[发明专利]一种电动汽车座舱加热系统及其控制方法

说明书

本发明涉及电动汽车座舱加热系统及控制方法,包括并联的第一制冷剂回路和第二制冷剂回路；回路均包括串联的气液分离器和压缩机；第一制冷剂回路还包括第一膨胀单元；第二制冷剂回路还包括第二膨胀单元和冷凝器；第一膨胀单元与第二膨胀单元和冷凝器并联；实现座舱快速加热及制热量稳定，去除对加热器的依赖，简化空调系统。方法包括第二制冷剂回路中的制冷剂经第二膨胀单元调节压力进入冷凝器放热，用于对座舱加热；第一制冷剂回路中的制冷剂经第一膨胀单元节流降压与第二制冷剂回路中的制冷剂于气液分离器汇合，进入压缩机循环；实现制热量调节与外部环境空气及座舱空气温度和流量之间解耦，解决了热泵系统低温下的制热量不足和频繁化霜的问题。

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车座舱加热系统及其控制方法。

背景技术

目前，电动汽车具有节能、环保的优点，在世界范围得到了广泛关注。然而，受制于电池技术的瓶颈，目前电动汽车的续航里程仍不能使人满意。电动汽车空调启动后，续航里程的缩短情况更为严重。根据已有研究，冬季采暖耗能可使电动汽车的续航里程下降最高可达50％左右，成为电动汽车辅助器件中耗能最大的部分，严重影响电动汽车的使用。

与传统燃油车不同，电动汽车没有发动机提供的常热源，所以市场上大部分电动汽车都采用正温度系数电阻加热器进行座舱的加热，这种形式制热效率低于1，制热能耗高，严重影响了纯电动汽车的冬季续航里程，并且目前正温度系数电阻成本较高。

除正温度系数的电阻之外，目前一些纯电动汽车也开始采用热泵系统进行座舱加热的方案。根据逆卡诺原理，热泵系统制热效率始终高于1，与正温度系数电阻相比将大幅降低座舱加热所消耗的电能，有利于纯电动汽车冬季续航里程的提升。但是由于热泵系统自身循环特性的限制，随着环境温度的降低，热泵系统的供热量也将逐渐下降，因此即使应用了热泵系统的纯电动汽车，在低温工况下仍需采用正温度系数电阻加热器进行制热量的补充。因此，整个空调系统要同时包含热泵空调系统和正温度系数电阻加热器，系统构成复杂，成本高。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种电动汽车座舱加热系统及其控制方法。

本发明提供的技术方案是：

一种电动汽车座舱加热系统，包括：并联的第一制冷剂回路和第二制冷剂回路；

所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路均包括：串联的气液分离器和压缩机；

所述第一制冷剂回路还包括：第一膨胀单元；

所述第二制冷剂回路还包括：第二膨胀单元和冷凝器；

所述第一膨胀单元与所述第二膨胀单元和所述冷凝器并联。

优选的，所述第二制冷剂回路中的制冷剂经过所述第二膨胀单元调节压力后进入所述冷凝器内放热，用于对所述座舱进行加热；

所述第一制冷剂回路中的制冷剂经过所述第一膨胀单元节流降压与所述第二制冷剂回路中的制冷剂于所述气液分离器内汇合后，进入所述压缩机进行循环。

优选的，所述座舱加热系统还包括：控制单元和传感单元；

所述控制单元分别与所述压缩机、所述第一膨胀单元、所述第二膨胀单元和所述传感单元连接，通过所述传感单元发出的信号控制所述压缩机的转速以及所述第一膨胀单元和所述第二膨胀单元的开度大小。

优选的，所述座舱加热系统包括多个所述传感单元，分别设置于所述第一制冷剂回路和所述第二制冷剂回路上。

优选的，所述传感单元包括：第一传感器、第二传感器和第三传感器；

所述第一传感器设置于所述气液分离器和压缩机之间，所述第二传感器设置于所述压缩机和所述第一膨胀单元之间，所述第三传感器设置于所述冷凝器和所述第二膨胀单元之间。