本技术涉及一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，包括涡旋压缩机、HVAC模块、气液分离器、室外换热器、两个双向电子膨胀阀、三通阀、四通阀和双向电子截止阀，所述HVAC模块包括室内换热器和蒸发器，并通过调节三通阀、四通阀和双向电子截止阀来切换系统的运行循环模式，所述运行循环模式包括加热乘员舱、冷却乘员舱和除霜模式。与现有技术相比，本技术在单级压缩热泵空调系统上，创新性地采用串联换热器二次节流技术。该技术有效解决了当前热泵空调系统低温环境无法正常制热的问题，降低热泵空调系统能耗，提高热泵空调系统性能，从而提升新能源汽车的续航里程。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及汽车空调，尤其是涉及一种应用于新能源汽车的热泵空调系统。
技术介绍
1、有限的电池容量导致的续航里程焦虑是当前限制新能源汽车发展的主要因素。新能源汽车热泵空调系统是新能源汽车的重要组成部分，空调系统作为新能源汽车主要的耗能系统，其能效将直接影响新能源汽车续航里程。此外，当前传统制冷剂热泵空调系统在低温工况下出现的性能严重衰减甚至无法正常运行的问题。co2优异的低温制热性能保障其能够满足电动汽车在极端严寒地区的供热需求，是一种理想的电动汽车环保工质替代方案。co2热泵空调系统可有助于减少热泵空调系统能耗，提升车辆续航里程，有望成为当前车企的技术路径，助力实现双碳目标。
2、现有关于co2热泵空调系统的研究尝试了采用中间回热器、双气冷器等方式来强化换热，然而这些方法中制冷剂在换热器内的流量分布会对换热效率产生重要影响。同时，由于系统中仅有单一的电子膨胀阀进行调节，难以有效分配多个换热器的制冷剂流量，导致部分换热器内制冷剂质量流量过大或过小，从而影响整个系统的性能。或是通过引入引射器、闪蒸罐(准双级压缩)、膨胀机、双级压缩等方式改变系统回路的方式来提升其性能。然而，这些方法存在着成本较高、稳定可控性差、系统结构复杂等问题，因此在实际应用于电动汽车上仍需要进一步改进。这一系列问题的存在表明电动汽车co2热泵空调系统应用与性能仍有较大提升空间，需要进一步深入研究和改进。
技术实现思路
1、本技术的目的就是为了提供一种降低能耗的应用于新能源汽车的热泵空调系统。
>2、本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：3、一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，包括涡旋压缩机、hvac模块、气液分离器、室外换热器、两个双向电子膨胀阀、三通阀、四通阀和双向电子截止阀，所述hvac模块包括室内换热器和蒸发器，所述涡旋压缩机与三通阀和气液分离器连接，所述室内换热器与第一双向电子膨胀阀、四通阀和三通阀连接，所述蒸发器与第一双向电子膨胀阀、双向电子截止阀和第二双向电子膨胀阀连接，所述气液分离器与第二双向电子膨胀阀、四通阀和室外换热器连接，所述室外换热器与三通阀连接，所述四通阀与室外换热器和室内换热器连接。
4、进一步地，所述涡旋压缩机包括出口和进口，所述出口和进口分别与三通阀和气液分离器连接。
5、进一步地，所述室内换热器有两个端口，所述室内换热器的a口与第一双向电子膨胀阀和四通阀连接，所述室内换热器的b口与三通阀连接。
6、进一步地，所述蒸发器有两个端口，所述蒸发器的a口与第一双向电子膨胀阀和双向电子截止阀连接，所述蒸发器的b口与第二双向电子膨胀阀连接。
7、进一步地，所述气液分离器有四个端口，所述气液分离器的1口、2口、3口和4口分别与涡旋压缩机、第二双向电子膨胀阀、四通阀和室外换热器连接。
8、进一步地，所述室外换热器有两个端口，所述室外换热器的a口和b口分别与三通阀和气液分离器连接。
9、进一步地，所述第一双向电子膨胀阀和第二双向电子膨胀阀均有两个端口，所述第一双向电子膨胀阀的a口和b口分别与蒸发器和室内换热器连接，所述第二双向电子膨胀阀的a口和b口分别与气液分离器和蒸发器连接。
10、进一步地，所述三通阀有三个通道，所述三通阀的1通道、2通道和3通道分别与涡旋压缩机、室内换热器和室外换热器连接。
11、进一步地，所述四通阀有四个通道，所述四通阀的1通道、2通道、3通道和4通道分别与室外换热器、室内换热器、室内换热器和气液分离器连接。
12、进一步地，所述双向电子截止阀有两个端口，所述双向电子截止阀的a口和b口分别与气液分离器和蒸发器连接。
13、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
14、(1)本技术通过将蒸发器和室外换热器串联，来增大换热器的传热面积，进而增加换热量，同时在hvac中的室内气冷器与蒸发器之间增加一个电子膨胀阀，两个双向电子膨胀阀的设置可对其进行调节来达到分级调控系统高低压与制冷剂流量分配，实现低温环境中热泵空调系统制热快、高温环境中制冷迅速和能耗低的目标。
15、(2)本技术系统设置了两个电子膨胀阀，通过调节电子膨胀阀进而实现次节流，本技术系统在单级压缩的co2热泵空调系统的基础上采用了二次节流设计，实现了系统性能提升的同时兼顾了控制调节的稳定性。
16、(3)本技术利用两个双向电子膨胀阀来协同调节制冷剂在两个换热器中的质量分布，提升了co2在换热器中的换热性能，且通过分级调控系统压力的方式优化了压比，降低了热泵系统的制冷剂质量流量，实现了系统能耗的降低。
17、(4)本技术单级压缩两次节流串联换热器的热泵系统给新能源汽车空调系统提供了一种高效、可靠的解决方案，能够满足新能源汽车低温环境中的制热需求，高温环境制冷需求，降低热泵空调系统能耗，从而提高新能源汽车的续航里程。
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【技术保护点】
1.一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，包括涡旋压缩机(1)、HVAC模块、气液分离器(4)、室外换热器(5)、两个双向电子膨胀阀、三通阀(8)、四通阀(9)和双向电子截止阀(10)，所述HVAC模块包括室内换热器(2)和蒸发器(3)，所述涡旋压缩机(1)与三通阀(8)和气液分离器(4)连接，所述室内换热器(2)与第一双向电子膨胀阀(6)、四通阀(9)和三通阀(8)连接，所述蒸发器(3)与第一双向电子膨胀阀(6)、双向电子截止阀(10)和第二双向电子膨胀阀(7)连接，所述气液分离器(4)与第二双向电子膨胀阀(7)、四通阀(9)和室外换热器(5)连接，所述室外换热器(5)与三通阀(8)连接，所述四通阀(9)与室外换热器(5)和室内换热器(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述涡旋压缩机(1)包括出口(1-1)和进口(1-2)，所述出口(1-1)和进口(1-2)分别与三通阀(8)和气液分离器(4)连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述室内换热器(2)有两个端口，所述室内换热器(2)的a口(2-1)与第一双向电子膨胀阀(6)和四通阀(9)连接，所述室内换热器(2)的b口(2-2)与三通阀(8)连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述蒸发器(3)有两个端口，所述蒸发器(3)的a口(3-1)与第一双向电子膨胀阀(6)和双向电子截止阀(10)连接，所述蒸发器(3)的b口(3-2)与第二双向电子膨胀阀(7)连接。
5.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述气液分离器(4)有四个端口，所述气液分离器(4)的1口(4-1)、2口(4-2)、3口(4-3)和4口(4-4)分别与涡旋压缩机(1)、第二双向电子膨胀阀(7)、四通阀(9)和室外换热器(5)连接。
6.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器(5)有两个端口，所述室外换热器(5)的a口(5-1)和b口(5-2)分别与三通阀(8)和气液分离器(4)连接。
7.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述第一双向电子膨胀阀(6)和第二双向电子膨胀阀(7)均有两个端口，所述第一双向电子膨胀阀(6)的a口(6-1)和b口(6-2)分别与蒸发器(3)和室内换热器(2)连接，所述第二双向电子膨胀阀(7)的a口(7-1)和b口(7-2)分别与气液分离器(4)和蒸发器(3)连接。
8.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述三通阀(8)有三个通道，所述三通阀(8)的1通道(8-1)、2通道(8-2)和3通道(8-3)分别与涡旋压缩机(1)、室内换热器(2)和室外换热器(5)连接。
9.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述四通阀(9)有四个通道，所述四通阀(9)的1通道(9-1)、2通道(9-2)、3通道(9-3)和4通道(9-4)分别与室外换热器(5)、室内换热器(2)、室内换热器(2)和气液分离器(4)连接。
10.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述双向电子截止阀(10)有两个端口，所述双向电子截止阀(10)的a口(10-1)和b口(10-2)分别与气液分离器(4)和蒸发器(3)连接。
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【技术特征摘要】
1.一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，包括涡旋压缩机(1)、hvac模块、气液分离器(4)、室外换热器(5)、两个双向电子膨胀阀、三通阀(8)、四通阀(9)和双向电子截止阀(10)，所述hvac模块包括室内换热器(2)和蒸发器(3)，所述涡旋压缩机(1)与三通阀(8)和气液分离器(4)连接，所述室内换热器(2)与第一双向电子膨胀阀(6)、四通阀(9)和三通阀(8)连接，所述蒸发器(3)与第一双向电子膨胀阀(6)、双向电子截止阀(10)和第二双向电子膨胀阀(7)连接，所述气液分离器(4)与第二双向电子膨胀阀(7)、四通阀(9)和室外换热器(5)连接，所述室外换热器(5)与三通阀(8)连接，所述四通阀(9)与室外换热器(5)和室内换热器(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述涡旋压缩机(1)包括出口(1-1)和进口(1-2)，所述出口(1-1)和进口(1-2)分别与三通阀(8)和气液分离器(4)连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述室内换热器(2)有两个端口，所述室内换热器(2)的a口(2-1)与第一双向电子膨胀阀(6)和四通阀(9)连接，所述室内换热器(2)的b口(2-2)与三通阀(8)连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述蒸发器(3)有两个端口，所述蒸发器(3)的a口(3-1)与第一双向电子膨胀阀(6)和双向电子截止阀(10)连接，所述蒸发器(3)的b口(3-2)与第二双向电子膨胀阀(7)连接。
5.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述气液分离器(4)有...
【专利技术属性】
技术研发人员：武卫东，陈浪，王烽先，余强元，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：
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