CN216184343U - 一种电动汽车换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车换热系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括连接有第一制冷剂循环回路的换热器，第一制冷剂循环回路内包括压缩机和冷凝器，压缩机、冷凝器和换热器依次串联形成第一制冷剂循环回路，还包括经济器，经济器与压缩机和换热器串联形成第二制冷剂循环回路。本实用新型通过在第一制冷剂循环回路中增加经济器，让经济器与压缩机和换热器形成第二制冷剂循环回路，提高压缩机的排气量，保证电动汽车在低温环境中能够正常启动。

Description

一种电动汽车换热系统

技术领域

本实用新型属于动力电池换热的技术领域，具体地说，涉及一种电动汽车换热系统。

背景技术

随着电动汽车技术的发展，电动汽车在市场上的占有率逐渐提升，越来越多的用户开始选择电动汽车。电动汽车以车载电源为动力，通过电机驱动车轮行驶，与传统汽车相比，电动汽车对环境的影响更小。

动力电池作为电动汽车的储能装置及动力来源，是电动汽车的关键部件，动力电池的性能直接影响到电动汽车的性能。在汽车行驶过程中，动力电池温度升高，动力电池内的电化学反应和内阻对温度的变化非常敏感，动力电池的性能也会随着温度的变化而发生变化，为了保证电动汽车的正常行驶，需要及时对动力电池进行降温处理。

在环境温度较低时，比如极寒地区环境温度可到-25℃甚至更低，需要同时对车厢和动力电池进行制热。在压缩机排气量受限的情况下，普通压缩机甚至电池无法在此环境下启动运行，导致电动汽车无法启动。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车换热系统，能够提高压缩机的排气量，保证电动汽车在低温环境中能够正常启动。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种电动汽车换热系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括连接有第一制冷剂循环回路的换热器，第一制冷剂循环回路内包括压缩机和冷凝器，压缩机、冷凝器和换热器依次串联形成第一制冷剂循环回路，其特征在于，还包括经济器，经济器与压缩机和换热器串联形成第二制冷剂循环回路。

优选的，压缩机的排气口与冷凝器的第一端连接，冷凝器的第二端连接至经济器的第一端，经济器的第二端与换热器的第一端连接，换热器的第二端与压缩机的吸气口连接。

优选的，在冷凝器和经济器之间设有第一电子膨胀阀，第一电子膨胀阀的第一端与冷凝器的第二端连接，第一电子膨胀阀的第二端与经济器的第二端连接。

优选的，经济器的第一端与经济器的第三端连接，经济器的第四端与压缩机的吸气口连接。

优选的，在经济器的第一端和经济器的第三端之间设有第二电子膨胀阀，第二电子膨胀阀的第一端与经济器的第一端连接，第二电子膨胀阀的第二端与经济器的第三端连接。

优选的，在第一制冷剂循环回路中设有四通阀，压缩机的排气口与四通阀的第一接口连接，四通阀的第二接口与冷凝器的第一端连接，压缩机的吸气口经气液分离器与四通阀的第三接口连接，四通阀的第四接口与换热器的第二端连接。

优选的，电池换热回路包括动力电池和第一水泵，动力电池的第一端经第一二通阀与第一水泵的第一端连接，第一水泵的第二端与换热器的第三端连接，换热器的第四端经第二二通阀与动力电池的第二端连接。

优选的，在电池换热回路内设有电加热器，电加热器的第一端与动力电池的第二端连接，电加热器的第二端与二通阀连接。

优选的，包括车厢换热回路，所述车厢换热回路包括室内换热器，室内换热器的第一端经第三二通阀与第一水泵的第一端连接，室内换热器的第二端与电加热器的第一端连接。

优选的，包括第二水泵，第二水泵的第一端与室内换热器的第二端连接，第二水泵的第二端与电加热器的第一端连接。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型通过在第一制冷剂循环回路中增加经济器，让经济器与压缩机和换热器形成第二制冷剂循环回路，在热管理系统中设置两条制冷剂循环回路，在需要制热时提高压缩机的排气量，保证电动汽车在低温环境中能够正常启动。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本实用新型一种电动汽车换热系统结构示意图。

图中：1、压缩机；2、四通阀；3、冷凝器；4、第一电子膨胀阀；5、换热器；6、第二二通阀；7、第二水泵；8、室内换热器；9、第三二通阀；10、动力电池；11、第一二通阀；12、第一水泵；13、第二电子膨胀阀；14、经济器；15、电加热器。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

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。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。

本实用新型实施例介绍了一种电动汽车换热系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括连接有第一制冷剂循环回路的换热器5，第一制冷剂循环回路内包括压缩机1和冷凝器3，压缩机1、冷凝器3和换热器5依次串联形成第一制冷剂循环回路，还包括经济器14，经济器14与压缩机1和换热器5串联形成第二制冷剂循环回路。

本实用新型通过在第一制冷剂循环回路中增加经济器，让经济器与压缩机和换热器形成第二制冷剂循环回路，在热管理系统中设置两条制冷剂循环回路，在需要制热时提高压缩机的排气量，保证电动汽车在低温环境中能够正常启动。

压缩机1的排气口与冷凝器3的第一端连接，冷凝器3的第二端连接至经济器14的第一端，经济器14的第二端与换热器5的第一端连接，换热器5的第二端与压缩机1的吸气口连接。在冷凝器3和经济器14之间设有第一电子膨胀阀4，第一电子膨胀阀4的第一端与冷凝器3的第二端连接，第一电子膨胀阀4的第二端与经济器14的第二端连接。

经济器14的第一端与经济器14的第三端连接，经济器14的第四端与压缩机1的吸气口连接。在经济器14的第一端和经济器14的第三端之间设有第二电子膨胀阀13，第二电子膨胀阀13的第一端与经济器14的第一端连接，第二电子膨胀阀13的第二端与经济器14的第三端连接。

在第一制冷剂循环回路中设有四通阀2，压缩机1的排气口与四通阀2的第一接口连接，四通阀2的第二接口与冷凝器3的第一端连接，压缩机1的吸气口经气液分离器与四通阀2的第三接口连接，四通阀2的第四接口与换热器5的第二端连接。

电池换热回路包括动力电池10和第一水泵12，动力电池10的第一端经第一二通阀11与第一水泵12的第一端连接，第一水泵12的第二端与换热器5的第三端连接，换热器5的第四端经第二二通阀6与动力电池10的第二端连接。

在电池换热回路内设有电加热器15，电加热器15的第一端与动力电池10的第二端连接，电加热器15的第二端与二通阀6连接。

在电动汽车换热系统中包括车厢换热回路，所述车厢换热回路包括室内换热器8，室内换热器8的第一端经第三二通阀9与第一水泵12的第一端连接，室内换热器8的第二端与电加热器15的第一端连接。包括第二水泵7，第二水泵7的第一端与室内换热器8的第二端连接，第二水泵7的第二端与电加热器15的第一端连接。

四通阀2有两种工作模式：四通阀2的第一接口与四通阀2的第二接口连通，四通阀2的第三接口与四通阀2的第四接口连通，此时为制冷模式；四通阀2的第一接口与四通阀2的第四接口连通，四通阀2的第二接口与四通阀2的第三接口连通，此时为制热模式。

当车厢内需要单独制冷时，四通阀2切换制冷模式，第二二通阀6、第三二通阀9开启，第一二通阀11关闭，第一水泵12开启，第二电子膨胀阀13不开启，经济器14不使用，电加热器15不开启，第二水泵7根据换热量选择性开启。

此时包括外部制冷剂循环和室内冷却液循环，制冷剂和冷却液在换热器5处发生热交换。在外部制冷剂循环中，制冷剂在第一制冷剂循环回路中流动，制冷剂循环流动路线如下：压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一电子膨胀阀4→换热器5→四通阀2→压缩机1。在室内冷却液循环中，冷却液在车厢换热回路中流动，冷却液循环流动路线如下，换热器5→第二二通阀6→水泵7→室内换热器8→第三二通阀9→第一水泵12→换热器5。

当电池需要单独制冷时，四通阀2切换制冷模式，第二二通阀6、第一二通阀11开启，第三二通阀9关闭，第一水泵12开启，第二电子膨胀阀13不开启，经济器14不使用，电加热器15不开启。

此时包括外部制冷剂循环和室内冷却液循环，制冷剂和冷却液在换热器5处发生热交换。在外部制冷剂循环中，制冷剂在第一制冷剂循环回路中流动，制冷剂循环流动路线如下：压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一电子膨胀阀4→换热器5→四通阀2→压缩机1。在室内冷却液循环中，冷却液在电池换热回路中流动，冷却液循环路线如下：换热器5→第二二通阀6→动力电池10→第一二通阀11→第一水泵12→换热器5。

当车厢内需要单独制热时，四通阀2切换制热模式，第二二通阀6、第三二通阀9开启，第一二通阀11关闭，第一水泵12开启，第二电子膨胀阀13开启，经济器14使用，电加热器15、第二水泵7开启。

在外部制冷剂循环中，制冷剂在第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路中流动，制冷剂循环流动路线如下：压缩机1→四通阀2→换热器5→第一电子膨胀阀4→室外换热器3→四通阀2→压缩机1、压缩机1→四通阀2→换热器5→经济器14→第二电子膨胀阀13→经济器14→压缩机1。在室内冷却液循环中，冷却液在车厢换热回路中流动，冷却液循环流动路线如下：换热器5→第二二通阀6→电加热器15→第二水泵7→室内换热器8→第三二通阀9→第一水泵12→换热器5

当电池需要单独制热时，四通阀2切换制热模式，第二二通阀6、第一二通阀11开启，第三二通阀9关闭，第一水泵12开启，第二电子膨胀阀13开启，经济器14使用，电加热器15开启。

在外部制冷剂循环中，制冷剂在第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路中流动，制冷剂循环流动路线如下：压缩机1→四通阀2→换热器5→第一电子膨胀阀4→室外换热器3→四通阀2→压缩机1、压缩机1→四通阀2→换热器5→经济器14→第二电子膨胀阀13→经济器14→压缩机1。在室内冷却液循环中，冷却液在电池换热回路中流动，冷却液循环路线如下：换热器5→第二二通阀6→电加热器15→动力电池10→第一二通阀11→第一水泵12→换热器5

当车厢内需要制冷、电池需要冷却时，四通阀2切换制冷模式，第二二通阀6、第一二通阀11、第三二通阀9开启，第一水泵12开启，第二电子膨胀阀13不开启，经济器14不使用，电加热器15不开启，第二水泵7开启。

在外部制冷剂循环中，制冷剂在第一制冷剂循环回路中流动，制冷剂循环流动路线如下：压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一电子膨胀阀4→换热器5→四通阀2→压缩机1。在室内冷却液循环中，冷却液在电池换热回路和车厢换热回路中流动，冷却液循环流动路线如下：换热器5→第二二通阀6→动力电池10→第一二通阀11→第一水泵12→换热器5、换热器5→第二二通阀6→水泵7→室内换热器8→第三二通阀9→第一水泵12→换热器5

当车厢内需要制热、电池需要冷却时：压缩机1不开机，第二二通阀6关闭，第三二通阀9、第一二通阀11开启，第一水泵12关闭、第二水泵7开启。

在室内冷却液循环中，冷却液循环流动路线如下：动力电池10→第二水泵7→室内换热器8→第三二通阀9→第一二通阀11→动力电池10。

当电池冷却、温度下降后，车厢内仍有制热需求时，开启水路电加热15、第二二通阀6，关闭第一二通阀11，进行另一支路的冷却液循环，冷却液的流动路线如下：电加热15→第二水泵7→室内换热器8→第三二通阀9→第一水泵12→第二二通阀6→电加热15。在上述过程中，当电池余热提供室内制热，使电池内水温达到20℃以下时，关闭第一二通阀11、开启第二二通阀6，由电加热15提供室内制热需求。

当车厢内需要制热、电池需要制热时：四通阀2切换制热模式，第二二通阀6、第三二通阀9、第一二通阀11开启，第二水泵7、第一水泵12开启，第二电子膨胀阀13开启，经济器14使用，电加热器15开启。

在外部制冷剂循环中，制冷剂在第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路中流动，制冷剂循环流动路线如下：压缩机1→四通阀2→换热器5→第一电子膨胀阀4→冷凝器3→四通阀2→压缩机1、压缩机1→四通阀2→换热器5→经济器14→第二电子膨胀阀13→经济器14→压缩机1。在室内冷却液循环中，冷却液在电池换热回路和车厢换热回路中流动，冷却液循环流动路线如下：换热器5→第二二通阀6→电加热15→水泵7→室内换热器8→第三二通阀9→第一水泵12→换热器5、换热器5→第二二通阀6→电加热15→动力电池10→第一二通阀11→第一水泵12→换热器5。

当车厢内需要制冷、电池需要制热时：按照此功能分析，这种情况不会发生。

市场上现有的车载空调与电池热管理系统大部分独立设计，空间占比大，而本技术方案便是着眼于此问题进行了优化，将车内需求与电池需求同时考虑，做成多合一的形式进行循环，完成了小型化、简洁化的进步。而且针对电池热量回收利用进行了考虑设计，完成电池制冷车内制热的需求。

同时，兼顾到北方极寒地区，环境温度可到-25℃甚至更低，普通压缩机甚至电池无法在此环境下启动运行。就此问题，此专利增加了补气增焓技术，提高制热压缩机排气量，并有效降低能耗提高能效比，同时增加水路电加热，为电池可靠性增加双重保险。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车换热系统，包括电池换热回路，所述电池换热回路包括连接有第一制冷剂循环回路的换热器(5)，第一制冷剂循环回路内包括压缩机(1)和冷凝器(3)，压缩机(1)、冷凝器(3)和换热器(5)依次串联形成第一制冷剂循环回路，其特征在于，还包括经济器(14)，经济器(14)与压缩机(1)和换热器(5)串联形成第二制冷剂循环回路。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，压缩机(1)的排气口与冷凝器(3)的第一端连接，冷凝器(3)的第二端连接至经济器(14)的第一端，经济器(14)的第二端与换热器(5)的第一端连接，换热器(5)的第二端与压缩机(1)的吸气口连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，在冷凝器(3)和经济器(14)之间设有第一电子膨胀阀(4)，第一电子膨胀阀(4)的第一端与冷凝器(3)的第二端连接，第一电子膨胀阀(4)的第二端与经济器(14)的第二端连接。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，经济器(14)的第一端与经济器(14)的第三端连接，经济器(14)的第四端与压缩机(1)的吸气口连接。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，在经济器(14)的第一端和经济器(14)的第三端之间设有第二电子膨胀阀(13)，第二电子膨胀阀(13)的第一端与经济器(14)的第一端连接，第二电子膨胀阀(13)的第二端与经济器(14)的第三端连接。

6.根据权利要求2所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，在第一制冷剂循环回路中设有四通阀(2)，压缩机(1)的排气口与四通阀(2)的第一接口连接，四通阀(2)的第二接口与冷凝器(3)的第一端连接，压缩机(1)的吸气口经气液分离器与四通阀(2)的第三接口连接，四通阀(2)的第四接口与换热器(5)的第二端连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，电池换热回路包括动力电池(10)和第一水泵(12)，动力电池(10)的第一端经第一二通阀(11)与第一水泵(12)的第一端连接，第一水泵(12)的第二端与换热器(5)的第三端连接，换热器(5)的第四端经第二二通阀(6)与动力电池(10)的第二端连接。

8.根据权利要求7所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，在电池换热回路内设有电加热器(15)，电加热器(15)的第一端与动力电池(10)的第二端连接，电加热器(15)的第二端与二通阀(6)连接。

9.根据权利要求8所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，包括车厢换热回路，所述车厢换热回路包括室内换热器(8)，室内换热器(8)的第一端经第三二通阀(9)与第一水泵(12)的第一端连接，室内换热器(8)的第二端与电加热器(15)的第一端连接。

10.根据权利要求9所述的一种电动汽车换热系统，其特征在于，包括第二水泵(7)，第二水泵(7)的第一端与室内换热器(8)的第二端连接，第二水泵(7)的第二端与电加热器(15)的第一端连接。

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