本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車空調(diào)是汽車車室舒適性及行駛安全性的必要保證，是汽車的重要組成部分。對于電動汽車來說，由于其沒有發(fā)動機余熱作為供暖熱源，采用電池電力進行電加熱供暖的方式會造成電動汽車行駛里程大大縮減。相比于電加熱供暖方式，熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以節(jié)約大量的能耗，同時可以滿足車室供暖和制冷兩種需求，已成為電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。然而，在車外運行工況復(fù)雜多變的條件下，熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的車外換熱器兼作蒸發(fā)器和冷凝器而面臨的多種技術(shù)難點。比如車外換熱器在制冷工況下作為冷凝器使用時，需要使其出口冷媒滿足一定的過冷度以提高系統(tǒng)的制冷能效，這就需要車外換熱器設(shè)計時考慮在其出口設(shè)置一定的過冷段，但當車外換熱器在制熱工況下作為蒸發(fā)器使用時，該過冷段的存在卻特別不利于蒸發(fā)器末端氣態(tài)冷媒的流動，嚴重影響系統(tǒng)性能。因而車外換熱器的設(shè)計配置成為電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。

本發(fā)明主要通過熱泵空調(diào)系統(tǒng)流程的設(shè)計，避免了電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)中車外換熱器在制冷和制熱兩種工況下互相制約的局限性，使其在各種工況下均具有較高的換熱效率，解決車外換熱器在車外運行工況復(fù)雜多變的條件下，兼作蒸發(fā)器和冷凝器而面臨的難題，而且本發(fā)明的熱泵空調(diào)系統(tǒng)兼具制冷、制熱和除霧三種功能，為電動汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)在運行工況復(fù)雜多變條件下的節(jié)能問題，以及車外換熱器兼作蒸發(fā)器和冷凝器而面臨的互相制約問題。本發(fā)明提供一種電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，該熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括冷媒系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)；

所述冷媒系統(tǒng)包括壓縮機、車外換熱器、氣液分離器、制熱用膨脹閥和制冷/除濕用膨脹閥；

所述風(fēng)系統(tǒng)包括：風(fēng)機、新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥、風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器、風(fēng)道內(nèi)冷凝器和調(diào)向風(fēng)閥；所述風(fēng)系統(tǒng)安裝在風(fēng)道中。

所述壓縮機與風(fēng)道內(nèi)冷凝器、制熱用膨脹閥、制冷/除濕用膨脹閥、風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器和氣液分離器通過冷媒管道依次連接形成閉合環(huán)路；

所述壓縮機和制熱用膨脹閥之間并聯(lián)連接車外換熱器；

所述制熱用膨脹閥的兩端并聯(lián)連接有除濕閥；

所述車外換熱器和壓縮機的之間設(shè)有制冷閥；

所述制冷閥和氣液分離器之間設(shè)有制熱閥；

所述風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥；

所述新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥和風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器之間設(shè)置風(fēng)機；

所述風(fēng)道內(nèi)冷凝器設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器的左側(cè)；靠近風(fēng)道內(nèi)冷凝器的右側(cè)設(shè)置調(diào)向風(fēng)閥；

所述車外換熱器為雙向適用換熱器。

進一步，所述車外換熱器上設(shè)有車外換熱器風(fēng)扇。

進一步，所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)的通過切換除濕閥、制冷閥和制熱閥分別實現(xiàn)除濕、制冷和制熱循環(huán)。

進一步，當所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行制冷循環(huán)時，關(guān)閉熱泵空調(diào)系統(tǒng)的除濕閥和制熱閥，打開制冷閥；所述壓縮機的出口與制冷閥的入口連接，制冷閥的出口與車外換熱器的入口連接；車外換熱器的出口與制冷/除濕用膨脹閥入口連接；制冷/除濕用膨脹閥的出口與風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器的入口連接；風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器的出口和氣液分離器的入口連接；氣液分離器的出口與壓縮機的入口連接；進而形成制冷閉合環(huán)路。

進一步，當所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行除濕循環(huán)時，關(guān)閉熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷閥和制熱閥，打開除濕閥；所述壓縮機的出口與風(fēng)道內(nèi)冷凝器的入口連接；風(fēng)道內(nèi)冷凝器的出口與除濕閥的入口連接；除濕閥的出口與制冷/除濕用膨脹閥的入口連接；制冷/除濕用膨脹閥的出口與風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器的入口連接；風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器的出口與氣液分離器的入口連接；氣液分離器的出口與壓縮機的入口連接；進而形成除濕閉合循環(huán)。

進一步，當所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行制熱循環(huán)時，關(guān)閉熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷閥和除濕閥，打開制熱閥；所述壓縮機的出口與風(fēng)道內(nèi)冷凝器的入口連接；風(fēng)道內(nèi)冷凝器的出口與制熱用膨脹閥的入口連接；制熱用膨脹閥的出口與車外換熱器的入口連接；車外換熱器的出口與制熱閥的入口連接；制熱閥的出口與氣液分離器的入口連接；氣液分離器的出口與壓縮機的入口連接；從而形成制熱閉合循環(huán)。

由于車外換熱器為雙向適用換熱器；因此制冷閉合循環(huán)時車外換熱器的出口正好是制熱循環(huán)時車外換熱器的入口。

進一步，所述風(fēng)系統(tǒng)還包括新風(fēng)入口、回風(fēng)入口、吹面風(fēng)口、吹腳風(fēng)口和擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口；所述新風(fēng)入口和回風(fēng)入口設(shè)置在風(fēng)系統(tǒng)左端；所述吹面風(fēng)口、吹腳風(fēng)口和擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口設(shè)置在風(fēng)系統(tǒng)右端。

進一步，在所述風(fēng)機的作用下，新風(fēng)和回風(fēng)經(jīng)新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥混合，混合后依次經(jīng)風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器和風(fēng)道內(nèi)冷凝器處理，然后經(jīng)由吹面風(fēng)口、吹腳風(fēng)口或檔風(fēng)玻璃防霧風(fēng)口送入車廂內(nèi)。

本發(fā)明的擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口在制熱循環(huán)時，需持續(xù)送風(fēng)，以免車前擋風(fēng)玻璃結(jié)霧。

本發(fā)明的新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥采用無極調(diào)節(jié)的電動馬達進行閥片角度調(diào)節(jié)，從而可實現(xiàn)新、回風(fēng)混合比例的無級調(diào)節(jié)，以保證車前擋風(fēng)玻璃不結(jié)霧的情況下，最大限度地提高回風(fēng)利用率，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明的電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)兼具制冷、制熱和除濕三種功能，為電動汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。

2、本發(fā)明的電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的車外換熱器為雙向適用換熱器，制熱工況下冷媒在車外換熱器的流動方向與制冷工況下流動方向相反，避免了車外換熱器在制冷和制熱兩種工況下互相制約的局限性。

3、本發(fā)明的擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口在制熱供暖工況時，保持持續(xù)送風(fēng)，避免車前擋風(fēng)玻璃結(jié)霧，新回風(fēng)調(diào)節(jié)閥采用無級調(diào)節(jié)的電動馬達進行閥片角度調(diào)節(jié)，在保證車前擋風(fēng)玻璃不結(jié)霧的情況下，最大限度地提高回風(fēng)利用率，降低系統(tǒng)能耗。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發(fā)明電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理示意圖；

圖2示出了本發(fā)明各工況流程圖；其中,(a)示出了本發(fā)明電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷流程圖；(b)示出了本發(fā)明電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制熱流程圖；(c)示出了本發(fā)明電動汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的除濕流程圖。

其中，1：壓縮機；2：車外換熱器；3：車外換熱器風(fēng)扇；4：風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器；5：風(fēng)道內(nèi)冷凝器；6：氣液分離器；7：制熱用膨脹閥；8：制冷/除濕用膨脹閥；9：除濕閥；10：制冷閥；11：制熱閥；12：風(fēng)機；13：新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥；14：調(diào)向風(fēng)閥。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例

該熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括冷媒系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)；

所述冷媒系統(tǒng)內(nèi)包括壓縮機1、車外換熱器2、氣液分離器6、制熱用膨脹閥7和制冷/除濕用膨脹閥8；

所述風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)包括：風(fēng)機12、新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥13、風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4、風(fēng)道內(nèi)冷凝器5和調(diào)向風(fēng)閥14；

所述壓縮機1與風(fēng)道內(nèi)冷凝器5、制熱用膨脹閥7、制冷/除濕用膨脹閥8、風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4和氣液分離器6通過冷媒管道依次連接形成閉合環(huán)路；

所述壓縮機1和制熱用膨脹閥7之間并聯(lián)連接車外換熱器2；

所述制熱用膨脹閥7的兩端并聯(lián)連接有除濕閥9；

所述車外換熱器2和壓縮機1的之間設(shè)有制冷閥10；所述壓縮機1的出口和制熱用膨脹閥7之間設(shè)置車外換熱器2；

所述制熱用膨脹閥7兩端之間設(shè)有除濕閥9；

所述車外換熱器2和壓縮機1的出口之間設(shè)有制冷閥10；

所述制冷閥10和氣液分離器6之間設(shè)有制熱閥11；

所述風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥13；

所述新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥13和風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4之間設(shè)置風(fēng)機12；

所述風(fēng)道內(nèi)冷凝器5設(shè)置在風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4的左側(cè)；靠近風(fēng)道內(nèi)冷凝器5的右側(cè)設(shè)置調(diào)向風(fēng)閥14；

所述車外換熱器2為雙向適用換熱器；車外換熱器2上設(shè)有車外換熱器風(fēng)扇3。

所述風(fēng)系統(tǒng)還包括新風(fēng)入口、回風(fēng)入口、吹面風(fēng)口、吹腳風(fēng)口和擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口；所述新風(fēng)入口和回風(fēng)入口設(shè)置在風(fēng)系統(tǒng)左端；

所述吹面風(fēng)口、吹腳風(fēng)口和擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口設(shè)置在風(fēng)系統(tǒng)右端。

所述新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥13是采用無極調(diào)節(jié)的電動馬達進行閥片角度調(diào)節(jié)。

所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)的通過切換除濕閥9、制冷閥10和制熱閥11分別實現(xiàn)制冷、制熱和除濕循環(huán)，循環(huán)流程如下：

制冷循環(huán)：關(guān)閉除濕閥9和制熱閥11，開啟制冷閥10；冷媒經(jīng)壓縮機1的出口流出后，經(jīng)過制冷閥10、車外換熱器2、制冷/除濕用膨脹閥8、風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4和氣液分離器6后回到壓縮機1的入口，完成制冷循環(huán)。

調(diào)向風(fēng)閥14將風(fēng)道內(nèi)冷凝器5的流道關(guān)閉，在風(fēng)機12的作用下，新風(fēng)與回風(fēng)經(jīng)新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥13混合后經(jīng)風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4進行冷卻處理，冷卻處理后經(jīng)由風(fēng)道內(nèi)冷凝器5邊側(cè)的風(fēng)道，再經(jīng)由吹面風(fēng)口、吹腳風(fēng)口或擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口送人車廂內(nèi)。

制熱循環(huán)：關(guān)閉除濕閥9和制冷閥10，開啟制熱閥11；冷媒經(jīng)壓縮機1的出口流出后，經(jīng)風(fēng)道內(nèi)冷凝器5、制熱用膨脹閥7、車外換熱器2、制熱閥11、氣液分離器6后回到壓縮機1的入口，完成制熱循環(huán)。

調(diào)向風(fēng)閥14將風(fēng)道內(nèi)冷凝器5的流道打開，在風(fēng)機12的作用下，新風(fēng)與回風(fēng)經(jīng)調(diào)節(jié)閥13混合后經(jīng)風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4，再經(jīng)由風(fēng)道內(nèi)冷凝器5進行加熱處理，加熱處理后經(jīng)由擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口、吹面風(fēng)口或吹腳風(fēng)口或送人車廂內(nèi)。

除濕循環(huán)：關(guān)閉制熱閥11和制冷閥10，開啟除濕閥9；冷媒經(jīng)壓縮機1出口流出后，經(jīng)風(fēng)道內(nèi)冷凝器5、除濕閥9、制冷/除濕用膨脹閥8、風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4、氣液分離器6后回到壓縮機1的入口，完成除濕循環(huán)。

調(diào)向風(fēng)閥14將風(fēng)道內(nèi)冷凝器5的流道打開，在風(fēng)機12的作用下，新風(fēng)與回風(fēng)經(jīng)調(diào)節(jié)閥13混合后經(jīng)風(fēng)道內(nèi)蒸發(fā)器4冷卻除濕，再經(jīng)由風(fēng)道內(nèi)冷凝器5加熱處理，加熱處理后經(jīng)由擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口、吹面風(fēng)口或吹腳風(fēng)口或送人車廂內(nèi)。

本發(fā)明的電動汽車的空調(diào)熱泵系統(tǒng)方案系統(tǒng)通過切換除濕閥9、制冷閥10和制熱閥11分別實現(xiàn)制冷、制熱和除濕循環(huán)；從而使得制熱工況下冷媒在車外換熱器2的流動方向與制冷工況下的冷媒在車外換熱器2內(nèi)的流動相反。避免了車外換熱器在制冷和制熱兩種工況下互相制約的局限性。并兼具制冷、制熱和除霧三種功能，為電動汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。通過擋風(fēng)玻璃除霧風(fēng)口保持持續(xù)送風(fēng)的方式，避免前擋風(fēng)玻璃結(jié)霧，新回風(fēng)調(diào)節(jié)閥采用無級調(diào)節(jié)的電動馬達進行閥片角度調(diào)節(jié)，在保證車前擋風(fēng)玻璃不結(jié)霧的情況下，最大限度地提高回風(fēng)利用率，降低系統(tǒng)能耗。

本文中所采用的描述方位的詞語“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。