车载空调系统及车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车载空调系统及车辆。

背景技术：

为了提高电池充放电效率，需要有合适的工作温度，过高或过低都会对其性能及续航能力造成很大影响。相关技术中，通过设置独立的冷却通道为电池进行降温，另外，还有一些车辆结合空调系统为电池进行控温，通过空调系统为流经电池的冷却液进行换热，以实现对电池的降温或升温。它们均采用电池液冷的技术，结构复杂且降温效率低，不能满足电池的温度需求。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种车载空调系统，所述车载空调系统具有结构简单、性能佳的优点。

本实用新型还提出一种具有上述车载空调系统的车辆。

根据本实用新型实施例的车载空调系统，包括：第一回路和第二回路，所述第一回路包括压缩机、第一室内换热器、换热板以及室外换热器；所述第二回路包括循环泵、以及换热板，所述第二回路与电池包冷却支路连通。

根据本实用新型实施例的车载空调系统，通过设置第一回路和第二回路，电池包冷却支路可以通过换热板融合至车载空调系统中，车载空调系统在为室内制热或制冷的时候，可以为电池包冷却支路冷却或加热，以实现电池包冷却支路附近的电池温度的调节，从而可以提高电池的使用性能、延长电池的工作寿命，该系统结构简单且能够以更经济、更节能的方式满足了车辆以及电池的加热与冷却需求。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一回路还包括：第一换向阀，所述第一换向阀包括第一阀口、第二阀口、第三阀口和第四阀口；所述压缩机包括吸气口和排气口，所述第一阀口通过冷媒管路与所述吸气口连通，所述第四阀口通过冷媒管路与所述排气口连通；所述室外换热器的一端通过冷媒管路与所述第三阀口连通；所述换热板的一端通过冷媒管路与所述室外换热器的另一端连通，所述换热板的另一端通过冷媒管路与所述第一室内换热器的一端连通，所述第一室内换热器的另一端通过冷媒管路与所述第二阀口连通，所述换热板与所述室外换热器之间设有第一节流阀，所述换热板与所述第一室内换热器之间设有第二节流阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二回路还包括用于对所述第二回路供水的水箱。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热板上设有翅片。

在本实用新型的一些实施例中，所述车载空调系统还包括：第一传感器，所述第一传感器位于所述第一节流阀和所述换热板之间；第二传感器，所述第二传感器位于所述第二节流阀和所述换热板之间；所述第一传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器；所述第二传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器。

在本实用新型的一些实施例中，所述车载空调系统还包括：第二室内换热器，所述第二室内换热器连接在所述第三阀口和所述室外换热器之间，所述第二室内换热器设于所述第一室内换热器处。

在本实用新型的一些实施例中，所述车载空调系统还包括气液分离器，所述气液分离器包括进口和出口，所述进口与所述第一阀口连通，所述出口与所述吸气口连通。

在本实用新型的一些实施例中，所述车载空调系统还包括：第三传感器，所述第三传感器设于所述出口与所述吸气口之间；第四传感器，所述第四传感器设于所述进口与所述第一阀口之间；所述第三传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器；所述第四传感器为温度传感器、压力传感器或温压传感器。

在本实用新型的一些实施例中，当所述车载空调系统处于制冷状态时，所述第一阀口与所述第二阀口在所述第一换向阀内部连通，所述第三阀口与所述第四阀口在所述第一换向阀内部连通，当所述车载空调系统处于制热状态时，所述第一阀口与所述第三阀口在所述第一换向阀内部连通，所述第二阀口与所述第四阀口在所述第一换向阀内部连通。

根据本实用新型的一些实施例，还包括第二换向阀，所述电池包冷却支路通过所述第二换向阀与所述第二回路连通，所述第二换向阀定时换向或者根据所述电池包冷却支路进出口处制冷剂的温度换向。

根据本实用新型实施例的车辆，包括如上所述的车载空调系统。

根据本实用新型实施例的车辆，，通过设置第一回路和第二回路，电池包冷却支路可以通过换热板融合至车载空调系统中，车载空调系统在为室内制热或制冷的时候，可以为电池包冷却支路附近的电池冷却或加热，以实现电池温度的调节，从而可以提高电池的使用性能、延长电池的工作寿命，该系统结构简单且能够以最经济、最节能的方式满足了车辆以及电池的加热与冷却需求。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的车载空调系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的车载空调系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的车辆的结构示意图。

附图标记：

车载空调系统1，车辆2，

压缩机10，吸气口11，排气口12，气液分离器20，进口21，出口22，第一室内换热器30，室外换热器40，第二室内换热器50，

第一节流阀60，第二节流阀70，

第一换向阀80，第一阀口81，第二阀口82，第三阀口83，第四阀口84，

电池100，

第一传感器110，第二传感器120，第三传感器130，第四传感器140。

换热板150，循环泵160，水箱170，

第一回路200，第二回路300。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图2所示，根据本实用新型实施例的车载空调系统1，包括第一回路200和第二回路300，第一回路200包括压缩机10、第一室内换热器30、换热板150以及室外换热器40，第二回路300包括循环泵160、换热板150以及电池包冷却支路。可以理解的是，压缩机10、第一室内换热器30、换热板150以及室外换热器40可以构造形成一个循环回路。循环泵160、换热板150以及电池包冷却支路可以构造形成一个循环回路。第一回路200与第二回路300均可以经过换热板150。第一室内换热器30、室外换热器40及换热板150可以通过第一回路200中的流体(如冷媒)进行热交换，换热板150与电池包冷却支路可以通过第二回路300中的流体(如冷却水)进行热交换，以实现电池包冷却支路与第一室内换热器30、室外换热器40的间接热交换。电池包冷却支路适于与电池100进行换热，以调节电池100的温度，电池100靠近电池包冷却支路设置。例如，电池100可以设于电池包冷却支路上。

根据本实用新型实施例的车载空调系统1，通过设置第一回路200和第二回路300，电池包冷却支路可以通过换热板150融合至车载空调系统1中，车载空调系统1在为室内制热或制冷的时候，可以为电池包冷却支路附近的电池100冷却或加热，以实现电池100温度的调节，从而可以提高电池的使用性能、延长电池100的工作寿命，该系统结构简单且能够以最经济、最节能的方式满足了车辆以及电池100的加热与冷却需求。

如图1及图2所示，根据本实用新型的一些实施例，第一回路200还包括第一换向阀80，第一换向阀包括第一阀口81、第二阀口82、第三阀口83和第四阀口84。压缩机10包括吸气口11和排气口12。第一阀口81通过冷媒管路与吸气口11连通，第四阀口84通过冷媒管路与排气口12连通。室外换热器40的一端通过冷媒管路与第三阀口83连通。换热板150的一端通过冷媒管路与室外换热器40的另一端连通，换热板150的另一端通过冷媒管路与第一室内换热器30的一端连通，第一室内换热器30的另一端通过冷媒管路与第二阀口82连通。换热板150与室外换热器40之间设有第一节流阀60，换热板150与第一室内换热器30之间设有第二节流阀70。

由此，通过在换热板150的两侧设置第一节流阀60和第二节流阀70，通过调节第一节流阀60和第二节流阀70可以使得在不同工况下(如车载空调系统1处于制冷工况或制热工况)，均可以实现冷媒流经电池包冷却支路的流量调节，从而可以使得流经电池包冷却支路的冷媒量与电池包冷却支路进行适当换热，以使得电池100的温度维持在合适的温度范围内，进而保证电池100保持在最佳的工作状态。

根据本实用新型的一些实施例，当车载空调系统1处于制冷状态时，第一阀口81与第二阀口82连通，第三阀口83与第四阀口84连通；当车载空调系统1处于制热状态时，第一阀口81与第三阀口83连通，第二阀口82与第四阀口84连通。

如图1及图2所示，根据本实用新型的一些实施例，第二回路300还包括用于对第二回路300供水的水箱170。由此，水箱170可以为第二回路300供给水，从而可以提高水作为电池包冷却支路与换热板150之间的换热媒介的换热效率。

根据本实用新型的一些实施例，换热板150可以为板式换热器。进一步地，换热板150上可以设有翅片。由此，翅片的设置可以扩大换热板150的作用范围，从而可以提高换热板150的换热效率，进而可以提高整个车载空调系统1的换热效率。

如图1-图2所示，根据本实用新型的一些实施例，车载空调系统1还可以包括第一传感器110和第二传感器120，第一传感器110位于第一节流阀60和换热板150之间，第二传感器120位于第二节流阀70和换热板150之间。根据第一传感器110及第二传感器120调节第一节流阀60、第二节流阀70，以实现换热板150的温度调节，从而可以实现电池包冷却支路的恒温调节。由此，可以提高电池100的续航能力、延长电池100的使用寿命。

在本实用新型的一些实施例中，第一传感器110可以为温度传感器、压力传感器或温压传感器。第二传感器120可以为温度传感器、压力传感器或温压传感器。由此，可以通过检测冷媒的压力值、温度值可以检测冷媒与换热板150的换热量，以控制第一节流阀60及第二节流阀70的流量。

如图1-图2所示，根据本实用新型的一些实施例，车载空调系统1还可以包括第二室内换热器50，第二室内换热器50连接在第三阀口83和室外换热器40之间，第二室内换热器50设于第一室内换热器30处。第二室内换热器50的一端与第三阀口83通过冷媒管路连通，第二室内换热器50的另一端与室外换热器40通过冷媒管路连通。由此，第二室内换热器50可以对车辆内的空间进行除湿、除雾，从而可以提高车辆的驾驶安全性，也可以避免水汽对第一室内换热器30的侵蚀、影响第一室内换热器30的换热效率，从而可以提高车辆的使用性能，还可以提高车辆的用户体验性。

如图1-图2所示，根据本实用新型的一些实施例，车载空调系统1还可以包括气液分离器20，气液分离器20包括进口21和出口22，进口21与第一阀口81连通，出口22与吸气口11连通。由此，冷媒气体与液体可以在气液分离器20中进行分离，从而可以避免液体的冷媒进入压缩机10，进而可以提高压缩机10的安全性能。

如图1-图2所示，在本实用新型的一些实施例中，车载空调系统1还可以包括第三传感器130和第四传感器140，第三传感器130设于出口22与吸气口11之间，第四传感器140设于进口21与第一阀口81之间。第三传感器130设于出口22与吸气口11之间的冷媒管路上，第四传感器140设于进口21与第一阀口81之间的冷媒管路上。由此，通过设置第三传感器130与第四传感器140可以用于检测冷媒进入气液分离器20或是从气液分离器20流出的压力值、温度值，从而可以便于用户调节第一节流阀60或第二节流阀70，以使得进入压缩机10的冷媒为过热制冷剂气体。

在本实用新型的一些实施例中，第三传感器130可以为温度传感器、压力传感器或温压传感器，第四传感器140为温度传感器、压力传感器或温压传感器。由此，可以通过检测冷媒的压力值、温度值确定冷媒的状态。

根据本实用新型的一些实施例，第一换向阀80可以为四通阀。由此，可以简化车载空调系统1的设置与制造。

根据本实用新型的一些实施例，车载空调系统1还包括第二换向阀，电池包冷却支路通过第二换向阀与第二回路300连通，第二换向阀定时换向或者根据电池包冷却支路进出口处制冷剂的温度换向，以调整电池包冷却支路内流体的流动方向。由此，通过设置第二换向阀，可以控制流体流经电池包冷却支路的流向，从而可以根据电池100两端的温度高低，控制流体流向，以均衡电池100两端的温度。进一步地，第二换向阀可以为四通阀。

如图3所示，根据本实用新型实施例的车辆2，包括如上所述的车载空调系统1。

根据本实用新型实施例的车辆2，通过设置第一回路200和第二回路300，电池包冷却支路可以通过换热板150融合至车载空调系统1中，车载空调系统1在为室内制热或制冷的时候，可以为电池包冷却支路冷却或加热，以实现电池包冷却支路附近的电池100温度的调节，从而可以提高电池100的使用性能、延长电池100的工作寿命，该系统结构简单且能够以最经济、最节能的方式满足了车辆2以及电池100的加热与冷却需求。

根据本实用新型的一些实施例，车辆2可以为纯电动车、混动力车。

下面参考图1-图2详细描述根据本实用新型实施例的车载空调系统1。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本实用新型的具体限制。

如图1及图2所示，根据本实用新型实施例的车载空调系统1包括第一回路200和第二回路300。第一回路200为冷媒循环回路，第二回路300的水循环回路。

具体地，如图1及图2所示，第一回路200设有压缩机10、气液分离器20、第一室内换热器30、室外换热器40、第二室内换热器50、第一节流阀60、第二节流阀70、第一换向阀80、换热板150、第一传感器110、第二传感器120、第三传感器130和第四传感器140。

压缩机10包括吸气口11和排气口12，气液分离器20包括进口21和出口22，第一换向阀80包括第一阀口81、第二阀口82、第三阀口83和第四阀口84。换热板150具有冷媒循环管路和水循环管路。气液分离器20的出口22与压缩机10的吸气口11连通，第三传感器130位于气液分离器20与压缩机10之间。压缩机10的排气口12与第四阀口84连通。第三阀口83与第二室内换热器50的一端连通，第二室内换热器50的另一端与室外换热器40的一端连通，室外换热器40的另一端通过第一节流阀60与换热板150的冷媒循环管路的一端连通，第一传感器110位于第一节流阀60与冷媒循环管路之间。冷媒循环管路的另一端通过第二节流阀70与第一室内换热器30的一端连通，第二传感器120位于冷媒循环管路与第二节流阀70之间。第一室内换热器30的另一端与第二阀口82连通，第一阀口81与气液分离器20的进口21连通。第四传感器140位于第一阀口81与气液分离器20之间。

如图1及图2所示，第二回路300设有换热板150、电池包冷却支路、循环泵160、水箱170。电池包冷却支路适于与电池100进行换热，以调节电池100的温度，电池100靠近电池包冷却支路设置。例如，电池100可以设于电池包冷却支路上。

换热板150的水循环管路的一端与循环泵160连通，换热板150的水循环管路的另一端与电池包冷却支路的一端连通，电池包冷却支路的另一端与水箱170连通，水箱170与循环泵160连通。

当车载空调系统1处于制冷状态时，压缩机10运行，第一阀口81与第二阀口82连通，第三阀口83与第四阀口84连通，如图1所示。通过读取第一传感器110和第二传感器120的数值来第一节流阀60的开度进行节流膨胀，通过读取第四传感器140的数值来控制第二节流阀70的开度进行节流膨胀。

原理：从压缩机10排出高温高压的气态制冷剂进入第二室内换热器50，通过风门控制使得第二室内换热器50(类似管路)不向外散热。从第二室内换热器50出来的制冷剂进入室外换热器40进行冷凝放热。接下来分为两种情况如下：

1、通过车辆内设有的电控装置读取第一传感器110的温度值来控制第一节流阀60的开度进行节流，使得进入换热板150的制冷剂的温度值通过换热板150与第二回路300中的水换热后能够与电池包冷却支路进行合理地换热，使得电池100保持在最佳工作温度(注释：电池100温度高于最佳工作温度，则为电池100降温；电池100温度低于最佳工作温度，则为电池100升温)。从换热板150出来的制冷剂通过第二节流阀70节流并进入第一室内换热器30进行换热，随后制冷剂进入气液分离器20并流回到压缩机10内，由此完成一个电池100冷却、加热与车辆内部空间制冷工况循环系统。

2、通过电控装置读取第二传感器120的温度与压力值来控制第一节流阀60的开度进行节流，使得从换热板150出去的制冷剂为过热制冷剂气体，此时第二节流阀70为全开不节流，随后制冷剂进入第一室内换热器30(制冷剂不再进行换热)，随后制冷剂进入气液分离器20并流回到压缩机10内，由此完成一个单电池制冷循环系统。应用于电池100插枪充电时，为电池100降温的情况。

当车载空调系统1处于制热状态时，压缩机10运行，第一阀口81与第三阀口83连通，第二阀口82与第四阀口84连通，如图2所示。通过读取第二传感器120、第一传感器110的数值来控制第二节流阀70的开度进行节流膨胀，通过读取第四传感器140的数值来控制第一节流阀60的开度进行节流膨胀。

原理：从压缩机10排出高温高压的气态制冷剂进入第一室内换热器30进行冷凝放热。读取第二传感器120的数值来控制第二节流阀70节流使得进入换热板150的制冷剂温度值为电池10最佳工作温度(注释：电池100温度高于最佳工作温度，则为电池100降温；电池100温度低于最佳工作温度，则为电池100升温)。从换热板150出来的制冷剂通过第一节流阀60节流并进入室外换热器40进行换热。从室外换热器40出来的制冷剂进入第二室内换热器50，并通过控制风门来实现第二室内换热器50是否参与工作，接下来分为两种情况如下：

第二室内换热器50工作时，第二室内换热器50相当于蒸发器起到过热作用，并进行室内除雾，随后制冷剂进入气液分离器20并流回到压缩机10内，由此完成一个电池100冷却、加热与室内制热以及除雾循环系统。

第二室内换热器50不工作时，第二室内换热器50相当于管路，随后制冷剂进入气液分离器20并流回到压缩机10内，由此完成一个电池100冷却、加热与室内制热循环系统。

需要说明的是，本实用新型实施例中的第一节流阀60、第二节流阀70均可以为电磁电子膨胀阀、热力膨胀阀或电子膨胀阀；第一传感器110、第二传感器120、第三传感器130和第四传感器140均可以为压力传感器、温度传感器或者温压传感器。

另外，考虑到电池的均温性，可以在冷媒进入电池包冷却支路前先进入第二换向阀进行换向。具体地，在电池包冷却支路入口处接第二换向阀，通过读取第二传感器120与第一传感器110的差值(电池100温差范围小于5℃为好)来控制第二换向阀的换向，由此来优化电池100冷却与加热时的均温性。

本实用新型实施例的车载空调系统1适用于所有既有整车降温以及采暖需求又有电池100冷却加热需求的车型，本系统基础为带电池冷却、加热的热泵系统，合理的运用了所有换热器，以最经济、最节能的方式满足了整车以及电池100热管理系统在不同工况下的加热与冷却需求。

本实用新型实施例的车载空调系统1相对于现有技术具有如下改进：

1、本实用新型提出一种电池100热管理系统与热泵系统结合的方案，通过运用最少的阀、传感器以及最简单的管路布置实现了最经济的电池100与车辆内热管理循环系统。

2、本实用新型通过精确读取第一传感器110、第二传感器120、第三传感器130、第四传感器140的数值来合理控制第一节流阀60与第二节流阀70的工作状态，由此实现电池冷却、加热以及室内制冷、加热、除雾的需求。

3、室内制冷工况时，本实用新型通过精确读取第一传感器110的温度值来合理控制第一节流阀60的开度，实现进入换热板150的制冷剂温度为一恒温值(电池最佳温度值)，由此以最便捷的方式实现了对电池的温度控制。

4、室内制冷工况时，本实用新型通过精确读取第二传感器120的温度值来合理控制第一节流阀60的开度，实现进入第一室内换热器30的制冷剂为过热状态，不再进行换热。由此以最便捷的方式实现了对电池100的单冷却工况。

5、室内制热工况时，本实用新型通过精确读取第二传感器120的温度值来合理控制第二节流阀70的开度，实现进入换热板150的制冷剂温度为一恒温值(电池100最佳温度值)，由此以最便捷的方式实现了对电池100的温度控制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。