CN109059341A - 一种热泵汽车空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热泵汽车空调系统，包括：主制热回路，其包括依次连通的压缩机、第一板式换热器、第一电磁三通阀、第一电子膨胀阀、第二电磁三通阀、车外换热器、第三电磁三通阀、第一三通阀和气液分离器；电机余热制热回路，其包括依次连通的电动机、第四电磁三通阀、第二板式换热器、第五电磁三通阀、第一水泵、充电系统、电源转换器和电动机控制系统；其中，所述第二板式换热器与所述第二电磁三通阀和第一三通阀连通。本发明能够充分利用电机余热进行制热，节省资源。

Description

一种热泵汽车空调系统
技术领域
本发明涉及汽车空调技术领域，更具体的是，本发明涉及一种热泵汽车空调系统。
背景技术
在汽车领域，为了减少环境污染，大规模发展电动汽车已经成为一种趋势，实现新能源汽车的规模应用同时全面提升电动汽车整车品质与性能是目前发展的主流方向之一。
纯电动汽车没有燃油发动机，汽车空调系统除压缩机不能继续由发动机直接带动外，冬季制热也无法继续利用发动机余热，现电动汽车多采用PTC电加热器直接供暖，效率较低，显著的降低了电动汽车的续航里程，从长远来看不符合节能减排的目标。因此，研究能效比较高的热泵空调系统对电动汽车的技术发展有着极其重要的意义。
常用的汽车空调系统常由一个四通换向阀实现热泵空调系统制冷制热模式的相互转换，但是此种热泵空调不能实现联动的电池热管理功能，并且在超低温情况下，热泵空调的性能会显著降低，而且传统的除霜方式影响车内热舒适性，因此需要设计一种热泵式汽车空调，来满足制冷，制热，超低温制热，电池加热/冷却，电机冷却，除霜等要求。
发明内容
本发明的目的是设计开发一种热泵汽车空调系统，能够有效利用电机余热，节省资源。
本发明还提供了电机制冷回路，通过电机散热器进行散热，进一步提高冷却效果。
本发明还提供了同时进行除霜与电池冷却的除霜模式，在除霜时对电池进行冷却，并通过电池余热对车内进行加热，还可以在电池不需要冷却时利用PTC加热器加热电池冷却液，保持电池恒温。
本发明提供的技术方案为：
一种热泵汽车空调系统，包括：
主制热回路，其包括依次连通的压缩机、第一板式换热器、第一电磁三通阀、第一电子膨胀阀、第二电磁三通阀、车外换热器、第三电磁三通阀、第一三通阀和气液分离器；
电机余热制热回路，其包括依次连通的电动机、第四电磁三通阀、第二板式换热器、第五电磁三通阀、第一水泵、充电系统、电源转换器和电动机控制系统；
其中，所述第二板式换热器与所述第二电磁三通阀和第一三通阀连接；
其中，当处于制热模式时，
当所述主制热回路开启时，所述第二电磁三通阀连通所述第一板式换热器和所述车外换热器，所述电机余热制热回路处于关闭状态；
当所述电机余热制热回路开启时，所述第二电磁三通阀连通所述第一板式换热器和所述第二板式换热器。
优选的是，还包括：
第八电磁三通阀，其与所述第五电磁三通阀连通；
电机散热器，其与所述第八电磁三通阀连通；
第三三通阀，其两端分别与所述电机散热器和第一水泵连通；
其中，当处于电机余热制热模式时，所述第三三通阀连通所述第八电磁三通阀和所述第一水泵，当处于电机制冷模式时，所述第三三通阀连通所述电机散热器和所述第一水泵。
优选的是，还包括：
PTC制热回路，其包括依次连通的PTC加热器、第二三通阀、车内散热器、第六电磁三通阀、第七电磁三通阀和第二水泵；
其中，所述第一板式换热器分别与第七磁三通阀和所述车内散热器31连通。
优选的是，还包括：
主制冷回路，其包括依次连通的压缩机、第一板式换热器、第一电磁三通阀、车外换热器、第三电磁三通阀、蒸发器和气液分离器。
优选的是，还包括：
电池冷却回路，其包括依次连通的第三水泵、电池换热模块、第三板式换热器和第四板式换热器；
其中，所述第三板式换热器与所述蒸发器同时与所述第三电磁三通阀和所述气液分离器连接；所述第四板式换热器与所述车内散热器同时与所述第二三通阀与所述第六电磁三通阀连接。
优选的是，还包括：
电池散热器，其与所述第三板式换热器同时与所述电池换热模块和所述第四板式换热器连接；
第一电磁阀和第二电子膨胀阀，其依次连接在所述第三电磁三通阀和蒸发器之间；
第二电磁阀和第三电子膨胀阀，其依次连接在所述第三电磁三通阀和第三板式换热器之间；
其中，所述第一电磁阀、第二电子膨胀阀和蒸发器与第二电磁阀、第三电子膨胀阀和第三板式换热器同时与所述第三电磁三通阀和所述气液分离器连接。
优选的是，当处于第一电池冷却模式时：
所述第一电磁阀处于关闭状态，所述第二电磁阀处于开启状态。
优选的是，当处于第二电池冷却模式时：
所述电池散热器与所述电池换热模块和所述第四板式换热器连通。
优选的是，当处于第一除霜模式时：
所述第一电磁阀处于关闭状态，所述电池冷却回路处于开启状态。
优选的是，当处于第二除霜模式时：
所述第一电磁阀处于关闭状态，所述电池冷却回路处于开启状态，所述PTC制热回路处于开启状态。
本发明所述的有益效果：
本发明所提供的热泵式汽车空调，具有多种工作模式，能够实现联动的电池热管理功能，在低温情况下通过利用电机余热作为低温热源进行车内采暖，解决热泵式汽车空调低温工况运行时，压缩机的排气温度过高，制热量明显不足等问题；并且能够在除霜的同时进行电池冷却和车内加热，提高车内热舒适性并且保证电池在工作温度范围内工作。
附图说明
图1为本发明所述的热泵空调结构示意图。
图2为本发明所述的车内制冷模式工作状态示意图。
图3为本发明所述的车内制冷+电池冷却模式工作状态示意图。
图4为本发明所述的电池单独冷却模式1即空调制冷剂冷却(也可参考除霜模式1)工作状态示意图。
图5为本发明所述的电池单独冷却模式2即环境风冷却工作状态示意图。
图6为本发明所述的电机冷却模式工作状态示意图。
图7为本发明所述的PTC车内制热模式工作状态示意图。
图8为本发明所述的PTC电池预热模式工作状态示意图。
图9为本发明所述的热泵车内制热模式1工作状态示意图。
图10为本发明所述的热泵车内制热模式2(电机余热)工作状态示意图。
图11为本发明所述的除霜模式2工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种热泵汽车空调系统，包括：主制热回路，其包括依次连通的压缩机17、第一板式换热器16、第一电磁三通阀15、第一电子膨胀阀22、第二电磁三通阀20、车外换热器9、第三电磁三通阀7、第一三通阀23和气液分离器18；
电机余热制热回路，其包括依次连通的电动机6、第四电磁三通阀21、第二板式换热器14、第五电磁三通阀13、第一水泵2、充电系统3、电源转换器4和电动机控制系统5；所述第二板式换热器14与所述车外换热器9并联，且所述第二板式换热器14与所述第二电磁三通阀20和第一三通阀23连通，使得原流经所述车外换热器的制冷剂全部流经所述第二板式换热器14；
当处于制热模式时，当所述主制热回路开启时，所述第二电磁三通阀20连通所述第一板式换热器16和所述车外换热器9，所述电机余热制热回路处于关闭状态；当所述电机余热制热回路开启时，所述第二电磁三通阀20连通所述第一板式换热器16和所述第二板式换热器14，所述原流经所述车外换热器的制冷剂全部流经所述第二板式换热器14。
第八电磁三通阀12，其与所述第五电磁三通阀13连通；电机散热器10，其与所述第八电磁三通阀12连通；第三三通阀8，其两端分别与所述电机散热器10和第一水泵2连通；当处于电机余热制热模式时，所述第三三通阀8连通所述第八电磁三通阀12和所述第一水泵，即切换所述第八三通电磁阀12和所述第三三通阀8使所述电机散热器10被短路，当处于电机制冷模式时，所述第三三通阀8连通所述电机散热器10和所述第一水泵2，并切换所述第四电磁三通阀21和第五电磁三通阀13使所述第二板式换热器14被短路。
PTC制热回路，其包括依次连通的PTC加热器29、第二三通阀28、车内散热器31、第六电磁三通阀36、第七电磁三通阀35和第二水泵30；所述第一板式换热器16分别与第七磁三通阀35和所述车内散热器31连通。
主制冷回路，其包括依次连通的压缩机17、第一板式换热器16、第一电磁三通阀15、车外换热器9、第三电磁三通阀7、蒸发器32和气液分离器18。
电池冷却回路，其包括依次连通的第三水泵39、电池换热模块40、第三板式换热器42和第四板式换热器38；所述第三板式换热器42与所述蒸发器32并联，即所述第三板式换热器42与所述蒸发器32同时与所述第三电磁三通阀7和所述气液分离器18连接，使得原流经所述蒸发器的制冷剂全部或者部分流经所述第三板式换热器42；所述第四板式换热器38与所述车内散热器31并联，所述第四板式换热器38与所述车内散热器31同时与所述第二三通阀28与所述第六电磁三通阀36连接，使得原流经所述车内散热器的PTC加热液全部流经所述第四板式换热器38。
电池散热器43，其与所述第三板式换热器42并联，即其与所述第三板式换热器42同时与所述电池换热模块40和所述第四板式换热器38连接，使得原流经所述第三板式换热器42的电池冷却液全部流经所述电池散热器43；第一电磁阀26和第二电子膨胀阀27，其依次连接在所述第三电磁三通阀7和蒸发器32之间；第二电磁阀24和第三电子膨胀阀25，其依次连接在所述第三电磁三通阀7和第三板式换热器42之间；所述第一电磁阀26、第二电子膨胀阀27和蒸发器32与第二电磁阀24、第三电子膨胀阀25和第三板式换热器42并联，即所述第一电磁阀26、第二电子膨胀阀27和蒸发器32与第二电磁阀24、第三电子膨胀阀25和第三板式换热器42同时与所述第三电磁三通阀7和所述气液分离器18连接，用于切换使得原流经所述蒸发器的制冷剂全部或者部分流经所述第三板式换热器42。
第一膨胀壶47，其连通电机散热器10和第一水泵2；第二膨胀壶46，其连通第二水泵30和第四板式散热器38。冷却液在冷却水道中不停循环，中途会流经膨胀水壶，如果压力过高，或者冷却液过量，多余的气体及冷却液将从膨胀水壶的旁通水道流出，避免冷却系统压力过高，造成暴管的恶劣后果。
本发明通过切换阀门，能够使汽车空调实现多种工作模式。其工作模式如下：
1.车内制冷模式
如图2所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口b流出，然后进入电磁阀26，然后经过电子膨胀阀27的节流变成低压低温的制冷剂，进入蒸发器32，制冷剂吸收空气的热量，空气本身温度降低，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17，实现车内制冷循环。在此模式下电磁阀24处于关闭状态，电磁三通阀20处于ac相通状态。
2.车内制冷+电池冷却模式
如图3所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口b流出，一部分制冷剂进入电磁阀26，然后经过电子膨胀阀27的节流变成低压低温的制冷剂，进入蒸发器32，制冷剂吸收空气的热量，空气本身温度降低，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17，实现车内制冷循环；另一部分制冷剂进入电磁阀24，然后经过电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池冷却液在水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过三通阀45的端口b进入，经过三通阀45的端口c流出，进入板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过电磁三通阀41的端口b进入，经过电磁三通阀41的端口c流出，流经板式换热器38，然后回到水泵39，实现电池冷却循环。在此模式下电磁三通阀20处于ac相通状态。
3电池单独冷却模式1(空调制冷剂冷却)
如图4所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口b流出，然后进入电磁阀24，然后经过电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池冷却液在水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过三通阀45的端口b进入，经过三通阀45的端口c流出，进入板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过电磁三通阀41的端口b进入，经过电磁三通阀41的端口c流出，流经板式换热器38，然后回到水泵39，实现电池冷却循环。在此模式下电磁阀26处于关闭状态，电磁三通阀20处于ac相通状态。
4电池单独冷却模式2(环境风冷却)
如图5所示，在环境温度较低的情况下，电池冷却液在水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过三通阀45的端口b进入，经过三通阀45的端口a流出，进入电池散热器43，空气在电池散热风扇44的作用下对电池散热器43进行冷却，冷却完的液体然后经过电磁三通阀41的端口a进入，经过电磁三通阀41的端口c流出，流经板式换热器38，然后回到水泵39，实现电池冷却循环。
5.电机冷却模式
如图6所示，电机循环液体在水泵2的作用下，流经充电系统3，直流电源转换器4，电动机控制系统5，电动机6，然后经过电磁三通阀21的端口b进入，经过电磁三通阀21的端口c流出，然后经过电磁三通阀13的端口b进入，经过电磁三通阀13的端口c流出，然后经过电磁三通阀12的端口b进入，经过电磁三通阀12的端口c流出，然后进入电机散热器10，空气在电机散热风扇11的作用下对电机散热器10进行冷却，冷却完的液体然后经过三通阀8的端口b进入，经过三通阀8的端口c流出，经过三通阀1的端口c进入，经过三通阀1的端口b流出，然后回到水泵2，实现电机冷却循环。
6.PTC车内制热模式
如图7所示，PTC加热液在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过电磁三通阀36的端口c进入，经过电磁三通阀36的端口b流出，经过电磁三通阀35的端口c进入，经过电磁三通阀35的端口b流出，然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30，实现PTC车内制热循环。
7.PTC电池预热模式
如图8所示，PTC加热液在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口a流出，然后进入板式换热器38中与低温冷却液换热，冷却完的液体然后经过电磁三通阀36的端口a进入，经过电磁三通阀36的端口b流出，经过电磁三通阀35的端口c进入，经过电磁三通阀35的端口b流出，然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30。电池冷却液在水泵39的作用下，流经电池换热模块40，将热量传递给电池，然后经过三通阀45的端口b进入，经过三通阀45的端口c流出，进入板式换热器42，然后经过电磁三通阀41的端口b进入，经过电磁三通阀41的端口c流出，流经板式换热器38，吸收PTC加热液热量，然后回到水泵39，实现电池预热循环。
8.热泵车内制热模式1
如图9所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16中与低温冷却液换热，变成过冷液态，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口a流出，然后经过电子膨胀阀22的节流变成低压低温的制冷剂，然后经过电磁三通阀20的端口c进入，经过电磁三通阀20的端口b流出，进入车外换热器9，制冷剂吸收空气的热量，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口a流出，然后经过三通阀23的端口c进入，经过三通阀23的端口b流出，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热液体在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过板式换热器16，吸收制冷剂热量，然后经过电磁三通阀35的端口a进入，经过电磁三通阀35的端口b流出，然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30，实现热泵车内制热循环。在此模式下电磁三通阀36处于bc相通状态。
9.热泵车内制热1+PTC补热模式
当环境温度较低情况下(当环境温度不大于设定值时)，可以启动PTC加热器29，加热PTC加热液，并且PTC加热器29可以根据用热需求进行功率调整。如图9所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16中与低温冷却液换热，变成过冷液态，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口a流出，然后经过电子膨胀阀22的节流变成低压低温的制冷剂，然后经过电磁三通阀20的端口c进入，经过电磁三通阀20的端口b流出，进入车外换热器9，制冷剂吸收空气的热量，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口a流出，然后经过三通阀23的端口c进入，经过三通阀23的端口b流出，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热液体在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过板式换热器16，吸收制冷剂热量，然后经过电磁三通阀35的端口a进入，经过电磁三通阀35的端口b流出，然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30，实现热泵车内制热循环。在此模式下电磁三通阀36处于bc相通状态。
10.热泵车内制热模式2(电机余热)
如图10所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经板式换热器16中与低温冷却液换热，变成过冷液态，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口a流出，然后经过电子膨胀阀22的节流变成低压低温的制冷剂，然后经过电磁三通阀20的端口c进入，经过电磁三通阀20的端口a流出，经过板式换热器14中吸收电机循环液体热量，然后经过三通阀23的端口a进入，经过三通阀23的端口b流出，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热液体在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过板式换热器16，吸收制冷剂热量，然后经过电磁三通阀35的端口a进入，经过电磁三通阀35的端口b流出，然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30。电机冷却液在水泵2的作用下，流经充电系统3，直流电源转换器4，电动机控制系统5，电动机6，然后经过电磁三通阀21的端口b进入，经过电磁三通阀21的端口a流出，然后经过第四板式换热器14，将热量传递给制冷剂，然后经过电磁三通阀13的端口a进入，经过电磁三通阀13的端口c流出，然后经过电磁三通阀12的端口b进入，经过电磁三通阀12的端口a流出，然后经过三通阀8的端口a进入，经过三通阀8的端口c流出，经过三通阀1的端口c进入，经过三通阀1的端口b流出，然后回到水泵2实现热泵车内制热循环2。在此模式下电磁三通阀36处于bc相通状态。
11.热泵车内制热2(电机余热)+PTC补热模式
当电机余热不足时，可以启动PTC加热器29，加热PTC加热液，并且PTC加热器29可以根据用热需求进行功率调整。如图10所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16中与低温冷却液换热，变成过冷液态，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口a流出，然后经过电子膨胀阀22的节流变成低压低温的制冷剂，然后经过电磁三通阀20的端口c进入，经过电磁三通阀20的端口a流出，经过板式换热器14中吸收电机循环液体热量，然后经过三通阀23的端口a进入，经过三通阀23的端口b流出，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热液在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过板式换热器16，吸收制冷剂热量，然后经过电磁三通阀35的端口a进入，经过电磁三通阀35的端口b流出，然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30。电机循环液体在水泵2的作用下，流经充电系统3，直流电源转换器4，电动机控制系统5，电动机6，然后经过电磁三通阀21的端口b进入，经过电磁三通阀21的端口a流出，然后经过第四板式换热器14，将热量传递给制冷剂，然后经过电磁三通阀13的端口a进入，经过电磁三通阀13的端口c流出，然后经过电磁三通阀12的端口b进入，经过电磁三通阀12的端口a流出，然后经过三通阀8的端口a进入，经过三通阀8的端口c流出，经过三通阀1的端口c进入，经过三通阀1的端口b流出，然后回到水泵2实现热泵车内制热循环2。在此模式下电磁三通阀36处于bc相通状态。
12.除霜模式1
通常系统运行较长时间时车外换热器9表面会结霜，此时电池有较高的散热需求，故在除霜时可进行电池冷却。也可参见图4，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，利用高温除去车外换热器9表面的霜，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口b流出，然后进入电磁阀24，然后经过电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池冷却液在水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过三通阀45的端口b进入，经过三通阀45的端口c流出，进入板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过电磁三通阀41的端口b进入，经过电磁三通阀41的端口c流出,流经板式换热器38，然后回到水泵39，实现除霜循环。在此模式下电磁阀26处于关闭状态，电磁三通阀20处于ac相通状态。
13.除霜模式2
当电池表面温度低时，电池不需要冷却，故此时应利用PTC加热器29预热电池，保证电池在工作温度范围内工作。如图11所示，经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过板式换热器16，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，利用高温除去车外换热器9表面的霜，然后经过电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口b流出，然后进入电磁阀24，然后经过电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热液在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过三通阀28的端口c进入，经过三通阀28的端口a流出，然后进入板式换热器38中与低温冷却液换热，冷却完的液体然后经过电磁三通阀36的端口a进入，经过电磁三通阀36的端口b流出,经过电磁三通阀35的端口c进入，经过电磁三通阀35的端口b流出,然后经过三通阀34的端口b进入，经过三通阀34的端口c流出，然后回到水泵30。电池冷却液在水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过三通阀45的端口b进入，经过三通阀45的端口c流出，进入板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过电磁三通阀41的端口b进入，经过电磁三通阀41的端口c流出，流经板式换热器38，吸收制冷剂热量，然后回到水泵39，实现除霜循环。在此模式下电磁阀26处于关闭状态，电磁三通阀20处于ac相通状态。
本发明所提供的热泵式汽车空调，具有多种工作模式，能够实现联动的电池热管理功能，在低温情况下通过利用电机余热作为低温热源进行车内采暖，解决热泵式汽车空调低温工况运行时，压缩机的排气温度过高，制热量明显不足等问题；并且能够在除霜的同时进行电池冷却和车内加热，提高车内热舒适性并且保证电池在工作温度范围内工作。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种热泵汽车空调系统，其特征在于，包括：
主制热回路，其包括依次连通的压缩机、第一板式换热器、第一电磁三通阀、第一电子膨胀阀、第二电磁三通阀、车外换热器、第三电磁三通阀、第一三通阀和气液分离器；
电机余热制热回路，其包括依次连通的电动机、第四电磁三通阀、第二板式换热器、第五电磁三通阀、第一水泵、充电系统、电源转换器和电动机控制系统；
其中，所述第二板式换热器与所述第二电磁三通阀和第一三通阀连接；
其中，当处于制热模式时，
当所述主制热回路开启时，所述第二电磁三通阀连通所述第一板式换热器和所述车外换热器，所述电机余热制热回路处于关闭状态；
当所述电机余热制热回路开启时，所述第二电磁三通阀连通所述第一板式换热器和所述第二板式换热器。
2.如权利要求1所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，还包括：
第八电磁三通阀，其与所述第五电磁三通阀连通；
电机散热器，其与所述第八电磁三通阀连通；
第三三通阀，其两端分别与所述电机散热器和第一水泵连通；
其中，当处于电机余热制热模式时，所述第三三通阀连通所述第八电磁三通阀和所述第一水泵，当处于电机制冷模式时，所述第三三通阀连通所述电机散热器和所述第一水泵。
3.如权利要求2所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，还包括：
PTC制热回路，其包括依次连通的PTC加热器、第二三通阀、车内散热器、第六电磁三通阀、第七电磁三通阀和第二水泵；
其中，所述第一板式换热器分别与第七磁三通阀和所述车内散热器31连通。
4.如权利要求3所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，还包括：
主制冷回路，其包括依次连通的压缩机、第一板式换热器、第一电磁三通阀、车外换热器、第三电磁三通阀、蒸发器和气液分离器。
5.如权利要求4所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，还包括：
电池冷却回路，其包括依次连通的第三水泵、电池换热模块、第三板式换热器和第四板式换热器；
其中，所述第三板式换热器与所述蒸发器同时与所述第三电磁三通阀和所述气液分离器连接；所述第四板式换热器与所述车内散热器同时与所述第二三通阀与所述第六电磁三通阀连接。
6.如权利要求5所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，还包括：
电池散热器，其与所述第三板式换热器同时与所述电池换热模块和所述第四板式换热器连接；
第一电磁阀和第二电子膨胀阀，其依次连接在所述第三电磁三通阀和蒸发器之间；
第二电磁阀和第三电子膨胀阀，其依次连接在所述第三电磁三通阀和第三板式换热器之间；
其中，所述第一电磁阀、第二电子膨胀阀和蒸发器与第二电磁阀、第三电子膨胀阀和第三板式换热器同时与所述第三电磁三通阀和所述气液分离器连接。
7.如权利要求6所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，当处于第一电池冷却模式时：
所述第一电磁阀处于关闭状态，所述第二电磁阀处于开启状态。
8.如权利要求6所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，当处于第二电池冷却模式时：
所述电池散热器与所述电池换热模块和所述第四板式换热器连通。
9.如权利要求6所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，当处于第一除霜模式时：
所述第一电磁阀处于关闭状态，所述电池冷却回路处于开启状态。
10.如权利要求6所述的热泵汽车空调系统，其特征在于，当处于第二除霜模式时：
所述第一电磁阀处于关闭状态，所述电池冷却回路处于开启状态，所述PTC制热回路处于开启状态。
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