CN111806200B - 一种车辆热泵系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆热泵系统及控制方法，包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、用于乘员舱供冷的第二蒸发器、用于乘员舱供热的暖风芯体和车辆设备散热器组；第一蒸发器和第二蒸发器并联在冷凝器的热端出口与压缩机进口之间；当乘员舱供热通过车辆设备的余热取热时，暖风芯体的热介质在冷凝器内与制冷剂换热升温后，流回暖风芯体；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端，与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；当乘员舱供冷时，制冷剂流入第二蒸发器的冷端；第二蒸发器的热端空气进出制冷。本发明最大化的利用电机余热、电池余热及外界空气热量，无需汽车空调通过冷媒回路切换制热；降低开发成本及汽车取暖功耗。
Description
技术领域
本发明属于热泵领域，特别涉及一种车辆热泵系统及控制方法。
背景技术
目前的新能源汽车的热泵系统主要基于汽车空调冷媒回路的切换实现热泵系统。乘员舱制冷需求时，蒸发器吸收车内的热量，通过冷凝器散到车外。乘员舱制热需求时，室外冷凝器当作蒸发器吸收车外的热量，蒸发器当作冷凝器使用将热量释放到乘员舱。这种空调冷媒回路切换的制热方式，能耗高，控制复杂，开发难度高。
现有技术中为了节能，将电机及电池设备的余热通过热交换，将热量转移至热泵系统，用于乘员舱制热。但该种方式余热利用率低，部分余热依然要散到空气中。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种车辆热泵系统及控制方法，最大化的利用电机余热、电池余热及外界空气热量，无需汽车空调通过冷媒回路切换制热；降低热泵系统的复杂程度，降低开发成本；降低汽车取暖功耗，提升续航里程。
技术方案：本发明提出一种车辆热泵系统，
包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、用于乘员舱供冷的第二蒸发器、用于乘员舱供热的暖风芯体和车辆设备散热器组；
第一蒸发器和第二蒸发器并联在冷凝器的热端出口与压缩机进口之间；
当乘员舱供热通过车辆设备的余热取热时，所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，所述暖风芯体的热介质进入冷凝器的冷端；暖风芯体的热介质在冷凝器内与制冷剂换热升温后，流回暖风芯体；所述暖风芯体的冷端空气进出，用于乘员舱的空气加热；制冷剂在冷凝器内换热降温后，经干燥器流入第一蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；制冷剂在第一蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口；
当乘员舱供冷且车辆设备散热时，所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，并通过与外界空气换热降温；制冷剂在冷凝器内换热降温后，分别流入第一蒸发器的冷端和第二蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；所述第二蒸发器的热端空气进出，用于乘员舱的空气制冷；制冷剂在第一蒸发器及第二蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口。
进一步，所述车辆设备散热器组还包括外散热器；所述外散热器的进口连接所述第一蒸发器的热端出口以及冷凝器的冷端出口；所述外散热器的出口连接所述电机散热器的进口以及冷凝器的冷端进口；所述外散热器置于车外大气环境中，用于空气与换热介质热交换；
当乘员舱供冷时，冷凝器的冷端出口的冷介质进入外散热器，通过车外大气环境中的空气使冷介质降温，然后流回至冷凝器中，用于制冷剂降温。
进一步，所述车辆设备散热器组包括电机散热器，用于电机模块散热；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热及空气取热时，电机散热器流出的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热。
进一步，所述外散热器的进口及出口之间还设置有旁路管道；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热及空气取热时，旁路管道关闭；
当乘员舱供热单元仅通过电机余热取热时；外散热器的流通管路关闭；电机散热器的冷介质的冷介质经旁路管道进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热。
进一步，所述车辆设备散热器组还包括电池散热器，用于电池散热；所述电机散热器的进口和电池散热器的进口并联在所述第一蒸发器的热端出口；所述电机散热器的出口和电池散热器的出口并联在所述第一蒸发器的热端进口；
当乘员舱供热单元仅通过电机余热及空气取热时，或者乘员舱供热单元仅通过电机余热取热时，电池散热器的流通管路关闭；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热、电池余热及空气取热时，旁路管道关闭，电机散热器的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；同时电池散热器的冷介质也进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，一部分流回电机散热器用于电机模块散热，一部分流回电池散热器用于电机模块散热。
进一步，所述暖风芯体的热端出口还连接旁路管道的进口；
所述电机散热器的出口还连接电池散热器的进口；所述电池散热器的出口还连接暖风芯体的热端进口；
当电机余热直接通过热交换供电池加热和乘员舱取暖时，所述暖风芯体的热介质与冷凝器冷端的连接管路关闭；所述第一蒸发器的热端与车辆设备散热器组的连接管路关闭；
所述电机散热器流出的冷介质进入电池散热器，用于电池升温；电池散热器流出的冷介质流入暖风芯体的热端；暖风芯体的热端流出的冷介质经旁路管道后流回电机散热器。
进一步，所述第一蒸发器的冷端出口管路套装在冷凝器的出口管路外周；用于第一蒸发器的冷端出口管路内的低温制冷剂与冷凝器的出口管路内的高温制冷剂的热交换。
进一步，所述第一蒸发器的冷端进口与冷凝器的热端出口之间设置有第一膨胀阀；所述第二蒸发器的冷端进口与冷凝器的热端出口之间设置有第二膨胀阀；所述第一膨胀阀和第二膨胀阀用于控制进入第一蒸发器与第二蒸发器的流量比
所述车辆热泵系统还包括一号三通阀、二号三通阀、三号三通阀、四号三通阀、五号三通阀、六号三通阀、七号三通阀、一号四通阀、二号四通阀、三号四通阀；
所述一号三通阀包括A1接口、B1接口和C1接口；所述二号三通阀包括A2接口、B2接口和C2接口；所述三号三通阀包括A3接口、B3接口和C3接口；所述四号三通阀包括A4接口、B4接口和C4接口；所述五号三通阀包括A5接口、B5接口和C5接口；所述六号三通阀包括A6接口、B6接口和C6接口；所述七号三通阀包括A7接口、B7接口和C7接口；所述一号四通阀包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口；所述二号四通阀包括a2接口、b2接口、c2接口和d2接口；所述三号四通阀包括a3接口、b3接口、c3接口和d3接口；
所述A1接口、b1接口与电池散热器进口连接，B1接口连接第一蒸发器的热端出口，C1接口、B3接口与A4接口连接；
所述A2接口连接B5接口，B2接口连接第一蒸发器的热端进口，C2接口连接C6接口；
所述A3接口连接外散热器的进口，C3接口连接旁路管道的进口；
B4接口连接a2接口，C4接口连接C7接口；
A5接口连接d3接口，C5接口连接a1接口；
A6接口连接电池散热器出口，B6接口、d2接口与冷凝器冷端出口连接；
A7接口、b3接口与电机散热器进口连接，B7接口与冷凝器冷端进口连接；
c1接口与c2接口连通，d1接口与暖风芯体的进口连接；
b2接口与暖风芯体的出口连接；
a3接口连接旁路管道的出口及外散热器的出口，c3接口连接电池散热器出口。
进一步，所述车辆热泵系统还包括第一加压泵、第二加压泵、第三加压泵、电加热器、第一水箱和第二水箱；
所述第一加压泵的进口连接B7接口，第一加压泵的出口连接冷凝器冷端进口；
所述第二加压泵的进口连接b3接口，第二加压泵的出口连接电机散热器进口；
所述第一水箱的进口连接d3接口，第一水箱的出口连接第三加压泵的进口，第三加压泵的出口连接A5接口；
所述第二水箱的进口连接旁路管道的出口及外散热器的出口，第二水箱的出口连接a3接口；
电加热器的进口连接C5接口，电加热器的出口连接a1接口。
一种车辆热泵系统控制方法，包括以下工作模式
乘员舱供热单元同时通过电机余热、电池余热及空气取热：旁路管道关闭；电机散热器的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；同时电池散热器的冷介质也进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，一部分流回电机散热器用于电机模块散热，一部分流回电池散热器用于电机模块散热；
乘员舱供热单元仅通过电机余热及空气取热：旁路管道关闭；电池散热器与第一蒸发器热端的连通管路关闭；电机散热器流出的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热；
乘员舱供热单元仅通过电机余热取热：外散热器的流通管路关闭，电池散热器的流通管路关闭；电机散热器的冷介质的冷介质经旁路管道进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热；
电机余热直接通过热交换供电池加热和乘员舱取暖：所述暖风芯体的热介质与冷凝器冷端的连接管路关闭；所述第一蒸发器的热端与车辆设备散热器组的连接管路关闭；所述电机散热器流出的冷介质进入电池散热器，用于电池升温；电池散热器流出的冷介质流入暖风芯体的热端；暖风芯体的热端流出的冷介质经旁路管道后流回电机散热器；
乘员舱供冷且车辆设备散热：所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，冷凝器的冷端出口的冷介质进入外散热器，通过车外大气环境中的空气使冷介质降温，然后流回至冷凝器中，用于制冷剂降温；制冷剂在冷凝器内换热降温后，分别流入第一蒸发器的冷端和第二蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；所述第二蒸发器的热端空气进出，用于乘员舱的空气制冷；制冷剂在第一蒸发器及第二蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口。
有益效果：本发明通过低温的冷介质充分吸收电池及电机模块的热量，最大化的利用电机余热和电池余热；冷介质的热量传导至制冷剂后，车辆设备制冷单元的第一压缩机对制冷剂进一步压缩做工，使制冷剂温度上升，热量提高；再通过热交换将制冷剂的热量传导至暖风芯体的热介质，实现乘员舱空气加热；
车辆设备制冷单元还通过外散热器，一方面使车辆设备制冷单元的低温的冷介质能够吸收外界空气的热量，最终传导至乘员舱供热单元用于乘员舱空气加热；另一方面在乘员舱供冷时，用于将冷凝器内的冷介质与外界空气换热降温；
通过上述热量交换，可满足乘员舱供热单元的供热需求，无需汽车空调通过冷媒回路切换制热；
本发明具有多种工作模式，可满足乘员舱、电机模块及电池在多种工况下的换热需求；
因此，本专利降低热泵系统的复杂程度，降低开发成本；降低汽车取暖功耗，提升续航里程。
附图说明
图1为本发明的第一种工作模式的流程示意图；
图2为本发明的第二种工作模式的流程示意图；
图3为本发明的第三种工作模式的流程示意图；
图4为本发明的第四种工作模式的流程示意图；
图5为本发明的热量转化示意图。
具体实施方式
如图1至图4，本发明提出一种车辆热泵系统，包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、用于乘员舱供冷的第二蒸发器、用于乘员舱供热的暖风芯体和车辆设备散热器组。图1至图4中实线为流通管路，虚线为关闭管路。
第一蒸发器和第二蒸发器并联在冷凝器的热端出口与压缩机进口之间。
当乘员舱供热通过车辆设备的余热取热时，所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，所述暖风芯体的热介质进入冷凝器的冷端；暖风芯体的热介质在冷凝器内与制冷剂换热升温后，流回暖风芯体；所述暖风芯体的冷端空气进出，用于乘员舱的空气加热；制冷剂在冷凝器内换热降温后，经干燥器流入第一蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；制冷剂在第一蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口。
所述第一蒸发器的冷端出口管路优选套装在冷凝器的出口管路外周；用于第一蒸发器的冷端出口管路内的低温制冷剂与冷凝器的出口管路内的高温制冷剂的热交换，提高热能利用效率。
当乘员舱供冷且车辆设备散热时，所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，并通过与外界空气换热降温；制冷剂在冷凝器内换热降温后，分别流入第一蒸发器的冷端和第二蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；所述第二蒸发器的热端空气进出，用于乘员舱的空气制冷；制冷剂在第一蒸发器及第二蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口。
所述车辆设备散热器组还包括外散热器；所述外散热器的进口连接所述第一蒸发器的热端出口以及冷凝器的冷端出口；所述外散热器的出口连接所述电机散热器的进口以及冷凝器的冷端进口；所述外散热器置于车外大气环境中，用于空气与换热介质热交换。所述外散热器的进口及出口之间还设置有旁路管道。
当乘员舱供冷时，冷凝器的冷端出口的冷介质进入外散热器，通过车外大气环境中的空气使冷介质降温，然后流回至冷凝器中，用于制冷剂降温。
所述车辆设备散热器组包括电机散热器，用于电机模块散热；具体的，电机模块包括第一后驱动电机及其对应的第一逆变器，第二后驱动电机及其对应的DC/DC变换器，第一前驱动电机及其对应的第二DC/DC变换器，第二前驱动电机及其对应的第二逆变器。上述四套设备并联通过冷介质换热。
所述车辆设备散热器组还包括电池散热器，用于电池散热；所述电机散热器的进口和电池散热器的进口并联在所述第一蒸发器的热端出口；所述电机散热器的出口和电池散热器的出口并联在所述第一蒸发器的热端进口；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热、电池余热及空气取热时，旁路管道关闭，电机散热器的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；同时电池散热器的冷介质也进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，一部分流回电机散热器用于电机模块散热，一部分流回电池散热器用于电机模块散热。
当乘员舱供热单元同时通过电机余热及空气取热时，电池散热器的流通管路关闭，旁路管道关闭；电机散热器流出的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热。
当乘员舱供热单元仅通过电机余热取热时；电池散热器的流通管路关闭，外散热器的流通管路关闭；电机散热器的冷介质的冷介质经旁路管道进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热。
所述暖风芯体的热端出口还连接旁路管道的进口；
所述电机散热器的出口还连接电池散热器的进口；所述电池散热器的出口还连接暖风芯体的热端进口。
当电机余热直接通过热交换供电池加热和乘员舱取暖时，所述暖风芯体的热介质与冷凝器冷端的连接管路关闭；所述第一蒸发器的热端与车辆设备散热器组的连接管路关闭；所述电机散热器流出的冷介质进入电池散热器，用于电池升温；电池散热器流出的冷介质流入暖风芯体的热端；暖风芯体的热端流出的冷介质经旁路管道后流回电机散热器。
上述车辆热泵系统控制方法，包括以下五种工作模式：
如图1，乘员舱供热单元同时通过电机余热、电池余热及空气取热：旁路管道关闭，电机散热器的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；同时电池散热器的冷介质也进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，一部分流回电机散热器用于电机模块散热，一部分流回电池散热器用于电机模块散热。
如图2，乘员舱供热单元同时通过电机余热及空气取热：电池散热器的流通管路关闭，旁路管道关闭；电机散热器流出的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热。
如图3，乘员舱供热单元仅通过电机余热取热：电池散热器的流通管路关闭，外散热器的流通管路关闭；电机散热器的冷介质的冷介质经旁路管道进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热。
如图4，电机余热直接通过热交换供电池加热和乘员舱取暖：所述暖风芯体的热介质与冷凝器冷端的连接管路关闭；所述第一蒸发器的热端与车辆设备散热器组的连接管路关闭；所述电机散热器流出的冷介质进入电池散热器，用于电池升温；电池散热器流出的冷介质流入暖风芯体的热端；暖风芯体的热端流出的冷介质经旁路管道后流回电机散热器。
乘员舱供冷且车辆设备散热：所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，冷凝器的冷端出口的冷介质进入外散热器，通过车外大气环境中的空气使冷介质降温，然后流回至冷凝器中，用于制冷剂降温；制冷剂在冷凝器内换热降温后，分别流入第一蒸发器的冷端和第二蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；所述第二蒸发器的热端空气进出，用于乘员舱的空气制冷；制冷剂在第一蒸发器及第二蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口。所述第一蒸发器的冷端进口与冷凝器的热端出口之间设置有第一膨胀阀401；所述第二蒸发器的冷端进口与冷凝器的热端出口之间设置有第二膨胀阀402；所述第一膨胀阀401和第二膨胀阀402用于控制进入第一蒸发器与第二蒸发器的流量比，可根据需要调整。
为实现上述工作模式的自动控制，述车辆热泵系统还包括一号三通阀（101）、二号三通阀（102）、三号三通阀（103）、四号三通阀（104）、五号三通阀（105）、六号三通阀（106）、七号三通阀（107）、一号四通阀（201）、二号四通阀（202）、三号四通阀（203）；
所述一号三通阀（101）包括A1接口、B1接口和C1接口；所述二号三通阀（102）包括A2接口、B2接口和C2接口；所述三号三通阀（103）包括A3接口、B3接口和C3接口；所述四号三通阀（104）包括A4接口、B4接口和C4接口；所述五号三通阀（105）包括A5接口、B5接口和C5接口；所述六号三通阀（106）包括A6接口、B6接口和C6接口；所述七号三通阀（107）包括A7接口、B7接口和C7接口；所述一号四通阀（201）包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口；所述二号四通阀（202）包括a2接口、b2接口、c2接口和d2接口；所述三号四通阀（203）包括a3接口、b3接口、c3接口和d3接口；
所述A1接口、b1接口与电池散热器进口连接，B1接口连接第一蒸发器的热端出口，C1接口、B3接口与A4接口连接；
所述A2接口连接B5接口，B2接口连接第一蒸发器的热端进口，C2接口连接C6接口；
所述A3接口连接外散热器的进口，C3接口连接旁路管道的进口；
B4接口连接a2接口，C4接口连接C7接口；
A5接口连接d3接口，C5接口连接a1接口；
A6接口连接电池散热器出口，B6接口、d2接口与冷凝器冷端出口连接；
A7接口、b3接口与电机散热器进口连接，B7接口与冷凝器冷端进口连接；
c1接口与c2接口连通，d1接口与暖风芯体的进口连接；
b2接口与暖风芯体的出口连接；
a3接口连接旁路管道的出口及外散热器的出口，c3接口连接电池散热器出口。
具体的操作方法是：
当乘员舱供热单元同时通过电机余热、电池余热及空气取热时：三号三通阀103关闭C3接口，保持A3接口和B3接口连通。四号三通阀104关闭A4接口，保持C4接口和B4接口连通。六号三通阀106关闭B6接口，保持A6接口和C6接口连通。二号四通阀202保持a2接口和b2接口连通，d2接口与c2接口连通。七号三通阀107关闭A7接口，保持C7接口和B7接口连通。一号三通阀101保持A1接口、C1接口、B1接口连通。二号三通阀102保持A2接口、C2接口、B2接口连通。一号四通阀201的a1接口与b1接口连通，d1接口与c1接口连通。五号三通阀105关闭C5接口，保持A5接口和B5接口连通。三号四通阀203的a3接口与b3接口连通，d3接口与c3接口连通。
乘员舱供热单元仅通过电机余热及空气取热：三号三通阀103关闭C3接口，保持A3接口和B3接口连通。四号三通阀104关闭A4接口，保持C4接口和B4接口连通。六号三通阀106关闭B6接口，保持A6接口和C6接口连通。二号四通阀202保持a2接口和b2接口连通，d2接口与c2接口连通，实现电机电控冷却回路与乘员舱空调系统回路串联。七号三通阀107关闭A7接口，保持C7接口和B7接口连通。一号三通阀101关闭A1接口、保持C1接口和B1接口连通。二号三通阀102关闭A2接口、保持C2接口和B2接口连通。一号四通阀201的a1接口与b1接口连通，d1接口与c1接口连通。五号三通阀105关闭B5接口，保持A5接口和C5接口连通。三号四通阀203的a3接口与b3接口连通，d3接口与c3接口连通。
乘员舱供热单元仅通过电机余热取热：三号三通阀103关闭A3接口，保持C3接口和B3接口连通。四号三通阀104关闭A4接口，保持C4接口和B4接口连通。六号三通阀106关闭B6接口，保持A6接口和C6接口连通。二号四通阀202保持a2接口和b2接口连通，d2接口与c2接口连通，实现电机电控冷却回路与乘员舱空调系统回路串联。七号三通阀107关闭A7接口，保持C7接口和B7接口连通。一号三通阀101关闭A1接口、保持C1接口和B1接口连通。二号三通阀102关闭A2接口、保持C2接口和B2接口连通。一号四通阀201的a1接口与b1接口连通，d1接口与c1接口连通。五号三通阀105关闭B5接口，保持A5接口和C5接口连通。三号四通阀203的a3接口与b3接口连通，d3接口与c3接口连通。
电机余热直接通过热交换供电池加热和乘员舱取暖：三号三通阀103关闭A3接口，保持C3接口和B3接口连通。四号三通阀104关闭C4接口，保持A4接口和B4接口连通。六号三通阀106关闭C6接口，保持A6接口和B6接口连通。二号四通阀202保持a2接口和b2接口连通，d2接口与c2接口连通，实现电机电控冷却回路与乘员舱空调系统回路串联。七号三通阀107关闭A7接口、C7接口、B7接口。一号三通阀101关闭A1接口、C1接口、B1接口。二号三通阀102关闭A2接口、保持C2接口和B2接口连通。一号四通阀201的a1接口与d1接口连通，c1接口与b1接口连通。五号三通阀105关闭B5接口，保持A5接口和C5接口连通。三号四通阀203的a3接口与b3接口连通，d3接口与c3接口连通。
乘员舱供冷：二号四通阀202保持a2接口和d2接口连通，b2接口与c2接口关闭。四号三通阀104关闭C4接口，保持A4接口和B4接口连通。三号三通阀103关闭C3接口，保持A3接口和B3接口连通。三号四通阀203的a3接口与b3接口连通。七号三通阀107关闭C7接口，保持A7接口和B7接口连通。实现冷凝器内的冷介质流通至外散热器，通过外界空气降温。
本发明并不限于上述工作模式，可根据需要调整实现多种形式的热量传递，如图5。
所述车辆热泵系统还包括第一加压泵（301）、第二加压泵（302）、第三加压泵（303）、电加热器、第一水箱和第二水箱；
所述第一加压泵（301）的进口连接B7接口，第一加压泵（301）的出口连接冷凝器冷端进口；实现暖风芯体内的热介质的流通。
所述第二加压泵（302）的进口连接b3接口，第二加压泵（302）的出口连接电机散热器进口；实现电机散热器内的冷介质的流通。
所述第一水箱的进口连接d3接口，第一水箱的出口连接第三加压泵（303）的进口，第三加压泵（303）的出口连接A5接口；实现电池散热器内的冷介质的流通。
所述第二水箱的进口连接旁路管道的出口及外散热器的出口，第二水箱（502）的出口连接a3接口；
电加热器的进口连接C5接口，电加热器的出口连接a1接口。电加热器可独立工作，用于加热电池加热器流出的热介质。
Claims (4)
1.一种车辆热泵系统，其特征在于：
包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、用于乘员舱供冷的第二蒸发器、用于乘员舱供热的暖风芯体和车辆设备散热器组；
第一蒸发器和第二蒸发器并联在冷凝器的热端出口与压缩机进口之间；
当乘员舱供热通过车辆设备的余热取热时，所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，所述暖风芯体的热介质进入冷凝器的冷端；暖风芯体的热介质在冷凝器内与制冷剂换热升温后，流回暖风芯体；所述暖风芯体的冷端空气进出，用于乘员舱的空气加热；制冷剂在冷凝器内换热降温后，流入第一蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；制冷剂在第一蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口；
当乘员舱供冷且车辆设备散热时，所述压缩机压缩后的制冷剂进入冷凝器的热端，并通过与外界空气换热降温；制冷剂在冷凝器内换热降温后，分别流入第一蒸发器的冷端和第二蒸发器的冷端；车辆设备散热器组的冷介质进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内与制冷剂换热降温后，流回车辆设备散热器组用于车辆设备散热；所述第二蒸发器的热端空气进出，用于乘员舱的空气制冷；制冷剂在第一蒸发器及第二蒸发器内换热升温后，流入压缩机进口；
所述车辆设备散热器组包括电机散热器，用于电机模块散热；所述车辆设备散热器组还包括外散热器；所述外散热器的进口连接所述第一蒸发器的热端出口以及冷凝器的冷端出口；所述外散热器的出口连接所述电机散热器的进口以及冷凝器的冷端进口；所述外散热器置于车外大气环境中，用于空气与换热介质热交换；
当乘员舱供冷时，冷凝器的冷端出口的冷介质进入外散热器，通过车外大气环境中的空气使冷介质降温，然后流回至冷凝器中，用于制冷剂降温；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热及空气取热时，电机散热器流出的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热；
所述外散热器的进口及出口之间还设置有旁路管道；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热及空气取热时，旁路管道关闭；
当乘员舱供热单元仅通过电机余热取热时；外散热器的流通管路关闭；电机散热器的冷介质经旁路管道进入第一蒸发器的热端；所述电机散热器的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，流回电机散热器用于电机模块散热；
所述车辆设备散热器组还包括电池散热器，用于电池散热；所述电机散热器的进口和电池散热器的进口并联在所述第一蒸发器的热端出口；所述电机散热器的出口和电池散热器的出口并联在所述第一蒸发器的热端进口；
当乘员舱供热单元仅通过电机余热及空气取热时，或者乘员舱供热单元仅通过电机余热取热时，电池散热器的流通管路关闭；
当乘员舱供热单元同时通过电机余热、电池余热及空气取热时，旁路管道关闭，电机散热器的冷介质进入外散热器后，再进入第一蒸发器的热端；同时电池散热器的冷介质也进入第一蒸发器的热端；所述车辆设备散热器组的冷介质在第一蒸发器内换热降温后，一部分流回电机散热器用于电机模块散热，一部分流回电池散热器用于电机模块散热；
所述暖风芯体的热端出口还连接旁路管道的进口；
所述电机散热器的出口还连接电池散热器的进口；所述电池散热器的出口还连接暖风芯体的热端进口；
当电机余热直接通过热交换供电池加热和乘员舱取暖时，所述暖风芯体的热介质与冷凝器冷端的连接管路关闭；所述第一蒸发器的热端与车辆设备散热器组的连接管路关闭；
所述电机散热器流出的冷介质进入电池散热器，用于电池升温；电池散热器流出的冷介质流入暖风芯体的热端；暖风芯体的热端流出的冷介质经旁路管道后流回电机散热器。
2.根据权利要求1所述的车辆热泵系统，其特征在于：所述第一蒸发器的冷端出口管路套装在冷凝器的出口管路外周；用于第一蒸发器的冷端出口管路内的低温制冷剂与冷凝器的出口管路内的高温制冷剂的热交换。
3.根据权利要求1所述的车辆热泵系统，其特征在于：所述第一蒸发器的冷端进口与冷凝器的热端出口之间设置有第一膨胀阀（401）；所述第二蒸发器的冷端进口与冷凝器的热端出口之间设置有第二膨胀阀（402）；所述第一膨胀阀（401）和第二膨胀阀（402）用于控制进入第一蒸发器与第二蒸发器的流量比；
所述车辆热泵系统还包括一号三通阀（101）、二号三通阀（102）、三号三通阀（103）、四号三通阀（104）、五号三通阀（105）、六号三通阀（106）、七号三通阀（107）、一号四通阀（201）、二号四通阀（202）、三号四通阀（203）；
所述一号三通阀（101）包括A1接口、B1接口和C1接口；所述二号三通阀（102）包括A2接口、B2接口和C2接口；所述三号三通阀（103）包括A3接口、B3接口和C3接口；所述四号三通阀（104）包括A4接口、B4接口和C4接口；所述五号三通阀（105）包括A5接口、B5接口和C5接口；所述六号三通阀（106）包括A6接口、B6接口和C6接口；所述七号三通阀（107）包括A7接口、B7接口和C7接口；所述一号四通阀（201）包括a1接口、b1接口、c1接口和d1接口；所述二号四通阀（202）包括a2接口、b2接口、c2接口和d2接口；所述三号四通阀（203）包括a3接口、b3接口、c3接口和d3接口；
所述A1接口、b1接口与电池散热器进口连接，B1接口连接第一蒸发器的热端出口，C1接口、B3接口与A4接口连接；
所述A2接口连接B5接口，B2接口连接第一蒸发器的热端进口，C2接口连接C6接口；
所述A3接口连接外散热器的进口，C3接口连接旁路管道的进口；
B4接口连接a2接口，C4接口连接C7接口；
A5接口连接d3接口，C5接口连接a1接口；
A6接口连接电池散热器出口，B6接口、d2接口与冷凝器冷端出口连接；
A7接口、b3接口与电机散热器进口连接，B7接口与冷凝器冷端进口连接；
c1接口与c2接口连通，d1接口与暖风芯体的进口连接；
b2接口与暖风芯体的出口连接；
a3接口连接旁路管道的出口及外散热器的出口，c3接口连接电池散热器出口。
4.根据权利要求3所述的车辆热泵系统，其特征在于：还包括第一加压泵（301）、第二加压泵（302）、第三加压泵（303）、电加热器、第一水箱和第二水箱；
所述第一加压泵（301）的进口连接B7接口，第一加压泵（301）的出口连接冷凝器冷端进口；
所述第二加压泵（302）的进口连接b3接口，第二加压泵（302）的出口连接电机散热器进口；
所述第一水箱的进口连接d3接口，第一水箱的出口连接第三加压泵（303）的进口，第三加压泵（303）的出口连接A5接口；
所述第二水箱的进口连接旁路管道的出口及外散热器的出口，第二水箱（502）的出口连接a3接口；
电加热器的进口连接C5接口，电加热器的出口连接a1接口。
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