本發(fā)明涉及空調(diào)及熱管理系統(tǒng)，特別是涉及一種集成式r290車用熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

1、近年來，新能源汽車得到了迅猛發(fā)展，帶熱泵空調(diào)的熱系統(tǒng)，由于其節(jié)能降耗，提高了純電動車的續(xù)航里程，需要指出的是，r134a冷媒gwp（溫室效應系數(shù)）值為1400，不符合環(huán)保要求；而r290冷媒gwp（溫室效應系數(shù)）值為3，為將來替代冷媒主要選項之一。

2、但是，r290冷媒使用中存在的易燃風險，并且現(xiàn)有的空調(diào)管理系統(tǒng)中的零部件繁多、管路復雜以及熱管理控制功能不齊的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種集成式r290車用熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種集成式r290車用熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括：冷媒循環(huán)系統(tǒng)、冷凍液循環(huán)第一熱系統(tǒng)、冷凍液循環(huán)第二熱系統(tǒng)和冷凍液循環(huán)第三熱系統(tǒng)，所述冷媒循環(huán)系統(tǒng)包括電動壓縮機、水冷冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥和水冷蒸發(fā)器，所述冷凍液循環(huán)第一熱系統(tǒng)包括：

4、第一電子水泵、水加熱器、第一水三通管、第一十通水閥和第七水三通管；

5、所述第一電子水泵出口端與所述水冷蒸發(fā)器的入口端連接，所述水冷蒸發(fā)器出口端與所述水加熱器的入口端連接，所述水加熱器出口端與所述第一水三通管的入口端連接，所述第一水三通管的兩個出口端分別與所述第一十通水閥的兩個入口端m#連接，所述第七水三通管的兩個入口端分別與冷凍液循環(huán)第二熱系統(tǒng)連接，所述第七水三通管的出口端與所述第一電子水泵的入口端連接。

6、優(yōu)選地，所述冷凍液循環(huán)第二熱系統(tǒng)包括：

7、第二電子水泵、第二水三通管、第三水三通管、第四水三通管、第五水三通管和第二十通水閥；

8、其中，所述第二電子水泵出口端與所述水冷冷凝器的入口端連接，所述水冷冷凝器出口端與所述第三水三通管的入口端連接，所述第三水三通管的一個出口端與所述第一十通水閥的一個入口端n#連接；所述第三水三通管的另一個出口端與所述第二水三通管的入口端連接，第二水三通管的兩個出口端與所述第一十通水閥的兩個入口端n#連接；所述第二十通水閥兩個出口端n#與所述第四水三通管的兩個入口端連接，所述第四水三通管出口端與所述第五水三通管的一個入口端連接，所述第二十通水閥的一個出口端n#與所述第五水三通管的另一個入口端連接，所述第五水三通管的出口端與第二電子水泵的入口端連接，第二十通水閥的兩個出口端m#與所述第七水三通管的兩個入口端連接。

9、優(yōu)選地，所述冷凍液循環(huán)第三熱系統(tǒng)包括：

10、低溫散熱器、電子風扇、電機電控及相關元件、三通水閥、第三電子水泵、電池包、第六水三通管、冷卻器、內(nèi)部熱交換器和鼓風機；

11、所述第一十通水閥出口端f#與所述低溫散熱器的入口端連接，所述低溫散熱器出口端與所述第二十通水閥的入口端f#連接，所述電子風扇設置在所述低溫散熱器的通風口一側；所述第一十通水閥出口端g#與所述電機電控及相關元件的入口端連接，所述電機電控及相關元件的出口端與第二十通水閥的入口端g#連接，所述第一十通水閥出口端k#與所述三通水閥的入口端b連接，所述三通水閥出口端c與所述第三電子水泵的入口端連接，所述第三電子水泵的出口端與電池包的入口端連接，所述電池包出口端與所述第六水三通管的入口端連接，所述第六水三通管的一個出口端與所述三通水閥的入口端a連接，所述第六水三通管的另一個出口端與第二十通水閥的入口端k#連接；所述第一十通水閥出口端d#與所述冷卻器的入口端連接，所述冷卻器的出口端與所述的第二十通水閥的入口端d#連接；所述第一十通水閥出口端e#與所述內(nèi)部熱交換器的入口端連接，所述內(nèi)部熱交換器的出口端與所述的第二十通水閥的入口端e#連接；所述鼓風機設置在所述冷卻器及內(nèi)部熱交換器的通風口一側。

12、優(yōu)選地，低溫散熱器、電機電控及相關元件、電池包、冷卻器、內(nèi)部熱交換器均采用并聯(lián)方式構建冷凍液回路。

13、一種集成式r290車用熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括：

14、根據(jù)用戶需求設定多個工作模式；

15、根據(jù)確定的不同的工作模式控制所述帶雙十通水閥的集成式熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

16、優(yōu)選地，所述根據(jù)用戶需求設定多個工作模式，包括：

17、分別獲取乘客艙需求、電池需求和電機模塊需求；

18、根據(jù)獲取的不同的所述乘客艙需求、電池需求和電機電控及相關元件需求設定不同的工作模式。

19、優(yōu)選地，所述工作模式的數(shù)量為二十一個。

20、優(yōu)選地，所述工作模式包括：

21、1模式：乘客艙需求0、電池需求u、電機模塊需求y；

22、1’模式：乘客艙需求0、電池需求u、電機模塊需求y；

23、2模式：乘客艙需求q、電池需求u、電機模塊需求y；

24、2’模式：乘客艙需求q、電池需求u、電機模塊需求y；

25、2”模式：乘客艙需求q、電池需求u、電機模塊需求y；

26、3模式：乘客艙需求w、電池需求u、電機模塊需求y；

27、4模式：乘客艙需求e、電池需求u、電機模塊需求y；

28、5模式：乘客艙需求r、電池需求u、電機模塊需求y；

29、6模式：乘客艙需求0、電池需求t、電機模塊需求y；

30、7模式：乘客艙需求q、電池需求t、電機模塊需求y；

31、7’模式：乘客艙需求q、電池需求t、電機模塊需求y；

32、7”模式：乘客艙需求q、電池需求t、電機模塊需求y；

33、8模式：乘客艙需求w、電池需求t、電機模塊需求y；

34、9模式：乘客艙需求e、電池需求t、電機模塊需求y；

35、10模式：乘客艙需求r、電池需求t、電機模塊需求y；

36、11模式：乘客艙需求0、電池需求q、電機模塊需求y；

37、11’模式：乘客艙需求0、電池需求q、電機模塊需求y；

38、12模式：乘客艙需求q、電池需求q、電機模塊需求y；

39、12’模式：乘客艙需求q、電池需求q、電機模塊需求y；

40、12”模式：乘客艙需求q、電池需求q、電機模塊需求y；

41、13模式：乘客艙需求w、電池需求q、電機模塊需求y；

42、14模式：乘客艙需求e、電池需求q、電機模塊需求y；

43、15模式：乘客艙需求r、電池需求q、電機模塊需求y；

44、16模式：乘客艙需求0、電池需求i、電機模塊需求y；

45、17模式：乘客艙需求q、電池需求i、電機模塊需求y；

46、18模式：乘客艙需求w、電池需求i、電機模塊需求y；

47、18’模式：乘客艙需求w、電池需求i、電機模塊需求y；

48、19模式：乘客艙需求e、電池需求i、電機模塊需求y；

49、20模式：乘客艙需求r、電池需求i、電機模塊需求y；

50、21模式：乘客艙需求0、電池需求u、電機模塊需求0；

51、其中，0代表無需求或通風、q代表加熱、w代表制冷、e代表制冷除濕、r代表采暖除濕、u代表無需求、t代表均溫、i代表冷卻、y代表散熱。

52、本發(fā)明公開了以下技術效果：

53、本發(fā)明提供了一種集成式r290車用熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，系統(tǒng)包括：冷媒循環(huán)系統(tǒng)、冷凍液循環(huán)第一熱系統(tǒng)、冷凍液循環(huán)第二熱系統(tǒng)和冷凍液循環(huán)第三熱系統(tǒng)，所述冷媒循環(huán)系統(tǒng)包括電動壓縮機、水冷冷凝器、儲液干燥器、膨脹閥和水冷蒸發(fā)器，所述冷凍液循環(huán)第一熱系統(tǒng)包括：第一電子水泵、水加熱器、第一水三通管、第一十通水閥和第七水三通管；所述第一電子水泵出口端與所述水冷蒸發(fā)器的入口端連接，所述水冷蒸發(fā)器出口端與所述水加熱器的入口端連接，所述水加熱器出口端與所述第一水三通管的入口端連接，所述第一水三通管的兩個出口端分別與所述第一十通水閥的兩個入口端m#連接，所述第七水三通管的兩個入口端分別與冷凍液循環(huán)第二熱系統(tǒng)連接，所述第七水三通管的出口端與所述第一電子水泵的入口端連接。本發(fā)明通過冷媒循環(huán)系統(tǒng)、冷凍液循環(huán)第一熱系統(tǒng)、冷凍液循環(huán)第二熱系統(tǒng)和冷凍液循環(huán)第三熱系統(tǒng)，能夠在保證車用空調(diào)系統(tǒng)的加熱、制冷、除濕除霧等諸多功能及舒適度的前提下，全功能的滿足用戶的需求，并符合節(jié)能減排、環(huán)保高效降耗、易裝配、易維護、耐久性好、可靠性高并滿足輕量化等方面要求，其控制方法智能、完善且合理。此外，本發(fā)明運用了未來的新型車用替代冷媒r290，具有技術獨創(chuàng)型，該方案所運用的主要場景，還具有典型化、簡明化、合理化的特點，有利于雙十通水閥的最優(yōu)設計、有利于簡化控制邏輯，熱系統(tǒng)方案設計及其控制方法均具有先進性。并且，本發(fā)明的帶雙十通水閥的集成式r290車用熱泵空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法復合多種熱管理功能，其控制方法完善、合理、科學，同時，因采用了集成模塊理念，可有效縮小熱泵空調(diào)系統(tǒng)組件的布置空間，利于輕量化，利于減少空調(diào)系統(tǒng)及熱管理系統(tǒng)的冷媒阻力與冷凍液阻力，從而有效提高空調(diào)系統(tǒng)的能效比，達到節(jié)能降耗的目的，又可以保證良好的制冷、制熱和通風效果。

54、本發(fā)明不僅滿足節(jié)能減排目標，且能解決現(xiàn)有的空調(diào)管理系統(tǒng)中的零部件繁多、管路復雜以及熱管理控制功能不齊的問題；另外，由于采用的可集成方案的冷媒循環(huán)系統(tǒng)的零部件及總成可布置于整車內(nèi)的發(fā)動機艙，因此，可有效降低冷媒充注量，同時，可降低冷媒泄漏量，極大地降低了r290冷媒使用中存在的易燃風險。