一种电动汽车热泵空调系统技术方案

本发明专利技术公开一种电动汽车热泵空调系统，通过车外换热器、第一膨胀阀和车内第一换热器实现第一车内制冷回路或电池升温回路；车内第一换热器与车内第二换热器串联后，第一支路通过流量控制阀和气液分离器连接电动压缩机吸气入口形成补气增焓回路，第二支路通过第一膨胀阀和车外换热器形成车内制热回路；电动压缩机连接车内第一换热器后，第三支路连接第二膨胀阀和车内第二换热器形成第二车内制冷回路，第四支路连接第一膨胀阀和车外换热器形成电池降温回路；本发明专利技术热泵空调系统与电池温控系统结合，既提高了空调的低温制热性能，又解决了低温电池冷启动问题，高温环境下同时实现车内制冷和电池降温。

An electric vehicle heat pump air conditioning system

The invention discloses a heat pump air conditioning system of an electric vehicle, which realizes the first refrigeration circuit or battery heating circuit in the vehicle through the external heat exchanger, the first expansion valve and the first heat exchanger in the vehicle; after the first heat exchanger in the vehicle is connected in series with the second heat exchanger in the vehicle, the first branch is connected with the suction inlet of the electric compressor through the flow control valve and the gas-liquid separator to form an air replenishing and enthalpy increasing circuit, and the second branch is connected with the suction inlet of the electric compressor through the flow control valve and the gas-liquid separator After the electric compressor is connected with the first heat exchanger in the vehicle, the third branch is connected with the second expansion valve and the second heat exchanger in the vehicle to form the second refrigeration circuit in the vehicle, and the fourth branch is connected with the first expansion valve and the heat exchanger outside the vehicle to form the battery cooling circuit; the heat pump air conditioning system of the invention is combined with the battery temperature control system, which is provided with the following contents: It improves the low-temperature heating performance of the air conditioner, and solves the cold start problem of the low-temperature battery. In the high-temperature environment, it can realize the cooling of the car and the battery at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车热泵空调系统
本专利技术涉及一种电动汽车空调系统领域，特别是涉及一种电动汽车热泵空调系统。
技术介绍
随着电动汽车电机、电池、电控技术的日益成熟和电动汽车的快速发展，对电动汽车乘客空调舒适性的要求越来越高，同时电动汽车低温启动性能是电动汽车电池系统目前存在的主要问题之一，电池的性能和寿命仍然是电动汽车行业发展的瓶颈。当前电动汽车空调制冷通常采用电动压缩机制冷剂降温，而制热过程，由于没有发动机余热的利用，通常采用电加热辅助系统实现制热，电加热系统的能效比小于1，制热效率低，耗电量大，严重影响电动汽车续航里程；现有热泵空调系统虽然采用了三换热器制热，但是没有补气增焓回路，造成热泵空调系统在低温环境下排气温度过高、车外换热器结霜问题，影响热泵空调系统的换热性能和低温制热性能；现有技术并未对电池温度进行控制，然而，温度对电池性能的影响较大，包括电池的电阻、充放电性能、安全、寿命等；温度过低，影响电池的功率和能量的输出，无法满足电动汽车冷启动的动力要求，温度过高导致电池寿命缩短，安全性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车热泵空调系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高热泵空调系统的低温制热性能，降低能耗，提高制热效率，实现对电池的温度控制。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种电动汽车热泵空调系统，包括：电动压缩机、车内第一换热器、车内第二换热器、流量控制阀、气液分离器、第一膨胀阀、车外换热器、水泵、电池包、第二膨胀阀；所述电动压缩机排气出口连接所述车外换热器的一端，所述车外换热器的另一端通过所述第一膨胀阀连接所述车内第一换热器的一端，所述车内第一换热器的另一端通过所述气液分离器连接所述电动压缩机吸气入口，形成第一车内制冷回路或电池升温回路；所述电动压缩机排气出口连接所述车内第一换热器，所述车内第二换热器与所述车内第一换热器串联后分成第一支路和第二支路，第一支路包括：通过所述流量控制阀和所述气液分离器连接所述电动压缩机吸气入口，形成补气增焓回路；第二支路包括：通过所述第一膨胀阀连接所述车外换热器的一端，所述车外换热器的另一端通过所述气液分离器连接所述电动压缩机吸气入口，形成车内制热回路；所述电动压缩机排气出口连接所述车内第一换热器后分成第三支路和第四支路，第三支路包括：通过所述第二膨胀阀连接所述车内第二换热器的一端，所述车内第二换热器的另一端通过所述流量控制阀和所述气液分离器连接所述电动压缩机吸气入口，形成第二车内制冷回路；第四支路包括：通过第一膨胀阀连接车外换热器的一端，所述车外换热器的另一端通过所述气液分离器连接所述电动压缩机吸气入口，形成电池降温回路；所述电池包、水泵和车外换热器串行连接，形成电池温度控制系统。优选的，所述电动压缩机为封闭式电动压缩机。优选的，所述电动压缩机排气出口设置有四通换向阀。优选的，所述电动汽车热泵空调系统中设置有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，通过所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀的开关控制所述第一车内制冷回路或电池升温回路、所述车内制热回路、所述第二车内制冷回路及电池降温回路的切换。优选的，所述车内第一换热器与所述车内第二换热器并排安装，所述车内第二换热器的一侧设置有鼓风机，所述车内第一换热器与所述鼓风机分别设置在所述车内第二换热器的相对侧。优选的，所述水泵与所述电池包设置在所述车外换热器的同一侧，所述车外换热器的另一侧设置有风扇。优选的，所述车内第一换热器与所述车内第二换热器之间设置有水平方向的上隔离板和下隔离板，所述上隔离板连接所述车内第一换热器与所述车内第二换热器的顶端，所述下隔离板连接所述车内第一换热器与所述车内第二换热器的底端，所述上隔离板与所述下隔离板中间设置有竖直方向的导风板，所述上隔离板上设置有导风口，所述导风口设置在所述车内第二换热器与所述导风板之间，所述导风口上设置有导风罩。本专利技术公开了以下技术效果：1.本专利技术在车内制热时，制冷剂通过车内两个换热器，部分可控流量回到电动压缩机进气口形成补气增焓回路，通过补气增焓回路将中温高压的制冷剂补充到压缩机进气口或者工作腔中，增加了电动压缩机的制冷剂流量及排气量，降低了电动压缩机的排气温度，实现了补气流量的准确控制，同时通过补气增焓回路增加了车外换热器制冷剂焓差，提高了热泵空调系统的换热性能和低温制热性能；2.本专利技术在车内制热时，车外换热器与电池换热器融合设计，制冷剂通过车外换热器与电池产生的余热进行交换实现车内制热，充分利用电池冷却系统余热，降低能耗，提高换热效率，同时有效解决了车外换热器低温换热时结霜的问题；3.本专利技术通过第一膨胀阀和第二膨胀阀的共同作用，能够在高温环境下同时实现车内制冷和电池降温控制，在高温环境下既保证了车内的舒适度，又保证了电池的正常使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术电动汽车热泵空调系统结构示意图；图2为本专利技术电动汽车热泵空调系统车内制冷原理结构示意图；图3为本专利技术电动汽车热泵空调系统车内制热原理结构示意图；图4为本专利技术电动汽车热泵空调系统电池升温原理结构示意图；图5为本专利技术电动汽车热泵空调系统车内制冷同时电池降温原理结构示意图；图6为本专利技术电动汽车热泵空调电池温度控制系统原理结构示意图；其中，1为电动压缩机，2为四通换向阀，3为车内第一换热器，4为第一电磁阀，5为第二电磁阀，6为车内第二换热器，7为鼓风机，8为第一单向阀，9为流量控制阀，10为气液分离器，11为第一膨胀阀，12为第二单向阀，13为风扇，14为车外换热器，15为水泵，16为电池包，17为第二膨胀阀，18为第三电磁阀,19为导风罩，20为导风板，21为上隔离板，22为下隔离板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图1，本专利技术提供一种电动汽车热泵空调系统，包括：电动压缩机1、车内第一换热器3、车内第二换热器6、流量控制阀9、气液分离器10、第一膨胀阀11、车外换热器14、水泵15、电池包16、第二膨胀阀17、第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀18；其中，电动压缩机1为封闭式电动压缩机，电动压缩机1排气出口设置有四通换向阀2；车内第一换热器3与车内第二换热器6并排安装，车内第二换热器6的一侧设置有鼓风机7，车内第一换热器3与鼓风机7分别设置在车内第二换热器6的相对侧，鼓风机7用于将车内第一换热器3或车内第二换热器6周围的热量吹入车舱内；车内第一换热器3与车内第二换热器6之间设置有水平方向的上隔离板21和下隔离板22，上隔离板21连接车内第一换热器3与车内第二换热器6的顶端，下隔离板22连接车内第一换热器3与车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车热泵空调系统，其特征在于：包括：电动压缩机(1)、车内第一换热器(3)、车内第二换热器(6)、流量控制阀(9)、气液分离器(10)、第一膨胀阀(11)、车外换热器(14)、水泵(15)、电池包(16)、第二膨胀阀(17)；所述电动压缩机(1)排气出口连接所述车外换热器(14)的一端，所述车外换热器(14)的另一端通过所述第一膨胀阀(11)连接所述车内第一换热器(3)的一端，所述车内第一换热器(3)的另一端通过所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成第一车内制冷回路或电池升温回路；所述电动压缩机(1)排气出口连接所述车内第一换热器(3)，所述车内第二换热器(6)与所述车内第一换热器(3)串联后分成第一支路和第二支路，第一支路包括：通过所述流量控制阀(9)和所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成补气增焓回路；第二支路包括：通过所述第一膨胀阀(11)连接所述车外换热器(14)的一端，所述车外换热器(14)的另一端通过所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成车内制热回路；所述电动压缩机(1)排气出口连接所述车内第一换热器(3)后分成第三支路和第四支路，第三支路包括：通过所述第二膨胀阀(17)连接所述车内第二换热器(6)的一端，所述车内第二换热器(6)的另一端通过所述流量控制阀(9)和所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成第二车内制冷回路；第四支路包括：通过第一膨胀阀(11)连接车外换热器(14)的一端，所述车外换热器(14)的另一端通过所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成电池降温回路；所述电池包(16)、水泵(15)和车外换热器(14)串行连接，形成电池温度控制系统。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车热泵空调系统，其特征在于：包括：电动压缩机(1)、车内第一换热器(3)、车内第二换热器(6)、流量控制阀(9)、气液分离器(10)、第一膨胀阀(11)、车外换热器(14)、水泵(15)、电池包(16)、第二膨胀阀(17)；所述电动压缩机(1)排气出口连接所述车外换热器(14)的一端，所述车外换热器(14)的另一端通过所述第一膨胀阀(11)连接所述车内第一换热器(3)的一端，所述车内第一换热器(3)的另一端通过所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成第一车内制冷回路或电池升温回路；所述电动压缩机(1)排气出口连接所述车内第一换热器(3)，所述车内第二换热器(6)与所述车内第一换热器(3)串联后分成第一支路和第二支路，第一支路包括：通过所述流量控制阀(9)和所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成补气增焓回路；第二支路包括：通过所述第一膨胀阀(11)连接所述车外换热器(14)的一端，所述车外换热器(14)的另一端通过所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成车内制热回路；所述电动压缩机(1)排气出口连接所述车内第一换热器(3)后分成第三支路和第四支路，第三支路包括：通过所述第二膨胀阀(17)连接所述车内第二换热器(6)的一端，所述车内第二换热器(6)的另一端通过所述流量控制阀(9)和所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成第二车内制冷回路；第四支路包括：通过第一膨胀阀(11)连接车外换热器(14)的一端，所述车外换热器(14)的另一端通过所述气液分离器(10)连接所述电动压缩机(1)吸气入口，形成电池降温回路；所述电池包(16)、水泵(15)和车外换热器(14)串行连接，形成电池温度控制系统。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光鑫，陈勇，臧立彬，邱子桢，魏长银，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12