CN220785403U - 一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，包括室内换热器与室外换热器，所述室内换热器与室外换热器内均设有制冷剂管路，且都集成有冷却液管路；该系统还包括用于冷媒运转的制冷剂回路与用于冷却液运转的冷却液回路；系统中的制冷剂回路与冷却液回路相互配合，可兼顾车厢与动力电池的温度调节，还可对动力电池的余热与空调系统的余热做有效利用，提高热量利用率，降低能耗；此外，还能通过室外换热器的水路循环加热室内换热器的水路，达到车厢除湿的效果。

Description

一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及新能源客车热泵空调领域，尤其是指一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，新能源汽车占比越来越多，尤其客车行业，新能源客车占比更多。新能源客车空调与传统客车相比除了需要给车厢进行温度调节，还需要给动力电池进行温度调节。目前采用的方式是在空调室内换热器并联一个板式换热器与电池冷却液进行热交换，或者采用风暖段加热PTC给车厢加热，前者不能保证空调和电池的温度调节，后者不够节能。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，包括室内换热器与室外换热器，所述室内换热器与所述室外换热器内均设有制冷剂管路，还集成有冷却液管路；

还包括用于冷媒运转的制冷剂回路，所述制冷剂回路连接有压缩机、四通阀、电子膨胀阀、室内换热器制冷剂管路、室外换热器制冷剂管路；

还包括用于冷却液运转的冷却液回路，所述冷却液回路连接有水泵、第一水路三通阀、第二水路三通阀、第三水路三通阀、动力电池、室内换热器冷却液管路、室外换热器冷却液管路。

进一步地，所述压缩机为电动变频涡旋压缩机。

进一步地，所述制冷剂回路中还连接有止逆阀和气液分离器。

进一步地，所述四通阀设有A、B、C、D四个阀口，所述四通阀的A阀口连接室外换热器制冷剂管路，四通阀的B阀口连接气液分离器，四通阀的C阀口连接室内换热器制冷剂管路，四通阀的D阀口连接止逆阀。

进一步地，所述冷却液回路中还连接有水暖PTC，用于辅助加热。

进一步地，所述第一水路三通阀设有A、B、C三个阀口第一水路三通阀的A阀口连接水泵，第一水路三通阀的B阀口连接室内换热器冷却液管理，第一水路三通阀的C阀口连接室外换热器冷却液管理。

进一步地，所述第二水路三通阀设有A、B、C三个阀口，第二水路三通阀的A阀口连接室内换热器冷却液管路，第二水路三通阀的B阀口连接室外换热器冷却液管路，第二水路三通阀的C阀口连接水暖PTC。

进一步地，所述第三水路三通阀设有A、B、C三个阀口，第三水路三通阀的A阀口连接水泵，第三水路三通阀的B阀口连接水暖PTC，第三水路三通阀的C阀口连接动力电池。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于：

1、本实用新型中的室内换热器与室外换热器中设有制冷剂管路，还集成有冷却液管路，可在系统的制冷剂回路与冷却液回路中相互配合，兼顾车厢与动力电池的温度调节，还可对动力电池的余热与空调系统的余热做有效利用，提高热量利用率，降低能耗，在满足新能源客车的热泵空调系统的制冷与制热功能时，兼顾了对动力电池的热管理，提高热量利用率，降低能耗。

2、本实用新型的水暖PTC不仅可以给动力电池进行加热，还可以给车厢辅助加热，提高水暖PTC的利用率。

3、本实用新型通过水路三通阀的切换，实现在不同环境温度以及不同工作模式下，通过室内换热器或室外换热器的回路对电池进行温度调节，大大提高能效。

4、本实用新型可通过室外换热器的水路循环加热室内换热器的水路，达到车厢除湿的效果。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型工作模式一冷媒运转的流程框图。

图3为本实用新型工作模式二冷媒运转的流程框图。

图4为本实用新型工作模式一冷却液运转的流程框图。

图5为本实用新型工作模式二冷却液运转的流程框图。

图6为本实用新型工作模式三冷却液运转的流程框图。

图7为本实用新型工作模式四冷却液运转的流程框图。

图8为本实用新型工作模式七冷却液运转的流程框图。

其中，图中标号为：压缩机1，止逆阀2，气液分离器3，四通阀4，室内换热器5，室内换热器制冷剂管路51，室内换热器冷却液管路52，室外换热器6，室外换热器制冷剂管路61，室外换热器冷却液管路62，电子膨胀阀7，第一水路三通阀81，第二水路三通阀82，第三水路三通阀83，水泵9，动力电池10，水暖PTC11、制冷剂回路12、冷却液回路13。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型实施例的具体实施方式。

为避免重复解释，对部分特定词有如下解释：

四通阀4(AD)表示为：四通阀4的A阀口与D阀口之间连通的管路；四通阀4(DC)表示为：四通阀4的D阀口与C阀口之间连通的管路；四通阀4(BC)表示为：四通阀4的B阀口与C阀口之间连通的管路；四通阀4(AB)表示为：四通阀4的A阀口与B阀口之间连通的管路；

第一水路三通阀81(AB)表示为：第一水路三通阀81的A阀口与B阀口之间连通的管路；

第一水路三通阀81(AC)表示为：第一水路三通阀81的A阀口与C阀口之间连通的管路；

第二水路三通阀82(AC)表示为：第二水路三通阀82的A阀口与C阀口之间连通的管路；

第二水路三通阀82(AB)表示为：第二水路三通达82的A阀口与B阀口之间连通的管路；

第三水路三通阀83(AB)表示为：第三水路三通阀83的A阀口与B阀口之间连通的管路；

第三水路三通阀83(BC)表示为：第三水路三通阀83的B阀口与C阀口之间连通的管路。

参照图1，一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，该系统包括室内换热器5、室外换热器6。室内换热器5与室外换热器6中均设有制冷剂管路，且都集成有冷却液管路。该系统中还设有用于冷媒运转的制冷剂回路12，以及用于冷却液运转的冷却液回路13。制冷剂回路12中连接有：压缩机1、止逆阀2、四通阀4、气液分离器3、室内换热器制冷剂管路51、电子膨胀阀7、室外换热器冷却液管路62；冷却液回路13中连接有：动力电池10、水泵9、第一水路三通阀81、第二水路三通阀82、第三水路三通阀83、水暖PTC11、室内换热器冷却液管路52、室外换热器冷却液管路62。其中，压缩机1为电动变频涡旋压缩机1，可进行变频加热，用于热泵制热。

参照图1，四通阀4设有A、B、C、D四个阀口，其中四通阀4的A阀口连接室外换热器制冷剂管路61，四通阀4的B阀口连接气液分离器3，四通阀4的C阀口连接室内换热器制冷剂管路51，四通阀4的D阀口连接止逆阀2。

参照图1，第一水路三通阀81设有A、B、C三个阀口，其中第一水路三通阀81的A阀口连接水泵9，第一水路三通阀81的B阀口连接室内换热器冷却液管路52，第一水路三通阀81的C阀口连接室外换热器冷却液管路62。

参照图1，第二水路三通阀82设有A、B、C三个阀口，其中第二水路三通阀82的A阀口连接室内换热器冷却液管路52，第二水路三通阀82的B阀口连接室外换热器冷却液管路62，第二水路三通阀82的C阀口连接水暖PTC11。

参照图1，第三水路三通阀83设有A、B、C三个阀口，其中第三水路三通阀83的A阀口连接水泵9，第三水路三通阀83的B阀口连接水暖PTC11，第三水路三通阀83的C阀口连接动力电池10。

本系统通过七种工作模式兼顾电池热管理与车厢的温度调节，同时实现对车厢的除湿功能。

工作模式一：空调和电池同时制冷，此时通过室内换热器5进行换热给车厢和电池降温。

参照图1、图2和图4，工作模式一的制冷剂回路12为：冷媒依次经过压缩机1、止逆阀2、四通阀4(AD)、室外换热器制冷剂管路61、电子膨胀阀7、室内换热器制冷剂管路51、四通阀4(BC)、气液分离器3，最后回到压缩机1，达到空调制冷的效果；该模式的冷却液回路13为：冷却液经过水泵9、第一水路三通阀81(AB)、室内换热器冷却液管路52、第二水路三通阀82(AC)、水暖PTC11（关闭状态）、第三水路三通阀83(BC)、动力电池10，最后回到水泵9，达到电池制冷的效果。

工作模式二：空调制热时电池制冷，此时通过室内换热器5进行换热给电池降温。

参照图1、图3和图5，工作模式二的制冷剂回路12为：冷媒依次经过压缩机1、止逆阀2、四通阀4(DC)、室内换热器制冷剂管路51、电子膨胀阀7、室外换热器制冷剂管路61、四通阀4(AB)、气液分离器3，最后回到压缩机1，以此达到空调制热的效果；该模式的冷却液回路13为：冷却液经过水泵9、第一水路三通阀81(AC)、室外换热器冷却液管路62、第三水路三通阀83(BC)、动力电池10，最后回到水泵9，达到给动力电池10制冷的效果。

工作模式三：空调和电池同时制热，通过室内换热器5进行换热给车厢和电池升温，采用热泵方式给电池加热，提高能效。若制热不足，则开启水暖PTC11辅助加热。

参照图1、图2和图6，工作模式三的制冷剂回路12参照工作模式一的制冷剂回路12；工作模式三的冷却液回路13为：冷却液经过水泵9、第一水路三通阀81(AB)、室内换热器冷却液管路52、第二水路三通阀82(AC)、水暖PTC11（选择性开启）、第三水路三通阀83(BC)、动力电池10，最后回到水泵9，以此给动力电池10加热。

工作模式四：空调单独制热，通过室内换热器5进行换热给车厢升温，若制热不足，则开启水暖PTC11辅助加热。

参照图1、图3和图7，工作模式四的制冷剂回路12参照工作模式二的制冷剂回路12；工作模式四的冷却液回路13为：冷却液经过水泵9、第一水路三通阀81(AB)、室内换热器冷却液管路52、第二水路三通阀82(AC)、水暖PTC11（开启）、第三水路三通阀83(AB)，最后回到水泵9。

工作模式五：环境温度大于0℃时，电池单独制冷，通过室内换热器5进行换热给电池降温。工作模式五的冷却液回路13与工作模式一的冷却液回路13相同。

工作模式六：环境温度小于0℃时，电池单独制冷，通过室外换热器6水路与空气进行换热给电池降温，此时不需要启动压缩机1，可降低能耗。工作模式六的冷却液回路13与工作模式二的冷却液回路13相同。

工作模式七：除湿模式，通过室外换热器6的水路循环加热室内换热器5的水路，实现车厢内除湿。该模式的冷却液回路13为：冷却液经过水泵9、第一水路三通阀81(AB)、室内换热器冷却液管路52、第二水路三通阀82(AB)、室外换热器冷却液管路62、第三水路三通阀83(AB)，最后回到水泵9。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：包括室内换热器与室外换热器，所述室内换热器与室外换热器内均设有制冷剂管路，还都集成有冷却液管路；

还包括用于冷媒运转的制冷剂回路，所述制冷剂回路连接有压缩机、四通阀、电子膨胀阀、室内换热器制冷剂管路、室外换热器制冷剂管路；

还包括用于冷却液运转的冷却液回路，所述冷却液回路连接有水泵、第一水路三通阀、第二水路三通阀、第三水路三通阀、动力电池、室内换热器冷却液管路、室外换热器冷却液管路。

2.根据权利要求1所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述压缩机为电动变频涡旋压缩机。

3.根据权利要求1所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述制冷剂回路中还连接有止逆阀与气液分离器。

4.根据权利要求3所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述四通阀设有A、B、C、D四个阀口，所述四通阀的A阀口连接室外换热器制冷剂管路，所述四通阀的B阀口连接气液分离器，所述四通阀的C阀口连接室内换热器制冷剂管路，所述四通阀的D阀口连接止逆阀。

5.根据权利要求1所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述冷却液回路中还连接有水暖PTC。

6.根据权利要求1所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述第一水路三通阀设有连通的A、B、C三个阀口，第一水路三通阀的A阀口连接水泵，第一水路三通阀的B阀口连接室内换热器冷却液管路，第一水路三通阀的C阀口连接室外换热器冷却液管路。

7.根据权利要求5所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述第二水路三通阀设有连通的A、B、C三个阀口，第二水路三通阀的A阀口连接室内换热器冷却液管路，第二水路三通阀的B阀口连接室外换热器冷却液管路，第二水路三通阀的C阀口连接水暖PTC。

8.根据权利要求5所述的一种兼顾电池热管理与除湿的客车热泵空调系统，其特征在于：所述第三水路三通阀设有连通的A、B、C三个阀口，第三水路三通阀的A阀口连接水泵，第三水路三通阀的B阀口连接水暖PTC，第三水路三通阀的C阀口连接动力电池。