本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)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(dòng)汽車來說，由于其沒有發(fā)動(dòng)機(jī)余熱作為供暖熱源，采用電池電力進(jìn)行電加熱供暖的方式會(huì)造成電動(dòng)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(shí)可以滿足車室供暖和制冷兩種需求，已成為電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。然而，在車外運(yùn)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(diǎn)。比如車外換熱器在制冷工況下作為冷凝器使用時(shí)，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(jì)時(shí)考慮在其出口設(shè)置一定的過冷段，但當(dāng)車外換熱器在制熱工況下作為蒸發(fā)器使用時(shí)，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(dòng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。因而車外換熱器的設(shè)計(jì)配置成為電動(dòng)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(jì)，避免了電動(dòng)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(yùn)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(dòng)汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決電動(dòng)汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)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(dòng)汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種電動(dòng)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(jī)、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(jī)、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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)；

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(jìn)一步，所述車外換熱器上設(shè)有車外換熱器風(fēng)扇。

進(jìn)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(shí)現(xiàn)除濕、制冷和制熱循環(huán)。

進(jìn)一步，當(dāng)所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行制冷循環(huán)時(shí)，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(jī)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(jī)的入口連接；進(jìn)而形成制冷閉合環(huán)路。

進(jìn)一步，當(dāng)所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行除濕循環(huán)時(shí)，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(jī)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(jī)的入口連接；進(jìn)而形成除濕閉合循環(huán)。

進(jìn)一步，當(dāng)所述熱泵空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行制熱循環(huán)時(shí)，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(jī)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(jī)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(shí)車外換熱器的出口正好是制熱循環(huán)時(shí)車外換熱器的入口。

進(jìn)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(jìn)一步，在所述風(fēng)機(jī)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(shí)，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(dòng)馬達(dá)進(jìn)行閥片角度調(diào)節(jié)，從而可實(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)方向與制冷工況下流動(dòng)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(shí)，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(dòng)馬達(dá)進(jìn)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(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1示出本發(fā)明電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車的熱泵空調(diào)系統(tǒng)的除濕流程圖。

其中，1：壓縮機(jī)；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(jī)；13：新回風(fēng)比調(diào)節(jié)閥；14：調(diào)向風(fēng)閥。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)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(hù)范圍。

實(shí)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)1的之間設(shè)有制冷閥10；所述壓縮機(jī)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(jī)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(jī)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(dòng)馬達(dá)進(jìn)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(shí)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(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(dòng)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(shí)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(dòng)方向與制冷工況下的冷媒在車外換熱器2內(nèi)的流動(dòng)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(dòng)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(dòng)馬達(dá)進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)，這里無法對所有的實(shí)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(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。