CN111750561B - 热泵*** - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种热泵***，所述热泵***在制热模式下：所述压缩机、所述第一室内换热器、所述流量调节装置、所述室外换热器、所述气液分离器连通并形成第一回路；所述电池组，所述第一泵和所述第一换热器连通并形成第二回路；所述压缩机、所述第一室内换热器、所述第一换热器和所述气液分离器连通并形成第三回路，所述第三回路通过第一换热器吸收所述第二回路的热量。本申请的热泵***在制热模式下通过第一回路制热，所述第三回路可以通过第一换热器吸收所述第二回路的热量，从而实现将冷却剂循环回路中的电池组产生的热量传递到制冷剂循环回路中，不仅有利于电池组的散热，而且能够提高整个热泵***的制热量，提高能效。

Description

热泵***
技术领域
本申请涉及热管理技术领域，尤其涉及一种热泵***。
背景技术
随着新能源汽车的高速发展，热泵***越来越受到汽车主机厂的重视。在新能源汽车空调***中，热泵***是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化等的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。
汽车热泵***能实现制冷、制热等模式的相互转换，在热泵***的各种工况下，部分元器件在工作过程中会产生热量，但是相关的热泵***不能充分的对该些元器件产生的热量进行热管理、高效利用，如此造成能源的浪费。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种可进行热量回收的热泵***以解决上述技术问题。
为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：
根据本申请的实施例，提供了一种热泵***，包括：制冷剂循环回路和冷却剂循环回路，所述制冷剂循环回路包括压缩机、第一室内换热器、室外换热器、流量调节装置和气液分离器；所述冷却剂循环回路包括电池组、第一泵和第一换热器；
所述热泵***包括制热模式，在制热模式下：
所述压缩机、所述第一室内换热器、所述流量调节装置、所述室外换热器、所述气液分离器连通并形成第一回路；
所述电池组、所述第一泵和所述第一换热器连通并形成第二回路；
所述第一换热器和流量调节装置并联，所述压缩机、所述第一室内换热器、所述第一换热器和所述气液分离器连通并形成第三回路，所述第三回路通过第一换热器吸收所述第二回路的热量。
可选地，所述冷却剂循环回路还包括电机组、第二换热器和第二泵，所述热泵***在制热模式下：
所述电机组、所述第二泵和所述第二换热器连通以形成第四回路，所述第二换热器连接于所述室外换热器的出口和所述气液分离器的进口之间，第一回路通过所述第二换热器吸收所述第四回路的热量。
可选地，所述冷却剂循环回路还包括与所述第二换热器并联的旁通支路，所述热泵***在制热模式下：所述电机组、所述第二泵和所述旁通支路连通形成第五回路。
可选地，所述冷却剂循环回路还包括：第三阀控件，所述第三阀控件连接于所述第二换热器和所述电机组之间，所述旁通支路与所述第三阀控件连通，第四回路和第五回路于第三阀控件处交汇。
可选地，所述热泵***包括制冷模式，在制冷模式下，所述第二回路连通，所述第四回路、所述第五回路均断开；
所述冷却剂循环回路还包括散热器，散热器与所述第二换热器并联，所述热泵***在制冷模式下：所述电机组、所述第二泵、所述散热器和所述第三阀控件连通以形成第六回路。
可选地，所述热泵***还包括电池充电冷却模式，所述冷却剂循环回路还包括：第一阀控件、第二阀控件和第四阀控件，第一阀控件连接于所述电池组和第一换热器之间，第二阀控件连接于所述电机组和所述第二泵之间，所述第四阀控件连接于所述第三阀控件和所述第二换热器之间；
在制冷模式下：所述电机组、第二阀控件、所述第二泵、所述散热器、第四阀控件和所述第三阀控件连通以形成回路；
在电池充电冷却模式下：所述制冷剂循环回路、所述第二回路、第四回路、第五回路均断开，所述第一泵、第二阀控件、所述第二泵、所述散热器、第四阀控件、第三阀控件、第一阀控件和所述电池组连通形成第七回路。
可选地，所述热泵***还包括电池预热模式，所述冷却剂循环回路还包括加热器，加热器与所述第二换热器串联，所述热泵***在电池预热模式下：
所述制冷剂循环回路、所述第二回路、第四回路、第五回路、第六回路、第七回路均断开，所述第一泵、第二阀控件、第二泵、所述第二换热器、所述加热器、第四阀控件、第三阀控件、第一阀控件和所述电池组连通形成第八回路。
可选地，所述制冷剂循环回路包括流体切换装置，所述流体切换装置包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述热泵***在制热模式下：
所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通，所述第一端口与所述室外换热器的出口连通，所述第二端口与所述第一室内换热器的出口连通，所述第三端口分别与所述流量调节装置和所述气液分离器的进口连通，第四端口与所述气液分离器的进口连通；
其中，所述第一换热器连接在所述流体切换装置的第三端口与所述气液分离器之间，所述第二换热器连接在所述流体切换装置的第四端口与所述气液分离器之间。
可选地，所述制冷剂循环回路包括流体切换装置，所述流体切换装置包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述热泵***在制热模式下：
所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通，所述第一端口与所述气液分离器的进口连通，所述第二端口与所述第一室内换热器的出口连通，所述第三端口分别与所述流量调节装置和所述气液分离器的进口连通，所述第四端口与所述室外换热器的出口连通；
其中，所述第一换热器连接在所述流体切换装置的第三端口和所述气液分离器之间，所述第二换热器连接在所述流体切换装置的第四端口和所述室外换热器之间。
可选地，所述制冷剂循环回路还包括第二室内换热器和节流元件，所述第二室内换热器和第一换热器并联设置，第一换热器与所述流量调节装置的出口连接，所述节流元件与所述第二室内换热器进口连接，所述热泵***在制冷模式下：
所述流体切换装置的所述第一端口与所述第二端口连通，所述压缩机、所述第一室内换热器、所述流体切换装置、所述室外换热器、所述流量调节装置、所述节流元件、所述第二室内换热器和所述气液分离器连通形成回路。
可选地，所述流量调节装置包括并联连接的电子膨胀阀和单向阀，所述单向阀的进口与所述室外换热器连通。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请的热泵***在制热模式下通过第一回路制热，所述第三回路可以通过第一换热器吸收所述第二回路的热量，从而实现将冷却剂循环回路中的电池组产生的热量传递到制冷剂循环回路中，不仅有利于电池组的散热，而且能够提高整个热泵***的制热量，提高能效。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1是本申请一示例性实施例示出的一种热泵***的原理示意图；
图2是本申请一示例性实施例示出的一种热泵***中制热模式的示意图；
图3是本申请又一示例性实施例示出的一种热泵***中制热模式的示意图；
图4是本申请一示例性实施例示出的一种热泵***中制冷模式的示意图；
图5是本申请又一示例性实施例示出的一种热泵***中制冷模式的示意图；
图6是本申请一示例性实施例示出的一种热泵***中电池预热模式的示意图；
图7是本申请一示例性实施例示出的一种热泵***中电池充电冷却模式的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请提供了一种热泵***，该热泵***具有制热模式、制冷模式、电池预热模式、电池充电冷却模式等多种工作模式。本申请实施例中的热泵***可以应用于汽车中，该热泵***是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化等的装置。
如图1至图3所示，本申请的热泵***包括制冷剂循环回路和冷却剂循环回路，该冷却剂循环回路包括电池组11、第一泵15、与电池组11连通的第一换热器12，该第一换热器12能够用于连通制冷剂循环回路。其中，热泵***包括制热模式，冬季环境温度较低时，本申请的热泵***可切换至制热模式，在制热模式下：
电池组11的热量传递给制冷剂循环回路，实现电池组11的热量回收利用。具体的，所述制冷剂循环回路包括压缩机21、第一室内换热器22、室外换热器23、流量调节装置25和气液分离器26。所述压缩机21、所述第一室内换热器22、所述流量调节装置25、所述室外换热器23、所述气液分离器26依序连通并形成第一回路，第一回路连通用于热泵***进行制热。所述电池组11、所述第一泵15和所述第一换热器12连通并形成第二回路，可选地，所述第一泵15也可以设置在所述电池组11的进口处。所述第一换热器12和流量调节装置25并联，所述压缩机21、所述第一室内换热器22、所述第一换热器12和所述气液分离器26依序连通并形成第三回路，所述第三回路通过第一换热器12吸收所述第二回路的热量。
该电池组11工作时产生的热量经过第二回路传递至第一换热器12，而后通过第一换热器12与第三回路进行热交换而将热量传递至到制冷剂循环回路中，从而可以将内部热量回收，达到节约能源的目的。
进一步地，所述冷却剂循环回路还包括电机组13、第二换热器14和第二泵16，本申请的热泵***还可以将汽车中的电机组13的热量传递到制冷剂循环回路中，可以进一步地充分利用内部元器件工作时所产生的热量，从而可以提高制冷剂循环回路的制热效率，提高制冷剂循环回路的能效。具体的，所述热泵***在制热模式下：
所述电机组13、所述第二泵16和所述第二换热器14连通以形成第四回路，可选地，所述第二泵16也可以设置在所述电机组13的进口处。所述第二换热器14连接于所述室外换热器23的出口和所述气液分离器26的进口之间，第一回路通过所述第二换热器14吸收所述第四回路的热量。电机组13工作时产生的热量经过第四回路传递至第二换热器14，而后通过第二换热器14与第一回路进行热交换而将热量传递至到制冷剂循环回路中，从而可以将内部热量回收，达到节约能源的目的。
本实施例中，当冷却剂循环回路中的冷却剂为水和乙醇的混合液，该第一泵15和第二泵16均为水泵，该水泵分别配合连接有水壶。该第一泵15和第二泵16用于为冷却剂循环回路提供流动动力。当然，本申请中第一泵15和第二泵16并不限于水泵，还可以是其它泵体结构。
此外，该冷却剂循环回路还包括与第二换热器14并联的旁通支路。该旁通支路、第二泵16及电机组13连通形成第五回路，如此以使冷却剂在循环流动时，部分流向第二换热器14，另外部分通过旁通支路流回电机组13，利用冷却液的旁通支路的调温功能实现电机最高效率的向外输出动力，如此以通过旁通支路为电机组13提供保证工作环境所需的热量，如此以使电机组13满足处于最佳适温下可以达到最佳工作效率。
具体，该冷却剂循环回路还包括第三阀控件33，所述第三阀控件33连接于所述第二换热器14和所述电机组13之间，第三阀控件33为三通阀。在制热模式下：所述旁通支路与所述第三阀控件33的第二阀口连通，所述电机组13与所述第三阀控件33的第一阀口连通，所述第二换热器14与所述第三阀控件33的第三阀口连通，第四回路和第五回路的冷却剂于第三阀控件33处交汇后流入电池组13。其中，第三阀控件为比例调节阀，可调节旁通支路冷却剂的流量，实现电机工作温度的调节功能。
所述冷却剂循环回路还包括散热器18，散热器18所在支路、第二换热器14所在支路及旁通支路与所述电机组13并联设置。
如图4所示，夏季环境温度较高时，本申请的热泵***可以切换至制冷模式下：所述第二回路连通，第四回路和第五回路均断开，所述电机组13、所述第二泵16、所述散热器18和所述第三阀控件33依序连通以形成第六回路。
如图5所示，在冬季环境温度较低的情况下，热泵***在制热模式下，室外换热器23向外界环境吸热的过程中容易结霜，室外换热器23长期结霜状态下会影响热泵***的制热。为此，本申请的热泵***可以切换至制冷模式，以解决冬季热泵***制热时室外换热器23结霜的问题。冬季化霜时，热泵***切换制冷模式下，热泵***将所述第二回路、第五回路连通，第四回路断开，所述电机组13、所述第二泵16、所述散热器18和所述第三阀控件33连通，即第六回路连通。
具体的，所述冷却剂循环回路还包括：第一阀控件31、第二阀控件32和第四阀控件34，第一阀控件31连接于所述电池组11和第一换热器12之间，第二阀控件32连接于所述电机组13和所述第二泵16之间，所述第四阀控件34连接于所述第三阀控件33和所述第二换热器14之间。本申请的实施例中，该第一阀控件31、第二阀控件32、第三阀控件33及第四阀控件34均为三通阀，可在不同的热泵模式下切换通道，控制上述冷却剂的回路的连通状态，不仅可以改变冷却剂的流向，而且可以调节冷却剂的流量大小等。当然，在其他实施例中，也可以通过多个阀开关配合实现，在此不作具体限制。
如图4所示，夏季环境温度较高时，热泵***切换至制冷模式下：
第一阀控件31的第一阀口和第三阀口开启，第一阀控件31的第二阀口关闭，第一阀控件31的第一阀口与所述电池组11的进口连通，第一阀控件31的第三阀口与所述第一换热器12连通。
第二阀控件32的第一阀口和第三阀口开启，第二阀控件32的第三阀口关闭，第二阀控件32的的第二阀口与所述电机组13的出口连通，第二阀控件32的第一阀口与所述第二泵16的进口连通。
第三阀控件33的第一阀口和第二阀口开启，第三阀控件33的第二阀口关闭，第三阀控件33的第一阀口与所述电机组13的进口连通，第三阀控件33的第三阀口与所述第四阀控件34的第一阀口连通。
第四阀控件34的第一阀口和第三阀口开启，第四阀控件34的第二阀口关闭，第四阀控件34的第三阀口与所述散热器18连通。
所述电机组13、第二阀控件32、所述第二泵16、所述散热器18、第四阀控件34、所述第三阀控件33依序连通以形成第六回路。
工作原理：在制冷模式下，冷却剂循环回路中的第二回路与第六回路为两个独立的回路，通过阀的控制，电池组11所在的第二回路切换为冷却电池的回路，电池组11所在的冷却剂循环回路依靠第一水泵15将电池组11的热量带至第一换热器12，以使制冷剂循环回路在第一换热器12的位置吸收电池组11的热量。电机组13所在的冷却剂循环回路依靠第二水泵16将电机组13的热量带至散热器18，以使散热器18将热量散发至室外环境中。
如图5所示，冬季需要除霜时，热泵***切换至制冷模式下：
第一阀控件31的第一阀口和第三阀口开启，第一阀控件31的第二阀口关闭，第一阀控件31的第一阀口与所述电池组11的进口连通，第一阀控件31的第三阀口与所述第一换热器12连通。
第二阀控件32的第一阀口和第二阀口开启，第二阀控件32的第三阀口关闭，第二阀控件32的的第二阀口与所述电机组13的出口连通，第二阀控件32的第一阀口与所述第二泵16的进口连通。
第三阀控件33的三个阀口均开启，第三阀控件33的第二阀口与所述旁通支路连通，第三阀控件33的第一阀口与所述电机组13的进口连通，第三阀控件33的第三阀口与所述第四阀控件34的第一阀口连通。
第四阀控件34的第一阀口和第三阀口开启，第四阀控件34的第二阀口关闭，第四阀控件34的第三阀口与所述散热器18连通。
所述电机组13、第二阀控件32、所述第二泵16、所述散热器18、第四阀控件34和所述第三阀控件33依序连通，即第六回路连通。
工作原理：冬季除霜时，制冷剂循环回路在制冷模式下，压缩机21将低温低压的制冷剂压缩成高温高压的制冷剂，高温高压的制冷剂经过室外换热器23时，向外界环境放热，此时室外换热器23结霜处吸热融化，实现化霜。此外，电池组11所在的第二回路和电机组13所在的第六回路为两个独立回路，通过阀的控制，使电池组11所在的第二回路切换为冷却电池的回路，电池组11所在的冷却剂循环回路依靠第一水泵15将电池组11的热量带至第一换热器12，以使制冷剂循环回路在第一换热器12的位置吸收电池组11的热量。电机组13所在第六回路切换为电机组13散热的回路，电机组13所在的冷却剂循环回路依靠第二水泵16将电机组13的热量带至散热器18，散热器18与外界进行热交换，向室外释放热量。电机组13所在的第五回路同时开启，第三阀控件比例调节开度，控制一部分的电机热量通过第五回路回流到电机组13，控制电机组13在冬季工况较低情况下的正常工作温度。
如图7所示，电池充电冷却模式下：
所述制冷剂循环回路、所述第二回路、第四回路、第五回路均断开，具体的：
第一阀控件31的第一阀口和第二阀口开启，第一阀控件31的第三阀口关闭，第一阀控件31的第一阀口与所述电池组11的进口连通，第一阀控件31的第二阀口与所述第三阀控件33的第一阀口连通。
第二阀控件32的第一阀口和第三阀口开启，第二阀控件32的第二阀口关闭，第二阀控件32的的第三阀口与所述电池组11的出口连通，第二阀控件32的第一阀口与所述第二泵16的进口连通。
第三阀控件33的第一阀口和第三阀口开启，第三阀控件33的第二阀口关闭，第三阀控件33的第一阀口与第一阀控件31连通，第三阀控件33的第三阀口与所述第四阀控件34的第一阀口连通。
第四阀控件34的第一阀口和第三阀口开启，第四阀控件34的第二阀口关闭，第四阀控件34的第三阀口与所述散热器18连通。
所述第一泵15、第二阀控件32、所述第二泵16、所述散热器18、第四阀控件34、第三阀控件33、第一阀控件31和所述电池组11依序连通形成第七回路。
工作原理：热泵***在电池充电冷却模式下，该制冷剂循环回路处于不工作状态，当电池组11快速充电时，电池组11的电池发热量较高，为了避免温度过高而烧毁电池，依靠第一泵15和第二泵16通过冷却剂将热量带至散热器18，以通过散热器18把电池组11快充时的发热量传递到室外环境。
如图6所示，所述冷却剂循环回路还包括加热器17，加热器17与第二换热器14串联，所述热泵***在电池预热模式下：
所述制冷剂循环回路、所述第二回路、第四回路、第五回路、第六回路、第七回路均断开。具体的：
第一阀控件31的第一阀口和第二阀口开启，第一阀控件31的第三阀口关闭，第一阀控件31的第一阀口与所述电池组11的进口连通，第一阀控件31的第二阀口与所述第三阀控件33的第一阀口连通。
第二阀控件32的第一阀口和第三阀口开启，第二阀控件32的第二阀口关闭，第二阀控件32的的第三阀口与所述电池组11的出口连通，第二阀控件32的第一阀口与所述第二泵16的进口连通。
第三阀控件33的第一阀口和第三阀口开启，第三阀控件33的第二阀口关闭，第三阀控件33的第一阀口与第一阀控件31连通，第三阀控件33的第三阀口与所述第四阀控件34的第一阀口连通。
第四阀控件34的第一阀口和第二阀口开启，第四阀控件34的第三阀口关闭，第四阀控件34的第二阀口与所述加热器17连通。
所述第一泵15、第二阀控件32、第二泵16、所述第二换热器14、所述加热器17、第四阀控件34、第三阀控件33、第一阀控件31和所述电池组11连通形成第八回路。
工作原理：热泵***在电池预热模式下，该制冷剂循环回路处于不工作状态，该模式通常是处于工作环境温度较低的情况下，需要将电池组11温度加热到预设温度，从而可以确保电池组11大电流供电，提高电池组11的工作效率。该工作模式下，依靠加热器17发热来加热冷却剂，在第一水泵15和第二水泵16的带动下，高温的冷却剂通过所述第八回路，将热量传递给电池组11，从而将加热器17的热量传递给电池组11，从而实现对电池进行预热。
在本实施例中，该第一换热器12和第二换热器14均采用板式换热器，当然也并不限于板式换热器，其他类型的换热器也可以适用于本申请中。其中，该加热器17可以是电加热器、PTC加热器或其他类型的加热器。
需要说明的是，本申请实施例中，顺序连通仅说明各个器件之间连接的顺序关系，而各个器件之间还可包括其他器件，例如截止阀等。
本申请的制冷剂循环回路包括压缩机21、第一室内换热器22、室外换热器23、流体切换装置24、流量调节装置25及气液分离器26。其中，流量调节装置25包括并联连接的电子膨胀阀251和单向阀252，单向阀252的进口与室外换热器23连通。
进一步地，该制冷剂循环回路还包括第二室内换热器27以及与第二室内换热器27连接的节流元件28。其中，第一室内换热器22为冷凝器，第二室内换热器27为蒸发器，该节流元件28优选采用电子膨胀阀。
此外，该制冷剂循环回路还包括与第一换热器12连接的节流元件29，该节流元件29用于控制流经第一换热器12的冷媒量，该节流元件29优选采用电子膨胀阀。需要说明的是，本申请实施例中，顺序连通仅说明各个器件之间连接的顺序关系，而各个器件之间还可包括其他器件，例如截止阀等。
在本实施例中，如图2所示，所述流体切换装置24包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述热泵***在制热模式下：所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通，第一端口与室外换热器23的出口连通，第二端口与第一室内换热器22的出口连通，第一室内换热器22的进口与压缩机21的出口连通，所述第三端口分别与所述流量调节装置25和所述气液分离器26的进口连通，第四端口与所述气液分离器26的进口连通；
其中，所述第一换热器12连接在所述流体切换装置24的第三端口与所述气液分离器26之间，所述第二换热器14连接在所述流体切换装置24的第四端口与所述气液分离器26之间。
所述第三端口还连通于第二室内换热器27的进口，通过节流元件28控制通断，该第二室内换热器27的进口还连通于流量调节装置25。
在该实施例中，在制冷剂循环回路的制热模式下，流体切换装置24的第一端口与第四端口连通，流体切换装置24的第二端口与第三端口连通，与第二室内换热器27连接的节流元件28断开，流量调节装置25的电子膨胀阀251打开。制冷剂循环回路中的冷媒依序经过压缩机21、第一室内换热器22和流体切换装置24，从流体切换装置24的第三端口出来后分为两路，其中一路经过第一换热器12后流向气液分离器26，最后流回压缩机21；另外一路依序经过流量调节装置25、室外换热器23、流体切换装置24、第二换热器14后流向气液分离器26，最后流回压缩机21。
工作原理：在制热模式下，压缩机21消耗一定的电能，将低压的气态冷媒压缩成高压的气态冷媒，然后进入第一室内换热器22，在室内空气流的冷却下，冷媒的热量传递给低温的室内空气流，本身发生相变而冷凝为液态。液态冷媒从第一室内换热器22流出后经过流体切换装置24分为两路，一路流经第一换热器12进行吸热后流入气液分离器26；另一路流经流量调节装置25，此时流量调节装置25的单向阀不通，液态冷媒从电子膨胀阀251流向室外换热器23，液态冷媒在室外换热器23中与低温的室外空气流进行热交换，吸收其热量后蒸发而变成低温低压的气态冷媒或气液两相的冷媒，而后经过流体切换装置24流经第二换热器14，吸收冷却剂循环回路中的热量后流向气液分离器26。最后，经气液分离器26的分离，液态冷媒储存在气液分离器26内，低温低压的气态冷媒流入压缩机21，如此循环工作。本申请热泵***的制热模式下，通过余热回收，以使外部热量的介入，从而能提高整个***制热量，同时提高能效。
如图3所示，在本申请的另一个实施例中，该流体切换装置24包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通，所述第一端口与所述气液分离器26的进口连通，所述第二端口与所述第一室内换热器22的出口连通，所述第三端口分别与所述流量调节装置25和所述气液分离器26的进口连通，所述第四端口与所述室外换热器23的出口连通；
其中，所述第一换热器12连接在所述流体切换装置24的第三端口和所述气液分离器26之间，所述第二换热器14连接在所述流体切换装置24的第四端口和所述室外换热器23之间。
所述第三端口还连通于第二室内换热器27的进口，通过节流元件28控制通断，该第二室内换热器27的进口还连通于流量调节装置25。
在该实施例中，在制热模式下，流体切换装置24的第一端口与第四端口连通，第二端口与第三端口连通，与第二室内换热器27连接的节流元件28断开。制冷剂循环回路中的冷媒依序经过压缩机21、第一室内换热器22和流体切换装置24，从流体切换装置24的第三端口出来后分为两路，其中一路经过第一换热器12后流向气液分离器26，最后流回压缩机21；另外一路依序经过流量调节装置25、室外换热器23、第二换热器14、流体切换装置24后流向气液分离器26，最后流回压缩机21。
工作原理：在制热模式下，压缩机21消耗一定的电能，将低压的气态冷媒压缩成高压的气态冷媒，然后进入第一室内换热器22，在室内空气流的冷却下，冷媒的热量传递给低温的室内空气流，本身发生相变而冷凝为液态。液态冷媒从第一室内换热器22流出后经过流体切换装置24分为两路，一路流经第一换热器12进行吸热后流入气液分离器26；另一路流经流量调节装置25，此时流量调节装置25的单向阀不通，液态冷媒从电子膨胀阀251流向室外换热器23，液态冷媒在室外换热器23中与低温的室外空气流进行热交换，吸收其热量后蒸发而变成低温低压的气态冷媒或气液两相的冷媒，而后流经第二换热器14，吸收冷却剂循环回路中的热量后经过流体切换装置24流向气液分离器26。最后，经气液分离器26的分离，液态冷媒储存在气液分离器26内，低温低压的气态冷媒流入压缩机21，如此循环工作。本申请热泵***的制热模式下，通过余热回收，以使外部热量的介入，从而能提高整个***制热量，同时提高能效。
如图5所示，冬季环境温度较低，热泵***切换至制冷模式，进行除霜时，流体切换阀的第一端口与第二端口连通，节流元件28开启，第二室内换热器27及节流元件28连接在流量调节装置25与气液分离器26之间且与第一换热器12并联设置。此时电子膨胀阀251关闭，单向阀252导通，制冷剂循环回路中的冷媒依序经过压缩机21、第一室内换热器22、流体切换装置24、室外换热器23、流量调节装置25的单向阀252后分为两路：一路经过第二室内换热器27后流向气液分离器26，另一路流经第一换热器12后流向气液分离器26，最终流回压缩机21。
如图4所示，在夏季环境温度较高时，热泵***切换至制冷模式下，流体切换阀的第一端口与第二端口连通，节流元件28开启，第二室内换热器27及节流元件28连接在流量调节装置25与气液分离器26之间且与第一换热器12并联设置。此时电子膨胀阀251关闭，单向阀252导通，制冷剂循环回路中的冷媒依序经过压缩机21、第一室内换热器22、流体切换装置24、室外换热器23、流量调节装置25后分为两路：一路经过第二室内换热器27后流向气液分离器26，另一路流经第一换热器12后流向气液分离器26，最终流回压缩机21。可选的，在制冷模式下，第六回路断开，第四回路连通，单向阀252的出口与流体切换装置24的第三阀口连通，流体切换装置24的第四阀口与第二换热器14连通，制冷剂循环回路中的冷媒经过流量调节装置25后分为三路：第一路经过第二室内换热器27后流向气液分离器26；第二路流经第一换热器12后流向气液分离器26；第三路经过流体切换装置24流向第二换热器14，三条流路的冷媒在气液分离器26的进口处汇合。电机组13所在的冷却剂循环回路依靠第二水泵16将电机组13的热量带至第二换热器14，以使制冷剂循环回路在第二换热器14的位置吸收电机组13的热量。
本申请的热泵***中电池组11的冷却、加热管路和电机组的冷却管路与制冷剂的管路相融合，实现整个***的高效、可靠运行。通过利用制冷剂管路的布置，冷却剂循环回路中的换热器与制冷剂循环回路连通以使至少在制热模式下可以将冷却剂循环回路中的热量传递到制冷剂循环回路中，实现冬季对电池、电机余热的精准回收，不仅有利于内部元器件的散热，而且能够提高整个***制热量，同时提高能效。本申请利用制冷剂管路的布置，实现电池以最佳性能向外输出电能；利用冷却剂循环回路的旁通支路的调温功能，实现电机组最高效率的向外输出动力；利用冷却剂循环回路的管路布置，在冬季实现，依靠外界的冷量带走电池组快充产生的大量的热量。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种热泵***，其特征在于，包括：制冷剂循环回路和冷却剂循环回路，所述制冷剂循环回路包括压缩机(21)、第一室内换热器(22)、室外换热器(23)、流量调节装置(25)和气液分离器(26)；所述冷却剂循环回路包括电池组(11)、第一泵(15)和第一换热器(12)；
所述热泵***包括制热模式，在制热模式下：
所述压缩机(21)、所述第一室内换热器(22)、所述流量调节装置(25)、所述室外换热器(23)、所述气液分离器(26)连通并形成第一回路；
所述电池组(11)、所述第一泵(15)和所述第一换热器(12)连通并形成第二回路；
所述第一换热器(12)和流量调节装置(25)并联设置，所述压缩机(21)、所述第一室内换热器(22)、所述第一换热器(12)和所述气液分离器(26)连通并形成第三回路，所述第三回路通过第一换热器(12)吸收所述第二回路的热量；
所述冷却剂循环回路还包括电机组(13)、第二换热器(14)和第二泵(16)，所述热泵***在制热模式下：
所述电机组(13)、所述第二泵(16)和所述第二换热器(14)连通以形成第四回路，所述第二换热器(14)连接于所述室外换热器(23)的出口和所述气液分离器(26)的进口之间，第一回路通过所述第二换热器(14)吸收所述第四回路的热量。
2.根据权利要求1所述的热泵***，其特征在于，所述冷却剂循环回路还包括与所述第二换热器(14)并联的旁通支路，所述热泵***在制热模式下：所述电机组(13)、所述第二泵(16)和所述旁通支路连通形成第五回路。
3.根据权利要求2所述的热泵***，其特征在于，所述冷却剂循环回路还包括：第三阀控件(33)，所述第三阀控件(33)连接于所述第二换热器(14)和所述电机组(13)之间，所述旁通支路与所述第三阀控件(33)连通，第四回路和第五回路于第三阀控件(33)处交汇。
4.根据权利要求3所述的热泵***，其特征在于，所述热泵***包括制冷模式，在制冷模式下，所述第二回路连通，所述第四回路断开；
所述冷却剂循环回路还包括散热器(18)，散热器(18)与所述第二换热器(14)并联，所述热泵***在制冷模式下：所述电机组(13)、所述第二泵(16)、所述散热器(18)和所述第三阀控件(33)连通以形成第六回路。
5.根据权利要求4所述的热泵***，其特征在于，所述热泵***还包括电池充电冷却模式，其中所述冷却剂循环回路还包括：第一阀控件(31)、第二阀控件(32)和第四阀控件(34)，第一阀控件(31)连接于所述电池组(11)和第一换热器(12)之间，第二阀控件(32)连接于所述电机组(13)和所述第二泵(16)之间，所述第四阀控件(34)连接于所述第三阀控件(33)和所述第二换热器(14)之间；
在制冷模式下：所述电机组(13)、第二阀控件(32)、所述第二泵(16)、所述散热器(18)、第四阀控件(34)和所述第三阀控件(33)连通以形成回路；
在电池充电冷却模式下：所述制冷剂循环回路、所述第二回路、所述第四回路、所述第五回路均断开，所述第一泵(15)、第二阀控件(32)、所述第二泵(16)、所述散热器(18)、第四阀控件(34)、第三阀控件(33)、第一阀控件(31)和所述电池组(11)连通形成第七回路。
6.根据权利要求5所述的热泵***，其特征在于，所述热泵***还包括电池预热模式，所述冷却剂循环回路还包括加热器(17)，加热器(17)与所述第二换热器(14)串联，所述热泵***在电池预热模式下：
所述制冷剂循环回路、所述第二回路、第四回路、第五回路、第六回路、第七回路均断开，所述第一泵(15)、第二阀控件(32)、第二泵(16)、所述第二换热器(14)、所述加热器(17)、第四阀控件(34)、第三阀控件(33)、第一阀控件(31)和所述电池组(11)连通形成第八回路。
7.根据权利要求4或5或6所述的热泵***，其特征在于，所述制冷剂循环回路包括流体切换装置(24)，所述流体切换装置(24)包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述热泵***在制热模式下：
所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通，所述第一端口与所述室外换热器(23)的出口连通，所述第二端口与所述第一室内换热器(22)的出口连通，所述第三端口分别与所述流量调节装置(25)和所述气液分离器(26)的进口连通，第四端口与所述气液分离器(26)的进口连通；
其中，所述第一换热器(12)连接在所述流体切换装置(24)的第三端口与所述气液分离器(26)之间，所述第二换热器(14)连接在所述流体切换装置(24)的第四端口与所述气液分离器(26)之间。
8.根据权利要求4或5或6所述的热泵***，其特征在于，所述制冷剂循环回路包括流体切换装置(24)，所述流体切换装置(24)包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述热泵***在制热模式下：
所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通，所述第一端口与所述气液分离器(26)的进口连通，所述第二端口与所述第一室内换热器(22)的出口连通，所述第三端口分别与所述流量调节装置(25)和所述气液分离器(26)的进口连通，所述第四端口与所述室外换热器(23)的出口连通；
其中，所述第一换热器(12)连接在所述流体切换装置(24)的第三端口和所述气液分离器(26)之间，所述第二换热器(14)连接在所述流体切换装置(24)的第四端口和所述室外换热器(23)之间。
9.根据权利要求7所述的热泵***，其特征在于，所述制冷剂循环回路还包括第二室内换热器(27)和节流元件(28)，所述第二室内换热器(27)和第一换热器(12)并联设置，第一换热器(12)与所述流量调节装置(25)的出口连接，所述节流元件(28)与所述第二室内换热器(27)进口连接，所述热泵***在制冷模式下：
所述流体切换装置(24)的所述第一端口与所述第二端口连通，所述压缩机(21)、所述第一室内换热器(22)、所述流体切换装置(24)、所述室外换热器(23)、所述流量调节装置(25)、所述节流元件(28)、所述第二室内换热器(27)和所述气液分离器(26)连通形成回路。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10258632A (ja) * 1997-03-21 1998-09-29 Denso Corp 車両用空気調和装置
CN101580006A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 通用汽车环球科技运作公司 用于机动车的供暖***
CN102941791A (zh) * 2012-11-08 2013-02-27 上海汽车集团股份有限公司 电动车综合热循环***
CN107554239A (zh) * 2013-02-01 2018-01-09 福特全球技术公司 车辆的热管理和过滤***
CN108407568A (zh) * 2018-02-01 2018-08-17 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种汽车热管理***和纯电动汽车
CN108571834A (zh) * 2017-03-08 2018-09-25 杭州三花研究院有限公司 一种热管理***
CN108705915A (zh) * 2018-08-02 2018-10-26 威马智慧出行科技（上海）有限公司 一种用于电动车辆的热管理***
CN208576388U (zh) * 2018-07-10 2019-03-05 上海汽车集团股份有限公司 集成电池温度控制的电动车热管理***

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10967702B2 (en) * 2017-09-07 2021-04-06 Tesla, Inc. Optimal source electric vehicle heat pump with extreme temperature heating capability and efficient thermal preconditioning

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10258632A (ja) * 1997-03-21 1998-09-29 Denso Corp 車両用空気調和装置
CN101580006A (zh) * 2008-05-16 2009-11-18 通用汽车环球科技运作公司 用于机动车的供暖***
CN102941791A (zh) * 2012-11-08 2013-02-27 上海汽车集团股份有限公司 电动车综合热循环***
CN107554239A (zh) * 2013-02-01 2018-01-09 福特全球技术公司 车辆的热管理和过滤***
CN108571834A (zh) * 2017-03-08 2018-09-25 杭州三花研究院有限公司 一种热管理***
CN108407568A (zh) * 2018-02-01 2018-08-17 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种汽车热管理***和纯电动汽车
CN208576388U (zh) * 2018-07-10 2019-03-05 上海汽车集团股份有限公司 集成电池温度控制的电动车热管理***
CN108705915A (zh) * 2018-08-02 2018-10-26 威马智慧出行科技（上海）有限公司 一种用于电动车辆的热管理***

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