CN114248595A - 用于车辆的热泵*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于车辆的热泵***，其通过利用制冷剂和冷却剂进行热交换的一个制冷机来控制电池模块的温度，并回收从电气部件和电池模块产生的废热以将废热用于室内加热，从而提高加热性能和效率，并且该热泵***通过应用在车辆的加热模式下选择性地操作的气体注入部来增加制冷剂的流量，从而使加热性能最大化。

Description

用于车辆的热泵***

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年9月24日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2020-0123942的韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的热泵***。更具体地，本公开涉及一种用于车辆的热泵***，其可以利用制冷剂和冷却剂进行热交换的一个制冷机(chiller)来控制电池模块的温度和自动驾驶控制器的温度，并且可以利用从电气部件、电池模块和自动驾驶控制器产生的废热来提高加热性能和效率。

背景技术

通常，用于车辆的空调***包括用于使制冷剂循环以加热或冷却车辆室内的空调装置。

这样的空调装置通过与室外温度变化无关地将车辆的室内温度保持在适当的温度来保持舒适的室内环境，并被配置为在通过驱动压缩机而排出的制冷剂经过冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀和蒸发器之后再次循环到压缩机的过程中，通过冷凝器和蒸发器进行的热交换来加热或冷却车辆室内。

即，在空调装置中，在夏季的冷却模式下，通过冷凝器冷凝由压缩机压缩的高温高压气态制冷剂，然后经过贮液干燥器和膨胀阀通过蒸发器蒸发以降低室内的温度和湿度。

近来，随着对能量效率和环境污染的关注逐渐增加，需要开发能够基本上替代具有内燃机的车辆的环保车辆，并且环保车辆通常被分类为利用燃料电池或电力作为动力源来驱动的电动车辆和利用发动机和电池来驱动的混合动力车辆。

在环保车辆的电动车辆和混合动力车辆中，与普通车辆的空调装置不同，不使用单独的加热器，并且应用于环保车辆的空调装置通常被称为热泵***。

在使用燃料电池的电动车辆的情况下，通过将氧和氢的化学反应能转换成电能来产生驱动力，并且在该过程中，通过燃料电池中的化学反应产生热能，因此，需要有效地消除产生的热量以确保燃料电池的性能。

即使在混合动力车辆中，通过利用从燃料电池或电池供应的电力以及由普通燃料致动的发动机来驱动马达，从而产生驱动力，因此，只有有效地消除从燃料电池或电池以及马达产生的热量，才能确保马达的性能。

因此，在现有技术的混合动力车辆或电动车辆中，电池冷却***、冷却装置和热泵***应构造成具有各自单独的回路，以防止马达、电气部件以及包括燃料电池的电池的发热。

因此，增加了设置在车辆前部的冷却模块的尺寸和重量，并且用于在发动机室内部将制冷剂或冷却剂供应到热泵***、冷却装置和电池冷却***的连接管的布局变得复杂。

另外，由于根据车辆的状态分别设置用于加热或冷却电池的电池冷却***以使得电池可以在最佳状态下工作，因此应用了用于与各个连接管连接的多个阀，因而由于这些阀的频繁打开和关闭操作所产生的噪声和振动被传递到车辆室内，从而降低乘坐舒适性。

另外，当加热车辆的室内时，由于缺乏热源而导致加热性能下降，由于使用电加热器而使电力消耗增加，并且压缩机的功耗增加。

本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景的理解，并且因此可能包含不构成本国本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

因此，做出本公开以旨在提供一种用于车辆的热泵***，其可以利用制冷剂和冷却剂进行热交换的一个制冷机来控制电池模块的温度和自动驾驶控制器的温度，并且可以通过回收从电气部件、电池模块和自动驾驶控制器产生的废热并将废热用于室内加热来提高加热性能和效率。

另外，做出本公开以旨在提供一种用于车辆的热泵***，其可以通过应用在车辆的加热模式下选择性地操作的气体注入部以增加制冷剂的流量来使加热性能最大化。

本公开的实施例提供一种用于车辆的热泵***，包括：第一冷却装置，包括通过第一冷却剂管线连接的第一散热器、第一水泵和第一阀，并使第一冷却剂在第一冷却剂管线中循环以冷却设置在第一冷却剂管线中的至少一个电气部件；第二冷却装置，包括通过第二冷却剂管线连接的第二散热器、第二水泵、电池模块、自动驾驶控制器和第二阀，并使第二冷却剂循环到电池模块和自动驾驶控制器；制冷机，通过第一阀连接到第一冷却剂管线的第一分支管线和通过第二阀连接到第二冷却剂管线的第二分支管线分别经过制冷机，制冷机通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，并且制冷机通过使通过第一分支管线或第二分支管线选择性地流入的冷却剂与从空调装置选择性地供应的制冷剂进行热交换来控制冷却剂的温度；以及气体注入部，设置在空调装置中，并通过将经过内部冷凝器的制冷剂中的一部分制冷剂旁通到压缩机来增加在制冷剂管线中循环的制冷剂的流量。

第一分支管线的一端可以通过第一阀连接到第一冷却剂管线，第一分支管线的另一端连接到与电气部件连接的第一冷却剂管线；并且第二分支管线的一端可以通过第二阀连接到第二冷却剂管线，第二阀设置在第二散热器与第二水泵之间的第二冷却剂管线中，第二分支管线的另一端连接到自动驾驶控制器与第二散热器之间的第二冷却剂管线。

空调装置可以包括：HVAC模块，包括：通过制冷剂管线连接的蒸发器；以及开闭门，开闭门根据车辆的冷却、加热和除湿模式来控制经过蒸发器的外部空气选择性地流入内部冷凝器；热交换器，将通过制冷剂管线供应的制冷剂与外部空气进行热交换；压缩机，通过制冷剂管线连接在蒸发器和内部冷凝器之间；第一膨胀阀，设置在热交换器与蒸发器之间的制冷剂管线中；第二膨胀阀，设置在制冷剂连接管线中；以及储液器，设置在蒸发器与压缩机之间的制冷剂管线中，并连接到制冷剂连接管线。

当通过利用与制冷剂进行热交换的冷却剂来冷却电池模块时，第二膨胀阀可以使通过制冷剂连接管线流入的制冷剂膨胀并流入制冷机。

气体注入部可以包括：气液分离器，设置在内部冷凝器与热交换器之间的制冷剂管线中，并分离和选择性地排出经过内部冷凝器的制冷剂中的气态制冷剂和液态制冷剂；旁通管线，连接气液分离器和压缩机，并选择性地将来自气液分离器的气态制冷剂供应到压缩机；旁通阀，设置在旁通管线中；第三膨胀阀，设置在内部冷凝器与气液分离器之间的制冷剂管线中；以及第四膨胀阀，设置在气液分离器与热交换器之间的制冷剂管线中。

当气体注入部在车辆的加热模式下操作时，第三膨胀阀可以使从内部冷凝器供应的制冷剂膨胀并供应到气液分离器，并且第四膨胀阀可以使从气液分离器供应的制冷剂膨胀并通过制冷剂管线流动。

当气体注入部在车辆的加热模式下不操作时，第三膨胀阀可以使从内部冷凝器供应的制冷剂通过，并且第四膨胀阀可以使经过气液分离器的制冷剂膨胀并供应到热交换器。

在车辆的冷却模式或除湿模式下，第三膨胀阀和第四膨胀阀可以不使从内部冷凝器供应的制冷剂膨胀而可以使制冷剂通过制冷剂管线流动。

在气体注入部操作时，旁通阀可以操作以使得旁通管线打开。

第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀和第四膨胀阀可以是在控制制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀的电子膨胀阀。

根据第四膨胀阀的选择性操作，热交换器可以通过与外部空气的热交换而使在内部冷凝器中冷凝的制冷剂冷凝或蒸发。

空调装置可以进一步包括制冷剂分支管线，制冷剂分支管线通过制冷剂阀连接热交换器与第一膨胀阀之间的制冷剂管线，制冷剂阀设置在热交换器与气体注入部之间的制冷剂管线中。

当在车辆的除湿模式或加热模式下不回收外部热量时，制冷剂阀可以打开制冷剂分支管线，并且可以关闭制冷剂管线的连接到热交换器的部分。

第一阀和第二阀以及制冷剂阀可以是三通阀。

当在车辆的加热模式下从电气部件回收废热的同时气体注入部操作时，在连接到电气部件的第一冷却剂管线通过第一阀的操作而打开并且连接到第一散热器的第一冷却剂管线通过第一阀的操作而关闭的状态下，第一分支管线可以打开；在第一冷却装置中，通过第一水泵的操作，经过电气部件的第一冷却剂可以通过打开的第一分支管线被供应到制冷机，而不经过第一散热器；第二冷却装置可以停止操作；在空调装置中，连接到蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀关闭；制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀打开；第二膨胀阀可以使供应到制冷剂连接管线的制冷剂膨胀并供应到制冷机；在气体注入部中，旁通管线可以通过旁通阀打开，第三膨胀阀可以使制冷剂膨胀并供应到气液分离器，并且第四膨胀阀可以使经过气液分离器的制冷剂膨胀；并且制冷剂阀可以打开制冷剂分支管线，使得在经过第四膨胀阀的同时膨胀的制冷剂不被供应到热交换器。

在车辆的除湿模式下，第一冷却装置和第二冷却装置可以停止操作；在空调装置中，连接到蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀打开；制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀关闭；并且制冷剂阀可以打开制冷剂分支管线，使得从内部冷凝器供应的制冷剂不被供应到热交换器。

当在车辆的冷却模式下冷却电池模块和自动驾驶控制器时，第二分支管线可以通过第二阀打开，以第二分支管线为基准，连接到第二散热器的第二冷却剂管线可以关闭；在第二冷却装置中，第二冷却剂可以通过第二水泵在打开的第二分支管线和打开的第二冷却剂管线中循环的同时，已经经过制冷机的冷却剂可以被供应到电池模块和自动驾驶控制器；在空调装置中，在制冷剂连接管线通过第二膨胀阀打开的状态下，制冷剂可以沿制冷剂管线和制冷剂连接管线循环；并且第一膨胀阀和第二膨胀阀可以使制冷剂膨胀，使得膨胀的制冷剂分别被供应到蒸发器和制冷机。

当在车辆的加热模式下从外部热源、电气部件、电池模块和自动驾驶控制器回收废热时，在连接到电气部件的第一冷却剂管线通过第一阀打开并且连接到第一散热器的第一冷却剂管线通过第一阀关闭的状态下，第一分支管线可以打开；在第一冷却装置中，通过第一水泵的操作而经过电气部件的第一冷却剂可以通过打开的第一分支管线被供应到制冷机而不经过第一散热器；在第二分支管线通过第二阀打开的状态下，以第二分支管线为基准，连接到第二散热器的第二冷却剂管线可以关闭；在第二冷却装置中，通过第二水泵经过电池模块和自动驾驶控制器的第二冷却剂可以通过第二分支管线被供应到制冷机；在空调装置中，连接热交换器和蒸发器的制冷剂管线可以通过第一膨胀阀关闭；制冷剂连接管线可以通过第二膨胀阀打开；并且第二膨胀阀可以使供应到制冷剂连接管线的制冷剂膨胀并供应到制冷机。

热交换器可以是空冷式热交换器。

当冷却电气部件、电池模块和自动驾驶控制器时，第一分支管线可以通过第一阀关闭；第二分支管线可以通过第二阀关闭；通过第一散热器冷却的第一冷却剂可以通过第一水泵的操作而沿第一冷却剂管线被供应到电气部件；并且通过第二散热器冷却的第二冷却剂可以通过第二水泵的操作而沿第二冷却剂管线被供应到电池模块和自动驾驶控制器。

电气部件可以包括电力控制装置、逆变器、车载充电器(OBC)或者电力转换器。

如上所述，根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***，通过利用制冷剂和冷却剂进行热交换的一个制冷机来控制电池模块的温度和自动驾驶控制器的温度，可以实现***的简化。

另外，根据本公开的实施例，可以通过有效地控制电池模块的温度来使电池模块在最佳性能状态下工作，并且可以通过电池模块的有效管理来增加车辆的总里程。

另外，根据本公开的实施例，可以通过在车辆的加热模式下选择性地利用外部热源或者电气部件、电池模块或自动驾驶控制器的废热来提高加热效率。

另外，根据本公开的实施例，可以通过应用气体注入部通过在车辆的加热模式下选择性地增加制冷剂的流量来使加热性能最大化。

此外，根据本公开的实施例，可以通过简化整个***来降低制造成本和重量，并且可以提高空间利用率。

附图说明

图1示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***的框图。

图2示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中通过利用冷却剂来冷却电气部件、电池模块和自动驾驶控制器的操作状态图。

图3示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中在冷却模式下通过利用制冷剂来冷却电池模块和自动驾驶控制器的操作状态图。

图4示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中根据加热模式从外部热源、电气部件、电池模块和自动驾驶控制器回收废热的操作状态图。

图5示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中根据加热模式从外部热源、电气部件、电池模块和自动驾驶控制器回收废热以及气体注入部的操作的操作状态图。

图6示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中根据加热模式从电气部件回收废热以及气体注入部的操作的操作状态图。

图7示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中的除湿模式的操作状态图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本公开的实施例。

由于说明书中描述的实施例和附图中所示的配置仅是本公开的最优选的实施例和配置，因此它们并不代表本公开的所有技术思想，并且应当理解的是，当提交本申请时，可以替换实施例的各种等同形式和修改示例是可能的。

为了清楚地描述本公开，省略了与描述无关的部分，并且在整个说明书中相同或相似的组成元件由相同的附图标记表示。

由于为了便于描述而任意地示出了附图中示出的每个构造的尺寸和厚度，因此本公开不必限于附图中示出的构造，并且为了清楚地示出几个部分和区域，示出了增大的厚度。

此外，在整个说明书中，除非有相反的明确描述，否则词语“包括”和诸如“包含”或“包含有”的变体将被理解为暗示包括所述元件，但不排除任何其它元件。

此外，说明书中描述的诸如“……单元”、“……装置”、“……部”和“……构件”的术语是指具有至少一种功能或操作的综合配置的单元。

图1示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***的框图。

根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***可以通过利用制冷剂和冷却剂进行热交换的一个制冷机30来调节电池模块25的温度，并且可以利用外部热源或电气部件15、电池模块25或自动驾驶控制器26的废热以及气体注入部70提高加热性能和效率。

此处，在电动车辆的热泵***中，用于冷却电气部件15的第一冷却装置10，用于冷却电池模块25和自动驾驶控制器26的第二冷却装置20以及作为用于冷却和加热室内的空气调节装置的空调装置50可以彼此联动。

即，参照图1，热泵***可包括第一冷却装置10、第二冷却装置20、制冷机30和空调装置50。

首先，第一冷却装置10包括通过第一冷却剂管线11连接的第一散热器12、第一水泵14、第一阀Vl和第一储液罐17。

第一散热器12设置在车辆的前部，冷却风扇13设置在第一散热器12的后部，并且冷却剂通过冷却风扇13的操作与外部空气进行热交换而被冷却。

另外，电气部件15可以包括诸如电力控制单元(EPCU)、马达、逆变器或车载充电器(OBC)的电力转换装置。

在行驶期间，电力控制单元、逆变器或马达发热，并且当对电池模块25进行充电时，充电器可发热。

如上所述配置的电气部件15可以设置在第一冷却剂管线11中以通过水冷式来冷却。

即，当在车辆的加热模式下回收电气部件15的废热时，可以回收从诸如EPCU、马达、逆变器或OBC的电力转换装置产生的热量。

同时，第一储液罐17设置在第一散热器12与第一阀V1之间的第一冷却剂管线11中。由第一散热器12冷却的冷却剂可以储存在第一储液罐17中。

如上所述构造的第一冷却装置10可以使冷却剂在第一冷却剂管线11中循环，使得冷却剂被供应到设置在第一冷却剂管线11中的电气部件15。

即，第一冷却装置10通过第一水泵14的操作，使由第一散热器12冷却的冷却剂沿第一冷却剂管线11循环，从而冷却电气部件15以免过热。

在本实施例中，第二冷却装置20可以包括通过第二冷却剂管线21连接的第二散热器22、第二水泵24、电池模块25、自动驾驶控制器26和第二阀V2。

第二冷却装置20可以将由第二散热器22冷却的冷却剂选择性地供应到电池模块25和自动驾驶控制器26。

此处，第二散热器22与第一散热器12设置在同一条线上，并且冷却剂通过冷却风扇13的操作与外部空气进行热交换而被冷却。

同时，在本实施例中描述了第二散热器22与第一散热器12设置在同一条线上，但是本公开不限于此，第一散热器12和第二散热器22可以一体地构造。

另外，第二储液罐27设置在第二散热器22与第二水泵24之间的第二冷却剂管线21中。由第二散热器22冷却的冷却剂可以储存在第二储液罐27中。

如上所述构造的第二冷却装置20可以通过第二水泵24的操作选择性地使冷却剂循环到电池模块25和自动驾驶控制器26。

此处，电池模块25和自动驾驶控制器26向电气部件15供电，并且形成为利用沿第二冷却剂管线21流动的冷却剂进行冷却的水冷式。

此处，第一水泵14和第二水泵24可以是电动水泵。

在本实施例中，通过第一阀V1连接到第一冷却剂管线11的第一分支管线18和通过第二阀V2连接到第二冷却剂管线21的第二分支管线28分别经过制冷机30，并且冷却剂可以选择性地在第一分支管线和第二分支管线中循环。

制冷机30通过制冷剂连接管线61连接到空调装置50的制冷剂管线51。即，制冷机30可以是冷却剂流入其中的水冷式热交换器。

因此，制冷机30将通过第一分支管线18或第二分支管线28选择性地流入的冷却剂与从空调装置50选择性地供应的制冷剂进行热交换，以控制冷却剂的温度。

此处，第一分支管线18的一端通过第一阀Vl连接到第一冷却剂管线11。另外，第一分支管线18的另一端可以连接到与电气部件15或第一散热器12连接的第一冷却剂管线11。

当回收来自电气部件15的废热时，可以通过第一阀V1的操作选择性地打开第一分支管线18，使得经过电气部件15的冷却剂再次被供应到电气部件15而不经过第一散热器12。

另外，第二分支管线28的一端通过第二散热器22与第二水泵24之间的第二冷却剂管线21中设置的第二阀V2连接到第二冷却剂管线21。

第二分支管线28的另一端可以连接到自动驾驶控制器26与第二散热器22之间的第二冷却剂管线21。

当回收电池模块25和自动驾驶控制器26的废热时，或者当升高电池模块25和自动驾驶控制器26的温度时，第二分支管线28可以通过第二阀V2的操作选择性地打开和关闭，使得经过电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂再次被供应到电池模块25和自动驾驶控制器26而不经过第二散热器22。

此处，第一阀Vl和第二阀V2通过第一分支管线18和第二分支管线28的打开和关闭控制来控制第一冷却装置10和第二冷却装置20中的冷却剂的流动。

即，当通过利用由第一散热器12冷却的冷却剂来冷却电气部件15时，第一阀V1可以打开连接到第一散热器12的第一冷却剂管线11并关闭第一分支管线18。

然后，在由第一散热器12冷却的冷却剂沿通过第一阀Vl的操作连接的第一冷却剂管线11循环的同时，冷却剂可以冷却电气部件15。

相反，当从电气部件15回收废热时，第一阀V1可以关闭连接到第一散热器12的第一冷却剂管线11，并打开第一分支管线18。

然后，在第一冷却装置10中循环的冷却剂沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18经过电气部件15而不经过第一散热器12，因此冷却剂的温度可以升高。

另外，当通过利用由第二散热器22冷却的冷却剂来冷却电池模块25和自动驾驶控制器26时，第二阀V2可以关闭第二分支管线28。

然后，在由第二散热器22冷却的冷却剂沿通过第二阀V2的操作连接的第二冷却剂管线21流动的同时，冷却剂可以冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

同时，当通过利用在制冷机30中与制冷剂进行热交换的冷却剂来冷却电池模块25和自动驾驶控制器26时，以及当从电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热时，第二阀V2可以打开第二分支管线28并关闭连接到第二散热器22的第二冷却剂管线21。

因此，在制冷机30中与制冷剂完成热交换的低温冷却剂通过由第二阀V2打开的第二分支管线28流入电池模块25和自动驾驶控制器26，从而可以有效地冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

另一方面，当从电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热时，通过第二阀V2的操作防止沿第二冷却剂管线21循环的冷却剂流入第二散热器22中，从而可以从电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热。

在本实施例中，空调装置50包括通过制冷剂管线51连接的HVAC(供暖、通风和空调)模块52、热交换器53、第一膨胀阀55、蒸发器56、储液器57、压缩机59和第二膨胀阀63。

首先，HVAC模块52包括通过制冷剂管线51连接的蒸发器56以及用于根据车辆的冷却、加热和加热/除湿模式来控制经过蒸发器56的外部空气选择性地流入内部冷凝器52a的开闭门52b。

即，在车辆的加热模式下，开闭门52b打开，使得经过蒸发器56的外部空气流入内部冷凝器52a。相反，在车辆的冷却模式下，开闭门52b关闭内部冷凝器52a侧，使得在经过蒸发器56时被冷却的外部空气直接流入车辆内部。

在本实施例中，热交换器53连接到制冷剂管线51，使得制冷剂从中经过。热交换器53可以将通过制冷剂管线51供应的制冷剂与外部空气进行热交换。

即，热交换器53设置在第一散热器12和第二散热器22的前面，以将已经流入热交换器53中的制冷剂与外部空气进行热交换。热交换器53可以是通过利用外部空气来冷凝或蒸发制冷剂的空冷式热交换器。

第一膨胀阀55设置在热交换器53与蒸发器56之间的制冷剂管线51中。第一膨胀阀55接收经过热交换器53的制冷剂以使制冷剂膨胀。

储液器57设置在蒸发器56与压缩机59之间的制冷剂管线51中，并且连接到制冷剂连接管线61。

储液器57通过仅将气态制冷剂供应到压缩机59来提高压缩机59的效率和耐用性。

在本实施例中，制冷剂连接管线61的一端连接到热交换器53与第一膨胀阀55之间的制冷剂管线51。另外，制冷剂连接管线61的另一端可以连接到储液器57。

此处，储液器57可以将通过制冷剂连接管线61供应的制冷剂中的气态制冷剂供应到压缩机59。

同时，第二膨胀阀63可以设置在制冷剂连接管线61中。

当通过利用与制冷剂进行热交换的冷却剂来冷却电池模块25和自动驾驶控制器26时，第二膨胀阀63可以使通过制冷剂连接管线61流入的制冷剂膨胀并流入制冷机30中。

此处，即使当在车辆的加热模式中回收电气部件15的废热或电池模块25和自动驾驶控制器26的废热时，第二膨胀阀63仍可操作。

第二膨胀阀63可以选择性地使通过制冷剂连接管线61流入的制冷剂膨胀并流入制冷机30。

即，第二膨胀阀63使从热交换器53排出的制冷剂膨胀，使制冷剂在降低温度的状态下流入制冷机30，从而使经过制冷机30内部的冷却剂的温度进一步降低。

因此，在经过制冷机30时温度降低的冷却剂可以流入电池模块25和自动驾驶控制器36中以更有效地冷却。

压缩机59通过制冷剂管线51连接在蒸发器56和热交换器53之间。压缩机59可以压缩气态制冷剂，并且可以将压缩后的制冷剂供应到热交换器53。

同时，在本实施例中，热泵***可以进一步包括气体注入部70。

气体注入部70设置在空调装置50中。气体注入部70可以将经过内部冷凝器52a的制冷剂中的一部分制冷剂旁通到压缩机59，以增加在制冷剂管线51中循环的制冷剂的流量。

如上所述构造的气体注入部70可以在车辆的加热模式下选择性地操作。

相反，气体注入部70可以在车辆的冷却模式或除湿模式下停止操作。

此处，气体注入部70包括气液分离器71、旁通管线72、旁通阀73、第三膨胀阀74和第四膨胀阀75。

首先，气液分离器71设置在内部冷凝器52a与热交换器53之间的制冷剂管线51中。

气液分离器71可以将在经过内部冷凝器52a时完全热交换的制冷剂中的气态制冷剂和液态制冷剂分离并选择性地排出。

旁通管线72连接气液分离器71和压缩机59。旁通管线72可以将气态制冷剂从气液分离器71选择性地供应到压缩机59。

即，旁通管线72可以连接气液分离器71和压缩机59，使得经过气液分离器71的气态制冷剂可以选择性地流入压缩机59。

在本实施例中，在旁通管线72中设置有旁通阀73。旁通阀73可以根据车辆模式选择性地打开旁通管线72。

此处，气液分离器71可以通过通过旁通阀73的操作而打开的旁通管线72将气态制冷剂供应到压缩机59。另外，气液分离器71可以将液态制冷剂供应到热交换器53。

第三膨胀阀74设置在内部冷凝器52a与气液分离器71之间的制冷剂管线51中。

另外，第四膨胀阀75可以设置在气液分离器71与热交换器53之间的制冷剂管线51中。

即，当气体注入部70在车辆的加热模式下操作时，第三膨胀阀74可以使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀并供应到气液分离器71。

另外，第四膨胀阀75可以使从气液分离器71供应的制冷剂膨胀并通过制冷剂管线51流动。

相反，当气体注入部70在车辆的加热模式下不操作时，第三膨胀阀74可以使从内部冷凝器52a供应的制冷剂通过。

另外，第四膨胀阀75可以使经过气液分离器71的制冷剂膨胀并供应到热交换器53。

另外，在车辆的冷却模式或除湿模式下，第三膨胀阀74和第四膨胀阀75可以不使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀而使制冷剂通过制冷剂管线51流动。

此处，根据第四膨胀阀75的选择性操作，热交换器53可以通过与外部空气的热交换来附加地冷凝或蒸发从气液分离器71排出的制冷剂。

当热交换器53冷凝制冷剂时，热交换器53进一步冷凝在内部冷凝器52a中冷凝的制冷剂，从而可以增加制冷剂的过冷却(sub-cooling)，因而可以提高性能系数(Coefficient Of Performance,COP)，性能系数为冷却能力相对于压缩机的所需电力的系数。

同时，气体注入部70可以进一步包括单独的连接管线(未示出)，该单独的连接管线的一端连接到内部冷凝器52a与第三膨胀阀74之间的制冷剂管线51，另一端连接到与热交换器53连接的制冷剂管线51。

可以在单独的连接管线(未示出)中设置单独的开闭阀(未示出)。即，在车辆的冷却模式下，可以通过开闭阀的操作来打开连接管线(未示出)，并且在这种情况下，可以将经过内部冷凝器52a的制冷剂直接供应到热交换部53而不经过气体注入部70。

因此，在车辆的冷却模式下可以通过减小沿制冷剂管线51循环的制冷剂的压力来提高冷却性能。

如上所述构造的空调装置50可以进一步包括制冷剂分支管线65，该制冷剂分支管线65通过设置在热交换器53与气体注入部70之间的制冷剂管线51中的制冷剂阀64来连接热交换器53与第一膨胀阀55之间的制冷剂管线51。

制冷剂分支管线65的一端连接到制冷剂阀64。制冷剂分支管线65的另一端可以连接到热交换器53与第一膨胀阀55之间的制冷剂管线51。

此处，当在车辆的除湿模式或加热模式下不回收外部热量时，制冷剂阀64可以打开制冷剂分支管线65并且关闭制冷剂管线51的连接到热交换器53的部分。

在本实施例中，第一膨胀阀55、第二膨胀阀63、第三膨胀阀74和第四膨胀阀75可以是电子膨胀阀，其在控制经过制冷剂管线51或制冷剂连接管线61的制冷剂的流动的同时选择性地使制冷剂膨胀。

另外，第一阀Vl和第二阀V2以及制冷剂阀64可以是可分配流量的三通阀。

在下文中，将参照图2至图7详细描述如上所述配置的根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***的操作和作用。

首先，将参照图2描述根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中通过利用冷却剂来冷却电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26的操作。

图2示出根据本公开的实施例的车辆的热泵***中通过利用冷却剂来冷却电气部件、电池模块和自动驾驶控制器的操作状态图。

参照图2，第一分支管线18通过第一阀V1的操作而关闭。第二分支管线28通过第二阀V2的操作而关闭。

在这种状态下，在第一冷却装置10中，第一水泵14操作以冷却电气部件15。因此，将由第一散热器12冷却并储存在第一储液罐17中的冷却剂供应给电气部件15。

因此，可以有效地冷却电气部件15。

在第二冷却装置20中，第二水泵24操作以冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

然后，在由第二散热器22冷却并储存在第二储液罐27中的冷却剂通过第二水泵24的操作而沿第二冷却剂管线21循环的同时被供应到电池模块25和自动驾驶控制器26。

已经冷却了电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂沿第二冷却剂管线21流入第二散热器22。

即，由于由第二散热器22冷却的低温冷却剂仅冷却电池模块25和自动驾驶控制器26，因此可以有效地冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

如上所述，在由第一散热器12和第二散热器22冷却并储存在第一储液罐17和第二储液罐27中的冷却剂分别通过第一水泵14和第二水泵24的操作而在第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21中循环的同时分别冷却电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26，因此可以有效地冷却电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26。

空调装置50和气体注入部70不操作。

同时，在本实施例中，电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26都利用分别由第一散热器12和第二散热器22冷却的冷却剂来冷却，但是本公开不限于此，当电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26中的一个被单独地冷却时，第一水泵14和第二水泵24可以选择性地操作。

将参照图3描述在车辆的冷却模式下冷却电池模块25和自动驾驶控制器26的操作。

图3示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中在冷却模式下通过利用制冷剂来冷却电池模块和自动驾驶控制器的操作状态图。

参照图3，第一冷却装置10停止操作。

第二分支管线28通过第二阀V2的操作而打开。因此，以第二分支管线28为基准，连接到第二散热器22的第二冷却剂管线21关闭。

因此，在第二冷却装置20中，经过制冷机30的冷却剂通过第二水泵24的操作沿打开的第二分支管线28和打开的第二冷却剂管线21被供应到电池模块25和自动驾驶控制器25。

经过电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂流入制冷机30。经过制冷机30的冷却剂可以在沿打开的第二冷却剂管线21和第二分支管线28循环的同时被供应到电池模块25和自动驾驶控制器26而不经过散热器22。

在空调装置50中，每个组成元件操作以冷却车辆的室内。因此，制冷剂沿制冷剂管线51循环。

此处，连接热交换器53和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而打开。制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而打开。

然后，经过热交换器53的制冷剂可以沿制冷剂管线51和制冷剂连接管线61循环。

此处，第一膨胀阀55和第二膨胀阀63可以使制冷剂膨胀，使得膨胀的制冷剂分别可以被供应到蒸发器56和制冷机30。

同时，经过制冷机30的冷却剂通过第二水泵24的操作在第二冷却剂管线21和第二分支管线28中循环而不经过第二散热器22以冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

经过制冷机30的冷却剂通过与供应到制冷机30的膨胀的制冷剂进行热交换而被冷却。在制冷机30中冷却的冷却剂被供应到电池模块25和自动驾驶控制器26。因此，电池模块25和自动驾驶控制器26被冷却的冷却剂冷却。

即，第二膨胀阀63使经过热交换器53的制冷剂中的一部分制冷剂膨胀并将膨胀的制冷剂供应到制冷机30，并打开制冷剂连接管线61。

因此，从热交换器53排出的制冷剂中的一部分制冷剂通过第二膨胀阀63的操作而膨胀以进入低温低压状态，并流入连接到制冷剂连接管线61的制冷机30中。

然后，流入制冷机30中的制冷剂与冷却剂进行热交换，通过制冷剂连接管线61经过储液器57后流入压缩机59。

在冷却电池模块25和自动驾驶控制器26时温度升高的冷却剂通过在制冷机30中与低温低压制冷剂进行热交换而被冷却。冷却的冷却剂通过第二冷却剂管线21和第二分支管线28再次被供应到电池模块25和自动驾驶控制器26。

即，在重复执行上述操作时冷却剂可以有效地冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

同时，从热交换器53排出的剩余制冷剂通过制冷剂管线51流动以冷却车辆室内，并顺序地经过第一膨胀阀55、蒸发器56和压缩机59。

此处，流入HVAC模块52的外部空气在经过蒸发器56的同时被流入蒸发器56的低温制冷剂冷却。

在这种情况下，开闭门52b关闭经过内部冷凝器52a的部分，以使冷却的外部空气不经过内部冷凝器52a。因此，冷却的外部空气直接流入车辆室内，从而冷却车辆室内。

同时，在顺序地经过内部冷凝器52a和热交换器53的同时冷凝量增加的制冷剂被膨胀并被供应到蒸发器56，从而制冷剂可以在较低的温度下蒸发。

即，在本实施例中，内部冷凝器52a冷凝制冷剂，并且热交换器53附加地冷凝制冷剂，从而有利地使制冷剂过冷。

另外，由于在蒸发器56中以较低温度蒸发被过冷的制冷剂，因此可以进一步降低经过蒸发器56的外部空气的温度，从而提高冷却性能和效率。

同时，气体注入部70的操作停止。此处，从内部冷凝器52a排出的制冷剂可以不在第三膨胀阀74和第四膨胀阀75中进行膨胀的情况下被供应到热交换器53。

在重复上述过程时，制冷剂可以在车辆的冷却模式下冷却室内，并且同时制冷剂可以在经过制冷机30的同时通过热交换冷却冷却剂。

在制冷机30中冷却的低温冷却剂流入电池模块25和自动驾驶控制器26。因此，可以通过供应的低温冷却剂有效地冷却电池模块25和自动驾驶控制器26。

在本实施例中，将参照图4描述在车辆的加热模式下从外部热源、电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热的操作。

图4示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中根据加热模式从外部热源、电气部件、电池模块和自动驾驶控制器回收废热的操作状态图。

参照图4，在来自电气部件15的废热不足的车辆的初始启动怠速(IDLE)状态或初始驾驶期间，热泵***可以吸收来自外部空气的外部热量以及来自电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26的废热。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14***作以使冷却剂循环。

此处，连接到电气部件15的第一冷却剂管线11通过第一阀V1的操作而打开。同时，在连接到第一散热器12的第一冷却剂管线11通过第一阀V1的操作而关闭的状态下，第一分支管线18打开。

在这种状态下，通过第一水泵14的操作，经过电气部件15的冷却剂可以沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18被供应到制冷机30，而不经过第一散热器12。

同时，在第二冷却装置20中，第二分支管线28通过第二阀V2的操作而打开。在这种状态下，以第二分支管线28为基准，连接到第二散热器22的第二冷却剂管线21通过第二阀V2的操作而关闭。

因此，在第二冷却装置20中，通过第二水泵24的操作而经过电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂可以通过第二分支管线28被供应到制冷机30。

即，在第一冷却装置10中，打开的第一分支管线18和连接到电气部件15的一部分第一冷却剂管线11连接。

另外，在第二冷却装置20中，以第二分支管线28为基准，连接到电池模块25和自动驾驶控制器26的一部分第二冷却剂管线21分别连接到第二分支管线28。

然后，经过电气部件15的冷却剂沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18继续循环而不经过第一散热器12，并从电气部件15吸收废热，从而冷却剂的温度升高。

另外，在经过电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂沿打开的第二冷却剂管线21和第二分支管线28继续循环而不经过第二散热器22时，冷却剂从电池模块25和自动驾驶控制器26吸收废热，从而冷却剂的温度升高。

温度升高的冷却剂可以被供应到与第一分支管线18和第二分支管线28分别连接的制冷机30。即，从电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26产生的废热分别使在第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21中循环的冷却剂的温度升高。

在空调装置50中，每个组成元件操作以加热车辆室内。因此，制冷剂沿制冷剂管线51循环。

此处，连接热交换器53和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而关闭。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而打开。

第二膨胀阀63可以使从热交换器53供应到制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀并供应到制冷机30。

此处，气体注入部70的第四膨胀阀75可以使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀并供应到热交换器53。

因此，热交换器53通过膨胀的制冷剂与外部空气之间的热交换在蒸发膨胀的制冷剂的同时回收外部热量。

另外，在通过从电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26吸收废热而温度升高的冷却剂通过第一水泵14和第二水泵24的操作经过制冷机30时，冷却剂在升高供应到制冷机30的制冷剂的温度的同时被回收。

即，制冷机30通过制冷剂连接管线61接收从热交换器53供应并通过第二膨胀阀63的操作而膨胀的制冷剂，并且通过与在分别经过电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26时温度升高的冷却剂进行热交换而蒸发所供应的制冷剂，从而从电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热。

然后，经过制冷机30的制冷剂沿制冷剂连接管线61被供应到储液器57。

被供应到储液器57的制冷剂被分离成气体和液体。被分离成气体和液体的制冷剂中的气态制冷剂被供应到压缩机59。

在压缩机59中被压缩成高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器52a。

此处，被供应到内部冷凝器52a的制冷剂可以升高流入HVAC模块52的外部空气的温度。

打开开闭门52b，使得流入HVAC模块52然后经过蒸发器56的外部空气经过内部冷凝器52a。

因此，从外部流入的外部空气在经过没有供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的室温状态流入。流入的外部空气在经过内部冷凝器52a的同时转换为高温状态并流入车辆室内，从而可以加热车辆室内。

在本实施例中，将参照图5描述在车辆的加热模式下从外部热源、电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热时的气体注入部70的操作。

图5示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中根据加热模式从外部热源、电气部件、电池模块和自动驾驶控制器回收废热以及气体注入部的操作的操作状态图。

参照图5，在来自电气部件15的废热不足的车辆的初始启动怠速(IDLE)状态或初始驾驶期间，热泵***可以吸收来自外部空气的外部热量以及来自电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26的废热。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14***作以使冷却剂循环。

此处，连接到电气部件15的第一冷却剂管线11通过第一阀V1的操作而打开。同时，在连接到第一散热器12的第一冷却剂管线11通过第一阀V1的操作而关闭的状态下，第一分支管线18打开。

在这种状态下，通过第一水泵14的操作，经过电气部件15的冷却剂可以沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18被供应到制冷机30，而不经过第一散热器12。

同时，在第二冷却装置20中，第二分支管线28通过第二阀V2的操作而打开。在这种状态下，以第二分支管线28为基准，连接到第二散热器22的第二冷却剂管线21通过第二阀V2的操作而关闭。

因此，在第二冷却装置装置20中，通过第二水泵24的操作而经过电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂可以通过第二分支管线28被供应到制冷机30。

即，在第一冷却装置10中，打开的第一分支管线18和连接到电气部件15的一部分第一冷却剂管线11连接。

另外，在第二冷却装置20中，以第二分支管线28为基准，连接到电池模块25和自动驾驶控制器26的一部分第二冷却剂管线21分别连接到第二分支管线28。

然后，经过电气部件15的冷却剂沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18继续循环而不经过第一散热器12，并从电气部件15吸收废热，从而冷却剂的温度升高。

另外，在经过电池模块25和自动驾驶控制器26的冷却剂沿打开的第二冷却剂管线21和第二分支管线28继续循环而不经过第二散热器22时，冷却剂从电池模块25和自动驾驶控制器26吸收废热，从而冷却剂的温度升高。

温度升高的冷却剂可以被供应到与第一分支管线18和第二分支管线28分别连接的制冷机30。即，从电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26产生的废热分别使在第一冷却剂管线11和第二冷却剂管线21中循环的冷却剂的温度升高。

在空调装置50中，每个组成元件操作以加热车辆室内。因此，制冷剂沿制冷剂管线51循环。

此处，连接热交换器53和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而关闭。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而打开。

第二膨胀阀63可以使从热交换器53供应到制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀并供应到制冷机30。

此处，气体注入部70的第四膨胀阀75可以使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀并供应到热交换器53。

因此，热交换器53通过膨胀的制冷剂与外部空气之间的热交换在蒸发膨胀的制冷剂的同时回收外部热量。

另外，在通过从电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26吸收废热而温度升高的冷却剂通过第一水泵14和第二水泵24的操作经过制冷机30时，冷却剂在升高供应到制冷机30的制冷剂的温度的同时被回收。

即，制冷机30通过制冷剂连接管线61接收从热交换器53供应并通过第二膨胀阀63的操作而膨胀的制冷剂，并且通过与在分别经过电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26时温度升高的冷却剂进行热交换而蒸发所供应的制冷剂，从而从电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26回收废热。

然后，经过制冷机30的制冷剂沿制冷剂连接管线61被供应到储液器57。

被供应到储液器57的制冷剂被分离成气体和液体。被分离成气体和液体的制冷剂中的气态制冷剂被供应到压缩机59。

在压缩机59中被压缩成高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器52a。

此处，被供应到内部冷凝器52a的制冷剂可以升高流入HVAC模块52的外部空气的温度。

打开开闭门52b，使得流入HVAC模块52然后经过蒸发器56的外部空气经过内部冷凝器52a。

因此，从外部流入的外部空气在经过没有供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的室温状态流入。流入的外部空气在经过内部冷凝器52a的同时转换为高温状态并流入车辆室内，从而可以加热车辆室内。

此处，当气体注入部70操作时，旁通管线72通过旁通阀73的操作而打开。

在这种状态下，第三膨胀阀74使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀并供应到气液分离器71。

在供应到气液分离器71的制冷剂中，气态制冷剂通过打开的旁通管线72被供应到压缩机59。

即，气体注入部70通过旁通管线72使在经过气液分离器71的同时进行热交换的气态制冷剂再次流入压缩机59，从而使在制冷剂管线51中循环的制冷剂的流量增加。

另外，通过制冷剂管线51从气液分离器71排出的液态制冷剂沿通过第四膨胀阀75的操作而打开的制冷剂管线51流入热交换器53。

在这种情况下，第四膨胀阀75可以使从气液分离器71供应的制冷剂膨胀。

即，气体注入部70的气液分离器71可以通过旁通管线72将气态制冷剂旁通到压缩机59，并且可以将液态制冷剂供应到第四膨胀阀75。

然后，制冷剂可以在经过第四膨胀阀75的同时膨胀，并且可以通过在热交换器53中与外部空气进行热交换而蒸发。

另外，制冷剂可以在制冷机30中从经过电气部件15和电池模块25的同时温度升高的冷却剂顺畅地回收废热，从而提高加热性能和效率。

即，根据本实施例的热泵***在车辆的初始启动怠速状态(IDLE)或初始行驶状态下需要加热时，在热交换器53中吸收外部热量，并且通过利用电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26的废热来升高制冷剂的温度，从而可以减少压缩机59的功耗，并且可以提高加热效率。

另外，本公开可以在使单独的电加热器的使用量最小化的同时提高加热效率和性能。

此外，气体注入部70可以通过增加在制冷剂管线51中循环的制冷剂的流量来使加热性能最大化。

同时，在本实施例中，已经描述了将来自电气部件15、电池模块25和自动驾驶控制器26的废热一起回收的情况作为示例，但是本公开不限于此，并且可以选择性地回收来自电气部件15的废热或者来自电池模块25和自动驾驶控制器26的废热。

即，当不回收来自电气部件15的废热时，第一冷却装置10的操作可以停止，并且当不回收来自电池模块25和自动驾驶控制器26的废热时，第二冷却装置20的操作可以停止。

在本实施例中，将参照图6描述在车辆的加热模式下在从电气部件15回收废热的同时操作气体注入部70的情况。

图6示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中根据加热模式从电气部件回收废热以及气体注入部的操作的操作状态图。

参照图6，热泵***可以从电气部件15回收废热以将废热用于室内加热。

首先，在冷却装置10中，第一水泵14***作以使冷却剂循环。

此处，连接到电气部件15的第一冷却剂管线11通过第一阀V1的操作而打开。同时，在连接到第一散热器12的第一冷却剂管线11通过第一阀V1的操作而关闭的状态下，第一分支管线18打开。

在这种状态下，通过第一水泵14的操作，经过电气部件15的冷却剂可以沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18被供应到制冷机30，而不经过第一散热器12。

同时，第二冷却装置20的操作停止。

即，在第一冷却装置10中，打开的第一分支管线18和连接到电气部件15的一部分第一冷却剂管线11连接。

然后，经过电气部件15的冷却剂沿打开的第一冷却剂管线11和第一分支管线18继续循环而不经过第一散热器12，并从电气部件15吸收废热，因此冷却剂的温度升高。

温度升高的冷却剂可以被供应到与第一分支管线18连接的制冷机30。即，从电气部件15产生的废热使在第一冷却剂管线11中循环的冷却剂的温度升高。

在空调装置50中，每个组成元件操作以加热车辆室内。因此，制冷剂沿制冷剂管线51循环。

此处，连接热交换器53和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而关闭。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而打开。

第二膨胀阀63可以使从热交换器53供应到制冷剂连接管线61的制冷剂膨胀并供应到制冷机30。

此处，气体注入部70的第四膨胀阀75可以使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀。

同时，在通过吸收电气部件15的废热而温度升高的冷却剂通过第一水泵14的操作经过制冷机30时，冷却剂在升高供应到制冷机30的制冷剂的温度的同时被回收。

即，制冷机30通过制冷剂连接管线61接收从热交换器53供应并通过第二膨胀阀63的操作而膨胀的制冷剂，并且通过与在经过电气部件15时温度升高的冷却剂进行热交换而蒸发所供应的制冷剂，从而从电气部件15回收废热。

然后，经过制冷机30的制冷剂沿制冷剂连接管线61被供应到储液器57。

被供应到储液器57的制冷剂被分离成气体和液体。被分离成气体和液体的制冷剂中的气态制冷剂被供应到压缩机59。

在压缩机59中被压缩成高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器52a。

此处，被供应到内部冷凝器52a的制冷剂可以升高流入HVAC模块52的外部空气的温度。

打开开闭门52b，使得流入HVAC模块52然后经过蒸发器56的外部空气经过内部冷凝器52a。

因此，从外部流入的外部空气在经过没有供应制冷剂的蒸发器56时以未冷却的室温状态流入。流入的外部空气在经过内部冷凝器52a的同时转换为高温状态并流入车辆室内，从而可以加热车辆室内。

此处，在气体注入部70中，旁通管线72通过旁通阀73的操作而打开。

在这种状态下，第三膨胀阀74使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀并供应到气液分离器71。

在供应到气液分离器71的制冷剂中，气态制冷剂通过打开的旁通管线72被供应到压缩机59。

即，气体注入部70通过旁通管线72使在经过气液分离器71的同时进行热交换的气态制冷剂再次流入压缩机59，从而使在制冷剂管线51中循环的制冷剂的流量增加。

另外，通过制冷剂管线51从气液分离器71排出的液态制冷剂通过第四膨胀阀75的操作以膨胀的状态流入制冷剂管线51。

此处，制冷剂阀64可以打开制冷剂分支管线65，使得在经过第四膨胀阀75的同时膨胀的制冷剂可以不被供应到热交换器53。

因此，通过制冷剂阀64流入制冷剂分支管线65的制冷剂可以流入通过第二膨胀阀63的操作而打开的制冷剂连接管线61。

即，气体注入部70的气液分离器71可以通过旁通管线72将气态制冷剂旁通到压缩机59，并且可以将液态制冷剂供应到第四膨胀阀75。

然后，制冷剂在经过第四膨胀阀75的同时膨胀，并沿制冷剂分支管线65和制冷剂连接管线61被供应到制冷机30。被供应到制冷机30的制冷剂可以通过与通过第一分支管线18供应的冷却剂进行热交换而被蒸发。

另外，制冷剂可以在制冷机30中从经过电气部件15时温度升高的冷却剂顺畅地回收废热，从而提高加热性能和效率。

即，根据本实施例的热泵***在车辆的加热模式下利用电气部件15的废热来升高制冷剂的温度，从而可以减少压缩机59的功耗，并且可以提高加热效率。

另外，本公开可以在使单独的电加热器的使用量最小化的同时提高加热效率和性能。

此外，气体注入部70可以通过增加在制冷剂管线51中循环的制冷剂的流量来使加热性能最大化。

在本实施例中，将参照图7描述车辆的除湿模式的操作。

图7示出根据本公开的实施例的用于车辆的热泵***中的除湿模式的操作状态图。

参照图7，热泵***可以在加热车辆室内的同时执行除湿模式。

首先，第一冷却装置10和第二冷却装置20停止操作。

在空调装置50中，每个组成元件操作以对车辆的室内进行加热和除湿。因此，制冷剂沿制冷剂管线51循环。

在这种情况下，气体注入部70的操作可以停止。

连接热交换器53和蒸发器56的制冷剂管线51通过第一膨胀阀55的操作而打开。

制冷剂连接管线61通过第二膨胀阀63的操作而关闭。

此处，第一膨胀阀55可以使供应到制冷剂管线51的制冷剂膨胀，使得膨胀的制冷剂可以被供应到蒸发器56。

另外，第三膨胀阀74和第四膨胀阀75可以不使从内部冷凝器52a供应的制冷剂膨胀而使制冷剂通过制冷剂管线51流动。

在本实施例中，制冷剂阀64可以打开制冷剂分支管线65，使得从内部冷凝器52a供应的制冷剂可以不被供应到热交换器53。

因此，通过制冷剂阀64流入制冷剂分支管线65的制冷剂可以沿通过第一膨胀阀55的操作而打开的制冷剂管线51流入蒸发器56。

通过第一膨胀阀55的操作供应到蒸发器56的膨胀的制冷剂与经过蒸发器56的外部空气进行热交换，然后沿制冷剂管线51通过储液器57被供应到压缩机59。

另外，在压缩机59中被压缩成高温高压状态的制冷剂流入内部冷凝器52a。

此处，打开开闭门52b，使得流入HVAC模块52然后经过蒸发器56的外部空气经过内部冷凝器52a。

即，流入HVAC模块52的外部空气在经过蒸发器56的同时被流入蒸发器56的低温制冷剂除湿。然后，在经过内部冷凝器52a的同时，外部空气被转换为高温状态并流入车辆室内，从而对车辆室内进行加热和除湿。

因此，如上所述，根据基于本公开的实施例的用于车辆的热泵***，通过利用冷却剂和制冷剂进行热交换的一个制冷机30根据车辆的模式控制电池模块25和自动驾驶控制器26的温度，可以简化整个***。

另外，本公开可以通过有效地控制电池模块25的温度来使电池模块25在最佳性能状态下工作，并且可以通过对电池模块25的有效管理来增加车辆的总里程。

另外，本公开可以通过在车辆的加热模式下选择性地利用外部热源或电气部件15、电池模块25或自动驾驶控制器26的废热来提高加热效率。

另外，本公开可以通过应用气体注入部70通过在加热模式下选择性地增加制冷剂的流量来使加热性能最大化。

此外，本公开可以通过简化整个***来降低制造成本和重量，并且可以提高空间利用率。

尽管已经结合当前被认为是实用实施例的内容描述了本公开，但是将理解的是，本公开不限于所公开的实施例，而是相反，旨在涵盖所附权利要求书的思想和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种用于车辆的热泵***，包括：

第一冷却装置，包括通过第一冷却剂管线连接的第一散热器、第一水泵和第一阀，其中所述第一冷却装置被构造成使第一冷却剂在所述第一冷却剂管线中循环以冷却设置在所述第一冷却剂管线中的至少一个电气部件；

第二冷却装置，包括通过第二冷却剂管线连接的第二散热器、第二水泵、电池模块、自动驾驶控制器和第二阀，其中所述第二冷却装置被构造成使第二冷却剂循环到所述电池模块和所述自动驾驶控制器；

制冷机，通过所述第一阀连接到所述第一冷却剂管线的第一分支管线和通过所述第二阀连接到所述第二冷却剂管线的第二分支管线分别经过所述制冷机，所述制冷机通过制冷剂连接管线连接到空调装置的制冷剂管线，其中所述制冷机被构造成通过使通过所述第一分支管线或所述第二分支管线选择性地流入的冷却剂与从所述空调装置供应的制冷剂进行热交换来控制所述第二冷却剂的温度；以及

气体注入部，设置在所述空调装置中，并且通过将经过内部冷凝器的制冷剂中的一部分制冷剂旁通到压缩机来增加在所述制冷剂管线中循环的制冷剂的流量。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述第一分支管线的一端通过所述第一阀连接到所述第一冷却剂管线，所述第一分支管线的另一端连接到与所述电气部件连接的所述第一冷却剂管线；并且

所述第二分支管线的一端通过所述第二阀连接到所述第二冷却剂管线，所述第二阀设置在所述第二散热器与所述第二水泵之间的所述第二冷却剂管线中，所述第二分支管线的另一端连接到所述自动驾驶控制器与所述第二散热器之间的所述第二冷却剂管线。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述空调装置包括：

HVAC模块，包括：通过所述制冷剂管线连接的蒸发器；以及门，根据车辆的冷却、加热和除湿模式来控制经过所述蒸发器的外部空气流入所述内部冷凝器；

热交换器，将通过所述制冷剂管线供应的所述制冷剂与外部空气进行热交换；

压缩机，通过所述制冷剂管线连接在所述蒸发器和所述内部冷凝器之间；

第一膨胀阀，设置在所述热交换器与所述蒸发器之间的所述制冷剂管线中；

第二膨胀阀，设置在所述制冷剂连接管线中；以及

储液器，设置在所述蒸发器与所述压缩机之间的所述制冷剂管线中，并且连接到所述制冷剂连接管线。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵***，其中，

当通过利用与所述制冷剂进行热交换的冷却剂来冷却所述电池模块时，所述第二膨胀阀使通过所述制冷剂连接管线流入的所述制冷剂膨胀并流入所述制冷机。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述气体注入部包括：

气液分离器，设置在所述内部冷凝器与所述热交换器之间的所述制冷剂管线中，其中所述气液分离器被构造成排出经过所述内部冷凝器的制冷剂中的气态制冷剂和液态制冷剂；

旁通管线，连接所述气液分离器和所述压缩机，所述旁通管线被构造成将来自所述气液分离器的所述气态制冷剂供应到所述压缩机；

旁通阀，设置在所述旁通管线中；

第三膨胀阀，设置在所述内部冷凝器与所述气液分离器之间的所述制冷剂管线中；以及

第四膨胀阀，设置在所述气液分离器与所述热交换器之间的所述制冷剂管线中。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

当所述气体注入部在车辆的加热模式下操作时，

所述第三膨胀阀使从所述内部冷凝器供应的制冷剂膨胀并供应到所述气液分离器；并且

所述第四膨胀阀使从所述气液分离器供应的制冷剂膨胀并通过所述制冷剂管线流动。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

当所述气体注入部在所述车辆的加热模式下不操作时，

所述第三膨胀阀使从所述内部冷凝器供应的制冷剂通过；并且

所述第四膨胀阀使经过所述气液分离器的制冷剂膨胀并供应到所述热交换器。

8.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

在所述车辆的冷却模式或除湿模式下，所述第三膨胀阀和所述第四膨胀阀不使从所述内部冷凝器供应的制冷剂膨胀而使所述制冷剂通过所述制冷剂管线流动。

9.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

在所述气体注入部操作时，所述旁通阀操作以使得所述旁通管线打开。

10.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀、所述第三膨胀阀和所述第四膨胀阀是在控制所述制冷剂的流动的同时使所述制冷剂膨胀的电子膨胀阀。

11.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

根据所述第四膨胀阀的选择性操作，所述热交换器通过与外部空气的热交换而使在所述内部冷凝器中冷凝的制冷剂冷凝或蒸发。

12.根据权利要求5所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述空调装置进一步包括制冷剂分支管线，所述制冷剂分支管线通过制冷剂阀连接所述热交换器与所述第一膨胀阀之间的所述制冷剂管线，所述制冷剂阀设置在所述热交换器与所述气体注入部之间的所述制冷剂管线中。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的热泵***，其中，

当在所述车辆的除湿模式或加热模式下不回收外部热量时，所述制冷剂阀打开所述制冷剂分支管线，并且关闭所述制冷剂管线的连接到所述热交换器的部分。

14.根据权利要求12所述的用于车辆的热泵***，其中，

当在所述车辆的加热模式下从所述电气部件回收废热的同时所述气体注入部操作时，

在连接到所述电气部件的所述第一冷却剂管线通过所述第一阀打开并且连接到所述第一散热器的所述第一冷却剂管线通过所述第一阀关闭的状态下，所述第一分支管线打开；

在所述第一冷却装置中，通过所述第一水泵经过所述电气部件的所述第一冷却剂通过打开的所述第一分支管线被供应到所述制冷机，而不经过所述第一散热器；

所述第二冷却装置停止操作；

在所述空调装置中，连接到所述蒸发器的所述制冷剂管线通过所述第一膨胀阀关闭；

所述制冷剂连接管线通过所述第二膨胀阀打开；

所述第二膨胀阀使供应到所述制冷剂连接管线的制冷剂膨胀并供应到所述制冷机；

在所述气体注入部中，所述旁通管线通过所述旁通阀打开，所述第三膨胀阀使制冷剂膨胀并供应到所述气液分离器，并且所述第四膨胀阀使经过所述气液分离器的制冷剂膨胀；并且

所述制冷剂阀打开所述制冷剂分支管线，使得在经过所述第四膨胀阀的同时膨胀的所述制冷剂不被供应到所述热交换器。

15.根据权利要求12所述的用于车辆的热泵***，其中，

在所述车辆的除湿模式下，所述第一冷却装置和所述第二冷却装置停止操作；

在所述空调装置中，连接到所述蒸发器的所述制冷剂管线通过所述第一膨胀阀打开；

所述制冷剂连接管线通过所述第二膨胀阀关闭；并且

所述制冷剂阀打开所述制冷剂分支管线，使得从所述内部冷凝器供应的所述制冷剂不被供应到所述热交换器。

16.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵***，其中，

当在所述车辆的冷却模式下冷却所述电池模块和所述自动驾驶控制器时，

所述第二分支管线通过所述第二阀打开，以所述第二分支管线为基准，连接到所述第二散热器的所述第二冷却剂管线关闭；

在所述第二冷却装置中，所述第二冷却剂通过所述第二水泵在打开的所述第二分支管线和打开的所述第二冷却剂管线中循环的同时，已经经过所述制冷机的所述第二冷却剂被供应到所述电池模块和所述自动驾驶控制器；

在所述空调装置中，在所述制冷剂连接管线通过所述第二膨胀阀打开的状态下，所述制冷剂沿所述制冷剂管线和所述制冷剂连接管线循环；并且

所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀使制冷剂膨胀，使得膨胀的制冷剂分别被供应到所述蒸发器和所述制冷机。

17.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵***，其中，

当在所述车辆的加热模式下从外部热源、所述电气部件、所述电池模块和所述自动驾驶控制器回收废热时，

在连接到所述电气部件的所述第一冷却剂管线通过所述第一阀打开并且连接到所述第一散热器的所述第一冷却剂管线通过所述第一阀关闭的状态下，所述第一分支管线打开；

在所述第一冷却装置中，通过所述第一水泵经过所述电气部件的所述第一冷却剂通过打开的所述第一分支管线被供应到所述制冷机而不经过所述第一散热器；

在所述第二分支管线通过所述第二阀打开的状态下，以所述第二分支管线为基准，连接到所述第二散热器的所述第二冷却剂管线关闭；

在所述第二冷却装置中，通过所述第二水泵经过所述电池模块和所述自动驾驶控制器的所述第二冷却剂通过所述第二分支管线被供应到所述制冷机；

在所述空调装置中，连接所述热交换器和所述蒸发器的制冷剂管线通过所述第一膨胀阀关闭；

所述制冷剂连接管线通过所述第二膨胀阀打开；并且

所述第二膨胀阀使供应到所述制冷剂连接管线的制冷剂膨胀并供应到所述制冷机。

18.根据权利要求3所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述热交换器是空冷式热交换器。

19.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵***，其中，

当冷却所述电气部件、所述电池模块和所述自动驾驶控制器时，

所述第一分支管线通过所述第一阀关闭；

所述第二分支管线通过所述第二阀关闭；

通过所述第一散热器冷却的所述第一冷却剂通过所述第一水泵沿所述第一冷却剂管线被供应到所述电气部件；并且

通过所述第二散热器冷却的所述第二冷却剂通过所述第二水泵沿所述第二冷却剂管线被供应到所述电池模块和所述自动驾驶控制器。

20.根据权利要求1所述的用于车辆的热泵***，其中，

所述电气部件包括电力控制装置、逆变器、车载充电器即OBC或者电力转换器。

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