一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统的工作模式，其特征在于该系统主要由车内换热器侧一级提温增热子系统、压缩机侧二级提温增热子系统、车外换热器侧三级提温增热子系统、动力装置复合热回收子系统、降压膨胀机构、辅助设备以及连接管道等组合而成。本发明专利技术提供的一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统的工作模式，通过车内换热器侧一级提温增热子系统、压缩机侧二级提温增热子系统、车外换热器侧三级提温增热子系统三个提温增热子系统的组合，可显著解决热泵空调低温运行时压缩机的排气温度过高、车外换热器结霜较厚和融霜较难、系统供热能力和供热效率低、系统运行的可靠性差等突出问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种快速融霜除雾的空调系统，具体说是一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统。
技术介绍
随着新能源汽车技术的发展，开发带快速融霜除雾功能的热泵型新能源汽车空调系统已成为亟待解决的关键技术之一，其原因在于：由于缺少了内燃发动机，冬季制热受到很大的制约，特别是在室外空气温度很低时，开发的热泵型新能源汽车空调系统无法正常工作，容易在车外换热器侧结上厚厚的霜，采用传统的反向融霜方式时，具有融霜时间较长、耗电量大、效果较差等缺点，这严重影响了热泵型新能源汽车在北方地区的推广及应用。目前常用的解决方案有两种，一种采用PTC电加热器方式，但效率较低，严重影响新能源电动汽车的形势里程；另一种采用热泵空调系统方式，比较有代表性是日本电装公司开发的三换热器电动汽车热泵空调系统，由四通换向阀切换其制冷制热运行模式，为了满足车窗内除雾的需求，在车内多添加了一个换热器作为第二蒸发器。在除雾模式下，空调回风先经过车内的第二蒸发器进行除湿，再通过车内的冷凝器对经过除湿后的空气加热，以满足出风的舒适性。但该系统局限于车内风道位置有限，使得冷凝器的换热面积较小，而导致低温制热效果不佳，尤其在我国北部地区的发展会有局限。
技术实现思路
本专利技术的目的正是为了提供一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统，以解决目前普通电动汽车空调系统在室外温度过低时，车外换热器结霜较厚，融霜较难，以致整个系统无法正常工作的突出问题。本专利技术的目的可通过下述技术措施来实现：本专利技术的带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统由车内换热器侧一级提温增热子系统、压缩机侧二级提温增热子系统、车外换热器侧三级提温增热子系统、动力装置复合热回收子系统、降压膨胀机构、辅助设备以及连接管道组合而成；其中所述车内换热器侧一级提温增热子系统由依次设置在车内空调集成器内的前置PTC预热器、车内风机、前置换热器、后置换热器、后置PTC再热器、以及位于前置PTC预热器进风口侧的第一车内空调风道控制阀、位于后置PTC再热器后侧的第二车内空调风道控制阀、以及相应连接管道和阀门组成；所述压缩机侧二级提温增热子系统由车用空调压缩机、四通换向阀、车外换热器、车外风机、车内换热器、车内风机、储液干燥器、辅路膨胀阀、第一控制阀、主路膨胀阀、第二控制阀、第三控制阀、经济器、气液分离器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀以及管路组成；其中所述车用空调压缩机排气口通过四通换向阀以及相应连接管路分别与车外换热器、车内换热器、气液分离器的相应接口连接；所述气液分离器出口接入车用空调压缩机吸气口，所述车外换热器另一接口与第一单向阀出口和第二单向阀入口相连接，第二单向阀出口与储液干燥器和第四单向阀出口相连接，储液干燥器出口通过第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀分别与辅路膨胀阀的入口、主路膨胀阀的入口、经济器的第一入口相连接，辅路膨胀阀的出口与经济器的第二入口相连接，经济器的第一出口与主路膨胀阀的入口相连接，经济器的第二出口通过第五单向阀与车用空调压缩机的混气口相接，主路膨胀阀的出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，第三单向阀的出口和第四单向阀的入口与车内换热器另一接口相连接；所述车外换热器侧三级提温增热子系统由位于车外换热器一侧的融霜调风格栅、另一侧的车外风机组成；所述的动力装置复合热回收子系统由动力冷却水箱、循环水泵、第四控制阀，动力系统换热器、变频风机、第五控制阀以及管路组成；其中所述动力冷却水箱出口与循环水泵进口相连接，循环水泵的出口通过第四控制阀、第五控制阀分别与后置换热器进口相、动力系统换热器的进口相连接（更具体说：循环水泵的出口通过第四控制阀、第五控制阀的切换，即可与后置换热器进口相连接，又可以与动力系统换热器的进口相连接；所述动力冷却水箱的热量由发动机冷却液热回收装置、发动机排烟热回收装置、动力电池热回收装置组合提供）；所述后置换热器出口和与动力系统换热器的出口与动力冷却水箱出口相连接。本专利技术中所述的车内风机为变频风机、定频风机或调挡风机中的任意一种形式；所述车用空调压缩机为定频压缩机、分挡压缩机或变频压缩机的任意一种形式；所述辅路膨胀阀和主路膨胀阀为毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀的任意一种形式；所述经济器为板式换热器或套管换热器的任意一种结构形式。所述的融霜调风格栅采用电动调节，安装于车外换热器的迎风面；所述车外风机为双向调速风机，安装于车外换热器的背风面。所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀为电动阀、电磁阀或手动截止阀的任意一种结构形式；所述循环水泵为定频水泵、变频水泵或分挡水泵的任意一种结构形式；所述的车外换热器、车内换热器、动力系统换热器为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种结构形式。进一步说：本专利技术中所述车内换热器侧一级提温增热子系统流程为车内回风和车外新风通过第一车内空调风道控制阀调节混合后，先后通过前置PTC预热器、车内风机、热泵空调系统用车内换热器、后置换热器、后置PTC再热器，最后通过第二车内空调风道控制阀的调节，用于消除车内负荷和车窗的除霜/除雾。本专利技术中所述压缩机侧二级提温增热子系统流程为车用空调压缩机排气口通过四通换向阀以及相应连接管路分别与车外换热器、车内换热器、气液分离器相应接口连接；所述气液分离器出口接入车用空调压缩机吸气口；所述车外换热器另一接口与第一单向阀出口和第二单向阀入口相连接，第二单向阀出口与储液干燥器和第四单向阀出口相连接，储液干燥器出口通过第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀分别与辅路膨胀阀的入口、主路膨胀阀的入口、经济器的第一入口相连接，辅路膨胀阀的出口与经济器的第二入口相连接，经济器的第一出口与主路膨胀阀的入口相连接，经济器的第二出口通过第五单向阀与车用空调压缩机的混气口相接，主路膨胀阀的出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，第三单向阀出口和第四单向阀的入口与车内换热器另一接口相连接；其主要功能为通过二次增热功能的压缩机子系统增加系统的制热能力。本专利技术中所述的动力装置复合热回收子系统流程为动力冷却水箱出口与循环水泵进口相连接，循环水泵的出口通过第四控制阀、第五控制阀的切换，即可与后置换热器进口相连接，又可以与动力系统换热器的进口相连接，后置换热器出口和与动力系统换热器的出口与动力冷却水箱出口相连接。其主要功能为动力系统的热回收使经过前置PTC预热器、车内换热器温度提升的空气经过后置换热器再次升温以满足车内负荷、热舒适性以及加快车外换热器快速除霜的需求。其实现形式为第四控制阀打开、第五控制阀关闭，动力冷却水箱的水通过循环水泵、第四控制阀进入后置换热器放热冷却后，再进入冷却水箱进入下一循环。本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统，通过车内换热器侧一级提温增热子系统、压缩机侧二级提温增热子系统、车外换热器侧三级提温增热子系统三个提温增热子系统的组合，可显著解决热泵空调低温运行时压缩机的排气温度过高、车外换热器结霜较厚和融霜较难、系统供热能力和供热效率低、系统运行的可靠性差等突出问题。本专利技术经初步实验研究表明：在室外温度-20℃的超低温供热工况下，使压缩机的排气温度降低至70℃以下，空调系统的供热系数高达1.5左右，车外换热器快速融霜控制在60本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统，其特征在于：该系统由车内换热器侧一级提温增热子系统、压缩机侧二级提温增热子系统、车外换热器侧三级提温增热子系统、动力装置复合热回收子系统、降压膨胀机构、辅助设备以及连接管道组合而成；其中所述车内换热器侧一级提温增热子系统由依次设置在车内空调集成器内的前置PTC预热器（4‑2）、车内风机（4‑1）、前置换热器（4）、后置换热器（4‑3）、后置PTC再热器（4‑4）、以及位于前置PTC预热器（4‑2）进风口侧的第一车内空调风道控制阀（4‑5）、位于后置PTC再热器（4‑4）后侧的第二车内空调风道控制阀（4‑6）、以及相应连接管道和阀门组成；所述压缩机侧二级提温增热子系统由车用空调压缩机（1）、四通换向阀（2）、车外换热器（3）、车外风机（3‑1）、车内换热器（4）、车内风机（4‑1）、储液干燥器（5）、辅路膨胀阀（6）、第一控制阀（6‑1）、主路膨胀阀（7）、第二控制阀（7‑1）、第三控制阀（7‑2）、经济器（8）、气液分离器（9）、第一单向阀（2‑1）、第二单向阀（2‑2）、第三单向阀（2‑3）、第四单向阀（2‑4）、第五单向阀（2‑5）以及管路组成；其中所述车用空调压缩机（1）排气口通过四通换向阀（2）以及相应连接管路分别与车外换热器（3）、车内换热器（4）、气液分离器（9）的相应接口连接；所述气液分离器（9）出口接入车用空调压缩机（1）吸气口，所述车外换热器（3）另一接口与第一单向阀（2‑1）出口和第二单向阀（2‑2）入口相连接，第二单向阀（2‑2）出口与储液干燥器（5）和第四单向阀（2‑4）出口相连接，储液干燥器（5）出口通过第一控制阀（6‑1）、第二控制阀（7‑1）、第三控制阀（7‑2）分别与辅路膨胀阀（6）的入口、主路膨胀阀（7）的入口、经济器（8）的第一入口相连接，辅路膨胀阀（6）的出口与经济器（8）的第二入口相连接，经济器（8）的第一出口与主路膨胀阀（7）的入口相连接，经济器（8）的第二出口通过第五单向阀（2‑5）与车用空调压缩机（1）的混气口相接，主路膨胀阀（7）的出口接第一单向阀（2‑1）入口和第三单向阀（2‑3）入口，第三单向阀的（2‑3）出口和第四单向阀（2‑4）的入口与车内换热器（4）另一接口相连接；所述车外换热器侧三级提温增热子系统由位于车外换热器（3）一侧的融霜调风格栅（3‑2）、另一侧的车外风机（3‑1）组成；所述的动力装置复合热回收子系统由动力冷却水箱（10‑1）、循环水泵（10‑2）、第四控制阀（10‑3），动力系统换热器（11‑1）、变频风机（11‑2）、第五控制阀（11‑3）以及管路组成；其中所述动力冷却水箱（10‑1）出口与循环水泵（10‑2）进口相连接，循环水泵（10‑2）的出口通过第四控制阀（10‑3）、第五控制阀（11‑3）分别与后置换热器（4‑3）进口相、动力系统换热器（11‑1）的进口相连接，后置换热器（4‑3）出口和与动力系统换热器（11‑1）的出口与动力冷却水箱（10‑1）出口相连接。...
【技术特征摘要】
1.一种带快速融霜除雾功能的新能源汽车空调系统，其特征在于：该系统由车内换热器侧一级提温增热子系统、压缩机侧二级提温增热子系统、车外换热器侧三级提温增热子系统、动力装置复合热回收子系统、降压膨胀机构、辅助设备以及连接管道组合而成；其中所述车内换热器侧一级提温增热子系统由依次设置在车内空调集成器内的前置PTC预热器（4-2）、车内风机（4-1）、前置换热器（4）、后置换热器（4-3）、后置PTC再热器（4-4）、以及位于前置PTC预热器（4-2）进风口侧的第一车内空调风道控制阀（4-5）、位于后置PTC再热器（4-4）后侧的第二车内空调风道控制阀（4-6）、以及相应连接管道和阀门组成；所述压缩机侧二级提温增热子系统由车用空调压缩机（1）、四通换向阀（2）、车外换热器（3）、车外风机（3-1）、车内换热器（4）、车内风机（4-1）、储液干燥器（5）、辅路膨胀阀（6）、第一控制阀（6-1）、主路膨胀阀（7）、第二控制阀（7-1）、第三控制阀（7-2）、经济器（8）、气液分离器（9）、第一单向阀（2-1）、第二单向阀（2-2）、第三单向阀（2-3）、第四单向阀（2-4）、第五单向阀（2-5）以及管路组成；其中所述车用空调压缩机（1）排气口通过四通换向阀（2）以及相应连接管路分别与车外换热器（3）、车内换热器（4）、气液分离器（9）的相应接口连接；所述气液分离器（9）出口接入车用空调压缩机（1）吸气口，所述车外换热器（3）另一接口与第一单向阀（2-1）出口和第二单向阀（2-2）入口相连接，第二单向阀（2-2）出口与储液干燥器（5）和第四单向阀（2-4）出口相连接，储液干燥器（5）出口通过第一控制阀（6-1）、第二控制阀（7-1）、第三控制阀（7-2）分别与辅路膨胀阀（6）的入口、主路膨胀阀（7）的入口、经济器（8）的第一入口相连接，辅路膨胀阀（6）的出口与经济器（8）的第二入口相连接，经济器（8）的第一出口与主路膨胀阀（7）的入口相连接，经济器（8）的第二出口通过第五单向阀（2-5）与车用空调压缩机（1）的混气口相接，主路膨胀阀（7）的出口接第一单向阀（2-1）入口和第三单向阀（2-3）入口，第三单向阀的（2-3）出口和第四单向阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：周光辉，李海军，曹侃，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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