低温热泵系统及热管理设备和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及空调设备制造技术，尤其涉及一种低温热泵系统及热管理设备和车辆，属于热管理设备制造技术领域。


背景技术：

2.现有技术中的电动汽车直接冷媒热泵系统，一般采用5个截止阀和三个膨胀阀，空气调节系统采用两个芯体进行制冷和制热等各种模式。
3.制冷模式下，首先压缩机排出高温气体经过其中一个电磁控制阀进入室外换热器，再经过中间热交换器，经过膨胀阀节流对电池和蒸发器进行制冷，最后经冷凝后回到压缩机。
4.制热模式下，首先压缩机排出高温气体经过电磁阀进入空气调节系统的室内换热器，经过膨胀阀(此时作为全通阀)再到蒸发器放热后，再经过膨胀阀节流降压后到室外换热器吸收环境空气热量，最后回到压缩机完成整个冷媒循环。
5.现有技术存在如下缺陷和不足，由于致低压侧在蒸发器和压缩机吸气口的永远存在一个电磁阀，该电磁阀阀存在很大压力降，导致压缩机吸气口冷媒密度降低，相同工况下，压缩机排气量降低，系统的制冷制热能力降低和能效降低。
6.同时，空气调节系统中换热器在制冷模式下是蒸发器，在制热模式下是加热器，导致其产品结构复杂。
7.而且，在低温工况下，现有技术中的系统无法实现对电池的热泵加热，从而导致低温状态下电池效率降低。


技术实现要素：

8.本实用新型提供一种新的低温热泵系统，通过在热泵系统中加入电池换热器以及水路循环装置，从而能够有效的对电池热量进行集中调度，以解决现有技术中热泵系统复杂且不能有效利用电池热量的技术问题。
9.本实用新型实施例的低温热泵系统，包括：室内组件、蒸发器、压缩机和管路调节装置；所述室内组件包括：相互并联的暖风芯体、室内冷凝器和室内蒸发器；
10.所述室内组件、所述蒸发器和所述压缩机均与所述管路调节装置相连；
11.所述系统还包括：水冷冷凝器、电池换热器和水路调节装置；所述水冷冷凝器和所述电池换热器均与所述水路调节装置相连；所述水冷冷凝器和所述电池换热器分别与所述管路调节装置相连。
12.如上所述的低温热泵系统，其中，所述系统还包括：电动车动力电池；所述电池换热器安装在所述电动车动力电池上。
13.如上所述的低温热泵系统，其中，所述管路调节装置包括：多个膨胀阀、多个电磁控制阀、多个换向阀，以及连接管。
14.如上所述的低温热泵系统，其中，所述暖风芯体的两端、室内冷凝器的两端和室内
蒸发器的两端均设置有电磁阀，并通过该电磁阀与所述管路调节装置相连。
15.如上所述的低温热泵系统，其中，所述水路调节装置包括：循环管路和循环水泵；该循环管路为闭环管路，所述水冷冷凝器、所述电池换热器和所述循环水泵均串联于该循环管路内。
16.如上所述的低温热泵系统，其中，所述水冷冷凝器和所述电池换热器上均设置有气水换热器；所述水冷冷凝器和所述电池换热器分别通过该气水换热器与所述管路调节装置相连。
17.如上所述的低温热泵系统，其中，所述系统还包括：电动机和低温水箱；所述低温水箱靠近所述电动机安装，所述低温水箱与所述水路调节装置相连。
18.如上所述的低温热泵系统，其中，所述低温水箱上设置有低温散热器。
19.本实用新型还提供一种热管理设备，包括：上述的低温热泵系统，以及电池；所述电池换热器靠近所述电池安装。
20.本实用新型还涉及一种车辆，包括：上述的低温热泵系统，以及车厢；所述室内组件安装于所述车厢内。
21.本实用新型实施例中，通过将电池热量的水循环系统与空调系统相连，从而能综合利用电池的热量进行加热或反馈，提高了电动汽车的整体热利用效率。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例的低温热泵系统的结构原理图。
具体实施方式
23.本实用新型所述的低温热泵系统可以采用以下材料和部件制成，且不限于如下材料和部件，例如：电池、铜管、压缩机、蒸发器、冷凝器、循环管路等。
24.如图1所示为本实用新型实施例的低温热泵系统的结构原理图；本实用新型实施例的低温热泵系统，包括：室内组件、蒸发器3、压缩机1和管路调节装置2；所述室内组件包括：相互并联的暖风芯体6、室内冷凝器5和室内蒸发器 4；室内冷凝器5用于进行散热，暖风芯体6用于引入外界空气并进行加热，室内蒸发器4用于吸热进行制冷。
25.所述室内组件、所述蒸发器3和所述压缩机1均与所述管路调节装置2相连；具体的，所述管路调节装置2包括：多个膨胀阀、多个电磁控制阀、多个换向阀，以及连接管；从而能够控制和连接相应的部件，以实现制冷、制热等作业。
26.所述系统还包括：水冷冷凝器9、电池换热器8和水路调节装置7；所述水冷冷凝器9和所述电池换热器8均与所述水路调节装置7相连；所述水冷冷凝器9和所述电池换热器8分别与所述管路调节装置7相连。
27.一般情况下，本实施例的系统还包括：电动车动力电池；所述电池换热器8 安装在所述电动车动力电池上，用于给电动车动力电池加热或者散热。
28.本实施例的低温热泵系统，具体的，所述暖风芯体6的两端、室内冷凝器5 的两端和室内蒸发器4的两端均设置有电磁阀，并通过该电磁阀与所述管路调节装置2相连。
29.根据实际需求，管路调节装置通过三个单向的exv膨胀阀分别控制暖风芯体6、室内冷凝器5和室内蒸发器4进行工作。如果其中一个部件不需要制冷，那么关闭对应的exv膨
胀阀。
30.本实施例的低温热泵系统，其中，所述水路调节装置7包括：循环管路和循环水泵；该循环管路为闭环管路，所述水冷冷凝器9、所述电池换热器8和所述循环水泵均串联于该循环管路内。
31.进一步的，所述水冷冷凝器9和所述电池换热器8上均设置有气水换热器；所述水冷冷凝器9和所述电池换热器8分别通过该气水换热器与所述管路调节装置2相连。
32.本实施例的低温热泵系统，还包括：电动机和低温水箱；所述低温水箱靠近所述电动机安装，所述低温水箱与所述水路调节装置相连。
33.优选的，所述低温水箱上设置有低温散热器。
34.本实用新型实施例中，通过将电池热量的水循环系统与空调系统相连，从而能综合利用电池的热量进行加热或反馈，提高了电动汽车的整体热利用效率。
35.本实用新型实施例还提供一种热管理设备，包括：上述的低温热泵系统，以及电池；所述电池换热器靠近所述电池安装。在热管理设备中，电池一般为动力电池，也可以为燃料电池或辅助动力电池。
36.本实用新型实施例还涉及一种车辆，包括：上述的低温热泵系统，以及车厢；车厢即为乘客所在的密闭空间，所述室内组件安装于所述车厢内。
37.本实用新型实施例低温热泵系统的优点在于：
38.1、整个系统包括空气调节系统和水路循环系统；在各种模式下，优化组合，实现系统最佳能效与综合余热利用。
39.2、空气调节系统的冷媒首先经过水冷换热器加热热水，热水对空气调节系统冷空气加热，同时接入直接i-gascooler对空气进行加热；尽最大可能降低exv 膨胀阀阀前温度，确保制热的能效。
40.3、空气调节系统内两个芯体进行加热(一个为暖风芯体，一个是冷媒直接加热)，一个芯体进行冷却，通过模式风门调节制冷和制热模式；有利于夏季制热工况时候，hvac空气调节系统内部连个暖芯体处于合理温度100度内，减少因漏风产生的冷能力损失；同时冬季制热模式，水暖芯体和i-gascooler 组合有利于提高出风温度均匀性，且暖风内冷却液的热惯性，保证了化霜模式下乘员舱内出风温度稳定性，提高舒适性。
41.4、制热模式下，在ihx高压侧设置旁通阀sov阀，使ihx高压侧基本不流过冷媒，降低低压侧流阻，且使不发生热交换，提高能效
42.5、电机大电流运行高负荷工况与空调制冷高负荷工况非同时出现，设置电池换热器，充分利用两个低温水箱的散热能力，同时水系统相对简单；
43.6、热泵循环利用电驱动余热时，水路设计不干扰电池，循环可以直接从 chiller回路取热。
44.另外，本实用新型的低温热泵系统制作成本不高，结构设计紧凑，成品质量稳定，适应能力好，能充分利用电池的散热，适用于各种电动汽车的热管理系统。
45.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体
的结构和连接方式，并配合本实用新型各个实施例所述的结构。
46.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。