CN113525018A - 一种新能源汽车空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车空调系统，制冷剂循环的部分是单冷空调；设置有水冷冷凝器，制冷剂循环和冷却液循环相对独立；外换热器布置在冷却液循环系统中；PTC加热器在冷却液中，且是共用的，可以在电池启动时为电池加热，也可以为制热模式时为空调吹风加热；PTC加热器是可选的，加热可通过PTC加热器或电机余热实现。

Description

一种新能源汽车空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车空调系统及其控制方法。
背景技术
由于新能源汽车具有更好的动力特性以及更低的排放等优点，因此近些年发展迅速，且将来仍有很好的发展趋势。在冬季纯电动汽车由于无发动机、混合动力汽车在特定工况下发动机不启动，因此此时无发动机的余热可用。在冬季时电池电量缩水时，且汽车空调的热负荷是较大的需求，因此空调的节能显得尤为重要。
公开号为CN108928210A的专利说明书公开了一种特别用于电动车辆的车辆空调系统，配置了制冷剂循环和冷却液循环，并用于纯电动车，但是并没有利用电池和电机的余热，也未包含PTC加热，因此无法实现快速的制热。
公开号为CN104114961A的专利说明书公开了一种用于对车辆的乘客舱和传动系进行空气调节的装置，其外换热器在制冷剂循环中。
目前，较为主流的热管理系统如图1所示，主要的问题是：结构复杂，导致成本高，可靠性差；无法实现对电池和电机的余热利用。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种新能源汽车空调系统，适用于纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等新能源汽车的空调节能。
一种新能源汽车空调系统，包括：
制冷剂循环系统，包括依次循环连接的压缩机、水冷冷凝器、第一膨胀阀和蒸发器；
冷却液循环系统，包括第一水泵、暖风芯体和外换热器；所述第一水泵、外换热器和水冷冷凝器构成第一冷却液循环回路，所述第一水泵、暖风芯体和水冷冷凝器构成第二冷却液循环回路；
通风系统，包括新风门、鼓风机、蒸发器、温度风门、暖风芯体、模式风门和车厢；所述新风门、鼓风机、蒸发器、温度风门、暖风芯体、模式风门和车厢构成第一通风回路，所述新风门、鼓风机、蒸发器、温度风门、模式风门和车厢构成第二通风回路；所述新风门开度可调，用于控制新风和回风比例；所述温度风门开度可调，用于控制空气经过暖风芯体的比例。制热模式时，调整新风门开度使新风量占最大新风量的0～80％。
所述通风系统具有暖风工作模式、冷风工作模式和自然通风模式，在所述暖风工作模式下，空气依次经过所述新风门、鼓风机、蒸发器、温度风门、暖风芯体、模式风门和车厢，最后回风和/或排风；在所述冷风工作模式下，空气依次经过所述新风门、鼓风机、蒸发器、温度风门、模式风门和车厢，最后回风和/或排风；在所述自然通风模式下，空气依次经过新风门、鼓风机、蒸发器、温度风门、模式风门和车厢，最后回风和/或排风。
本发明的新能源汽车空调系统可用于纯电动车和混合动力车等，应用范围广，具体特点如下：制冷剂循环的部分是单冷空调；设置有水冷冷凝器，制冷剂循环和冷却液循环相对独立；外换热器布置在冷却液循环系统中；PTC加热器在冷却液中，且是共用的，可以在电池冷态启动时为电池加热，也可以为制热模式时为空调暖风芯体额外加热；第一PTC加热器是可选的，加热可通过第一PTC加热器或电机余热实现。
作为优选，所述冷却液循环系统还包括第一PTC加热器，所述第一水泵通过第一PTC加热器分别与所述外换热器、暖风芯体连接。
本发明的新能源汽车空调系统用于制热除湿时，空气首先通过蒸发器被冷却除湿，吸收热量，然后经过暖风芯体把热量再放回乘员舱内；利用了除去的水分的潜热和显热，而且防止这部分水分再被加热消耗热量，同时避免了玻璃结雾/结霜。制热除湿时可以降低乘员舱湿度，因此不需要像传统空调引入新风来除湿，此系统可实现引入尽可能更少的新风来降低新风带来的负荷而降低能耗。冬季运行时，空调系统搬运的热量从蒸发器到水冷冷凝器再到暖风芯体，由于蒸发器、水冷冷凝器、暖风芯体在车内，因此不受环境温度的影响，使此空调可用于-20℃以及更低的温度。本系统可以采用传统制冷剂(如R134a)也可以采用新型制冷剂。
作为优选，所述通风系统还包括设于所述新风门和鼓风机之间的空气过滤器和设于所述暖风芯体和模式风门之间的第二PTC加热器。
作为优选，所述冷却液循环系统还包括与所述水冷冷凝器并联的电机，所述第一水泵、外换热器和电机构成第三冷却液循环回路。
对于纯电动车，作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括接入所述冷却液循环系统中的电池冷却系统；
所述电池冷却系统包括依次循环连接的电池冷却器、电池、第二水泵；
所述电池冷却器与蒸发器并联接入所述制冷剂循环系统中。
进一步优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括第五调节阀、第六调节阀、第七调节阀；
所述第一水泵、外换热器、第七调节阀和水冷冷凝器构成第一冷却液循环回路，所述第一水泵、暖风芯体、第七调节阀和水冷冷凝器构成第二冷却液循环回路；
所述第五调节阀、电池和第六调节阀依次串联后再与所述第七调节阀并联接入所述冷却液循环系统。
更进一步优选，所述电池冷却器和电池之间设有第一单向阀；
所述电池和第六调节阀之间设有第二单向阀。
作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括第三三通调节阀，所述第三三通调节阀的第一接口、第二接口均接入所述冷却液循环系统中，第三接口与所述电池一侧连接，所述电池的另一侧通过二通调节阀接入所述冷却液循环系统；
所述第一水泵、外换热器、第三三通调节阀和水冷冷凝器构成第一冷却液循环回路，所述第一水泵、暖风芯体、第三三通调节阀和水冷冷凝器构成第二冷却液循环回路。
作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括第二膨胀阀，所述压缩机、水冷冷凝器、第一膨胀阀和蒸发器构成第一制冷剂循环回路，所述压缩机、水冷冷凝器、第二膨胀阀和电池冷却器构成第二制冷剂循环回路；
或者，还包括第十调节阀，所述压缩机、水冷冷凝器、第一膨胀阀和蒸发器构成第一制冷剂循环回路，所述压缩机、水冷冷凝器、第一膨胀阀、第十调节阀和电池冷却器构成第二制冷剂循环回路。
本发明的新能源汽车空调系统中，电池冷却系统可以独立运行，也可以并入冷却液循环系统。用于纯电动和混合动力车时，电池和电机的冷却循环可并入冷却液大循环中，因此由外换热器同时承担电池、电机和空调的散热，减少了换热器的同时也实现电池和电机的余热利用。电池可以用于蓄冷或蓄热，用于临时性快速制冷和制热。电池可用外换热器自然冷源散热，对于混动车型，可以为发动机水循环预热。
对于混合动力车，作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括发动机冷却系统；
所述发动机冷却系统包括依次循环连接的发动机、第三水泵和发动机散热器；所述发动机冷却系统与所述暖风芯体并联接入所述冷却液循环系统；
所述发动机包括内燃机发动机、燃料电池发动机中的至少一种。
作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括用于分流冷却液的第十一调节阀，以及与所述发动机散热器串联、用于调节经过所述发动机散热器的冷却液流量的第十二调节阀，所述发动机、第三水泵、第十二调节阀和发动机散热器构成第一发动机冷却液循环回路，所述发动机、第三水泵和第十一调节阀构成第二发动机冷却液循环回路；
或者，还包括第一三通调节阀，所述发动机散热器上并联有冷却液分流支路，所述第一三通调节阀的第一接口与所述冷却液分流支路连接，第二接口与所述发动机散热器所在冷却液支路连接，第三接口与所述发动机冷却系统的冷却液干路连接，所述第一三通调节阀用于同时调节所述发动机散热器所在冷却液支路、所述冷却液分流支路的冷却液流量。
作为优选，所述第三水泵出口通过第九调节阀和第四单向阀接入所述冷却液循环系统。
作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括设于所述暖风芯体所在冷却液支路上、分别位于所述暖风芯体的上游侧和下游侧的第八调节阀和第三单向阀。
作为优选，所述的新能源汽车空调系统，还包括与所述外换热器连接、用于调节经过所述外换热器冷却液流量的第四调节阀，与外换热器并联、用于分流的第三调节阀，以及与所述暖风芯体连接、用于调节经过所述暖风芯体冷却液流量的第二调节阀；
或者，还包括用于同时调节经过所述外换热器、暖风芯体冷却液流量的第二三通调节阀。在制热模式时通过调节第四调节阀、第三调节阀和第二调节阀使所述外换热器的冷却液流量占最大流量的0～80％。
本发明还提供了所述的新能源汽车空调系统的控制方法，根据环境温度调节所述冷却液循环系统、电池冷却系统、发动机冷却系统隔离独立运行或混水耦合运行。
所述的新能源汽车空调系统的控制方法，制热时关闭新风门或开启部分新风门，并开启压缩机，通风依次通过蒸发器冷凝除湿和暖风芯体制热；
或者，制热时开启部分新风门，关闭压缩机，通风依次通过蒸发器和暖风芯体，在暖风芯体中实现制热。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：
(1)单冷空调成本低。
(2)现有传统空调的空调箱无需改动，仅改动管路即可，不需要开模，易于改造，标定量不增加，开发周期不增加。
春秋季，乘员舱防止玻璃结雾时，吹风通过除湿、再热，无需额外(如第一PTC加热器)补热，更节能；
冬季，乘员舱防止玻璃结雾时，吹风通过除湿、再热，而非利用新风除湿，尽可能减少了新风而降低热负荷，更节能，低环境温度时节能甚至达到1/3～1/2。
(3)综合对空调、电池、电机、发动机进行热管理，更高效也更灵活。
(4)将电池、电机的散热集成到外换热器上，达到减小换热器面积或节能的目的。
(5)适用范围广：可应用于纯电动车、混合动力车、燃料电池车等。
(6)环境适应性高：即使冬季环境温度0℃以下时，冷凝温度也能控制在要求范围内，因此可以适用于零下20℃及更低的环境温度。
附图说明
图1为现有热管理系统的基本结构示意图；
图2为实施例新能源汽车空调系统的基本结构示意图；
图3、图4为实施例新能源汽车空调系统在纯电动车制冷模式下的两种结构示意图；
图5为实施例新能源汽车空调系统在纯电动车快速制冷模式下的结构示意图；
图6为实施例新能源汽车空调系统在纯电动车制热模式下的结构示意图；
图7为实施例新能源汽车空调系统在纯电动车电池加热模式下的结构示意图；
图8为实施例新能源汽车空调系统在纯电动车电池自然冷却模式下的结构示意图；
图9为实施例新能源汽车空调系统在混合动力车制冷模式下的结构示意图；
图10为实施例新能源汽车空调系统在混合动力车快速制冷模式下的结构示意图；
图11为实施例新能源汽车空调系统在混合动力车制热模式下的结构示意图；
图12为实施例新能源汽车空调系统在混合动力车电池加热模式下的结构示意图；
图13为实施例新能源汽车空调系统在混合动力车电池自然冷却模式下的结构示意图；
图中：压缩机1、水冷冷凝器2、第一膨胀阀3、蒸发器4、第一水箱5、新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、温度风门54、第二PTC加热器55、模式风门56、电机换热器61、电机6、第一调节阀7、第一水泵8、第一PTC加热器9、暖风芯体10、第二调节阀11、第三调节阀12、第四调节阀13、外换热器14、第五调节阀15、第一单向阀16、电池冷却器17、电池18、第二水泵19、第二水箱20、第二单向阀21、第六调节阀22、第七调节阀23、第二膨胀阀24、第十调节阀24’、第八调节阀25、第三单向阀26、第四单向阀27、第三水箱28、发动机29、第三水泵30、第九调节阀31、第十一调节阀32、发动机散热器33、第十二调节阀34；黑色表示实体零部件或风门位置；阀门黑色填充表示关闭，无填充表示开启；设备部件和PTC加热器虚线表示关闭，实线表示开启。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
本实施例的新能源汽车空调系统，基本结构如图2所示，包括：
制冷剂循环系统，包括依次循环连接的压缩机1、水冷冷凝器2、第一膨胀阀3和蒸发器4；
冷却液循环系统，包括电机6、第一水泵8、第一PTC加热器9、暖风芯体10、第三调节阀12和外换热器14；第一水泵8和第一PTC加热器9均设于所述冷却液循环系统干路上，且第一PTC加热器9一端和第一水泵8出口连接，另一端分成三条支路分别与暖风芯体10、第三调节阀12和第四调节阀13连接，第四调节阀13另一端与外换热器14连接，电机6和水冷冷凝器2并联后一端与第一水泵8进口连接，另一端同样分成三条支路分别与暖风芯体10、第三调节阀12和外换热器14的另一端连接；电机6所在支路上、且位于电机6上游侧设有第一调节阀7，暖风芯体10所在支路上、且位于暖风芯体10下游侧设有第二调节阀11；第一水泵8的进口还连接第一水箱5；
通风系统，包括开度连续可调的新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、温度风门54、第二PTC加热器55、模式风门56和车厢57；新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、蒸发器4、温度风门54、暖风芯体10、第二PTC加热器55、模式风门56和车厢57构成第一通风回路；新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、蒸发器4、温度风门54、模式风门56和车厢57构成第二通风回路；新风门51开度可调，用于控制新风和回风比例；温度风门54开度可调，用于控制空气经过暖风芯体的比例。
所述通风系统具有暖风工作模式、冷风工作模式和自然通风模式，在所述暖风工作模式下，空气依次经过新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、蒸发器4、温度风门54、暖风芯体10、第二PTC加热器55、模式风门56和车厢57，最后回风和/或排风；在所述冷风工作模式下，空气依次经过新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、蒸发器4、温度风门54、模式风门56和车厢57，最后回风和/或排风；在所述自然通风模式下，空气依次经过新风门51、空气过滤器52、鼓风机53、蒸发器4、温度风门54、模式风门56和车厢57，最后回风和/或排风。
对于纯电动车，如图3或4所示，在上述基本结构的基础上，所述的新能源汽车空调系统还包括电池冷却系统、第五调节阀15、第二单向阀21、第六调节阀22和第七调节阀23；
所述电池冷却系统包括依次循环连接的电池冷却器17、第一单向阀16、电池18、第二水泵19；第二水泵19的进口还连接第二水箱20；
电池冷却器17与蒸发器4并联接入所述制冷剂循环系统中，具体的，例如，所述的新能源汽车空调系统还包括第二膨胀阀24，如图3所示，压缩机1、水冷冷凝器2、第一膨胀阀3和蒸发器4构成第一制冷剂循环回路，压缩机1、水冷冷凝器2、第二膨胀阀24和电池冷却器17构成第二制冷剂循环回路(以下各工作模式均以此结构为基础进行描述)；或者，所述的新能源汽车空调系统还包括第十调节阀24’，如图4所示，压缩机1、水冷冷凝器2、第一膨胀阀3和蒸发器4构成第一制冷剂循环回路，压缩机1、水冷冷凝器2、第一膨胀阀3、第十调节阀24’和电池冷却器17构成第二制冷剂循环回路；
第五调节阀15、电池18、第二单向阀21、第六调节阀22依次连接后与第七调节阀23并联接入位于第三调节阀12下游、水冷冷凝器2上游的冷却液循环系统干路中。
如图3所示，用于纯电动车的新能源汽车空调系统进行制冷模式时：关闭阀门11、12、15、22，其他阀门打开；关闭第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风不经过暖风芯体10和第二PTC加热器55，调节模式风门56使吹风吹头部和脚部。压缩机1将低压的制冷剂压缩至高温高压气态，通过水冷冷凝器2将热量传递至冷却液循环，此部分热量通过外换热器14散发至环境中。制冷剂通过水冷冷凝器2后部分经过第一膨胀阀3变为低温低压状态并经过蒸发器4，另一部分则经过第二膨胀阀24变为低温低压的制冷剂，然后通过电池冷却器17对电池冷却液进行冷却，进而实现对电池18的冷却。外换热器14出口冷却液分成两股分别进入电机6和水冷冷却器2被加热并且在第一水泵8入口前混合，由第一水泵8驱动流向外换热器14，完成整个循环。
如图5所示，用于纯电动车的新能源汽车空调系统进行快速制冷模式时：关闭阀门11、12、24，其他阀门打开；关闭第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风不经过暖风芯体10和第二PTC加热器55，调节模式风门56使吹风吹头部和脚部。此时，电池冷却器17不起作用，压缩机1做功全部用来制冷，同时由于水循环温度较高，在满足电池18温度要求的条件下，为提高制冷效率可以使冷却液循环进入电池18进行换热，利用电池18的蓄冷降低冷却液温度。
如图6所示，用于纯电动车的新能源汽车空调系统进行制热模式时：关闭阀门12、13、15、22，其他阀门打开；开启第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风经过暖风芯体10和第二PTC加热器55，调节模式风门56使吹风吹玻璃和脚部。此时，冷却液不经过外换热器14，以防止热量散发至车外；冷却液经过暖风芯体10以对空气进行加热。同时，调节新风门51使新风关闭或调小。如果进行快速制热模式，则阀门、PTC加热器和风门控制与上述制热模式相同。为使车厢达到快速制热的目的，可以调节第二膨胀阀24，使电池冷却器17的温度更低，从电池18中换走更多的热量，充分利用电池18的蓄热。
如图7所示，用于纯电动车的新能源汽车空调系统进行电池加热模式时：关闭阀门13、24，其他阀门打开；开启第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风经过暖风芯体10，调节模式风门56使吹风吹玻璃和脚部。此时不对电池18进行冷却，反而可以利用冷却液循环系统中的冷却液对电池进行加热，也不把热量散发至车外，同时具备除湿、制热和加热电池的功能。
如图8所示，用于纯电动车的新能源汽车空调系统进行电池自然冷却模式时：关闭阀门3、11、12、24；关闭第一PTC加热器9；关闭压缩机1、第二水泵19，此时水冷冷凝器2、蒸发器4、暖风芯体10、第二PTC加热器55也不起作用。电池18和电机6热量完全通过冷却液带至外换热器14散发至环境中。通风系统开启时，鼓风机52，开启，此时吹风既不冷却也不加热，为自然通风模式。
对于混合动力车，如图9所示，在上述基本结构(以图3为例)的基础上，所述的新能源汽车空调系统还包括发动机冷却系统和第八调节阀25、第三单向阀26；
第八调节阀25、暖风芯体10、第三单向阀26和第二调节阀11依次串联；
所述发动机冷却系统包括依次循环连接的发动机29(ICE/FC，传统内燃机发动机/燃料电池发动机)、第三水泵30、第十二调节阀34和发动机散热器33；第三水泵30的进口还连接第三水箱28；发动机散热器33上还并联有用于调节发动机散热器33冷却液进入量的第十一调节阀32；发动机29、第三水泵30和发动机散热器33构成第一发动机冷却液循环回路，发动机29、第三水泵30和第十一调节阀32构成第二发动机冷却液循环回路；
所述发动机冷却系统并联接入暖风芯体10所在支路，具体为：第三水泵30出口依次通过第九调节阀31、第四单向阀27与第八调节阀25进口连接，暖风芯体10和第三单向阀26之间通过管路与发动机29上游侧连通。
如图9所示，用于混合动力车的新能源汽车空调系统进行制冷模式时：关闭阀门11、12、15、22、25、31、32，其他阀门打开；关闭第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风不经过暖风芯体10和第二PTC加热器55，调节模式风门56使吹风吹头部和脚部。电机6以及车厢的热量通过外散热器14散发，发动机的热量通过发动机散热器33散发。
如图10所示，用于混合动力车的新能源汽车空调系统进行快速制冷模式时：关闭阀门11、12、24、25、31、32，其他阀门打开；关闭第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风不经过暖风芯体10和第二PTC加热器55，调节模式风门56使吹风吹头部和脚部。此时，电池冷却器17不起作用，压缩机1做功全部用来制冷，同时由于水循环温度较高，在满足电池18温度要求的条件下，为提高制冷效率可以使冷却液循环进入电池18进行换热，利用电池18的蓄冷降低冷却液的温度。电机6以及车厢的热量通过外散热器14散发，发动机的热量通过发动机散热器33散发。
如图11所示，用于混合动力车的新能源汽车空调系统进行制热模式时：关闭阀门12、13、15、22、32，其他阀门打开；开启第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风经过暖风芯体10和第二PTC加热器55对空气进行加热，调节模式风门56使吹风吹玻璃和脚部。此模式下可以实现除了对电池18、电机6的余热利用外，还可以对发动机29的余热进行利用。用于混合动力车的新能源汽车空调系统进行快速制热模式时，阀门、PTC加热器和风门控制与上述制热模式相同。为使车厢达到快速制热的目的，可以调节膨胀阀24，使电池冷却器17的温度更低，从电池18中换走更多的热量，充分利用电池18的蓄热。
如图12所示，用于混合动力车的新能源汽车空调系统进行电池加热模式时：关闭阀门13、24、32，其他阀门打开；开启第一PTC加热器9；调节温度风门54使吹风经过暖风芯体10和第二PTC加热器55，调节模式风门56使吹风吹玻璃和脚部。此模式下不对电池18进行冷却，反而可以利用冷却液循环系统中的冷却液对电池进行加热，也不把热量散发至车外，同时具备除湿、制热和加热电池的功能，并利用发动机29的余热。
如图13所示，用于混合动力车的新能源汽车空调系统进行电池自然冷却模式时：关闭阀门3、11、12、24、25、31、32；关闭第一PTC加热器9；关闭压缩机1、第二水泵19，此时水冷冷凝器2、蒸发器4、暖风芯体10、第二PTC加热器55也不起作用。由于发动机冷却液循环温度较高，而电池18温度较低，因此两部分单独运行，即电池18和电机6热量完全通过冷却液带至外换热器14散发至环境中。通风系统开启时，鼓风机52，开启，此时吹风既不冷却也不加热，为自然通风模式。
总而言之，本发明特点包括：通过混水传热耦合，省略了中间换热器；每个回路可以隔离独立运行，也可以混水耦合运行；可充分利用电机余热；公用1个PTC加热器，且功率可以减小，甚至可以只采用电机发热作为热源，替代PTC加热器；充分利用自然冷源，环境温度较低时，怠速且空调不运行时，可以利用前端散热器冷却电池；可以对发动机进行预热，尤其夏季/春秋季利用空调冷凝热来预热发动机；充分利用电池热容蓄热，可从电池中搬运热量用于空调的供热。在冬季环境温度0℃以下时开启制热模式，依然可以开启压缩机，通过蒸发器吸热、暖风芯体放热，把乘员舱内热量重新搬运回舱内，同时舱内湿空气潜热转换为显热。同时，无需开启新风换气除湿，减少了新风负荷。若关闭压缩机开启部分新风也可以正常运行，控制的灵活性更强。
与目前传统的制冷+PTC加热器供热系统以及热泵空调相比，本发明优势有：
(1)冬季制热时节能，低环境温度时节能可以达到1/3～1/2。
(2)电机冷却循环的散热器和制冷循环的冷凝器合并为一个较大的散热器，节省前端散热模块空间和成本；夏季，怠速时，没有迎面风速散热器冷却效果不好，此时电机不运行，无散热量需求，只有制冷循环有散热需求，合并的散热器能力大，可以降低冷凝温度，减少压缩机功耗；行驶时随着车速增加，迎面风速增加，散热器冷却效果增加，同步满足电机的散热需求也增加。
(3)玻璃除雾方面，冬季内循环制热模式时除湿，吹风经过暖风芯体再热后吹热玻璃内表面；春秋季时除湿，吹风经过暖风芯体再热无需其他热源如第一PTC加热器。
(4)制冷循环方面，风冷冷凝器改为水冷冷凝器；压缩机和冷凝器布置位置更加灵活；制冷循环连管更短，可以更加紧凑；水冷冷凝器体积小，冷媒充值量减少。
(5)冬季除冷启动预热过程外，采用制冷(除湿)和第一PTC加热器补充加热，制冷剂R134a或R1234yf就适用于-20℃甚至更低环境温度。
(6)改善回液、液击；基本可以继承现有空调风箱的原型平台，可靠性易于保证。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (16)

1.一种新能源汽车空调系统，其特征在于，包括：
制冷剂循环系统，包括依次循环连接的压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一膨胀阀(3)和蒸发器(4)；
冷却液循环系统，包括第一水泵(8)、暖风芯体(10)和外换热器(14)；所述第一水泵(8)、外换热器(14)和水冷冷凝器(2)构成第一冷却液循环回路，所述第一水泵(8)、暖风芯体(10)和水冷冷凝器(2)构成第二冷却液循环回路；
通风系统，包括新风门(51)、鼓风机(53)、蒸发器(4)、温度风门(54)、暖风芯体(10)、模式风门(56)和车厢(57)；所述新风门(51)、鼓风机(53)、蒸发器(4)、温度风门(54)、暖风芯体(10)、模式风门(56)和车厢(57)构成第一通风回路，所述新风门(51)、鼓风机(53)、蒸发器(4)、温度风门(54)、模式风门(56)和车厢(57)构成第二通风回路；所述新风门(51)开度可调，用于控制新风和回风比例；所述温度风门(54)开度可调，用于控制空气经过暖风芯体的比例。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，所述冷却液循环系统还包括第一PTC加热器(9)，所述第一水泵(8)通过第一PTC加热器(9)分别与所述外换热器(14)、暖风芯体(10)连接。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，所述冷却液循环系统还包括与所述水冷冷凝器(2)并联的电机(6)，所述第一水泵(8)、外换热器(14)和电机(6)构成第三冷却液循环回路。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，所述通风系统还包括设于所述新风门(51)和鼓风机(53)之间的空气过滤器(52)和设于所述暖风芯体(10)和模式风门(56)之间的第二PTC加热器(55)。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括接入所述冷却液循环系统中的电池冷却系统；
所述电池冷却系统包括依次循环连接的电池冷却器(17)、电池(18)、第二水泵(19)；
所述电池冷却器(17)与蒸发器(4)并联接入所述制冷剂循环系统中。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括第五调节阀(15)、第六调节阀(22)、第七调节阀(23)；
所述第一水泵(8)、外换热器(14)、第七调节阀(23)和水冷冷凝器(2)构成第一冷却液循环回路，所述第一水泵(8)、暖风芯体(10)、第七调节阀(23)和水冷冷凝器(2)构成第二冷却液循环回路；
所述第五调节阀(15)、电池(18)和第六调节阀(22)依次串联后再与所述第七调节阀(23)并联接入所述冷却液循环系统。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，所述电池冷却器(17)和电池(18)之间设有第一单向阀(16)；
所述电池(18)和第六调节阀(22)之间设有第二单向阀(21)。
8.根据权利要求5所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括第三三通调节阀，所述第三三通调节阀的第一接口、第二接口均接入所述冷却液循环系统中，第三接口与所述电池(18)一侧连接，所述电池(18)的另一侧通过二通调节阀接入所述冷却液循环系统；
所述第一水泵(8)、外换热器(14)、第三三通调节阀和水冷冷凝器(2)构成第一冷却液循环回路，所述第一水泵(8)、暖风芯体(10)、第三三通调节阀和水冷冷凝器(2)构成第二冷却液循环回路。
9.根据权利要求5所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括第二膨胀阀(24)，所述压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一膨胀阀(3)和蒸发器(4)构成第一制冷剂循环回路，所述压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第二膨胀阀(24)和电池冷却器(17)构成第二制冷剂循环回路；
或者，还包括第十调节阀(24’)，所述压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一膨胀阀(3)和蒸发器(4)构成第一制冷剂循环回路，所述压缩机(1)、水冷冷凝器(2)、第一膨胀阀(3)、第十调节阀(24’)和电池冷却器(17)构成第二制冷剂循环回路。
10.根据权利要求5所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括发动机冷却系统；
所述发动机冷却系统包括依次循环连接的发动机(29)、第三水泵(30)和发动机散热器(33)；所述发动机冷却系统与所述暖风芯体(10)并联接入所述冷却液循环系统；
所述发动机(29)包括内燃机发动机、燃料电池发动机中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括用于分流冷却液的第十一调节阀(32)，以及与所述发动机散热器(33)串联、用于调节经过所述发动机散热器(33)的冷却液流量的第十二调节阀(34)，所述发动机(29)、第三水泵(30)、第十二调节阀(34)和发动机散热器(33)构成第一发动机冷却液循环回路，所述发动机(29)、第三水泵(30)和第十一调节阀(32)构成第二发动机冷却液循环回路；
或者，还包括第一三通调节阀，所述发动机散热器(33)上并联有冷却液分流支路，所述第一三通调节阀的第一接口与所述冷却液分流支路连接，第二接口与所述发动机散热器(33)所在冷却液支路连接，第三接口与所述发动机冷却系统的冷却液干路连接，所述第一三通调节阀用于同时调节所述发动机散热器(33)所在冷却液支路、所述冷却液分流支路的冷却液流量。
12.根据权利要求10所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，所述第三水泵(30)出口通过第九调节阀(31)和第四单向阀(27)接入所述冷却液循环系统。
13.根据权利要求10所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括设于所述暖风芯体(10)所在冷却液支路上、分别位于所述暖风芯体(10)的上游侧和下游侧的第八调节阀(25)和第三单向阀(26)。
14.根据权利要求1～3任一权利要求所述的新能源汽车空调系统，其特征在于，还包括与所述外换热器(14)连接、用于调节经过所述外换热器(14)冷却液流量的第四调节阀(13)，与所述外换热器(14)并联、用于分流的第三调节阀(12)，以及与所述暖风芯体(10)连接、用于调节经过所述暖风芯体(10)冷却液流量的第二调节阀(11)；
或者，还包括用于同时调节经过所述外换热器(14)、暖风芯体(10)冷却液流量的第二三通调节阀。
15.根据权利要求10所述的新能源汽车空调系统的控制方法，其特征在于，根据环境温度调节所述冷却液循环系统、电池冷却系统、发动机冷却系统隔离独立运行或混水耦合运行。
16.根据权利要求1、5或10所述的新能源汽车空调系统的控制方法，其特征在于，制热时关闭新风门(51)或开启部分新风门(51)，并开启压缩机(1)，通风依次通过蒸发器(4)冷凝除湿和暖风芯体(10)制热；
或者，制热时开启部分新风门(51)，关闭压缩机(1)，通风依次通过蒸发器(4)和暖风芯体(10)，在暖风芯体(10)中实现制热。
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