[发明专利]跨临界二氧化碳电动客车空调系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种跨临界二氧化碳电动客车空调系统及控制方法，系统包括：压缩机的出口连接四通换向阀的第一端口，四通换向阀的第二端口连接室外换热器一端，室外换热器的另一端通过回热器的第二通道连接膨胀机的入口；膨胀机的出口连接第一三通电磁阀的第一端口；第一三通电磁阀的第二端口连接第二三通电磁阀的第二端口，第二三通电磁阀的第一端口通过室内换热器连接四通换向阀的第三端口，四通换向阀的第四端口连接气液分离器入口，气液分离器出口通过回热器的第一通道连接压缩机的入口。采用自然工质CO₂作为制冷剂，解决现有卤代烃制冷剂污染环境的技术问题。

技术领域

本发明属于客车空调领域，特别涉及一种跨临界二氧化碳电动客车空调系统及控制方法。

背景技术

现如今，人民环保意识的增强、能源的短缺以及国际局势的动荡使得开发无污染的新能源汽车成为国际及社会关注的焦点。对于可持续战略来讲，开发出清洁、高效、无污染的新能源汽车成为未来交通工具发展的必经之路。纯电动汽车与传统的燃油汽车相比，具有低碳、环保和节能的明显优势，这使得电动汽车受到了越来越广泛的关注。电动汽车是未来汽车的发展方向，电动客车则成为了绿色城市的标志之一。目前，制约电动客车发展的主要问题之一是电池续航能力不足，作为客车能耗最大的附属部件，空调系统的耗电量将会使得客车的续航里程极大地降低，因此一套环保、节能、高效的空调系统对于电动客车产业推广具有重要的意义。

当今世界面临着非常严峻的环境问题，传统卤代烃制冷剂(HCFCS、HFCS)被认为是导致臭氧层破坏的主要原因之一，因此寻找一种节能环保的绿色制冷方式成为重要任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨临界二氧化碳电动客车空调系统及控制方法，采用绿色制冷方式解决现有卤代烃制冷剂污染环境的技术问题，并针对于跨临界二氧化碳制冷系统性能差的问题提出在系统中运用变频压缩膨胀一体机的解决方案。针对此新型跨临界二氧化碳电动客车空调系统本发明还提出最优膨胀机与压缩机输气量之比，解决膨胀-压缩一体机的设计难题；此外基于已设计好的实际CO₂跨临界电动客车空调系统提出最优控制方案，以增强电动客车在运行时电池续航能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

跨临界二氧化碳电动客车空调系统，包括：室外换热器、压缩机、膨胀机、四通换向阀、气液分离器、室内换热器和回热器；

压缩机的出口连接四通换向阀的第一端口，四通换向阀的第二端口连接室外换热器一端，室外换热器的另一端通过回热器的第二通道连接膨胀机的入口；膨胀机的出口连接第一三通电磁阀的第一端口；第一三通电磁阀的第二端口连接第二三通电磁阀的第二端口，第二三通电磁阀的第一端口通过室内换热器连接四通换向阀的第三端口，四通换向阀的第四端口连接气液分离器入口，气液分离器出口通过回热器的第一通道连接压缩机的入口；

第一三通电磁阀的第三端口连接室外换热器的另一端；第二三通电磁阀的第三端口连接电子膨胀阀的入口；

回热器的第二通道与膨胀机的入口之间设有电子膨胀阀和单向阀。

本发明进一步的改进在于：还包括电机；压缩机、电机、膨胀机三者集合为同轴的压缩-膨胀一体机。

本发明进一步的改进在于：所述电机为变频电机。

本发明进一步的改进在于：在不同的设计工况下存在不同的最优膨胀机与压缩机理论容积输气量之比，可根据不同应用地区的具体气候特点、电机额定转速与膨胀机和压缩机的等熵效率对此一体机进行最优设计，此压缩-膨胀一体机具有变频功能。

本发明进一步的改进在于：所述跨临界二氧化碳电动客车空调系统括两台压缩机；两台压缩机串联。