熱器的進口依次連接，以形成制熱循環回路。

其中，還包括第二車外換熱器，所述第二車外換熱器的第一接口通過第一截止閥連接于所述第一車外換熱器的進口，所述第二車外換熱器的第二接口通過第二截止閥連接于所述第一車外換熱器的出口。

其中，還包括低壓三通閥、第一中壓三通閥、第二中壓三通閥、高壓三通閥和制冷膨脹閥；

所述低壓三通閥的第一接口連接于所述第一車外換熱器的出口，所述低壓三通閥的第二接口連接于所述第一級壓縮機的進口，所述低壓三通閥的第三接口連接于所述第一車內換熱器的出口；所述制冷膨脹閥設于所述低壓三通閥的第一接口和第一車內換熱器的進口之間；

所述第一中壓三通閥的第一接口連接于所述第一級壓縮機的出口，所述第一中壓三通閥的第二接口連接于所述第一車內換熱器的進口，所述第一中壓三通閥的第三接口連接于所述第二車外換熱器的第二接口；

所述第二中壓三通閥的第一接口連接于所述第一車內換熱器的出口，所述第二中壓三通閥的第二接口連接于所述第二級壓縮機的進口，所述第二中壓三通閥的第三接口連接于所述第二車外換熱器的第一接口；

所述高壓三通閥的第一接口連接于所述第二級壓縮機的出口，所述高壓三通閥的第二接口連接于所述第二車內換熱器的進口，所述高壓三通閥的第三接口連接于所述第一車外換熱器的進口。

其中，還包括回熱器，所述回熱器的第一換熱側串聯接入所述第一車內換熱器的出口和所述低壓三通閥的第三接口之間，所述回熱器的第二換熱側串聯接入所述制冷膨脹閥和所述低壓三通閥的第一接口之間。

其中，還包括氣液分離器，所述氣液分離器的進口連接于所述低壓三通閥的第二接口，所述氣液分離器的出口連接于所述第一級壓縮機的進口。