一种电动汽车二次回路空调热泵系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车二次回路空调热泵系统，包括制冷剂回路和二次回路系统，制冷剂回路包括依次连接的电动压缩机、板式冷凝器、节流装置、板式蒸发器制冷剂循环；二次回路系统包括冷端冷却液回路和热端冷却液回路；利用二次回路使得可燃性的制冷剂循环不会与乘员舱进行直接接触，可以避免制冷剂发生泄漏时，降低对乘客的危险程度。同时利用二次回路冷却液的形式可实现对电池包温度的控制，使得电池工作时能发挥最好的性能，同时冷却液可以回收电子设备中的热量。本发明专利技术系统可以实现一个系统对多个需要控温点进行温度控制，方便控制与管理。

An electric vehicle two cycle air conditioning heat pump system

The invention relates to a secondary loop air-conditioning heat pump system of an electric vehicle, which comprises a refrigerant loop and a secondary loop system. The refrigerant loop comprises an electric compressor, a plate condenser, a throttling device and a plate evaporator refrigerant cycle connected sequentially; the secondary loop system comprises a cooling liquid loop at the cold end and a cooling liquid return at the hot end. The use of secondary circuits to make the combustible refrigerant cycle will not be directly in contact with the cabin, can avoid refrigerant leakage, reduce the risk to passengers. At the same time, the secondary loop coolant can be used to control the temperature of the battery pack, which makes the battery work best. At the same time, the coolant can recover the heat in the electronic equipment. The system of the invention can realize the temperature control of a system for a plurality of points needing temperature control, which is convenient for control and management.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车二次回路空调热泵系统
本专利技术涉及一种空调设备，特别涉及一种电动汽车二次回路空调热泵系统。
技术介绍
考虑全球气候变暖和二氧化碳的排放，机动车排放法规日趋严格，新能源电动汽车也成为一个必然的趋势。由于温室效应越来越严重，在新能源汽车空调中，新型制冷剂(ODP≤150)的替代已成共同关注的焦点。下表1是具有潜力的制冷剂对比。可以看出，除了二氧化碳没有可燃性，其他的制冷剂均具有不同程度的可燃性。现阶段，二氧化碳由于存在高压的问题，空调系统在使用过程中会存在严重泄漏的问题，使得二氧化碳制冷剂在实际使用时受到限制。而其他可燃性制冷剂在使用时，也需要解决泄漏问题，它主要是针对一旦发生泄漏后怎么样才能不对乘员舱的乘客造成影响，表1为具有替换潜力的制冷剂的对比表。表1因此潜力的制冷剂替换是现在空调设计的趋势。
技术实现思路
本专利技术是针对潜力的制冷剂在制冷行业替换的问题，提出了一种电动汽车二次回路空调热泵系统，一方面是针对电动汽车空调系统的制冷剂替代时大多数是可燃性制冷剂，利用二次冷却液回路将制冷系统与乘员舱隔离，若可燃性制冷剂发生泄漏，制冷剂不会进入车厢危机乘员舱乘客的安全。另一方面，由于电动汽车的动力系统由电池驱动，温度对电池的性能有着很大的影响，利用二次冷却液的形式对电池进行温度控制，使得电池工作时能发挥最好的性能。本专利技术的技术方案为：一种电动汽车二次回路空调热泵系统，包括制冷剂回路和二次回路系统，制冷剂回路包括依次连接的电动压缩机、板式冷凝器、节流装置、板式蒸发器制冷剂循环；二次回路系统包括第一水泵、第二水泵、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、室内换热器、室外散热器、电池包和电机，二次回路系统包括冷端冷却液回路和热端冷却液回路；二次回路空调热泵切换制冷模式时：冷端冷却液回路：板式蒸发器冷端冷却液通过第一水泵提供动力，经过第一四通阀，到空调箱中的室内换热器，冷却液从室内换热器出来到电池包内，对电池进行温度控制，再经过第二四通阀到电机进行冷却，最后再过第三四通阀回到板式蒸发器冷却液的进口，与板式蒸发器低温低压的制冷剂进行换热；热端冷却液回路：板式冷凝器热端冷却液通过第二水泵提供动力，经过第一四通阀，到室外换热器释放多余的热量，再分别经过第二四通阀和第三四通阀回到板式冷凝器冷却液的进口，与板式冷凝器内的高温高压的制冷剂进行换热；二次回路空调热泵切换制热模式时：热端冷却液回路：板式冷凝器热端冷却液通过第二水泵提供动力，经过第一四通阀，到空调箱中的室内换热器，冷却液从室内换热器出来到电池包内对电池进行温度控制，再分别经过第二四通阀和第三四通阀回到板式冷凝器冷却液的进口，与板式冷凝器内的高温高压的制冷剂进行换热；冷端冷却液回路：板式蒸发器冷端冷却液通过第一水泵提供动力，经过第一四通阀，到室外换热器吸收室外的热量，再经过第二四通阀到电机给电机进行冷却，最后再过第三四通阀回到板式蒸发器冷却液的进口，与板式蒸发器低温低压的制冷剂进行换热。所述室内换热器上端有PTC辅助加热，室内温度过低或除湿状态时，切换风门模式，PTC辅助加热开启。本专利技术的有益效果在于：本专利技术电动汽车二次回路空调热泵系统，利用二次回路使得可燃性的制冷剂不会与乘员舱进行直接接触，可以避免制冷剂发生泄漏时，降低对乘客的危险程度。同时利用二次回路液冷的形式可实现对电池包温度的控制，同时冷却液可以回收电子设备中的热量。本二次回路空调热泵系统可以实现一个系统对多个需要控温点进行温度控制，方便控制与管理。附图说明图1为电池和电子设备在温度区间内制冷和加热曲线图；图2为本专利技术二次回路空调热泵系统的制冷原理图；图3为本专利技术二次回路空调热泵系统的制热原理图；图4为本专利技术二次回路空调热泵系统的预热电机时的冷却液模式图；图5为本专利技术二次回路空调热泵系统空调中PTC开启辅助加热示意图。具体实施方式利用二次回路系统使制冷剂回路不与乘员舱进行直接的接触，而是通过冷却液对空调箱内的空气进行温度的控制，可以有效避免在制冷剂发生泄漏时进入乘员舱，若乘员舱内有火源，此时就可以避免对乘员舱的人员造成人身安全。同时由于电动汽车的动力系统是由电池驱动，然而电池工作时，对温度特别敏感，温度过高或者过低都会在电池性能造成不好的影响。电池的工作范围一般为：10-30℃。图1表示电池和电子设备在温度区间内制冷和加热。由于电子设备中的产热较多，需要一直对其制冷进行温度控制，若在冬天能将这一部分的废热回收并加以利用，也将提高能源的使用率。如图2、3所示二次回路空调热泵系统的制冷制热原理图，本专利技术的二次回路空调热泵包括制冷剂回路和二次回路系统。制冷剂回路包括：电动压缩机01、板式冷凝器02、节流装置03、板式蒸发器04。电动压缩机01从板式蒸发器04吸收低温低压的气态的制冷剂，经做功压缩成高温高压的气态制冷剂，并排到板式冷凝器02，高温高压的气态制冷剂在板式冷凝器02与冷却液换热之后，变成高温高压的液态制冷剂，再经过节流装置03后，流经板式蒸发器04与冷却液换热之后，变成低温低压的气态制冷剂，低温低压的气态制冷剂进入电动压缩机01。即完成一个制冷剂循环。二次回路系统包括：第一水泵05、第二水泵06、第一四通阀07、第二四通阀08、第三四通阀09、室内换热器11、室外散热器10、电池包15和电机16，包括冷端冷却液回路和热端冷却液回路。如图2所示，二次回路空调热泵切换制冷模式时，板式蒸发器04冷端冷却液通过第一水泵05提供动力，经过第一四通阀07，到空调箱中的室内换热器11，冷却液从室内换热器11出来到电池包15内，对电池进行温度控制，再经过第二四通阀08到电机16进行冷却，最后再过第三四通阀09回到板式蒸发器04冷却液的进口，与板式蒸发器04低温低压的制冷剂进行换热，冷端冷却液完成一个完整的一个循环。板式冷凝器02热端冷却液通过第二水泵06提供动力，经过第一四通阀07，到室外换热器10释放多余的热量，再分别经过第二四通阀08和第三四通阀09回到板式冷凝器02冷却液的进口，与板式冷凝器02内的高温高压的制冷剂进行换热，热端冷却液完成一个完整的循环。如图3所示，二次回路空调热泵切换制热模式时，板式冷凝器02热端冷却液通过第二水泵06提供动力，经过第一四通阀07，到空调箱中的室内换热器11，冷却液从室内换热器11出来到电池包15内对电池进行温度控制，再分别经过第二四通阀08和第三四通阀09回到板式冷凝器02冷却液的进口，与板式冷凝器02内的高温高压的制冷剂进行换热，热端冷却液完成一个完整的循环。板式蒸发器04冷端冷却液通过第一水泵05提供动力，经过第一四通阀07，到室外换热器10吸收室外的热量，再经过第二四通阀08到电机16给电机16进行冷却，最后再过第三四通阀09回到板式蒸发器04冷却液的进口，与板式蒸发器04低温低压的制冷剂进行换热，冷端冷却液完成一个完整的一个循环。如图4所示，二次回路空调热泵系统电机刚刚启动时，尤其是环境温度较低的时候，电机的工作效率效率低。先开启第二水泵06，将电池包中PCM热储能的热量先循环到电机等电子设备，切换冷却液回路中的第二四通阀08和第三四通阀09将热端冷却液先循环到电机16等电子设备先预热，待到电机稳定工作时，通过第二四通阀08和第三四通阀09切换成制冷回路。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车二次回路空调热泵系统，包括制冷剂回路和二次回路系统，制冷剂回路包括依次连接的电动压缩机、板式冷凝器、节流装置、板式蒸发器制冷剂循环；其特征在于，二次回路系统包括第一水泵、第二水泵、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、室内换热器、室外散热器、电池包和电机，二次回路系统包括冷端冷却液回路和热端冷却液回路；二次回路空调热泵切换制冷模式时：冷端冷却液回路：板式蒸发器冷端冷却液通过第一水泵提供动力，经过第一四通阀，到空调箱中的室内换热器，冷却液从室内换热器出来到电池包内，对电池进行温度控制，再经过第二四通阀到电机进行冷却，最后再过第三四通阀回到板式蒸发器冷却液的进口，与板式蒸发器低温低压的制冷剂进行换热；热端冷却液回路：板式冷凝器热端冷却液通过第二水泵提供动力，经过第一四通阀，到室外换热器释放多余的热量，再分别经过第二四通阀和第三四通阀回到板式冷凝器冷却液的进口，与板式冷凝器内的高温高压的制冷剂进行换热；二次回路空调热泵切换制热模式时：热端冷却液回路：板式冷凝器热端冷却液通过第二水泵提供动力，经过第一四通阀，到空调箱中的室内换热器，冷却液从室内换热器出来到电池包内对电池进行温度控制，再分别经过第二四通阀和第三四通阀回到板式冷凝器冷却液的进口，与板式冷凝器内的高温高压的制冷剂进行换热；冷端冷却液回路：板式蒸发器冷端冷却液通过第一水泵提供动力，经过第一四通阀，到室外换热器吸收室外的热量，再经过第二四通阀到电机给电机进行冷却，最后再过第三四通阀回到板式蒸发器冷却液的进口，与板式蒸发器低温低压的制冷剂进行换热。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车二次回路空调热泵系统，包括制冷剂回路和二次回路系统，制冷剂回路包括依次连接的电动压缩机、板式冷凝器、节流装置、板式蒸发器制冷剂循环；其特征在于，二次回路系统包括第一水泵、第二水泵、第一四通阀、第二四通阀、第三四通阀、室内换热器、室外散热器、电池包和电机，二次回路系统包括冷端冷却液回路和热端冷却液回路；二次回路空调热泵切换制冷模式时：冷端冷却液回路：板式蒸发器冷端冷却液通过第一水泵提供动力，经过第一四通阀，到空调箱中的室内换热器，冷却液从室内换热器出来到电池包内，对电池进行温度控制，再经过第二四通阀到电机进行冷却，最后再过第三四通阀回到板式蒸发器冷却液的进口，与板式蒸发器低温低压的制冷剂进行换热；热端冷却液回路：板式冷凝器热端冷却液通过第二水泵提供动力，经过第一四通阀，到室外换热器释放多余的热量，再分别经过第二四通阀和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰娇，苏林，李康，方奕栋，程恰，唐启天，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31