CN216886160U - 电动车辆的间接可逆空调热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统。该系统包括:第一制冷剂流体回路,其在所述制冷剂流体的流动方向上包括:压缩机1、第一双流体热交换器3、高压液体干燥罐11、第一膨胀阀5以及用于被车辆的外部空气流穿过的第一热交换器6;还包括:第一内部热交换器12、第二膨胀阀13和第二双流体热交换器16;第二传热流体回路,传热流体在其中流动。本实用新型能够快速为乘员舱升温,降低热量损失、提高热量回收利用率且管路简单成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆热处理技术领域,尤其涉及一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统。
背景技术
当前的车辆越来越多的包括空调回路。在常规空调回路中,制冷剂流体相继地进入:压缩机;称为冷凝器的第一热交换器,其被放置为与车辆的外部空气流接触以释放热量;膨胀阀;和称为蒸发器的第二热交换器,其被放置为与车辆的内部空气流接触,以对车辆的乘员舱进行冷却。
目前,还存在更复杂的空调回路架构,其可以获得可逆的空调系统,即它可以在第一热交换器处吸收外部空气中的热能,第一热交换器则称为蒸发冷凝器,然后通过专用的热交换器将热能返回到车辆内部,可以通过使用间接空调回路来实现。间接在这里为空调回路包括两种分开的流体(例如制冷剂流体和乙二醇水)的两个流动回路,以便进行各种热交换。这样的空调回路使得可以根据不同的操作模式被使用。
然而,作为电动车辆或混合动力车辆的一部分,诸如电池和电子部件的元件由次级热管理回路进行热管理,这种构造增加了生产成本,且这些元件所产生的热量会损失掉。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统,以解决现有技术中热管理架构的生产成本较高以及热量损失较大的问题。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统,包括:
第一制冷剂流体回路,其在所述制冷剂流体的流动方向上包括:压缩机1、第一双流体热交换器3、高压液体干燥罐11、第一膨胀阀5以及用于被车辆的外部空气流穿过的第一热交换器6;
第二传热流体回路,传热流体在其中流动;
所述第一双流体热交换器3的第一输入端连接所述压缩机1的输出端,所述第一双流体热交换器3的第一输出端连接所述高压液体干燥罐11的输入端;同时所述第一双流体热交换器3还设置在所述第二传热流体回路上,以使所述第一制冷剂流体回路和所述第二传热流体回路之间进行热交换;
所述第一热交换器6的第二端口38通过所述第一膨胀阀5和第一连接点 30连接所述高压液体干燥罐11的输出端,所述第一热交换器6的第一端口37 通过第二连接点35连接所述压缩机1的输入端,所述第一热交换器6中的制冷剂流体为可逆流向,当制冷剂流体从第一端口37流入、第二端口38流出时,所述第一热交换器为冷凝器;当制冷剂流体从第二端口38流入第一端口37流出时,所述第一热交换器为蒸发器;
所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第一内部热交换器12、第二膨胀阀13和第二双流体热交换器16;
所述第一内部热交换器12的高压侧入口通过所述第一连接点30分别连接所述高压液体干燥罐11的输出端和所述第一膨胀阀5的输入端,所述第一内部热交换器12的高压侧出口连接所述第二膨胀阀13的输入端,所述第一内部热交换器12的低压侧出口通过第二连接点35分别连接所述第一热交换器6的第一端口37和所述压缩机1的输入端,所述第一内部热交换器12的低压侧入口通过第三连接点34与所述第二双流体热交换器16的第一输出端连接,用于经所述高压液体干燥罐11处理的高压制冷剂流体流入,与所述第二双流体热交换器16的输出端经第三连接点34流出的低压制冷剂流体之间进行热交换;
所述第二双流体热交换器16的第一输入端连接所述第二膨胀阀13的输出端,所述第二双流体热交换器16的第一输出端通过第三连接点34连接所述第一内部热交换器12的低压侧入口,所述第二双流体热交换器16的第二输入端和第三输入端分别连接电机26的输出端和电池25的输出端,所述第二双流体热交换器16的第二输出端和第三输出端分别连接电机26的输入端和电池25 的输入端,所述第二双流体热交换器16用于从流经所述电机26和所述电池25 的传热流体中吸热,回收所述电机26和所述电池25产生的热量。
在一种可能的实现方式中,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第一截止阀2和第二止回阀10;
所述第一截止阀2的输入端通过第四连接点28连接所述压缩机1的输出端,所述第一截止阀2的输出端连接所述第一双流体热交换器3的第一输入端;
所述第二止回阀10的输入端连接所述第一双流体热交换器3的第一输出端,所述第二止回阀10的输出端连接所述高压液体干燥罐11的输入端。
在一种可能的实现方式中,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第三截止阀8和第一止回阀9;
所述第三截止阀8的输入端通过所述第四连接点28连接在所述压缩机1 的输出端和所述第一截止阀2的输入端之间,所述第三截止阀8的输出端通过第六连接点36连接所述第一热交换器6的第一端口37;
所述第一止回阀9设置在所述第一热交换器6的第二端口38连接的管道的支路上,且所述第一止回阀9的输入端连接所述支路与所述管道的连接点,所述第一止回阀9的输出端通过第五连接点29分别连接所述高压液体干燥罐11 的输入端和所述第二止回阀10的输出端。
在一种可能的实现方式中,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第二截止阀7;
所述第二截止阀7的输入端通过第六连接点36连接在第一热交换器6的第一端口37和所述第三截止阀8的输出端之间,所述第二截止阀7的输出端通过第二连接点35分别连接所述压缩机1的输入端和所述第一内部热交换器12的低压侧出口。
在一种可能的实现方式中,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第三膨胀阀14、被所述车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱前舱的第二热交换器17、第四膨胀阀15、被所述车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱后舱的第三热交换器18和第三止回阀21;
所述第三膨胀阀14的输入端、所述第四膨胀阀15的输入端与所述第二膨胀阀13的输入端连接后与所述第一内部热交换器12的高压侧出口连接,所述第三膨胀阀14的输出端连接所述第二热交换器17的输入端,所述第四膨胀阀 15的输出端连接所述第三热交换器18的输入端,所述第二热交换器17的输出端和所述第三热交换器18的输出端连接后连接所述第三止回阀21的输入端,所述第三止回阀21的输出端经第三连接点34后与所述第一内部热交换器12 的低压侧入口连接。
在一种可能的实现方式中,所述第二传热流体回路在传热流体的流动方向上包括:泵22、水加热器23、用于被所述车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱前舱的第四热交换器19和用于被所述车辆的内部空气流穿过且设置在所述乘员舱后舱的第五热交换器20;
所述泵22的输入端连接所述第一双流体热交换器的第二输出端,所述泵 22的输出端连接所述水加热器23的输入端,所述水加热器23的输出端通过第七连接点39分别连接所述第四热交换器19的输入端和所述第五热交换器20 的输入端,所述第四热交换器19的输出端和所述第五热交换器20的输出端通过第八连接点4后连接所述第一双流体热交换器3的第二输入端。
在一种可能的实现方式中,所述第二传热流体回路在传热流体的流动方向上还包括:三通比例阀24;
所述三通比例阀24的第一阀口连接所述水加热器23的输出端,所述三通比例阀24的第二阀口连接所述第七连接点39,所述三通比例阀24的第三阀口连接所述电池25的输入端;所述电池25的输出端连接在所述第八连接点4和所述第一双流体热交换器3的第二输入端之间的管道上。
在一种可能的实现方式中,所述第二传热流体回路在传热流体的流动方向上还包括:冷却液截止阀27;
所述冷却液截止阀27的输入端通过所述第七连接点39与所述三通比例阀 24的第二阀口连接,所述冷却液截止阀27的输出端与所述第五热交换器20的输入端连接。
在一种可能的实现方式中,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第二内部热交换器40;
所述第二内部热交换器40的高压侧入口连接所述高压液体干燥罐11的输出端,所述第二内部热交换器40的高压侧出口通过所述第一连接点30分别连接所述第一膨胀阀5的输入端和所述第一内部热交换器12的高压侧入口;
所述第二内部热交换器40的低压侧入口连接所述第一热交换器6的第一端口37,所述第二内部热交换器40的低压侧出口通过所述第二连接点35分别连接所述压缩机1的输入端和所述第一内部热交换器12的低压侧出口;
其中,制冷剂流体在所述第二内部热交换器40的高压侧和低压侧中的流动方向相同或相反。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一膨胀阀5,或者通过第二内部热交换器 40的高压侧入口、第一连接点30和第一膨胀阀5,得到的低压制冷剂流体循环从第二端口38进入循环通过所述第一热交换器6,从通过所述第一热交换器6 的外部空气中吸热,从所述第一热交换器6的第一端口37流经第六连接点36 后通过第二截止阀7直接通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,或者通过所述第二内部热交换器40的低压入口流入,从所述第二内部热交换器40的低压出口流出,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后分为两路:一路传热流体进入第四热交换器19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求;另一路经过冷却液截止阀27后进入第五热交换器20对内部空气进行加热,满足乘员舱后舱空间的加热需求,从所述第五热交换器20流出的传热流体与从所述第四热交换器19流出的传热流体在第八连接点4汇合后进入所述第一双流体热交换器3的第二输入端,并从流经所述第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从所述第一双流体热交换器3的第二输出端流出返回到所述泵22。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热回收模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3 加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器 40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从所述第一内部热交换器12的高压侧出口流出后进入第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,从流经所述电机26的传热流体中吸热,制冷剂流体从所述第二双流体热交换器16的第一输出端流出后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
在所述热回收模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与所述热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与所述热泵模式下传热流体流经的设备相同。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式和热回收模式的混合模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐 11中分离得到的液体的制冷剂流体直接在第一连接点30处分为两路,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入,第二内部热交换器40的高压侧出口流出后在第一连接点30处分为两路,一路通过第一膨胀阀5后,低压制冷剂流体从第二端口38进入,循环通过所述第一热交换器6,并从通过所述第一热交换器6的外部空气中吸热,从所述第一热交换器6的第一端口37流出后依次流经第六连接点36、第二截止阀7后,直接通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,或者从第二内部热交换器40的低压侧入口流入,从第二内部热交换器40的低压侧出口流出后通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;另一路进入第一内部热交换器12的高压侧和第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,从流经所述电机26的传热流体中吸热,制冷剂流体从所述第二双流体热交换器16的第一输出端流出后通过第三连接点34进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机 1中;
在所述热泵模式和所述热回收模式的混合模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与所述热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与所述热泵模式下传热流体流经的设备相同。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于第一除湿模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3 加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器 40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流出后进入第三膨胀阀14,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17,冷却并除湿乘员舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端流出后通过第三止回阀21和第三连接点34后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后,传热流体进入第四热交换器19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求,从所述第四热交换器19流出的传热流体通过第八连接点4后进入所述第一双流体热交换器3的第二输入端,并从流经所述第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从所述第一双流体热交换器3的第二输出端流出后返回到所述泵22。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于第二除湿模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3 加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接在第一连接点30处分为两路,或者通过第二内部热交换器 40的高压侧入口流入,第二内部热交换器40的高压侧出口流出后在第一连接点30处分为两路,一路进入第一内部热交换器12的高压侧和第三膨胀阀14,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17,冷却并除湿乘员舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端流出后通过第三止回阀21和第三连接点34后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1 中,另一路通过第一膨胀阀5后,低压制冷剂流体循环通过第二端口38进入所述第一热交换器6,从通过所述第一热交换器6的外部空气中吸热,依次流经从所述第一热交换器6的第一端口37、第六连接点36、第二截止阀7后,直接通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,或者从第二内部热交换器40的低压侧入口流入,从第二内部热交换器40的低压侧出口流出后通过第二连接点 35返回到所述压缩机1中;
在所述第二除湿模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与所述热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与所述热泵模式下传热流体流经的设备相同。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于驾舱制冷模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后从第一端口 37进入第一热交换器6,在所述第一热交换器6中被外界空气冷却,从所述第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从所述第一内部热交换器12的高压侧出口出来的制冷剂流体分为两路,一路通过第三膨胀阀14后,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17冷却乘员舱前舱的空气,另一路通过第四膨胀阀15后,低压制冷剂流体循环通过第三热交换器 18冷却乘员舱后舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端和所述第三热交换器18的输出端流出的制冷剂通过第三止回阀21和第三连接点34后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于单电池制冷模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后通过第一端口37进入第一热交换器6,在所述第一热交换器6中被外界空气冷却,从所述第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流入后,通过第二膨胀阀13得到的低压制冷剂流体循环进入第二双流体热交换器16内,所述第二双流体热交换器16 对流经所述电池25的传热流体进行冷却,从所述第二双流体热交换器16的第一输出端流出后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点 35返回到所述压缩机1中。
在一种可能的实现方式中,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于驾舱制冷模式和单电池制冷模式的混合模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后进入第一热交换器6的第一端口37,在所述第一热交换器6 中被外界空气冷却,从所述第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从所述第一内部热交换器12的高压侧出口出来的制冷剂流体分为三路,第一路通过第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,所述第二双流体热交换器16对流经所述电池25的传热流体进行冷却,第二路通过第三膨胀阀14后,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17冷却乘员舱前舱的空气,第三路通过第四膨胀阀15后,低压制冷剂流体循环通过第三热交换器18冷却乘员舱后舱的空气,从所述第二热交换器17 的输出端和所述第三热交换器18的输出端流出的制冷剂通过第三止回阀21后,在第三连接点34处与从所述第二双流体热交换器16流出的制冷剂流体汇合后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中。
第二方面,本实用新型实施例提供了一种车辆,包括上述任一实施例所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统。
本实用新型实施例提供一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统,通过将第一双流体热交换器同时设置在第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路上,使得第一制冷剂流体回路和所述第二传热流体回路之间进行热交换,从而可以将第一制冷剂流体回路上的第一热交换器从外界空气中吸收的热量通过第一双流体热交换器传递到第二传热流体回路中,以便通过第二传热流体回路中设置的设备快速为乘员舱升温,降低热量损失。另外车辆的间接空调热管理系统中的零部件少、管路简单、系统成本低。制冷剂流体通过第一内部热交换器流入第二双流体热交换器,使得第二双流体热交换器可以从连接的电机或电池中回收热量,回收的热量可以通过第一双流体热交换器传输到第二传热流体中为乘员舱升温,从而提高热量回收利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的电动车辆的间接可逆空调热泵系统的示意图;
图2是本实用新型另一实施例提供的电动车辆的间接可逆空调热泵系统的示意图;
图3是本实用新型实施例提供的电动车辆的间接可逆空调热泵系统(包括第二内部热交换器)的示意图;
图4是本实用新型另一实施例提供的电动车辆的间接可逆空调热泵系统 (包括第二内部热交换器)的示意图;
图5是本实用新型实施例提供的热泵模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图6是本实用新型实施例提供的热回收模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图7是本实用新型实施例提供的热泵模式和所述热回收模式的混合模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图8是本实用新型实施例提供的第一除湿模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图9是本实用新型实施例提供的第二除湿模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图10是本实用新型实施例提供的驾舱制冷模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图11是本实用新型实施例提供的单电池制冷模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图;
图12是本实用新型实施例提供的驾舱制冷模式和单电池制冷模式的混合模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本实用新型实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
图1为本实用新型实施例提供的一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统的示意图,主要包括第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路,其中,第一制冷剂流体回路采用粗实线表示,第二制冷剂流体回路采用细实线表示,详述如下:
第一制冷剂流体回路,其在制冷剂流体的流动方向上包括:压缩机1、第一双流体热交换器3、高压液体干燥罐11、第一膨胀阀5以及用于被车辆的外部空气流穿过的第一热交换器6;
第二传热流体回路,传热流体在其中流动;
第一双流体热交换器3的第一输入端连接压缩机1的输出端,第一双流体热交换器3的第一输出端连接高压液体干燥罐11的输入端;同时第一双流体热交换器3还设置在第二传热流体回路上,图1中未画出第二传热流体回路,以使第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路之间进行热交换;其中,高压液体干燥罐11用于对进入其中的制冷剂进行气液分离,输出高压的制冷剂。
第一热交换器6的第二端口38通过第一膨胀阀5和第一连接点30连接高压液体干燥罐11的输出端,第一热交换器6的第一端口37通过第二连接点35 连接压缩机1的输入端,第一热交换器6中的制冷剂流体为可逆流向,当制冷剂流体从第一端口37流入、第二端口38流出时,第一热交换器为冷凝器;当制冷剂流体从第二端口38流入第一端口37流出时,第一热交换器为蒸发器;
第一制冷剂流体回路在制冷剂流体的流动方向上还包括:第一内部热交换器12、第二膨胀阀13和第二双流体热交换器16;
第一内部热交换器12的高压侧入口通过第一连接点30分别连接高压液体干燥罐11的输出端和第一膨胀阀5的输入端,第一内部热交换器12的高压侧出口连接第二膨胀阀13的输入端,第一内部热交换器12的低压侧出口通过第二连接点35分别连接第一热交换器6的第一端口37和压缩机1的输入端,第一内部热交换器12的低压侧入口通过第三连接点34与第二双流体热交换器16 的第一输出端连接,用于经高压液体干燥罐11处理的高压制冷剂流体流入,与第二双流体热交换器16的输出端经第三连接点34流出的低压制冷剂流体之间进行热交换;
第二双流体热交换器16的第一输入端连接第二膨胀阀13的输出端,第二双流体热交换器16的第一输出端通过第三连接点34连接第一内部热交换器12 的低压侧入口,第二双流体热交换器16的第二输入端和第三输入端分别连接电机26的输出端和电池25的输出端,第二双流体热交换器16的第二输出端和第三输出端分别连接电机26的输入端和电池25的输入端,第二双流体热交换器 16用于从流经电机26和电池25的传热流体中吸热,回收电机26和电池25产生的热量。
上述电动车辆的间接可逆空调热泵系统,通过将第一双流体热交换器同时设置在第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路上,使得第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路之间进行热交换,从而可以将第一制冷剂流体回路上的第一热交换器从外界空气中吸收的热量通过第一双流体热交换器传递到第二传热流体回路中,以便通过第二传热流体回路中设置的设备快速为乘员舱升温,车辆的间接空调热管理系统中的零部件少、管路简单、系统成本低。制冷剂流体通过第一内部热交换器流入第二双流体热交换器,使得第二双流体热交换器可以从连接的电机或电池中回收热量,回收的热量可以通过第一双流体热交换器传输到第二传热流体中为乘员舱升温,从而提高热量回收利用率。
参见图2,可选的,第一制冷剂流体回路在制冷剂流体的流动方向上还包括:第一截止阀2和第二止回阀10;
第一截止阀2的输入端通过第四连接点28连接压缩机1的输出端,第一截止阀2的输出端连接第一双流体热交换器3的第一输入端。第一截止阀2的作用为可以通过开启控制流出压缩机1的制冷剂流体是否流入第一双流体热交换器3,可以理解的,当第一截止阀2关闭时,则流出压缩机1的制冷剂流体无法流入第一双流体热交换器3,当第一截止阀2开启时,则流出压缩机1的制冷剂流体可以流入第一双流体热交换器3。
第二止回阀10的输入端连接第一双流体热交换器3的第一输出端,第二止回阀10的输出端连接高压液体干燥罐11的输入端。第二止回阀10为阻止制冷剂流体倒流的阀门,即制冷剂流体可以从第一双流体热交换器3流出后进入第二止回阀10,从第二止回阀10流出后流入高压液体干燥罐11,但是不能从高压液体干燥罐11的输入端流出制冷剂流体流入第二止回阀10的输出端。
参见图2,第一制冷剂流体回路在制冷剂流体的流动方向上还包括:第三截止阀8和第一止回阀9;
第三截止阀8的输入端通过第四连接点28连接在压缩机1的输出端和第一截止阀2的输入端之间,第三截止阀8的输出端通过第六连接点36连接第一热交换器6的第一端口37。这里第三截止阀8设置在压缩机1的输出端,与第一截止阀2对从压缩机1中流出的制冷剂流体进行分流,当第一截止阀2开启,第三截止阀8关闭时,从压缩机1流出的制冷剂流体通过第一截止阀2流入第一双流体热交换器3中,当第一截止阀2关闭,第三截止阀8开启时,从压缩机1流出的制冷剂流体通过第三截止阀8流入第一热交换器6中。
第一止回阀9设置在第一热交换器6的第二端口38连接的管道的支路上,且第一止回阀9的输入端连接支路与管道的连接点,第一止回阀9的输出端通过第五连接点29分别连接高压液体干燥罐11的输入端和第二止回阀10的输出端。
可选的,参见图2,第一制冷剂流体回路在制冷剂流体的流动方向上还包括:第二截止阀7;
第二截止阀7的输入端通过第六连接点36连接在第一热交换器6的第一端口37和第三截止阀8的输出端之间,第二截止阀7的输出端通过第二连接点 35分别连接压缩机1的输入端和第一内部热交换器12的低压侧出口。从第一热交换器6的第一端口37流出的制冷剂流体可以通过开启的第二截止阀7和第二连接点35返回到压缩机1的输入端。
参见图2,可选的,第一制冷剂流体回路在制冷剂流体的流动方向上还包括:第三膨胀阀14、被车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱前舱的第二热交换器17、第四膨胀阀15、被车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱后舱的第三热交换器18和第三止回阀21;
第三膨胀阀14的输入端、第四膨胀阀15的输入端与第二膨胀阀13的输入端连接后与第一内部热交换器12的高压侧出口连接,第三膨胀阀14的输出端连接第二热交换器17的输入端,第四膨胀阀15的输出端连接第三热交换器18 的输入端,第二热交换器17的输出端和第三热交换器18的输出端连接后连接第三止回阀21的输入端,第三止回阀21的输出端经第三连接点34后与第一内部热交换器12的低压侧入口连接。
通过第二膨胀阀13、第三膨胀阀14和第四膨胀阀15的开闭,实现对流出第一内部热交换器12的制冷剂流体的分流,制冷剂流体进入对应的第二双流体热交换器16、第二热交换器17和第三热交换器18实现热量交换。
参见图2,可选的,第二传热流体回路在传热流体的流动方向上包括:泵 22、水加热器23、用于被车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱前舱的第四热交换器19和用于被车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱后舱的第五热交换器20;
泵22的输入端连接第一双流体热交换器的第二输出端,泵22的输出端连接水加热器23的输入端,水加热器23的输出端通过第七连接点39分别连接第四热交换器19的输入端和第五热交换器20的输入端,第四热交换器19的输出端和第五热交换器20的输出端通过第八连接点4后连接第一双流体热交换器3 的第二输入端。
水加热器23为第二传热流体回路中的传热流体进行加热,避免了采用耗电量较高的电加热器加热,从而可以提高制热工况下的系统能效,提升汽车行驶里程。另一方面,第一双流体热交换器3通过将第一制冷剂流体回路中的热量交换到第二传热流体回路中,使得在第二传热流体回路中的传热流体本身具有一定的热量,从而可以降低水加热器23加热到预设温度使用的电量。
可选的,第二传热流体回路在传热流体的流动方向上还包括:三通比例阀 24,三通比例阀24用于调节进入电池25和进入第二热交换器17、第三热交换器18的水量。
三通比例阀24的第一阀口连接水加热器23的输出端,三通比例阀24的第二阀口连接第七连接点39,三通比例阀24的第三阀口连接电池25的输入端;电池25的输出端连接在第八连接点4和第一双流体热交换器3的第二输入端之间的管道上。
可选的,第二传热流体回路在传热流体的流动方向上还包括:冷却液截止阀27;
冷却液截止阀27的输入端通过第七连接点39与三通比例阀24的第二阀口连接,冷却液截止阀27的输出端与第五热交换器20的输入端连接。
可选的,参见图3和图4,第一制冷剂流体回路在制冷剂流体的流动方向上还包括:第二内部热交换器40;
第二内部热交换器40的高压侧入口连接高压液体干燥罐11的输出端,第二内部热交换器40的高压侧出口通过第一连接点30分别连接第一膨胀阀5的输入端和第一内部热交换器12的高压侧入口;
第二内部热交换器40的低压侧入口连接第一热交换器6的第一端口37,第二内部热交换器40的低压侧出口通过第二连接点35分别连接压缩机1的输入端和第一内部热交换器12的低压侧出口;
其中,制冷剂流体在第二内部热交换器40的高压侧和低压侧中的流动方向相同或相反。制冷剂流体在第二内部热交换器40的高压侧和低压侧中的流动方向相同时,过热度需求较小,相反时,过热度需求较大。过热度可以理解为制冷剂流体的状态处于过热气体状态时,过热气体温度减去对应压力下的干饱和气体的温度。制冷剂流体流向不同导致过热度不同,而制冷剂流体反向流动时换热比同向流动换热效果好,因此反向流动时低压侧出口温度提高快,过热度高。
上述电动车辆的间接可逆空调热泵系统,通过将第一双流体热交换器同时设置在第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路上,使得第一制冷剂流体回路和第二传热流体回路之间进行热交换,从而可以将第一制冷剂流体回路上的第一热交换器从外界空气中吸收的热量通过第一双流体热交换器传递到第二传热流体回路中,以便通过第二传热流体回路中设置的第二热交换器和第三热交换器快速为乘员舱的前舱和后舱升温,满足人员的温度需求。车辆的间接空调热管理系统中的零部件少、管路连接简单、系统成本低。制冷剂流体通过第一内部热交换器流入第二双流体热交换器,使得第二双流体热交换器可以从连接的电机或电池中回收热量,回收的热量可以通过第一双流体热交换器传输到第二传热流体中为乘员舱升温,从而提高热量回收利用率。
通过控制车辆的间接可逆多蒸空调热管理系统,可以实现车辆的间接可逆多蒸空调热管理系统的多种模式,满足人员的多种需求。
下面我们采用电动车辆的间接可逆空调热泵系统实现不同的模式,具体可以包括:热泵模式、热回收模式、热泵模式和热回收模式的混合模式、第一除湿模式、第二除湿模式、驾舱制冷模式、单电池制冷模式和驾舱制冷模式和单电池制冷模式的混合模式。
参见图2,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,此时第一截止阀2打开,第三截止阀8关闭,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,在高压液体干燥罐11中分离得到的高压的液体制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一膨胀阀5,得到的低压制冷剂流体循环从第二端口38进入循环通过第一热交换器6,从通过第一热交换器6的外部空气中吸热,从第一热交换器6的第一端口37流经第六连接点36后通过第二截止阀7 直接通过第二连接点35返回到压缩机1中;
参见图3或图4,同样在电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式时,制冷剂流体依次通过压缩机1、第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,从高压液体干燥罐11流出的高压制冷剂流体从第二内部热交换器40的高压侧入口流入,从第二内部热交换器40的高压侧出口流出后,通过第一连接点30和第一膨胀阀5进入第一热交换器6中,从第一热交换器6的第一端口37流出的制冷剂流体通过第六连接点36和第二截止阀7后,通过第二内部热交换器40的低压入口流入,从第二内部热交换器 40的低压出口流出,并通过第二连接点35返回到压缩机1中。需要说明的是,这里制冷剂流体从第二内部热交换器40的高压侧流过,第二内部热交换器40 并不对制冷剂流体进行处理,第二内部热交换器40仅仅作为一个液体流通管道。
参见图2、图3和图4,第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后分为两路:一路传热流体进入第四热交换器19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求;另一路经过冷却液截止阀27后进入第五热交换器20对内部空气进行加热,满足乘员舱后舱空间的加热需求,从第五热交换器20流出的传热流体与从第四热交换器19流出的传热流体在第八连接点4汇合后进入第一双流体热交换器3的第二输入端,并从流经第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从第一双流体热交换器3的第二输出端流出返回到泵22。
参见图5,图5示出了热泵模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相,当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一双流体热交换器3并将焓值传递到第二传热流体回路中的传热流体中,如箭头200所示,此时制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓,焓值降低后的制冷剂流体进入高压液体干燥罐11,仅使处于液相的制冷剂流体从高压液体干燥罐11流出,此时制冷剂流体处于液相、高压状态,如箭头4a所示。然后制冷剂流体通过第一膨胀阀5,制冷剂流体经历由箭头500所示的等焓压力下降,这导致其为气液和液体的混合物,并穿过饱和曲线X,此时制冷剂流体仍为气体和液体的混合物,其压力为低压,低压制冷剂通过第一热交换器6并通过从流经第一热交换器6的外部空气流中吸收热量而获得焓,此时制冷剂处于两相态,如箭头600所示,然后经过第二截止阀7,如箭头4b所示,最后经过第二连接点35回到压缩机1。
参见图2、图3和图4,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热回收模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,第一截止阀2打开,第三截止阀8关闭,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,在高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流出后进入第二膨胀阀13,此时第三膨胀阀14和第四膨胀阀 15关闭,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,从流经电机26的传热流体中吸热,从而可以避免电机热量的损失,制冷剂流体从第二双流体热交换器16的第一输出端流出后进入第一内部热交换器12的低压侧,通过第二连接点35返回到压缩机1中;
在热回收模式的第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,传热流体的流动方向与热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与热泵模式下传热流体流经的设备相同。即,第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后分为两路:一路传热流体进入第四热交换器 19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求;另一路经过冷却液截止阀27后进入第五热交换器20对内部空气进行加热,满足乘员舱后舱空间的加热需求,从第五热交换器20流出的传热流体与从第四热交换器19流出的传热流体在第八连接点4汇合后进入第一双流体热交换器3的第二输入端,并从流经第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从第一双流体热交换器3的第二输出端流出返回到泵22。
在热回收模式中,电机产生的热量可以通过第二双流体热交换器16回收,再通过第一双流体热交换器3的设备内热交换将热量通过第二传热流体回路的第四热交换器19和第五热交换器20对乘员舱加热,满足用户需求,提高热量利用率。
图6示出了热回收模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相,当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体被压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一双流体热交换器3并将焓值传递到第二传热流体回路中的传热流体中,如箭头200所示,此时制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓,焓值降低后的制冷剂流体进入高压液体干燥罐11,仅使处于液相的制冷剂流体从高压液体干燥罐11流出,此时制冷剂流体处于液相、高压状态,然后制冷剂流体经过第一内部热交换器12并失去焓值,如箭头 10a所示。然后制冷剂流体通过第二膨胀阀13,制冷剂流体经历由箭头110所示的等焓压力下降,这导致其为气液和液体的混合物,并穿过饱和曲线X,此时制冷剂流体仍为气体和液体的混合物,其压力为低压,低压制冷剂通过第二双流体热交换器16并通过从流经第二双流体热交换器16的电机换热流体中吸收热量而获得焓,此时制冷剂处于两相态,如箭头150所示,然后进入第一内部热交换器12并获得焓值,此时制冷剂流体处于气相,如箭头10b所示,最后经过第二连接点35回到压缩机。
参见图2,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式和热回收模式的混合模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,第一截止阀2开启,第三截止阀8关闭,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接在第一连接点30处分为两路,参见图3,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统中设置第二内部热交换器40时,则通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入,第二内部热交换器40的高压侧出口流出后在第一连接点30处分为两路,一路通过第一膨胀阀5后,低压制冷剂流体从第二端口38进入,循环通过第一热交换器6,并从通过第一热交换器6的外部空气中吸热,从第一热交换器6的第一端口37流出后依次流经第六连接点36、第二截止阀7后,直接通过第二连接点35返回到压缩机1中,或者参见图3或图4从第二内部热交换器40的低压侧入口流入,从第二内部热交换器40的低压侧出口流出后通过第二连接点 35返回到压缩机1中;另一路进入第一内部热交换器12的高压侧和第二膨胀阀13,此时第三膨胀阀14和第四膨胀阀15关闭,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,从流经电机26的传热流体中吸热,制冷剂流体从第二双流体热交换器16的第一输出端流出后通过第三连接点34进入第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到压缩机1中;
在热泵模式和热回收模式的混合模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与热泵模式下传热流体流经的设备相同。具体可以参见热泵模式下传热流体的流动方向和流经设备的详细描述,在此不再一一赘述。
图7示出了热泵模式和热回收模式的混合模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相,当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一双流体热交换器3并将焓值传递到第二传热流体回路中的传热流体中,如箭头200所示,此时制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓,焓值降低后的制冷剂流体进入高压液体干燥罐11,仅使处于液相的制冷剂流体从高压液体干燥罐11流出,此时制冷剂流体处于液相、高压状态,如箭头10a所示。然后制冷剂分为2条支路。第一条制冷剂支路经过第一膨胀装置5,制冷剂流体经历由箭头110所示的等焓压力下降,这导致其为气液和液体的混合物,并穿过饱和曲线X,此时制冷剂流体仍为气体和液体的混合物,其压力为低压,再然后低压制冷剂通过第一热交换器6并通过从流经第一热交换器6的外部空气流中吸收热量而获得焓,此时制冷剂处于两相态,如箭头150所示,然后经过第二截止阀7如箭头10b所示。第二条制冷剂支路经过第一内部热交换器12并失去焓值,如箭头 4a所示。然后制冷剂流体通过第二膨胀阀13,制冷剂流体经历由箭头500所示的等焓压力下降,这导致其为气液和液体的混合物,并穿过饱和曲线X,此时制冷剂流体仍为气体和液体的混合物,其压力为低压,再然后低压制冷剂通过第二双流体热交换器16并通过从流经第二双流体热交换器16的电机换热流体中吸收热量而获得焓,此时制冷剂处于两相态,如箭头600所示,然后进入第一内部热交换器12并获得焓值,此时制冷剂流体处于气相,如箭头4b所示。最后两条制冷剂支路在35汇合回到压缩机。
参见图2、图3和图4,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于第一除湿模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者参见图3和图4,通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流出后进入第三膨胀阀 14,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17,冷却并除湿乘员舱的空气,从第二热交换器17的输出端流出后通过第三止回阀21和第三连接点34后进入第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到压缩机1中。需要说明的是,这里制冷剂流体从第二内部热交换器40的高压侧流过,第二内部热交换器40并不对制冷剂流体进行处理,第二内部热交换器40仅仅作为一个液体流通管道。
第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后,传热流体进入第四热交换器19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求,从第四热交换器19流出的传热流体通过第八连接点4后进入第一双流体热交换器 3的第二输入端,并从流经第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从第一双流体热交换器3的第二输出端流出后返回到泵22。
图8示出了第一除湿模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X 表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一双流体热交换器3并将焓值传递到第二传热流体回路中的传热流体中,如箭头200所示,此时制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓,焓值降低后的制冷剂流体进入高压液体干燥罐 11,仅使处于液相的制冷剂流体从高压液体干燥罐11流出,此时制冷剂流体处于液相,然后制冷剂流体进入第一内部热交换器12并在那里失去焓,如箭头 10a所示,该焓转移至低压制冷剂流体,如箭头10b所示。再然后高压制冷剂通过第三膨胀阀14,高压制冷剂流体经历由箭头120所示的等焓压力下降并且穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体和液体的混合物状态,现在制冷剂流体处于低压。然后低压制冷剂流体通过第二热交换器17,并在那里获得如箭头160 所示的焓,同时冷却内部空气流,然后低压制冷剂流体通过第一内部热交换器 12,并在那里从通过第一内部热交换12的高压制冷流体处获得如箭头10b所示的焓并穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体的状态,然后低压制冷剂流体返回压缩机1。
参见图2,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于第二除湿模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,第一双流体热交换器 3加热第二传热流体回路中的流体,在高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接在第一连接点30处分为两路,或者参见图3和图4,通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入,第二内部热交换器40的高压侧出口流出后在第一连接点30处分为两路,一路进入第一内部热交换器12的高压侧和第三膨胀阀14,此时第二膨胀阀13和第四膨胀阀15关闭,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17,冷却并除湿乘员舱的空气,从第二热交换器17的输出端流出后通过第三止回阀21和第三连接点34后进入第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到压缩机1中,另一路通过第一膨胀阀5后,低压制冷剂流体循环通过第二端口38进入第一热交换器6,从通过第一热交换器6的外部空气中吸热,依次流经从第一热交换器6的第一端口37、第六连接点36、第二截止阀7后,直接通过第二连接点35返回到压缩机1中,或者从第二内部热交换器40的低压侧入口流入,从第二内部热交换器40的低压侧出口流出后通过第二连接点35返回到压缩机1中;
在第二除湿模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与热泵模式下传热流体流经的设备相同,具体参见热泵模式下传热流体在第二传热流体回路中的流动方向描述。
图9示出了第二除湿模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X 表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相,当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一双流体热交换器3并将焓值传递到第二传热流体回路中的传热流体中,如箭头200所示,此时制冷剂流体在保持恒定压力的同时失去焓。如箭头4a所示。然后制冷剂分为2条支路。第一条制冷剂支路经过第一膨胀阀5,制冷剂流体经历由箭头500所示的等焓压力下降,这导致其为气液和液体的混合物,并穿过饱和曲线X,此时制冷剂流体仍为气体和液体的混合物,其压力为低压,再然后低压制冷剂通过第一热交换器6并通过从流经第一热交换器6的外部空气流中吸收热量而获得焓,此时制冷剂处于两相态,如箭头600所示,然后经过第二截止阀7,如箭头4b所示。第二条制冷剂支路通过第一内部热交换器12并失去焓值,如箭头10a所示。然后制冷剂流体通过第三膨胀阀14,制冷剂流体经历由箭头120所示的等焓压力下降,这导致其为气液和液体的混合物,并穿过饱和曲线X,此时制冷剂流体仍为气体和液体的混合物,其压力为低压,再然后低压制冷剂通过第二热交换器17并通过从流经第二热交换器17的内部空气吸收热量而获得焓,此时制冷剂处于两相态,如箭头160所示,然后进入第一内部热交换器12并获得焓值,此时制冷剂流体处于气相,如箭头10b所示。最后两条制冷剂支路在35汇合回到压缩机。
参见图2,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于驾舱制冷模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,此时第一截止阀2关闭,第三截止阀8打开,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后从第一端口37进入第一热交换器6,此时第一热交换器6作为冷凝器,制冷剂流体在第一热交换器6中被外界空气冷却后,从第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者参见图2和图3,通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口出来的制冷剂流体分为两路,一路通过第三膨胀阀14后,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17冷却乘员舱前舱的空气,另一路通过第四膨胀阀15后,低压制冷剂流体循环通过第三热交换器18冷却乘员舱后舱的空气,从第二热交换器17的输出端和第三热交换器18的输出端流出的制冷剂通过第三止回阀21和第三连接点34后进入第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到压缩机1中。
图10示出了驾舱制冷模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X 表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一热交换器6并将焓值传递到外部空气流中,如箭头600所示。从第一热交换器6流出的制冷剂为纯液状态,然后制冷剂流体进入第一内部热交换器12并在那里失去焓,如箭头10a所示,该焓转移至低压制冷剂流体,如箭头10b所示。再然后高压制冷剂分为2条支路,分别通过第三膨胀装置14和第四膨胀装置15,高压制冷剂流体经历由箭头120所示的等焓压力下降并且穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体和液体的混合物状态,并处于低压。然后低压制冷剂流体分别通过第二热交换器17 和第三热交换器18,并在那里获得焓,分别如160和180所示,同时冷却内部空气流。然后低压制冷剂流体通过第一内部热交换器12,并在那里从通过第一内部热交换12的高压制冷流体处获得如箭头10b所示的焓并穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体的状态,然后低压制冷剂流体返回压缩机1。
参见图2,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于单电池制冷模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,此时第一截止阀2关闭,第三截止阀8打开,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后通过第一端口37进入第一热交换器 6,第一热交换器6作为冷凝器,制冷剂流体在第一热交换器6中被外界空气冷却,从第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点 29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12 的高压侧入口进入,或者参见图3和图4,通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器 12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流入后,此时第二膨胀阀13开启,第三膨胀阀14和第四膨胀阀15关闭,则通过第二膨胀阀 13得到的低压制冷剂流体循环进入第二双流体热交换器16内,第二双流体热交换器16对流经电池25的传热流体进行冷却,实现对电池25降温,从第二双流体热交换器16的第一输出端流出后进入第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到压缩机1中。
图11示出了单电池制冷模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一热交换器6并将焓值传递到外部空气流中,如箭头600所示。从第一热交换器6流出的制冷剂为纯液状态,然后制冷剂流体进入第一内部热交换器12并在那里失去焓,如箭头10a所示,该焓转移至低压制冷剂流体,如箭头10b所示。再然后高压制冷剂通过第二膨胀装置13,高压制冷剂流体经历由箭头110所示的等焓压力下降并且穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体和液体的混合物状态,并处于低压。然后低压制冷剂流体通过第二双流体热交换器16,并在那里获得焓,如150所示,同时冷却流经电池25的传热流体。然后低压制冷剂流体通过第一内部热交换器12,并在那里从通过第一内部热交换12的高压制冷流体处获得如箭头10b所示的焓并穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体的状态,然后低压制冷剂流体返回压缩机1。
参见图2,当电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于驾舱制冷模式和单电池制冷模式的混合模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后进入第一热交换器6的第一端口37,在第一热交换器 6中被外界空气冷却,从第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者参见图3和图4通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口出来的制冷剂流体分为三路,第一路通过第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,第二双流体热交换器16对流经电池25的传热流体进行冷却,第二路通过第三膨胀阀14后,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17冷却乘员舱前舱的空气,第三路通过第四膨胀阀15后,低压制冷剂流体循环通过第三热交换器18冷却乘员舱后舱的空气,从第二热交换器17的输出端和第三热交换器18的输出端流出的制冷剂通过第三止回阀21后,在第三连接点34处与从第二双流体热交换器16流出的制冷剂流体汇合后进入第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到压缩机1中。
图12示出了驾舱制冷模式和单电池制冷模式的混合模式期间制冷剂流体经历的压力和焓的变化,曲线X表示制冷剂流体饱和状态。进入压缩机1的制冷剂流体处于气相。当制冷剂流体通过压缩机1时,制冷剂流体经历压缩,如箭头100所示,此时制冷剂流体处于高压。然后处于高压的制冷剂流体进入第一热交换器6并将焓值传递到外部空气流中,如箭头600所示。从第一热交换器6流出的制冷剂为纯液状态,然后制冷剂流体进入第一内部热交换器12并在那里失去焓,如箭头10a所示,该焓转移至低压制冷剂流体,如箭头10b所示。再然后高压制冷剂分为3条支路,分别通过第二膨胀装置13、第三膨胀装置14 和第四膨胀装置15,高压制冷剂流体经历由箭头130所示的等焓压力下降并且穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体和液体的混合物状态,并处于低压。然后低压制冷剂流体分别通过第二双流体热交换器16、第二热交换器17和第三热交换器18,并在那里获得焓,分别如150、160和180所示,同时冷却流经电池25的传热流体和内部空气流。然后低压制冷剂流体在第三连接点34汇合,通过第一内部热交换器12,并在那里从通过第一内部热交换12的高压制冷流体处获得如箭头10b所示的焓并穿过饱和曲线X,这导致其切换到气体的状态,然后低压制冷剂流体返回压缩机1。
上述电动车辆的间接可逆空调热泵系统,通过在电动车辆的间接可逆空调热泵系统上运行不同的模式,实现内部气流的温度的快速调节,满足用户的不同需求。其中,在热泵模式、热泵模式与热回收模式的混合模式时,可以满足大尺寸或者豪华电动汽车乘员舱前排和后排区域的制热需求,在驾舱制冷模式、驾舱制冷模式与单电池制冷模式的混合模式时,可以满足大尺寸或者豪华电动汽车乘员舱前排和后排区域的制冷需求。另外,第一双流体热交换器可以从第一制冷剂流体回路中换取部分热量,从而提高热量利用率。
本实用新型实施例还提供一种车辆,包括上述任一实施例提供的一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统,并且具有上述任一电动车辆的间接可逆空调热泵系统带来的有益效果。
以上所述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,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,包括:
第一制冷剂流体回路,其在所述制冷剂流体的流动方向上包括:压缩机1、第一双流体热交换器3、高压液体干燥罐11、第一膨胀阀5以及用于被车辆的外部空气流穿过的第一热交换器6;
第二传热流体回路,传热流体在其中流动;
所述第一双流体热交换器3的第一输入端连接所述压缩机1的输出端,所述第一双流体热交换器3的第一输出端连接所述高压液体干燥罐11的输入端;同时所述第一双流体热交换器3还设置在所述第二传热流体回路上,以使所述第一制冷剂流体回路和所述第二传热流体回路之间进行热交换;
所述第一热交换器6的第二端口38通过所述第一膨胀阀5和第一连接点30连接所述高压液体干燥罐11的输出端,所述第一热交换器6的第一端口37通过第二连接点35连接所述压缩机1的输入端,所述第一热交换器6中的制冷剂流体为可逆流向,当制冷剂流体从第一端口37流入、第二端口38流出时,所述第一热交换器为冷凝器;当制冷剂流体从第二端口38流入第一端口37流出时,所述第一热交换器为蒸发器;
所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第一内部热交换器12、第二膨胀阀13和第二双流体热交换器16;
所述第一内部热交换器12的高压侧入口通过所述第一连接点30分别连接所述高压液体干燥罐11的输出端和所述第一膨胀阀5的输入端,所述第一内部热交换器12的高压侧出口连接所述第二膨胀阀13的输入端,所述第一内部热交换器12的低压侧出口通过第二连接点35分别连接所述第一热交换器6的第一端口37和所述压缩机1的输入端,所述第一内部热交换器12的低压侧入口通过第三连接点34与所述第二双流体热交换器16的第一输出端连接,用于经所述高压液体干燥罐11处理的高压制冷剂流体流入,与所述第二双流体热交换器16的输出端经第三连接点34流出的低压制冷剂流体之间进行热交换;
所述第二双流体热交换器16的第一输入端连接所述第二膨胀阀13的输出端,所述第二双流体热交换器16的第一输出端通过第三连接点34连接所述第一内部热交换器12的低压侧入口,所述第二双流体热交换器16的第二输入端和第三输入端分别连接电机26的输出端和电池25的输出端,所述第二双流体热交换器16的第二输出端和第三输出端分别连接电机26的输入端和电池25的输入端,所述第二双流体热交换器16用于从流经所述电机26和所述电池25的传热流体中吸热,回收所述电机26和所述电池25产生的热量。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第一截止阀2和第二止回阀10;
所述第一截止阀2的输入端通过第四连接点28连接所述压缩机1的输出端,所述第一截止阀2的输出端连接所述第一双流体热交换器3的第一输入端;
所述第二止回阀10的输入端连接所述第一双流体热交换器3的第一输出端,所述第二止回阀10的输出端连接所述高压液体干燥罐11的输入端。
3.根据权利要求2所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第三截止阀8和第一止回阀9;
所述第三截止阀8的输入端通过所述第四连接点28连接在所述压缩机1的输出端和所述第一截止阀2的输入端之间,所述第三截止阀8的输出端通过第六连接点36连接所述第一热交换器6的第一端口37;
所述第一止回阀9设置在所述第一热交换器6的第二端口38连接的管道的支路上,且所述第一止回阀9的输入端连接所述支路与所述管道的连接点,所述第一止回阀9的输出端通过第五连接点29分别连接所述高压液体干燥罐11的输入端和所述第二止回阀10的输出端。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第二截止阀7;
所述第二截止阀7的输入端通过第六连接点36连接在第一热交换器6的第一端口37和所述第三截止阀8的输出端之间,所述第二截止阀7的输出端通过第二连接点35分别连接所述压缩机1的输入端和所述第一内部热交换器12的低压侧出口。
5.根据权利要求4所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第三膨胀阀14、被所述车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱前舱的第二热交换器17、第四膨胀阀15、被所述车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱后舱的第三热交换器18和第三止回阀21;
所述第三膨胀阀14的输入端、所述第四膨胀阀15的输入端与所述第二膨胀阀13的输入端连接后与所述第一内部热交换器12的高压侧出口连接,所述第三膨胀阀14的输出端连接所述第二热交换器17的输入端,所述第四膨胀阀15的输出端连接所述第三热交换器18的输入端,所述第二热交换器17的输出端和所述第三热交换器18的输出端连接后连接所述第三止回阀21的输入端,所述第三止回阀21的输出端经第三连接点34后与所述第一内部热交换器12的低压侧入口连接。
6.根据权利要求5所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第二传热流体回路在传热流体的流动方向上包括:泵22、水加热器23、用于被所述车辆的内部空气流穿过且设置在乘员舱前舱的第四热交换器19和用于被所述车辆的内部空气流穿过且设置在所述乘员舱后舱的第五热交换器20;
所述泵22的输入端连接所述第一双流体热交换器的第二输出端,所述泵22的输出端连接所述水加热器23的输入端,所述水加热器23的输出端通过第七连接点39分别连接所述第四热交换器19的输入端和所述第五热交换器20的输入端,所述第四热交换器19的输出端和所述第五热交换器20的输出端通过第八连接点4后连接所述第一双流体热交换器3的第二输入端。
7.根据权利要求6所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第二传热流体回路在传热流体的流动方向上还包括:三通比例阀24;
所述三通比例阀24的第一阀口连接所述水加热器23的输出端,所述三通比例阀24的第二阀口连接所述第七连接点39,所述三通比例阀24的第三阀口连接所述电池25的输入端;所述电池25的输出端连接在所述第八连接点4和所述第一双流体热交换器3的第二输入端之间的管道上。
8.根据权利要求7所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第二传热流体回路在传热流体的流动方向上还包括:冷却液截止阀27;
所述冷却液截止阀27的输入端通过所述第七连接点39与所述三通比例阀24的第二阀口连接,所述冷却液截止阀27的输出端与所述第五热交换器20的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,所述第一制冷剂流体回路在所述制冷剂流体的流动方向上还包括:第二内部热交换器40;
所述第二内部热交换器40的高压侧入口连接所述高压液体干燥罐11的输出端,所述第二内部热交换器40的高压侧出口通过所述第一连接点30分别连接所述第一膨胀阀5的输入端和所述第一内部热交换器12的高压侧入口;
所述第二内部热交换器40的低压侧入口连接所述第一热交换器6的第一端口37,所述第二内部热交换器40的低压侧出口通过所述第二连接点35分别连接所述压缩机1的输入端和所述第一内部热交换器12的低压侧出口;
其中,制冷剂流体在所述第二内部热交换器40的高压侧和低压侧中的流动方向相同或相反。
10.根据权利要求9所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一膨胀阀5,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口、第一连接点30和第一膨胀阀5,得到的低压制冷剂流体循环从第二端口38进入循环通过所述第一热交换器6,从通过所述第一热交换器6的外部空气中吸热,从所述第一热交换器6的第一端口37流经第六连接点36后通过第二截止阀7直接通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,或者通过所述第二内部热交换器40的低压入口流入,从所述第二内部热交换器40的低压出口流出,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后分为两路:一路传热流体进入第四热交换器19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求;另一路经过冷却液截止阀27后进入第五热交换器20对内部空气进行加热,满足乘员舱后舱空间的加热需求,从所述第五热交换器20流出的传热流体与从所述第四热交换器19流出的传热流体在第八连接点4汇合后进入所述第一双流体热交换器3的第二输入端,并从流经所述第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从所述第一双流体热交换器3的第二输出端流出返回到所述泵22。
11.根据权利要求10所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热回收模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从所述第一内部热交换器12的高压侧出口流出后进入第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,从流经所述电机26的传热流体中吸热,制冷剂流体从所述第二双流体热交换器16的第一输出端流出后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
在所述热回收模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与所述热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与所述热泵模式下传热流体流经的设备相同。
12.根据权利要求11所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于热泵模式和热回收模式的混合模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接在第一连接点30处分为两路,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入,第二内部热交换器40的高压侧出口流出后在第一连接点30处分为两路,一路通过第一膨胀阀5后,低压制冷剂流体从第二端口38进入,循环通过所述第一热交换器6,并从通过所述第一热交换器6的外部空气中吸热,从所述第一热交换器6的第一端口37流出后依次流经第六连接点36、第二截止阀7后,直接通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,或者从第二内部热交换器40的低压侧入口流入,从第二内部热交换器40的低压侧出口流出后通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;另一路进入第一内部热交换器12的高压侧和第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,从流经所述电机26的传热流体中吸热,制冷剂流体从所述第二双流体热交换器16的第一输出端流出后通过第三连接点34进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
在所述热泵模式和所述热回收模式的混合模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与所述热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与所述热泵模式下传热流体流经的设备相同。
13.根据权利要求10所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于第一除湿模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接通过第一连接点30和第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流出后进入第三膨胀阀14,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17,冷却并除湿乘员舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端流出后通过第三止回阀21和第三连接点34后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
第二传热流体回路中,第一双流体热交换器3的第二输出端处传热流体依次流入的泵22、水加热器23、三通比例阀24和第七连接点39后,传热流体进入第四热交换器19对内部空气进行加热,满足乘员舱前舱空间的加热需求,从所述第四热交换器19流出的传热流体通过第八连接点4后进入所述第一双流体热交换器3的第二输入端,并从流经所述第一双流体热交换器3中的制冷剂中吸收热量,从所述第一双流体热交换器3的第二输出端流出后返回到所述泵22。
14.根据权利要求10所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于第二除湿模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第一截止阀2、第一双流体热交换器3、第二止回阀10和高压液体干燥罐11,所述第一双流体热交换器3加热第二传热流体回路中的流体,在所述高压液体干燥罐11中分离得到的液体的制冷剂流体直接在第一连接点30处分为两路,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入,第二内部热交换器40的高压侧出口流出后在第一连接点30处分为两路,一路进入第一内部热交换器12的高压侧和第三膨胀阀14,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17,冷却并除湿乘员舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端流出后通过第三止回阀21和第三连接点34后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,另一路通过第一膨胀阀5后,低压制冷剂流体循环通过第二端口38进入所述第一热交换器6,从通过所述第一热交换器6的外部空气中吸热,依次流经从所述第一热交换器6的第一端口37、第六连接点36、第二截止阀7后,直接通过第二连接点35返回到所述压缩机1中,或者从第二内部热交换器40的低压侧入口流入,从第二内部热交换器40的低压侧出口流出后通过第二连接点35返回到所述压缩机1中;
在所述第二除湿模式的第二传热流体回路中,传热流体的流动方向与所述热泵模式下传热流体的流动方向相同,且传热流体流经的设备与所述热泵模式下传热流体流经的设备相同。
15.根据权利要求10所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于驾舱制冷模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后从第一端口37进入第一热交换器6,在所述第一热交换器6中被外界空气冷却,从所述第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从所述第一内部热交换器12的高压侧出口出来的制冷剂流体分为两路,一路通过第三膨胀阀14后,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17冷却乘员舱前舱的空气,另一路通过第四膨胀阀15后,低压制冷剂流体循环通过第三热交换器18冷却乘员舱后舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端和所述第三热交换器18的输出端流出的制冷剂通过第三止回阀21和第三连接点34后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中。
16.根据权利要求10所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于单电池制冷模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后通过第一端口37进入第一热交换器6,在所述第一热交换器6中被外界空气冷却,从所述第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从第一内部热交换器12的高压侧出口流入后,通过第二膨胀阀13得到的低压制冷剂流体循环进入第二双流体热交换器16内,所述第二双流体热交换器16对流经所述电池25的传热流体进行冷却,从所述第二双流体热交换器16的第一输出端流出后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中。
17.根据权利要求10所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统,其特征在于,还包括:
当所述电动车辆的间接可逆空调热泵系统处于驾舱制冷模式和单电池制冷模式的混合模式时,制冷剂流体循环经过压缩机1后,形成的高压气体循环通过第三截止阀8后进入第一热交换器6的第一端口37,在所述第一热交换器6中被外界空气冷却,从所述第一热交换器6的第二端口38流出后,通过第一止回阀9、第五连接点29、高压液体干燥罐11后直接通过第一连接点30,并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,或者通过第二内部热交换器40的高压侧入口流入、从第二内部热交换器40的高压侧出口流出并从第一内部热交换器12的高压侧入口进入,从所述第一内部热交换器12的高压侧出口出来的制冷剂流体分为三路,第一路通过第二膨胀阀13,低压制冷剂流体循环通过第二双流体热交换器16,所述第二双流体热交换器16对流经所述电池25的传热流体进行冷却,第二路通过第三膨胀阀14后,低压制冷剂流体循环通过第二热交换器17冷却乘员舱前舱的空气,第三路通过第四膨胀阀15后,低压制冷剂流体循环通过第三热交换器18冷却乘员舱后舱的空气,从所述第二热交换器17的输出端和所述第三热交换器18的输出端流出的制冷剂通过第三止回阀21后,在第三连接点34处与从所述第二双流体热交换器16流出的制冷剂流体汇合后进入所述第一内部热交换器12的低压侧,并通过第二连接点35返回到所述压缩机1中。
18.一种车辆,其特征在于,包括上述权利要求1-17中任一项所述的电动车辆的间接可逆空调热泵系统。
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CN202220563285.XU CN216886160U (zh) | 2022-03-15 | 2022-03-15 | 电动车辆的间接可逆空调热泵系统 |
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GR01 | Patent grant | ||
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