一种紧凑型热泵空调系统及其控制方法

1.本发明涉及新能源汽车热管理技术领域，具体涉及一种紧凑型热泵空调系统及其控制方法。


背景技术：

2.暖通空调是纯电动汽车附件中耗电最大的系统，其效能高低对整车续航里程有巨大的影响。在冬季制热工况下，大多数纯电动汽车使用ptc电加热器进行制热，极大降低了纯电动汽车的续航里程数。
3.热泵空调热管理系统虽然能够提高制冷、制热效率，但在低温环境下制热效能效率较低、化霜频繁，是目前行业较为常见的问题。由于动力电池、电驱热管理系统相对孤立，没能够统筹各系统间的能量耦合和进一步集成管理，系统废热无法充分利用。此外，大多数热泵空调系统结构复杂，特别是制冷剂循环与多个子系统和零部件紧密耦合，制造和维修的成本较高。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种紧凑型热泵空调系统及其控制方法，在低温下进行加热座舱/电池和余热回收，在中、高温下充分冷却电驱、电池和座舱，并且在全天候状况下以低能耗满足多种热管理需求。
5.本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
6.一种紧凑型热泵空调系统，包括：
7.依次连通的压缩机、水冷凝器、膨胀阀和冷水机；
8.依次连通的加热器、第一水泵、第一四通阀和座舱加热器，所述加热器还与水冷凝器连通；
9.依次连通的座舱冷却器、第二水泵和第二四通阀，所述第二水泵和第二四通阀还与冷水机连通；
10.依次连通的室外换热器、电驱动系统和三通阀，单通阀并联在电驱动系统两端，所述室外换热器还与第一四通阀、第二四通阀连通；
11.依次连通的动力电池、第三水泵和第三四通阀，所述第三四通阀与三通阀、座舱加热器连通，所述动力电池还与第一四通阀第二四通阀连通；
12.所述座舱加热器还与第三四通阀和三通阀连通。
13.上述技术方案中，所述座舱加热器设有鼓风机。
14.上述技术方案中，所述室外换热器处设有风扇。
15.上述技术方案中，所述压缩机、膨胀阀、加热器、第一水泵、第一四通阀、第二水泵、第二四通阀、单通阀、三通阀、第三水泵、第三四通阀、鼓风机、风扇均与控制模块进行通讯连接。
16.一种基于紧凑型热泵空调系统的控制方法：
17.控制模块控制压缩机，实现制冷剂流量的控制；控制模块控制膨胀阀、第一四通阀、第二四通阀、单通阀、三通阀和第三四通阀，达到流体的连通、断开或者实现指定的流动状态的控制；控制模块控制第一水泵、第二水泵和第三水泵，实现冷却液流量的控制；控制模块控制加热器，实现加热功率的控制；控制模块控制鼓风机和风扇，实现空气流量的控制；上述控制实现如下工作模式：在低温环境下热泵加热座舱，在低温环境下热泵加热座舱及电驱余热回收，在低温环境下热泵加热电池，在中温环境下电驱风扇冷却，在高温环境下热泵空调冷却座舱、电驱风扇冷却及电池冷水机冷却。
18.进一步地，在低温环境下热泵加热座舱，具体控制过程为：
19.控制模块控制第一四通阀第一端口和第一四通阀第二端口打开、第一四通阀第三端口和第一四通阀第四端口关闭，控制第二四通阀第二端口和第二四通阀第三端口打开、第二四通阀第一端口和第二四通阀第四端口关闭，控制第三四通阀第一端口、第三四通阀第二端口、第三四通阀第三端口和第三四通阀第四端口关闭，控制三通阀第一端口和三通阀第二端口打开、三通阀第三端口关闭，控制膨胀阀部分打开，控制压缩机的制冷剂流量，控制第一水泵和第二水泵的冷却液流量，控制风扇和鼓风机的空气流量。
20.进一步地，在低温环境下热泵加热座舱及电驱余热回收，具体控制过程为：
21.控制模块控制第一四通阀第一端口和第一四通阀第二端口打开、第一四通阀第三端口和第一四通阀第四端口关闭，控制第二四通阀第二端口和第二四通阀第三端口打开、第二四通阀第一端口和第二四通阀第四端口关闭，控制第三四通阀第一端口、第三四通阀第二端口、第三四通阀第三端口和第三四通阀第四端口关闭，控制三通阀第一端口和三通阀第二端口打开、三通阀第三端口关闭，控制单通阀关闭，控制膨胀阀部分打开，控制压缩机的制冷剂流量，控制第一水泵和第二水泵的冷却液流量，控制风扇和鼓风机的空气流量。
22.进一步地，在低温环境下热泵加热电池，具体控制过程为：
23.控制模块控制第一四通阀第二端口和第一四通阀第四端口打开、第一四通阀第一端口和第一四通阀第三端口关闭，控制第二四通阀第二端口和第二四通阀第三端口打开、第二四通阀第一端口和第二四通阀第四端口关闭，控制第三四通阀第一端口和第三四通阀第二端口打开、第三四通阀第三端口和第三四通阀第四端口关闭，控制三通阀第一端口和三通阀第二端口打开、三通阀第三端口关闭，控制单通阀打开，控制膨胀阀部分打开，控制压缩机的制冷剂流量，控制第一水泵、第二水泵和第三水泵的冷却液流量，控制风扇的空气流量。
24.进一步地，在中温环境下电驱风扇冷却，具体控制过程为：
25.控制模块控制第一四通阀第二端口和第一四通阀第三端口打开、第一四通阀第一端口和第一四通阀第四端口关闭，控制第二四通阀第一端口、第二四通阀第二端口、第二四通阀第三端口和第二四通阀第四端口关闭，控制第三四通阀第一端口和第三四通阀第四端口打开、第三四通阀第二端口和第三四通阀第三端口关闭，控制三通阀第一端口和三通阀第二端口打开、三通阀第三端口关闭，控制单通阀关闭，控制膨胀阀关闭，控制第一水泵的冷却液流量，控制风扇的空气流量。
26.进一步地，在高温环境下热泵空调冷却座舱、电驱风扇冷却及电池冷水机冷却，具体控制过程为：
27.控制模块控制第一四通阀第二端口和第一四通阀第三端口打开、第一四通阀第一
端口和第一四通阀第四端口关闭，控制第二四通阀第一端口、第二四通阀第二端口和第二四通阀第四端口打开，控制第二四通阀第三端口关闭，控制第三四通阀第二端口和第三四通阀第四端口打开、第三四通阀第一端口和第三四通阀第三端口关闭，控制三通阀第二端口和三通阀第三端口打开、三通阀第一端口关闭，控制单通阀关闭，控制膨胀阀部分打开，控制压缩机的制冷剂流量，控制第一水泵、第二水泵和第三水泵的冷却液流量，控制风扇和鼓风机的空气流量。
28.本发明的有益效果为：
29.本发明的热泵空调系统包括压缩机、水冷凝器、膨胀阀、冷水机、加热器、第一水泵、第一四通阀、座舱加热器、座舱冷却器、第二水泵、第二四通阀、室外换热器、电驱动系统、三通阀、单通阀、动力电池、第三水泵和第三四通阀，其中压缩机、水冷凝器、膨胀阀和冷水机构成热泵制冷剂循环，加热器、第一水泵、第一四通阀和座舱加热器构成座舱加热循环，座舱冷却器、第二水泵和第二四通阀构成座舱冷却循环，室外换热器、电驱动系统、三通阀和单通阀构成电驱冷却液循环，动力电池、第三水泵和第三四通阀构成电池冷却液循环；控制模块控制压缩机，实现制冷剂流量的控制；控制模块控制膨胀阀、第一四通阀、第二四通阀、单通阀、三通阀和第三四通阀，达到流体的连通、断开或者实现指定的流动状态的控制；控制模块控制第一水泵、第二水泵和第三水泵，实现冷却液流量的控制；控制模块控制加热器，实现加热功率的控制；控制模块控制鼓风机和风扇，实现空气流量的控制；上述控制实现如下工作模式：在低温环境下热泵加热座舱，在低温环境下热泵加热座舱及电驱余热回收，在低温环境下热泵加热电池，在中温环境下电驱风扇冷却，在高温环境下热泵空调冷却座舱、电驱风扇冷却及电池冷水机冷却；在低温环境下热泵加热座舱，利用＝热泵制冷剂循环能耗提供加热功能的特性，从而降低座舱加热的能耗；在低温环境下热泵加热座舱及电驱余热回收，避免了热泵持续工作下散热器结霜的问题，通过电驱系统余热回收保证了热泵系统的高效运行；在低温环境下热泵加热电池，利用热泵降低了加热电池的能耗；在中温环境下电驱风扇冷却，确保中温环境下电驱的热安全，并达到降低热管理能耗的效果；在高温环境下热泵空调冷却座舱、电驱风扇冷却及电池冷水机冷却，保证了高温下座舱的舒适性及电驱和电池热管理安全性，解决了电池散热器冷却在高温下散热不足的问题。
附图说明
30.本技术的特征和优点可以通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解，在整车附图中，相同的附图标记表示相同的部件，其中：
31.图1为本发明所述热泵空调系统图；
32.图2为本发明所述控制模块与热泵空调系统各执行器的通讯连接示意图；
33.图3为本发明所述控制模块示意性的内部结构图；
34.图4本发明所述热泵空调系统在低温环境下热泵加热座舱模式下的系统图；
35.图5本发明所述热泵空调系统在低温环境下热泵(利用电驱余热回收)加热座舱及电驱余热回收模式下的系统图；
36.图6本发明所述热泵空调系统在低温环境下热泵加热电池的系统图；
37.图7本发明所述热泵空调系统在中温环境下电驱风扇冷却模式下的系统图；
38.图8本发明所述热泵空调系统在高温环境下热泵空调冷却座舱、电驱风扇冷却及
电池冷水机冷却模式下的系统图；
39.图中：100-热泵空调系统、101-压缩机、102-水冷凝器、103-膨胀阀、104-冷水机、201-加热器、202-第一水泵、203-第一四通阀、301-座舱加热器、302-座舱冷却器、401-第二水泵、402-第二四通阀、403-室外换热器、404-单通阀、405-电驱动系统、406-三通阀、501-动力电池、502-第三水泵、503-第三四通阀、601-鼓风机、602-风扇、1011-压缩机排气口、1012-压缩机吸气口、1021-水冷凝器制冷剂通道出口、1022-水冷凝器制冷剂通道入口、1023-水冷凝器冷却液通道出口、1024-水冷凝器冷却液通道入水口、1031-膨胀阀第一端口、1032-膨胀阀第二端口、1041-冷水机制冷剂通道出口、1042-冷水机制冷剂通道入口、1043-冷水机冷却液通道出水口、1044-冷水机冷却液通道入口、2011-加热器第一端口、2012-加热器第二端口、2021-加热器第一端口、2022-第一水泵入水口、2031-第一四通阀第一端口、2032-第一四通阀第二端口、2033-第一四通阀第三端口、2034-第一四通阀第四端口、3011-座舱加热器第一端口、3012-座舱加热器第二端口、3021-座舱冷却器第一端口、3022-座舱冷却器第二端口、4011-第二水泵出水口、4012-第二水泵入水口、4021-第二四通阀第一端口、4022-第二四通阀第二端口、4023-第二四通阀第三端口、4024-第二四通阀第四端口、4031-室外换热器第一端口、4032-室外换热器第二端口、4041-单通阀第一端口、4042-单通阀第二端口、4051-电驱动系统第一端口、4052-电驱动系统第二端口、4061-三通阀第一端口、4062-三通阀第二端口、4063-三通阀第三端口、5011-动力电池第一端口、5012-动力电池第二端口、5021-第三水泵出水口、5022-第三水泵入水口、5031-第三四通阀第一端口、5032-第三四通阀第二端口、5033-第三四通阀第三端口、5034-第三四通阀第四端口、7000-控制模块、7001-总线、7002-输入接口、7003-存储器、7004-处理器、7005-输出接口、7101-接口a、7102-接口b、7103-接口c、7104-接口d、7105-接口e、7106-接口f、7107-接口g、7108-接口h、7109-接口i、7110-接口j、7111-接口k、7112-接口l、7113-接口m、7200-连接。
具体实施方式
40.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文描述的实施例。例如膨胀阀、单通阀可以通过其他合理的阀门种类进行替换。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。下面将参考构成说明书一部分的附图对本发明的各种具体实施方案进行描述。应该理解的是，本技术中所使用的诸如“第一”、“第二”等序数词仅仅用于区分和标识，而不具有任何其他含义，如未特别指明则不表示特定的顺序，也不具备特定的关联性。例如，例如术语“第一水泵”本身并不暗示“第二水泵”的存在，术语“第二四通阀”本身也不暗示“第一四通阀”的存在。
41.图1是本技术的一个实施例的热泵空调系统100的系统图，以示出热泵空调系统100中各部件及其连接关系。如图1所示，热泵空调系统100包括压缩机101、水冷凝器102、膨胀阀103、冷水机104、加热器201、第一水泵202、第一四通阀203、座舱加热器301、座舱冷却器302、第二水泵401、第二四通阀402、室外换热器403、单通阀404、电驱动系统405、三通阀406、动力电池501、第三水泵502、第三四通阀503、鼓风机601和风扇602，以及用连线表示的各个部件之间的连接管路。
42.热泵空调系统100各个部件的选型和作用描述如下。其中，压缩机101选用涡旋式或其他种类的电动压缩机，其作用是将制冷剂蒸发压缩成过热蒸汽，并推动其在制冷剂循环系统中流动。其中，膨胀阀103可以是电磁式膨胀阀或者电动式膨胀阀，通过控制阀孔开度达到过热度或过冷度的温度精度。其中，第一水泵202、第二水泵401和第三水泵502中使用的水泵类型为电动水泵，推动冷却液在冷却液循环系统中流动，且第一水泵202、第二水泵401和第三水泵502与外部水源连通。其中，水冷凝器102和冷水机104为水侧换热器，提供冷却液和制冷剂间的热量交换。其中，座舱加热器301可以是正温度系数加热器或者其他类型的加热器。其中，座舱冷却器302可以是板式冷却器或者其他类型的冷却器。其中，单通阀404可以是电磁阀式单通阀或者电动式单通阀，控制阀门的开关。其中，鼓风机601可以是不同类型的电动鼓风机，不仅座舱加热器301冷却液与空气热量交换提供所需要的空气流量，还为座舱冷却器302冷却液与空气热交换提供所需要的空气流量。其中，风扇602可以是不同类型的风扇，为室外换热器403冷却液与空气热量交换提供所需要的空气流量。其中，第一四通阀203、第二四通阀402、三通阀406和第三四通阀503可以是电磁阀，也可以设置为其他类型的阀，只要符合特定的连通方式就可以进行合理的替换。第一四通阀203仅仅连通第一四通阀第一端口2031和第一四通阀第二端口2032、仅仅连通第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第三端口2033、仅仅连通第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第四端口2034。第二四通阀402仅仅连通第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第三端口4023、仅仅连通第二四通阀第一端口4021和第二四通阀第二端口4022、仅仅连通第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第四端口4024。三通阀406仅仅连通三通阀第一端口4061和三通阀第二端口4062、仅仅连通三通阀第二端口4062和三通阀第三端口4063。第三四通阀503仅仅连通第三四通阀第一端口5031和第三四通阀第二端口5032、仅仅连通第三四通阀第一端口5031和第三四通阀第四端口5034、仅仅连通第三四通阀第二端口5032和第三四通阀第四端口5034。第一四通阀203、第二四通阀402、三通阀406和第三四通阀503的目的是为了控制其阀门端口相邻部件的连通和断开，达到在不同模式下运行的目的。
43.热泵空调系统100各个部件之间的连接管路描述如下。压缩机排气口1011与水冷凝器制冷剂通道入口1022连通；压缩机吸气口1012与冷水机制冷剂通道出口1041连通；水冷凝器制冷剂通道出口1021与膨胀阀第二端口1032连通；冷水机制冷剂通道入口1042与膨胀阀第一端口1031连通；加热器第二端口2012与水冷凝器冷却液通道出口1023连通；第一水泵入水口2022与加热器第一端口2011连通；第一四通阀第二端口2032与第一水泵出水口2021连通；第一四通阀第一端口2031与座舱加热器第二端口3012连通；管道节点a分别与管道节点b、座舱加热器第一端口3011和三通阀第三端口4063连通；管道节点b分别与管道节点a、第三四通阀第一端口5031和水冷凝器冷却液通道入水口1024连通；第二水泵出水口4011与冷水机冷却液通道入口1044连通；冷水机冷却液通道出水口1043与第二四通阀第二端口4022连通；管道节点c分别与第一四通阀第三端口2033、管道节点d和第二四通阀第三端口4023连通；管道节点d分别与室外换热器第二端口4032、管道节点c和第三四通阀第三端口5033连通；管道节点e分别与室外换热器第一端口4031、单通阀第二端口4042和电驱动系统第二端口4052连通；管道节点f分别与单通阀第一端口4041、电驱动系统第一端口4051和三通阀第二端口4062连通；管道节点g分别与第二水泵入水口4012、三通阀第一端口4061、座舱冷却器第一端口3021和第三四通阀第四端口5034连通；座舱冷却器第二端口
3022与第二四通阀第一端口4021连通；动力电池第二端口5012与管道节点h连通；第一四通阀第四端口2034与管道节点h连通；第三水泵入水口5022与动力电池第一端口5011连通；第三水泵出水口5021与第三四通阀第二端口5032连通。风扇602为室外换热器403中的冷却液与空气热交换提供所需要的空气流量；鼓风机601为座舱加热器301和座舱冷却器302中的冷却液与空气热交换提供所需要的空气流量。本技术的热泵空调系统通过简明的拓扑结构提供多个工作模式的可能，从而满足不同的热管理需求。
44.图2是控制模块与热泵空调系统各个执行器的通讯连接示意图。如图2所示，控制模块7000决定热泵空调系统100各个执行器的工作状态。控制模块7000输出接口7005的接口a7101、接口b7102、接口c7103、接口d7104、接口e7105、接口f7106、接口g7107、接口h7108、接口i7109、接口j7110、接口k7111、接口l7112和接口m7113分别与压缩机101、膨胀阀103、加热器201、第一水泵202、第一四通阀203、第二水泵401、第二四通阀402、单通阀404、三通阀406、第三水泵502、第三四通阀503、鼓风机601和风扇602实现通讯连接。控制模块7000控制压缩机101，实现制冷剂流量的控制；控制模块7000控制膨胀阀103、第一四通阀203、第二四通阀402、单通阀404、三通阀406和第三四通阀503，达到流体的连通、断开或者实现指定的流动状态的控制；控制模块7000控制第一水泵202、第二水泵401和第三水泵502，实现冷却液流量的控制；控制模块7000控制加热器201，实现加热功率的控制；控制模块7000控制鼓风机601和风扇602，实现空气流量的控制；上述控制过程均为现有技术，在此不再赘述。
45.如图3所示，热泵空调系统100的控制模块7000包括总线7001、输入接口7002、存储器7003、处理器7004以及输出接口7005。具体来说，存储器7003用于存储程序、指令和数据，而处理器7004从存储器7003读取程序、指令和数据，并且能向存储器7003写入数据。通过执行存储器7003读取程序和指令，处理器7004通过输入接口7002和输出接口7005实现信号交换。如图3所示，控制模块7000输入接口7002通过连接7200接受整车热管理系统100的运行请求与其他运行参数。通过执行器7003中的程序和指令，处理器7004控制整车热管理系统100的运行。具体来说，控制装置7000可以通过输入接口7002接受控制热泵空调系统100的运行请求或者其他部件的信号，并通过输出接口7005向各被控部件发出控制信号，从而使得热泵空调系统100能够在指定的工作模式运行并可以在不同模式之间进行切换。
46.图4-7是热泵空调系统100在不同工作模式下运行的流体流动状态，其中，中空线箭头表示制冷剂的流向和流动路径，加粗实线箭头表示冷却液的流向和流动路径，其他实线表示无流体流动。下面详述图4-7所示的各个工作模式。
47.图4是热泵空调系统100在低温环境下热泵加热座舱模式下的系统图。在低温环境下，整车热管理系统100在收到座舱加热指令(或控制模块7000自动产生座舱加热指令)后可以通过热泵加热模式将热量转移到座舱。具体地，控制模块7000控制第一四通阀第一端口2031和第一四通阀第二端口2032打开、第一四通阀第三端口2033和第一四通阀第四端口2034关闭，控制第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第三端口4023打开、第二四通阀第一端口4021和第二四通阀第四端口4024关闭，控制第三四通阀第一端口5031、第三四通阀第二端口5032、第三四通阀第三端口5033和第三四通阀第四端口5034关闭，控制三通阀第一端口4061和三通阀第二端口4062打开、三通阀第三端口4063关闭，控制膨胀阀103部分打开，控制压缩机101的制冷剂流量，控制第一水泵202和第二水泵401的冷却液流量，控制风
扇602和鼓风机601的空气流量。如图4所示，从压缩机排气口1011流出的高温高压制冷剂通过水冷凝器102制冷剂通道，在冷却液的冷却作用下由气态冷凝成液态。高温高压的制冷剂通过部分打开的膨胀阀103会减压并且增大体积，形成低温低压的液雾状混合物进入冷水机104，此时冷水机104会吸收第二水泵401泵出的冷却液的热量，使制冷剂变为气态，压缩机进气口1012从冷水机制冷剂通道出口1041吸入气态制冷剂，开始下一个制冷剂循环的工作。另一方面，在座舱加热冷却液循环回路中，低温冷却液在通过水冷凝器102冷却液通道时会吸收制冷剂释放的热量从而产生高温冷却液，高温冷却液由水冷凝器冷却液通道出口1023流出经加热器201流入第一水泵入水口2022。值得注意的是，加热器201可以根据需要向冷却液释放热量，从而提升座舱加热的功率和系统效率。经加热后的高温冷却液由第一水泵出水口2021泵出，经第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第一端口2031后流入座舱加热器第二端口3012，高温冷却液在经过座舱加热器301时会向鼓风机601吹出的空气释放热量加热座舱，并且在座舱加热器第一端口3011处变回低温冷却液，然后依次经过管道节点a、管道节点b后流入水冷凝器冷却液通道入水口1024，再由水冷凝器冷却液通道出口1023流出，经加热器201流入第一水泵入水口2022，形成座舱加热冷却液循环。此外，室外换热器402作蒸发器会吸收空气中大量热量使得冷却液温度升高，故第二水泵出水口4011泵出的高温冷却液流入冷水机104冷却液通道，并且冷水机104中制冷剂会吸收冷却液释放的热量，并在冷水机冷却液通道出口1043形成低温冷却液，再依次经过第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第三端口4023、管道节点c、管道节点d、室外换热器403、管道节点e、单通阀404、管道节点f、三通阀第二端口4062、三通阀第一端口4061和管道节点g后流入第二水泵入水口4012，完成冷却液循环。
48.图5是热泵空调系统100在低温环境下热泵(利用电驱余热回收)加热座舱及电驱余热回收模式下的系统图。在热泵空调系统100识别到室外换热器403存在结霜现象并且影响热泵的效率时，热泵空调系统将进入除霜模式。此外，如果电驱动系统第一端口4051冷却液温度较高时，可以利用电驱系统余热对室外换热器进行除霜并同时加热座舱。具体地，控制模块7000控制第一四通阀第一端口2031和第一四通阀第二端口2032打开、第一四通阀第三端口2033和第一四通阀第四端口2034关闭，控制第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第三端口4023打开、第二四通阀第一端口4021和第二四通阀第四端口4024关闭，控制第三四通阀第一端口5031、第三四通阀第二端口5032、第三四通阀第三端口5033和第三四通阀第四端口5034关闭，控制三通阀第一端口4061和三通阀第二端口4062打开、三通阀第三端口4063关闭，控制单通阀404关闭，控制膨胀阀103部分打开，控制压缩机101的制冷剂流量，控制第一水泵202和第二水泵401的冷却液流量，控制风扇602和鼓风机601的空气流量。制冷剂循环和座舱加热冷却液循环与图4所示完全相同，因此在这里不在赘述。有所不同的是，第二水泵出水口4011泵出的高温冷却液进入冷水机冷却液通道入口1044后，冷却液与制冷剂在冷水机104进行热量交换后，由冷水机冷却液通道出口1043流出，依次经过第二四通阀第二端口4022、第二四通阀第三端口4023、管道节点c和管道节点d后流入室外换热器第二端口4032，此时，冷却液会对室外换热器403的翅片和盘管进行除霜，再由室外换热器第一端口4031流出，依次经过管道节点e、电驱动系统405、管道节点f、三通阀第二端口4062、三通阀第一端口4061和管道节点g回到第二水泵入水口4012，形成电驱余热回收的冷却液循环。
49.图6是热泵空调系统100在低温环境下热泵加热电池的系统图。在热泵空调系统100识别到热泵效率较高、电池系统需要加热时，可以利用热泵对动力电池进行加热。具体地，控制模块7000控制第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第四端口2034打开、第一四通阀第一端口2031和第一四通阀第三端口2033关闭，控制第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第三端口4023打开、第二四通阀第一端口4021和第二四通阀第四端口4024关闭，控制第三四通阀第一端口5031和第三四通阀第二端口5032打开、第三四通阀第三端口5033和第三四通阀第四端口5034关闭，控制三通阀第一端口4061和三通阀第二端口4062打开、三通阀第三端口4063关闭，控制单通阀404打开，控制膨胀阀103部分打开，控制压缩机101的制冷剂流量，控制第一水泵202、第二水泵401和第三水泵502的冷却液流量，控制风扇602的空气流量。制冷剂循环和第二水泵401所在回路的冷却液循环与图4所示完全相同，因此在这里不在赘述。有所不同的是，第三水泵出水口5021泵出的冷却液经第三四通阀第二端口5032和第三四通阀第一端口5031、管道节点b流入水冷凝器冷却液通道入口1024，低温冷却液在通过水冷凝器102冷却液通道时会吸收制冷剂释放的热量从而产生高温冷却液，高温冷却液由水冷凝器冷却液通道出口1023流出经加热器201流入第一水泵入水口2022。值得注意的是，加热器201可以根据需要向冷却液释放热量，从而提升座舱加热的功率和系统效率。高温冷却液会由第一水泵出水口2021流出，依次经第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第四端口2034、管道节点h后流入动力电池第二端口5012，实现对电池的加热，加热完成后冷却液从动力电池第一端口5011流出，流入第三水泵入水口5022，完成加热电池冷却液循环。
50.图7是热泵空调系统100在中温电驱系统利用风扇冷却的系统图。在中温环境下，座舱无加热和冷却需求时要对电驱进行冷却，一般此环境温度适合并且电驱产热量不大，电驱能同时利用风扇散热，从而减低压缩机载荷，起到了降低压缩机能耗的作用。具体地，控制模块7000控制第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第三端口2033打开、第一四通阀第一端口2031和第一四通阀第四端口2034关闭，控制第二四通阀第一端口4021、第二四通阀第二端口4022、第二四通阀第三端口4023和第二四通阀第四端口4024关闭，控制第三四通阀第一端口5031和第三四通阀第四端口5034打开、第三四通阀第二端口5032和第三四通阀第三端口5033关闭，控制三通阀第一端口4061和三通阀第二端口4062打开、三通阀第三端口4063关闭，控制单通阀404关闭，控制膨胀阀103关闭，控制第一水泵202的冷却液流量，控制风扇602的空气流量。在该模式下，第一水泵出水口2021泵出的冷却液依次经过第一四通阀第二端口2032和第一四通阀第三端口2033、管道节点c、管道节点d后流入室外换热器第二端口4032。在风扇602的风速控制下，室外换热器第二端口4032的高温冷却液与空气发生热交换和降温，在室外换热器第一端口4031形成低温冷却液，再经过管道节点e流入电驱动系统第二端口4052对其降温冷却，之后冷却液会由电驱动系统第一端口4051流出依次经过管道节点f、三通阀第二端口4062和三通阀第一端口4061、管道节点g、第三四通阀第四端口5034和第三四通阀第一端口5031、管道节点b、水冷凝器102、加热器201流入第一水泵入水口2022，完成中温电驱冷却液循环。
51.图8是热泵空调系统100在高温环境下热泵空调冷却座舱及电驱风扇冷却和电池冷水机冷却的系统图。当空气温度较高时，电池高温冷却液无法通过风扇与环境空气发生热量交换，因此需要通过冷水机进行冷却。具体地，控制模块7000控制第一四通阀第二端口
2032和第一四通阀第三端口2033打开、第一四通阀第一端口2031和第一四通阀第四端口2034关闭，控制第二四通阀第一端口4021、第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第四端口4024打开，控制第二四通阀第三端口4023关闭，控制第三四通阀第二端口5032和第三四通阀第四端口5034打开、第三四通阀第一端口5031和第三四通阀第三端口5033关闭，控制三通阀第二端口4062和三通阀第三端口4063打开、三通阀第一端口4061关闭，控制单通阀404关闭，控制膨胀阀103部分打开，控制压缩机101的制冷剂流量，控制第一水泵202、第二水泵401和第三水泵502的冷却液流量，控制风扇602和鼓风机601的空气流量。该模式下的电驱冷却液循环和制冷剂循环与上述完全相同，因此这里不在赘述。有所不同的是，第二水泵出水口4011泵出的高温冷却液流入冷水机冷却液通道入口1044，高温冷却液会在冷水机104释放大量的热，然后在冷水机冷却液通道出水口1043形成低温冷却液，再经过第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第一端口4021后，流入座舱冷却器第二端口3022，低温冷却液在经过座舱冷却器302时会向鼓风机601吹出的空气吸收热量冷却座舱，冷却液再由座舱冷却器第一端口3021流出，经管道节点g后流入第二水泵第二端口4012形成冷却座舱冷却液循环。另一方面，第三水泵出水口5021泵出的高温冷却液，依次经第三四通阀第二端口5032和第三四通阀第四端口5034、管道节点g和第二水泵401，流入冷水机冷却液通道入口1044，并在冷水机104中释放大量的热，在冷水机冷却液通道出口1043形成低温冷却液，之后流经第二四通阀第二端口4022和第二四通阀第四端口4024、管道节点h，流入动力电池第二端口5012对其进行冷却，之后冷却液由动力电池第一端口5011流出，再流回第三水泵入水口5022完成电池冷水机冷却液循环。
52.所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。