CN113386526A - 一种间接式热泵空调***、控制方法及纯电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本方案涉及一种间接式热泵空调***、控制方法及纯电动汽车，在开启乘客舱制冷、制热时，车载空调制冷剂通过与冷却液回路的间接热交换，制冷工质不直接导入乘客舱，极大降低了冷媒工质燃烧、***带来的安全风险。该***包括：第一制冷剂循环回路；第二制冷剂循环回路；第一冷却液循环回路；第二冷却液循环回路；第一冷却液循环回路和第二冷却液循环回路通过第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀连通，通过对第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀的控制，使第二冷却液循环回路中的冷却液流入第一冷却液循环回路中后再流回第二冷却液循环回路，或者，使第一冷却液循环回路中的冷却液和第二冷却液循环回路的冷却液独立流动。

Description

一种间接式热泵空调***、控制方法及纯电动汽车
技术领域
本发明涉及一种电动汽车热泵空调***，特别是涉及一种车辆乘客舱采暖和降温复用换热芯体间接换热的间接式热泵空调***、控制方法及纯电动汽车。
背景技术
由于热泵***高效节能的优点，各大汽车厂都开始了热泵***的开发，但传统R134a制冷工质由于其物理特性限制，在低于-10℃环境下***效率低，无法满足乘客舱采暖需求，各大主机厂寻求新的热泵空调制冷工质，例如：R410A、CO2等，但替代品均存在可燃性高或者高***压力的缺点，传统的汽车空调蒸发器直接放置在乘客舱，若直接将制冷工质导入乘客舱，存在较高的安全风险。
发明内容
本发明提供了一种间接式热泵空调***、控制方法及纯电动汽车，在开启乘客舱制冷、制热时，车载空调制冷剂通过与冷却液回路的间接热交换，制冷工质不直接导入乘客舱，极大降低了冷媒工质燃烧、***带来的安全风险。
本发明的技术方案为：
本发明提供了一种间接式热泵空调***，包括：
第一制冷剂循环回路，其是使制冷剂循环的路径，且形成热泵循环；
第二制冷剂循环回路，其是使制冷剂循环的路径，且形成制冷循环，所述第二制冷剂循环回路与所述第一制冷剂循环回路共用一部分的路径，所述第一制冷剂循环回路和所述第二制冷剂循环回路不共存；
以第一蓄水瓶中的冷却液形成冷却液循环路径的第一冷却液循环回路；
以第二蓄水瓶中的冷却液形成冷却液循环路径的第二冷却液循环回路；所述第一冷却液循环回路和所述第二冷却液循环回路通过第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀连通，通过对所述第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀的控制，使第二冷却液循环回路中的冷却液流入第一冷却液循环回路中后再流回第二冷却液循环回路，或者，使第一冷却液循环回路中的冷却液和第二冷却液循环回路的冷却液独立流动；其中，
从属于第一制冷剂循环回路的电池冷却器，实现低温低压制冷剂与第一冷却液循环回路中的冷却液进行热交换，使乘客舱和/或电池包被冷却；
从属于第二制冷剂循环回路的水冷冷凝器，实现高温高压制冷剂与第一冷却液循环回路中的冷却液进行热交换，使乘客舱和/或电池包被加热；
从属于第二冷却液循环回路的电机，在第一冷却液循环回路中和第二冷却液循环回路中连通时，对第二冷却液循环回路中的冷却液进行加热，第二冷却液循环回路中的冷却液通过流入第一冷却液循环回路中，使乘客舱和/或电池包被加热。
优选地，从属于第二冷却液循环回路的电机散热器，在冷却风扇的加强作用下，将第二冷却液循环回路中的冷却液热量散发到环境空气中，使电机被冷却。
优选地，所述第一冷却液循环回路还包括：
电池包，其冷却液入口连通所述第一三通阀的冷却液出口和所述第三三通阀的冷却液出口，其冷却液出口连通所述第二三通阀的冷却液入口；
换热芯体，其被构造成向乘客舱提供制热或冷却，其冷却液入口连通所述第一三通阀的冷却液出口，其冷却液出口连通第四三通阀的冷却液入口；
采暖水泵，其冷却液入口连通所述电池冷却器的冷却液出口、所述水冷冷凝器的冷却液出口、所述第一蓄水瓶的冷却液出口和所述第三三通阀的冷却液出口，其冷却液出口连通所述第一三通阀的冷却液出口；
所述第四三通阀的冷却液出口还连通所述电池冷却器的冷却液入口和所述水冷冷凝器的冷却液入口。
优选地，所述第二冷却液循环回路包括：
电机散热器，其冷却液入口连通所述第三三通阀的冷却液出口；
冷却液水泵，其冷却液入口连通所述第二蓄水瓶的冷却液出口、电机散热器的冷却液出口和所述第二三通阀的冷却液出口，其冷却液出口连通所述电机的冷却液入口；
所述电机的冷却液出口连通所述第二蓄水瓶的冷却液出口和所述第三三通阀的冷却液入口。
优选地，所述第一冷却液循环回路还包括：
风暖电加热PTC，其同所述换热芯体并行布置，通过对进入换热芯体中的冷却液进行加热，实现对乘客舱制热。
优选地，所述第一制冷剂循环回路包括：
依次布置的压缩机、所述水冷冷凝器、第一截止阀、冷凝器、电子膨胀阀、所述电池冷却器和气液分离器，所述气液分离器的制冷剂出口连通所述压缩机的制冷剂入口；
所述第二制冷剂循环回路包括：
依次布置的压缩机、所述水冷冷凝器、外接电子膨胀阀、冷凝器、第二截止阀和气液分离器，所述气液分离器的制冷剂出口连通所述压缩机的制冷剂入口；
所述第一截止阀和所述外接电子膨胀阀并联设置；
第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路共用所述气液分离器、压缩机、所述水冷冷凝器之间的这一段路径和冷凝器；
通过对所述压缩机、所述外接电子膨胀阀、所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述电子膨胀阀的状态控制，形成所述第一制冷剂循环回路或第二制冷剂循环回路。
本发明提供了一种间接式热泵空调***的控制方法，应用于上述的间接式热泵空调***，所述方法包括：
判断车辆当前是否具有制冷和/或制热需求；
在检测到用户具有乘客舱制热需求时，判断电池包是否具有制热需求；
若电池包具有制热需求，则判断电池包是否正在充电；
若电池包未充电，则控制压缩机、外接电子膨胀阀、第二截止阀、采暖水泵、冷却水泵导通，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体，控制第三三通阀导通电机和电池包，控制第四三通阀导通换热芯体和水冷冷凝器的冷却液入口，控制第二三通阀导通电池包和冷却水泵；
若电池包正在充电，则判断车辆所处的当前环境温度T1是否小于第一预设温度t1;
若当前环境温度T1小于第一预设温度t1，则控制压缩机、外接电子膨胀阀、第二截止阀、采暖水泵、冷却水泵导通，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体，控制第三三通阀导通电机和电池包，控制第四三通阀导通换热芯体和水冷冷凝器的冷却液入口，控制第二三通阀导通电池包和冷却水泵；
若当前环境温度T1大于或等于第一预设温度t1，则控制压缩机、外接电子膨胀阀、第二截止阀、采暖水泵导通，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体以及导通采暖水泵和电池包，控制第二三通阀导通电池包和第四三通阀，控制第四三通阀导通换热芯体和水冷冷凝器的冷却液入口以及导通电池包和水冷冷凝器的冷却液入口。
优选地，所述方法还包括：
若电池包不具有制热需求，则判断电池包是否具有制冷需求；
若电池包具有制冷需求，则控制压缩机、第一截止阀、电子膨胀阀、采暖水泵导通，控制风暖电加热PTC启动，控制第一三通阀导通采暖水泵和电池包，控制第二三通阀、第四三通阀共同导通电池包和电池冷却器的冷却液入口；
若电池包不具有制冷需求，则控制压缩机、第一截止阀、电子膨胀阀、采暖水泵导通，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体，控制第四三通阀导通换热芯体和水冷冷凝器的冷却液入口。
优选地，在检测到用户具有乘客舱制热需求时，所述方法还包括：
若仅电池包具有加热需求，则判断电池包是否正在充电；
若电池包正在充电，则控制冷却水泵启动，控制第三三通阀导通电机和电池包，控制第二三通阀导通电池包和冷却水泵；
若电池包未在充电，则若电池包正在充电，则判断车辆所处的当前环境温度T1是否小于第一预设温度t1;
若当前环境温度T1小于第一预设温度t1，则控制冷却水泵启动，控制第三三通阀导通电机和电池包，控制第二三通阀导通电池包和冷却水泵；
若当前环境温度T1大于或等于第一预设温度t1，则控制压缩机、外接电子膨胀阀、第二截止阀、采暖水泵、冷却水泵导通，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体，控制第三三通阀导通电机和电池包，控制第二三通阀、第四三通阀共同导通电池包和气液分离器。
优选地，所述方法还包括：
在检测到仅用户具有乘客舱冷却需求时，则控制采暖水泵启动，控制压缩机、第一截止阀、电子膨胀阀启动，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体，控制第四三通阀导通换热芯体和电池冷却器的冷却液入口；
在检测到仅电池包具有冷却需求时，则控制采暖水泵启动，控制压缩机、第一截止阀、电子膨胀阀启动，控制第一三通阀导通电池包和采暖水泵，控制第四三通阀导通电池包和电池冷却器的冷却液入口；
在检测到用户具有乘客舱冷却需求且电池包具有冷却需求时，则控制采暖水泵启动，控制压缩机、第一截止阀、电子膨胀阀启动，控制第一三通阀导通采暖水泵和换热芯体，控制第四三通阀导通换热芯体和电池冷却器的冷却液入口，控制第一三通阀导通电池包和采暖水泵，控制第四三通阀导通电池包和电池冷却器的冷却液入口。
本发明还提供了一种汽车，包括上述的间接式热泵空调***。
本发明的有益效果为：
空调回路与冷却回路通过水冷冷凝器、电池冷却器进行热交换。空调回路通过冷凝器从环境空气中吸收热量，再通过水冷冷凝器将空调回路的热量传递到冷却回路，进而通过冷却回路中的换热芯体将热量传递给乘客舱进行加热；通过冷却回路的换热芯体吸收乘客舱的热量进行降温，再通过电池冷却器将冷却回路的热量传递到空调回路，空调回路再通过冷凝器将热量散发到环境空气中。通过冷凝器、水冷冷凝器、电池冷却器、换热芯体热量传递的方式，避免空调回路中的制冷工质直接输入到乘客舱，极大降低了新型冷媒工质（R410A、CO2等）燃烧或***带来的安全风险。
附图说明
图1为本发明的间接式热泵空调***的总架构示意图；
图2为利用热泵为乘客舱制热和利用电机给电池包制热的原理示意图；
图3为利用热泵为乘客舱和电池包制热的原理示意图；
图4为利用热泵给电池包制冷和利用风暖电加热PTC给乘客舱制热的原理示意图；
图5为利用热泵给乘客舱制热的原理示意图；
图6为利用热泵给电池包制冷的原理示意图；
图7为利用电机给电池包制热的原理示意图；
图8为利用热泵给电池包制热的原理示意图；
图9为利用热泵给乘客舱制冷的原理示意图；
图10为利用热泵给乘客舱和电池包制冷的原理示意图；
图11为本发明实施例中方法的一部分流程示意图；
图12为本发明实施例中方法的另一部分流程示意图；
图中所示各标号表示：101：压缩机；102：水冷冷凝器；103：外接式电子膨胀阀；106：电子膨胀阀；104：冷凝器；105：第一截止阀；120：第二截止阀；107：电池冷却器；108：气液分离器；109：采暖水泵；114：冷却水泵；110：第一三通阀;111:第二三通阀；112：第三三通阀；113：第四三通阀；115：换热芯体；116：风暖电加热PTC；118：电池包；117：电机散热器；119：电机。
具体实施方式
参照图1，本发明提供了一种间接式热泵空调***，其包括空调回路和冷却回路。其中，空调回路包括：压缩机101、水冷冷凝器102、外接式电子膨胀阀106、第二截止阀105、冷凝器104、第一截止阀120105、电子膨胀阀106、电池冷却器107、气液分离器108；所述第一截止阀120和所述外接电子膨胀阀106并联设置。冷却回路包括：采暖水泵109、冷却水泵114、三通阀110/111/112/113、换热芯体115、电池冷却器107、水冷冷凝器102、电池包118、电机散热器117、电机119。
具体来说，针对上述的空调回路，其通过对阀的开闭控制，使该空调回路形成不共存的第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路。第一制冷剂循环回路是使制冷剂循环的路径，能够形成热泵循环；第二制冷剂循环回路是使制冷剂循环的路径，能够形成制冷循环。所述第二制冷剂循环回路与所述第一制冷剂循环回路共用一部分的路径。
具体来说，针对该第一制冷剂循环回路，其由上述的压缩机101、水冷冷凝器102、外接式电子膨胀阀106、第二截止阀105、冷凝器104、气液分离器108组成。中压缩机101，用于将低压低温气态制冷工质压缩为高温高压气态制冷工质，通过水冷冷凝器102将空调回路的热量传递到冷却回路中，从而导致冷媒工质从高压气态到高压液态的相变，再经过外接式电子膨胀阀106截流后，冷媒工质从高压液态变为低压两相态，再经过冷凝器104吸收环境空气的热量，最后通过第二截止阀105流到气液分离器108，进而回到压缩机101。
具体来说，针对该第二制冷剂循环回路，其由上述的压缩机101、水冷冷凝器102、第一截止阀120、电子膨胀阀106、冷凝器104、电池冷却器107、气液分离器108组成。在该第二制冷剂循环回路中，该水冷冷凝器102只是起使制冷剂能够通过的路径作用。压缩机101，用于将低压低温气态制冷工质压缩为高温高压气态制冷工质，通过冷凝器104将空调回路的冷媒热量向环境空气中散发，从而导致冷媒工质从高温高压气态到低温高压液态的相变，再经过电子膨胀阀106截流后，冷媒工质从高压液态变为低压两相态，再经过电池冷却器107吸收冷却回路中的水热量，最后通过气液分离器108回到压缩机101。
第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路共用所述气液分离器108、压缩机101、所述水冷冷凝器102之间的这一段路径和冷凝器104；通过对所述压缩机101、所述外接电子膨胀阀106、所述第一截止阀120、所述第二截止阀105和所述电子膨胀阀106的状态控制，形成所述第一制冷剂循环回路或第二制冷剂循环回路。
上述的冷却回路，通过对内部的第一三通阀110、第二三通阀111、第三三通阀112和第四三通阀113的控制，形成以第一蓄水瓶中的冷却液形成冷却液循环路径的第一冷却液循环回路和以第二蓄水瓶中的冷却液形成冷却液循环路径的第二冷却液循环回路。具体来说，通过对所述第一三通阀110、第二三通阀111、第三三通阀112和第四三通阀113的控制，使第二冷却液循环回路中的冷却液流入第一冷却液循环回路中后再流回第二冷却液循环回路，或者，使第一冷却液循环回路中的冷却液和第二冷却液循环回路的冷却液独立流动。
本实施例中，通过从属于第一制冷剂循环回路的电池冷却器107，实现低温低压制冷剂与第一冷却液循环回路中的冷却液进行热交换，使乘客舱和/或电池包118被冷却；
从属于第二制冷剂循环回路的水冷冷凝器102，实现高温高压制冷剂与第一冷却液循环回路中的冷却液进行热交换，使乘客舱和/或电池包118被加热；
从属于第二冷却液循环回路的电机119，在第一冷却液循环回路中和第二冷却液循环回路中连通时，对第二冷却液循环回路中的冷却液进行加热，第二冷却液循环回路中的冷却液通过流入第一冷却液循环回路中，使乘客舱和/或电池包118被加热；
从属于第二冷却液循环回路的电机散热器117，在冷却风扇的加强作用下，将第二冷却液循环回路中的冷却液热量散发到环境空气中，使电机119被冷却。
参照图1，本实施例中，所述第一冷却液循环回路具体包括：上述的第一蓄水瓶；电池包118，其冷却液入口连通所述第一三通阀110的冷却液出口和所述第三三通阀112的冷却液出口，其冷却液出口连通所述第二三通阀111的冷却液入口；换热芯体115，其被构造成向乘客舱提供制热或冷却，其冷却液入口连通所述第一三通阀110的冷却液出口，其冷却液出口连通第四三通阀113的冷却液入口；采暖水泵109，其冷却液入口连通所述电池冷却器107的冷却液出口、所述水冷冷凝器102的冷却液出口、所述第一蓄水瓶的冷却液出口和所述第三三通阀112的冷却液出口，其冷却液出口连通所述第一三通阀110的冷却液出口；所述第四三通阀113的冷却液出口还连通所述电池冷却器107的冷却液入口和所述水冷冷凝器102的冷却液入口；风暖电加热PTC116，其同所述换热芯体115并行布置，通过对进入换热芯体115中的冷却液进行加热，实现对乘客舱制热。
参照图1，该所述第二冷却液循环回路包括：电机散热器117，其冷却液入口连通所述第三三通阀112的冷却液出口；冷却液水泵，其冷却液入口连通所述第二蓄水瓶的冷却液出口、电机散热器117的冷却液出口和所述第二三通阀111的冷却液出口，其冷却液出口连通所述电机119的冷却液入口；所述电机119的冷却液出口连通所述第二蓄水瓶的冷却液出口和所述第三三通阀112的冷却液入口。
参照图11和图12，本实施例中的间接式热泵空调***，为了实现上述这些功能,采用如下逻辑来实现。
步骤S101，判断车辆当前是否具有制冷和/或制热需求。
此时，车辆的制冷需求可以是：乘客舱制冷、电池包118制冷、电机119制冷需求中的任意一种或多种。例如，车辆的制冷需求可以是：乘客舱制冷和电池包118制冷需求，乘客舱制冷和电驱动制冷需求，电机119制冷需求和电池包118制冷需求，以及上述的这三者需求。
车辆的制热需求可以是：乘客舱制热和/或电池包118制热需求。
其中，电池包118制热需求或制冷需求是由电池管理器发出的电池制热或制冷需求信号来确定的。电机119制冷需求是通过电机119温度传感器采集到的温度和车辆所处的环境温度来判断的。乘客舱制冷或制热需求是由用户主动发出的。
步骤S102，若检测到用户具有乘客舱制热需求，则判断电池包118是否具有制热需求。
步骤S103，若电池包118具有制热需求，则判断电池包118是否正在充电。
启动，电池包118是否正在充电可以通过电池管理器BMS发送的信号来确认。
步骤S104，若电池包118未充电，则控制压缩机101、外接电子膨胀阀106、第二截止阀105、采暖水泵109、冷却水泵114导通，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115，控制第三三通阀112导通电机119和电池包118，控制第四三通阀113导通换热芯体115和水冷冷凝器102的冷却液入口，控制第二三通阀111导通电池包118和冷却水泵114。
如图2，在此工作状态下，冷却液在水冷冷凝器102处和制冷剂进行热交换，被加热的冷却液进入换热芯体115中与车内空气进行热交换，车内空气被加热后通过出风口进入乘客舱内，实现乘客舱制热；同时，被加热的冷却液流至电池包118处，为电池包118进行加热。
步骤S105，若电池包118正在充电，则判断车辆所处的当前环境温度T1是否小于第一预设温度t1。
步骤S106，若当前环境温度T1小于第一预设温度t1，则控制压缩机101、外接电子膨胀阀106、第二截止阀105、采暖水泵109、冷却水泵114导通，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115，控制第三三通阀112导通电机119和电池包118，控制第四三通阀113导通换热芯体115和水冷冷凝器102的冷却液入口，控制第二三通阀111导通电池包118和冷却水泵114。
如图2，在此工作状态下，冷却液在水冷冷凝器102处和制冷剂进行热交换，被加热的冷却液进入换热芯体115中与车内空气进行热交换，车内空气被加热后通过出风口进入乘客舱内，实现乘客舱制热。同时，电池包118的加热利用电机119余热来实现，电机119的余热通过第二三通阀111流入至电池包118处为电池包118加热，再通过第三三通阀112流回至冷却水泵114处。
步骤S107，若当前环境温度T1大于或等于第一预设温度t1，则控制压缩机101、外接电子膨胀阀106、第二截止阀105、采暖水泵109导通，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115以及导通采暖水泵109和电池包118，控制第二三通阀111导通电池包118和第四三通阀113，控制第四三通阀113导通换热芯体115和水冷冷凝器102的冷却液入口以及导通电池包118和水冷冷凝器102的冷却液入口。
如图3，此场景下，电池包118和乘客舱的制热均是通过制冷剂和冷却剂在水冷冷凝器102处换热后得以实现的。
步骤S108，若电池包118不具有制热需求，则判断电池包118是否具有制冷需求。
步骤S109，若电池包118具有制冷需求，则控制压缩机101、第一截止阀120、电子膨胀阀106、采暖水泵109导通，控制风暖电加热PTC116启动，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和电池包118，控制第二三通阀111、第四三通阀113共同导通电池包118和电池冷却器107的冷却液入口。
如图4，此场景下，乘客舱内的冷风通过风暖电加热PTC116进行加热，实现乘客舱制热。同时，电池包118的冷却利用制冷剂来实现，制冷剂和冷却液在电池冷却器107处进行热交换，被冷却的冷却液再通过第一三通阀110流入到电池包118中，再通过第三三通阀112和第四三通阀113流回至电池冷却器107处。
步骤S110，若电池包118不具有制冷需求，则控制压缩机101、第一截止阀120、电子膨胀阀106、采暖水泵109导通，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115，控制第四三通阀113导通换热芯体115和水冷冷凝器102的冷却液入口。
如图5，此场景下，相当于仅该乘客舱具有制热需求，此时，乘客舱的制热是通过制冷剂和冷却剂在水冷冷凝器102处换热后得以实现的。
步骤S111，若仅电池包118具有冷却需求，则控制压缩机101、第一截止阀120、电子膨胀阀106、采暖水泵109导通，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和电池包118，控制第二三通阀111、第四三通阀113共同导通电池包118和电池冷却器107的冷却液入口。
参照图6，此条件下，即相当于用户不具有乘客舱制热需求。此时，电池包118的冷却利用制冷剂来实现，制冷剂和冷却液在电池冷却器107处进行热交换，被冷却的冷却液再通过第一三通阀110流入到电池包118中，再通过第三三通阀112和第四三通阀113流回至电池冷却器107处。
步骤S112，若仅电池包118具有加热需求，则判断电池包118是否正在充电。
步骤S113，若电池包118未充电，则控制冷却水泵114启动，控制第三三通阀112导通电机119和电池包118，控制第二三通阀111导通电池包118和冷却水泵114。
参照图7，此场景下，电池包118利用电机119的余热来进行加热。
步骤S114，若电池包118正在充电，则判断车辆所处的当前环境温度T1是否小于第一预设温度t1。
步骤S115，若当前环境温度T1小于第一预设温度t1，则控制冷却水泵114启动，控制第三三通阀112导通电机119和电池包118，控制第二三通阀111导通电池包118和冷却水泵114。
参照图7，此场景下，电池包118利用电机119的余热来进行加热。
步骤S116，若当前环境温度T1大于或等于第一预设温度t1，则控制压缩机101、外接电子膨胀阀106、第二截止阀105、采暖水泵109、冷却水泵114导通，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115，控制第三三通阀112导通电机119和电池包118，控制第二三通阀111、第四三通阀113共同导通电池包118和气液分离器108。
参照图8，此场景下，电池包118的加热是利用制冷剂在水冷冷凝器102处和冷却液进行换热后实现的。
步骤S117，在检测到仅用户具有乘客舱冷却需求时，则控制采暖水泵109启动，控制压缩机101、第一截止阀120、电子膨胀阀106启动，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115，控制第四三通阀113导通换热芯体115和电池冷却器107的冷却液入口。
参照图9，此场景下，乘客舱的冷却是利用制冷剂在电池冷却器107处和冷却液进行换热后实现的。
步骤S118，在检测到用户具有乘客舱冷却需求且电池包118具有冷却需求时，则控制采暖水泵109启动，控制压缩机101、第一截止阀120、电子膨胀阀106启动，控制第一三通阀110导通采暖水泵109和换热芯体115，控制第四三通阀113导通换热芯体115和电池冷却器107的冷却液入口，控制第一三通阀110导通电池包118和采暖水泵109，控制第四三通阀113导通电池包118和电池冷却器107的冷却液入口。
参照图10，此场景下，乘客舱和电池包118的冷却是利用制冷剂在电池冷却器107处和冷却液进行换热后实现的。
本实施例中的上述***，空调回路与冷却回路通过水冷冷凝器104、电池冷却器107进行热交换。空调回路通过冷凝器104从环境空气中吸收热量，再通过水冷冷凝器104将空调回路的热量传递到冷却回路，进而通过冷却回路中的换热芯体115将热量传递给乘客舱进行加热；通过冷却回路的换热芯体115吸收乘客舱的热量进行降温，再通过电池冷却器107将冷却回路的热量传递到空调回路，空调回路再通过冷凝器104将热量散发到环境空气中。通过冷凝器104、水冷冷凝器104、电池冷却器107、换热芯体115热量传递的方式，避免空调回路中的制冷工质直接输入到乘客舱，极大降低了新型冷媒工质（R410A、CO2等）燃烧或***带来的安全风险。
本发明上述方法，灵活使用当前电动汽车的各种热源，如电机热量、热泵热量等来为乘客舱和/或电池包制热；还可以实现乘客舱和/或电池包制冷时，避免冷媒进入乘客舱。
本发明还提供了一种包含上述的间接式热泵空调***的纯电动汽车。

Claims (11)

1.一种间接式热泵空调***，其特征在于，包括：
第一制冷剂循环回路，其是使制冷剂循环的路径，且形成热泵循环；
第二制冷剂循环回路，其是使制冷剂循环的路径，且形成制冷循环，所述第二制冷剂循环回路与所述第一制冷剂循环回路共用一部分的路径，所述第一制冷剂循环回路和所述第二制冷剂循环回路不共存；
以第一蓄水瓶中的冷却液形成冷却液循环路径的第一冷却液循环回路；
以第二蓄水瓶中的冷却液形成冷却液循环路径的第二冷却液循环回路；所述第一冷却液循环回路和所述第二冷却液循环回路通过第一三通阀（110）、第二三通阀（111）、第三三通阀（112）和第四三通阀（113）连通，通过对所述第一三通阀（110）、第二三通阀（111）、第三三通阀（112）和第四三通阀（113）的控制，使第二冷却液循环回路中的冷却液流入第一冷却液循环回路中后再流回第二冷却液循环回路，或者，使第一冷却液循环回路中的冷却液和第二冷却液循环回路的冷却液独立流动；其中，
从属于第一制冷剂循环回路的电池冷却器（107），实现低温低压制冷剂与第一冷却液循环回路中的冷却液进行热交换，使乘客舱和/或电池包（118）被冷却；
从属于第二制冷剂循环回路的水冷冷凝器（102），实现高温高压制冷剂与第一冷却液循环回路中的冷却液进行热交换，使乘客舱和/或电池包（118）被加热；
从属于第二冷却液循环回路的电机（119），在第一冷却液循环回路中和第二冷却液循环回路中连通时，对第二冷却液循环回路中的冷却液进行加热，第二冷却液循环回路中的冷却液通过流入第一冷却液循环回路中，使乘客舱和/或电池包（118）被加热。
2.根据权利要求1所述的间接式热泵空调***，其特征在于，从属于第二冷却液循环回路的电机散热器（117），在冷却风扇的加强作用下，将第二冷却液循环回路中的冷却液热量散发到环境空气中，使电机（119）被冷却。
3.根据权利要求1所述的间接式热泵空调***，其特征在于，所述第一冷却液循环回路还包括：
电池包（118），其冷却液入口连通所述第一三通阀（110）的冷却液出口和所述第三三通阀（112）的冷却液出口，其冷却液出口连通所述第二三通阀（111）的冷却液入口；
换热芯体（115），其被构造成向乘客舱提供制热或冷却，其冷却液入口连通所述第一三通阀（110）的冷却液出口，其冷却液出口连通第四三通阀（113）的冷却液入口；
采暖水泵（109），其冷却液入口连通所述电池冷却器（107）的冷却液出口、所述水冷冷凝器（102）的冷却液出口、所述第一蓄水瓶的冷却液出口和所述第三三通阀（112）的冷却液出口，其冷却液出口连通所述第一三通阀（110）的冷却液出口；
所述第四三通阀（113）的冷却液出口还连通所述电池冷却器（107）的冷却液入口和所述水冷冷凝器（102）的冷却液入口。
4.根据权利要求1或3所述的间接式热泵空调***，其特征在于，所述第二冷却液循环回路包括：
电机散热器（117），其冷却液入口连通所述第三三通阀（112）的冷却液出口；
冷却液水泵，其冷却液入口连通所述第二蓄水瓶的冷却液出口、电机散热器（117）的冷却液出口和所述第二三通阀（111）的冷却液出口，其冷却液出口连通所述电机（119）的冷却液入口；
所述电机（119）的冷却液出口连通所述第二蓄水瓶的冷却液出口和所述第三三通阀（112）的冷却液入口。
5.根据权利要求3所述的间接式热泵空调***，其特征在于，所述第一冷却液循环回路还包括：
风暖电加热PTC（116），其同所述换热芯体（115）并行布置，通过对进入换热芯体（115）中的冷却液进行加热，实现对乘客舱制热。
6.根据权利要求1所述的间接式热泵空调***，其特征在于，
所述第一制冷剂循环回路包括：
依次布置的压缩机（101）、所述水冷冷凝器（102）、第一截止阀（120）、冷凝器（104）、电子膨胀阀（106）、所述电池冷却器（107）和气液分离器（108），所述气液分离器（108）的制冷剂出口连通所述压缩机（101）的制冷剂入口；
所述第二制冷剂循环回路包括：
依次布置的压缩机（101）、所述水冷冷凝器（102）、外接电子膨胀阀（106）、冷凝器（104）、第二截止阀（105）和气液分离器（108），所述气液分离器（108）的制冷剂出口连通所述压缩机（101）的制冷剂入口；
所述第一截止阀（120）和所述外接电子膨胀阀（106）并联设置；
第一制冷剂循环回路和第二制冷剂循环回路共用所述气液分离器（108）、压缩机（101）、所述水冷冷凝器（102）之间的这一段路径和冷凝器（104）；
通过对所述压缩机（101）、所述外接电子膨胀阀（106）、所述第一截止阀（120）、所述第二截止阀（105）和所述电子膨胀阀（106）的状态控制，形成所述第一制冷剂循环回路或第二制冷剂循环回路。
7.一种间接式热泵空调***的控制方法，应用于权利要求1至6任一项所述的间接式热泵空调***，其特征在于，所述方法包括：
判断车辆当前是否具有制冷和/或制热需求；
在检测到用户具有乘客舱制热需求时，判断电池包（118）是否具有制热需求；
若电池包（118）具有制热需求，则判断电池包（118）是否正在充电；
若电池包（118）未充电，则控制压缩机（101）、外接电子膨胀阀（106）、第二截止阀（105）、采暖水泵（109）、冷却水泵（114）导通，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115），控制第三三通阀（112）导通电机（119）和电池包（118），控制第四三通阀（113）导通换热芯体（115）和水冷冷凝器（102）的冷却液入口，控制第二三通阀（111）导通电池包（118）和冷却水泵（114）；
若电池包（118）正在充电，则判断车辆所处的当前环境温度T1是否小于第一预设温度t1;
若当前环境温度T1小于第一预设温度t1，则控制压缩机（101）、外接电子膨胀阀（106）、第二截止阀（105）、采暖水泵（109）、冷却水泵（114）导通，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115），控制第三三通阀（112）导通电机（119）和电池包（118），控制第四三通阀（113）导通换热芯体（115）和水冷冷凝器（102）的冷却液入口，控制第二三通阀（111）导通电池包（118）和冷却水泵（114）；
若当前环境温度T1大于或等于第一预设温度t1，则控制压缩机（101）、外接电子膨胀阀（106）、第二截止阀（105）、采暖水泵（109）导通，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115）以及导通采暖水泵（109）和电池包（118），控制第二三通阀（111）导通电池包（118）和第四三通阀（113），控制第四三通阀（113）导通换热芯体（115）和水冷冷凝器（102）的冷却液入口以及导通电池包（118）和水冷冷凝器（102）的冷却液入口。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在检测到用户具有乘客舱制热需求时，所述方法还包括：
若电池包（118）不具有制热需求，则判断电池包（118）是否具有制冷需求；
若电池包（118）具有制冷需求，则控制压缩机（101）、第一截止阀（120）、电子膨胀阀（106）、采暖水泵（109）导通，控制风暖电加热PTC（116）启动，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和电池包（118），控制第二三通阀（111）、第四三通阀（113）共同导通电池包（118）和电池冷却器（107）的冷却液入口；
若电池包（118）不具有制冷需求，则控制压缩机（101）、第一截止阀（120）、电子膨胀阀（106）、采暖水泵（109）导通，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115），控制第四三通阀（113）导通换热芯体（115）和水冷冷凝器（102）的冷却液入口。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若仅电池包（118）具有加热需求，则判断电池包（118）是否正在充电；
若电池包（118）正在充电，则控制冷却水泵（114）启动，控制第三三通阀（112）导通电机（119）和电池包（118），控制第二三通阀（111）导通电池包（118）和冷却水泵（114）；
若电池包（118）未在充电，则若电池包（118）正在充电，则判断车辆所处的当前环境温度T1是否小于第一预设温度t1;
若当前环境温度T1小于第一预设温度t1，则控制冷却水泵（114）启动，控制第三三通阀（112）导通电机（119）和电池包（118），控制第二三通阀（111）导通电池包（118）和冷却水泵（114）；
若当前环境温度T1大于或等于第一预设温度t1，则控制压缩机（101）、外接电子膨胀阀（106）、第二截止阀（105）、采暖水泵（109）、冷却水泵（114）导通，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115），控制第三三通阀（112）导通电机（119）和电池包（118），控制第二三通阀（111）、第四三通阀（113）共同导通电池包（118）和气液分离器（108）。
10.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到仅用户具有乘客舱冷却需求时，则控制采暖水泵（109）启动，控制压缩机（101）、第一截止阀（120）、电子膨胀阀（106）启动，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115），控制第四三通阀（113）导通换热芯体（115）和电池冷却器（107）的冷却液入口；
在检测到仅电池包（118）具有冷却需求时，则控制采暖水泵（109）启动，控制压缩机（101）、第一截止阀（120）、电子膨胀阀（106）启动，控制第一三通阀（110）导通电池包（118）和采暖水泵（109），控制第四三通阀（113）导通电池包（118）和电池冷却器（107）的冷却液入口；
在检测到用户具有乘客舱冷却需求且电池包（118）具有冷却需求时，则控制采暖水泵（109）启动，控制压缩机（101）、第一截止阀（120）、电子膨胀阀（106）启动，控制第一三通阀（110）导通采暖水泵（109）和换热芯体（115），控制第四三通阀（113）导通换热芯体（115）和电池冷却器（107）的冷却液入口，控制第一三通阀（110）导通电池包（118）和采暖水泵（109），控制第四三通阀（113）导通电池包（118）和电池冷却器（107）的冷却液入口。
11.一种纯电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的间接式热泵空调***。
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