CN109398026A - 电动汽车及其空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动汽车领域，具体提供一种电动汽车及其空调系统。本发明旨在解决现有电动汽车在环境温度较低的情况下制热时耗电量较大的问题。为此，本发明的空调系统包括依次首尾相接的压缩机、冷凝器、第一膨胀阀和第一换热器，空调系统还包括用于使冷却液与动力电池系统进行换热的第一换热通道、用于使冷却液与电驱动系统进行换热第二换热通道、具有第一通道和第二通道第二换热器。第一通道能够选择性地串联到第一换热器与压缩机之间，第二通道能够选择性地与第一换热通道和第二换热通道中的一个或两个连通并形成循环回路。本发明的空调系统能够吸收动力电池系统和电驱动系统产生的废热，并因此保证低温下的制热性能，降低了耗电量。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车领域，具体提供一种电动汽车及其空调系统。
背景技术
随着新能源产业的不断发展，各大汽车厂商已逐渐加大对纯电动汽车的研发投入。
电动汽车的空调系统能够对驾乘舱(驾驶舱和乘员舱)内的空气进行加热、制冷、换气和净化，以便为驾乘人员提供一个舒适的驾乘环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。除此之外，电动汽车的空调系统还能够对电动汽车的动力电池进行冷却，以便使动力电池工作在适宜的温度范围内。
受限于传统的冷媒(例如R134a)，电动汽车的空调系统在制热模式下的最佳工作温度在0℃左右。当环境温度低于10℃时，空调系统的制热模式将无法正常运行或者运行效率较低。此时，需要开启空气电加热器对驾乘舱内的空气进行加热。在为驾乘舱提供相同热量的情况下，电加热器所消耗的电能要大于空调系统所消耗的电能，所以电动汽车在环境温度较低的情况下制热时，将会严重消耗动力电池的电量，影响电动汽车的续航里程。
相应地，本领域需要一种新的电动汽车及其空调系统来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电动汽车在环境温度较低的情况下制热时耗电量较大的问题，本发明提供了一种电动汽车的空调系统，所述空调系统包括依次首尾相接的压缩机、冷凝器、第一膨胀阀和第一换热器，所述空调系统还包括：
第一换热通道，其用于使冷却液与动力电池系统进行换热；
第二换热通道，其用于使冷却液与电驱动系统进行换热；
第二换热器，其包括第一通道和第二通道，所述第一通道能够选择性地串联到所述第一换热器与所述压缩机之间，所述第二通道能够选择性地与所述第一换热通道和所述第二换热通道中的一个或两个连通并因此形成循环回路。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述空调系统还包括第一控制阀，所述第一通道通过所述第一控制阀选择性地串联到所述第一换热器和所述压缩机之间。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第一控制阀包括第一截止阀和第二膨胀阀，所述第一截止阀的两个阀口分别与所述第一换热器和所述压缩机连通，所述第二膨胀阀的两个阀口分别与所述第一换热器和所述第一通道连通，所述第一通道远离所述第二膨胀阀的一端与所述压缩机连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第一控制阀还包括与所述第一截止阀并联设置的单向阀，所述单向阀设置在所述第一换热器和所述第二膨胀阀之间，所述单向阀只允许冷媒从所述第一换热器流向所述第二膨胀阀。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述空调系统还包括与所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀并联的第三膨胀阀和蒸发器，所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次串联在所述冷凝器和所述压缩机之间。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述空调系统还包括与所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀并联的第二截止阀，所述第二截止阀串联在所述冷凝器和所述第三膨胀阀之间。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第二截止阀远离所述冷凝器的阀口还与所述第二膨胀阀远离所述第一通道的阀口连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述空调系统还包括第二控制阀，所述第二通道通过所述第二控制阀选择性地与所述第一换热通道和所述第二换热通道中的一个或两个连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第二控制阀包括两个三通控制阀，所述第一换热通道的一端、所述第二换热通道的一端和所述第二通道的一端分别与一个所述三通控制阀的三个阀口连通，所述第一换热通道的另一端、所述第二换热通道的另一端和所述第二通道的另一端分别与另一个所述三通控制阀的三个阀口连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第二控制阀包括四个截止阀，所述第一换热通道的每一端和所述第二换热通道的每一端分别通过一个所述截止阀与所述第二通道连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述空调系统还包括空气电加热器，所述空气加热器和/或所述冷凝器被设置在电动汽车上的通风通道内，所述空气电加热器和/或所述冷凝器用于加热所述通风通道内的空气，被加热的空气通过风机被输送到乘舱内；并且或者，所述蒸发器被设置在电动汽车上的通风通道内，所述蒸发器用于冷却所述通风通道内的空气，被制冷的空气通过风机被输送到乘舱内。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第一换热器是风冷换热器；并且/或者第二换热器是液冷换热器。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述第一膨胀阀和/或所述第二膨胀阀和/或所述第三膨胀阀设置成能够被完全关闭。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述空调系统还包括与所述压缩机的吸气口连通的储液罐，所述空调系统中被所述压缩机吸入的冷媒都要先经过所述储液罐。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述所述空调系统包括第一制冷模式、第二制冷模式和第三制冷模式；
在第一制冷模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，并且所述冷凝器不工作，所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第二膨胀阀均被关闭；
在第二制冷模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第二膨胀阀和所述第一通道依次首尾连通，并且所述冷凝器不工作，所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第三制冷模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通，并且所述冷凝器不工作，所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀和所述第二截止阀均被关闭。
在上述空调系统的优选技术方案中，在所述第二制冷模式和所述第三制冷模式下，所述第二通道仅与所述第一换热通道连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述所述空调系统包括第一制热模式、第二制热模式、第三制热模式和第四制热模式；
在第一制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀依次首尾连通，并且所述第二截止阀所述第二膨胀阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第二制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道依次首尾连通，并且所述第一截止阀、所述第一膨胀阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第三制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通，并且所述第三膨胀阀被关闭；
在第四制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第二膨胀阀和所述第一通道依次首尾连通，并且所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在上述空调系统的优选技术方案中，在所述第二制热模式、所述第三制热模式和第四制热模式下，所述第二通道仅与所述第二换热通道连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，所述所述空调系统包括第一除湿模式、第二除湿模式和第三除湿模式；
在第一除湿模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，并且所述第一截止阀、所述第一膨胀阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第二除湿模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通，并且所述第一截止阀和所述第一膨胀阀均被关闭；
在第三除湿模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第三膨胀阀和所述蒸发器也依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通。
在上述空调系统的优选技术方案中，在所述第二除湿模式和第三除湿模式下，所述第二通道仅与所述第二换热通道连通。
此外，本发明还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括上述空调系统的优选技术方案中任一项所述的空调系统。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，能够通过第一换热通道内的冷却液对动力电池系统进行冷却，能够通过第二换热通道内的冷却液对电驱动系统进行冷却，能够通过换热器内第一通道内的冷媒吸收第二通道内的冷却液的热量。因此，本发明的空调系统在对驾乘舱内的空气进行加热时，能够通过第一换热器从外界吸收热量，通过第二换热器吸收动力电池系统和电驱动系统产生的废热，然后通过冷凝器将第一换热器和第二换热器吸收的热量传递给驾乘舱内的空气。所以，本发明的空调系统在环境温度较低的情况下也能正常工作，并通过吸收动力电池系统和电驱动系统产生的废热，降低了耗电量，提升了电动汽车的续航里程。
方案1、一种电动汽车的空调系统，所述空调系统包括依次首尾相接的压缩机、冷凝器、第一膨胀阀和第一换热器，
其特征在于，所述空调系统还包括：
第一换热通道，其用于使冷却液与动力电池系统进行换热；
第二换热通道，其用于使冷却液与电驱动系统进行换热；
第二换热器，其包括第一通道和第二通道，所述第一通道能够选择性地串联到所述第一换热器与所述压缩机之间，所述第二通道能够选择性地与所述第一换热通道和所述第二换热通道中的一个或两个连通并因此形成循环回路。
方案2、根据方案1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括第一控制阀，所述第一通道通过所述第一控制阀选择性地串联到所述第一换热器和所述压缩机之间。
方案3、根据方案2所述的空调系统，其特征在于，所述第一控制阀包括第一截止阀和第二膨胀阀，所述第一截止阀的两个阀口分别与所述第一换热器和所述压缩机连通，所述第二膨胀阀的两个阀口分别与所述第一换热器和所述第一通道连通，所述第一通道远离所述第二膨胀阀的一端与所述压缩机连通。
方案4、根据方案3所述的空调系统，其特征在于，所述第一控制阀还包括与所述第一截止阀并联设置的单向阀，所述单向阀设置在所述第一换热器和所述第二膨胀阀之间，所述单向阀只允许冷媒从所述第一换热器流向所述第二膨胀阀。
方案5、根据方案3所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括与所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀并联的第三膨胀阀和蒸发器，所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次串联在所述冷凝器和所述压缩机之间。
方案6、根据方案5所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括与所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀并联的第二截止阀，所述第二截止阀串联在所述冷凝器和所述第三膨胀阀之间。
方案7、根据方案6所述的空调系统，其特征在于，所述第二截止阀远离所述冷凝器的阀口还与所述第二膨胀阀远离所述第一通道的阀口连通。
方案8、根据方案1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括第二控制阀，所述第二通道通过所述第二控制阀选择性地与所述第一换热通道和所述第二换热通道中的一个或两个连通。
方案9、根据方案8所述的空调系统，其特征在于，所述第二控制阀包括两个三通控制阀，所述第一换热通道的一端、所述第二换热通道的一端和所述第二通道的一端分别与一个所述三通控制阀的三个阀口连通，所述第一换热通道的另一端、所述第二换热通道的另一端和所述第二通道的另一端分别与另一个所述三通控制阀的三个阀口连通。
方案10、根据方案8所述的空调系统，其特征在于，所述第二控制阀包括四个截止阀，所述第一换热通道的每一端和所述第二换热通道的每一端分别通过一个所述截止阀与所述第二通道连通。
方案11、根据方案5至7中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括空气电加热器，所述空气加热器和/或所述冷凝器被设置在电动汽车上的通风通道内，所述空气电加热器和/或所述冷凝器用于加热所述通风通道内的空气，被加热的空气通过风机被输送到乘舱内；
并且或者，所述蒸发器被设置在电动汽车上的通风通道内，所述蒸发器用于冷却所述通风通道内的空气，被制冷的空气通过风机被输送到乘舱内。
方案12、根据方案1至10中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述第一换热器是风冷换热器；并且/或者第二换热器是液冷换热器。
方案13、根据方案5所述的空调系统，其特征在于，所述第一膨胀阀和/或所述第二膨胀阀和/或所述第三膨胀阀设置成能够被完全关闭。
方案14、根据方案1至10中任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括与所述压缩机的吸气口连通的储液罐，所述空调系统中被所述压缩机吸入的冷媒都要先经过所述储液罐。
方案15、根据方案7所述的空调系统，其特征在于，所述所述空调系统包括第一制冷模式、第二制冷模式和第三制冷模式；
在第一制冷模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，并且所述冷凝器不工作，所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第二膨胀阀均被关闭；
在第二制冷模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第二膨胀阀和所述第一通道依次首尾连通，并且所述冷凝器不工作，所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第三制冷模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通，并且所述冷凝器不工作，所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀和所述第二截止阀均被关闭。
方案16、根据方案15所述的空调系统，其特征在于，在所述第二制冷模式和所述第三制冷模式下，所述第二通道仅与所述第一换热通道连通。
方案17、根据方案15所述的空调系统，其特征在于，所述所述空调系统包括第一制热模式、第二制热模式、第三制热模式和第四制热模式；
在第一制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀依次首尾连通，并且所述第二截止阀所述第二膨胀阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第二制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道依次首尾连通，并且所述第一截止阀、所述第一膨胀阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第三制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通，并且所述第三膨胀阀被关闭；
在第四制热模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器、所述第二膨胀阀和所述第一通道依次首尾连通，并且所述第一膨胀阀被完全开启，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
方案18、根据方案17所述的空调系统，其特征在于，在所述第二制热模式、所述第三制热模式和第四制热模式下，所述第二通道仅与所述第二换热通道连通。
方案19、根据方案15所述的空调系统，其特征在于，所述所述空调系统包括第一除湿模式、第二除湿模式和第三除湿模式；
在第一除湿模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，并且所述第一截止阀、所述第一膨胀阀和所述第三膨胀阀均被关闭；
在第二除湿模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通，并且所述第一截止阀和所述第一膨胀阀均被关闭；
在第三除湿模式下，所述压缩机、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第三膨胀阀和所述蒸发器也依次首尾连通，所述压缩机、所述冷凝器、所述第二截止阀、所述第二膨胀阀和所述第一通道也依次首尾连通。
方案20、根据方案19所述的空调系统，其特征在于，在所述第二除湿模式和第三除湿模式下，所述第二通道仅与所述第二换热通道连通。
方案21、一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括方案1至20中任一项所述的空调系统。
附图说明
下面参照附图并结合纯电动汽车来描述本发明的优选实施方式，附图中：
图1在本发明第一实施例中空调系统的原理示意图；
图2在本发明第二实施例中空调系统的原理示意图；
图3是图1中空调系统在第一制冷模式下的工作示意图；
图4是图1中空调系统在第二制冷模式下的工作示意图；
图5是图1中空调系统在第三制冷量模式下的工作示意图；
图6是图1中空调系统在第一制热模式下的工作示意图(通过第一换热器吸热)；
图7是图1中空调系统在第二制热模式下的工作示意图(通过第二换热器吸热)；
图8是图1中空调系统在第三制热模式下的工作示意图(通过第一换热器和第二换热器共同吸热)；
图9是图1中空调系统在第四制热模式下的工作示意图(通过第二换热器吸热，并对第一换热器化霜)；
图10是图1中空调系统在第一除湿模式下(中温)的工作示意图；
图11是图1中空调系统在第二除湿模式下(低温)的工作示意图；
图12是图1中空调系统在第三除湿模式下(极低温)的工作示意图。
附图标记列表：
1、压缩机；2、冷凝器；3、第一膨胀阀；4、第一换热器；5、第一截止阀；6、储液罐；7、单向阀；8、第二膨胀阀；9、第二换热器；10、动力电池系统；11、电驱动系统；12、第二截止阀；13、第三膨胀阀；14、蒸发器；15、空气电加热器；16、第一三通阀；17、第二三通阀。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，本发明的空调系统不仅可以应用于纯电动汽车，还可以应用于油电混合动力汽车上，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，在本发明的第一实施例中，电动汽车的空调系统主要包括压缩机1、冷凝器2、第一膨胀阀3、第一换热器4、第一截止阀5、储液罐6、单向阀7、第二膨胀阀8、第二换热器9、第一换热通道(图中未示出)、第二换热通道(图中未示出)、第二截止阀12、第三膨胀阀13、蒸发器14和空气电加热器15。其中，冷凝器2和空气电加热器15都用于加热驾乘舱内的空气，本领域技术人员可以根据电动汽车的使用地区或者其他因素省去空气电加热器15。蒸发器14用于制冷驾乘舱内的空气。第一换热器4用于吸收外界环境中空气的热量，第二换热器9用于吸收动力电池系统10和电驱动系统11的热量。
在本实施例的优选实施方案中，第一换热器4是风冷换热器；第二换热器9是液冷换热器，优选地为水冷换热器。或者本领域技术人员也可以根据需要，将第一换热器4和第二换热器9的类型进行适当调整，例如将第一换热器4调整为水冷换热器。
进一步，在本实施例的优选实施方案中，第一膨胀阀3、第二膨胀阀8和第三膨胀阀13都是电控阀且都可以被完全关闭，防止冷媒流通。或者，本领域技术人员也可以根据需要，使第一膨胀阀3、第二膨胀阀8和第三膨胀阀13中的一个、两个或三个设置成不能够被完全关闭的形式。
本领域技术人员应当知道的是，冷凝器2、蒸发器14和空气电加热器15通常都是被设置在电动汽车的通风通道内，以便风机能够将冷凝器2和空气电加热器15周围的热风吹向驾乘舱，将蒸发器14周围的冷风吹向驾乘舱。由于通过冷凝器2和空气电加热器15加热驾乘舱内空气的技术手段、通过蒸发器14制冷驾乘舱内空气的技术手段是本领域技术人员所熟知的技术手段，所以此处不再进行赘述。
继续参阅图1，压缩机1、冷凝器2、第一膨胀阀3、第一换热器4、第一截止阀5和储液罐6依次首尾相接，形成空调系统的第一循环回路。
继续参阅图1，压缩机1、冷凝器2、第一膨胀阀3、第一换热器4、单向阀7、第二膨胀阀8、第二换热器9的第一通道(图1中第二换热器9上侧的通道)和储液罐6依次首尾相接，形成空调系统的第二循环回路。
继续参阅图1，压缩机1、冷凝器2、第一膨胀阀3、第一换热器4、单向阀7、第三膨胀阀13、蒸发器14和储液罐6依次首尾相接，形成空调系统的第三循环回路。
继续参阅图1，压缩机1、冷凝器2、第一膨胀阀3、第二截止阀12、第三膨胀阀13、蒸发器14和储液罐6依次首尾相接，形成空调系统的第四循环回路。
继续参阅图1，压缩机1、冷凝器2、第二截止阀12、第二膨胀阀8、第二换热器9的第一通道(图1中第二换热器9上侧的通道)和储液罐6依次首尾相接，形成空调系统的第五循环回路。
继续参阅图1，对于第一循环回路和第二循环回路，单向阀7、第二膨胀阀8、第二换热器9的第一通道与第一截止阀5并联。第一截止阀5、单向阀7和第二膨胀阀8共同构成本发明的第一控制阀，用于选择性地使第一循环回路或第二循环回路工作。此外，本领域技术人员也可以将根据需要，将第一控制阀替换成其他任意可行的阀件组合，例如，通过一个三通控制阀替代第一截止阀5，并使三通控制阀的三个阀口分别与第一换热器4、储液罐6和单向阀7连通。本领域技术人员能够理解的是，单向阀7用于防止第二循环回路中的冷媒从低压侧流向高压侧，基于此，本领域技术人员也可以根据实际需要省去单向阀7。其他各循环回路之间的工作关系将在下文进行详细描述。
继续参阅图1，本发明空调系统的第一换热通道(图中未示出)用于使冷却液与动力电池系统10进行换热，第二换热通道(图中未示出)用于使冷却液与电驱动系统11进行换热。第一换热通道和第二换热通道都能够选择性与第二换热器9的第二通道(图1中第二换热器9下侧的通道)连通。当第一换热通道与第二换热器9的第二通道连通时，形成第六循环回路；当第二换热通道与第二换热器9的第二通道连通时，形成第七循环回路。所述第六循环回路用于使第二换热器9吸收动力电池系统10产生的热量，所述第七循环回路用于使第二换热器9吸收电驱动系统11产生的热量。
继续参阅图1，动力电池系统10主要包括壳体和设置在壳体内的多个动力电池，第一换热通道优选地形成在动力电池的壳体上，或者本领域技术人员也可以根据需要，在第一换热通道内的制冷液能够与动力电池进行换热的情况下，将第一换热通道设置成其他任意可行的形式。例如，将第一换热通道设置成管状结构并环绕在壳体的外侧。电驱动系统2主要包括用于驱动电动汽车行走的多个电机。优选地，每一个电机的机壳上都形成有所述第二换热通道。或者，本领域技术人员也可以根据需要，在第二换热通道内制冷液能够与电机进行换热的情况下，将第二换热通道设置成其他任意可行的形式。例如，将第二换热通道设置成能够容纳电机的腔体，然后使第二换热通道内的冷却液浸没机壳的部分或全部结构。
如图2所示，本发明的第二实施例实际上是对第一实施例的技术方案的补充与细化。在本发明的第二实施例中，与第一实施例不同的是，第二换热器9的第二通道通过第二控制阀选择性地与第一换热通道和第二换热通道中的一个或两个连通。其中，第二控制阀包括第一三通控制阀16和第二三通控制阀17。第一三通控制阀16的三个阀口分别与第二通道的左端、第一换热通道的左端、第二换热通道的左端连通。第二三通控制阀17的三个阀口分别与第二通道的右端、第一换热通道的右端、第二换热通道的右端连通。
此外，本领域技术人员也可以根据需要，将第二控制阀的组成进行适当调整，作为示例一，仅保留第一三通控制阀16或第二三通控制阀17，如此一来，势必会导致流动的冷却液与不需要冷却的动力电池系统10或电驱动系统11进行换热。作为示例二，第二控制阀包括四个截止阀，第一换热通道的每一端分别通过一个截止阀与第二通道相应的端连通，第二换热通道的每一端也分别通过一个截止阀与第二通道相应的端连通。
下面为了结合附图便于描述本发明的温控系统，以动力电池系统10指代第一换热通道，以电驱动系统11指代第二换热通道。但这并不意味着动力电池系统10就是第一换热通道，电驱动系统11就是第二换热通道。
如图3所示，空调系统在第一制冷模式下，仅对驾乘舱进行制冷，冷凝器2不工作(不对驾乘舱内的空气进行加热)；第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被关闭，第一膨胀阀3被完全打开(不起节流、降压作用)，第二膨胀阀8被完全关闭(不允许冷媒流通)，第三膨胀阀13正常工作。此时，第三循环回路工作。在该模式下，空调系统通过第一换热器4向外界空气中传递热量，通过蒸发器14吸收驾乘舱内空气的热量。
如图4所示，空调系统在第二制冷模式下，仅对动力电池系统10同时进行制冷，冷凝器2不工作(不对驾乘舱内的空气进行加热)；第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被关闭，第一膨胀阀3被完全打开(不起节流、降压作用)，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13被完全关闭(不允许冷媒流通)。此时，第二循环回路工作。在该模式下，空调系统通过第一换热器4向外界空气中传递热量，通过第二换热器9(作为蒸发器使用)吸收第二通道中冷却液的热量，从而降低动力电池系统10的温度。
如图5所示，空调系统在第三制冷模式下，对驾乘舱和动力电池系统10同时进行制冷，冷凝器2不工作(不对驾乘舱内的空气进行加热)；第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被关闭，第一膨胀阀3被完全打开(不起节流、降压作用)，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13正常工作。此时，第二循环回路和第三循环回路同时工作。在该模式下，第二换热器9作为蒸发器使用，吸收第二回路中冷却液的热量，从而降低动力电池系统10的温度。在该模式下，空调系统通过第一换热器4向外界空气中传递热量，通过蒸发器14吸收驾乘舱内空气的热量，通过第二换热器9吸收第二通道中冷却液的热量，降低动力电池系统10的温度。
如图6所示，空调系统在第一制热模式下，仅通过第一换热器4对驾乘舱进行制热(0℃＜环境温度＜15℃)，第一截止阀5被打开，第二截止阀12被关闭，第一膨胀阀3正常工作，第二膨胀阀8既可以被打开也可以被关闭，第三膨胀阀13既可以被打开也可以被关闭。此时，第一循环回路工作。在该模式下，空调系统仅通过第一换热器4吸收外界环境中空气的热量，通过冷凝器2向驾乘舱内的空气传递热量，从而加热空气。此时，为了防止第一循环回路中的冷媒流向蒸发器14，本领域技术人员可以根据需要，在蒸发器14的左端设置一个单向阀，该单向阀只允许冷媒从蒸发器14流向储液罐6。
如图7所示，空调系统在第二制热模式下，仅通过第二换热器9对驾乘舱进行制热(环境温度＜-15℃)，第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被打开，第一膨胀阀3被完全关闭，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13被完全关闭。此时，第五循环回路工作。在该模式下，空调系统通过第二换热器9吸收电驱动系统11产生的热量，通过冷凝器2向驾乘舱内的空气传递热量，并开启空气电加热器15加热空气。
如图8所示，空调系统在第三制热模式下，通过第一换热器4和第二换热器9同时对驾乘舱进行制热(-15℃＜环境温度＜0℃)，第一截止阀5被打开，第二截止阀12被打开，第一膨胀阀3正常工作，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13被完全关闭。此时，第一循环回路和第五循环回路同时工作。在该模式下，空调系统通过第一换热器4吸收外界环境中空气的热量，通过第二换热器9吸收电驱动系统11产生的热量，通过冷凝器2向驾乘舱内的空气传递热量，并开启空气电加热器15加热空气。
如图9所示，空调系统在第四制热模式下，对驾乘舱进行制热并对第一换热器4进行化霜，第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被关闭，第一膨胀阀3被完全打开，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13被完全关闭。此时，第二循环回路工作。在该模式下，空调系统通过第一换热器4散热，以便除去第一换热器4外面的霜；通过第二换热器9吸收电驱动系统11产生的热量，通过冷凝器2向驾乘舱内的空气传递热量，并开启空气电加热器15加热空气。
如图10所示，空调系统在第一除湿模式下，对驾乘舱进行中温(10℃＜环境温度≤20℃)除湿，第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被打开，第一膨胀阀3被完全关闭，第二膨胀阀8被完全关闭，第三膨胀阀13正常工作。此时，第三循环回路工作。空调系统通过冷凝器2加热驾乘舱内的空气，蒸发器14冷却驾乘舱内的空气并因此除去空气中的水分。
如图11所示，空调系统在第二除湿模式下，对驾乘舱进行低温(0℃＜环境温度≤10℃)除湿，第一截止阀5被关闭，第二截止阀12被打开，第一膨胀阀3被完全关闭，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13正常工作。此时，第三循环回路和第五循环回路同时工作。空调系统通过第二换热器9吸收电驱动系统11产生的废热，通过冷凝器2加热驾乘舱内的空气，蒸发器14冷却驾乘舱内的空气并因此除去空气中的水分。
如图12所示，空调系统在第三除湿模式下，对驾乘舱进行极低温(环境温度≤0℃左右)除湿，第一截止阀5被打开，第二截止阀12被打开，第一膨胀阀3正常工作，第二膨胀阀8正常工作，第三膨胀阀13正常工作。此时，第一循环回路、第三循环回路和第五循环回路同时工作。空调系统通过第一换热器4从外界环境中的空气中吸收热量，通过第二换热器9吸收电驱动系统11产生的废热，通过冷凝器2加热驾乘舱内的空气，蒸发器14冷却驾乘舱内的空气并因此除去空气中的水分。
需要说明的是，空调系统可根据实际的使用需要来执行图3至图12中所示的工作模式，而没有必要严格地根据环境温度来执行。
综上所述，本发明的空调系统不仅能够通过第二换热器9吸收动力电池系统10和电驱动系统11产生的废热，对动力电池系统10和电驱动系统11进行冷却。本发明的空调系统还通过第一截止阀5、第二截止阀12、第膨胀阀3、第二膨胀阀8、第三膨胀阀13和单向阀7的组合使用，能够实现十个工作模式，使电动汽车根据不同的工作环境将空调系统调整到相应的工作模式。因此，本发明的空调系统不仅能够实现更多的工作模式，而且结构简单，安装拆卸简单，同时还能够将动力电池系统10和电驱动系统11产生的废热搬运到驾乘舱内，降低了电动汽车制热时的耗电量，延长了动力汽车的续航里程。
此外，本领域技术人员也可以根据需要，将第二膨胀阀8完全打开，通过第二换热器9为动力电池系统10和/或电驱动系统11加热，以便使动力电池系统10和电驱动系统11工作在适宜的温度范围内。
此外，本发明还提供了一种电动汽车，其包括上文所述的空调系统。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动汽车的空调系统，所述空调系统包括依次首尾相接的压缩机、冷凝器、第一膨胀阀和第一换热器，
其特征在于，所述空调系统还包括：
第一换热通道，其用于使冷却液与动力电池系统进行换热；
第二换热通道，其用于使冷却液与电驱动系统进行换热；
第二换热器，其包括第一通道和第二通道，所述第一通道能够选择性地串联到所述第一换热器与所述压缩机之间，所述第二通道能够选择性地与所述第一换热通道和所述第二换热通道中的一个或两个连通并因此形成循环回路。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括第一控制阀，所述第一通道通过所述第一控制阀选择性地串联到所述第一换热器和所述压缩机之间。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述第一控制阀包括第一截止阀和第二膨胀阀，所述第一截止阀的两个阀口分别与所述第一换热器和所述压缩机连通，所述第二膨胀阀的两个阀口分别与所述第一换热器和所述第一通道连通，所述第一通道远离所述第二膨胀阀的一端与所述压缩机连通。
4.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述第一控制阀还包括与所述第一截止阀并联设置的单向阀，所述单向阀设置在所述第一换热器和所述第二膨胀阀之间，所述单向阀只允许冷媒从所述第一换热器流向所述第二膨胀阀。
5.根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括与所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀并联的第三膨胀阀和蒸发器，所述第三膨胀阀和所述蒸发器依次串联在所述冷凝器和所述压缩机之间。
6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括与所述第一膨胀阀、所述第一换热器和所述第一截止阀并联的第二截止阀，所述第二截止阀串联在所述冷凝器和所述第三膨胀阀之间。
7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，所述第二截止阀远离所述冷凝器的阀口还与所述第二膨胀阀远离所述第一通道的阀口连通。
8.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括第二控制阀，所述第二通道通过所述第二控制阀选择性地与所述第一换热通道和所述第二换热通道中的一个或两个连通。
9.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述第二控制阀包括两个三通控制阀，所述第一换热通道的一端、所述第二换热通道的一端和所述第二通道的一端分别与一个所述三通控制阀的三个阀口连通，所述第一换热通道的另一端、所述第二换热通道的另一端和所述第二通道的另一端分别与另一个所述三通控制阀的三个阀口连通。
10.根据权利要求8所述的空调系统，其特征在于，所述第二控制阀包括四个截止阀，所述第一换热通道的每一端和所述第二换热通道的每一端分别通过一个所述截止阀与所述第二通道连通。
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