CN113335025A - 一种车用热泵空调***及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车用空调***技术领域，公开了一种车用热泵空调***及电动汽车，包括第一空调回路、第二空调回路和四通换向阀，第一空调回路满足车载冷却部件的制冷需求和制热需求，包括电连接动力电池的第一空调压缩机；第二空调回路满足乘员舱的制冷需求和制热需求，包括电连接动力电池的第二空调压缩机；在制冷模式时，四通换向阀并联第一空调回路和第二空调回路；在制热模式时，四通换向阀串联第一空调回路和第二空调回路。本发明的车用热泵空调***，可实现两个独立的制冷回路，避免行车过程中车载冷却部件制冷需求对乘员舱制冷产生影响，提升乘员舱制冷舒适性；两个空调回路串联制热时，压缩机转速较低，噪声较小，极大提升整车NVH性能。

Description

一种车用热泵空调***及电动汽车
技术领域
本发明涉及车用空调***技术领域，尤其涉及一种车用热泵空调***及电动汽车。
背景技术
现有的车用空调***不仅影响乘用车驾乘舒适性，而且也牵涉到安全性和能耗问题。尤其对于电动车而言，空调***在驾乘舒适性和续驶里程方面起着平衡的作用。由于电动车行驶里程直接影响用户的认可度，因而提高空调工作效能减少能量消耗成为空调研发的重点。为了缓解电动汽车冬季续驶里程衰减的问题，热泵空调技术在电动汽车上已经越来越普及，但传统热泵空调***，在制热模式下，压缩机转速较高，噪声较大，影响整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能；另外在高温工况下，乘员舱与车载冷却部件共用一套空调回路进行制冷，在车载冷却部件冷却过程中，会对乘员舱制冷的稳定性造成影响，降低乘员舱空调的舒适性体验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车用热泵空调***及电动汽车，车用热泵空调***能够降低空调压缩机的转速，改善整车噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能，乘员舱制冷性能稳定，提升成员舒适性体验。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种车用热泵空调***，包括：
第一空调回路，所述第一空调回路被配置为满足车载冷却部件的制冷需求和制热需求，所述第一空调回路包括第一空调压缩机，所述第一空调压缩机电连接动力电池；
第二空调回路，所述第二空调回路被配置为满足乘员舱的制冷需求和制热需求，所述第二空调回路包括第二空调压缩机，所述第二空调压缩机电连接所述动力电池；以及
四通换向阀，所述四通换向阀能够分别连通于所述第一空调回路和所述第二空调回路，当所述车用热泵空调***在制冷模式时，所述四通换向阀并联所述第一空调回路和所述第二空调回路；当所述车用热泵空调***在制热模式时，所述四通换向阀串联所述第一空调回路和所述第二空调回路。
作为本发明的一种优选结构，所述第一空调回路还包括：
电子膨胀阀一，所述电子膨胀阀一的入口端连通于所述第一空调压缩机的出口端，所述电子膨胀阀一被配置为调节所述第一空调回路的冷媒流量；
室外冷凝器一，所述室外冷凝器一的入口端连通于所述电子膨胀阀一的出口端，所述室外冷凝器一被配置为实现外界环境和所述第一空调回路的热量交换；
电子膨胀阀二，所述电子膨胀阀二的入口端连通所述室外冷凝器一的出口端，所述电子膨胀阀二被配置为调节所述第一空调回路的冷媒流量；以及
冷媒热交换器一，所述冷媒热交换器一的入口端连通所述电子膨胀阀二的出口端，所述冷媒热交换器一被配置为实现车载冷却部件和所述第一空调回路的热量交换，所述冷媒热交换器一的出口端连通所述第一空调压缩机的入口端。
作为本发明的一种优选结构，所述第二空调回路还包括：
室内冷凝器，所述室内冷凝器的入口端连通所述第二空调压缩机的出口端；当所述车用热泵空调***在制热模式时，所述室内冷凝器被配置为实现所述乘员舱和所述第二空调回路的热量交换；
室外冷凝器二，所述室外冷凝器二的入口端连通所述室内冷凝器的出口端；当所述车用热泵空调***在制冷模式时，所述室外冷凝器二被配置为实现外界环境和所述第二空调回路的热量交换；
电子膨胀阀三，所述电子膨胀阀三的入口端连通所述室外冷凝器二的出口端，所述电子膨胀阀三被配置为调节所述第二空调回路的冷媒流量；
空调蒸发器，所述空调蒸发器的入口端连通所述电子膨胀阀三的出口端，当所述车用热泵空调***在制冷模式时，所述空调蒸发器被配置为实现所述乘员舱和所述第二空调回路的热量交换，所述空调蒸发器的出口端连通所述第二空调压缩机的入口端；以及
两通阀，所述两通阀的一端连接于所述空调蒸发器和所述第二空调压缩机之间，另一端连接于所述室内冷凝器和所述室外冷凝器二之间。
作为本发明的一种优选结构，所述第二空调回路设有调节支路，当所述车用热泵空调***在制热模式时，所述调节支路被配置为冷却所述第二空调回路的冷媒，所述调节支路包括：
并联支路一，所述并联支路一的入口端连通所述室内冷凝器的出口端，所述并联支路一设有电子膨胀阀四和冷媒热交换器二，所述电子膨胀阀四的出口端连通所述冷媒热交换器二的入口端，所述电子膨胀阀四被配置为调节所述并联支路一的冷媒流量；
并联支路二，所述并联支路二和所述并联支路一相互并联，所述并联支路二设有所述冷媒热交换器二。
作为本发明的一种优选结构，所述第一空调回路还包括三通阀，所述三通阀的两端分别连通所述室外冷凝器一的出口端和所述第一空调压缩机的入口端。
作为本发明的一种优选结构，所述第一空调回路还包括气液分离器一，所述气液分离器一的两端分别连通所述冷媒热交换器一的出口端和所述第一空调压缩机的入口端。
作为本发明的一种优选结构，所述第二空调回路还包括气液分离器二，所述气液分离器二的两端分别连通所述空调蒸发器的出口端和所述第二空调压缩机的入口端。
作为本发明的一种优选结构，所述四通换向阀的四个接口分别连通所述第一空调压缩机的出口端、所述电子膨胀阀一的入口端、所述并联支路一的出口端和所述并联支路二的出口端；当所述四通换向阀并联所述第一空调回路和所述第二空调回路时，所述第一空调压缩机的出口端连通所述并联支路一的出口端，所述电子膨胀阀一的入口端连通所述并联支路二的出口端。
作为本发明的一种优选结构，所述室内冷凝器为风冷冷凝器或者水冷冷凝器。
另一方面，提供一种电动汽车，包括上述的车用热泵空调***。
本发明的有益效果：本发明所提供的车用热泵空调***，当环境温度较高，乘员舱或车载冷却部件(动力电池、电子控制单元等)有制冷需求时，通过四通换向阀控制，实现第一空调回路、第二空调回路的并联，第一空调回路用于满足除整车乘员舱以外的车载冷却部件的制冷需求；第二空调回路用于满足整车乘员舱的制冷需求。第一空调回路和第二空调回路并联制冷，解耦乘员舱制冷与车载冷却部件主动冷却，可实现两个独立的空调制冷回路，避免在行车过程中由于第二空调回路的制冷需求，对乘员舱的制冷产生影响，提升乘员舱制冷的舒适性。另外，随着电动汽车智能部件的增多，整车需要的计算处理单元和计算能力也逐渐增多，对冷却需求增大，采用两个并联回路分别制冷，可避免复杂的空调冷量分配问题，避免乘员舱内部温度出现较大的波动，提升乘员舱内部舒适性。而且，由于车用热泵空调***设置有第一空调压缩机和第二空调压缩机，在第一空调回路和第二空调回路串联制热工作时，压缩机转速较低，噪声较小，极大提升整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的车用热泵空调***的原理图；
图2是本发明实施例提供的第一空调回路和第一空调回路并联制冷的原理图；
图3是本发明实施例提供的第一空调回路和第一空调回路串联制热模式的原理图一；
图4是本发明实施例提供的第一空调回路和第一空调回路串联制热模式的原理图二。
图中：
1、第一空调回路；101、第一空调压缩机；103、电子膨胀阀一；104、室外冷凝器一；105、三通阀；106、电子膨胀阀二；107、冷媒热交换器一；108、气液分离器一；2、第二空调回路；201、第二空调压缩机；202、室内冷凝器；203、两通阀；204、电子膨胀阀四；205、冷媒热交换器二；206、室外冷凝器二；207、电子膨胀阀三；208、空调蒸发器；209、气液分离器二；21、并联支路一；22、并联支路二；3、四通换向阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图4所示，本发明实施例提供一种车用热泵空调***，包括第一空调回路1、第二空调回路2和四通换向阀3。第一空调回路1被配置为满足车载冷却部件的制冷需求和制热需求，第一空调回路1包括第一空调压缩机101，第一空调压缩机101电连接动力电池。第二空调回路2被配置为满足乘员舱的制冷需求和制热需求，第二空调回路2包括第二空调压缩机201，第二空调压缩机201电连接动力电池。四通换向阀3分别连通于第一空调回路1和第二空调回路2，当车用热泵空调***在制冷模式时，四通换向阀3并联第一空调回路1和第二空调回路2；当车用热泵空调***在制热模式时，四通换向阀3串联第一空调回路1和第二空调回路2。
在本实施例中，第一空调压缩机101和第二空调压缩机201为电动压缩机，电动压缩机接收动力电池输出的电能，使电能转化为旋转机械能，把车用热泵空调***中的低压气态冷媒工质压缩为高压气态冷媒工质。四通换向阀3具有A和B两种工作状态，可实现第一空调回路1与第二空调回路2之间的串联或并联。当环境温度较高，乘员舱或车载冷却部件(动力电池、电子控制单元等)有制冷需求时，通过四通换向阀3控制，实现第一空调回路1、第二空调回路2的并联，第一空调回路1用于满足除整车乘员舱以外的车载冷却部件的制冷需求；第二空调回路2用于满足整车乘员舱的制冷需求。第一空调回路1和第二空调回路2并联制冷，解耦乘员舱制冷与车载冷却部件主动冷却，可实现两个独立的空调制冷回路，避免在行车过程中由于第二空调回路2的制冷需求，对乘员舱的制冷产生影响，提升乘员舱制冷的舒适性。另外，随着电动汽车智能部件的增多，整车需要的计算处理单元和计算能力也逐渐增多，对冷却需求增大，采用两个并联回路分别制冷，可避免复杂的空调冷量分配问题，避免乘员舱内部温度出现较大的波动，提升乘员舱内部舒适性。而且，由于车用热泵空调***设置有第一空调压缩机101和第二空调压缩机201，在第一空调回路1和第二空调回路2串联制热工作时，压缩机转速较低，噪声较小，极大提升整车NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能。
进一步地，第一空调回路1还包括电子膨胀阀一103、室外冷凝器一104、电子膨胀阀二106和冷媒热交换器一107。电子膨胀阀一103的入口端连通于第一空调压缩机101的出口端，电子膨胀阀一103被配置为调节第一空调回路1的冷媒流量。室外冷凝器一104的入口端连通于电子膨胀阀一103的出口端，室外冷凝器一104被配置为实现外界环境和第一空调回路1的热量交换。电子膨胀阀二106的入口端连通室外冷凝器一104的出口端，电子膨胀阀二106被配置为调节第一空调回路1的冷媒流量。冷媒热交换器一107的入口端连通电子膨胀阀二106的出口端，冷媒热交换器一107被配置为实现车载冷却部件和第一空调回路1的热量交换，冷媒热交换器一107的出口端连通第一空调压缩机101的入口端。优选地，第一空调回路1还设有连接上述结构件的连接管路，用于输送冷媒工质。
电子膨胀阀一103可对流经的冷媒流量进行调节，在并联制冷模式下，电子膨胀阀一103保持全开，第一空调回路1中的高压气态冷媒不发生相变，直接流向室外冷凝器一104进行冷凝散热；在串联制热模式下，电子膨胀阀一103进行开度调节，对第一空调回路1中的高压液态冷媒工质进行压力调节，高压液态冷媒工质膨胀为低压气液两相冷媒工质，流向室外冷凝器一104进行蒸发吸热。室外冷凝器一104在并联制冷模式下，把第一空调回路1的热量转移到外界环境中；在串联制热模式下，把外界环境中的热量转移到第一空调回路1中。电子膨胀阀二106在并联制冷模式下，进行开度调节，对第一空调回路1中的高压液态冷媒工质进行压力调节，高压液态冷媒工质膨胀为低压气液两相冷媒工质，流向冷媒热交换器一107进行蒸发吸热；在串联制热模式下，如果车载冷却部件存在多余的余热可被回收利用，则对电子膨胀阀二106开度进行调节，同样对流经的冷媒流量进行调节。冷媒热交换器一107用于对除乘员舱以外的回路或部件与第一空调回路1进行热量交换，在并联制冷模式下，如果车载冷却部件需要主动冷却，可通过冷媒热交换器一107把热量转移至第一空调回路1，实现对冷却对象的冷却。在串联制热模式下，如果车载冷却部件存在多余的余热可被回收利用，可通过冷媒热交换器一107把热量转移至第一空调回路1，用于乘员舱的加热过程，降低压缩机的转速。
进一步地，第二空调回路2还包括室内冷凝器202、室外冷凝器二206、电子膨胀阀三207、空调蒸发器208和两通阀203。室内冷凝器202的入口端连通第二空调压缩机201的出口端；当车用热泵空调***在制热模式时，室内冷凝器202被配置为实现乘员舱和第二空调回路2的热量交换。室外冷凝器二206的入口端连通室内冷凝器202的出口端；当车用热泵空调***在制冷模式时，室外冷凝器二206被配置为实现外界环境和第二空调回路2的热量交换。电子膨胀阀三207的入口端连通室外冷凝器二206的出口端，电子膨胀阀三207被配置为调节第二空调回路2的冷媒流量。空调蒸发器208的入口端连通电子膨胀阀三207的出口端，当车用热泵空调***在制冷模式时，空调蒸发器208被配置为实现乘员舱和第二空调回路2的热量交换，空调蒸发器208的出口端连通第二空调压缩机201的入口端。两通阀203的一端连接于空调蒸发器208和第二空调压缩机201之间，另一端连接于室内冷凝器202和室外冷凝器二206之间。优选地，第二空调回路2还设有连接上述结构件的连接管路，用于输送冷媒工质。
室内冷凝器202用于在串联制热模式下，对流经的高压气态冷媒工质进行冷却，使第二空调回路2中的高压气态冷媒工质相变为高压液态冷媒工质，同时把第二空调回路2中的热量转移至乘员舱内部，实现车用热泵空调***对乘员舱的加热。优选地，室内冷凝器202为风冷冷凝器或者水冷冷凝器。室外冷凝器二206在并联制冷模式下，把流经的高压气态冷媒工质冷却为高压液态冷媒工质，实现冷媒工质的相变过程。电子膨胀阀三207接收室外冷凝器二206输出的高压液态冷媒工质，经由电子膨胀阀三207的开度控制，高压液态冷媒工质膨胀为低压气液两相冷媒工质，流向空调蒸发器208。空调蒸发器208接收电子膨胀阀三207输出的气液两相冷媒工质，在空调蒸发器208内部进一步膨胀吸热，把乘员舱内部的热量转移到车用热泵空调***中，同时，冷媒工质变为低压气态，实现乘员舱的制冷过程。两通阀203具有全开和全关两个工作状态，实现对流经的冷媒工质进行通断控制，当并联制冷时，两通阀203全关，当串联制热时，两通阀203全开，冷媒不再流经室外冷凝器二206、电子膨胀阀三207和空调蒸发器208。
进一步地，第二空调回路2设有调节支路，当车用热泵空调***在制热模式时，调节支路被配置为冷却第二空调回路2的冷媒，调节支路包括并联支路一21和并联支路二22。并联支路一21的入口端连通室内冷凝器202的出口端，并联支路一21设有电子膨胀阀四204和冷媒热交换器二205，电子膨胀阀四204的出口端连通冷媒热交换器二205的入口端，电子膨胀阀四204被配置为调节并联支路一21的冷媒流量。并联支路二22和并联支路一21相互并联，并联支路二22穿设于冷媒热交换器二205。
在串联制热模式下，电子膨胀阀四204进行开度调节，对第二空调回路2中的高压液态冷媒工质进行压力调节。从室内冷凝器202流出的高压液态冷媒工质分为两路，一部分进入并联支路一21，通过电子膨胀阀四204膨胀为低压气液两相冷媒工质，流向冷媒热交换器二205进行蒸发吸热，另一部分进入并联支路二22，被并联支路一21内的高压液态冷媒工质进行冷却，温度进一步降低，用于增大冷媒过冷度。当并联支路二22内的冷媒通过四通换向阀3进入第一空调回路1，较大的过冷度可使得冷媒能在通过室外冷凝器一104时吸收更多的热量，从而提升车用热泵空调***的低温吸热能力，进一步降低压缩机的转速。
进一步地，第一空调回路1还包括三通阀105，三通阀105的两端分别连通室外冷凝器一104的出口端和第一空调压缩机101的入口端。三通阀105对第一空调回路1中的冷媒工质流向进行调节。三通阀105具有工作状态A和工作状态B，在串联制热模式下，如果车载冷却部件没有多余的热量被回收利用，则三通阀105工作在状态B，通过三通阀105的控制，把冷媒热交换器一107进行旁通，电子膨胀阀二106保持初始默认状态，此时，冷媒通过三通阀105直接流向第一空调压缩机101，实现快速循环。当三通阀105工作在状态A时，冷媒则通过电子膨胀阀二106流向冷媒热交换器一107。
进一步地，第一空调回路1还包括气液分离器一108，气液分离器一108的两端分别连通冷媒热交换器一107的出口端和第一空调压缩机101的入口端；第二空调回路2还包括气液分离器二209，气液分离器二209的两端分别连通空调蒸发器208的出口端和第二空调压缩机201的入口端。气液分离器一108和气液分离器二209接收流经的低压气态冷媒工质，对冷媒工质中夹杂的液体进行过滤，保证输出完全的气体工质，避免对第一空调压缩机101和第二空调压缩机201的工作可靠性造成影响。
进一步地，四通换向阀3的四个接口分别连通第一空调压缩机101的出口端、电子膨胀阀一103的入口端、并联支路一21的出口端和并联支路二22的出口端；当四通换向阀3并联第一空调回路1和第二空调回路2时，第一空调压缩机101的出口端连通并联支路一21的出口端，电子膨胀阀一103的入口端连通并联支路二22的出口端。
另一方面，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述的车用热泵空调***。电动汽车的车用热泵空调***在制冷模式时，第一空调回路1、第二空调回路2并联，在制热模式时，第一空调回路1、第二空调回路2串联。下面，分别论述车用热泵空调***在不同模式下的工作过程：
1、并联制冷模式
如图2所示，第一空调回路1用于满足除整车乘员舱以外的车载冷却部件的制冷需求：第一空调压缩机101对第一空调回路1中的低压气态冷媒工质进行压缩，输出高压气态冷媒工质。电子膨胀阀一103全开，高压气态冷媒工质流经四通换向阀3和电子膨胀阀一103，进入室外冷凝器一104，在冷凝器内部与外界环境进行换热，由外界环境中的冷却空气对高压气态冷媒工质进行冷却，冷媒工质发生相变，由高压气态变为高压液态冷媒工质。三通阀105工作在状态A，控制高压液态冷媒工质流向电子膨胀阀二106，通过控制电子膨胀阀二106的开度，高压液态冷媒工质膨胀为低压气液两相态冷媒工质。进一步流入冷媒热交换器一107，在冷媒热交换器一107内部进行相变，由低压气液两相工质变为低压气态工质，同时吸热，把车载冷却部件内部的热量转移到第一空调回路1中。冷媒热交换器一107输出的低压气态冷媒工质流经气液分离器一108，对低压气态工质中含有的水蒸气以及其他杂质进行过滤，输出到空调压缩机101，至此完成第一空调回路1的制冷循环。
第二空调回路2用于满足乘员舱的制冷需求：空调压缩机201对第二空调回路2中的低压气态冷媒工质进行压缩，输出高压气态冷媒工质。高压气态冷媒工质流经室内冷凝器202，此时室内冷凝器202不起作用。两通阀203和电子膨胀阀四204全关，高压气态冷媒进一步流经冷媒热交换器二205进入室外冷凝器二206进行散热，在室外冷凝器二206内部与外界环境进行换热，由外界环境中的冷却空气对高压气态冷媒工质进行冷却，冷媒工质发生相变，由高压气态变为高压液态冷媒工质。高压液态冷媒工质进入电子膨胀阀三207，通过控制电子膨胀阀三207的开度，高压液态冷媒工质膨胀为低压气液两相态冷媒工质。进一步流入空调蒸发器208，在空调蒸发器208内部进行相变，由低压气液两相工质变为低压气态工质，同时吸热，把乘员舱内部的热量转移到第二空调回路2中。空调蒸发器208输出的低压气态冷媒工质流经气液分离器209，对低压气态工质中含有的水蒸气以及其他杂质进行过滤，输出到第二空调压缩机201，至此完成第二空调回路2的制冷循环。
2.1、串联制热模式一
如图3所示，当环境温度较低，乘员舱有采暖需求，同时第一空调回路1的车载冷却部件没有多余的热量被回收利用，则控制三通阀105工作在状态B，把冷媒热交换器一107进行旁通，电子膨胀阀二106保持初始默认状态。
通过四通换向阀3控制第一空调回路1与第二空调回路2，两通阀203全开。第二空调压缩机201对回路中的低压气态冷媒工质进行压缩，输出高压气态冷媒工质。高压气态冷媒工质流经室内冷凝器202，室内冷凝器202与乘员舱内部冷空气进行热交换，把回路中的热量转移到乘员舱内部，实现对乘员舱的采暖需求。同时室内冷凝器202内部的高压气态冷媒被乘员舱冷空气冷却后发生相变，变为高压液态冷媒工质。高压液态冷媒工质分为两路，一路直接进入并联支路二22，流经冷媒热交换器二205，另一路进入并联支路一21，经过电子膨胀阀四204，在电子膨胀阀四204内部进行减压膨胀，变为气液两相态工质，在冷媒热交换器二205中进行吸热，对并联支路二22中的高压液态冷媒工质进行冷却，增加高压液态冷媒过冷度，提升***低温吸热能力。流经并联支路二22的高压液态冷媒工质，经四通换向阀3进入第一空调回路1的电子膨胀阀一103，通过控制电子膨胀阀一103的开度，高压液态冷媒工质膨胀为低压气液两相态冷媒工质。进一步流入室外冷凝器一104，在室外冷凝器一104内部进行相变，由低压气液两相工质变为低压气态工质，同时吸热，把外界环境的热量转移到空调回路中，过冷度大的冷媒可在此时吸收更多的室外热量。低压气态冷媒工质分别流经三通阀105、气液分离器一108，进入第一空调回路1的第一空调压缩机101被压缩，经压缩后的气态冷媒工质经由四通换向阀3流入第二空调回路2，与流经并联支路一21的气态冷媒工质混合，混合后的气态冷媒工质共同流经全开的两通阀203、气液分离器二209，进入第二空调回路2的空调压缩机201，完成串联制热模式的制热过程。
2.2、串联制热模式二
如图4所示，当环境温度较低，乘员舱有采暖需求，同时第一空调回路1的车载冷却部件存在多余的热量可以被回收利用，此时车载冷却部件本体或回路温度通常会高于外界环境温度，则控制三通阀105工作在状态A，使室外冷凝器一104流出的冷媒工质进一步流经电子膨胀阀二106和冷媒热交换器一107，冷媒工质在冷媒热交换器一107中进行吸热，增加车用热泵空调***的热源和空调冷媒蒸发过热度，然后流经气液分离器一108，进入第一空调回路1的第一空调压缩机101。
同时，两个空调回路中的其他工作过程与串联制热模式一相同。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车用热泵空调***，其特征在于，包括：
第一空调回路(1)，所述第一空调回路(1)被配置为满足车载冷却部件的制冷需求和制热需求，所述第一空调回路(1)包括第一空调压缩机(101)，所述第一空调压缩机(101)电连接动力电池；
第二空调回路(2)，所述第二空调回路(2)被配置为满足乘员舱的制冷需求和制热需求，所述第二空调回路(2)包括第二空调压缩机(201)，所述第二空调压缩机(201)电连接所述动力电池；以及
四通换向阀(3)，所述四通换向阀(3)能够分别连通于所述第一空调回路(1)和所述第二空调回路(2)，当所述车用热泵空调***在制冷模式时，所述四通换向阀(3)并联所述第一空调回路(1)和所述第二空调回路(2)；当所述车用热泵空调***在制热模式时，所述四通换向阀(3)串联所述第一空调回路(1)和所述第二空调回路(2)。
2.根据权利要求1所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述第一空调回路(1)还包括：
电子膨胀阀一(103)，所述电子膨胀阀一(103)的入口端连通于所述第一空调压缩机(101)的出口端，所述电子膨胀阀一(103)被配置为调节所述第一空调回路(1)的冷媒流量；
室外冷凝器一(104)，所述室外冷凝器一(104)的入口端连通于所述电子膨胀阀一(103)的出口端，所述室外冷凝器一(104)被配置为实现外界环境和所述第一空调回路(1)的热量交换；
电子膨胀阀二(106)，所述电子膨胀阀二(106)的入口端连通所述室外冷凝器一(104)的出口端，所述电子膨胀阀二(106)被配置为调节所述第一空调回路(1)的冷媒流量；以及
冷媒热交换器一(107)，所述冷媒热交换器一(107)的入口端连通所述电子膨胀阀二(106)的出口端，所述冷媒热交换器一(107)被配置为实现车载冷却部件和所述第一空调回路(1)的热量交换，所述冷媒热交换器一(107)的出口端连通所述第一空调压缩机(101)的入口端。
3.根据权利要求2所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述第二空调回路(2)还包括：
室内冷凝器(202)，所述室内冷凝器(202)的入口端连通所述第二空调压缩机(201)的出口端；当所述车用热泵空调***在制热模式时，所述室内冷凝器(202)被配置为实现所述乘员舱和所述第二空调回路(2)的热量交换；
室外冷凝器二(206)，所述室外冷凝器二(206)的入口端连通所述室内冷凝器(202)的出口端；当所述车用热泵空调***在制冷模式时，所述室外冷凝器二(206)被配置为实现外界环境和所述第二空调回路(2)的热量交换；
电子膨胀阀三(207)，所述电子膨胀阀三(207)的入口端连通所述室外冷凝器二(206)的出口端，所述电子膨胀阀三(207)被配置为调节所述第二空调回路(2)的冷媒流量；
空调蒸发器(208)，所述空调蒸发器(208)的入口端连通所述电子膨胀阀三(207)的出口端，当所述车用热泵空调***在制冷模式时，所述空调蒸发器(208)被配置为实现所述乘员舱和所述第二空调回路(2)的热量交换，所述空调蒸发器(208)的出口端连通所述第二空调压缩机(201)的入口端；以及
两通阀(203)，所述两通阀(203)的一端连接于所述空调蒸发器(208)和所述第二空调压缩机(201)之间，另一端连接于所述室内冷凝器(202)和所述室外冷凝器二(206)之间。
4.根据权利要求3所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述第二空调回路(2)设有调节支路，当所述热泵空调***在制热模式时，所述调节支路被配置为冷却所述第二空调回路(2)的冷媒，所述调节支路包括：
并联支路一(21)，所述并联支路一(21)的入口端连通所述室内冷凝器(202)的出口端，所述并联支路一(21)设有电子膨胀阀四(204)和冷媒热交换器二(205)，所述电子膨胀阀四(204)的出口端连通所述冷媒热交换器二(205)的入口端，所述电子膨胀阀四(204)被配置为调节所述并联支路一(21)的冷媒流量；
并联支路二(22)，所述并联支路二(22)和所述并联支路一(21)相互并联，所述并联支路二(22)设有所述冷媒热交换器二(205)。
5.根据权利要求2所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述第一空调回路(1)还包括三通阀(105)，所述三通阀(105)的两端分别连通所述室外冷凝器一(104)的出口端和所述第一空调压缩机(101)的入口端。
6.根据权利要求2所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述第一空调回路(1)还包括气液分离器一(108)，所述气液分离器一(108)的两端分别连通所述冷媒热交换器一(107)的出口端和所述第一空调压缩机(101)的入口端。
7.根据权利要求3所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述第二空调回路(2)还包括气液分离器二(209)，所述气液分离器二(209)的两端分别连通所述空调蒸发器(208)的出口端和所述第二空调压缩机(201)的入口端。
8.根据权利要求4所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述四通换向阀(3)的四个接口分别连通所述第一空调压缩机(101)的出口端、所述电子膨胀阀一(103)的入口端、所述并联支路一(21)的出口端和所述并联支路二(22)的出口端；当所述四通换向阀(3)并联所述第一空调回路(1)和所述第二空调回路(2)时，所述第一空调压缩机(101)的出口端连通所述并联支路一(21)的出口端，所述电子膨胀阀一(103)的入口端连通所述并联支路二(22)的出口端。
9.根据权利要求3所述的车用热泵空调***，其特征在于，所述室内冷凝器(202)为风冷冷凝器或者水冷冷凝器。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的车用热泵空调***。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114211938A (zh) * 2022-01-12 2022-03-22 清华大学 复叠式汽车热管理***和车辆
WO2023284697A1 (zh) * 2021-07-15 2023-01-19 中国第一汽车股份有限公司 车用热泵空调***及电动汽车

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160107501A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-21 Atieva, Inc. EV Multi-Mode Thermal Management System
CN105522888A (zh) * 2014-10-21 2016-04-27 源捷公司 电动交通工具多模式热管理***
CN108656940A (zh) * 2017-03-30 2018-10-16 长城汽车股份有限公司 混合动力车辆及其热管理***与方法
CN109311366A (zh) * 2016-12-07 2019-02-05 翰昂汽车零部件有限公司 车用热管理***
CN109599626A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 比亚迪股份有限公司 车辆的温度调节方法和温度调节***
CN109823138A (zh) * 2019-02-20 2019-05-31 珠海格力电器股份有限公司 一种车辆热管理***及车辆
CN110356195A (zh) * 2019-08-08 2019-10-22 宜宾凯翼汽车有限公司 一种电动车热管理***及方法
CN110816221A (zh) * 2018-08-13 2020-02-21 福特全球技术公司 用于电动化车辆的热管理***
US20200298653A1 (en) * 2019-03-20 2020-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control System for a Heating System and Method for Operating a Heating System
CN111806196A (zh) * 2020-07-11 2020-10-23 的卢技术有限公司 一种汽车热泵***及控制方法
CN111907289A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 丰田自动车株式会社 车载调温装置
CN112339523A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 现代自动车株式会社 车辆的热泵***
CN112389153A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 现代自动车株式会社 车辆的热泵***
US20210061055A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08494B2 (ja) * 1991-04-26 1996-01-10 株式会社ゼクセル 車両用空調装置のコンプレッサ容量制御装置
CN112757869B (zh) * 2021-01-21 2023-03-24 中国第一汽车股份有限公司 一种热管理***
CN113335025B (zh) * 2021-07-15 2023-01-10 中国第一汽车股份有限公司 一种车用热泵空调***及电动汽车

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105522888A (zh) * 2014-10-21 2016-04-27 源捷公司 电动交通工具多模式热管理***
US20160107501A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-21 Atieva, Inc. EV Multi-Mode Thermal Management System
CN109311366A (zh) * 2016-12-07 2019-02-05 翰昂汽车零部件有限公司 车用热管理***
CN108656940A (zh) * 2017-03-30 2018-10-16 长城汽车股份有限公司 混合动力车辆及其热管理***与方法
CN109599626A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 比亚迪股份有限公司 车辆的温度调节方法和温度调节***
CN110816221A (zh) * 2018-08-13 2020-02-21 福特全球技术公司 用于电动化车辆的热管理***
CN109823138A (zh) * 2019-02-20 2019-05-31 珠海格力电器股份有限公司 一种车辆热管理***及车辆
CN111716983A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 宝马股份公司 用于热***的控制***和用于运行热***的方法
US20200298653A1 (en) * 2019-03-20 2020-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control System for a Heating System and Method for Operating a Heating System
CN111907289A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 丰田自动车株式会社 车载调温装置
CN112339523A (zh) * 2019-08-07 2021-02-09 现代自动车株式会社 车辆的热泵***
CN110356195A (zh) * 2019-08-08 2019-10-22 宜宾凯翼汽车有限公司 一种电动车热管理***及方法
CN112389153A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 现代自动车株式会社 车辆的热泵***
US20210061055A1 (en) * 2019-08-29 2021-03-04 Hyundai Motor Company Thermal management system for vehicle
CN111806196A (zh) * 2020-07-11 2020-10-23 的卢技术有限公司 一种汽车热泵***及控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023284697A1 (zh) * 2021-07-15 2023-01-19 中国第一汽车股份有限公司 车用热泵空调***及电动汽车
CN114211938A (zh) * 2022-01-12 2022-03-22 清华大学 复叠式汽车热管理***和车辆
CN114211938B (zh) * 2022-01-12 2024-03-19 清华大学 复叠式汽车热管理***和车辆

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