一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，该系统包括二氧化碳电动压缩机、冷凝换热器、二氧化碳电子膨胀阀、蒸发换热器、HVAC组件、动力电池换热器、车前端换热器、电子风扇、电子水泵一、电子水泵二、电子水泵三、电子水泵四、电动水阀一、电动水阀二、电动水阀三、电动水阀四、电动水阀五、电动水阀六、电动水阀七、膨胀水箱一、膨胀水箱二。该系统制冷、制热、除湿、除雾各功能之间的变换可通过水系统进行调配，以维持制冷系统的稳定不变，并且该系统集成在整车热管理系统中，有利于对动力电池的热管理，提高整车能源的利用率。

A New Energy Carbon Dioxide Heat Pump Thermal Management System for Automobile

The utility model discloses a heat management system of carbon dioxide heat pump for new energy vehicles, which includes carbon dioxide electric compressor, condensation heat exchanger, carbon dioxide electronic expansion valve, evaporation heat exchanger, HVAC module, power battery heat exchanger, vehicle front-end heat exchanger, electronic fan, electronic water pump 1, electronic water pump 2, electronic water pump 3, electronic water pump 4, electric water. Valve 1, electric water valve 2, electric water valve 3, electric water valve 4, electric water valve 5, electric water valve 6, electric water valve 7, expansion tank 1, expansion tank 2. The functions of refrigeration, heating, dehumidification and fog removal of the system can be adjusted by water system to maintain the stability of the refrigeration system. The system is integrated into the vehicle thermal management system, which is conducive to the thermal management of power batteries and the utilization of vehicle energy.

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统
本技术涉及汽车空调，尤其是一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统。
技术介绍
目前二氧化碳热泵空调系统在国内汽车上还没有应用，也没有见到应用于新能源汽车的热管理方面。二氧化碳热泵系统相较于现有其它制冷剂系统在低温情况下具有很高的热效率，但因二氧化碳热泵系统运行时压力较高(110bar以上)，如果高压进入乘客舱必然带来不安全隐患，所以制冷系统的制冷、制热循环部分不宜布置在乘客舱中，只能布置在前舱中。另一方面，实现乘客舱所需制热、制冷、除湿、除雾功能时二氧化碳制冷系统循环需要切换不同的工作模式，造成二氧化碳系统复杂且不稳定。
技术实现思路
专利技术目的：本技术的目的是提供一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，该系统制冷、制热、除湿、除雾各功能之间的变换可通过水系统进行调换，以维持制冷系统的稳定不变，并且该系统集成在整车热管理系统中，有利于对动力电池的热管理，提高整车能源的利用率。为了实现上述目的，本技术采用了如下的技术方案：一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，包括二氧化碳电动压缩机、冷凝换热器、二氧化碳电子膨胀阀、蒸发换热器、HVAC组件、动力电池换热器、车前端换热器、电子风扇、电子水泵一、电子水泵二、电子水泵三、电子水泵四、电动水阀一、电动水阀二、电动水阀三、电动水阀四、电动水阀五、电动水阀六、电动水阀七、膨胀水箱一、膨胀水箱二；二氧化碳电动压缩机的出口连接冷凝换热器的制冷剂入口，冷凝换热器的制冷剂出口通过二氧化碳电子膨胀阀连接蒸发换热器的制冷剂入口，蒸发换热器的制冷剂出口连接二氧化碳电动压缩机的入口；HVAC组件含有车内空气流道a、车内空气流道b、车内空气流道c，车内空气流道a的一端、车内空气流道b的一端、车内空气流道c)的一端分别与车内空气相连，车内空气流道a的另一端通过风门分别与车内空气流道b的另一端、车内空气流道c的另一端相连，鼓风机和客舱换热器一固定在车内空气流道a内，通过鼓风机驱动车内空气流过客舱换热器一表面，客舱换热器二固定在车内空气流道b内；客舱换热器一的出水口连接蒸发换热器的入水口，客舱换热器一的入水口连接电动水阀一的一端、动力电池换热器的热泵水出口、电动水阀七的一端，电动水阀七的另一端连接车前端换热器的出水口，车前端换热器一侧设有电子风扇，客舱换热器二的出水口连接冷凝换热器的入水口，客舱换热器二的入水口连接车前端换热器的出水口、电动水阀四的一端、动力电池换热器的热泵水出口，蒸发换热器的出水口连接电子水泵一的入口、电动水阀五(18)的一端，电子水泵一的出口连接电动水阀二的一端、电动水阀一的另一端，车前端换热器的入水口连接电动水阀二的另一端、电动水阀三的一端，冷凝换热器的出水口连接电子水泵二的入口，电子水泵二的出口连接电动水阀三的另一端、电动水阀四的另一端、电动水阀六的一端，电动水阀六的另一端和电动水阀五的另一端连接电子水泵三的入口，电子水泵三的出口连接动力电池换热器的热泵水人口；动力电池换热器的冷却水出口连接电子水泵四的入口，电子水泵四的出口连接动力电池的冷却水入口，动力电池的冷却水出口连接动力电池换热器的冷却水入口。进一步的，还包括膨胀水箱一、膨胀水箱二，膨胀水箱一分别连接电动水阀三、电动水阀四和电动水阀六，膨胀水箱二连接动力电池的冷却水入口。进一步的，所述冷凝换热器、蒸发换热器均为板式换热器。本技术热泵型电动汽车空调系统具有以下优点：1、二氧化碳高压制冷系统可以一体式地装在一起，缩短了制冷管路、减少了接头，减小了泄漏的风险，可将系统整体同时安装在车前舱内，增加了安全性；2、二氧化碳高压制冷系统产生的冷量和热量通过水系统的调配和管理，可以送到需要的地方，对多余的热量和冷量通过换热器排放到大气中，整个系统安全、可靠、高效；3、该系统集成在整车热管理系统中，有利于对动力电池的热管理，提高整车能源的利用率。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为HVAC组件的结构示意图。图1中：1-二氧化碳电动压缩机、2-冷凝换热器、3-二氧化碳电子膨胀阀、4-蒸发换热器、5-HVAC组件、6-动力电池换热器、7-动力电池、8-车前端换热器、9-电子风扇、10-电子水泵一、11-电子水泵二、12-电子水泵三、13-电子水泵四、14-电动水阀一、15-电动水阀二、16-电动水阀三、17-电动水阀四、18-电动水阀五、19-电动水阀六、20-电动水阀七、21-膨胀水箱一、22-膨胀水箱二；图2中：5-1-车内空气流道a、5-2-车内空气流道b、5-3-车内空气流道c、5-4-风门、5-5-鼓风机、5-6-客舱换热器一、5-7-客舱换热器二。具体实施方式：下面结合附图对本技术做更进一步的解释。如图1和2所示，本技术的一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，包括二氧化碳电动压缩机1、冷凝换热器2、二氧化碳电子膨胀阀3、蒸发换热器4、HVAC组件5、动力电池换热器6、车前端换热器8、电子风扇9、电子水泵一10、电子水泵二11、电子水泵三12、电子水泵四13、电动水阀一14、电动水阀二15、电动水阀三16、电动水阀四17、电动水阀五18、电动水阀六19、电动水阀七20、膨胀水箱一21、膨胀水箱二22。二氧化碳电动压缩机1的出口连接冷凝换热器2的制冷剂入口，冷凝换热器2的制冷剂出口通过二氧化碳电子膨胀阀3连接蒸发换热器4的制冷剂入口，蒸发换热器4的制冷剂出口连接二氧化碳电动压缩机1的入口。HVAC组件5含有车内空气流道a5-1、车内空气流道b5-2、车内空气流道c5-3，车内空气流道a5-1的一端、车内空气流道b5-2的一端、车内空气流道c5-3的一端分别与车内空气相连，车内空气流道a5-1的另一端通过风门5-4分别与车内空气流道b5-2的另一端、车内空气流道c5-3的另一端相连，鼓风机5-5和客舱换热器一5-6固定在车内空气流道a5-1内，通过鼓风机5-5驱动车内空气流过客舱换热器一5-6表面，客舱换热器二5-7固定在车内空气流道b5-2内。客舱换热器一5-6的出水口连接蒸发换热器4的入水口，客舱换热器一5-6的入水口连接电动水阀一14的一端、动力电池换热器6的热泵水出口、电动水阀七20的一端，电动水阀七20的另一端连接车前端换热器8的出水口，车前端换热器8一侧设有电子风扇9，客舱换热器二5-7的出水口连接冷凝换热器2的入水口，客舱换热器二5-7的入水口连接车前端换热器8的出水口、电动水阀四17的一端、动力电池换热器6的热泵水出口，蒸发换热器4的出水口连接电子水泵一10的入口、电动水阀五18的一端，电子水泵一10的出口连接电动水阀二15的一端、电动水阀一14的另一端，车前端换热器8的入水口连接电动水阀二15的另一端、电动水阀三16的一端，冷凝换热器2的出水口连接电子水泵二11的入口，电子水泵二11的出口连接电动水阀三16的另一端、电动水阀四17的另一端、电动水阀六19的一端，电动水阀六19的另一端和电动水阀五18的另一端连接电子水泵三12的入口，电子水泵三12的出口连接动力电池换热器6的热泵水人口。动力电池换热器6的冷却水出口连接电子水泵四13的入口，电子水泵四13的出口连接动力电池7的冷却水入口，动力电池7的冷却水出口连接动力电池换热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，其特征在于：包括二氧化碳电动压缩机(1)、冷凝换热器(2)、二氧化碳电子膨胀阀(3)、蒸发换热器(4)、HVAC组件(5)、动力电池换热器(6)、车前端换热器(8)、电子风扇(9)、电子水泵一(10)、电子水泵二(11)、电子水泵三(12)、电子水泵四(13)、电动水阀一(14)、电动水阀二(15)、电动水阀三(16)、电动水阀四(17)、电动水阀五(18)、电动水阀六(19)、电动水阀七(20)、膨胀水箱一(21)、膨胀水箱二(22)；二氧化碳电动压缩机(1)的出口连接冷凝换热器(2)的制冷剂入口，冷凝换热器(2)的制冷剂出口通过二氧化碳电子膨胀阀(3)连接蒸发换热器(4)的制冷剂入口，蒸发换热器(4)的制冷剂出口连接二氧化碳电动压缩机(1)的入口；HVAC组件(5)含有车内空气流道a(5‑1)、车内空气流道b(5‑2)、车内空气流道c(5‑3)，车内空气流道a(5‑1)的一端、车内空气流道b(5‑2)的一端、车内空气流道c(5‑3)的一端分别与车内空气相连，车内空气流道a(5‑1)的另一端通过风门(5‑4)分别与车内空气流道b(5‑2)的另一端、车内空气流道c(5‑3)的另一端相连，鼓风机(5‑5)和客舱换热器一(5‑6)固定在车内空气流道a(5‑1)内，通过鼓风机(5‑5)驱动车内空气流过客舱换热器一(5‑6)表面，客舱换热器二(5‑7)固定在车内空气流道b(5‑2)内；客舱换热器一(5‑6)的出水口连接蒸发换热器(4)的入水口，客舱换热器一(5‑6)的入水口连接电动水阀一(14)的一端、动力电池换热器(6)的热泵水出口、电动水阀七(20)的一端，电动水阀七(20)的另一端连接车前端换热器(8)的出水口，车前端换热器(8)一侧设有电子风扇(9)，客舱换热器二(5‑7)的出水口连接冷凝换热器(2)的入水口，客舱换热器二(5‑7)的入水口连接车前端换热器(8)的出水口、电动水阀四(17)的一端、动力电池换热器(6)的热泵水出口，蒸发换热器(4)的出水口连接电子水泵一(10)的入口、电动水阀五(18)的一端，电子水泵一(10)的出口连接电动水阀二(15)的一端、电动水阀一(14)的另一端，车前端换热器(8)的入水口连接电动水阀二(15)的另一端、电动水阀三(16)的一端，冷凝换热器(2)的出水口连接电子水泵二(11)的入口，电子水泵二(11)的出口连接电动水阀三(16)的另一端、电动水阀四(17)的另一端、电动水阀六(19)的一端，电动水阀六(19)的另一端和电动水阀五(18)的另一端连接电子水泵三(12)的入口，电子水泵三(12)的出口连接动力电池换热器(6)的热泵水人口；动力电池换热器(6)的冷却水出口连接电子水泵四(13)的入口，电子水泵四(13)的出口连接动力电池(7)的冷却水入口，动力电池(7)的冷却水出口连接动力电池换热器(6)的冷却水入口。...

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，其特征在于：包括二氧化碳电动压缩机(1)、冷凝换热器(2)、二氧化碳电子膨胀阀(3)、蒸发换热器(4)、HVAC组件(5)、动力电池换热器(6)、车前端换热器(8)、电子风扇(9)、电子水泵一(10)、电子水泵二(11)、电子水泵三(12)、电子水泵四(13)、电动水阀一(14)、电动水阀二(15)、电动水阀三(16)、电动水阀四(17)、电动水阀五(18)、电动水阀六(19)、电动水阀七(20)、膨胀水箱一(21)、膨胀水箱二(22)；二氧化碳电动压缩机(1)的出口连接冷凝换热器(2)的制冷剂入口，冷凝换热器(2)的制冷剂出口通过二氧化碳电子膨胀阀(3)连接蒸发换热器(4)的制冷剂入口，蒸发换热器(4)的制冷剂出口连接二氧化碳电动压缩机(1)的入口；HVAC组件(5)含有车内空气流道a(5-1)、车内空气流道b(5-2)、车内空气流道c(5-3)，车内空气流道a(5-1)的一端、车内空气流道b(5-2)的一端、车内空气流道c(5-3)的一端分别与车内空气相连，车内空气流道a(5-1)的另一端通过风门(5-4)分别与车内空气流道b(5-2)的另一端、车内空气流道c(5-3)的另一端相连，鼓风机(5-5)和客舱换热器一(5-6)固定在车内空气流道a(5-1)内，通过鼓风机(5-5)驱动车内空气流过客舱换热器一(5-6)表面，客舱换热器二(5-7)固定在车内空气流道b(5-2)内；客舱换热器一(5-6)的出水口连接蒸发换热器(4)的入水口，客舱换热器一(5-6)的入水口连接电动水阀一(14)的一端、动力电池换热器(6)的热泵水出口、电动水阀七(20)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余泽民，郭贞军，
申请(专利权)人：南京协众汽车空调集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32