本發明涉及空調技術領域，尤其涉及一種電動汽車的熱泵空調系統。

背景技術：

汽車空調是汽車車室舒適性及行駛安全性的必要保證，是汽車的重要組成部分。對于電動汽車來說，由于其沒有發動機余熱作為供暖熱源，采用電池電力進行電加熱供暖的方式會造成電動汽車行駛里程大大縮減。相比于電加熱供暖方式，熱泵空調系統可以節約大量的能耗，同時可以滿足車室供暖和制冷兩種需求，已成為電動汽車空調系統的主要發展方向。然而，在車外運行工況復雜多變的條件下，熱泵空調系統中的車外換熱器兼作蒸發器和冷凝器而面臨的多種技術難點。比如車外換熱器在制冷工況下作為冷凝器使用時，需要使其出口冷媒滿足一定的過冷度以提高系統的制冷能效，這就需要車外換熱器設計時考慮在其出口設置一定的過冷段，但當車外換熱器在制熱工況下作為蒸發器使用時，該過冷段的存在卻特別不利于蒸發器末端氣態冷媒的流動，嚴重影響系統性能。因而車外換熱器的設計配置成為電動汽車熱泵空調系統的關鍵之一。

本發明主要通過熱泵空調系統流程的設計，避免了電動汽車熱泵空調系統中車外換熱器在制冷和制熱兩種工況下互相制約的局限性，使其在各種工況下均具有較高的換熱效率，解決車外換熱器在車外運行工況復雜多變的條件下，兼作蒸發器和冷凝器而面臨的難題，而且本發明的熱泵空調系統兼具制冷、制熱和除霧三種功能，為電動汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。

技術實現要素：

為解決電動汽車熱泵空調系統在運行工況復雜多變條件下的節能問題，以及車外換熱器兼作蒸發器和冷凝器而面臨的互相制約問題。本發明提供一種電動汽車的熱泵空調系統。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種電動汽車的熱泵空調系統，該熱泵空調系統包括冷媒系統和風系統；

所述冷媒系統包括壓縮機、車外換熱器、氣液分離器、制熱用膨脹閥和制冷/除濕用膨脹閥；

所述風系統包括：風機、新回風比調節閥、風道內蒸發器、風道內冷凝器和調向風閥；所述風系統安裝在風道中。

所述壓縮機與風道內冷凝器、制熱用膨脹閥、制冷/除濕用膨脹閥、風道內蒸發器和氣液分離器通過冷媒管道依次連接形成閉合環路；

所述壓縮機和制熱用膨脹閥之間并聯連接車外換熱器；

所述制熱用膨脹閥的兩端并聯連接有除濕閥；

所述車外換熱器和壓縮機的之間設有制冷閥；

所述制冷閥和氣液分離器之間設有制熱閥；

所述風系統內設置新回風比調節閥；

所述新回風比調節閥和風道內蒸發器之間設置風機；

所述風道內冷凝器設置在風道內蒸發器的左側；靠近風道內冷凝器的右側設置調向風閥；

所述車外換熱器為雙向適用換熱器。

進一步，所述車外換熱器上設有車外換熱器風扇。

進一步，所述熱泵空調系統的通過切換除濕閥、制冷閥和制熱閥分別實現除濕、制冷和制熱循環。

進一步，當所述熱泵空調系統進行制冷循環時，關閉熱泵空調系統的除濕閥和制熱閥，打開制冷閥；所述壓縮機的出口與制冷閥的入口連接，制冷閥的出口與車外換熱器的入口連接；車外換熱器的出口與制冷/除濕用膨脹閥入口連接；制冷/除濕用膨脹閥的出口與風道內蒸發器的入口連接；風道內蒸發器的出口和氣液分離器的入口連接；氣液分離器的出口與壓縮機的入口連接；進而形成制冷閉合環路。

進一步，當所述熱泵空調系統進行除濕循環時，關閉熱泵空調系統的制冷閥和制熱閥，打開除濕閥；所述壓縮機的出口與風道內冷凝器的入口連接；風道內冷凝器的出口與除濕閥的入口連接；除濕閥的出口與制冷/除濕用膨脹閥的入口連接；制冷/除濕用膨脹閥的出口與風道內蒸發器的入口連接；風道內蒸發器的出口與氣液分離器的入口連接；氣液分離器的出口與壓縮機的入口連接；進而形成除濕閉合循環。

進一步，當所述熱泵空調系統進行制熱循環時，關閉熱泵空調系統的制冷閥和除濕閥，打開制熱閥；所述壓縮機的出口與風道內冷凝器的入口連接；風道內冷凝器的出口與制熱用膨脹閥的入口連接；制熱用膨脹閥的出口與車外換熱器的入口連接；車外換熱器的出口與制熱閥的入口連接；制熱閥的出口與氣液分離器的入口連接；氣液分離器的出口與壓縮機的入口連接；從而形成制熱閉合循環。

由于車外換熱器為雙向適用換熱器；因此制冷閉合循環時車外換熱器的出口正好是制熱循環時車外換熱器的入口。

進一步，所述風系統還包括新風入口、回風入口、吹面風口、吹腳風口和擋風玻璃除霧風口；所述新風入口和回風入口設置在風系統左端；所述吹面風口、吹腳風口和擋風玻璃除霧風口設置在風系統右端。

進一步，在所述風機的作用下，新風和回風經新回風比調節閥混合，混合后依次經風道內蒸發器和風道內冷凝器處理，然后經由吹面風口、吹腳風口或檔風玻璃防霧風口送入車廂內。

本發明的擋風玻璃除霧風口在制熱循環時，需持續送風，以免車前擋風玻璃結霧。

本發明的新回風比調節閥采用無極調節的電動馬達進行閥片角度調節，從而可實現新、回風混合比例的無級調節，以保證車前擋風玻璃不結霧的情況下，最大限度地提高回風利用率，實現系統節能。

本發明的有益效果如下：

1、本發明的電動汽車的熱泵空調系統兼具制冷、制熱和除濕三種功能，為電動汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。

2、本發明的電動汽車的熱泵空調系統中的車外換熱器為雙向適用換熱器，制熱工況下冷媒在車外換熱器的流動方向與制冷工況下流動方向相反，避免了車外換熱器在制冷和制熱兩種工況下互相制約的局限性。

3、本發明的擋風玻璃除霧風口在制熱供暖工況時，保持持續送風，避免車前擋風玻璃結霧，新回風調節閥采用無級調節的電動馬達進行閥片角度調節，在保證車前擋風玻璃不結霧的情況下，最大限度地提高回風利用率，降低系統能耗。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發明電動汽車的熱泵空調系統的工作原理示意圖；

圖2示出了本發明各工況流程圖；其中,(a)示出了本發明電動汽車的熱泵空調系統的制冷流程圖；(b)示出了本發明電動汽車的熱泵空調系統的制熱流程圖；(c)示出了本發明電動汽車的熱泵空調系統的除濕流程圖。

其中，1：壓縮機；2：車外換熱器；3：車外換熱器風扇；4：風道內蒸發器；5：風道內冷凝器；6：氣液分離器；7：制熱用膨脹閥；8：制冷/除濕用膨脹閥；9：除濕閥；10：制冷閥；11：制熱閥；12：風機；13：新回風比調節閥；14：調向風閥。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明，下面結合優選實施例和附圖對本發明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發明的保護范圍。

實施例

該熱泵空調系統包括冷媒系統和風系統；

所述冷媒系統內包括壓縮機1、車外換熱器2、氣液分離器6、制熱用膨脹閥7和制冷/除濕用膨脹閥8；

所述風系統內包括：風機12、新回風比調節閥13、風道內蒸發器4、風道內冷凝器5和調向風閥14；

所述壓縮機1與風道內冷凝器5、制熱用膨脹閥7、制冷/除濕用膨脹閥8、風道內蒸發器4和氣液分離器6通過冷媒管道依次連接形成閉合環路；

所述壓縮機1和制熱用膨脹閥7之間并聯連接車外換熱器2；

所述制熱用膨脹閥7的兩端并聯連接有除濕閥9；

所述車外換熱器2和壓縮機1的之間設有制冷閥10；所述壓縮機1的出口和制熱用膨脹閥7之間設置車外換熱器2；

所述制熱用膨脹閥7兩端之間設有除濕閥9；

所述車外換熱器2和壓縮機1的出口之間設有制冷閥10；

所述制冷閥10和氣液分離器6之間設有制熱閥11；

所述風系統內設置新回風比調節閥13；

所述新回風比調節閥13和風道內蒸發器4之間設置風機12；

所述風道內冷凝器5設置在風道內蒸發器4的左側；靠近風道內冷凝器5的右側設置調向風閥14；

所述車外換熱器2為雙向適用換熱器；車外換熱器2上設有車外換熱器風扇3。

所述風系統還包括新風入口、回風入口、吹面風口、吹腳風口和擋風玻璃除霧風口；所述新風入口和回風入口設置在風系統左端；

所述吹面風口、吹腳風口和擋風玻璃除霧風口設置在風系統右端。

所述新回風比調節閥13是采用無極調節的電動馬達進行閥片角度調節。

所述熱泵空調系統的通過切換除濕閥9、制冷閥10和制熱閥11分別實現制冷、制熱和除濕循環，循環流程如下：

制冷循環：關閉除濕閥9和制熱閥11，開啟制冷閥10；冷媒經壓縮機1的出口流出后，經過制冷閥10、車外換熱器2、制冷/除濕用膨脹閥8、風道內蒸發器4和氣液分離器6后回到壓縮機1的入口，完成制冷循環。

調向風閥14將風道內冷凝器5的流道關閉，在風機12的作用下，新風與回風經新回風比調節閥13混合后經風道內蒸發器4進行冷卻處理，冷卻處理后經由風道內冷凝器5邊側的風道，再經由吹面風口、吹腳風口或擋風玻璃除霧風口送人車廂內。

制熱循環：關閉除濕閥9和制冷閥10，開啟制熱閥11；冷媒經壓縮機1的出口流出后，經風道內冷凝器5、制熱用膨脹閥7、車外換熱器2、制熱閥11、氣液分離器6后回到壓縮機1的入口，完成制熱循環。

調向風閥14將風道內冷凝器5的流道打開，在風機12的作用下，新風與回風經調節閥13混合后經風道內蒸發器4，再經由風道內冷凝器5進行加熱處理，加熱處理后經由擋風玻璃除霧風口、吹面風口或吹腳風口或送人車廂內。

除濕循環：關閉制熱閥11和制冷閥10，開啟除濕閥9；冷媒經壓縮機1出口流出后，經風道內冷凝器5、除濕閥9、制冷/除濕用膨脹閥8、風道內蒸發器4、氣液分離器6后回到壓縮機1的入口，完成除濕循環。

調向風閥14將風道內冷凝器5的流道打開，在風機12的作用下，新風與回風經調節閥13混合后經風道內蒸發器4冷卻除濕，再經由風道內冷凝器5加熱處理，加熱處理后經由擋風玻璃除霧風口、吹面風口或吹腳風口或送人車廂內。

本發明的電動汽車的空調熱泵系統方案系統通過切換除濕閥9、制冷閥10和制熱閥11分別實現制冷、制熱和除濕循環；從而使得制熱工況下冷媒在車外換熱器2的流動方向與制冷工況下的冷媒在車外換熱器2內的流動相反。避免了車外換熱器在制冷和制熱兩種工況下互相制約的局限性。并兼具制冷、制熱和除霧三種功能，為電動汽車車室舒適性及行駛安全性的提供必要保證。通過擋風玻璃除霧風口保持持續送風的方式，避免前擋風玻璃結霧，新回風調節閥采用無級調節的電動馬達進行閥片角度調節，在保證車前擋風玻璃不結霧的情況下，最大限度地提高回風利用率，降低系統能耗。

本文中所采用的描述方位的詞語“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發明的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。