CN107804142A - 一种热泵系统、电动汽车及其热泵控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵系统、电动汽车及其热泵控制方法，该系统包括：储液装置，以及分别与所述储液装置连接的第一冷媒系统和第二冷媒系统；其中，所述第一冷媒系统，用于使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；所述第二冷媒系统，用于在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。本发明的方案，可以克服现有技术中制冷能效低、环保性差和安全隐患大等缺陷，实现制冷能效高、环保性好和安全隐患小的有益效果。

Description

一种热泵系统、电动汽车及其热泵控制方法

技术领域

本发明属于热泵技术领域，具体涉及一种热泵系统、电动汽车及其热泵控制方法，尤其涉及一种双冷媒纯电动汽车热泵系统、以及具有该热泵系统的电动汽车。

背景技术

纯电动车，可以完全由动力蓄电池提供电力驱动；即车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。纯电动车的车内空间有限，要求空调结构紧凑，车用蒸发器和冷凝器尺寸与常规空调的相比较要偏小，使得车用空调难以达到较高性能运行，而车用空调耗电多时将会直接降低电动车行驶里程。因此，提高空调的效率对电动车行驶里程有重要意义。

随着车用冷媒的环保法规要求，高全球变暖系数值(GWP)冷媒会加剧全球变暖趋势，R134a(即一种中低温环保制冷剂，主要成分是1,1,1,2-四氟乙烷)将禁止在车用空调上使用，低GWP的环保冷媒将在车用空调上推广，如利用低GWP冷媒自然工质R744(即一种新型制冷剂，主要成分是二氧化碳)单级压缩系统制冷循环在高温环境下，系统制冷性能由于CO2固有物性会急速下降(例如：能效低于2.0)，使得其在车用空调系统使用受到限制，不利于环保冷媒的推广。此外R1234yf(即一种制冷剂，主要成分是氟代烯烃)冷媒由于价格高，供应少，具有可燃的安全隐患，难以被市场接受。

现有技术中，存在制冷能效低、环保性差和安全隐患大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种热泵系统、电动汽车及其热泵控制方法，以解决现有技术中单级压缩系统在高温环境下制冷能效低的问题，达到提升制冷能效的效果。

本发明提供一种热泵系统，包括：储液装置，以及分别与所述储液装置连接的第一冷媒系统和第二冷媒系统；其中，所述第一冷媒系统，用于使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；所述第二冷媒系统，用于在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。

可选地，其中，所述第一冷媒系统的数量为一个以上；和/或，所述第二冷媒系统的数量为一个以上；和/或，所述第一冷媒，包括：CO2；和/或，所述第二冷媒，包括：设定GWP的易燃或易爆冷媒；所述设定GWP的易燃或易爆冷媒，包括：R1234yf、R290、R152a中的至少之一；和/或，当所述第一冷媒包括CO2、且所述第二冷媒包括设定GWP的易燃或易爆冷媒时，所述第一冷媒系统，还用于在所述热泵系统出现撞击的情况下，使所述第一冷媒泄露以稀释所述第二冷媒或进行灭火。

可选地，所述第一冷媒系统，包括：第一压缩缸体、室内换热器、第一节流元件和第一室外换热器；所述储液装置，包括：第一冷媒流路；其中，所述第一压缩缸体的排气端，依次经所述室内换热器和所述第一节流元件后，连接至所述第一冷媒流路的第一连接端；所述第一冷媒流路的第二连接端，经所述第一室外换热器后连接至所述储液装置的进口；所述储液装置的出口，连接至所述第一压缩缸体的吸气端。

可选地，所述第一冷媒系统，还包括：四通阀；所述四通阀的第一连接端和所述四通阀的第三连接端，连接在所述室内换热器和所述第一室外换热器之间；所述四通阀的第二连接端，连接至所述储液装置的进口；所述四通阀的第四连接端，连接至所述第一压缩缸体的排气端。

可选地，所述第二冷媒系统，包括：第二压缩缸体、第二室外换热器和第二节流元件；所述储液装置，还包括：第二冷媒流路；其中，所述第二压缩缸体的排气端，依次经所述第二室内换热器和所述第二节流元件后，连接至所述第二冷媒流路的第二连接端；所述第二冷媒流路的第一连接端，连接至所述第二压缩缸体的吸气端。

可选地，其中，所述第一压缩缸体和所述第二压缩缸体，为单台压缩机中相互独立设置的两个或多个压缩缸体；或者，所述第一压缩缸体和所述第二压缩缸体，分别为两台压缩机中的单个或多个压缩缸体；和/或，所述第一节流元件、所述第二节流元件中的至少之一，包括：热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀中的至少之一。

可选地，所述储液装置，为紧凑式储液器或分体式储液组件。

可选地，所述分体式储液组件，包括：气液分离器和中间换热器；其中，所述气液分离器的进口，作为所述储液装置的进口；所述气液分离器的出口，作为所述储液装置的出口；所述中间换热器的第一换热管路，作为所述储液装置的第一冷媒流路；所述中间换热器的第二换热管路，作为所述储液装置的第二冷媒流路。

与上述系统相匹配，本发明另一方面提供一种电动汽车，包括：以上所述的热泵系统。

与上述电动汽车相匹配，本发明另一方面提供一种电动汽车的热泵控制方法，包括：通过所述第一冷媒系统，使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；通过所述第二冷媒系统，在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。

可选地，还包括：当所述第一冷媒包括CO2、且所述第二冷媒包括设定GWP的易燃或易爆冷媒时，在所述热泵系统出现撞击的情况下，还通过所述第一冷媒系统，使所述第一冷媒泄露以稀释所述第二冷媒或进行灭火。

本发明的方案，通过使第一冷媒的阀前温度通过第二冷媒蒸发侧降温，提高第一冷媒制冷循环效率，可以增强低GWP可燃性冷媒安全性，利于其在车用空调上推广。

进一步，本发明的方案，通过紧凑式储液器提高阀前换热效率，且减少部件所占空间。

由此，本发明的方案，通过采用双压缩缸形成双冷媒系统，使第一冷媒的阀前温度通过第二冷媒蒸发侧降温，提高第一冷媒制冷循环效率，解决现有技术中单级压缩系统在高温环境下制冷能效低的问题，从而，克服现有技术中制冷能效低、环保性差和安全隐患大的缺陷，实现制冷能效高、环保性好和安全隐患小的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的热泵系统(即双冷媒热泵系统)的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的热泵系统(即双冷媒热泵系统)的另一实施例的结构示意图；

图3为本发明的热泵系统(即双冷媒热泵系统)的再一实施例的结构示意图；

图4为本发明的热泵系统(即双冷媒热泵系统)的一实施例的车用空调制冷模式示意图；

图5为本发明的热泵系统(即双冷媒热泵系统)的一实施例的车用空调制热模式示意图；

图6为本发明的热泵系统(即双冷媒热泵系统)的一实施例的阀前温度与制冷热力循环示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-压缩机；A-第一压缩缸体；B-第二压缩缸体；2-四通阀；21-四通阀的第一连接端；22-四通阀的第二连接端；23-四通阀的第三连接端；24-四通阀的第四连接端；3-第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)；4-第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)；5-室内换热器(例如：车内侧换热器)；6-紧凑式储液器；61-第一冷媒流路；611-第一冷媒流路的第一连接端；612-第一冷媒流路的第二连接端；62-第二冷媒流路；621-第二冷媒流路的第一连接端；622-第二冷媒流路的第二连接端；7-第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)；8-第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)；9-中间换热器；91-第一换热管路；92-第二换热管路；10-气液分离器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种热泵系统。参见图1所示本发明的系统的一实施例的结构示意图。该热泵系统可以包括：储液装置，以及分别与所述储液装置连接的第一冷媒系统和第二冷媒系统。

其中，所述第一冷媒系统，可以用于使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；所述第二冷媒系统，可以用于在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。

例如：第一冷媒的阀前温度通过第二冷媒蒸发侧降温，提高第一冷媒制冷循环效率。

例如：引入更为高效的第二冷媒系统(能效Q2/W2>2.5)，为第一冷媒CO2的高温侧提供冷源，进行深度过冷，降低阀前温度，从而提高整个系统能效(例如：提高整个系统能效到第二能效比COP2)，并且将两套冷媒系统集中在一台压缩机上，分别采用独立的压缩缸体，使用整套系统更为紧凑，符合车用空调要求，可以参见图6所示的例子。

其中，第二能效比的计算式式子如下：

由此，通过分别与储液装置连接的第一冷媒系统和第二冷媒系统，可以通过第二冷媒系统对第一冷媒系统的高温侧降温，以提高第一冷媒系统的制冷效率，且环保性好。

在一个可选例子中，所述第一冷媒系统的数量为一个以上，和/或，所述第二冷媒系统的数量为一个以上。

由此，通过对不同数量的第一冷媒系统和第二冷媒系统进行适配设置，可以适用于多种场合，且使用灵活性好、通用性强。

在一个可选例子中，所述第一冷媒，可以包括：CO2。

例如：第一冷媒系统中，使用CO2作为冷媒。

由此，通过使用C02作为第一冷媒，一方面环保性好，另一方面还可以提升易燃或易爆冷媒使用的安全性。

在一个可选例子中，所述第二冷媒，可以包括：设定GWP的易燃或易爆冷媒。

例如：低GWP可燃性冷媒，可以用在第二冷媒系统中。

由此，通过使用低GWP的易燃或易爆冷媒，可以提升CO2冷媒的换热效率，而且和CO2冷媒结合使用还可以保障安全性。

可选地，所述设定GWP的易燃或易爆冷媒，可以包括：R1234yf、R290、R152a中的至少之一。

例如：低GWP可燃性冷媒，如R1234yf、R290(即一种新型环保制冷剂，主要成分为丙烷)、R152a(即一种制冷剂，主要成分为1,1-二氟乙烷)等。

由此，通过多种形式的易燃或易爆冷媒，使用灵活性好，通用性强。

在一个可选例子中，当所述第一冷媒可以包括CO2、且所述第二冷媒可以包括设定GWP的易燃或易爆冷媒时，所述第一冷媒系统，还可以用于在所述热泵系统出现撞击的情况下，使所述第一冷媒泄露以稀释所述第二冷媒或进行灭火。

例如：增强低GWP可燃性冷媒安全性，利于其在车用空调上推广。

例如：对于低GWP可燃性或易爆冷媒，若出现撞击，CO2同时泄露起到稀释或灭火效果，提高整车空调安全性。

由此，通过第一冷媒系统和第二冷媒系统的配合设置，可以提升易燃或易爆冷媒使用的安全性，适用范围广。

在一个可选例子中，所述第一冷媒系统，可以包括：第一压缩缸体A、室内换热器5、第一节流元件4和第一室外换热器3。所述储液装置，可以包括：第一冷媒流路61。

其中，所述第一压缩缸体A的排气端，依次经所述室内换热器5和所述第一节流元件4后，连接至所述第一冷媒流路61的第一连接端611。所述第一冷媒流路61的第二连接端612，经所述第一室外换热器3后连接至所述储液装置的进口。所述储液装置的出口，连接至所述第一压缩缸体A的吸气端。

由此，通过第一压缩缸体、室内换热器、第一节流元件和第一室外换热器的配合设置，可以使用CO2冷媒进行制冷或制热，结构简单，且可靠性高。

在一个可选例子中，所述第一冷媒系统，还可以包括：四通阀2。

其中，所述四通阀2的第一连接端21和所述四通阀2的第三连接端23，连接在所述室内换热器5和所述第一室外换热器3之间。所述四通阀2的第二连接端22，连接至所述储液装置的进口。所述四通阀2的第四连接端24，连接至所述第一压缩缸体A的排气端。

由此，通过四通阀的配合设置，可以使第一冷媒系统能够切换地进行制热或制冷，功能多，使用便捷性好，用户体验佳。

在一个可选例子中，所述第二冷媒系统，可以包括：第二压缩缸体B、第二室外换热器7和第二节流元件8。所述储液装置，还可以包括：第二冷媒流路62。

其中，所述第二压缩缸体B的排气端，依次经所述第二室内换热器5和所述第二节流元件8后，连接至所述第二冷媒流路62的第二连接端622。所述第二冷媒流路62的第一连接端621，连接至所述第二压缩缸体B的吸气端。

例如：参见图2所示的例子，本实施例的热泵系统，可以是第一双冷媒热泵系统。该第一双冷媒热泵系统，可以包括：压缩机1、四通阀2、第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3、第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4、室内换热器(例如：车内侧换热器)5、储液器6、第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7和第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8。

由此，通过第二压缩缸体、第二室外换热器和第二节流元件的适配设置，可以使用低GWP的易燃或易爆冷媒，对使用CO2冷媒的第一冷媒系统的高温侧进行降温，进而可以提升第一冷媒系统的换热效率，且可靠性高，用户的舒适性体验好。

可选地，所述第一压缩缸体A和所述第二压缩缸体B，为单台压缩机1中相互独立设置的两个或多个压缩缸体。

例如：单台压缩机采用独立双缸，分别对不同冷媒压缩，以一种低GWP冷媒制冷优势来弥补CO2冷媒高温制冷缺点。

例如：压缩机1带有第一压缩缸体A和第二压缩缸体B两个完全独立工作缸。

由此，通过使用单台压缩机中的独立双缸，可以节省空间，且压缩的同步性好，可靠性高。

可选地，所述第一压缩缸体A和所述第二压缩缸体B，分别为两台压缩机中的单个或多个压缩缸体。

由此，通过使用不同压缩机中的压缩机缸体，使用灵活、布局方便，可以适用于多种场合。

可选地，所述第一节流元件4、所述第二节流元件8中的至少之一，可以包括：热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀中的至少之一。

例如：第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4和第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8，也可以用其它节流元件。

例如：电子膨胀阀可用其它节流方式，如热力膨胀阀、毛细管、节流阀等。

由此，通过多种形式的节流元件，使用便捷性好，通用性强。

在一个可选例子中，所述储液装置，为紧凑式储液器6。

例如：紧凑式储液器提高阀前换热效率，且减少部件所占空间。

例如：紧凑式储液器进一步提高CO2高温时过冷效果，提高整车空调高温性能。

由此，通过紧凑式储液器提高第一冷媒系统中节流元件之前的冷媒换热效率，占用空间还小，使用便捷性好。

在一个可选例子中，所述储液装置，为分体式储液组件。

由此，通过分体式储液组件作为储液装置，使用便捷、且布局方便。

可选地，参见图3所示的例子，所述分体式储液组件，可以包括：气液分离器10和中间换热器9。

其中，所述气液分离器10的进口，作为所述储液装置的进口。所述气液分离器10的出口，作为所述储液装置的出口。所述中间换热器9的第一换热管路91，作为所述储液装置的第一冷媒流路61。所述中间换热器的第二换热管路92，作为所述储液装置的第二冷媒流路62。

在一个可选具体例子中，参见图3所示的例子，本实施例的热泵系统，可以是第二双冷媒热泵系统。该第二双冷媒热泵系统，可以包括：压缩机1、四通阀2、第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3、第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4、室内换热器(例如：车内侧换热器)5、气液分离器10、第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7、第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8和中间换热器9。

例如：不使用储液器6，使用气液分离器10也可以，但第一冷媒的阀前仍需一个换热器与第二冷媒的低温侧换热。

在一个可选具体例子中，参见图4所示的例子，车用空调制冷模式运行过程，可以包括：

1.1CO2冷媒制冷循环过程：

(1)CO2冷媒经压缩机第一压缩缸体A(即第一工作缸)压缩后得到高温高压超临界流体，通过2四通阀，再经过第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3换热，再通过储液器6冷凝过冷，提高节流前温度。

(2)过冷的冷媒，经第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4节流后形成气液两相低温冷媒，再进入室内换热器(例如：车内侧换热器)5蒸发换热，提供车内冷量。

(3)经四通阀2控制进入储液器，与内部换热器再换热，回到压缩机第一压缩缸体A低压侧，完成制冷循环。

1.2低GWP冷媒制冷循环过程：

(1)低GWP冷媒经压缩机第二压缩缸体B(即第二工作缸)后得到高温高压气体，再经过第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7冷凝换热过冷。

(2)经第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8节流后形成气液两相低温冷媒，再进入储液器6中间换热器蒸发换热，给CO2冷媒过冷。

(3)低温低压冷媒回到压缩机第二压缩缸体B低压侧，完成制冷循环。

在一个可选例子中，参见图5所示的例子，车用空调制热模式运行过程，可以包括：

2.1CO2冷媒制热循环过程：

(1)CO2冷媒经压缩机第一压缩缸体A(即第一工作缸)压缩后得到高温高压超临界流体，经四通阀2进入室内换热器(例如：车内侧换热器)5冷凝换热，提供车内热量。

(2)经室内换热器(例如：车内侧换热器)5冷凝换热后的冷媒，经第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4节流后，再进入储液器6，然后经第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3蒸发换热。

(3)经第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3蒸发换热后的冷媒，经四通阀2控制进入储液器6，与储液器6的内部换热器再换热，回到压缩机第一压缩缸体A低压侧，完成制冷循环。

2.2低GWP冷媒制热循环过程：

低GWP冷媒制热运行过程与制冷过程一样。

由此，通过气液分离器和中间换热器的配合设置，作为分体式储液组件，设置灵活性好，使用的便捷性和通用性都可以得到保障。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过使单台压缩机采用独立双缸，分别对不同冷媒压缩，以一种低GWP冷媒制冷优势来弥补CO2冷媒高温制冷缺点；紧凑式储液器进一步提高CO2高温时过冷效果，提高整车空调高温性能。

根据本发明的实施例，还提供了对应于热泵系统的一种电动汽车。该电动汽车可以包括：以上所述的热泵系统。

在一个可选例子中，在CO2跨临界系统制冷循环中，在高温工作环境时，由于阀前温度偏高以致蒸发器进口干度过大，导致制冷循环能效降低(例如：第一能效比COP1<2.0)。引入更为高效的第二冷媒系统(能效Q2/W2>2.5)，为第一冷媒CO2的高温侧提供冷源，进行深度过冷，降低阀前温度，从而提高整个系统能效(例如：提高整个系统能效到第二能效比COP2)，并且将两套冷媒系统集中在一台压缩机上，分别采用独立的压缩缸体，使用整套系统更为紧凑，符合车用空调要求，可以参见图6所示的例子。

其中，第二能效比的计算式式子如下：

在一个可选例子中，参见图2所示的例子，本实施例的热泵系统，可以是第一双冷媒热泵系统。该第一双冷媒热泵系统，可以包括：压缩机1、四通阀2、第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3、第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4、室内换热器(例如：车内侧换热器)5、储液器6、第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7和第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8。其中，压缩机1带有第一压缩缸体A和第二压缩缸体B两个完全独立工作缸。

可选地，第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4和第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8，也可以用其它节流元件。

在一个可选例子中，参见图3所示的例子，本实施例的热泵系统，可以是第二双冷媒热泵系统。该第二双冷媒热泵系统，可以包括：压缩机1、四通阀2、第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3、第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4、室内换热器(例如：车内侧换热器)5、气液分离器10、第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7、第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8和中间换热器9。其中，压缩机1带有第一压缩缸体A和第二压缩缸体B两个完全独立工作缸。

可选地，电子膨胀阀可用其它节流方式，如热力膨胀阀、毛细管、节流阀等。

可见，不使用储液器6，使用气液分离器10也可以，但第一冷媒的阀前仍需一个换热器与第二冷媒的低温侧换热。

在一个可选例子中，参见图4所示的例子，车用空调制冷模式运行过程，可以包括：

1.1CO2冷媒制冷循环过程：

(1)CO2冷媒经压缩机第一压缩缸体A(即第一工作缸)压缩后得到高温高压超临界流体，通过2四通阀，再经过第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3换热，再通过储液器6冷凝过冷，提高节流前温度。

(2)过冷的冷媒，经第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4节流后形成气液两相低温冷媒，再进入室内换热器(例如：车内侧换热器)5蒸发换热，提供车内冷量。

(3)经四通阀2控制进入储液器，与内部换热器再换热，回到压缩机第一压缩缸体A低压侧，完成制冷循环。

1.2低GWP冷媒制冷循环过程：

(1)低GWP冷媒经压缩机第二压缩缸体B(即第二工作缸)后得到高温高压气体，再经过第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7冷凝换热过冷。

(2)经第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8节流后形成气液两相低温冷媒，再进入储液器6中间换热器蒸发换热，给CO2冷媒过冷。

(3)低温低压冷媒回到压缩机第二压缩缸体B低压侧，完成制冷循环。

在一个可选例子中，参见图5所示的例子，车用空调制热模式运行过程，可以包括：

2.1CO2冷媒制热循环过程：

(1)CO2冷媒经压缩机第一压缩缸体A(即第一工作缸)压缩后得到高温高压超临界流体，经四通阀2进入室内换热器(例如：车内侧换热器)5冷凝换热，提供车内热量。

(2)经室内换热器(例如：车内侧换热器)5冷凝换热后的冷媒，经第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4节流后，再进入储液器6，然后经第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3蒸发换热。

(3)经第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3蒸发换热后的冷媒，经四通阀2控制进入储液器6，与储液器6的内部换热器再换热，回到压缩机第一压缩缸体A低压侧，完成制热循环。

2.2低GWP冷媒制热循环过程：

低GWP冷媒制热运行过程与制冷过程一样。制热模式下，低GWP冷媒系统是运行的，通过储液器可降低第一冷媒吸气温度，以致降低第一冷媒排气温度，以致于提高第一冷媒压缩效率。

由于本实施例的电动汽车所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图6所示的热泵系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过使第一冷媒的阀前温度通过第二冷媒蒸发侧降温，提高第一冷媒制冷循环效率；紧凑式储液器提高阀前换热效率，且减少部件所占空间；增强低GWP可燃性冷媒安全性，利于其在车用空调上推广。

根据本发明的实施例，还提供了对应于电动汽车的一种电动汽车的热泵控制方法。该电动汽车的热泵控制方法，可以包括：通过所述第一冷媒系统，使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；以及，通过所述第二冷媒系统，在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。

例如：第一冷媒的阀前温度通过第二冷媒蒸发侧降温，提高第一冷媒制冷循环效率。

例如：引入更为高效的第二冷媒系统(能效Q2/W2>2.5)，为第一冷媒CO2的高温侧提供冷源，进行深度过冷，降低阀前温度，从而提高整个系统能效(例如：提高整个系统能效到第二能效比COP2)，并且将两套冷媒系统集中在一台压缩机上，分别采用独立的压缩缸体，使用整套系统更为紧凑，符合车用空调要求，可以参见图6所示的例子。

其中，第二能效比的计算式式子如下：

在一个可选具体例子中，参见图3所示的例子，本实施例的热泵系统，可以是第二双冷媒热泵系统。该第二双冷媒热泵系统，可以包括：压缩机1、四通阀2、第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3、第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4、室内换热器(例如：车内侧换热器)5、气液分离器10、第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7、第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8和中间换热器9。

例如：不使用储液器6，使用气液分离器10也可以，但第一冷媒的阀前仍需一个换热器与第二冷媒的低温侧换热。

在一个可选具体例子中，参见图4所示的例子，车用空调制冷模式运行过程，可以包括：

1.1CO2冷媒制冷循环过程：

(1)CO2冷媒经压缩机第一压缩缸体A(即第一工作缸)压缩后得到高温高压超临界流体，通过2四通阀，再经过第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3换热，再通过储液器6冷凝过冷，提高节流前温度。

(2)过冷的冷媒，经第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4节流后形成气液两相低温冷媒，再进入室内换热器(例如：车内侧换热器)5蒸发换热，提供车内冷量。

(3)经四通阀2控制进入储液器，与内部换热器再换热，回到压缩机第一压缩缸体A低压侧，完成制冷循环。

1.2低GWP冷媒制冷循环过程：

(1)低GWP冷媒经压缩机第二压缩缸体B(即第二工作缸)后得到高温高压气体，再经过第二室外换热器(例如：第二车外侧换热器)7冷凝换热过冷。

(2)经第二节流元件(例如：第二电子膨胀阀)8节流后形成气液两相低温冷媒，再进入储液器6中间换热器蒸发换热，给CO2冷媒过冷。

(3)低温低压冷媒回到压缩机第二压缩缸体B低压侧，完成制冷循环。

在一个可选例子中，参见图5所示的例子，车用空调制热模式运行过程，可以包括：

2.1CO2冷媒制热循环过程：

(1)CO2冷媒经压缩机第一压缩缸体A(即第一工作缸)压缩后得到高温高压超临界流体，经四通阀2进入室内换热器(例如：车内侧换热器)5冷凝换热，提供车内热量。

(2)经室内换热器(例如：车内侧换热器)5冷凝换热后的冷媒，经第一节流元件(例如：第一电子膨胀阀)4节流后，再进入储液器6，然后经第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3蒸发换热。

(3)经第一室外换热器(例如：第一车外侧换热器)3蒸发换热后的冷媒，经四通阀2控制进入储液器6，与储液器6的内部换热器再换热，回到压缩机第一压缩缸体A低压侧，完成制冷循环。

2.2低GWP冷媒制热循环过程：

低GWP冷媒制热运行过程与制冷过程一样。

由此，通过分别与储液装置连接的第一冷媒系统和第二冷媒系统，可以通过第二冷媒系统对第一冷媒系统的高温侧降温，以提高第一冷媒系统的制冷效率，且环保性好。

在一个可选实施方式中，还可以包括：当所述第一冷媒包括CO2、且所述第二冷媒包括设定GWP的易燃或易爆冷媒时，在所述热泵系统出现撞击的情况下，还通过所述第一冷媒系统，使所述第一冷媒泄露以稀释所述第二冷媒或进行灭火。

例如：增强低GWP可燃性冷媒安全性，利于其在车用空调上推广。

例如：对于低GWP可燃性或易爆冷媒，若出现撞击，CO2同时泄露起到稀释或灭火效果，提高整车空调安全性。

由此，通过第一冷媒系统和第二冷媒系统的配合设置，可以提升易燃或易爆冷媒使用的安全性，适用范围广。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电动汽车的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过采用第一冷媒系统和第二冷媒系统，在制冷模式下使第二冷媒系统对第一冷媒系统高温侧降温，可提高制冷能效；对于低GWP可燃性或易爆冷媒，若出现撞击，CO2同时泄露起到稀释或灭火效果，提高整车空调安全性。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种热泵系统，其特征在于，包括：储液装置，以及分别与所述储液装置连接的第一冷媒系统和第二冷媒系统；其中，

所述第一冷媒系统，用于使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；

所述第二冷媒系统，用于在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，

所述第一冷媒系统的数量为一个以上；和/或，

所述第二冷媒系统的数量为一个以上；

和/或，

所述第一冷媒，包括：CO2；和/或，

所述第二冷媒，包括：设定GWP的易燃或易爆冷媒；所述设定GWP的易燃或易爆冷媒，包括：R1234yf、R290、R152a中的至少之一；

和/或，

当所述第一冷媒包括CO2、且所述第二冷媒包括设定GWP的易燃或易爆冷媒时，

所述第一冷媒系统，还用于在所述热泵系统出现撞击的情况下，使所述第一冷媒泄露以稀释所述第二冷媒或进行灭火。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一冷媒系统，包括：第一压缩缸体(A)、室内换热器(5)、第一节流元件(4)和第一室外换热器(3)；

所述储液装置，包括：第一冷媒流路(61)；

其中，

所述第一压缩缸体(A)的排气端，依次经所述室内换热器(5)和所述第一节流元件(4)后，连接至所述第一冷媒流路(61)的第一连接端(611)；

所述第一冷媒流路(61)的第二连接端(612)，经所述第一室外换热器(3)后连接至所述储液装置的进口；

所述储液装置的出口，连接至所述第一压缩缸体(A)的吸气端。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一冷媒系统，还包括：四通阀(2)；

所述四通阀(2)的第一连接端(21)和所述四通阀(2)的第三连接端(23)，连接在所述室内换热器(5)和所述第一室外换热器(3)之间；

所述四通阀(2)的第二连接端(22)，连接至所述储液装置的进口；

所述四通阀(2)的第四连接端(24)，连接至所述第一压缩缸体(A)的排气端。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述第二冷媒系统，包括：第二压缩缸体(B)、第二室外换热器(7)和第二节流元件(8)；

所述储液装置，还包括：第二冷媒流路(62)；

其中，

所述第二压缩缸体(B)的排气端，依次经所述第二室内换热器(5)和所述第二节流元件(8)后，连接至所述第二冷媒流路(62)的第二连接端(622)；

所述第二冷媒流路(62)的第一连接端(621)，连接至所述第二压缩缸体(B)的吸气端。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，其中，

所述第一压缩缸体(A)和所述第二压缩缸体(B)，为单台压缩机(1)中相互独立设置的两个或多个压缩缸体；或者，

所述第一压缩缸体(A)和所述第二压缩缸体(B)，分别为两台压缩机中的单个或多个压缩缸体；

和/或，

所述第一节流元件(4)、所述第二节流元件(8)中的至少之一，包括：热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀中的至少之一。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述储液装置，为紧凑式储液器(6)或分体式储液组件。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述分体式储液组件，包括：气液分离器(10)和中间换热器(9)；其中，

所述气液分离器(10)的进口，作为所述储液装置的进口；

所述气液分离器(10)的出口，作为所述储液装置的出口；

所述中间换热器(9)的第一换热管路(91)，作为所述储液装置的第一冷媒流路(61)；

所述中间换热器的第二换热管路(92)，作为所述储液装置的第二冷媒流路(62)。

9.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求1-8中任一项所述的热泵系统。

10.一种如权利要求9所述的电动汽车的热泵控制方法，其特征在于，包括：

通过所述第一冷媒系统，使用第一冷媒，运行于制冷模式或制热模式；

通过所述第二冷媒系统，在所述第一冷媒系统运行于所述制冷模式的情况下，使用第二冷媒，通过所述储液装置与所述第一冷媒系统进行热交换，以对所述第一冷媒系统的高温侧进行降温。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述第一冷媒包括CO2、且所述第二冷媒包括设定GWP的易燃或易爆冷媒时，

在所述热泵系统出现撞击的情况下，还通过所述第一冷媒系统，使所述第一冷媒泄露以稀释所述第二冷媒或进行灭火。