[發(fā)明專利]一種汽車熱泵系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010665485.1
• 申請日: 2020-07-11
• 公開（公告）號: CN111806196A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董紅軍;黃軼
• 申請（專利權(quán)）人: 的盧技術(shù)有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/06;B60K1/00;B60L58/26;B60K11/04;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/66
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 肖鵬

本發(fā)明公開了一種汽車熱泵系統(tǒng)及控制方法，包括暖風(fēng)芯體和車輛設(shè)備制冷單元；車輛設(shè)備制冷單元包括第一壓縮機、第一冷凝器、第一蒸發(fā)器和車輛設(shè)備散熱器組；暖風(fēng)芯體的熱介質(zhì)在第一冷凝器內(nèi)與制冷劑換熱升溫后，流回暖風(fēng)芯體；暖風(fēng)芯體的冷端空氣用于乘員艙的空氣加熱；制冷劑在第一冷凝器內(nèi)換熱降溫后，流入第一蒸發(fā)器的冷端；車輛設(shè)備散熱器組的冷介質(zhì)進入第一蒸發(fā)器的熱端，與制冷劑換熱降溫后，流回車輛設(shè)備散熱器組用于車輛設(shè)備散熱；制冷劑在第一蒸發(fā)器內(nèi)換熱升溫后，流入第一壓縮機進口。本發(fā)明最大化的利用電機余熱、電池余熱及外界空氣熱量，無需汽車空調(diào)通過冷媒回路切換制熱；降低開發(fā)成本及汽車取暖功耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱泵領(lǐng)域，特別涉及一種汽車熱泵系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

目前的新能源汽車的熱泵系統(tǒng)主要基于汽車空調(diào)冷媒回路的切換實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)。乘員艙制冷需求時，蒸發(fā)器吸收車內(nèi)的熱量，通過冷凝器散到車外。乘員艙制熱需求時，室外冷凝器當(dāng)作蒸發(fā)器吸收車外的熱量，蒸發(fā)器當(dāng)作冷凝器使用將熱量釋放到乘員艙。這種空調(diào)冷媒回路切換的制熱方式，能耗高，控制復(fù)雜，開發(fā)難度高。

現(xiàn)有技術(shù)中為了節(jié)能，將電機及電池設(shè)備的余熱通過熱交換，將熱量轉(zhuǎn)移至熱泵系統(tǒng)，用于乘員艙制熱。但該種方式余熱利用率低，部分余熱依然要散到空氣中。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種汽車熱泵系統(tǒng)及控制方法，最大化的利用電機余熱、電池余熱及外界空氣熱量，無需汽車空調(diào)通過冷媒回路切換制熱；降低熱泵系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低開發(fā)成本；降低汽車取暖功耗，提升續(xù)航里程。

技術(shù)方案：本發(fā)明提出一種汽車熱泵系統(tǒng)，包括車輛設(shè)備制冷單元和乘員艙供熱單元；

所述車輛設(shè)備制冷單元包括第一壓縮機、第一冷凝器、第一蒸發(fā)器和車輛設(shè)備散熱器組；

所述乘員艙供熱單元包括暖風(fēng)芯體；

當(dāng)乘員艙供熱單元通過車輛設(shè)備的余熱取熱時，所述第一壓縮機壓縮后的制冷劑進入第一冷凝器的熱端，所述暖風(fēng)芯體的熱介質(zhì)進入第一冷凝器的冷端；暖風(fēng)芯體的熱介質(zhì)在第一冷凝器內(nèi)與制冷劑換熱升溫后，流回暖風(fēng)芯體；所述暖風(fēng)芯體的冷端空氣進出，用于乘員艙的空氣加熱；

制冷劑在第一冷凝器內(nèi)換熱降溫后，流入第一蒸發(fā)器的冷端；車輛設(shè)備散熱器組的冷介質(zhì)進入第一蒸發(fā)器的熱端；所述車輛設(shè)備散熱器組的冷介質(zhì)在第一蒸發(fā)器內(nèi)與制冷劑換熱降溫后，流回車輛設(shè)備散熱器組用于車輛設(shè)備散熱；制冷劑在第一蒸發(fā)器內(nèi)換熱升溫后，流入第一壓縮機進口。

進一步，所述車輛設(shè)備散熱器組包括電機散熱器，用于電機散熱。

進一步，所述車輛設(shè)備散熱器組還包括外散熱器；所述外散熱器的進口連接所述第一蒸發(fā)器的熱端出口；所述外散熱器的出口連接所述電機散熱器的進口；所述外散熱器置于車外大氣環(huán)境中，用于空氣與換熱介質(zhì)熱交換；

當(dāng)乘員艙供熱單元同時通過電機余熱及空氣取熱時，電機散熱器流出的冷介質(zhì)進入外散熱器后，再進入第一蒸發(fā)器的熱端；所述電機散熱器的冷介質(zhì)在第一蒸發(fā)器內(nèi)換熱降溫后，流回電機散熱器用于電機散熱。

進一步，所述外散熱器的進口及出口之間還設(shè)置有旁路管道；

當(dāng)乘員艙供熱單元同時通過電機余熱及空氣取熱時，旁路管道關(guān)閉；

當(dāng)乘員艙供熱單元僅通過電機余熱取熱時；外散熱器的流通管路關(guān)閉；電機散熱器的冷介質(zhì)的冷介質(zhì)經(jīng)旁路管道進入第一蒸發(fā)器的熱端；所述電機散熱器的冷介質(zhì)在第一蒸發(fā)器內(nèi)換熱降溫后，流回電機散熱器用于電機散熱。

進一步，所述車輛設(shè)備散熱器組還包括電池散熱器，用于電池散熱；所述電機散熱器的進口和電池散熱器的進口并聯(lián)在所述第一蒸發(fā)器的熱端出口；所述電機散熱器的出口和電池散熱器的出口并聯(lián)在所述第一蒸發(fā)器的熱端進口；