CN111251816B - 车辆、车载空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆、车载空调系统及其控制方法。车载空调系统的冷媒流路包括第一回路、第一支路、第二支路、第三支路，压缩机、第一室内换热器、第一控制阀、室外换热器、第三控制阀、第二室内换热器依次连通以构造出第一回路。第一支路的一端与第一端连通，第一支路的另一端与第五端连通，第一支路包括第一电磁阀。第二支路包括电池冷却支路，第二支路的一端与吸气口连通，第二支路的另一端通过第二控制阀与第六端连接。第三支路的一端与第六端连通，第三支路的另一端与吸气口连通，第三支路包括第二电磁阀。根据本发明的车载空调系统，在实现调节车辆内温度的前提下，可以实现电池冷却支路的直冷、直热调节。

Description

车辆、车载空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，尤其涉及一种车辆、车载空调系统及其控制方法。

背景技术

为了提高电池充放电效率高，需要有合适的工作温度，过高或过低都会对其性能及续航能力造成很大影响。相关技术中，通过设置独立的冷却通道为电池进行降温，另外，还有一些车辆结合空调系统为电池进行控温，通过空调系统为流经电池的冷却液进行换热，以实现对电池的降温或升温。它们均采用电池液冷的技术，结构复杂且降温效率低，不能满足电池的温度需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种车载空调系统，所述车载空调系统具有结构简单的优点。

本发明还提出一种包括上述车载空调系统的车辆。

本发明还提出一种车载空调系统的控制方法，所述控制方法具有原理简单、操作方便的优点。

根据本发明实施例的车载空调系统，包括：压缩机、第一室内换热器、室外换热器和第二室内换热器，所述压缩机包括吸气口和排气口，所述第一室内换热器包括第一端和第二端，所述第二室内换热器包括第三端和第四端，所述室外换热器包括第五端和第六端；第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀至所述第三控制阀用于开度可调地控制相应管路内冷媒流量；第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀用于控制相应管路的通断；所述车载空调系统的冷媒流路包括：第一回路，所述压缩机、所述第一室内换热器、所述第一控制阀、所述室外换热器、所述第三控制阀、所述第二室内换热器依次连通以构造出所述第一回路；第一支路，所述第一支路的一端与所述第一端连通，所述第一支路的另一端与所述第五端连通，所述第一支路包括所述第一电磁阀；第二支路，所述第二支路包括电池冷却支路，所述第二支路的一端与所述吸气口连通，所述第二支路的另一端通过所述第二控制阀与所述第六端连接；第三支路，所述第三支路的一端与所述第六端连通，所述第三支路的另一端与所述吸气口连通，所述第三支路包括所述第二电磁阀。

根据本发明实施例的车载空调系统，通过将电池冷却支路融合至车载空调系统中，车载空调系统中的冷媒可以流经电池冷却支路以对对电池进行加热或冷却，在实现调节车辆内温度的前提下，可以实现电池冷却支路的直冷、直热调节，从而可以提高电池冷却支路的换热效率，另外，通过设置第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，通过调节各个阀的工作状态可以实现车载空调系统的不同工况，能够以更经济、更节能的方式满足了车辆以及电池的热管理系统在不同工况下的加热与冷却需求。

根据本发明的一些实施例，所述第二端与所述第一控制阀之间设有第三电磁阀。

在本发明的一些实施例中，所述第一支路包括第四电磁阀，在冷媒的流动方向上，所述第四电磁阀位于所述第一电磁阀的上游，所述车载空调系统的冷媒流路还包括第四支路，所述第四支路包括所述电池冷却支路，所述第四支路的一端与所述第一支路连通且位于所述第四电磁阀与所述第一电磁阀之间，所述第四支路的另一端通过所述第一控制阀与所述第五端连通。

在本发明的一些实施例中，所述车载空调系统的冷媒流路还包括第五支路，所述第五支路的一端与所述第二端连通，所述第五支路的另一端与所述第一支路连通且位于所述第四电磁阀与所述第一电磁阀之间，所述第五支路包括适于控制所述第五支路通断的第五电磁阀。

在本发明的一些实施例中，所述第二支路包括：第一三通阀，所述第一三通阀包括第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口可选地与所述第二阀口或所述第三阀口连通；第二三通阀，所述第二三通阀包括第四阀口、第五阀口和第六阀口，所述第四阀口可选地与所述第五阀口或所述第六阀口连通；第一子路，所述第一子路包括所述电池冷却支路，所述第一子路的一端与所述第一阀口连通，所述第一子路的另一端与所述第四阀口连通；第二子路，所述第二子路的一端与所述第二阀口连通，所述第二子路的另一端与所述吸气口连通；第三子路，所述第三子路的一端与所述第五阀口连通，所述第三子路的另一端通过所述第二控制阀与所述第六端连通；所述第四支路包括：第四子路，所述第四子路的一端与所述第三阀口连通，所述第四子路的另一端通过所述第一控制阀与所述第五端连通；第五子路，所述第五子路的一端与所述第六阀口连通，所述第五子路的另一端与所述第一支路连通且位于所述第一电磁阀和所述第四电磁阀之间。

在本发明的一些实施例中，所述车载空调系统还包括：电池包换向阀，所述电池冷却支路通过所述电池包换向阀与所述第一子路连通，所述电池包换向阀定时换向或者根据电池冷却支路的进出口处制冷剂的温度换向。

根据本发明的一些实施例，所述车载空调系统还包括：第二传感器和第三传感器，所述第二传感器与所述第三传感器均设于所述第二支路，所述第二传感器用于检测进入所述电池冷却支路的冷媒的温度，所述第三传感器用于检测从所述电池冷却支路流出的冷媒的温度。

在本发明的一些实施例中，所述第二传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器；所述第三传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器。

根据本发明的一些实施例，所述车载空调系统还包括：第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀和所述第二节流阀均设于所述第二支路，所述第一节流阀用于控制进入所述电池冷却支路的冷媒的流量，所述第二节流阀用于控制从所述电池冷却支路内流出的冷媒的流量。

根据本发明的一些实施例，所述车载空调系统的冷媒流路还包括增焓支路，所述增焓支路的一端通过所述第一控制阀与所述第一室内换热器连通，所述增焓支路的另一端与所述吸气口连通。

根据本发明实施例的车载空调系统的控制方法，所述车载空调系统包括：压缩机、第一室内换热器、室外换热器和第二室内换热器，所述压缩机包括吸气口和排气口，所述第一室内换热器包括第一端和第二端，所述第二室内换热器包括第三端和第四端，所述室外换热器包括第五端和第六端；第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀至所述第三控制阀用于开度可调地控制相应管路内冷媒流量；第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀用于控制相应管路的通断；所述车载空调系统的冷媒流路包括：第一回路，所述压缩机、所述第一室内换热器、所述第一控制阀、所述室外换热器、所述第三控制阀、所述第二室内换热器依次连通以构造出所述第一回路；第一支路，所述第一支路的一端与所述第一端连通，所述第一支路的另一端与所述第五端连通，所述第一支路包括所述第一电磁阀；第二支路，所述第二支路包括电池冷却支路，所述第二支路的一端与所述吸气口连通，所述电池冷却支路的另一端通过所述第二控制阀与所述第六端连接；第三支路，所述第三支路的一端与所述第六端连通，所述第三支路的另一端与所述吸气口连通，所述第三支路包括所述第二电磁阀；所述控制方法包括：打开所述第一控制阀、所述第三控制阀，关闭所述第二控制阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于除雾工况；打开所述第二控制阀、所述第一电磁阀，关闭所述第一控制阀、所述第三控制阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于所述电池制冷工况；打开所述第一电磁阀、所述第三控制阀，关闭所述第二控制阀、所述第一控制阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于车辆制冷工况；打开所述第一控制阀、所述第二控制阀，关闭所述第三控制阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于所述电池制冷且为车辆制热工况。

根据本发明实施例的车载空调系统的控制方法，通过将电池冷却支路融合至车载空调系统，通过控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，可以控制制冷剂在压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第二室内换热器中的流通状态及流量，从而可以实现车载空调系统的多种工况。

根据本发明的一些实施例，所述第二端与所述第一控制阀之间设有第三电磁阀，所述第一支路包括第四电磁阀，在冷媒的流动方向上，所述第四电磁阀位于所述第一电磁阀的上游，所述车载空调系统的冷媒流路还包括：第四支路，所述第四支路包括所述电池冷却支路，所述电池冷却支路的一端与所述第一支路连通且位于所述第一电磁阀与所述第四电磁阀之间，所述电池冷却支路的另一端通过所述第一控制阀与所述第五端连通；第五支路，所述第五支路的一端与所述第二端连通，所述第五支路的另一端与所述第一支路连通且位于所述第一电磁阀与所述第四电磁阀之间，所述第五支路包括适于控制所述第五支路通断的第五电磁阀；所述控制方法包括：打开所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第一控制阀，关闭所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第五电磁阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀，所述车载空调系统处于所述电池制热工况；打开所述第一控制阀、所述第二电磁阀、所述第五电磁阀，关闭所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀，所述车载空调系统处于所述电池、车辆同时制热工况；打开所述第一控制阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀，关闭所述第五电磁阀、所述第一电磁阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀，所述车载空调系统处于所述电池、车辆同时制热工况。。

根据本发明实施例的车辆，包括如上所述的车载空调系统。

根据本发明实施例的车辆，通过将电池冷却支路融合至车载空调系统中，车载空调系统中的冷媒可以流经电池冷却支路以对对电池进行加热或冷却，在实现调节车辆内温度的前提下，可以实现电池冷却支路的直冷、直热调节，从而可以提高电池冷却支路的换热效率，另外，通过设置第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，通过调节各个阀的工作状态可以实现车载空调系统的不同工况，能够以更经济、更节能的方式满足了车辆以及电池的热管理系统在不同工况下的加热与冷却需求。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图8是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图9是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图10是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图11是根据本发明实施例的车载空调系统的结构示意图；

图12是根据本发明实施例的车载空调系统的局部结构示意图；

图13是根据本发明实施例的车载空调系统的局部结构示意图；

图14是根据本发明实施例的车辆的结构示意图；

图15是根据本发明实施例的车载空调系统的控制方法流程图。

附图标记：

车载空调系统1，车辆2，

压缩机10，吸气口11，排气口12，

气液分离器20，进口21，出口22，

第一室内换热器30，第一端31，第二端32，

第二室内换热器40，第三端41，第四端42，

室外换热器50，第五端51，第六端52，

电池60，

第一电磁阀71，第二电磁阀72，第三电磁阀73，第四电磁阀74，第五电磁阀75，

第一控制阀81，第二控制阀82，第三控制阀83，

第一传感器91，第二传感器92，第三传感器93，第四传感器94，第五传感器95，

增焓装置100，

电池包换向阀110，

第一节流阀121，第二节流阀122，

第一三通阀130，第一阀口131，第二阀口132，第三阀口133，第二三通阀140，第四阀口141，第五阀口142，第六阀口143。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或包括相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图11所示，根据本发明实施例的车载空调系统1，包括压缩机10、第一室内换热器30、室外换热器50和第二室内换热器40、第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83、第一电磁阀71、第二电磁阀72，压缩机10包括吸气口11和排气口12，第一室内换热器30包括第一端31和第二端32，第二室内换热器40包括第三端41和第四端42，室外换热器50包括第五端51和第六端52。第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83用于开度可调地控制其相应管路内冷媒流量。例如，第一控制阀81可以控制设有其的管路上的冷媒流通量，流通量可以为零。第一电磁阀71和第二电磁阀72用于控制相应管路的通断。例如，第一电磁阀71可以控制设有其的管路处于连通状态还是不连通状态，即是否有制冷剂流过。

车载空调系统1的冷媒流路包括第一回路、第一支路、第二支路和第三支路。可以理解的是，制冷剂(如冷媒)可以在第一回路、第一支路、第二支路和第三支路中流动。制冷剂可以流经第一回路中的至少部分管路，制冷剂可以流经第一支路中的至少部分管路，制冷剂可以流经第二支路中的至少部分管路，制冷剂可以流经第三支路中的至少部分管路。

如图1-图11所示，压缩机10、第一室内换热器30、第一控制阀81、室外换热器50、第三控制阀83、第二室内换热器40依次连通以构造出第一回路。第一支路的一端与第一端31连通，第一支路的另一端与第五端51连通，第一支路包括第一电磁阀71。第二支路包括电池冷却支路，第二支路的一端与吸气口11连通，电池冷却支路的另一端通过第二控制阀82与第六端52连接。第三支路的一端与第六端52连通，第三支路的另一端与吸气口11连通，第三支路包括第二电磁阀72。

根据本发明实施例的车载空调系统1，通过将电池冷却支路融合至车载空调系统1中，车载空调系统1中的冷媒可以流经电池冷却支路以对对电池60进行加热或冷却，在实现调节车辆2内温度的前提下，可以实现电池冷却支路的直冷、直热调节，从而可以提高电池冷却支路的换热效率，另外，通过设置第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83、第一电磁阀71、第二电磁阀72，通过调节各个阀的工作状态可以实现车载空调系统1的不同工况，能够以更经济、更节能的方式满足了车辆2以及电池60的热管理系统在不同工况下的加热与冷却需求。

根据本发明的一些实施例，第二端32与第一控制阀81之间设有第三电磁阀73。

如图1-图11所示，在本发明的一些实施例中，第一支路包括第四电磁阀74，在冷媒的流动方向上，第四电磁阀74位于第一电磁阀71的上游。可以理解的是，所述第四电磁阀74位于所述压缩机10与所述第一电磁阀71之间。车载空调系统1的冷媒流路还包括第四支路，第四支路包括电池冷却支路，第四支路的一端与第一支路连通且位于第四电磁阀74与第一电磁阀71之间，电池冷却支路的另一端通过第一控制阀81与第五端51连通。可以理解的是，第四支路的一端与位于第四电磁阀74与第一电磁阀71之间的第一支路连通。

在本发明的一些实施例中，车载空调系统1的冷媒流路还包括第五支路，第五支路的一端与第二端32连通，第五支路的另一端与第一支路连通且位于第四电磁阀74与第一电磁阀71之间，第五支路包括适于控制第五支路通断的第五电磁阀75。可以理解的是，第五支路的另一端与位于第四电磁阀74与第一电磁阀71之间的第一支路连通，第五电磁阀75设于第五支路。

如图1-图11所示，在本发明的一些实施例中，第二支路包括第一三通阀130、第二三通阀140、第一子路、第二子路、第三子路，第四支路包括第一子路、第四子路、第五子路。第一三通阀130包括第一阀口131、第二阀口132和第三阀口133，第一阀口131可选地与第二阀口132或第三阀口133连通。第一三通阀130包括第四阀口141、第五阀口142和第六阀口143，第四阀口141可选地与第五阀口142或第六阀口143连通。第一子路包括电池冷却支路，第一子路的一端与第一阀口131连通，第一子路的另一端与第四阀口141连通。第二子路的一端与第二阀口132连通，第二子路的另一端与吸气口11连通。第三子路的一端与第五阀口142连通，第三子路的另一端通过第二控制阀82与第六端52连通。第四子路的一端与第三阀口133连通，第四子路的另一端通过第一控制阀81与第五端51连通。第五子路的一端与第六阀口143连通，第五子路的另一端与第一支路连通且位于第一电磁阀71和第四电磁阀74之间。

如图1-图11所示，在本发明的一些实施例中，车载空调系统1还包括电池包换向阀110，电池冷却支路通过电池包换向阀110与第一子路连通，电池包换向阀110定时换向或者根据电池冷却支路的进出口22处制冷剂的温度换向。

如图1-图11所示，根据本发明的一些实施例，车载空调系统1还包括第二传感器92和第三传感器93，第二传感器92与第三传感器93均设于第二支路，第二传感器92用于检测进入电池冷却支路的冷媒的温度，第三传感器93用于检测从电池冷却支路流出的冷媒的温度。

在本发明的一些实施例中，第二传感器92为温度传感器、压力传感器或温压传感器；第三传感器93为温度传感器、压力传感器或温压传感器。

如图1-图11所示，根据本发明的一些实施例，车载空调系统1还包括：第一节流阀121和第二节流阀122，第一节流阀121和第二节流阀122均设于第二支路，第一节流阀121用于控制进入电池冷却支路的冷媒的流量，第二节流阀122用于控制从电池冷却支路内流出的冷媒的流量。

如图1-图11所示，根据本发明的一些实施例，车载空调系统1的冷媒流路还包括增焓支路，增焓支路的一端通过第一控制阀81与第一室内换热器30连通，增焓支路的另一端与吸气口11连通。

根据本发明实施例的车载空调系统1的控制方法，车载空调系统1包括压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第二室内换热器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，压缩机包括吸气口和排气口，第一室内换热器包括第一端和第二端，第二室内换热器包括第三端和第四端，室外换热器包括第五端和第六端。第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀用于开度可调地控制其相应管路内冷媒流量。例如，第一控制阀可以控制设有其的管路上的冷媒流通量，流通量可以为零。第一电磁阀和第二电磁阀用于控制相应管路的通断。例如，第一电磁阀可以控制设有其的管路处于连通状态还是不连通状态，即是否有制冷剂流过。

车载空调系统1的冷媒流路包括第一回路、第一支路、第二支路和第三支路。可以理解的是，制冷剂(如冷媒)可以在第一回路、第一支路、第二支路和第三支路中流动。制冷剂可以流经第一回路中的至少部分管路，制冷剂可以流经第一支路中的至少部分管路，制冷剂可以流经第二支路中的至少部分管路，制冷剂可以流经第三支路中的至少部分管路。

压缩机、第一室内换热器、第一控制阀、室外换热器、第三控制阀、第二室内换热器依次连通以构造出第一回路。第一支路的一端与第一端连通，第一支路的另一端与第五端连通，第一支路包括第一电磁阀。第二支路包括电池冷却支路，第二支路的一端与吸气口连通，第二支路的另一端通过第二控制阀与第六端连接。第三支路的一端与第六端连通，第三支路的另一端与吸气口连通，第三支路包括第二电磁阀。

如图15所示，车载空调系统1的控制方法包括：打开第一控制阀、第三控制阀，关闭第二控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，车载空调系统1处于除雾工况；打开第二控制阀、第一电磁阀，关闭第一控制阀、第三控制阀、第二电磁阀，车载空调系统1处于为电池60制冷工况；打开第一电磁阀、第三控制阀，关闭第二控制阀、第一控制阀、第二电磁阀，车载空调系统1处于为车辆2制冷工况；打开第一控制阀、第二控制阀，关闭第三控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，车载空调系统1处于为电池60制冷且为车辆2制热工况。

根据本发明实施例的车载空调系统1的控制方法，通过将电池冷却支路融合至车载空调系统1，通过控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第一电磁阀、第二电磁阀，可以控制制冷剂在压缩机、第一室内换热器、室外换热器、第二室内换热器中的流通状态及流量，从而可以实现车载空调系统1的多种工况。

根据本发明的一些实施例，第二端与第一控制阀之间设有第三电磁阀，第一支路包括第四电磁阀，在冷媒的流动方向上，第四电磁阀位于第一电磁阀的上游，车载空调系统1的冷媒流路还包括：第四支路，第四支路包括电池冷却支路，第四支路的一端与第一支路连通且位于第一电磁阀与第四电磁阀之间，第四支路的另一端通过第一控制阀与第五端连通。第五支路，第五支路的一端与第二端连通，第五支路的另一端与第一支路连通且位于第一电磁阀与第四电磁阀之间，第五支路包括适于控制第五支路通断的第五电磁阀。控制方法包括：打开第二电磁阀、第四电磁阀、第一控制阀，关闭第一电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀、第二控制阀、第三控制阀，车载空调系统1处于为电池60制热工况；打开第一控制阀、第二电磁阀、第五电磁阀，关闭第一电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第二控制阀、第三控制阀，车载空调系统1处于为电池60、车辆2同时制热工况；打开第一控制阀、第三电磁阀、第五电磁阀，关闭第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀、第二控制阀、第三控制阀，车载空调系统1处于为电池60、车辆2同时制热工况。

如图14所示，根据本发明实施例的车辆2，包括如上所述的车载空调系统1。

根据本发明实施例的车辆2，通过将电池冷却支路融合至车载空调系统1中，车载空调系统1中的冷媒可以流经电池冷却支路以对对电池60进行加热或冷却，在实现调节车辆2内温度的前提下，可以实现电池冷却支路的直冷、直热调节，从而可以提高电池冷却支路的换热效率，另外，通过设置第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83、第一电磁阀71、第二电磁阀72，通过调节各个阀的工作状态可以实现车载空调系统1的不同工况，能够以更经济、更节能的方式满足了车辆2以及电池60的热管理系统在不同工况下的加热与冷却需求。

根据本发明的一些实施例，车辆2可以为纯电动车辆。

下面参照图1-图13具体描述本发明实施例的车载空调系统1。

如图1-图11所示，根据本发明实施例的车载空调系统1，包括压缩机10、气液分离器20、第一室内换热器30、室外换热器50和第二室内换热器40、第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83、第一电磁阀71、第二电磁阀72、第三电磁阀73、第四电磁阀74、第五电磁阀75、第一三通阀130、第二三通阀140、第一传感器91、第二传感器92、第三传感器93、第四传感器94、第五传感器95，压缩机10包括吸气口11和排气口12，气液分离器20包括进口21和出口22，第一室内换热器30包括第一端31和第二端32，第二室内换热器40包括第三端41和第四端42，室外换热器50包括第五端51和第六端52。

如图1-图11所示，车载空调系统1的冷媒流路包括第一回路、第一支路、第一子路、第二子路、第三子路，第四子路、第五子路、第三支路和第五支路。排气口12、第一端31、第二端32、第一控制阀81、第五端51、第六端52、第三控制阀83、第三端41、第四端42、进口21、出口22、吸气口11依次连通以构造出第一回路。第一支路的一端与第一端31连通，第一支路的另一端与第五端51连通，第一支路包括第一电磁阀71。第三支路的一端与第六端52连通，第三支路的另一端与进口21连通，第三支路包括第二电磁阀72。第二端32与第一控制阀81之间设有第三电磁阀73。第一支路包括第四电磁阀74，在冷媒的流动方向上，第四电磁阀74位于第一电磁阀71的上游。

如图1-图11所示，第一三通阀130包括第一阀口131、第二阀口132和第三阀口133，第一阀口131可选地与第二阀口132或第三阀口133连通。第一三通阀130包括第四阀口141、第五阀口142和第六阀口143，第四阀口141可选地与第五阀口142或第六阀口143连通。第一子路包括电池冷却支路，第一子路的一端与第一阀口131连通，第一子路的另一端与第四阀口141连通。第二子路的一端与第二阀口132连通，第二子路的另一端与进口21连通。第三子路的一端与第五阀口142连通，第三子路的另一端通过第二控制阀82与第六端52连通。第四子路的一端与第三阀口133连通，第四子路的另一端通过第一控制阀81与第五端51连通。第五子路的一端与第六阀口143连通，第五子路的另一端与第一支路连通且位于第一电磁阀71和第四电磁阀74之间。第五支路的一端与第二端32连通，第五支路的另一端与第一支路连通且位于第四电磁阀74与第一电磁阀71之间，第五支路包括适于控制第五支路通断的第五电磁阀75。

如图1-图11所示，第一传感器91设于第一回路，第一传感器91设于排气口12处。第二传感器92与第三传感器93均设于第二支路，第二传感器92用于检测进入电池冷却支路的冷媒的温度，第三传感器93用于检测从电池冷却支路流出的冷媒的温度。第四传感器94位于第四端42与进口21之间。第五传感器95位于第六端52处。

1.电池直冷工况。

工况：电池60插枪充电时会持续发热，此时室内并不需要制冷，可以用热泵为电池60散热，原理图如图2所示。

电控控制：压缩机10运行，第三电磁阀73、第二电磁阀72、第五电磁阀75关闭，第一控制阀81、第三控制阀83起通断作用为完全关闭状态。第一三通阀130第一阀口131与第二阀口132连通、第二三通阀140的第四阀口141与第五阀口142连通。第二控制阀82起膨胀阀作用，通过读取第四传感器94的数值来控制第二控制阀82的开度。

原理：从压缩机10排出高温高压的气态制冷剂经过室外换热器50冷凝，从室外换热器50出来的制冷剂经过第二控制阀82节流降温为低温低压的雾态制冷剂，再进入电池冷却支路进行热交换为低温低压的气态制冷剂，随后制冷剂进入气液分离器20流回到压缩机10内，由此完成一个高温电池60直冷循环。

2.室内制冷循环工况。

工况：夏天，车刚刚启动或在驻车状态，此时乘客在车内，则只需为室内制冷。原理图如图3所示。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130、第二三通阀140关闭，第三电磁阀73、第二电磁阀72及第五电磁阀75关闭，第一控制阀81、第三控制阀83起电磁阀通断作用为完全关闭状态。第二控制阀82起膨胀阀作用，通过读取第二传感器92的数值来控制第二控制阀82的开度。

原理：从压缩机10排出高温高压的气态制冷剂经过室外换热器50冷凝，从室外换热器50出来的制冷剂经过第三控制阀83节流降温为低温低压的制冷剂，再经过第二室内换热器40与空气进行热交换为低温低压的气态制冷剂，随后制冷剂经过进入气液分离器20一起流回到压缩机10内，由此完成一个室内高温制冷循环。

3.热泵空调制冷与电池直冷循环工况。

工况：夏天，车辆2行驶过程中，车内以及电池60均需要散热，此时用热泵为室内与电池60同时制冷。原理图如图4所示。

电控控制：在工况2的基础上，同时开启热泵室内制冷即开启第二控制阀82，通过读取第四传感器94的数值来控制第三控制阀83的开度，通过读取第二传感器92的数值来控制第二控制阀82的开度。

原理：从压缩机10排出高温高压的气态制冷剂经过室外换热器50冷凝后分为两路，一路经过第三控制阀83的节流降温为低温低压的制冷剂，再经过第二室内换热器40与空气进行热交换为低温低压的气态制冷剂，另一路经过第二控制阀82节流降温为低温低压的制冷剂，再经电池冷却支路进行热交换为低温低压的气态制冷剂，从电池冷却支路出来的制冷剂与从第二换热器出来的制冷剂汇合进入气液分离器20，一起流回到压缩机10内，由此完成一个高温制冷加电池60冷却循环。

4.热泵为电池60制热循环工况。

工况：冬天，车辆2插枪充电时或者车辆2未开启前需要先预热电池60，此时乘客不在车内，可采用热泵系统为电池60单制热原理如图6所示。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130的第一阀口131与第三阀口133连通、第二三通阀140的第四阀口141与第六阀口143连通，第三电磁阀73、第五电磁阀75及第一电磁阀71关闭，第二控制阀82、第三控制阀83起电磁阀的通断作用为完全关闭状态，第一控制阀81起膨胀阀作用。通过读取第五传感器95的数值来控制第一控制阀81的开度。

原理：从压缩机10排出的高温高压的气态制冷剂进入电池冷却支路进行冷凝换热，从电池冷却支路出来的制冷剂通过第一控制阀81节流为低温低压雾态制冷剂，雾态制冷剂进入室外换热器50进行蒸发吸热，从室外换热器50出来的低压低温制冷剂气体通过气液分离器20并回到压缩机10，完成一个循环。

5.热泵为室内制热循环工况。

工况：冬天车辆2运行中，电池60温度适中，自身产热在可接受范围内，此时热泵模式只需为室内制热。

工况：冬天车辆2刚刚启动时，首先要满足室内采暖，此时热泵模式仅为室内制热。原理图如图6所示。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130、第二三通阀140的所有阀口都关闭，第五电磁阀75、第一电磁阀71及第四电磁阀74关闭，第二控制阀82、第三控制阀83为完全关闭状态，第一控制阀81起膨胀阀作用，通过读取第五传感器95数值来控制第一控制阀81的开度。

原理：从压缩机10排出的高温高压的气态制冷剂先经过第一室内换热器30进行冷凝换热，从第一室内换热器30出来的制冷剂经过第一控制阀81的节流降温为低温低压的雾态制冷剂进入室外换热器50，从室外换热器50出来的低压低温制冷剂气体进入气液分离器20并回到压缩机10，完成一个低温制热循环。

6.热泵为室内与电池60同时制热循环工况。

工况：冬天，乘客在车内，车运行一段时间，此时室内虽仍然需要很多的热，但压缩机10做的功在满足室内采暖的前提下仍然有富余。此时可以开始为电池60加热。需要热泵系统为电池60与室内同时制热，原理如图7所示。

制冷剂进入电池冷却支路之前先进入了第一室内换热器30进行换热，一方面满足了室内优先原则：满足室内采暖的前提下为电池60加热；另一方面进入电池冷却支路的冷媒为较低温的液状冷媒，避免了高温气体冷媒与电池60直接接触时，过大的温差和极大的温度不均匀性给电池60造成损伤。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130的第一阀口131与第三阀口133连通、第二三通阀140的第四阀口141与第六阀口143连通，第二电磁阀72与第五电磁阀75为打开状态，第二控制阀82、第三控制阀83起电磁阀通断作用为完全关闭状态。第一控制阀81起膨胀阀作用，通过读取第五传感器95的数值来控制第一控制阀81开度。

原理：从压缩机10排出的高温高压的气态制冷剂先后进入第一换热器、电池冷却支路进行冷凝放热，随后制冷剂经过第一控制阀81节流为低温低压的雾态制冷剂并进入室外换热器50进行蒸发吸热为低温低压的制冷剂气体，从室外换热器50出来的制冷剂进入气液分离器20并回到压缩机10，完成一个低温制热循环。

7.热泵为室内与电池60同时制热循环工况。

工况：冬天，乘客在车内，车运行一段时间，室内温度适中，已满足乘客要求，此时热泵压缩机10可以分一大部分功率为电池60加热，原理如图8所示。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130的第一阀口131与第三阀口133连通，第二三通阀140的第四阀口141与第六阀口143连通，第二电磁阀72、第三电磁阀73及第四电磁阀74均打开，第五电磁阀75、第一电磁阀71、第二控制阀82、第三控制阀83均关闭，第一控制阀81起膨胀阀作用。通过读取第一传感器91的数值来控制第一控制阀81的开度。

原理：从压缩机10排出的高温高压的气态制冷剂分为两路，一路进入第一室内换热器30换热，另一路进入电池冷却支路，两路制冷剂经过第一控制阀81的节流降温为低温低压的制冷剂进入室外换热器50(蒸发器)进行换热，从室外换热器50出来的低压低温制冷剂气体进入气液分离器20并回到压缩机10，完成一个低温制热循环。

8.热泵为室内制热同时为电池60制冷循环工况。

工况：冬天，乘客在车内，车长时间运行，电池60发热温度过高，需要及时散热，此时采用热泵为电池60制冷散热同时为室内加热采暖，原理如图9所示。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130的第一阀口131与第二阀口132连通、第二三通阀140的第四阀口141与第六阀口143连通，第一电磁阀71、第二电磁阀72、第四电磁阀74及第五电磁阀75关闭，第一控制阀81起电磁阀的通断作用为完全打开状态，第三控制阀83起电磁阀的通断作用为完全关闭状态，第二控制阀82起膨胀阀作用。通过读取第二传感器92的数值来控制第二控制阀82的开度。

原理：从压缩机10排出的高温高压的气态制冷剂先进入第一室内换热器30与室外换热器50进行冷凝换热，再进入第二控制阀82进行节流膨胀为低温低压雾态制冷剂，雾态制冷剂进入电池冷却支路进行蒸发吸热，从电池冷却支路出来的低压低温制冷剂气体通过气液分离器20并回到压缩机10，完成一个循环。

9.除雾工况。

工况：冬天需要室内除雾，需要运行第二室内换热器40。采用热泵同时制冷制热原理进行除雾，如下图10所示。

电控控制：压缩机10运行，第一三通阀130、第二三通阀140关闭，第一电磁阀71、第二电磁阀72、第四电磁阀74及第五电磁阀75关闭，第一控制阀81起电磁阀的通断作用为完全打开状态，第二控制阀82起电磁阀的通断作用为完全关闭状态，第三控制阀83起膨胀阀作用。通过读取第四传感器94的数值来控制第三控制阀83的开度。

原理：从压缩机10排出的高温高压的气态制冷剂先后进入第一室内换热器30、室外换热器50进行放热。从室外换热器50出来的制冷剂经过第三控制阀83的节流降温为低温低压的制冷剂进入第二室内换热器40，从第二室内换热器40出来的低压低温制冷剂气体进入气液分离器20并回到压缩机10，完成除雾过程。

需要说明的是，在温度较低的地方使用纯电动车，本系统可以加入增焓装置100，具体原理图如图11所示。增焓装置100可以为经济器。

另外，本系统中考虑到电池60的均温性，可以采用双节流阀结构，即：在电池冷却支路前后均分别设置第一节流阀121和第二节流阀122，如图12所示。

双膨胀阀控制原理：通过第一节流阀121读取第二传感器92的数值进行节流降温使得经过电池冷却支路换热后的制冷剂没有过热度，为汽液混合状态。汽液混合状态制冷剂通过第二节流阀122进行节流降温使得节流后的制冷剂有一定的过热度，随后进入压缩机10。

本系统中考虑到电池60的均温性，可以采用双节流阀结构与电池包换向阀110一同使用的方式，如下图13所示，通过读取第二传感器92与第三传感器93的差值(电池60温差范围小于5℃为好)来控制电池包换向阀110的换向，由此来优化电池60直冷与直热时的均温性。

本发明相对于现有技术的改进：

1、本发明提供了一种新型的纯电动汽车电池60热管理系统与热泵系统结合的方案，可以利用热泵系统满足车内夏天制冷、冬天制热及除霜、雾的需求。

2、本发明在功能上可通过热泵系统的冷媒对电池60进行降温和加热可适应不同车况下对能源的有效利用，使电池60始终在合适的温度范围内工作，提高电池60的充放电效率、续航能力及使用寿命。

3、本发明可通过电池包换向阀110的换向功能，改变了制冷剂在电池冷却支路内的的循环方向，优化了电池冷却支路换热的均温性。

4、本发明可通过双节流阀结构优化电池冷却支路换热的均温性。

5、本发明可以控制进入电池冷却支路的制冷剂温度在一个较高的温度，保证冷板和管路在电池冷却支路里面蒸发不会产生凝露。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种车载空调系统，其特征在于，包括：

压缩机、第一室内换热器、室外换热器和第二室内换热器，所述压缩机包括吸气口和排气口，所述第一室内换热器包括第一端和第二端，所述第二室内换热器包括第三端和第四端，所述室外换热器包括第五端和第六端；

第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀至所述第三控制阀用于开度可调地控制相应管路内冷媒流量；

第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀用于控制相应管路的通断；

所述车载空调系统的冷媒流路包括：

第一回路，所述压缩机、所述第一室内换热器、所述第一控制阀、所述室外换热器、所述第三控制阀、所述第二室内换热器依次连通以构造出所述第一回路；

第一支路，所述第一支路的一端与所述第一端连通，所述第一支路的另一端与所述第五端连通，所述第一支路包括所述第一电磁阀；

第二支路，所述第二支路包括电池冷却支路，所述第二支路的一端与所述吸气口连通，所述第二支路的另一端通过所述第二控制阀与所述第六端连接；

第三支路，所述第三支路的一端与所述第六端连通，所述第三支路的另一端与所述吸气口连通，所述第三支路包括所述第二电磁阀。

2.根据权利要求1所述的车载空调系统，其特征在于，所述第二端与所述第一控制阀之间设有第三电磁阀。

3.根据权利要求2所述的车载空调系统，其特征在于，所述第一支路包括第四电磁阀，在冷媒的流动方向上，所述第四电磁阀位于所述第一电磁阀的上游，

所述车载空调系统的冷媒流路还包括第四支路，所述第四支路包括所述电池冷却支路，所述第四支路的一端与所述第一支路连通且位于所述第四电磁阀与所述第一电磁阀之间，所述第四支路的另一端通过所述第一控制阀与所述第五端连通。

4.根据权利要求3所述的车载空调系统，其特征在于，还包括第五支路，所述第五支路的一端与所述第二端连通，所述第五支路的另一端与所述第一支路连通且位于所述第四电磁阀与所述第一电磁阀之间，所述第五支路包括适于控制所述第五支路通断的第五电磁阀。

5.根据权利要求3所述的车载空调系统，其特征在于，所述第二支路包括：

第一三通阀，所述第一三通阀包括第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口可选地与所述第二阀口或所述第三阀口连通；

第二三通阀，所述第二三通阀包括第四阀口、第五阀口和第六阀口，所述第四阀口可选地与所述第五阀口或所述第六阀口连通；

第一子路，所述第一子路包括所述电池冷却支路，所述第一子路的一端与所述第一阀口连通，所述第一子路的另一端与所述第四阀口连通；

第二子路，所述第二子路的一端与所述第二阀口连通，所述第二子路的另一端与所述吸气口连通；

第三子路，所述第三子路的一端与所述第五阀口连通，所述第三子路的另一端通过所述第二控制阀与所述第六端连通；

所述第四支路包括：

第四子路，所述第四子路的一端与所述第三阀口连通，所述第四子路的另一端通过所述第一控制阀与所述第五端连通；

第五子路，所述第五子路的一端与所述第六阀口连通，所述第五子路的另一端与所述第一支路连通且位于所述第一电磁阀和所述第四电磁阀之间。

6.根据权利要求5所述的车载空调系统，其特征在于，还包括：

电池包换向阀，所述电池冷却支路通过所述电池包换向阀与所述第一子路连通，所述电池包换向阀定时换向或者根据电池冷却支路的进出口处制冷剂的温度换向。

7.根据权利要求1所述的车载空调系统，其特征在于，还包括：第一传感器，所述第一传感器设于所述第一回路。

8.根据权利要求1所述的车载空调系统，其特征在于，还包括：

第二传感器和第三传感器，所述第二传感器与所述第三传感器均设于所述第二支路，所述第二传感器用于检测进入所述电池冷却支路的冷媒的温度，所述第三传感器用于检测从所述电池冷却支路流出的冷媒的温度。

9.根据权利要求8所述的车载空调系统，其特征在于，所述第二传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器；

所述第三传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器。

10.根据权利要求1所述的车载空调系统，其特征在于，还包括：

第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀和所述第二节流阀均设于所述第二支路，所述第一节流阀用于控制进入所述电池冷却支路的冷媒的流量，所述第二节流阀用于控制从所述电池冷却支路内流出的冷媒的流量。

11.根据权利要求1所述的车载空调系统，其特征在于，所述车载空调系统的冷媒流路还包括增焓支路，所述增焓支路的一端通过所述第一控制阀与所述第一室内换热器连通，所述增焓支路的另一端与所述吸气口连通。

12.一种车载空调系统的控制方法，其特征在于，所述车载空调系统包括：压缩机、第一室内换热器、室外换热器和第二室内换热器，所述压缩机包括吸气口和排气口，所述第一室内换热器包括第一端和第二端，所述第二室内换热器包括第三端和第四端，所述室外换热器包括第五端和第六端；

第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述第一控制阀至所述第三控制阀用于开度可调地控制相应管路内冷媒流量；

第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀用于控制相应管路的通断；

所述车载空调系统的冷媒流路包括：

第一回路，所述压缩机、所述第一室内换热器、所述第一控制阀、所述室外换热器、所述第三控制阀、所述第二室内换热器依次连通以构造出所述第一回路；

第一支路，所述第一支路的一端与所述第一端连通，所述第一支路的另一端与所述第五端连通，所述第一支路包括所述第一电磁阀；

第二支路，所述第二支路包括电池冷却支路，所述第二支路的一端与所述吸气口连通，所述电池冷却支路的另一端通过所述第二控制阀与所述第六端连接；

第三支路，所述第三支路的一端与所述第六端连通，所述第三支路的另一端与所述吸气口连通，所述第三支路包括所述第二电磁阀；

所述控制方法包括：

打开所述第一控制阀、所述第三控制阀，关闭所述第二控制阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于除雾工况；

打开所述第二控制阀、所述第一电磁阀，关闭所述第一控制阀、所述第三控制阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于电池制冷工况；

打开所述第一电磁阀、所述第三控制阀，关闭所述第二控制阀、所述第一控制阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于车辆制冷工况；

打开所述第一控制阀、所述第二控制阀，关闭所述第三控制阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀，所述车载空调系统处于电池制冷且为车辆制热工况。

13.根据权利要求12所述的车载空调系统的控制方法，其特征在于，所述第二端与所述第一控制阀之间设有第三电磁阀，所述第一支路包括第四电磁阀，在冷媒的流动方向上，所述第四电磁阀位于所述第一电磁阀的上游，

所述车载空调系统的冷媒流路还包括：

第四支路，所述第四支路包括所述电池冷却支路，所述电池冷却支路的一端与所述第一支路连通且位于所述第一电磁阀与所述第四电磁阀之间，所述电池冷却支路的另一端通过所述第一控制阀与所述第五端连通；

第五支路，所述第五支路的一端与所述第二端连通，所述第五支路的另一端与所述第一支路连通且位于所述第一电磁阀与所述第四电磁阀之间，所述第五支路包括适于控制所述第五支路通断的第五电磁阀；

所述控制方法包括：

打开所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第一控制阀，关闭所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第五电磁阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀，所述车载空调系统处于电池制热工况；

打开所述第一控制阀、所述第二电磁阀、所述第五电磁阀，关闭所述第一电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀，所述车载空调系统处于电池、车辆同时制热工况；

打开所述第一控制阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀，关闭所述第五电磁阀、所述第一电磁阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀，所述车载空调系统处于电池、车辆同时制热工况。

14.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任意一项所述的车载空调系统。

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