一種新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)，本實(shí)用新型通過調(diào)整回路連接方式可分別實(shí)現(xiàn)制冷、制熱、除濕及除霜模式，具有回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定的特點(diǎn)。在制熱模式下，通過形成兩條冷媒行走路徑，既降低了車外換熱器的工作負(fù)荷，又增加了壓縮機(jī)的焓，有效提高了壓縮機(jī)的工作效率，保證可系統(tǒng)的可靠性；在制冷模式與除霜模式下，通過直接連通的旁路而避開不必要的部件，可減少冷媒壓降，降低流阻，從而減小壓縮機(jī)負(fù)擔(dān)，提高壓縮機(jī)工作效率；旁路開啟方式靈活，易于控制，可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了使用范圍。
【專利說明】
一種新能源汽車超低溫?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車空調(diào)領(lǐng)域，具體涉及一種新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前有兩種空調(diào)系統(tǒng)，第一種是燃油汽車使用的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，第二種是電動(dòng)汽車使用的熱栗空調(diào)系統(tǒng)。
[0003]傳統(tǒng)的汽車空調(diào)系統(tǒng)由蒸發(fā)器，膨脹閥，冷凝器，若干管路和壓縮機(jī)組成，其中壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)。在氣溫較高的季節(jié)，通過HVAC的蒸發(fā)器吸收乘員艙內(nèi)的熱量來達(dá)到降溫的目的；在溫度較低季節(jié)，經(jīng)通有發(fā)動(dòng)機(jī)高溫冷卻液的芯體加熱氣體達(dá)到取暖的目的。
[0004]對(duì)電動(dòng)車，由于沒有發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫冷卻液，如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)就要用高壓PTC代替暖風(fēng)芯體來持續(xù)供暖，這便加重了電池的能耗負(fù)擔(dān)。于是有人提出在車上搭載熱栗系統(tǒng)來滿足降溫制熱要求，該系統(tǒng)主要由電動(dòng)壓縮機(jī)，氣液分離器，蒸發(fā)器(部分系統(tǒng)沒有)，車內(nèi)換熱器，車外換熱器和若干管路以及閥構(gòu)成;在高溫天氣下，蒸發(fā)器與車外換熱器相連，在壓縮機(jī)的推動(dòng)下按照傳統(tǒng)制冷模式進(jìn)行降溫;在低溫天氣下，由車外冷凝器與車內(nèi)冷凝器聯(lián)合完成艙內(nèi)采暖，此時(shí)車外換熱器扮演了蒸發(fā)器的角色。熱栗系統(tǒng)的取暖方式相比于僅靠PTC更節(jié)能高效，提高了電動(dòng)車的續(xù)航能力。
[0005]對(duì)于這樣的熱栗系統(tǒng)卻存在以下不足:
[0006]1.在車外換熱器當(dāng)作蒸發(fā)器使用時(shí)容易結(jié)霜，會(huì)增加壓縮機(jī)的功耗甚至損壞系統(tǒng)，單純依靠運(yùn)行停止系統(tǒng)或轉(zhuǎn)換成AC模式來化霜時(shí)，不僅無法有效解決大面積化霜問題，還會(huì)造成乘員艙內(nèi)的溫度波動(dòng)劇烈，嚴(yán)重影響舒適性。
[0007]2.在長(zhǎng)期內(nèi)循環(huán)模式下的制熱容易出現(xiàn)擋風(fēng)玻璃起霧問題，對(duì)空調(diào)箱內(nèi)只有一個(gè)換熱器設(shè)計(jì)的熱栗系統(tǒng)，不能對(duì)艙內(nèi)進(jìn)行除濕處理，會(huì)嚴(yán)重影響行駛安全。
[0008]3.在一般低溫環(huán)境下((TC?-10°C)工作時(shí)，壓縮機(jī)吸氣溫度低下，為了滿足制熱，又必須保持高溫排氣，這就加重了壓縮機(jī)的負(fù)擔(dān)，造成COP低下，不能滿足快速取暖的需求；
[0009]4.—般地，(低溫)熱栗系統(tǒng)工作極限在-10°C左右，限制了搭載該系統(tǒng)電動(dòng)車的使用區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用范圍寬、可輕松滿足用戶降溫、制熱需求的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)。
[0011 ]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、氣液分離器、車內(nèi)換熱器、蒸發(fā)器、車外換熱器以及蒸汽噴射器;所述蒸汽噴射器的一個(gè)入口端與TXVI及兩通閥Π出口端相串聯(lián)，所述兩通閥Π的入口端與蒸汽噴射器的另一入口端相并聯(lián);所述壓縮機(jī)的高壓端口通過三通換向閥I與車內(nèi)換熱器相連接，所述車內(nèi)換熱器通過兩通閥m與兩通閥π的入口端相連接，所述蒸汽噴射器的一個(gè)出口端依次通過三通換向閥n、m與車外換熱器的入口端相連接，所述車外換熱器的出口端依次通過三通換向閥IV、氣液分離器與壓縮機(jī)的低壓端口連接在一起，所述蒸汽噴射器的另一個(gè)出口端與壓縮機(jī)的中壓端口相連;所述三通換向閥IV的另一端口依次通過τχνπ、蒸發(fā)器、兩通閥I與氣液分離器的入口端相連接，所述三通換向閥m的另一端口通過Exv與車外換熱器的入口端相連接。
[0012]進(jìn)一步，所述三通換向閥I的另一端口與兩通閥m的入口端相連接。
[0013]進(jìn)一步，所述兩通閥m的入口端與三通換向閥π的另一端口相連接。
[0014]進(jìn)一步，所述車外換熱器與氣液分離器之間還設(shè)有熱交換器。
[0015]進(jìn)一步，所述車外換熱器為雙層芯體結(jié)構(gòu)，其中一層芯體與外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連成循環(huán)回路，所述外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要由散熱器及冷卻裝置組成。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:本空調(diào)系統(tǒng)可通過調(diào)整回路連接方式分別實(shí)現(xiàn)制冷、制熱、除濕及除霜模式，能滿足在-20°C氣候下的制熱要求，能在車外換熱器遭遇霜凍時(shí)進(jìn)行快速化解，避免了艙內(nèi)的溫度驟變，保證了乘員的舒適感，具有回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0017]在制熱模式下，通過形成兩條冷媒行走路徑，既降低了車外換熱器的工作負(fù)荷，又增加了壓縮機(jī)的焓，有效提高了壓縮機(jī)的工作效率，保證可系統(tǒng)的可靠性;在制冷模式與除霜模式下，通過直接連通的旁路而避開不必要的部件，可減少冷媒壓降，降低流阻，從而減小壓縮機(jī)負(fù)擔(dān)，提高壓縮機(jī)工作效率;旁路開啟方式靈活，易于控制，可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了使用范圍；通過設(shè)置熱交換器或雙層芯體結(jié)構(gòu)的車外換熱器，進(jìn)一步利用汽車的廢熱，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效的目的。
【附圖說明】
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實(shí)用新型提供如下附圖進(jìn)行說明:
[0019]圖1為本實(shí)用新型的原理圖；
[0020]圖2為制熱循環(huán)示意圖；
[0021 ]圖3為加裝熱交換器的系統(tǒng)原理圖；
[0022]圖4為雙層芯體結(jié)構(gòu)車外換熱器的系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0024]如圖所示，本實(shí)用新型中的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)1、氣液分離器2、車內(nèi)換熱器3、蒸發(fā)器4、車外換熱器5以及蒸汽噴射器6;所述蒸汽噴射器6的一個(gè)入口端與TXVI7及兩通閥Π 8出口端相串聯(lián)，所述兩通閥Π 8的入口端與蒸汽噴射器6的另一入口端相并聯(lián);所述壓縮機(jī)I的高壓端口通過三通換向閥19與車內(nèi)換熱器3相連接，所述車內(nèi)換熱器3通過兩通閥ΙΠ10與兩通閥Π 8的入口端相連接，所述蒸汽噴射器6的一個(gè)出口端依次通過三通換向閥Π 11、m 12與車外換熱器5的入口端相連接，所述車外換熱器5的出口端依次通過三通換向閥IV13、氣液分離器2與壓縮機(jī)I的低壓端口連接在一起，所述蒸汽噴射器6的另一個(gè)出口端與壓縮機(jī)I的中壓端口相連;所述三通換向閥IV13的另一端口依次通過TXV Π 14、蒸發(fā)器4、兩通閥115與氣液分離器2的入口端相連接，所述三通換向閥ΙΠ12的另一端口通過EXV與車外換熱器5的入口端相連接。該空調(diào)系統(tǒng)通過三通換向閥與兩通閥對(duì)不同部分進(jìn)行連接，可根據(jù)情況分別實(shí)現(xiàn)制冷、制熱、除濕及除霜模式，具有回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、流阻小，反應(yīng)迅速且穩(wěn)定的特點(diǎn)，適于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。
[0025]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述三通換向閥19的另一端口與兩通閥m1的入口端相連接。即車內(nèi)換熱器3具有一個(gè)可選擇的旁路，在制冷模式下，從壓縮機(jī)I內(nèi)出來的冷媒可直接通過該旁路而不經(jīng)過車內(nèi)換熱器3進(jìn)入蒸汽噴射器6，可減少冷媒壓降，降低流阻，從而減小壓縮機(jī)I負(fù)擔(dān)，提高壓縮機(jī)I工作效率。
[0026]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述兩通閥m1的入口端與三通換向閥Π11的另一端口相連接。即蒸汽噴射器6具有一個(gè)可選擇的旁路，在制冷模式與除霜模式下，直接通過該旁路而不經(jīng)過蒸汽噴射器6進(jìn)車外換熱器5，可減少冷媒壓降，降低流阻，從而減小壓縮機(jī)I負(fù)擔(dān)，提高壓縮機(jī)I工作效率。該旁路可根據(jù)情況與車內(nèi)換熱器3旁路配合開啟，最大程度的減小壓降損失。
[0027]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述車外換熱器5與氣液分離器2之間還設(shè)有熱交換器16。此處的熱交換器16可對(duì)汽車的廢熱(馬達(dá)等電器件的散熱)進(jìn)行收集，待流入壓縮機(jī)I的冷媒穿過熱交換器16時(shí)得到加熱，既能增加流入壓縮機(jī)I冷媒的焓，進(jìn)一步提高壓縮機(jī)I的效率;又盡可能的利用了車輛能量，滿足了節(jié)能高效的要求。
[0028]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述車外換熱器5為雙層芯體結(jié)構(gòu)，其中一層芯體與外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連成循環(huán)回路，所述外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要由散熱器17及冷卻裝置18組成。
[0029]具體的，雙層芯體的車外換熱器2，一層流過冷媒，另一層流過馬達(dá)制冷劑，在低溫時(shí)控制水路三通閥19，使冷卻裝置18內(nèi)的冷卻液轉(zhuǎn)向流入車外換熱器5的制冷劑層，再回到冷卻裝置18。此時(shí)車輛前端的進(jìn)氣先經(jīng)過制冷劑層加熱后再經(jīng)過冷媒層降溫，可降低車外換熱器5的熱負(fù)荷。
[0030]—種適用于上述的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)的控制方法，主要包括以下步驟:
[0031 ] (I)制冷循環(huán):關(guān)閉兩通閥Π 8，壓縮機(jī)I做功，經(jīng)三通換向閥19流向三通換向閥Π
11、m 12及車外換熱器5，然后冷媒通過三通換向閥IV13流經(jīng)TXV Π 14、蒸發(fā)器4、兩通閥115與氣液分離器2后返回壓縮機(jī)I。
[0032]具體的，從壓縮機(jī)I內(nèi)流出的冷媒通過三通換向閥19可選擇性經(jīng)過車內(nèi)換熱器3或不經(jīng)過車內(nèi)換熱器3到達(dá)兩通閥m1入口端處，到達(dá)兩通閥m1入口端處的冷媒可選擇性經(jīng)過蒸汽噴射器6或不經(jīng)過蒸汽噴射器6到達(dá)三通換向閥Π。在冷媒不經(jīng)過車內(nèi)換熱器3和/或不經(jīng)過蒸汽噴射器6而到達(dá)三通換向閥Π時(shí)，由于避開了車內(nèi)換熱器3和/或蒸汽噴射器6，從而減少了冷媒壓降，降低了流阻，使壓縮機(jī)I負(fù)擔(dān)有所減小，進(jìn)一步提高了壓縮機(jī)I的工作效率。
[0033](2)制熱循環(huán):壓縮機(jī)I做功，經(jīng)三通換向閥19流向車內(nèi)換熱器3，此時(shí)空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)吸入空調(diào)系統(tǒng)被車內(nèi)換熱器3加熱，再送入乘員艙內(nèi)取暖;然后冷媒經(jīng)過兩通閥m1流向蒸汽噴射器6，打開兩通閥Π 8，冷媒被分成兩條路徑，一條經(jīng)由TXVI7節(jié)流降壓后直接回到壓縮機(jī)I的中壓端口，另一條則依次經(jīng)過蒸汽噴射器6、三通換向閥Π 11、m 12后流入EXV節(jié)流降壓，再通過車外換熱器5與氣液分離器2回到壓縮機(jī)I;在該循環(huán)模式下，車外換熱器5作為蒸發(fā)器工作，兩條路徑中，一條路徑中的冷媒經(jīng)過蒸汽噴射器6及EXV降溫降壓，從而降低了車外換熱器5的工作負(fù)荷，另一條路徑中的冷媒則溫度較高，壓力較高，直接進(jìn)入壓縮機(jī)I，可增加壓縮機(jī)I的焓，從而提高了壓縮機(jī)I的工作效率。
[0034](3)除濕循環(huán):在(2)狀態(tài)下，關(guān)閉EXV，使三通換向閥ΙΠ12直接與車外換熱器5連通，改變?nèi)〒Q向閥IV13連通狀態(tài)，關(guān)閉三通換向閥IV13與氣液分離器2的連接支路，開啟三通換向閥IV13與蒸發(fā)器4、氣液分離器2的連接支路，使冷媒流向蒸發(fā)器4后再回到氣液分離器2和壓縮機(jī)I，此時(shí)氣流經(jīng)過蒸發(fā)器4除濕后再經(jīng)過車內(nèi)換熱器3加熱。
[0035]為了提高制熱效率，減小換熱器熱負(fù)荷，空調(diào)系統(tǒng)模式會(huì)使用一段時(shí)間的內(nèi)循環(huán)，在艙內(nèi)成員較多時(shí)，空氣相對(duì)濕度會(huì)增加，持續(xù)的內(nèi)循環(huán)取暖會(huì)導(dǎo)致?lián)躏L(fēng)玻璃內(nèi)表面出現(xiàn)起霧現(xiàn)象，為滿足安全要求須對(duì)進(jìn)氣進(jìn)行除濕處理;在制熱循環(huán)回路上，改變?nèi)〒Q向閥m
12,使冷媒不經(jīng)過EXV而直接進(jìn)入車外換熱器5冷凝，改變?nèi)〒Q向閥IV13，使冷媒流向蒸發(fā)器4后再回到氣液分離器2和壓縮機(jī)I，即可實(shí)現(xiàn)氣流的先除濕再加熱。
[0036](4)除霜循環(huán):在(2)狀態(tài)下，關(guān)閉兩通閥Π8與蒸汽噴射器6，直接連通車內(nèi)換熱器3與三通換向閥Π 11，S卩連通蒸汽噴射器6旁路，關(guān)閉EXV，使三通換向閥ΙΠ12直接與車外換熱器5連通，從車內(nèi)換熱器3流出的冷媒直接進(jìn)入車外換熱器5，后通過三通換向閥IV13直接回到氣液分離器2。在較低溫的氣候，空氣中存在較高的相對(duì)濕度，在運(yùn)行熱栗循環(huán)時(shí)車外換熱器5(此時(shí)作為蒸發(fā)器使用)的表面溫度接近O度甚至更低，極易遭遇結(jié)霜問題。該循環(huán)模式下既能快速除霜，又能保證艙內(nèi)取暖的正常進(jìn)行。全程化霜最多30秒便可完成。
[0037]最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本實(shí)用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，其特征在于:包括壓縮機(jī)、氣液分離器、車內(nèi)換熱器、蒸發(fā)器、車外換熱器以及蒸汽噴射器;所述蒸汽噴射器的一個(gè)入口端與TXVI及兩通閥Π出口端相串聯(lián)，所述兩通閥Π的入口端與蒸汽噴射器的另一入口端相并聯(lián);所述壓縮機(jī)的高壓端口通過三通換向閥I與車內(nèi)換熱器相連接，所述車內(nèi)換熱器通過兩通閥m與兩通閥π的入口端相連接，所述蒸汽噴射器的一個(gè)出口端依次通過三通換向閥π、m與車外換熱器的入口端相連接，所述車外換熱器的出口端依次通過三通換向閥IV、氣液分離器與壓縮機(jī)的低壓端口連接在一起，所述蒸汽噴射器的另一個(gè)出口端與壓縮機(jī)的中壓端口相連;所述三通換向閥IV的另一端口依次通過τχνπ、蒸發(fā)器、兩通閥I與氣液分離器的入口端相連接，所述三通換向閥m的另一端口通過Exv與車外換熱器的入口端相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述三通換向閥I的另一端口與兩通閥m的入口端相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述兩通閥m的入口端與三通換向閥π的另一端口相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述車外換熱器與氣液分離器之間還設(shè)有熱交換器。5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的新能源汽車超低溫?zé)崂蹩照{(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述車外換熱器為雙層芯體結(jié)構(gòu)，其中一層芯體與外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連成循環(huán)回路，所述外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要由散熱器及冷卻裝置組成。
【文檔編號(hào)】B60H1/00GK205674812SQ201620596448
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日 公開號(hào)201620596448.9, CN 201620596448, CN 205674812 U, CN 205674812U, CN-U-205674812, CN201620596448, CN201620596448.9, CN205674812 U, CN205674812U
【發(fā)明人】王曉勇, 黃龍, 李廣, 蘇濤
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