CN217994053U - 热泵空调系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种热泵空调系统及车辆。该热泵空调系统包括制冷剂回路和加热水回路；加热水回路包括依次连接的水冷冷凝器、第一水泵、多通比例水阀和暖风芯体，其中，水冷冷凝器连接于制冷剂回路中，用于将制冷剂回路产生的热量转移到加热水回路中；多通比例水阀具有进水阀口和至少两个第一出水阀口，暖风芯体具有至少两个进水口和至少一个出水口，进水口与第一出水阀口一一对应连接，且流经第一出水阀口的水流量可调。通过在加热水回路中设置多通比例水阀和具有至少两个进水口的暖风芯体，实现对暖风芯体的分区加热控制，从而控制经过暖风芯体不同部位后的空气的温度，从而在取消温度风门的情况下实现热泵空调系统的双温区或多温区的温度调节。

Description

热泵空调系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种热泵空调系统及车辆。

背景技术

随着车辆的快速发展，人们对于乘坐车辆的舒适性要求越来越高。为了满足不同乘员对于乘员舱内不同区域的温度需求，现有车辆的热泵空调系统通常采用温度风门对乘员舱内的温度进行双温区控制。然而，温度风门工作过程中产生的噪音较大，影响乘员的主观感受。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种热泵空调系统及车辆。

本公开提供了一种热泵空调系统，包括制冷剂回路和加热水回路；

所述加热水回路包括依次连接的水冷冷凝器、第一水泵、多通比例水阀和暖风芯体，其中，所述水冷冷凝器连接于所述制冷剂回路中，用于将所述制冷剂回路产生的热量转移到所述加热水回路中；

所述多通比例水阀具有进水阀口和至少两个第一出水阀口，所述暖风芯体具有至少两个进水口和至少一个出水口，所述进水口与所述第一出水阀口一一对应连接，且流经所述第一出水阀口的水流量可调。

可选地，所述多通比例水阀还具有第二出水阀口，所述第二出水阀口通过连接管与所述水冷冷凝器的回水口连接；

所述热泵空调系统还包括电机散热水回路，所述电机散热水回路及所述加热水回路中连接有水水换热器，以通过所述水水换热器将所述加热水回路的热量转移到所述电机散热水回路中。

可选地，所述热泵空调系统还包括电池散热水回路，所述电池散热水回路中设置有电池冷却器，所述电池冷却器连接于所述制冷剂回路中，用于将所述制冷剂回路产生的冷量转移到所述电池散热水回路中。

可选地，所述加热水回路通过第一四通水阀与所述电池散热水回路连接，以通过所述第一四通水阀控制所述加热水回路与所述电池散热水回路各自独立或者相互连通。

可选地，所述电机散热水回路通过三通水阀连接有余热回收支路，以通过所述三通水阀控制电机连接于所述电机散热水回路和所述余热回收支路中的一者；

所述电机散热水回路通过第二四通水阀与所述电池散热水回路连接，以通过所述第二四通水阀控制所述电机散热水回路和所述余热回收支路中的任一者与所述电池散热水回路相互独立或者相互连通。

可选地，所述电机散热水回路包括依次连接的电机、所述三通水阀、所述水水换热器、车外散热器、第二水泵、所述第二四通水阀和逆变器；

所述余热回收支路包括依次连接的所述电机、所述三通水阀、所述第二水泵、所述第二四通水阀和所述逆变器；

所述电池散热水回路包括依次连接的电池包、所述电池冷却器、第三水泵、所述第一四通水阀和所述第二四通水阀。

可选地，所述制冷剂回路包括依次连接的压缩机、所述水冷冷凝器、全通电子膨胀阀和车外换热器，所述车外换热器的制冷剂出口端并接有第一制冷剂管路和第二制冷剂管路，所述第一制冷剂管路的出口端与所述压缩机的回气口连接，所述第一制冷剂管路上设置有第一电磁阀；

所述第二制冷剂管路上设置有截止阀，所述第二制冷剂管路的出口端并接有第一制冷剂支路和第二制冷剂支路，所述第一制冷剂支路和所述第二制冷支路的出口端均与所述压缩机的回气口连接，所述第一制冷剂支路上依次设置有第一电磁膨胀阀和第一车内蒸发器，所述第二制冷剂支路上依次设置有第二电磁膨胀阀和电池冷却器。

可选地，所述第二制冷剂管路的出口端还并接有第三制冷剂支路，所述第三制冷支路的出口端与所述压缩机的回气口连接，所述第三制冷剂支路上依次设置有第三电磁膨胀阀和第二车内蒸发器。

可选地，所述水冷冷凝器的制冷剂出口端和所述截止阀的制冷剂出口端之间连接有第三制冷剂管路，所述第三制冷剂管路上设置有第二电磁阀。

本公开还提供了一种车辆，包括如上述任一实施例所述的热泵空调系统。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的热泵空调系统及车辆，通过在加热水回路中设置多通比例水阀和具有至少两个进水口的暖风芯体，实现将加热水回路中的冷却水分流流入暖风芯体中，并通过多通比例水阀调节进入暖风芯体的每个进水口的水流量，实现对暖风芯体的分区加热控制，从而控制经过暖风芯体不同部位后的空气的温度，进而实现暖风芯体不同部位的出风温度的调节，从而在取消温度风门的情况下，实现热泵空调系统的暖风回路系统的双温区或多温区的温度调节，解决现有技术方案温度风门工作过程中产生的噪音大的问题，从而提高乘员的主观感受；并且取消温度风门，可以节省热泵空调系统的占用空间，有利于热泵空调系统的紧凑化设计。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例所述热泵空调系统的结构示意图；

图2为本公开实施例所述热泵空调系统处于制冷模式的结构示意图；

图3为本公开实施例所述热泵空调系统处于超级快充模式的结构示意图；

图4为本公开实施例所述热泵空调系统处于制热模式的结构示意图；

图5为本公开实施例所述热泵空调系统处于余热回收模式的结构示意图；

图6为本公开实施例所述热泵空调系统处于单蒸除湿模式的结构示意图；

图7为本公开实施例所述热泵空调系统处于双蒸除湿模式的结构示意图。

附图标记：

1-压缩机，2-水冷冷凝器，3-车外换热器，4-第一车内蒸发器，5-电池冷却器，6-暖风芯体，7-气液分离器，8-车外散热器，9-水水换热器，10-全通电子膨胀阀，11-第一电磁阀，12-第二电磁阀，13-第一电子膨胀阀，14-第二电子膨胀阀，15-截止阀，16-第一水泵，17-第二水泵，18-第三水泵，19-高压水加热器，20-第一四通水阀，21-第二四通水阀，22-三通水阀，23-电池包，24-电机，25-逆变器，26-第三电子膨胀阀，27-第二车内蒸发器，28-四通比例水阀。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图7所示，本公开实施例提供了一种热泵空调系统，包括制冷剂回路和加热水回路，加热水回路包括依次连接的水冷冷凝器2、第一水泵16、多通比例水阀(如四通比例水阀28)和暖风芯体6，其中，水冷冷凝器2连接于制冷剂回路中，用于将制冷剂回路产生的热量转移到加热水回路中，暖风芯体6用于乘员舱温度调节；多通比例水阀具有进水阀口和至少两个第一出水阀口，暖风芯体6具有至少两个进水口和至少一个出水口，进水口与第一出水阀口一一对应连接，且流经第一出水阀口的水流量可调。

应当理解的是，水冷冷凝器2也就是具有一组制冷剂进出口和一组冷却液进出口的冷凝器，其中制冷剂进出口用于与制冷剂回路连接，冷却液进出口用于与加热水回路连接，以通过水冷冷凝器2实现将制冷剂回路产生的热量转移到加热水回路中，从而对加热水回路中的暖风芯体6进行加热，进而利用暖风芯体6对吹过暖风芯体6的空气进行加热，实现对乘员舱进行温度调节的功能。需要说明的是，在加热水回路中流动的不限于为水，也可以为其它具有良好蓄冷或蓄热能力的冷却液。

本公开实施例提供的热泵空调系统，通过在加热水回路中设置多通比例水阀和具有至少两个进水口的暖风芯体6，实现将加热水回路中的冷却水分流流入暖风芯体6中，并通过多通比例水阀调节进入暖风芯体6的每个进水口的水流量，实现对暖风芯体6的分区加热控制，从而控制经过暖风芯体6不同部位后的空气的温度，进而实现暖风芯体6不同部位的出风温度的调节，从而在取消温度风门的情况下，实现热泵空调系统的暖风回路系统的双温区或多温区的温度调节，解决现有技术方案温度风门工作过程中产生的噪音大的问题，从而提高乘员的主观感受；并且取消温度风门，可以节省热泵空调系统的占用空间，有利于热泵空调系统的紧凑化设计。

需要说明的是，对于暖风芯体6的具体结构在此不做限定，只要能够通过在暖风芯体6上设置至少两个进水口，通过分别调节进入进水口的水流量，来控制经过暖风芯体6不同部位后的出风温度，均可以实现本公开的上述目的。示例性地，如图1所示，暖风芯体6包括上下并排设置的第一芯体部和第二芯体部，第一芯体部的顶部设置有一进水口，第二芯体部的底部设置有另一进水口，第一芯体部及第二芯体部的侧部设置有共同的出水口。

在一些实施例中，如图1所示，多通比例水阀还具有第二出水阀口，第二出水阀口通过连接管与水冷冷凝器2的回水口连接；也就是说，当第二出水阀口打开时，流经多通比例水阀的第二出水阀口的冷却水，可以不经过暖风芯体6，而直接经水冷冷凝器2的回水口回流至水冷冷凝器2中。进一步地，如图1所示，该热泵空调系统还包括电机24散热水回路，电机24散热水回路及加热水回路中连接有水水换热器9，以通过水水换热器9将加热水回路的热量转移到电机24散热水回路中。应当理解的是，水水换热器9也就是具有两组冷却液进出口的换热器，其中一组冷却液进出口用于与加热水回路连接，另一组冷却液进出口用于与电机24散热水回路连接。

上述实施例中，通过在加热水回路及电机24散热水回路中连接有水水换热器9，在电机24不工作无散热需求时，可以通过水水换热器9将水冷冷凝器2在制冷过程产生的部分热量转移到电机24散热水回路中(此时多通比例水阀的第一出水阀口关闭、第二出水阀口打开)，进而利用电机24散热水回路将水冷冷凝器2产生的部分热量排出到车外空气中，从而提高制冷剂回路的制冷效率，并且可以在超级快充模式下实现对此时闲置的电机24散热水回路进行有效利用，实现制冷剂回路与水回路的协调工作。

进一步地，如图1所示，热泵空调系统还包括电池散热水回路，电池散热水回路中设置有电池冷却器5，电池冷却器5连接于制冷剂回路中，用于将制冷剂回路产生的冷量转移到电池散热水回路中。应当理解的是，电池冷却器5也就是具有一组制冷剂进出口和一组冷却液进出口的冷却器，其中制冷剂进出口用于与制冷剂回路连接，冷却液进出口用于与电池散热水回路连接。

在超级快充模式下，可以通过水水换热器9将水冷冷凝器2在制冷过程产生的部分热量转移到电机24散热水回路中(此时电机24不工作无散热需求)，进而利用电机24散热水回路将水冷冷凝器2产生的部分热量排出到车外空气中，从而便于提升水冷冷凝器2的冷凝能力，进而满足超级快充模式下大制冷量的需求，实现对车辆的电池进行快速散热的目的；并且可以在超级快充模式下实现对此时闲置的电机24散热水回路进行有效利用，实现制冷剂回路与水回路的协调工作。

上述实施例中，通过在加热水回路及电机24散热水回路中连接水水换热器9，使得该加热水回路不仅可用于在制热模式或制冷模式下通过水冷冷凝器2产生的热量对加热水回路中流动的冷却液进行加热，进而通过被加热的暖风芯体6对乘员舱的空气温度进行调节，实现间接式热泵功能；还可以在超级快充模式下将水冷冷凝器2产生的部分热量转移到电机24散热水回路中，从而提高制冷剂回路的制冷效率，实现对电池进行快速散热的目的。如此，采用上述设置，实现加热水回路的双重作用，功能集成度更高，结构更加简化。

进一步地，如图1所示，为了实现对乘员舱的良好加热功能，还可以在加热水回路中连接高压水加热器19，以利用高压水加热器19对加热水回路中流动的冷却液进行辅助加热。在具体实施中，加热水回路可包括依次连接的水冷冷凝器2、第一水泵16、水水换热器9、高压水加热器19和暖风芯体6。当然，第一水泵16和高压水加热器19的设置位置不限于上述限定。

在一个具体实施例中，如图1所示，多通比例水阀为四通比例水阀28，四通比例水阀28的四个阀口分别为阀口A、阀口B、阀口C、阀口D，其中，阀口B为进水阀口，阀口A、阀口C为第一出水阀口，阀口D为第二出水阀口；阀口B与加热水回路的主管路连接，阀口A、阀口C分别与暖风芯体6的两个进水口一一对应连接，阀口D通过连接管直接与水冷冷凝器2的回水口连接；暖风芯体6的出水口通过连接管直接与水冷冷凝器2的回水口连接。

在一些实施例中，如图1所示，电机24散热水回路包括依次连接的电机24、水水换热器9和车外散热器8，电机24散热水回路中连接有第二水泵17，以利用车外散热器8将电机24散热水回路的热量排出至车外空气中。应当理解的是，该电机24散热水回路不仅用于对电机24进行散热，将电机24的热量通过车外散热器8排出至车外空气中，还可以在电机24不工作不需要散热的超级快充模式下，通过水水换热器9将水冷冷凝器2的部分热量转移到电机24散热水回路中，再利用车外散热器8将热量排出至车外空气中，从而提高制冷剂回路的制冷效率，实现对电池的快速散热。进一步地，电机24散热水回路中还可以包括逆变器25，也就是说，除了电机24之外，也可以利用电机24散热水回路对逆变器25进行散热。

在一些实施例中，如图1所示，电池散热水回路包括依次连接的电池包23和电池冷却器5，电池散热水回路中连接有第三水泵18，以利用电池冷却器5在制冷过程产生的冷量带走电池散热水回路中的热量，实现对电池包23进行散热的目的。

在一些实施例中，加热水回路通过第一四通水阀20与电池散热水回路连接，以通过第一四通水阀20控制加热水回路与电池散热水回路各自独立或者相互连通。例如，在制冷模式下(如图2所示)和超级快充模式下(如图3所示)，可以通过第一四通水阀20控制加热水回路与电池散热水回路各自独立；在制热模式下(如图4所示)，可以通过第一四通水阀20控制加热水回路与电池散热水回路相互连通，以利用加热水回路对电池包23进行加热，确保电池包23处于最佳的工作温度范围内。

在一些实施例中，如图1所示，电机24散热水回路通过三通水阀22连接有余热回收支路，以通过三通水阀22控制电机24连接于电机24散热水回路和余热回收支路中的一者。例如，在制冷模式下(如图2所示)和超级快充模式下(如图3所示)，可以通过三通水阀22控制电机24连接于电机24散热水回路；在余热回收模式下(如图5所示)，可以通过三通水阀22控制电机24连接于余热回收支路，以对电机24工作过程产生的热量进行回收。在具体实施中，电机24散热水回路与余热回收支路可共用一段水管路，在共用的水管路上设置有电机24、逆变器25和第二水泵17，在电机24散热水回路与余热回收支路非共用的一段水管路上设置有水水换热器9和车外散热器8，在余热回收支路与电机24散热水回路非共用的一段水管路上未设置其它部件，如此通过三通水阀22的阀口切换，控制电机24连接于电机24散热水回路和余热回收支路中的一者。

进一步地，如图1所示，电机24散热水回路通过第二四通水阀21与电池散热水回路连接，以通过第二四通水阀21控制电机24散热水回路和余热回收支路中的任一者与电池散热水回路相互独立或者相互连通。例如，在制冷模式下(如图2所示)和超级快充模式下(如图3所示)，可以通过第二四通水阀21控制电机24散热水回路与电池散热水回路各自独立；在制热模式下(如图4所示)，可以通过第二四通水阀21控制余热回收支路与电池散热水回路各自独立；在余热回收模式下(如图5所示)，可以通过第二四通水阀21控制余热回收支路与电池散热水回路相互连通。在具体实施中，电机24散热水回路与余热回收支路可共用一段水管路，该第二四通水阀21可设置在两者共用的水管路上，具体地，可以在共用的水管路上依次设置有第二水泵17、第二四通水阀21、逆变器25和电机24。

在一个具体实施例中，如图1所示，电机24散热水回路包括依次连接的电机24、三通水阀22、水水换热器9、车外散热器8、第二水泵17、第二四通水阀21和逆变器25；余热回收支路包括依次连接的电机24、三通水阀22、第二水泵17、第二四通水阀21和逆变器25；电池散热水回路包括依次连接的电池包23、电池冷却器5、第三水泵18、第一四通水阀20和第二四通水阀21。通过第一四通水阀20、第二四通水阀21以及三通水阀22的各阀口的通断控制，可以实现在热泵空调系统处于不同工作模式下水回路的切换，从而满足不同工作模式对于水回路的需求。

在一些实施例中，如图1所示，制冷剂回路包括依次连接的压缩机1、水冷冷凝器2、全通电子膨胀阀10和车外换热器3，车外换热器3的制冷剂出口端并接有第一制冷剂管路和第二制冷剂管路，第一制冷剂管路的出口端与压缩机1的回气口连接，第一制冷剂管路上设置有第一电磁阀11；第二制冷剂管路上设置有截止阀15，第二制冷剂管路的出口端并接有第一制冷剂支路和第二制冷剂支路，第一制冷剂支路和第二制冷支路的出口端均与压缩机1的回气口连接，第一制冷剂支路上依次设置有第一电磁膨胀阀和第一车内蒸发器4，第二制冷剂支路上依次设置有第二电磁膨胀阀和电池冷却器5。其中，第一电磁阀11用于切换不同的换热模式，全通电子膨胀阀10用于制冷模式的全通、以及制热模式的节流机构和流量调节机构。

具体而言，在制热模式下(如图4所示)和余热回收模式下(如图5所示)，控制第一电磁阀11打开，使得经由水冷冷凝器2的部分制冷剂或全部制冷剂可以经全通电子膨胀阀10(作为节流装置)和车外换热器3后，经由第一制冷剂管路返回至压缩机1中，使得车外换热器3作为蒸发器吸收车外空气热量；在制冷模式(如图2所示)下，压缩机1、水冷冷凝器2、车外换热器3、截止阀15、第一电子膨胀阀13和第一车内蒸发器4依次连接形成第一制冷剂回路，第一车内蒸发器4用于乘员舱温度调节，如此形成的第一制冷剂回路可用于为乘员舱进行制冷降温；压缩机1、水冷冷凝器2、车外换热器3、截止阀15、第二电子膨胀阀14和电池冷却器5依次连接形成第二制冷剂回路，如此形成的第二制冷剂回路可用于对电池包23进行散热。

进一步地，如图1所示，第二制冷剂管路的出口端还并接有第三制冷剂支路，第三制冷支路的出口端与压缩机1的回气口连接，第三制冷剂支路上依次设置有第三电磁膨胀阀和第二车内蒸发器27。

具体而言，压缩机1、水冷冷凝器2、车外换热器3、截止阀15、第二电子膨胀阀14和第二车内蒸发器27依次连接形成第三制冷剂回路，第二车内蒸发器27用于乘员舱温度调节，如此形成的第三制冷剂回路可用于为乘员舱进行制冷降温。通过设置第一车内蒸发器4和第二车内蒸发器27，以实现对乘员舱内不同区域的温度调节。

在一些实施例中，如图1所示，水冷冷凝器2的制冷剂出口端和截止阀15的制冷剂出口端之间连接有第三制冷剂管路，第三制冷剂管路上设置有第二电磁阀12。其中，第二电磁阀12用于切换不同的换热模式。通过该第三制冷剂管路的设置，使得经由水冷冷凝器2流出的制冷剂也可直接经第一制冷剂支路流至第一电子膨胀阀13及第一车内蒸发器4中，和/或，直接经第二制冷剂支路流至第二电子膨胀阀14及电池冷却器5中，和/或，直接经第三制冷剂支路流至第三电子膨胀阀26及第二车内蒸发器27中(如图5所示的余热回收模式、如图6所示的单蒸除湿模式、以及如图7所示的双蒸除湿模式)。

需要说明的是，第一电子膨胀阀13、第二电子膨胀阀14和第三电子膨胀阀26作为节流机构与调节流量的装置，除此之外，第一电子膨胀阀13、第二电子膨胀阀14和第三电子膨胀阀26还具有开关作用，也即第一电子膨胀阀13关闭时其所在的制冷剂支路断开，第二电子膨胀阀14关闭时其所在的制冷剂支路断开，第三电子膨胀阀26关闭时其所在的制冷剂支路断开；截止阀15作为制冷剂唯一流向的装置，也可以称为单向阀。

进一步地，车外换热器3处设有冷却风扇(未示出)，用于为车外换热器3提供气流，以提升车外换热器3的换热效率；第一车内蒸发器4、第二车内蒸发器27和暖风芯体6可置于空调箱内。

本公开上述实施例提供的热泵空调系统，可以实现多种不同的工作模式，热泵空调系统的工作模式可包括制冷模式、超级快充模式、制热模式、余热回收模式、单蒸除湿模式和双蒸除湿模式中的至少一种。优选地，该热泵空调系统包括上述全部的工作模式。

在制冷模式下，其工作状态如图2所示，用于满足乘员舱的冷却与动力电池的冷却需求。在制冷剂回路中，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入水冷冷凝器2，开启第一水泵16使得冷却液流经水冷冷凝器2，此时水冷冷凝器2作为冷凝器，向暖风芯体6释放热量，给暖风回路系统风量调节提供热源；水冷冷凝器2出来的制冷剂经全通电子膨胀阀10全开进入车外换热器3，此时车外换热器3作为冷凝器，第一电磁阀11与第二电磁阀12关闭，车外换热器3出来的制冷剂经截止阀15流出后分成三路，第一路经第一电子膨胀阀13节流后进入第一车内蒸发器4，第三路经第三电子膨胀阀26节流后进入第二车内蒸发器27，这两路用于乘员舱冷却，第二路经第二电子膨胀阀14节流进入电池冷却器5提供电池冷却的冷量，从第一车内蒸发器4、第二车内蒸发器27以及电池冷却器5出来的制冷剂汇合后经气液分离器7出来后返回压缩机1。在水回路中，第一四通水阀20A与B连接，C与D连接；第二四通水阀21A与B连接，C与D连接；三通水阀22A与B连接；四通比例水阀28的进口B开启，出口D关闭，出口A和出口C开启。冷却水从水冷冷凝器2吸收热量，此时第一水泵16开启，吸收热量升温的冷却水经过第一水泵16后流入水水换热器9，进一步吸收电机24以及逆变器25中的热量，温度提升后的冷却水，流入第一四通水阀20，第一四通水阀20A与B连接，C与D连接，流经A口和B口的冷却水进入高压水加热器19，此时高压水加热器19关闭，高温的冷却水进入四通比例水阀28的B进口，分别从四通比例水阀28的A口以及C口流出，其中，四通比例水阀28的A口与暖风芯体6的上部联通，四通比例水阀28的C口与暖风芯体6的下部联通，通过调节四通比例水阀28，来调节出口A和出口C的流量，通过调整进入暖风芯体6上部和下部的冷却水流量，来控制经过暖风芯体6后的空气的温度，进而实现暖风回路系统中不同出风温度的调节。

需要说明的是，在制冷模式下，若不需要向乘员舱吹送暖风，则可以关闭第一水泵16，使得加热水回路不工作；同时也可控制四通比例水阀28的进口B开启，出口D开启，出口A和出口C关闭，使得制冷剂不流经暖风芯体6。

在超级快充模式下，其工作状态如图3所示，用于通过水水换热器9将水冷冷凝器2的部分散热量通过电机24水侧的车外散热器8来排放，解决车外换热器3由于尺寸限制因素散热量不足的问题。具体地，在制冷剂回路中，控制压缩机1运行，控制第一电磁阀11及第二电磁阀12关闭，使压缩机1、水冷冷凝器2、全通电子膨胀阀10、车外换热器3、截止阀15、第二电子膨胀阀14和电池冷却器5依次连接形成制冷剂回路。压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入水冷冷凝器2，然后经由全通电子膨胀阀10进入车外换热器3，从车外换热器3出来的制冷剂经截止阀15流出后，经第二电子膨胀阀14节流进入电池冷却器5提供电池冷却的冷量，从电池冷却器5出来的制冷剂经气液分离器7出来后返回压缩机11。在水回路中，控制第一水泵16、第二水泵17及第三水泵18运行，使得冷凝器散热水回路处于开启状态，并控制第一四通水阀20的A与B连接，C与D连接；第二四通水阀21的A与B连接，C与D连接；三通水阀22的A与B连接；四通比例水阀28的进口B开启，出口D开启，出口A和出口C关闭。

这样在大倍率快充电池包23发热量超过10kW时，电池冷却器5的制冷量能超过10kW,并且通过车外换热器3和车外散热器8将吸收的热量和压缩机1产生的热量有效排出；并且将水水换热器9串联至水冷冷凝器2水回路中，可减少一个三通水阀22，降低成本。

在制热模式下，其工作状态如图4所示，用于满足乘员舱的加热需求。在取消HVAC(即暖通空调系统)中温度风门的前提下，实现HVAC中双温区控制。具体地，在制冷剂回路中，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体进入水冷冷凝器2，开启第一水泵16使得冷却液流经水冷冷凝器2，水冷冷凝器2开启，从车外换热器3出来的制冷剂经气液分离器7出来后返回压缩机1。在水回路中，四通比例水阀28的B为进口，A与C为出口，D口关闭，冷却水从A口以及C口流出进入分区式暖风芯体6的上部以及下部，通过四通比例水阀28调节流出A口以及C口的冷却水流量，通过流量的调节，来实现暖风芯体6上部以及下部的出风温度的调节。此外，在水路中，可以控制第一四通水阀20的A与D连接，C与B连接；第二四通水阀21的A与B连接，C与D连接；三通水阀22的B与C连接。在该制热模式下，可以利用水冷冷凝器2加热冷却液，同时可以利用被加热的冷却液加热电池，从而确保电池包23在最佳的工作范围内；当不需要对电池包23加热时，可以将第一四通水阀20的A与B连接，C与D连接。

在余热回收模式下，其工作状态如图5所示，余热回收模式是制热模式的补充，用来提升低温下制热量，一路通过车外换热器3，继续作为蒸发器吸收空气热量，另外一路通过电池冷却器5吸收电池包23、电机24、逆变器25热量，又避免从电池冷却器5流出的低温水直接进入电池，而是先经过电机24和逆变器25加热。

在单蒸除湿模式下，其工作状态如图6所示，该单蒸除湿模式主要用于春秋季除湿加热，水冷冷凝器2作为冷凝器，车外换热器3作为冷凝器或者蒸发器，根据乘员舱制热需求自动调节其放热或吸热的状态，通过第一车内蒸发器4对空气除湿降温，然后通过暖风芯体6加热。

在双蒸除湿模式下，其工作状态如图7所示，该双蒸除湿模式主要用于春秋季除湿加热，水冷冷凝器2作为冷凝器，车外换热器3作为冷凝器或者蒸发器，根据乘员舱制热需求自动调节其放热或吸热的状态，通过蒸发器对空气除湿降温，然后通过暖风芯体6加热。当电池包23需要冷却，即进入双蒸除湿模式，第一车内蒸发器4除湿，电池冷却器5对电池包23进行降温。

当然，本公开实施例提供的热泵空调系统的工作模式不限于上述限定，还可以根据需要对热泵空调系统中设置的电磁阀、通水阀进行控制，从而实现更多工作模式。

本公开实施例还提供了一种车辆，包括如上述任一实施例的热泵空调系统，因而具有上述任一实施例的热泵空调系统的有益效果，在此不再赘述。

综上所述，本公开提供的热泵空调系统，是一种可以实现超级快充、电池余热回收、取消温度风门的双温区HVAC的热泵空调系统，该热泵空调系统的暖风回路系统带有四通比例水阀和特殊设计的暖风芯体，实现对HVAC的双温区或多温区的温度调节；同时加热水回路及电机散热水回路包括一个水水换热器，该水水换热器用于超级快充大制冷量需求时的辅助散热；该热泵空调系统具备至少六种换热模式，涵盖乘员舱、电池、电机的有效热管理功能；采用本公开的热泵空调系统，解决了现有技术方案采用温度风门工作过程中产生的噪音大的问题，从而提高乘员的主观感受；解决了超级快充制冷量需求大冷凝器散热不足的问题，优化了管路连接，降低了成本，能够满足车辆的热管理需求，并且高效节能。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种热泵空调系统，其特征在于，包括制冷剂回路和加热水回路；

所述加热水回路包括依次连接的水冷冷凝器、第一水泵、多通比例水阀和暖风芯体，其中，所述水冷冷凝器连接于所述制冷剂回路中，用于将所述制冷剂回路产生的热量转移到所述加热水回路中；

所述多通比例水阀具有进水阀口和至少两个第一出水阀口，所述暖风芯体具有至少两个进水口和至少一个出水口，所述进水口与所述第一出水阀口一一对应连接，且流经所述第一出水阀口的水流量可调。

2.根据权利要求1所述的热泵空调系统，其特征在于，所述多通比例水阀还具有第二出水阀口，所述第二出水阀口通过连接管与所述水冷冷凝器的回水口连接；

所述热泵空调系统还包括电机散热水回路，所述电机散热水回路及所述加热水回路中连接有水水换热器，以通过所述水水换热器将所述加热水回路的热量转移到所述电机散热水回路中。

3.根据权利要求2所述的热泵空调系统，其特征在于，所述热泵空调系统还包括电池散热水回路，所述电池散热水回路中设置有电池冷却器，所述电池冷却器连接于所述制冷剂回路中，用于将所述制冷剂回路产生的冷量转移到所述电池散热水回路中。

4.根据权利要求3所述的热泵空调系统，其特征在于，所述加热水回路通过第一四通水阀与所述电池散热水回路连接，以通过所述第一四通水阀控制所述加热水回路与所述电池散热水回路各自独立或者相互连通。

5.根据权利要求4所述的热泵空调系统，其特征在于，所述电机散热水回路通过三通水阀连接有余热回收支路，以通过所述三通水阀控制电机连接于所述电机散热水回路和所述余热回收支路中的一者；

所述电机散热水回路通过第二四通水阀与所述电池散热水回路连接，以通过所述第二四通水阀控制所述电机散热水回路和所述余热回收支路中的任一者与所述电池散热水回路相互独立或者相互连通。

6.根据权利要求5所述的热泵空调系统，其特征在于，所述电机散热水回路包括依次连接的电机、所述三通水阀、所述水水换热器、车外散热器、第二水泵、所述第二四通水阀和逆变器；

所述余热回收支路包括依次连接的所述电机、所述三通水阀、所述第二水泵、所述第二四通水阀和所述逆变器；

所述电池散热水回路包括依次连接的电池包、所述电池冷却器、第三水泵、所述第一四通水阀和所述第二四通水阀。

7.根据权利要求1至6任一项所述的热泵空调系统，其特征在于，所述制冷剂回路包括依次连接的压缩机、所述水冷冷凝器、全通电子膨胀阀和车外换热器，所述车外换热器的制冷剂出口端并接有第一制冷剂管路和第二制冷剂管路，所述第一制冷剂管路的出口端与所述压缩机的回气口连接，所述第一制冷剂管路上设置有第一电磁阀；

所述第二制冷剂管路上设置有截止阀，所述第二制冷剂管路的出口端并接有第一制冷剂支路和第二制冷剂支路，所述第一制冷剂支路和所述第二制冷支路的出口端均与所述压缩机的回气口连接，所述第一制冷剂支路上依次设置有第一电磁膨胀阀和第一车内蒸发器，所述第二制冷剂支路上依次设置有第二电磁膨胀阀和电池冷却器。

8.根据权利要求7所述的热泵空调系统，其特征在于，所述第二制冷剂管路的出口端还并接有第三制冷剂支路，所述第三制冷支路的出口端与所述压缩机的回气口连接，所述第三制冷剂支路上依次设置有第三电磁膨胀阀和第二车内蒸发器。

9.根据权利要求7所述的热泵空调系统，其特征在于，所述水冷冷凝器的制冷剂出口端和所述截止阀的制冷剂出口端之间连接有第三制冷剂管路，所述第三制冷剂管路上设置有第二电磁阀。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的热泵空调系统。

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