CN212685163U - 电动汽车热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及空调技术领域，公开了一种电动汽车热泵空调系统，包括：第一车外换热器、第一补气压缩机、第一四通阀、第一车内换热器、补气蒸发器以及温控模块；补气蒸发器与第一车外换热器相连通，第一车外换热器通过第一四通阀与第一补气压缩机相连通，第一补气压缩机与补气蒸发器相连通；补气蒸发器、第一车内换热器、第一四通阀以及第一补气压缩机依次相连通，温控模块与补气蒸发器组成冷却回路。本实用新型实施例提供的电动汽车热泵空调系统，可以实现制冷、制热模式的切换；能够有效回收电池电机等部件产生的余热，提高了系统的制冷能效和在较低环境温度下的制热性能。

Description

电动汽车热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别是涉及一种电动汽车热泵空调系统。

背景技术

电动汽车指使用电能作为动力源，通过电动机驱动行驶的汽车，属于新能源汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。由于电动汽车对环境影响相对传统汽车较小，因而发展前景被广泛看好。

电动汽车在行使的过程中，电池、电机等会产生大量的热，尤其是在夏季环境温度较高时，若不及时散掉热量，不仅会影响电池、电机的工作效率，更会缩短其使用寿命。现有技术中这部分热量往往被白白浪费掉，若能有效回收利用，将提高热系统的整体能效，从而增加电动汽车的行驶里程。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电动汽车热泵空调系统，用以解决或部分解决现有的电动汽车热泵空调系统无法对电池或者电机散发的热量进行合理使用的问题。

本实用新型实施例提供一种电动汽车热泵空调系统，包括：第一车外换热器、第一补气压缩机、第一四通阀以及第一车内换热器，还包括补气蒸发器以及温控模块；

所述补气蒸发器与所述第一车外换热器相连通，所述第一车外换热器通过所述第一四通阀与所述第一补气压缩机相连通，所述第一补气压缩机与所述补气蒸发器相连通；所述补气蒸发器、所述第一车内换热器、所述第一四通阀以及所述第一补气压缩机依次相连通，所述温控模块与所述补气蒸发器组成冷却回路。

在上述技术方案的基础上，所述补气蒸发器包括闪蒸罐和位于所述闪蒸罐的内部的盘管，所述盘管安装在所述闪蒸罐的底部。

在上述技术方案的基础上，所述温控模块包括与所述盘管相连通的冷却管路，所述冷却管路的内部填充有冷却液。

在上述技术方案的基础上，所述冷却管路上安装有驱动泵。

在上述技术方案的基础上，所述补气蒸发器通过第一电子膨胀阀与所述第一车内换热器相连通。

在上述技术方案的基础上，所述补气蒸发器通过第二电子膨胀阀与所述第一车外换热器相连通。

在上述技术方案的基础上，所述电动汽车热泵空调系统还包括与所述第一车内换热器并联连通的第二车内换热器。

在上述技术方案的基础上，所述电动汽车热泵空调系统还包括第一气液分离器，所述第一四通阀通过所述第一气液分离器与所述第一补气压缩机相连通。

在上述技术方案的基础上，所述电动汽车热泵空调系统还包括第二车外换热器、第二四通阀以及第二补气压缩机；

所述补气蒸发器与所述第二车外换热器相连通，所述第二车外换热器通过所述第二四通阀与所述第二补气压缩机相连通，所述第二补气压缩机与所述补气蒸发器相连通；所述第一车内换热器、所述第二四通阀以及所述第二补气压缩机依次相连通。

在上述技术方案的基础上，所述电动汽车热泵空调系统还包括第二气液分离器；所述第二四通阀通过所述第二气液分离器与所述第二补气压缩机相连通。

本实用新型实施例提供的一种电动汽车热泵空调系统，利用电池或者电机的热量把补气蒸发器内的液态制冷剂变成中压气态制冷剂，并且将中压气态制冷剂输送至补气压缩机。本实用新型实施例提供的电动汽车热泵空调系统，可以实现制冷、制热模式的切换；能够有效回收电池电机等部件产生的余热，夏季工况下，在余热回收的过程中，为电池、电机提供了冷量，改善了电池、电机等部件的散热效果，尤其在夏季高温工况下，对温控模块能力的提升更加显著，同时增加了补气支路的蒸发温度，降低了补气压缩机的排气温度，从而提高了系统的制冷能效，冬季工况下，由于吸收了余热，补气支路的制冷剂温度、压力、质量以及流量均增加，提升了系统在较低环境温度下的制热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的电动汽车热泵空调系统的结构示意图；

图2为图1的制冷模式示意图；

图3为图1的制热模式示意图；

图4为本实用新型实施例的另一种电动汽车热泵空调系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的电动汽车热泵空调系统的压-焓图。

附图标记：

1、第一车内换热器；2、温控模块；3、第一电子膨胀阀；4、第二车内换热器；5、补气蒸发器；6、第一气液分离器；7、第一补气压缩机；8、第一四通阀；9、第二电子膨胀阀；10、第一车外换热器；11、第二车外换热器；12、第二四通阀；13、第二补气压缩机；14、第二气液分离器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

图1为本实用新型实施例的电动汽车热泵空调系统的结构示意图，如图1所示，包括：第一车外换热器10、第一补气压缩机7、第一四通阀8以及第一车内换热器1、补气蒸发器5以及温控模块2；

补气蒸发器5与第一车外换热器10相连通，第一车外换热器10通过第一四通阀8与第一补气压缩机7相连通，第一补气压缩机7与补气蒸发器5相连通；补气蒸发器5、第一车内换热器1、第一四通阀8以及第一补气压缩机7依次相连通，温控模块2与补气蒸发器5组成冷却回路。

需要说明的是，温控模块2用于对电动汽车内的动力电池和/或电机进行散热。

以下对电动汽车热泵空调系统的结构进行详细说明，位于补气蒸发器5的顶部的气态工质出口与第一补气压缩机7的补气入口连通；位于补气蒸发器5的底部的一个开口通过第二电子膨胀阀9与第一车外换热器10的一端相连通；第一车外换热器10的另一端与第一四通阀8的第一接口相连通，第一四通阀8的第二接口与第一补气压缩机7的排气出口相连通；第一四通阀8的第四接口通过第一气液分离器6与第一补气压缩机7的吸气入口相连通；位于补气蒸发器5的底部的另一个开口通过第一电子膨胀阀3与第一车内换热器1的一端相连通，第一车内换热器1的另一端与第一四通阀8的第三接口相连通。

本实用新型实施例提供的电动汽车热泵空调系统，利用电池或者电机的热量把补气蒸发器内的液态制冷剂变成中压气态制冷剂，并且将中压气态制冷剂输送至补气压缩机。本实用新型实施例提供的电动汽车热泵空调系统，可以实现制冷、制热模式的切换；能够有效回收电池电机等部件产生的余热，夏季工况下，在余热回收的过程中，为电池、电机提供了冷量，改善了电池、电机等部件的散热效果，尤其在夏季高温工况下，对温控模块能力的提升更加显著，同时增加了补气支路的蒸发温度，降低了补气压缩机的排气温度，从而提高了系统的制冷能效，冬季工况下，由于吸收了余热，补气支路的制冷剂温度、压力、质量以及流量均增加，提升了系统在较低环境温度下的制热性能。

在上述实施例的基础上，补气蒸发器5包括闪蒸罐和位于闪蒸罐的内部的盘管，盘管安装在闪蒸罐的底部。

需要说明的是，流经盘管内的冷却液与闪蒸罐内的制冷剂进行热交换，释放余热量，闪蒸罐的顶部为气态制冷剂，闪蒸罐的底部为液态制冷剂。其中，盘管与液态制冷剂需保持接触。

在上述实施例的基础上，温控模块2包括与盘管相连通的冷却管路，冷却管路的内部填充有冷却液。

在本实用新型实施例中，冷却管路与盘管相连组合成冷却液的流动回路，冷却管路放置于动力电池和/或电机的发热部位或者发热区域，以吸收热量。

需要说明的是，为了提高冷却液的流动速率，在冷却管路上安装有驱动泵。

在上述实施例的基础上，电动汽车热泵空调系统还包括与第一车内换热器1并联连通的第二车内换热器4。

需要说明的是，通过相应的阀门控制第一车内换热器1和第二车内换热器4，第一车内换热器1和第二车内换热器4可以同时工作或者独立工作。

本实用新型实施例的电动汽车热泵空调系统，相比于现有余热换热器与经济器并联的电动汽车热泵空调系统，结构更加简单，补气支路不受其他支路影响，更加容易调控；此外，当系统进行制冷、制热模式切换时，现有系统需要通过多个阀门进行调节，致使系统结构复杂，制冷剂流动阻力大，相比之下，在本实用新型实施例中通过一个四通换向阀便可实现制冷、制热模式的切换，整体结构简单，容易控制。

如图2所示，电动汽车热泵空调系统在制冷模式下，第一车外换热器10为冷凝器，第一车内换热器1和第二车内换热器4为蒸发器，第一补气压缩机7的排气口通过第一四通阀8流入第一车外换热器10，经冷凝后流经第二电子膨胀阀9，节流后进入补气蒸发器5，补气蒸发器5内的制冷剂与流经盘管的冷却液进行热交换，为电池电机等部件提供冷量，改善了电池、电机等部件的散热效果，尤其在夏季高温工况下，对温控模块能力的提升更加显著，制冷剂吸收余热蒸发，中压气态制冷剂通过补气口进入第一补气压缩机7，液态制冷剂流经第一电子膨胀阀3，节流后进入蒸发器，制冷剂在蒸发器内蒸发，吸收车室内的热量，蒸发后的气态制冷剂流经第一气液分离器6进入第一补气压缩机7，完成制冷循环。由于电池、电机等部件的传热导致冷却液温度较高，提升了补气支路的蒸发温度，降低了第一补气压缩机的排气温度，减小了第一补气压缩机功耗，从而提升系统的制冷能效。

如图3所示，电动汽车热泵空调系统在制热模式下，第一车内换热器1与第二车内换热器4为冷凝器，第一车外换热器10为蒸发器。补气蒸发器5内的制冷剂与盘管内的冷却液进行热交换，吸收电池电机等部件产生的余热，增加了补气支路制冷剂的温度与压力，并增大了制冷剂的质量流量，提高了热泵系统的制热性能，尤其在环境温度较低的工况下，对制热效果的改善更加显著。

需要说明的是，第一车内换热器1和第二车内换热器4为双向适用换热器，制热模式下冷媒在车内换热器内的流动方向与制冷模式相反，避免了车内换热器在制冷与制热两种模式下互相制约的局限性。

在上述实施例的基础上，如图4所示，电动汽车热泵空调系统还包括第二车外换热器11、第二四通阀12以及第二补气压缩机13；

补气蒸发器5与第二车外换热器11相连通，第二车外换热器11通过第二四通阀12与第二补气压缩机13相连通，第二补气压缩机13与补气蒸发器5相连通；第一车内换热器1、第二四通阀12以及第二补气压缩机13依次相连通。

在本实用新型实施例中，位于补气蒸发器5的顶部的气态工质出口与第二补气压缩机13的补气入口连通；位于补气蒸发器5的底部的一个开口与第二车外换热器11的一端相连通；第二车外换热器11的另一端与第二四通阀12的第一接口相连通，第二四通阀12的第二接口与第二补气压缩机13的排气出口相连通；第二四通阀12的第四接口通过第二气液分离器14与第二补气压缩机13的吸气入口相连通；位于补气蒸发器5的底部的另一个开口与第一车内换热器1的一端相连通，第一车内换热器1的另一端与第二四通阀12的第三接口相连通。

如图4所示，本实用新型实施例的电动汽车热泵空调系统的制热模式与制冷模式可通过四通换向阀进行切换，此处不再赘述。第一补气压缩机7与第二补气压缩机13可同时工作，也可只一台工作，当车室内冷或热负荷较大时，两台补气压缩机同时工作，第一车外换热器10与第二车外换热器11均工作，共同作用于整个系统，同样地，两台第一车内换热器1与第二车内换热器4也同时工作；当车室内冷或热负荷较小时，可以只启动一台补气压缩机，此时车外换热器也只有一台工作，两台车内换热器可以同时工作。

如图5所示，当带有闪蒸器的电动汽车热泵空调系统无余热回收时，如图5中的虚线所示，从冷凝器出来的制冷剂经一次节流进入闪蒸器，补气状态点H’与状态点B结合成C’后进一步压缩至状态点D’被排出；对于本实用新型实施例提供的电动汽车热泵空调系统，从冷凝器出来的制冷剂经一次节流进入补气蒸发器，吸收电池电机等部件的热量的冷却液流经补气蒸发器内的盘管，补气蒸发器内的液态制冷剂吸收余热蒸发，如图5中实线所示，相比于无余热回收的系统，本实用新型系统补气支路的蒸发温度升高，补气状态点H相比于H’，温度、压力均增大，同时由于吸收了余热量，补气支路的制冷剂质量流量增加，状态点C相比于C’焓值降低、从而补气压缩机的排气温度降低。相同工况下，本实用新型实施例提供的电动汽车热泵空调系统相比于现有的电动汽车热泵空调系统，补气温度、补气压力、补气支路制冷剂的质量和流量均增加，而排气温度降低，从而提高了系统的能效。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车热泵空调系统，包括：第一车外换热器、第一补气压缩机、第一四通阀以及第一车内换热器，其特征在于，还包括补气蒸发器以及温控模块；

所述补气蒸发器与所述第一车外换热器相连通，所述第一车外换热器通过所述第一四通阀与所述第一补气压缩机相连通，所述第一补气压缩机与所述补气蒸发器相连通；所述补气蒸发器、所述第一车内换热器、所述第一四通阀以及所述第一补气压缩机依次相连通，所述温控模块与所述补气蒸发器组成冷却回路。

2.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述补气蒸发器包括闪蒸罐和位于所述闪蒸罐的内部的盘管，所述盘管安装在所述闪蒸罐的底部。

3.根据权利要求2所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述温控模块包括与所述盘管相连通的冷却管路，所述冷却管路的内部填充有冷却液。

4.根据权利要求3所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述冷却管路上安装有驱动泵。

5.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述补气蒸发器通过第一电子膨胀阀与所述第一车内换热器相连通。

6.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述补气蒸发器通过第二电子膨胀阀与所述第一车外换热器相连通。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述电动汽车热泵空调系统还包括与所述第一车内换热器并联连通的第二车内换热器。

8.根据权利要求1至6任一项所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述电动汽车热泵空调系统还包括第一气液分离器，所述第一四通阀通过所述第一气液分离器与所述第一补气压缩机相连通。

9.根据权利要求1至6任一项所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述电动汽车热泵空调系统还包括第二车外换热器、第二四通阀以及第二补气压缩机；

所述补气蒸发器与所述第二车外换热器相连通，所述第二车外换热器通过所述第二四通阀与所述第二补气压缩机相连通，所述第二补气压缩机与所述补气蒸发器相连通；所述第一车内换热器、所述第二四通阀以及所述第二补气压缩机依次相连通。

10.根据权利要求9所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于，所述电动汽车热泵空调系统还包括第二气液分离器；所述第二四通阀通过所述第二气液分离器与所述第二补气压缩机相连通。

Images