CN214324840U - 一种新能源汽车低温热泵空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车空调技术领域，公开了一种新能源汽车低温热泵空调装置，板式换热器右端依次连接有电子水泵和三通电磁阀，三通电磁阀另外两端分别与电机散热器和电池包连接，电机散热器和电池包另一端分别与板式换热器的左端连接；板式换热器的左端使用电子膨胀阀，补气增焓压缩机分别通过电磁阀，室外换热器，连接管路与HAVC总成的室内冷凝器和室内蒸发器连接，补气增焓压缩机与室内蒸发器之间设置有气液分离器。本实用新型通过采用板式换热器代替经济器，既能满足汽车空调的正常功能，也能通过板式换热器实现对电机与电池包进行冷却，同时能够根据电池包表面温度变化，确定是否需要通过电机散热器与电子水泵组成的水回路给电池包进行辅助加热。

Description

一种新能源汽车低温热泵空调装置

技术领域

本实用新型属于汽车空调技术领域，尤其涉及一种新能源汽车低温热泵空调装置。

背景技术

目前：随着汽车工业的飞速发展和人们生活条件的不断改善，汽车已经成为人们出行不可或缺的交通工具之一。新能源汽车的制暖一般采用PTC(Positive TemperatureCoefficient，简称PTC，指正温度系数热敏电阻)电加热器，但PTC制暖效率低，增加动力电池的耗电量，电池在低温条件下放电容量下降，这些因素严重降低冬季续航里程。而采用热泵空调可以提高制暖能效，是目前普通采用的技术方案，但现有的新能源汽车的热泵空调***，在外界温度较低时，需要间歇性对蒸发器进行除霜，不能持续供暖，影响乘员舱舒适性，且不能同时满足乘员舱供暖和电池冷却。

现有的新能源汽车的热泵空调***主要由补气增焓压缩机、HAVC总成、室外换热器、电磁阀、P-T传感器、闪蒸器(经济器)、电子水泵、电子膨胀阀、单向阀、电磁电子膨胀阀、气液分离器组成，通过控制多个电磁阀的开与关，实现控制制冷剂在***中的流向，以及使用经济器对压缩机的补气和对制冷剂的气液分离，实现***在不同模式下成为功能不同的换热器，保证***在低温环境下满足汽车空调的使用。但是这种空调***使用经济器只能满足对压缩机的补气和对制冷剂的气液分离；采用经济器不能给电池包和电机进行冷却；当电池包温度过低时，不能通过水泵与电机散热器对其进行辅助加热。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的新能源汽车的热泵空调***，在外界温度较低时，需要间歇性对蒸发器进行除霜，不能持续供暖，影响乘员舱舒适性，且不能同时满足乘员舱供暖和电池冷却。

(2)现有的新能源汽车的热泵空调***使用经济器只能满足对压缩机的补气和对制冷剂的气液分离；采用经济器不能给电池包和电机进行冷却；当电池包温度过低时，不能通过水泵与电机散热器对其进行辅助加热。

解决以上问题及缺陷的难度为：经济器相当于一个小型换热器，它通过制冷剂自身节流蒸发吸收热量从而使另一部分制冷剂得到过冷的原理。板式换热器由两个冷却液进出管，两个制冷剂进出管，一个换热器主体和一个外部蒸发器组成，通过制冷剂与冷却液以对流的形式在换热器主体中进行交换，实现换热功能。经济器的结构与功能的局限性，使得它只具备板式换热器的部分功能，不能与板式换热器等同替代。

解决以上问题及缺陷的意义为：汽车在不使用空调***时，只作为电池热管理***，通过制冷剂与冷却液以对流的形式在换热器主体中进行热量间相变，实现对电池包与电机进行冷却。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新能源汽车低温热泵空调装置。

本实用新型是这样实现的，一种新能源汽车低温热泵空调装置设置有：

板式换热器；

所述板式换热器右端依次连接有电子水泵和三通电磁阀，所述三通电磁阀另外两端分别与电机散热器和电池包连接，所述电机散热器和电池包另一端分别与板式换热器的左端连接；

所述板式换热器的左端通过连接管路与补气增焓压缩机连接，所述补气增焓压缩机分别通过连接管路与HAVC总成的室内冷凝器和室内蒸发器连接，所述补气增焓压缩机与室内蒸发器之间设置有气液分离器；

所述室内冷凝器右端通过连接管路连接有第二单向阀，所述第二单向阀另一端分别通过连接管路与电磁电子膨胀阀和第五电磁阀连接，所述电磁电子膨胀阀另一端与室外换热器连接，所述第五电磁阀另一端通过第一电子膨胀阀与板式换热器的左端连接。

进一步，所述板式换热器与补气增焓压缩机之间连接有第四P-T传感器和第四电磁阀，所述板式换热器和第四P-T传感器还通过第七电磁阀与补气增焓压缩机和气液分离器之间的连接管路连通。

进一步，所述室内蒸发器右端通过第二电子膨胀阀和第二P-T传感器与第二室外换热器连接，所述气液分离器与室内蒸发器之间连接有第三P-T传感器和第一单向阀，所述第三P-T传感器和第一单向阀之间的连接管路通过第二电磁阀与第二电子膨胀阀和第二P-T传感器之间的连接管路连通。

进一步，所述补气增焓压缩机与室内冷凝器之间连接有第一P-T传感器和第三电磁阀，所述第一P-T传感器和第三电磁阀之间的连接管路通过第一电磁阀与第五电磁阀和第二单向阀之间的连接管路连通。

进一步，所述室外换热器通过第六电磁阀与第五电磁阀和第一电子膨胀阀之间的连接管路连通。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：本实用新型采用chiller(板式换热器)代替经济器，既能满足对压缩机补气，也能实现对电机与电池包进行进行冷却。根据电池包表面温度变化，确定是否需要通过电机散热器的水回路给电池包进行辅助加热。

本实用新型通过控制多个电磁阀的开与关，实现改变制冷剂在***中的流向，满足***能在不同模式下成为功能不同的换热器。实现***在低温环境下工作，同时在压缩机补气回路中利用chiller(板式换热器)使制冷剂与水介质进行热交换，满足对电机和电池的冷却。本实用新型可满足的工作温度范围为-10℃～42℃。

本实用新型通过采用板式换热器代替经济器，满足压缩机补气，同时也可以实现给电机与电池进行进行冷却。能够根据电池包表面温度变化，确定是否需要利用电机散热器的水回路给电池包进行加热。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的新能源汽车低温热泵空调装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的单制冷模式的工作原理图。

图3是本实用新型实施例提供的单制冷模式的工作流程图。

图4是本实用新型实施例提供的电池冷却工作模式的工作原理图。

图5是本实用新型实施例提供的电池冷却工作模式的工作流程图。

图6是本实用新型实施例提供的单制热模式的工作原理图。

图7是本实用新型实施例提供的单制热模式的工作流程图。

图8是本实用新型实施例提供的制冷+电池冷却模式的工作原理图。

图9是本实用新型实施例提供的制冷+电池冷却模式的工作流程图。

图10是本实用新型实施例提供的制热+电池冷却模式的工作原理图。

图11是本实用新型实施例提供的制热+电池冷却模式的工作流程图。

图中：1、补气增焓压缩机；2、气液分离器；3、HAVC总成；4、第一电磁阀；5、第二电磁阀；6、第三电磁阀；7、第四电磁阀；8、第五电磁阀；9、第六电磁阀；10、第七电磁阀；11、第一P-T传感器；12、第二P-T传感器；13、第三P-T传感器；14、第四P-T传感器；15、第一单向阀；16、第二单向阀；17、室内冷凝器；18、室内蒸发器；19、电机散热器；20、电池包；21、板式换热器；22、第一电子膨胀阀；23、第二电子膨胀阀；24、电磁电子膨胀阀；25、室外换热器；26、三通电磁阀；27、电子水泵。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新能源汽车低温热泵空调装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的新能源汽车低温热泵空调装置中的板式换热器21右端依次连接有电子水泵27和三通电磁阀26，三通电磁阀26另外两端分别与电机散热器19和电池包20连接，电机散热器19和电池包20另一端分别与板式换热器的左端连接；板式换热器21的左端通过连接管路与补气增焓压缩机1连接，补气增焓压缩机1分别通过连接管路与HAVC总成3的室内冷凝器17和室内蒸发器18连接，补气增焓压缩机1与室内蒸发器18之间设置有气液分离器2；室内冷凝器17右端通过连接管路连接有第二单向阀16，第二单向阀16另一端分别通过连接管路与电磁电子膨胀阀24和第五电磁阀8连接，电磁电子膨胀阀24另一端与室外换热器25连接，第五电磁阀8另一端通过第一电子膨胀阀22与板式换热器21的左端连接。

板式换热器21与补气增焓压缩机1之间连接有第四P-T传感器14和第四电磁阀7，板式换热器21和第四P-T传感器14还通过第七电磁阀10与补气增焓压缩机1和气液分离器2之间的连接管路连通。

室内蒸发器18右端通过第二电子膨胀阀23和第二P-T传感器12与第二室外换热器25连接，气液分离器2与室内蒸发器18之间连接有第三P-T传感器13和第一单向阀15，第三P-T传感器13和第一单向阀15之间的连接管路通过第二电磁阀5与第二电子膨胀阀23和第二P-T传感器12之间的连接管路连通。

补气增焓压缩机1与室内冷凝器17之间连接有第一P-T传感器11和第三电磁阀6，第一P-T传感器11和第三电磁阀6之间的连接管路通过第一电磁阀4与第五电磁阀8和第二单向阀16之间的连接管路连通。

室外换热器25通过第六电磁阀9与第五电磁阀8和第一电子膨胀阀21之间的连接管路连通。

室外换热器在制冷/除霜模式为室外冷凝器，在制热模式为室外蒸发器。

下面结合本实用新型实施例的五种工作模式对本实用新型进一步说明。

1、单制冷模式：

如图2和图3所示，当空调控制器调到单制冷模式时，高压气态制冷剂经过电磁阀4(全开)，电磁电子膨胀阀24，关闭电磁阀6、电磁阀8、电磁阀9，进入室外冷凝器放热发生相变为高压液态，高压液态制冷剂经过电子膨胀阀23进入室内蒸发器相变为低压液态，低压液态吸热相变为低压气态经单向阀15进入气液分离器2进行分离后，返回压缩机，为此完成一个工作循环，经过压缩机压缩再次进行下一个工作循环，周而复始，完成空调单制冷模式。

2、电池冷却模式：

如图4和图5所示，当空调控制器调到电池冷却模式时，关闭电磁阀6、电磁阀8、电磁阀5、电磁阀7、电子膨胀阀23，高压气态制冷剂经过电磁阀4(全开)，电磁电子膨胀阀24进入室外冷凝器放热发生相变为高压液态，液态制冷剂通过电磁阀9(全开)及电子膨胀阀22(全开)，通过chiller(板式换热器)蒸发变相为气态，气态制冷剂通过电磁阀10(全开)直接返回到压缩机。为此完成一个工作循环，经过压缩机压缩再次进行下一个工作循环，周而复始，完成电池冷却模式。

3、单制热模式：

如图6和图7所示，当空调控制器调到单制热模式时，电磁阀4关闭，电磁阀6接通，电子膨胀阀23全关，高压气态制冷剂通过电磁阀6进入室内冷凝器放热相变为高压液态，经过单向阀16及电磁电子膨胀阀24进入室外换热器吸收热量相变为低压气态，此时电磁阀9全关，气态制冷剂通过电磁阀5进入气液分离器进行分离后，返回压缩机，为此完成一个工作循环，经过压缩机压缩后进行下一个工作循环，周而复始，完成空调单制热模式。

4、制冷+电池冷却模式：

如图8和图9所示，当空调控制器调到制冷+电池冷却时，关闭电磁阀6、电磁阀8、电磁阀10，高压气态制冷剂经过电磁阀4(全开)和电磁电子膨胀阀24进入室外冷凝器放热发生相变为高压液态，高压液态制冷剂通过电磁阀9(全开)、电子膨胀阀22，进入板式换热器蒸发变相为气态，气态制冷剂经过电磁阀7(全开)进入压缩机补气；关闭电磁阀5，高压液态制冷剂经过电子膨胀阀23进入室内蒸发器吸热相变为低压气态，低压气态经单向阀15进入气液分离器2进行分离后，返回压缩机，为此完成一个工作循环，经过压缩机压缩再次进行下一个工作循环，周而复始，完成空调制冷+电池冷却模式。

5、制热+电池冷却模式：

如图10和图11所示，当空调控制器调到制热+电池冷却模式时，关闭电磁阀4、电磁阀9，高压气态制冷剂经过电磁阀6(全开)进入室内冷凝器放热相变为高压液态，经过单向阀16、电磁阀8(全开)、电子膨胀阀22(全开)进入板式换热器蒸发变相为气态，关闭电磁阀10，气态制冷剂通过电磁阀7(全开)进入压缩机进行补气；高压液态经电磁电子膨胀阀24进入室外换热器吸收热量相变为低压气态，关闭电子膨胀阀23，气态制冷剂通过电磁阀5(全开)进入气液分离器进行分离后，返回压缩机，为此完成一个工作循环，经过压缩机压缩再次进行下一个工作循环，周而复始，完成空调制热+电池冷却模式。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新能源汽车低温热泵空调装置，其特征在于，所述新能源汽车低温热泵空调装置设置有：

板式换热器；

所述板式换热器右端依次连接有电子水泵和三通电磁阀，所述三通电磁阀另外两端分别与电机散热器和电池包连接，所述电机散热器和电池包另一端分别与板式换热器的左端连接；

所述板式换热器的左端通过连接管路与补气增焓压缩机连接，所述补气增焓压缩机分别通过连接管路与HAVC总成的室内冷凝器和室内蒸发器连接，所述补气增焓压缩机与室内蒸发器之间设置有气液分离器；

所述室内冷凝器右端通过连接管路连接有第二单向阀，所述第二单向阀另一端分别通过连接管路与电磁电子膨胀阀和第五电磁阀连接，所述电磁电子膨胀阀另一端与室外换热器连接，所述第五电磁阀另一端通过第一电子膨胀阀与板式换热器的左端连接。

2.如权利要求1所述的新能源汽车低温热泵空调装置，其特征在于，所述板式换热器与补气增焓压缩机之间连接有第四P-T传感器和第四电磁阀，所述板式换热器和第四P-T传感器还通过第七电磁阀与补气增焓压缩机和气液分离器之间的连接管路连通。

3.如权利要求1所述的新能源汽车低温热泵空调装置，其特征在于，所述室内蒸发器右端通过第二电子膨胀阀和第二P-T传感器与第二室外换热器连接，所述气液分离器与室内蒸发器之间连接有第三P-T传感器和第一单向阀，所述第三P-T传感器和第一单向阀之间的连接管路通过第二电磁阀与第二电子膨胀阀和第二P-T传感器之间的连接管路连通。

4.如权利要求1所述的新能源汽车低温热泵空调装置，其特征在于，所述补气增焓压缩机与室内冷凝器之间连接有第一P-T传感器和第三电磁阀，所述第一P-T传感器和第三电磁阀之间的连接管路通过第一电磁阀与第五电磁阀和第二单向阀之间的连接管路连通。

5.如权利要求1所述的新能源汽车低温热泵空调装置，其特征在于，所述室外换热器通过第六电磁阀与第五电磁阀和第一电子膨胀阀之间的连接管路连通。

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