一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器、第六电磁三通阀依次连通；其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；该系统配置液氮冷却系统，在电池快充工况下辅助制冷。

【技术实现步骤摘要】
一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统
本专利技术涉及一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，属于空调

技术介绍
在汽车领域，为了减少环境污染，大规模发展电动汽车已经成为一种趋势，实现新能源汽车的规模应用同时全面提升电动汽车整车品质与性能是目前发展的主流方向之一。纯电动汽车没有燃油发动机，汽车空调系统除压缩机不能继续由发动机直接带动外，冬季制热也无法继续利用发动机余热，现电动汽车多采用PTC电加热器直接供暖，效率较低，显著的降低了电动汽车的续航里程，从长远来看不符合节能减排的目标。因此，研究能效比较高的热泵空调系统对电动汽车的技术发展有着极其重要的意义。常用的汽车空调系统常由一个四通换向阀实现热泵空调系统制冷制热模式的相互转换，但是此种热泵空调不能实现联动的电池热管理功能，并且在超低温情况下，热泵空调的性能会显著降低，而且传统的除霜方式影响车内热舒适性，因此需要设计一种热泵式汽车空调，来满足制冷，制热，超低温制热，电池加热/冷却，电机冷却，除霜等要求。并且在电池快充工况下时，电池散热需求大，现有电动汽车空调系统不能满足电池散热需求，故需要设计配置有辅助冷却系统的热泵空调。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，设置辅助冷却系统，能够克服现有电动汽车空调系统在电池快充工况时不能满足电池散热的需求。本专利技术的另一专利技术目的：能够克服常用汽车空调系统不能实现联动的电池热管理功能。本专利技术提供的技术方案为：一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；依次连通的液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器以及第六电磁三通阀形成辅助冷却系统；其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；所述液氮罐中的液氮经所述控制器控制进入第二板式换热器中吸收电池冷却液的热量后气化排到空中实现辅助制冷。优选的是，还包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第二电磁阀、第三电子膨胀阀以及蒸发器形成连通回路；当所述空调系统处于车内制冷模式时，所述压缩机开启，所述第三水泵关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀开启，所述第一电磁阀关闭；当所述空调系统处于车内制冷和电池冷却模式时，所述压缩机和所述第三水泵开启，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启。优选的是，还包括：依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、电池散热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；当所述空调系统处于第一电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第二电磁阀关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启；当所述空调系统处于第二电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第二电磁阀关闭，所述第三水泵开启，所述第五电磁三通阀开启，并且通过调节所述第五电磁三通阀使所述电池散热器和所述第二板式换热器相连通。优选的是，还包括：依次相连的第一三通阀、第一水泵、充电系统、直流电源转换器、电机控制系统、电动机、电机散热器以及散热风扇形成连通回路；当所述空调系统处于电机冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时关闭，所述第一水泵开启。优选的是，还包括：依次相连的第二水泵、PTC加热器、第二三通阀、车内散热器、第四电磁三通阀、第三电磁三通阀、以及第三三通阀形成连通回路；当所述空调系统处于PTC车内制热模式时，所述第一水泵、所述第三水泵同时关闭，所述第二水泵开启，所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，并且调节所述第四电磁三通阀和所述第三电磁三通阀时，所述第二水泵和所述车内散热器连通；当所述空调系统处于PTC电池预热模式时，所述压缩机关闭，所述第一水泵关闭，所述第二水泵和所述第三水泵同时开启；所述第五电磁三通阀开启，并且调节所述第五电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述第三板式换热器相连通；所述第六电磁三通阀开启，并且调节所述第六电磁三通阀使所述PTC加热器和所述第二板式换热器相连通；所述第七电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，并且调节所述第七电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述第二水泵相连通。优选的是，还包括：第一电子膨胀阀，其同时与车外换热器和第二电磁三通阀相连；当所述空调系统处于热泵车内制热模式时，所述压缩机开启，所述第一水泵、所述第三水泵同时关闭，并且所述PTC加热器关闭；所述第一电磁三通阀、所述第二电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，调节所述第一电磁三通阀使所述车外换热器和所述第一板式换热器相连通；调节所述第二电磁三通阀时使所述第一电子膨胀阀和所述第一板式换热器相连通；调节第三电磁三通阀使所述第二水泵和所述第一板式换热器相连通。优选的是，当所述空调处于热泵车内制热和PTC补热模式时，所述PTC加热器开启。优选的是，当所述空调系统处于第一除霜模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第一水泵和所述第二水泵同时关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀以及所述第五电磁三通阀同时开启，所述第二电磁阀关闭。优选的是，当所述空调系统处于第二除霜模式时，所述第二水泵、所述第三水泵同时开启，所述第三电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第六电磁三通阀同时开启；调节所述第三电磁三通阀和所述第四电磁三通阀使所述第二水泵和所述第二板式换热器相连通；调节所述第六电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述PTC加热器相连通。优选的是，还包括：第一膨胀壶，其与所述第三三通阀相连，同时和所述第四电磁三通阀与所述第七电磁三通阀之间的回路相连；第二膨胀壶，其与所述第一三通阀和所述电机散热器相连。本专利技术所述的有益效果：本专利技术所提供的热泵式汽车空调，具有多种工作模式，能够实现联动的电池热管理功能，并且能够在除霜的同时进行电池冷却和车内加热，提高车内热舒适性并且保证电池在工作温度范围内工作。并且该系统配置液氮冷却系统，在电池快充工况下进行辅助制冷，从而满足电池散热需求。附图说明图1为本专利技术所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，包括第一三通阀1、第一水泵2、充电系统3、直流电源转换器4、电动机控制系统5、电动机6、第一电磁三通阀7、车外换热器9、电机散热器10、电机散热风扇11、第二电磁三通阀15、第一板式换热器16、压缩机17、气液分离器18、第一电子膨胀阀22、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25、第二电磁阀26、第三电子膨胀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；依次连通的液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器以及第六电磁三通阀形成辅助冷却系统；其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；所述液氮罐中的液氮经所述控制器控制进入第二板式换热器中吸收电池冷却液的热量后气化排到空中实现辅助制冷。

【技术特征摘要】
1.一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；依次连通的液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器以及第六电磁三通阀形成辅助冷却系统；其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；所述液氮罐中的液氮经所述控制器控制进入第二板式换热器中吸收电池冷却液的热量后气化排到空中实现辅助制冷。2.根据权利要求1所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第二电磁阀、第三电子膨胀阀以及蒸发器形成连通回路；当所述空调系统处于车内制冷模式时，所述压缩机开启，所述第三水泵关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀开启，所述第一电磁阀关闭；当所述空调系统处于车内制冷和电池冷却模式时，所述压缩机和所述第三水泵开启，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启。3.根据权利要求1所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、电池散热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；当所述空调系统处于第一电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第二电磁阀关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启；当所述空调系统处于第二电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第二电磁阀关闭，所述第三水泵开启，所述第五电磁三通阀开启，并且通过调节所述第五电磁三通阀使所述电池散热器和所述第二板式换热器相连通。4.根据权利要求1所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：依次相连的第一三通阀、第一水泵、充电系统、直流电源转换器、电机控制系统、电动机、电机散热器以及散热风扇形成连通回路；当所述空调系统处于电机冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时关闭，所述第一水泵开启。5.根据权利要求4所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：依次相连的第二水泵、PTC加热器、第二三通阀、车内散热器、第四电磁三通阀、第三电磁三通阀、以及第三三通阀形成连通回路；当所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，张可欣，郭勤，秦贵和，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22