汽车热管理空调系统和新能源汽车的制作方法

1.本技术涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种汽车热管理空调系统和新能源汽车。


背景技术：

2.随着我国新能源汽车产业的蓬勃发展，市场对“车辆热管理”技术和产业的需求飞速增长。发展绿色、一体化、模块化、智能化热管理技术，提升热管理效率，提高三电系统(电池、电机、电控)的温度控制精度，创造更舒适的车内环境，成为打造更安全、舒适、节能、环保的未来新能源汽车最重要的环节之一。
3.目前汽车热管理方案普遍存在以下弊端：客车空调和电池冷却系统集成，系统规格需要同时满足两边冷量的需求，而且一般空调的负载会比电池冷却的负载要大，所以一般选型选择较大排量的压缩机。但在季节转换期间，常常存在这样的使用场景：空调不需要开启而电池需要冷却，这样压缩机和系统提供的冷量全部用于电池冷却，但由于压缩机排量过大，即便是使用变频压缩机，在下限频率下运行，其输出的冷量也远大于电池冷却所需的冷量，因此就容易出现“大牛拉小车”的情况，导致压缩机频繁启停，低效运行，影响整车续航里程。


技术实现要素：

4.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种汽车热管理空调系统和新能源汽车，能够使得压缩机的排量与负载相匹配，节省压缩机的功率。
5.为了解决上述问题，本技术提供一种汽车热管理空调系统，包括制冷剂循环和冷却液循环，制冷剂循环包括通过管路连接的压缩机、车内换热器、车外换热器和第一节流装置，还包括旁通管路，旁通管路的一端连接在车内换热器和车外换热器之间的管路上，另一端连接至压缩机的吸气口，旁通管路与冷却液循环之间通过中间换热器换热连接，压缩机包括溢气口，溢气口处连接有溢气管路，溢气管路上设置有控制阀，溢气管路的另一端连接至吸气口，溢气口与压缩机的泵体组件的吸气口和排气口之间的区域连通，溢气口的压力位于吸气压力和排气压力之间。
6.优选地，溢气口连通至吸气口和排气口之间的中间区域。
7.优选地，第一节流装置与车内换热器之间设置有第一过滤器。
8.优选地，车外换热器与车内换热器连接的一端设置有第二过滤器。
9.优选地，旁通管路上设置有第二节流装置。
10.优选地，制冷剂循环还包括四通阀，四通阀的第一接口与压缩机的排气口连通，第二接口与车外换热器连通，第三接口与车内换热器连通，第四接口与压缩机的吸气口连通。
11.优选地，压缩机的吸气口还设置有气液分离器。
12.优选地，冷却液循环包括通过管路连接的水泵和电池箱，冷却液循环流经中间换热器。
13.优选地，冷却液循环还包括膨胀水箱、除气管和补水管，膨胀水箱的进口通过除气管与中间换热器连接，膨胀水箱的出口通过补水管与水泵的进口连接。
14.根据本技术的另一方面，提供了一种新能源汽车，包括汽车热管理空调系统，该汽车热管理空调系统为上述的汽车热管理空调系统。
15.本技术提供的汽车热管理空调系统，包括制冷剂循环和冷却液循环，制冷剂循环包括通过管路连接的压缩机、车内换热器、车外换热器和第一节流装置，还包括旁通管路，旁通管路的一端连接在车内换热器和车外换热器之间的管路上，另一端连接至压缩机的吸气口，旁通管路与冷却液循环之间通过中间换热器换热连接，压缩机包括溢气口，溢气口处连接有溢气管路，溢气管路的另一端连接至吸气口，溢气口与压缩机的泵体组件的吸气口和排气口之间的区域连通，溢气口的压力位于吸气压力和排气压力之间。通过在压缩机上设置与吸气口和排气口之间的区域连通的溢气口，并在溢气口处设置溢气管路，在溢气管路上设置有控制阀，当控制阀打开时，能够使得溢气管路与吸气口连通，使得溢气口与吸气口之间的压缩成为无效压缩，仅从溢气口至排气口之间的压缩属于有效压缩，当控制阀关闭时，可以使得吸气口至排气口之间的压缩均为有效压缩，因此可以在系统制冷量需求较小时，通过压缩机的溢气口把部分冷媒泄出压缩机，从而实现降低输气量的目的，避免压缩机的频繁启停，使得压缩机的排量与负载相匹配，节省压缩机的功率。
附图说明
16.图1为本技术一个实施例的汽车热管理空调系统的结构原理图。
17.附图标记表示为：
18.1、压缩机；2、四通阀；3、车外风机；4、车外换热器；5、第一节流装置；6、第二节流装置；7、车内换热器；8、车内风机；9、气液分离器；10、膨胀水箱；11、中间换热器；12、水泵；13、电池箱；14、控制阀；15、吸气口；16、溢气口；17、第一过滤器；18、第二过滤器；19、除气管；20、补水管。
具体实施方式
19.结合参见图1所示，根据本技术的实施例，汽车热管理空调系统包括制冷剂循环和冷却液循环，制冷剂循环包括通过管路连接的压缩机1、车内换热器7、车外换热器4和第一节流装置5，还包括旁通管路，旁通管路的一端连接在车内换热器7和车外换热器4之间的管路上，另一端连接至压缩机1的吸气口15，旁通管路与冷却液循环之间通过中间换热器11换热连接，压缩机1包括溢气口16，溢气口16处连接有溢气管路，溢气管路上设置有控制阀14，溢气管路的另一端连接至吸气口15，溢气口16与压缩机1的泵体组件的吸气口15和排气口之间的区域连通，溢气口16的压力位于吸气压力和排气压力之间。
20.通过在压缩机上设置与吸气口和排气口之间的区域连通的溢气口，并在溢气口处设置溢气管路，在溢气管路上设置有控制阀，当控制阀打开时，能够使得溢气管路与吸气口连通，使得溢气口与吸气口之间的压缩成为无效压缩，仅从溢气口至排气口之间的压缩属于有效压缩，当控制阀关闭时，可以使得吸气口至排气口之间的压缩均为有效压缩，因此可以在系统制冷量需求较小时，通过压缩机的溢气口把部分冷媒泄出压缩机，从而实现降低输气量的目的，避免压缩机的频繁启停，使得压缩机的排量与负载相匹配，节省压缩机的功
率。
21.上述的压缩机例如为涡旋压缩机。
22.在一个实施例中，溢气口16连通至吸气口15和排气口之间的中间区域，根据压缩机自身排量及其在仅需提供电池冷却冷量要求下的所需排量，可以合理设计溢气口16的位置，使得溢气管路在处于连通状态时，压缩机的有效压缩部分所提供的冷量可以满足仅电池冷却状况下的排量要求。
23.在一个实施例中，为了实现压缩机的多个输出排量调节，压缩机1的吸气口15和排气口之间的压缩空间可以设置多个溢气口16，各溢气口16处均连接有一个溢气管路，多个溢气管路并联，并且共同连接至压缩机的吸气口15，每个溢气管路上分别设置有一个控制阀14，在压缩机工作过程中，可以根据压缩机的排量需求选择所需工作的溢流管路，并控制该溢流管路上的控制阀14打开，使得压缩机的输出排量与负载相匹配，提高压缩机的工作能效。
24.在一个实施例中，第一节流装置5与车内换热器7之间设置有第一过滤器17。通过在第一节流装置5与车内换热器7之间设置第一过滤器17，能够通过第一过滤器17过滤系统杂质。
25.在一个实施例中，车外换热器4与车内换热器7连接的一端设置有第二过滤器18。第二过滤器18能够过滤车外换热器4与车内换热器7之间的系统杂质。
26.在一个实施例中，旁通管路上设置有第二节流装置6。第二节流装置6能够对进入到中间换热器11的冷媒进行节流，从而增大中间换热器11的吸热量，提高对冷却液循环中的冷却液的冷却效果，进而提高对电池箱13的冷却降温效果。
27.在一个实施例中，制冷剂循环还包括四通阀2，四通阀2的第一接口与压缩机1的排气口连通，第二接口与车外换热器4连通，第三接口与车内换热器7连通，第四接口与压缩机1的吸气口15连通。
28.在本实施例中，由于旁通管路的一端与压缩机的吸气口15始终连通，旁通管路的另一端连接在车内换热器7与车外换热器4之间，因此，车内不管是制热还是制冷，制冷剂侧旁通管路上的中间换热器11始终是处于蒸发吸热的状态，可以始终对电池箱13进行降温冷却。
29.在一个实施例中，压缩机1的吸气口15还设置有气液分离器9。
30.在一个实施例中，冷却液循环包括通过管路连接的水泵12和电池箱13，冷却液循环流经中间换热器11。
31.上述的中间换热器11例如为板式换热器。
32.上述的控制阀14例如为电磁阀。
33.上述的冷却液例如为水。
34.上述的水泵12例如为电子水泵。
35.在一个实施例中，冷却液循环还包括膨胀水箱10、除气管19和补水管20，膨胀水箱10的进口通过除气管19与中间换热器11连接，膨胀水箱10的出口通过补水管20与水泵12的进口连接。
36.膨胀水箱10能够储存系统中多余的冷却液，并且通过除气管19能够除去冷却液循环中产生的气泡，通过补水管20能够补充冷却液循环内的冷却液。
37.当乘客及电池同时有制冷需求时，进入乘客舱、电池箱耦合制冷模式，低温低压制冷剂通过压缩机1变成高温高压的气态制冷剂，压缩后的制冷剂气体先经过四通阀2换向，再进入车外换热器4，与空气进行换热后，变成高温高压的液体。车外换热器4还包括可调节转速的车外风机3，能够提高车外换热器4的换热效率。
38.经车外换热器4换热之后的冷媒液体分成两路，其中一路液态制冷剂通过第一节流装置5，节流后变成低压低温的液态制冷剂，低压制冷剂液体通过车内换热器7，与空气进行热交换变成气态制冷剂，空气经过车内换热器7冷却后为乘客提供冷气，车内换热器7对应设置有车内风机8，能够提高车内的换热效率，第一节流装置5前后设置有第一过滤器17和第二过滤器18用于过滤系统杂质；另一路制冷剂通过第二节流装置6进入到中间换热器11和冷却液循环的冷却液进行热交换，通过冷却液为电池箱13降温。
39.过渡季节时空调不需要开启而电池需要冷却时，进入基于压缩机中间溢气的电池单独制冷模式。此模式下第一节流装置5处于关闭状态，车内换热器7支路相当于“短路”。由于压缩机为满足乘客舱、电池箱耦合制冷模式下冷量需求，通常选型为较大排量压缩机，本技术实施例中电池单独制冷模式下压缩机优先执行中间吐气过程，即在涡旋压缩机压缩中段的适当位置设置有溢气口16，并与制冷系统吸气管路之间设置可控的旁通管路，旁通管路上设置有控制阀14，当大流量冷媒从压缩机1的吸气口15进入压缩机压缩腔后，由于压缩机吸气管路压力较低，压缩腔的初始压缩阶段冷媒通过溢气口16排出，此时压缩机不产生有效压缩，直至溢气过程结束，压缩机开始进行有效压缩，该模式下压缩机的有效吸气容积为溢气后压缩腔的容积，压缩机有效压缩圈数减少，排量减少，过压缩损失降低，实现系统冷量在50％～100％之间连续调节，在空调不启动，只有电池冷却的模式下，功耗降低20％以上。
40.根据本技术的实施例，新能源汽车包括汽车热管理空调系统，该汽车热管理空调系统为上述的汽车热管理空调系统。
41.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
42.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。