一种提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统和方法技术方案

一种提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统和方法，系统包括设置在壳体内部的集成式电动汽车热泵系统，壳体上连接有惰性气体气瓶，并且壳体的内部设置有压力检测报警系统、气体浓度检测报警系统以及温度检测及喷淋系统，壳体外部设置有散热风扇；压力检测报警系统包括压力传感器以及与压力传感器相连的压力报警器；气体浓度检测报警系统包括用于检测可燃工质泄漏的气体浓度传感器以及与气体浓度传感器相连的气体浓度报警器；温度检测及喷淋系统包括温度传感器和喷淋装置。当可燃工质出现泄漏时，本发明专利技术采用给壳体内注入惰性气体稀释可燃工质，并采取降温措施降低混合气体温度，避免可燃工质直接泄漏到乘员舱与空气混合后可能产生的燃爆。合后可能产生的燃爆。合后可能产生的燃爆。

【技术实现步骤摘要】
一种提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统和方法


[0001]本专利技术属于电动汽车热泵安全
，具体涉及一种提高可燃工质电动汽车热泵系统 安全性的系统和方法。

技术介绍

[0002]发展电动汽车已逐步成为解决汽车领域高碳排放的重要举措，同时鉴于需要采用低GWP 值的环保制冷剂代替传统高GWP制冷剂的技术发展要求，R290制冷剂由于其低GWP值且 具有优异的热物理性质，能够满足夏季高温制冷、冬季低温制热需求，能够有效提高冬季电 动汽车的续航里程，成为有着较强应用前景的新一代环保制冷剂。R290制冷剂虽有诸多优点， 但是其燃爆性成为限制其继续发展的重要因素。目前，R290在家用空调和商用制冷领域已经 有所应用，但是由于电动汽车发展起步较晚，针对解决R290应用在在电动汽车热泵系统时的 安全性问题并未有较多方法。常规采用R290电动汽车热泵系统仅采用二次循环系统防止 R290泄漏到乘员舱中。当R290泄漏时，在汽车前舱内仍有一定概率发生爆炸，对车辆造成 破坏。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种提高可燃工质电动汽车热泵系 统安全性的系统和方法，充分利用R290等可燃制冷剂能够与惰性气体进行混合的特性，规避 R290等可燃制冷剂与空气混合可能存在的燃爆现象，保证人员和车辆安全。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术有如下的技术方案：
[0005]一种提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统，包括设置在壳体内部的集成式电动 汽车热泵系统，所述的壳体上连接有惰性气体气瓶，并且壳体的内部设置有压力检测报警系 统、气体浓度检测报警系统以及温度检测及喷淋系统，壳体的外部还设置有散热风扇；所述 压力检测报警系统包括压力传感器以及与压力传感器相连的压力报警器；气体浓度检测报警 系统包括用于检测可燃工质泄漏的气体浓度传感器以及与气体浓度传感器相连的气体浓度报 警器；温度检测及喷淋系统包括温度传感器和喷淋装置，喷淋装置与液罐相连。
[0006]作为本专利技术系统的一种优选方案，所述集成式电动汽车热泵系统上设有二次循环入口通 道和二次循环出口通道，所述壳体上留有二次循环入口通道和二次循环出口通道穿过的通孔。
[0007]作为本专利技术系统的一种优选方案，所述惰性气体气瓶与壳体相连的管路上设置有气阀， 所述的气阀与气体浓度传感器连接第一控制器，所述的第一控制器用于采集气体浓度传感器 的检测信息并控制调节气阀的状态；所述的气阀为电动调节阀。
[0008]作为本专利技术系统的一种优选方案，所述喷淋装置与液罐相连的管路上设置有液体泵，所 述的液体泵与温度传感器连接第二控制器，所述的第二控制器用于采集温度传感器的检测信 息并控制调节液体泵的状态；所述的液体泵为电动调节泵。
[0009]作为本专利技术系统的一种优选方案，所述的惰性气体气瓶内充注有2.0MPa
‑
2.5MPa的CO2气体。
[0010]作为本专利技术系统的一种优选方案，所述的散热风扇设置在壳体的正对侧面且气流方向与 乘员舱所在方向垂直。
[0011]本专利技术还提出一种提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的方法，基于所述提高可燃工 质电动汽车热泵系统安全性的系统，包括以下步骤：
[0012]步骤一、通过气体浓度传感器实时检测可燃工质的浓度，当检测到壳体内部出现可燃工 质时表明集成式电动汽车热泵系统内出现了可燃工质泄漏，此时通过气体浓度报警器发出I 级警报；
[0013]步骤二、通过温度传感器和压力传感器检测壳体内部的温度与压力，到达设定条件时通 过压力报警器发出II级警报；
[0014]步骤三、控制调节惰性气体气瓶的注气量，以及喷淋装置与散热风扇的工作状态，使可 燃工质的浓度以及壳体内部的温度与压力回到安全状态。
[0015]作为本专利技术方法的一种优选方案，步骤二中的设定条件为压力传感器检测到压力出现下 降，表明气体从壳体内泄漏到乘员舱，此时与压力传感器相连的压力报警器发出II级警报。
[0016]作为本专利技术方法的一种优选方案，步骤三当出现II级警报时，通过第一控制器控制气阀 达到最大开度，通过第二控制器控制液体泵达到最大流量，且散热风扇以最大转速开始工作。
[0017]相较于现有技术，本专利技术至少具有如下的有益效果：
[0018]针对采用R290等易燃工质作为电动汽车集成式电动汽车热泵系统可能存在的安全性问 题，目前普遍采用二次回路规避可燃工质泄漏到乘员舱燃烧对驾乘人员的伤害。但是R290等 可燃工况泄漏到汽车乘员舱燃烧爆炸也会对车辆本身产生损害，例如造成压缩机损毁等。因 而针对这一存在的问题，需要针对R290等易燃易爆工质相关特点，抑制其燃爆性。本专利技术提 出了一种可有效提高采用类似R290等易燃易爆工质作为制冷剂的电动汽车热泵系统运行安 全性的方法和系统，通过将集成式电动汽车热泵系统设置在壳体内部密闭，并利用气体浓度 传感器实时检测可燃工质的浓度，通过温度传感器和压力传感器检测壳体内部的温度与压力， 当发现R290等易燃易爆工质出现泄漏时，采用注入惰性气体稀释R290等易燃易爆工质，并 采取降温措施降低混合气体温度，能够避免R290等易燃易爆工质直接泄漏到乘员舱与空气 混合后可能产生的燃爆，极大的提高了可燃工质电动汽车热泵系统的安全性。
附图说明
[0019]图1本专利技术提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统结构示意图；
[0020]图2本专利技术提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的方法流程图；
[0021]图3R290工质和CO2混合比例、混合气体温度与爆炸上下限的关系图；
[0022]图4R290工质和N2混合比例、混合气体温度与爆炸上下限的关系图；
[0023]附图中：1
‑
散热风扇；2
‑
惰性气体气瓶；3
‑
气阀；4
‑
壳体；5
‑
第一控制器；6
‑
集成式电动 汽车热泵系统；7
‑
气体浓度传感器；8
‑
气体浓度报警器；9
‑
二次循环入口通道；10
‑
压
力报警 器；11
‑
压力传感器；12
‑
喷淋装置；13
‑
液体泵；14
‑
液罐；15
‑
第二控制器；16
‑
二次循环出口通 道；17
‑
温度传感器。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。
[0025]为了更好地解决R290等可燃制冷剂应用在电动汽车热泵系统上的安全性问题，本专利技术 提供了一种有效防止R290等可燃制冷剂在电动汽车热泵系统中出现泄漏燃爆的系统和方法， 充分利用R290等可燃制冷剂与惰性气体混合特性，规避了R290等可燃制冷剂与空气混合可 能存在的燃爆现象。如图1所示，本专利技术提高可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统，其特征在于：包括设置在壳体(4)内部的集成式电动汽车热泵系统(6)，所述的壳体(4)上连接有惰性气体气瓶(2)，并且壳体(4)的内部设置有压力检测报警系统、气体浓度检测报警系统以及温度检测及喷淋系统，壳体(4)的外部还设置有散热风扇(1)；所述压力检测报警系统包括压力传感器(11)以及与压力传感器(11)相连的压力报警器(10)；气体浓度检测报警系统包括用于检测可燃工质泄漏的气体浓度传感器(7)以及与气体浓度传感器(7)相连的气体浓度报警器(8)；温度检测及喷淋系统包括温度传感器(17)和喷淋装置(12)，喷淋装置(12)与液罐(14)相连。2.根据权利要求1所述提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统，其特征在于：所述集成式电动汽车热泵系统(6)上设有二次循环入口通道(9)和二次循环出口通道(16)，所述壳体(4)上留有二次循环入口通道(9)和二次循环出口通道(16)穿过的通孔。3.根据权利要求1所述提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统，其特征在于：所述惰性气体气瓶(2)与壳体(4)相连的管路上设置有气阀(3)，所述的气阀(3)与气体浓度传感器(7)连接第一控制器(5)，所述的第一控制器(5)用于采集气体浓度传感器(7)的检测信息并控制调节气阀(3)的状态；所述的气阀(3)为电动调节阀。4.根据权利要求1所述提高可燃工质电动汽车热泵系统安全性的系统，其特征在于：所述喷淋装置(12)与液罐(14)相连的管路上设置有液体泵(13)，所述的液体泵(13)与温度传感器(17)连接第二控制器(15)，所述的第二控制器(15)用于采集温度传感器(17)的检测信息并控制调节液体泵(13)的状态；所述的液体泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建华，钟华，张帅，赵子博，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：