(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810562779.4
(22)申请日 2018.06.04
(71)申请人 泰铂（上海）环保科技股份有限公司
地址 201600 上海市闵行区闵北路88弄1-
17号、18-30号第25幢118室
(72)发明人 陶林 胡太宝
(51)Int.Cl.
B60H 1/00(2006.01)
(54)发明名称一种新能源汽车热泵空调系统及控制方法(57)摘要本发明提供了一种新能源汽车热泵空调系统，包括冷却模块、集热模块、室内换热器、室外换热器，以及其他部件；在所述室内换热器内设置有空气加热器，设置在汽车车厢内，空调控制面板控制所述空气加热器运行，所述空气加热器与温度传感器配合使用；本发明还提供一种新能源汽车热泵空调系统的控制方法。本发明在热泵空调系统中增设空气加热器，当驾驶室外温度小于或等于设定值时，空气加热器与整个热泵系统同时工作，空气加热器不仅可以直接给室内提供热量，而且可以提高R134a制冷剂的运行温度，使其达到工作适宜温度，使得热泵空调系统能正常 启动采暖模式。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 108790684 A 2018.11.13
C N 108790684
A
1.一种新能源汽车热泵空调系统，包括：冷却模块、集热模块、室内换热器、室外换热器和其他部件；
其中，
--所述其他部件，包括气液分离器、压缩机、二相截止阀A、二相截止阀B、截止膨胀阀A、三相截止阀A、三相截止阀B、截止膨胀阀C、二相截止阀C；
--所述冷却模块，包括电池包和截止膨胀阀B，电池包和截止膨胀阀串联；
--所述集热模块，包括水泵、变频器、马达、水箱、膨胀水箱和热交换器，所述水泵、变频器、马达、水箱依次串联，所述膨胀水箱与水箱连接；
--所述室内换热器，包括蒸发器和冷凝器，设置在汽车车厢内；
--所述冷凝器、截止膨胀阀A、三相截止阀A、三相截止阀B、截止膨胀阀C、蒸发器、汽液分离器、压缩机和二相截止阀A依次串联；
--所述冷却模块并联于蒸发器和截止膨胀阀C之间；
-
-所述集热模块并联于三相截止阀B与汽液分离器之间；
--所述二相截止阀B一端接二相截止阀A的流入端，另一端接冷凝器出口；
--所述二相截止阀C一端接截止膨胀阀A的出口端，另一端接蒸发器进口端；
--所述三相截止阀A为一进二出式，进口与截止膨胀阀A出口相连，出口一与室外换热器进口相连，出口二与室外换热器出口相连；
--所述三相截止阀B为一进二出式，进口与室外换热器出口相连，出口一与膨胀截止阀C进口相连，出口二与热交换器的进口一相连；
--所述截止膨胀阀A进口接冷凝器出口，出口接三相截止阀A进口；
--所述截止膨胀阀B进口接截止膨胀阀C进口端，出口接电池包冷却管进口；
--所述截止膨胀阀C进口接三相截止阀B出口一，出口接蒸发器进口；
--所述热交换器为四个端口，进口一接三相截止阀B出口二，出口一接汽液分离器进口二，进口二接水箱进口端，出口二接水箱出口端；
-
-所述汽液分离器为二进一出式，进口一接蒸发器出口，进口二接热交换器出口一，出口接压缩机进口；
其特征在于，所述室内换热器还包括空气加热器，设置在汽车车厢内，空调控制面板控制所述空气加热器运行，所述空气加热器与温度传感器配合使用。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述室外换热器为过冷式。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述蒸发器、冷凝器和室外换热器均为平行流式。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，截止膨胀阀A、截止膨胀阀B和截止膨胀阀C均为截止阀膨胀阀一体式。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述热交换器为板式。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述热交换器中的制冷剂和冷却液流向相反。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述蒸发器、冷凝器
和室外热交换器端口均为压板式。
8.根据权利要求1所述的新能源汽车热泵空调系统，其特征在于，所述冷凝器流出端串联有单向阀。
9.一种新能源汽车热泵空调系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，汽车启动，热泵空调系统运行；
步骤二，所述温度传感器检测到环境温度小于或等于温度设定值，并把数据传送给所述空调控制面板；
步骤三，所述空调控制面板控制所述空气加热器开始运行，给室内提供热量；
步骤四，所述热交换器中的R134a制冷剂开始运行，热泵空调系统启动采暖模式。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车热泵空调系统的控制方法，其特征在于，所述温度设定值为-15℃。
一种新能源汽车热泵空调系统及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及新能源汽车空调领域，具体地，涉及一种新能源汽车热泵空调系统及控制方法。
背景技术
[0002]目前，新能源电动汽车一般采用热泵空调系统，在空调系统中一般采用R134a制冷剂作为制冷媒介，但当驾驶室外温度达到-15℃以下时，R134a制冷剂吸热效果不佳，空调通过纯热泵系统采暖效果不明显。目前，一种解决方法是在空调系统中增加水加热系统(WPTC)，通过WPTC加热的独立水温回路给整个系统提供热源，但该方法使得整个空调系统过于复杂，系统运行不稳定。
发明内容
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新能源汽车热泵空调系统及控制方法。本发明在热泵空调系统中增设空气加热器，当驾驶室外环境温度小于或等于设定值时，空气加热器与整个热泵系统同时工作，空气加热器不仅可以直接给室内提供热量，而且可以提高R134a制冷剂的运行温度，使其达到适宜工作温度，使得热泵空调系统能正常启动采暖模式。
[0004]根据本发明的一个方面，提供一种新能源汽车热泵空调系统，包括，冷却模块、集热模块、室内换热器、室外换热器和其他部件；
[0005]其中，
[0006]--所述其他部件，包括气液分离器、压缩机、二相截止阀A、二相截止阀B、截止膨胀阀A、三相截止阀A、三相截止阀B、截止膨胀阀C、二相截止阀C；增加三相截止阀A可以保证在室外换热器由于温度
过低而无法正常工作的情况下，系统仍能够跳过室外热交换器利用水箱热量继续工作，可以更好的保证整个系统的正常运行；增加二相截止阀C达到了室内除湿的目的，解决了纯电动汽车冬季制热不足的问题，保证了系统即使在寒冷地区也能够正常运行，实现了对电池包的高温防护；通过控制三相截止阀、二相截止阀、截止膨胀阀可以实现制冷、最大采暖、最大采暖+除湿、采暖、采暖+除湿、最大电池包冷却六种模式的切换。[0007]--所述冷却模块，包括电池包和截止膨胀阀B，电池包和截止膨胀阀串联，达到了对电池包的冷却保护，有效避免了电池由于温度过高而导致的危险；
[0008]--所述集热模块，包括水泵、变频器、马达、水箱、膨胀水箱和热交换器，所述水泵、变频器、马达、水箱依次串联，所述膨胀水箱与水箱连接，实现了对水箱冷却系统的热量搜集，节省了电能损耗；
[0009]--所述室内换热器，包括蒸发器和冷凝器，设置在汽车车厢内；
[0010]--所述冷凝器、截止膨胀阀A、三相截止阀A、三相截止阀B、截止膨胀阀C、蒸发器、汽液分离器、压缩机和二相截止阀A依次串联；
[0011]--所述冷却模块并联于蒸发器和截止膨胀阀C之间；
[0012]--所述集热模块并联于三相截止阀B与汽液分离器之间；
[0013]--所述二相截止阀B一端接二相截止阀A流入端，另一端接冷凝器出口；[0014]--所述二相截止阀C
一端接截止膨胀阀A出口端，另一端接蒸发器进口端；[0015]--所述三相截止阀A为一进二出式，进口与截止膨胀阀A出口相连，出口一与室外换热器进口相连，出口二与室外换热器出口相连；
[0016]--所述三相截止阀B为一进二出式，进口与室外换热器出口相连，出口一与膨胀截止阀C进口相连，出口二与热交换器的进口一相连；
[0017]--所述截止膨胀阀A进口接冷凝器出口，出口接三相截止阀A进口；
[0018]--所述截止膨胀阀B进口接截止膨胀阀C进口端，出口接电池包冷却管进口；[0019]--所述截止膨胀阀C进口接三相截止阀B出口一，出口接蒸发器进口；
[0020]--所述热交换器为四个端口，进口一接三相截止阀B出口二，出口一接汽液分离器进口二，进口二接水箱进口端，出口二接水箱出口端；
[0021]--所述汽液分离器为二进一出式，进口一接蒸发器出口，进口二接热交换器出口一，出口接压缩机进口；
[0022]--所述室内换热器还包括空气加热器，设置在汽车车厢内，空调控制面板控制所述空气加热器运行，所述空气加热器与温度传感器配合使用。
[0023]优选的，所述室外换热器为过冷式。
[0024]优选的，所述蒸发器、冷凝器和室外换热器均为平行流式。
[0025]优选的，截止膨胀阀A、截止膨胀阀B和截止膨胀阀C均为截止阀膨胀阀一体式，相比较于传统的膨胀阀并联一个电磁阀，一体式截止膨胀阀具有运行稳定、节约空间和成本的作用。
[0026]优选的，所述热交换器为板式。
[0027]优选的，所述热交换器中的制冷剂和冷却液流向相反。
[0028]优选的，所述蒸发器、冷凝器和室外热交换器端口均为压板式。
[0029]优选的，所述冷凝器流出端串联有单向阀。
[0030]为实现上述目的，本发明还提供了一种新能源汽车热泵空调系统的控制方法，包括以下步骤：
[0031]步骤一，汽车启动，热泵空调系统运行；
[0032]步骤二，所述温度传感器检测到环境温度小于或等于温度设定值，并把数据传送给所述空调控制面板；
[0033]步骤三，所述空调控制面板控制所述空气加热器开始工作，给室内提供热量；[0034]步骤四，所
述热交换器中的R134a制冷剂开始运行，热泵空调系统启动正常采暖模式。
[0035]优选的，所述温度设定值为-15℃，可以根据R134a制冷剂的性能具体设置。[0036]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0037](1)本发明涉及的新能源汽车热泵空调系统及控制方法，设计原理为：当驾驶室外温度小于或等于设定值时，空气加热器与整个热泵系统同时工作，一方面空气加热器可以直接给室内提供热量，另一方面，空气加热器可以提高R134a的运行温度，使其达到适宜工作温度，使得热泵空调系统能正常启动采暖模式；
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