一种用于电动汽车的热泵空调系统及电动汽车的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车的热泵空调系统及电动汽车。

背景技术：

2.目前，电动汽车基于克服了燃油汽车的化石燃料依赖问题和环保问题的优点，得到了大力推广，消费者越来越倾向于购买电动汽车。传统燃油车空调制热通常以发动机为热源，电动汽车没有发动机余热利用，因此，电动汽车采用热泵空调系统。
3.现已上市车型中，整车热泵空调系统所用换热器，除车外换热器兼顾冷凝放热和蒸发吸热两种用途外，其他换热器用途均较为单一。例如：水冷式冷凝器仅能冷凝放热、电池冷却器chiller仅能蒸发吸热、蒸发器仅能蒸发吸热。现有换热器用途单一限制了电动汽车内热泵空调系统的运行效率。

技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种用于电动汽车的热泵空调系统及电动汽车，以解决现有换热器用途单一限制了电动汽车内热泵空调系统的运行效率的问题。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于电动汽车的热泵空调系统，包括：用于乘员舱内换热的车内换热器、用于乘员舱外换热的车外换热器、用于电机换热的第一水冷式换热器、用于电池换热的第二水冷式换热器、压缩机和用于切换制冷剂通路的控制组件；
6.其中，所述车内换热器、所述车外换热器和所述压缩机连接构成制冷剂基础通路；
7.所述控制组件控制所述第一水冷式换热器并联接入所述车外换热器两端，或者，串联接入所述制冷剂基础通路；或者，退出所述制冷剂基础通路；
8.所述控制组件控制所述第二水冷式换热器并联接入所述车内换热器或所述车外换热器两端，或者，串联接入所述制冷剂基础通路。
9.在一种可能的实现方式中，所述控制组件包括：三通阀、四通阀、截止阀、第一连通阀和第二连通阀；
10.所述三通阀分别与所述车内换热器、所述车外换热器和所述第二水冷式换热器的第一端连接；所述车内换热器和所述第二水冷式换热器的第二端通过所述截止阀与所述车外换热器的第二端连接；
11.所述第一连通阀和所述第二连通阀的第一端接于所述第一水冷式换热器的第一端；所述第一连通阀的第二端分别与所述车内换热器和所述第二水冷式换热器的第二端连接；所述第二连通阀的第二端与所述车外换热器的第一端连接；所述第一水冷式换热器的第二端与所述车外换热器的第二端连接；
12.所述四通阀接于所述车外换热器和所述压缩机之间。
13.在一种可能的实现方式中，所述控制组件还包括：第一膨胀元件、第二膨胀元件、
第三膨胀元件和第四膨胀元件；
14.所述第一膨胀元件、所述第二膨胀元件、所述第三膨胀元件和所述第四膨胀元件分别设置于所述车外换热器、所述第一水冷式换热器、所述第二水冷式换热器和所述车内换热器的第二端。
15.在一种可能的实现方式中，所述三通阀包括与所述第二水冷式换热器连接的端口a、与所述车内换热器连接的端口b和与所述车外换热器连接的端口c；所述三通阀在第一通路和第二通路之间切换；
16.当切换至所述第一通路时，所述三通阀的端口a和端口b连通，所述第二水冷式换热器并联接入所述制冷剂基础通路；
17.当切换至所述第二通路时，所述三通阀的端口a和端口c连通，所述第二水冷式换热器串联接入所述制冷剂基础通路。
18.在一种可能的实现方式中，所述四通阀包括两种连通状态；
19.当热泵空调系统运行制热模式时，所述四通阀为第二连通状态，端口a和端口b连通，端口c和端口d连通，控制制冷剂沿所述车内外换热器至所述车外换热器方向流动；
20.当热泵空调系统运行制冷模式时，所述四通阀为第一连通状态时，端口a和端口c连通，端口b和端口d连通，控制制冷剂沿所述车外换热器至所述车内换热器方向流动。
21.在一种可能的实现方式中，所述截止阀包括关闭和开启两种状态；
22.当热泵空调系统运行制热模式时，所述截止阀为开启状态；
23.当热泵空调系统运行制冷模式时，若所述第一水冷式换热器接入制冷剂通路，则所述截止阀为关闭状态；否则，所述截止阀为开启状态。
24.在一种可能的实现方式中，所述第一连通阀和所述第二连通阀为单向阀或截止阀。
25.在一种可能的实现方式中，所述第一连通阀和所述第二连通阀的结构一致。
26.在一种可能的实现方式中，当所述第一连通阀和所述第二连通阀为单向阀时，所述第一连通阀和所述第二连通阀的第一端为入口侧；所述第一连通阀和所述第二连通阀的第二端为出口侧。
27.在一种可能的实现方式中，所述第一膨胀元件、所述第二膨胀元件、所述第三膨胀元件和所述第四膨胀元件为膨胀阀或毛细管。
28.在一种可能的实现方式中，所述第一膨胀元件、所述第二膨胀元件、所述第三膨胀元件和所述第四膨胀元件的结构一致。
29.第二方面，本实用新型实施例提供了一种电动汽车，包括上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式提供的用于电动汽车的热泵空调系统。
30.本实用新型实施例提供一种用于电动汽车的热泵空调系统及电动汽车，该热泵空调系统包括：车内换热器、车外换热器、第一水冷式换热器、第二水冷式换热器、压缩机和用于切换制冷剂通路的控制组件。车内换热器、车外换热器和压缩机连接构成制冷剂基础通路。控制组件控制第一水冷式换热器并联接入车外换热器两端，或者，串联接入制冷剂基础通路；或者，退出制冷剂基础通路，在第一水冷式换热器接入制冷剂基础通路时与车外换热器同时作为冷凝器或蒸发器。控制组件控制第二水冷式换热器并联接入车内换热器或车外换热器两端，或者，串联接入制冷剂基础通路，在第二水冷式换热器接入制冷剂基础通路时
作为蒸发器或冷凝器。第一方面，第一水冷式换热器和第二水冷式换热器能够实现高温工况下将热泵空调系统的热量传递至冷却液回路中，增加散热途径，提高热泵空调系统的换热效率和制冷量，还能够实现低温工况下，吸收多方的热量，包括环境热量、电机热量和电池热量，满足热泵空调系统的正常运行。第二方面，能够通过制冷剂通路调整满足电池和电机的散热需求。第三方面，基于控制组件于切换制冷剂通路丰富了各部件的搭配形式，克服现有换热器用途单一的问题，能够根据实际的需求调整热泵空调系统的换热量，提高电动汽车内热泵空调系统的运行效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本实用新型一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
33.图2是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
34.图3是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
35.图4是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
36.图5是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
37.图6是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
38.图7是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图；
39.图8是本实用新型另一实施例提供的用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。
具体实施方式
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
41.本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
42.本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数
据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。本实用新型实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
43.以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述：
44.图1为本实用新型一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。参照图1，该用于电动汽车的热泵空调系统包括：车内换热器11、车外换热器12、第一水冷式换热器13、第二水冷式换热器14、压缩机15和控制组件(图中未示出)。
45.其中，各换热器的功能不同。具体的，车内换热器11用于乘员舱内换热、车外换热器12用于乘员舱外换热、第一水冷式换热器13用于电机换热、第二水冷式换热器14用于电池换热。
46.车内换热器11、车外换热器12和压缩机15连接构成制冷剂基础通路。
47.控制组件控制第一水冷式换热器13并联接入车外换热器12两端，或者，串联接入制冷剂基础通路；或者，退出制冷剂基础通路。
48.如图1所述，与第一水冷式换热器13右侧示出灰、实线和虚线三条通路。当控制组件控制第一水冷式换热器13右侧实线通路导通时，第一水冷式换热器13并联接入车外换热器12两端，当控制组件控制第一水冷式换热器13右侧虚线通路导通时，第一水冷式换热器13串联接入制冷剂基础通路，当控制组件控制第一水冷式换热器13右侧灰实线通路导通时，第一水冷式换热器13退出制冷剂基础通路。
49.控制组件控制第二水冷式换热器14并联接入车内换热器11或车外换热器12两端，或者，串联接入制冷剂基础通路。
50.如图1所述，与第二水冷式换热器14右侧示出实线和虚线两条通路。当控制组件控制第二水冷式换热器14右侧虚线通路导通，且控制第一水冷式换热器13右侧灰实线通路导通时，第二水冷式换热器14并联接入车外换热器12两端。当控制组件控制第二水冷式换热器14右侧实线通路导通时，第二水冷式换热器14并联接入车内换热器11两端。当控制组件控制第一水冷式换热器13右侧三条通路断开，且控制第二水冷式换热器14右侧虚线通路导通时，第二水冷式换热器14串联接入制冷剂基础通路。
51.在本实施例中，热泵空调系统包括：车内换热器11、车外换热器12、第一水冷式换热器13、第二水冷式换热器14、压缩机15和用于切换制冷剂通路的控制组件。车内换热器11、车外换热器12和压缩机15连接构成制冷剂基础通路。控制组件控制第一水冷式换热器13并联接入车外换热器12两端，或者，串联接入制冷剂基础通路；或者，退出制冷剂基础通路，在第一水冷式换热器13接入制冷剂基础通路时与车外换热器12同时作为冷凝器或蒸发器。控制组件控制第二水冷式换热器14并联接入车内换热器11或车外换热器12两端，或者，串联接入制冷剂基础通路，在第二水冷式换热器14接入制冷剂基础通路时作为蒸发器或冷凝器。第一方面，第一水冷式换热器13和第二水冷式换热器14能够实现高温工况下将热泵空调系统的热量传递至冷却液回路中，增加散热途径，提高热泵空调系统的换热效率和制冷量，还能够实现低温工况下，吸收多方的热量，包括环境热量、电机热量和电池热量，满足热泵空调系统的正常运行。第二方面，能够通过制冷剂通路调整满足电池和电机的散热需
求。第三方面，基于控制组件于切换制冷剂通路丰富了各部件的搭配形式，克服现有换热器用途单一的问题，能够根据实际的需求调整热泵空调系统的换热量，提高电动汽车内热泵空调系统的运行效率。
52.在不同实施例中，为丰富制冷剂通路的连通方式以满足不同制冷或制热需求，控制组件的组成不同。
53.图2为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。在一种可能的实现方式中，控制组件包括：三通阀21、四通阀22、截止阀23、第一连通阀24和第二连通阀25。
54.其中，三通阀21分别与车内换热器11、车外换热器12和第二水冷式换热器14的第一端连接；车内换热器11和第二水冷式换热器14的第二端通过截止阀22与车外换热器12的第二端连接。
55.第一连通阀24和第二连通阀25的第一端接于第一水冷式换热器13的第一端；第一连通阀24的第二端分别与车内换热器11和第二水冷式换热器14的第二端连接；第二连通阀25的第二端与车外换热器12的第一端连接；第一水冷式换热器13的第二端与车外换热器12的第二端连接。
56.四通阀22接于车外换热器12和压缩机15之间。
57.在其他实施例中，四通阀22可使用两个三通阀或四个截止阀代替，三通阀21可使用两个截止阀代替。另外，四通阀22和三通阀21亦可使用满足相同功能模式的其他阀体代替。
58.图3为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。参照图3，控制组件在图2基础上还包括：第一膨胀元件26、第二膨胀元件27、第三膨胀元28和第四膨胀元件29。
59.在热泵空调系统具体的运行过程中，车内换热器11、车外换热器12、四通阀22和压缩机15构成制冷剂基础通路。根据具体功能需求不同，控制第一水冷式换热器13和/或第二水冷式换热器14接入制冷剂通路，且各换热器根据具体需求可以对可内部制冷剂进行蒸发吸热或冷凝放热。
60.首先，为满足各换热器实现蒸发吸热或冷凝放热，为各换热器分配膨胀单元实现对制冷剂的节流降压作用。具体的，如图1所示，第一膨胀元件26和车外换热器12连接，第二膨胀元件27与第一水冷式换热器13连接，第三膨胀元28与第二水冷式换热器14连接，第四膨胀元件29和车内换热器11连接。
61.其次，为调整第一水冷式换热器13和第二水冷式换热器14以不同方式接入制冷剂回路，以辅助热泵空调系统的换热效率，设置三通阀21、截止阀23、第一连通阀24和第二连通阀25的位置。具体的，如图1所示第二膨胀元件27、第一水冷式换热器13和第二连通阀25依次连接，并联连接于第一膨胀元件26和车外换热器12两端。第三膨胀元28、第二水冷式换热器14和三通阀21依次连接，并联连接于第四膨胀元件29和车内换热器11两端。
62.第一连通阀24分别与第一水冷式换热器13、第二连通阀25、第三膨胀元28和第四膨胀元件29连接。截止阀23分别与第一膨胀元件26、第二膨胀元件27、第三膨胀元28和第四膨胀元件29连接。
63.在本实施例中，第一方面，第一水冷式换热器13和第二水冷式换热器14能够实现
高温工况下将热泵空调系统的热量传递至冷却液回路中，增加散热途径，提高热泵空调系统的换热效率和制冷量，还能够实现低温工况下，吸收多方的热量，包括环境热量、电机热量和电池热量，满足热泵空调系统的正常运行。第二方面，能够通过制冷剂通路调整满足电池和电机的散热需求。第三方面，基于各换热器连接的膨胀元件、截止阀23、连通阀和三通阀21丰富了各部件的搭配形式，克服现有换热器用途单一的问题，能够根据实际的需求调整热泵空调系统的换热量，提高电动汽车内热泵空调系统的运行效率。
64.图3为用于电动汽车的热泵空调系统的基础结构示意图，在不同的实施例中，为满足不同的功能需求，需要在图3基础上调整控制组件中各元件的状态以调整制冷剂通路。在不同实施例中，各元件的状态不同。具体调整后的热泵空调系统连通通路如图4至图8所示。
65.在一种可能的实现方式中，三通阀21包括与第二水冷式换热器14连接的端口a、与车内换热器11连接的端口b和与车外换热器12连接的端口c；三通阀21在第一通路和第二通路之间切换。
66.当切换至第一通路时，三通阀21的端口a和端口b连通，第二水冷式换热器14并联接入制冷剂基础通路，如图5、6和7所示。
67.当切换至第二通路时，三通阀21的端口a和端口c连通，第二水冷式换热器14串联接入制冷剂基础通路，如图4和8所示。
68.在一种可能的实现方式中，四通阀22包括两种连通状态。
69.当热泵空调系统运行制热模式时，四通阀22为第二连通状态，端口a和端口b连通，端口c和端口d连通，控制制冷剂沿车内换热器11至车外换热器12方向流动，如图4和5所示。
70.当热泵空调系统运行制冷模式时，四通阀22为第一连通状态时，端口a和端口c连通，端口b和端口d连通，控制制冷剂沿车外换热器12至车内换热器11方向流动，如图6、7和8所示。
71.其中，热泵空调系统运行制热模式针对于车内换热器11散发热量至乘员舱内，以满足乘员舱采暖需求。热泵空调系统运行制冷模式针对于车内换热器11吸收至乘员舱内热量，以降低乘员舱温度或满足电池加热需求。
72.在一种可能的实现方式中，截止阀23包括关闭和开启两种状态。
73.当热泵空调系统运行制热模式时，截止阀23为开启状态，如图4和5所示。
74.当热泵空调系统运行制冷模式时，若第一水冷式换热器13接入制冷剂通路，则截止阀23为关闭状态，如图6所示。否则，截止阀23为开启状态，如图7和8所示。
75.以上实施例提供了在不同实施例中各元件的状态，在不同实施例中，控制组件中各元件的结构有多种方式。
76.在一种可能的实现方式中，第一连通阀24和第二连通阀25为单向阀或截止阀23。当选用截止阀23时，需要根据前述实施例提供的不同连通方式调整第一连通阀24或第二连通阀25的开启或关闭状态。当选用单向阀时无需考虑调整第一连通阀24或第二连通阀25的状态，且能够避免制冷剂反向流动。
77.在一种可能的实现方式中，第一连通阀24和第二连通阀25的结构一致，即选用相同的阀门类型，能够简化热泵空调系统的管理。
78.在一种可能的实现方式中，当第一连通阀24和第二连通阀25为单向阀时，第一连通阀24和第二连通阀25的入口侧与第一水冷式换热器13连接；第二连通阀25的出口侧与车
外换热器12连接；第一连通阀24的出口侧通过第四膨胀元件29与车内换热器11连接。
79.在该实施例中，第一连通阀24控制制冷剂沿第一水冷式换热器13至车外换热器12单向流动，第二连通阀25控制制冷剂沿第一水冷式换热器13至车内换热器11单向流动。
80.在一种可能的实现方式中，第一膨胀元件26、第二膨胀元件27、第三膨胀元28和第四膨胀元件29为膨胀阀或毛细管。
81.在一种可能的实现方式中，第一膨胀元件26、第二膨胀元件27、第三膨胀元28和第四膨胀元件29的结构一致。
82.在该实施例中，采用相同结构的膨胀元件，可以简化热泵空调系统的控制，方便基于相同的控制逻辑对各膨胀元件的开度进行控制，以实现制冷剂的精确分流。
83.以上实施例提供了在不同实施例中各元件的状态和结构有多种方式。在不同实施例中，根据不同的制冷或制热需求，用于电动汽车的热泵空调系统的连通方式不同。各换热器担任的蒸发吸热或冷凝放热的任务不同，以下结合具体的实施例进行说明。其中，各膨胀阀采用相同结构，各连通阀采用单向阀。
84.图4为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。基于图4所示的连通方式适用于热泵空调制热模式，用于满足乘员舱采暖需求。其中，第一水冷式换热器13并联接入制冷剂基础通路，担任制冷剂蒸发吸热任务。第二水冷式换热器14串联接入制冷剂基础通路，担任制冷剂蒸发吸热任务。
85.具体工作原理如下：
86.高温高压的制冷剂从压缩机15流出后经车内换热器11进行冷凝放热，放出的热量供乘员舱采暖；第四膨胀元件29完全打开，不对车内换热器11流出的制冷剂膨胀；随后通过分别调节第一膨胀元件26、第二膨胀元件27和第三膨胀元28的开度，使制冷剂分别流入车外换热器12、第一水冷式换热器13和第二水冷式换热器14进行蒸发吸热。其中，车外换热器12用于吸收外界环境热量，第一水冷式换热器13用于吸收电机回路冷却液热量(冷却液吸收电机热量，如冷却液温度低于环境温度，则可通过散热器同步吸收外界环境热量)，第二水冷式换热器14用于吸收电池回路冷却液热量(冷却液吸收电池热量)；在各回路完成蒸发吸热后的制冷剂再汇总回流至压缩机15进入下一轮循环。
87.在该实施例中，第一水冷式换热器13并联接入制冷剂基础通路，第二水冷式换热器14串联接入制冷剂基础通路，与车外换热器12共同担任制冷剂蒸发吸热任务，实现了对电机热量和电池热量的回收利用，实现热泵空调系统高效制热。
88.图5为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。基于图5所示的连通方式适用于热泵空调制热模式，且用于同时加热乘员舱和电池模式。其中，第一水冷式换热器13并联接入制冷剂基础通路，作为蒸发器，担任制冷剂蒸发吸热任务。第二水冷式换热器14并联接入制冷剂基础通路，担任制冷剂冷凝放热任务。
89.具体工作原理如下：
90.高温高压的制冷剂从压缩机15流出后分别在车内换热器11和第二水冷式换热器14进行冷凝放热，其中第三膨胀元28和第四膨胀元件29不对制冷剂进行膨胀，通过调节第三膨胀元28和第四膨胀元件29的开度大小分配车内换热器11和第二水冷式换热器14的流量，从而实现对乘员舱和电池制热能力大小的控制；完成冷凝放热后的制冷剂通过第一膨胀元件26和第二膨胀元件27进行膨胀，分别流经车外换热器12、第一水冷式换热器13进行
蒸发吸热后，再汇总回流至压缩机15进入下一轮循环。
91.在该实施例中，第一水冷式换热器13并联接入制冷剂基础通路，与车外换热器12共同担任制冷剂蒸发吸热任务，第二水冷式换热器14并联接入制冷剂基础通路，与车内换热器11共同担任制冷剂冷凝器任务，实现了对电机热量和回收利用，还能够满足电池冷却降温需求。
92.图6为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。基于图6所示的连通方式适用于热泵空调制冷模式，且用于电机散热需求较小的状态下，也即怠速工况下。
93.怠速工况下，电机不工作，因此电机冷却回路多处于“荒废”状态，为提高空调系统制冷量和效率，调整热泵空调系统的制冷剂通路，进入如图6所示的空调系统的高效制冷模式。其中，第一水冷式换热器13串联接入制冷剂基础通路，与车外换热器12共同担任制冷剂冷凝放热任务。第二水冷式换热器14并联接入制冷剂基础通路，与车内换热器11共同担任制冷剂蒸发吸热任务。
94.具体工作原理如下：
95.高温高压的制冷剂从压缩机15流出后进入车外换热器12进行首次冷凝放热，热量释放到外界环境当中；第一膨胀元件26和第二膨胀元件27完全打开，不对制冷剂进行膨胀；后流经第一水冷式换热器13进行二次冷凝放热；过冷后的制冷剂经第三膨胀元28和第四膨胀元件29进行流量分配并膨胀后，分别进入第二水冷式换热器14和车内换热器11进行蒸发吸热，第二水冷式换热器14负责吸收电池回路冷却液热量(冷却液再冷却电池)，车内换热器11负责吸收乘员舱循环空气热量实现空调降温；完成蒸发吸热后的制冷剂再汇总回流至压缩机15进入下一轮循环。
96.在该实施例中，第一水冷式换热器13串联接入制冷剂基础通路，与车外换热器12共同担任制冷剂冷凝放热任务，实现了制冷剂二次冷凝，制冷剂的第二水冷式换热器14并联接入制冷剂基础通路，与车内换热器11共同担任制冷剂冷凝放热任务，满足乘员舱和电池采暖需求。
97.图7为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示意图。基于图7所示的连通方式适用于热泵空调制冷模式，且用于电机散热量大孑需冷却的工况。可选的，适用于高温行车工况下，电机需要使用散热器冷却，为不影响电驱性能，在图6基础上，关闭第二膨胀元件27，打开截止阀23，使空调系统仅使用车外换热器12进行冷却，第三膨胀元28和第四膨胀元件29和第二水冷式换热器14、车内换热器11功能与图6保持一致。
98.具体工作原理如下：
99.高温高压的制冷剂从压缩机15流出后进入车外换热器12进行冷凝放热，热量释放到外界环境当中；第二膨胀元件27关闭，使制冷剂由单一通路流向车内换热器11侧，第一膨胀元件26完全打开，不对制冷剂进行膨胀；之后制冷剂经第三膨胀元28和第四膨胀元件29进行流量分配并膨胀后，分别进入第二水冷式换热器14和车内换热器11进行蒸发吸热，第二水冷式换热器14负责吸收电池回路冷却液热量，车内换热器11负责吸收乘员舱循环空气热量实现空调降温；完成蒸发吸热后的制冷剂再汇总回流至压缩机15进入下一轮循环。
100.图8为本实用新型另一实施例提供的一种用于电动汽车的热泵空调系统的结构示
意图。基于图8所示的连通方式适用于在春秋季，乘员舱有除湿/除雾需求且电池有加热需求工况。其中，车内换热器11负责蒸发吸热，吸收的热量通过第二水冷式换热器14释放至电池水路，实现电池加热。
101.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，包括：车内换热器、车外换热器、第一水冷式换热器、第二水冷式换热器、压缩机和用于切换制冷剂通路的控制组件；其中，所述车内换热器、所述车外换热器和所述压缩机连接构成制冷剂基础通路；所述控制组件控制所述第一水冷式换热器并联接入所述车外换热器两端，或者，串联接入所述制冷剂基础通路；或者，退出所述制冷剂基础通路；所述控制组件控制所述第二水冷式换热器并联接入所述车内换热器或所述车外换热器两端，或者，串联接入所述制冷剂基础通路。2.如权利要求1所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述控制组件包括：三通阀、四通阀、截止阀、第一连通阀和第二连通阀；所述三通阀分别与所述车内换热器、所述车外换热器和所述第二水冷式换热器的第一端连接；所述车内换热器和所述第二水冷式换热器的第二端通过所述截止阀与所述车外换热器的第二端连接；所述第一连通阀和所述第二连通阀的第一端接于所述第一水冷式换热器的第一端；所述第一连通阀的第二端分别与所述车内换热器和所述第二水冷式换热器的第二端连接；所述第二连通阀的第二端与所述车外换热器的第一端连接；所述第一水冷式换热器的第二端与所述车外换热器的第二端连接；所述四通阀接于所述车外换热器和所述压缩机之间。3.如权利要求2所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述控制组件还包括：第一膨胀元件、第二膨胀元件、第三膨胀元件和第四膨胀元件；所述第一膨胀元件、所述第二膨胀元件、所述第三膨胀元件和所述第四膨胀元件分别设置于所述车外换热器、所述第一水冷式换热器、所述第二水冷式换热器和所述车内换热器的第二端。4.如权利要求2或3所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述三通阀包括与所述第二水冷式换热器连接的端口a、与所述车内换热器连接的端口b和与所述车外换热器连接的端口c；所述三通阀在第一通路和第二通路之间切换；当切换至所述第一通路时，所述三通阀的端口a和端口b连通，所述第二水冷式换热器并联接入所述制冷剂基础通路；当切换至所述第二通路时，所述三通阀的端口a和端口c连通，所述第二水冷式换热器串联接入所述制冷剂基础通路。5.如权利要求2或3所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述四通阀包括两种连通状态；当热泵空调系统运行制热模式时，所述四通阀为第二连通状态，端口a和端口b连通，端口c和端口d连通，控制制冷剂沿所述车内换热器至所述车外换热器方向流动；当热泵空调系统运行制冷模式时，所述四通阀为第一连通状态时，端口a和端口c连通，端口b和端口d连通，控制制冷剂沿所述车外换热器至所述车内换热器方向流动。6.如权利要求2或3所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述截止阀包括关闭和开启两种状态；当热泵空调系统运行制热模式时，所述截止阀为开启状态；当热泵空调系统运行制冷模式时，若所述第一水冷式换热器接入制冷剂通路，则所述
截止阀为关闭状态；否则，所述截止阀为开启状态。7.如权利要求2或3所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述第一连通阀和所述第二连通阀为单向阀或截止阀；所述第一连通阀和所述第二连通阀的结构一致。8.如权利要求7所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，当所述第一连通阀和所述第二连通阀为单向阀时，所述第一连通阀和所述第二连通阀的第一端为入口侧；所述第一连通阀和所述第二连通阀的第二端为出口侧。9.如权利要求3所述的用于电动汽车的热泵空调系统，其特征在于，所述第一膨胀元件、所述第二膨胀元件、所述第三膨胀元件和所述第四膨胀元件为膨胀阀或毛细管；所述第一膨胀元件、所述第二膨胀元件、所述第三膨胀元件和所述第四膨胀元件的结构一致。10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的用于电动汽车的热泵空调系统。

技术总结

本实用新型提供一种用于电动汽车的热泵空调系统，包括：车内换热器、车外换热器、第一水冷式换热器、第二水冷式换热器、压缩机和用于切换制冷剂通路的控制组件；其中，所述车内换热器、所述车外换热器和所述压缩机连接构成制冷剂基础通路；所述控制组件控制所述第一水冷式换热器并联接入所述车外换热器两端，或者，串联接入所述制冷剂基础通路；或者，退出所述制冷剂基础通路；所述控制组件控制所述第二水冷式换热器并联接入所述车内换热器或所述车外换热器两端，或者，串联接入所述制冷剂基础通路。本实用新型能够通过各零部件丰富的搭配方式扩展各换热器的用途，提高空调整体运行效率。效率。效率。