一种电动汽车空调系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种电动汽车空调系统及控制系统，其空调系统制冷剂回路连接一蓄热支路，该蓄热支路一端连接在车内热交换器与节流装置之间，另一端连接在节流装置与车外热交换器之间；蓄热支路上串联有蓄热器和流量调节阀；电动汽车装载有动力电池，蓄热器与电动汽车的动力电池具有换热关系；采用上述方案，能够合理利用蓄热支路对空调系统进行化霜，既能提高电动汽车动力电池的工作效率，又能解决电动汽车空调系统冬季化霜效率低的问题，并且在化霜过程制热不停机，车内热交换器出风温度波动小，提高车上乘客的热舒适性体验，达到节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车空调系统
本技术属于空调
，具体涉及一种电动汽车空调系统及其除霜方法、运行方法、控制系统。
技术介绍
新能源电动汽车解决了燃油汽车的环保问题和化石燃料依赖问题，但是由于新能源汽车在冬季没有发动机余热可以利用，采用电加热辅助的空调系统又会耗费大量的电能制热，缩短了续航里程；现有技术中，为了能够提高新能源电动汽车的冬季制热效率，通常可采用热泵型空调系统，但是热泵系统在冬季低温高湿的室外环境下制热运行时，车外热交换器容易出现结霜现象，霜层的不断加厚使得车载空调系统制热能力不断衰减，化霜效率低，并且在车载热泵系统除霜运行时，会将制热模式切换成制冷模式，车内停止供暖，大大影响了乘员舒适性。进一步地，现有新能源电动汽车的动力电池在放电过程中，由于化学反应使得内部产生大量的热，当散热效率低于产热效率时，电池温度迅速升高，而动力电池在20～40℃温度区间内才能高效工作，因此需要对动力电池进行热管理。基于上述电动汽车空调中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电动汽车空调系统及其除霜方法、控制方法、控制系统，旨在解决现有新能源电动汽车空调化霜效率低的问题。本技术提供一种电动汽车空调系统，其设有制冷剂回路，该制冷剂回路具有制热运行时作为冷凝器的车内热交换器、制热运行时作为蒸发器的车外热交换器以及节流装置、压缩机，制冷剂回路连接一蓄热支路，该蓄热支路一端连接在车内热交换器与节流装置之间，另一端连接在节流装置与车外热交换器之间；蓄热支路上串联有蓄热器和流量调节阀，电动汽车装载有动力电池，蓄热器与该动力电池具有换热关系，当制冷剂回路在制热运行非化霜状态时，蓄热器被控制吸收动力电池余热进行蓄热；当制冷剂回路在制热运行化霜状态时，蓄热器被控制向制冷剂回路放出热量，使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高。进一步地，蓄热器使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高的方式是：从所述车内热交换器中冷凝放热后的制冷剂被控制一部分制冷剂进入所述蓄热支路吸收所述蓄热器蓄热，一部分进入所述节流装置节流降压，两部分制冷剂在进入车外热交换器前混合，使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高。进一步地，在所述制冷剂回路在制热运行非化霜状态时，所述蓄热器被控制吸收动力电池余热进行蓄热的方式是：若所述蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内热交换器出口制冷剂温度时，关闭所述流量调节阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若所述蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内热交换器出口制冷剂温度时，流量调节阀被控制打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内热交换器出口余热进行蓄热过程。进一步地，蓄热器被控制向制冷剂回路放出热量的换热方式是：所述动力电池与所述蓄热器通过热管换热，所述动力电池设置在热管的蒸发端，蓄热器设置在热管的冷凝端。进一步地，热管内封闭有流体，当所述热管蒸发端流体吸收所述动力电池散发的热量，通过虹吸作用使所述热管冷凝端将热量释放给所述蓄热器。进一步地，蓄热器为相变蓄热器。进一步地，电动汽车空调系统为热泵空调系统，制冷剂回路还设有流体换向装置。进一步地，压缩机和所述流体换向装置之间设有气液分离器和/或所述节流装置与车内热交换器之间设置有干燥器。进一步地，流体换向装置为四通换向阀和/或所述节流装置为电子膨胀阀。相应地，本技术还提供一种根据上述所述的电动汽车空调系统的除霜方法，包括以下步骤：S1：当所述电动汽车空调系统不满足除霜条件：若蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内热交换器出口制冷剂温度时，关闭流量调节阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内热交换器出口制冷剂温度时，流量调节阀被控制打开一较小的开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内热交换器出口余热进行蓄热过程；S2：当电动汽车空调系统满足除霜条件时：从压缩机出来高温高压液态制冷剂，被控制进入车内热交换器中冷凝放热后分为两路，一部分制冷剂进入蓄热器，吸收蓄热器存储的热量，与经过节流装置节流后的另一部分制冷剂混合，使得流到车外热交换器的制冷剂蒸发温度被提高，达到除霜目的。相应地，本技术还提供一种根据上述所述的电动汽车空调系统的运行方法，空调系统设有四个模式：模式一：空调系统单独制热运行时，从压缩机出来高温高压液态制冷剂，经过流体换向装置，进入车内热交换器中冷凝放热，达到加热车内空气的目的，此时高温高压的液态制冷剂依次经过干燥器、节流装置节流降压后，进入车外热交换器，再次经过流体换向装置进入气液分离器，从而吸入压缩机完成一个制热循环；模式二：空调系统和相变蓄热系统耦合运行，当温度传感器检测到蓄热器的温度低于动力电池温度，但高于车内热交换器出口制冷剂温度时，此时控制系统关闭流量调节阀，蓄热器仅吸收动力电池余热进行蓄热,动力电池和蓄热器间通过热管换热，热管中的流体在蒸发段吸收动力电池散发的热量，通过虹吸作用进入蓄热器冷凝放热；模式三：空调系统和蓄热系统耦合运行，当温度传感器检测到蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内热交换器出口制冷剂温度时，此时控制系统打开流量调节阀，但控制在一个较小的开度，蓄热器吸收电池余热和车内热交换器出口余热进行蓄热过程；模式四：蓄热器完成储热，若温度传感器检测到车外热交换器的温度过低而出现结霜状况时，空调系统进入化霜模式，从压缩机出来高温高压液态制冷剂，经过流体换向装置进入车内热交换器中冷凝放热后分为两路，一部分制冷剂进入蓄热器，吸收蓄热器存储的热量，与经过节流装置节流后的另一部分制冷剂混合，使得流到车外热交换器的制冷剂蒸发温度被提高，达到除霜目的。进一步地，包括以下控制过程：S1：检测汽车空调运行工况；S2：当环境温度在第一预设温度范围时，控制空调系统制热运行；S3：判断制热运行下的空调系统是否满足预设化霜条件；S41：当判断满足预设化霜条件时，控制空调系统进入化霜状态，运行模式四；S42：当判断不满足预设化霜条件时，检测相变蓄热器温度：若所述蓄热器的温度低于电池温度但高于车内热交换器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式二；若所述蓄热器的温度同时低于电池温度和车内热交换器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式三。进一步地，当环境温度在第二预设温度范围时，控制空调系统制冷运行。相应地，本技术还提供一种实现上述方法的控制系统，包括控制器和检测模块，检测模块与控制器电连接；检测模块用于检测蓄热器温度、动力电池温度、车内热交换器出口制冷剂温度以及车外热交换器温度；控制器根据检测模块检测的检测蓄热器温度、动力电池温度、车内热交换器出口制冷剂温度以及车外热交换器温度控制空调系统按上述任一项所述方法运行。采用上述方案，通过回收动力电池余热和冬季制热运行时车内冷凝器出口制冷剂余热，既提高动力电池的工作效率，又解决电动汽车空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电动汽车空调系统，其设有制冷剂回路，该制冷剂回路具有制热运行时作为冷凝器的车内热交换器、制热运行时作为蒸发器的车外热交换器以及节流装置、压缩机，其特征在于，/n所述制冷剂回路连接一蓄热支路，该蓄热支路一端连接在车内热交换器与节流装置之间，另一端连接在节流装置与车外热交换器之间；所述蓄热支路上串联有蓄热器和流量调节阀；/n电动汽车装载有动力电池，所述蓄热器与该动力电池具有换热关系；/n所述换热关系包括：当所述制冷剂回路在制热运行非化霜状态时，所述蓄热器被控制吸收动力电池余热进行蓄热；当所述制冷剂回路在制热运行化霜状态时，所述蓄热器被控制向制冷剂回路放出热量，使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高。/n

【技术特征摘要】
1.电动汽车空调系统，其设有制冷剂回路，该制冷剂回路具有制热运行时作为冷凝器的车内热交换器、制热运行时作为蒸发器的车外热交换器以及节流装置、压缩机，其特征在于，
所述制冷剂回路连接一蓄热支路，该蓄热支路一端连接在车内热交换器与节流装置之间，另一端连接在节流装置与车外热交换器之间；所述蓄热支路上串联有蓄热器和流量调节阀；
电动汽车装载有动力电池，所述蓄热器与该动力电池具有换热关系；
所述换热关系包括：当所述制冷剂回路在制热运行非化霜状态时，所述蓄热器被控制吸收动力电池余热进行蓄热；当所述制冷剂回路在制热运行化霜状态时，所述蓄热器被控制向制冷剂回路放出热量，使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高。


2.根据权利要求1所述的电动汽车空调系统，其特征在于，所述蓄热器使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高的方式是：从所述车内热交换器中冷凝放热后的制冷剂被控制一部分制冷剂进入所述蓄热支路吸收所述蓄热器蓄热，一部分进入所述节流装置节流降压，两部分制冷剂在进入车外热交换器前混合，使进入车外热交换器的制冷剂温度被升高。


3.根据权利要求2所述的电动汽车空调系统，其特征在于，所述动力电池与所述蓄热器通过热管换热，所述动力电池设置在热管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珂，陈付齐，谭锋，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44