[发明专利]一种电动汽车热泵空调系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电动汽车热泵空调系统，包括可带液变频压缩机(101)、气冷器/冷凝器(102)、新风预热器(103)、节流元件(104)和蒸发器(105)，其特征在于：所述可带液变频压缩机(101)排气口连接气冷器/冷凝器(102)入口，气冷器/冷凝器(102)出口连接新风预热器(103)入口，新风预热器(103)出口通过节流元件(104)与蒸发器(105)入口连接，蒸发器(105)出口连接可带液变频压缩机(101)的吸气端；所述新风预热器(103)与气冷器/冷凝器(102)互相串联，冷凝器/气冷器(102)与新风预热器(103)的进出口方向与换热风道内空气流向相反；所述新风预热器(103)为预先加热从车外环境抽取的新风；所述气冷器/冷凝器(102)加热预热后的新风与车厢内抽取的循环风的混合空气。

2.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述热泵空调系统的冷凝器/气冷器(102)与新风预热器(103)布置在电动汽车换热风道中，其布置方式为：冷凝器/气冷器(102)与新风预热器(103)并排排列，新风入口(201)位于新风预热器(103)一端，循环风入口(202)位于冷凝器/气冷器(102)与新风预热器(103)之间，出风口(203)位于冷凝器/气冷器(102)一端；新风入口(201)、循环风入口(202)、出风口(203)均设置有开度可调节风门；

新风通过新风入口(201)进入换热风道内，通过新风预热器(103)进行预热；循环风通过循环风入口(202)进入换热风道内，与预热后的新风混合，再通过冷凝器/气冷器(102)进行加热，最后从出风口(203)排出；所述出风口(203)的风门开度大小控制换热风道内的出风量，新风入口(201)和循环风入口(202)的风门开度比例控制换热风道内的新风比。

3.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述可带液变频压缩机(101)吸气端与蒸发器(105)出口之间，增加有雾化器(106)，其作用在于离散/雾化吸气携带的液团，避免液团对压缩机气缸的高负荷冲击。

4.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述蒸发器(105)的进出口端并联一段引液管(107)，引导节流元件(104)出口的制冷剂直接到蒸发器(105)出口，以调节可带液变频压缩机(101)吸入的制冷剂气液质量比。

5.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述可带液变频压缩机(101)，其进气带液比，即吸入的制冷剂的液体与气体的质量比为：0≤M_l/M_g≤0.3，M_l为吸入的制冷剂的液体质量，M_g为气体的质量。

6.根据权利要求1所述的电动汽车热泵空调系统，其特征在于：所述热泵空调系统，充注的制冷剂为CO₂制冷剂，所述热泵空调系统选择CO₂为制冷剂时，系统排气压力要求：7.38MPa<P_d≤9MPa，即所述循环处于跨临界循环。

7.权利要求1至6任一项所述电动汽车热泵空调系统的控制方法，其特征在于：所述热泵空调系统通过控制节流元件(104)或者引液管(107)流量，控制系统进气带液比；所述换热风道内，通过控制新风入口(201)和循环风入口(202)的风门开度比，控制换热风道内的新风比。

根据热泵空调系统不同运行工况设定有默认新风比，所述新风比为：新风量与总风量之比；运行过程中，换热风道的新风比根据电动汽车车厢内氧气浓度、二氧化碳浓度或水蒸气浓度进行调节，当实际新风比小于等于默认新风比时，热泵空调系统控制进气带液比为零；当实际新风比大于默认新风比时，热泵空调系统控制进气带液比增大；所述进气带液比、新风比均不允许超过热泵空调系统设定最大值；

可带液变频压缩机(101)转速随着环境温度的降低而增大，以补充衰减的制热量；同时可带液变频压缩机(101)转速越高，所允许的最大进气带液比应越低。