[发明专利]防止结霜的电动汽车二次回路热泵空调系统

说明书

一种防止结霜的电动汽车二次回路热泵空调系统，包括：依次循环连接的压缩机、第一换热器、第一节流阀、二次回路水路循环系统、第二节流阀、第二换热器和气液分离器，以及第一电磁阀、第二电磁阀和空调箱；二次回路水路循环系统包括：依次循环连接的电池冷却器、水箱、电机、膨胀水壶和水泵，以及室外冷凝风机。空调箱包括：用于输送空气的风机、冷暖风门和用于切换导入乘员舱空气的内外循环风门。本发明通过增加二次回路水路循环系统代替室外换热器，减小制冷剂温度与外侧温度的温差，并且仅通过两个电磁阀与节流阀的控制实现制冷剂流道与工作模式的切换，提高换热效果与系统低温制热性能与高温制冷性能，达到防止结霜的效果。

技术领域

本发明涉及的是一种汽车空调领域的技术，具体是一种防止结霜的电动汽车二次回路热泵空调系统。

背景技术

常规车用热泵空调系统，在低温环境和高温环境中，由于室外换热器中制冷剂温度与室外空气温度的温差过大，导致室外换热器中换热效率较低，换热量较少，达不到需求的热交换效果，从而导致系统低温制热性能与高温制冷性能较差，无法满足乘员舱供暖供冷需求。另外，汽车热泵空调系统制热与制冷性能常需要对系统结构与技术进行优化，用来减少成本。

车用热泵空调系统在低温环境(0℃以下)中，室外换热器中制冷剂温度过低。当室外换热器翅片表面温度低于0℃时，室外换热器表面会结霜，导致空气风量减小，换热量急速衰减，较小的换热量将加速霜层的生长，从而形成恶性循环以导致系统在低温环境中频繁结霜而无法工作。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN 110422028A，公开日2019.11.08，公开了一种带除霜功能的电动汽车用热泵空调，该发明籍由热泵芯体代原有的PTC供暖，在保证空调功能的同时，尽量减少电量的消耗，在室外换热器结霜时，通过切换截止阀至除霜模式，将压缩机排出的高温气体直接通过室外换热器，快速除霜。这种化霜方式化霜时间要求长，运行的工况恶略，而且会在一些低温工况出现压缩机液击的风险，对系统可靠性及其不利。但该现有技术无法解决电动汽车热泵系统的室外换热器结霜问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种防止结霜的电动汽车二次回路热泵空调系统，增加二次回路水路循环系统代替室外换热器，通过电池冷却器(Chiller)中水路与主循环制冷剂进行热量交换，将换热改进为制冷剂-水-空气二次换热，以此提升二次水路循环系统中的水温，减小制冷剂温度与外侧温度的温差，并且仅通过两个电磁阀与节流阀的控制实现制冷剂流道与工作模式的切换，提高换热效果与系统低温制热性能与高温制冷性能，达到防止结霜的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：依次循环连接的压缩机、第一换热器、第一节流阀、二次回路水路循环系统、第二节流阀、第二换热器和气液分离器，以及第一电磁阀、第二电磁阀和空调箱，其中：第一电磁阀并联连接在第一节流阀两端，用于控制第一节流阀的通断，第二电磁阀并联连接在第二节流阀两端，并与气液分离器相连，用于控制第二节流阀的通断，第一换热器和第二换热器设置于空调箱内。

所述的二次回路水路循环系统包括：依次循环连接的电池冷却器、水箱、电机、膨胀水壶和水泵，以及室外冷凝风机，其中：室外冷凝风机设置于水箱上，电池冷却器设置于第一节流阀和第二电磁阀之间，并与第二电磁阀相连。

所述的空调箱包括：用于输送空气的风机、冷暖风门和用于切换导入乘员舱空气的内外循环风门，其中：风机设置于第一换热器上游侧和第二换热器下游侧，冷暖风门与第一换热器相连，内外循环风门与风机相连。

本发明涉及一种基于上述系统的循环方法，包括：制热模式和制冷模式。

所述的制热模式为：将第一电磁阀设置成处于关闭状态，第一节流阀设置成处于节流状态，第二电磁阀设置成处于开启状态，第二节流阀设置成处于全关状态，冷暖风门设置成处于关闭状态，将要吹入乘员舱的空气需经过第一换热器与第一换热器中的制冷剂进行热量交换。