专利名称：一种气-气双热源热泵型电动汽车空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动汽车空调系统，具体说是涉及一种气-气双热源热泵型电动汽车空调系统。
背景技术：
随着电动汽车技术的发展，电动汽车空调对其发展的制约性也越来越大，其原因在于由于缺少了内燃发动机，冬季制热受到很大的制约。目前开发的电动汽车空调系统在室外环境温度过低时会引起压缩机排气温度过高，使其无法在低温供热时正常运行，故基本上采用制冷系统与电加热相互配合运行的系统模式，从而大大增加了冬季供热时的耗电量，严重影响了电动汽车在北方地区的应用与普及。
发明内容本实用新型的目的正是针对所示现有技术中所存在的不足之处而提供一种气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，该电动汽车空调系统可实现复合热源热泵冬季室外温度低于一 10°c不间断供热的同时，进行空气侧低温热源的同步高效除霜，并解决目前开发的电动汽车空调系统在室外温度过低时无法正常制热的问题。本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现本实用新型的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机、车外双热源利用装置、车内双热源利用装置、动力电机余热回收系统、储液干燥器、低压节流阀、气液分离器、系统模式切换装置、压缩机降温增效混气系统等；其中所述车用全封闭变频式空调压缩机由压缩机壳体、电动机、静涡旋体、动涡旋体及降温增效混气系统构成。所述压缩机降温增效混气系统由压缩机内置降温增效混气机构和压缩机外部混气处理与控制装置组成；所述压缩机内置降温增效混气机构由压缩机内置混气孔、压缩机内置混气孔连接通道以及与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头组成，并分为低压混气机构、中压混气机构、高压混气机构三种形式；所述低压混气机构的压缩机内置混气孔开设在压缩机吸气腔对应的机壳部分或通过快速三通接头与压缩机吸气管连接、所述中压混气机构的压缩机内置混气孔开设在压缩机静涡旋体与第一压缩腔对应部分的相应位置、所述高压混气机构的压缩机内置混气孔开设在压缩机静涡旋体与第二压缩腔对应部分的相应位置；所述压缩机外部混气处理与控制装置由混气节流阀、混气换热器、混气止回阀、压缩机混气接口外部连接管组成；所述混气节流阀为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或节流短管中的任意一种节流降压装置；所述混气换热器为异径套管式、间隔板式、箱管式或壳管式换热器中的任意一种；所述混气止回阀能够实现混气量的最大化，增强混气效果。所述系统模式切换装置由功能控制阀、混气控制阀、混气换热器旁通阀、除霜旁通阀、第一单向阀至第四单向阀、第一车内空调风道控制阀至第三车内空调风道控制阀组成，可实现系统对电动汽车车内的制冷、普通制热、低温混气制热、车窗除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜五种工作模式切换；所述车用全封闭变频式空调压缩机出口通过功能控制阀以及相应连接管路分别与车外双热源利用装置、车内双热源利用装置、气液分离器相应接口连接；所述气液分离器出口接入车用全封闭变频式空调压缩机吸气口 ；所述车外双热源利用装置另一接口接第一单向阀出口和第二单向阀入口，第二单向阀出口接储液干燥器和第四单向阀出口，储液干燥器出口分别与混气控制阀的入口、混气换热器旁通阀的入口以及混气换热器的第一入口连接，混气换热器旁通阀出口和混气换热器第一出口接低压节流阀入口和除霜旁通阀入口，低压节流阀出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，除霜旁通阀出口接第一单向阀入口和第三单向阀入口，第三单向阀出口接车内双热源利用装置入口和第四单向阀入口 ；所述混气控制阀出口接混气节流阀入口，混气节流阀出口接混气换热器第二入口，混气换热器第二出口接混气止回阀入口，混气止回阀出口接车用全封闭变频式空调压缩机混气口 ；在车内双热源利用装置进风侧的车内空调风道中设置用于实现车内、车外进风相互切换的第二车内空调风道控制阀，在车内双热源利用装置出风侧的车内空调风道中依次设置用于实现空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却风道中的第三车内空调风道控制阀、用于实现除霜/除雾出风口和车内出风口相互切换的第一车内空调风道控制阀；在所述电机余热空气冷却装置内设置有电机内置气冷机构；所述电机余热空气冷却装置设置在电机冷却连接风道内的中间部位，所述电机冷却连接风道分为前-中-后三段，前段为三通形式结构，包括车外空气进口、电机冷却风道进口和电机余热空气冷却装置进风口，中段为电机余热空气冷却装置，后段为三通形式结构，包括车外空气出口、电机冷却风道出口和电机余热空气冷却装置出风口 ；所述电机冷却风机设置在电机余热空气冷却装置进风侧的电机冷却连接风道内，用于实现车外空气、电机冷却风进口相互切换的所述第一电机余热循环控制阀设置在前段电机冷却连接风道的车外空气进口、电机冷却风道进口处，用于实现车外空气、电机冷却风出口相互切换的所述第二电机余热循环控制阀设置在后段电机冷却连接风道的车外空气出口、电机冷却风道出口处。本实用新型中所述混气节流阀可采用电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或节流短管中的任意一种节流降压装置；所述混气换热器可分为异径套管式、间隔板式、箱管式或壳管式换热器中的任意一种。本实用新型中所述车外双热源利用装置由低温空气一热泵工质两介质换热器、除霜风道和除霜风口组成；所述车内双热源利用装置为低温空气一热泵工质两介质换热器安装在车内空调风道中所组成；所述低温空气一热泵工质两介质换热器可分为管翅式、层叠式或平行流式两介质换热器。本实用新型中所述管翅式低温空气一热泵工质两介质换热器是由铜质或铝质圆管套上铝翅片组成，圆管内部构成热泵工质通道，圆管外表面与翅片构成低温空气热源介质通道。本实用新型中所述层叠式低温空气一热泵工质两介质换热器是由多个单元层叠而成，每个单元由两片大小、形状相同的铝板(为平面或波纹面的任一种形式)叠在一起形成热泵工质通道，每两个热泵工质通道之间由蛇形散热铝带形成低温空气热源通道。本实用新型中所述平行流式低温空气一热泵工质两介质换热器是由两个圆筒集流管、两个圆筒集流管间安装的多个平行铝制内肋扁管、铝制内肋扁管间安装的波形散热翅片及连接管组成。所述铝制内肋扁管为扁管内壁装有多个肋片，构成多个微通道。圆筒集流管内部和铝制内肋扁管内部微通道构成热泵工质通道，铝制内肋扁管外表面与波形散热翅片构成低温空气热源通道。本实用新型中所述电机余热空气冷却装置由冷却装置内壳、冷却装置外壳和连接于冷却装置内外壳之间的风道隔板组成。本实用新型的有益效果如下本实用新型提供的一种带压缩机降温增效混气系统及动力电机余热回收装置的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，解决了当室外空气温度很低时，普通电动汽车空调系统无法正常工作的问题，实现了气-气复合热源热泵冬季室外环境温度低于一 10°c条件下在不间断供热的同时，进行低温空气热源侧的同步高效除霜。
图1是本实用新型的原理结构图。图2是管翅式换热器结构图。图3是层叠式换热器结构图。图4是图3的剖视图。图5是平行流式换热器结构图。图6是图5的剖视图。图7是图5的俯视图。图8为本实用新型混气原理图。图9为本实用新型混气装置中混气口一种结构图。图10为本实用新型混气装置中混气口第二种结构图。图11为本实用新型混气装置中混气口第三种结构图。图12为本实用新型混气装置中混气口第四种结构图。图13是本实用新型中所述的电机外置冷却套结构图。图14是图13的侧视图。图15是本实用新型的制冷模式工作模式流程图。图16是本实用新型的制热模式工作模式流程图。图17是本实用新型的制热补气模式工作模式流程图。图18是本实用新型的车窗除霜/除雾模式工作模式流程图。图19是本实用新型的车外双热源换热装置除霜模式流程图。图中序号1是车用全封闭变频式空调压缩机、2-1是功能控制阀、2-2至2_5是单向阀、2-6是混气控制阀、2-7是混气换热器旁通阀、2-8是除霜旁通阀、2-9至2_11是车内空调风道控制阀、3-1是车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器、3-2是电机冷却连接风道的除霜风道和除霜风口、4是储液干燥器、5-1是混气节流阀、5-2是混气换热器、5-3是混气止回阀、6是低压节流阀、7-1是车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器、7-2是电机冷却连接风道的车内空气进风道和出风道、8是气液分离器、9-1是电机余热空气冷却装置、9-2和9-3是电机余热循环控制阀、9-4是电机冷却风机、10是翅片、11是蛇形散热铝带、12是圆筒集流管、13是隔片、14是冷却套内壳、15是冷却套外壳、16是风道隔板、17是轴向直肋、18是内置气冷风机、19是压缩机内置混气孔、20是压缩机内置混气孔连接通道、21是与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头、22是压缩机壳体、23是电动机、M是压缩机静涡旋体、25是压缩机动涡旋体、26是压缩机吸气快速接头、27是压缩机排气快速接头。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)做进一步描述，但并不限制本实用新型。如图1所示，本实用新型的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1、由车外双热源利用装置、车内双热源利用装置、电机余热空气冷却装置9-1、第一电机余热循环控制阀9-2和第二电机余热循环控制阀9-3、电机冷却风机9-4及电机冷却连接风道组成的动力电机余热回收系统、储液干燥器4、低压节流阀6、气液分离器8、系统模式切换装置、压缩机降温增效混气系统；所述系统模式切换装置由功能控制阀2-1、混气控制阀2-6、混气换热器旁通阀2-7、除霜旁通阀2-8、第一、二、三、四单向阀2-2、2-3、2-4、2-5、第一车内空调风道控制阀2_9至第三车内空调风道控制阀2-11组成，可实现系统对电动汽车车内的制冷、普通制热、低温混气制热、车窗除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜五种工作模式切换；所述压缩机降温增效混气系统由压缩机内置降温增效混气机构和压缩机外部混气处理与控制装置组成；所述压缩机内置降温增效混气机构由压缩机内置混气孔19、压缩机内置混气孔连接通道20以及与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头21组成，并分为低压混气机构、中压混气机构、高压混气机构三种形式；所述低压混气机构的压缩机内置混气孔19开设在压缩机吸气腔对应的机壳部分或通过快速三通接头与压缩机吸气管连接、所述中压混气机构的压缩机内置混气孔19开设在压缩机静涡旋体M与第一压缩腔对应部分的相应位置、所述高压混气机构的压缩机内置混气孔19开设在压缩机静涡旋体M与第二压缩腔对应部分的相应位置；所述压缩机外部混气处理与控制装置由混气节流阀5-1、混气换热器5-2、混气止回阀5-3、压缩机混气接口外部连接管组成；所述车用全封闭变频式空调压缩机1出口通过功能控制阀2-1以及相应连接管路分别与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1、车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、气液分离器8相应接口连接；所述气液分离器8出口接入车用全封闭变频式空调压缩机1吸气口 ；所述车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1另一接口接第一单向阀2-2出口和第二单向阀2-3入口，第二单向阀2-3出口接储液干燥器4和第四单向阀2-5出口，储液干燥器4出口分别与混气控制阀2-6的入口、混气换热器旁通阀2-7的入口以及混气换热器5-2的第一入口连接，混气换热器旁通阀2-7出口和混气换热器5-2第一出口接低压节流阀6入口和除霜旁通阀2-8入口，低压节流阀6出口接第一单向阀2-2入口和第三单向阀2-4入口，除霜旁通阀2-8出口接第一单向阀2-2入口和第三单向阀2-4入口，第三单向阀2-4出口接车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1入口和第四单向阀2-5入口 ；所述混气控制阀2-6出口接混气节流阀5-1入口，混气节流阀5-1出口接混气换热器5-2第二入口，混气换热器5-2第二出口接混气止回阀5-3入口，混气止回阀5-3出口接车用全封闭变频式空调压缩机混气口 ；在车内双热源利用装置进风侧的车内空调风道中设置用于实现车内、车外进风相互切换的第二车内空调风道控制阀2-10，在车内双热源利用装置出风侧的车内空调风道中依次设置用于实现空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却风道中的第三车内空调风道控制阀2-11、用于用于实现除霜/除雾出风口和车内出风口的相互切换第一车内空调风道控制阀2-9 ；在所述电机余热空气冷却装置9-1内设置有电机内置气冷机构；所述电机余热空气冷却装置9-1设置在电机冷却连接风道内的中间部位，所述电机冷却连接风道分为前-中-后三段，前段为三通形式结构，包括车外空气进口、电机冷却风道进口和电机余热空气冷却装置9-1进风口，中段为电机余热空气冷却装置9-1，后段为三通形式结构，包括车外空气出口、电机冷却风道出口和电机余热空气冷却装置9-1出风口 ；所述电机冷却风机9-4设置在电机余热空气冷却装置9-1进风侧的电机冷却连接风道内，所述第一电机余热循环控制阀9-2设置在电机冷却风机9-4前部的电机冷却连接风道进风口处，所述第二电机余热循环控制阀9-3设置在电机余热空气冷却装置9-1后部出风口处。本实用新型所述车外双热源利用装置由低温空气一热泵工质两介质换热器3-1、除霜风道和除霜风口 3-2组成；所述车内双热源利用装置为低温空气一热泵工质两介质换热器7-1安装在车内空调风道7-2中所组成；所述低温空气一热泵工质两介质换热器可分为管翅式、层叠式或平行流式两介质换热器。如图2所示，所述管翅式低温空气一热泵工质两介质换热器是由铜质或铝质圆管套上铝翅片10组成，圆管内部构成热泵工质介质通道，圆管外表面与翅片构成低温空气热源介质通道。如图3、4所示，所述层叠式低温空气一热泵工质两介质换热器是由多个单元层叠而成，每个单元由两片大小、形状相同的铝板(为平面或波纹面的任一种形式)叠在一起形成热泵工质介质通道，每两个热泵工质介质通道之间由蛇形散热铝带11形成低温空气热源介质通道。如图5、6、7所示，所述平行流式低温空气一热泵工质两介质换热器是由两个圆筒集流管12、两个圆筒集流管12间安装的多个平行铝制内肋扁管、铝制内肋扁管间安装的波形散热翅片及连接管组成；所述铝制内肋扁管为扁管内壁装有多个肋片，构成多个微通道；圆筒集流管内部和铝制内肋扁管内部微通道构成热泵工质介质通道，铝制内肋扁管外表面与波形散热翅片构成低温空气热源介质通道。混气循环(如图8所示)，制冷剂液体从冷凝器流出后分为两路，一路进入主循环，经过混气换热器换热，经低压节流阀后进入蒸发器，最后被压缩机吸气口吸入；另一路进入混气循环，经过混气节流阀后进入混气换热器换热，冷却主循环制冷剂后变为气态，最后由压缩机混气接口进入压缩机。其原理在于通过混气回路向压缩机某中间位置或吸气位置补入一定量的某一中间压力的制冷剂气体，以达到将压缩机的排气温度从T/降低为Te的目的，并可一定程度地增加压缩机的排气量，从而提高了热泵循环的总制热量；同时经过混气换热器主路的高压制冷剂液体由Tf冷却为Tg，使得增加了从室外低温空气热源的吸热量，从而提高热泵系统的运行效率和可靠性。如图9、图10、图11、图12所示，本实用新型中所述车用全封闭变频式空调压缩机由压缩机壳体22、电动机23、静涡旋体M、动涡旋体25及降温增效混气系统构成。压缩机壳体22设有压缩机吸气快速接头沈和压缩机排气快速接头27。压缩机降温增效混气系统由压缩机内置降温增效混气机构和压缩机外部混气处理与控制装置组成；所述压缩机内置降温增效混气机构由压缩机内置混气孔19、压缩机内置混气孔连接通道20以及与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头21组成，并分为低压混气机构、中压混气机构、高压混气机构三种形式；所述低压混气(如图9、10)，热泵工质进入压缩机吸气腔与过热蒸汽进行混合。压缩机混气孔可开设在压缩机吸气管上或通过快速三通接头与压缩机吸气管连接，使低压混气先与压缩机吸气混合后再经压缩机吸气口进入压缩机吸气腔。所述中压混气(如图11)，热泵工质进入压缩机动静涡旋体形成的中间压力腔与已经压缩至中间压力的过热蒸汽进行混合。压缩机内置混气孔19开设在压缩机静涡旋体M与第一压缩腔对应部分的相应位置并通过压缩机内置混气孔连接通道20与固定在压缩机排气腔壳体上的外置快速接头21连接。所述高压混气(如图12)，热泵工质进入压缩机动静涡旋体形成的高压力腔与已经压缩至高压力的过热蒸汽进行混合。压缩机内置混气孔19开设在压缩机静涡旋体M与第二压缩腔对应部分的相应位置并通过压缩机内置混气孔连接通道20与固定在压缩机排气腔壳体上的外置快速接头21连接。所述压缩机外部混气处理与控制装置由混气节流阀5-1、混气换热器5-2、混气止回阀5-3、压缩机混气接口外部连接管组成；本实用新型中所述混气节流阀5-1为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或节流短管中的任意一种节流降压装置；所述混气换热器5-2为异径套管式、间隔板式、箱管式或壳管式换热器中的任意一种。本实用新型中所述的由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1为活塞式、涡旋式、三角转子式压缩机中的任意一种，且所述的车用全封闭变频式空调压缩机1与直流电机封闭在同一密闭壳体内。如图13、14所示，所述电机余热空气冷却装置9-1由作为直流电机壳体的冷却套内壳14、冷却套外壳15和连接于内外冷却套之间的若干个风道隔板16组成；在冷却套内壳14内侧设置有构成冷却风道的若干轴向直肋17，所述直流电机安装在由若干轴向直肋17内端面构成的环腔内，在直流电机轴端安装有内置气冷风机18。如图15所示为制冷工作模式流程，其原理如下通过功能控制阀2-1，将由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1接口连通，气液分离器8入口与车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1接口连通；混气控制阀2-6关闭；混气换热器旁通阀2-7打开；除霜旁通阀2-8关闭；车内空调风道控制阀2-11打开；第一电机余热循环控制阀9-2打开车外电机冷却风道空气进口，关闭电机冷却风道进口 ；第二电机余热循环控制阀9-3打开车外电机冷却风道空气出口，关闭电机冷却风道出口。制冷剂经由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1、单向阀2-3、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6、单向阀2-4、车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、气液分离器8后，被由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入。依靠车外空气对电机余热进行冷却。如图16所示为制热工作模式流程，其原理如下通过功能控制阀2-1，将由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1接口连通，气液分离器8入口与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1接口连通；混气控制阀2-6关闭；混气换热器旁通阀2-7打开；除霜旁通阀2-8关闭；车内空调风道控制阀2-11关闭；第一电机余热循环控制阀9-2关闭车外电机冷却风道空气进口，打开电机冷却风道进口 ；第二电机余热循环控制阀9-3关闭车外电机冷却风道空气出口，打开电机冷却风道出口。制冷剂经由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、单向阀2-5、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6、单向阀2-2、车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1、气液分离器8后，被由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入。车内空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却风道，经过电机余热空气冷却装置9-1后吸收电机余热，对车内进行供热。如图17所示为制热混气工作模式流程，其原理如下通过功能控制阀2-1，将由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1接口连通，气液分离器8入口与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1接口连通；混气控制阀2-6打开；混气换热器旁通阀2-7关闭；除霜旁通阀2-8关闭；车内空调风道控制阀2-11关闭；第一电机余热循环控制阀9-2关闭车外电机冷却风道空气进口，打开电机冷却风道进口 ；第二电机余热循环控制阀9-3关闭车外电机冷却风道空气出口，打开电机冷却风道出口。制冷剂经由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、单向阀2-5、储液干燥器4、混气换热器5-2、低压节流阀6、单向阀2-2、车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1、气液分离器8后，被由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入；另一路制冷剂经由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、单向阀2-5、储液干燥器4、混气控制阀2-6、混气节流阀5-1、混气换热器5-2、混气止回阀5-3后，从压缩机混气接口进入由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1。车内空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却风道，经过电机余热空气冷却装置9-1后吸收电机余热，对车内进行供热。如图18所示为车窗除霜/除雾工作模式流程，其原理如下通过功能控制阀2-1，将由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1接口连通，气液分离器8入口与车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1接口连通；混气控制阀2-6关闭；混气换热器旁通阀2-7打开；除霜旁通阀2-8关闭；车内空调风道控制阀2-11关闭；第一电机余热循环控制阀9-2关闭车外电机冷却风道空气进口，打开电机冷却风道进口 ；第二电机余热循环控制阀9-3关闭车外电机冷却风道空气出口，打开电机冷却风道出口。制冷剂经由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1、单向阀2-3、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6、单向阀2-4、车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、气液分离器8后，被由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入。车内空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却风道，经过电机余热空气冷却装置9-1后吸收电机余热，提高经过车内双热源利用装置之后的空气温度，增加运行除霜/除雾模式时车内的舒适度。如图19所示为车外双热源利用装置除霜模式流程，其原理如下当车外双热源利用装置的低温空气热源侧结霜时，通过功能控制阀2-1，将由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1接口连通，气液分离器8入口与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1接口连通；混气控制阀2-6关闭；混气换热器旁通阀2-7打开；除霜旁通阀2-8打开；车内空调风道控制阀2-11关闭；电机余热循环控制阀9-2关闭车外电机冷却风道空气进口，打开电机冷却风道进口 ；电机余热循环控制阀9-3关闭车外电机冷却风道空气出口，打开电机冷却风道出口。制冷剂经由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器3-1、单向阀2-3、储液干燥器4、气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6和除霜旁通阀2-8、单向阀2-4、车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器7-1、气液分离器8后，被由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入，此时，高温空气与低温空气混合后对车外双热源利用装置的低温空气热源侧进行除霜。一部分制冷剂通过除霜旁通阀2-8，提高了制冷剂在车内双热源利用装置内的蒸发温度，使得车内空气经过车内双热源利用装置时温度接近车内温度。车内空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却收风道，经过电机余热空气冷却装置9-1后吸收电机余热，提高经过车内双热源利用装置之后的空气温度，增加运行车外双热源利用装置除霜工作模式时车内的舒适度。
权利要求1. 一种气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，其特征在于所述空调系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机(1)、车外双热源利用装置、车内双热源利用装置、动力电机余热回收装置、储液干燥器(4)、低压节流阀(6)、气液分离器(8)、系统模式切换装置、压缩机降温增效混气系统等组成；所述车外双热源利用装置由车外空气一热泵工质两介质换热器(3-1)、电机冷却连接风道的除霜风道和除霜风口(3-2)组成；所述车内双热源利用装置由车内空气一热泵工质两介质换热器(7-1)、电机冷却连接风道的车内空气进风道和出风道(7-2)组成；所述车用全封闭变频式空调压缩机(1)由压缩机壳体(22)、电动机(23)、静涡旋体(24)、动涡旋体(25)及降温增效混气系统构成；压缩机壳体(22)设有压缩机吸气快速接头(26)和压缩机排气快速接头(27)；所述压缩机降温增效混气系统由压缩机内置降温增效混气机构和压缩机外部混气处理与控制装置组成；所述压缩机内置降温增效混气机构由压缩机内置混气孔(19)、压缩机内置混气孔连接通道(20)以及与压缩机内置混气孔连接通道另一端连接并固定在压缩机壳体上的外置快速接头(21)组成，并分为低压混气机构、中压混气机构、高压混气机构三种形式；所述低压混气机构的压缩机内置混气孔(19)开设在压缩机吸气腔对应的机壳部分或通过快速三通接头与压缩机吸气管连接、所述中压混气机构的压缩机内置混气孔(19)开设在压缩机静涡旋体(24)与第一压缩腔对应部分的相应位置、所述高压混气机构的压缩机内置混气孔(19)开设在压缩机静涡旋体(24)与第二压缩腔对应部分的相应位置；所述压缩机外部混气处理与控制装置由混气节流阀(5-1)、混气换热器(5-2)、混气止回阀(5-3)、压缩机混气接口外部连接管组成；所述动力电机余热回收装置由空气冷却装置(9-1)、第一电机余热循环控制阀(9-2)和第二电机余热循环控制阀(9-3)、电机冷却风机(9-4)及电机冷却连接风道组成；所述系统模式切换装置由功能控制阀(2-1)、混气控制阀(2-6)、混气换热器旁通阀(2-7)、除霜旁通阀(2-8)、第一单向阀(2-2)至第四单向阀(2-5)、第一车内空调风道控制阀(2-9)至第三车内空调风道控制阀(2-11)组成；所述车用全封闭变频式空调压缩机(1)出口通过功能控制阀(2-1)以及相应连接管路分别与车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器(3-1)、车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器(7-1)、气液分离器(8)相应接口连接；所述气液分离器(8)出口接入车用全封闭变频式空调压缩机1吸气口 ；所述车外双热源利用装置的车外空气一热泵工质两介质换热器(3-1)另一接口接第一单向阀(2-2)出口和第二单向阀(2-3)入口，第二单向阀(2-3)出口接储液干燥器(4)和第四单向阀(2-5)出口，储液干燥器(4)出口分别与混气控制阀(2-6)的入口、混气换热器旁通阀(2-7)的入口以及混气换热器(5-2)的第一入口连接，混气换热器旁通阀(2-7)出口和混气换热器(5-2 )第一出口接低压节流阀(6 )入口和除霜旁通阀(2-8 )入口，低压节流阀(6 )出口接第一单向阀(2-2 )入口和第三单向阀(2-4)入口，除霜旁通阀(2-8 )出口接第一单向阀(2-2)入口和第三单向阀(2-4)入口，第三单向阀(2-4)出口接车内双热源利用装置的车内空气一热泵工质两介质换热器(7-1)入口和第四单向阀(2-5 )入口；所述混气控制阀(2-6 )出口接混气节流阀(5-1)入口，混气节流阀(5-1)出口接混气换热器(5-2 )第二入口，混气换热器(5-2)第二出口接混气止回阀(5-3)入口，混气止回阀(5-3)出口接车用全封闭变频式空调压缩机混气口 ；在车内双热源利用装置进风侧的车内空调风道中设置用于实现车内、车外进风相互切换的第二车内空调风道控制阀(2-10)，在车内双热源利用装置出风侧的车内空调风道中依次设置用于实现空气经过车内双热源利用装置后进入电机冷却风道中的第三车内空调风道控制阀(2-11)、用于用于实现除霜/除雾出风口和车内出风口的相互切换第一车内空调风道控制阀(2-9)；在所述电机余热空气冷却装置(9-1)内设置有电机内置气冷机构；所述电机余热空气冷却装置(9-1)设置在电机冷却连接风道内的中间部位，所述电机冷却连接风道分为前-中-后三段，前段为三通形式结构，包括车外空气进口、电机冷却风道进口和电机余热空气冷却装置(9-1)进风口，中段为电机余热空气冷却装置(9-1)，后段为三通形式结构，包括车外空气出口、电机冷却风道出口和电机余热空气冷却装置(9-1)出风口 ；所述电机冷却风机(9-4)设置在电机余热空气冷却装置(9-1)进风侧的电机冷却连接风道内，所述第一电机余热循环控制阀(9-2)设置在电机冷却风机(9-4)前部的电机冷却连接风道进风口处，所述第二电机余热循环控制阀(9-3)设置在电机余热空气冷却装置(9-1)后部出风口处。
2.根据权利要求1所述的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，其特征在于所述车内、车外空气一热泵工质两介质换热器可分为管翅式、层叠式或平行流式换热器低温空气一热泵工质两介质换热器中的任意一种结构形式。
3.根据权利要求1所述的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，其特征在于所述电机余热空气冷却装置(9-1)由冷却装置内壳、冷却装置外壳和连接于冷却装置内外壳之间的风道隔板组成。
4.根据权利要求1所述的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，其特征在于所述混气节流阀(5-1)为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管或节流短管中的任意一种节流降压装置。
5.根据权利要求1所述的气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，其特征在于所述混气换热器(5-2)可分为异径套管式、间隔板式、箱管式或壳管式换热器结构形式。
专利摘要一种气-气双热源热泵型电动汽车空调系统，所述空调系统包括由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机、车外双热源利用装置、车内双热源利用装置、动力电机余热回收系统、储液干燥器、低压节流阀、气液分离器、系统模式切换装置、压缩机降温增效混气系统等；本实用新型通过压缩机降温增效混气系统、车外双热源利用装置和车内双热源利用装置在该热泵型空调系统中的合理利用，可实现对电动汽车的夏季制冷、冬季普通制热、超低温制热、车窗除霜/除雾和车外低温热源换热器表面除霜五种工作模式。
文档编号F24F5/00GK202171296SQ20112026192
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月23日 优先权日2011年7月23日
发明者周光辉, 李海军 申请人:中原工学院, 济源市贝迪地能中央空调设备有限公司