[发明专利]一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统及其工作方法，该系统包括二氧化碳电动压缩机、冷凝换热器、二氧化碳电子膨胀阀、蒸发换热器、HVAC组件、动力电池换热器、车前端换热器、电子风扇、电子水泵一、电子水泵二、电子水泵三、电子水泵四、电动水阀一、电动水阀二、电动水阀三、电动水阀四、电动水阀五、电动水阀六、电动水阀七、膨胀水箱一、膨胀水箱二。该系统制冷、制热、除湿、除雾各功能之间的变换可通过水系统进行调配，以维持制冷系统的稳定不变，并且该系统集成在整车热管理系统中，有利于对动力电池的热管理，提高整车能源的利用率。

技术领域

本发明涉及汽车空调，尤其是一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统及其工作方法。

背景技术

目前二氧化碳热泵空调系统在国内汽车上还没有应用，也没有见到应用于新能源汽车的热管理方面。二氧化碳热泵系统相较于现有其它制冷剂系统在低温情况下具有很高的热效率，但因二氧化碳热泵系统运行时压力较高(110bar以上)，如果高压进入乘客舱必然带来不安全隐患，所以制冷系统的制冷、制热循环部分不宜布置在乘客舱中，只能布置在前舱中。另一方面，实现乘客舱所需制热、制冷、除湿、除雾功能时二氧化碳制冷系统循环需要切换不同的工作模式，造成二氧化碳系统复杂且不稳定。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统及其工作方法，该系统制冷、制热、除湿、除雾各功能之间的变换可通过水系统进行调换，以维持制冷系统的稳定不变，并且该系统集成在整车热管理系统中，有利于对动力电池的热管理，提高整车能源的利用率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种新能源汽车用二氧化碳热泵热管理系统，包括二氧化碳电动压缩机、冷凝换热器、二氧化碳电子膨胀阀、蒸发换热器、HVAC组件、动力电池换热器、车前端换热器、电子风扇、电子水泵一、电子水泵二、电子水泵三、电子水泵四、电动水阀一、电动水阀二、电动水阀三、电动水阀四、电动水阀五、电动水阀六、电动水阀七、膨胀水箱一、膨胀水箱二；

二氧化碳电动压缩机的出口连接冷凝换热器的制冷剂入口，冷凝换热器的制冷剂出口通过二氧化碳电子膨胀阀连接蒸发换热器的制冷剂入口，蒸发换热器的制冷剂出口连接二氧化碳电动压缩机的入口；

HVAC组件含有车内空气流道a、车内空气流道b、车内空气流道c，车内空气流道a的一端、车内空气流道b的一端、车内空气流道c)的一端分别与车内空气相连，车内空气流道a的另一端通过风门分别与车内空气流道b的另一端、车内空气流道c的另一端相连，鼓风机和客舱换热器一固定在车内空气流道a内，通过鼓风机驱动车内空气流过客舱换热器一表面，客舱换热器二固定在车内空气流道b内；

客舱换热器一的出水口连接蒸发换热器的入水口，客舱换热器一的入水口连接电动水阀一的一端、动力电池换热器的热泵水出口、电动水阀七的一端，电动水阀七的另一端连接车前端换热器的出水口，车前端换热器一侧设有电子风扇，客舱换热器二的出水口连接冷凝换热器的入水口，客舱换热器二的入水口连接车前端换热器的出水口、电动水阀四的一端、动力电池换热器的热泵水出口，蒸发换热器的出水口连接电子水泵一的入口、电动水阀五(18)的一端，电子水泵一的出口连接电动水阀二的一端、电动水阀一的另一端，车前端换热器的入水口连接电动水阀二的另一端、电动水阀三的一端，冷凝换热器的出水口连接电子水泵二的入口，电子水泵二的出口连接电动水阀三的另一端、电动水阀四的另一端、电动水阀六的一端，电动水阀六的另一端和电动水阀五的另一端连接电子水泵三的入口，电子水泵三的出口连接动力电池换热器的热泵水人口；

动力电池换热器的冷却水出口连接电子水泵四的入口，电子水泵四的出口连接动力电池的冷却水入口，动力电池的冷却水出口连接动力电池换热器的冷却水入口。

进一步的，还包括膨胀水箱一、膨胀水箱二，膨胀水箱一分别连接电动水阀三、电动水阀四和电动水阀六，膨胀水箱二连接动力电池的冷却水入口。

进一步的，所述冷凝换热器、蒸发换热器均为板式换热器。