电动汽车热泵空调系统的制作方法

1.本发明涉及电动汽车空调制造技术领域，特别涉及电动汽车热泵空调系统。


背景技术：

2.在现有技术中，热泵系统均用气液分离器做储液罐，目的为了保护压缩机不液击以及平衡热泵模式和制冷模式系统制冷剂充注量。
3.然而，在实际应用中，气液分离器在运行制冷模式时由于其低压压降和存储低温制冷剂会导致系统制冷量损失较大，且系统运行时，制冷剂质量流量偏大增大压缩机负载，系统效率较低。
4.因此，如何解决热泵系统在运行制冷模式时最大性能受限和系统效率较低的问题成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供电动汽车热泵空调系统，实现的目的是解决热泵系统在运行制冷模式时最大性能受限和系统效率较低的问题。
6.为实现上述目的，本发明公开了电动汽车热泵空调系统，包括电动压缩机；所述电动压缩机的出口与制冷剂三通阀的输入端连接；
7.所述制冷剂三通阀包括两个输出端，分别与车外换热器和车内换热器连接；
8.所述车外换热器通过冷却风扇与环境进行热交换；
9.所述制冷剂三通阀能够根据外部控制切换所述输入端分别与两个所述输出端连通，或者同时与两个所述输出端连通；
10.所述车外换热器的出口和所述车内换热器的出口均与高压储液罐模块连接；
11.所述高压储液罐模块包括单向阀、储液罐、温度压力传感器、电磁通断阀和电子膨胀阀，能够对输入的制冷剂进行储液、节流、温度采集、压力采集和流向控制；
12.所述高压储液罐模块与回热器连接；
13.所述回热器与蒸发器膨胀阀和电池冷却器膨胀阀连接；
14.所述蒸发器膨胀阀和蒸发器连接；
15.所述电池冷却器膨胀阀和电池冷却器连接；
16.所述蒸发器的出口和所述电池冷却器的出口汇集后与所述回热器连接；
17.所述回热器和所述电动压缩机连接形成制冷剂回路；
18.所述制冷剂三通阀与所述车外换热器连接的一端至所述电动压缩机的吸气口之间设有电磁截至阀。
19.优选的，所述车外换热器包括另一种形式是间接式水冷换热器，其通过冷却液循环进行热交换；其中冷却液循环包括间接式水冷换热器、循环水泵、低温散热器，最终通过冷却风扇进行与环境热交换。
20.优选的，所述车内换热器包括两种形式：直接式车内换热器通过鼓风机将热量带
进乘员舱和间接式水冷换热器通过冷却液循环进行热交换；其中冷却液循环包括间接式水冷换热器、循环水泵、暖风芯体，最终通过鼓风机将热量带进乘员舱。
21.优选的，包括乘员舱制冷运行模式，过程具体如下：
22.制冷剂从所述电动压缩机缩后经所述制冷剂三通阀后全部进入车外换热器，在车外换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后通过所述回热器后经所述蒸发器膨胀阀进入所述蒸发器，在所述蒸发器蒸发后经所述回热器回到所述电动压缩机完成制冷剂循环；
23.所述蒸发器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
24.优选的，包括电池制冷剂主动冷却运行模式，过程具体如下：
25.制冷剂从所述电动压缩机压缩后经所述制冷剂三通阀后全部进入所述车外换热器，在所述车外换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后通过所述回热器后经所述电池冷却器膨胀阀进入所述电池冷却器，在所述电池冷却器蒸发后经所述回热器回到所述电动压缩机完成制冷剂循环；
26.所述电池冷却器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
27.优选的，包括乘员舱和电池制冷剂主动冷却双蒸运行模式，过程具体如下：
28.制冷剂从所述电动压缩机压缩后经所述制冷剂三通阀后全部进入所述车外换热器，在所述车外换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后通过所述回热器后分成两路，分别经所述蒸发器膨胀阀进入所述蒸发器，以及经所述电池冷却器膨胀阀进入所述电池冷却器，在所述蒸发器和所述电池冷却器完成蒸发后，经所述回热器回到所述电动压缩机完成制冷剂循环；
29.所述蒸发器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀；
30.所述电池冷却器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
31.优选的，包括乘员舱除湿再热运行模式，过程具体如下：
32.制冷剂从所述电动压缩机压缩后经所述制冷剂三通阀后部分进入所述车外换热器，部分进入所述车内换热器，在所述车外换热器和所述车内换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后通过所述回热器后经所述蒸发器膨胀阀进入所述蒸发器，在所述蒸发器蒸发后经所述回热器回到所述电动压缩机完成制冷剂循环；
33.所述蒸发器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
34.优选的，所述高压储液罐模块的所述电子膨胀阀和所述电磁通断阀均与所述车外换热器连接，包括空气热源制热运行模式，过程具体如下：
35.制冷剂从所述电动压缩机压缩后经所述制冷剂三通阀后全部分进入所述车内换热器，在所述车内换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后通过所述高压储液罐模块的所述电子膨胀阀进入所述车外换热器，在所述车外换热器蒸发后经所述高压储液罐模块的所述电磁通断阀回到所述电动压缩机完成制冷剂循环。
36.优选的，电机电池废热回收制热运行模式，过程具体如下：
37.制冷剂从所述电动压缩机压缩后经所述制冷剂三通阀后全部进入所述车内换热器，在所述车内换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后通过所述回热器后经所述电池冷却器膨胀阀进入所述电池冷却器，在所述电池冷却器蒸发后经所述回热器回到所述电动压缩机完成制冷剂循环；
38.所述电池冷却器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
39.优选的，所述高压储液罐模块的所述电子膨胀阀和所述电磁通断阀均与所述车外换热器连接，包括空气热源和废热回收制热运行模式，过程具体如下：
40.制冷剂从所述电动压缩机压缩后经所述制冷剂三通阀后全部分进入所述车内换热器，在所述车内换热器冷凝后进入所述高压储液罐模块，然后分两路，一路通过所述高压储液罐模块的电子膨胀阀进入所述车外换热器，另一路通过所述回热器经所述电池冷却器膨胀阀进入所述电池冷却器，在所述电池冷却器蒸发后进入所述回热器，最后两路制冷剂汇合后回到所述电动压缩机完成制冷剂循环；
41.所述电池冷却器膨胀阀为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
42.本发明的有益效果：
43.本发明的应用解决了热泵系统在运行制冷模式时最大性能受限和系统效率较低的问题。
44.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
45.图1示出本发明一实施例的结构示意图。
46.图2示出本发明一实施例中车外换热器和车内换热器另一种结构的示意图。
47.图3示出本发明一实施例中制冷剂三通阀的结构示意图。
48.图4示出本发明一实施例中高压储液罐模块的工作原理图。
49.图5示出本发明一实施例中乘员舱制冷运行模式的状态示意图。
50.图6示出本发明一实施例中电池制冷剂主动冷却运行模式的状态示意图。
51.图7示出本发明一实施例中乘员舱和电池制冷剂主动冷却双蒸运行模式的状态示意图。
52.图8示出本发明一实施例中乘员舱除湿再热运行模式的状态示意图。
53.图9示出本发明一实施例中空气热源制热运行模式的状态示意图。
54.图10示出本发明一实施例中电机电池废热回收制热运行模式的状态示意图。
55.图11示出本发明一实施例中空气热源和废热回收制热运行模式的状态示意图。
具体实施方式
56.实施例
57.如图1、图3和图4所示，电动汽车热泵空调系统，包括电动压缩机1；电动压缩机的出口与制冷剂三通阀2的输入端连接；
58.制冷剂三通阀2包括两个输出端，分别与车外换热器3和车内换热器5连接；
59.车外换热器3通过冷却风扇4与环境进行热交换；
60.制冷剂三通阀2能够根据外部控制切换输入端分别与两个输出端连通，或者同时与两个输出端连通；
61.车外换热器3的出口和车内换热器5的出口均与高压储液罐模块6连接；
62.高压储液罐模块6包括单向阀、储液罐、温度压力传感器和电子膨胀阀，能够对输入的制冷剂进行储液、节流、温度采集、压力采集和流向控制；
63.如图4所示，工作原理图种，d来自车内换热器出口和e来自车外换热器出口，分别经单向阀后汇集后进入储液罐，储液罐出口干路上布置温度压力传感器，然后分两路，一路f进入回热器，另一路经过电子膨胀阀后从e口流出。
64.高压储液罐模块6与回热器8连接；
65.回热器8与蒸发器膨胀阀9和电池冷却器膨胀阀11连接；
66.蒸发器膨胀阀9和蒸发器10连接；
67.电池冷却器膨胀阀11和电池冷却器12；
68.蒸发器10的出口和电池冷却器12的出口汇集后与回热器8连接；
69.回热器8和电动压缩机1形成制冷剂回路；
70.制冷剂三通阀2与车外换热器3连接的一端至电动压缩机1的吸气口之间设有电磁截至阀7。
71.请简述本发明实现技术效果的原理
72.本热泵系统设计在运行制冷模式时，较采用气液分离器做储液罐热泵系统，其系统运行中，多余的制冷剂储存在高压段，可以减少气液分离器低压存储存制冷剂而导致制冷量较大损失；气液分离器做储液罐热泵系统的制冷剂质量流量是过盈提供，而本系统设计是按制冷性能提供，可降低系统制冷剂质量流量，减少系统管路流阻损失，提升系统能效。
73.如图2所示，在某些实施例中，车外换热器是间接水冷换热器13，其与低温散热器15和循环水泵17的连接成热循环装置，其中低温散热器15通过冷却风扇4与环境进行热交换。
74.如图2所示，在某些实施例中，车内换热器是间接水冷换热器14、，其与暖风芯体16和循环水泵18的连接成热循环装置。
75.如图5所示，在某些实施例中，包括乘员舱制冷运行模式，过程具体如下：
76.制冷剂从电动压缩机1缩后经制冷剂三通阀2后全部进入车外换热器3，在车外换热器3冷凝后进入高压储液罐模块6，然后通过回热器8后经蒸发器膨胀阀9进入蒸发器10，在蒸发器10蒸发后经回热器8回到电动压缩机1完成制冷剂循环；
77.蒸发器膨胀阀9为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
78.如图6所示，在某些实施例中，包括电池制冷剂主动冷却运行模式，过程具体如下：
79.制冷剂从电动压缩机1压缩后经制冷剂三通阀2后全部进入车外换热器3，在车外换热器3冷凝后进入高压储液罐模块6，然后通过回热器8后经电池冷却器膨胀阀11进入电池冷却器12，在电池冷却器12蒸发后经回热器8回到电动压缩机1完成制冷剂循环；
80.电池冷却器膨胀阀11为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
81.如图7所示，在某些实施例中，包括乘员舱和电池制冷剂主动冷却双蒸运行模式，过程具体如下：
82.制冷剂从电动压缩机1压缩后经制冷剂三通阀2后全部进入车外换热器3，在车外换热器3冷凝后进入高压储液罐模块6，然后通过回热器8后分成两路，分别经蒸发器膨胀阀9进入蒸发器10，以及经电池冷却器膨胀阀11进入电池冷却器12，在蒸发器10和电池冷却器12完成蒸发后，经回热器8回到电动压缩机1完成制冷剂循环；
83.蒸发器膨胀阀9为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀；
84.电池冷却器膨胀阀11为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
85.如图8所示，在某些实施例中，包括乘员舱除湿再热运行模式，过程具体如下：
86.制冷剂从电动压缩机1压缩后经制冷剂三通阀2后部分进入车外换热器3，部分进入车内换热器5，在车外换热器3和车内换热器5冷凝后进入高压储液罐模块6，然后通过回热器8后经蒸发器膨胀阀9进入蒸发器10，在蒸发器10蒸发后经回热器8回到电动压缩机1完成制冷剂循环；
87.蒸发器膨胀阀9为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
88.如图9所示，在某些实施例中，高压储液罐模块6的电子膨胀阀和电磁通断阀均与车外换热器3连接，包括空气热源制热运行模式，过程具体如下：
89.制冷剂从电动压缩机1压缩后经制冷剂三通阀2后全部分进入车内换热器5，在车内换热器5冷凝后进入高压储液罐模块6，然后通过高压储液罐模块6的电子膨胀阀进入车外换热器3，在车外换热器3蒸发后经高压储液罐模块6的电磁通断阀回到电动压缩机1完成制冷剂循环。
90.如图10所示，在某些实施例中，电机电池废热回收制热运行模式，过程具体如下：
91.制冷剂从电动压缩机1压缩后经制冷剂三通阀2后全部进入车内换热器5，在车内换热器5冷凝后进入高压储液罐模块6，然后通过回热器8后经电池冷却器膨胀阀11进入电池冷却器12，在电池冷却器12蒸发后经回热器8回到电动压缩机1完成制冷剂循环；
92.电池冷却器膨胀阀11为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
93.如图11所示，在某些实施例中，高压储液罐模块6的电子膨胀阀和电磁通断阀均与车外换热器3连接，包括空气热源和废热回收制热运行模式，过程具体如下：
94.制冷剂从电动压缩机1压缩后经制冷剂三通阀2后全部分进入车内换热器5，在车内换热器5冷凝后进入高压储液罐模块6，然后分两路，一路通过高压储液罐模块6的电子膨胀阀进入车外换热器3，另一路通过回热器8经电池冷却器膨胀阀11进入电池冷却器12，在电池冷却器12蒸发后进入回热器8，最后两路制冷剂汇合后回到电动压缩机1完成制冷剂循环；
95.电池冷却器膨胀阀11为带截止功能热力膨胀阀或电子膨胀阀。
96.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。