CN107436048A - 车辆的空调系统以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆的空调系统以及车辆，空调系统包括：制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统包括：压缩机、四通阀、室内换热器和室外换热器，所述室外换热器包括第一换热通道和第二换热通道，所述四通阀分别连接所述压缩机、所述室内换热器和所述室外换热器的第一换热通道；冷却液循环系统，所述冷却液循环系统包括：电机、散热器和所述室外换热器，所述散热器分别与所述电机和所述室外换热器的所述第二换热通道并联以使所述散热器内的冷却液选择性地流向所述电机和所述第二换热通道。该空调系统的室外换热器可以变相增加散热面积，可以提高空调系统的换热效率，可以延长车辆的续航里程。

Description

车辆的空调系统以及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆的空调系统以及具有该空调系统的车辆。
背景技术
随着化石燃料的短缺和环境问题的日益严重，新能源汽车顺势得到发展，市场占有率逐年增多，但发展的速度仍然相对缓慢。对于电动车而言，续航里程偏低是其限制其发展的瓶颈，如何提高电池电量的利用效率，或者提高电池容量是解决该问题的有效措施。
目前，电动汽车采暖时普遍采用电加热装置，但电加热系统热效率低，制热COP(空调能效比)最大为1，在低温采暖时汽车的续航里程会下降20％以上，严重限制汽车的续航里程。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种车辆的空调系统，该空调系统的室外换热器可以变相增加散热面积，可以提高空调系统的换热效率，可以延长车辆的续航里程。
本发明进一步地提出了一种车辆。
根据本发明的空调系统，包括：制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统包括：压缩机、四通阀、室内换热器和室外换热器，所述室外换热器包括第一换热通道和第二换热通道，所述四通阀分别连接所述压缩机、所述室内换热器和所述室外换热器的第一换热通道；冷却液循环系统，所述冷却液循环系统包括：电机、散热器和所述室外换热器，所述散热器分别与所述电机和所述室外换热器的所述第二换热通道并联以使所述散热器内的冷却液选择性地流向所述电机和所述第二换热通道。
根据本发明的空调系统，室外换热器可以与室外环境进行换热，从而可以降低室外换热器的第一换热通道内制冷剂的温度，而散热器同样具有散热效果，流经散热器的冷却液温度降低后流向第二换热通道，这样第一换热通道内的制冷剂可以与第二换热通道内的冷却液进行热交换，第一换热通道内的制冷剂温度得以降低，等同于增加了室外换热器的散热面积，以及提高了室外换热器的换热效果，从而可以提高空调系统的换热效率。
另外，根据本发明的空调系统还可以具有以下附加技术特征：
在本发明的一些示例中，所述电机和所述第二换热通道分别串联有水泵。
在本发明的一些示例中，在所述散热器表面温度低于10℃后，与所述电机串联的所述水泵关闭，与所述第二换热通道串联的所述水泵开启。
在本发明的一些示例中，所述室外换热器内设置有电加热装置。
在本发明的一些示例中，所述制冷剂循环系统还包括：第一中间换热器，所述第一中间换热器串联在所述第一换热通道和所述室内换热器之间，以及串联在所述四通阀和所述压缩机之间，其中，在制冷模式下，制冷剂通过所述第一中间换热器流向所述压缩机。
在本发明的一些示例中，所述制冷剂循环系统还包括：第二中间换热器，所述第二中间换热器串联在所述第一中间换热器和所述室内换热器之间，以及串联在所述四通阀和所述压缩机之间，其中，在制热模式下，制冷剂通过所述第二中间换热器流向所述压缩机。
在本发明的一些示例中，所述制冷剂循环系统还包括：三通阀，所述三通阀连接在所述四通阀、所述第一中间换热器和所述第二中间换热器之间。
在本发明的一些示例中，所述第一中间换热器和所述压缩机之间以及所述第二中间换热器和所述压缩机之间分别设置有通断阀。
在本发明的一些示例中，所述散热器的进口和出口处分别设置有连接所述电机和所述第二换热通道的三通阀。
根据本发明的车辆，包括所述的车辆的空调系统。
附图说明
图1是根据本发明实施例的制冷模式下的空调系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的制热模式下的空调系统的示意图。
附图标记：
空调系统100；
制冷剂循环系统10；
压缩机1；四通阀2；室内换热器3；室外换热器4；第一换热通道41；第二换热通道42；第一中间换热器5；第二中间换热器6；三通阀一7；通断阀8；膨胀阀9；
冷却液循环系统20；电机21；散热器22；水泵23；三通阀二24；风扇25；
电加热装置30。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图2详细描述根据本发明实施例的车辆的空调系统100。
根据本发明实施例的车辆的空调系统100可以包括：制冷剂循环系统10和冷却液循环系统20，制冷剂循环系统10内流动有制冷剂，冷却液循环系统20内流动有冷却液。
如图1和图2所示，制冷剂循环系统10包括：压缩机1、四通阀2、室内换热器3和室外换热器4，室外换热器4包括第一换热通道41和第二换热通道42，四通阀2分别连接压缩机1、室内换热器3和室外换热器4的第一换热通道41。其中，室内换热器3和室外换热器4之间可以设置有节流元件，节流元件可以为膨胀阀9。
进一步地，如图1和图2所示，制冷剂循环系统10还可以包括：第一中间换热器5，第一中间换热器5串联在第一换热通道41和室内换热器3之间，以及串联在四通阀2和压缩机1之间，其中，第一中间换热器5内可以设置有管路，管路分为内层管路和外层管路，外层管路可以套设在内层管路的外侧，而且外层管路和内层管路内分别流动有制冷剂，由此，外层管路内的制冷剂和内层管路内的制冷剂可以通过内层管路的周壁进行换热。内层管路可以串联在第一换热通道41和室内换热器3之间，外层管路可以串联在四通阀2和压缩机1之间，通过设置第一中间换热器5，可以提升制冷剂循环系统10的换热效率。
其中，在制冷模式下，制冷剂通过第一中间换热器5流向压缩机1。可以理解的是，在制冷模式下，外层管路内的制冷剂温度低于内层管路内的制冷剂温度，两个管路内的制冷剂可以进一步地进行换热，可以使得流向室内换热器3的制冷剂温度更低，从而可以提高空调系统100的过冷度，可以提高空调系统100的制冷效率。
还有，如图1和图2所示，制冷剂循环系统10还可以包括：第二中间换热器6，第二中间换热器6串联在第一中间换热器5和室内换热器3之间，以及串联在四通阀2和压缩机1之间。其中，第二中间换热器6内可以设置有管路，管路分为内层管路和外层管路，外层管路可以套设在内层管路的外侧，而且外层管路和内层管路内分别流动有制冷剂，由此，外层管路内的制冷剂和内层管路内的制冷剂可以通过内层管路的周壁进行换热。内层管路可以串联在第一中间换热器5和室内换热器3之间，外层管路可以串联在四通阀2和压缩机1之间，通过设置第二中间换热器6，可以提升制冷剂循环系统10的换热效率。
其中，在制热模式下，制冷剂通过第二中间换热器6流向压缩机1。可以理解的是，在制热模式下，外层管路内的制冷剂温度低于内层管路内的制冷剂温度，两个管路内的制冷剂可以进一步地进行换热，可以使得流向压缩机1的制冷剂温度升高，从压缩机1流向室内换热器3的制冷剂温度较高，从而可以提高空调系统100的过热度，可以提高空调系统100的制热效率。
具体地，如图1和图2所示，制冷剂循环系统10还可以包括：三通阀一7，三通阀一7连接在四通阀2、第一中间换热器5和第二中间换热器6之间。三通阀一7可以控制从四通阀2流出的制冷剂是流向第一中间换热器5，还是流向第二中间换热器6，换言之，三通阀一7可以根据空调系统100的模式控制制冷剂的流向。
下面结合图1详细描述一下四通阀2，四通阀2具有四个接口，四个接口分别为接口一201、接口二202、接口三203、接口四204，接口一201用于连接三通阀一7，接口二202用于连接室外换热器4的第一换热通道41，接口三203用于连接压缩机1，接口四204用于连接室内换热器3。
在制冷模式下，接口一201与接口四204连通，接口二202和接口三203连通。在制热模式下，接口一201和接口二202连通，接口三203和接口四204连通。
可选地，如图1所示，第一中间换热器5和压缩机1之间，以及第二中间换热器6和压缩机1之间分别设置有通断阀8。一个通断阀8可以控制第一中间换热器5和压缩机1之间的通断，另一个通断阀8可以控制第二中间换热器6和压缩机1之间的通断。优选地，两个通断阀8可以分别为电磁阀。
如图1和图2所示，冷却液循环系统20包括：电机21、散热器22和室外换热器4，散热器22分别与电机21和室外换热器4的第二换热通道42并联以使散热器22内的冷却液选择性地流向电机21和第二换热通道42。可以理解的是，室外换热器4可以与室外环境进行换热，从而可以降低室外换热器4的第一换热通道41内制冷剂的温度，而散热器22同样具有散热效果，流经散热器22的冷却液温度降低后流向第二换热通道42，这样第一换热通道41内的制冷剂可以与第二换热通道42内的冷却液进行热交换，第一换热通道41内的制冷剂温度得以降低，等同于增加了室外换热器4的散热面积，以及提高了室外换热器4的换热效果，从而可以提高空调系统100的换热效率。
另外，散热器22内的冷却液还可以流向电机21，电机21属于工作发热部件，在制热模式下，冷却液可以带走电机21的一部分热量，然后流回散热器22，散热器22可以进一步地控制将带有温度的冷却液流向第二换热通道42，从而可以提高空调系统100的制热效率。
可选地，如图1和图2所示，电机21和第二换热通道42分别串联有水泵23。水泵23可以提供冷却液流动的动力，通过选择性地关闭两个水泵23，可以控制散热器22内的冷却液的流向，可以使得制冷剂循环系统10更好地符合电机21的工作环境，以及更好地符合空调系统100的工作模式。
进一步地，在散热器22表面温度低于10℃后，与电机21串联的水泵23关闭，与第二换热通道42串联的水泵23开启。由此，散热器22内的冷却液可以全部流向第二换热通道42，从而可以有效保证室外换热器4的换热效率，可以提升空调系统100的换热效率。
可选地，如图1和图2所示，散热器22的进口和出口处分别设置有连接电机21和第二换热通道42的三通阀二24。三通阀二24可以控制冷却液的流向，而且三通阀二24可以有效简化制冷剂循环系统10的布置管路，可以降低制冷剂循环系统10的布置难度。
根据本发明的一个优选实施例，如图1所示，室外换热器4内设置有电加热装置30。电加热装置30可以为电加热器。一旦室外换热器4发生结霜，而散热器22的换热量也不足以维持空调系统100运行制热时，电加热装置30启动，对室外换热器4进行除霜，从而能够实现空调系统100不间断工作，进而可以保证车辆驾驶舱内的热舒适性。
下面结合附图详细描述一下空调系统100的制冷模式和制热模式。
制冷模式：如图1所示，四通阀2的接口一201和接口四204连通，接口二202和接口三203连通，从压缩机1流出的制冷剂流向室外换热器4的第一换热通道41，然后流向第一中间换热器5，再通过膨胀阀9流向第二中间换热器6和室内换热器3，室内换热器3与驾驶舱进行换热以降低驾驶舱温度，然后制冷剂通过三通阀一7流向第一中间换热器5，最终流回压缩机1，完成制冷剂的循环。其中，在第一中间换热器5处，内层管路和外层管路中的制冷剂进行换热，从而可以提高空调系统100的制冷效率。
制热模式：如图2所示，四通阀2的接口一201与接口二202连通，接口三203和接口四204连通，从压缩机1流出的制冷剂流向室内换热器3，室内换热器3与驾驶舱进行热交换以提升驾驶舱温度，然后制冷剂流向第二中间换热器6和第一中间换热器5，再流向室外换热器4，然后通过四通阀2和三通阀一7流向第二中间换热器6，最终流回压缩机1，完成制冷剂的循环。其中，在第二中间换热器6处，内层管路和外层管路中的制冷剂进行换热，从而可以提高空调系统100的制热效率。
再说一下冷却液循环系统20，电机21和散热器22工作，电机21处的冷却液流向散热器22，散热器22处的冷却液分别流向第二换热通道42和电机21，第二换热通道42与第一换热通道41进行热交换，冷却液再流回到散热器22内。
其中，散热器22处还设置有风扇25。
根据本发明实施例的车辆，包括上述实施例的车辆的空调系统100。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车辆的空调系统，其特征在于，包括：
制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统包括：压缩机、四通阀、室内换热器和室外换热器，所述室外换热器包括第一换热通道和第二换热通道，所述四通阀分别连接所述压缩机、所述室内换热器和所述室外换热器的第一换热通道；
冷却液循环系统，所述冷却液循环系统包括：电机、散热器和所述室外换热器，所述散热器分别与所述电机和所述室外换热器的所述第二换热通道并联以使所述散热器内的冷却液选择性地流向所述电机和所述第二换热通道。
2.根据权利要求1所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述电机和所述第二换热通道分别串联有水泵。
3.根据权利要求2所述的车辆的空调系统，其特征在于，在所述散热器表面温度低于10℃后，与所述电机串联的所述水泵关闭，与所述第二换热通道串联的所述水泵开启。
4.根据权利要求1所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述室外换热器内设置有电加热装置。
5.根据权利要求1所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环系统还包括：第一中间换热器，所述第一中间换热器串联在所述第一换热通道和所述室内换热器之间，以及串联在所述四通阀和所述压缩机之间，其中，在制冷模式下，制冷剂通过所述第一中间换热器流向所述压缩机。
6.根据权利要求5所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环系统还包括：第二中间换热器，所述第二中间换热器串联在所述第一中间换热器和所述室内换热器之间，以及串联在所述四通阀和所述压缩机之间，其中，在制热模式下，制冷剂通过所述第二中间换热器流向所述压缩机。
7.根据权利要求6所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环系统还包括：三通阀，所述三通阀连接在所述四通阀、所述第一中间换热器和所述第二中间换热器之间。
8.根据权利要求7所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述第一中间换热器和所述压缩机之间以及所述第二中间换热器和所述压缩机之间分别设置有通断阀。
9.根据权利要求1所述的车辆的空调系统，其特征在于，所述散热器的进口和出口处分别设置有连接所述电机和所述第二换热通道的三通阀。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的空调系统。
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