[发明专利]一种汽车空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，特别涉及一种电动汽车用的空调系统或混合动力用的汽车空调系统。

背景技术

随着低碳经济的发展，对节能减排提出了更加严格的要求，世界各国都把新能源汽车作为汽车工业发展的战略方向，而电动汽车或混合动力汽车由于有节能环保的特点，成为今后汽车发展方面之一。但电动汽车由于使用电池作为动力来源，电池作为核心部件，其成本和容量/重量制约着新能源汽车的发展；其空调系统同样也不同于原有的汽车空调系统。传统的内燃机式汽车，可以利用内燃机的余热和发动机排气的热量来加热车厢，而电动汽车的动力主要来自于电机，缺少了发动机的热量可以利用。

另外，在传统汽车中，鼓风机和冷凝电机是汽车空调主要的用电源，而在电动汽车/混合动力汽车上用电的就不仅仅是鼓风机和冷凝电机，这一矛盾将更加突出：

首先，压缩机没有发动机的驱动，完全依靠电能；

其二，同样因为没有了发动机，在制热时没有发动机的余热可用，也要完全依靠电能。这样如何提高电能的利用率，成为电动汽车或混合动力汽车空调的主要问题；

第三，对于环境比较恶劣的地区，如夏季高温或冬季高寒的地区这一矛盾尤为突出。

如图1所示的电动汽车空调系统中，该系统有两个主要循环：制冷循环1000和加热循环2000。汽车空调系统包括两个空调箱总成：车厢空调箱1010和电池模块空调箱1020：车厢空调箱1010中包括车厢蒸发器1011和车厢加热器1012，电池模块空调箱1020中包括电池模块蒸发器1021和电池模块加热器1022。在进行制冷循环时，其工作过程为：在夏季工况时，开启空调，压缩机1001开始工作，消耗一定的电能，将低温低压的气态工质压缩成高温高压的气态工质，在流过冷凝器1002时放出热量，工质放出的热量被环境空气吸收，本身发生相变而冷凝成液态，液态工质在流过膨胀阀1003和/或1005时，使工质降压降温，然后流经车厢蒸发器1011和/或电池模块蒸发器1021时吸收车内和/或电池内空气中的热量，本身发生相变而蒸发成气态，低温低压的气态工质再被压缩机1001压缩成高温高压的气态工质，如此循环工作。系统中的两个蒸发器1011和1021可单独工作，具体通过两个电磁阀1004和1006的通断来实现流路的控制。

而在制热循环时，其工作过程2000为：在冬季工况时，电加热器2003通电，给循环2000中的工质进行加热，同时，水泵2001启动，把加热后的工质送至加热器1012和/或1022，对车内和/或电池内空气中进行加热，具体通过两个电磁阀2004和2005的通断来实现流路的控制从而提供热源。加热器1012和1022可单独工作，通过电磁阀2004和2005的通断来实现。

然而，在上述系统中，还存在以下缺陷：

1）制冷循环时，压缩机的吸气温度大体等于蒸发器1011和1021出口端的蒸发温度，压缩机的吸气压力大体等于蒸发器1011和1021出口端的蒸发压力，因而当该系统处于高温极热地区时，压缩机的吸气温度和吸气压力相对比较低，因而降低了压缩的效率，同时也不能保证足够冷量需求。

2）制冷采用传统车上的空调系统，同时或单独对车厢或电池进行冷却；而制热则采用高压PTC，即电加热的方式，同时或单独对车厢或电池进行加热。采用电加热，其效率最高为100%。这样该系统除了制冷循环外，还有循环2000中工质的加热循环系统，即系统相对较为复杂。

3）并且其在制热时，是完全靠消耗整车的电能系统中的电能来对工质加热，车厢和/或电池中的空气再在散热器中与较热的工质进行热交换，加热后的空气再送至车厢和/或电池中。在这些热交换过程中，肯定会有热量的损失，所以效率肯定小于1。

4）另外在加热时，因循环2000中的工质的比热相对较大，而电加热器的功率有限，导致循环2000中的工质的升温相对较慢，进而空气的升温也较慢，这样要影响乘客的舒适性。

5）由于刚启动时电池等发热部件温度相对较低，而温度升高较慢，从而会影响到电池等发热部件的使用性能（如行驶里程缩短，使用寿命缩短）。

6）再加上该系统同时存在工质的制冷循环和加热循环2000工质的加热循环，系统的零件较多，相对较为复杂，在车上布置困难，制造成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种汽车空调系统，该空调系统能够显著提高压缩机及空调系统的效率，保证高温和高寒环境下冷量和热量的需求，从而保证乘客的舒适性和发热部件的稳定高效工作。