电动汽车的空调系统及其制冷、制热控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种电动汽车的空调系统及其制冷制热控制方法，该空调系统包括：压缩机、第一换热器、第一四通阀、节流装置、第二换热器、第三换热器以及第二四通阀；压缩机与第一换热器连通，第一换热器与第一四通阀的第一接口连通；第一四通阀的第二接口连通第三换热器，第一四通阀的第三接口连通第二四通阀的第三接口，第一四通阀的第四接口连通节流装置的入口；节流装置与第二换热器连通，第二换热器与第二四通阀的第二接口连通；第三换热器与第二四通阀的第四接口连通；第二四通阀的第一接口与压缩机连通；还包括可调进气格栅以及切换装置。本发明专利技术解决了现有电动车的空调系统制热过程中能耗过高的问题。程中能耗过高的问题。程中能耗过高的问题。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车的空调系统及其制冷、制热控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车领域，特别涉及一种电动汽车的空调系统及其制冷制热控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车续航能力是用户的一大痛点，而汽车空调能耗是影响汽车续航的一个重要因素，传统电动汽车空调系统在冬季采暖时采用电加热PTC(半导体电加热器)方式，直接消耗电能将车内空气加热，达到采暖的目的。冬天行车时，由于内循环条件下车内空气湿度升高，挡风玻璃容易起雾影响行车安全，往往都控制为外循环，让车外低温空气经过加热后吹向乘员舱，这种情况车外空气由
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10℃甚至更低温度直接加热到人体舒适的30℃左右消耗的能耗过高，对于新能源汽车的续航的影响过大。
[0003]针对冬季空调损耗能耗过高问题，越来越多的车企考虑开发热泵系统，以期降低冬季空调采暖能耗，但目前热泵系统缺点也较为明显：1.系统较为复杂，且对零部件的性能要求较高，导致系统开发成本较高；2.车外换热器结霜时，传统热泵空调系统必须先对其进行除霜处理，除霜时车内温度会大幅度降低，严重影响了车内舒适性；3.在环境超低温情况下(
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15℃～
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30℃)，空气源热泵空调系统几乎无法进行制热。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是现有电动车的空调系统制热过程能耗过高的问题。
[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种电动汽车的空调系统，其包括：压缩机、第一换热器、第一四通阀、节流装置、第二换热器、第三换热器以及第二四通阀；所述第一换热器位于乘员舱外侧，所述第二换热器及所述第三换热器位于乘员舱内侧；其中，所述压缩机的出口与所述第一换热器的进口连通，所述第一换热器的出口与所述第一四通阀的第一接口连通；所述第一四通阀的第二接口连通所述第三换热器的入口，所述第一四通阀的第三接口连通所述第二四通阀的第三接口，所述第一四通阀的第四接口连通所述节流装置的入口；所述节流装置的出口与所述第二换热器的入口连通，所述第二换热器的出口与所述第二四通阀的第二接口连通；所述第三换热器的出口与所述第二四通阀的第四接口连通；所述第二四通阀的第一接口与所述压缩机的入口连通；还包括用于控制所述第一换热器与外部空气换热的可调进气格栅，所述可调进气格栅受控打开或关闭；以及控制所述乘员舱内在内循环模式与外循环模式之间切换的切换装置。
[0007]采用上述空调系统进行乘员舱制热时，通过控制可调进气格栅关闭，使第一换热器无法与外部空气进行换热，高温高压冷媒的热量经过第一换热器几乎无损失，再通过控制第一四通阀与第二四通阀的位置切换以及切换装置将车辆调节为内循环模式，使第三换热器的冷媒与乘员舱的空气进行换热，实现了乘员舱的快速采暖，避免外循环模式引入外部空气进行制热导致温升较慢的问题；同时，由于乘员舱内空气经过第二换热器与其进行
换热，使该空调系统制热过程中空气湿度能得到控制，保证行车时前挡玻璃不起雾。当该系统制冷时，控制可调进气格栅打开，并通过第一四通阀与第二四通阀的位置切换，使冷媒依次经过第二换热器及第三换热器，实现了冷媒的二次蒸发，实现了快速制冷。上述空调系统的制冷制热效率较高，能耗较低。
[0008]本专利技术的部分实施方式中，所述第一换热器的出口与所述第一四通阀的第一接口之间的管路上设置储液罐。储液罐能够自动适应负载的变化，调节冷凝压力使冷凝器工作于最佳工况。
[0009]本专利技术的部分实施方式中，还包括用于加快所述第一换热器处空气循环的第一换热风扇以及用于加快所述第二换热器处空气循环的第二换热风扇。通过控制第一换热风扇与第二换热风扇的开启或关闭控制所述第一换热器、第二换热器及第二换热器的换热。
[0010]本专利技术的部分实施方式中，所述第一换热器、所述第一换热风扇以及所述可调进气格栅位于车辆的靠近车头的位置。
[0011]本专利技术的部分实施方式中，所述压缩机、所述储液罐、所述第一四通阀、所述第二四通阀以及所述节流装置位于车辆的前舱内。
[0012]本专利技术的部分实施方式中，还包括电加热器，所述电加热器、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第二换热风扇位于所述乘员舱的仪表盘下侧的空调安装总成内，且所述第二换热器及所述第二换热风扇接近所述空调安装总成的进气口，所述第三换热器与所述电加热器接近所述空调安装总成的出气口。车内空气循环时，首先经过所述第二换热器后，再经过所述第三换热器，能够在制热时有效地进行除湿处理。
[0013]本专利技术的部分实施方式中，所述第一四通阀与所述第二四通阀为电磁换向阀，所述第一四通阀与所述第二四通阀的四个接口分别在第一位置与第二位置之间切换；第一位置时，所述第一四通阀及所述第二四通阀的第一接口与所述第四接口连通，所述第二接口与所述第三接口连通；第二位置时，所述第一四通阀及所述第二四通阀的第一接口与所述第二接口连通，所述第三接口与所述第四接口连通。通过第一四通阀与第二四通阀的两个工作位置的转换，使制冷情况下，冷媒依次经过节流装置、第二换热器以及第三换热器，实现二次蒸发，提高制冷效率；制热情况下，冷媒依次经过第三换热器、节流装置以及第二换热器，使乘员舱内空气湿度维持较低水平，避免挡风玻璃起雾。
[0014]本专利技术同时提供上述电动汽车的空调系统的制冷控制方法，其包括：控制所述可调进气格栅处于打开状态，所述第一四通阀及所述第二四通阀的第一接口与所述第四接口连通，所述第二接口与所述第三接口连通；经过所述压缩机的压缩后的高温高压气态冷媒进入所述第一换热器后形成液态冷媒，经过所述第一四通阀进入节流装置以及所述第二换热器进行蒸发后，再经过所述第二四通阀进入所述第三换热器实现二次蒸发，二次蒸发后的气态冷媒流入所述压缩机完成一次制冷循环。通过第二换热器与第三换热器的二次蒸发，提高了该空调系统的制冷效率。
[0015]本专利技术同时提供电动汽车的空调系统的制热控制方法，其包括：控制所述可调进气格栅处于关闭状态，所述第一四通阀及所述第二四通阀的第一接口与所述第二接口连通，所述第三接口与所述第四接口连通；控制所述切换装置使乘员舱进入内循环模式；经过所述压缩机的压缩后的高温高压气态冷媒进入所述第一换热器后状态保持不变，经过所述第一四通阀进入第三换热器形成高压液态冷媒；再经过所述第二四通阀进入节流装置以及
所述第二换热器进行蒸发后形成低温低压气态冷媒，流入所述压缩机完成一次制热循环。上述制热过程使乘员舱内空气首先经过第二换热器进行除湿处理，其使乘员舱内的湿度降低，避免挡风玻璃起雾，同时，通过控制切换装置使空调系统进行内循环模式，其避免引入外部低温空气导致制热缓慢的问题。总能耗大大降低，系统做到了极度节能。
[0016]当环境温度低于第一阈值时，控制所述电加热装置打开，控制所述压缩机停止运行；直至所述第二冷凝器温度大于第二阈值或所述乘员舱内温度大于第三阈值，启动所述压缩机并控制所述可调进气格栅处于关闭状态，所述第一四通阀及所述第二四通阀的第一接口与所述第二接口连通，所述第三接口与所述第四接口连通，控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电动汽车的空调系统，其特征在于，其包括：压缩机、第一换热器、第一四通阀、节流装置、第二换热器、第三换热器以及第二四通阀；所述第一换热器位于乘员舱外侧，所述第二换热器及所述第三换热器位于乘员舱内侧；其中，所述压缩机的出口与所述第一换热器的进口连通，所述第一换热器的出口与所述第一四通阀的第一接口连通；所述第一四通阀的第二接口连通所述第三换热器的入口，所述第一四通阀的第三接口连通所述第二四通阀的第三接口，所述第一四通阀的第四接口连通所述节流装置的入口；所述节流装置的出口与所述第二换热器的入口连通，所述第二换热器的出口与所述第二四通阀的第二接口连通；所述第三换热器的出口与所述第二四通阀的第四接口连通；所述第二四通阀的第一接口与所述压缩机的入口连通；还包括用于控制所述第一换热器与外部空气换热的可调进气格栅，所述可调进气格栅受控打开或关闭；以及控制所述乘员舱内在内循环模式与外循环模式之间切换的切换装置。2.根据权利要求1所述的电动汽车的空调系统，其特征在于，其包括：所述第一换热器的出口与所述第一四通阀的第一接口之间的管路上设置储液罐。3.根据权利要求1所述的电动汽车的空调系统，其特征在于，还包括用于加快所述第一换热器处空气循环的第一换热风扇以及用于加快所述第二换热器处空气循环的第二换热风扇。4.根据权利要求3所述的电动汽车的空调系统，其特征在于，所述第一换热器、所述第一换热风扇以及所述可调进气格栅位于车辆的靠近车头的位置。5.根据权利要求2所述的电动汽车的空调系统，其特征在于，所述压缩机、所述储液罐、所述第一四通阀、所述第二四通阀以及所述节流装置位于车辆的前舱内。6.根据权利要求3所述的电动汽车的空调系统，其特征在于，还包括电加热器，所述电加热器、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第二换热风扇位于所述乘员舱的仪表盘下侧的空调安装总成内，且所述第二换热器及所述第二换热风扇接近所述空调安装总成的进气口，所述第三换热器与所述电加热器接近所述空调安装总成的出气口。7.根据权利要求1所述的电动汽车的空调系统，其特征在于，所述第一四通阀与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清龙，李欣泽，
申请(专利权)人：威马智慧出行科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：