新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统及其工作方法，该系统包括用于制冷剂流通的制冷剂管路，用于对电池、电机电控进行热管理的冷却水管路，制冷剂管路包括电动压缩机、HVAC总成、Chiller热交换器、前端热交换模块、HVAC总成包括蒸发器、室内冷凝器，前端热交换模块包括室外热交换器，冷却水管路包括水泵一、电池、四通水阀、水泵二、电机电控、三通水阀，本发明专利技术能够充分利用电机电控的废热和堵转发热，可同时对乘员舱、电机电控、电池进行热管理，有效节约电池能耗，提高整车续航里程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车，尤其是一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]目前，新能源电动汽车的采暖和电池加热主要采用电加热的方案，电加热效率低，电动汽车续航里程缩减较大，部分中高端车型虽然也配置了热泵系统，但系统设计架构复杂、成本过高，不利于热泵系统的推广普及。
[0003]如何经济有效地满足整车热管理需求，节约电池耗电量，提高整车续航里程，是目前电动汽车热管理的研究重点。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术木目的是提供一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统及其工作方法，其能够充分利用电机电控的废热和堵转发热，可同时对乘员舱、电机电控、电池进行热管理，有效节约电池能耗，提高整车续航里程。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统，包括用于制冷剂流通的制冷剂管路，用于对电池、电机电控进行热管理的冷却水管路；所述制冷剂管路包括电动压缩机、HVAC总成、Chiller热交换器、前端热交换模块，HVAC总成包括蒸发器、室内冷凝器，前端热交换模块包括室外热交换器，电动压缩机出口连接室内冷凝器，室内冷凝器分别连接电磁阀一、电磁阀二，电磁阀一分别连接Chiller热交换器、蒸发器、单向阀出口，电磁阀二连接室外热交换器，外热交换器、单向阀入口连接电磁阀三，Chiller热交换器、蒸发器、电磁阀三连接电动压缩机进口；
[0007]所述冷却水管路包括水泵一、电池、四通水阀、水泵二、电机电控、三通水阀，水泵一入口连接Chiller热交换器，水泵一出口连接电池，电池连接四通水阀的第一管口，四通水阀的第二管口连接Chiller热交换器，四通水阀的第三管口连接三通水阀的第一管口，四通水阀的第四管口连接水泵二的入口，水泵二的出口连接电机电控，电机电控分别连接外热交换器、三通水阀的第二管口，三通水阀的第三管口连接外热交换器。
[0008]进一步的，所述制冷剂管路还包括电子膨胀阀一、电子膨胀阀二、电子膨胀阀三，电子膨胀阀一设置在电磁阀一与Chiller热交换器之间，电子膨胀阀二设置在电磁阀一与蒸发器之间，电子膨胀阀三与电磁阀二并联设置在室内冷凝器与室外热交换器之间。
[0009]进一步的，所述制冷剂管路还包括汽液分离器，汽液分离器设置在Chiller热交换器、蒸发器、电磁阀三与电动压缩机之间。
[0010]进一步的，所述前端热交换模块还包括电子风扇，用于将室外气流引至室外热交换器。
[0011]上述新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统的工作方法：
[0012]在乘客舱制冷模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀二、室外热交换器、单向阀、电子膨胀阀二、蒸发器、汽液分离器组成制冷循环，在制冷循环中，高温高压的制冷剂通过室外热交换器把热量传给室外空气，低温低压的制冷剂通过蒸发器把经过HVAC总成的车室内循环风进行冷却，冷风经过HVAC总成吹面送风口送出，达到给车室制冷的目的；
[0013]在电池冷却模式下，当环境温度低于30℃时，由水泵一、电池、四通水阀第一和第四管口、水泵二、电机电控、室外热交换器、三通水阀第一和第三管口、四通水阀第二和第三管口、Chiller热交换器组成水路循环，通过水路循环将电池的热量经室外热交换器传递给室外空气，当环境温度等于或高于30℃时，电池需要强制冷却时，由水泵一、电池、四通阀第一和第二管口、Chiller热交换器组成水路循环，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀二、室外热交换器、单向阀、电子膨胀阀一、Chiller热交换器、汽液分离器组成制冷循环，通过水路循环将电池的热量经Chiller热交换器传递给制冷剂，再通过室外热交换器把热量传给室外空气；
[0014]在乘客舱与电池同时制冷模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀二、室外热交换器、单向阀、电子膨胀阀二、电子膨胀阀一、蒸发器、Chiller热交换器、汽液分离器组成制冷循环，由水泵一、电池、四通阀第一和第二管口、Chiller热交换器组成水路循环，高温高压的制冷剂通过室外热交换器把热量传给室外空气，低温低压的制冷剂同时通过蒸发器和Chiller热交换器，把经过HVAC总成的车室内循环风进行冷却，同时通过水路循环将电池的热量经Chiller热交换器传递给制冷剂，再通过室外热交换器排放到大气中，达到同时给车室与电池降温的目的；
[0015]在乘客舱热泵制热模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电子膨胀阀三、室外热交换器、电磁阀三、汽液分离器组成制热循环，高温高压的制冷剂通过室内冷凝器加热流经HVAC总成的车室空气，达到制热的目的，制冷剂通过室外热交换器从室外
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10℃～25℃的低温环境中获得热量；
[0016]在余热回收制热模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电子膨胀阀三、室外热交换器、电磁阀三、汽液分离器组成一制热循环，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀一、电子膨胀阀一、Chiller热交换器、汽液分离器组成另一制热循环，由水泵一、电池、四通水阀第一和第四管口、水泵二、电机点控、三通水阀第一和第二管口、四通水阀第二和第三管口、Chiller热交换器组成水路循环，高温高压的制冷剂通过内室内冷凝器)加热流经HVAC总成的室内空气，达到制热的目的，制冷剂通过室外热交换器从室外
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10℃～25℃的低温环境中吸收热量，同时，通过水路循环将电池以及的电机电控热量经Chiller热交换器传递给制冷剂；
[0017]在电池加热模式下，由水泵一、电池、四通水阀第一和第四管口、水泵二、电机电控、三通水阀第一和第二管口、四通水阀第二和第三管口、Chiller热交换器组成水路循环，电机电控产生的热量直接传递给电池；
[0018]除雾模式分为制冷除雾模式和制冷再热除雾模式，当环境温度等于或高于15℃时，在车室起雾时需要进行制冷除雾模式，当环境温度低于15℃时，车室起雾时需要进行制冷再热除雾模式，在制冷除雾模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀二、室外热交换器、单向阀、电子膨胀阀二、蒸发器、汽液分离器组成制冷循环，在制冷循环中，高温高压的制冷剂通过室外热交换器把热量传给室外空气，低温低压的制冷剂通过蒸发器把经过HVAC
总成的车室内循环风量进行冷却，冷风经过HVAC总成除雾送风口送出，去除车窗上的水雾，在制冷再热除雾模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀一、电子膨胀阀二、蒸发器、汽液分离器组成制冷循环，流经HVAC总成的室内空气，先在蒸发器冷却，后在室内冷凝器加热，加热后的干燥热空气通入车内，去除车窗上的水雾；
[0019]在融霜保护模式下，由电动压缩机、室内冷凝器、电磁阀二、室外热交换器、单向阀、电子膨胀阀一、Chiller热交换器、汽液分离器组成制冷循环，由水泵一、电池、四通水阀第一和第四管口、水泵二、电机电控、三通水阀第一和第二管口、四通水阀第二和第三管口、Chiller热交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统，包括用于制冷剂流通的制冷剂管路，用于对电池、电机电控进行热管理的冷却水管路；其特征在于：所述制冷剂管路包括电动压缩机(1)、HVAC总成(2)、Chiller热交换器(5)、前端热交换模块(10)，HVAC总成(2)包括蒸发器(2
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1)、室内冷凝器(2
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2)，前端热交换模块(10)包括室外热交换器(10
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1)，电动压缩机(1)出口连接室内冷凝器(2
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2)，室内冷凝器(2
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2)分别连接电磁阀一(7)、电磁阀二(9)，电磁阀一(7)分别连接Chiller热交换器(5)、蒸发器(2
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1)、单向阀(17)出口，电磁阀二(9)连接室外热交换器(10
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1)，外热交换器(10
‑
1)、单向阀(17)入口连接电磁阀三(18)，Chiller热交换器(5)、蒸发器(2
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1)、电磁阀三(18)连接电动压缩机(1)进口；所述冷却水管路包括水泵一(11)、电池(12)、四通水阀(13)、水泵二(14)、电机电控(15)、三通水阀(16)，水泵一(11)入口连接Chiller热交换器(5)，水泵一(11)出口连接电池(12)，电池(12)连接四通水阀(13)的第一管口，四通水阀(13)的第二管口连接Chiller热交换器(5)，四通水阀(13)的第三管口连接三通水阀(16)的第一管口，四通水阀(13)的第四管口连接水泵二(14)的入口，水泵二(14)的出口连接电机电控(15)，电机电控(15)分别连接外热交换器(10
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1)、三通水阀(16)的第二管口，三通水阀(16)的第三管口连接外热交换器(10
‑
1)。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统，其特征在于：所述制冷剂管路还包括电子膨胀阀一(3)、电子膨胀阀二(4)、电子膨胀阀三(8)，电子膨胀阀一(3)设置在电磁阀一(7)与Chiller热交换器(5)之间，电子膨胀阀二(4)设置在电磁阀一(7)与蒸发器(2
‑
1)之间，电子膨胀阀三(8)与电磁阀二(9)并联设置在室内冷凝器(2
‑
2)与室外热交换器(10
‑
1)之间。3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统，其特征在于：所述制冷剂管路还包括汽液分离器(6)，汽液分离器(6)设置在Chiller热交换器(5)、蒸发器(2
‑
1)、电磁阀三(18)与电动压缩机(1)之间。4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统，其特征在于：所述前端热交换模块(10)还包括电子风扇(10
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2)，用于将室外气流引至室外热交换器(10
‑
1)。5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车用经济型热泵空调热管理系统的工作方法，其特征在于：在乘客舱制冷模式下，由电动压缩机(1)、室内冷凝器(2
‑
2)、电磁阀二(9)、室外热交换器(10
‑
1)、单向阀(17)、电子膨胀阀二(4)、蒸发器(2
‑
1)、汽液分离器(6)组成制冷循环，在制冷循环中，高温高压的制冷剂通过室外热交换器(10
‑
1)把热量传给室外空气，低温低压的制冷剂通过蒸发器(2
‑
1)把经过HVAC总成(2)的车室内循环风进行冷却，冷风经过HVAC总成(2)吹面送风口送出，达到给车室制冷的目的；在电池冷却模式下，当环境温度低于30℃时，由水泵一(11)、电池(12)、四通水阀(13)第一和第四管口、水泵二(14)、电机电控(15)、室外热交换器(10
‑
1)、三通水阀(16)第一和第三管口、四通水阀(13)第二和第三管口、Chiller热交换器(5)组成水路循环，通过水路循环将电池(12)的热量经室外热交换器(10
‑
1)传递给室外空气，当环境温度等于或高于30℃时，电池需要强制冷却时，由水泵一(11)、电池(12)、四通阀(13)第一和第二管口、Chiller
热交换器(5)组成水路循环，由电动压缩机(1)、室内冷凝器(2
‑
2)、电磁阀二(9)、室外热交换器(10
‑
1)、单向阀(17)、电子膨胀阀一(3)、Chiller热交换器(5)、汽液分离器(6)组成制冷循环，通过水路循环将电池(12)的热量经Chiller热交换器(5)传递给制冷剂，再通过室外热交换器(10
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1)把热量传给室外空气；在乘客舱与电池同时制冷模式下，由电动压缩机(1)、室内冷凝器(2
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【专利技术属性】
技术研发人员：王大健，余泽民，马荣，
申请(专利权)人：南京协众汽车空调集团有限公司，
类型：发明
国别省市：