本發(fā)明提供了一種同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可構(gòu)成兩個相對獨立運行的熱力循環(huán)系統(tǒng),兩個獨立的熱力循環(huán)系統(tǒng)可根據(jù)實際需要同步雙制冷循環(huán)、同步雙制熱循環(huán)、同步制冷與制熱車外換熱器快速融霜循環(huán)、同步制冷與制熱車窗快速融霜除霧循環(huán)等多種工作模式。
背景技術(shù):
近年來由于能源危機的出現(xiàn)、環(huán)保意識的不斷提高,對汽車空調(diào)制冷、制熱性能的提升提出了新的、更為嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,能否設(shè)計出合理的高效實用、經(jīng)濟可行的汽車空調(diào)制冷、制熱系統(tǒng),能否進行深層的研究等已成為當前各國汽車空調(diào)行業(yè)的研究方向。目前汽車空調(diào)夏季供冷時主要采用風冷對車外換熱器進行冷卻,由于夏季車外環(huán)境溫度較高、散熱條件惡劣時系統(tǒng)制冷量不足、車外換熱器過冷度較低,導致?lián)Q熱效果不理想,嚴重影響了汽車在車外環(huán)境溫度過高的安全續(xù)航行駛。同時,空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在冬季低溫制熱時時常出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象,嚴重影響了供熱效果,而現(xiàn)有的各種融霜技術(shù)效率低、能耗高或無法使供熱、融霜工作同步進行,使得空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在冬季低溫制熱時難以可靠、穩(wěn)定運行。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng),以解決目前冬季超低溫環(huán)境中不間斷的供熱的同時車外側(cè)換熱器表面除霜與車窗的快速除霜與除霧等問題及在夏季室外環(huán)境溫度過高導致的空調(diào)系統(tǒng)無法穩(wěn)定制冷循環(huán)等突出問題。
本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn):
本發(fā)明的同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機復合模塊Ⅰ、復合雙循環(huán)輔助模塊Ⅱ、車外冷熱復合模塊Ⅲ、車內(nèi)冷熱復合模塊Ⅳ、動力系統(tǒng)冷卻熱回收模塊Ⅴ、復合雙循環(huán)功能切換控制及相應連接管道等組成。
所述壓縮機復合模塊Ⅰ由壓縮機復合分系統(tǒng)1、第一電動三通閥F11、第二電動三通閥F12、第三電動三通閥F1-1、第四電動三通閥F1-2組成;所述復合雙循環(huán)輔助模塊Ⅱ由輔助設(shè)備分系統(tǒng)2、第五電動三通閥F3-2、第六電動三通閥F2-4、第七電動三通閥F3-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述車外冷熱復合模塊Ⅲ由車外分系統(tǒng)3、第九電動三通閥F13、第十電動三通閥F23、第十一電動三通閥F32、第十二電動三通閥F31組成;所述車內(nèi)冷熱復合模塊Ⅳ由車內(nèi)分系統(tǒng)4、第十三電動三通閥F24、第十四電動三通閥F14、第十五電動三通閥F41、第十六電動三通閥F42組成;所述動力系統(tǒng)冷卻熱回收模塊Ⅴ由動力冷卻換熱裝置8、動力冷卻換熱裝置9、冷卻液水泵10、動力冷卻裝置11、第一電磁閥12、第二電磁閥13組成;所述壓縮機復合分系統(tǒng)1由壓縮機子系統(tǒng)1-1、壓縮機子系統(tǒng)1-2組成;所述輔助設(shè)備分系統(tǒng)2由輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1、輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2組成;所述車外冷熱復合分系統(tǒng)3由車外側(cè)風機7、車外前置換熱器3-1、車外后置換熱器3-2組成,車外前置換熱器3-1的第一接口與第九電動三通閥F13連接,第二接口與第十二電動三通閥F31連接;車外后置換熱器3-2第一接口與第十電動三通閥F23連接,第二接口與第十一電動三通閥F32連接;所述車內(nèi)冷熱復合分系統(tǒng)4由車內(nèi)側(cè)風機6、車內(nèi)前置換熱器4-1、車內(nèi)后置換熱器4-2、PTC電加熱14、第一道風量調(diào)節(jié)閥4-4、第二道風量調(diào)節(jié)閥4-3組成;車內(nèi)前置換熱器4-1第一接口與第十四電動三通閥F14連接,第二接口與第十五電動三通閥F41連接;車內(nèi)后置換熱器4-2第一接口與第十三電動三通閥F24連接,第二接口與第十六電動三通閥F42連接;且第一道風量調(diào)節(jié)閥4-4、車內(nèi)側(cè)風機6、車內(nèi)多功能復合換熱器4-1、車內(nèi)多功能復合換熱器4-2、PTC電加熱8、第二道風量調(diào)節(jié)閥4-3按空氣流向依次設(shè)置;所述壓縮機子系統(tǒng)1-1第一接口通過第一電動三通閥F11分割與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;所述壓縮機子系統(tǒng)1-2第一接口通過第二電動三通閥F12分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;壓縮機子系統(tǒng)1-1第二接口通過第三電動三通閥F1-1分別與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;壓縮機子系統(tǒng)1-2第二接口通過第四電動三通閥F1-2分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;所述輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1的第一接口通過第五電動三通閥F3-2分別與第十二電動三通閥F31、第十五電動三通閥F41連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2的第一接口通過第六電動三通閥F2-4分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1的第二接口通過第七電動三通閥F3-4分別與第十二電動三通閥F31連接、第十五電動三通閥F41連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2的第二接口通過第八電動三通閥F4-3分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統(tǒng)1-1第第三接口;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統(tǒng)1-2第第三接口;所述動力冷卻換熱裝置8的進口通過第一電磁閥12、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置8的出口與動力冷卻裝置11進口相連;所述動力冷卻換熱裝置9進口通過第二電磁閥13、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置9的出口與動力冷卻裝置11進口相連。
本發(fā)明中所述壓縮機子系統(tǒng)1-1由壓縮機Y1-1、氣液分離器Y1-2、低壓補氣Y1-4、中壓補氣Y1-5、第一電動三通閥F11、第三電動三通閥F1-1、第十七電動三通閥Y1-3組成;所述第十七電動三通閥Y1-3一路接制冷劑,另外兩路中的一路經(jīng)過中壓補氣Y1-5進入壓縮機,一路經(jīng)過低壓補氣Y1-4與經(jīng)過第三電動三通閥F1-1、氣液分離器Y1-2的制冷劑混合后進入壓縮機,壓縮機Y1-1出口與第一電動三通閥F11連接。
所述壓縮機子系統(tǒng)1-2由壓縮機E1-1、氣液分離器E1-2、低壓補氣E1-4、中壓補氣E1-5、第二電動三通閥F12、第四電動三通閥F1-2、第十七電動三通閥E1-3組成;所述第十七電動三通閥E1-3一路接制冷劑,另外兩路中的一路經(jīng)過中壓補氣E1-5進入壓縮機,一路經(jīng)過低壓補氣E1-4與經(jīng)過第四電動三通閥F1-2、氣液分離器E1-2的制冷劑混合后進入壓縮機,壓縮機E1-1與第二電動三通閥F12連接。
所述輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1由中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、單向閥Y2-3、干燥過濾器Y2-4、輔路膨脹閥Y2-5、儲液器Y2-6、第三電磁閥F21、第五電動三通閥F3-2、第七電動三通閥F3-4組成;所述第七電動三通閥F3-4依次通過氣液分離器Y2-6、干燥過濾器Y2-4,經(jīng)過干燥過濾器Y2-4后分成兩路:主路、輔路,主路依次經(jīng)過中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、第五電動三通閥F3-2,輔路依次經(jīng)過補路膨脹閥Y2-5、中間換熱器Y2-1、單向閥Y2-3。
所述輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2由中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、單向閥E2-3、干燥過濾器E2-4、輔路膨脹閥E2-5、儲液器E2-6、第四電磁閥F22、第六電動三通閥F2-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述第八電動三通閥F4-3依次通過氣液分離器E2-6、干燥過濾器E2-4,經(jīng)過干燥過濾器E2-4后分成兩路:主路、輔路,主路依次經(jīng)過中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、第六電動三通閥F2-4,輔路依次經(jīng)過補路膨脹閥E2-5、中間換熱器E2-1、單向閥E2-3。
更具體說,本發(fā)明所述車內(nèi)與車外冷熱復合分系統(tǒng)均是由一個前置換熱器和一個后置換熱器以及冷熱復合功能切換控制閥和連接管道組成,該冷熱復合換熱系統(tǒng)可實現(xiàn)雙蒸發(fā)、雙冷凝、前蒸發(fā)與后冷凝、前冷凝與后蒸發(fā)等四種冷熱復合功能模式;所述冷熱復合換熱系統(tǒng)的前置與后置換熱器的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和尺寸即可相同也可不同;所述冷熱復合換熱系統(tǒng)的前置與后置換熱器既可以是兩個完全獨立的換熱器組合而成,亦可以是將前置換熱盤管和后置換熱盤管組裝在同一組換熱翅片和換熱器框架內(nèi)復合成一體。
所述壓縮機由規(guī)格和容量相同或不同的兩組壓縮機、進排氣四通換向閥、氣液分離器、壓縮機補氣接口及連接管道等組成;所述壓縮機為車用空調(diào)電動變頻壓縮機,壓縮機可以是渦旋式、活塞式、轉(zhuǎn)子式以及其他空調(diào)壓縮機形式;所述壓縮機補氣接口可以是中壓補氣接口或低壓補氣接口;所述的低壓補氣接口可以是壓縮機低壓腔補氣接口或壓縮機吸氣口處并聯(lián)的補氣接口。
所述動力系統(tǒng)冷卻熱回收子系統(tǒng)由動力系統(tǒng)冷卻裝置、冷卻與熱回收功能切換控制閥以及連接管道等組成;所述動力系統(tǒng)冷卻裝置由動力電機冷卻裝置和動力電池冷卻裝置組成;所述動力電機冷卻裝置可以是水-空氣雙側(cè)型冷卻或氣-氣雙側(cè)型冷卻等形式;所述動力電池冷卻裝置可以是風冷或水冷等形式;
所述復合雙循環(huán)輔助子系統(tǒng)由節(jié)流膨脹裝置、干燥過濾裝置、橋路換向裝置、補氣換熱裝置及連接管道等組成;所述節(jié)流膨脹裝置可以是電子膨脹閥、熱力膨脹閥、節(jié)流短管、毛細管以及其他形式的節(jié)流膨脹裝置;所述補氣換熱裝置可以是板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器及其它形式的換熱器。
所述復合雙循環(huán)功能切換控制子系統(tǒng)主要由壓縮機吸排氣換向裝置、連接各子系統(tǒng)的制冷劑流量控制裝置和制冷劑流向橋路控制裝置以及連接管道等組合而成。
本發(fā)明可構(gòu)成兩個相對獨立運行的熱力循環(huán)系統(tǒng)一和熱力循環(huán)系統(tǒng)二。該系統(tǒng)可根據(jù)實際需要,將兩個相對獨立的熱力循環(huán)系統(tǒng)一和系統(tǒng)二復合成同步雙制冷循環(huán)系統(tǒng)、同步雙制熱循環(huán)系統(tǒng)、同步制冷與制熱雙循環(huán)系統(tǒng)等多種形式的同步雙循環(huán)系統(tǒng)工作模式。所述熱力循環(huán)系統(tǒng)一由壓縮機復合子系統(tǒng),復合雙循環(huán)輔助子系統(tǒng),車外冷熱復合前置換熱器,車內(nèi)冷熱風-水復合前置換熱器,復合雙循環(huán)功能切換控制系統(tǒng)以及連接管道等組成;所述熱力循環(huán)系統(tǒng)二由壓縮機復合子系統(tǒng),復合雙循環(huán)輔助子系統(tǒng),車外冷熱復合后置換熱器,車內(nèi)冷熱風-水復合后置換熱器,復合雙循環(huán)功能切換控制系統(tǒng)以及連接管道等組成。
本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明可實現(xiàn)同步雙制冷循環(huán)、同步雙制熱循環(huán)、同步制冷與制熱車外換熱器快速融霜循環(huán)、同步制冷與制熱車窗快速融霜除霧循環(huán)等多種工作模式。使得在冬季室外溫度-10℃時的超低溫供熱工況下,壓縮機的排氣溫度降低至70℃以下,空調(diào)系統(tǒng)的供熱系數(shù)高達2.5以上,并實現(xiàn)在超低溫環(huán)境中不間斷的供熱的同時,同時進行低溫空氣源側(cè)的高效同步除霜,可較好地解決目前開發(fā)的汽車空調(diào)系統(tǒng)在冬季低溫工況運行時壓縮機的排氣溫度過高、降低電動汽車空調(diào)冬季供熱時的耗電量、車外低溫熱源換熱器表面除霜等問題;夏季在車外環(huán)境溫度過高、散熱條件惡劣時系統(tǒng)制冷量不足、壓縮機排氣溫度過高等關(guān)鍵技術(shù)難題。
本發(fā)明經(jīng)初步實驗研究表明:在室外-20℃的超低溫供熱循環(huán)工況和室外+50℃的超高溫制冷循環(huán)工況下,該客車空調(diào)均能夠穩(wěn)定可靠運行,并可實現(xiàn)車外換熱器高效融霜和車窗玻璃的快速融霜與除霧。
附圖說明
圖1是同步復合雙循環(huán)新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)原理圖;
圖2是汽車空調(diào)系統(tǒng)同步雙制冷循環(huán)原理圖;
圖3是汽車空調(diào)系統(tǒng)同步雙制熱循環(huán)原理圖
圖4是汽車空調(diào)系統(tǒng)車外冷熱復合分系統(tǒng)原理圖
圖5是汽車空調(diào)系統(tǒng)車內(nèi)冷熱復合分系統(tǒng)原理圖
圖6是汽車空調(diào)系統(tǒng)壓縮機復合子系統(tǒng)原理圖
圖7是汽車空調(diào)系統(tǒng)復合雙循環(huán)輔助子系統(tǒng)原理圖
圖中圖號名稱:Ⅰ、壓縮機復合模塊,Ⅱ、復合雙循環(huán)輔助模塊,Ⅲ、車外冷熱復合模塊,Ⅳ、車內(nèi)冷熱復合模塊,Ⅴ、動力系統(tǒng)冷卻熱回收模塊;1-1、第一壓縮機子系統(tǒng),1-2、第二壓縮機子系統(tǒng),Y1-1、第一壓縮機,E1-1、第二壓縮機,Y1-2、第一氣液分離器,E1-2、第二氣液分離器,Y1-3、第十七電動三通閥,E1-3、第十八電動三通閥,Y1-4、低壓補氣口,Y1-5、中壓補氣口,Y2-1、第一補氣換熱器,E2-1、第二補氣換熱器,Y2-2、第一主路節(jié)流膨脹機構(gòu),E1-3、第二主路節(jié)流膨脹機構(gòu),Y2-3、第一單向閥、E1-3、第二單向閥,Y2-4、第一干燥器,E1-3、第二干燥器,Y2-5、第一補氣節(jié)流膨脹機構(gòu),E1-3、第二補氣節(jié)流膨脹機構(gòu),Y2-6、第一儲液器,E1-3、第二儲液器,3-1、車外冷熱復合前置換熱器,3-2、車外冷熱復合后置換熱器,7、車外雙向變頻風機,4-1、車內(nèi)冷熱風-水復合前置換熱器,4-2、車內(nèi)冷熱風-水復合后置換熱器,14、PTC電加熱,4-4、第一道風道風量控制閥,4-3、第二道風道風量控制閥,6、車內(nèi)雙向變頻風機,11、動力電機冷卻裝置,10、冷卻液泵,8、車內(nèi)動力冷卻換熱裝置,9、車外動力冷卻換熱裝置,F(xiàn)11、第一電動三通閥,F(xiàn)12、第二電動三通閥,F(xiàn)1-1、第三電動三通閥,F(xiàn)1-2、第四電動三通閥,F(xiàn)3-2、第五電動三通閥,F(xiàn)2-4、第六電動三通閥,F(xiàn)3-4、第七電動三通閥,F(xiàn)4-3、第八電動三通閥,F(xiàn)13、第九電動三通閥,F(xiàn)23、第十電動三通閥,F(xiàn)32、第十一電動三通閥,F(xiàn)31、第十二電動三通閥,F(xiàn)24、第十三電動三通閥,F(xiàn)14、第十四電動三通閥,F(xiàn)41、第十五電動三通閥,F(xiàn)42、第十六電動三通閥。
具體實施方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述;
如圖1所示,本發(fā)明的同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)包括壓縮機復合模塊Ⅰ、復合雙循環(huán)輔助模塊Ⅱ、車外冷熱復合模塊Ⅲ、車內(nèi)冷熱復合模塊Ⅳ、動力系統(tǒng)冷卻熱回收模塊Ⅴ、復合雙循環(huán)功能切換控制及相應連接管道等組成;所述壓縮機復合模塊Ⅰ由壓縮機復合分系統(tǒng)1、第一電動三通閥F11、第二電動三通閥F12、第三電動三通閥F1-1、第四電動三通閥F1-2組成;所述復合雙循環(huán)輔助模塊Ⅱ由輔助設(shè)備分系統(tǒng)2、第五電動三通閥F3-2、第六電動三通閥F2-4、第七電動三通閥F3-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述車外冷熱復合模塊Ⅲ由車外分系統(tǒng)3、第九電動三通閥F13、第十電動三通閥F23、第十一電動三通閥F32、第十二電動三通閥F31組成;所述車內(nèi)冷熱復合模塊Ⅳ由車內(nèi)分系統(tǒng)4、第十三電動三通閥F24、第十四電動三通閥F14、第十五電動三通閥F41、第十六電動三通閥F42組成;所述動力系統(tǒng)冷卻熱回收模塊Ⅴ由動力冷卻換熱裝置8、動力冷卻換熱裝置9、冷卻液水泵10、動力冷卻裝置11、第一電磁閥12、第二電磁閥13組成;所述壓縮機復合分系統(tǒng)1由壓縮機子系統(tǒng)1-1、壓縮機子系統(tǒng)1-2組成;所述輔助設(shè)備分系統(tǒng)2由輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1、輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2組成;所述車外冷熱復合分系統(tǒng)3由車外側(cè)風機7、車外前置換熱器3-1、車外后置換熱器3-2組成,車外前置換熱器3-1的第一接口與第九電動三通閥F13連接,第二接口與第十二電動三通閥F31連接;車外后置換熱器3-2第一接口與第十電動三通閥F23連接,第二接口與第十一電動三通閥F32連接;所述車內(nèi)冷熱復合分系統(tǒng)4由車內(nèi)側(cè)風機6、車內(nèi)前置換熱器4-1、車內(nèi)后置換熱器4-2、PTC電加熱14、第一道風量調(diào)節(jié)閥4-4、第二道風量調(diào)節(jié)閥4-3組成;車內(nèi)前置換熱器4-1第一接口與第十四電動三通閥F14連接,第二接口與第十五電動三通閥F41連接;車內(nèi)后置換熱器4-2第一接口與第十三電動三通閥F24連接,第二接口與第十六電動三通閥F42連接;且第一道風量調(diào)節(jié)閥4-4、車內(nèi)側(cè)風機6、車內(nèi)多功能復合換熱器4-1、車內(nèi)多功能復合換熱器4-2、PTC電加熱8、第二道風量調(diào)節(jié)閥4-3按空氣流向依次設(shè)置;所述壓縮機子系統(tǒng)1-1第一接口通過第一電動三通閥F11分割與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;所述壓縮機子系統(tǒng)1-2第一接口通過第二電動三通閥F12分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;壓縮機子系統(tǒng)1-1第二接口通過第三電動三通閥F1-1分別與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;壓縮機子系統(tǒng)1-2第二接口通過第四電動三通閥F1-2分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;所述輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1的第一接口通過第五電動三通閥F3-2分別與第十二電動三通閥F31、第十五電動三通閥F41連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2的第一接口通過第六電動三通閥F2-4分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1的第二接口通過第七電動三通閥F3-4分別與第十二電動三通閥F31連接、第十五電動三通閥F41連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2的第二接口通過第八電動三通閥F4-3分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統(tǒng)1-1第第三接口;輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統(tǒng)1-2第第三接口;所述動力冷卻換熱裝置8的進口通過第一電磁閥12、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置8的出口與動力冷卻裝置11進口相連;所述動力冷卻換熱裝置9進口通過第二電磁閥13、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置9的出口與動力冷卻裝置11進口相連。
如圖6所示,本發(fā)明中所述壓縮機子系統(tǒng)1-1由壓縮機Y1-1、氣液分離器Y1-2、低壓補氣Y1-4、中壓補氣Y1-5、第一電動三通閥F11、第三電動三通閥F1-1、第十七電動三通閥Y1-3組成;所述第十七電動三通閥Y1-3一路接制冷劑,另外兩路中的一路經(jīng)過中壓補氣Y1-5進入壓縮機,一路經(jīng)過低壓補氣Y1-4與經(jīng)過第三電動三通閥F1-1、氣液分離器Y1-2的制冷劑混合后進入壓縮機,壓縮機Y1-1出口與第一電動三通閥F11連接。
所述壓縮機子系統(tǒng)1-2由壓縮機E1-1、氣液分離器E1-2、低壓補氣E1-4、中壓補氣E1-5、第二電動三通閥F12、第四電動三通閥F1-2、第十七電動三通閥E1-3組成;所述第十七電動三通閥E1-3一路接制冷劑,另外兩路中的一路經(jīng)過中壓補氣E1-5進入壓縮機,一路經(jīng)過低壓補氣E1-4與經(jīng)過第四電動三通閥F1-2、氣液分離器E1-2的制冷劑混合后進入壓縮機,壓縮機E1-1與第二電動三通閥F12連接。
如圖7所示,所述輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-1由中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、單向閥Y2-3、干燥過濾器Y2-4、輔路膨脹閥Y2-5、儲液器Y2-6、第三電磁閥F21、第五電動三通閥F3-2、第七電動三通閥F3-4組成;所述第七電動三通閥F3-4依次通過氣液分離器Y2-6、干燥過濾器Y2-4,經(jīng)過干燥過濾器Y2-4后分成兩路:主路、輔路,主路依次經(jīng)過中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、第五電動三通閥F3-2,輔路依次經(jīng)過補路膨脹閥Y2-5、中間換熱器Y2-1、單向閥Y2-3。
所述輔助設(shè)備子系統(tǒng)2-2由中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、單向閥E2-3、干燥過濾器E2-4、輔路膨脹閥E2-5、儲液器E2-6、第四電磁閥F22、第六電動三通閥F2-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述第八電動三通閥F4-3依次通過氣液分離器E2-6、干燥過濾器E2-4,經(jīng)過干燥過濾器E2-4后分成兩路:主路、輔路,主路依次經(jīng)過中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、第六電動三通閥F2-4,輔路依次經(jīng)過補路膨脹閥E2-5、中間換熱器E2-1、單向閥E2-3。
更具體說,本發(fā)明所述車內(nèi)與車外冷熱復合分系統(tǒng)均是由一個前置換熱器和一個后置換熱器以及冷熱復合功能切換控制閥和連接管道組成,該冷熱復合換熱系統(tǒng)可實現(xiàn)雙蒸發(fā)、雙冷凝、前蒸發(fā)與后冷凝、前冷凝與后蒸發(fā)等四種冷熱復合功能模式;所述冷熱復合換熱系統(tǒng)的前置與后置換熱器的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和尺寸即可相同也可不同;所述冷熱復合換熱系統(tǒng)的前置與后置換熱器既可以是兩個完全獨立的換熱器組合而成,亦可以是將前置換熱盤管和后置換熱盤管組裝在同一組換熱翅片和換熱器框架內(nèi)復合成一體。
所述壓縮機由規(guī)格和容量相同或不同的兩組壓縮機、進排氣四通換向閥、氣液分離器、壓縮機補氣接口及連接管道等組成;所述壓縮機為車用空調(diào)電動變頻壓縮機,壓縮機可以是渦旋式、活塞式、轉(zhuǎn)子式以及其他空調(diào)壓縮機形式;所述壓縮機補氣接口可以是中壓補氣接口或低壓補氣接口;所述的低壓補氣接口可以是壓縮機低壓腔補氣接口或壓縮機吸氣口處并聯(lián)的補氣接口。
所述動力系統(tǒng)冷卻熱回收子系統(tǒng)由動力系統(tǒng)冷卻裝置、冷卻與熱回收功能切換控制閥以及連接管道等組成;所述動力系統(tǒng)冷卻裝置由動力電機冷卻裝置和動力電池冷卻裝置組成;所述動力電機冷卻裝置可以是水-空氣雙側(cè)型冷卻或氣-氣雙側(cè)型冷卻等形式;所述動力電池冷卻裝置可以是風冷或水冷等形式;
所述復合雙循環(huán)輔助子系統(tǒng)由節(jié)流膨脹裝置、干燥過濾裝置、橋路換向裝置、補氣換熱裝置及連接管道等組成;所述節(jié)流膨脹裝置可以是電子膨脹閥、熱力膨脹閥、節(jié)流短管、毛細管以及其他形式的節(jié)流膨脹裝置;所述補氣換熱裝置可以是板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器及其它形式的換熱器。
所述復合雙循環(huán)功能切換控制子系統(tǒng)主要由壓縮機吸排氣換向裝置、連接各子系統(tǒng)的制冷劑流量控制裝置和制冷劑流向橋路控制裝置以及連接管道等組合而成。
本發(fā)明的工作原理如下:
(1)同步雙制冷循環(huán)
如圖2所示,同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)同步雙制冷循環(huán),動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、閥門13開啟,與熱力循環(huán)系統(tǒng)一及熱力循環(huán)系統(tǒng)二同步循環(huán),可實現(xiàn)同步雙制冷循環(huán)系統(tǒng)。
當汽車行駛時,根據(jù)新能源汽車的實際需要,控制復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)中的熱力循環(huán)系統(tǒng)一及熱力循環(huán)系統(tǒng)二的開啟。熱力循環(huán)系統(tǒng)一的制冷循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次通過壓縮機Y1-1、第一電動三通閥F11、(見圖2)第九電動三通閥F13、車外冷熱復合前置換熱器3-1、第十二電動三通閥F31、電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、干燥器Y2-4,經(jīng)過干燥器Y2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第四電磁閥F22,主路依次通過補氣換熱器Y2-1、主路節(jié)流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、(見圖2)第十五電動三通閥F41、車內(nèi)冷熱復合前置換熱器4-1、第十四電動三通閥F14、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器Y2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)第十七電動三通閥Y1-3,經(jīng)過第十七電動三通閥Y1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環(huán)系統(tǒng)二的制冷循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次通過壓縮機E1-1、第二電動三通閥F12、(見圖2)第十電動三通閥F23、車外冷熱復合后置換熱器3-2、第十一電動三通閥F32、電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、干燥器E2-4,經(jīng)過干燥器E2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次通過補氣換熱器E2-1、主路節(jié)流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖2)第十六電動三通閥F42、車內(nèi)冷熱復合后置換熱器4-2、第十三電動三通閥F24、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2、壓縮機E1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器E2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖6)第十八電動三通閥E1-3,經(jīng)過第十八電動三通閥E1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。此時,第二電磁閥閥門12關(guān)閉,動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置循環(huán)依次通過(見圖2)動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11、冷卻水泵10、第一電磁閥13、動力系統(tǒng)冷卻液冷卻換熱裝置9、動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11。動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置循環(huán)系統(tǒng),旨在使電機冷卻裝置11內(nèi)的冷卻液溫度降低,從而降低汽車動力系統(tǒng)的溫度。
(1)同步雙制熱循環(huán)
如圖3所示,同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)同步同步雙制熱循環(huán),熱力循環(huán)系統(tǒng)一及熱力循環(huán)系統(tǒng)二同步循環(huán),可實現(xiàn)同步雙制熱循環(huán)系統(tǒng)。
熱力循環(huán)系統(tǒng)一的制熱循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑從壓縮機Y1-1、第一電動三通閥F11、(見圖3)第十四電動三通閥F14、車內(nèi)冷熱復合前置換熱器4-1、第十五電動三通閥F41、第七電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、干燥器Y2-4,經(jīng)過干燥器Y2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第三電磁閥F21,主路依次進入補氣換熱器Y2-1、主路節(jié)流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、(見圖3)第十二電動三通閥F31、車外冷熱復合前置換熱器3-1、第九電動三通閥F13、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器Y2-4、控制閥Y2-7、補氣節(jié)流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)、第十七電動三通閥Y1-3,經(jīng)過電動三通閥Y1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環(huán)系統(tǒng)二的制熱循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次經(jīng)過壓縮機E1-1經(jīng)過第二電動三通閥F12、(見圖3)第十三電動三通閥F24、車內(nèi)冷熱復合后置換熱器4-2、第十六電動三通閥F42、第八電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、干燥器E2-4,經(jīng)過干燥器E2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次經(jīng)過補氣換熱器E2-1、主路節(jié)流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖3)第十一電動三通閥F32、車外冷熱復合后置換熱器3-2、第十電動三通閥F23、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2→壓縮機1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器E2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖7)第十八電動三通閥E1-3,經(jīng)過第十八電動三通閥E1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。此時、在低溫環(huán)境下汽車空調(diào)系統(tǒng)供熱時,冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、第一電磁閥13開啟、第二電磁閥12關(guān)閉,車外側(cè)動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置循環(huán)流程:動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11、冷卻水泵10、控制閥13、動力系統(tǒng)冷卻液冷卻換熱裝置9、動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11。根據(jù)新能源汽車的實際需要,控制同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的運行,保證在為車外環(huán)境持續(xù)不斷供熱時,以提高空調(diào)系統(tǒng)的供熱性能。
(3)同步制冷與制熱車窗快速融霜除霧循環(huán)
如圖1所示,同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)同步制冷與制熱車窗快速融霜除霧循環(huán),動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、第二電磁閥12開啟、第一電磁閥13關(guān)閉,與熱力循環(huán)系統(tǒng)一制冷及熱力循環(huán)系統(tǒng)二制熱同步,可實現(xiàn)制冷與制熱車窗快速融霜除霧循環(huán)。
在系統(tǒng)同步車窗快速融霜除霧循環(huán)時,熱力循環(huán)系統(tǒng)1的循環(huán)流程如下:
熱力循環(huán)系統(tǒng)一的同步車窗快速融霜除霧循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑從壓縮機1-1、第一電動三通閥F11、(見圖3)第十四電動三通閥F14、車內(nèi)冷熱復合前置換熱器4-1、第十五電動三通閥F41、第七電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、干燥器Y2-4,經(jīng)過干燥器Y2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第四電磁閥F22,主路依次進入補氣換熱器Y2-1、主路節(jié)流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、第十二電動三通閥F31→車外冷熱復合前置換熱器3-1、第九電動三通閥F13、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器Y2-4、控制閥Y2-7、補氣節(jié)流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)、第十七電動三通閥Y1-3,經(jīng)過電動三通閥Y1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。熱力循環(huán)系統(tǒng)二的同步車窗快速融霜除霧循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次經(jīng)過壓縮機1-2經(jīng)過第二電動三通閥F12、第十三電動三通閥F24、車內(nèi)冷熱復合后置換熱器4-2、第十六電動三通閥F42、第八電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、干燥器E2-4,經(jīng)過干燥器E2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次經(jīng)過補氣換熱器E2-1、主路節(jié)流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖3)第十一電動三通閥F32、車外冷熱復合后置換熱器3-2、第十電動三通閥F23、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2→壓縮機1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器E2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖7)第十八電動三通閥E1-3,經(jīng)過第十八電動三通閥E1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。動力系統(tǒng)冷卻液冷卻熱回收裝置循環(huán)流程依次通過(見圖3)動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11、冷卻水泵10、控制閥12、動力系統(tǒng)冷卻液冷卻換熱裝置8、動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11。如圖1所示,冬季在汽車啟動前車窗有霜時或汽車行駛時車窗起起霧,同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)開啟除霜/除霧模式,通過調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)風量控制閥4-3,使熱空氣噴射到車窗上即可給車窗除霜/除霧,當除霜完畢后通過調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)風量控制閥4-3實現(xiàn)除霜/除霧出風口與車內(nèi)出風口的相互切換。除霜除霧完畢控制閥12關(guān)閉,控制閥13開啟,動力系統(tǒng)冷卻液冷卻系統(tǒng)持續(xù)不斷的為車外換熱器提供熱量,提高車外換熱器工作環(huán)境的溫度,可實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的供熱效率。
(4)同步制冷、制熱車外換熱器快速融霜循環(huán)
同步復合雙循環(huán)型新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)同步制冷與制熱車外換熱器快速融霜循環(huán),動力系統(tǒng)冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、控制閥12、PTC電加熱裝置14開啟;熱力循環(huán)系統(tǒng)一制冷及熱力循環(huán)系統(tǒng)二制熱同步,可實現(xiàn)熱力循環(huán)系統(tǒng)一車外換熱器快速融霜循環(huán);熱力循環(huán)系統(tǒng)一制熱及熱力循環(huán)系統(tǒng)二制冷同步,可實現(xiàn)熱力循環(huán)系統(tǒng)二車外換熱器快速融霜循環(huán);通過上述熱力循環(huán)系統(tǒng)一,熱力循環(huán)系統(tǒng)二的車外換熱器快速融霜,可實現(xiàn)同步制冷與制熱車外換熱器快速融霜循環(huán)。
1)熱力循環(huán)系統(tǒng)一車外換熱器快速融霜循環(huán)
熱力循環(huán)系統(tǒng)一車外換熱器快速融霜時,熱力循環(huán)系統(tǒng)一循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次通過壓縮機Y1-1、第一電動三通閥F11、(見圖2)第九電動三通閥F13、車外冷熱復合前置換熱器3-1、第十二電動三通閥F31、電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、干燥器Y2-4,經(jīng)過干燥器Y2-4、補氣換熱器Y2-1、主路節(jié)流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、(見圖2)第十五電動三通閥F41、車內(nèi)冷熱復合前置換熱器4-1、第十四電動三通閥F14、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器Y2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)第十七電動三通閥Y1-3,經(jīng)過第十七電動三通閥Y1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環(huán)系統(tǒng)一車外換熱器快速融霜時,熱力循環(huán)系統(tǒng)二循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次經(jīng)過壓縮機1-2經(jīng)過第二電動三通閥F12、第十三電動三通閥F24、車內(nèi)冷熱復合后置換熱器4-2、第十六電動三通閥F42、第八電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、干燥器E2-4,經(jīng)過干燥器E2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次經(jīng)過補氣換熱器E2-1、主路節(jié)流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖3)第十一電動三通閥F32、車外冷熱復合后置換熱器3-2、第十電動三通閥F23、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2→壓縮機1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器E2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖7)第十八電動三通閥E1-3,經(jīng)過第十八電動三通閥E1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
2)熱力循環(huán)系統(tǒng)二車外換熱器快速融霜循環(huán)
熱力循環(huán)系統(tǒng)二車外換熱器快速融霜時,系統(tǒng)一循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑從壓縮機1-1、第一電動三通閥F11、(見圖3)第十四電動三通閥F14、車內(nèi)冷熱復合前置換熱器4-1、第十五電動三通閥F41、第七電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、干燥器Y2-4,經(jīng)過干燥器Y2-4后分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第四電磁閥F22,主路依次進入補氣換熱器Y2-1、主路節(jié)流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、第十二電動三通閥F31→車外冷熱復合前置換熱器3-1、第九電動三通閥F13、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器Y2-4、控制閥Y2-7、補氣節(jié)流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)、第十七電動三通閥Y1-3,經(jīng)過電動三通閥Y1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環(huán)系統(tǒng)二車外換熱器快速融霜時,系統(tǒng)二循環(huán)流程如下:(見圖6)制冷劑依次通過壓縮機E1-1、第二電動三通閥F12、(見圖2)第十電動三通閥F23、車外冷熱復合后置換熱器3-2、第十一電動三通閥F32、電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、干燥器E2-4、補氣換熱器E2-1、主路節(jié)流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖2)第十六電動三通閥F42、車內(nèi)冷熱復合后置換熱器4-2、第十三電動三通閥F24、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2、壓縮機E1-1;(見圖7)輔路依次經(jīng)過干燥器E2-4、補氣節(jié)流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖6)第十八電動三通閥E1-3,經(jīng)過第十八電動三通閥E1-3后分為兩路,根據(jù)汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。當熱力循環(huán)系統(tǒng)一與熱力循環(huán)系統(tǒng)二都融霜結(jié)束后,PTC電加熱關(guān)閉,系統(tǒng)切換為同步雙制熱循環(huán)模式。