CN112339523A - 车辆的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的热泵系统，其利用冷却液和制冷剂在其中进行热交换的一个激冷器来调节电池模块的温度，并且在车辆的加热模式下利用辅助集中能量模块以及电气组件的废热来提高加热效率。

Description

车辆的热泵系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年8月7日提交的韩国专利申请No.10-2019-0095856的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆的热泵系统。更具体地说，本发明涉及这样一种车辆的热泵系统，其利用冷却液和制冷剂在其中进行热交换的一个激冷器(chiller)来控制电池模块的温度并提高冷却效率。

背景技术

通常，车辆的空调系统包括使制冷剂循环以加热或冷却车辆内部的空调装置。

不管外部温度如何变化，空调装置都将车辆内部保持在适当温度以保持舒适的内部环境，空调装置配置为通过蒸发器在以下过程中的热交换来加热或冷却车辆内部：通过运行压缩机排出的制冷剂通过冷凝器、储液干燥器、膨胀阀以及蒸发器而循环到压缩机。

也就是说，在夏季制冷模式下，空调装置通过以下过程降低车内的温度和湿度：利用冷凝器冷凝由压缩机压缩的高温高压气态制冷剂、使制冷剂通过储液干燥器和膨胀阀并且然后在蒸发器中蒸发制冷剂。

同时，近年来，随着人们对能源效率和环境污染问题的关注逐渐增加，需要开发一种配置为实质上取代使用内燃机的车辆的环保型车辆，并且环保型车辆一般分为通常利用燃料电池或电力作为动力源进行驱动的电动车辆以及利用发动机和电池进行驱动的混合动力车辆。

这些环保型车辆中的电动车辆或混合动力车辆不使用单独的加热器，这不同于一般车辆的空调，环保型车辆中使用的空调称为热泵系统。

同时，电动车辆通过将氧和氢之间的化学反应能量转化为电能来产生驱动力。在这一过程中，通过燃料电池内部的化学反应产生热能。因此，必须有效地去除所产生的热量以确保燃料电池的性能。

此外，混合动力车辆通过使用从上述燃料电池或电池供应的电力驱动电机以及利用普通燃料使发动机运行来产生驱动力。因此，为了确保电机的性能，需要有效地去除燃料电池或电池以及电机产生的热量。

因此，在根据相关技术的混合动力车辆或电动车辆中，冷却装置、热泵系统以及电池冷却系统可以分别使用单独的闭合回路来配置，以防止在电机、电气组件以及电池(包括燃料电池)中产生热量。

因此，安装在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量会增加，并且为发动机舱室中的热泵系统、冷却装置以及电池冷却系统的每一者供应冷却液或制冷剂的连接管路的布局会变得很复杂。

此外，由于根据车辆的状态对电池进行加热或冷却以使电池展现最佳性能的电池冷却系统是单独设置的，使用多个阀以将各个连接管路彼此连接，由于这些阀频繁的开启或关闭操作而产生的噪音和振动传递到车辆内部，使得乘坐舒适性变差。

此外，在对车辆内部进行加热时，存在以下缺点：由于缺少热源而导致加热性能变差；使用电加热器而增加了电力消耗；增加了压缩机的功耗。

包含于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的热泵系统，用于利用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的一个激冷器来控制电池模块的温度，并且在车辆的加热模式下利用辅助集中能量(centralized energy，CE)模块以及电气组件的废热来提高加热效率。

车辆的热泵系统可以包括：空调装置、制冷剂连接管线、激冷器、辅助集中能量(CE)模块以及气体注入单元，所述空调装置通过循环有第一制冷剂的第一制冷剂管线相互连接并且包括第一冷凝器、第一膨胀阀、第一蒸发器以及第一压缩机；所述制冷剂连接管线将第一冷凝器和第一蒸发器之间的第一制冷剂管线的第一部分以及第一蒸发器和第一压缩机之间的第一制冷剂管线的第二部分相互连接；所述激冷器设置在制冷剂连接管线上，通过冷却液管线分别连接到电气组件和电池模块，并且将流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换；所述辅助集中能量(CE)模块通过第一制冷剂管线连接到空调装置，并且选择性地将第二制冷剂沿着第二制冷剂管线冷凝和蒸发时产生的热能与第一制冷剂进行热交换，以调节第一制冷剂的温度；所述气体注入单元设置在空调装置中，并且在车辆的加热模式或低温除湿模式下，将通过第一冷凝器的第一制冷剂的一部分分流到第一压缩机，以提高循环通过第一制冷剂管线的第一制冷剂的流量。

副CE模块可以包括：第二压缩机、第二冷凝器、第二膨胀阀以及第二蒸发器，所述第二压缩机压缩第二制冷剂；所述第二冷凝器通过第二制冷剂管线连接到第二压缩机，并且将由第二压缩机供应的压缩后的第二制冷剂与第一制冷剂进行热交换使第二制冷剂被冷凝；所述第二膨胀阀通过第二制冷剂管线连接到第二冷凝器并且配置为使第二制冷剂膨胀；所述第二蒸发器通过第二制冷剂管线连接到第二膨胀阀，连接到第一制冷剂管线，通过与经由第一制冷剂管线流入的第一制冷剂的热交换来蒸发从第二膨胀阀供应的第二制冷剂并将蒸发后的第二制冷剂供应至第二压缩机。

第二冷凝器可以设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，第二蒸发器可以设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，以使通过第二冷凝器的第一制冷剂流入。

空调装置可以进一步包括设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上的热交换器，第三膨胀阀设置在制冷剂连接管线上，配置为控制流入激冷器的第一制冷剂的流动并选择性地使第一制冷剂膨胀。

当利用与流入激冷器的第一制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块时，第三膨胀阀可以使流入制冷剂连接管线的第一制冷剂膨胀。

第四膨胀阀可以设置在第二蒸发器和热交换器之间的第一制冷剂管线上。

热交换器可以根据第四膨胀阀的选择性操作，通过与室外空气的热交换来进一步冷凝或蒸发在第一冷凝器中冷凝的制冷剂。

第一膨胀阀、第三膨胀阀以及第四膨胀阀均可以是电子膨胀阀，配置为在控制制冷剂的流动的同时选择性地膨胀制冷剂。

气体注入单元可以包括：闪蒸罐、旁通管线、阀以及第五膨胀阀，所述闪蒸罐设置在第二冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，并且将通过第二冷凝器的第一制冷剂分为气态制冷剂和液态制冷剂，以选择性地排出；所述旁通管线连接闪蒸罐和第一压缩机，并且选择性地将气态的第一制冷剂从闪蒸罐供应至第一压缩机；所述阀设置在旁通管线上；所述第五膨胀阀设置在第一冷凝器和闪蒸罐之间的第一制冷剂管线上。

第五膨胀阀可以在车辆的加热模式或低温除湿模式下使通过第一冷凝器的第一制冷剂膨胀。

气体注入单元可以包括：板式热交换器、旁通管线以及第五膨胀阀，所述板式热交换器设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；所述旁通管线具有连接到第一冷凝器和板式热交换器之间的第一制冷剂管线的一个端部以及通过第二冷凝器和板式热交换器连接到第一压缩机的另一端部；所述第五膨胀阀设置在旁通管线上位于第二冷凝器的前部。

第二冷凝器可以设置在第一冷凝器和板式热交换器之间的旁通管线上，第二蒸发器可以设置在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，以使通过第二冷凝器的第一制冷剂流入。

第五膨胀阀可以在车辆的加热模式或低温除湿模式下使通过第一冷凝器流入旁通管线的第一制冷剂膨胀。

第二压缩机可以形成为具有小于第一压缩机的容量的容量。

在车辆的加热模式或低温除湿模式下，气体注入单元可以与副CE模块同时工作。

第一冷凝器可以通过冷却液管线分别连接到散热器和加热器，并且使流入其中的冷却液与第一制冷剂进行热交换，以冷凝第一制冷剂。

在车辆的加热模式、低温除湿模式以及高温除湿模式下，第一冷凝器可以将冷凝第一制冷剂时升高温度的冷却液通过冷却液管线供应至加热器。

激冷器可以通过冷却液管线分别连接到电气组件和电池模块，并且可以在流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换时吸收电气组件的废热，或者将与第一制冷剂进行热传递的低温冷却液供应至电池模块。

空调装置可以进一步包括设置在第一蒸发器和第一压缩机之间的第一制冷剂管线上的储液器，制冷剂连接管线可以连接第一制冷剂管线以及第一冷凝器和第一膨胀阀之间的储液器，使得通过激冷器的制冷剂通过储液器流入第一压缩机。

第一制冷剂和第二制冷剂可以包括不同的制冷剂。

如上所述，如果应用根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统，在电动车辆中根据车辆的模式利用冷却液和第一制冷剂在其中进行热交换的激冷器来控制电池模块的温度，从而简化系统。

另外，本发明可以在车辆的加热模式下利用副CE模块以及电气组件的废热来减少总的制冷剂量并提高加热效率和性能，同时最小化电加热器的使用。

此外，本发明可以有效地调节电池模块的温度，从而展现电池模块的最佳性能，并且通过有效地管理电池模块来增加车辆的总行驶距离。

此外，本发明可以通过应用气体注入单元来提高制冷剂的流量，从而降低第一压缩机的功耗并最大化加热性能。

此外，本发明可以通过简化整个系统并提高空间利用率来降低制造成本和重量。

本发明的方法和装置具有的其它特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

图2是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据制冷模式的操作状态图。

图3是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据加热模式的操作状态图。

图4是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据低温除湿模式的操作状态图。

图5是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据高温除湿模式的操作状态图。

图6是根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

图7是在根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据加热模式的操作状态图。

图8是在根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据低温除湿模式的操作状态图。

可以理解，所附附图并非按比例地绘制，而是呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的表示。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附附图中，贯穿附图的多幅图，本发明的同样的或等同的部分以相同的附图标记标引。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非意图将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等价方式以及其它实施方案。

在下文中，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施方案。

在示例性实施方案中描述的示例性实施方案和在附图中示出的配置仅仅是本发明的最优选示例性实施方案，而并不限制本发明的精神和范围。因此，应当理解，在提交本申请时，可以存在能够替代它们的各种等价方案和修改方案。

为了阐明本发明，将省略与描述无关的部分，并且相同的元件或等价物在整个说明书中通过相同的附图标记来指引。

各个元件的尺寸和厚度在附图中任意地示出，但本发明并不一定限于此，为了清楚起见，放大了附图中的层、膜、面板、区域等等的厚度。

贯穿示例性实施方案和随附的权利要求书，除非被明确地描述为相反的含义，否则词语“包括”或者例如“包括有”或“包括了”之类的变体将被理解为暗示包含所述元件，但是不排除任何其它元件。

此外，本文中使用的术语“......单元”、“......机构”、“......部分”、“......构件”等等是指包含执行至少一个功能或操作的组件的单元。

图1是根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统可以利用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的激冷器25来控制电池模块9的温度，并且利用副CE模块30(辅助集中能量模块，sub-centralized energy module)以及电气组件7的废热来提高加热效率。

电气组件7可以包括电力控制装置、逆变器或车载充电器(OBC)。电力控制装置或逆变器可能在行驶中产生热量，充电器可能在电池模块9充电时产生热量。

此处，热泵系统包括：空调装置10、制冷剂连接管线21、激冷器25、副CE模块30以及气体注入单元50，它们是电动车辆中用于冷却或加热车辆内部的空气调节装置。

在本发明的示例性实施方案中，空调装置10可以通过冷却液管线2分别连接到散热器3、加热器5、电气组件7以及电池模块9。此处，加热器5可以设置在未示出的HVAC模块内。

空调装置10与第一制冷剂在其中循环的第一制冷剂管线11相互连接，并且可以包括第一冷凝器12、第一膨胀阀14、第一蒸发器15以及第一压缩机17。

首先，第一冷凝器12连接到第一制冷剂管线11以使第一制冷剂通过，并且通过冷却液管线2分别连接到散热器3和加热器5。

第一冷凝器12将从散热器3或加热器5流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换，从而冷凝第一制冷剂。

另外，在车辆的加热模式、低温除湿模式以及高温除湿模式下，第一冷凝器12可以在冷凝第一制冷剂时将升高温度的冷却液通过冷却液管线2供应至加热器5。

如上所述配置的第一冷凝器12可以是具有流入其中的冷却液的水冷式热交换器。

第一膨胀阀14选择性地使通过了第一冷凝器12流入第一蒸发器15的第一制冷剂膨胀，以控制第一制冷剂到第一蒸发器15的流动。

此处，第一蒸发器15设置在连接到第一制冷剂管线11的未示出的加热、通风和空调(HVAC)模块内。

在车辆的制冷模式下，第一蒸发器15可以通过与室外空气的热交换来蒸发第一制冷剂。通过第一蒸发器15时被冷却的室外空气流入车辆内部，以冷却车辆内部。

另外，第一压缩机17连接到第一蒸发器15和第一冷凝器12之间的第一制冷剂管线11。第一压缩机17可以压缩气态的第一制冷剂并将压缩后的第一制冷剂供应至第一冷凝器12。

另一方面，可以在第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11中设置热交换器13，用于额外地冷凝和蒸发通过第一冷凝器12的第一制冷剂。

热交换器13安装在车辆的前部，并且将流入的第一制冷剂与室外空气进行热交换。

此处，当冷凝第一制冷剂时，由于热交换器13进一步冷凝在第一冷凝器12中冷凝的第一制冷剂，从而增加了第一制冷剂的二次冷却，可以提高性能系数(coefficient ofperformance，COP)，其是制冷量相较于压缩机所需功率的系数。

在本发明的示例性实施方案中，制冷剂连接管线21可以将第一冷凝器12和第一蒸发器15之间的第一制冷剂管线11与第一蒸发器15和第一压缩机17之间的第一制冷剂管线11相互连接。

激冷器25设置在制冷剂连接管线21上，并且通过冷却液管线2分别连接到电气组件7和电池模块9。激冷器25可以将流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换。

另外，激冷器25可以将从电气组件7或电池模块9选择性地流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换，以控制冷却液的温度。此处，激冷器25可以是冷却液流入其中的水冷式热交换器。

也就是说，激冷器25可以在流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换时吸收电气组件7的废热，或者将与第一制冷剂进行热传递的低温冷却液供应至电池模块9。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，空调装置10可以进一步包括设置在第一蒸发器15和第一压缩机17之间的第一制冷剂管线11中的储液器16。

另一方面，制冷剂连接管线21可以连接第一制冷剂管线11以及第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的储液器16，使得通过激冷器25的制冷剂通过储液器16流入第一压缩机17。

储液器16可以根据车辆的模式选择性地接收从第一蒸发器15排出的第一制冷剂或者通过激冷器25的第一制冷剂。

此处，储液器16可以安装在第一压缩机17和第一蒸发器15之间的第一制冷剂管线11上，并且可以通过制冷剂连接管线21连接到激冷器25。

储液器16仅向第一压缩机17供应气态的制冷剂，从而提高第一压缩机17的效率和耐久性。

在本发明的示例性实施方案中，副CE模块30通过第一制冷剂管线11连接到空调装置10，并且选择性地将沿着第二制冷剂管线31循环的第二制冷剂的冷凝和蒸发过程中产生的热能与第一制冷剂进行热交换，从而控制第一制冷剂的温度。

副CE模块30包括通过第二制冷剂管线31连接的第二压缩机33、第二冷凝器34、第二膨胀阀35以及第二蒸发器36。

首先，第二压缩机33可以压缩气态的第二制冷剂并将压缩后的第二制冷剂供应至第二冷凝器34。

此处，第二压缩机33可以形成为具有小于第一压缩机17的容量的容量。

也就是说，由于循环通过副CE模块30的第二制冷剂的流量小于循环通过空调装置10的第一制冷剂的流量，因此第二压缩机33的容量可以小于第一压缩机17的容量。

在本发明的示例性实施方案中，第二冷凝器34通过第二制冷剂管线31连接到第二压缩机33。第二冷凝器34可以将由第二压缩机33供应并被压缩的第二制冷剂与第一制冷剂进行热交换以被冷凝。

此处，根据本发明示例性实施方案的第二冷凝器34设置在第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11上。

如上所述配置的第二冷凝器34可以是第一制冷剂和第二制冷剂分别流入其中的水冷式热交换器。

第二膨胀阀35可以选择性地膨胀通过第二冷凝器34的第二制冷剂以流入第二蒸发器36，或者控制第二制冷剂到第二蒸发器36的流动。

另外，第二蒸发器36通过第二制冷剂管线31连接到第二膨胀阀35，并且连接到第一制冷剂管线11。

第二蒸发器36可以通过与经由第一制冷剂管线11流入的第一制冷剂的热交换来蒸发从第二膨胀阀35供应的制冷剂并将蒸发后的制冷剂供应至第二压缩机33。

此处，第二蒸发器36设置在第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11上，使得通过第二冷凝器34的第一制冷剂流入。

此外，第一制冷剂和第二制冷剂可以由不同的制冷剂组成。

例如，第一制冷剂可以是R1234YF或R134a制冷剂，第二制冷剂可以是与第一制冷剂相比具有优异制冷剂特性的R290制冷剂。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，可以在制冷剂连接管线21上设置第三膨胀阀41，该第三膨胀阀41控制流向激冷器25的第一制冷剂的流动并选择性地膨胀第一制冷剂。

当利用与第一制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块9时，第三膨胀阀41可以使流入制冷剂连接管线21流入激冷器25的第一制冷剂膨胀。

电池模块9可以向电气组件7供电，并且可以形成为由沿着冷却液管线2流动的冷却液进行冷却的水冷类型。

因此，在激冷器25中与制冷剂进行热交换而具有较低温度的冷却液流入通过冷却液管线2连接的电池模块9，从而可以有效地冷却电池模块9。

另外，第四膨胀阀43可以安装在第二蒸发器36和热交换器13之间的第一制冷剂管线11上。

因此，根据第四膨胀阀43的选择性操作，热交换器13可以通过与室外空气的热交换来额外地冷凝或蒸发在第一冷凝器12中冷凝的制冷剂。

另外，气体注入单元50设置在空调装置10中。在车辆的加热模式或低温除湿模式下，气体注入单元50将通过第一冷凝器12的第一制冷剂中的一些第一制冷剂分流到第一压缩机17，从而提高循环通过第一制冷剂管线11的第一制冷剂的流量。

如上所述配置的气体注入单元50可以在车辆的加热模式和低温除湿模式下与副CE模块30同时工作。

相反，在车辆的制冷模式和高温除湿模式下，气体注入单元50和副CE模块30可以停止工作。

此处，气体注入单元50包括闪蒸罐(flash tank)51、旁通管线53、阀55以及第五膨胀阀57。

首先，闪蒸罐51设置在第二冷凝器34和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11上。

闪蒸罐51可以将在通过第一冷凝器12和第二冷凝器34时完成了热交换的第一制冷剂中的气态制冷剂和液态制冷剂分开以选择性地排出。

旁通管线53连接闪蒸罐51和第一压缩机17。旁通管线53可以选择性地将来自闪蒸罐51的气态的第一制冷剂供应到第一压缩机17。

也就是说，旁通管线53可以连接闪蒸罐51和第一压缩机17，使得通过闪蒸罐51的气态制冷剂选择性地流入第一压缩机17。

在本发明的示例性实施方案中，阀55设置在旁通管线53上。阀55可以根据车辆的模式选择性地接通旁通管线53。

此处，闪蒸罐51可以经由通过阀55的操作而接通的旁通管线53来将气态制冷剂供应至第一压缩机17。另外，闪蒸罐51可以将液态制冷剂供应至第二蒸发器36。

此外，第五膨胀阀57可以设置在第一冷凝器12和闪蒸罐51之间的第一制冷剂管线11上。

具体来说，第五膨胀阀57设置在第一冷凝器12和第二冷凝器34之间的第一制冷剂管线11上。

此处，在车辆的加热模式和低温除湿模式下，第五膨胀阀57可以将通过第一冷凝器12的第一制冷剂膨胀，以供应至第二冷凝器34。

也就是说，第一膨胀阀14、第三膨胀阀41、第四膨胀阀43以及第五膨胀阀57各自可以是在控制制冷剂的流动的同时选择性地膨胀制冷剂的电子膨胀阀，第二膨胀阀35可以是机械膨胀阀。

此外，阀55可以是二通阀。

下文参照图2至图5详细描述如上所述配置的根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统的操作和运行。

首先，在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中，参照图2详细描述在根据车辆的制冷模式冷却电池模块时的操作。

图2是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中，根据制冷模式的操作状态图。

参照图2，在空调装置10中，操作用于冷却车辆内部的每个组成元件。因此，第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11循环。

此处，制冷剂连接管线21通过第三膨胀阀41的操作而接通。

在第一冷凝器12中，冷却液通过冷却液管线2而循环通过散热器3。另外，连接到加热器5的冷却液管线2关断。也就是说，在散热器3中冷却的冷却液可以通过未示出的水泵的运行而被供应至第一冷凝器12。

因此，第一冷凝器12利用沿着冷却液管线2流动的冷却液来冷凝通过第一制冷剂管线11供应的第一制冷剂。

通过第一冷凝器12的制冷剂沿着第一制冷剂管线11流入热交换器13。流入热交换器13的第一制冷剂可以通过与室外空气的热交换进一步冷凝。

然后，第四膨胀阀43可以使第一制冷剂流入热交换器13，而不膨胀第一制冷剂。

通过热交换器13的第一制冷剂通过第一膨胀阀14和第三膨胀阀41的操作被分别供应至第一蒸发器15和激冷器25。

此处，第三膨胀阀41使通过热交换器13的第一制冷剂中的一些第一制冷剂膨胀，并且接通制冷剂连接管线21，使得第一制冷剂被供应至激冷器25。

另一方面，冷却液通过与供应至激冷器25的第一制冷剂进行热交换而进行冷却。在激冷器25中冷却的冷却液被供应至通过冷却液管线2连接的电池模块9。因此，电池模块9由冷却的冷却液进行冷却。

从而，从热交换器13排出的一些第一制冷剂通过第三膨胀阀41的操作而膨胀，进入低温低压状态，并且流入连接到制冷剂连接管线21的激冷器25。

接下来，流入激冷器25的第一制冷剂随后与冷却液进行热交换，通过经由制冷剂连接管线21连接的储液器16，并且流向第一压缩机17。

也就是说，冷却电池模块9时升高温度的冷却液通过在激冷器25内与低温低压状态的制冷剂进行热交换来进行冷却。冷却后的冷却液通过冷却液管线2再次供应至电池模块9。

也就是说，当重复执行上述操作时，冷却液可以有效地冷却电池模块9。

另一方面，从热交换器13排出的其余的第一制冷剂流过第一制冷剂管线11以冷却车辆内部，并且依次通过第一膨胀阀14、第一蒸发器15、储液器16、第一压缩机17、第一冷凝器12以及热交换器13。

此处，流入HVAC模块的室外空气在通过第一蒸发器15时通过流入第一蒸发器15的低温状态的制冷剂进行冷却。

冷却后的室外空气直接流入车辆内部，从而冷却车辆内部。

另一方面，在依次通过第一冷凝器12和热交换器13时冷凝量增加的制冷剂被膨胀和供应至第一蒸发器15，从而以更低的温度蒸发制冷剂。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，第一冷凝器12主要冷凝第一制冷剂，热交换器13额外地冷凝第一制冷剂，这有利于形成第一制冷剂的二次冷却。

另外，由于进行了二次冷却的第一制冷剂在第一蒸发器15中以更低的温度蒸发，在第一蒸发器15中进行热传递的冷却液的温度可以进一步降低，从而提高冷却性能和效率。

另一方面，副CE模块30和气体注入单元50停止工作。

也就是说，在重复执行上述过程时，在车辆的制冷模式下，第一制冷剂冷却内部，并且可以在通过激冷器25时通过热交换同时冷却冷却液。

在激冷器25中冷却的冷却液在沿着冷却液管线2流动时流入电池模块9。因此，可以通过向冷却液管线2供应的低温冷却液有效地冷却电池模块9。

在本发明的示例性实施方案中，现在参照图3来描述根据车辆的加热模式的操作。

图3是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中，根据加热模式的操作状态图。

参照图3，当电气组件7的废热足够时，热泵系统可以回收电气组件7的废热，以用于内部加热。

首先，在空调装置10中，通过操作每个组成元件而使第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11循环，以加热车辆内部。

此处，连接第一冷凝器12和第一蒸发器15的第一制冷剂管线11通过第一膨胀阀14的操作而关断。另外，连接到激冷器25的制冷剂连接管线21通过第三膨胀阀41的操作而接通。

在这种情况下，第三膨胀阀41可以膨胀制冷剂，以供应到激冷器25。

因此，激冷器25利用沿着冷却液管线2流动并且在回收电气组件7的废热时具有升高温度的冷却液来蒸发第一制冷剂。

也就是说，由于流入激冷器25的冷却液充分吸收来自电气组件7的废热以高温状态流入，激冷器25可以增加第一制冷剂的蒸发量。

接下来，通过激冷器25的第一制冷剂沿着接通的制冷剂连接管线21被供应至储液器16。

供应到储液器16的第一制冷剂被分为气体和液体。在分为气体和液体的第一制冷剂中，气态制冷剂被供应至第一压缩机17。

由第一压缩机17压缩的高温高压的第一制冷剂流入第一冷凝器12。

此处，第一冷凝器12将通过连接到加热器5的冷却液管线2供应的冷却液与由第一压缩机17供应的高温高压的第一制冷剂进行热交换。

通过与第一制冷剂的热交换而升高温度的冷却液可以供应至通过冷却液管线2连接的加热器5。此处，连接到散热器3的冷却液管线2关断。

因此，通过第一冷凝器12时升高温度的冷却液通过未示出的水泵的运行被供应至加热器5。

也就是说，从外部流入的室外空气在通过没有供应第一制冷剂的第一蒸发器15时以未冷却的室温状态流入。流入的室外空气在通过加热器5时转变为高温状态并流入车辆内部，从而实现车辆内部的加热。

另一方面，第一冷凝器12利用供应至连接到加热器5的冷却液管线2的冷却液来冷凝通过第一制冷剂管线11供应的第一制冷剂。

通过第一冷凝器12的制冷剂沿着第一制冷剂管线11流入热交换器13。流入热交换器13的第一制冷剂可以通过与室外空气的热交换而进一步冷凝。

此处，第四膨胀阀43可以使第一制冷剂流入热交换器13，而不膨胀第一制冷剂。

通过热交换器13的第一制冷剂沿着通过第三膨胀阀41的操作而接通的制冷剂连接管线21供应至激冷器25。

也就是说，通过热交换器13的第一制冷剂流过第一制冷剂管线11以加热车辆内部，并且依次通过储液器16、第一压缩机17、第一冷凝器12以及热交换器13。

另一方面，在副CE模块30中，操作每个组成元件以使第二制冷剂沿着第二制冷剂管线31循环。此外，可以操作气体注入单元50中的每个组成元件。

因此，已经通过第一冷凝器12的第一制冷剂通过第五膨胀阀57的操作而以膨胀状态流入第二冷凝器34。

从而，第二冷凝器34将通过第二制冷剂管线31从第二压缩机33供应的第二制冷剂与来自第一冷凝器12在通过第五膨胀阀57时被膨胀的第一制冷剂进行热交换，以冷凝第二制冷剂。

通过第二冷凝器34的第二制冷剂通过第二膨胀阀35的操作而膨胀并流入第二蒸发器36。接下来，第二制冷剂在第二蒸发器36中通过与通过闪蒸罐51的第一制冷剂进行热交换而蒸发，并且通过第二制冷剂管线31供应至第二压缩机33。

另一方面，通过第二冷凝器34的第一制冷剂在第一制冷剂被分为气体和液体的闪蒸罐51中被分为气体和液体，气态制冷剂通过接通的旁通管线53被供应至第一压缩机17。

也就是说，气体注入单元50使在通过第一冷凝器12和第二冷凝器34时分别冷凝的第一制冷剂中的气态制冷剂通过旁通管线53再次流入第一压缩机17，从而提高循环通过第一制冷剂管线11的第一制冷剂的流量。

另外，在闪蒸罐51中分为气体和液体的第一制冷剂中，液态制冷剂在通过第二蒸发器36时进一步冷凝。接下来，通过第二蒸发器36的第一制冷剂沿着通过第四膨胀阀43的操作而接通的第一制冷剂管线11流入热交换器13。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，第一冷凝器12主要冷凝第一制冷剂，并且可以利用循环通过副CE模块30的第二制冷剂而在第二冷凝器34和第二蒸发器36中进一步蒸发或冷凝第一制冷剂。

然后，第一制冷剂可以在热交换器13中通过与室外空气进行热交换而进一步冷凝，从而增加第一制冷剂的冷凝量。

冷凝量增加的第一制冷剂可以在激冷器25中顺利地从由电气组件7供应的冷却液回收废热，从而提高加热性能和效率。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在车辆的加热模式下利用由副CE模块30中的第二制冷剂的相变产生的热能以及电气组件7的废热，从而提高加热效率和性能，同时最小化单独的电加热器的使用量。

此外，气体注入单元50提高第一制冷剂的流量，从而降低第一压缩机17的功耗并最大化加热性能。

现在参照图4描述在本发明示例性实施方案中根据车辆的低温除湿模式的操作。

图4是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中，根据低温除湿模式的操作状态图。

此处，低温除湿模式是在车辆的加热模式下车辆内部需要除湿时工作的模式。

参照图4，当电气组件7的废热足够时，热泵系统可以接收电气组件7的废热，以用于内部加热。

首先，在空调装置10中，操作每个组成元件以加热车辆内部，使得第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11循环。

此处，连接到激冷器25的制冷剂连接管线21通过第三膨胀阀41的操作而接通。第三膨胀阀41可以膨胀制冷剂，以供应至激冷器25。

也就是说，在通过热交换器13的第一制冷剂中，一些第一制冷剂可以在通过第三膨胀阀41时膨胀，然后被供应至激冷器25。

因此，激冷器25利用沿着冷却液管线2流动并且在回收电气组件7的废热时具有升高温度的冷却液来蒸发第一制冷剂。

也就是说，由于流入激冷器25的冷却液充分吸收来自电气组件7的废热并以高温流动，激冷器25可以提高第一制冷剂的蒸发量。

然后，通过激冷器25的第一制冷剂沿着接通的制冷剂连接管线21被供应至储液器16。

同时，连接第一冷凝器12和第一蒸发器15的第一制冷剂管线11通过第一膨胀阀14的操作而接通，以对车辆内部除湿。

因此，从热交换器13排出的其余的第一制冷剂可以通过第一膨胀阀14的操作而以膨胀状态供应至第一蒸发器15，以对车辆内部除湿。

供应至储液器16的第一制冷剂被分为气体和液体。在分为气体和液体的第一制冷剂中，气态制冷剂被供应至第一压缩机17。

由第一压缩机17压缩为高温高压的第一制冷剂流入第一冷凝器12。

此处，第一冷凝器12将通过连接到加热器5的冷却液管线2供应的冷却液与由第一压缩机17供应的高温高压的第一制冷剂进行热交换。

通过与第一制冷剂的热交换而升高温度的冷却液可以供应到通过冷却液管线2连接的加热器5。此处，连接到散热器3的冷却液管线2关断。

从而，通过未示出的水泵的运行向加热器5供应在通过第一冷凝器12时升高温度的冷却液。

另一方面，第一冷凝器12利用供应至连接到加热器5的冷却液管线2的冷却液来冷凝通过第一制冷剂管线11供应的第一制冷剂。

通过第一冷凝器12的制冷剂沿着第一制冷剂管线11流入热交换器13。流入热交换器13的第一制冷剂可以通过与室外空气的热交换进一步被冷凝。

此处，第四膨胀阀43随后可以使第一制冷剂流入热交换器13，而不膨胀第一制冷剂。

通过热交换器13的第一制冷剂分别沿着通过第一膨胀阀14和第三膨胀阀41的操作而接通的第一制冷剂管线11和制冷剂连接管线21供应至第一蒸发器15和激冷器25。

也就是说，已经通过热交换器13的第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11和制冷剂连接管线21流动以加热车辆内部，并且依次通过激冷器25、第一蒸发器15、储液器16、第一压缩机17、第一冷凝器12以及热交换器13。

另一方面，在副CE模块30中，操作每个组成元件以使第二制冷剂沿着第二制冷剂管线31循环。此外，在气体注入单元50中，可以操作每个组成元件。

因此，已经通过第一冷凝器12的第一制冷剂通过第五膨胀阀57的操作而以膨胀状态流入第二冷凝器34。

从而，第二冷凝器34将通过第二制冷剂管线31从第二压缩机33供应的第二制冷剂与来自第一冷凝器12在通过第五膨胀阀57时被膨胀的第一制冷剂进行热交换，以冷凝第二制冷剂。

通过第二冷凝器34的第二制冷剂通过第二膨胀阀35的操作而膨胀并流入第二蒸发器36。接下来，第二制冷剂在第二蒸发器36中通过与通过闪蒸罐51的第一制冷剂进行热交换而蒸发，并且通过第二制冷剂管线31供应到第二压缩机33。

另一方面，通过第二冷凝器34的第一制冷剂在闪蒸罐51中被分为气体和液体。在分为气体和液体的第一制冷剂中，气态制冷剂通过接通的旁通管线53被供应至第一压缩机17。

也就是说，气体注入单元50使在通过第一冷凝器12和第二冷凝器34时分别冷凝的第一制冷剂中的气态制冷剂通过旁通管线53再次流入第一压缩机17，从而增加通过第一制冷剂管线11循环的第一制冷剂的流量。

另外，在闪蒸罐51中分成气体和液体的第一制冷剂中，液态制冷剂在通过第二蒸发器36时进一步冷凝。接下来，通过第二蒸发器36的第一制冷剂沿着通过第四膨胀阀43的操作而接通的第一制冷剂管线11流入热交换器13。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，第一冷凝器12主要冷凝第一制冷剂，并且可以利用循环通过副CE模块30的第二制冷剂而在第二冷凝器34和第二蒸发器36中进一步蒸发或冷凝第一制冷剂。

然后，第一制冷剂可以在热交换器13中通过与室外空气进行热交换而进一步冷凝，从而增加第一制冷剂的冷凝量。

冷凝量增加的第一制冷剂可以在激冷器25中顺利地从由电气组件7供应的冷却液回收废热，从而提高加热性能和效率。

因此，从外部流入的室外空气在通过供应有第一制冷剂的第一蒸发器15时被除湿。

通过第一蒸发器15时被除湿的室外空气在通过加热器5时转变为高温状态并流入车辆内部，从而对车辆内部进行加热和除湿。

如上所述，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在低温除湿模式下利用由副CE模块30中的第二制冷剂的相变产生的热能以及电气组件7的废热，从而提高加热效率和性能，同时最小化单独的电加热器的使用量。

此外，气体注入单元50提高第一制冷剂的流量，从而降低第一压缩机17的功耗并最大化加热性能，并且可以通过选择性地供应由第一蒸发器15蒸发的第一制冷剂同时进行内部除湿。

在本发明的示例性实施方案中，参照图5来描述根据车辆的高温除湿模式的操作。

图5是在根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统中，根据高温除湿模式的操作状态图。

此处，高温除湿模式是在车辆的制冷模式下对车辆内部进行除湿的模式。

参照图5，在空调装置10中，操作每个组成元件以冷却车辆内部。因此，第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11循环。

此处，制冷剂连接管线21通过第三膨胀阀41的操作而接通。

在第一冷凝器12中，冷却液通过冷却液管线2而循环通过散热器3。另外，连接到加热器5的冷却液管线2接通。

也就是说，在散热器3中冷却的冷却液可以通过未示出的水泵的运行而被供应至第一冷凝器12。

因此，第一冷凝器12利用沿着冷却液管线2流动的冷却液来冷凝通过第一制冷剂管线11供应的第一制冷剂。

冷凝第一制冷剂时升高温度的冷却液可以通过连接到加热器5的冷却液管线2供应至加热器5。

同时，通过第一冷凝器12的制冷剂沿着第一制冷剂管线11流入热交换器13。流入热交换器13的第一制冷剂可以通过与室外空气的热交换而进一步冷凝。

然后，第四膨胀阀43可以使第一制冷剂流入热交换器13，而不膨胀第一制冷剂。

通过热交换器13的第一制冷剂通过第一膨胀阀14和第三膨胀阀41的操作分别供应至第一蒸发器15和激冷器25。

此处，第三膨胀阀41使通过热交换器13的一些第一制冷剂膨胀，并且接通制冷剂连接管线21，使得膨胀后的第一制冷剂被供应至激冷器25。

另一方面，尽管图5中没有示出，当需要对电池模块9进行冷却时，可以选择性地接通连接到电池模块9的冷却液管线2。

因此，冷却液可以通过与供应至激冷器25的第一制冷剂进行热交换来进行冷却，然后通过连接到电池模块9的冷却液管线2而再次供应至电池模块9。因此，电池模块9由冷却的冷却液进行冷却。

也就是说，从热交换器13排出的第一制冷剂的一部分通过第三膨胀阀41的操作而膨胀，以进入低温低压状态，并且流入连接到制冷剂连接管线21的激冷器25。

然后，流入激冷器25的第一制冷剂选择性地与冷却液进行热交换，并且通过连接到制冷剂连接管线21的储液器16而流向第一压缩机17。

同时，从热交换器13排出的其余的第一制冷剂流过第一制冷剂管线11以冷却车辆内部，并且依次通过第一膨胀阀14、第一蒸发器15，储液器16、第一压缩机17、第一冷凝器12以及热交换器13。

此处，流入HVAC模块的室外空气在通过第一蒸发器15时通过流入第一蒸发器15的低温状态的制冷剂进行冷却。

通过第一蒸发器15时被冷却的室外空气在通过供应有来自第一冷凝器12的高温冷却液的加热器5时被除湿并流入车辆内部，从而对车辆内部进行冷却和除湿。

另一方面，在依次通过第一冷凝器12和热交换器13时冷凝量增加的制冷剂被膨胀和供应，从而在第一蒸发器15中使制冷剂以更低的温度蒸发。

也就是说，在本发明的示例性实施方案中，第一冷凝器12主要冷凝第一制冷剂，并且热交换器13额外地冷凝第一制冷剂，这有利于形成第一制冷剂的二次冷却。

另外，由于进行了二次冷却的第一制冷剂在第一蒸发器15中以更低的温度蒸发，在第一蒸发器15中进行热传递的冷却液的温度可以进一步降低，从而提高冷却性能和效率。

另一方面，副CE模块30和气体注入单元50的停止工作。

也就是说，在重复执行上述过程时，车辆的高温除湿模式利用第一制冷剂冷却车辆内部，并且同时将通过在第一冷凝器12中与第一制冷剂的热交换而升高温度的冷却液供应到加热器5，从而同时进行内部除湿。

另一方面，参照图6来描述根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统。

图6是根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统的框图。

参照图6，根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统可以利用制冷剂和冷却液在其中进行热交换的激冷器25来控制电池模块9的温度，并且利用副CE模块30(辅助集中能量模块)以及电气组件7的废热来提高加热效率。

电气组件7可以包括电力控制装置、逆变器或车载充电器(OBC)。电力控制装置或逆变器在行驶时产生热量，充电器可能在电池模块9充电时产生热量。

此处，热泵系统包括：空调装置10、制冷剂连接管线21、激冷器25、副CE模块30以及气体注入单元150，它们是电动车辆中用于冷却或加热车辆内部的空气调节装置。

在本发明的另一示例性实施方案中，空调装置10可以通过冷却液管线2分别连接到散热器3、加热器5、电气组件7以及电池模块9。此处，加热器5可以设置在未示出的HVAC模块内。

空调装置10与第一制冷剂在其中循环的第一制冷剂管线11相互连接，并且可以包括第一冷凝器12、第一膨胀阀14、第一蒸发器15以及第一压缩机17。

首先，第一冷凝器12连接到第一制冷剂管线11以使第一制冷剂通过，并且通过冷却液管线2分别连接到散热器3和加热器5。

第一冷凝器12将从散热器3或加热器5流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换，从而冷凝第一制冷剂。

另外，在车辆的加热模式、低温除湿模式以及高温除湿模式下，第一冷凝器12可以在冷凝第一制冷剂时将升高温度的冷却液通过冷却液管线2供应至加热器5。

如上所述配置的第一冷凝器12可以是具有流入其中的冷却液的水冷式热交换器。

第一膨胀阀14选择性地使通过了第一冷凝器12流入第一蒸发器15的第一制冷剂膨胀，以控制第一制冷剂到第一蒸发器15的流动。

此处，第一蒸发器15设置在连接到第一制冷剂管线11的未示出的加热、通风和空调(HVAC)模块内。

在车辆的制冷模式下，第一蒸发器15可以通过与室外空气的热交换来蒸发第一制冷剂。通过第一蒸发器15时被冷却的室外空气流入车辆内部，以冷却车辆内部。

另外，第一压缩机17连接到第一蒸发器15和第一冷凝器12之间的第一制冷剂管线11。第一压缩机17可以压缩气态的第一制冷剂并将压缩后的第一制冷剂供应至第一冷凝器12。

另一方面，可以在第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11中设置热交换器13，用于额外地冷凝和蒸发通过第一冷凝器12的第一制冷剂。

热交换器13布置在车辆的前部，并且将流入的第一制冷剂与室外空气进行热交换。

此处，当冷凝第一制冷剂时，由于热交换器13进一步冷凝在第一冷凝器12中冷凝的第一制冷剂，从而增加了第一制冷剂的二次冷却，可以提高性能系数(COP)，其是制冷量相较于压缩机所需功率的系数。

在本发明的另一示例性实施方案中，制冷剂连接管线21可以将第一冷凝器12和第一蒸发器15之间的第一制冷剂管线11与第一蒸发器15和第一压缩机17之间的第一制冷剂管线11相互连接。

激冷器25设置在制冷剂连接管线21上，并且通过冷却液管线22分别连接到电气组件7和电池模块9。激冷器25可以将流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换。

另外，激冷器25可以将从电气组件7或电池模块9选择性地流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换，以控制冷却液的温度。此处，激冷器25可以是冷却液流入其中的水冷式热交换器。

也就是说，激冷器25可以在流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换时吸收电气组件7的废热，或者将与第一制冷剂进行热传递的低温冷却液供应至电池模块9。

另一方面，在本发明的另一示例性实施方案中，空调装置10可以进一步包括设置在第一蒸发器15和第一压缩机17之间的第一制冷剂管线11中的储液器16。

此外，制冷剂连接管线21可以连接第一制冷剂管线11以及第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的储液器16，使得通过激冷器25的制冷剂通过储液器16流入第一压缩机17。

储液器16可以根据车辆的模式选择性地接收从第一蒸发器15排出的第一制冷剂或者通过激冷器25的第一制冷剂。

此处，储液器16可以安装在第一压缩机17和第一蒸发器15之间的第一制冷剂管线11上，并且可以通过制冷剂连接管线21连接到激冷器25。

储液器16仅向第一压缩机17供应气态的制冷剂，从而提高第一压缩机17的效率和耐久性。

在本发明的示例性实施方案中，副CE模块30通过第一制冷剂管线11连接到空调装置10，并且选择性地将沿着第二制冷剂管线31循环的第二制冷剂的冷凝和蒸发过程中产生的热能与第一制冷剂进行热交换，从而控制第一制冷剂的温度。

副CE模块30包括通过第二制冷剂管线31连接的第二压缩机33、第二冷凝器34、第二膨胀阀35以及第二蒸发器36。

首先，第二压缩机33可以压缩气态的第二制冷剂并将压缩后的第二制冷剂供应至第二冷凝器34。

此处，第二压缩机33可以形成为具有小于第一压缩机17的容量的容量。

也就是说，由于循环通过副CE模块30的第二制冷剂的流量小于循环通过空调装置10的第一制冷剂的流量，因此第二压缩机33的容量可以小于第一压缩机17的容量。

在本发明的示例性实施方案中，第二冷凝器34通过第二制冷剂管线31连接到第二压缩机33。第二冷凝器34可以将由第二压缩机33供应并被压缩的第二制冷剂与第一制冷剂进行热交换以被冷凝。

此处，可以通过气体注入单元150向根据本发明各种示例性实施方案的第二冷凝器34供应第一制冷剂。

如上所述配置的第二冷凝器34可以是第一制冷剂和第二制冷剂分别流入其中的水冷式热交换器。

第二膨胀阀35可以选择性地膨胀通过第二冷凝器34的第二制冷剂以流入第二蒸发器36，或者控制第二制冷剂到第二蒸发器36的流动。

另外，第二蒸发器36通过第二制冷剂管线31连接到第二膨胀阀35，并且连接到第一制冷剂管线11。

第二蒸发器36可以通过与经由第一制冷剂管线11流入的第一制冷剂的热交换来蒸发从第二膨胀阀35供应的制冷剂并将蒸发后的制冷剂供应至第二压缩机33。

此处，第二蒸发器36设置在第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11上，使得通过第二冷凝器34的第一制冷剂流入。

此外，第一制冷剂和第二制冷剂可以包括不同的制冷剂。

例如，第一制冷剂可以是R1234YF或R134a制冷剂，第二制冷剂可以是与第一制冷剂相比具有优异制冷剂特性的R290制冷剂。

另一方面，在本发明的示例性实施方案中，可以在制冷剂连接管线21上设置第三膨胀阀41，该第三膨胀阀41控制流入激冷器25的第一制冷剂的流动并选择性地膨胀第一制冷剂。

当利用与第一制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块9时，第三膨胀阀41可以使流入制冷剂连接管线21流入激冷器25的第一制冷剂膨胀。

电池模块9可以向电气组件7供电，并且可以形成为由沿着冷却液管线2流动的冷却液进行冷却的水冷类型。

因此，在激冷器25中与制冷剂进行热交换而具有较低温度的冷却液流入通过冷却液管线2连接的电池模块9，从而可以有效地冷却电池模块9。

另外，第四膨胀阀43可以安装在第二蒸发器36和热交换器13之间的第一制冷剂管线11上。

因此，根据第四膨胀阀43的选择性操作，热交换器13可以通过与室外空气进行热交换来额外地冷凝或蒸发在第一冷凝器12中冷凝的制冷剂。

另外，气体注入单元150设置在空调装置10中。在车辆的加热模式或低温除湿模式下，气体注入单元150将通过第一冷凝器12的制冷剂中的一些制冷剂分流到第一压缩机17，从而提高循环通过第一制冷剂管线11的第一制冷剂的流量。

如上所述配置的气体注入单元150可以在车辆的加热模式和低温除湿模式下与副CE模块30同时工作。

相反，在车辆的制冷模式和高温除湿模式下，气体注入单元150和副CE模块30可以停止工作。

此处，气体注入单元150可以包括板式热交换器151、旁通管线153以及第五膨胀阀155。

首先，板式热交换器151可以设置在第一冷凝器12和第一膨胀阀14之间的第一制冷剂管线11上。

旁通管线153的一个端部连接到第一冷凝器12和板式热交换器151之间的第一制冷剂管线11。旁通管线153的另一端部可以通过第二冷凝器34和板式热交换器151连接到第一压缩机17。

此处，第二冷凝器34可以设置在第一冷凝器12和板式热交换器151之间的旁通管线153上。

也就是说，通过第一冷凝器12的第一制冷剂的一部分可以流入旁通管线153，并且其余的第一制冷剂可以通过第一制冷剂管线11流入板式热交换器151。

另外，第五膨胀阀155可以设置在旁通管线153上位于第二冷凝器34的前部。

在车辆的加热模式和低温除湿模式下，第五膨胀阀155可以使通过第一冷凝器12流入旁通管线153的第一制冷剂膨胀，以供应至第二冷凝器34。

因此，板式热交换器151可以将被引入旁通管线153并通过第五膨胀阀155的操作而膨胀以通过第二冷凝器34的第一制冷剂与从第一冷凝器12排出的第一制冷剂进行热交换。

也就是说，旁通管线153可以将在通过第二冷凝器34和板式热交换器151时进行热传递的第一制冷剂中的气态的第一制冷剂选择性地供应至第一压缩机17。

下文参照图7和图8描述如上所述配置的根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统的操作和运行。

首先，在本发明的另一示例性实施方案中，参照图7来描述根据车辆的加热模式的操作。

图7是在根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统中，根据加热模式的操作状态图。

参照图7，当电气组件7的废热足够时，热泵系统可以回收电气组件7的废热，以用于内部加热。

首先，在空调装置10中，通过操作每个组成元件而使第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11循环，以加热车辆内部。

此处，连接第一冷凝器12和第一蒸发器15的第一制冷剂管线11通过第一膨胀阀14的操作而关断。另外，连接到激冷器25的制冷剂连接管线21通过第三膨胀阀41的操作而接通。

在这种情况下，第三膨胀阀41可以膨胀制冷剂，以供应到激冷器25。

因此，激冷器25利用沿着冷却液管线2流动并且在回收电气组件7的废热时具有升高温度的冷却液来蒸发第一制冷剂。

也就是说，由于流入激冷器25的冷却液充分吸收来自电气组件7的废热以高温状态流入，激冷器25可以增加第一制冷剂的蒸发量。

接下来，通过激冷器25的第一制冷剂沿着接通的制冷剂连接管线21被供应至储液器16。

供应到储液器16的第一制冷剂被分为气体和液体。在分为气体和液体的第一制冷剂中，气态制冷剂被供应至第一压缩机17。

由第一压缩机17压缩的高温高压的第一制冷剂流入第一冷凝器12。

此处，第一冷凝器12将通过连接到加热器5的冷却液管线2供应的冷却液与由第一压缩机17供应的高温高压的第一制冷剂进行热交换。

通过与第一制冷剂的热交换而升高温度的冷却液可以供应至通过冷却液管线2连接的加热器5。此处，连接到散热器3的冷却液管线2关断。

因此，通过第一冷凝器12时升高温度的冷却液通过未示出的水泵的运行被供应至加热器5。

也就是说，从外部流入的室外空气在通过没有供应第一制冷剂的第一蒸发器15时以未冷却的室温状态流入。流入的室外空气在通过加热器5时转变为高温状态并流入车辆内部，从而实现车辆内部的加热。

另一方面，第一冷凝器12利用供应至连接到加热器5的冷却液管线2的冷却液来冷凝通过第一制冷剂管线11供应的第一制冷剂。

通过第一冷凝器12的制冷剂沿着第一制冷剂管线11流入热交换器13。流入热交换器13的第一制冷剂可以通过与室外空气的热交换而进一步冷凝。

此处，第四膨胀阀43可以使第一制冷剂流入热交换器13，而不膨胀第一制冷剂。

通过热交换器13的第一制冷剂沿着通过第三膨胀阀41的操作而接通的制冷剂连接管线21供应至激冷器25。

也就是说，已经通过热交换器13的第一制冷剂流过第一制冷剂管线11以加热车辆内部，并且依次通过储液器16、第一压缩机17、第一冷凝器12以及热交换器13。

另一方面，在副CE模块30中，操作每个组成元件以使第二制冷剂沿着第二制冷剂管线31循环。此外，可以操作气体注入单元150中的每个组成元件。

因此，通过第一冷凝器12的一些第一制冷剂流入旁通管线153。

流入旁通管线153的第一制冷剂通过第五膨胀阀155的操作而以膨胀状态流入第二冷凝器34。

从而，第二冷凝器34将从第二压缩机33通过第二制冷剂管线31供应的第二制冷剂与通过旁通管线153中的第五膨胀阀155时被膨胀的第一制冷剂进行热交换，以冷凝第二制冷剂。

通过第二冷凝器34的第二制冷剂通过第二膨胀阀35的操作而膨胀并流入第二蒸发器36。接下来，第二制冷剂在第二蒸发器36中通过与通过板式热交换器151的第一制冷剂进行热交换而蒸发，并且通过第二制冷剂管线31供应至第二压缩机33。

另一方面，通过第二冷凝器34的第一制冷剂在板式热交换器151中与从第一冷凝器12通过第一制冷剂管线11流入的其余的第一制冷剂进行热交换时进入气态。

气态的第一制冷剂通过接通的旁通管线153供应至第一压缩机17。

也就是说，气体注入单元150使在通过第一冷凝器12和第二冷凝器34以及板式热交换器151时分别进行热传递的气态的第一制冷剂通过旁通管线153再次流入第一压缩机17，从而提高循环通过第一制冷剂管线11的第一制冷剂的流量。

另外，从板式热交换器151通过第一制冷剂管线11排出的第一制冷剂在通过第二蒸发器36时进一步冷凝。然后，通过第二蒸发器36的第一制冷剂沿着通过第四膨胀阀43的操作而接通的第一制冷剂管线11流入热交换器13。

也就是说，在本发明的另一示例性实施方案中，第一冷凝器12主要冷凝第一制冷剂，并且可以利用循环通过副CE模块30的第二制冷剂而在第二冷凝器34和第二蒸发器36中进一步蒸发或冷凝第一制冷剂。

另外，在气体注入单元150中，板式热交换器151可以将通过旁通管线153流入的第一制冷剂和通过第一制冷剂管线11流入的第一制冷剂进行热交换，并且将气态的第一制冷剂通过旁通管线153分流到第一压缩机17。

然后，第一制冷剂可以通过在热交换器13中与室外空气进行热交换而进一步冷凝，从而提高第一制冷剂的冷凝量。

冷凝量提高的第一制冷剂可以在激冷器25中顺利地从由电气组件7供应的冷却液回收废热，从而提高加热性能和效率。

也就是说，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在车辆的加热模式下利用由副CE模块30中的第二制冷剂的相变产生的热能以及电气组件7的废热，从而提高加热效率和性能，同时最小化单独的电加热器的使用量。

此外，气体注入单元150提高第一制冷剂的流量，从而降低第一压缩机17的功耗并最大化加热性能。

参照图8描述在本发明另一示例性实施方案中根据车辆的低温除湿模式的操作。

图8是在根据本发明各种示例性实施方案的车辆的热泵系统中根据低温除湿模式的操作状态图。

此处，低温除湿模式是在车辆的加热模式下车辆内部需要除湿时工作的模式。

参照图8，当电气组件7的废热足够时，热泵系统可以接收电气组件7的废热，以用于内部加热。

首先，在空调装置10中，操作每个组成元件以加热车辆内部，使得第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11循环。

此处，连接到激冷器25的制冷剂连接管线21通过第三膨胀阀41的操作而接通。第三膨胀阀41可以膨胀制冷剂，以供应至激冷器25。

也就是说，在通过热交换器13的第一制冷剂中，一些第一制冷剂可以在通过第三膨胀阀41时膨胀，然后被供应至激冷器25。

因此，激冷器25利用沿着冷却液管线2流动并且在回收电气组件7的废热时具有升高温度的冷却液来蒸发第一制冷剂。

也就是说，由于流入激冷器25的冷却液充分吸收来自电气组件7的废热并以高温流动，激冷器25可以提高第一制冷剂的蒸发量。

然后，通过激冷器25的第一制冷剂沿着接通的制冷剂连接管线21被供应至储液器16。

同时，连接第一冷凝器12和第一蒸发器15的第一制冷剂管线11通过第一膨胀阀14的操作而接通，以对车辆内部除湿。

因此，从热交换器13排出的其余的第一制冷剂可以通过第一膨胀阀14的操作以膨胀状态供应至第一蒸发器15，以对车辆内部除湿。

供应至储液器16的第一制冷剂被分为气体和液体。在分为气体和液体的第一制冷剂中，气态制冷剂被供应至第一压缩机17。

由第一压缩机17压缩为高温高压的第一制冷剂流入第一冷凝器12。

此处，第一冷凝器12将通过连接到加热器5的冷却液管线2供应的冷却液与由第一压缩机17供应的高温高压的第一制冷剂进行热交换。

通过与第一制冷剂的热交换而升高温度的冷却液可以供应到通过冷却液管线2连接的加热器5。此处，连接到散热器3的冷却液管线2关断。

从而，通过未示出的水泵的运行向加热器5供应在通过第一冷凝器12时升高温度的冷却液。

另一方面，第一冷凝器12利用供应至连接到加热器5的冷却液管线2的冷却液来冷凝通过第一制冷剂管线11供应的第一制冷剂。

通过第一冷凝器12的制冷剂沿着第一制冷剂管线11流入热交换器13。流入热交换器13的第一制冷剂可以通过与室外空气的热交换进一步冷凝。

此处，第四膨胀阀43然后可以使第一制冷剂流入热交换器13，而不膨胀第一制冷剂。

通过热交换器13的第一制冷剂分别沿着通过第一膨胀阀14和第三膨胀阀41的操作而接通的第一制冷剂管线11和制冷剂连接管线21供应至第一蒸发器15和激冷器25。

也就是说，通过热交换器13的第一制冷剂沿着第一制冷剂管线11和制冷剂连接管线21流动以加热车辆内部，并且依次通过激冷器25、第一蒸发器15、储液器16、第一压缩机17、第一冷凝器12以及热交换器13。

另一方面，在副CE模块30中，操作每个组成元件以使第二制冷剂沿着第二制冷剂管线31循环。此外，在气体注入单元150中，可以操作每个组成元件。

因此，通过第一冷凝器12的一些第一制冷剂流入旁通管线153。

因此，流入旁通管线153的第一制冷剂通过第五膨胀阀155的操作而以膨胀状态流入第二冷凝器34。

从而，第二冷凝器34将通过第二制冷剂管线31从第二压缩机33供应的第二制冷剂与通过旁通管线153中的第五膨胀阀155时被膨胀的第一制冷剂进行热交换，以冷凝第二制冷剂。

通过第二冷凝器34的第二制冷剂通过第二膨胀阀35的操作而膨胀并流入第二蒸发器36。接下来，第二制冷剂在第二蒸发器36中通过与通过板式热交换器151的第一制冷剂进行热交换而蒸发，并且通过第二制冷剂管线31供应至第二压缩机33。

另一方面，通过第二冷凝器34的第一制冷剂在板式热交换器151中与从第一冷凝器12通过第一制冷剂管线11流入的其余的第一制冷剂进行热交换时进入气态。

气态的第一制冷剂通过接通的旁通管线153供应至第一压缩机17。

也就是说，气体注入单元150使在通过第一冷凝器12和第二冷凝器34以及板式热交换器151时分别进行热传递的气态的第一制冷剂通过旁通管线153再次流入第一压缩机17，从而提高循环通过第一制冷剂管线11的第一制冷剂的流量。

另外，从板式热交换器151通过第一制冷剂管线11排出的第一制冷剂在通过第二蒸发器36时进一步冷凝。然后，通过第二蒸发器36的第一制冷剂沿着通过第四膨胀阀43的操作而接通的第一制冷剂管线11流入热交换器13。

也就是说，在本发明的另一示例性实施方案中，第一冷凝器12主要冷凝第一制冷剂，并且可以利用循环通过副CE模块30的第二制冷剂而在第二冷凝器34和第二蒸发器36中进一步蒸发或冷凝第一制冷剂。

另外，在气体注入单元150中，板式热交换器151可以将通过旁通管线153流入的第一制冷剂和通过第一制冷剂管线11流入的第一制冷剂进行热交换，并且将气态的第一制冷剂通过旁通管线153分流到第一压缩机17。

然后，第一制冷剂可以通过在热交换器13中与室外空气进行热交换而进一步冷凝，从而提高第一制冷剂的冷凝量。

冷凝量提高的第一制冷剂可以在激冷器25中顺利地从由电气组件7供应的冷却液回收废热，从而提高加热性能和效率。

因此，从外部流入的室外空气在通过供应有第一制冷剂的第一蒸发器15时被除湿。

通过第一蒸发器15时被除湿的室外空气在通过加热器5时转变为高温状态并流入车辆内部，从而对车辆内部进行加热和除湿。

如上所述，根据本发明示例性实施方案的热泵系统在低温除湿模式下利用由副CE模块30中的第二制冷剂的相变产生的热能以及电气组件7的废热，从而提高加热效率和性能，同时最小化单独的电加热器的使用量。

此外，气体注入单元150提高第一制冷剂的流量，从而降低第一压缩机17的功耗并最大化加热性能，并且可以通过选择性地供应由第一蒸发器15蒸发的第一制冷剂同时进行内部除湿。

因此，如上所述，如果应用根据本发明示例性实施方案的车辆的热泵系统，在电动车辆中根据车辆的模式，利用冷却液和第一制冷剂在其中进行热交换的激冷器25来控制电池模块9的温度，从而简化系统。

另外，在车辆的加热模式下，本发明可以利用副CE模块30以及电气组件7的废热来减少总的制冷剂量并提高加热效率和性能，同时最小化电加热器的使用。

此外，本发明可以有效地调节电池模块9的温度，从而展现电池模块9的最佳性能，并且通过有效地管理电池模块9来增加车辆的总行驶距离。

此外，本发明可以通过应用气体注入单元50和150来提高制冷剂的流量，从而降低第一压缩机17的功耗并最大化加热性能。

此外，本发明可以通过简化整个系统来降低制造成本和重量并提高空间利用率。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“向上地”、“向下地”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接连接和间接连接两者。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且进行描述是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够实现并且利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式来限定。

Claims (20)

1.一种车辆的热泵系统，所述系统包括：

空调装置，其通过循环有第一制冷剂的第一制冷剂管线连接并且包括第一冷凝器、第一膨胀阀、第一蒸发器以及第一压缩机；

制冷剂连接管线，其连接第一冷凝器和第一蒸发器之间的第一制冷剂管线的第一部分以及第一蒸发器和第一压缩机之间的第一制冷剂管线的第二部分；

激冷器，其安装在所述制冷剂连接管线上，通过冷却液管线分别连接到电气组件和电池模块，并且将流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换；

辅助集中能量模块，其通过第一制冷剂管线连接到空调装置，并且选择性地将第二制冷剂沿着第二制冷剂管线冷凝和蒸发时产生的热能与第一制冷剂进行热交换，以调节第一制冷剂的温度；以及

气体注入单元，其安装在空调装置中，并且在车辆的加热模式或低温除湿模式下，将通过第一冷凝器的第一制冷剂的一部分分流到第一压缩机，以提高循环通过第一制冷剂管线的第一制冷剂的流量。

2.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，所述辅助集中能量模块包括：

第二压缩机，其压缩第二制冷剂；

第二冷凝器，其通过第二制冷剂管线连接到第二压缩机，并且将由第二压缩机供应的压缩后的第二制冷剂与第一制冷剂进行热交换以使第二制冷剂被冷凝；

第二膨胀阀，其通过第二制冷剂管线连接到第二冷凝器并且配置为使第二制冷剂膨胀；以及

第二蒸发器，其通过第二制冷剂管线连接到第二膨胀阀，并且连接到第一制冷剂管线，并且配置为通过与经由第一制冷剂管线流入的第一制冷剂的热交换来蒸发从第二膨胀阀供应的第二制冷剂并将蒸发后的第二制冷剂供应至第二压缩机。

3.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第二冷凝器安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；

所述第二蒸发器安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，以使通过第二冷凝器的第一制冷剂流入。

4.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统，其中，

所述空调装置进一步包括热交换器，其安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；以及

第三膨胀阀，其安装在制冷剂连接管线上，配置为控制流入激冷器的第一制冷剂的流动并选择性地使第一制冷剂膨胀。

5.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

当利用与流入激冷器的第一制冷剂进行热交换的冷却液来冷却电池模块时，所述第三膨胀阀配置为使流入制冷剂连接管线的第一制冷剂膨胀。

6.根据权利要求4所述的车辆的热泵系统，其中，

第四膨胀阀，其安装在第二蒸发器和热交换器之间的第一制冷剂管线上。

7.根据权利要求6所述的车辆的热泵系统，其中，

所述热交换器根据第四膨胀阀的选择性操作，通过与室外空气的热交换来进一步冷凝或蒸发在第一冷凝器中冷凝的制冷剂。

8.根据权利要求6所述的车辆的热泵系统，其中，

第一膨胀阀、第三膨胀阀以及第四膨胀阀均是电子膨胀阀，配置为在控制制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。

9.根据权利要求3所述的车辆的热泵系统，其中，所述气体注入单元包括：

闪蒸罐，其安装在第二冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，并且将通过第二冷凝器的第一制冷剂分为气态制冷剂和液态制冷剂，以选择性地排出；

旁通管线，其连接闪蒸罐和第一压缩机，并且选择性地将气态的第一制冷剂从闪蒸罐供应至第一压缩机；

阀，其安装在旁通管线上；以及

第五膨胀阀，其安装在第一冷凝器和闪蒸罐之间的第一制冷剂管线上。

10.根据权利要求9所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第五膨胀阀配置为在车辆的加热模式或低温除湿模式下使通过第一冷凝器的第一制冷剂膨胀。

11.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，所述气体注入单元包括：

板式热交换器，其安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上；

旁通管线，其具有连接到第一冷凝器和板式热交换器之间的第一制冷剂管线的第一端部以及通过第二冷凝器和板式热交换器连接到第一压缩机的第二端部；以及

第五膨胀阀，其安装在旁通管线上位于第二冷凝器的前部。

12.根据权利要求11所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第二冷凝器安装在第一冷凝器和板式热交换器之间的旁通管线上；

所述第二蒸发器安装在第一冷凝器和第一膨胀阀之间的第一制冷剂管线上，以使通过第二冷凝器的第一制冷剂流入。

13.根据权利要求11所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第五膨胀阀配置为在车辆的加热模式或低温除湿模式下使通过第一冷凝器流入旁通管线的第一制冷剂膨胀。

14.根据权利要求2所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第二压缩机形成为具有小于第一压缩机的容量的容量。

15.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的加热模式或低温除湿模式下，气体注入单元与辅助集中能量模块同时工作。

16.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

所述第一冷凝器通过冷却液管线分别连接到散热器和加热器，并且使流入其中的冷却液与第一制冷剂进行热交换，以冷凝第一制冷剂。

17.根据权利要求16所述的车辆的热泵系统，其中，

在车辆的加热模式、低温除湿模式以及高温除湿模式下，所述第一冷凝器将冷凝第一制冷剂时升高温度的冷却液通过冷却液管线供应至加热器。

18.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

所述激冷器在流入的冷却液与第一制冷剂进行热交换时吸收电气组件的废热，或者将与第一制冷剂进行热传递的温度低于预定值的冷却液供应至电池模块。

19.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

所述空调装置进一步包括储液器，其安装在第一蒸发器和第一压缩机之间的第一制冷剂管线上；

所述制冷剂连接管线连接第一制冷剂管线以及第一冷凝器和第一膨胀阀之间的储液器，使得通过激冷器的制冷剂通过储液器流入第一压缩机。

20.根据权利要求1所述的车辆的热泵系统，其中，

第一制冷剂和第二制冷剂包括不同的制冷剂。

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