一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统，包括热泵系统和冷却液回路系统；热泵系统包括电动压缩机、车外换热器、板式换热器、车内蒸发器、车内换热器、气液分离器、第一电控膨胀阀、第二电控膨胀阀，常开电磁阀、常闭电磁阀、单向截止阀及其连接管路；电动压缩机通过常开电磁阀、常闭电磁阀分别与车外换热器、板式换热器连接，车外换热器通过第二电控膨胀阀与车内蒸发器连接，车内换热器与板式换热器连接，气液分离器设置在电动压缩机前方；冷却液回路系统包括冷却液泵、冷却液膨胀水箱、PTC电加热器及其连接管路；热泵系统通过调节常开电磁阀、常闭电磁阀的开启与关闭来实现热泵系统的制冷、制热和除湿运行模式。

Air conditioner heat pump system with cooling circuit for new energy automobile

The invention discloses a coolant circuit for air conditioning heat pump system of new energy vehicles, including the heat pump system and coolant loop system; heat pump system including electric car compressor, heat exchanger, heat exchanger, evaporator in the car, a heat exchanger, a gas-liquid separator, the first electronic expansion valve, electronic expansion second valve normally open solenoid valve and a normally closed solenoid valve, check valve and connecting pipe; the electric compressor through the normally open solenoid valve, a normally closed solenoid valve respectively and the car of the heat exchanger, heat exchanger connected car heat exchanger connected by second electronic expansion valve and the evaporator inside the car, the car heat exchanger connected with the heat exchanger, a gas-liquid separator is arranged in front of the electric compressor; cooling fluid loop system including coolant pump, water tank, PTC electric heater and its connecting pipe; heat The pump system realizes the refrigeration, heating and dehumidification operation mode of the heat pump system by regulating the opening and closing of the normally open electromagnetic valve and the normally closed electromagnetic valve.

【技术实现步骤摘要】
一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统
本专利技术涉及汽车空调领域，特别是涉及一种带有冷却回路的新能源汽车用空调热泵系统。
技术介绍
能源危机和环境污染日趋严重早已成为全球性的问题，采用新能源代替传统化石燃料是国家发展的一种必然趋势，空调系统是提高新能源汽车舒适度的重要因素，可以根据不同的情况合理的对汽车内部的温度进行调节，主要采用空气调节系统进行制冷、供热、除湿作用。新能源汽车空调系统主要是利用电力和混合动力作为能源消耗，但是由于新能源汽车的电容量是固定的，不能利用发动机的余热进行有效供暖，空调系统的能源消耗，会对新能源的续航能力造成影响，迫使新能源汽车的空调系统技术需要更加趋近于节能和高效能源利用。目前，新能源汽车比较常见的供暖方式为采用PTC电加热器进行供暖，而PTC电加热器效率较低，同时PTC电加热器消耗新能源汽车电池的电能，这将大大降低新能源汽车的行驶里程。而热泵系统理论效率COP大于1，这将使热泵系统成为替代PTC电加热的一种可行方案。在空调热泵系统中，通过四通换向阀进行不同模式的切换。在夏季制冷模式中，压缩机压缩后的高温高压的气体制冷剂在车外换热器(车外冷凝器)冷却并冷凝后，通过膨胀阀节流后进入蒸发器。通过HVAC模块与外部空气进行热交换，在蒸发器中蒸发成低温低压制冷剂气体，引入HVAC模块的空气被冷却。在冬季制热模式中，压缩机压缩后的高温高压的气体制冷剂进入室内冷凝器与引入HVAC模块的空气热交换，加热车内空气，通过膨胀阀节流后进入车外换热器(蒸发器)吸热后返回压缩机。在冬季除湿模式中，引入HVAC模块的空气首先经过车内蒸发器，空气中的水分被冷凝，除湿后的空气通过车内冷凝器加热供暖。由于车辆的使用环境较为复杂，并且车用四通换向阀技术仍然不是很成熟，在低温环境中或者系统出现故障时无法保证热泵系统能正常供暖。同时，在除湿过程中，引入的空气经过车内蒸发器，空气温度将大幅度降低，之后再通过车内冷凝器进行加热，这将导致出风温度的降低，影响供暖效果，这些将进一步迫使新能源汽车用空调热泵系统需要更加优秀的解决方案。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统。本专利技术为解决上述问题所采用的技术方案为：提供一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统，包括：热泵系统和冷却液回路系统；热泵系统包括产生高温高压制冷剂的电动压缩机、车外换热器、板式换热器、车内蒸发器、车内换热器、气液分离器、第一电控膨胀阀、第二电控膨胀阀，常开电磁阀、常闭电磁阀、单向截止阀及其连接管路；电动压缩机通过常开电磁阀、常闭电磁阀分别与车外换热器、板式换热器连接，车外换热器通过第二电控膨胀阀与车内蒸发器连接，车内换热器与板式换热器连接，气液分离器设置在电动压缩机前方；冷却液回路系统包括冷却液泵、冷却液膨胀水箱、PTC电加热器及其连接管路；板式换热器与冷却液泵连接，冷却液泵为直流无刷电机泵，可调节冷却液流量从而调节出风温度高低；热泵系统通过调节常开电磁阀、常闭电磁阀的开启与关闭来切换所述热泵系统管路连接关系实现热泵系统的制冷、制热和除湿运行模式。夏季时，该系统在制冷模式下运行，降低车内空气的温度；冬季时，该系统在制热模式下运行，提高车内空气温度；冬季时，当车内相对湿度较大，车挡风玻璃结雾时，系统在除湿模式下运行电动压缩机工作产生高温高压制冷剂气体，设置在其前方的气液分离器包含干燥材料，有效防止压缩机液击，提高压缩机运行的可靠性；板式换热器设置在车辆发动机机舱内，实现良好的回流效果，与其连接的水冷管路与车辆原有的HVAC模块(空气调节模块)的加热器相连，确保新能源汽车用热泵空调系统与传统内燃机系统的兼容使用。板式换热器用于与冷却液回路系统进行制冷剂与冷却液之间的热交换；冷却液通过冷却液泵实现流量的调整及内循环；车内蒸发器用于制冷剂蒸发吸热，使得车内空气被冷却；车内换热器用于冷却液与车内空气换热；PTC电加热器用于低温时辅助加热。优选的，所述热泵系统制冷模式管路连接包括：电动压缩机通过常开电磁阀与车外换热器连接，车外换热器通过第二电控膨胀阀与车内蒸发器连接，车内蒸发器通过气液分离器与电动压缩机连接。其工作原理为：电动压缩机启动，其产生的高温高压制冷剂气体经过常开电磁阀进入到室外换热器(也即冷凝器)，在室外换热器中，高温高压制冷剂气体被冷凝成制冷剂液体，经过第二电控膨胀阀节流成气液两相制冷剂进入到车内蒸发器中，制冷剂在车内蒸发器中蒸发吸热，使得车内空气被冷却，实现空气制冷效果，制冷后的气液两相制冷剂经过气液分离器进行气体与液体两相分离后，制冷剂气体返回压缩机，进行下次循环工作。优选的，所述热泵系统制热模式管路连接包括：所述电动压缩机通过常闭电磁阀与板式换热器连接，所述板式换热器一端与冷却液泵连接进行冷却液供应，一端与车内换热器连接将经过板式换热器交换过的冷却液加热室内空气，另一端通过第一电控膨胀阀与车外换热器连接，所述车外换热器依次通过常闭电磁阀、气液分离器与电动压缩机连接。其工作原理为：电动压缩机启动，其产生的高温高压制冷剂气体经过常闭电磁阀进入到板式换热器，冷却液泵输入至板式换热器处的冷却液与高温高压制冷剂气体进行热交换，冷却液被加热并通过车内换热器加热车内空气，实现车内制热效果，此时，制冷剂气体放热冷凝成制冷剂液体，制冷剂液体通过第一电控膨胀阀进入到车外换热器进行吸热变成制冷器气体，气液两相制冷剂经过气液分离器进行气体与液体两相分离后，制冷剂气体返回压缩机，进行下次循环工作。优选的，所述热泵系统除湿模式管路连接包括：所述电动压缩机通过常闭电磁阀与板式换热器连接，所述板式换热器一端与冷却液泵连接进行冷却液供应，一端与车内换热器连接将经过板式换热器交换过的冷却液加热室内空气，经过板式换热器热交换后的制冷剂分成两条回路回到电动压缩机内。进一步，经过板式换热器换热后的制冷剂通过常闭电磁阀、第二电控膨胀阀进入到车内蒸发器，所述车内蒸发器与气液分离器连接。进一步，经过板式换热器换热后的制冷剂通过第一电控膨胀阀、单向截止阀进入到车外换热器，所述车外换热器通过常闭电磁阀与气液分离器连接。其工作原理为：电动压缩机启动，其产生的高温高压制冷剂气体经过常闭电磁阀进入到板式换热器(即冷凝器)中，冷却液泵输入至板式换热器处的冷却液与高温高压制冷剂气体进行热交换，冷却液被加热并通过车内换热器加热车内空气，冷凝成液体的制冷剂分别通过两条回路返回至电动压缩机中，其中第一条为通过常闭电磁阀、第二电控膨胀阀节流成气液两相进入到车内蒸发器，制冷剂在车内蒸发器中蒸发吸热，空气中的水分被冷凝实现除湿效果；第二条为制冷剂通过第一电控膨胀阀节流成气液两相形态、单向截止阀进入到车外换热器进行吸热，再经过常闭电磁阀与第一条从车内蒸发器出来的制冷剂混合，进入到气液分离器中进行制冷剂气体与液体的分离，分离后制冷剂气体返回压缩机，进行下次循环工作。优选的，所述常开电磁阀包括第一常开电磁阀和第二常开电磁阀；所述常闭电磁阀包括第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀和第三常闭电磁阀；所述单向截止阀包括与第一电控膨胀阀串联的第一单向截止阀，与第二常闭电磁阀串联的第二单向截止阀。优选的，所述车外换热器旁设置有冷却风扇；所述车内蒸发器旁设置有鼓风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统，其特征在于：包括热泵系统和冷却液回路系统；所述热泵系统包括产生高温高压制冷剂的电动压缩机(1)、车外换热器(2)、板式换热器(7)、车内蒸发器(4)、车内换热器(9)、气液分离器(6)、第一电控膨胀阀(12)、第二电控膨胀阀(20)，常开电磁阀、常闭电磁阀、单向截止阀及其连接管路；所述电动压缩机(1)通过常开电磁阀、常闭电磁阀分别与车外换热器(2)、板式换热器(7)连接，所述车外换热器(2)通过第二电控膨胀阀(20)与车内蒸发器(4)连接，所述车内换热器(9)与板式换热器(7)连接，所述气液分离器(6)设置在电动压缩机(1)前方；所述冷却液回路系统包括冷却液泵(11)、冷却液膨胀水箱(10)、PTC电加热器(8)及其连接管路；所述板式换热器(7)与冷却液泵(11)连接；所述热泵系统通过调节常开电磁阀、常闭电磁阀的开启与关闭来切换热泵系统管路连接关系实现热泵系统的制冷、制热和除湿运行模式。

【技术特征摘要】
1.一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统，其特征在于：包括热泵系统和冷却液回路系统；所述热泵系统包括产生高温高压制冷剂的电动压缩机(1)、车外换热器(2)、板式换热器(7)、车内蒸发器(4)、车内换热器(9)、气液分离器(6)、第一电控膨胀阀(12)、第二电控膨胀阀(20)，常开电磁阀、常闭电磁阀、单向截止阀及其连接管路；所述电动压缩机(1)通过常开电磁阀、常闭电磁阀分别与车外换热器(2)、板式换热器(7)连接，所述车外换热器(2)通过第二电控膨胀阀(20)与车内蒸发器(4)连接，所述车内换热器(9)与板式换热器(7)连接，所述气液分离器(6)设置在电动压缩机(1)前方；所述冷却液回路系统包括冷却液泵(11)、冷却液膨胀水箱(10)、PTC电加热器(8)及其连接管路；所述板式换热器(7)与冷却液泵(11)连接；所述热泵系统通过调节常开电磁阀、常闭电磁阀的开启与关闭来切换热泵系统管路连接关系实现热泵系统的制冷、制热和除湿运行模式。2.根据权利要求1所述的一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统，其特征在于：所述热泵系统制冷模式管路连接包括：所述电动压缩机(1)通过常开电磁阀与车外换热器(2)连接，所述车外换热器(2)通过第二电控膨胀阀(20)与车内蒸发器(4)连接，所述车内蒸发器(4)通过气液分离器(6)与电动压缩机(1)连接。3.根据权利要求1所述的一种带有冷却液回路的新能源汽车用空调热泵系统，其特征在于：所述热泵系统制热模式管路连接包括：所述电动压缩机(1)通过常闭电磁阀与板式换热器(7)连接，所述板式换热器(7)一端与冷却液泵(11)连接进行冷却液供应，一端与车内换热器(9)连接将经过板式换热器(7)交换过的冷却液加热室内空气，另一端通过第一电控膨胀阀(12)与车外换热器(2)连接，所述车外换热器(2)依次通过常闭电磁阀、气液分离器(6)与电动压缩机(1)连接。4.根据权利要求1所述的一种带有冷却液回路的新能...

【专利技术属性】
技术研发人员：呼延吉，苏林，周国梁，李康，吴龙兵，黄俊锋，
申请(专利权)人：延擎动力科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31