电动汽车热泵空调系统及汽车的制作方法

本实用新型涉及电动汽车空调系统领域，具体而言，涉及电动汽车热泵空调系统及汽车。

背景技术：

电动汽车是指以车载电源为动力，用电动机通过动力传动系统驱动车轮转动行驶的车辆。目前电动汽车的种类主要有电动汽车、混合动力汽车、及燃料电池汽车。

随着电动汽车行业的快速发展，热泵空调越来越多的应用到电动汽车上，在冬季，现有的电动汽车通过PTC电加热方式制热，车内空调系统无法对空气进行除湿，导致车窗玻璃出现结雾现象，影响驾驶。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种电动汽车热泵空调系统，以解决现有技术中的电动汽车内空气除湿的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种具备上述电动汽车热泵空调系统的汽车。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种电动汽车热泵空调系统，其包括连接有压缩机和气液分离器的管路回路，所述管路回路用于容许换热介质流通，所述管路回路连接有车内换热器A和车内换热器B；

所述车内换热器A用于制冷或制热，所述车内换热器B用于制冷或制热。

优选的，上述车内换热器A和所述车内换热器B之间设置有用于调节换热介质流量大小的第二节流阀。

优选的，上述压缩机与所述车内换热器A之间设置有用于控制管路通断的第二电磁阀。

优选的，上述气液分离器与所述车内换热器B之间设置有用于控制管路通断的第五电磁阀。

优选的，上述的电动汽车热泵空调系统还包括车外换热器，所述车外换热器两端分别连接第一管路和第二管路，所述第一管路设有分别连接所述气液分离器进口、所述压缩机出气口的接入口，所述第二管路设有分别连接所述车内换热器A、所述车内换热器B、所述气液分离器进口的接入口，每个所述的接入口分别设置有用于控制管路通断的电磁阀。

优选的，上述车内换热器A与所述气液分离器之间还设有第三管路，所述第三管路设有用于控制管路通断的第四电磁阀。

优选的，上述第二管路设有第六电磁阀，所述第六电磁阀用于控制车外换热器与所述车内换热器A和所述车内换热器B同时连接或断开。

优选的，上述第二管路上还设有第一节流阀，所述第一节流阀用于调节流经所述车外换热器的换热介质流量大小。

优选的，上述第二管路与气所述液分离器进口之间的接入口设置于所述第五电磁阀与所述车内换热器B之间，所述第五电磁阀用于同时控制所述车外换热器通过所述第二管路与所述气液分离器的连接或断开及所述车内换热器B与所述气液分离器的连接或断开。

一种汽车，其包括上述的电动汽车热泵空调系统。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型利用冷媒气液变化来对空气进行物理降温、物理加热的形式，既能够实现除湿的效果，还能够不降车内温度，在此基础上还大大节省了电能，不影响或者有利于提高电动汽车的续航能力。

本实用新型通过提供在同一回路上的车内换热器A和车内换热器B，两个换热器能够独立工作，高温高压的冷媒在车内换热器A中放热，后低温高压的冷媒进入车内换热器B内降压，从而冷媒降压气化吸热，吸热的车内换热器B位于风道上游、放热的车内换热器设置于风道下游，空气先经过车内换热器B冷凝析出水分，然后再经过车内换热器A加热，使空气温度回复至进入风道时的温度，利用冷媒的物理状态变化来改变换热器的温度，以实现除去空气中的水分和加热冷空气的效果，达到除湿的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的电动汽车热泵空调系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的除湿模式系统循环原理图；

图3为本实用新型实施例1提供的除湿制热过度模式系统循环原理图；

图4为本实用新型实施例1提供的制冷模式系统循环原理图；

图5为本实用新型实施例1提供的制热模式系统循环原理图；

图6为本实用新型实施例1提供的化霜模式系统循环原理图；

图7为本实用新型实施例1提供的化霜制热同步模式系统循环原理图；

图8为本实用新型实施例2提供的电动汽车热泵空调系统的结构示意图；

图9为本实用新型实施例2提供的除湿模式系统循环原理图；

图10为本实用新型实施例2提供的除湿制热过度模式系统循环原理图；

图11为本实用新型实施例2提供的制冷模式系统循环原理图；

图12为本实用新型实施例2提供的制热模式系统循环原理图；

图13为本实用新型实施例2提供的化霜模式系统循环原理图；

图14为本实用新型实施例2提供的化霜制热同步模式系统循环原理图。

图标：101-压缩机；102-车外换热器；103-第一节流阀；104-第二节流阀；105-车内换热器B；106-车内换热器A；107-气液分离器；110-第一电磁阀；111-第二电磁阀；112-第三电磁阀；113-第四电磁阀；114-第五电磁阀；115-第六电磁阀；116-第七电磁阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，本实用新型的描述中若出现术语“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。

此外，本实用新型的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种电动汽车热泵空调系统，如附图1所示，主要包括用于容许换热介质流通的管路回路，及通过管路连接的压缩机101、气液分离器107、车外换热器102、车内换热器A106、车内换热器B105，上述的管路回路上设置有用于控制通断的电磁阀，及用于调节换热介质流量大小的节流阀。

本实用新型不对换热介质和管路材料进行限制，本实用新型的实施例中换热介质采用冷媒，管路采用冷媒管。

需要说明的是，冷媒是一种容易吸热变成气体，又容易放热变成液体的物质。气态的冷媒增压，容易冷凝放热；液态的冷媒降压，容易气化吸热。

上述的管路包括内管路和外管路。上述的电磁阀包括第一电磁阀110、第二电磁阀111、第三电磁阀112、第四电磁阀113、第五电磁阀114、第六电磁阀115、第七电磁阀116。上述的节流阀包括第一节流阀103和第二节流阀104。

内管路连接压缩机101、气液分离器107、车内换热器A106、车内换热器B105。请参照附图1，压缩机101的进气口与气液分离器107的出口连接，压缩机101的出气口连接与气液分离器107的进口之间依次连接有车内换热器A106和车内换热器B105。

车内换热器A106和车内换热器B105位于车内风道内，请参照附图1，其中车内换热器B105位于风道上游，车内换热器A106位于风道下游。

上述的第二电磁阀111设置于压缩机101与所述车内换热器A106之间，以控制压缩机101与车内换热器A106之间管路的通断。进一步地，第二电磁阀111采用单向阀，使换热介质仅能由压缩机101流向车内换热器A106。

上述的第五电磁阀114设置于气液分离器107与所述车内换热器B105之间，以控制车内换热器B105与气液分离器107之间管路的通断。进一步地，第五电磁阀114采用单向阀，使换热介质仅能由车内换热器B105流向气液分离器107。

上述的第二节流阀104设置于车内换热器A106和所述车内换热器B105之间，以调节换热介质流量大小。

外管路用于将车外换热器102与内管路连接，内管路包括设置于车外换热器102两端的第一管路和第二管路。请参照附图1所示，第一管路设有分别连接所述气液分离器107进口、所述压缩机101出气口的接入口，所述第二管路设有分别连接所述车内换热器A106、所述车内换热器B105、所述气液分离器107进口的接入口。

请参照附图1所示，第一管路与压缩机101出气口的接入口之间设置第一电磁阀110，第一管路与气液分离器107进口之间设置第三电磁阀112。第二管路与车内换热器A106和车内换热器B105之间的接入口通过第六电磁阀115同时控制通断；第二管路与车内换热器B105之间的接入口还设置有第七电磁阀116用于单独控制通断。其中第六电磁阀115和第七电磁阀116采用双向阀。

进一步地，上述的第二管路与气液分离器107进口之间的接入口设置于第五电磁阀114与车内换热器B105之间，上述的第五电磁阀114同时控制两条路径的通断，其一为车外换热器102通过第二管路与气液分离器107的连接或断开，另一为车内换热器B105与气液分离器107的连接或断开。关闭第五电磁阀114时，第二管路仍然与车内换热器B105处于连接状态。

通过上述的各个电磁阀控制其所在的管路通断，并结合上述的压缩机101、气液分离器107、车外换热器102、车内换热器A106、车内换热器B105工作，本电动汽车热泵空调系统能够实现多种模式，包括除湿模式、除湿制热过度模式、制冷模式、制热模式、化霜模式、化霜制热同步模式，其具体工作原理如下所述。

除湿模式

请参照附图2所示，关闭第一电磁阀110、第三电磁阀112、第六电磁阀115、第七电磁阀116均关闭，以切断车外换热器102与内管路的连接，同时关闭第四电磁阀113防止冷媒不经任一换热器直接回流至气液分离器107，开启第二电磁阀111和第二节流阀104，形成“压缩机101-第二电磁阀111-车内换热器A106-第二节流阀104-车内换热器B105-气液分离器107”的循环回路。

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第二电磁阀111进入车内换热器A106，冷媒在车内换热器A106中冷凝放热，用于加热车内的空气，实现制热效果；再经第二节流阀104节流后进入车内换热器B105，冷媒在车内换热器B105进行气化降温，用于对车内的空气实现除湿效果；然后再经过第五电磁阀114进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

本实用新型通过提供在同一回路上的车内换热器A106和车内换热器B105，两个换热器能够独立工作，高温高压的冷媒在车内换热器A106中放热，后低温高压的冷媒进入车内换热器B105内降压，从而冷媒降压气化吸热，吸热的车内换热器B105位于风道上游、放热的车内换热器设置于风道下游，空气先经过车内换热器B105冷凝析出水分，然后再经过车内换热器A106加热，使空气温度回复至进入风道时的温度，利用冷媒的物理状态变化来改变换热器的温度，以实现除去空气中的水分和加热冷空气的效果，达到除湿的目的。

进一步地，为了使冷媒更好地气化吸热，通过第二节流阀104调控进入车内换热器B105的冷媒的流量大小，使冷媒以较小的流量进入车内换热器B105内，从而有利于冷媒气化吸热。

本实用新型利用冷媒气液变化来对空气进行物理降温、物理加热的形式，既能够实现除湿的效果，还能够不降车内温度，在此基础上还大大节省了电能，不影响或者有利于提高电动汽车的续航能力。

除湿制热过度模式

在冬季，空调系统完成除湿除雾后，由除湿模式切换为制热模式时，常常会出现换热器表面残余的冷凝水再次受热蒸发，再次通过风道进入车内的情况，从风道出来的含有水分的空气容易在车窗玻璃上凝结，致使汽车车窗出现结雾的现象，极其影响行驶安全。

除湿制热过度模式用于解决除湿模式切换为制热模式时容易导致车窗结雾的问题。

在除湿模式的基础上，除湿制热过度模式中，外管路的车外换热器102连接内管路，用于冷凝的车内换热器B105断开，具体请参照附图3，在除湿模式的基础上，关闭第五电磁阀114、第七电磁阀116和第二节流阀104，阻止冷媒通过车内换热器B105，打开第三电磁阀112、第六电磁阀115，将车外换热器102接入车内换热器A106和气液分离器107进口之间，形成“压缩机101-第二电磁阀111-车内换热器A106-第六电磁阀115-第一节流阀103-车外换热器102-气液分离器107”的循环回路。

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第二电磁阀111进入车内换热器A106，冷媒在车内换热器A106中冷凝放热，用于加热车内的空气，实现制热效果；再经过第六电磁阀115进入第一节流阀103节流，然后进入车外换热器102中气化吸热，再经过第三电磁阀112进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

通过设置除湿制热过度模式，在除湿模式中用于冷凝水分的车内换热器B105断开，避免冷媒流经车内换热器B105时放热，从而减少残余的冷凝水的再次蒸发量，从而尽可能避免水分混入风道内流通的空气最终进入车内。然后将车内换热器A106与车外换热器102连接，使冷媒在车外换热器102中气化吸热，降低压缩机101加温、加压冷媒所需的能耗。

进一步地，为了使冷媒更好地气化吸热，通过第一节流阀103调控进入车外换热器102的冷媒的流量大小，使冷媒以较小的流量进入车外换热器102内，从而有利于冷媒气化吸热。

制冷模式

请参照附图4，第二电磁阀111、第三电磁阀112、第五电磁阀114和第六电磁阀115、第二节流阀104关闭，第一电磁阀110、第四电磁阀113、第七电磁阀116及第一节流阀103开启，形成“压缩机101-第一电磁阀110-车外换热器102-第一节流阀103-车内换热器B105-车内换热器A106-第四电磁阀113-气液分离器107”的循环回路。车内换热器A106和车内换热器B105同时进行吸热工作，能够对空气二次吸热，提高制冷效果。

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第一电磁阀110进入车外换热器102进行冷凝散热，然后经第一节流阀103节流后进入车内换热器B105，再经过第七电磁阀116进入车内换热器A106；冷媒在车内换热器B105和车内换热器A106中气化吸热，用于冷却车内的空气实现制冷效果。从车内换热器A106出来后的冷媒再经第四电磁阀113进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

制热模式

请参照附图5，第一电磁阀110、第四电磁阀113、第五电磁阀114、第六电磁阀115及第二节流阀104关闭；第二电磁阀111、第三电磁阀112、第七电磁阀116及第一节流阀103开启，形成“压缩机101-第二电磁阀111-车内换热器A106-第七电磁阀116-车内换热器B105-第一节流阀103-车外换热器102-第三电磁阀112-气液分离器107”循环回路。

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第二电磁阀111进入车内换热器A106，再经过第七电磁阀116进入车内换热器B105，冷媒在车内换热器B105和车内换热器A106中冷凝放热，用于加热车内的空气，实现制热效果；然后经第一节流阀103节流后进入车外换热器102中气化吸热，再经过第三电磁阀112进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

化霜模式

在化霜模式下，车内换热器A106和车内换热器B105断开，仅余车外换热器102与压缩机101和气液分离器107连接。请参照附图6，第二电磁阀111、第三电磁阀112、第四电磁阀113、第六电磁阀115、第七电磁阀116及第二节流阀104关闭；第一电磁阀110、第五电磁阀114及第一节流阀103开启，形成“压缩机101-第一电磁阀110-车外换热器102-第一节流阀103-第五电磁阀114-气液分离器107”

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第一电磁阀110进入车外换热器102进行冷凝散热，将车外换热器102表面的霜层融化成水排走，然后经第一节流阀103节流后再经第五电磁阀114进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

化霜制热同步模式

在进入化霜模式对车外换热器102进行化霜时，常常会由于车内换热器停止工作，导致车内温度大幅降低，这不仅会在后期制热时消耗更多的能耗，即使在此时停止送风，车内温度也会因为缺少热源而逐渐降低，大大降低车内舒适性。

因此特别设置化霜、制热同步运行的模式，以解决车化霜时车内温度降低的问题。

在化霜模式的基础上，并联接入车内换热器A106、车外换热器102B，车内、车外的换热器同时运行，同时在风道内设置风门，以控制气流分别流经或不流经车内换热器A106、车内换热器B105。

车外的换热器放热化霜；车内的两个换热器一个吸热、一个放热，通过风道内风门切换，使风道内空气不流经吸热的换热器，避免吹向车内的空气被冷却。本实施例中，风道上游的车内换热器B105吸热，风道下游的车内换热器A106放热，以减少加热后的空气在风道中流动散失热量。

具体的，请参照附图7，第三电磁阀112、第四电磁阀113、第六电磁阀115、第七电磁阀116关闭；第一电磁阀110、第二电磁阀111、第五电磁阀114及第一节流阀103和第二节流阀104开启，形成并联的两个循环回路，其一为“压缩机101-第一电磁阀110-车外换热器102-第一节流阀103-第五电磁阀114-气液分离器107”，另一为“压缩机101-第二电磁阀111-车内换热器A106-第二节流阀104-车内换热器B105-第五电磁阀114-气液分离器107”。

压缩机101排出的高温高压冷媒分两路，一路经第一电磁阀110进入车外换热器102进行冷凝散热，将车外换热器102表面的霜层融化成水排走，然后进入第一节流阀103进行节流；另一路经第二电磁阀111进入车内换热器A106，冷媒在车内换热器A106中冷凝放热，用于加热车内的空气，实现制热效果，然后车内换热器A106出来的冷媒经第二节流阀104节流后进入车内换热器B105，经过车内换热器B105气化吸热后与另一路经第一节流阀103节流后的冷媒汇合，接着经过第五电磁阀114进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

本实用新型通过设置两个车内换热器，并配合风道内风门切换，实现了在化霜情况下，同时对车内空气制热，避免化霜时车内温度降低，提高车内舒适性。

实施例2

在实施例1的基础上，去除第七电磁阀116及其所在的管路，去除单独控制车外换热器102与车内换热器B105通断的管路和第七电磁阀116，如附图1和附图8所示。

本实施例中的热泵空调系统与实施例1中的空调系统均能实现除湿模式、除湿制热过度模式、制冷模式、制热模式、化霜模式、化霜制热同步模式等多种模式。其中本实施例中空调系统的除湿模式、除湿制热过度模式、化霜模式、化霜制热同步模式的循环原理与实施例1相同，都能实现如实施例1中所述的技术效果。

本实施例中的除湿模式的循环原理如附图9所示。

本实施例中的除湿制热过度模式的循环原理如附图10所示。

本实施例中的化霜模式的循环原理如附图13所示。

本实施例中的化霜制热同步模式的循环原理如附图14所示。

而制冷模式和制热模式的原理相同、循环路径略有不同，但也能实现如实施例1中所述的技术效果。

本实施例中的制冷模式的循环原理如附图11所示，其中第二电磁阀111、第三电磁阀112、第五电磁阀114和第六电磁阀115关闭；第一电磁阀110、第四电磁阀113、第一节流阀103和第二节流阀104开启，且第二节流阀104处于最大开启状态，第二节流阀104不进行节流。

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第一电磁阀110进入车外换热器102进行冷凝散热，然后经第一节流阀103节流后进入车内换热器B105，再经过第二节流阀104进入车内换热器A106；冷媒在车内换热器B105和车内换热器A106中气化吸热，用于冷却车内的空气实现制冷效果；从车内换热器A106出来后的冷媒再经第四电磁阀113进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

本实施例中的制热模式的循环原理如附图12所示，其中第一电磁阀110、第四电磁阀113、第五电磁阀114和第六电磁阀115关闭；第二电磁阀111、第三电磁阀112、第一节流阀103和第二节流阀104开启，且第二节流阀104处于最大开启状态，第二节流阀104不进行节流。

压缩机101排出的高温高压冷媒经过第二电磁阀111进入车内换热器A106，再经过第二节流阀104进入车内换热器B105，冷媒在车内换热器B105和车内换热器A106中冷凝放热，用于加热车内的空气，实现制热效果。然后经第一节流阀103节流后进入车外换热器102中气化吸热，再经过第三电磁阀112进入气液分离器107，最后经气液分离器107返回压缩机101吸气口。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。