CN217495782U - 热泵空调***及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种热泵空调***及车辆，该热泵空调***包括压缩机、节流装置、室内冷凝器、室外换热器、第一膨胀阀、室内蒸发器、电池换热器及旁通流路，节流装置通过旁通流路旁接在压缩机的制冷剂出口与压缩机的制冷剂入口之间，压缩机的制冷剂出口可选择性地与室外换热器的第一开口和室内冷凝器的制冷剂入口相连，室内冷凝器的制冷剂出口和室外换热器的第二开口分别与第一膨胀阀的第一端口相连，第一开口与第二开口连通；第一膨胀阀的第二端口与室内蒸发器的制冷剂入口相连，室内蒸发器的制冷剂出口用于与压缩机的制冷剂入口相连。如此，基于热旁通效果，还能够拓展热泵空调***的工作温度区间，可以不采用PTC进行辅助加热，有利于降低功耗。

Description

热泵空调***及车辆

技术领域

本公开涉及热管理技术领域，具体地，涉及一种热泵空调***及车辆。

背景技术

目前新能源车尤其是纯电动汽车发展迅速，空调***对于新能源汽车尤其是纯电动汽车十分重要。空调***自身能耗的高低也直接影响到整车电量的消耗。在相关技术中，普遍采用热泵空调***，以解决低温情况冬季开空调能耗高，而造成因低温开空调造成车辆行驶续航里程衰减严重的问题。然而，在温度低于一定值时，热泵空调***工作受限，采暖效果并不理想。在低温工况下，车辆仍需要采用PTC辅助加热，因此，无法有效解决采暖电耗高的问题。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种热泵空调***及车辆，该热泵空调***有利于解决低温使用时能耗高的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种热泵空调***，包括压缩机、节流装置、室内冷凝器、室外换热器、第一膨胀阀、室内蒸发器及旁通流路；

所述节流装置通过所述旁通流路旁接在所述压缩机的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间；

并且，所述压缩机的制冷剂出口可选择性地与所述室外换热器的第一开口和所述室内冷凝器的制冷剂入口相连，所述室内冷凝器的制冷剂出口和所述室外换热器的第二开口分别与所述第一膨胀阀的第一端口相连，其中，所述第一开口与所述第二开口连通；

所述第一膨胀阀的第二端口与所述室内蒸发器的制冷剂入口相连，所述室内蒸发器的制冷剂出口用于与所述压缩机的制冷剂入口相连。

可选地，所述热泵空调***还包括三通阀，所述三通阀的进口与所述压缩机的制冷剂出口相连，所述三通阀的第一出口与所述第一开口、所述旁通流路的进口端均相连，所述三通阀的第二出口与所述室内冷凝器的制冷剂入口相连。

可选地，所述三通阀为三通比例阀。

可选地，所述热泵空调***还包括第二膨胀阀，所述第二膨胀阀的第一端口与所述第二开口相连，所述第二膨胀阀的第二端口与所述室内蒸发器的制冷剂出口、所述第一膨胀阀的第一端口均相连。

可选地，所述节流装置为膨胀阀。

可选地，所述热泵空调***还包括第一开关阀和电池换热器；所述电池换热器的制冷剂入口与所述第一膨胀阀的第二端口相连，所述电池换热器的制冷剂出口用于与所述压缩机的制冷剂入口相连；所述第一开关阀设置在所述电池换热器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间的流路上，或者，所述第一开关阀设置在所述第一膨胀阀的第二端口与所述电池换热器的制冷剂入口之间的流路上。

可选地，所述热泵空调***还包括第三膨胀阀和电池换热器；所述电池换热器的制冷剂入口与第一膨胀阀的第二端口相连，所述电池换热器的制冷剂出口用于与所述压缩机的制冷剂入口相连；所述第三膨胀阀设置在所述电池换热器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间的流路上，或者，所述第三膨胀阀设置在所述电池换热器的制冷剂入口与所述第一膨胀阀的第二端口之间的流路上。

可选地，所述热泵空调***还包括第二开关阀，所述第二开关阀设置在所述第一膨胀阀的第二端口与所述室内蒸发器的制冷剂入口之间流路上，或者，所述第二开关阀设置在所述室内蒸发器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间的流路上。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，包括上述的热泵空调***。

可选地，所述热泵空调***具有充电冷却模式，在所述充电冷却模式下，所述压缩机的制冷剂出口与所述室外换热器的第一开口、所述室内冷凝器的制冷剂入口均相连，以通过所述室外换热器和所述室内冷凝器共同散热。

利用本公开提供的热泵空调***，可以实现对室内(如车辆的驾乘舱)的制热和制冷。例如，当需要给驾乘舱制热时，可以使压缩机的制冷剂出口与室内冷凝器的制冷剂入口相连，使制冷剂依次流经压缩机、室内冷凝器、第一膨胀阀及室内蒸发器，并回到压缩机。从压缩机的制冷剂出口流入室内冷凝器内的高温高压的气态制冷剂在室内冷凝器内冷凝放热，可以实现对驾乘舱的制热。当需要给驾乘舱制冷时，可以使压缩机的制冷剂出口与室内冷凝器的制冷剂入口相连，使制冷剂依次流经压缩机、室内冷凝器、第一膨胀阀及室内蒸发器，并回到压缩机。制冷剂在室内蒸发器内蒸发吸热，可以降低驾乘舱的温度。

而且，由于在压缩机的制冷剂入口与制冷剂出口之间设置了旁通流路。当需要给驾乘舱制热，而外界环境温度较低时，可以打开节流装置，并使压缩机的制冷剂出口分别与室内冷凝器的制冷剂入口和旁通流路的进口端相连，使一部分制冷剂流经压缩机、室内冷凝器及室内蒸发器，并回到压缩机，另一部分制冷剂通过节流装置，并与从室内冷凝器流出的部分制冷剂均回到压缩机。由于从节流装置流回压缩机的制冷剂的温度较高，与经由室内冷凝器的制冷剂出口流回压缩机的低温制冷剂混合，整体上提高了回到压缩机的制冷剂的温度。如此，基于热旁通效果，可以提高进入压缩机的制冷剂入口的制冷剂温度，提升制冷剂密度从而提升质量流量，使得压缩机可以运行到更高的转速，增加了热泵空调***的制热量，进而使得热泵空调***在外界环境温度较低时，也能正常工作，即，能够拓展热泵空调***的工作温度区间，有利于使乘员舱的制热满足要求。例如，可以使热泵空调***的工作温度下探到-18℃。

相较于相关技术中在低温环境下采用PTC辅助加热而导致功耗大的技术方案，本公开提供的热泵空调***在低温状况下利用自身结构的实现给驾乘舱制热，可以不采用PTC进行辅助加热，因此，有利于降低功耗。而节流装置的设置，可以对流经节流装置的制冷剂的起到一定的节流、降温减压的作用，可以避免制冷剂压力及温度过高对压缩机可能造成的损坏。

此外，在本公开提供的热泵空调***中，由于室外换热器和室内冷凝器并联布置，当需要对车辆上的待冷却部件(如下文提到的电池)进行冷却时，可以使制冷剂同时流经室内换热器和室内冷凝器。如此，相当于增大了换热器的换热面积，有利于提升制冷剂在室内蒸发器的蒸发效果以及对待冷却设备的冷却的效果，从而有利于提升热泵空调***的制冷性能及制冷效率(COP)。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施例部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施例一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施例提供的热泵空调***的结构示意图，其中，用箭头示意性地示出了制冷剂的流动方向；

图2是本公开另一种实施例提供的热泵空调***的结构示意图，其中，用箭头示意性地示出了制冷剂的流动方向；

图3是本公开又一种实施例提供的热泵空调***的结构示意图，其中，用箭头示意性地示出了制冷剂的流动方向；

图4是本公开再一种实施例提供的热泵空调***的结构示意图，其中，用箭头示意性地示出了制冷剂的流动方向。

附图标记说明

1-压缩机；2-节流装置；3-室内冷凝器；4-室外换热器；41-第一开口；42-第二开口；5-第一膨胀阀；6-室内蒸发器；7-三通阀；71-第一出口；72-第二出口；73-进口；8-第二膨胀阀；9-第一开关阀；10-电池换热器；11-第三膨胀阀；12-第二开关阀；13-气液分离器；101-旁通流路。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，所使用的术语“第一、第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图4所示，本公开提供了热泵空调***及具有该热泵空调***的车辆。该热泵空调***包括压缩机1、节流装置2、室内冷凝器3、室外换热器4、第一膨胀阀5、室内蒸发器6及旁通流路101，节流装置2通过旁通流路101旁接在压缩机1的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口之间，即，旁通流路101的进口端与压缩机1的制冷剂出口相连，旁通流路101的出口端与压缩机1的制冷剂入口相连，如此，节流装置2的第一端口能够与压缩机1的制冷剂出口相连，节流装置2的第二端口能够与压缩机1的制冷剂入口相连。并且，压缩机1的制冷剂出口可选择性地与室外换热器4的第一开口41和室内冷凝器3的制冷剂入口相连，室内冷凝器3的制冷剂出口和室外换热器4的第二开口42与第一膨胀阀5的第一端口相连，即室外换热器4和室内冷凝器3并联布置。其中，第一开口41与第二开口42连通，第一膨胀阀5的第二端口与室内蒸发器6的制冷剂入口相连，室内蒸发器6的制冷剂出口用于与压缩机1的制冷剂入口相连。

利用本公开提供的热泵空调***，可以实现对室内(如车辆的驾乘舱)的制热和制冷。例如，当需要给驾乘舱制热时，可以使压缩机1的制冷剂出口与室内冷凝器3的制冷剂入口相连，使制冷剂依次流经压缩机1、室内冷凝器3、第一膨胀阀5及室内蒸发器6，并回到压缩机1。从压缩机1的制冷剂出口流入室内冷凝器3内的高温高压的气态制冷剂在室内冷凝器3内冷凝放热，可以实现对驾乘舱的制热。从室内冷凝器3的流出的制冷剂可以通过第一膨胀阀5节流作用对制冷剂降压节流，以便制冷剂在室内蒸发器6内蒸发。此时，节流装置2可以处于关闭状态，即处于使旁通流路101截断的状态。当需要给驾乘舱制冷时，可以使压缩机1的制冷剂出口与室内冷凝器3的制冷剂入口相连，使制冷剂依次流经压缩机1、室内冷凝器3、第一膨胀阀5及室内蒸发器6，并回到压缩机1。制冷剂在室内蒸发器6内蒸发吸热，可以降低驾乘舱的温度。

需要说明的是，在对驾乘舱制冷时，压缩机1的制冷剂出口流出的制冷剂虽然流过室内冷凝器3，但可以不利用风扇或鼓风机向室内冷凝器3吹风，从而使流入室内冷凝器3的高温高压的制冷剂不在室内冷凝器3中放热冷凝，也就是说，在该模式下，室内冷凝器3可以作为通流流道使用。

而且，在本公开提供的热泵空调***中，由于在压缩机1的制冷剂入口与制冷剂出口之间设置了旁通流路101。当需要给驾乘舱制热，而外界环境温度较低时，可以打开节流装置2，并使压缩机1的制冷剂出口分别与室内冷凝器3的制冷剂入口和旁通流路101的进口73端相连(即与节流装置2的第一端口相连)，使一部分制冷剂流经压缩机1、室内冷凝器3及室内蒸发器6，并回到压缩机1，另一部分制冷剂通过节流装置2，并与从室内冷凝器3流出的部分制冷剂均回到压缩机1。由于从节流装置2流回压缩机1的制冷剂的温度较高，与经由室内冷凝器3的制冷剂出口流回压缩机1的低温制冷剂混合，整体上提高了回到压缩机1的制冷剂的温度。如此，基于热旁通效果，可以提高进入压缩机1的制冷剂入口的制冷剂温度，提升制冷剂密度从而提升质量流量，使得压缩机1可以运行到更高的转速，增加了热泵空调***的制热量，进而使得热泵空调***在外界环境温度较低时，也能正常工作，即，能够拓展热泵空调***的工作温度区间，有利于使乘员舱的制热满足要求。例如，可以使热泵空调***的工作温度下探到-18℃。

相较于相关技术中在低温环境下采用PTC辅助加热而导致功耗大的技术方案，本公开提供的热泵空调***在低温状况下利用自身结构的实现给驾乘舱制热，可以不采用PTC进行辅助加热，因此，有利于降低功耗。而节流装置2的设置，可以对流经节流装置2的制冷剂的起到一定的节流、降温减压的作用，可以避免制冷剂压力及温度过高对压缩机1可能造成的损坏。

此外，在本公开提供的热泵空调***中，由于室外换热器4和室内冷凝器3并联布置，当需要对车辆上的待冷却部件(如下文提到的电池)进行冷却时，可以使制冷剂同时流经室内换热器和室内冷凝器3。如此，相当于增大了换热器的换热面积，有利于提升制冷剂在室内蒸发器的蒸发效果以及对待冷却设备(如下文提及的电池)的冷却的效果，从而有利于提升热泵空调***的制冷性能及制冷效率(COP)。

可以理解的是，在本公开中，车辆可以是混合动力车辆或纯电动车辆，本公开对此不作限定。

另外，本公开的热泵空调***除了应用在车辆上，还可以应用在其他任意适合采用上述热泵空调***的设备上，本公开对此不作限定，例如，上述的热泵空调***还可以应用于家用空调。

本公开对节流装置2的具体类型不作限定，节流装置2可以为膨胀阀、毛细管等，例如具有开断功能的毛细管。

如图1所示，热泵空调***还可以包括气液分离器13，气液分离器13设置在压缩机1的制冷剂入口的上游，以在制冷剂进入到压缩机1之前对制冷剂进行气液分离，从而避免液态制冷剂进入压缩机1，起到了对压缩机1的保护作用。例如，参见图1至图4，从而室内蒸发器6的制冷剂出口、旁通流路101的出口端、以及下文的电池换热器10的制冷剂出口流出的制冷剂均可先流入该气液分离器13，然后再流入压缩机1的制冷剂入口。

在本公开中，可以通过任意适当的方式实现压缩机1的制冷剂出口可选择性地与室外换热器4的第一开口41和室内冷凝器3的制冷剂入口相连。可选地，参见图1至图4，在本公开的一些实施例中，热泵空调***还包括三通阀7，三通阀7的进口73与压缩机1的制冷剂出口相连，三通阀7的第一出口71与室外换热器4的第一开口41、旁通流路101的进口端均相连，三通阀7的第二出口72与室内冷凝器3的制冷剂入口相连。在本实施例中，通过控制三通阀7的进口73与第一出口71、第二出口72的通断，即可实现压缩机1与室外换热器4、节流装置2及室内冷凝器3之间的通断，结构简单，操作方便。有利于节约压缩机1、室内冷凝器3、室外换热器4及节流装置2之间流路，减小热泵空调***的占用空间。

具体地，当需要对驾乘舱进行制热时，可以使三通阀7的进口73与第一出口71和第二出口72均连通，使得一部分制冷剂能够流经室内冷凝器3，另一部分制冷剂能够流经节流装置2。在需要借助室内蒸发器6对驾乘舱制冷时，可以使三通阀7的进口73与第一出口71截断，使三通阀7的进口73与第二出口72连通，使得从压缩机1的制冷剂出口流出的制冷剂全部进入室内冷凝器3，并经由第一膨胀阀5流入室内蒸发器6进行蒸发吸热。

可选地，在本公开的其他实施例中，压缩机1的制冷剂出口可以直接与旁通流路101的进口端相连，即，压缩机1的制冷剂出口与节流装置2的第一端口相连，并可以另置两个开关阀分别与室内冷凝器3的制冷剂入口和室外换热器4的第一开口41相连，并单独设置相连的流路。

为了便于调节三通阀7的第一出口71和第二出口72流出的制冷剂的量，尤其是当三通阀7的进口73与其第一出口71和第二出口72均连通时，为了方便根据需要调节从第一出口71和第二出口72流出的制冷剂的比例。在本公开的一种实施例中，三通阀7可以为三通比例阀。如此，通过三通比例阀自身，即可调节从第一出口71和第二出口72流出的制冷剂的比例，操作方便。三通比例阀的结构及工作原理为本领域人员所熟知，这里不再赘述。

可以理解的，在本公开的其他实施例中，三通阀也可以是普通的不具有比例调节的三通阀。

参见图1，在本公开的一些实施例中，热泵空调***还可以包括第二膨胀阀8，第二膨胀阀8的第一端口与第二开口42相连，第二膨胀阀8的第二端口与室内蒸发器6的制冷剂出口和第一膨胀阀5的第一端口均相连。通过设置第二膨胀阀8，一方面，通过控制第二膨胀阀8的开闭，可以实现室外换热器4与第一膨胀阀5的选择性相连；另一方面，通过第二膨胀阀8的降压节流作用，可以利用室外换热器4与外界环境换热，实现对驾乘舱的制热。

具体地，当需要给驾乘舱制热时，可以使压缩机1的制冷剂出口与室内冷凝器3的制冷剂入口相连，例如，使三通阀7的进口73与第二开口42连通，打开节流装置2，使制冷剂依次流经压缩机1、室内冷凝器3、第二膨胀阀8、室外换热器4及节流装置2，并回到压缩机1。

从压缩机1的制冷剂出口流入到室内冷凝器3内的高温高压的气态制冷剂在室内冷凝器3内冷凝放热，实现对驾乘舱的制热。经由室内冷凝器3的流出的制冷剂可以经由第二膨胀阀8节流作用对制冷剂降压节流，以便制冷剂在室外换热器4内与外界环境换热。从室外换热器4流出的制冷剂可以经由节流装置2回到压缩机1。

参见图1，在本公开的一种实施例中，热泵空调***还可以包括第一开关阀9和电池换热器10，电池换热器10的制冷剂入口与第一膨胀阀5的第二端口相连，电池换热器10的制冷剂出口用于与压缩机1的制冷剂入口相连。可选地，参见图1，电池换热器10的制冷剂出口通过气液分离器13与压缩机1的制冷剂入口相连。第一开关阀9设置在电池换热器10的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口之间的流路上，如图1所示，或者，第一开关阀9设置在第一膨胀阀5的第二端口与电池换热器10的制冷剂入口之间的流路上。

可以理解的是，这里的“电池换热器10”指代的是用于与电池(如车辆的动力电池)进行换热的换热器。该换热器同时设置在热泵空调***和电池热管理***中。

通过设置电池换热器10，可以利用热泵空调***对电池进行加热或冷却，有利于提升热泵空调***的能量利用率，可以起到了节能作用。

而且，当将该热泵空调***应用在车辆上时，在车辆处于电池快充工况下，由于此时车辆处于停车状态，驾乘人员并不在车辆内，可以暂时不用考虑驾乘舱内的温度，可以使得制冷剂同时流经室外换热器4和室内冷凝器3，并使制冷剂在室内冷凝器3和室外换热器4冷凝，然后可以使制冷剂经由第一膨胀阀5进入电池换热器10。如此，相当于增大了从压缩机1的制冷剂出口流出的制冷剂的换热面积，从而有利于制冷剂在电池换热器10的蒸发，可以提升对电池的冷却的效果。从而有利于提升热泵空调***的制冷性能及制冷效率(COP)。

通过设置第一开关阀9，当电池无需加热或冷却时，可以使第一开关阀9处于关闭状态，如此，可以使得制冷剂尽可能多的流经室内蒸发器6，以满足对驾乘舱的需求，例如满足对驾乘舱的制冷需求。同时避免了对电池造成影响。

参见图2，在本公开的另一种实施例中，热泵空调***还可以包括第三膨胀阀11，第三膨胀阀11设置在电池换热器10的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口之间的流路上，如图2所示，或者，第三膨胀阀11设置在电池换热器10的制冷剂入口与第一膨胀阀5的第二端口之间的流路上。相较于前文设置第一开关阀9的实施例，本实施例相当于用第三膨胀阀11替换了第一开关阀9。在本实施例中，第三膨胀阀11除了能够起到第一开关阀9的开断作用，由于第三膨胀阀11可以起到节流作用，因此，通过调节第三膨胀阀11，可以对经由第一膨胀阀5的第二端口流出的制冷剂进行分配，以便平衡及优化驾乘舱及电池的冷却需求。例如，在电池需要冷却但是冷却需求不大，而驾乘舱对制冷需求较大时，可以使第三膨胀阀11的处于一个较小的开度，以使较多的制冷剂能够进入室内蒸发器6。

在本公开中，电池换热器10可以是直接接触式换热器，即直冷直热式换热器，换言之，电池换热器10可以作用电池的一部分，例如，安装在电池箱的底板，以对电池中的电芯组进行直接换热或冷却。电池换热器10也可以是间接式换热器。此时，电池换热器10可以具有第一通道和第二通道，第一通道可用于供热泵空调***的制冷剂通过，第二通道可用于供电池所在的冷却液通过，热泵空调***与电池热管理***通过第一通道内的制冷剂与第二通道内的冷却液进行换热。

参见图3，在本公开的一种实施例中，热泵空调***还可以包括第二开关阀12，第二开关阀12设置在第一膨胀阀5的第二端口与室内蒸发器6的制冷剂入口之间流路上，或者，第二开关阀12设置在室内蒸发器6的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口之间的流路上。通过设置第二开关阀12，当需要利用热泵空调***给电池冷却或加热，而驾乘舱无需制冷或制热时，可以使第二开关阀12处于关闭状态，如此，可以使得制冷剂尽可能多的流经电池换热器10，以满足对电池的冷却或加热的需求。避免了制冷剂在室内蒸发器6中造成的热量损失。

在本公开中，电池换热器10的制冷剂入口既可以通过另置流路与第一膨胀阀5的第二端口直接相连，也可以通过另置流路连接在第一膨胀阀5的第二端口与室内蒸发器6的制冷剂出口之间的流路上。同样，电池换热器10的制冷剂出口既可以通过另置流路与压缩机1的制冷剂入口直接相连，也可以通过另置流路连接在室内蒸发器6的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口之间的流路上，本公开对此不作限定。

可选地，参见图1至图4，在本公开的一些实施例中，电池换热器10的制冷剂入口通过另置流路连接在第一膨胀阀5的第二端口与室内蒸发器6的制冷剂出口之间的流路上，电池换热器10的制冷剂出口通过另置流路连接在室内蒸发器6的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口之间的流路上，第二开关阀12设置在室内蒸发器6的制冷剂入口上游或下游的另置流路上。如此，室内蒸发器6、电池换热器10可以共用一部分流路，以分别与第一膨胀阀5的第二端及压缩机1的制冷剂入口相连，有利于简化热泵空调***的结构及降低成本。

在本公开中，热泵空调***还可以包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度器可以设置在室内蒸发器6的制冷剂出口的下游，以检测从室内蒸发器6的制冷剂出口流出的制冷剂的温度，压缩机1设置为能够根据第一温度传感器的检测结果调整转速，以满足对驾乘舱的制冷或制热需求。

第二温度器可以设置在电池换热器10的制冷剂出口的下游，以检测从电池换热器10的制冷剂出口流出的制冷剂的温度，压缩机1设置为能够根据第二温度传感器的检测结果调整转速，以满足对电池的加热或冷却需求。

另外，热泵空调***还可以包括第一温度压力传感器和第二温度压力传感器，第一温度压力器可以设置在室内冷凝器3的制冷剂出口的下游，以检测从室内冷凝器3的制冷剂出口流出的制冷剂的温度及压力，从而计算室内冷凝器3的过冷度，第一膨胀阀5的开度可以设置为根据室内冷凝器3的过冷度调节。

第二温度压力器可以设置在室外换热器4的制冷剂出口的下游，以检测从室外换热器4的制冷剂出口流出的制冷剂的温度及压力，从而计算室外换热器4的过冷度，第一膨胀阀5的开度可以设置为根据室外换热器4的过冷度调节。

在本公开中，当该热泵空调应用在车辆上时，热泵空调***可以具有充电冷却模式，在充电冷却模式下，压缩机1的制冷剂出口分别与室外换热器4的第一开口41和室内冷凝器3的制冷剂入口相连，以通过室外换热器4和室内冷凝器3共同散热。如上文论述的，在该模式下，由于此时车辆处于停车状态，驾乘人员并不在车辆内，可以暂时不用考虑驾乘舱内的温度，可以使得制冷剂同时流经室外换热器和室内冷凝器3，并使制冷剂在室外换热器4和室内冷凝器3，然后可以使制冷剂经由第一膨胀阀5进入电池换热器10。如此，相当于增大了从压缩机1的制冷剂出口流出的制冷剂的换热面积，从而有利于制冷剂在电池换热器10的蒸发，可以提升对电池的冷却的效果。从而有利于提升热泵空调***的制冷性能及制冷效率(COP)。

下面将结合附图1至图4，具体介绍本公开实施例的热泵空调***具有的几种典型工作模式的工作过程。

具体介绍热泵空调***的以下几种典型的工作模式：驾乘舱单独制冷模式、驾乘舱制冷和电池冷却双开模式、电池单独冷却模式一、电池单独冷却模式二、驾乘舱制热模式一、驾乘舱制热模式二、驾乘舱制热模式三、驾乘舱制热模式四及驾乘舱制热模式五。

第一、驾乘舱单独制冷模式

在驾乘舱需要降温，而电池无需冷却时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第一出口71进入室外换热器4进行冷凝，经过室外换热器4的制冷剂经过第二膨胀阀8及第一膨胀阀5，然后进入到室内蒸发器6内进行蒸发吸热，实现对驾乘舱的制冷，起到对驾乘舱降温的作用。从室内蒸发器6流出的制冷剂经由气液分离器13进行气液分离后回到压缩机1。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第一出口71连通，三通阀7的进口73与第二出口72截断，节流装置2关闭，第一开关阀9关闭，第一膨胀阀5根据室外换热器4的过冷度来调节开度。压缩机1的转速可以根据室内蒸发器6处理后的风温来调节，其中风温可以通过设置在***的空调箱或风道上温度传感器来检测。

当以图2所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱单独制冷模式时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以关闭第三膨胀阀11。类似地，对于图3所示的实施例，还可以打开第二开关阀12，关闭第三膨胀阀11。对于图4所示的实施例，还可以打开第二开关阀12。

第二、驾乘舱制冷和电池冷却双开模式

在驾乘舱需要降温，且电池也需要冷却时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第一出口71进入室外换热器4进行冷凝，经过室外换热器4的制冷剂依次经过第二膨胀阀8及第一膨胀阀5，从第一膨胀阀5流出的制冷剂分为两部分，其中一部分制冷剂进入到室内蒸发器6内进行蒸发吸热，实现对驾乘舱的制冷，起到对驾乘舱降温的作用，从室内蒸发器6流出的制冷剂经由气液分离器13进行气液分离后回到压缩机1。另一部分制冷剂进入到电池换热器10进行蒸发吸热，实现对电池的冷却，从电池换热器10流出的制冷剂经由气液分离器13进行气液分离后回到压缩机1。如此，实现了驾乘舱制冷和电池冷却双开模式。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第一出口71连通，三通阀7的进口73与第二出口72截断，节流装置2关闭，第二膨胀阀8全开，第一膨胀阀5可以根据室外换热器4的过冷度来调节开度，第一开关阀9打开。压缩机1的转速可以根据电池换热器10的出水温度来调节。

当以附图2所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱制冷和电池冷却双开模式时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以根据电池换热器10的出水温度调节第三膨胀阀11的开度，以调节流经电池换热器10的制冷剂的量。类似地，对于图3所示的实施例，可以根据电池换热器10的出水温度调节第三膨胀阀11的开度，并可以打开第二开关阀12。另外，在如图4所示的实施例中，还可以打开第二开关阀12。

第三、电池单独冷却模式一

在驾乘舱不需要降温，而电池需要冷却时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第一出口71进入室外换热器4进行冷凝，经过室外换热器4的制冷剂依次经过第二膨胀阀8及第一膨胀阀5，从第一膨胀阀5流出的制冷剂分为两部分，其中一部分制冷剂进入到室内蒸发器6内，但是此时可限制鼓风机打开，使得制冷剂在流经室内蒸发器6时基本不蒸发，从室内蒸发器6流出的制冷剂经由气液分离器13进行气液分离后回到压缩机1。另一部分制冷剂进入到电池换热器10进行蒸发吸热，实现对电池的冷却，从电池换热器10流出的制冷剂经由气液分离器13进行气液分离后回到压缩机1。如此，实现了电池单独冷却模式一。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第一出口71连通，三通阀7的进口73与第二出口72截断，节流装置2关闭，第二膨胀阀8全开，第一膨胀阀5可以根据室外换热器4的过冷度来调节开度，第一开关阀9打开。压缩机1的转速可以根据电池换热器10的出水温度来调节。

当以附图2所示的热泵空调***为例，进行电池单独冷却模式一时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，即，也限制鼓风机打开，使得制冷剂在流经室内蒸发器6时基本不蒸发，还可以打开第三膨胀阀11。对于图3所示的实施例，还可以关闭第二开关阀12，并打开第三膨胀阀11，以使制冷剂均进入电池换热器10。在图4所示的实施例，还可以关闭第二关阀。

第四、电池单独冷却模式二

在驾乘舱不需要降温，而电池需要冷却时，可以进行该模式。以图3示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，然后分别从三通阀7的第一出口71进入室外换热器4、从三通阀7的第二出口72进入室内冷凝器3进行冷凝，从室外换热器4流出的制冷剂依次经过第二膨胀阀8及第一膨胀阀5，并进入到电池换热器10进行蒸发吸热。从室内冷凝器的流出的制冷剂经过第一膨胀阀5，并进入到电池换热器10进行蒸发吸热，实现对电池的冷却，从电池换热器10流出的制冷剂经由第三膨胀阀11、气液分离器13进行气液分离后回到压缩机1。如此，实现了电池单独冷却模式二。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第一出口71连通，三通阀7的进口73与第二出口72连通，节流装置2关闭，第二膨胀阀8全开，第一膨胀阀5可以根据室外换热器4和室内蒸发器6的过冷度来调节开度，第三膨胀阀11打开，第二开关阀12关闭。压缩机1的转速可以根据电池换热器10的出水温度来调节。

当以附图4所示的热泵空调***为例，进行电池单独冷却模式二时，还可以打开第一开关阀9，并关闭第二开关阀12。

此外，当利用图1和图2所示的热泵空调***进行电池单独冷却模式二，可以限制鼓风机打开，使得制冷剂在流经室内蒸发器6时基本不蒸发。

第五、驾乘舱制热模式一

在驾乘舱需要制热时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第二出口72进入室内冷凝器3进行冷凝放热，实现对驾乘舱的制热，流经室内冷凝器3的制冷剂经过第二膨胀阀8，然后进入到室外换热器4进行蒸发，之后，制冷剂再经由节流装置2(如膨胀阀)和气液分离器13回到压缩机1，完成循环，实现驾乘舱的制热。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第二出口72连通，三通阀7的进口73与第一出口71截断，节流装置2打开，第一膨胀阀5关闭，第二膨胀阀8可以根据室内冷凝器3的过冷度来调节开度，第一开关阀9关闭。压缩机1的转速可以根据经由室内冷凝器3处理后的风温来调节。

当以附图2所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱制热模式一时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以关闭第三膨胀阀11。类似地，对于图3所示的实施例，还可以关闭第二开关阀12，并关闭第三膨胀阀11。对于图4所示的实施例，还可以关闭第二开关阀12。

第六、驾乘舱单独制热模式二

在驾乘舱需要制热时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第二出口72进入室内冷凝器3进行冷凝放热，实现对驾乘舱的制热，流经室内冷凝器3的制冷剂经过第一膨胀阀5，然后进入到室内蒸发器6进行蒸发，之后，制冷剂再经由气液分离器13回到压缩机1，完成循环，实现驾乘舱的制热。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第二出口72连通，三通阀7的进口73与第一出口71截断，节流装置2关闭以使旁通流路101截断，第二膨胀阀8关闭，第一膨胀阀5可以根据室内冷凝器3的过冷度来调节开度，第一开关阀9关闭。压缩机1的转速可以根据经由室内冷凝器3处理后的风温来调节。

当以附图2所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱制热模式二时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以关闭第三膨胀阀11。类似地，对于图3所示的实施例，还可以打开第二开关阀12，并关闭第三膨胀阀11。对于图4所示的实施例，还可以打开第二开关阀12。

第七、驾乘舱制热模式三

在驾乘舱需要制热时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第二出口72进入室内冷凝器3进行冷凝放热，实现对驾乘舱的制热，流经室内冷凝器3的制冷剂经过第一膨胀阀5，然后制冷剂分为两部分，其中一部分制冷剂进入到室内蒸发器6进行蒸发，然后制冷剂再经由气液分离器13回到压缩机1，完成循环。另一部分制冷剂进入到电池换热器10进行蒸发，然后制冷剂再经由气液分离器13回到压缩机1，完成循环、如此，实现驾乘舱的制热。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第二出口72连通，三通阀7的进口73与第一出口71截断，节流装置2关闭以使旁通流路101截断，第二膨胀阀8关闭，第一膨胀阀5可以根据室内冷凝器3的过冷度来调节开度，第一开关阀9打开。压缩机1的转速可以根据经由室内冷凝器3处理后的风温来调节。

当以附图2所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱制热模式三时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以打开第三膨胀阀11。类似地，对于图2所示的实施例，还可以打开第三膨胀阀11。对于图4所示的实施例，还可以打开第二开关阀12。

第八、驾乘舱制热模式四

在驾乘舱需要制热，且外界温度较低时，可以进行该模式。以图1示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，之后制冷剂分为两部分，其中一部分制冷剂从三通阀7的第二出口72进入室内冷凝器3进行冷凝放热，实现对驾乘舱的制热，然后制冷剂经过第一膨胀阀5，并进入到室内蒸发器6进行蒸发。另一部分制冷剂通过三通阀7的第一出口71进入到节流装置2，通过节流装置2的制冷剂与通过室内蒸发器6的制冷剂均经由气液分离器13回到压缩机1，完成循环。如此，实现驾乘舱的制热。通过上文论述可知，此时由于热气旁通的效果，可以拓宽热泵空调***的工作温度区间，例如，使用温度可以下探到-18℃。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第二出口72连通，三通阀7的进口73与第一出口71连通，节流装置2打开，第二膨胀阀8关闭，第一膨胀阀5可以根据室内冷凝器3的过冷度来调节开度，第一开关阀9关闭。压缩机1的转速可以根据经由室内冷凝器3处理后的风温来调节。

当以附图2所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱制热模式四时，与图1示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以关闭第三膨胀阀11。类似地，对于图3所示的实施例，还可以打开第二开关阀12，并关闭第三膨胀阀11。对于图4所示的实施例，还可以打开第二开关阀12。

第九、驾乘舱制热模式五

在驾乘舱需要制热时，可以进行该模式。以图3示出的热泵空调***为例，在该模式下制冷剂的具体流动过程为：

制冷剂从压缩机1的制冷剂出口流入三通阀7的进口73，并从三通阀7的第二出口72进入室内冷凝器3进行冷凝放热，以对驾乘舱的制热，流经室内冷凝器3的制冷剂经过第一膨胀阀5，然后制冷剂进入到电池换热器10进行蒸发，之后制冷剂再经由第三膨胀阀11、气液分离器13回到压缩机1，完成循环，实现对驾乘舱的制热。

在该模式下，可以使三通阀7的进口73与第二出口72连通，三通阀7的进口73与第一出口71截断，节流装置2关闭，第二膨胀阀8关闭，第一膨胀阀5可以根据室内冷凝器3的过冷度来调节开度，第一开关阀9关闭、第三膨胀阀11打开。压缩机1的转速可以根据经由室内冷凝器3处理后的风温来调节。

当以附图4所示的热泵空调***为例，进行驾乘舱制热模式五时，与图3示出的热泵空调***中相同的零部件采用相同的操作方式，此外，还可以打开第二开关阀12。

可以理解的是，在本公开中，除了上述的典型模式，基于本公开提供热泵空调的具体结构，该热泵空调***还可以具有任意适当的热管理模式，本公开对此不再限定。例如，还可以包括对电池的加热模式。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施例，但是，本公开并不限于上述实施例中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施例之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种热泵空调***，其特征在于，包括压缩机、节流装置、室内冷凝器、室外换热器、第一膨胀阀、室内蒸发器及旁通流路；

所述节流装置通过所述旁通流路旁接在所述压缩机的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间；

并且，所述压缩机的制冷剂出口可选择性地与所述室外换热器的第一开口和所述室内冷凝器的制冷剂入口相连，所述室内冷凝器的制冷剂出口和所述室外换热器的第二开口分别与所述第一膨胀阀的第一端口相连，其中，所述第一开口与所述第二开口连通；

所述第一膨胀阀的第二端口与所述室内蒸发器的制冷剂入口相连，所述室内蒸发器的制冷剂出口用于与所述压缩机的制冷剂入口相连。

2.根据权利要求1所述的热泵空调***，其特征在于，所述热泵空调***还包括三通阀，

所述三通阀的进口与所述压缩机的制冷剂出口相连，

所述三通阀的第一出口与所述第一开口、所述旁通流路的进口端均相连；

所述三通阀的第二出口与所述室内冷凝器的制冷剂入口相连。

3.根据权利要求2所述的热泵空调***，其特征在于，所述三通阀为三通比例阀。

4.根据权利要求2所述的热泵空调***，其特征在于，所述热泵空调***还包括第二膨胀阀，

所述第二膨胀阀的第一端口与所述第二开口相连，

所述第二膨胀阀的第二端口与所述室内蒸发器的制冷剂出口、所述第一膨胀阀的第一端口均相连。

5.根据权利要求1所述的热泵空调***，其特征在于，所述节流装置为膨胀阀。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的热泵空调***，其特征在于，所述热泵空调***还包括第一开关阀和电池换热器；

所述电池换热器的制冷剂入口与所述第一膨胀阀的第二端口相连，所述电池换热器的制冷剂出口用于与所述压缩机的制冷剂入口相连；

所述第一开关阀设置在所述电池换热器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间的流路上，或者，所述第一开关阀设置在所述第一膨胀阀的第二端口与所述电池换热器的制冷剂入口之间的流路上。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的热泵空调***，其特征在于，所述热泵空调***还包括第三膨胀阀和电池换热器；

所述电池换热器的制冷剂入口与第一膨胀阀的第二端口相连，所述电池换热器的制冷剂出口用于与所述压缩机的制冷剂入口相连；

所述第三膨胀阀设置在所述电池换热器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间的流路上，或者，所述第三膨胀阀设置在所述电池换热器的制冷剂入口与所述第一膨胀阀的第二端口之间的流路上。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的热泵空调***，其特征在于，所述热泵空调***还包括第二开关阀，

所述第二开关阀设置在所述第一膨胀阀的第二端口与所述室内蒸发器的制冷剂入口之间流路上，或者，所述第二开关阀设置在所述室内蒸发器的制冷剂出口与所述压缩机的制冷剂入口之间的流路上。

9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任意一项所述的热泵空调***。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述热泵空调***具有充电冷却模式，在所述充电冷却模式下，所述压缩机的制冷剂出口与所述室外换热器的第一开口、所述室内冷凝器的制冷剂入口均相连，以通过所述室外换热器和所述室内冷凝器共同散热。

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