CN209126464U - 集成式电动汽车热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集成式电动汽车热泵空调系统，通过在车舱内设置暖风温控回路，利用暖风温控回路中的暖风芯体和加热器对车舱内的空气进行加热，由此热泵空调中可以不必使用车外换热器，避免了车外换热器在冬季结霜的情况出现，从而保证冬季车内供暖的连续性。另外，通过第一换热器的使用，能够将热泵空调和电机温控回路联通成为一个整体，能够回收电机产生的热量，避免了能量的损失，还能够利用热泵空调对电机进行降温的操作，提高了电机和电池的温度调节效率。

Description

集成式电动汽车热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种集成式电动汽车热泵空调系统。

背景技术

目前，电动汽车中基本都包括三个温度调节装置。

第一个是用于对车内温度进行调节，提升车内人员乘车舒适性的空调；

第二个是用于对电池包进行温度调节的装置，因为电池包的温度必须在适当的范围内其才可以正常的工作；

第三个是用于对电机进行温度调节的装置，同电池包一样，电机的温度也必须在适当的范围内其才可以正常的工作。

现有技术中的上述温度调节装置中，存在着以下问题：

(1)车内温度调节过程中使用车外换热器，在冬季容易结霜，而在车外换热器进行除霜操作时，是无法同时对车内空气进行加热的，影响车内乘车人员的舒适性。

(2)由于三个温度调节装置都是彼此独立工作的，彼此之间的产热不能互通。例如，在电动汽车行驶过程中，热泵空调正在通过消耗能量的为车舱加热，而电机在运行时会散热，这部分热量并没有得到有效的利用，而是直接损失掉，会造成能量的浪费。

因此，亟需一种集成式电动汽车热泵空调系统及其控制方法以解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中电动汽车热量管理过程中出现的上述技术问题，进而提供一种集成式电动汽车热泵空调系统。

为解决上述问题，本实用新型提供一种集成式电动汽车热泵空调系统，包括：热泵空调、暖风温控回路、电机温控回路和第一换热器，其中：

所述暖风温控回路包括暖风芯体和加热器；所述暖风芯体的第一端通过第一开关阀与热泵空调中冷凝器的第一端连接；所述加热器的第一端与所述暖风芯体的第二端连接，所述加热器的第二端通过第三开关阀与所述冷凝器的第二端连接；所述第一开关阀和所述第三开关阀在车载控制器的控制下导通或断开；所述第一换热器的第一端和第二端接入热泵空调的制冷剂循环回路中，并且在所述第一换热器的第一端和/或第二端与热泵空调的制冷剂循环回路之间设置有第一阀门；所述第一换热器的第三端和第四端分别连接于电机温控回路的散热器的两端，并且在所述第一换热器的第三端和/或第四端与电机温控回路的散热器之间设置有第二阀门；所述第一阀门和所述第二阀门在车载控制器的控制下导通或断开。

以上方案中，通过在车舱内设置暖风温控回路，利用暖风温控回路中的暖风芯体和加热器对车舱内的空气进行加热，由此热泵空调中可以不必使用车外换热器，避免了车外换热器在冬季结霜的情况出现，从而保证冬季车内供暖的连续性。另外，通过第一换热器能够将热泵空调和电机温控回路联通成为一个整体，能够回收电机产生的热量供热泵空调使用，避免了能量的损失，还能够利用热泵空调对电机进行加热或降温的操作，提高了电机的温度调节效率。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，还包括电池温控回路和第二换热器：所述冷凝器的第一端通过第二开关阀与电池温控回路中的散热器的第一端连接；所述冷凝器的第二端通过第四开关阀与电池温控回路中的散热器的第二端连接；所述第二开关阀和所述第四开关阀在车载控制器的控制下导通或断开；所述第二换热器的第一端和第二端分别连接于电机温控回路的散热器的两端，并且在所述第二换热器的第一端和/或第二端与电机温控回路的散热器之间设置有第三阀门；所述第二换热器的第三端和第四端分别连接于电池温控回路的散热器的两端，并且在第二换热器的第三端和/或第四端与电池温控回路的散热器之间设置有第四阀门；所述第三阀门和所述第四阀门在车载控制器的控制下导通或断开。以上方案中，通过设置第二换热器能够将电机温控回路与电池温控回路联通为一个整体，能够利用电机产生的热量为电池包进行加热，从而进一步提高了能量利用效率。由于电池温控回路能够与热泵空调中的冷凝器直接相连，从而也实现了将电池温控回路与热泵空调联通在一起的目的，能够利用热泵空调为电池温控回路中的冷却介质的温度进行调节，从而提高电池包的温度调节效率。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，所述第一换热器的第一端通过所述第一阀门与所述冷凝器的第三端连接；所述第一换热器的第二端与述热泵空调中的车内蒸发器的第二端连接；所述第一换热器的第三端通过第二阀门与电机温控回路中的散热器的第一端连接；所述第一换热器的第四端与电机温控回路中的散热器的第二端连接。以上方案中，第一换热器直接接入电机温控回路中的散热器，能够在散热器处与电机温控回路中的制冷剂进行温度交换，从而更方便地对电机产生的热量进行回收，降低了能量的损失。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，所述第二换热器的第一端与电机温控回路中的散热器的第一端连接，所述第二换热器的第二端通过第三阀门与电机温控回路中的散热器的第二端连接；所述第二换热器的第三端通过第四阀门与电池温控回路中的散热器的第二端连接；所述第二换热器的第四端与电池温控回路中的加热器的第一端连接。以上方案中，第二换热器直接接入电机温控回路中的散热器，能够在散热器处与电机温控回路中的制冷剂进行温度交换，从而更方便地对电机产生的热量进行回收，降低了能量的损失。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，所述第一阀门为流量调节阀；所述第二阀门和所述第三阀门由第一三通阀构成，第一三通阀的第一端口与第二端口构成第二阀门，第一三通阀的第二端口与第三端口构成第三阀门。以上方案中，通过有效利用三通阀的导通特性实现不同支路的导通控制，降低了整个系统的元件数量，简化了系统结构。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，电池温控回路中配置有电池冷却器，所述电池冷却器具有四个端口：所述电池冷却器的第一端口与电池温控回路中的散热器的第一端连接，所述电池冷却器的第二端口与电池包连接；所述电池冷却器的第一端口还通过第五阀门与第二换热器的第三端连接；所述电池冷却器的第三端口与车内蒸发器的第二端连接，其中车内蒸发器的第一端通过第一电控流量阀与所述冷凝器的第三端连接；所述电池冷却器的第四端口通过第二电控流量阀与所述冷凝器的第三端连接。以上方案中，通过配置电池冷却器的端口导通关系，能够简便地将电池温控回路与电机温控回路、热泵空调联通，使三者的能量能够相互利用。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，所述第四阀门和所述第五阀门由第二三通阀构成，第二三通阀的第一端口与第二端口构成第四阀门，第二三通阀的第一端口与第三端口构成第五阀门。以上方案中，通过三通阀实现不同阀门的组合，能够进一步简化系统的结构。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，所述暖风温控回路中包括第三三通阀，所述第三三通阀的第一端与所述暖风芯体的第一端连接，所述第三三通阀的第二端与热泵空调中的冷凝器的第一端连接，所述第三三通阀的第三端与电池温控回路中的散热器的第一端连接。以上方案中，通过三通阀实现不同阀门的组合，能够进一步简化系统的结构，并且由于不同支路中均采用了单独的阀门进行控制，从而能够使得整个系统中的不同温控装置能够同时工作，增加了系统可能的工作模式。

可选地，上述的集成式电动汽车热泵空调系统中，所述暖风温控回路中包括第四三通阀，所述第四三通阀的第一端与所述加热器第二端连接，所述第四三通阀的第二端与所述冷凝器的第二端连接，所述第四三通阀的第三端与电池温控回路中的散热器的第二端连接。以上方案中，通过三通阀实现不同阀门的组合，能够进一步简化系统的结构，并且由于不同支路中均采用了单独的阀门进行控制，从而能够使得整个系统中的不同温控装置能够同时工作，增加了系统可能的工作模式。

本实用新型提供的集成式电动汽车热泵空调系统，通过在车舱内设置暖风温控回路，利用暖风温控回路中的暖风芯体和加热器对车舱内的空气进行加热，由此热泵空调中可以不必使用车外换热器，避免了车外换热器在冬季结霜的情况出现，从而保证冬季车内供暖的连续性。另外，通过第一换热器和第二换热器的使用，能够将热泵空调、电机温控回路和电池温控回路联通成为一个整体，能够回收电机、电池等产生的热量，避免了能量的损失，还能够利用热泵空调对电机和电池进行加热或降温的操作，提高了电机和电池的温度调节效率。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例所述集成式电动汽车热泵空调系统的结构示意图；

图2至图7分别为图1所示集成式电动汽车热泵空调系统的不同工作状态。

具体实施方式

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，说明书附图中虚线是表示未导通，无制冷剂流过。

需要说明的是，本实用新型附图中虚线部分表示由于阀的截止而未导通的支路，实线部门表示导通支路，其中箭头方向表示支路中制冷剂的流通方向。

实施例1

本实施例提供一种集成式电动汽车热泵空调系统，包括：热泵空调、暖风温控回路、电机温控回路和第一换热器10，如图1所示，所述暖风温控回路包括暖风芯体8和加热器14，所述暖风芯体8通过风门7与热泵空调中的车内蒸发器6连接。所述电机温控回路中包括水泵16、电控单元17、电机18、低温散热器23、风扇24。所述电池温控回路中包括水泵26、高压水暖加热器25、散热器22、电池冷却器9和电池包27。热泵空调中包括压缩机1、冷凝器2、车内蒸发器6、气液分离器11。上述部件均可采用现有技术中已有的相关产品实现。

所述暖风芯体8的第一端通过第一开关阀及水泵12与热泵空调中冷凝器2的第一端连接(图中所示，在暖风芯体8和冷凝器2之间设置有水泵12，其作用是能够加快制冷剂循环)；所述加热器14的第一端与所述暖风芯体8的第二端连接，所述加热器14的第二端通过第三开关阀与所述冷凝器2的第二端连接；所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第三开关阀和所述第四开关阀在车载控制器的控制下导通或断开。

另外，如图所示，上述系统还包括第一换热器10；所述第一换热器 10的第一端和第二端接入热泵空调的制冷剂循环回路中，并且在所述第一换热器10的第一端和/或第二端与热泵空调的制冷剂循环回路之间设置有第一阀门；所述第一换热器10的第三端和第四端分别连接于电机温控回路的低温散热器23的两端，并且在所述第一换热器10的第三端和/ 或第四端与电机温控回路的低温散热器23之间设置有第二阀门；所述第一阀门和所述第二阀门在车载控制器的控制下导通或断开。

本实施例提供的以上方案中，通过在车舱内设置暖风温控回路，利用暖风温控回路中的暖风芯体和加热器对车舱内的空气进行加热，由此热泵空调中可以不必使用车外换热器，避免了车外换热器在冬季结霜的情况出现，从而保证冬季车内供暖的连续性。另外，通过第一换热器将热泵空调和电机温控回路联通成为一个整体，能够回收电机产生的热量，避免了能量的损失，还能够利用热泵空调对电机进行加热或降温的操作，提高了电机的温度调节效率。

优选地，上述方案中还包括电池温控回路和第二换热器20，所述冷凝器2的第一端通过水泵12及第二开关阀与电池温控回路中的散热器22 的第一端连接；所述冷凝器2的第二端通过第四开关阀与电池温控回路中的散热器22的第二端连接；所述第二换热器20的第一端和第二端分别连接于电机温控回路的低温散热器23的两端，并且在所述第二换热器20的第一端和/或第二端与电机温控回路的低温散热器23之间设置有第三阀门；所述第二换热器20的第三端和第四端分别连接于电池温控回路的散热器22的两端，并且在第二换热器20的第三端和/或第四端与电池温控回路的散热器22之间设置有第四阀门；所述第三阀门和所述第四阀门在车载控制器的控制下导通或者截止。对于本领域技术人员来说，第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀均可以采用单独的电磁阀来实现，本实施例中，为了能够进一步减少元件的数量，如图1所示，第一开关阀和第二开关阀可以通过第三三通阀13实现，即第三三通阀13的三个端口分别与暖风芯体8、水泵12和电池温控回路中散热器 22的第一端连接，水泵12的第二端与冷凝器2连接。第三开关阀和第四开关阀可以通过第四三通阀15来实现，即第四三通阀15的三个端口分别与加热器14、冷凝器2和电池温控回路中散热器22的第二端连接。以上，加热器14可以采用高压水暖加热器实现。

本实施例提供的以上方案中，通过在车舱内设置暖风温控回路，利用暖风温控回路中的暖风芯体和加热器对车舱内的空气进行加热，由此热泵空调中可以不必使用车外换热器，避免了车外换热器在冬季结霜的情况出现，从而保证冬季车内供暖的连续性。另外，通过第一换热器和第二换热器的使用，能够将热泵空调、电机温控回路和电池温控回路联通成为一个整体，能够回收电机、电池等产生的热量，避免了能量的损失，还能够利用热泵空调对电机和电池进行加热或降温的操作，提高了电机和电池的温度调节效率。

优选地，上述系统中电池温控回路中配置的电池冷却器9具有四个端口，例如可以选择双芯体电池冷却器，所述电池冷却器9的第一端口与电池温控回路中的散热器22的第一端连接，所述电池冷却器9的第二端口与电池包27连接；所述电池冷却器9的第一端口还通过第五阀门与第二换热器20的第三端连接；所述电池冷却器9的第三端口与车内蒸发器6的第二端连接，其中车内蒸发器6的第一端通过第一电控流量阀3 与所述冷凝器2的第三端连接；所述电池冷却器9的第四端口通过第二电控流量阀4与所述冷凝器2的第三端连接。通过配置电池冷却器的端口导通关系，能够简便地将电池温控回路与电机温控回路、热泵空调联通，使三者的能量能够相互利用。所述第一电控流量阀3和所述第二电控流量阀4选择电子膨胀阀实现。

上述方案中，第一阀门通过流量调节阀5来实现，第二阀门、第三阀门由第一三通阀19构成，第一三通阀19的三端分别与第一换热器10 的第三端、电机温控回路的低温散热器23的第二端、第二换热器的第二端连接。通过三通阀实现多种方向的回路控制，能够减少系统元件总体数量，提高系统的集成度。而第四阀门与第五阀门通过第二三通阀21来实现，即第二三通阀21的三端分别与第二换热器20的第三端、电池温控回路中的散热器的第二端、电池冷却器9的第三端连接。

如图所示，其中所述第一换热器10的第一端通过流量调节阀5与所述冷凝器2的第三端连接；所述第一换热器10的第二端与述热泵空调中的车内蒸发器6的第二端连接；所述第一换热器10的第三端与第一三通阀19的一端连接，所述第一换热器10的第四端与电机温控回路中的低温散热器23的第二端连接。以上方案中，第一换热器10直接接入电机温控回路中的低温散热器23，能够在散热器处与电机温控回路中的制冷剂进行温度交换，从而更方便地对电机18产生的热量进行回收，降低了能量的损失。

所述第二换热器20的第一端与电机温控回路中的低温散热器23的第一端连接，所述第二换热器20的第二端与第一三通阀19的一端连接，所述第二换热器20的第三端与第二三通阀21的一端连接，所述第二三通阀21的另一端与电池温控回路中的散热器22的第二端连接，所述第二三通阀21的第三端与电池冷却器9的第三端连接；所述第二换热器20 的第四端与电池温控回路中的高压水暖加热器25的第一端连接。所述电池温控回路中的高压水暖加热器25的第二端通过水泵26与电池包27连接。同理，第二换热器20直接接入电机温控回路中的散热器，能够在散热器处与电机温控回路中的制冷剂进行温度交换，从而更方便地对电机产生的热量进行回收，降低了能量的损失。以上方案中，通过三通阀实现不同阀门的组合，能够进一步简化系统的结构，并且由于不同支路中均采用了单独的阀门进行控制，从而能够使得整个系统中的不同温控装置能够同时工作，增加了系统可能的工作模式。

实施例2

本实施例提供一种上述集成式电动汽车热泵空调系统的控制方法，包括：车载控制器根据电动汽车的外部环境温度、电池温度、车舱内温度和电机温度，控制热泵空调、暖风温控回路、电机温控回路和/或电池温控回路的运行状态；

所述车载控制器响应需求模式信号，其输出端输出与所述需求模式信号匹配的控制信号以控制第一开关阀和/或第二开关阀和/或第三开关阀和/或第四开关阀和/或第一阀门和/或第二阀门和/或第三阀门和/或第四阀门和/或第五阀门和/或第一电控流量阀和/或第二电控流量阀和/ 或第三三通阀和/或第四三通阀的导通或截止。以上方案中，车载控制器作为电动汽车的控制中枢，能够控制热泵空调、电机温控装置和电池温控装置的启停。同时，车载控制器能够响应外部输入的需求模式信号，或者根据电动汽车中设置的传感器、监控装置等检测到的电动汽车的状态数据解析计算后得到需求模式信号，车载控制器根据需求模式信号能够确定出三个装置之间应该如何互通能够满足需求，从而控制各个阀门、开关阀、电控流量阀的状态能够满足需求模式信号所对应的需求，从而直接控制各个电磁阀和电控流量阀动作即可。由于三个装置之间彼此之间能够实现互相联通，从而能够在需要时收集电机和/或电池散发的热量，供热泵空调使用，有效节约了能量消耗，提高了能量的利用效率。需要说明的是，本实用新型方案的核心点在于提供一种将三种温度调节装置联通在一起的方案，其中的控制方法可以依据现有技术中的工作模式需求进行设定，或者根据人为设定的方式进行设定，并提供相应触发模式的按键等，本实用新型中对这类算法并无改进，因此不在此处详细论述。下面结合附图分别对电动汽车温度调控系统可以工作的模式进行详细说明。

模式一：冬季车内制热模式：

在该模式下，所述热泵空调处于制热模式下且所述需求模式信号代表第一加热模式时，车载控制器的输出端输出第一加热控制信号，所述第一加热模式代表只对车舱内空气进行加热的工作模式；第一开关阀、第三开关阀、第一阀门和第二阀门接收到所述第一加热控制信号后导通，其余各阀门均截止。系统可变形为图2所示的结构。

其工作原理为：冷却水经过水泵12，进入第三三通阀13，再进入暖风芯体8，暖风芯体8对进入乘员舱的空气加热，然后冷却水依次经过所述加热器14、第四三通阀15、冷凝器2，在冷凝器2中，冷却水吸收制冷剂热量，最后冷却水回到水泵12，实现制热循环。如果温度过低，还可以打开所述加热器14，进一步提高车内制热温度。经压缩机1压缩后的高温高压制冷剂进入冷凝器2，然后经过流量调节阀5的节流变成低压低温的制冷剂，进入第一换热器10，制冷剂吸电机冷却液的热量变成低压过热蒸汽，然后进入气液分离器11，然后回到压缩机1。此时，在热泵空调系统中，第一电控流量阀3和第二电控流量阀4均关闭。在电机冷却系统中，冷却水经过水泵16，依次进入电控单元17、电机18、第一三通阀19，然后进入第一换热器10、低温散热器23，最后回到水泵16。

以上方案中，当需要对车舱内空气进行加热时，可直接利用暖风温控回路实现，热泵空调中不必配置车外换热器，能够避免车外换热器结霜的情况出现，由此能够连续第为车舱内空气进行加热，提升了乘车人员的舒适性。

模式二：电池包加热模式(电机热量回收)；

所述热泵空调处于制热模式下且所述需求模式信号代表第二加热模式时，车载控制器的输出端输出第二加热控制信号，所述第二加热模式代表利用电机产生的热量对电池加热的工作模式；第三阀门和第五阀门接收到所述第一加热控制信号后导通，其余各阀门均截止，得到如图3 所示的结构。

其工作原理为：在电机冷却系统中，冷却水经过水泵16，依次进入电控单元17、电机18、第一三通阀19，然后进入第二换热器20，最后回到水泵16。在第二换热器20中，电池冷却液吸收电机冷却液的热量。在电池包冷却系统中，冷却液经过水泵26，依次进入高压水暖加热器25、第二换热器20、第二三通阀21、电池冷却器9、电池包27，最后回到水泵26。如果气温过低，还可以启动高压水暖加热器25，进一步提高电池冷却液温度，对电池包进行加热。以上方案中，能够利用电机产生的热量直接对电池包进行加热，因为只要电动汽车在运行过程中电机就会运行，电机运行过程中就会产生热量，利用电机产生的热量为电池包进行加热，避免电机产热的浪费。

模式三：除湿模式

所述热泵空调处于制热模式下且所述需求模式信号代表除湿模式时，车载控制器的输出端输出除湿控制信号；第一开关阀、第三开关阀和第一电控流量阀接收到所述除湿控制信号后导通，其余各阀门均截止。得到如图4所示的结构。

其工作原理为：经压缩机1压缩后的高温高压制冷剂进入冷凝器2，然后经过第一电控流量阀3的节流变成低压低温的制冷剂，进入车内蒸发器6，在车内蒸发器6中，对进入车内的空气进行降温除湿，然后暖风芯体8对降温除湿的空气进行加热，加热后的空气进入车内，最后，制冷剂进入气液分离器11，然后回到压缩机1。

以上方案中，当需要对车舱内空气进行除湿操作时，使车内蒸发器执行除湿操作，暖风芯体进行加热操作，相比于现有技术中的PTC除湿方式，本方案具有不会浪费电能并且不会给行车安全带来隐患的优势。

模式四：夏季制冷模式

所述热泵空调处于制冷模式下且所述需求模式信号代表第一制冷模式时，车载控制器的输出端输出第一制冷控制信号，所述第一制冷模式代表单独为车舱内空气降温的工作模式；第二电控阀、第四电控阀和第一电控流量阀接收到所述第一制冷控制信号后导通，其余各阀门均截止，得到如图5所示的结构。

其工作原理为：经压缩机1压缩后的高温高压制冷剂进入冷凝器2，然后经过第一电控流量阀3的节流变成低压低温的制冷剂，进入车内蒸发器6，对进入车内的空气降温，制冷剂吸收进入车内空气的热量变成低压过热蒸汽，然后进入气液分离器11，然后回到压缩机1，实现制冷循环。此时，在热泵空调系统中，第二电控流量阀4和流量调节阀5均关闭。在冷凝器2的液体侧，冷却水经过水泵12，进入第三三通阀13，再进入散热器22，然后经过第四三通阀15回到冷凝器2。在冷凝器2中，制冷剂散给冷却水的热量被散热器22传给车外空气。

以上方案中，当单独为车舱内空气进行制冷时，可以断开热泵与电机温控回路和电池温控回路的联系，从而使热泵空调集中为车舱进行降温，提高车舱空气温度降低速度。

模式五：夏季车内制冷同时对电池包进行冷却

所述热泵空调处于制冷模式下且所述需求模式信号代表第二制冷模式时，车载控制器的输出端输出第二制冷控制信号，所述第二制冷模式代表同时为车舱内空气和电池进行降温的工作模式；第二电控阀、第四电控阀、第一电控流量阀和第五阀门接收到所述第二制冷控制信号后导通，其余各阀门均截止。得到如图6所示的结构。

其工作原理为：经压缩机1压缩后的高温高压制冷剂进入冷凝器2，然后分为两路：一路经过第一电控流量阀3的节流变成低压低温的制冷剂，进入车内蒸发器6，对进入车内的空气降温，制冷剂吸收进入车内空气的热量变成低压过热蒸汽，然后进入气液分离器11，然后回到压缩机 1，实现制冷循环。另一路经过第二电控流量阀4进入电池冷却器9，在电池冷却器9中，制冷剂冷却电池冷却液，电池冷却液再给电池包降温，然后制冷剂进入气液分离器11，回到压缩机1。在电池包冷却系统中，冷却液依次经过水泵26、高压水暖加热器25、第二换热器20、第二三通阀21后进入电池冷却器9，再经过电池包27回到水泵26。

以上方案中，通过热泵空调的制冷功能辅助电池包冷却，能够提高电池包的冷却效率，使电池包迅速达到工作最佳温度。

模式六：夏天恶劣温度下电机散热及车内制冷及电池包冷却的工作模式

所述热泵空调处于制冷模式下且所述需求模式信号代表第三制冷模式时，车载控制器的输出端输出第三制冷控制信号，所述第三制冷模式代表同时为车舱内空气、电机和电池进行降温的工作模式；第二电控阀、第四电控阀、第一电控流量阀、第二电控流量阀、第二阀门和第四阀门接收到所述第三制冷控制信号后导通，其余各阀门均截止，得到的如图7所示的结构。

其工作原理为：

经压缩机1压缩后的高温高压制冷剂进入冷凝器2，然后分为三路：一路经过第一电控流量阀3的节流变成低压低温的制冷剂，进入车内蒸发器6，对进入车内的空气降温，制冷剂吸收进入车内空气的热量变成低压过热蒸汽，然后进入气液分离器11，然后回到压缩机1，实现制冷循环。第二路经过第二电控流量阀4进入电池冷却器9，在电池冷却器9 中，制冷剂冷却电池冷却液，电池冷却液再给电池包降温，然后制冷剂进入气液分离器11，回到压缩机1。第三路经过流量调节阀5进入第一换热器10，在第一换热器10中，制冷剂冷却电机冷却液，然后制冷剂进入气液分离器11，回到压缩机1。在电机冷却系统中，除了低温散热器23以外，通过第一换热器10，可以进一步降低电机冷却液的温度，保证电机冷却效果。在电池冷却系统中，除了电池冷却器9以外，通过增加散热器22，可以进一步降低电池冷却液温度，保证电池冷却效果。

在炎热地区，夏天恶劣天气下，气温可达45℃以上，这时车内需要制冷，电池包需要冷却，在电机冷却系统中，低温散热器在如此恶劣气温下可能无法把电机冷却液的温度降低到设计目标值，导致电控入口处冷却液温度高于设计值，这时电机电控固体表面温度会超过设计指标，影响安全及整车性能。以上方案中，通过热泵空调、电机温控回路和电池温控回路之间的互联互通，能够采用热泵空调同时为车舱内空气、电机和电池包降温，可以进一步降低电机冷却液的温度，解决在超高温天气下电机冷却系统冷却能力不足的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于，包括：热泵空调、暖风温控回路、电机温控回路和第一换热器，其中：

所述暖风温控回路包括暖风芯体和加热器；所述暖风芯体的第一端通过第一开关阀与热泵空调中冷凝器的第一端连接；所述加热器的第一端与所述暖风芯体的第二端连接，所述加热器的第二端通过第三开关阀与所述冷凝器的第二端连接；所述第一开关阀和所述第三开关阀在车载控制器的控制下导通或断开；

所述第一换热器的第一端和第二端接入热泵空调的制冷剂循环回路中，并且在所述第一换热器的第一端和/或第二端与热泵空调的制冷剂循环回路之间设置有第一阀门；所述第一换热器的第三端和第四端分别连接于电机温控回路的散热器的两端，并且在所述第一换热器的第三端和/或第四端与电机温控回路的散热器之间设置有第二阀门；所述第一阀门和所述第二阀门在车载控制器的控制下导通或断开。

2.根据权利要求1所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于，还包括电池温控回路和第二换热器：

所述冷凝器的第一端通过第二开关阀与电池温控回路中的散热器的第一端连接；所述冷凝器的第二端通过第四开关阀与电池温控回路中的散热器的第二端连接；所述第二开关阀和所述第四开关阀在车载控制器的控制下导通或断开；

所述第二换热器的第一端和第二端分别连接于电机温控回路的散热器的两端，并且在所述第二换热器的第一端和/或第二端与电机温控回路的散热器之间设置有第三阀门；所述第二换热器的第三端和第四端分别连接于电池温控回路的散热器的两端，并且在第二换热器的第三端和/或第四端与电池温控回路的散热器之间设置有第四阀门；所述第三阀门和所述第四阀门在车载控制器的控制下导通或断开。

3.根据权利要求2所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

所述第一换热器的第一端通过所述第一阀门与所述冷凝器的第三端连接；所述第一换热器的第二端与述热泵空调中的车内蒸发器的第二端连接；所述第一换热器的第三端通过第二阀门与电机温控回路中的散热器的第一端连接；所述第一换热器的第四端与电机温控回路中的散热器的第二端连接。

4.根据权利要求3所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

所述第二换热器的第一端与电机温控回路中的散热器的第一端连接，所述第二换热器的第二端通过第三阀门与电机温控回路中的散热器的第二端连接；所述第二换热器的第三端通过第四阀门与电池温控回路中的散热器的第二端连接；所述第二换热器的第四端与电池温控回路中的加热器的第一端连接。

5.根据权利要求4所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

所述第一阀门为流量调节阀；所述第二阀门和所述第三阀门由第一三通阀构成，第一三通阀的第一端口与第二端口构成第二阀门，第一三通阀的第二端口与第三端口构成第三阀门。

6.根据权利要求2-5任一项所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

电池温控回路中配置有电池冷却器，所述电池冷却器具有四个端口：

所述电池冷却器的第一端口与电池温控回路中的散热器的第一端连接，所述电池冷却器的第二端口与电池包连接；所述电池冷却器的第一端口还通过第五阀门与第二换热器的第三端连接；

所述电池冷却器的第三端口与车内蒸发器的第二端连接，其中车内蒸发器的第一端通过第一电控流量阀与所述冷凝器的第三端连接；

所述电池冷却器的第四端口通过第二电控流量阀与所述冷凝器的第三端连接。

7.根据权利要求6所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

所述第四阀门和所述第五阀门由第二三通阀构成，第二三通阀的第一端口与第二端口构成第四阀门，第二三通阀的第一端口与第三端口构成第五阀门。

8.根据权利要求2-5任一项所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

所述暖风温控回路中包括第三三通阀，所述第三三通阀的第一端与所述暖风芯体的第一端连接，所述第三三通阀的第二端与热泵空调中的冷凝器的第一端连接，所述第三三通阀的第三端与电池温控回路中的散热器的第一端连接。

9.根据权利要求8所述的集成式电动汽车热泵空调系统，其特征在于：

所述暖风温控回路中包括第四三通阀，所述第四三通阀的第一端与所述加热器第二端连接，所述第四三通阀的第二端与所述冷凝器的第二端连接，所述第四三通阀的第三端与电池温控回路中的散热器的第二端连接。