CN103712277B

CN103712277B - 一种汽车空调***

Info

Publication number: CN103712277B
Application number: CN201210380651.9A
Authority: CN
Inventors: 黄宁杰; 刘维华; 董洪洲; 王艳红
Original assignee: Hangzhou Sanhua Research Institute Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Sanhua Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: CN103712277A

Abstract

本发明公开了一种汽车空调***，所述汽车空调***还包括喷射器（12）和中间换热器（6）；制热模式时，由第二换热器（102）的出口流出的工质分成第一流路和第二流路：在第一流路中，工质由该高温侧（62）流出后通过驱动入口进入喷射器（12）中，由该喷射器（12）的喷射出口喷出后分为第一支路和第二支路：在该第一支路中，工质经过低温侧（61）流回压缩机（1）中；在第二支路中，工质经过第三换热器（3）通过旁路引流口流入喷射器（12）中。该空调***能够显著提高压缩机及空调***的效率，保证高寒环境下热量的需求，从而保证乘客的舒适性和发热部件的稳定高效工作。

Description

一种汽车空调***

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，特别涉及一种电动汽车用的空调***或混合动力用的汽车空调***。

背景技术

随着低碳经济的发展，对节能减排提出了更加严格的要求，世界各国都把新能源汽车作为汽车工业发展的战略方向，而电动汽车或混合动力汽车由于有节能环保的特点，成为今后汽车发展方面之一。但电动汽车由于使用电池作为动力来源，电池作为核心部件，其成本和容量/重量制约着新能源汽车的发展；其空调***同样也不同于原有的汽车空调***。传统的内燃机式汽车，可以利用内燃机的余热和发动机排气的热量来加热车厢，而电动汽车的动力主要来自于电机，缺少了发动机的热量可以利用。

另外，在传统汽车中，鼓风机和冷凝电机是汽车空调主要的用电源，而在电动汽车/混合动力汽车上用电的就不仅仅是鼓风机和冷凝电机，这一矛盾将更加突出：

首先，压缩机没有发动机的驱动，完全依靠电能；

其二，同样因为没有了发动机，在制热时没有发动机的余热可用，也要完全依靠电能。这样如何提高电能的利用率，成为电动汽车或混合动力汽车空调的主要问题；

第三，对于环境比较恶劣的地区，如冬季高寒的地区这一矛盾尤为突出。

如图1所示的电动汽车空调***中，该***有两个主要循环：制冷循环1000和加热循环2000。汽车空调***包括两个空调箱总成：车厢空调箱1010和电池模块空调箱1020：车厢空调箱1010中包括车厢蒸发器1011和车厢加热器1012，电池模块空调箱1020中包括电池模块蒸发器1021和电池模块加热器1022。在进行制冷循环时，其工作过程为：在夏季工况时，开启空调，压缩机1001开始工作，消耗一定的电能，将低温低压的气态工质压缩成高温高压的气态工质，在流过冷凝器1002时放出热量，工质放出的热量被环境空气吸收，本身发生相变而冷凝成液态，液态工质在流过膨胀阀1003和/或1005时，使工质降压降温，然后流经车厢蒸发器1011和/或电池模块蒸发器1021时吸收车内和/或电池内空气中的热量，本身发生相变而蒸发成气态，低温低压的气态工质再被压缩机1001压缩成高温高压的气态工质，如此循环工作。***中的两个蒸发器1011和1021可单独工作，具体通过两个电磁阀1004和1006的通断来实现流路的控制。

而在制热循环时，其工作过程2000为：在冬季工况时，电加热器2003通电，给循环2000中的工质进行加热，同时，水泵2001启动，把加热后的工质送至加热器1012和/或1022，对车内和/或电池内空气中进行加热，具体通过两个电磁阀2004和2005的通断来实现流路的控制从而提供热源。加热器1012和1022可单独工作，通过电磁阀2004和2005的通断来实现。

然而，在上述***中，还存在以下缺陷：

1）制冷循环时，压缩机的吸气温度大体等于蒸发器1011和1021出口端的蒸发温度，压缩机的吸气压力大体等于蒸发器1011和1021出口端的蒸发压力，因而当该***处于高温极热地区时，压缩机的吸气温度和吸气压力相对比较低，因而降低了压缩的效率，同时也不能保证足够冷量需求。

2）制冷采用传统车上的空调***，同时或单独对车厢或电池进行冷却；而制热则采用高压PTC，即电加热的方式，同时或单独对车厢或电池进行加热。采用电加热，其效率最高为100%。这样该***除了制冷循环外，还有循环2000中工质的加热循环***，即***相对较为复杂。

3）并且其在制热时，是完全靠消耗整车的电能***中的电能来对工质加热，车厢和/或电池中的空气再在散热器中与较热的工质进行热交换，加热后的空气再送至车厢和/或电池中。在这些热交换过程中，肯定会有热量的损失，所以效率肯定小于1。

4）另外在加热时，因循环2000中的工质的比热相对较大，而电加热器的功率有限，导致循环2000中的工质的升温相对较慢，进而空气的升温也较慢，这样要影响乘客的舒适性。

5）由于刚启动时电池等发热部件温度相对较低，而温度升高较慢，从而会影响到电池等发热部件的使用性能（如行驶里程缩短，使用寿命缩短）。

6）再加上该***同时存在工质的制冷循环和加热循环2000工质的加热循环，***的零件较多，相对较为复杂，在车上布置困难，制造成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种汽车空调***，该空调***能够显著提高压缩机及空调***的效率，保证高寒环境下热量的需求，从而保证乘客的舒适性和发热部件的稳定高效工作。

为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机、气液分离器、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱、第二空调箱和至少一个节流元件；

第一空调箱用于调节车厢内的温度和/或湿度，第一空调箱包括第一换热器和第二换热器；第二空调箱用于调节发热部件的温度，包括发热部件换热器；

所述汽车空调***还包括喷射器和中间换热器，所述中间换热器包括能够进行热交换的低温侧和高温侧；

所述第二换热器的进口与所述压缩机的出口通过管路相连接，第二换热器的出口之后的管路中分成两路，这两路在制冷模式与制热模式时分别导通其中之一；

制热模式时，由第二换热器的出口流出的工质分成第一流路、及可选择连通或中断的第二流路：

在第一流路中，工质进入高温侧中，并由该高温侧流出后通过驱动入口进入喷射器中，由该喷射器的喷射出口喷出后分为第一支路和第二支路：

在该第一支路中，工质经过低温侧进行热交换，然后再经过气液分离器流回压缩机中；

在第二支路中，工质经过节流后通过管路流入第三换热器中吸收热量，然后由该第三换热器流出的工质通过旁路引流口流入喷射器中；

在第二流路中，工质进入发热部件换热器中放出热量，然后由该发热部件换热器流出的工质经过节流后流入第三换热器中。

优选地，制冷模式时，由第二换热器流出的工质经过管路流入第三换热器中，然后由该第三换热器流出的工质节流后分成两路或分成两路后进行节流，所述第二换热器的出口端连接有第一三通阀，该第一三通阀的剩余的两个接口中，一个接口导向制冷模式时的管路，另一个接口导向制热模式时的管路：

在一路中，工质经过低温侧后流入第一换热器中吸收热量制冷，然后由该第一换热器流出的工质通过气液分离器流回压缩机中；

在另一路中，工质通过管路进入发热部件换热器中吸收热量制冷，然后由该发热部件换热器流出的工质经过气液分离器流回压缩机中。

优选地，在所述第一流路中，高温侧接入喷射器的驱动入口，该喷射器的喷射出口连接有第二截止阀，该第二截止阀后的管路分成第一支路和第二支路；

在第一支路中，低温侧的出口端与气液分离器之间管路上设有第三截止阀；

在第二支路中，第三换热器的进口端之前的管路上设有第一节流元件，并该第三换热器出口端与喷射器的旁路引流口之间的管路上设有第四截止阀。

优选地，第三换热器与第四截止阀之间的管路上连接有设置第五截止阀的另一管路，并该另一管路接入气液分离器中，所述高温侧与喷射器的驱动入口之间的管路上设有第二节流元件。

优选地，在所述第二流路中，发热部件换热器的进口端连接的管路上设有第一截止阀，该发热部件换热器出口端连接的管路上设有第三节流元件，然后通过管路与第三换热器连接，低温侧的出口端进一步通过第六截止阀连接入第一换热器中，并发热部件换热器在制冷模式时的出口端通过设有第七截止阀的管路接入气液分离器中。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机、气液分离器、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱、第二空调箱和至少一个节流元件；

在第一流路中，工质进入高温侧，由该高温侧流出的工质节流后分成第一支路和第二支路，或者分成第一支路和第二支路后节流；

在第一支路中，工质通过驱动入口进入喷射器，并由该喷射器的喷射出口喷出，然后通过管路进入低温侧中进行热交换，然后由该低温侧流出后进入气液分离器中；

在第二支路中，工质通过管路进入第三换热器中吸收热量，然后由该第三换热器流出的工质通过旁路流通口接入喷射器中；

在第一流路中，工质分别流入第一支路和第二支路中；

在第一支路中，工质通过驱动入口进入喷射器中，并由该喷射器的喷射出口喷出，然后再通过管路进入低温侧中，由该低温侧流出的工质通过气液分离器流回压缩机中；

在第二支路中，工质流入高温侧中，由该高温侧流出节流后进入第三换热器中吸收热量，然后由该第三换热器流出的工质通过旁路引流口接入喷射器中；

在第一流路中，工质分别流入第一支路和第二支路中；

在第一支路中，工质流入高温侧中，然后通过驱动入口流入喷射器中，工质由该喷射器的喷射出口流出后进入低温侧中进行热交换，然后由该低温侧流出的工质通过气液分离器流回压缩机中；

在第二支路中，工质节流后进入第三换热器中，然后由该第三换热器流出的工质通过旁路引流口接入喷射器中；

为解决上述技术问题，本发明还提供一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱、第二空调箱和至少一个节流元件；

所述汽车空调***还包括喷射器、及通过管路与喷射器的喷射出口连通的闪发器；

在第一流路中，工质通过驱动入口进入喷射器中并由其喷射出口喷出，然后工质进入闪发器中进行气液分离分成第一支路和第二支路：

在第一支路中，液态工质节流后进入第三换热器中吸收热量，然后由该第三换热器流出的工质通过旁路引流口接入喷射器中；

在第二支路中，气态工质流回压缩机中；

优选地，制冷模式时，由第二换热器流出的工质经过管路流入第三换热器中，然后由该第三换热器流出的工质节流后分成两路或分成两路后进行节流：

在一路中，工质经过节流后流入第一换热器中吸收热量制冷，然后由该第一换热器流出的工质通过与气液分离器流回压缩机中；

优选地，发热部件预热模式时，工质由第二换热器流出后进入发热部件换热器中放出热量制热，然后由该发热部件换热器流出的工质经过节流后进入第三换热器中吸收热量，工质由该第三换热器流出后通过气液分离器流回压缩机中。

相对于现有技术，上述技术方案均采用了喷射器，由于喷射器可以提高低压侧换热器出来的工质的压力，使进入压缩机的工质的状态为中间压力状态，进而减小了压缩机压比，减小了压缩机的耗功，提高了压缩机及空调***的效率，因此采用一个常规的压缩机，就可以在高寒的环境下获得比较高的工作效率，能够满足高寒环境下热量的要求。此外，在上述技术方案中，由于采用了热泵循环进行制冷和制热的切换，相对于现有技术中采用单独的加热循环，效率能够得到显著提高，即使在恶劣的环境下效率也是大于1的。并且，在本发明的热泵***中，采用工质直接加热空气使得车厢快速升温，保证乘客的舒适性，对发热件可以快速预热保证其快速进入最佳工作状态。

综上所述，本发明所提供的一种汽车空调***能够一方面能够显著提高压缩机及空调***的效率，保证高寒环境下热量的需求，从而保证乘客的舒适性和发热部件的稳定高效工作。

附图说明

图1为现有技术中一种汽车空调***的管路连接示意图；

图2为本发明第一种实施例中汽车空调***在制冷模式下的管路连接示意图；

图3为本发明第一种实施例中汽车空调***在制热模式下的管路连接示意图；

图4为本发明第一种实施例中汽车空调***在电池预热模式下的管路连接示意图；

图5为本发明第一种实施例中汽车空调***在除冰模式下的管路连接示意图；

图6为本发明第一种实施例中的汽车空调***第一种替代方案的管路连接示意图；

图7为本发明第一种实施例中的汽车空调***第二种替代方案的管路连接示意图；

图8为第一种实施例中的汽车空调***第三种替代方案的管路连接示意图；

图9为第一种实施例中的汽车空调***第四种替代方案的管路连接示意图；

图10为本发明第二种实施例汽车空调***在制冷模式下的管路连接示意图；

图11为本发明第二种实施例汽车空调***在制热模式下的管路连接示意图；

图12为本发明第二种实施例汽车空调***在电池预热模式下的管路连接示意图；

图13为本发明第二种实施例汽车空调***在除冰模式下的管路连接示意图。

图14为本发明的汽车空调***工作时的压函图。

图2至图13中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1压缩机；2第一三通阀；3第三换热器；4第一节流部件；5第三节流部件；6中间换热器；61低温侧；62高温侧；7第六截止阀；8第三截止阀；9气液分离器；10第四截止阀；11第二截止阀；12喷射器；13第二节流元件；14第五截止阀；15第一截止阀；16第七截止阀；17闪发器；18第二三通阀；19第八截止阀；20第九截止阀；

100第一空调箱：101第一换热器；102第二换热器；103电加热器；104鼓风机；105温度风门；106循环风门；107内循环风口；108新风口；109格栅与风道；

200第二空调箱：201发热部件换热器；202电加热器；203鼓风机；204循环风门；401进风风道；402出风风道；

300发热部件。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种汽车空调***，该空调***能够显著提高压缩机及空调***的效率，保证高寒环境下热量的需求，从而保证乘客的舒适性和发热部件的稳定高效工作。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2至图5，首先，需要说明的是，在本文带虚线的附图中，涉及到工质所经过的管路，用虚线的一般代表工质在此不导通，用实线的一般代表工质在此导通或可选择性导通。工质在管路上的导通或中断通过相应的截止阀或三通阀的控制来实现。

其次，需要说明的是，在本发明中，“上、下、左和右”等方位词是以附图中部件的位置作为参照的，因而在现实中，当部件的位置发生改变后，上述方位也会随之改变，因而上述方位词不应该作为对本发明保护范围的限制。

再次，在本发明中，换热器的进口端和出口端是两个相对的概念，由于各种模式下工质的流向不同，因而对于同一个换热器，在制冷模式下其一端为进口端，当处于制热模式下该端又可能为出口端，因而“进口端或进口、以及出口端或出口“等概念需要放在具体的***模式下理解。

另：在本发明的具体实施例中，工质为汽车空调行业常规工质即可。因为工质常温下的临界压力越小安全系数越高，而汽车在行驶时颠簸及其他各种复杂工况较多，汽车空调的工质临界压力越大，危险系数越高。

比如当***工质为CO₂时，CO₂常温下的临界压力（工作压力）为7.4MPa，对***的零部件要求比较高，对零部件强度也要求比较高，抗震性要求比较高，否则会出现有危险出现。所以***工质常温下的临界压力越大时，***的成本越高。

当***工质为R134a时，R134a常温下的临界压力（工作压力）仅为1.32MPa，相对工质为CO₂的***，零部件的要求就会降低，***的抗震强度也可以降低，相应的***的成本就能降低了。

综上所述，本***中的工质优选为常温下临界压力较小的工质即可。

在第一种实施例中，汽车空调***至少包括制冷模式和制热模式；汽车空调***包括压缩机1、气液分离器9、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱100、第二空调箱200和至少一个节流元件；

第一空调箱100用于调节车厢内的温度和/或湿度，第一空调箱100包括第一换热器101和第二换热器102，并该第二换热器102可以处于第一换热器101的背风向一侧；第二空调箱200用于调节发热部件（该发热部件可以为电池，当然并不限于电池，也可以电动汽车或混合动力汽车上其他类型的发热部件）的温度，包括发热部件换热器201；

所述汽车空调***还包括喷射器12和中间换热器6，中间换热器6包括能够进行热交换的低温侧61和高温侧62；第二换热器102的进口与压缩机1的出口通过管路相连接，第二换热器102的出口之后的管路中分成两路，这两路在制冷模式与制热模式时分别导通其中之一；

如图3所示，制热模式时，由第二换热器102的出口通过第一三通阀2后流出的工质分成第一流路、及可选择连通或中断的第二流路，当在冬季发热部件不需要预热时，该第二流路可以中断，此时可以通过外界环境的自然风为发热部件冷却，当需要对发热部件进行预热时，此第二流路可以导通：在第一流路中，工质通过高温侧62、第二节流元件13再通过驱动入口进入喷射器12，由该喷射器12的喷射出口喷出后分为第一支路和第二支路：

第一支路的工质经过低温侧61进行热交换，然后再经过气液分离器9流回压缩机1；第二支路的工质经过节流后通过管路流入第三换热器3中吸收热量，然后通过旁路引流口流入喷射器12；

在第二流路导通的情况下（图中该部份管路以虚线表示），部份工质进入发热部件换热器201中放出热量，然后由该发热部件换热器201流出的工质经过节流后流向第三换热器3。

相对于现有技术，由于喷射器12可以提高低压侧换热器出来的工质的压力，使进入压缩机1的工质的状态为中间压力状态，进而减小了压缩机1压比，减小了压缩机1的耗功，提高了压缩机1及空调***的效率，因此采用一个常规的压缩机1，就可以在高寒的环境下获得比较高的工作效率，能够满足高寒环境下热量的要求。此外，在上述技术方案中，由于采用了热泵循环进行制冷和制热的切换，相对于现有技术中采用单独的加热循环，热泵***的效率为：COP=Q_h/W，其中Q_h=Q_c+W；W是***所耗的功；Q_c是车厢外侧换热器内工质吸收的热量，Q_h是***的加热量，所以COP=Q_h/W=(Q_c+W)/W=Q_c/W+1>1，其效率能够得到显著提高，即使在恶劣的环境下效率也是大于1的。并且，在本发明的热泵***中，采用工质直接加热空气使得车厢快速升温，保证乘客的舒适性，对发热件采用工质进行热交换可以快速预热保证其快速进入最佳工作状态。

此外，中间换热器6的低温侧61和高温侧62可以进行热交换，因而从喷射器12的喷射出口喷出的气液混合状态的工质流经低温侧61时吸热转变为气态，并进一步提高温度，因而能够使得压缩机1吸气端的工质基本为气态，并提高了吸气温度，从而能够进一步提高压缩机1的效率。当然，为了能够避免液态工质进入压缩机1中，该压缩机1的吸气端可以进一步设有气液分离器9。

具体地，在夏季制冷时，如图2所示，由第二换热器102流出的工质经第一三通阀2再由管路流向第三换热器3，从第三换热器3流出的工质节流后分成两路或分成两路后分别进行节流：在一路中，工质经过低温侧61后流入第一换热器101中吸收热量制冷，然后由该第一换热器101流出再通过气液分离器9流回压缩机1；在另一路中，工质通过管路进入发热部件换热器201中吸收热量制冷，然后再由气液分离器9流回压缩机1。

在上述技术方案中，可以对流通管路作出具体设计。如第二换热器102的出口端连接有第一三通阀2，第一三通阀2的剩余的两个接口中，一个接口导向制冷模式时的管路，另一个接口导向制热模式时的管路。亦即，当处于制冷模式时，如图2所示，第一三通阀2上侧的接口导通，右侧的接口中断；当处于制热模式时，如图3所示，第一三通阀2右侧的接口导通，上侧的接口中断。

进一步地，在制热模式下的第一流路中，如图3所示，高温侧62接入喷射器12的驱动入口，该喷射器12的喷射出口连接有第二截止阀11，该第二截止阀11后的管路分成第一支路和第二支路；如图2所示，当制冷模式时，第二截止阀11关闭，使工质由第一节流元件4节流后直接通过低温侧61进入第一换热器101中进行制冷。

此外，第一支路中低温侧61的出口端与气液分离器9之间管路上设有第三截止阀8；在制冷模式时，第三截止阀8关闭，使得工质进入第一换热器101中制冷；制热模式时，第三截止阀8开启，使得工质流回压缩机1。

在第二支路中，第三换热器3进口端之前的管路上设有第一节流元件4，并该第三换热器3出口端与喷射器12的旁路引流口之间的管路上设有第四截止阀10。在该种结构中，第一节流元件4起到节流降压作用，从而使得第三换热器3实现吸热功能。如图2所示，制冷模式时，第四截止阀10关闭，使得工质进入第三换热器3，制热模式时，第四截止阀10开启，从而实现第二支路的导通。

此外第三换热器3与第四截止阀10之间的管路上连接有设置第五截止阀14的另一管路，并该另一管路接入气液分离器9中。如图4所示，当处于电池预热模式时，该第五截止阀14导通，从而使得由第三换热器3流出的工质直接通过气液分离器9流回压缩机1中。

高温侧62与喷射器12的驱动入口之间的管路上设有第二节流元件13。在第二流路中，发热部件换热器201的进口端连接的管路上设有第一截止阀15，该发热部件换热器201出口端连接的管路上设有第三节流元件5，然后通过管路与第三换热器3连接。

在上述结构中，第一截止阀15可以实现第二流路的中断或导通，同时第三节流元件5可以对工质进行节流降压，从而使得工质在第三换热器3中吸热蒸发。

此外，低温侧61的出口端进一步通过第六截止阀7连接入第一换热器101，并发热部件换热器201在制冷模式时的出口端通过设有第七截止阀16的管路接入气液分离器9。

在上述结构中，第六截止阀7与第三截止阀8配合作用，从而使得由低温侧61流出的工质可以选择进入第一换热器101或流回压缩机1，从而适用不同***模式。此外，第七截止阀16及其所在管路，当处于除冰模式和制冷模式时，第七截止阀16导通，从而使得由发热部件换热器201流出的工质流回压缩机1；在其他模式时，第七截止阀16关闭。

在上述管路布置的基础上，以下将详细介绍各种模式的具体工作过程。

如图2所示，在夏季制冷模式下，压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态工质压缩成高温高压的气态工质，流经第二换热器102通过第一三通阀2流向第三换热器3。高温高压工质在第三换热器3中被冷却空气流B的冷凝下，放出热量被并释放到环境空气中去，本身或部份发生相变而冷凝成液态。液态工质从第三换热器3出来后，可分成两路。一路液态工质流过第一节流元件4，使工质降压降温，流经中间换热器6的低温侧61。此时，第六截止阀7开启，第一截止阀15、第三截止阀8、第四截止阀10、第二截止阀11、第五截止阀14关闭。此时没有工质流经喷射器12。低温低压的液态工质在第一换热器101中，吸收空气流A中的热量，本身发生相变而蒸发成气态。另一路液态工质流过第三节流元件5，使工质降压降温。此时，第七截止阀16开启，第一截止阀15关闭。低温低压的液态工质在发热部件换热器201中，吸收空气流E中的热量，使空气流E冷却发热元件；工质本身发生相变而蒸发成气态，与从第一换热器101中出来的气态工质汇合，经气液分离器9，液态工质储藏在气液分离器9内，低温低压的气态工质再被压缩机1压缩成高温高压的气态工质，如此循环工作。

鼓风机104对空气流A起输送作用。空气流A通过第一换热器101被降温除湿，经格栅与风道109，送入车室内，降低车室内的温度，提供舒适的乘车环境。空气流A温度的控制是这样实现的：可根据需要，由温度风门105的开启角度决定流经第二换热器102的比例，加热流经第二换热器102的空气流，再与原来的空气流进行混合，而达到所需的温度。其中，空气流A为流经内循环风口107和新风口108的混合风，混合比例可由***根据舒适性要求，由循环风门106进行控制。而引入内循环风可以进一步的节省功耗。

鼓风机203对空气流E起输送作用。空气流E通过发热部件换热器201，被降温除湿，通过风道401送至发热部件300中，对电池等发热部件进行降温，使其维持在合适的工作范围内。当外界环境G的温度高于电池的出风温度F时，循环风门204开至图中的左边位置，部分或全部引入电池的出风F。从而起到节省能源的作用。在外界环境G的温度相对较低时，乘客舱需或不需制冷，而发热部件需冷却时，可直接引用外界新风G，来给发热部件300冷却，而不是利用制冷模式为发热部件300冷却。然后，通过出风风道402上的风门（未示出），来控制发热部件的出风是回空调箱200，还是直接排出车外。这样，进一步的节省电能，提高***的效率。

第一换热器101和发热部件换热器201可单独工作，通过对第六截止阀7和第七截止阀16的控制得以现，从而单独为乘客舱或电池提供冷源。如当电池需急速降温时，或当外界热负荷不是太高，第六截止阀7关闭，第七截止阀16开启，工质仅流经发热部件换热器201。

如图3所示，当处于冬季制热模式时，压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态工质压缩成高温高压的气态工质，流经第二换热器102，在低温空气流A的冷却下，本身发生相变而冷凝。通过第一三通阀2后，工质然后可以分成两部分。一部分工质流向中间换热器6的高温侧62，另一部分工质在需要时流入发热部件换热器201，为发热部件提供热量，用来在需要时加热发热部件。此时，第七截止阀16关闭，第一截止阀15开启。工质流出高温侧62后，经第二节流元件13降压降温，流向喷射器12的驱动入口，携带从第三换热器3流出的低压低温的气态工质，在喷射器12中经过混合然后喷射出来。此时，第五截止阀14关闭，第四截止阀10和第二截止阀11都开启。工质流过第二截止阀11后分成两路。第一路工质流过中间换热器6的低温侧61，并吸收高温侧62中工质的热量，本身发生相变而蒸发成气态，流向气液分离器9；而高温侧62中的工质进一步被冷凝成过冷的工质。此时，第三截止阀8开启，第六截止阀7和第五截止阀14都关闭。另一路工质流经第一节流元件4进一步降压降温，然后流向第三换热器3，与低温空气流B进行热交换，吸收其热量蒸发而变成低温低压的气态工质。这样，该***能从较低温度的低温环境中吸收热量，实现热泵的功能。吸收热量发生相变而蒸发的低温低压工质流过第四截止阀10，被喷射器12入口处相对较高压力的工质带入喷射器12，在喷射器12中经过混合然后喷射出来，如此循环工作。通过喷射器12，该热泵循环的工作范围增大，效率提高。

鼓风机104对空气流A起输送作用。空气流A通过第二换热器102被加热，经格栅与风道109，送入车室内，增加车室内的温度，提供舒适的乘车环境。其中，空气流A为流经内循环风口107和新风口108的混合风，混合比例可***根据舒适性要求，由循环风门106进行控制。而内循环风的比例以不引起车窗结雾为目标。而引入内循环风可以进一步的节省功耗。如果环境温度太低，热泵的加热性能不足，或导致热泵效率较低，或甚至导致热泵无法工作时，可使用电加热器103来辅助加热，与热泵***一起实现加热功能。这样，该***的工作范围进一步加大，从而扩大了电动汽车的使用范围，特别是在低温寒冷区域。

鼓风机203对空气流E起输送作用。空气流E通过风道401送至发热部件300中，对发热部件进行降温，使其维持在合适的工作范围内。当外界环境G的温度高于发热部件的出风温度F时，循环风门204开至图中的左边位置，部分或全部引入发热部件的出风F。从而起到节省能源的作用。在外界温度相对较低时，乘客舱需加热，而发热部件需冷却时，可直接引用外界新风G，来给发热部件300冷却，而不采用工质循环为发热部件300冷却。然后，通过出风风道402上的风门（未示出），来控制发热部件的出风是回空调箱200，还是直接排出车外。这样，进一步的节省电能，提高***的效率。

如图4所示，在冬季发热部件预热模式下，压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态工质压缩成高温高压的气态工质，流经第二换热器102，此时关闭温度风门105，则在第二换热器102上没有换热。通过第一三通阀2后，工质直接流向发热部件换热器201，为发热部件提供热量，用来在需要时加热发热部件。此时，第七截止阀16关闭，第一截止阀15开启。而且，第五截止阀14开启，第二截止阀11、第三截止阀8和第四截止阀10和第六截止阀7关闭，工质不流进中间换热器6，也不流进喷射器12。

鼓风机203对空气流E起输送作用。如果环境温度G太低，可以采用发热部件加热模式，单独运行发热部件加热循环，也可使用电加热器202来辅助加热，与发热部件加热循环一起实现电车加热功能。当外界环境G的温度低于发热部件的出风温度F时，循环风门204开至图中的左边位置，全部引入发热部件的出风F。从而起到节省能源的作用。

在上述冬季制热模式下，也可以通过打开第一截止阀15来实现发热部件预热，同时或单独为乘客舱或发热部件提供热源。如果进一步关闭温度风门105，就可以实现单独为发热部件预热。

在冬季低温环境下，在制热模式工作时间过长后，第三换热器3的表面易结冰（结霜），降低甚至丧失散热性能，使***的效率降低或失去制热功能。所以，需定期给***进行除冰（除霜）。如图5所示，压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态工质压缩成高温高压的气态工质，流经第二换热器102。此时，鼓风机104不工作，没有空气流A，高温高压的气态工质通过第一三通阀2流向第三换热器3，放出热量，使第三换热器3表面的冰（霜）迅速除去，恢复制热性能。工质本身发生相变而冷凝成液态。液态工质分成两路，一路流过第一节流元件4时，使工质降压降温，流经中间换热器6的低温侧61。此时第六截止阀7开启。

第七截止阀16可选择关闭或开启，开启时另一路液态工质在流过第三节流元件5时，使工质降压降温，流经发热部件换热器201吸收热量蒸发成气态或者部分气态。鼓风机203对空气流E起输送作用，空气流E通过发热部件换热器201，被降温除湿，通过风道401送至发热部件300中，对发热部件进行降温，使其维持在合适的工作范围内。，然后另一路工质再与第一路的低温低压的汽液混合工质混合。低温低压的汽液混合工质，经气液分离器9的分离，液态工质储藏在气液分离器9内，低温低压的气态工质再被压缩机1压缩成高温高压的气态工质，如此循环工作。这样，可以实现在除冰的同时电池也能高效稳定的工作。

上述第一种实施例还有四种替代方案，具体请参考图6至图9，图6为图2中的汽车空调***的第一种替代方案的管路连接示意图；图7为图2中的汽车空调***的第二种替代方案的管路连接示意图；图8为图2中的汽车空调***的第三种替代方案的管路连接示意图；图9为图2中的汽车空调***的第四种替代方案的管路连接示意图。

如图6所示，该第一种替代方案与上述第一种实施例的主要区别是：在制热模式时，第一流路的工质进入高温侧62，由该高温侧62流出的工质分成第一支路和第二支路后节流；

在第一支路中，工质通过第二节流元件13节流后，然后再通过驱动入口进入喷射器12，并由该喷射器12的喷射出口喷出，然后通过管路进入低温侧61中进行热交换，然后由该低温侧61流出后进入气液分离器9中；

在第二支路中，工质通过第一节流元件4节流后通过管路进入第三换热器3中吸收热量。

此外，第一换热器101的进口端设有第二三通阀18，第二三通阀的另二个接口中：一个接口与第一三通阀2连接，，最后一个接口连接高温侧62与第一截止阀15。

如图7所示的第二种替代方案与上述第一种替代方案的的主要区别是：在制热模式下，由高温侧62流出的工质节流后分成第一支路和第二支路，亦即由高温侧62流出的工质先经过第二节流元件13节流后才分别流入第一支路和第二支路。

如图8所示的第三种替代方案与上述第一种实施例的的主要区别是：在制热模式下，工质在进入中间换热器6的高温侧62之前可以分成第一支路和第二支路；

第一支路的工质先通过第二节流元件13节流后通过驱动入口进入喷射器12中，并由该喷射器12的喷射出口喷出，然后再通过管路进入低温侧61中，由该低温侧61流出的工质通过气液分离器9流回压缩机1中；

在第二支路中，工质流入高温侧62中，由该高温侧62流出节流后进入第三换热器3中吸收热量，吸收热量后其中至少有部份工质通过旁路引流口接入喷射器12中。

此外，如图8所示，喷射器的喷射出口与高温侧62之间设有第八截止阀19，低温侧61与第一节流元件4之间设有第二截止阀11。

如图9所示的第四种替代方案与上述第一种实施例的主要区别是：在制热模式下，工质在进入中间换热器6高温侧62之前分成第一支路和第二支路；

第一支路的工质流入高温侧62，然后节流后通过驱动入口流入喷射器12中，工质由该喷射器12的喷射出口流出后进入低温侧61中进行热交换，然后由该低温侧61流出的工质通过气液分离器9流回压缩机1中；

第二支路的工质经第一节流元件4节流后进入第三换热器3，然后由该第三换热器3流出的工质通过旁路引流口接入喷射器12中。

此外，第一三通阀2的右侧接口与第三换热器3之间设有第一节流元件4和第九截止阀20，喷射器12的喷射出口与低温侧61之间设有第二截止阀11。

需要说明的是，关于制热模式之外的其他三种工作模式，上述四种替代方案与上述第一种实施例基本相同，因而在此不再赘述。

此外，本发明还提供第二种实施例，具体地，请参考图10至图13，图10为第二种实施例汽车空调***在制冷模式下的管路连接示意图；图11为第二种实施例在制热模式下的管路连接示意图；图12为第二种实施例在电池预热模式下的管路连接示意图；图13为第二种实施例在除冰模式下的管路连接示意图。

在该第二种实施例中，汽车空调***包括压缩机1与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱100、第二空调箱200和至少一个节流元件；第一空调箱100用于调节车厢内的温度和/或湿度，第一空调箱100包括第一换热器101和第二换热器102；第二空调箱200用于调节发热部件的温度，包括发热部件换热器201；

汽车空调***还包括喷射器12、及通过管路与喷射器12的喷射出口连通的闪发器17；所述第二换热器102的进口与所述压缩机1的出口通过管路相连接，第二换热器102的出口之后的管路中分成两路，这两路在制冷模式与制热模式时分别导通其中之一；

如图11所示，制热模式时，由第二换热器102的出口流出的工质分成第一流路、及可选择连通或中断的第二流路：在第一流路中，工质通过驱动入口进入喷射器12中并由其喷射出口喷出，然后工质进入闪发器17中进行气液分离分成第一支路和第二支路：

第一支路的液态工质节流后进入第三换热器3中吸收热量，然后由该第三换热器3流出的工质通过旁路引流口接入喷射器12中；第二支路的气态工质流回压缩机1；

通过第二流路的工质经过第一节流元件4节流后流入第三换热器3，然后通过旁路引流口接入喷射器12。图中第一截止阀15到发热部件换热器201再到第三换热器3的流路可选择导通的管路由虚线表示，其中第三节流部件5在此流路导通时最好为全开状态。

如图10所示，夏季制冷模式时，由第二换热器102流出的工质经过管路流入第三换热器3，然后节流后分成两路或分成两路后进行节流：在一路中，工质流入第一换热器101中吸收热量制冷，然后由该第一换热器101流出的工质通过气液分离器9流回压缩机1；另一路的工质通过管路进入发热部件换热器201中吸收热量制冷，然后由经过气液分离器9流回压缩机1。

如图12所示，发热部件预热模式时，工质由第二换热器102流出后进入发热部件换热器201中放出热量制热，然后进入第三换热器3中吸收热量，工质再通过气液分离器9流回压缩机1完成一个循环。

如图13所示，除冰模式与制冷模式基本相同，所不同的是：在除冰模式下，鼓风机104和与第三换热器配合的鼓风机（未标出）关闭。该实施例的技术效果与上述第一种实施例基本相同，因而在此不再赘述。

如图14所示为以上实施例的汽车空调在实际工作时的压函图。如图所示，701是压缩机进口，702是压缩机出口高温侧换热器入口，703是高温侧压缩机出口，703a是喷射器驱动流入口点，705点是喷射器引射流入口点；707点是喷射器出口点（闪发器入口点）。

其中，701-702是低温低压气态制冷剂在压缩机中压缩过程，工质经过压缩压力和温度升高，在这个阶段压缩前后的压力差别越大，对压缩机的要求越高；702-703是高温高压气态制冷剂在高温侧换热器（制冷状态下为室外换热器，制热状态下为室内换热器）中的冷凝过程，703-703’是高温制冷剂在中间换热器中被冷却，703’-703a是节流降压过程；703a-704是驱动流在喷射器膨胀过程；704-706和705-706分别是驱动流和引射流汇合过程，706-707是汇合流升压过程；707-701是中间压力制冷剂在中间换热器中蒸发过程；707-708是制冷剂的节流过程；708-709是制冷剂在低温侧换热器（制冷状态下为室内换热器，制热状态下为室外换热器）中蒸发过程。

由图中可以看出进入压缩机的工质的压力相对较高，相对于传统热泵***，本发明的汽车空调***中压缩机的吸气压力提高，压缩比降低，因此可以实现在低温寒冷地区比较高效的热泵制热。

以上对本发明所提供的汽车空调***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机(1)、气液分离器(9)、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱(100)、第二空调箱(200)和至少一个节流元件；

第一空调箱(100)用于调节车厢内的温度和/或湿度，第一空调箱(100)包括第一换热器(101)和第二换热器(102)；第二空调箱(200)用于调节发热部件的温度，包括发热部件换热器(201)；

其特征在于，所述汽车空调***还包括喷射器(12)和中间换热器(6)，所述中间换热器(6)包括能够进行热交换的低温侧(61)和高温侧(62)；

所述第二换热器(102)的进口与所述压缩机(1)的出口通过管路相连接，第二换热器(102)的出口之后的管路中分成两路，制冷模式时，两路中的一路导通，制热模式时，两路中至少一路导通；

制热模式时，由第二换热器(102)的出口流出的工质分成第一流路及可选择连通或中断的第二流路：

在第一流路中，工质进入高温侧(62)中，并由该高温侧(62)流出后通过驱动入口进入喷射器(12)中，由该喷射器(12)的喷射出口喷出后分为第一支路和第二支路：

在该第一支路中，工质经过低温侧(61)进行热交换，然后再经过气液分离器(9)流回压缩机(1)中；

在第二支路中，工质经过节流后通过管路流入第三换热器(3)中吸收热量，然后由该第三换热器(3)流出的工质通过旁路引流口流入喷射器(12)中；

在第二流路中，工质进入发热部件换热器(201)中放出热量，然后由该发热部件换热器(201)流出的工质经过节流后流入第三换热器(3)中。

2.如权利要求1所述的一种汽车空调***，其特征在于，制冷模式时，由第二换热器(102)流出的工质经过管路流入第三换热器(3)中，然后由该第三换热器(3)流出的工质节流后分成两路或分成两路后进行节流，所述第二换热器(102)的出口端连接有第一三通阀(2)，该第一三通阀(2)的剩余的两个接口中，一个接口导向制冷模式时的管路，另一个接口导向制热模式时的管路：

在一路中，工质经过低温侧(61)后流入第一换热器(101)中吸收热量制冷，然后由该第一换热器(101)流出的工质通过气液分离器(9)流回压缩机(1)中；

在另一路中，工质通过管路进入发热部件换热器(201)中吸收热量制冷，然后由该发热部件换热器(201)流出的工质经过气液分离器(9)流回压缩机(1)中。

3.如权利要求2所述的一种汽车空调***，其特征在于，在所述第一流路中，高温侧(62)接入喷射器(12)的驱动入口，该喷射器(12)的喷射出口连接有第二截止阀(11)，该第二截止阀(11)后的管路分成第一支路和第二支路；

在第一支路中，低温侧(61)的出口端与气液分离器(9)之间管路上设有第三截止阀(8)；

在第二支路中，第三换热器(3)的进口端之前的管路上设有第一节流元件(4)，并该第三换热器(3)出口端与喷射器(12)的旁路引流口之间的管路上设有第四截止阀(10)。

4.如权利要求3所述的一种汽车空调***，其特征在于，第三换热器(3)与第四截止阀(10)之间的管路上连接有设置第五截止阀(14)的另一管路，并该另一管路接入气液分离器(9)中，所述高温侧(62)与喷射器(12)的驱动入口之间的管路上设有第二节流元件(13)。

5.如权利要求2至4任一项所述的一种汽车空调***，其特征在于，在所述第二流路中，发热部件换热器(201)的进口端连接的管路上设有第一截止阀(15)，该发热部件换热器(201)出口端连接的管路上设有第三节流元件(5)，然后通过管路与第三换热器(3)连接，低温侧(61)的出口端进一步通过第六截止阀(7)连接入第一换热器(101)中，并发热部件换热器(201)在制冷模式时的出口端通过设有第七截止阀(16)的管路接入气液分离器(9)中。

6.一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机(1)、气液分离器(9)、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱(100)、第二空调箱(200)和至少一个节流元件；

在第一流路中，工质进入高温侧(62)，由该高温侧(62)流出的工质节流后分成第一支路和第二支路，或者分成第一支路和第二支路后节流；

在第一支路中，工质通过驱动入口进入喷射器(12)，并由该喷射器(12)的喷射出口喷出，然后通过管路进入低温侧(61)中进行热交换，然后由该低温侧(61)流出后进入气液分离器(9)中；

在第二支路中，工质通过管路进入第三换热器(3)中吸收热量，然后由该第三换热器(3)流出的工质通过旁路流通口接入喷射器(12)中；

7.一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机(1)、气液分离器(9)、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱(100)、第二空调箱(200)和至少一个节流元件；

在第一流路中，工质分别流入第一支路和第二支路中；

在第一支路中，工质通过驱动入口进入喷射器(12)中，并由该喷射器(12)的喷射出口喷出，然后再通过管路进入低温侧(61)中，由该低温侧(61)流出的工质通过气液分离器(9)流回压缩机(1)中；

在第二支路中，工质流入高温侧(62)中，由该高温侧(62)流出节流后进入第三换热器(3)中吸收热量，然后由该第三换热器(3)流出的工质通过旁路引流口接入喷射器(12)中；

8.一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机(1)、气液分离器(9)、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱(100)、第二空调箱(200)和至少一个节流元件；

在第一流路中，工质分别流入第一支路和第二支路中；

在第一支路中，工质流入高温侧(62)中，然后通过驱动入口流入喷射器(12)中，工质由该喷射器(12)的喷射出口流出后进入低温侧(61)中进行热交换，然后由该低温侧(61)流出的工质通过气液分离器(9)流回压缩机(1)中；

在第二支路中，工质节流后进入第三换热器(3)中，然后由该第三换热器(3)流出的工质通过旁路引流口接入喷射器(12)中；

9.一种汽车空调***，至少包括制冷模式和制热模式；所述汽车空调***包括压缩机(1)、与车厢外环境进行热交换的第三换热器、第一空调箱(100)、第二空调箱(200)和至少一个节流元件；

其特征在于，所述汽车空调***还包括喷射器(12)、及通过管路与喷射器(12)的喷射出口连通的闪发器(17)；

在第一流路中，工质通过驱动入口进入喷射器(12)中并由其喷射出口喷出，然后工质进入闪发器(17)中进行气液分离分成第一支路和第二支路：

在第一支路中，液态工质节流后进入第三换热器(3)中吸收热量，然后由该第三换热器(3)流出的工质通过旁路引流口接入喷射器(12)中；

在第二支路中，气态工质流回压缩机(1)中；

10.如权利要求9所述的一种汽车空调***，其特征在于，制冷模式时，由第二换热器(102)流出的工质经过管路流入第三换热器(3)中，然后由该第三换热器(3)流出的工质节流后分成两路或分成两路后进行节流：

在一路中，工质经过节流后流入第一换热器(101)中吸收热量制冷，然后由该第一换热器(101)流出的工质通过与气液分离器(9)流回压缩机(1)中；

11.如权利要求10所述的一种汽车空调***，其特征在于，发热部件预热模式时，工质由第二换热器(102)流出后进入发热部件换热器(201)中放出热量制热，然后由该发热部件换热器(201)流出的工质经过节流后进入第三换热器(3)中吸收热量，工质由该第三换热器(3)流出后通过气液分离器(9)流回压缩机(1)中。