CN216942593U - 一种车用热泵系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种车用热泵系统及车辆，属于汽车热泵系统领域。车用热泵系统，其特征在于，包括空调系统，所述空调系统包括空调箱壳体、压缩机、水冷冷凝器、内部冷凝器、蒸发器以及干燥瓶，所述压缩机和所述水冷冷凝器位于所述空调箱壳体外，所述内部冷凝器和所述蒸发器位于所述空调箱壳体内；所述压缩机、所述水冷冷凝器、所述内部冷凝器、所述干燥瓶和所述蒸发器依次连接形成完整的串联制冷剂回路。本实用新型通过压缩机、水冷冷凝器、内部冷凝器、蒸发器和同轴管依次连接形成冷却回路上，使得制冷剂在制冷、制热或除湿等模式中均采用相同回路循环，不需要制冷剂换向，有效的减少了系统部件数量，从而减少空调系统的占用空间，使得车辆布局更加优化。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车热泵系统领域，特别是涉及一种车用热泵系统及车辆。
背景技术
随着电动汽车的发展，以及电动车电池技术的限制，电动汽车能耗问题变得越来越突出，尤其是冬季续航里程衰减更是业界的一大难题。
目前行业内的解决方案是采用常规热泵系统，但工作温度环境有限(一般-10℃以上环境温度才能有效工作)，且系统原理以及控制策略复杂，给车辆的质量控制带来非常的大的调整以及更多的不可控因素，更重要的是能效比差,能量利用效率(COP)低。另有采用双鼓风机的热泵系统等类似方案，但系统无法完全与整车实现应用，且结构相对复杂，占用空间较大。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是要提供一种车用热泵系统，用以简化车辆空调系统的结构，减少空调系统的占用空间，使得车辆布局更加优化。
本实用新型一个进一步的目的是要提升空调系统的热效率，使得车辆的续航里程得以提升。
特别地，本实用新型提供了一种车用热泵系统，其特征在于，包括空调系统，所述空调系统包括空调箱壳体、压缩机、水冷冷凝器、内部冷凝器、蒸发器以及干燥瓶，所述压缩机和所述水冷冷凝器位于所述空调箱壳体外，所述内部冷凝器和所述蒸发器位于所述空调箱壳体内；
所述压缩机、所述水冷冷凝器、所述内部冷凝器、所述干燥瓶和所述蒸发器依次连接形成完整的串联制冷剂回路。
进一步地，所述空调系统还设有补气增焓装置，所述补气增焓装置包括：
单向阀，设置在所述制冷剂回路上，且与所述压缩机的输入端连接；
节流阀，通过回流管并联连接在所述压缩机的两端，且所述节流阀与所述制冷剂回路的连接点位于所述单向阀的下游。
进一步地，所述干燥瓶形成有IHX同轴管，所述IHX同轴管的低压管路为所述压缩机的进气管路，所述IHX同轴管的高压管路为所述内部冷凝器与所述蒸发器之间的管路。
进一步地，所述补气增焓装置设置在所述IHX同轴管低压管路的下游。
进一步地，所述热泵系统还包括电机冷却回路，所述电机冷却回路内串联有Chiller，所述电机冷却回路通过所述Chiller和所述水冷冷凝器与所述空调系统进行热交换。
进一步地，所述电机冷却回路还包括主动进气格栅，所述主动进气格栅设置在所述车辆的前端，所述主动进气格栅用以受控的开启或关闭。
进一步地，所述热泵系统还包括电池冷却回路，所述电池冷却回路通过四通阀并联在所述电机冷却回路中。
进一步地，所述四通阀包括第一四通阀和第二四通阀，所述电池冷却回路的输入端通过所述第一四通阀与所述Chiller的热交换的输出端连通，所述电池冷却回路的输出端通过所述第二四通阀与所述主动进气格栅冷却的出入端连通。
本实用新型还公开了一种车辆，包括如上述所述的车用热泵系统。
本实用新型通过压缩机、水冷冷凝器、内部冷凝器、干燥瓶和蒸发器依次连接形成串联的冷却回路，使得制冷剂在制冷、制热或除湿等模式中均采用相同回路循环，不需要制冷剂换向，有效的减少了系统部件数量，从而减少空调系统的占用空间，使得车辆布局更加优化。
进一步地，本实用新型通过与电池冷却回路和电机冷却回路进行热交换，并且设置同轴管、单向阀和节流阀，有效地提升了压缩机的吸气温度和压力，从而提升了空调系统的性能和效率，从而使得车辆的续航里程得以提升。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本实用新型一个实施例的热泵系统的结构示意图；
图2是根据本实用新型一个实施例的热泵系统的另一种结构示意图；
图3是根据本实用新型一个实施例的热泵系统的还一种结构示意图；
图中：1-空调箱壳体，2-蒸发器，3-内部冷凝器，4-压缩机，5-水冷冷凝器，6-干燥瓶，7-IHX同轴管，8-补气增焓装置，80-节流阀，81-单向阀，82-回流管，10-制冷剂回路，20-电机冷却回路，201-Chiller，202-主动进气格栅，30-电池冷却回路，301-第一四通阀，302-第二四通阀。
具体实施方式
图1是根据本实用新型一个实施例的热泵系统的结构示意图。在一个实施例中，如图1所示，一种车用热泵系统，包括空调系统，空调系统主要包括空调箱壳体1、蒸发器2、内部冷凝器3、压缩机4、水冷冷凝器5和干燥瓶6，蒸发器2与内部冷凝器3设置在空调箱壳体1的内部，压缩机4和水冷冷凝器5设置在空调箱壳体1的外侧，其中，压缩机4、水冷冷凝器5、内部冷凝器3、干燥瓶6和蒸发器2依次串联连接，形成一条完整的空调制冷剂回路10，用以给乘员舱提供空调服务。
本实施例中，通过压缩机4、水冷冷凝器5、内部冷凝器3、干燥瓶6和蒸发器2依次连接形成串联的冷却回路，使得制冷剂在制冷、制热或除湿等模式中均采用相同回路循环，不需要制冷剂换向，有效的减少了系统部件数量，从而减少空调系统的占用空间，使得车辆布局更加优化。
在一个实施例中，如图1和图2所示，空调系统在干燥瓶6处形成了类似IHX(Intermediate Heat Exchanger中间换热器)同轴管7的热交换结构，其中，IHX同轴管7的高压管为内部冷凝器3和蒸发器2之间的连通管路，IHX同轴管7的低压管路为压缩机4的进气管路。
本实施例中，通过IHX同轴管7，能对进入到压缩机4的气体进行升温处理，在降低蒸发器2的蒸发温度的同时，还能保证甚至提高压缩机4的吸气温度和压力，减小系统压比，提高系统性能和效率，减少系统能耗。
在一个实施例中，如图2和图3所示，空调系统还设有补气增焓装置8，补气增焓装置8主要包括节流阀80、单向阀81以及回流管82，其中，单向阀81在制冷剂回路10上，且与压缩机4的输入端连接，节流阀80通过回流管82并联在压缩机4的两端，节流阀80的输出管路与制冷剂回路10的连通点位于单向阀8的下游，防止了回流管82中的高压冷却液回流至蒸发器2中，有效地保护了蒸发器2。
本实施例中，节流阀80可以调控回到压缩机4的气体流量、温度和压力，从而可以优化压缩机4的压比，提高吸气温度，进而提升系统感度，从而提高系统能效，最终减少系统能耗。
在进一步的一个实施例中，如图3所示，空调系统同时设置IHX同轴管7和的补气增焓装置8，且补气增焓装置8位于IHX同轴管7的下游，通过IHX同轴管7和的补气增焓装置8的共同作用，使得压缩机4的工作效率进一步提升，使得空调系统的制冷或制热更加高效，提升了空调系统的效率。
需要指出的是，IHX同轴管7和补气增焓装置8可分别独立的地增加在空调系统中，也可以以组合的形式增加在空调系统中。
在一个实施例中，如图1或图2所示，车用热泵系统还包括电机冷却回路20和电池冷却回路30，其中电机冷却回路20中串联有Chiller(水冷蒸发器)201电机冷却回路20通过Chiller201和水冷冷凝器5与空调系统的制冷剂回路10进行热交换，使得电机产生的热量能够被有效的循环利用，从而提升了热泵系统使用范围。此外，在电机冷却回路20中，还设置有主动进气格栅202，主动进气格栅202设置在车辆的前端，并且由于采用了水冷冷凝器5代替了传统的空气冷凝器，在热泵工作时，不需散热器进行散热处理，可以把主动进气格栅部分关闭或全部关闭，进而有效减少空气阻力，提升续航里程。
进一步地，电池冷却回路30通过两个四通阀并联在电机冷却回路20上，其中，电池冷却回路30的输入端通过第一四通阀301并联在Chiller201的输出端，电池冷却回路30的输出端通过第二四通阀302并联在主动进气格栅202冷却管路的输入端，从而对车辆的电池模组进行冷却或加热。
需要指出的是：电机冷却回路20和电池冷却回路30可同时工作，也可以分别独立的工作。
本实用新型还公开了一种车辆，包括如上述所述的车用热泵系统。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种车用热泵系统，其特征在于，包括空调系统，所述空调系统包括空调箱壳体、压缩机、水冷冷凝器、内部冷凝器、蒸发器以及干燥瓶，所述压缩机和所述水冷冷凝器位于所述空调箱壳体外，所述内部冷凝器和所述蒸发器位于所述空调箱壳体内；
所述压缩机、所述水冷冷凝器、所述内部冷凝器、所述干燥瓶和所述蒸发器依次连接形成完整的串联制冷剂回路。
2.根据权利要求1所述的车用热泵系统，其特征在于，所述空调系统还设有补气增焓装置，所述补气增焓装置包括：
单向阀，设置在所述制冷剂回路上，且与所述压缩机的输入端连接；
节流阀，通过回流管并联连接在所述压缩机的两端，且所述节流阀与所述制冷剂回路的连接点位于所述单向阀的下游。
3.根据权利要求2所述的车用热泵系统，其特征在于，所述干燥瓶形成有IHX同轴管，所述IHX同轴管的低压管路为所述压缩机的进气管路，所述IHX同轴管的高压管路为所述内部冷凝器与所述蒸发器之间的管路。
4.根据权利要求3所述的车用热泵系统，其特征在于，所述补气增焓装置设置在所述IHX同轴管低压管路的下游。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车用热泵系统，其特征在于，还包括：
电机冷却回路，所述电机冷却回路内串联有水冷蒸发器，所述电机冷却回路通过所述水冷蒸发器和所述水冷冷凝器与所述空调系统进行热交换。
6.根据权利要求5所述的车用热泵系统，其特征在于，所述电机冷却回路还包括主动进气格栅，所述主动进气格栅设置在车辆的前端，所述主动进气格栅用以受控的开启或关闭。
7.根据权利要求6所述的车用热泵系统，其特征在于，还包括：
电池冷却回路，所述电池冷却回路通过四通阀并联在所述电机冷却回路中。
8.根据权利要求7所述的车用热泵系统，其特征在于，所述四通阀包括第一四通阀和第二四通阀，所述电池冷却回路的输入端通过所述第一四通阀与所述水冷蒸发器的热交换的输出端连通，所述电池冷却回路的输出端通过所述第二四通阀与所述主动进气格栅冷却的出入端连通。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-8中任一项所述的车用热泵系统。
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