一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统及工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统及工作方法，电动汽车用制冷制热系统包括热量供应回路、冷量供应回路、换热回路、与热量供应回路相连并与所述热量供应回路中的冷却液进行热交换以蓄热或放热的蓄热换热器、与冷量供应回路相连并与所述冷量供应回路中的冷却液进行热交换以蓄冷或放冷的蓄冷换热器，所述热量供应回路中包括热量供应泵，所述热量供应回路适于通过其中的冷却液向电动汽车供应热量；所述冷量供应回路中包括冷量供应泵。它不仅实现电动汽车所需要的制冷和制热功能，而且还自带独立蓄冷以及独立蓄热的功能，满足电动汽车极限工况下（如电池超充工况，乘员舱低温制热工况）系统的热需求，使用方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统及工作方法


[0001]本专利技术涉及一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统及工作方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外纯电动汽车的普及度有了很大提升，使用区域逐渐遍布各种环境气候，极端环境下续航里程的严重衰减和舒适性间的平衡，是电动汽车热管理系统设计亟需解决的问题。早期的电动汽车使用的了多个独立的热管理子系统，这使得热管理系统的能力有限或者过于复杂。公开号为US20190070924A1的美国专利中披露了：采用高度集成的八通阀模块对系统多个热管理子系统集成，实现了不同热管理模式的灵活切换，热管理系统的集成性大幅提高。在极端环境下，为了满足瞬态性能和稳态舒适性要求，各类电动汽车对电池功率需求更大，会导致续航里程的急剧下降，储能单元的引入可以减少系统功率请求的波动性，从而大幅提高续航里程，并且可以快速商业化。公开号为CN 113432339 A的中国专利披露了一种基于相变蓄热的多热源热泵型电动汽车热管理系统，该专利在在动力总成散热管路内增设了相变蓄热单元，可以实现电动汽车高效制热及制冷，采用空气源热泵结合水环热泵的方式，在极端低温工况下，切换成水环热泵模式运行，可以避免由空气源热泵造成的一系列问题。但该专利仅仅实现了系统储热功能，系统功能模式单一，且系统集成程度不高，不适合现在热管理系统的复杂程度需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，它不仅实现电动汽车所需要的制冷和制热功能，而且还自带独立蓄冷以及独立蓄热的功能，满足电动汽车极限工况下（如电池超充工况，乘员舱低温制热工况）系统的热需求，使用方便。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，包括：热量供应回路，所述热量供应回路中包括热量供应泵，所述热量供应回路适于通过其中的冷却液向电动汽车供应热量；冷量供应回路，所述冷量供应回路中包括冷量供应泵，所述冷量供应回路适于通过其中的冷却液向电动汽车供应冷量；换热回路，所述换热回路包括压缩机、第一热交换器、第一膨胀阀、第二热交换器，压缩机的出口与所述第一热交换器的一进口相连，第一热交换器的一出口与所述第一膨胀阀的进口相连，所述第一膨胀阀的出口与所述第二热交换器的一进口相连，第二热交换器的一出口与所述压缩机的进口相连，第一热交换器与所述热量供应回路相连，所述第一热交换器适于将压缩机压缩后的制冷剂与热量供应回路中的冷却液进行换热，所述第二热交换器与所述冷量供应回路相连，所述第二热交换器适于将经过第一膨胀阀节流降压后的制冷剂与冷量供应回路中的冷却液进行换热；
与热量供应回路相连并与所述热量供应回路中的冷却液进行热交换以蓄热或放热的蓄热换热器；与冷量供应回路相连并与所述冷量供应回路中的冷却液进行热交换以蓄冷或放冷的蓄冷换热器。
[0005]进一步，所述蓄热换热器的一出入口与所述热量供应回路相连通，所述蓄热换热器的另一出入口通过蓄热比例三通阀与所述热量供应回路相连通。
[0006]进一步，所述蓄冷换热器的一出入口与所述冷量供应回路相连通，所述蓄冷换热器的另一出入口通过蓄冷比例三通阀与所述冷量供应回路相连通。
[0007]进一步，所述第二热交换器与所述压缩机的进口之间还连接有气液分离器。
[0008]进一步，为了采集工作时的系统压力温度信号，用于系统高低压保护及系统必要的过冷度、过热度控制，所述第一热交换器与所述第一膨胀阀之间还连接有第一温度压力传感器；所述第二热交换器与所述压缩机的进口之间还连接有第二温度压力传感器。
[0009]进一步，所述换热回路还包括连接在第一膨胀阀和第一热交换器之间的闪蒸罐补气增焓系统，所述闪蒸罐补气增焓系统包括：闪蒸罐，所述闪蒸罐的进口通过第二膨胀阀与所述第一热交换器的一出口相连，所述闪蒸罐的一出口与压缩机的补气口相连，所述闪蒸罐的另一出口与所述第一膨胀阀相连。
[0010]进一步，所述换热回路还包括连接在第一膨胀阀和第一换热器之间的经济器补气增焓系统，所述经济器补气增焓系统包括：经济器，所述经济器具有相互换热的第一路制冷剂通道和第二路制冷剂通道，第一路制冷剂通道的进口和所述第一热交换器的一出口相连，第一路制冷剂通道的出口与第一膨胀阀相连，第二路制冷剂通道的进口通过侧膨胀阀与第一路制冷剂通道的进口相连，所述第二路制冷剂通道的出口与压缩机的补气口相连。
[0011]进一步，提供了一种蓄热换热器和/或蓄冷换热器的具体结构，还包括壳体；所述蓄热换热器和蓄冷换热器均包括主体，所述主体内设有冷却液通道，所述蓄热换热器的主体和壳体之间围成容置蓄热换热器内储能相变材料的容置腔；所述蓄冷换热器的主体和壳体之间围成容置蓄冷换热器内储能相变材料的容置腔。
[0012]进一步，提供了另外一种蓄热换热器和/或蓄冷换热器的具体结构，所述蓄热换热器和/或蓄冷换热器包括：主体，所述主体内设有冷却液通道；层叠状设于主体内的多个主板，相邻主板之间设有交替设置的储能相变材料和冷却液流道，所述冷却液流道与所述冷却液通道相连通。
[0013]本专利技术还提供了一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统的工作方法，方法包含如下步骤：超级快充工况：在电动汽车得到超级快充的指令时，将制冷制热系统提前运行至制冷模式，将冷量供应回路中的至少部分冷却液通入蓄冷换热器中，蓄冷换热器吸收冷却的能量并存储，完成后制冷制热系统运行在电池冷却模式，此时将热量供应回路中的冷却液通入蓄热换热器中，蓄热换热器将吸收部分第一换热器产生的热量，同时蓄冷换热器工
作将冷量释放至冷量供应回路中补充超级快充所需的制冷量；乘员舱低温制热工况：电动汽车在充电时预先运行至热泵模式，制冷制热系统将热量供应回路中产生的高温冷却液通入蓄热换热器中，提前储存部分热量，在乘员有制热需求时，将蓄热换热器热量通入第二热交换器中。
[0014]采用了上述技术方案后，本电动汽车用制冷制热系统没有过多的电子膨胀阀及截止阀，不通过制冷剂流道的切换进行制冷制热模式的改变，而是通过热量供应回路和冷量供应回路切换来进行制冷制热模式的改变，特别的是在传统热泵系统在制冷或是制热低负荷的工作下，压缩机由于排量较大出现频繁启停，造成出风温度的波动影响乘员舱的舒适性，对于本专利技术，由于采用两侧二次回路系统，系统冷却液及壳体有一定的热容；另外，本专利技术采用独立的蓄冷换热器和蓄热换热器，通过系统的蓄冷或是蓄热功能，可以满足极限工况下（如电池超充工况，乘员舱低温制热工况）各个部件系统热需求，同时在系统设计过程中可以适当降低极限工况下的设计需求，如可采用更小排量的压缩机及换热器，可以降低系统零部件成本，利于系统小型化；由于系统中有蓄冷换热器和蓄热换热器，不需要根据热需求进行压缩机的精确控制，可以控制压缩机在其效率较高的工况点运行，通过蓄冷换热器和蓄热换热器进行系统能力的调节，一方面在制冷制热低负荷的工况下可以减少压缩机频繁启停从而保证乘员舱的舒适性，提高了系统运行的COP，另一方面压缩机可采用离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，其特征在于，包括：热量供应回路，所述热量供应回路中包括热量供应泵（104a），所述热量供应回路适于通过其中的冷却液向电动汽车（10）供应热量；冷量供应回路，所述冷量供应回路中包括冷量供应泵（104b），所述冷量供应回路适于通过其中的冷却液向电动汽车（10）供应冷量；换热回路，所述换热回路包括压缩机、第一热交换器（203）、第一膨胀阀（205）、第二热交换器（204），压缩机的出口与所述第一热交换器（203）的一进口相连，第一热交换器（203）的一出口与所述第一膨胀阀（205）的进口相连，所述第一膨胀阀（205）的出口与所述第二热交换器（204）的一进口相连，第二热交换器（204）的一出口与所述压缩机的进口相连，第一热交换器（203）与所述热量供应回路相连，所述第一热交换器（203）适于将压缩机压缩后的制冷剂与热量供应回路中的冷却液进行换热，所述第二热交换器（204）与所述冷量供应回路相连，所述第二热交换器（204）适于将经过第一膨胀阀（205）节流降压后的制冷剂与冷量供应回路中的冷却液进行换热；与热量供应回路相连并与所述热量供应回路中的冷却液进行热交换以蓄热或放热的蓄热换热器（212a）；与冷量供应回路相连并与所述冷量供应回路中的冷却液进行热交换以蓄冷或放冷的蓄冷换热器（212b）。2.根据权利要求1所述的带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，其特征在于，所述蓄热换热器（212a）的一出入口与所述热量供应回路相连通，所述蓄热换热器（212a）的另一出入口通过蓄热比例三通阀（106a）与所述热量供应回路相连通。3.根据权利要求1所述的带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，其特征在于，所述蓄冷换热器（212b）的一出入口与所述冷量供应回路相连通，所述蓄冷换热器（212b）的另一出入口通过蓄冷比例三通阀（106b）与所述冷量供应回路相连通。4.根据权利要求1所述的带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，其特征在于，所述第二热交换器（204）与所述压缩机的进口之间还连接有气液分离器（206）。5.根据权利要求1所述的带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，其特征在于，所述第一热交换器（203）与所述第一膨胀阀（205）之间还连接有第一温度压力传感器（207）；所述第二热交换器（204）与所述压缩机的进口之间还连接有第二温度压力传感器（208）。6.根据权利要求1所述的带蓄冷蓄热的电动汽车用制冷制热系统，其特征在于，所述换热回路还包括连接在第一膨胀阀（205）和第一热交换器（20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹东，施骏业，俞彬彬，陈江平，陈海忠，张晨思，
申请(专利权)人：江苏中关村科技产业园节能环保研究有限公司，
类型：发明
国别省市：