汽车空调系统及其控制方法
【专利摘要】本发明公开一种汽车空调系统及其控制方法，空调系统包括压缩机、第一换热器、第一膨胀装置、第二换热器，以及室外换热器、第二膨胀装置，所述压缩机、所述室外换热器、所述第一膨胀装置、所述第一换热器能够顺序连通形成制冷回路，所述压缩机、所述第二换热器、所述第一换热器、所述第二膨胀装置、所述室外换热器能够顺序连通形成制热回路。该汽车空调系统，其第一换热器既参与制冷也参与制热，在执行制热模式时，空气流会经第一换热器、第二换热器二次加热，空调系统的制热能力得以加强，从而能够提供足够的加热空气流，以使低温环境下，也能够获得舒适的乘车环境。
【专利说明】汽车空调系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调【技术领域】，特别涉及一种汽车空调系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]请参考图1，图1为一种典型的电动汽车空调系统。
[0003]该电动汽车空调系统包括压缩机1’、气液分离器2’、室外换热器3’、第一截止阀4’、第二截止阀5’、第三截止阀6’、第四截止阀7’、膨胀装置9’，以及空调箱100’等，各部件通过相应的管路连接组成完整的热泵空调系统。
[0004]空调箱100’具体包括循环风门106’、内循环风口 107’、外循环风口 108’、鼓风机104’、第一换热器101’、温度风门105’、第二换热器102’、电加热器103’，以及格栅风道109’等。内循环风口 107’和外循环风口 108’使得经循环风门106’进入空调箱100’的为混合风，混合比例可由系统根据舒适性要求，由循环风门106’控制。
[0005]该空调系统的工作原理如下:
[0006]制冷模式:
[0007]第一截止阀4’、第三截止阀6’开启，第二截止阀5’、第四截止阀7’关闭。压缩机1’将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂流经第二换热器102’，经过第一截止阀4’进入室外换热器3’ ；
[0008]高温高压的制冷剂在室外换热器3’中与室外空气流D换热，制冷剂释放热量，释放的热量被空气流D带到外环境空气中，制冷剂则发生相变而冷凝成液态或气液两相制冷剂；
[0009]制冷剂流出室外换热器3’，进入膨胀装置9’膨胀，降温降压变成低温低压的制冷剂；
[0010]低温低压的制冷剂进入第一换热器101’，与气流A或混合气流A进行换热，吸收该气流A的热量，气流A降温为冷空气B，制冷剂则发生相变而大部分蒸发成低温低压的气态制冷剂。此时，由于温度风门105’关闭，经第一换热器101’换热形成的冷空气直接绕过第二换热器102’而进入格栅风道109’，并被送入车室内，降低车室内温度，提供舒适的乘车环境；而在设置温度较高时，温度风门105’也可以部分打开进行热交换。
[0011]经第一换热器101’相变后的低温低压制冷剂流向气液分离器2’，液态制冷剂储藏于气液分离器2’内，低温低压的气态制冷剂再被压缩机1’压缩成高温高压的气态制冷齐U，如此循环工作。
[0012]制热模式:
[0013]第一截止阀4’、第三截止阀6’关闭，第二截止阀5’、第四截止阀7’开启。压缩机1’将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂流经第二换热器102’ ；此时，温度风门105 ’开启，高温高压的制冷剂在第二换热器102 ’内与空气流B换热而冷却，被加热的空气流C则经格栅风道109’被送入车室内，以提高车室内温度，提供舒适的乘车环境；
[0014]由于第三截止阀6’关闭，制冷剂只能流向膨胀装置9’膨胀，降温降压变成低温低压的制冷剂，此时，第一换热器101’并不工作；
[0015]低温低压的制冷剂进入室外换热器3’，吸收外部空气流D中的热量，相变成低压气态制冷剂；
[0016]然后制冷剂流向气液分离器2’，液态制冷剂储藏于气液分离器2’内，低温低压的气态制冷剂再被压缩机1’压缩成高温高压的气态制冷剂，如此循环工作。
[0017]然而，上述方案存在下述技术问题:
[0018]第一、第二换热器102’受到空调箱100’结构的限制，换热能力有限，在低温环境下，如在接近零下20°C时，不能满足供热需求，造成送风温度低，无法满足乘客舒适性要求；
[0019]第二、从上述工作原理描述并结合附图理解，该空调系统管路内的流体，在制热和制冷两种模式下，流经室外换热器3’的方向相反，难以满足流体在两种流向中均有良好的热力学性能和动力学性能，从而难以兼顾制冷和制热均有良好的性能。
[0020]有鉴于此，如何改进汽车空调系统，以使车辆在低温环境下能够获得较好的乘车环境，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0021]为解决上述技术问题，本发明的目的为提供汽车空调系统及其控制方法。该汽车空调系统使车辆在低温环境下能够获得相对较好的乘车环境。
[0022]本发明提供的汽车空调系统，包括压缩机、第一换热器、第一膨胀装置、第二换热器，以及室外换热器、第二膨胀装置，所述压缩机、所述室外换热器、所述第一膨胀装置、所述第一换热器能够顺序连通形成制冷回路，所述压缩机、所述第二换热器、所述第一换热器、所述第二膨胀装置、所述室外换热器能够顺序连通形成制热回路；且在制热模式时，空气流先流经所述第一换热器进行热交换升温，然后再流经所述第二换热器。
[0023]该汽车空调系统，其第一换热器既参与制冷也参与制热，在执行制热模式时，空气流会经第一换热器、第二换热器二次加热，空调系统的制热能力得以加强，从而能够提供足够的加热空气流，以使低温环境下，也能够获得舒适的乘车环境。
[0024]第一种具体方案，所述压缩机的出口连通所述第二换热器的进口，所述第二换热器的出口通过一支路连通所述室外换热器，通过另一支路连通所述第一换热器的进口 ；所述第二换热器处设有温度风门，所述温度风门于制热时开启。
[0025]第二种具体方案，所述压缩机的出口通过一支路连通所述室外换热器，通过另一支路连通所述第二换热器的进口。
[0026]第三种具体方案，所述第二换热器的出口通过所述第一膨胀装置连通所述第一换热器的进口，第一膨胀装置为电子膨胀阀。
[0027]第四种具体方案，所述第一膨胀装置并联有旁通阀。
[0028]第五种具体方案，所述室外换热器的一集流管设有制冷回路进口和制热回路进口 ；该所述集流管内设有分配管，所述制热回路进口直接连通所述分配管；所述制冷回路进口直接连通所述集流管，所述制冷回路进口与所述分配管相独立。
[0029]第六种具体方案，还包括预设所述第一换热器过冷度、所述室外换热器过热度的控制器；
[0030]所述控制器先获取所述室外换热器的过热度，并与预设的过热度比较以调节所述第二膨胀装置的开度；调节后，所述控制器还获取所述第一换热器的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置的开度；
[0031]或，所述控制器先获取所述第一换热器的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置的开度；调节后，所述控制器还获取所述室外换热器的过热度，并与预设的过热度比较以调节所述第二膨胀装置的开度。
[0032]第七种具体方案，还包括预设所述第一换热器过冷度、所述第二换热器过冷度的控制器；
[0033]所述控制器先获取所述第二换热器的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置的开度；调节后，所述控制器还获取所述第一换热器的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第二膨胀装置的开度；
[0034]或，所述控制器获取所述第一换热器的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第二膨胀装置的开度；调节后，所述控制器还获取所述第二换热器的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置的开度。
[0035]第八种具体方案，还包括电池、电池换热器和与之连通的第三膨胀装置，所述第三膨胀装置的进口能够连通所述室外换热器的出口以及所述第二换热器的出口 ；所述电池换热器的出口连通所述压缩机的进口。
[0036]第九种具体方案，包括容纳所述电池、所述电池换热器的电池箱；所述电池箱的进风口处设有与车室内连通的内循环风口、与车厢外连通的外循环风口，以及调节内循环风口和外循环风口的循环风门。
[0037]第十种具体方案，还设有第一风道和第二风道，以及控制所述电池箱的出风口与所述第一风道、所述第二风道通断的内外风门；所述第一风道连通所述内循环风口，所述第二风道连通车厢外。
[0038]本申请还提供一种如上述第三种方案所述的汽车空调系统的控制方法，包括下述步骤:
[0039]根据设置工况及温度得出相应的室外换热器的过热度和第一换热器的过冷度；
[0040]通过检测室外换热器的出口压力、出口温度获取室外换热器的实际过热度，通过检测第一换热器的出口压力、出口温度获得第一换热器的实际过冷度；
[0041]进行开度调节，其中，第二膨胀装置为热力膨胀阀或电子膨胀阀:
[0042]先比较室外换热器实际过热度和预设的过热度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置开度；前者小于后者，减小第二膨胀装置开度；前者等于后者，则保持第二膨胀装置的当前开度不变；
[0043]再比较第一换热器实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则减小第一膨胀装置开度；前者小于后者，增加第一膨胀装置开度；前者等于后者，保持第一膨胀装置的当前开度不变；
[0044]或，先比较第一换热器实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则减小第一膨胀装置开度；前者小于后者，则增加第一膨胀装置开度；前者等于后者，则保持第一膨胀装置的当前开度不变；
[0045]再比较室外换热器实际过热度和预设的过热度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置开度；前者小于后者，则减小第二膨胀装置开度；前者等于后者，保持第二膨胀装置的当前开度不变。
[0046]本申请还提供另一种如上述第三种方案所述的汽车空调系统的控制方法，包括下述步骤:
[0047]根据设置工况及温度得出相应第二换热器的过冷度和第一换热器的过冷度；
[0048]通过检测第二换热器的出口压力、出口温度获取第二换热器的实际过冷度，通过检测第一换热器的出口压力、出口温度获得第一换热器的实际过冷度；
[0049]进行开度调节，其中，第二膨胀装置为电子膨胀阀:
[0050]先比较第二换热器实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第一膨胀装置开度；前者小于后者，减小第一膨胀装置开度；前者等于后者，则保持第一膨胀装置的当前开度不变；
[0051]再比较第一换热器实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置开度；前者小于后者，减小第二膨胀装置开度；前者等于后者，保持第二膨胀装置的当前开度不变；
[0052]或，先比较第一换热器实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置开度；前者小于后者，则减小第二膨胀装置开度；前者等于后者，则保持第二膨胀装置的当前开度不变；
[0053]再比较第二换热器实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第一膨胀装置开度；前者小于后者，则减小第一膨胀装置开度；前者等于后者，保持第一膨胀装置的当前开度不变。
[0054]上述两种控制方法依次控制一膨胀装置的开度，当一膨胀装置调节后，会对另一膨胀装置产生一定影响，此时再调整另一膨胀装置开度，实际上实现了两个膨胀装置的联合控制，以使最终的调节结果尽可能接近实际调节需求，实现两个膨胀装置的最优化控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0055]图1为一种典型的电动汽车空调系统；
[0056]图2为本发明所提供汽车空调系统第一种具体实施例的结构示意图；
[0057]图3为图2中空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0058]图4为图2中空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0059]图5为图2中空调系统处于第一除湿模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0060]图6为图2中空调系统处于第二除湿模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0061]图7为图2中空调系统处于除霜模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0062]图8为本发明所提供汽车空调系统第二种具体实施例的结构示意图；
[0063]图9为本发明所提供汽车空调系统第三种具体实施例的结构示意图；
[0064]图10为本发明所提供汽车空调系统中室外换热器一种具体实施例的结构示意图；
[0065]图11为图4中制热模式下膨胀装置的第一种控制原理图，虚线示出反馈信号；
[0066]图12为控制图11中两膨胀装置的控制流程图；
[0067]图13为图4中制热模式下膨胀装置的第二种控制原理图，虚线示出反馈信号；
[0068]图14为控制图13中两膨胀装置的控制流程图；
[0069]图15为本发明所提供汽车空调系统第四种具体实施例的结构示意图；
[0070]图16为图15中空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0071]图17为图15中空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径；
[0072]图18为图15中空调系统处于制热模式且处于电池余热回收模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0073]图 1 中:
[0074]1’压缩机、2’气液分离器、3’室外换热器、4’第一截止阀、5’第二截止阀、6’第三截止阀、7’第四截止阀、9’膨胀装置、10’单向阀、100’空调箱、101’第一换热器、102’第二换热器、103’电加热器、104’鼓风机、105’温度风门、106’循环风门、107’内循环风口、108’外循环风口、109’格栅风道
[0075]图2—18 中:
[0076]1压缩机、2气液分离器、3室外换热器、31制冷回路进口、32制热回路进口、33室外换热器的出口、34分配管、35分配孔、36进口集流管、37出口集流管、38扁管、39翅片、4第一截止阀、5第二截止阀、6第三截止阀、7第四截止阀、8第一膨胀装置、81旁通阀、9第二膨胀装置、10单向阀、11第五截止阀、12第三膨胀装置、100空调箱、101第一换热器、1011第一换热器的出口、102第二换热器、1021第二换热器的出口、103第一电加热器、104第一鼓风机、105温度风门、106第一循环风门、107第一内循环风口、108第一外循环风口、109格栅风道、200电池箱、201电池换热器、202第二电加热器、203第二鼓风机、204第二循环风门、205第二外循环风口、206第二内循环风口、300电池、401进风风道、402出风风道、403第一风道、404第二风道、405内外风门
【具体实施方式】
[0077]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0078]请参考图2，图2为本发明所提供汽车空调系统第一种具体实施例的结构示意图。
[0079]该汽车空调系统，包括压缩机1、第一换热器101和与其进口连通的第一膨胀装置8、第二换热器102，以及室外换热器3和与其进口连通的第二膨胀装置9，膨胀装置在空调循环系统中可以起到降温降压的作用，一般有节流管、普通的热力膨胀阀或电子膨胀阀等。具体地，可以设置空调箱100，第一换热器101和第二换热器102均置于空调箱100内。
[0080]其中，压缩机1、室外换热器3、第一膨胀装置8、第一换热器101能够顺序连通形成制冷回路。本实施例中，压缩机1、第二换热器102、第一换热器101、第二膨胀装置9、室外换热器3能够顺序连通形成制热回路，即第一换热器101和第二换热器102在制热模式时均可以提供热量。
[0081]另外，压缩机1的进口处可以设有气液分离器2，以便对回流制冷剂进行分离，即将其中的液态部分储藏于气液分离器2内，而低温低压的气态制冷剂部分则进入压缩机1重新压缩。当然，针对一些新型的压缩机，也可以不设置气液分离器2。
[0082]具体地，如图2所示，该空调系统包括第一截止阀4、第二截止阀5、第三截止阀6、第四截止阀7、第一膨胀装置8、第二膨胀装置9、第一换热器101、第二换热器102、室外换热器3、压缩机1。第二换热器102的进口与压缩机1的出口连通，第二换热器102的出口具有两条支路，一支路为第二换热器102出口与室外换热器3进口之间的通路，第一截止阀4设于该支路；另一支路为第二换热器102出口与第一膨胀装置8的进口，第二截止阀5设置于该支路。上述各截止阀具体可以为手动截止阀，也可以采用电动或气动截止阀。
[0083]室外换热器3的出口也具有两条支路，一支路为其出口与第一膨胀装置8进口之间的通路，该通路可设置单向导通室外换热器3和第一膨胀装置8的单向阀10，以免制冷剂回流；另一支路为室外换热器3出口与压缩机1进口之间的通路，第三截止阀6设置于该支路。
[0084]第一换热器101的出口也具有两条支路，一支路连通至压缩机1的进口，该支路设有第四截止阀7 ;另一支路连通至室外换热器3的进口，第二膨胀装置9设于该支路。
[0085]为便于对进入第一换热器101、第二换热器102的空气流进行合理控制，空调箱100可设置第一内循环风口 107和第一外循环风口 108，第一内循环风口 107连通车内，第一外循环风口 108连通车厢外，第一循环风门106则控制第一内循环风口 107和第二外循环风口 205的开度，以调节自第一循环风门106处进入空调箱100内的混合风比例，混合比例可由系统根据舒适性要求，由第一循环风门106控制，内循环风的比例可以不引起车窗结雾为目标，引入内循环风可进一步节省能源。
[0086]此外，还可以设置第一鼓风机104，第一鼓风机104可以设置于第一循环风门106和第一换热器101之间，以使第一循环风门106处的空气流A能够更为顺畅地流向第一换热器101，并最终顺畅地流至空调箱100的出风口。此实施例中空调箱100的出风口处设有格栅风道109，以分配空气流C并可调节其风向，出风口朝向乘客舱内。
[0087]可以理解，即使不设置第一循环风门106，直接引入车厢外或车厢内的空气流也是可行的。只是，如此设计使得空调系统性能更为优化。
[0088]该空调系统的工作原理如下:
[0089]制冷模式:
[0090]请参考图3，图3为图2中空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示制冷剂流动路径。
[0091]第一截止阀4、第四截止阀7开启，第二截止阀5、第三截止阀6关闭。压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂流经第二换热器102，经过第一截止阀4进入室外换热器3 ;此时，温度风门105可以关闭，将第二换热器102完全遮挡，以阻止气流B与第二换热器102换热，故高温高压的气态制冷剂流经第二换热器102并不换热，而是直接流向第一截止阀4 ；
[0092]高温高压的制冷剂在室外换热器3中与室外空气流D换热，制冷剂释放热量，释放的热量被空气流D带到外环境空气中，制冷剂则冷却发生相变而冷凝成液态；
[0093]制冷剂流出室外换热器3，进入第一膨胀装置8膨胀，降温降压变成低温低压的制冷剂；
[0094]低温低压的制冷剂进入第一换热器101，与从第一循环风门106进入的气流A进行换热，吸收该气流A的热量，气流A降温为冷空气B，制冷剂则至少有部分发生相变而蒸发成低温低压的气态制冷剂。此时，由于温度风门105关闭，经第一换热器101换热形成的冷空气直接绕过第二换热器102而进入格栅风道109，并被送入车室内，降低车室内温度，提供舒适的乘车环境；而在车室内温度设置较高时，为避免吹出的风太低，温度风门105可以打开一部分，使空气流B升温后再吹向车室内。
[0095]经第一换热器101相变后的低温低压制冷剂流向气液分离器2，含有的液态制冷剂储藏于气液分离器2内，低温低压的气态制冷剂再被压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂，如此循环工作。
[0096]制热模式:
[0097]请参考图4，图4为图2中空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示制冷剂流动路径。
[0098]第一截止阀4、第四截止阀7关闭，第二截止阀5、第三截止阀6开启。压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂流经第二换热器102 ;此时，温度风门105开启，高温高压的制冷剂在第二换热器102内与空气流B换热，制冷剂放出热量而冷却；
[0099]制冷剂继续流向第一膨胀装置8膨胀，此时第一膨胀装置8的开度较大，制冷剂经初步膨胀后降温降压变成中温中压的制冷剂，这时由于从车室外进来的空气流温度低于第一换热器101中的制冷剂的温度，制冷剂与空气流A先发生换热，空气流A被第一次加热，经初步加热后的空气流B经温度风门105又与流经第二换热器102的高温高压制冷剂发生换热，则空气流B被第二次加热；二次加热的空气流C可经格栅风道109被送入车室内，以提高车室内温度，提供舒适的乘车环境；
[0100]从第一换热器101出来的中温中压的制冷剂经第二膨胀装置9膨胀，这次经过充分节流变成低温低压的制冷剂；低温低压的制冷剂流经室外换热器3，吸收外部空气流D中的热量，相变成低温低压气态制冷剂；
[0101]低温低压的制冷剂经第三截止阀6流向气液分离器2，含有的液态制冷剂储藏于气液分离器2内，低温低压的气态制冷剂再被压缩机1压缩成高温高压的气态制冷剂，如此循环工作。
[0102]该实施例中，第一换热器101既参与制冷也参与制热，在执行制热模式时，空气流A会经第一换热器101、第二换热器102 二次加热，且空气流A是先经制冷剂温度相对较低的第一换热器101进行热交换初步升温，然后再经温度高的第二换热器102升温，这样空调系统的制热能力得以进一步加强，从而能够提供足够的加热空气流C，以使低温环境下，也能够获得舒适的乘车环境。
[0103]另外，第二换热器102和第一换热器101之间设有第一膨胀装置8，第一膨胀装置8产生了合适的流阻，使得第二换热器102中的制冷剂处于高压力，相应的冷凝温度也较高，制冷剂在第二换热器102换热后，经过第一膨胀装置8降压至中间压力，并且再次成为中温中压的状态，这样一方面到第一换热器101时压力不会太高，又可以对空气流A进行初步升温，从而获得了较高的换热效率。就空气流A而言，其先经过第一换热器101被加热至中间温度，再经过第二换热器102再次被加热至高温，实现了逆流换热，换热效果较好。因此，制热模式时，第一膨胀装置8设于第一换热器101和第二换热器102之间，利用了第一换热器101，提高了系统的换热效率，进一步加强了供热能力，且对第一换热器101的耐压要求不会大幅提高。
[0104]该实施例第二换热器102的出口通过第一膨胀装置8连通第一换热器101的进口，以便在制热模式下实现上述的二次加热过程。实际上，也可以单独设置一膨胀装置，第二换热器102通过该膨胀装置与第一换热器101连通同样可行，只是，上述实施例利用了已有的原用于制冷的第一膨胀装置8即可实现二次加热需求，通路设计也较为简化。
[0105]另外，还可以设置第一电加热器103，如图4所示，第一电加热器103设于空调箱100内第二换热器102和空调箱100出口之间，当外界环境温度过低，热泵加热性能不足或热泵效率较低甚至出现故障而无法正常工作时，可采用第一电加热器103辅助加热，与热泵系统一起实现加热功能。
[0106]该空调系统还可以执行第一除湿模式、第二除湿模式以及除霜模式:
[0107]第一除湿模式:
[0108]请参考图5，图5为图2中空调系统处于第一除湿模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0109]第一截止阀4、第四截止阀7开启，第二截止阀5、第二膨胀装置9关闭(此时，第二膨胀装置9具有启闭功能，比如电子膨胀阀)。与制冷模式相似，此时温度风门105部分或完全打开，使得与第一换热器101换热而形成的冷却空气流B可部分或完全通过第二换热器102。则经第一循环风门106进入的空气流A经第一换热器101被降温除湿，成为低温低湿空气流B，再经过第二换热器102被加热成低湿空气流C，该空气流C被送入车室内可降低车内湿度。
[0110]显然，在乘客舱内相对湿度较大，而对加热需求量不是很大时，可执行第一除湿模式，以达到除湿效果，避免水蒸气在车窗玻璃上冷凝而影响视野，提高安全性能。
[0111]第二除湿模式:
[0112]请参考图6，图6为图2中空调系统处于第二除湿模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0113]第二截止阀5、第三截止阀6、第四截止阀7开启，第一截止阀4关闭，第二膨胀装置9关闭。与第一除湿模式相似，不同的是，从第二换热器102出来的制冷剂直接通过第二截止阀5进入第一膨胀装置8膨胀进行降压降温，此时温度风门105部分或完全打开，使得空气流B能够部分或全部通过第二换热器102。空气流A通过第一换热器101被降温除湿，成为低温低湿的空气流B，经第二换热器102被加热成为舒适的低湿空气流C，并最终被送入车室内，降低室内湿度，提供舒适的乘车环境。
[0114]第二除湿模式适用于乘客舱内湿度较大，且对加热需求量较大时使用。
[0115]除霜模式:
[0116]请参考图7，图7为图2中空调系统处于除霜模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0117]低温环境下，在制热模式下工作时间过长后，室外换热器3的表面易结霜，会降低甚至丧失换热性能，导致系统效率降低甚至失去制热功能。此时，可以进入除霜模式:
[0118]第一截止阀4、第三截止阀6开启，第二截止阀5关闭，第四截止阀7或第一膨胀装置8关闭，第二膨胀装置9关闭。压缩机1消耗一定的电能，将低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，制冷剂流经第二换热器102，温度风门105部分或全部打开，空气流B被加热后送入车室内，以增加室内温度，提供舒适的乘车环境；
[0119]离开第二换热器102的制冷剂，通过第一截止阀4，进入室外换热器3，放出热量，使室外换热器3表面的霜迅速除去，制冷剂离开室外换热器3经过第三截止阀6进入气液分离器2，气液分离器2把制冷剂中的液态制冷剂分离，气态制冷剂回到压缩机1，如此循环工作，直到室外换热器3的霜被有效除去。
[0120]该实施例中，无论执行何种模式，压缩机1提供的高温高压制冷剂都需要先经过第二换热器102，然后经其出口处的两条支路流向第一换热器101或是室外换热器3，并通过温度风门105控制第二换热器102是否参与工作。实际上，还可以采用其他方式。
[0121]如图8所示，图8为本发明所提供汽车空调系统第二种具体实施例的结构示意图。
[0122]该实施例中，压缩机1的出口设有两条支路，一条支路连通室外换热器3的进口，第一截止阀4设置于该支路；另一支路连通第二换热器102的进口，第二截止阀5设置于第二换热器102出口至第一膨胀装置8进口的通路。其余通路设置与第一实施例相似。
[0123]该空调系统的工作原理与第一实施例类似，为简洁描述，此处仅示出在各工作模式下制冷剂的流动路径，不再详述。
[0124]制冷模式:
[0125]第一截止阀4、第四截止阀7开启，第二截止阀5、第三截止阀6关闭:
[0126]制冷剂的流动路径:压缩机1-第一截止阀4-室外换热器3-第一膨胀装置8-第一换热器101-第四截止阀7-气液分离器2-压缩机1。
[0127]制热模式:
[0128]第一截止阀4、第四截止阀7关闭，第二截止阀5、第三截止阀6开启；
[0129]制冷剂的流动路径:压缩机1-第二换热器102-第二截止阀5-第一膨胀装置8-第一换热器101-第二膨胀装置9-室外换热器3-第三截止阀6-气液分离器2-压缩机1。
[0130]第一除湿模式:
[0131]第一截止阀4、第二截止阀5、第四截止阀7开启，第三截止阀6关闭，第二膨胀装置9关闭。
[0132]制冷剂的流动路径分为两条:
[0133]1、压缩机1-第二换热器102-第二截止阀5-第一膨胀装置8_第一换热器101-第四截止阀7-气液分离器2-压缩机1 ;
[0134]2、压缩机1-第一截止阀4-室外换热器3-第一膨胀装置8-第一换热器101-第四截止阀7-气液分离器2-压缩机1。
[0135]即压缩机1出口至室外换热器3和第二换热器102的两条支路的制冷剂在第一膨胀装置8处汇合，具体两个支路的流量可根据车室内需要的温度控制调节。
[0136]第二除湿模式:
[0137]第二截止阀5、第三截止阀6、第四截止阀7开启，第一截止阀4关闭，第二膨胀装置9关闭。
[0138]制冷剂的流动路径:压缩机1-第二换热器102-第二截止阀5-第一膨胀装置8-第一换热器101-第四截止阀7-气液分离器2-压缩机1。
[0139]除霜模式:
[0140]第一截止阀4、第三截止阀6开启，第二截止阀5关闭，第四截止阀7或第一膨胀装置8关闭，第二膨胀装置9关闭。
[0141]制冷剂的流动路径:
[0142]压缩机1-第一截止阀4-室外换热器3-第三截止阀6-气液分离器2-压缩机1。
[0143]与第一实施例相比，该实施例中，第二换热器102不参与工作时，离开压缩机1的高温高压制冷剂可直接经第一截止阀4流至室外换热器3，而不需要经第二换热器102再流向室外换热器3，可减小制冷剂的压力损失。当然，相较于第一实施例，在第一除湿模式下，第二实施例压缩机1的制冷剂需要分配给两条支路，第一截止阀4、第二截止阀5优选其中一个为流量控制阀，这样方便分配量的控制。
[0144]如图9所示，图9为本发明所提供汽车空调系统第三种具体实施例的结构示意图。
[0145]该实施例与第一实施例类似，不同的是，设有与第一膨胀装置8并联的旁通阀81。则制冷剂可经第一膨胀装置8膨胀后进入第一换热器101，也可直接经旁通阀81进入第一换热器101。
[0146]设置旁通阀81后，其他运行模式与第一实施例基本相同，只是制热模式可以有两种运行模式:
[0147]第一种运行方式，旁通阀81关闭,第一膨胀装置8开启，与第一实施例运行方式一致:
[0148]第二种运行方式，旁通阀81开启，第一膨胀装置8关闭。经第二截止阀5流出的制冷剂直接通过旁通阀81进入第一换热器101。通过第一换热器101的制冷剂继续向自第一循环风门106进入的空气流A放热，热交换后经第二膨胀装置9降温降压后变成低压低温的制冷剂，再流向室外换热器3，最终流向压缩机1。
[0149]第二种运行方式，流向第一换热器101和第二换热器102的制冷剂均处于高压状态，故适用于第一换热器101与第二换热器102承压能力相同时使用。相较于第二种运行方式，如第一实施例所述，第一种运行方式中由于第一换热器101和第二换热器102之间设有第一膨胀装置8，使得第一换热器101内的制冷剂为中温中压的气液两相制冷剂，换热效率高；而且，可以采用承压能力小于第二换热器102的第一换热器101，中间冷凝压力依然处于第一换热器101的安全工作压力范围。
[0150]当然，此处设置旁通阀81，提供了另一种运行模式，在满足一定的制热需求时，可以采用第二种运行方式，以延长第一膨胀装置8的使用寿命；或是，第一膨胀装置8出现故障时，可以应急使用第二种运行方式，以保持较好的制热功能。
[0151]上述各实施例中，第二膨胀装置9的出口与第一截止阀4能够连通至室外换热器3的同一集流管，即进口集流管36。则无论何种工作模式，制冷剂均以相同方向流经室外换热器3，相同的流动方向确保了制冷剂在室外换热器3中始终发挥良好的热力学性能和动力学性能，从而兼顾各模式下均具有良好的工作性能。
[0152]请参考图10，图10为本发明所提供汽车空调系统中室外换热器一种具体实施例的结构示意图。
[0153]该室外换热器3具有设于进口集流管36的制冷回路进口 31和制热回路进口 32。制热回路中，制冷剂经第二膨胀装置9进入室外换热器3，故第二膨胀装置9能够连通至制热回路进口 32 ;制冷回路中，相对高温的制冷剂经第一截止阀4的出口进入室外换热器3，故第一截止阀4能够连通制冷回路进口 31。图中，两进口设于进口集流管36的同一端，使得制冷剂不仅沿扁管38流向一致，流向位于出口集流管37的出口 33，而且沿进口集流管36的流向也一致。另外，设计为两独立的进口，也便于不同支路与室外换热器3的连通。
[0154]该室外换热器3具体包括进口集流管36和出口集流管37，进口集流管36内插装有分配管34，进口集流管36和出口集流管37之间设有若干平行设置的扁管38，扁管38之间设有加强换热效果的翅片39，翅片39可以焊接固定于扁管38之间。另外，分配管34上设有沿其长度方向分布的若干分配孔35，分配孔35朝向各扁管38，制冷剂经分配管34分配后可均匀流向各扁管38内。安装室外换热器3时，最好将设有分配管34的进口集流管36布置于出口集流管37的正上方或斜上方，以便制冷剂快速流动。
[0155]此时，制热回路进口 32可连通分配管34，制冷回路进口 31可直接插入进口集流管36，制冷回路进口 31独立于分配管34。经第二膨胀装置9降温降压后的制冷剂流向分配管34，分配后进入各扁管38，然后经出口集流管37流出室外换热器3 ;而经相对高温高压的制冷剂则直接进入进口集流管36内，再经扁管38流出室外换热器3。
[0156]如此设计，在制冷模式、第一除湿模式以及除湿模式下，高温高压的气态制冷剂，可经第一截止阀4直接进入室外换热器3的进口集流管36内，由于此时的制冷剂为单一气态，已经具有较好的分配性能，无需经分配管34分配，也就不需要经过分配孔35，可减少压力损失；而在其他模式下，由第二膨胀装置9降温降压后形成的低温低压制冷剂，经室外换热器3的分配管34分配后均匀进入扁管38进行换热，可提高换热效率。因此，该室外换热器3根据制冷剂的气态和液态两种相态，分别设置出对应的进口，实现换热能力的最优化设计。
[0157]需要说明的是，图10中，制冷回路进口 31和制热回路进口 32均设置于进口集流管36的一端，实际上，二者设置于进口集流管36的其他位置也是可以实现制冷剂在各模式下同向流动的目的，比如，可均设置于进口集流管36的中部区域。
[0158]针对上述第一膨胀装置8和第二膨胀装置9均参与工作的实施例，即空调系统处于制热模式，两个膨胀装置可按照下述方式进行控制。
[0159]请参考图11-12，图11为图4中制热模式下膨胀装置的第一种控制原理图，虚线示出反馈信号；图12为控制图11中两膨胀装置的控制流程图。
[0160]如图11所示，检测流出第一换热器101的出口 1011处制冷剂的出口压力、出口温度，以获得第一换热器101的过冷度；检测室外换热器3的出口 33处制冷剂的出口压力、出口温度，以获得室外换热器3的过热度。控制第一膨胀装置8的反馈信号来自于第一换热器101的过冷度，控制第二膨胀装置9的反馈信号来自于室外换热器3的过热度。
[0161]控制第一膨胀装置8和第二膨胀装置9的步骤包括如下:
[0162]S11、根据设置工况及温度得出相应较佳的室外换热器3的过热度和第一换热器101的过冷度，具体可由系统根据试验验证后固化在控制系统中；
[0163]S12、检测室外换热器3的出口压力p3和出口温度t3 ；
[0164]S13、根据室外换热器3的出口压力p3和出口温度t3获得室外换热器3的实际过热度；
[0165]可按照下述公式计算过热度:
[0166]其中，实际过热度SH3=t3_ts3，ts3为制冷剂在压力p3时对应的饱和温度；
[0167]S14、比较室外换热器3实际过热度和预设的过热度，若前者大于后者，则进入步骤S141，小于，则进入步骤S142，等于，则进入步骤S143 ；
[0168]S141、增加第二膨胀装置9开度；
[0169]S142、减小第二膨胀装置9开度；
[0170]S143、保持第二膨胀装置9的当前开度不变。
[0171]具体执行步骤S141、S142时，可由S14中计算的预设和实际过热度差值，控制第二膨胀装置9的调节步进，以使实际过热度达到预设的过热度。
[0172]通过步骤S141、S142、S143，使得室外换热器3的实际过热度达到预设的过热度后，可继续执行步骤S15:
[0173]S15、检测第一换热器101的出口压力plOl和出口温度tlOl ；
[0174]S16、根据第一换热器101的出口压力和出口温度获得第一换热器101的实际过冷度；
[0175]可按照下述公式计算过冷度:
[0176]其中，实际过冷度SC101=tsl01_tl01，tslOl为制冷剂在压力plOl时对应的饱和温度;
[0177]S17、比较第一换热器101实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则进入步骤S171，小于，则进入步骤S172，等于，则进入步骤S173 ；
[0178]S171、减小第一膨胀装置8开度；
[0179]S172、增加第一膨胀装置8开度；
[0180]S173、保持第一膨胀装置8的当前开度不变。
[0181]具体执行步骤S171、S172时，可由S17中计算的预设和实际过冷度差值，控制第一膨胀装置8的调节步进，以使实际过冷度达到预设的过冷度。
[0182]通过步骤S171、S172、S173，使得第一换热器101的实际过冷度达到预设的过冷度后，可返回步骤S12。
[0183]上述控制过程中，系统预设过冷度和过热度时，可预设一公差，即预设值为范围值。比较预设值和实际值时，只要差值处于公差范围内，就无需调整膨胀装置的开度。设置公差，可防止系统的偶然波动对过热度、过冷度的测量影响，以免膨胀装置的调节过于频夢
ο
[0184]该控制方法先调节第二膨胀装置9的开度，这实际上对第一膨胀装置8会产生一定影响，然后再调整第一膨胀装置8开度，实际上是实现了两个膨胀装置的联合控制，以使最终的调节结果尽可能接近实际调节需求，实现两个膨胀装置的最优化控制。
[0185]根据过热度和过冷度调节膨胀装置，结合了压力和温度，调节结果最为精确。可以理解，只根据温度或是压力进行膨胀装置的控制也是可行的，只是调节效果次于根据过热度或过冷度的调节。
[0186]还可以通过其他方式控制第一膨胀装置8和第二膨胀装置9。
[0187]请参考图13-14，图13为图4中制热模式下膨胀装置的第二种控制原理图，两个膨胀装置均为电子膨胀阀，图中虚线示出反馈信号；图14为控制图13中两膨胀装置的控制流程图。
[0188]该控制方式中，控制第一膨胀装置8的反馈信号来自于第二换热器102的过冷度，如图13所示，检测第二换热器102的出口 1021处的出口压力和出口温度，控制第二膨胀装置9的反馈信号来自于第一换热器101的过冷度，检测第一换热器101的出口 1011处的出口压力、出口温度。
[0189]控制第一膨胀装置8和第二膨胀装置9的步骤如下:
[0190]S21、根据设置工况及温度得出相应较佳的第二换热器102的过冷度和第一换热器101的过冷度，具体可由系统根据试验验证后固化在控制系统中；
[0191]S22、检测第二换热器102的出口压力pl02和出口温度tl02 ；
[0192]S23、根据第二换热器102的出口压力pl02和出口温度tl02获得第二换热器102的实际过冷度；
[0193]可按照下述公式计算过冷度:
[0194]其中，实际过冷度SC102=tsl02_tl02，tsl02为制冷剂在压力pl02时对应的饱和温度;
[0195]S24、比较第二换热器102实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则进入步骤S242，小于，则进入步骤S241，等于，则进入步骤S243 ；
[0196]S241、减小第一膨胀装置8开度；
[0197]S242、增加第一膨胀装置8开度；
[0198]S243、保持第一膨胀装置8的当前开度不变。
[0199]具体执行步骤S241、S242时，可由S24中计算的预设和实际过冷度差值，控制第一膨胀装置8的调节步进，以使实际过冷度达到预设的过冷度。
[0200]通过步骤S241、S242、S243，使得第二换热器102的实际过冷度达到预设的过冷度后，可继续执行步骤S25:
[0201]S25、检测第一换热器101的出口压力plOl和出口温度tlOl ;
[0202]S26、根据第一换热器101的出口压力plOl和出口温度tlOl获得第一换热器101的实际过冷度；
[0203]可按照下述公式计算过冷度:
[0204]其中，实际过冷度SC101=tsl01_tl01，tslOl为制冷剂在压力plOl时对应的饱和温度;
[0205]S27、比较第一换热器101实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则进入步骤S272，小于，则进入步骤S271，等于，则进入步骤S273 ；
[0206]S271、减小第二膨胀装置9开度；
[0207]S272、增加第二膨胀装置9开度；
[0208]S273、保持第二膨胀装置9的当前开度不变。
[0209]具体执行步骤S271、S272时，可由S27中计算的预设和实际过冷度差值，控制第二膨胀装置9的调节步进，以使实际过冷度达到预设的过冷度。
[0210]通过步骤S271、S272、S273，使得第一换热器101的实际过冷度达到预设的过冷度后，可返回步骤S22。
[0211]与第一种控制方式相同，系统预设过冷度和过热度时，可预设一公差，即预设值为范围值。比较预设值和实际值时，只要差值处于公差范围内，就无需调整膨胀装置的开度。
[0212]由于第一膨胀装置8设置于第一换热器101和第二换热器102之间，则第一膨胀装置8的开度可根据该两种中任一换热器的过冷度调节；而第二膨胀装置9设于第一换热器101和室外换热器3之间，则第二膨胀装置9开度开根据室外换热器3的过热度或第一换热器101的过冷度调节。于是，为了实现两个膨胀装置的联合控制，可采取上述第一种控制方式或第二种控制方式。
[0213]需要说明的是，上述第一种控制方式，先调节室外换热器3的过热度，再调节第一换热器101的过冷度；第二种控制方式，先调节第二换热器102的过冷度，再调节第一换热器101的过冷度。之所以采取这样的先后调节顺序，是因为考虑到该空调系统中各换热器的优先级关系。上述实施例中的空调系统，根据换热量由大至小，在制热模式时，三种换热器对制热效果的影响的先后顺序为:第二换热器102、室外换热器3、第一换热器。因此，调节时，先调节优先级在先的第二换热器102或室外换热器3，再调节优先级在后的第一换热器101，可以显著地提升调节效率，提高调节效果。
[0214]据此，可以理解，即使不按照上述第一种控制方式或第二种控制方式的顺序也是可行的。比如，第一种控制方式中，可先调节第一膨胀装置8的开度，再调节第二膨胀装置9的开度；第二种控制方式中，可先调节第二膨胀装置9的开度，再调节第一膨胀装置8的开度，均可以实现联合控制目的，只是调节效率和效果次于上述实施例。
[0215]鉴于上述控制方式，可以理解，对于设置旁通阀81的实施例，制冷剂经旁通阀81时，无需联合控制第一膨胀装置8和第二膨胀装置9，仅控制第二膨胀装置9即可，控制过程相对简单。另外，第二换热器102通过单独设置的膨胀装置连通第一换热器101时，上述控制方式中的第一膨胀装置8即替换为该单独设置的膨胀装置，以与第二膨胀装置9联合控制。
[0216]针对上述各实施例，还可以作出进一步改进。
[0217]如图15所示，图15为本发明所提供汽车空调系统第四种具体实施例的结构示意图。
[0218]该实施例中，空调系统具体还包括电池箱200，当汽车采用电力时，比如电动汽车或混合动力汽车，电池箱200可用于对电池300的热管理。此实施例，除了电池箱200及其通路设计以外，其余部分与第一实施例类似，可以理解，其他实施例均可按照本实施例设置电池箱200以及相关通路设计，原理相同，不再赘述。
[0219]电池箱200设有第二内循环风口 206、第二外循环风口 205、第二循环风门204，与设于空调箱100处的第一循环风门106类似，可根据实际需求控制第二循环风门204，控制经第二内循环风口 206和第二外循环风口 205进入的混合风比例，以形成所需的空气流E。电池300可设于电池箱200内，相应地在电池箱200内设置电池换热器201。
[0220]另外，电池箱200将经过电池300后的空气流G引入两条支路，一条支路可连通至第二循环风门204处的第二内循环风口 206，另一条支路连通至车厢外侧。空气流G的流向由内外风门405控制。
[0221]如图15所示，电池300和电池换热器201之间设有进风风道401，电池300和内外风门405之间设有出风风道402，两条支路分别为与第二内循环风口 206连通的第一风道403和与车厢外侧连通的第二风道404，出风风道402和第一风道403、第二风道404形成三叉通路，在岔口处设置内外风门405。图15中，内外风门405朝右打开时，第二风道404关闭，第一风道403开启；内外风门405朝左打开时，第一风道403关闭，第二风道404开启。如此设计，风道的设计得以简化，可以理解，第一风道403和第二风道404单独设计互不干涉，而出风风道402通过两个风门控制与第一风道403、第二风道404的通断也是可行的。
[0222]为了便于空气流E经第二循环风门204处进入电池换热器201，可于第二循环风门204和电池换热器201之间设置第二鼓风机203。
[0223]电池换热器201制冷剂的进口能够连通室外换热器3的出口，二者的通路设有第三膨胀装置12，该通路的通断可由第五截止阀11控制，第三膨胀装置12具有启闭功能时，也可以由第三膨胀装置12自行控制；电池换热器201的出口连通压缩机I的进口，一般则连通压缩机I进口处的气液分离器2。
[0224]请参考图16，图16为图15中空调系统处于制冷模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0225]制冷时，第五截止阀11开启，空调箱100、室外换热器3等与第一实施例中的制冷模式一致。此处，不再赘述。
[0226]室外换热器3流出的制冷剂，一路流向第一膨胀装置8、第一换热器101进行如第一实施例所述的制冷循环；另一路流向第三膨胀装置12进行膨胀，降温降压为低温低压的制冷剂，进入电池换热器201进行换热，吸收空气流E热量，形成冷空气流F，空气流F流经电池300对其进行降温，制冷剂则相变成低压气态，与从第四截止阀7流出的制冷剂汇合进入气液分离器2分离，并进入压缩机I内，如此循环工作。
[0227]实际上，电池换热器201和第一换热器101处于并联设置，二者的工作互不干扰。可根据系统实际工况，控制第一换热器101和电池换热器201的工作，从而同时为乘客舱、电池300提供冷源，抑或单独为乘客舱或电池300提供冷源。比如:
[0228]当外界环境温度以及车内热负荷不是很高，而电池箱200热负荷较高时，乘客舱无需制冷，电池箱200需要冷却，则可关闭第一膨胀装置8、开启第五截止阀11，第一换热器101不工作，电池换热器201工作；即单独电池300制冷；
[0229]当外界环境温度或车内热负荷高，且电池箱200热负荷较低时，则可开启第一膨胀装置8，关闭第五截止阀11 (当第三膨胀装置12具有启闭功能时，也可以关闭第三膨胀装置12);即单独乘客舱制冷；
[0230]当外界环境温度或车内热负荷偏高，且电池箱200热负荷较高时，第一膨胀装置8以及第五截止阀11均开启，如图16所示，即同时为乘客舱和电池300制冷。
[0231]制冷时，电池箱200可具有两种工作模式:
[0232]电池箱200内循环模式:
[0233]当外界环境温度高于电池300的出风温度时，关闭第二外循环风口 205，并通过内外风门405断开第二风道404和出风风道402，以使出风风道402内的低于外环境温度的电池300出风经第一风道403、第二内循环风口 206进入电池箱200内，于电池换热器201处换热，从而节省能源；
[0234]电池箱200外循环模式:
[0235]当外界环境温度低于电池300的出风温度时，关闭第二内循环风口 206，并通过内外风门405断开第一风道403和出风风道402，外界较低温度的空气可经第二外循环风口205进入电池箱200中参与换热制冷，为电池300降温，被电池300加热后的空气流G经出风风道402、第二风道404排向外界环境中。
[0236]电池300外循环模式适用于外界环境温度低于电池300出风温度的工况，故在该模式下，可根据电池300的温度决定电池换热器201是否需要继续工作。若电池300需要进一步冷却，则第五截止阀11继续开启，进行制冷循环；若电池300已经能工作在合适的温度范围内，则第五截止阀11可以关闭，电池换热器201不工作，进一步节约能源。
[0237]请参考图17，图17为图15中空调系统处于制热模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0238]制热时，电池换热器201不工作，第五截止阀11关闭，空调箱100、室外换热器3等与第一实施例中的制热模式一致。此处，不再赘述。
[0239]此时，电池箱200可以具有两种工作模式:
[0240]电池300加热模式:
[0241]当外界环境温度很低，电池300需要加热时，可以使第二电加热器202通电，则经第二循环风门204进入的空气流E可经第二电加热器202加热，加热后的空气流F通过进风风道401被送至电池300中，对电池300进行升温。
[0242]内外风门405，切断出风风道402与第二风道404，而是连通第一风道403和出风风道402，而且第二循环风门204切断第二外循环风口 205，则从第二循环风门204进入的空气流E全部来自于电池300出风，可以节省能源。
[0243]电池300冷却模式:
[0244]当外界环境温度较低，但电池300自身发热需要冷却时，可以利用外界空气对电池300进行冷却。此时，可以关闭第二内循环风口 206，外部的冷空气经第二外循环风口 205进入第二电池箱200，并依此穿过电池换热器201、第二电加热器202，进而进入电池300中进行自然冷却，电池换热器201和第二电加热器202并不工作。另外，由内外风门405控制出风风道402和第二风道404连通，电池300出风经出风风道402、第二风道404排向车厢外侧的外部环境中。
[0245]请参考图18，图18为图15中空调系统处于制热模式且处于电池余热回收模式时的制冷剂流动路径示意图，其中加粗部分表示流动路径。
[0246]电池300余热回收模式:
[0247]当环境温度非常低的时候，但电池300自身的发热能够提供足够的余热可利用时，还可以使用电池300余热回收模式，进一步提高系统制热效率，节约能源。
[0248]第一截止阀4、第四截止阀7关闭，第二截止阀5、第三截止阀6、第五截止阀11开启。流出第二截止阀5的制冷剂流向两条支路，一条支路流向第一膨胀装置8，进行如第一实施例所述的制热循环；另一条支路的高压制冷剂经第三膨胀装置12膨胀成为低温低压的制冷剂，进入电池换热器201，吸收由电池300发热形成的较热空气流的热量，被加热为低压气态制冷剂，与第三截止阀6流出的制冷剂汇合，进入气液分离器2，从而可以提高这里制冷剂的进气温度而提高系统效率，最终进入压缩机I，如此循环工作。
[0249]于电池换热器201处进行换热后的空气流被冷却，冷却后的空气流F经进风风道401被送至电池300中，对电池300进行降温，冷却的空气流再被加热为空气流G，进入出风风道402。此时，内外风门405切断第二风道404，出风风道402和第一风道403连通，同时也切断外循环风门，电池300出风由第二内循环风口 206进入第二电池箱200内，如此循环。
[0250]电池300余热回收模式，可将电池300余热吸收并通过制冷剂系统，使压缩机I排气温度相对提闻，提闻了系统的供热能力，进一步节省能源。
[0251]设置电池箱200后，其可以进行如第一实施例所述的第一除湿模式、第二除湿模式以及除霜模式，此处不再赘述。
[0252]需要说明的是，上述各实施例中具体描述了多个截止阀，通过截止阀的启闭实现所在支路的通断，从而实现多个工作模式的切换，截止阀结构简单，通断控制可靠。可以理解，本领域技术人员还可以通过其他方式实现各模式下通路的形成，并不限于上述截止阀实施例，如利用三通切换阀来替代二个截止阀等等。比如，以第一实施例为例，当进行制热模式时，流出第一换热器101的制冷剂需要流向第二膨胀装置9所在的支路，第四截止阀7关闭，为达该目的，可以取消第四截止阀7，而直接设置切换阀，以将制冷剂流路切换至第二膨胀装置9所在的支路，或是切换至连通压缩机I进口的支路(如，制冷模式)。
[0253]再比如，仍以第一实施例为例，可以通过一切换阀替代第一截止阀4和第二截止阀5。依次类推，本文不再一一例举。另外本发明中的膨胀装置优选为电子膨胀阀，从而可以实现与控制器的联动，从而实现较佳的控制效果。
[0254]需要说明的是，本申请中第一换热器101、第二换热器102、室外换热器3的设置方式，使得任一模式下，各换热器的进、出口均不会发生既作为进口又作为出口的情况，从而使换热器的能力得以发挥。
[0255]以上对本发明所提供的汽车空调系统及其控制方法均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种汽车空调系统，包括压缩机(I)、第一换热器(101)、第一膨胀装置(8)、第二换热器(102)，以及室外换热器(3)、第二膨胀装置(9)，所述压缩机(I)、所述室外换热器(3)、所述第一膨胀装置(8)、所述第一换热器(101)能够顺序连通形成制冷回路，其特征在于，所述压缩机(I)、所述第二换热器(102)、所述第一换热器(101)、所述第二膨胀装置(9)、所述室外换热器(3)能够顺序连通形成制热回路；且在制热模式时，空气流先流经所述第一换热器(101)进行热交换升温，然后再流经所述第二换热器(102)。
2.如权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述压缩机(I)的出口连通所述第二换热器(102)的进口，所述第二换热器(102)的出口通过一支路连通所述室外换热器(3)，通过另一支路连通所述第一换热器(101)的进口 ；所述第二换热器(102)处设有温度风门(105)，所述温度风门(105)于制热时开启。
3.如权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述压缩机(I)的出口通过一支路连通所述室外换热器(3)，通过另一支路连通所述第二换热器(102)的进口。
4.如权利要求2或3所述的汽车空调系统，其特征在于，所述第二换热器(102)的出口通过所述第一膨胀装置(8)连通所述第一换热器(101)的进口，第一膨胀装置(8)为电子膨胀阀。
5.如权利要求4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述第一膨胀装置(8)并联有旁通阀(81)。
6.如权利要求1-5任一所述的汽车空调系统，其特征在于，所述室外换热器(3)的一集流管设有制冷回路进口(31)和制热回路进口(32);该所述集流管内设有分配管(35)，所述制热回路进口(32)直接连通所述分配管(35);所述制冷回路进口(31)直接连通所述集流管，所述制冷回路进口(31)与所述分配管(35)相独立。
7.如权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，还包括预设所述第一换热器(101)过冷度、所述室外换热器(3)过热度的控制器； 所述控制器先获取所述室外换热器(3)的过热度，并与预设的过热度比较以调节所述第二膨胀装置(9)的开度；调节后，所述控制器还获取所述第一换热器(101)的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置(8)的开度； 或，所述控制器先获取所述第一换热器(101)的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置(8)的开度；调节后，所述控制器还获取所述室外换热器(3)的过热度，并与预设的过热度比较以调节所述第二膨胀装置(9)的开度。
8.如权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，还包括预设所述第一换热器(101)过冷度、所述第二换热器(102)过冷度的控制器； 所述控制器先获取所述第二换热器(102)的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置(8)的开度；调节后，所述控制器还获取所述第一换热器(101)的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第二膨胀装置(9)的开度； 或，所述控制器获取所述第一换热器(101)的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第二膨胀装置(9)的开度；调节后，所述控制器还获取所述第二换热器(102)的过冷度，并与预设的过冷度比较以调节所述第一膨胀装置(8)的开度。
9.如权利要求1-3、6-8任一项所述的汽车空调系统，其特征在于，还包括电池(300)、电池换热器(201)和与之连通的第三膨胀装置(12)，所述第三膨胀装置(12)的进口能够连通所述室外换热器(3)的出口以及所述第二换热器(102)的出口 ；所述电池换热器(201)的出口连通所述压缩机(I)的进口。
10.如权利要求9所述的汽车空调系统，其特征在于，包括容纳所述电池(300)、所述电池换热器(201)的电池箱(200);所述电池箱(200)的进风口处设有与车室内连通的内循环风口、与车厢外连通的外循环风口，以及调节内循环风口和外循环风口的循环风门。
11.如权利要求10所述的汽车空调系统，其特征在于，还设有第一风道(403)和第二风道(404)，以及控制所述电池箱(200)的出风口与所述第一风道(403)、所述第二风道(404)通断的内外风门(405);所述第一风道(403)连通所述内循环风口，所述第二风道(404)连通车厢外。
12.—种如权利要求4所述的汽车空调系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤: 根据设置工况及温度得出相应的室外换热器(3)的过热度和第一换热器(101)的过冷度； 通过检测室外换热器(3)的出口压力、出口温度获取室外换热器(3)的实际过热度，通过检测第一换热器(101)的出口压力、出口温度获得第一换热器(101)的实际过冷度；进行开度调节，其中，第二膨胀装置(9)为热力膨胀阀或电子膨胀阀: 先比较室外换热器(3)实际过热度和预设的过热度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置(9)开度；前者小于后者，减小第二膨胀装置(9)开度；前者等于后者，则保持第二膨胀装置(9)的当前开度不变； 再比较第一换热器(101)实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则减小第一膨胀装置(8)开度；前者小于后者，增加第一膨胀装置(8)开度；前者等于后者，保持第一膨胀装置(8)的当前开度不变； 或，先比较第一换热器(101)实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则减小第一膨胀装置(8)开度；前者小于后者，则增加第一膨胀装置(8)开度；前者等于后者，则保持第一膨胀装置(8)的当前开度不变； 再比较室外换热器(3)实际过热度和预设的过热度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置(9)开度；前者小于后者，则减小第二膨胀装置(9)开度；前者等于后者，保持第二膨胀装置(9)的当前开度不变。
13.—种如权利要求4所述的汽车空调系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤: 根据设置工况及温度得出相应第二换热器(102)的过冷度和第一换热器(101)的过冷度； 通过检测第二换热器(102)的出口压力、出口温度获取第二换热器(102)的实际过冷度，通过检测第一换热器(101)的出口压力、出口温度获得第一换热器(101)的实际过冷度； 进行开度调节，其中，第二膨胀装置(9)为电子膨胀阀: 先比较第二换热器(102)实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第一膨胀装置(8)开度；前者小于后者，减小第一膨胀装置(8)开度；前者等于后者，则保持第一膨胀装置(8)的当前开度不变；再比较第一换热器(101)实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置(9)开度；前者小于后者，减小第二膨胀装置(9)开度；前者等于后者，保持第二膨胀装置(9)的当前开度不变； 或，先比较第一换热器(101)实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第二膨胀装置(9)开度；前者小于后者，则减小第二膨胀装置(9)开度；前者等于后者，则保持第二膨胀装置(9)的当前开度不变； 再比较第二换热器(102)实际过冷度和预设的过冷度，若前者大于后者，则增加第一膨胀装置(8)开度；前者小于后者，则减小第一膨胀装置(8)开度；前者等于后者，保持第一膨胀装置(8)的当前开度不变。
【文档编号】F25B41/06GK104422024SQ201310401335
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】谭永翔, 陈绍龙, 刘维华, 黄宁杰 申请人:杭州三花研究院有限公司