CN110143112B - 电动汽车空调系统及其除霜方法、运行方法、控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车空调系统及其除霜方法、运行方法、控制系统。空调系统形成有制冷剂回路和蓄热系统，能够合理利用蓄热回路对空调系统进行化霜，既能提高电动汽车动力电池的工作效率，又能解决电动汽车空调系统冬季化霜效率低的问题，并且在化霜过程制热不停机，车内换热器出风温度波动小，提高车上乘客的热舒适性体验，达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明属于汽车空调技术领域，具体涉及一种电动汽车空调系统及其除霜方法、运行方法、控制系统。
背景技术
新能源电动汽车解决了燃油汽车的环保问题和化石燃料依赖问题，但是由于新能源汽车在冬季没有发动机余热可以利用，采用电加热辅助的空调系统又会耗费大量的电能制热，缩短了续航里程；现有技术中，为了能够提高新能源电动汽车的冬季制热效率，通常可采用热泵型空调系统，但是热泵系统在冬季低温高湿的室外环境下制热运行时，车外换热器容易出现结霜现象，霜层的不断加厚使得车载空调系统制热能力不断衰减，化霜效率低，并且在车载热泵系统除霜运行时，会将制热模式切换成制冷模式，车内停止供暖，大大影响了乘员舒适性。
进一步地，现有新能源电动汽车的动力电池在放电过程中，由于化学反应使得内部产生大量的热，当散热效率低于产热效率时，电池温度迅速升高，而动力电池在20～40℃温度区间内才能高效工作，因此需要对动力电池进行热管理。
基于上述电动汽车空调中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种电动汽车空调系统及其除霜方法、控制方法、控制系统，旨在解决现有新能源电动汽车空调化霜效率低的问题。
本发明提供一种电动汽车空调系统，其设有制冷剂回路，该制冷剂回路上依次设有：
压缩机(4)、车内换热器(14)、第一节流装置(8)、车外换热器(13)，第一控制阀(10)；
还设有蓄热系统，该蓄热系统包括蓄热器(9)、蓄热流路和放热流路；
蓄热流路一端连接在车内换热器(14)与第一节流装置(8)之间，另一端连接在第一节流装置(8)与车外换热器(13)之间；蓄热流路上串联有蓄热器和第二控制阀(12)；
放热流路一端连接在车外换热器与第一控制阀(10)之间，另一端连接在第一控制阀(10)与压缩机(4)之间；放热流路上串联有第二节流装置和蓄热器；
电动汽车装载有动力电池(7)，蓄热器与该动力电池具有换热关系；
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且为制热运行非化霜状态时，蓄热器吸收动力电池余热和/或制冷剂回路的热量进行蓄热；
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，使车内换热器(14)流出的制冷剂经第二节流装置进入蓄热器，使蓄热器吸收热量实现蒸发器作用，车外换热器冷凝放热实现冷凝器作用。
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且为制热运行非化霜状态时，蓄热器吸收动力电池余热和/或制冷剂回路的热量进行蓄热的方式是：若蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭第二节流装置和蓄热流路上的第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程。
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，第一、第二控制阀均关闭，第一节流装置(8)开到最大不具有节流作用，第二节流装置具有节流作用，车外换热器实现冷凝器作用，使制冷剂凝放热。
动力电池和蓄热器间通过热管换热，动力电池设置在热管的蒸发端，蓄热器设置在热管的冷凝端。
热管内封闭有流体，当热管蒸发端流体吸收动力电池散发的热量，通过虹吸作用使热管冷凝端将热量释放给蓄热器。
蓄热器为相变蓄热器。
压缩机进气处设有气液分离器。
电动汽车空调系统，还包括流体换向装置，流体换向装置为四通换向阀，和/或节流装置为电子膨胀阀，和/或控制阀为电磁阀。
电动汽车空调系统的除霜方法，其包括如下步骤：S1：当电动汽车空调系统不满足除霜条件，若蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭第二节流装置和第一控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第一控制阀被控制打开一开度，第一节流装置被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程；
S2：当所述电动汽车空调系统满足除霜条件时：第一节流装置开度调至最大，第二节流装置实现节流作用，以控制阀、第二控制阀关闭，从压缩机排出的高温高压液态制冷剂，被控制进入车内换热器中冷凝放热后，进入车外换热器继续冷凝放热，达到除霜目的，从车外换热器出来的制冷剂经节流降压后，进入蓄热器吸收热量。
电动汽车空调系统的运行方法，其设有四个运行模式：
模式一：空调系统单独制热运行时，从压缩机出来的高温高压液态制冷剂，进入车内换热器中冷凝放热，达到加热车内空气的目的，此时高温高压的液态制冷剂经过第一节流装置节流降压后，进入车外换热器，之后再进入压缩机完成一个制热循环；
模式二：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行时，若蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭第二节流装置和蓄热流路上的第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；
模式三：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行时，若蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程；
模式四：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，第一、第二控制阀均关闭，第一节流装置(8)开到最大只具有导通不具有节流作用，开通第二节流装使其具有节流作用，车外换热器实现冷凝器作用，使制冷剂凝放热除霜。
电动汽车空调系统运行方法，其特征在于，包括以下控制过程：
S1：检测汽车空调运行工况；
S2：当环境温度T外环在第一预设温度范围时，控制空调系统制热运行；
S3：判断制热运行下的空调系统是否满足预设化霜条件；
S41：当判断满足预设化霜条件时，控制空调系统进入化霜状态，运行模式四；
S42：当判断不满足预设化霜条件时，检测相变蓄热器温度：若所述蓄热器的温度低于电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式二；若所述蓄热器的温度同时低于电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式三。
电动汽车空调系统运行方法，当环境温度T外环在第二预设温度范围时，控制空调系统制冷运行。
所述方法的控制系统，包括控制器和检测模块，检测模块与所述控制器电连接；检测模块用于检测蓄热器温度、动力电池温度、车内换热器出口制冷剂温度以及车外换热器温度；控制器根据所述检测模块检测的蓄热器温度、动力电池温度、车内换热器出口制冷剂温度以及车外换热器温度控制空调系统的运行。
采用上述方案，通过回收动力电池余热和冬季制热运行时车内冷凝器出口制冷剂余热，既提高动力电池的工作效率，又解决电动汽车空调系统冬季化霜效率低的问题，并且在化霜过程制热不停机，车内换热器出风温度波动小，提高了车上乘客的热舒适性体验。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种电动汽车空调系统示意图；
图2为本发明虹吸作用热力原理图；
图3为本发明一种电动汽车空调系统模式一工作示意图；
图4为本发明一种电动汽车空调系统模式二工作示意图；
图5为本发明一种电动汽车空调系统模式三工作示意图；
图6为本发明一种电动汽车空调系统模式四工作示意图；
图7为本发明一种电动汽车空调系统的除霜方法路程图。
图中：1、车内换热器；2、四通换向阀；3、气液分离器；4、压缩机；5、第二电子膨胀阀；6、车内换热器；7、动力电池；8、第一电子膨胀阀；9、相变蓄热器；第二节流装置；10、第一电磁阀；11、第二电磁阀；12、第三电磁阀；13、第一风机；14；第二风机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本发明将蓄热系统和空调系统耦合，利用电池和冷凝器制冷剂出口余热，对相变蓄热器的蓄热材料进行加热，并在化霜过程用于去除车外换热器翅片管上的霜层，达到化霜的同时持续制热的效果。
实施例1
本实施例提供一种电动汽车空调系统。
如图1至图7所示，本发明提供的电动汽车空调系统实施例，其形成有制冷剂回路，该制冷回路耦合有蓄热系统，其中：
制冷剂回路上依次设有压缩机4、车内换热器14、第一节流装置8、车外换热器13，第一控制阀10；
蓄热系统，包括蓄热器9、蓄热流路和放热流路；蓄热流路一端连接在车内换热器14与第一节流装置8之间，另一端连接在第一节流装置8与车外换热器13之间；蓄热流路上串联有蓄热器和第二控制阀12；放热流路一端连接在车外换热器6与第一控制阀10之间，另一端连接在第一控制阀10与压缩机4之间；放热流路上串联有第二节流装置和蓄热器；电动汽车装载有动力电池(7)，蓄热器与该动力电池具有换热关系。
上述实施方式优选的：
蓄热器为相变蓄热器，动力电池7和相变蓄热器9利用热管原理换热，该种换热方式不需要设置额外的换热器对电池进行冷却，具有结构简单、换热效率高、成本低等优点。具体如图2所示，动力电池7设置在热管的蒸发端，相变蓄热器9设置在热管的冷凝端，热管蒸发段吸收动力电池散发的热量，热管冷凝段将热量释放给蓄热器；进一步地，热管内封闭有流体，当热管蒸发端流体吸收动力电池7散发的热量，通过虹吸作用使热管冷凝端将热量释放给相变蓄热器9；进一步地，流体在蒸发段吸收动力电池散发的热量，通过虹吸作用进入相变蓄热器冷凝放热。
压缩机进气处优选设有气液分离器，此时放热回路连接在压缩机入口侧一端设置在气液分离器入口端。
空调系统为热泵空调，为此在压缩机出口设置一设有流体换向装置，优选为四通换向阀，此时在蓄热回路上的进出口侧各设有一个第二控制阀以方便控制。
第一、第二节流装置选择采用电子膨胀阀，第一、第二控制阀选择采用电磁阀。
为提高新能源电动汽车的冬季制热效率，热泵空调系统在车外换热器6处设有第一风机13，在车内换热器1处设有第二风机14.通过在换热器处设有风机，能够提高散热效率，该热泵空调系统中压缩机4、第一风机13以及第二风机14均与动力电池7电连接以从动力电池获得电能。
本发明将蓄热系统和热泵空调系统耦合，利用电池和冷凝器制冷剂出口余热，对蓄热器的蓄热材料进行加热，并在化霜过程用于去除车外换热器翅片管上的霜层，达到化霜的同时持续制热的效果。
当空调系统单独制热时，如附图3所示，从压缩机4出来高温高压液态制冷剂，经过四通换向阀2，进入车内换热器1中冷凝放热，达到加热车内空气的目的，此时高温高压的液态制冷剂经过第一电子膨胀阀8，节流降压后，进入车外换热器6，再次经过四通换向阀2进入气液分离器3，吸入压缩机4完成一个制热循环。该模式下电子膨胀阀5关闭，膨胀阀8调至合适开度，第一电磁阀10打开，第二电磁阀11和第三电磁阀12关闭。
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合时：
(1)若系统不符合除霜条件，蓄热器吸收动力电池余热和/或制冷剂回路的热量进行蓄热；具体的，当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且为制热运行非化霜状态时：若所述蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭所述第二节流装置和蓄热流路上的第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若所述蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程。
(2)若系统符合除霜条件，当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，第一、第二控制阀均关闭，第一节流装置8开到最大不具有节流作用，第二节流装置具有节流作用，车内换热器14流出的制冷剂经第二节流装置进入蓄热器，此时蓄热器吸收热量实现蒸发器作用，车外换热器实现冷凝器作用，使制冷剂凝放热。
由此可见，蓄热器在非除霜状态吸热，在除霜状态放热，本发明有效地利用了电池余热和制冷剂流路控制及车外换热器功能作用的变化解决现有新能源电动汽车冬季结霜问题，有效避免了化霜期间车内侧停止制热问题；同时能够有效解决现有汽车动力电池散热效率低，影响使用寿命问题，将动力电池温度控制在最佳温度区间内，提高动力电池组的工作效率。
实施例2：
基于同一发明构思，结合上述方案，如图1至图7所示，本发明还提供一种根据上述的电动汽车空调系统的除霜方法，该方法利用制冷回路和蓄热系统耦合实现除霜不用停机、也不影响制热的运行。
本发明提供的电动汽车空调系统除霜方法基于实施例1所描述的空调系统，其除霜方法为：
S1：当电动汽车空调系统不满足除霜条件时：蓄热器吸收动力电池余热和/或制冷剂回路的热量进行蓄热的方式是：若蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭第二节流装置和蓄热流路上的第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被打开一较小的开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程。
S2：当电动汽车空调系统满足除霜条件时：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，第一、第二控制阀均关闭，第一节流装置(8)开到最大只起到导通，而无节流作用，但此时第二节流装置具有节流作用，从压缩机4排出的高温高压液态制冷剂，被控制进入车内换热器1中冷凝放热后，进入车外换热器13继续冷凝放热，达到除霜目的，从车外换热器出来的制冷剂经第二节流装置5节流降压后，进入蓄热器9吸收热量，此时蓄热器具有蒸发器的作用。
具体技术实现细节可采用实施例1的实施手段。
实施例3：
基于同一发明构思，结合上述方案，如图1至图7所示，本发明还提供一种根据上述空调系统和具有上述除霜方法的电动汽车空调系统运行方法，空调系统设有四个模式：
模式一：单独制热运行模式：
如附图3所示，空调系统单独制热运行时，从压缩机4出来高温高压液态制冷剂，经过四通换向阀2，进入车内换热器1中冷凝放热，达到加热车内空气的目的，此时高温高压的液态制冷剂经过第一节流装置8，节流降压后，进入车外换热器6，再次经过四通换向阀2进入气液分离器3，吸入压缩机4完成一个制热循环。该模式下节流装置5关闭，膨胀阀8调至合适开度，第一控制阀10打开，第二控制阀11和第二控制阀1212关闭。
模式二：空调系统和相变蓄热系统耦合运行蓄热器9仅吸收动力电池7余热的蓄热模式：
如附图4所示,车载热泵空调系统和相变蓄热系统耦合运行，当温度传感器检测到相变蓄热器的温度低于电池温度，但高于车内换热器出口制冷剂温度时，此时控制系统关闭第二控制阀11、12，相变蓄热器仅吸收电池余热进行蓄热,动力电池和相变蓄热器间通过热管换热，热管中的流体在蒸发段吸收动力电池散发的热量，并通过虹吸作用进入相变蓄热器冷凝放热，不需要设置额外的换热器。该模式下节流装置5关闭，膨胀阀8调至合适开度，第一控制阀10打开；
模式三：空调系统和相变蓄热系统耦合运行蓄热器9吸收动力电池7的余热和车内换热器1出口余热进行蓄热的模式：
如附图5所示，车载热泵空调系统和相变蓄热系统耦合运行，当温度传感器检测到相变蓄热器的温度同时低于电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，此时控制系统打开二通阀11和二通阀12，并控制在一个较小的开度，相变蓄热器吸收电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程。该模式下节流装置5关闭，膨胀阀8调至合适开度，第一控制阀10打开；
模式四：蓄热器9完成储热后的空调系统化霜模式：如附图6所示，相变蓄热器完成储热，若温度传感器检测到车外换热器的温度过低而出现结霜状况时，车载空调系统进入化霜模式，化霜时，从压缩机4出来高温高压液态制冷剂，经过四通换向阀2，进入车内换热器1中冷凝放热后，变为高温高压两相制冷剂，直接进入车外换热器6继续冷凝放热，释放的热量用于去除车外换热器6的霜层，此时节流装置8开度调至最大，只起到导通，而无节流作用，从车外换热器6出来的高温高压液相制冷剂，经过节流装置5节流降压后，进入相变蓄热器9中，吸收蓄热器中的热量，由低温低压的液相制冷剂蒸发为低温低压的气相制冷剂后，经气液分离器3吸入压缩机，完成一个制热循环。化霜过程时，相变蓄热器相当于一个蒸发器。化霜期间热泵系统仍运行制热模式，除霜过程不影响车内的制热能力，有效避免了化霜期间车内侧停止供热问题，车内换热器出风温度波动小，提高了车上乘客的热舒适性体验。
本实施例蓄热优选采用相变蓄热器。其他同实施例1。
实施例4：
基于同一发明构思，结合上述方案，作为本发明一个优选实施例，如图1至图7所示，本发明还提供一种基于上述空调系统及运行方法的电动汽车空调系统的控制方法，优选包括以下控制过程：
S1：检测汽车空调运行工况；
S2：当环境温度T外环在第一预设温度范围时，控制空调系统制热运行；
S3：判断制热运行下的空调系统是否满足预设化霜条件；
S41：当判断满足预设化霜条件时，控制空调系统进入化霜状态，运行模式四；
S42：当判断不满足预设化霜条件时，检测相变蓄热器温度：若蓄热器的温度低于电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式二；若蓄热器的温度同时低于电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式三。
当本发明优选采用热泵式空调系统时，上述控制方法还包括制冷运行控制。作为本发明一个优选实施例，当环境温度T外环在第二预设温度范围时，控制空调系统制冷运行。具体优选的，当-15℃＜T预设温度＜7℃时，空调进行制热运行；当19℃＜T预设温度＜50℃时，空调进行制冷运行。
实施例5：
相应地，结合上述方案，如图1至图7所示，本发明还提供一种实现上述方法的控制系统，包括控制器和检测模块，检测模块与控制器电连接；检测模块用于检测蓄热器温度、动力电池温度、车内换热器出口制冷剂温度以及车外换热器温度；控制器根据检测模块检测的检测蓄热器温度、动力电池温度、车内换热器出口制冷剂温度以及车外换热器温度控制空调系统按运行运行方法。
采用上述方案，通过回收动力电池余热和冬季制热运行时车内冷凝器出口制冷剂余热，既提高动力电池的工作效率，又解决电动汽车空调系统冬季化霜效率低的问题，并且在化霜过程制热不停机，车内换热器出风温度波动小，提高了车上乘客的热舒适性体验，达到节能减排的目的。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (11)
1.一种电动汽车空调系统，其设有制冷剂回路，该制冷剂回路上依次设有：
压缩机(4)、车内换热器(14)、第一节流装置(8)、车外换热器(13)，第一控制阀(10)；
其特征在于：还设有蓄热系统，该蓄热系统包括蓄热器(9)、蓄热流路和放热流路；所述蓄热流路一端连接在车内换热器(14)与第一节流装置(8)之间，另一端连接在第一节流装置(8)与车外换热器(13)之间；所述蓄热流路上串联有蓄热器和第二控制阀(12)；
所述放热流路一端连接在车外换热器与第一控制阀(10)之间，另一端连接在第一控制阀(10)与压缩机(4)之间；放热流路上串联有第二节流装置和蓄热器；
电动汽车装载有动力电池(7)，所述蓄热器与该动力电池具有换热关系；
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且为制热运行非化霜状态时，所述蓄热器吸收动力电池余热或吸收动力电池余热和制冷剂回路的热量进行蓄热；
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，使所述车内换热器(14)流出的制冷剂经过车外换热器(13)后经第二节流装置进入蓄热器，使蓄热器吸收热量实现蒸发器作用，车外换热器冷凝放热实现冷凝器作用；
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且为制热运行非化霜状态时，所述蓄热器吸收动力电池余热或吸收动力电池余热和制冷剂回路的热量进行蓄热的方式是：若所述蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭所述第二节流装置和蓄热流路上的第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若所述蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程；
当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，第一控制阀、第二控制阀均关闭，第一节流装置(8)开到最大不具有节流作用，第二节流装置具有节流作用，车外换热器实现冷凝器作用，使制冷剂冷凝放热。
2.根据权利要求1所述的电动汽车空调系统，其特征在于：所述动力电池和所述蓄热器间通过热管换热，所述动力电池设置在热管的蒸发端，蓄热器设置在热管的冷凝端。
3.根据权利要求2所述的电动汽车空调系统，其特征在于，所述热管内封闭有流体，当所述热管蒸发端流体吸收所述动力电池散发的热量，通过虹吸作用使所述热管冷凝端将热量释放给所述蓄热器。
4.根据权利要求1所述的电动汽车空调系统，其特征在于，所述蓄热器为相变蓄热器。
5.根据权利要求1所述的电动汽车空调系统，其特征在于，所述压缩机进气处设有气液分离器。
6.根据权利要求1所述的电动汽车空调系统，其特征在于，还包括流体换向装置，所述流体换向装置为四通换向阀，和/或所述节流装置为电子膨胀阀，和/或所述控制阀为电磁阀。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的电动汽车空调系统的除霜方法，其包括如下步骤：S1：当所述电动汽车空调系统不满足除霜条件，若所述蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭所述第二节流装置和第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；若所述蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被控制打开一开度，第一节流装置被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程；
S2：当所述电动汽车空调系统满足除霜条件时：所述第一节流装置开度调至最大，第二节流装置实现节流作用，第一控制阀、第二控制阀关闭，从压缩机排出的高温高压液态制冷剂，被控制进入车内换热器中冷凝放热后，进入车外换热器继续冷凝放热，达到除霜目的，从车外换热器出来的制冷剂经节流降压后，进入蓄热器吸收热量。
8.一种根据权利要求1-6任一项所述的电动汽车空调系统的运行方法，其特征在于：设有四个运行模式：
模式一：空调系统单独制热运行时，从压缩机出来的高温高压液态制冷剂，进入车内换热器中冷凝放热，达到加热车内空气的目的，此时高温高压的液态制冷剂经过第一节流装置节流降压后，进入车外换热器，之后再进入压缩机完成一个制热循环；
模式二：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行时，若所述蓄热器的温度低于动力电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，关闭所述第二节流装置和蓄热流路上的第二控制阀，蓄热器被控制仅吸收动力电池余热进行蓄热；
模式三：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行时，若所述蓄热器的温度同时低于动力电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，第二节流装置被关闭，第二控制阀被打开一开度，蓄热器吸收动力电池余热和车内换热器出口余热进行蓄热过程；
模式四：当电动汽车空调系统和蓄热系统耦合运行且在制热运行化霜状态时，第一控制阀、第二控制阀均关闭，第一节流装置(8)开到最大只具有导通不具有节流作用，开通第二节流装置使其具有节流作用，车外换热器实现冷凝器作用，使制冷剂凝放热除霜。
9.根据权利要求8所述的电动汽车空调系统的运行方法，其特征在于，包括以下控制过程：
S1：检测汽车空调运行工况；
S2：当环境温度T在第一预设温度范围时，控制空调系统制热运行；
S3：判断制热运行下的空调系统是否满足预设化霜条件；
S41：当判断满足预设化霜条件时，控制空调系统进入化霜状态，运行模式四；
S42：当判断不满足预设化霜条件时，检测相变蓄热器温度：若所述蓄热器的温度低于电池温度但高于车内换热器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式二；若所述蓄热器的温度同时低于电池温度和车内换热器出口制冷剂温度时，控制空调系统运行模式三。
10.根据权利要求9所述的电动汽车空调系统的运行方法，其特征在于，当环境温度T在第二预设温度范围时，控制空调系统制冷运行。
11.一种实现权利要求9-10任一项所述的电动汽车空调系统的运行方法的控制系统，其特征在于：包括控制器和检测模块，所述检测模块与所述控制器电连接；所述检测模块用于检测蓄热器温度、动力电池温度、车内换热器出口制冷剂温度以及车外换热器温度；所述控制器根据所述检测模块检测的蓄热器温度、动力电池温度、车内换热器出口制冷剂温度以及车外换热器温度控制空调系统的运行。
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|---|---|---|---|---|
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| CN114834322A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-08-02 | 易事特集团股份有限公司 | 动力电池热管理方法和装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0616031A (ja) * | 1992-07-02 | 1994-01-25 | Nippon Soken Inc | ヒートポンプ式エアコンシステム |
| CN1403756A (zh) * | 2001-08-29 | 2003-03-19 | 广东科龙电器股份有限公司 | 不间断制热的运行方法及空调系统 |
| JP2012158197A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ヒートポンプ式車両用空調装置およびその除霜方法 |
| JP2012237499A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Denso Corp | 蓄熱除霜装置 |
| CN103836849A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 华南理工大学 | 一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统 |
| KR20180078074A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 이래오토모티브시스템 주식회사 | 자동차용 히트펌프 |
| CN108638785A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-10-12 | 中国科学院广州能源研究所 | 基于相变蓄能除霜的新型电动汽车热泵空调系统及其控制方法 |
| CN108826536A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-11-16 | 深圳华中科技大学研究院 | 具有除霜制热不停机功能的空调器装置 |
| CN108973587A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种汽车热泵空调系统和控制方法 |
| CN210101255U (zh) * | 2019-05-29 | 2020-02-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电动汽车空调系统及其控制系统 |
-
2019
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0616031A (ja) * | 1992-07-02 | 1994-01-25 | Nippon Soken Inc | ヒートポンプ式エアコンシステム |
| CN1403756A (zh) * | 2001-08-29 | 2003-03-19 | 广东科龙电器股份有限公司 | 不间断制热的运行方法及空调系统 |
| JP2012158197A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ヒートポンプ式車両用空調装置およびその除霜方法 |
| JP2012237499A (ja) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Denso Corp | 蓄熱除霜装置 |
| CN103836849A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-04 | 华南理工大学 | 一种用于电动汽车变频涡旋压缩机的余热蓄能除霜系统 |
| KR20180078074A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 이래오토모티브시스템 주식회사 | 자동차용 히트펌프 |
| CN108826536A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-11-16 | 深圳华中科技大学研究院 | 具有除霜制热不停机功能的空调器装置 |
| CN108638785A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-10-12 | 中国科学院广州能源研究所 | 基于相变蓄能除霜的新型电动汽车热泵空调系统及其控制方法 |
| CN108973587A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种汽车热泵空调系统和控制方法 |
| CN210101255U (zh) * | 2019-05-29 | 2020-02-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电动汽车空调系统及其控制系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 不间断制热技术应用于热泵机的实验测试;周中华;韩雷;;暖通空调(第12期);109-112 * |
| 空气源热泵相变蓄能除霜系统动态特性实验研究;曹琳;胡文举;姜益强;姚杨;倪龙;李炳熙;马最良;;哈尔滨工程大学学报(第10期);105-111 * |
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| Publication number | Publication date |
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