CN115284815A - 一种车用空调冰箱联合运行系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种车用空调冰箱联合运行系统及其控制方法，该系统包括：压缩机；室外换热器，压缩机出口连接至室外换热器的第一端；蒸发器膨胀阀，室外换热器的第二端连接至蒸发器膨胀阀的第一端；空调蒸发器，蒸发器膨胀阀的第二端连接至空调蒸发器的第一端，空调蒸发器的第二端连接至压缩机入口；冰箱膨胀阀，冰箱膨胀阀第一端连接室外换热器的第二端；冰箱蒸发器，冰箱蒸发器的第一端连接冰箱膨胀阀的第二端，冰箱蒸发器的第二端连接压缩机入口。本发明提供了一种结构简单的车载冰箱联合运行系统，通过冰箱和汽车空调及其他设备的联合运行，车载冰箱的压缩机、冷凝器合并到汽车空调系统中，提升了舒适性问题，减少了噪音问题。

Description

一种车用空调冰箱联合运行系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种车载系统及其控制方法，更具体地说，涉及一种车用空调冰箱联合运行系统及其控制方法。
背景技术
随着经济水平的提高，车辆作为第三空间的存在，越来越多的汽车品牌公司选择配置车载冰箱。
目前车载冰箱一般有半导体制冷技术和压缩机制冷技术，压缩机制冷技术能够实现更低的冷藏冷冻温度，但是一方面车内空间不足，使用压缩机制冷技术需要一套完整的制冷系统，较大的外部尺寸导致冰箱内部偏小，且冰箱压缩机布置在车内会有更明显的噪音问题。
另一方面，在车辆停驶状态，车辆暴晒的时候冰箱散热空间不足，运行效率低，不能维持稳定的冰箱内部温度，在车辆行驶状态，冰箱的冷凝器散发的热量会引起舒适性的问题。
因此，现有的车载结构中冰箱与其他车载系统在结合上具有结构复杂的问题，并且在现有的结构下，冰箱与其他车载系统联合运行时存在系统分配问题，导致系统性能、舒适性表现不佳。
发明内容
针对现有技术存在的车载冰箱与其他车载系统结构复杂、运行性能分配不加等问题，本发明提供一种车用空调冰箱联合运行系统及其控制方法，至少能改善系统结构的复杂度和运行性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统，包括：压缩机；室外换热器，压缩机出口连接至室外换热器的第一端；蒸发器膨胀阀，室外换热器的第二端连接至蒸发器膨胀阀的第一端；空调蒸发器，蒸发器膨胀阀的第二端连接至空调蒸发器的第一端，空调蒸发器的第二端连接至压缩机入口；冰箱膨胀阀，冰箱膨胀阀第一端连接室外换热器的第二端；冰箱蒸发器，冰箱蒸发器的第一端连接冰箱膨胀阀的第二端，冰箱蒸发器的第二端连接压缩机入口。
作为本发明的一种实施方式，还包括：第一蒸发压力调节阀，第一蒸发压力调节阀连接在空调蒸发器和压缩机之间的管路上；第一单向阀，第一单向阀设置在冰箱蒸发器和压缩机之间的管路上。
作为本发明的一种实施方式，还包括：冰箱开关阀，冰箱开关阀连接至室外换热器的第二端和第三端之间；冰箱开关阀在仅冰箱制冷时开启，在其余时刻常闭；冰箱开关阀开启时，制冷剂仅通过室外换热器的部分区域。
作为本发明的一种实施方式，还包括：风扇，风扇设置于室外换热器处，用以增强室外换热器的换热；鼓风机，鼓风机设置于空调蒸发器一侧，鼓风机将空调蒸发器产生的冷、热空气吹向乘客舱；室内冷凝器，室内冷凝器设置于空调蒸发器的另一侧，且室内冷凝器的第一端连接压缩机的出口。
作为本发明的一种实施方式，还包括：室外换热器膨胀阀，室外换热器膨胀阀的第一端连接室内冷凝器的第二端，室外换热器膨胀阀的第二端连接室外换热器的第一端。
作为本发明的一种实施方式，还包括：旁通阀，旁通阀与室外换热器膨胀阀并联连接；旁通阀处于常开状态。
作为本发明的一种实施方式，还包括：除湿阀，除湿阀的第一端连接室内冷凝器的第二端、室外换热器膨胀阀的第一端、以及旁通阀的第一端，除湿阀的第二端连接蒸发器膨胀阀的第一端以及冰箱膨胀阀的第一端；除湿阀处于常闭状态。
作为本发明的一种实施方式，还包括：制热阀，制热阀的第一端连接室外换热器的第二端，制热阀的第二端连接压缩机的入口。
作为本发明的一种实施方式，还包括：电池冷却器膨胀阀，电池冷却器膨胀阀的第一端连接室外换热器的第二端；电池冷却器，电池冷却器的第一端连接电池冷却器膨胀阀的第二端；第二蒸发压力调节阀，电池冷却器的第二端连接第二蒸发压力调节阀的第一端，第二蒸发压力调节阀的第二端连接压缩机的入口。
作为本发明的一种实施方式，还包括：第二单向阀，第二单向阀设置于电池冷却器膨胀阀和室外换热器之间的管路上。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱单独运行控制，包括：关闭蒸发器膨胀阀；开启冰箱开关阀；冰箱膨胀阀进行步数调整；压缩机将压缩后的制冷剂经过室外换热器的部分区域后，经过冰箱膨胀阀进入冰箱蒸发器；经过冰箱蒸发器的制冷剂返回压缩机。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱和空调联合运行控制，包括：蒸发器膨胀阀、冰箱膨胀阀进行步数调整；关闭冰箱开关阀；压缩机将压缩后的制冷剂通过室外换热器后，一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀进入冰箱蒸发器，另一部分制冷剂经过蒸发器膨胀阀进入空调蒸发器；经过冰箱蒸发器、空调蒸发器的制冷剂返回压缩机。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、空调和电池冷却器联合运行控制，包括：蒸发器膨胀阀、冰箱膨胀阀、电池冷却器膨胀阀进行步数调整；关闭冰箱开关阀、除湿阀、室外换热器膨胀阀、制热阀；开启旁通阀；压缩机将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器、旁通阀、室外换热器后，第一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀进入冰箱蒸发器，第二部分制冷剂经过电池冷却器膨胀阀进入电池冷却器，第三部分制冷剂经过蒸发器膨胀阀进入空调蒸发器；经过冰箱蒸发器、空调蒸发器、电池冷却器的制冷剂返回压缩机。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、热泵制热联合运行控制，包括：关闭空调蒸发器、蒸发器膨胀阀、冰箱开关阀、电池冷却器膨胀阀、电池冷却器、旁通阀；开启冰箱蒸发器、室外换热器、室内冷凝器、除湿阀、制热阀；冰箱膨胀阀、室外换热器膨胀阀进行步数调整；压缩机将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器后，一部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀、室外换热器、制热阀，另一部分制冷剂经过除湿阀、冰箱膨胀阀、冰箱蒸发器；经过冰箱蒸发器、制热阀的制冷剂返回压缩机。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、制热除湿联合运行控制，包括：关闭冰箱开关阀、电池冷却器膨胀阀、电池冷却器、旁通阀；开启冰箱蒸发器、空调蒸发器、室外换热器、室内冷凝器、除湿阀、制热阀；蒸发器膨胀阀、冰箱膨胀阀、室外换热器膨胀阀进行步数调整；压缩机将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器后，第一部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀、室外换热器、制热阀，第二部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀、室外换热器、蒸发器膨胀阀、空调蒸发器，第三部分制冷剂经过除湿阀、冰箱膨胀阀、冰箱蒸发器；经过冰箱蒸发器、空调蒸发器、制热阀的制冷剂返回压缩机。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、余热回收联合运行控制，包括：关闭空调蒸发器、室外换热器、蒸发器膨胀阀、冰箱开关阀、旁通阀、室外换热器膨胀阀；开启冰箱蒸发器、室内冷凝器、电池冷却器、除湿阀、制热阀；冰箱膨胀阀、电池冷却器膨胀阀进行步数调整；压缩机将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器、除湿阀后，一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀、冰箱蒸发器，另一部分制冷剂经过电池冷却器膨胀阀进入电池冷却器；经过冰箱蒸发器、电池冷却器的制冷剂返回压缩机。
在上述技术方案中，本发明提供了一种结构简单的车载冰箱联合运行系统，通过冰箱和汽车空调及其他设备的联合运行，车载冰箱的压缩机、冷凝器合并到汽车空调系统中，节省了车内空间，避免了冰箱冷凝器在乘客舱的散热引起的舒适性问题，减少了车内冰箱压缩机过于靠近乘客引起的噪音问题。同时，本发明为了解决冰箱和汽车空调系统蒸发压力不一致的情况，增加蒸发压力调节阀保证系统运行的稳定性。
附图说明
图1是本发明第一种系统架构示意图；
图2是图1的第一种实施方式的运行示意图；
图3是图1的第二种实施方式的运行示意图；
图4是本发明第二种系统架构示意图；
图5是图4的第一种实施方式的运行示意图；
图6是图4的第二种实施方式的运行示意图；
图7是图4的第三种实施方式的运行示意图；
图8是图4的第四种实施方式的运行示意图。
图中：
1-冰箱蒸发器，2-空调蒸发器，3-蒸发器膨胀阀，4-冰箱膨胀阀，5-第一蒸发压力调节阀，6-第一单向阀，7-压缩机，8-室外换热器，9-风扇，10-鼓风机，11-室内冷凝器，12-冰箱开关阀，13-电池冷却器膨胀阀，14-电池冷却器，15-第二蒸发压力调节阀，16-第二单向阀，17-旁通阀，18-除湿阀，19-室外换热器膨胀阀，20-制热阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进一步作清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例用来作为解释本发明技术方案之用，并非意味着已经穷举了本发明所有的实施方式。
所述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具有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。
参照图1-图3，本发明首先公开一种车载冰箱和汽车空调及其他车载设备的联合运行系统及方法，可以实现在不同环境温度下，冰箱单独运行、空调单独运行、冰箱空调联合运行三种不同工作模式。
参照图1，本发明的联合运行系统主要包括冰箱蒸发器1、空调蒸发器2、蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4、第一蒸发压力调节阀5、第一单向阀6、压缩机7、室外换热器8、风扇9、鼓风机10、室内冷凝器11、冰箱开关阀12等设备。其中，压缩机7、室外换热器8、蒸发器膨胀阀3、空调蒸发器2、第一蒸发压力调节阀5构成第一管路回路，压缩机7、室外换热器8、冰箱膨胀阀4、冰箱蒸发器1、第一单向阀6构成第二管路回路。
作为本发明的一种优选实施方式，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4优选为电子膨胀阀，冰箱开关阀12优选为电磁阀，但本领域的技术人员可以理解，本发明并不以此为限。
如图1所示，在第一管路回路中，压缩机7出口连接至室外换热器8的第一端，室外换热器8的第二端连接至蒸发器膨胀阀3的第一端，蒸发器膨胀阀3的第二端连接至空调蒸发器2的第一端，空调蒸发器2的第二端连接至压缩机7入口。在第一管路回路的基础上，冰箱膨胀阀4第一端连接室外换热器8的第二端，冰箱蒸发器1的第一端连接冰箱膨胀阀4的第二端，冰箱蒸发器1的第二端连接压缩机7入口。
作为本发明的一种优选实施方式，空调蒸发器2和压缩机7之间的管路上可以额外设置第一蒸发压力调节阀5，并且冰箱蒸发器1和压缩机7之间的管路上可以额外设置第一单向阀6。第一蒸发压力调节阀5可以保证汽车空调回路中的蒸发温度维持在相对较高的水平，单向阀6可以避免汽车空调较高的蒸发压力影响到冰箱蒸发器。
继续参照图1，室外换热器8还包括两个出口，分别是其第二端和第三端。冰箱开关阀12连接至室外换热器8的第二端和第三端之间，并且冰箱开关阀12在仅冰箱制冷时开启，在其余时刻常闭。当冰箱开关阀12开启时，制冷剂仅通过室外换热器8的部分区域。
继续参照图1，风扇9设置于室外换热器8处，用以增强室外换热器8的换热。鼓风机10设置于空调蒸发器2一侧，鼓风机10将空调蒸发器2产生的冷、热空气吹向乘客舱。室内冷凝器11设置于空调蒸发器2的另一侧。
下面通过几个实施例来分别说明本发明联合运行系统的应用场景及控制方法。
实施例1，车内空调和冰箱联合运行
图1所示是一个典型的联合运行系统由车载冰箱蒸发器1和汽车空调蒸发器2分别提供冷量，车载冰箱蒸发器1给冰箱提供冷量，最低蒸发温度可以到-18℃，汽车空调蒸发器2装配在汽车空调箱中，通过鼓风机10将冷量输送到车舱内。压缩机7将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体，风扇9输送的空气吸收室外换热器8中的热量，制冷剂变成中温高压的液体。通过蒸发器膨胀阀3，系统中的制冷量节流膨胀，实现较低的蒸发温度，通过冰箱膨胀阀4，系统中的制冷量节流膨胀，实现较高的蒸发温度。冰箱开关阀12可以控制冰箱蒸发器1（冷凝器）的换热量。
图1所示的系统中，其控制方法为关闭冰箱开关阀12，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4进行步数调整。作为本发明的一种优选实施方式，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4为步进式控制，通过步数调整以控制其目标参数，如本实施例中控制冰箱的内部温度，保证温度的稳定性。压缩机7将压缩后的制冷剂通过室外换热器8后，一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀4进入冰箱蒸发器1，另一部分制冷剂经过蒸发器膨胀阀3进入空调蒸发器2。经过冰箱蒸发器1的制冷剂通过第一单向阀6返回压缩机7，经过空调蒸发器2的制冷剂通过第一蒸发压力调节阀5返回压缩机7。
Figure 513989DEST_PATH_IMAGE002
上表所示为车内空调和冰箱联合运行下，各个阀的状态
在该运行状态下，电子膨胀阀3和电子膨胀阀4处于节流运行状态，可以分别控制车内空调蒸发器2和冰箱蒸发器1的流量。第一蒸发压力调节阀5的设定值为2bar.G，不同的联合运行工况，第一蒸发压力调节阀5的工作状态不相同，该设定值可根据蒸发器的性能和整车空调需求调整。
在该运行状态下，若冰箱为冷藏状态，设定冰箱内部一般为4℃~10℃，车内空调蒸发温度控制低于冰箱蒸发温度，第一蒸发压力调节阀5处于全开位置，无需调节。若冰箱为冷冻状态，设定冰箱内部温度一般为-20℃~4℃，按照经验，车内空调蒸发温度为3~4摄氏度，高于冰箱蒸发温度。如果没有第一蒸发压力调节阀5，车内空调蒸发温度受冰箱的影响，导致车内空调蒸发器温度太低，并会导致空调蒸发器2表面结霜，结霜以后会导致空调蒸发器2表面堵塞，空调就无法吹风，影响乘客舒适性。综合考虑车内空调需求，第一蒸发压力调节阀5的设定值为2bar.G，也可根据车型的需求不同，对该设定值进行调整。
实施例2，仅空调运行（乘客舱制冷）
如图2所示，该场景下，当冰箱不工作时，冰箱膨胀阀4关闭，如果冰箱膨胀阀4采用毛细管，可增加额外的电磁阀控制冰箱回路制冷剂的流通与否。第一蒸发压力调节阀5在该系统中还能进一步控制蒸发压力，防止蒸发器结霜。
Figure 431129DEST_PATH_IMAGE004
上表所示为仅空调运行场景下，回路中各个阀的状态
图2所示的系统中，压缩机7将压缩后的制冷剂通过室外换热器8后，制冷剂经过蒸发器膨胀阀3进入空调蒸发器2，最后返回压缩机7。
实施例3，冰箱单独运行（仅冰箱制冷）
如图3所示，该场景下，电子膨胀阀4可以控制车内空调蒸发器的开关；由于冰箱蒸发器的换热量相对比较小，因此冷冻冰箱电磁阀12需打开，仅利用一部分冷凝器的换热面积，避免系统高压侧压力太小，系统可能运行不稳定。由于冰箱的换热能力要求不高，冰箱冷凝器所占面积较小，可选择为整个冷凝器的1/5~1/10大小即可。
Figure 210866DEST_PATH_IMAGE006
上表所示为冰箱单独运行场景下，回路中各个阀的状态
在图3所示的系统中，其控制方法为关闭蒸发器膨胀阀3，开启冰箱开关阀12，冰箱膨胀阀4进行步数调整。作为本发明的一种优选实施方式，冰箱膨胀阀4为步进式控制，通过步数调整控制其目标参数，如本实施例控制冰箱的内部温度，保证温度的稳定性。压缩机7将压缩后的制冷剂经过室外换热器8的部分区域后，经过冰箱膨胀阀4进入冰箱蒸发器1，然后通过第一单向阀6返回压缩机7。
参照图4-图8，在图1-图3所示系统的基础上，本发明再公开一种车载冰箱、汽车空调及其他车载设备的联合运行系统及方法，可以实现在不同环境温度下，冰箱和新能源车辆系统运行的四种不同工作模式。
如图4所示，如果考虑新能源车辆，则本发明的联合运行系统在图1所示系统的基础上再新增电池冷却回路和热泵回路，电池冷却回路主要包括电池冷却膨胀阀13、电池冷却器14、第二蒸发压力调节阀15等设备，而热泵功能回路主要包括室内冷凝器11、第二单向阀16、旁通阀17、除湿阀18、室外换热器膨胀阀19和制热阀20等设备。
作为本发明的一种优选实施方式，电池冷却膨胀阀13、室外换热器电子膨胀阀19优选为电子膨胀阀，但本领域的技术人员可以理解，本发明并不以此为限。
参照图4，在图1所示联合运行系统的基础上，室内冷凝器11的第一端连接压缩机7的出口，室外换热器膨胀阀19的第一端连接室内冷凝器11的第二端，室外换热器膨胀阀19的第二端连接室外换热器8的第一端。旁通阀17与室外换热器膨胀阀19并联连接，除湿阀18的第一端连接室内冷凝器11的第二端、室外换热器膨胀阀19的第一端、以及旁通阀17的第一端，除湿阀18的第二端连接蒸发器膨胀阀3的第一端以及冰箱膨胀阀4的第一端。制热阀20的第一端连接室外换热器8的第二端，制热阀20的第二端连接压缩机7的入口。
作为本发明的一种优选实施方式，电池冷却器膨胀阀13和室外换热器8之间的管路上还设置第二单向阀16。此外，旁通阀17处于常开状态且除湿阀18处于常闭状态。旁通阀17处于常开状态即断电状态下旁通阀17处于打开状态，以此保证整个系统处于一个初始状态，即夏天制冷状态，保证控制系统的稳定。同理，除湿阀18处于常闭状态即断电状态下除湿阀18处于关闭状态，以此保证整个系统处于一个初始状态，即夏天制冷状态，保证控制系统的稳定。
另一方面，电池冷却器膨胀阀13的第一端连接室外换热器8的第二端，电池冷却器14的第一端连接电池冷却器膨胀阀13的第二端，电池冷却器14的第二端连接第二蒸发压力调节阀15的第一端，第二蒸发压力调节阀15的第二端连接压缩机7的入口。
下面通过几个实施例来分别说明本发明联合运行系统的应用场景及控制方法。
实施例4，冰箱、空调和电池冷却器联合运行
如图5所示，在夏天的应用场景下，乘客舱和电池需要冷却，冰箱也需要继续运行，冰箱蒸发器1、空调蒸发器2和电池冷却器14同时作为蒸发器运行。
此时，若冰箱为冷藏状态，设定冰箱内部一般为4℃~10℃，车内空调蒸发温度控制低于冰箱蒸发温度，第一蒸发压力调节阀5和第二蒸发压力调节阀15处于全开位置，无需调节。若冰箱为冷冻状态，设定冰箱内部温度一般为-20℃~4℃，车辆稳定运行后，车内空调蒸发器2的蒸发目标温度一般为3~4℃。如果没有第一蒸发压力调节阀5，冰箱蒸发压力和温度会导致车内空调蒸发温度低于0℃。因而空调蒸发器2表面会结霜，空调风量和冷量下降引起舒适度不佳。
冰箱无论为冷却还是冷藏，冰箱蒸发温度一般都小于电池冷却水温。此时，根据电池入口水温要求，如果电池冷却的水温不低于12℃，第二蒸发压力调节阀15就需要作动，避免电池冷却水温太低，引起电池温度均匀性变差。因此，第二蒸发压力调节阀15的设定压力可设置3.3bar.G以上。根据实际车辆电池冷却需求，可以更改该设定值。
Figure DEST_PATH_IMAGE008
上表所示为冰箱、空调和电池冷却器联合运行场景下，回路中各个阀的状态
在图5所示的系统中，其控制方法为关闭冰箱开关阀12、除湿阀18、室外换热器膨胀阀19、制热阀20，开启旁通阀17，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4、电池冷却器膨胀阀13进行步数调整。作为本发明的一种优选实施方式，，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4、电池冷却器膨胀阀13为步进式控制，通过步数调整控制其目标参数，如本实施例控制电池冷却水温的稳定性。
在图5所示的系统中，压缩机7将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器11、旁通阀17、室外换热器8后，第一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀4进入冰箱蒸发器1，第二部分制冷剂经过电池冷却器膨胀阀13进入电池冷却器14，第三部分制冷剂经过蒸发器膨胀阀3进入空调蒸发器2。经过冰箱蒸发器1的制冷剂通过第一单向阀6返回压缩机7，经过空调蒸发器2的制冷剂通过第一蒸发压力调节阀5返回压缩机7，经过电池冷却器14的制冷剂通过第二蒸发压力调节阀15返回压缩机7。
实施例5，冰箱、热泵制热联合运行
参照图6，在乘客舱热泵制热工况下，室外换热器8也作为蒸发器使用，吸收外界环境的热量。冰箱蒸发器1吸收乘客舱内环境的热量，电池冷却器14可以吸收三电系统余热，汽车空调蒸发器2可以吸收乘客舱环境的热量。
理论上，该应用场景下最多有四个蒸发器运行，室外换热器8无压力调节阀，主要原因是在较低环境温度下，室外换热器8的蒸发温度比冰箱蒸发温度还要低，因此该压力调节阀可不增加。冰箱蒸发器1、电池冷却器14、室外换热器8均可同时作为蒸发器，通过室内冷凝器11放热到乘客舱内。
如图6所示的系统中，其控制方法为关闭空调蒸发器2、蒸发器膨胀阀3、冰箱开关阀12、电池冷却器膨胀阀13、电池冷却器14、旁通阀17，开启冰箱蒸发器1、室外换热器8、室内冷凝器11、除湿阀18、制热阀20，冰箱膨胀阀4、室外换热器膨胀阀19进行步数调整。作为本发明的一种优选实施方式，冰箱膨胀阀4、室外换热器膨胀阀19为步进式控制，通过步数调整以控制目标参数，如本实施例控制室外换热器的出口过热度的稳定性。
Figure DEST_PATH_IMAGE010
上表所示为冰箱、热泵制热联合运行场景下，回路中各个阀的状态
如图6所示的系统中，压缩机7将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器11后，一部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀19、室外换热器8、制热阀20，另一部分制冷剂经过除湿阀18、冰箱膨胀阀4、冰箱蒸发器1。经过冰箱蒸发器1的制冷剂通过第一单向阀6返回压缩机7经过，制热阀20的制冷剂直接返回压缩机7。
实施例6，冰箱、制热除湿联合运行
如图7所示，考虑到控制系统的复杂性，一套联合运行系统中一般控制在不超过三个电子膨胀阀同时调整，避免系统调节导致震荡。在热泵制热除湿和冰箱同时运行的工况下，本发明控制维持三个电子膨胀阀在运行。
如图7所示的系统中，其控制方法为关闭冰箱开关阀12、电池冷却器膨胀阀13、电池冷却器14、旁通阀17，开启冰箱蒸发器1、空调蒸发器2、室外换热器8、室内冷凝器11、除湿阀18、制热阀20，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4、室外换热器膨胀阀19进行步数调整。作为本发明的一种优选实施方式，蒸发器膨胀阀3、冰箱膨胀阀4、室外换热器膨胀阀19为步进式控制，通过步数调整控制目标参数，如本实施例控制室外换热器的出口过热度的稳定性。
Figure DEST_PATH_IMAGE012
上表所示为冰箱、制热除湿联合运行场景下，回路中各个阀的状态
如图7所示的系统中，压缩机7将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器11后，第一部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀19、室外换热器8、制热阀20，第二部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀19、室外换热器8、蒸发器膨胀阀3、空调蒸发器2，第三部分制冷剂经过除湿阀18、冰箱膨胀阀4、冰箱蒸发器1。经过冰箱蒸发器1的制冷剂通过第一单向阀6返回压缩机7，经过空调蒸发器2的制冷剂通过第一蒸发压力调节阀5返回压缩机7，经过制热阀20的制冷剂直接返回压缩机7。
实施例7，冰箱、余热回收联合运行
如图8所示的系统中，其控制方法为关闭空调蒸发器2、室外换热器8、蒸发器膨胀阀3、冰箱开关阀12、旁通阀17、室外换热器膨胀阀19，开启冰箱蒸发器1、室内冷凝器11、电池冷却器14、除湿阀18、制热阀20，冰箱膨胀阀4、电池冷却器膨胀阀13进行步数调整。作为本发明的一种优选实施方式，冰箱膨胀阀4、电池冷却器膨胀阀13为步进式控制，通过步数调整控制目标参数，如本实施例控制电池冷却进水温度的稳定性。
Figure DEST_PATH_IMAGE014
上表所示为冰箱、热泵制热联合运行场景下，回路中各个阀的状态
如图8所示的系统中，压缩机7将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器11、除湿阀18后，一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀4、冰箱蒸发器1，另一部分制冷剂经过电池冷却器膨胀阀13进入电池冷却器14。经过冰箱蒸发器1的制冷剂通过第一单向阀6返回压缩机7，经过电池冷却器14的制冷剂通过第二蒸发压力调节阀15返回压缩机7。
上述各个实施例实现了车载冰箱与现有车载空调、车载系统的集成，尤其是在公用同一个车载压缩机的情况下，通过不同的管路设计，实现了车载冰箱结构的简化，并且本发明的简化建立在不影响其他车载系统、尤其是不影响车载空调运行的基础上。另一方面，本发明车载冰箱的联合运行系统及其控制方法不仅可以应用于制冷场景，还可以应用于制热场景下的系统公用。
综上所述，本发明的通过集成化的汽车空调和冰箱联合运行系统，将汽车空调和车载冰箱的制冷循环系统集成到一起，形成一种结构简单、集成度高的联合运行系统，使得有限的车内空间可以保证更大容积的车载冰箱，节省了车内空间和成本。另一方面，本发明还提升了联合运行控制下的综合性能表现，避免了车内空调制冷工况下，冰箱冷凝器散热热量较大影响车内局部舒适度、噪声、运行稳定性等问题。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变形都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (16)

1.一种车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，包括：
压缩机（7）；
室外换热器（8），所述压缩机（7）出口连接至室外换热器（8）的第一端；
蒸发器膨胀阀（3），所述室外换热器（8）的第二端连接至蒸发器膨胀阀（3）的第一端；
空调蒸发器（2），所述蒸发器膨胀阀（3）的第二端连接至空调蒸发器（2）的第一端，所述空调蒸发器（2）的第二端连接至压缩机（7）入口；
冰箱膨胀阀（4），所述冰箱膨胀阀（4）第一端连接室外换热器（8）的第二端；
冰箱蒸发器（1），所述冰箱蒸发器（1）的第一端连接冰箱膨胀阀（4）的第二端，所述冰箱蒸发器（1）的第二端连接压缩机（7）入口。
2.如权利要求1所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
第一蒸发压力调节阀（5），所述第一蒸发压力调节阀（5）连接在空调蒸发器（2）和压缩机（7）之间的管路上；
第一单向阀（6），所述第一单向阀（6）设置在冰箱蒸发器（1）和压缩机（7）之间的管路上。
3.如权利要求1所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
冰箱开关阀（12），所述冰箱开关阀（12）连接至所述室外换热器（8）的第二端和第三端之间；
所述冰箱开关阀（12）在仅冰箱制冷时开启，在其余时刻常闭；
所述冰箱开关阀（12）开启时，制冷剂仅通过室外换热器（8）的部分区域。
4.如权利要求1所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
风扇（9），所述风扇（9）设置于室外换热器（8）处，用以增强室外换热器（8）的换热；
鼓风机（10），所述鼓风机（10）设置于空调蒸发器（2）一侧，所述鼓风机（10）将空调蒸发器（2）产生的冷、热空气吹向乘客舱；
室内冷凝器（11），所述室内冷凝器（11）设置于所述空调蒸发器（2）的另一侧，且室内冷凝器（11）的第一端连接压缩机（7）的出口。
5.如权利要求4所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
室外换热器膨胀阀（19），所述室外换热器膨胀阀（19）的第一端连接室内冷凝器（11）的第二端，室外换热器膨胀阀（19）的第二端连接室外换热器（8）的第一端。
6.如权利要求5所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
旁通阀（17），所述旁通阀（17）与所述室外换热器膨胀阀（19）并联连接；
所述旁通阀（17）处于常开状态。
7.如权利要求6所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
除湿阀（18），所述除湿阀（18）的第一端连接室内冷凝器（11）的第二端、室外换热器膨胀阀（19）的第一端、以及旁通阀（17）的第一端，除湿阀（18）的第二端连接蒸发器膨胀阀（3）的第一端以及冰箱膨胀阀（4）的第一端；
所述除湿阀（18）处于常闭状态。
8.如权利要求5所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
制热阀（20），所述制热阀（20）的第一端连接室外换热器（8）的第二端，制热阀（20）的第二端连接压缩机（7）的入口。
9.如权利要求1所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
电池冷却器膨胀阀（13），所述电池冷却器膨胀阀（13）的第一端连接室外换热器（8）的第二端；
电池冷却器（14），所述电池冷却器（14）的第一端连接电池冷却器膨胀阀（13）的第二端；
第二蒸发压力调节阀（15），所述电池冷却器（14）的第二端连接第二蒸发压力调节阀（15）的第一端，所述第二蒸发压力调节阀（15）的第二端连接压缩机（7）的入口。
10.如权利要求9所述的车用空调冰箱联合运行系统，其特征在于，还包括：
第二单向阀（16），所述第二单向阀（16）设置于电池冷却器膨胀阀（13）和室外换热器（8）之间的管路上。
11.一种如权利要求1-10中任意一项所述的车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱单独运行控制，其特征在于，包括：
关闭蒸发器膨胀阀（3）；
开启冰箱开关阀（12）；
冰箱膨胀阀（4）进行步数调整；
压缩机（7）将压缩后的制冷剂经过室外换热器（8）的部分区域后，经过冰箱膨胀阀（4）进入冰箱蒸发器（1）；
经过冰箱蒸发器（1）的制冷剂返回压缩机（7）。
12.一种如权利要求1-10中任意一项所述的车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱和空调联合运行控制，其特征在于，包括：
蒸发器膨胀阀（3）、冰箱膨胀阀（4）进行步数调整；
关闭冰箱开关阀（12）；
压缩机（7）将压缩后的制冷剂通过室外换热器（8）后，一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀（4）进入冰箱蒸发器（1），另一部分制冷剂经过蒸发器膨胀阀（3）进入空调蒸发器（2）；
经过冰箱蒸发器（1）、空调蒸发器（2）的制冷剂返回压缩机（7）。
13.一种如权利要求1-10中任意一项所述的车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、空调和电池冷却器联合运行控制，其特征在于，包括：
蒸发器膨胀阀（3）、冰箱膨胀阀（4）、电池冷却器膨胀阀（13）进行步数调整；
关闭冰箱开关阀（12）、除湿阀（18）、室外换热器膨胀阀（19）、制热阀（20）；
开启旁通阀（17）；
压缩机（7）将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器（11）、旁通阀（17）、室外换热器（8）后，第一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀（4）进入冰箱蒸发器（1），第二部分制冷剂经过电池冷却器膨胀阀（13）进入电池冷却器（14），第三部分制冷剂经过蒸发器膨胀阀（3）进入空调蒸发器（2）；
经过冰箱蒸发器（1）、空调蒸发器（2）、电池冷却器（14）的制冷剂返回压缩机（7）。
14.一种如权利要求1-10中任意一项所述的车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、热泵制热联合运行控制，其特征在于，包括：
关闭空调蒸发器（2）、蒸发器膨胀阀（3）、冰箱开关阀（12）、电池冷却器膨胀阀（13）、电池冷却器（14）、旁通阀（17）；
开启冰箱蒸发器（1）、室外换热器（8）、室内冷凝器（11）、除湿阀（18）、制热阀（20）；
冰箱膨胀阀（4）、室外换热器膨胀阀（19）进行步数调整；
压缩机（7）将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器（11）后，一部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀（19）、室外换热器（8）、制热阀（20），另一部分制冷剂经过除湿阀（18）、冰箱膨胀阀（4）、冰箱蒸发器（1）；
经过冰箱蒸发器（1）、制热阀（20）的制冷剂返回压缩机（7）。
15.一种如权利要求1-10中任意一项所述的车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、制热除湿联合运行控制，其特征在于，包括：
关闭冰箱开关阀（12）、电池冷却器膨胀阀（13）、电池冷却器（14）、旁通阀（17）；
开启冰箱蒸发器（1）、空调蒸发器（2）、室外换热器（8）、室内冷凝器（11）、除湿阀（18）、制热阀（20）；
蒸发器膨胀阀（3）、冰箱膨胀阀（4）、室外换热器膨胀阀（19）进行步数调整；
压缩机（7）将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器（11）后，第一部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀（19）、室外换热器（8）、制热阀（20），第二部分制冷剂经过室外换热器膨胀阀（19）、室外换热器（8）、蒸发器膨胀阀（3）、空调蒸发器（2），第三部分制冷剂经过除湿阀（18）、冰箱膨胀阀（4）、冰箱蒸发器（1）；
经过冰箱蒸发器（1）、空调蒸发器（2）、制热阀（20）的制冷剂返回压缩机（7）。
16.一种如权利要求1-10中任意一项所述的车用空调冰箱联合运行系统的控制方法，包括冰箱、余热回收联合运行控制，其特征在于，包括：
关闭空调蒸发器（2）、室外换热器（8）、蒸发器膨胀阀（3）、冰箱开关阀（12）、旁通阀（17）、室外换热器膨胀阀（19）；
开启冰箱蒸发器（1）、室内冷凝器（11）、电池冷却器（14）、除湿阀（18）、制热阀（20）；
冰箱膨胀阀（4）、电池冷却器膨胀阀（13）进行步数调整；
压缩机（7）将压缩后的制冷剂经过室内冷凝器（11）、除湿阀（18）后，一部分制冷剂经过冰箱膨胀阀（4）、冰箱蒸发器（1），另一部分制冷剂经过电池冷却器膨胀阀（13）进入电池冷却器（14）；
经过冰箱蒸发器（1）、电池冷却器（14）的制冷剂返回压缩机（7）。
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