一种新能源车辆空调机组、电池散热方法与流程

1.本发明涉及一种针对空调机组，特别涉及一种新能源车辆空调机组。


背景技术：

2.现有技术中的车辆一体化空调机组主要存在下面的不足：
3.目前市面上的一体化空调，只能实现车厢制冷和电池液冷同时工作，无法实现车厢热泵制热的同时给电池制冷。车厢制热若采用开启ptc的方式，会导致整车耗电量增加。
4.目前市面上的电动空调除霜大多采用ptc给玻璃除霜、除雾。耗电量较大，不节能，有的是采用独立燃油泵提供热量用于除霜、除雾。
5.目前市场上的一体化空调在春秋季节时，电池需要制冷但车厢不需要制冷或制暖，这时电池液冷需要开启压缩机工作，此时电池需要的冷量较少，压缩机会出现频繁启动并且每次压缩机运行的时间较短。长时间此状态工作后会造成压缩机损坏寿命将受到影响。
6.运营的电动公交车大部分是在夜间充电，白天上路运营。在夜间充电时，电池会发出较多热量。现有技术中的制热方案，把热量通过空调直接排除到室外，造成了资源浪费。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的是为解决现有技术中的技术问题，提供一种提高资源利用率的新能源车辆空调机组。
8.本发明的另一个主要目的是提供一种应用上述空调机组的电池散热方法。
9.为实现上述目的，本发明的技术方案是：
10.一种新能源车辆空调机组，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置组成的热泵系统，其特征在于：还包括一电池散热器，所述电池散热器与一水泵连接形成用于与电池进行换热的电池散热水环路；
11.所述电池散热器设置于冷凝器处，与冷凝器共用一个冷凝风机。
12.进一步，还包括一电池散热板换，所述电池散热板换的水路入口和出口串接在所述电池散热水环路中，所述电池散热板换的气路入口和出口分别连接压缩机的进气端和第四电子膨胀阀，所述第四电子膨胀阀的另一端与冷凝器连接。
13.进一步，在所述电池散热器的水路入口和水路出口之间并联一支路水管，在所述电池散热器的水路入口处设置有第一电磁阀，在所述支路水管上设置有第二电磁阀。
14.进一步，还包括一水箱，水箱的出水口接入所述电池散热水环路。
15.进一步，所述冷凝器包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器的一端连接四通阀，另一端连接第一电子膨胀阀，所述第二冷凝器的一端连接四通阀，另一端连接第一单向阀的入口，所述第一冷凝器、第二冷凝器位于单向阀一侧的冷媒通道相连通。
16.进一步，所述蒸发器包括第一客室蒸发器、第二客室蒸发器、司机室蒸发器，所述第一客室蒸发器的一端连接四通阀，另一端连接第二电子膨胀阀，所述第二电子膨胀阀的
另一端与所述第一电子膨胀阀、第一单向阀的出口连接；
17.所述第二客室蒸发器的一端连接四通阀，另一端连接第二单向阀的入口，所述第二单向阀的出口与所述第一电子膨胀阀、第一单向阀的出口连接；
18.所述司机室蒸发器的一端连接四通阀，另一端分别连接第三电子膨胀阀和第三单向阀的入口，所述第三电子膨胀阀的另一端与所述第一电子膨胀阀、第一单向阀的出口连接，所述第三单向阀的出口与所述第一电子膨胀阀、第一单向阀的出口连接。
19.进一步，所述第四电子膨胀阀与所述第一电子膨胀阀、第一单向阀的出口连接。
20.本发明的另一个技术方案是：
21.一种应用上述的新能源车辆空调机组的电池散热方法，在电池发热量低时，开启冷凝风机对电池散热水环路中的水降温，所述电池散热水环路与电池进行热交换为电池散热；
22.在电池发热量高时，开启压缩机，冷媒流入蒸发器后进入电池散热板换，对电池散热水环路中的水降温，所述电池散热水环路与电池进行热交换为电池散热。
23.本发明的另一个技术方案是：
24.一种应用上述的新能源车辆空调机组的电池散热方法，开启压缩机，冷媒流入冷凝器后进入电池散热板换，对电池散热水环路中的水降温，所述电池散热水环路与电池进行热交换为电池散热。
25.本发明的另一个技术方案是：
26.一种应用上述的新能源车辆空调机组的电池散热方法，开启压缩机，一部分冷媒流入冷凝器后进入电池散热板换，对电池散热水环路中的水降温，所述电池散热水环路与电池进行热交换为电池散热；
27.另一部分冷媒流入蒸发器为车内制冷。
28.综上内容，本发明所述的一种新能源车辆空调机组、电池散热方法，通过电池散热器设置于冷凝器处，借用空调的冷凝风机，在电池需要冷量较少时，优先开启冷凝风机，利用对外空气对流对电池进行降温，避免了频繁启动压缩机并且也提高了整机的能效比。从电池散热板换吸收的热量通过压缩机和蒸发器输送到车厢内，提升了车厢内的温度，完成了预热，同时节省了大量的能源避免了浪费。
附图说明
29.图1是本发明实施例一的冷媒流向图；
30.图2是本发明实施例二的冷媒流向图；
31.图3是本发明实施例三的冷媒流向图。
32.如图1至图3所示，压缩机1、电池散热器2、水泵3、电池4、电池散热板换5、第一电磁阀6、第二电磁阀7、水箱8、第一冷凝器91、第二冷凝器92、四通阀10、第一客室蒸发器111、第二客室蒸发器112、司机室蒸发器113、第一电子膨胀阀121、第二电子膨胀阀122、第三电子膨胀阀123、第四电子膨胀阀124、第一单向阀131、第二单向阀132、第三单向阀133、冷凝风机14。
具体实施方式
33.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
35.实施例一
36.如图1所示，一种新能源车辆空调机组，包括压缩机1、冷凝器、蒸发器、节流装置组成的热泵系统。还包括一电池散热器2，电池散热器2与一水泵3连接形成用于与电池4进行换热的电池散热水环路。电池散热器2设置于冷凝器处，与冷凝器共用一个冷凝风机。
37.还包括一电池散热板换5，电池散热板换5的水路入口和出口串接在电池散热水环路中，电池散热板换5的气路入口和出口分别连接压缩机1的进气端和第四电子膨胀阀124，第四电子膨胀阀124的另一端与冷凝器连接。
38.在电池散热器2的水路入口和水路出口之间并联一支路水管，在电池散热器2的水路入口处设置有第一电磁阀6，在支路水管上设置有第二电磁阀7
39.还包括一水箱8，水箱8的出水口接入电池散热水环路。
40.冷凝器包括第一冷凝器91和第二冷凝器92，第一冷凝器91的一端连接四通阀10，另一端连接第一电子膨胀阀121，第二冷凝器92的一端连接四通阀10，另一端连接第一单向阀131的入口，第一冷凝器91、第二冷凝器92位于单向阀一侧的冷媒通道相连通。
41.蒸发器包括第一客室蒸发器111、第二客室蒸发器112、司机室蒸发器113。
42.第一客室蒸发器111的一端连接四通阀10，另一端连接第二电子膨胀阀122，第二电子膨胀阀122的另一端与第一电子膨胀阀121、第一单向阀131的出口连接。
43.第二客室蒸发器112的一端连接四通阀10，另一端连接第二单向阀132的入口，第二单向阀132的出口与第一电子膨胀阀121、第一单向阀131的出口连接。
44.司机室蒸发器113的一端连接四通阀10，另一端分别连接第三电子膨胀阀123和第三单向阀133的入口，第三电子膨胀阀123的另一端与第一电子膨胀阀121、第一单向阀131的出口连接，第三单向阀133的出口与第一电子膨胀阀121、第一单向阀131的出口连接。
45.第四电子膨胀阀124与第一电子膨胀阀121、第一单向阀131的出口连接。
46.通过上述一种新能源车辆空调机组的结构组成，本机组可实现客室空调单独运行制冷或制热模式、司机室空调单独运行制热或制热模式、客室空调和司机室空调同时运行制热或制热模式、除霜模式。
47.本实施例的电池散热方法应用于冬季电池充电时，对电池的散热方法。
48.一种应用上述的新能源车辆空调机组的电池散热方法，在电池发热量低时，电池散热水环路中的第一电磁阀6开启，第二电磁阀7关闭，开启冷凝风机14对电池散热水环路中的水降温，电池散热水环路与电池4进行热交换为电池散热。
49.在电池发热量高时，开启压缩机1，冷媒流入第一客室蒸发器111、第二客室蒸发器112、司机室蒸发器113，此时蒸发器起到冷凝作用，冷却后冷媒变成液体。液体冷媒通过第二单向阀132、第三单向阀133进入第四电子膨胀阀124节流，之后进入电池散热板换5，冷媒气化为气体回到气液分离器，然后回到压缩机1进气，完成一次制冷循环，冷媒对电池散热水环路中的水降温，电池散热水环路与电池4进行热交换为电池散热。此时第一单向阀131
不导通，第一电子膨胀阀121、第二电子膨胀阀122、第三电子膨胀阀123均处于关闭状态，电池散热水环路中第二电磁阀7开启，第一电磁阀6关闭。
50.本发明通过电池散热器设置于冷凝器处，借用空调的冷凝风机14，在电池4需要冷量较少时，优先开启冷凝风机14，利用对外空气对流对电池进行降温，避免了频繁启动压缩机1并且也提高了整机的能效比。从电池散热板换5吸收的热量通过压缩机1和蒸发器输送到车厢内，提升了车厢内的温度，完成了预热，同时节省了大量的能源避免了浪费。
51.实施例二
52.本实施例的空调机组结构与实施例一相同，在此不再赘述。
53.如图2所示，本实施例的电池散热方法应用于夏季电池充电时，对电池的散热方法。
54.一种应用上述的新能源车辆空调机组的电池散热方法，开启压缩机1，冷媒流入第一冷凝器91、第二冷凝器92，冷却成液体的冷媒之后通过第一单向阀131流入第四电子膨胀阀124节流，之后进入电池散热板换5，冷媒气化为气体回到气液分离器，然后回到压缩机1进气，完成一次制冷循环，冷媒对电池散热水环路中的水降温，电池散热水环路与电池4进行热交换为电池散热。此时第二单向阀132、第三单向阀133不导通，第一电子膨胀阀121、第二电子膨胀阀122、第三电子膨胀阀123均处于关闭状态。
55.判断冷凝器温度值，当冷凝温度较低时优先通过电池散热器2对电池4进行降温，此时电池散热水环路中的第一电磁阀6开启，第二电磁阀7关闭，压缩机1停机，冷凝风机14开启。当检测冷凝温度较高时，需关闭电池散热器2的散热，避免冷凝风使电池散热水环路中的水升温，此时水路中第二电磁阀7开启，第一电磁阀6关闭。开启压缩机1给电池4散热。
56.实施例三
57.本实施例的空调机组结构与实施例一相同，在此不再赘述。
58.如图3所示，本实施例为夏季客室、司机室制冷时，对电池的散热方法。
59.一种应用上述的新能源车辆空调机组的电池散热方法，开启压缩机1，冷媒流入第一冷凝器91、第二冷凝器92，冷却成液体的冷媒之后通过第一单向阀131分为两部分，一部分冷媒通过第二电子膨胀阀122、第三电子膨胀阀123节流后流入第一客室蒸发器111、第二客室蒸发器112、司机室蒸发器113，换热后给客室和司机室供冷气。另一部分冷媒通过第四电子膨胀阀124节流后流入电池散热板换5，对电池散热水环路中的水降温，电池散热水环路与电池4进行热交换为电池散热。此时第一单向阀131导通，第二单向阀132、第三单向阀133不导通，第一电子膨胀阀121关闭。
60.实施例四
61.本发明所述的除霜模式具体为：
62.在司机室蒸发器113处集成设置有ptc电加热装置，在车辆刚开机时，判定室外温度小于某值时优先使用ptc电加热装置，进行快速除霜除雾。当温度较高时，使用热泵制热进行除霜除雾。相比ptc制热和燃油加热器除霜要更加节能。
63.如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。