集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统技术方案

本发明专利技术公开了集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，属于空调系统及车用热管理系统领域。集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，包括主循环系统、辅助加热系统、辅助制冷系统，向驾驶室内的空调箱循环输入冷水、热水，通过水冷冷凝器以及水冷蒸发器进行热量交换的方式，实现常规车用空调的舒适性及安全性效果，满足乘客的舒适感。本发明专利技术提供的空调系统同时结合热管理技术方案、控制方法等，通过热管理子系统，实现冷媒增焓、冷媒分配、电池冷却等功能，以提高空调系统的能效比。

Heat Pump Air Conditioning and Heat Management System for Collective Water-cooled Condenser and Water-cooled Evaporator

The invention discloses a heat pump air conditioning and heat management system of a water-cooled condenser and a water-cooled evaporator, belonging to the field of air conditioning system and vehicle heat management system. The heat pump air conditioning and heat management system of water-cooled condenser and water-cooled evaporator, including main circulation system, auxiliary heating system and auxiliary refrigeration system, circulates cold water and hot water to the air conditioning box in the cab, exchanges heat through water condenser and water-cooled evaporator, realizes the comfort and safety effect of conventional vehicle air conditioning, and satisfies the comfort of passengers. Sense. The air conditioning system provided by the invention combines heat management technical scheme, control method and so on, realizes the functions of refrigerant enthalpy increase, refrigerant distribution and battery cooling through the heat management subsystem, so as to improve the energy efficiency ratio of the air conditioning system.

【技术实现步骤摘要】
集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统
本专利技术涉及车用空调及热管理系统领域，更具体的，涉及一种集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统。
技术介绍
汽车空调是对车厢内空气进行制冷、加热、换气、空气净化等工作的装置，它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳，从而提高行车安全。随着人们生活水平的不断提高，人们对于汽车空调的要求也不断地提高。现有的新能源车用空调，无论是直接式还是间接式的热泵空调系统，由于其自身主要零部件的性能限制，如室内冷凝器、室外热交换器性能低下，水冷冷凝器效率不高，因此，整个空调系统性能不足，同时功能也受限；且不具备热管理系统，无法通过热管理系统实现冷媒增焓、电池冷却以及电池加热功能，容易产生制热不足，增加空调系统的能耗，同时还存在难以除霜除雾与难以满足客户舒适度要求等缺点。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，其能够提高空调的系统性能，提高系统的制冷制热效率，同时结合热管理系统，实现冷媒增焓、电池冷却以及电池加热功能，降低空调系统的能耗，可显著改善噪音、振动、异味、防电磁干扰等方面的要求。另外，本专利技术容易实现平台化设计、平台化供货，有利于在新能源车、智能&共享&无人驾驶车开发领域的推广与应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本本专利技术提供了一种集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，包括主循环系统、辅助加热系统以及辅助制冷系统，所述主循环系统的管路通过水冷冷凝器与所述辅助加热系统的管路进行热量交换，所述主循环系统的管路通过水冷蒸发器与所述辅助制冷系统的管路进行热量交换。所述辅助加热系统包括第一电子水泵、水PTC、空调箱加热器、第一三通水阀、第一散热器、第一副水箱、鼓风机。所述第一电子水泵的输出端与所述水冷冷凝器的输入端连接，所述水冷冷凝器的输出端与所述水PTC的输入端连接，所述水PTC的输出端与所述空调箱加热器的输入端连接，所述空调箱加热器的输出端与所述第一三通水阀的输入端连接，所述第一三通水阀的第一输出端与所述第一电子水泵的输入端连接。所述第一三通水阀的第二输出端与所述第一散热器的输入端连接，所述第一散热器的输出端第一副水箱的输入端连接，所述第一副水箱的输出端与所述第一电子水泵的输入端连接，形成一个循环的水路系统。所述辅助制冷系统，包括第二电子水泵、第二三通水阀、空调箱蒸发器、第二散热器、第二副水箱。所述第二电子水泵的输出端与所述水冷蒸发器的输入端连接，所述水冷蒸发器的输出端与所述第二三通水阀的输入端连接，所述第二三通水阀的第一输出端与所述空调箱蒸发器的输入端连接，所述空调箱蒸发器的输出端与所述第二电子水泵的输入端连接。所述第二三通水阀的第二输出端与所述第二散热器的输入端连接，所述第二散热器的输出端与所述第二副水箱的输入端连接，所述第二副水箱的输出端与所述第二电子水泵的输入端连接，形成一个循环的水路系统。所述鼓风机开设在所述空调箱蒸发器与所述空调箱加热器的通风口一侧。在本专利技术较佳地技术方案中，所述主循环系统包括电动压缩机、电子膨胀阀、低压调节阀、液气分离器。所述电动压缩机的输出端与所述水冷冷凝器的输入端连接，所述水冷冷凝器的输出端与所述电子膨胀阀的输入端连接，所述电子膨胀阀的输出端与所述水冷蒸发器的输入端连接，所述水冷蒸发器的输出端与所述低压调节阀输入端连接，所述低压调节阀的输出端与所述液气分离器的输入端连接，所述液气分离器的输出端与所述电动压缩机的输入端连接。在本专利技术较佳地技术方案中，还包括可以实现电池冷却或预热的第一热管理系统，所述第一热管理系统包括第三电子水泵、电池包、第一板式换热器、第三副水箱。所述第三电子水泵的输出端与所述电池包的输入端连接，所述电池包的输出端与所述第一板式换热器的输入端连接，所述第一板式换热器的输出端与所述第三副水箱的输入端连接，所述第三副水箱的输出端与所述第三电子水泵的输入端连接，形成一个循环的水路系统。所述辅助制冷系统还包括第三三通水阀，所述第三三通水阀串接于所述第二三通水阀与所述水冷蒸发器的连接线路上，且所述第三三通水阀的输入端与所述第二三通水阀的第一输出端连接，所述第三三通水阀的第一输出端穿过所述第一板式换热器与所述第二电子水泵的输入端连接，所述第三三通水阀的第二输出端与所述空调箱蒸发器的输入端连接。在本专利技术较佳地技术方案中，所述第一热管理系统还包括第三板式换热器，所述第三板式换热器串接于所述电池包与所述第一板式换热器之间的连接线路上，且所述第三板式换热器的输入端与所述电池包的输出端连接，所述第三板式换热器的输出端与所述第一板式换热器的输入端连接。所述辅助加热系统还包括第五三通水阀，所述第五三通水阀串接于所述空调加热器与所述第一三通水阀之间的连接线路上，所述第五三通水阀的第二输入端与所述空调箱加热器的输出端连接，所述第五三通水阀的输出端与所述第一三通水阀的输入端连接，所述水PTC的输出端穿过所述第三板式换热器与所述第五三通水阀的第一输入端连接。在本专利技术较佳地技术方案中，还包括第二热管理系统，所述第二热管理系统包括第四电子水泵、电机电控模块、第四三通水阀、第三散热器、第四副水箱、第二板式换热器。所述第二热管理系统通过所述第二板式换热器与所述主循环系统进行热交换。所述第四电子水泵的输出端与所述电机电控模块的输入端连接，所述电机电控模块的输出端与所述第四三通水阀的输入端连接，所述第四三通水阀的第一输出端与所述第三散热器的输入端连接，所述第三散热器的输出端与所述第四副水箱的输入端连接。所述第四三通水阀的输出端与所述第二板式换热器的输入端连接，所述第二板式换热器的输出端与所述第四副水箱的输入端连接。所述第四副水箱的输出端与所述第四电子水泵的输入端连接。本专利技术提供的一种用于集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，所述热泵空调包括以下工作模式：制冷模式、除湿除雾模式、加热模式、除霜模式、除霜除雾模式、电池冷却模式、电池加热模式以及冷媒吸热增焓模式。当空调系统处于所述制冷模式或所述除湿除雾模式时，所述主循环系统、所述辅助加热系统、所述辅助制冷系统运行，所述第二三通水阀的第二输出端关闭，所述第二三通水阀的输入端与其第一输出端连通，所述第三三通水阀的第一输出端关闭，所述第三三通水阀的输入端与其第二输出端连通。冷媒经过所述主循环系统的冷媒管路循环，通过所述水冷蒸发器，将冷却后的冷水传送给所述辅助制冷系统，经过所述辅助制冷系统的水路循环，所述空调蒸发器内的冷水冷却所述鼓风机送来的热空气，使空调实现所述制冷模式或除湿除雾模式。同时所述第五三通水阀的第一输入口关闭，所述第五三通水阀的第二输入端与其输出端连通，所述第一三通水阀的第一输出端关闭，所述第一三通水阀的输入口与其第二输出端连通，所述主循环系统将热量通过所述水冷冷凝器传到所述辅助加热系统，所述辅助加热系统中的第一散热器把这部分热量散走。在本专利技术较佳地技术方案中，当热泵空调处于制冷模式、除湿除雾模式以及电池冷却模式时，所述主循环系统、所述辅助加热系统、所述辅助制冷系统、以及所述第一热管理系统运行。所述第二三通水阀的输入端与其第一输出端连通。所述第三三通水阀的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，其特征在于：包括主循环系统(A)、辅助加热系统(B)以及辅助制冷系统(C)，所述主循环系统(A)的管路通过水冷冷凝器(6)与所述辅助加热系统(B)的管路进行热量交换，所述主循环系统(A)的管路通过水冷蒸发器(4)与所述辅助制冷系统(C)的管路进行热量交换；所述辅助加热系统(B)包括第一电子水泵(7)、水PTC(12)、空调箱加热器(11)、第一三通水阀(10)、第一散热器(9)、第一副水箱(8)、鼓风机(15)；所述第一电子水泵(7)的输出端与所述水冷冷凝器(6)的输入端连接，所述水冷冷凝器(6)的输出端与所述水PTC(12)的输入端连接，所述水PTC(12)的输出端与所述空调箱加热器(11)的输入端连接，所述空调箱加热器(11)的输出端与所述第一三通水阀(10)的输入端连接，所述第一三通水阀(10)的第一输出端与所述第一电子水泵(7)的输入端连接；所述第一三通水阀(10)的第二输出端与所述第一散热器(9)的输入端连接，所述第一散热器(9)的输出端与第一副水箱(8)的输入端连接，所述第一副水箱(8)的输出端与所述第一电子水泵(7)的输入端连接；所述辅助制冷系统(C)包括第二电子水泵(13)、第二三通水阀(16)、空调箱蒸发器(14)、第二散热器(17)、第二副水箱(18)；所述第二电子水泵(13)的输出端与所述水冷蒸发器(4)的输入端连接，所述水冷蒸发器(4)的输出端与所述第二三通水阀(16)的输入端连接，所述第二三通水阀(16)的第一输出端与所述空调箱蒸发器(14)的输入端连接，所述空调箱蒸发器(14)的输出端与所述第二电子水泵(13)的输入端连接；所述第二三通水阀(16)的第二输出端与所述第二散热器(17)的输入端连接，所述第二散热器(17)的输出端与所述第二副水箱(18)的输入端连接，所述第二副水箱(18)的输出端与所述第二电子水泵(13)的输入端连接；所述鼓风机(15)开设在所述空调箱蒸发器(14)与所述空调箱加热器(11)的通风口一侧。...

【技术特征摘要】
1.集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，其特征在于：包括主循环系统(A)、辅助加热系统(B)以及辅助制冷系统(C)，所述主循环系统(A)的管路通过水冷冷凝器(6)与所述辅助加热系统(B)的管路进行热量交换，所述主循环系统(A)的管路通过水冷蒸发器(4)与所述辅助制冷系统(C)的管路进行热量交换；所述辅助加热系统(B)包括第一电子水泵(7)、水PTC(12)、空调箱加热器(11)、第一三通水阀(10)、第一散热器(9)、第一副水箱(8)、鼓风机(15)；所述第一电子水泵(7)的输出端与所述水冷冷凝器(6)的输入端连接，所述水冷冷凝器(6)的输出端与所述水PTC(12)的输入端连接，所述水PTC(12)的输出端与所述空调箱加热器(11)的输入端连接，所述空调箱加热器(11)的输出端与所述第一三通水阀(10)的输入端连接，所述第一三通水阀(10)的第一输出端与所述第一电子水泵(7)的输入端连接；所述第一三通水阀(10)的第二输出端与所述第一散热器(9)的输入端连接，所述第一散热器(9)的输出端与第一副水箱(8)的输入端连接，所述第一副水箱(8)的输出端与所述第一电子水泵(7)的输入端连接；所述辅助制冷系统(C)包括第二电子水泵(13)、第二三通水阀(16)、空调箱蒸发器(14)、第二散热器(17)、第二副水箱(18)；所述第二电子水泵(13)的输出端与所述水冷蒸发器(4)的输入端连接，所述水冷蒸发器(4)的输出端与所述第二三通水阀(16)的输入端连接，所述第二三通水阀(16)的第一输出端与所述空调箱蒸发器(14)的输入端连接，所述空调箱蒸发器(14)的输出端与所述第二电子水泵(13)的输入端连接；所述第二三通水阀(16)的第二输出端与所述第二散热器(17)的输入端连接，所述第二散热器(17)的输出端与所述第二副水箱(18)的输入端连接，所述第二副水箱(18)的输出端与所述第二电子水泵(13)的输入端连接；所述鼓风机(15)开设在所述空调箱蒸发器(14)与所述空调箱加热器(11)的通风口一侧。2.根据权利要求1所述的集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，其特征在于：所述主循环系统(A)包括电动压缩机(1)、电子膨胀阀(5)、低压调节阀(3)、液气分离器(2)；所述电动压缩机(1)的输出端与所述水冷冷凝器(6)的输入端连接，所述水冷冷凝器(6)的输出端与所述电子膨胀阀(5)的输入端连接，所述电子膨胀阀(5)的输出端与所述水冷蒸发器(4)的输入端连接，所述水冷蒸发器(4)的输出端与所述低压调节阀(3)输入端连接，所述低压调节阀(3)的输出端与所述液气分离器(2)的输入端连接，所述液气分离器(2)的输出端与所述电动压缩机(1)的输入端连接。3.根据权利要求2所述的集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，其特征在于：还包括第一热管理系统(D)，所述第一热管理系统(D)包括第三电子水泵(22)、电池包(23)、第一板式换热器(25)、第三副水箱(26)；所述第三电子水泵(22)的输出端与所述电池包(23)的输入端连接，所述电池包(23)的输出端与所述第一板式换热器(25)的输入端连接，所述第一板式换热器(25)的输出端与所述第三副水箱(26)的输入端连接，所述第三副水箱(26)的输出端与所述第三电子水泵(22)的输入端连接，形成一个循环的水路系统；所述辅助制冷系统(C)还包括第三三通水阀(21)，所述第三三通水阀(21)串接于所述第二三通水阀(16)与所述水冷蒸发器(4)的连接线路上，且所述第三三通水阀(21)的输入端与所述第二三通水阀(16)的第一输出端连接，所述第三三通水阀(21)的第一输出端穿过所述第一板式换热器(25)与所述第二电子水泵(13)的输入端连接，所述第三三通水阀(21)的第二输出端与所述空调箱蒸发器(14)的输入端连接。4.根据权利要求3所述的集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统，其特征在于：所述第一热管理系统(D)还包括第三板式换热器(24)，所述第三板式换热器(24)串接于所述电池包(23)与所述第一板式换热器(25)之间的连接线路上，且所述第三板式换热器(24)的输入端与所述电池包(23)的输出端连接，所述第三板式换热器(24)的输出端与所述第一板式换热器(25)的输入端连接；所述辅助加热系统(B)还包括第五三通水阀(20)，所述第五三通水阀(20)串接于所述空调加热器(11)与所述第一三通水阀(10)之间的连接线路上，所述第五三通水阀(20)的第二输入端与所述空调箱加热器(11)的输出端连接，所述第五三通水阀(20)的输出端与所述第一三通水阀(10)的输入端连接，所述水PTC(12)的输出端穿过所述第三板式换热器(24)与所述第五三通水阀(20)的第一输入端连接。5.根据权利要求4所述的集合冷凝器和蒸发器的热泵空调及热管理系统，其特征在于：还包括第二热管理系统(E)；所述第二热管理系统(E)包括第四电子水泵(27)、电机电控模块(28)、第四三通水阀(29)、第三散热器(30)、第四副水箱(31)、第二板式换热器(19)；所述第二热管理系统(E)通过所述第二板式换热器(19)与所述主循环系统(A)进行热交换；所述第四电子水泵(27)的输出端与所述电机电控模块(28)的输入端连接，所述电机电控模块(28)的输出端与所述第四三通水阀(29)的输入端连接，所述第四三通水阀(29)的第一输出端与所述第三散热器(30)的输入端连接，所述第三散热器(30)的输出端与所述第四副水箱(31)的输入端连接；所述第四三通水阀(29)的第二输出端与所述第二板式换...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏文洪，张志辉，徐俊华，聂展明，
申请(专利权)人：江西新电汽车空调系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36