CN110182017B - 一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,涉及汽车空调技术领域,包括压缩机、第一冷媒电磁三通阀、室外换热器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、集成式热交换器、第二冷媒电磁三通阀、第三冷媒电磁三通阀、第三电子膨胀阀、空调主机、水泵、水比例三通阀和电池包;室外换热器上设置有电子风扇,集成式热交换器内部设置有制冷剂侧和水循环侧,空调主机内部设置有鼓风机、蒸发器和暖风芯体;本发明将热泵空调系统的水冷凝器与电池包热管理系统的冷却器集成为一个热交换器,调节冷媒电磁三通阀的流通方向,实现对乘员舱和/或电池包同时加热或制冷,提高系统集成度,降低零部件数量及管路结构。

Description

一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统
技术领域
本发明涉及汽车空调技术领域,具体涉及一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统。
背景技术
纯电动汽车没有传统汽车用来采暖的发动机余热,无法提供采暖热源。因此,电动汽车的空调系统必须自身具备采暖的功能,即采用电加热供热和/或采用热泵型空调型供热。由于电加热供热能耗较高,而目前主流的热泵系统,加上蓄电池降温系统,构成的热管理系统、管路极其复杂。
现有技术中,如附图7所示,带蓄电池制冷的空调系统,它包括由压缩机、冷凝器、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、蓄电池冷却器和空调主机组成的制冷冷媒流道,以及由水泵、蓄电池冷却器、电加热器和电池包组成的制冷水循环流道;其中,空调主机包含鼓风机、蒸发器和暖风芯体,电子风扇设置在冷凝器上;压缩机压缩后的冷媒从压缩机出口流通至冷凝器后分为两路,一路经第二电子膨胀阀流向蓄电池冷却器,另一路经第三电子膨胀阀流向蒸发器,两路冷媒在压缩机进口汇合循环;流向蓄电池冷却器的冷媒用于给连通至蓄电池冷却器的制冷水循环流道制冷降温,流向蒸发器的冷媒用于给乘员舱制冷降温,因此可以实现乘员舱和电池包的同时制冷模式;但是在该结构系统中的蓄电池冷却器仅作为冷媒低压力部件,用于蓄电池的降温。
又如附图8所示一种热泵空调系统,它包括采用管道依次连接的压缩机、第一冷媒电磁三通阀、水冷凝器、第一电子膨胀阀、室外热交换器和第三冷媒电磁三通阀组成的热泵冷媒流道,以及由管道依次连接的水泵、水冷凝器、电加热器和空调主机组成的热泵水循环流道;其中,空调主机又包含鼓风机、蒸发器和暖风芯体,电子风扇设置在室外热交换器上;热泵冷媒流道和热泵水循环流道在水冷凝器处换热;根据管道上第一冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀的设置位置,改变第一冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀的导通方向,还可以实现热泵空调系统的单乘员舱的制冷模式;但是该结构中的水冷凝器仅作为冷媒高压力部件,只能用于单乘员舱的加热模式,不能满足电池包的同时加热。
现有技术中,如果将上述蓄电池制冷和乘员舱加热的两个方案结合在一起,空调系统会非常复杂,既需要包含图7系统中的蓄电池冷却器,又需要图8系统中的水冷凝器,以达到实现乘员舱的制冷与加热、电池包的降温及加热的双重效果,使得空调系统的装置结构更加复杂。
发明内容
本发明目的在于提供一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,将热泵系统与电池包降温系统集成起来,减少零部件数量,提高系统集成度,大大降低零部件数量及管路结构。
为达成上述目的,本发明提出如下技术方案:一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,包括单乘员舱制冷模式、乘员舱和电池包同时制冷模式和单乘员舱制热模式,其特征在于,还包括乘员舱和电池包同时加热模式、单电池包加热模式以及单电池包制冷模式;
所述单乘员舱制冷模式包括采用管道依次首尾连接的压缩机、第一冷媒电磁三通阀、室外换热器、第三电子膨胀阀、设置在空调主机内部的鼓风机和蒸发器、以及第三冷媒电磁三通阀;所述单乘员舱制热模式包括第二冷媒流道和第二水循环流道;所述第二冷媒流道包括采用管道依次首尾连接的压缩机、第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀、集成式热交换器的制冷剂侧、第一电子膨胀阀、室外换热器和第三冷媒电磁三通阀;所述第二水循环流道包括采用管道依次首尾连接的水泵、集成式热交换器的水循环侧、电加热器和设置在空调主机内部的暖风芯体;所述第二冷媒流道和第二水循环流道在集成式热交换器内部发生热交换。
所述乘员舱和电池包同时制冷模式包括第一冷媒流道和第一水循环流道;所述第一冷媒流道包括压缩机、第一冷媒电磁三通阀、室外换热器、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第二冷媒电磁三通阀、集成式热交换器、第三冷媒电磁三通阀和空调主机;所述第一水循环流道包括水泵、集成式热交换器、电加热器和电池包;所述集成式热交换器内部设置有制冷剂侧和水循环侧,第一冷媒流道连通于制冷剂侧,第一水循环流道连通于水循环侧,第一冷媒流道和第一水循环流道在集成式热交换器内部发生热交换;所述空调主机内设置有鼓风机、蒸发器和暖风芯体,所述室外换热器上设置有电子风扇;压缩机压缩后的冷媒从压缩机出口流通至室外换热器后分为两路,一路经第二电子膨胀阀流向制冷剂侧后流经第二冷媒电磁三通阀后,再流向第三冷媒电磁三通阀,另一路经第三电子膨胀阀流经蒸发器后流向第三冷媒电磁三通阀,两路冷媒汇合后再流入压缩机内循环。
所述乘员舱和电池包同时加热模式包括第二冷媒流道和第三水循环流道,所述第三水循环流道包括第一水循环流道、第二水循环流道和水比例三通阀,所述水比例三通阀设置在第一水循环流道上电加热器和电池包之间的连通管道上,水比例三通阀用于分别连通第一水循环流道和第二水循环流道,同时给乘员舱和电池包加热升温。
所述单电池包加热模式包括第二冷媒流道和第三水循环流道,第三水循环流道中水比例三通阀流向第二水循环流道的阀门关闭;所述单电池包制冷模式包括第一冷媒流道和第三水循环流道,第一冷媒流道上第三电子膨胀阀关闭,第三水循环流道中水比例三通阀流向第二水循环流道的阀门关闭。
进一步的,所述乘员舱和电池包同时加热模式中,第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀调整为加热模式,第一电子膨胀阀开启,所述第三水循环流道的水泵开启,水比例三通阀通向电池包的回路和通向空调主机的暖风芯体的回路同时开启,压缩机启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经集成式热交换器的制冷剂侧,高温的制冷剂侧和低温的水循环侧发生热交换,水循环侧的循环水温度升高,高温的循环水用于同时加热电池包和空调主机的暖风芯体;同时降温后的气态冷媒经过第一电子膨胀阀和室外热交换器重新变为低温低压的气态冷媒,再进入压缩机进行循环工作。
进一步的,所述单电池包加热模式中第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀调节为制热模式,第一电子膨胀阀开启,水泵开启,水比例三通阀通向电池包的回路开启,压缩机启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经集成式热交换器的制冷剂侧,高温的制冷剂侧和低温的水循环侧发生热交换,水循环侧的循环水温度升高,高温的循环水用于电池包加热;同时降温后的气态冷媒经过第一电子膨胀阀和室外热交换器重新变为低温低压的气态冷媒,再进入压缩机进行循环工作。
进一步的,所述单电池包制冷模式中第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀调节为制冷模式,第二电子膨胀阀开启,所述第一水循环流道的水泵和水比例三通阀通向电池包的回路开启,压缩机启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经室外热交换器并通过电子风扇进行散热,再经过第二电子膨胀阀节流膨胀后发生相变而冷凝成液态冷媒,液态冷媒聚集在集成式热交换器的制冷剂侧;用于电池包降温的循环水在集成式热交换器的水循环侧与低温的制冷剂侧发生热交换,降温后的循环水用于电池包降温,同时液态冷媒在制冷剂侧内吸收水循环侧的热量蒸发变成低温低压的气态冷媒,再进入压缩机进行循环工作。
由以上技术方案可知,本发明的技术方案提供的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,获得了如下有益效果:
本发明公开的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,包括压缩机、若干冷媒电磁三通阀、室外换热器、若干电子膨胀阀、集成式热交换器、空调主机、水泵、水比例三通阀、电池包和电加热器;通过将集成式热交换器内部设置为分开的制冷剂侧和水循环侧,对现有的水冷凝器与电池包冷却器进行共用设计,配合设置若干冷媒电磁三通阀,既可以通过空调制冷系统的集成式热交换器实现对电池包的冷却,又可以通过热泵系统的集成式热交换器实现对乘员舱和/或电池包同时进行加热,大大减少零部件数量,提高系统集成度,降低零部件数量及管路结构。
应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,其中:
图1是本发明具体实施方式在单乘员舱制冷模式的管路连接示意图;
图2是本发明具体实施方式在乘员舱和电池包同时制冷模式的管路连接示意图;
图3是本发明具体实施方式在单乘员舱加热模式的管路连接示意图;
图4是本发明具体实施方式在乘员舱和电池包同时加热模式的管路连接示意图;
图5是本发明具体实施方式在单电池包加热模式的管路连接示意图;
图6是本发明具体实施方式在单电池包制冷模式的管路连接示意图;
图7是现有技术中带电池包制冷的汽车空调系统;
图8是现有技术中带乘员舱加热的热泵空调系统。
图中,实现箭头表示制冷循环,虚线箭头表示热泵循环,带波浪的实线箭头表示水循环,图中的虚线表示该处管道被切断不通。
其中,各标记的具体意义为:
1-压缩机、2-第一冷媒电磁三通阀、3-电子风扇、4-室外换热器、5-第一电子膨胀阀、6-第二电子膨胀阀、7-集成式热交换器、7a-制冷剂侧、7b-水循环侧、8-第二冷媒电磁三通阀、9-第三冷媒电磁三通阀、10-第三电子膨胀阀、20-空调主机、21-鼓风机、22-蒸发器、23-暖风芯体、30-水泵、31-水比例三通阀、32-电池包、33-电加热器。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不定义包括本发明的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施,这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外,本发明公开的一些方面可以单独使用,或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
基于现有技术中的汽车热泵空调系统如果同时兼具乘员舱的制冷与加热,以及电池包的降温及加热功能,其系统组成部件多,管道穿梭结构复杂,系统集成度低,生产成本高,本发明旨在提出一种管路结构简单的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,该系统对现有的水冷凝器与电池包冷却器进行共用设计,通过热泵系统的集成式热交换器实现对乘员舱和/或电池包同时进行加热。
下面结合附图所示的实施例,对本发明的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统作进一步具体介绍。
一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,包括压缩机1、用于切换冷媒流向的第一冷媒电磁三通阀2、第二冷媒电磁三通阀8和第三冷媒电磁三通阀9、用于冷媒与外界环境进行热交换的室外换热器4、第一电子膨胀阀5、第二电子膨胀阀6、集成式热交换器7、第三电子膨胀阀10、空调主机20、水泵30、水比例三通阀31、电池包32和电加热器33;所述室外换热器4上设置有电子风扇3,电子风扇3用于加快冷媒与外界环境进行热交换;所述集成式热交换器内部设置有制冷剂侧和水循环侧,制冷剂侧7a、水循环侧7b用于冷媒及循环水的热量交换,可以实现降低水温、用于电池包32的降温,也可以通过热泵加热水,用于电池包32的加热以及乘员舱的加热;所述空调主机20内部设置有鼓风机21、蒸发器22和暖风芯体23,暖风芯体23用于乘员舱的加热。
其中,室外热交换器4设置为类三通结构,一端设置有两个开口,室外热交换器4的第一开口为出口,分别连通第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀10,第二电子膨胀阀6通向集成式热交换器7的制冷剂侧7a,第三电子膨胀阀10通向蒸发器22,该循环用于制冷;室外热交换器4的第二开口为入口,集成式热交换器7的制冷剂侧7a的冷媒通过电子膨胀阀5进入室外热交换器4,该循环用于热泵制热;室外热交换器4的另一端开口分别与第一开口、第二开口形成通路。
本发明的汽车热泵空调系统通过对现有的水冷凝器与电池包冷却器进行共用设计,调节第一冷媒电磁三通阀2、第二冷媒电磁三通阀8、第三冷媒电磁三通阀9和水比例三通阀31的工作模式,以及调节第一电子膨胀阀5、第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀10的开启和关闭,既可以通过空调制冷系统的集成式热交换器7实现对电池包32的冷却,又可以通过热泵系统的集成式热交换器7实现对乘员舱和/或电池包同时进行加热,提高系统集成度,降低零部件数量及管路结构;实现汽车热泵空调系统的单乘员舱制冷模式、单电池包制冷模式、乘员舱和电池包同时制冷模式、单乘员舱制热模式、单电池包加热模式以及乘员舱和电池包同时加热模式之间的相互切换。
结合图1所示,所述单乘员舱制冷模式包括采用管道依次首尾连接的压缩机1、第一冷媒电磁三通阀2、室外换热器4、第三电子膨胀阀10、设置在空调主机20内部的鼓风机21和蒸发器22、以及第三冷媒电磁三通阀9;所述第一冷媒电磁三通阀2和第三冷媒电磁三通阀9调节为制冷模式,第三电子膨胀阀10开启,压缩机1启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经室外热交换器4第一开口并通过电子风扇3进行散热,再经过第三电子膨胀阀10节流膨胀后发生相变而冷凝成液态冷媒;液态冷媒聚集在空调主机20的蒸发器22内,鼓风机21促进汽车乘员舱的空气与低温的蒸发器22进行热量交换,实现乘员舱的降温,同时液态冷媒在蒸发器22内吸收热量蒸发变成低温低压的气态冷媒,再进入压缩机1进行循环工作,持续为乘员舱制冷。
结合图2所示,所述乘员舱和电池包同时制冷模式包括第一冷媒流道和第一水循环流道;所述第一冷媒流道包括压缩机1、第一冷媒电磁三通阀2、室外换热器4、第二电子膨胀阀6、第三电子膨胀阀10、第二冷媒电磁三通阀8、集成式热交换器7、第三冷媒电磁三通阀9和空调主机20;所述第一水循环流道包括水泵30、集成式热交换器7、电加热器33和电池包32;所述集成式热交换器7内部设置有制冷剂侧7a和水循环侧7b,第一冷媒流道连通于制冷剂侧7a,第一水循环流道连通于水循环侧7b,第一冷媒流道和第一水循环流道在集成式热交换器7内部发生热交换;所述空调主机20内设置有鼓风机21、蒸发器22和暖风芯体23,所述室外换热器4上设置有电子风扇3;压缩机1压缩后的冷媒从压缩机1出口流通至室外换热器4后分为两路,一路经第二电子膨胀阀6流向制冷剂侧7a后流经第二冷媒电磁三通阀8后,再流向第三冷媒电磁三通阀9,另一路经第三电子膨胀10流向蒸发器22后流向第三冷媒电磁三通阀9,两路冷媒汇合后再流入压缩机1内循环;第一冷媒流道采用分流的方式分别流向集成式热交换器7的制冷剂侧7a和蒸发器22,分别给电池包32和乘员舱制冷降温。
在乘员舱和电池包同时制冷模式中第一冷媒电磁三通阀2、第二冷媒电磁三通阀8和第三冷媒电磁三通阀9调节为制冷模式,第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀10开启,所述第二水循环流道的水泵30和水比例三通阀31通向电池包32的回路开启,压缩机1消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经室外热交换器4的第一开口并通过电子风扇3进行散热后分成两路分别流经第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀10节流膨胀后发生相变而冷凝成液态冷媒,再分别流向集成式热交换器7的制冷剂侧7a和蒸发器22;流向集成式热交换器7的制冷剂侧7a的液态冷媒用于与电池包32的水循环进行热量交换,降低电池包32的温度;流向蒸发器22的液态冷媒用于与乘员舱的空气进行热量交换,降低乘员舱的温度;同时,两路液态冷媒吸收热量后蒸发变成低温低压的气态冷媒,气态冷媒在第三冷媒电磁三通阀9处汇合后进入压缩机1进行循环工作,持续给电池包32和乘员舱制冷降温。
在乘员舱和电池包同时制冷模式中第一冷媒流道包括两个回路,另个回路分别流向集成式热交换器7的制冷剂侧7a和蒸发器22,并通过第二电子膨胀阀6和第三电子膨胀阀10分别控制调节各回路的冷媒流量;因此,当第三电子膨胀阀10关闭时,通向蒸发器22的回路被阻断,只能实现向集成式热交换器7的制冷剂侧7a的制冷回路,集成式热交换器7的制冷剂侧7a只能与第一水循环流道热交换,此时就实现如图6所示的单电池包制冷模式;当第二电子膨胀阀6关闭时,通向集成式热交换器7的制冷剂侧7a的回路被阻断,只能实现向蒸发器22的制冷回路导通,此时就实现如图1所示的单乘员舱制冷模式。
结合图3所示,所述单乘员舱制热模式包括第二冷媒流道和第二水循环流道;所述第二冷媒流道包括采用管道依次首尾连接的压缩机1、第一冷媒电磁三通阀2、第二冷媒电磁三通阀8、集成式热交换器7的制冷剂侧7a、第一电子膨胀阀5、室外换热器4和第三冷媒电磁三通阀9;所述第二水循环流道包括采用管道依次首尾连接的水泵30、集成式热交换器7的水循环侧7b、电加热器33和设置在空调主机20内部的暖风芯体23;所述第二冷媒流道的第一冷媒电磁三通阀2、第二冷媒电磁三通阀8和第三冷媒电磁三通阀9调节为制热模式,第一电子膨胀阀5开启,所述第二水循环流道的水泵30开启,压缩机1消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经集成式热交换器7的制冷剂侧7a,高温的制冷剂侧7a和低温的水循环侧7b发生热交换,升温后的循环水经水比例三通阀31通入暖风芯体23用于乘员舱加热;同时降温后的气态冷媒经过第一电子膨胀阀5和室外热交换器4的第二开口重新变为低温低压的气态冷媒,再进入压缩机1进行循环工作,持续给乘员舱制热升温。
结合图4所示,所述乘员舱和电池包同时加热模式包括第二冷媒流道和第三水循环流道,第三水循环流道包括第一水循环流道、第二水循环流道和水比例三通阀31,水比例三通阀31设置在第一水循环流道上电加热器33和电池包32之间的连通管道上,水比例三通阀31用于分别连通第一水循环流道和第二水循环流道;水比例三通阀31的第一开口连通电加热器33管道出口,第二开口连通电池包32管道的入口,第三开口连通暖风芯体23管道的入口,所述暖风芯体23管道的出口连通电池包32管道的出口;即在第二冷媒流道中经压缩机1压缩产生的高温高压气态冷媒在集成式热交换器7的制冷剂侧7a和低温的水循环侧7b发生热交换,热交换后升温的循环水经水比例三通阀31分别流向电池包32和暖风芯体23,分别给电池包32和暖风芯体23加热升温,同时降温后的气态冷媒经过第一电子膨胀阀5和室外热交换器4第二开口重新变为低温低压的气态冷媒,再进入压缩机1进行循环工作,持续为乘员舱和电池包32进行加热;并且,水比例三通阀31朝向电池包32和暖风芯体23的管道开口开度可以调节,流向电池包32和暖风芯体23的循环水流量可以任意比例调节;当水比例三通阀31朝向电池包32的阀门关闭,则升温的循环水只通向暖风芯体23,实现单乘员舱制热模式;当水比例三通阀31朝向暖风芯体23的阀门关闭,则升温的循环水只通向电池包32,实现如图5所示的单电池包加热模式。
在上述的实施例中,电加热器33用于在热泵空调系统制热量因环境温度过低导致热量不足时的加热补给。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (4)

1.一种集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,包括单乘员舱制冷模式、乘员舱和电池包同时制冷模式和单乘员舱制热模式,其特征在于,还包括乘员舱和电池包同时加热模式、单电池包加热模式以及单电池包制冷模式;
所述单乘员舱制冷模式包括采用管道依次首尾连接的压缩机、第一冷媒电磁三通阀、室外换热器、第三电子膨胀阀、设置在空调主机内部的鼓风机和蒸发器、以及第三冷媒电磁三通阀;
所述乘员舱和电池包同时制冷模式包括第一冷媒流道和第一水循环流道;所述第一冷媒流道包括压缩机、第一冷媒电磁三通阀、室外换热器、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第二冷媒电磁三通阀、集成式热交换器、第三冷媒电磁三通阀和空调主机;所述第一水循环流道包括水泵、集成式热交换器、电加热器和电池包;
所述集成式热交换器内部设置有制冷剂侧和水循环侧,第一冷媒流道连通于制冷剂侧,第一水循环流道连通于水循环侧,第一冷媒流道和第一水循环流道在集成式热交换器内部发生热交换;所述空调主机内设置有鼓风机、蒸发器和暖风芯体,所述室外换热器上设置有电子风扇;
压缩机压缩后的冷媒从压缩机出口流通至室外换热器后分为两路,一路经第二电子膨胀阀流向制冷剂侧后流经第二冷媒电磁三通阀后,再流向第三冷媒电磁三通阀,另一路经第三电子膨胀阀流向蒸发器后流向第三冷媒电磁三通阀,两路冷媒汇合后再流入压缩机内循环;
所述单乘员舱制热模式包括第二冷媒流道和第二水循环流道;所述第二冷媒流道包括采用管道依次首尾连接的压缩机、第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀、集成式热交换器的制冷剂侧、第一电子膨胀阀、室外换热器和第三冷媒电磁三通阀;所述第二水循环流道包括采用管道依次首尾连接的水泵、集成式热交换器的水循环侧、电加热器和设置在空调主机内部的暖风芯体;所述第二冷媒流道和第二水循环流道在集成式热交换器内部发生热交换;
所述乘员舱和电池包同时加热模式包括第二冷媒流道和第三水循环流道,所述第三水循环流道包括第一水循环流道、第二水循环流道和水比例三通阀,所述水比例三通阀设置在第一水循环流道上电加热器和电池包之间的连通管道上,水比例三通阀用于分别连通第一水循环流道和第二水循环流道;
所述单电池包加热模式包括第二冷媒流道和第三水循环流道,第三水循环流道中水比例三通阀流向第二水循环流道的阀门关闭;
所述单电池包制冷模式包括第一冷媒流道和第三水循环流道,所述第一冷媒流道上第三电子膨胀阀关闭,第三水循环流道中水比例三通阀流向第二水循环流道的阀门关闭。
2.根据权利要求1所述的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,其特征在于,所述乘员舱和电池包同时加热模式中,第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀调整为加热模式,第一电子膨胀阀开启,所述第三水循环流道的水泵开启,水比例三通阀通向电池包的回路和通向空调主机的暖风芯体的回路同时开启,压缩机启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经集成式热交换器的制冷剂侧,高温的制冷剂侧和低温的水循环侧发生热交换,水循环侧的循环水温度升高,高温的循环水用于同时加热电池包和空调主机的暖风芯体;同时降温后的气态冷媒经过第一电子膨胀阀和室外热交换器重新变为低温低压的气态冷媒,再进入压缩机进行循环工作。
3.根据权利要求1所述的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,其特征在于,所述单电池包加热模式中第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀调节为制热模式,第一电子膨胀阀开启,水泵开启,水比例三通阀通向电池包的回路开启,压缩机启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经集成式热交换器的制冷剂侧,高温的制冷剂侧和低温的水循环侧发生热交换,水循环侧的循环水温度升高,高温的循环水用于电池包加热;同时降温后的气态冷媒经过第一电子膨胀阀和室外热交换器重新变为低温低压的气态冷媒,再进入压缩机进行循环工作。
4.根据权利要求1所述的集成电池包加热及降温的汽车热泵空调系统,其特征在于,所述单电池包制冷模式中第一冷媒电磁三通阀、第二冷媒电磁三通阀和第三冷媒电磁三通阀调节为制冷模式,第二电子膨胀阀开启,所述第一水循环流道的水泵和水比例三通阀通向电池包的回路开启,压缩机启动消耗电能,将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒,流经室外热交换器并通过电子风扇进行散热,再经过第二电子膨胀阀节流膨胀后发生相变而冷凝成液态冷媒,液态冷媒聚集在集成式热交换器的制冷剂侧;用于电池包降温的循环水在集成式热交换器的水循环侧与低温的制冷剂侧发生热交换,降温后的循环水用于电池包降温,同时液态冷媒在制冷剂侧内吸收水循环侧的热量蒸发变成低温低压的气态冷媒,再进入压缩机进行循环工作。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112744045A (zh) * 2019-10-30 2021-05-04 杭州三花研究院有限公司 热管理系统
CN110949180A (zh) * 2019-11-15 2020-04-03 中国第一汽车股份有限公司 一种汽车热管理系统
CN112428777A (zh) * 2020-11-19 2021-03-02 宝能(广州)汽车研究院有限公司 汽车热泵空调系统及具有其的汽车
CN112590493A (zh) * 2020-12-25 2021-04-02 一汽奔腾轿车有限公司 一种集成电池热管理的空调系统
CN113246686A (zh) * 2021-05-30 2021-08-13 重庆长安汽车股份有限公司 一种纯电动汽车的一体化热管理系统及纯电动汽车
CN113547890B (zh) * 2021-07-30 2022-05-03 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种热管理系统、热管理系统控制方法及汽车
CN113386527B (zh) * 2021-07-30 2022-05-03 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种纯电动汽车的热管理系统、控制方法及纯电动汽车
CN113386526B (zh) * 2021-07-30 2022-06-14 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种间接式热泵空调系统、控制方法及纯电动汽车

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102574442A (zh) * 2009-09-25 2012-07-11 贝洱两合公司 用于加热和/或冷却电池和机动车内部的机动车系统
CN107914544A (zh) * 2017-12-15 2018-04-17 惠州市惠丰汽车空调有限公司 一种电动汽车的空调电池换热系统及其换热方法
CN108482064A (zh) * 2018-04-18 2018-09-04 上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 新能源车用集成乘员舱空调及电池包热管理热泵系统
CN208593269U (zh) * 2018-08-01 2019-03-12 苏州赛普瑞新能源汽车空调有限公司 一种新能源汽车的热管理系统
CN109466274A (zh) * 2018-11-13 2019-03-15 上海爱斯达克汽车空调系统有限公司 一种用于电动汽车的热管理系统
CN109466273A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 珠海格力电器股份有限公司 一种热泵空调系统及其控制方法和汽车

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160023532A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Atieva, Inc. EV Integrated Temperature Control System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102574442A (zh) * 2009-09-25 2012-07-11 贝洱两合公司 用于加热和/或冷却电池和机动车内部的机动车系统
CN107914544A (zh) * 2017-12-15 2018-04-17 惠州市惠丰汽车空调有限公司 一种电动汽车的空调电池换热系统及其换热方法
CN108482064A (zh) * 2018-04-18 2018-09-04 上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 新能源车用集成乘员舱空调及电池包热管理热泵系统
CN208593269U (zh) * 2018-08-01 2019-03-12 苏州赛普瑞新能源汽车空调有限公司 一种新能源汽车的热管理系统
CN109466273A (zh) * 2018-10-30 2019-03-15 珠海格力电器股份有限公司 一种热泵空调系统及其控制方法和汽车
CN109466274A (zh) * 2018-11-13 2019-03-15 上海爱斯达克汽车空调系统有限公司 一种用于电动汽车的热管理系统

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