[发明专利]一种电动车热泵空调系统及其控制方法

说明书

技术领域

 本发明属于电动汽车空调系统，特别涉及一种电动车热泵空调系统及其控制方法。

背景技术

 传统车用空调系统属于单制冷空调系统，冬天采暖来源于发动机的循环热水，而电动车使用电池作为驱动动力,使得它的空调系统也不同于燃油汽车。作为动力电池容量有限，电动空调系统的能耗占电池容量的15-20%，电动空调系统对电动车行程有很大的影响。因此，同传统汽油车相比,开发低能耗，高效率的电动车空调系统具有更重要的意义。

目前电动车的电动空调系统一般采用电动热泵空调系统，也是属于单制冷空调系统，其在低温情况（-5℃以下）热泵工作失效，因此采暖热源使用PTC制热，而PTC的耗电功率很高，同时传统热泵空调的制热能效比难以进一步提高，这些都不利于提高电动车的续驶里程。

发明内容

本发明的目的是提出一种新型的电动车热泵空调系统及其控制方法，该种热泵空调系统可以在保证乘员的舒适性的前提下，提高冬天低温条件下电动车的续驶里程。

本发明的电动车热泵空调系统包括电动压缩机、四通阀、车外换热器、设有膨胀阀的HVAC蒸发器，所述电动压缩机的第一端口与四通阀的第一端口相连，电动压缩机的第二端口与四通阀的第二端口相连；所述四通阀的第三端口依次通过车外换热器、HVAC蒸发器与四通阀的第四端口相连。

进一步地，所述HVAC蒸发器处设有PTC加热器，以弥补热泵采暖量不足及低温制热失效的问题。

具体来说，所述车外换热器包括风机和由若干条平行管并联而成的换热管，所述风机吹向换热管，该风机可以提高换热效率。

上述电动车热泵空调系统的控制方法包括制热过程和制冷过程：

所述制热过程如下：打开电动压缩机，并通过四通阀控制冷媒的流向，使得冷媒自电动压缩机经过四通阀依次流经HVAC蒸发器、车外换热器后，再经过四通阀流回电动压缩机，形成闭路循环。

在所述制热过程中打开PTC加热器，进行辅助加热。

制冷过程如下：打开电动压缩机，并通过四通阀控制冷媒的流向，使得冷媒自电动压缩机经过四通阀依次流经车外换热器、HVAC蒸发器后，再经过四通阀流回电动压缩机，形成闭路循环。

本发明的电动车热泵空调系统可以在电动车的制冷空调系统上改制完成，通过四通阀改变冷媒的流向，实现冬季制热、夏季制冷的功能，改造成本低，与单纯PTC加热采暖方式相比，更为高效，安全，而与喷射热泵空调系统相比，结构简单，性能稳定可靠。

附图说明

       图1是本发明的电动车热泵空调系统的原理图。

       图2是本发明的电动车热泵空调系统的制热原理图。

       图3是本发明的电动车热泵空调系统的制冷原理图。

       图4是0℃环境下传统PTC的采暖曲线图。

       图5是0℃环境下本发明的电动车热泵空调系统的采暖曲线图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的电动车热泵空调系统包括电动压缩机1、四通阀2、车外换热器3、设有膨胀阀的HVAC蒸发器4，所述电动压缩机1的第一端口与四通阀2的第一端口相连，电动压缩机1的第二端口与四通阀2的第二端口相连；所述四通阀2的第三端口依次通过车外换热器3、HVAC蒸发器4与四通阀2的第四端口相连。

HVAC蒸发器4处设有PTC加热器5，以弥补热泵采暖量不足及低温制热失效的问题。

具体来说，所述车外换热器3包括风机31和由若干条平行管并联而成的换热管32，所述风机31吹向换热管32，该风机31可以提高换热效率。

上述电动车热泵空调系统的控制方法包括制热过程和制冷过程：

如图2所示，制热过程如下：打开电动压缩机1，并通过四通阀2控制冷媒的流向，使得冷媒自电动压缩机1经过四通阀2依次流经HVAC蒸发器4、车外换热器3后，再经过四通阀2流回电动压缩机1，形成闭路循环；在所述制热过程中打开PTC加热器5，进行辅助加热。具体制热原理如下：冷媒被电动压缩机1压缩，然后经过四通阀2流至HVAC蒸发器4，冷媒放热液化，对车内进行制热，然后冷媒再流向车外换热器3，吸热汽化，汽化后的冷媒再次回到电动压缩机1进行压缩，实现完整的工作循环。