专利名称：一种水热回收型电动汽车热泵空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动汽车空调系统，具体说是涉及一种水热回收型电动汽车热泵空调系统。
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，特别是在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。这严重影响了电动汽车在北方地区的普及。
发明内容
本发明的目的正是为了提供一种带压缩机降温增效混气系统和驱动电机水热回收系统的电动汽车热泵空调系统，以解决目前普通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。本发明的目的可通过下述技术措施来实现
本发明的水热回收型电动汽车热泵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，车外空气换热器，车内空气换热器，储液干燥器，气液分离器，低压节流阀， 压缩机降温增效混气系统，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、二、三、四单向阀、第一空调风道控制阀和第二空调风道控制阀组成的系统模式切换装置，以及驱动电机水热回收系统；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空气换热器、车内空气换热器、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 ；所述车外空气换热器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接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空气换热器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 ；第一空调风道控制阀安装在车内空调风道的出风口处(能够实现除霜/雾出风口和车内出风口的相互切换)；第二空调风道控制阀车内空调风道的进风口处(能够实现车内、车外进风的相互切换)；所述驱动电机水热回收系统包括水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置、车内余热散热器、车外余热散热器、与车外余热散热器相配合的车外余热散热器风机、由第一余热回收控制阀和第二余热回收控制阀构成的余热回收控制装置(余热回收控制装置可实现余热回收模式、散热冷却模式的切换)， 所述水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置包括外置冷却水套和电机冷却水泵；其中所述电机外置冷却水套的出口接电机冷却水泵进口，电机冷却水泵出口接第一余热回收控制阀进口和第二余热回收控制阀进口，第一余热回收控制阀出口接设置在车内空调风道中并安装在车内空气换热器出风口一侧的车内余热散热器的进口，车内余热散热器出口接电机外置冷却水套进口，第二余热回收控制阀出口接车外余热散热器进口，车外余热散热器出口接电机外置冷却水套进口。本发明中所述的电机外置冷却水套包括作为电机外壳的封闭式水套内壳、封闭式水套外壳和连接在封闭式水套内外壳之间的冷却水道隔板，在封闭式水套内壳内壁上设置有构成冷却风道的若干轴向直肋，在由若干轴向直肋内端面构成的环腔内安装直流电机， 在电机轴的一轴端安装有内置气冷风机，并由轴向直肋和内置气冷风机共同构成电机内置气冷机构。本发明中所述的所述的由直流电机驱动的车用全封闭变频式空调压缩机为活塞式、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与直流电机封闭在同一密闭壳体内。本发明采用混气装置来解决普通汽车空调系统在室外温度过低时无法正常运行的问题。压缩机降温增效混气系统由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；混气换热器可分为异径套管式、间隔板式、箱管式和壳管式等。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。混气止回阀能够实现混气量的最大化，增强混气效果。本发明混气循环原理如下制冷剂液体从冷凝器流出后分为两路，一路是主循环， 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；另一路是混气循环，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。通过混气回路向压缩机某中间位置或吸气位置通入一定量的某一中间压力的制冷剂气体，将压缩机的排气温度从T/降低为Te ；增加了压缩机的排气量， 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，增加了从室外吸收的热量，提高了热泵系统的效率。
本发明中所述的电机水热回收系统目的在于可回收利用电动汽车驱动电机工作时产生的余热，用于对车内进行辅助供热和回收利用。其原理为通过装在电动汽车驱动电机上的余热回收水套内的水，收集工作时电动汽车驱动电机产生的余热，并对其进行冷却。 当运行余热回收模式时通过水泵可将热水送至车内余热散热器，当运行除霜/除雾模式时，车内余热散热器提高经过车内风冷换热器之后的空气温度，增加运行除霜/除雾模式时车内的舒适度；当运行制热模式和低温混气制热模式时，车内余热散热器对车内进行辅助供热，提高热泵系统的工作效率。当运行散热冷却模式时通过水泵可将热水送至车外散热器，通过室外空气对车外散热器中的热水进行冷却。本发明的有益效果如下
本发明提供的一种水热回收型电动汽车热泵空调系统。通过压缩机内部设置的降温增效混气系统和驱动电机水热回收系统，可显著降低热泵空调低温运行时压缩机的排气温度，提高系统运行的可靠性，同时可大大提高该空调系统的供热能力和供热效率，降低电动汽车空调冬季供热时的耗电量。经对本发明初步实验研究所得数据，本发明提供的一种水热回收型电动汽车热泵空调系统采用降温增效混气系统和车用电机水热回收系统后，在室外温度-10°C的超低温供热工况下，使压缩机的排气温度降低至70°c以下，空调系统的供热系数高达2. 4左右，可较好地解决热泵型电动汽车空调低温工况运行时压缩机的排气温度过高、制热量明显不足等两个亟待解决的关键技术难题。本发明对加快电动汽车的普及与应用具有重要意义，为电动汽车在北方的发展提供了空调技术支持。
图1为本发明结构原理图。图2为本发明混气原理图。图3为本发明混气装置中混气口一种结构图。图4为本发明混气装置中混气口第二种结构图。图5为本发明混气装置中混气口第三种结构图。图6为本发明混气装置中混气口第四种结构图。图7为本发明中所述的电机外置冷却水套结构图。图8是图7的侧视图。图9——图13分别为本发明的不同工作模式流程图。图中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是车外空气换热器、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是车内空气换热器、8是气液分离器、9是车内余热散热器、10-1是外置冷却水套、10-2是电机冷却水泵、11是车外余热散热器、12是车外余热散热器风机、13-1和13-2是余热回收控制阀、20是封闭式水套内壳、21是封闭式水套外壳、22是冷却水道隔板、23是轴向直肋、M是内置气冷风机、25是压缩机内置混气孔J6是压缩机内置混气孔连接通道、27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、观是压缩机壳体、四是电动机、30是压缩机静涡旋体、31是压缩机动涡旋体、32是压缩机吸气快速接头、33是压缩机排气快速接头。
具体实施例方式本发明以下将结合实施列(附图)做进一步描述，但并不限制本发明。如图1所示，本发明所述的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，车外空气换热器3，车内空气换热器7，储液干燥器4，气液分离器8，低压节流阀 6，压缩机降温增效混气系统，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、第一空调风道控制阀2_9和第二空调风道控制阀2-10组成的系统模式切换装置，以及驱动电机水热回收系统；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；所述驱动电机水热回收系统包括水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置、车内余热散热器9、车外余热散热器11、与车外余热散热器相配合的车外余热散热器风机12、由第一余热回收控制阀13-1和第二余热回收控制阀13-2构成的余热回收控制装置，所述水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置包括外置冷却水套10-1和电机冷却水泵10-2 ；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空气换热器3、车内空气换热器7、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 ；所述车外空气换热器3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的入口以及接混气换热器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出口接车内空气换热器 7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 ；第一空调风道控制阀2-9安装在车内空调风道的出风口处；第二空调风道控制阀2-10车内空调风道的进风口处；所述驱动电机水热回收系统包括水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置、车内余热散热器9、 车外余热散热器11、与车外余热散热器相配合的车外余热散热器风机12、由第一余热回收控制阀13-1和第二余热回收控制阀13-2构成的余热回收控制装置，所述水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置包括外置冷却水套10-1和电机冷却水泵10-2 ；其中所述电机外置冷却水套10-1的出口接电机冷却水泵10-2进口，电机冷却水泵10-2出口接第一余热回收控制阀13-1进口和第二余热回收控制阀13-2进口，第一余热回收控制阀13-1出口接设置在车内空调风道中并安装在车内空气换热器出风口一侧的车内余热散热器9的进口，车内余热散热器9出口接电机外置冷却水套10-1进口，第二余热回收控制阀13-2出口接车外余热散热器11进口，车外余热散热器11出口接电机外置冷却水套10-1进口 ；所述的车用全封闭变频式空调压缩机与直流电机封闭在同一密闭壳体内。混气循环(如图2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3、图4、图5、图6所示，本发明中所述车用全封闭变频式空调压缩机由压缩机壳体28、电动机四、静涡旋体30、动涡旋体31及降温增效混气系统构成。压缩机壳体观设有压缩机吸气快速接头32和压缩机排气快速接头33。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25、压缩机内置混气孔连接通道沈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27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3、4)，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5)，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25开设在压缩机静涡旋体30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沈与固定在压缩机排气腔壳体上的外置快速接头27连接。所述高压混气(如图6)，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 25开设在压缩机静涡旋体30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沈与固定在压缩机排气腔壳体上的外置快速接头27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；
本发明中所述混气节流阀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。本发明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7、8所示，所述电机外置冷却水套10-1包括作为电机外壳的封闭式水套内壳 20、封闭式水套外壳21和连接在封闭式水套内外壳之间的冷却水道隔板22，在封闭式水套内壳20内壁上设置有构成冷却风道的若干轴向直肋23，在由若干轴向直肋23内端面构成的环腔内安装直流电机，在电机轴的一轴端安装有内置气冷风机对，并由轴向直肋23和内置气冷风机M共同构成电机内置气冷机构。本发明的各种工作模式如下 制冷模式
如图9所示，通过功能控制阀2-1，将车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车外空气换热器3接口连通，气液分离器8入口与车内空气换热器7另一接口连通；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。制冷剂经车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车外空气换热器3、第二单向阀2-3、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6、第三单向阀2-4、车内空气换热器7、气液分离器后8，被车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入。余热回收控制阀13-1关闭，余热回收控制阀13-2打开，冷却水依次经过外置冷却水套10-1出口、电机冷却水泵10-2、余热回收控制阀13-2、车外余热散热器11，经外置冷却水套10-1入口回到外置冷却水套10-1。制热模式
如图10所示，通过功能控制阀2-1，将车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车内空气换热器7接口连通，气液分离器8入口与车外空气换热器另一接口连通；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。制冷剂经车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车内空气换热器7、第四单向阀2-5、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6、第一单向阀2-2、车外空气换热器3、气液分离器8后，被车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入。余热回收控制阀13-1打开，余热回收控制阀13-2关闭，冷却水依次经过外置冷却水套10-1出口、电机冷却水泵10-2、余热回收控制阀13-1、车内余热散热器9，经外置冷却水套10-1入口回到外置冷却水套10-1。制热混气模式
如图11所示，通过功能控制阀2-1，将车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车内空气换热器7接口连通，气液分离器8入口与车外空气换热器另一接口连通；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。制冷剂经车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车内空气换热器7、第四单向阀2-5、储液干燥器4、混气换热器5-2、低压节流阀6、第一向阀2-2、车外空气换热器3、气液分离器8后，被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，依次经过车内空气换热器7、第四单向阀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车用全封闭变频式空调压缩机1。余热回收控制阀13-1打开，余热回收控制阀13-2关闭，冷却水依次经过外置冷却水套10-1出口、电机冷却水泵10-2、余热回收控制阀13-1、车内余热散热器9，经外置冷却水套10-1入口回到外置冷却水套10-1。车窗除霜/除雾模式
如图12所示，通过功能控制阀2-1，将车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车外空气换热器3接口连通，气液分离器8入口与车内空气换热器7另一接口连通；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。制冷剂经车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车外空气换热器3、第二单向阀2-3、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6、第三单向阀2-4、车内空气换热器7、气液分离器后8，被车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入。余热回收控制阀13-1打开，余热回收控制阀13-2关闭，冷却水依次经过外置冷却水套10-1出口、电机冷却水泵10-2、余热回收控制阀13-1、车内余热散热器9，经外置冷却水套10-1入口回到外置冷却水套10-1。车外空气换热器除霜工作模式
如图13所示，当车外空气换热器结霜时，通过功能控制阀2-1，将车用全封闭变频式空调压缩机1出口与车外空气换热器3接口连通，气液分离器8入口与车内空气换热器7另一接口连通；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。制冷剂经车用全封闭变频式空调压缩机1排气口排出，依次经过车外空气换热器3、第二单向阀2-3、储液干燥器4、混气换热器旁通阀2-7、低压节流阀6和除霜旁通阀2-8、第三单向阀 2-4、车内空气换热器7、气液分离器后8，被车用全封闭变频式空调压缩机1从吸气口吸入， 对车外空气换热器进行除霜。一部分制冷剂通过除霜旁通阀2-8，提高了制冷剂在车内空气换热器7内的蒸发温度，使得车内空气经过车内空气换热器7时温度接近车内温度。余热回收控制阀13-1打开，余热回收控制阀13-2关闭，冷却水依次经过外置冷却水套10-1出口、电机冷却水泵10-2、余热回收控制阀13-1、车内余热散热器9，经外置冷却水套10-1入口回到外置冷却水套10-1。
权利要求
1. 一种水热回收型电动汽车热泵空调系统，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)，车外空气换热器(3)，车内空气换热器(7)，储液干燥器(4)，气液分离器(8)，低压节流阀(6)，压缩机降温增效混气系统，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)、第一空调风道控制阀(2-9)和第二空调风道控制阀(2-10)组成的系统模式切换装置，以及驱动电机水热回收系统；其中所述车用全封闭变频式空调压缩机由压缩机壳体(28)、电动机(29)、静涡旋体(30)、动涡旋体(31)及降温增效混气系统构成；压缩机壳体(28)设有压缩机吸气快速接头(32)和压缩机排气快速接头(33)；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(25)、压缩机内置混气孔连接通道(26)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(27)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(25)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(25)开设在压缩机静涡旋体(30)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 (25)开设在压缩机静涡旋体(30)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；所述驱动电机水热回收系统包括水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置、车内余热散热器(9)、车外余热散热器(11)、与车外余热散热器相配合的车外余热散热器风机(12)、由第一余热回收控制阀(13-1)和第二余热回收控制阀(13-2)构成的余热回收控制装置，所述水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置包括外置冷却水套(10-1)和电机冷却水泵(10-2)；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空气换热器(3)、车内空气换热器(7)、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 ；所述车外空气换热器(3)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)的入口以及接混气换热器(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)出口接车内空气换热器(7)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- 第二出口接混气止回阀(5- 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 ；第一空调风道控制阀(2-9)安装在车内空调风道的出风口处；第二空调风道控制阀O-10)安装在车内空调风道的进风口处；所述驱动电机水热回收系统包括水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置、车内余热散热器(9)、车外余热散热器(11)、与车外余热散热器相配合的车外余热散热器风机(12)、由第一余热回收控制阀 (13-1)和第二余热回收控制阀(13-2)构成的余热回收控制装置，所述水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置包括外置冷却水套(10-1)和电机冷却水泵(10-2);其中所述电机外置冷却水套(10-1)的出口接电机冷却水泵(10-2)进口，电机冷却水泵(10-2)出口接第一余热回收控制阀(13-1)进口和第二余热回收控制阀(13-2)进口，第一余热回收控制阀(13-1) 出口接设置在车内空调风道中并安装在车内空气换热器出风口一侧的车内余热散热器(9) 的进口，车内余热散热器(9)出口接电机外置冷却水套(10-1)进口，第二余热回收控制阀 (13-2)出口接车外余热散热器(11)进口，车外余热散热器(11)出口接电机外置冷却水套 (10-1)进口。
2.根据权利要求1所述的水热回收型电动汽车热泵空调系统，其特征在于所述电机外置冷却水套(10-1)包括作为电机外壳的封闭式水套内壳(20)、封闭式水套外壳(21)和连接在封闭式水套内外壳之间的冷却水道隔板(22)，在封闭式水套内壳(20)内壁上设置有构成冷却风道的若干轴向直肋(23)，在由若干轴向直肋(23)内端面构成的环腔内安装直流电机，在电机轴的一轴端安装有内置气冷风机(24)，并由轴向直肋(23)和内置气冷风机(24 )共同构成电机内置气冷机构。
3.根据权利要求1所述的水热回收型电动汽车热泵空调系统，其特征在于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与直流电机封闭在同一密闭壳体内。
4.根据权利要求1所述的水热回收型电动汽车热泵空调系统，其特征在于所述的车外空气换热器、车内空气换热器、车内余热散热器、车外余热散热器为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种结构形式。
全文摘要
本发明提供了一种水热回收型电动汽车热泵空调系统，该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、车外空气换热器、车内空气换热器、储液干燥器、气液分离器、低压节流阀、压缩机降温增效混气系统、驱动电机水热回收系统、系统模式切换装置等组成。所述驱动电机水热回收系统由水-空气双侧冷却型电机余热冷却装置、车内余热散热器、车外余热散热器、车外余热散热器风机、余热回收控制装置及连接管道构成。本发明能够实现对电动汽车制冷、普通制热、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，并通过压缩机降温增效混气系统和车用电机水热回收系统使该系统能够在室外超低温环境温度下进行稳定高效制热循环。
文档编号F25B41/04GK102331045SQ20111020705
公开日2012年1月25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, 董秀洁, 郭党生 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