增程式电动汽车双制冷空调系统的制作方法

本发明属于增程式电动汽车和混合动力汽车空调技术领域，具体涉及一种增程式电动汽车双制冷空调系统。

背景技术：

根据我国新能源汽车产业发展规划，节能减排政策驱动加快了新能源汽车行业的发展，在新能源汽车领域，插电增程式电动汽车其具有的油电两样功能必将成为行业的发展方向。作为燃油汽车的制冷空调系统和纯电动汽车的电动制冷空调系统已经比较成熟，也被行业广泛应用。作为插电增程式电动汽车的制冷空调系统尚处于初期阶段，若只采用由发动机带动的传统制冷空调，则在纯电动行驶时无法使用冷空调，因此，在行业中大多采用电动制冷空调，电动冷空调的优点在于：无论是以纯电动模式行驶还是使用增程模式行驶均能正常使用电动冷空调。缺点在于：以增程模式行驶时，电池组的电量必然处于不足状态，而制冷空调压缩机使用的电能是通过发动机带动发电机发出的电能，此电能经过发电机和电动压缩机的电机两次效率损耗，浪费能源，不够节能。因此，有必要发明一种新型的制冷空调系统满足插电增程式电动汽车的需要。

在已有的技术文献中，也有业内人士为该问题提出了技术方案，但，大多不够完善、实用性不够、系统成本过高，如：专利号为：201811515038.7的专利，公开了一种用于插电式混合动力汽车的双动力压缩机空调系统，其技术特征为：所述电动压缩机、机械压缩机的高压冷媒输出端通过高压侧三通阀并联后与泠凝器的冷媒输入端连通；所述蒸发器的冷媒输出端经低压侧三通阀分成两路后分别与电动压缩机、机械压缩机的低压冷媒输入端连通；所述电动压缩机和机械压缩机的高压冷媒输出端的冷媒管路上，在紧邻电动压缩机和机械压缩机的位置分别设有用于控制所述管路中冷媒流通或截止的第一电磁阀和第二电磁阀；所述低压侧三通阀分成两路的冷媒管路上，在紧邻三通阀的位置分别设有用于控制所述管路中冷媒流通或截止的第三电磁阀和第四电磁阀。这种技术方案虽能实现其目的，但存在以下不足：在电动压缩机和机械压缩机的高压冷媒输出端设置三通阀或者两个电磁阀，用于开通其中一个工作的压缩机的冷媒管道，关闭另一个不需工作的压缩机的冷媒管道，这种设计必要性不大、成本过高、尤其是耐高压高温的电磁阀和三通阀成本更高、增加不必要的系统控制复杂度、多余安装的部件增加部件损坏的维修率。

技术实现要素：

本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种增程式电动汽车双制冷空调系统，其能够有效利用传统压缩机自身具备的单向输出功能，实现在开启机械压缩机或电动压缩机时，其自动导通和关闭对应的冷媒循环管道，为进一步增加系统的可靠性在机械压缩机和电动压缩机冷媒输入、输出管道上或三通阀中再增设单向阀，使本技术系统更加可靠，且本申请采用的结构能够降低系统制造成本，具有故障率和维修率低的特点。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种增程式电动汽车双制冷空调系统，包括冷凝器、蒸发器、机械压缩机和电动压缩机，所述冷凝器的出口端与所述蒸发器的入口端之间设置有冷媒循环管道，在所述机械压缩机的冷媒输出口和所述电动压缩机的冷媒输出口均设置有冷媒输出单向阀，还包括第一三通件和第二三通件；所述第一三通件的第一端口通过冷媒管道与所述蒸发器的出口端连通，所述第一三通件的第二端口和第三端口分别通过冷媒管道与所述机械压缩机的冷媒输入口和所述电动压缩机的冷媒输入口连通；所述第二三通件的第一端口通过冷媒管道与所述冷凝器的入口端连通，所述第二三通件的第二端口和第三端口通过冷媒管道分别与所述机械压缩机的冷媒输出口和所述电动压缩机的冷媒输出口连通。

进一步的：在所述第一三通件与所述机械压缩机和所述电动压缩机之间连通的冷媒管道上设置有第一单向阀和第二单向阀，在所述第二三通件与所述机械压缩机和所述电动压缩机之间连通的冷媒管道上设置有第三单向阀和第四单向阀。

进一步的：所述第一单向阀和第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀均贴合设置在对应的三通件两端；或

所述第一单向阀和第二单向阀、第三单向阀和第四单向阀均设置在对应的三通件的端口内。

进一步的：还包括控制模块，所述控制模块用于检测发动机工作情况，并控制所述机械压缩机或所述电动压缩机动作。

进一步的：所述控制模块包括a/c开关、汽车空调控制器和电动空调控制器，在所述电动压缩机上设置有电动压缩机控制器，所述电动压缩机控制器通过动力线路与电池组连接，在其中一动力线路上设置有第一继电器；所述a/c开关与所述汽车空调控制器和电动空调控制器之间均通过线路连接，所述汽车空调控制器和电动空调控制器之间通过can通讯线路连接，所述电动空调控制器与所述电动压缩机控制器和第一继电器之间均通过线路连接。

进一步的：还包括电子扇，所述电子扇设置在所述冷凝器上，所述电子扇的供电线路上设置有第二继电器，所述第二继电器与所述电动空调控制器之间通过线路连接。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请由传统汽车的机械压缩机、电动压缩机、串并联的空调管路和控制模块构成，需要开启冷空调时，若增程系统已开启，则由发动机直接带动的空调系统优先工作；若增程系统未开启，则电动空调系统开始工作，达到了双制冷系统节能的效果。

本申请能够有效利用传统压缩机自身具备的冷媒单向输出功能，实现在开启机械压缩机或电动压缩机时，其自动导通和关闭对应的冷媒循环管道，即：开启电动压缩机时，电动压缩机运转产生高压冷媒，依靠冷媒压力顶开电动压缩机输出口内置的单向阀，使冷媒输出，同时，当电动压缩机输出的冷媒通过三通件向机械压缩机反流时，机械压缩机输出端的单向阀处于闭合状态，使其不会反流，另外，电动压缩机输出的高压冷媒的压力会直接作用在机械压缩机输出端的单向阀上，使该单向阀的闭合更加严密，而实现电动压缩机的独立制冷循环。

当机械压缩机工作时，原理相同。

为进一步增加系统的可靠性，预防个别单向阀漏冷媒，在机械压缩机和电动压缩机的冷媒输入、输出管道上或三通阀中再增设单向阀，使本技术系统更加可靠，其工作原理相同，且本申请采用的结构能够降低系统制造成本，具有故障率和维修率低的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的增程式电动汽车双制冷空调系统的结构示意图之一。

图2为根据本发明实施例的增程式电动汽车双制冷空调系统的结构示意图之二。

图3为根据本发明实施例的增程式电动汽车双制冷空调系统的结构示意图之三。

图中序号：

110为冷凝器、120为蒸发器、130为机械压缩机、131为冷媒输出口a、132为冷媒输入口a、140为电动压缩机、141为冷媒输出口b、142为冷媒输入口b、143为电动压缩机控制器；

210为第一三通件、220为第二三通件；

310为冷媒循环管道、320为冷媒输入管道、330为冷媒输出管道；

410为第一单向阀、411为第二单向阀、420为第三单向阀、421为第四单向阀、430为冷媒输出单向阀；

501为a/c开关、502为汽车空调控制器、503为电动空调控制器、504为电池组、505为第一继电器、506为第二继电器、507为电子扇、508为can通讯线路、633为线路、634为线路、661为动力线路、662为动力线路、635为线路、671为线路。

具体实施方式

下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指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；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图3，本申请公开了一种增程式电动汽车双制冷空调系统，包括冷凝器110和蒸发器120，冷凝器110通过冷媒循环管道310（图中g2）与蒸发器120连接。机械压缩机130的冷媒输出口a131通过冷媒输出管道330（图中g5）与第二三通件220的一个端口连接，电动压缩机140的冷媒输出口b141通过冷媒输出管道330（图中g6）与第二三通件220的另一个端口连接，第二三通件220的第三个端口通过冷媒管道（图中g7）与冷凝器110连接；机械压缩机130的冷媒输入口a132通过冷媒输入管道320（图中g3）与第一三通件210的一个端口连接，所述的电动压缩机140的冷媒输入口b142通过冷媒输入管道320（图中g4）与第一三通件210的另一个端口连接，第一三通件210的第三个端口通过冷媒管道（图中g1）与蒸发器120连接；

本实施例工作原理为：利用现有压缩机本体中，机械压缩机130的冷媒输出口a131处已有的冷媒输出单向阀430和电动压缩机140的冷媒输出口b141处已有的冷媒输出单向阀430，该单向阀只能输出不能输入的工作原理。

当开启机械压缩机130工作时：机械压缩机130上冷媒输出口a131处原有的冷媒输出单向阀430依靠冷媒压力打开并输出高压冷媒，高压冷媒通过冷媒输出管道330（图中g5）进入第二三通件220，进入第二三通件220的冷媒向电动压缩机140方向流动时，电动压缩机140的冷媒输出单向阀430处于闭合状态，截止了冷媒向电动压缩机140的流动，因此，进入第二三通件220的冷媒只能通过冷媒管道（图中g7）进入泠凝器110，经泠凝器110散热后再通过冷媒循环管道310（图中g2）进入蒸发器，冷媒经蒸发器120散去一定的冷量后出蒸发器120，再通过冷媒管道（图中g1）进入第一三通件210，进入第一三通件210的冷媒向电动压缩机140方向流动时，也受电动压缩机140的冷媒输出单向阀430的闭合使其不能流动，截止了冷媒向电动压缩机140方向的流动，因此，进入第一三通件210的冷媒只能通过冷媒输入管道320（图中g3）、冷媒输入口a132再进入机械压缩机130，至此构成汽车机械空调的工作循环。另外，机械压缩机130工作时输出的冷媒压力高出输入冷媒的压力4倍以上，且直接作用在电动压缩机的冷媒输出单向阀430上，使电动压缩机的冷媒输出单向阀430的闭合更加紧密。

当开启电动压缩机140工作时：电动压缩机140上冷媒输出口b141处原有的冷媒输出单向阀430依靠冷媒压力打开并输出高压冷媒，高压冷媒通过冷媒输出管道330（图中g6）进入第二三通件220，进入第二三通件220的冷媒向机械压缩机130方向流动时，机械压缩机130的冷媒输出单向阀430处于闭合状态，截止了冷媒向机械压缩机130的流动，因此，进入第二三通件220的冷媒只能通过冷媒管道（图中g7）进入泠凝器110，经泠凝器110散热后再通过冷媒循环管道310（图中g2）进入蒸发器，冷媒经蒸发器120散去一定的冷量后出蒸发器120，再通过冷媒管道（图中g1）进入第一三通件210，进入第一三通件210的冷媒向机械压缩机130方向流动时，也受机械压缩机130的冷媒输出单向阀430的闭合使其不能流动，截止了冷媒向机械压缩机130方向的流动，因此，进入第一三通件210的冷媒只能通过冷媒输入管道320（图中g4）、冷媒输入口b142再进入电动压缩机140，至此构成电动空调的工作循环。另外，电动压缩机05工作时输出的冷媒压力高出输入冷媒的压力4倍以上，且直接作用在机械压缩机的冷媒输出单向阀430上，使机械压缩机的冷媒输出单向阀430的闭合更加紧密。

如图2所示，在所述第一三通件210与所述机械压缩机和所述电动压缩机之间冷媒输入管道320上设置有第一单向阀410和第二单向阀411、或/和在所述第二三通件220与所述机械压缩机和所述电动压缩机之间冷媒输出管道330上设置有第三单向阀420和第四单向阀421；所述第一单向阀410和第二单向阀411、第三单向阀420和第四单向阀421均贴合设置在对应的三通件两端；或者所述第一单向阀410和第二单向阀411、第三单向阀420和第四单向阀421均设置在对应的三通件的端口内；

具体地，电动压缩机140的冷媒输入口b142与第一三通件210连接的冷媒输入管道320（图中g4）上紧邻第一三通件210设有第二单向阀411；所述的机械压缩机130的冷媒输入口a132与第一三通件210连接的冷媒输入管道320（图中g3）上紧邻第一三通件210设有第一单向阀410；电动压缩机140的冷媒输出口b141与第二三通件220连接的冷媒输出管道330（图中g6）上紧邻第二三通件220设有第四单向阀421；所述的机械压缩机130的冷媒输出口a131与第二三通件220连接的冷媒输出管道330（图中g5）上紧邻第二三通件220设有第三单向阀420；

如图2所示，第一单向阀410、第二单向阀411可以设置在第一三通件210的两个端口内；第三单向阀420、第四单向阀421可以设置在第二三通件220的两个端口内。

本实施例工作原理为：在图1所示的实施例工作原理的基础上，为了预防机械压缩机130的冷媒输出口a131处和电动压缩机140的冷媒输出口b141处已有的常闭合单向阀闭合不严密、磨损漏冷媒，防止机械压缩机130和电动压缩机140的润滑油相互串流，形成某个压缩机的润滑油量过多或过少，在第一三通件210与机械压缩机130和电动压缩机140的连接的端口处、第二三通件220与机械压缩机130和电动压缩机140的连接的端口处分别设有单向阀。

当开启机械压缩机130工作时：机械压缩机130上冷媒输出口a131处原有的冷媒输出单向阀430和对应的第三单向阀420依靠冷媒压力打开并输出高压冷媒，同时，机械压缩机130与第一三通件210之间的第一单向阀410依靠冷媒吸力打开，至此构成机械压缩机130的工作循环。在机械压缩机130工作时，电动压缩机140和第二三通件220之间的第四单向阀421和电动压缩机的冷媒输出单向阀430自动处于闭合状态、电动压缩机140与第一三通件210之间的第一单向阀410也自动处于闭合状态。

当开启电动压缩机140工作时，其工作原理与机械压缩机130的工作原理相同。

如图3所示，本申请还包括控制模块，控制模块用于检测发动机工作情况，并控制所述机械压缩机130或所述电动压缩机140的工作。控制模块包括a/c开关501、汽车空调控制器502、电子扇507、电子扇的供电线路671上设有的第二继电器506、电动压缩机140上自有的电动压缩机控制器143。a/c开关501通过线路611与汽车空调控制器502连接。电动压缩机控制器143通过两根动力线路661/662与电池组504连接，电动压缩机控制器143与电池组504连接的其中一根动力线路661上设有第一继电器505。

增程式电动汽车双制冷空调系统上还设有电动空调控制器503，电动空调控制器503通过线路612也与a/c开关501连接，电动空调控制器503通过can通讯线路508与汽车空调控制器503连接；所述的电动空调控制器503通过线路634与第一继电器505连接；所述的电动空调控制器503通过线路633与电动压缩机控制器143连接；所述的电动空调控制器503通过线路635与电子扇507的供电电路671上的第二继电器506连接。

本实施例工作原理为：在图1、图2所示的实施例工作原理的基础上，使系统更加安全、可靠、智能。工作时：乘驾人员打开a/c开关501，电动空调控制器503和汽车空调控制器502分别通过线路612/611接收到a/c开关501开启空调信号后，汽车空调控制器502判断发动机是否已经开始工作，若是，则汽车空调控制器502通过can通讯线路508向电动空调控制器503发送发动机已开启、请求开启汽车机械空调系统的报文，电动空调控制器503接收到该报文后，若电动空调系统正在工作，则停止电动空调系统工作，然后，电动空调控制器503通过can通讯线路508向汽车空调控制器502发送允许开启汽车机械空调系统的报文，汽车空调控制器502接收到此报文后，开启汽车机械空调系统进入工作状态；

若汽车空调控制器502判断发动机没有工作，则汽车空调控制器502通过can通讯线路508向电动空调控制器503发送允许开启电动空调系统的报文，电动空调控制器503接收到此报文后，通过线路634闭合第一继电器505，使电动压缩机控制器上高压电、通过线路635闭合第二继电器506，使冷凝器的电子扇507开始运转，然后，再通过线路633向电动压缩机控制器143发送pwm转速信号，电动压缩机开始工作，进而电动空调系统开始工作。在电动空调系统工作中，原汽车空调控制器502采集的室内温度信号、温度设定信号等用于空调工作的相关外部信息均由汽车空调控制器502通过can通讯线路508向电动空调控制器503发送，根据该类信号电动空调控制器503更加合理的指挥电动空调系统工作。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，a和/或b可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。