CN116729056A - 一种新能源汽车的空调系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种新能源汽车的空调系统，具有制冷剂二次冷凝和二次节流功能，能够提高换热效率，提升空调系统在高温环境中的制冷效果和低温环境中的制热效果，降低系统能耗。
Description
技术领域
本申请涉及温控技术领域，具体而言，涉及一种新能源汽车的空调系统。
背景技术
随着新能源技术的快速发展，新能源汽车受到越来越多人的追捧。空调系统作为新能源汽车的重要组成部分，能够提高车内乘员的舒适性。
当前，在新能源汽车的空调系统的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀之间通过制冷剂的循环热交换，控制车辆舱内温度，以满足乘员舒适性要求。
但是，新能源汽车在恶劣温度环境(温度极高或温度极低)中，动力电池的电量会急剧下降，导致空调系统制热或制冷效果不佳，能耗较高。
因此，本申请提供了一种新能源汽车的空调系统，以解决上述技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种新能源汽车的空调系统，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：
根据本申请的具体实施方式，第一方面，本申请提供一种新能源汽车的空调系统，包括：内循环装置和外循环装置；所述内循环装置包括：
储液罐41，其输出端与压缩机11的输入端连接，所述储液罐41配置为存储制冷剂；
所述压缩机11，其输出端与水冷冷凝器31的第一输入端连接，所述压缩机11配置为在制冷状态下或在制热状态下将所述储液罐41中的制冷剂输入内循环装置中；
所述水冷冷凝器31，其第一输出端分别与第一两通阀61的输入端和第三两通阀63的输入端连接，所述水冷冷凝器31配置为：在制冷状态下或在制热状态下将通过第一输入端和第一输出端的制冷剂的热量传递给外循环装置；
所述第一两通阀61，其输出端与第一膨胀阀51的输入端连接；
所述第一膨胀阀51，其输出端与室外冷凝器21的输入端连接；
所述室外冷凝器21，其输出端分别与第二单向阀92的输入端和第四两通阀64的输入端连接，所述室外冷凝器21配置为：在制冷状态下将制冷剂的热量释放至车外空气中，或在制热状态下从车外空气中吸收热量；
所述第二单向阀92，其输出端分别与第三膨胀阀53的输入端和第二膨胀阀52的输入端连接；
所述第三膨胀阀53，其输出端与蒸发器33的输入端连接；
所述蒸发器33，其输出端分别与第四单向阀94的输入端、第二两通阀62和第三单向阀93的输入端连接，所述第三膨胀阀53配置为：在制冷状态下利用制冷剂对车内进行降温，或在制热状态下将制冷剂的热量释放至车外空气中；
所述第四单向阀94，其输出端与所述第二膨胀阀52的输入端连接；
所述第二膨胀阀52，其输出端与Chiller34的输入端连接；
所述Chiller34，其输出端与储液罐41的输入端连接；
所述第三两通阀63，其输出端与所述第三膨胀阀53的输入端和连接，所述Chiller34配置为：在制冷状态下对车载电池进行冷却，或在制热状态下从车载电池中吸收热量；
所述第三单向阀93，其输出端与所述第一膨胀阀51的输入端连接；
所述第二两通阀62，其输出端与所述储液罐41的输入端连接；
所述第四两通阀64，其输出端与第一单向阀91的输入端连接；
所述第一单向阀91，其输出端与所述储液罐41的输入端连接。
可选的，所述水冷冷凝器31，还包括第二输入端和第二输出端，所述水冷冷凝器31还配置为通过经过所述第二输入端和所述第二输出端的冷却液吸收制冷剂传递的热量；
所述外循环装置还包括：
水泵81，其的输入端与所述水冷冷凝器31的第二输出端连接，所述水泵81配置为使所述外循环装置中的冷却液循环运动；
所述水泵81，其输出端分别与供热器32和散热器22连接；
所述供热器32，其输出端与三通阀71的第一输入端连接，所述供热器32配置为在制热状态下将冷却液的热量释放至车内空气中；
所述散热器22，其输出端与所述三通阀71的第二输入端连接，所述散热器22配置为在制冷状态下将冷却液的热量释放至车外空气中；
所述三通阀71，其输出端与所述水冷冷凝器31的第二输入端连接。
可选的，所述系统还包括冷却风扇23；所述冷却风扇23与所述冷凝器21、所述散热器22串行且相互临近设置，所述冷却风扇23配置为控制所述冷却风扇23与所述冷凝器21的散热速度。
可选的，所述储液罐41包括气液分离部件。
可选的，所述供热器32包括暖风芯体。
可选的，所述暖风芯体包括风暖部件。
可选的，所述供热器32还包括水暖加热体。
可选的，所述压缩机11包括消音器。
本申请实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
本申请提供了一种新能源汽车的空调系统，具有制冷剂二次冷凝和二次节流功能，能够提高换热效率，提升空调系统在高温环境中的制冷效果和低温环境中的制热效果，降低系统能耗。
附图说明
图1示出了根据本申请实施例的新能源汽车的空调系统的示意图；
图2示出了根据本申请实施例的新能源汽车的空调系统在制冷状态下的工况示意图；
图3示出了根据本申请实施例的新能源汽车的空调系统在制热状态下的工况示意图；
图4示出了根据本申请实施例的室外冷凝器、散热器和冷却风扇的布局示意图。
附图标记说明：
11-压缩机，
21-室外冷凝器，22-散热器，23-冷却风扇，
31-水冷冷凝器，32-供热器，33-蒸发器，34-Chiller，
41-储液罐，
51-第一膨胀阀，52-第二膨胀阀，53-第三膨胀阀，
61-第一两通阀，62-第二两通阀，63-第三两通阀，64-第四两通阀，
71-三通阀，
81-水泵，
91-第一单向阀，92-第二单向阀，93-第三单向阀，94-第四单向阀。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些描述不应限于这些术语。这些术语仅用来将描述区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
特别需要说明的是，在说明书中存在的符号和/或数字，如果在附图说明中未被标记的，均不是附图标记。
特别需要说明的是，本说明书中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的部件的位置关系，用于解释和描述本发明，不能理解为本发明的限制。
下面结合附图详细说明本申请的可选实施例。
对本申请提供的实施例，即一种新能源汽车的空调系统的实施例。
下面结合图1对本申请实施例进行详细说明。
本申请实施例提供了一种新能源汽车的空调系统，包括：内循环装置和外循环装置。
所述内循环装置包括：压缩机11、室外冷凝器21、水冷冷凝器31、蒸发器33、Chiller34、储液罐41、第一膨胀阀51、第二膨胀阀52、第三膨胀阀53、第一两通阀61、第二两通阀62、第三两通阀63、第四两通阀64、第一单向阀91、第二单向阀92、第三单向阀93和第四单向阀94。
所述储液罐41，其输出端与压缩机11的输入端连接，所述储液罐41配置为存储制冷剂。
可选的，所述储液罐41包括气液分离部件，能够对制冷剂进行干燥处理，例如，所述储液罐41为气液分离器。
所述压缩机11，其输出端与水冷冷凝器31的第一输入端连接，所述压缩机11配置为在制冷状态下或在制热状态下将所述储液罐41中的制冷剂输入内循环装置中。
可选的，所述压缩机11包括消音器，用于降低压缩机11工作时产生的噪音。
所述水冷冷凝器31，其第一输出端分别与第一两通阀61的输入端和第三两通阀63的输入端连接，所述水冷冷凝器31配置为：在制冷状态下或在制热状态下将通过第一输入端和第一输出端的制冷剂的热量传递给外循环装置。
所述第一两通阀61，其输出端与第一膨胀阀51的输入端连接。
所述第一膨胀阀51，其输出端与室外冷凝器21的输入端连接；
所述室外冷凝器21，其输出端分别与第二单向阀92的输入端和第四两通阀64的输入端连接，所述室外冷凝器21配置为：在制冷状态下将制冷剂的热量释放至车外空气中，或在制热状态下从车外空气中吸收热量。
所述第二单向阀92，其输出端分别与第三膨胀阀53的输入端和第二膨胀阀52的输入端连接。
所述第三膨胀阀53，其输出端与蒸发器33的输入端连接。
所述蒸发器33，其输出端分别与第四单向阀94的输入端、第二两通阀62和第三单向阀93的输入端连接，所述第三膨胀阀53配置为：在制冷状态下利用制冷剂对车内进行降温，或在制热状态下将制冷剂的热量释放至车外空气中。
所述第四单向阀94，其输出端与所述第二膨胀阀52的输入端连接。
当然，所述第四单向阀94，其输出端也可以与Chiller34的输入端连接。
所述第二膨胀阀52，其输出端与Chiller34的输入端连接。所述Chiller34，其输出端与储液罐41的输入端连接；
所述第三两通阀63，其输出端与所述第三膨胀阀53的输入端和连接，所述Chiller34配置为：在制冷状态下对车载电池进行冷却，或在制热状态下从车载电池中吸收热量。
所述第三单向阀93，其输出端与所述第一膨胀阀51的输入端连接。
所述第二两通阀62，其输出端与所述储液罐41的输入端连接。
所述第四两通阀64，其输出端与第一单向阀91的输入端连接。
所述第一单向阀91，其输出端与所述储液罐41的输入端连接。
当然，第四两通阀64与所述第一单向阀91可以互换位置。
在一些具体实施例中，如图1所示，所述水冷冷凝器31，还包括第二输入端和第二输出端，所述水冷冷凝器31还配置为通过经过所述第二输入端和所述第二输出端的冷却液吸收制冷剂传递的热量。
所述外循环装置还包括：散热器22、供热器32、三通阀71和水泵81。
所述水泵81，其的输入端与所述水冷冷凝器31的第二输出端连接，所述水泵81配置为使所述外循环装置中的冷却液循环运动。
所述水泵81，其输出端分别与供热器32和散热器22连接。
所述供热器32，其输出端与三通阀71的第一输入端连接，所述供热器32配置为在制热状态下将冷却液的热量释放至车内空气中。
可选的，所述供热器32包括暖风芯体。
进一步地，所述暖风芯体包括风暖部件。
可选的，所述供热器32还包括水暖加热体。
所述散热器22，其输出端与所述三通阀71的第二输入端连接，所述散热器22配置为在制冷状态下将冷却液的热量释放至车外空气中。
所述三通阀71，其输出端与所述水冷冷凝器31的第二输入端连接。
在一些具体实施例中，如图4所示，所述系统还包括冷却风扇23；所述冷却风扇23与所述冷凝器21、所述散热器22串行且相互临近设置，所述冷却风扇23配置为控制所述冷却风扇23与所述冷凝器21的散热速度。使用控制冷却风扇23有利于空调性能的提升。
如图2所示，本申请实施例中，在制冷状态下，在内循环装置中，控制第一两通阀61和第二两通阀62打开，第三两通阀63和第四两通阀64关闭，第一膨胀阀51、第二膨胀阀52和第三膨胀阀53打开。从而形成第一内循环制冷回路和第二内循环制冷回路，所述第一内循环制冷回路包括以下附图标记：41、11、31、61、51、21、92、53、33、62和41，所述第二内循环制冷回路包括以下附图标记：41、11、31、61、51、21、92、52、34和41。在外循环装置中，控制三通阀71的第二输入端和三通阀71的输出端连通，第一输入端关闭。从而形成第一外循环制冷回路，所述外循环制冷回路包括：水冷冷凝器31、水泵81、散热器22、三通阀71和水冷冷凝器31。
在第一内循环制冷回路中，当冷却风扇23开启转动时，压缩机11开启转动，使制冷剂从储液罐41中流入压缩机11，压缩机11将制冷剂压缩后输入水冷冷凝器31，制冷剂在水冷冷凝器31中与外循环装置中循环的冷却液进行第一次热交换，将热量传递至冷却液中。然后通过散热器22将部分热量释放到车外空气中。制冷剂随后通过第一两通阀61和第一膨胀阀51进入室外冷凝器21中进行第二次热交换，将部分热量释放到车外空气中。然后制冷剂分别通过第三膨胀阀53和蒸发器33对车内进行降温。在第二内循环制冷回路中，通过第二膨胀阀52和Chiller34对电池进行冷却，最后回到储液罐41中。
具体的，通过控制第二膨胀阀52和第三膨胀阀53的开度调节第一内循环制冷回路和第二内循环制冷回路中的制冷剂流量可以满足车内降温和电池冷却的不同需求。例如，关闭第二膨胀阀52，打开第三膨胀阀53，能够实现对车内的单独降温；打开第二膨胀阀52，关闭第三膨胀阀53，能够实现对电池单独冷却；同时打开第二膨胀阀52和第三膨胀阀53，能够实现同时对车内和电池降温。
具体的，所述压缩机11、冷却风扇23和水泵81的转速根据车内降温和电池冷却需求进行控制调节。
如图3所示，本申请实施例中，在制热状态下，在内循环装置中，控制第一两通阀61和第二两通阀62关闭，控制第三两通阀63和第四两通阀64打开，控制第一膨胀阀51、第二膨胀阀52和第三膨胀阀53打开。从而形成第一内循环制热回路和第二内循环制热回路，所述第一内循环制热回路包括：储液罐41、压缩机11、水冷冷凝器31、第三两通阀63、第二膨胀阀52、蒸发器33、第三单向阀93、第一膨胀阀51、室外冷凝器21、第四两通阀64、第一单向阀91和储液罐41；所述第二内循环制热回路包括：储液罐41、压缩机11、水冷冷凝器31、第三两通阀63、第二膨胀阀52、蒸发器33、第四单向阀94、第二膨胀阀52、Chiller 34和储液罐41。在外循环装置中，控制三通阀71的第一输入端和三通阀71的输出端连通，第二输入端关闭。从而形成外循环制热回路，所述外循环制热回路包括：水冷冷凝器31、水泵81、供热器32、三通阀71和水冷冷凝器31。
在第一内循环制热回路中，当冷却风扇23开启转动时，压缩机11开启转动，使制冷剂从储液罐41中流入压缩机11，压缩机11将制冷剂压缩后输入水冷冷凝器31，制冷剂在水冷冷凝器31中与外循环装置中循环的冷却液进行第一次热交换，将热量传递至冷却液中。然后通过外循环装置中的供热器32将热量释放到车内空气中。制冷剂随后通过第三两通阀63和第三膨胀阀53进入蒸发器33中进行第二次热交换，通过蒸发器33再次将部分热量释放到车内空气中。然后在制冷剂分别通过第一膨胀阀51进入室外冷凝器21中从车外空气中吸收热量。而在第二内循环制热回路中，制冷剂通过第二膨胀阀52进入Chiller34中，从电驱和电池冷却液中吸热，随后回到储液罐41中。
具体的，根据环境温度、电驱和电池水路余热及采暖需求控制第一膨胀阀51和第二膨胀阀52的开度调节第一内循环制热回路和第二内循环制热回路中制冷剂的流量，能够实现空气源和水源热泵。例如，关闭第二膨胀阀52，打开第一膨胀阀51，能够实现对车内的单独供热；打开第二膨胀阀52，关闭第一膨胀阀51，能够实现对电池单独供热；同时打开第二膨胀阀52和第一膨胀阀51，能够实现同时对车内和电池供热。
具体的，所述压缩机11、冷却风扇23和水泵81的转速根据车内采暖需求进行控制调节。
本申请实施例提供了一种新能源汽车的空调系统，具有制冷剂二次冷凝和二次节流功能，能够提高换热效率，提升空调系统在高温环境中的制冷效果和低温环境中的制热效果，降低系统能耗。
最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种新能源汽车的空调系统，其特征在于，包括：内循环装置和外循环装置；所述内循环装置包括：
储液罐(41)，其输出端与压缩机(11)的输入端连接，所述储液罐(41)配置为存储制冷剂；
所述压缩机(11)，其输出端与水冷冷凝器(31)的第一输入端连接，所述压缩机(11)配置为在制冷状态下或在制热状态下将所述储液罐(41)中的制冷剂输入内循环装置中；
所述水冷冷凝器(31)，其第一输出端分别与第一两通阀(61)的输入端和第三两通阀(63)的输入端连接，所述水冷冷凝器(31)配置为：在制冷状态下或在制热状态下将通过第一输入端和第一输出端的制冷剂的热量传递给外循环装置；
所述第一两通阀(61)，其输出端与第一膨胀阀(51)的输入端连接；
所述第一膨胀阀(51)，其输出端与室外冷凝器(21)的输入端连接；
所述室外冷凝器(21)，其输出端分别与第二单向阀(92)的输入端和第四两通阀(64)的输入端连接，所述室外冷凝器(21)配置为：在制冷状态下将制冷剂的热量释放至车外空气中，或在制热状态下从车外空气中吸收热量；
所述第二单向阀(92)，其输出端分别与第三膨胀阀(53)的输入端和第二膨胀阀(52)的输入端连接；
所述第三膨胀阀(53)，其输出端与蒸发器(33)的输入端连接；
所述蒸发器(33)，其输出端分别与第四单向阀(94)的输入端、第二两通阀(62)和第三单向阀(93)的输入端连接，所述第三膨胀阀(53)配置为：在制冷状态下利用制冷剂对车内进行降温，或在制热状态下将制冷剂的热量释放至车外空气中；
所述第四单向阀(94)，其输出端与所述第二膨胀阀(52)的输入端连接；
所述第二膨胀阀(52)，其输出端与Chiller(34)的输入端连接；
所述Chiller(34)，其输出端与储液罐(41)的输入端连接；
所述第三两通阀(63)，其输出端与所述第三膨胀阀(53)的输入端和连接，所述Chiller(34)配置为：在制冷状态下对车载电池进行冷却，或在制热状态下从车载电池中吸收热量；
所述第三单向阀(93)，其输出端与所述第一膨胀阀(51)的输入端连接；
所述第二两通阀(62)，其输出端与所述储液罐(41)的输入端连接；
所述第四两通阀(64)，其输出端与第一单向阀(91)的输入端连接；
所述第一单向阀(91)，其输出端与所述储液罐(41)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水冷冷凝器(31)，还包括第二输入端和第二输出端，所述水冷冷凝器(31)还配置为通过经过所述第二输入端和所述第二输出端的冷却液吸收制冷剂传递的热量；
所述外循环装置还包括：
水泵(81)，其的输入端与所述水冷冷凝器(31)的第二输出端连接，所述水泵(81)配置为使所述外循环装置中的冷却液循环运动；
所述水泵(81)，其输出端分别与供热器(32)和散热器(22)连接；
所述供热器(32)，其输出端与三通阀(71)的第一输入端连接，所述供热器(32)配置为在制热状态下将冷却液的热量释放至车内空气中；
所述散热器(22)，其输出端与所述三通阀(71)的第二输入端连接，所述散热器(22)配置为在制冷状态下将冷却液的热量释放至车外空气中；
所述三通阀(71)，其输出端与所述水冷冷凝器(31)的第二输入端连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括冷却风扇(23)；所述冷却风扇(23)与所述冷凝器(21)、所述散热器(22)串行且相互临近设置，所述冷却风扇(23)配置为控制所述冷却风扇(23)与所述冷凝器(21)的散热速度。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述储液罐(41)包括气液分离部件。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述供热器(32)包括暖风芯体。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述暖风芯体包括风暖部件。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述供热器(32)还包括水暖加热体。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压缩机(11)包括消音器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310504106.4A CN116729056A (zh) | 2023-05-06 | 2023-05-06 | 一种新能源汽车的空调系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310504106.4A CN116729056A (zh) | 2023-05-06 | 2023-05-06 | 一种新能源汽车的空调系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN116729056A true CN116729056A (zh) | 2023-09-12 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310504106.4A Pending CN116729056A (zh) | 2023-05-06 | 2023-05-06 | 一种新能源汽车的空调系统 |
Country Status (1)
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2023
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