[发明专利]一种采用二次回路空调热泵系统的制热制冷方法

说明书

本发明提供了一种采用二次回路空调热泵系统的制热制冷方法，系统包括：制冷剂回路、冷端冷却液回路、热端冷却液回路。制冷剂回路包含电动压缩机、板式冷凝器、节流装置和板式蒸发器。冷端冷却液回路与板式蒸发器连接，蒸发器端将冷传给冷却液，冷却液通过泵输送给室内的冷却器，可实现制冷模式，冷凝器端的热量通过室外的散热器排到室外。热端冷却液回路与板式冷凝器连接，冷凝器端将热传给冷却液，冷却液通过泵输送给室内的加热器，实现加热模式，此时蒸发器端的冷量通过室外的散热器排到室外。同时通过切换冷却液回路可实现除湿功能。本发明可有效避免制冷剂与乘员舱接触，能够对电动汽车的电池包进行温度控制，同时可对多余热量进行回收利用。

技术领域

本发明属于电动汽车空调系统，尤其涉及了一种采用二次回路空调热泵系统的制热制冷方法。

背景技术

考虑全球气候变暖和二氧化碳的排放，机动车排放法规日趋严格，新能源电动汽车也成为一个必然的趋势。由于温室效应越来越严重，在新能源汽车空调中，新型制冷剂ODP≤150的替代已成共同关注的焦点。下表一是具有潜力的制冷剂对比。可以看出，除了二氧化碳没有可燃性，其他的制冷剂均具有不同程度的可燃性。现阶段，二氧化碳由于存在高压的问题，空调系统在使用过程中会存在严重泄漏的问题，使得二氧化碳制冷剂在实际使用时受到限制。而其他可燃性制冷剂在使用时，也需要解决泄漏问题，它主要是针对一旦发生泄漏后怎么样才能不对乘员舱的乘客造成影响。

表1具有替换潜力的制冷剂的对比

利用二次回路系统使制冷剂回路不与乘员舱进行直接的接触，而是通过冷却液对空调箱内的空气进行温度的控制，可以有效避免在制冷剂发生泄漏时进入乘员舱，若乘员舱内有火源，此时就可以避免对乘员舱的人员造成人身安全。

同时由于电动汽车的动力系统是由电池驱动，然而电池工作时，对温度特别敏感，温度过高或者过低都会在电池性能造成不好的影响。电池的工作范围一般为：10-30℃。

图1表示电池和电子设备在温度区间内制冷和加热的示意图(参考文献WeustenfeldTA,Bauer-KugelmannW,Menken J C,et al.Heat flow rate based thermalmanagement for electric vehicles using a secondary loop heating and coolingsystem[C]//Conference Vehicle Thermal Management Systems Symposium andExhibition,Nottingham(England).2015.)。由于电子设备中的产热较多，需要一直对其制冷进行温度控制，若在冬天能将这一部分的废热回收并加以利用，也将提高能源的使用率。

图2为当前技术常用的直接制冷系统图，图中，1为空调箱，2为空调箱的加热器，3为空调箱的冷却器，4为膨胀阀，5为三通阀，6为压缩机，7为室外换热器。制冷剂直接进入空调箱中冷却器与空气进行换热。若制冷剂为可燃性制冷剂，空调箱制冷剂与乘员舱直接接触一旦发生泄漏，就会扩散乘员舱中，对乘客造成生命威胁。

发明内容

本发明是一种二次回路空调热泵系统，一方面是针对电动汽车空调系统的制冷剂替代时大多数是可燃性制冷剂，利用二次冷却液回路将制冷系统与乘员舱隔离，若可燃性制冷剂发生泄漏，制冷剂不会进入车厢危机乘员舱乘客的安全。另一方面，由于电动汽车的动力系统由电池驱动，温度对电池的性能有着很大的影响，利用二次冷却液的形式对电池进行温度控制，使得电池工作时能发挥最好的性能。同时通过切换二次冷却液中的四通阀和三通阀，可以实现制冷、制热、单蒸发器除霜和多蒸发器除霜。

本发明系统设计方案二次回路空调热泵系统的组成如下：