一种气热回收型电动汽车热泵空调系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种气热回收型电动汽车热泵空调系统，该系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机、车外空气换热器、车内空气换热器、储液干燥器、气液分离器、低压节流阀、压缩机降温增效混气系统、驱动电机气热回收系统、系统模式切换装置等。所述驱动电机气热回收系统由气-气双侧冷却型电机余热冷却装置、余热回收控制装置及连接风道构成。本实用新型专利技术能够实现对电动汽车夏季制冷、冬季普通制热、超低温制热、车窗除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜五种工作模式，并通过压缩机降温增效混气系统和驱动电机气热回收系统使该系统能够在室外超低温环境温度下正常进行制热循环。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电动汽车空调系统，具体说是涉及一种气热回收型电动汽车热泵空调系统。
技术介绍
随着电动汽车技术的发展，电动汽车空调对其发展的制约性也越来越大，其原因在于由于缺少了内燃发动机，冬季制热受到很大的制约，特别是在室外空气温度很低时， 开发的电动汽车空调系统无法正常工作。这严重影响了电动汽车在北方地区的普及。
技术实现思路
本技术的目的正是为了提供一种气热回收型电动汽车热泵空调系统，以解决目前普通电动汽车空调系统在室外温度过低时无法正常制热的问题。本技术的目的可通过下述技术措施来实现本技术的气热回收型电动汽车热泵空调系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机、车外空气换热器、车内空气换热器、储液干燥器、气液分离器、低压节流阀、压缩机降温增效混气系统、驱动电机气热回收系统、系统模式切换装置等；其中所述车用全封闭变频式空调压缩机由压缩机壳体、电动机、静涡旋体、动涡旋体及降温增效混气系统构成。所述压缩机降温增效混气系统由压缩机内置降温增效混气机构和压缩机外部混气处理与控制装置组成；所述压缩机内置降温增效混气机构由压缩机内置混气孔、压缩机内置混气孔连接通道以及与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头组成，并分为低压混气机构、中压混气机构、高压混气机构三种形式； 所述低压混气机构的压缩机内置混气孔开设在压缩机吸气腔对应的机壳部分或通过快速三通接头与压缩机吸气管连接、所述中压混气机构的压缩机内置混气孔开设在压缩机静涡旋体与第一压缩腔对应部分的相应位置、所述高压混气机构的压缩机内置混气孔开设在压缩机静涡旋体与第二压缩腔对应部分的相应位置；所述压缩机外部混气处理与控制装置由混气节流阀、混气换热器、混气止回阀、压缩机混气接口外部连接管组成；所述混气节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或节流短管中的任意一种节流降压装置；所述混气换热器为异径套管式、间隔板式、箱管式或壳管式换热器中的任意一种；所述混气止回阀能够实现混气量的最大化，增强混气效果；所述系统模式切换装置由功能控制阀、混气控制阀、混气换热器旁通阀、除霜旁通阀、第一单向阀至第四单向阀、第一车内空调风道控制阀至第三车内空调风道控制阀组成(可实现系统对电动汽车车内的制冷、普通制热、低温混气制热、 车窗除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜五种工作模式切换);所述驱动电机气热回收系统包括气-气双侧冷却型电机冷却套、设置在气-气双侧冷却型电机冷却套内的电机内置气冷机构、电机外置冷却风机；所述车用全封闭变频式空调压缩机出口通过功能控制阀以及相应连接管路分别与车外空气换热器、车内空气换热器、气液分离器相应接口连接； 所述气液分离器出口接入车用全封闭变频式空调压缩机吸气口 ；所述车外空气换热器另一接口接第一单向阀出口和第二单向阀入口，第二单向阀出口接储液干燥器和第四单向阀出口，储液干燥器出口分别与混气控制阀的入口、混气换热器旁通阀的入口以及接混气换热器的第一入口连接，混气换热器旁通阀出口和混气换热器第一出口接低压节流阀入口和除霜旁通阀入口，低压节流阀出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，除霜旁通阀出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，第三单向阀出口接车内双热源换热装置入口和第四单向阀入口 ；所述混气控制阀出口接混气节流阀入口，混气节流阀出口接混气换热器第二入口，混气换热器第二出口接混气止回阀入口，混气止回阀出口接车用全封闭变频式空调压缩机混气口 ；在车内空气换热器进风侧的车内空调风道中设置用于实现车内、车外进风相互切换的第二车内空调风道控制阀，在车内空气换热器出风侧的车内空调风道中依次设置用于实现空气经过车内空气换热器后进入电机冷却风道中的第三车内空调风道控制阀、用于实现除霜/除雾出风口和车内出风口相互切换的第一车内空调风道控制阀。所述驱动电机气热回收系统包括由气-气双侧冷却型电机冷却套、设置在气-气双侧冷却型电机冷却套内的电机内置气冷机构、电机外置冷却风机；所述气-气双侧冷却型电机冷却套设置在电机冷却连接风道内的中间部位，所述电机冷却连接风道分为前、中、 后三段，前段设置有车外空气进口、电机冷却风道进口和与气-气双侧冷却型电机冷却套进风口相连的接口，中段的电机冷却连接风道内设置有气-气双侧冷却型电机冷却套，后段设置有车外空气出口、电机冷却风道出口和与气-气双侧冷却型电机冷却套出风口相连的接口 ；所述电机外置冷却风机设置在气-气双侧冷却型电机冷却套一侧的电机冷却连接风道内，在前段电机冷却连接风道的车外空气进口、电机冷却风道进口处设置用于实现车外空气、电机冷却风进口相互切换的第一余热回收控制装置，在后段电机冷却连接风道的车外空气出口、电机冷却风道出口处设置用于实现车外空气、电机冷却风出口相互切换的所述第二电余热回收控制装置；第一、第二余热回收控制装置配合使用可实现余热回收模式、散热冷却模式的切换。本技术中所述电机内置气冷机构由作为直流电机壳体的冷却套内壳、冷却套外壳和连接于内外冷却套之间的若干个风道隔板组成；在冷却套内壳内侧设置有构成冷却风道的若干轴向直肋，所述直流电机安装在由若干轴向直肋内端面构成的环腔内，在直流电机轴端安装有内置气冷风机。本技术中所述电机外置冷却风机为压入式结构，设置在气-气双侧冷却型电机冷却套进风侧的电机冷却连接风道内；所述电机外置冷却风机为吸入式结构，设置在气-气双侧冷却型电机冷却套出风侧的电机冷却连接风道内。本技术中所述由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机为活塞式、涡旋式或三角转子式压缩机中的任意一种，且直流电机与车用全封闭变频式空调压缩机封闭在同一壳体内。本技术中所述的电机气热回收系统目的在于可回收利用电动汽车驱动电机工作时产生的余热，用于对车内进行辅助供热和回热利用。其原理为通过装在电动汽车驱动电机上气-气双侧冷却型电机冷却套，收集工作时电动汽车驱动电机产生的余热，并对其进行冷却。当运行余热回收模式时第一余热回收控制阀关闭车外电机冷却风道空气进口，打开电机冷却风道进口，车内空气经过车内空气换热器后进入电机冷却风道，经过气-气双侧冷却型电机冷却套后吸收电机余热，第二余热回收控制阀关闭车外电机冷却风道空气出口，打开电机冷却风道出口，从余热回收风道出口进入车内风道。当运行除霜/除雾模式时，提高经过车内风冷换热器之后的空气温度，增加运行除霜/除雾模式时车内的舒适度；当运行制热模式和低温混气制热时，对车内进行辅助供热，提高热泵系统的工作效率。当运行散热冷却模式时第一余热回收控制阀打开车外电机冷却风道空气进口，关闭电机冷却风道进口，第二热回收控制阀打开车外电机冷却风道空气出口，关闭电机冷却风道出口。依靠车外空气对电机余热进行冷却。本技术的有益效果如下本技术提供的一种气热回收型电动汽车热泵空调系统，通过压缩机内部设置的降温增效混气系统和驱动电机气热回收系统，可显著降低热泵空调低温运行时压缩机的排气温度，提高系统运行的可靠性，同时可大大提高该空调系统的供热能力和供热效率，降低电动汽车空调冬季供热时的耗电量。经对本技术初步实验研究所得数据，本技术提供的一种水热回收型电动汽车热泵空调系统采用降温增效混气系统和车用电机水热回收系统后，在室外温度-10°c的超低温供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种气热回收型电动汽车热泵空调系统，其特征在于所述空调系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机(1)、车外空气换热器(3)、车内空气换热器(7)、 储液干燥器(4)、气液分离器(8)、低压节流阀(6)、压缩机降温增效混气系统、驱动电机气热回收系统、系统模式切换装置；其中所述车用全封闭变频式空调压缩机由压缩机壳体 (19)、电动机(20)、静涡旋体(21)、动涡旋体(22)及降温增效混气系统构成；压缩机壳体 (19)设有压缩机吸气快速接头(23)和压缩机排气快速接头(24);所述压缩机降温增效混气系统由压缩机内置降温增效混气机构和压缩机外部混气处理与控制装置组成；所述压缩机内置降温增效混气机构由压缩机内置混气孔(16)、压缩机内置混气孔连接通道(17)以及与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头(18)组成，并分为低压混气机构、中压混气机构、高压混气机构三种形式；所述低压混气机构的压缩机内置混气孔(16)开设在压缩机吸气腔对应的机壳部分或通过快速三通接头与压缩机吸气管连接、所述中压混气机构的压缩机内置混气孔(16)开设在压缩机静涡旋体(21)与第一压缩腔对应部分的相应位置、所述高压混气机构的压缩机内置混气孔(16)开设在压缩机静涡旋体(21)与第二压缩腔对应部分的相应位置；所述压缩机外部混气处理与控制装置由混气节流阀(5-1)、混气换热器(5-2)、混气止回阀(5-3)、压缩机混气接口外部连接管组成；所述系统模式切换装置由功能控制阀(2-1)、混气控制阀(2-6)、混气换热器旁通阀 (2-7)、除霜旁通阀(2-8)、第一单向阀(2-2)至第四单向阀(2-5)、第一车内空调风道控制阀(2-9)至第三车内空调风道控制阀(2-11)组成；所述车用全封闭变频式空调压缩机(1) 出口通过功能控制阀(2-1)以及相应连接管路分别与车外空气换热器(3)、车内空气换热器(7)、气液分离器(8)相应接口连接；所述气液分离器(8)出口接入车用全封闭变频式空调压缩机(1)吸气口 ；所述车外空气换热器(3)另一接口接第一单向阀(2-2)出口和第二单向阀(2-3)入口，第二单向阀(2-3)出口接储液干燥器(4)和第四单向阀(2-5)出口，储液干燥器(4)出口分别与混气控制阀(2-6 )的入口、混气换热器旁通阀(2-7 )的入口以及混气换热器(5-2)的第一入口连接，混气换热器旁通阀(2-7)出口和混气换热器(5-2)第一出口接低压节流阀(6 )入口和除霜旁通阀(2-8 )入口，低压节流阀(6 )出口接第一单向阀(2-2 ) 入口和第三单向阀(2-4)入口，除霜旁通阀(2-8 )出口接第一单向阀(2-2 )入口和第三单向阀(2-4)入口，第三单向阀(2-4)出口接车内双热源换热装置(7)入口和第四单向阀(2-5) 入口 ；所述混气控制阀(2-6 )出口接混气节流阀(5-1)入口，混气节流阀(5-1)出口接混气换热器(5-2)第二入口，混气换热器(5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光辉，董秀洁，秦贵棉，李继军，
申请(专利权)人：济源市贝迪地能中央空调设备有限公司，中原工学院，
类型：实用新型
国别省市：