CN108859654A - 汽车热泵空调系统及汽车热泵空调总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车热泵空调系统及汽车热泵空调总成。该系统包括：依次相连并形成回路的压缩机、冷凝器和用于对乘员舱进行制冷或制热的蒸发器；其中，压缩机的输出端设有输出三通阀，其第一出口与冷凝器的第一输送端相连通，输出三通阀的第二出口与蒸发器的第三输送端相连通；压缩机的输入端设有输入三通阀，其第一进口与蒸发器的第三输送端相连通，输入三通阀的第二进口与冷凝器的第一输送端相连通。本发明通过压缩机的输入端设置的输入三通阀和压缩机的输出端设置的输出三通阀，改变了空调系统的管路，在不改变压缩机的正常工作以及其他汽车部件的情况下，以使在制热工况时蒸发器内的冷媒冷凝放热，通过该系统实现乘员舱内升温制热的功能。

Description

汽车热泵空调系统及汽车热泵空调总成

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种汽车热泵空调系统及汽车热泵空调总成。

背景技术

国内电动汽车厂商一般选择由直流电机驱动的压缩机空调，用于对车内舱室、电池、电机、电机控制器、DC-DC等的冷却，使之维持在较好的温度范围内。

参见图1，由于没有燃油汽车发动机工作时产生的余热，电动汽车上的制热则一般通过PTC加热器1′（正温度系数电子加热器）等电直接加热的方式实现，即采用PTC陶瓷发热元件与铝管组成，该类型PTC发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器。通过PTC加热的方式虽然可以满足车内的制热需求，但由于PTC的制热效率小于1即制热效率低，在制热的过程中消耗了较多的电动汽车上储能系统所储存的电能，在续航能力里程较短的寒冷季节，将进一步缩短电动汽车的续航里程。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种汽车热泵空调系统及汽车热泵空调总成，旨在解决现有车辆制热耗能多导致电动汽车在寒冷季节续航里程缩短的问题。

一方面，本发明提出了一种汽车热泵空调系统，该系统包括：依次相连并形成回路的压缩机、冷凝器和用于对乘员舱进行制冷或制热的蒸发器；其中，所述压缩机的输出端设有输出三通阀，其第一出口与所述冷凝器的第一输送端相连通，所述输出三通阀的第二出口与所述蒸发器的第三输送端相连通；所述压缩机的输入端设有输入三通阀，其第一进口与所述蒸发器的第三输送端相连通，所述输入三通阀的第二进口与所述冷凝器的第一输送端相连通；在乘员舱制冷工况时所述压缩机输出的高温高压冷媒蒸汽流动至所述冷凝器的第一输送端，以使所述冷凝器输出的冷媒液体在所述蒸发器内吸热，并循环流动至所述压缩机内；在乘员舱制热工况时所述压缩机输出的高温高压冷媒蒸汽流动至所述蒸发器的第三输送端，以使高温高压冷媒蒸汽在所述蒸发器内放热，并在所述冷凝器吸热后循环流动至所述压缩机内。

进一步地，上述汽车热泵空调系统，所述蒸发器处设有蒸发器风扇，用于强化所述蒸发器的换热并将所述蒸发器周围换热后的空气吹送至乘员舱内；和/或，所述冷凝器处设有冷凝器风扇，用于强化所述冷凝器的换热。

进一步地，上述汽车热泵空调系统，所述冷凝器与所述蒸发器之间设有节流阀，用于降低冷媒的压力。

进一步地，上述汽车热泵空调系统，所述冷凝器与所述蒸发器之间设有储液罐，用于存储冷媒。

本发明提供的汽车热泵空调系统，通过压缩机的输入端设置的输入三通阀和压缩机的输出端设置的输出三通阀，改变了空调系统的管路，在不改变压缩机的正常工作以及其他汽车部件的情况下，以使在制热工况时蒸发器内的冷媒冷凝放热，通过该系统实现乘员舱内升温制热的功能。由于热泵空调制热的效率大于3，即制热能效比cop=制热量/消耗的电量＞3，相对于现有技术中用电直接加热的方式相比，该汽车热泵空调系统极大地提高汽车加热装置的制热效率，进而有效地减少了汽车制热辅助装置的耗电量，从而提高电动汽车续航里程。

另一方面，本发明还提出了一种汽车热泵空调总成，设置有上述汽车热泵空调系统。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，该总成还包括：还包括：电池箱换热系统；其中，电池箱换热系统包括依次相连并形成回路的电池箱、电池箱水泵和热交换器；所述热交换器的第五输送端和所述蒸发器的第三输送端均与所述输入三通阀的第一进口相连通；所述热交换器的第六输送端和所述蒸发器的第四输送端均与所述冷凝器的第二输送端相连通；所述热交换器的第五输送端与所述输入三通阀的第一进口之间和/或所述蒸发器的第三输送端与所述输入三通阀的第一进口之间设有调向阀；在乘员舱换热工况时，冷媒在所述蒸发器内换热以对乘员舱进行制冷或制热；在电池箱换热工况时，冷媒在所述热交换器内与所述电池箱水泵输出的冷却液进行热交换，以使热交换后的冷却液对所述电池箱进行升降温。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，所述调向阀包括：第一电磁阀和第二电磁阀；其中，所述第一电磁阀设置于所述热交换器的第五输送端与所述输入三通阀的第一进口之间，所述第二电磁阀设置于所述蒸发器的第三输送端与所述输入三通阀的第一进口之间。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，所述热交换器与所述电池箱之间设置有换向三通阀；所述换向三通阀的出口与所述热交换器相连通，所述换向三通阀的第一进口通过管路与所述电池箱相连通，所述换向三通阀的第二进口通过电池箱散热器与所述电池箱相连通，用于在常温环境下通过所述电池箱散热器对所述电池箱进行散热降温。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，所述电池箱散热器处设有第一散热器风扇，用于强化所述电池箱散热器的散热。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，该总成还包括：还包括：用电器换热系统；其中，所述用电器换热系统包括依次相连并形成回路的用电器、用电器水泵和用电器散热器；所述用电器水泵输出的冷却液流动至所述用电器的管路内对所述用电器进行换热降温，换热后的冷却液流动至所述冷凝器以通过所述冷凝器对冷却液进行降温。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，所述用电器散热器与所述冷凝器相邻，用于使得所述冷凝器在制热工况中吸收所述用电器产生的废热。

进一步地，上述汽车热泵空调总成，所述用电器散热器处设有第二散热器风扇，用于强化所述用电器散热器的散热。

由于汽车热泵空调系统具有上述效果，所以具有该汽车热泵空调系统的汽车热泵空调总成也具有相应的技术效果。

进一步地，该总成中的电池箱换热系统并联至汽车热泵空调系统的管路中，通过输出三通阀和输入三通阀更改冷媒的流动方向，以此使得电池箱换热系统中的热交换器进行吸热或放热，进而通过热泵空调的方式对电池箱进行制热或制冷，以便实现对电池箱的升降温。与现有技术中用电直接加热的方式相比，该汽车热泵空调总成进一步提高汽车加热装置的制热效率，进而进一步减少了汽车制热辅助装置的耗电量，从而进一步提高电动汽车续航里程。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中汽车空调总成的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的汽车热泵空调总成的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

汽车热泵空调系统实施例：

参见图2，其为本发明实施例提供的汽车热泵空调总成的结构示意图，如图所示，汽车热泵空调系统1包括：压缩机11、冷凝器12、用于对乘员舱进行制冷或制热的蒸发器13、储液罐16和节流阀17；其中，压缩机11、冷凝器12、储液罐16、节流阀17和蒸发器13依次相连并形成回路，以便形成空调系统的冷媒循环回路，进而通过冷媒在蒸发器13内换热以对乘员舱进行制冷或制热；节流阀17设置于冷凝器12与蒸发器13之间，通过控制冷媒的流动量降低节流阀17输出的冷媒的压力，使得输入的高压冷媒液体变换为低压冷媒液体，进而减小冷媒的蒸发温度，从而可以控制蒸发器13或冷凝器12的温度；储液罐16用于存储该系统中循环使用的冷媒，以便该系统持续循环进行吸放热，以便对乘员舱进行制冷或制热。

继续参见图2，压缩机11的输出端a设有输出三通阀14即输出三通阀14的进口c与压缩机11的输出端a相连通，其第一出口d与冷凝器12的第一输送端f相连通，输出三通阀14的第二出口e与蒸发器13的第三输送端h相连通；压缩机11的输入端b设有输入三通阀15即输入三通阀15的出口l与压缩机11的输入端b相连通，输入三通阀15的第一进口j与蒸发器13的第三输送端h相连通，输入三通阀15的第二进口k与冷凝器12的第一输送端f相连通。输出三通阀14和输入三通阀15均为二位三通电磁阀，以便调整该系统中冷媒的流动方向。在乘员舱制冷工况时，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第一出口d相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第一进口j相连通，压缩机11输出的高温高压冷媒蒸汽流动至冷凝器12的第一输送端f，以使冷凝器12输出的冷媒液体在蒸发器13内吸热，并循环流动至压缩机11内；在乘员舱制热工况时，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第二出口e相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第二进口k相连通，压缩机11输出的高温高压冷媒蒸汽流动至蒸发器13的第三输送端h，以使高温高压冷媒蒸汽在蒸发器13内放热，并在冷凝器12吸热后循环流动至压缩机11内。也就是说，该汽车热泵空调系统1利用热泵空调方法，即向热泵机组输入一定电能驱动压缩机作功，使机组中的工质如R22、R134a反复发生蒸发吸热和冷凝放热的物理相变过程，就能实现空间上的热量交换和传递转移，同时具备加热和制冷功能，设计先进的热泵空调，制热时制热能效比cop在4.0以上，制冷时制冷能效比eep在5.0以上，最高可达7.1。

继续参见图2，蒸发器13处设有蒸发器风扇19，用于通过增大蒸发器13周围空气的流动速度以便增大蒸发器13周围换热的空气量，以便强化蒸发器13的换热即增大该系统的制热或制冷效率，并将蒸发器13周围换热后的空气吹送至乘员舱内，进而使得乘员舱内的气温升高或降低，即通过蒸发器风扇19将蒸发器13周围与蒸发器13内冷媒进行热交换的空气吹到乘员舱内。冷凝器12处设有冷凝器风扇18，用于通过增大蒸发器13周围空气的流动速度以便增大蒸发器13周围换热的空气量，强化冷凝器12的换热即增大该系统的制热或制冷效率。

继续参见图2，该系统的工作过程：

在乘员舱制冷工况时，乘员舱温度过高，需要制冷时，VCU控制压缩机11、冷凝器风扇18和蒸发器风扇19开启，同时控制，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第一出口d相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第一进口j相连通。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽，高温高压冷媒蒸汽经输出三通阀14自输出三通阀14的第一出口d和冷媒器2的第一输送端f流动至冷凝器12内，使得高温高压冷媒蒸汽通过冷凝器12冷凝为冷媒液体，并放出凝结热，此时冷凝器风扇18吹风以及行车过程中产生的气流强化冷凝器12的散热；冷媒液体自冷凝器12的第二输送端g输出后，依次经过储液罐16和节流阀17产生低压冷媒液体；低压冷媒液体自蒸发器13的第四输送端i输入至蒸发器13内，蒸发器13借助低压冷媒液体的蒸发从蒸发器13周围的空气中吸收热量，以便降低蒸发器13周围空气的温度以便对乘员舱进行降温即制冷，获取低温空气，蒸发器风扇19吹风以加强蒸发器13的吸热并将冷风吹到乘员舱即将获取的低温空气吹送至乘员舱内；蒸发器13吸热后产生低压冷媒蒸汽，并自蒸发器13的第三输送端h自输入三通阀15的第一进口j流动至输入三通阀15内后，通过输入三通阀15的出口l循环流动至压缩机11内重复上述过程；

在乘员舱制热工况时，乘员舱温度过低，需要加热时，VCU控制压缩机11、冷凝器风扇18和蒸发器风扇19开启，同时控制输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第二出口e相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第二进口k相连通。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽，高温高压冷媒蒸汽经输出三通阀14自输出三通阀14的第二出口e和蒸发器13的第三输送端h流动至蒸发器13内，使得高温高压冷媒蒸汽通过蒸发器13冷凝为冷媒液体，并放出凝结热以便传导至空气内，以便使得乘员舱内的空气升温，此时蒸发器风扇19吹风以加强蒸发器13的放热和传热并将热风吹到乘员舱即将高温空气吹送至乘员舱内，以提高乘员舱升温的效率；冷媒液体自蒸发器13的第四输送端i输出后，依次经过节流阀17和储液罐16产生低压冷媒液体；低压冷媒液体自冷凝器12的第二输送端g输入至冷凝器12内，冷凝器12借助低压冷媒液体的蒸发从冷凝器12周围的空气中吸收热量产生低压冷媒蒸汽，此时冷媒通过冷凝器12吸收空气中的热量，冷凝器风扇18吹风以及行车过程中产生的气流用于强化冷凝器12的吸热；低压冷媒蒸汽并自冷凝器12的第一输送端f自输入三通阀15的第二进口k流动至输入三通阀15内后，通过输入三通阀15的出口l循环流动至压缩机11内重复上述过程。

综上，本实施例提供的汽车热泵空调系统，通过压缩机11的输入端b设置的输入三通阀15和压缩机11的输出端a设置的输出三通阀14，改变了空调系统的管路，在不改变压缩机11的正常工作以及其他汽车部件的情况下，以使在制热工况时蒸发器13内的冷媒冷凝放热，通过该系统实现乘员舱内升温制热的功能。由于热泵空调制热的效率大于3，即制热cop=制热量/消耗的电量＞3，相对于现有技术中用电直接加热的方式相比，该汽车热泵空调系统极大地提高汽车加热装置的制热效率，进而有效地减少了汽车制热辅助装置的耗电量，从而提高电动汽车续航里程。

汽车热泵空调总成实施例：

本实施例还提出了一种汽车热泵空调总成，继续参见图2，该汽车热泵空调总成包括：上述汽车热泵空调系统1、电池箱换热系统2和用电器换热系统3；其中，

上设置有上述汽车热泵空调系统1。其中，汽车热泵空调系统1的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

继续参见图2，电池箱换热系统2包括电池箱21、电池箱水泵22和热交换器23，三者依次相连并形成回路，也就是说热交换器23的进口端o与热交换器23的输出端相连通，热交换器23的出口端p与电池箱水泵22的进口端端相连通，以便实现冷却液的循坏且通过冷却液对电池箱21进行热交换。热交换器23的第五输送端m和蒸发器13的第三输送端h均与输入三通阀15的第一进口j相连通，即热交换器23的第五输送端m与输入三通阀15的第一进口j相连通，同时，蒸发器13的第三输送端h与输入三通阀15的第一进口j相连通；热交换器23的第六输送端n和蒸发器3的第四输送端i均与冷凝器2的第二输送端g相连通，即热交换器23的第六输送端n与冷凝器2的第二输送端g相连通，同时，蒸发器3的第四输送端i与冷凝器2的第二输送端g相连通；也就是说，热交换器23与蒸发器3并联至回路中。为进一步保证冷媒的流动方向，热交换器23的第五输送端m与输入三通阀15的第一进口j之间和/或蒸发器3的第三输送端h与输入三通阀15的第一进口j之间设有调向阀；在乘员舱换热工况时乘员舱制冷和制热工况，冷媒在蒸发器13内换热以对乘员舱进行制冷或制热；在电池箱换热工况时即电池箱制冷和制热工况时，冷媒在热交换器23内与电池箱水泵22输出的冷却液进行热交换，以使热交换后的冷却液对电池箱21进行升降温。其中，调向阀可通过输入三通阀15的第一进口j、蒸发器3的第三输送端h和热交换器23的第五输送端m之间的三通阀实现，也可以通过两个电磁阀实现，即调向阀包括：第一电磁阀10和第二电磁阀24，第一电磁阀10设置于热交换器23的第五输送端m与输入三通阀15的第一进口j之间，第二电磁阀24设置于蒸发器13的第三输送端h与输入三通阀15的第一进口j之间，以便在电池箱换热工况时第一电磁阀10关闭即蒸发器13与压缩机11之间的管路关闭，第二电磁阀24开启即热交换器23与压缩机11之间的管路导通，以便压缩机11、冷凝器12和热交换器23之间依次连接并形成回路，冷媒在热交换器23中与电池箱换热系统2中的冷却液热交换，以使电池箱水泵22输出的冷却液在电池箱换热系统2的管路中循环，在电池箱21的水路中与电池箱21进行热交换，达到对电池箱21升降温的作用；在乘员舱换热工况时第一电磁阀10开启即蒸发器13与压缩机11之间的管路导通，第二电磁阀24关闭即热交换器23与压缩机11之间的管路关闭，以便使得蒸发器3作用对乘员舱进行制冷或制热。

继续参见图2，热交换器23与电池箱21之间设置有换向三通阀25，换向三通阀25的出口q与热交换器23相连通，换向三通阀25的第一进口r通过管路与电池箱21相连通，换向三通阀25的第二进口s通过电池箱散热器26与电池箱21相连通，用于在常温环境下通过电池箱散热器26对电池箱21进行散热降温，进而在常温环境下仅通过电池箱散热器26将冷却液在电池箱21内吸收的热量散热至空气中，进而避免电池箱21在常温环境下高温以避免电池箱21的损坏。优选地，电池箱散热器26设有电池箱散热器风扇（图中未示出），以便通过电池箱散热器风扇吹风以及行车过程产生的气流加强电池箱散热器26的散热。

继续参见图2，用电器换热系统3包括用电器31、用电器水泵32和用电器散热器33，三者依次相连并形成回路。用电器31为电机、电机控制器、DC-DC（直流电压转换器）等用电器部分，其一般不需要加热功能，仅需有高温散热功能。当用电器31的温度过高超限时，用电器水泵32开启，冷却液在管路中循环并在用电器换热系统的水道中流动并带走热量，达到散热降温功能；冷却液在水道中吸热，温度升高后（不得超过60℃）在用电器散热器33将热量散到空气中，温度下降恢复原状。优选地，用电器散热器33位于汽车前机舱。进一步优选地，用电器散热器33与汽车热泵空调系统1的冷凝器12相邻，以便在电池箱制热工况或乘员舱制热工况中冷凝器12吸收用电器31产生的废热，进而提高热量的利用率，进一步减小汽车制热辅助装置的耗电量，从而提高电动汽车续航里程。

进一步优选地，用电器散热器33设有用电器散热器风扇（图中未示出），以便通过用电器散热器风扇吹风以及行车过程产生的气流加强用电器散热器33的散热。

本实施例的工作过程为：

用电器散热时，当用电器31的温度过高超限时，VCU（整车控制器）控制用电器换热系统的用电器水泵32开启，冷却液开始在管路中循环，冷却液在用电器31的水道中流动并带走热量，达到散热降温功能。冷却液在水道中吸热，温度升高后（不得超过60℃）在位于汽车前机舱的用电器散热器33中将热量散到空气中，温度下降恢复原状。在此过程中，用电器散热器风扇吹风以及行车过程中产生的气流用于强化用电器散热器33的散热；

在乘员舱制冷工况时即炎热环境下，乘员舱温度过高，需要制冷时，VCU控制压缩机11、冷凝器风扇18和蒸发器风扇19开启，同时控制第一电磁阀10开启且第二电磁阀24关闭，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第一出口d相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第一进口j相连通。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽，高温高压冷媒蒸汽经输出三通阀14自输出三通阀14的第一出口d和冷媒器2的第一输送端f流动至冷凝器12内，使得高温高压冷媒蒸汽通过冷凝器12冷凝为冷媒液体，并放出凝结热，此时冷凝器风扇18吹风以及行车过程中产生的气流强化冷凝器12的散热；冷媒液体自冷凝器12的第二输送端g输出后，依次经过储液罐16和节流阀17产生低压冷媒液体；低压冷媒液体自蒸发器13的第四输送端i输入至蒸发器13内，蒸发器13借助低压冷媒液体的蒸发从蒸发器13周围的空气中吸收热量，以便降低蒸发器13周围空气的温度以便对乘员舱进行降温即制冷，获取低温空气，蒸发器风扇19吹风以加强蒸发器13的吸热并将冷风吹到乘员舱即将获取的低温空气吹送至乘员舱内；蒸发器13吸热后产生低压冷媒蒸汽，并自蒸发器13的第三输送端h自输入三通阀15的第一进口j流动至输入三通阀15内后，循环流动至压缩机11内重复上述过程；

在乘员舱制热工况时即寒冷环境下，乘员舱温度过低，需要加热时，VCU控制压缩机11、冷凝器风扇18和蒸发器风扇19开启，同时控制第一电磁阀10开启且第二电磁阀24关闭，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第二出口e相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第二进口k相连通。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽，高温高压冷媒蒸汽经输出三通阀14自输出三通阀14的第二出口e和蒸发器13的第三输送端h流动至蒸发器13内，使得高温高压冷媒蒸汽通过蒸发器13冷凝为冷媒液体，并放出凝结热以便传导至空气内，以便使得乘员舱内的空气升温，此时蒸发器风扇19吹风以加强蒸发器13的放热和传热并将热风吹到乘员舱即将高温空气吹送至乘员舱内，以提高乘员舱升温的效率；冷媒液体自蒸发器13的第四输送端i输出后，依次经过节流阀17和储液罐16产生低压冷媒液体；低压冷媒液体自冷凝器12的第二输送端g输入至冷凝器12内，冷凝器12借助低压冷媒液体的蒸发从冷凝器12周围的空气中吸收热量产生低压冷媒蒸汽，此时冷媒通过冷凝器12吸收空气中的热量，冷凝器风扇18吹风以及行车过程中产生的气流用于强化冷凝器12的吸热；低压冷媒蒸汽并自冷凝器12的第一输送端f自输入三通阀15的第二进口k流动至输入三通阀15内后，循环流动至压缩机11内重复上述过程；

在电池箱制冷工况时即炎热环境下，电池箱21温度过高，需要制冷时，VCU控制压缩机11、冷凝器风扇18和电池箱水泵22开启，同时控制第一电磁阀10关闭且第二电磁阀24开启，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第一出口d相连通且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第一进口j相连通，并且，换向三通阀25的出口q与换向三通阀25的第一进口r相连通。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽。高温高压冷媒蒸汽经输出三通阀14自输出三通阀14的第一出口d和冷媒器2的第一输送端f流动至冷凝器12内，使得高温高压冷媒蒸汽通过冷凝器12冷凝为冷媒液体，并放出凝结热，此时冷凝器风扇18吹风以及行车过程中产生的气流强化冷凝器12的散热；冷媒液体自冷凝器12的第二输送端g输出后，依次经过储液罐16和节流阀17产生低压冷媒液体；低压冷媒液体自热交换器23的第六输送端n输入至热交换器23内，与热交换器23内的冷却液进行热交换吸收冷却液的热量，降温后的冷却液在电池箱换热系统2的管路中循环，在电池箱21的水路中吸收电池箱21的热量，达到对电池箱21降温的作用；低压冷媒液体在热交换器23吸收热量后产生低压冷媒蒸汽，并自蒸发器13的第三输送端h自输入三通阀15的第一进口j流动至输入三通阀15内后，循环流动至压缩机11内重复上述过程；

在电池箱制热工况时即寒冷环境下，电池箱21温度过低，需要加热时，VCU控制压缩机11、冷凝器风扇18和电池箱水泵22开启，同时控制第一电磁阀10关闭且第二电磁阀24开启，输出三通阀14的进口c与输出三通阀14的第二出口e相连通，且输入三通阀15的出口l与输入三通阀15的第二进口k相连通，并且，换向三通阀25的出口q与换向三通阀25的第一进口r相连通。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽。压缩机11对输入的低温低压冷媒蒸汽进行压缩产生高温高压冷媒蒸汽，高温高压冷媒蒸汽经输出三通阀14自输出三通阀14的第二出口e和热交换器23的第五输送端m流动至热交换器23内，使得高温高压冷媒蒸汽在热交换器23内与热交换器23内的冷却液进行热交换对冷却液进行加热即热量传给冷却液，升温后的冷却液在电池箱水泵22的作用下流进电池箱21的水路内，并将热量传给电池箱21，达到对电池箱21进行加热的作用；高温高压冷媒蒸汽放热产生冷媒液体自热交换器23的第六输送端n输出后，依次经过节流阀17和储液罐16产生低压冷媒液体；低压冷媒液体自冷凝器12的第二输送端g输入至冷凝器12内，冷凝器12借助低压冷媒液体的蒸发从冷凝器12周围的空气中吸收热量产生低压冷媒蒸汽，此时冷媒通过冷凝器12吸收空气中的热量，冷凝器风扇18吹风以及行车过程中产生的气流用于强化冷凝器12的吸热；低压冷媒蒸汽并自冷凝器12的第一输送端f自输入三通阀15的第二进口k流动至输入三通阀15内后，循环流动至压缩机11内重复上述过程；

在电池箱散热工况时即常温环境下，在电池箱21充放电过程中，当电池箱21的温度过高，需要冷却时，VCU控制电池箱散热器风扇和电池箱水泵22开启，同时控制换向三通阀25的出口q与换向三通阀25的第二进口s相连通。冷却液开始在管路中循环，并在电池箱21的水路中吸热，以对电池箱21进行降温，电池箱散热器26将热量散到空气中，并通过电池箱散热器风扇吹风以及行车过程产生的气流加强电池箱散热器26的散热。

由于汽车热泵空调系统1具有上述效果，所以具有该汽车热泵空调系统1的汽车热泵空调总成也具有相应的技术效果。

进一步地，该总成中的电池箱换热系统2并联至汽车热泵空调系统1的管路中，通过输出三通阀14和输入三通阀15更改冷媒的流动方向，以此使得电池箱换热系统2中的热交换器23进行吸热或放热，进而通过热泵空调的方式对电池箱进行制热或制冷，以便实现对电池箱的升降温。与现有技术中用电直接加热的方式相比，该汽车热泵空调总成进一步提高汽车加热装置的制热效率，进而进一步减少了汽车制热辅助装置的耗电量，从而进一步提高电动汽车续航里程。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种汽车热泵空调系统，其特征在于，包括：依次相连并形成回路的压缩机（11）、冷凝器（12）和用于对乘员舱进行制冷或制热的蒸发器（13）；其中，

所述压缩机（11）的输出端（a）设有输出三通阀（14），其第一出口（d）与所述冷凝器（12）的第一输送端（f）相连通，所述输出三通阀（14）的第二出口（e）与所述蒸发器（13）的第三输送端（h）相连通；

所述压缩机（11）的输入端（b）设有输入三通阀（15），其第一进口（j）与所述蒸发器（13）的第三输送端（h）相连通，所述输入三通阀（15）的第二进口（k）与所述冷凝器（12）的第一输送端（f）相连通；

在乘员舱制冷工况时所述压缩机（11）输出的高温高压冷媒蒸汽流动至所述冷凝器（12）的第一输送端（f），以使所述冷凝器（12）输出的冷媒液体在所述蒸发器（13）内吸热，并循环流动至所述压缩机（11）内；

在乘员舱制热工况时所述压缩机（11）输出的高温高压冷媒蒸汽流动至所述蒸发器（13）的第三输送端（h），以使高温高压冷媒蒸汽在所述蒸发器（13）内放热，并在所述冷凝器（12）吸热后循环流动至所述压缩机（11）内。

2.根据权利要求1所述的汽车热泵空调系统，其特征在于，

所述蒸发器（13）处设有蒸发器风扇（19），用于强化所述蒸发器（13）的换热并将所述蒸发器（13）周围换热后的空气吹送至乘员舱内；和/或，

所述冷凝器（12）处设有冷凝器风扇（18），用于强化所述冷凝器（12）的换热。

3.根据权利要求1所述的汽车热泵空调系统，其特征在于，

所述冷凝器（12）与所述蒸发器（13）之间设有节流阀（17），用于降低冷媒的压力。

4.根据权利要求1所述的汽车热泵空调系统，其特征在于，

所述冷凝器（12）与所述蒸发器（13）之间设有储液罐（16），用于存储冷媒。

5.一种汽车热泵空调总成，其特征在于，设置有如权利要求1至5所示的汽车热泵空调系统（1）。

6.根据权利要求5所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，还包括：电池箱换热系统（2）；其中，

电池箱换热系统（2）包括依次相连并形成回路的电池箱（21）、电池箱水泵（22）和热交换器（23）；

所述热交换器（23）的第五输送端（m）和所述蒸发器（13）的第三输送端（h）均与所述输入三通阀（15）的第一进口（j）相连通；

所述热交换器（23）的第六输送端（n）和所述蒸发器（13）的第四输送端（i）均与所述冷凝器（12）的第二输送端（g）相连通；

所述热交换器（23）的第五输送端（m）与所述输入三通阀（15）的第一进口（j）之间和/或所述蒸发器（13）的第三输送端（h）与所述输入三通阀（15）的第一进口（j）之间设有调向阀；

在乘员舱换热工况时，冷媒在所述蒸发器（13）内换热以对乘员舱进行制冷或制热；

在电池箱换热工况时，冷媒在所述热交换器（23）内与所述电池箱水泵（22）输出的冷却液进行热交换，以使热交换后的冷却液对所述电池箱（21）进行升降温。

7.根据权利要求7所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，所述调向阀包括：第一电磁阀（10）和第二电磁阀（24）；其中，

所述第一电磁阀（10）设置于所述热交换器（23）的第五输送端（m）与所述输入三通阀（15）的第一进口（j）之间，所述第二电磁阀（24）设置于所述蒸发器（13）的第三输送端（h）与所述输入三通阀（15）的第一进口（j）之间。

8.根据权利要求7所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，

所述热交换器（23）与所述电池箱（21）之间设置有换向三通阀（25）；

所述换向三通阀（25）的出口（p）与所述热交换器（23）相连通，所述换向三通阀（25）的第一进口（r）通过管路与所述电池箱（21）相连通，所述换向三通阀（25）的第二进口（s）通过电池箱散热器（26）与所述电池箱（21）相连通，用于在常温环境下通过所述电池箱散热器（26）对所述电池箱（21）进行散热降温。

9.根据权利要求7所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，

所述电池箱散热器（26）处设有第一散热器风扇，用于强化所述电池箱散热器（26）的散热。

10.根据权利要求6所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，还包括：用电器换热系统（3）；其中，

所述用电器换热系统（3）包括依次相连并形成回路的用电器（31）、用电器水泵（32）和用电器散热器（32）；

所述用电器水泵（32）输出的冷却液流动至所述用电器（31）的管路内对所述用电器（31）进行换热降温，换热后的冷却液流动至所述冷凝器（12）以通过所述冷凝器（12）对冷却液进行降温。

11.根据权利要求10所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，

所述用电器散热器（33）与所述冷凝器（12）相邻，用于使得所述冷凝器（12）在制热工况中吸收所述用电器（31）产生的废热。

12.根据权利要求10所述的汽车热泵空调总成，其特征在于，

所述用电器散热器（33）处设有第二散热器风扇，用于强化所述用电器散热器（31）的散热。