[发明专利]双二次回路补气增焓电动汽车空调热泵系统

说明书

本发明涉及一种双二次回路补气增焓电动汽车空调热泵系统，基于普通空调热泵系统，增设压缩机补气增焓模块、电池热管理模块、乘员舱模块；空调热泵系统分别与压缩机补气增焓模块、电池热管理模块和乘员舱热管理模块相连接。压缩机补气增焓模块中设置经济器，在制热模式时给压缩机进行补气，提高压缩式制热量；电池热管理模块设置冷板二次回路，通过制冷剂与冷却液进行热交换，冷却液与电池进行热量交换，可以在冬季对电池模块进行热启动，在夏季对电池模块进行冷却降温。本系统能够提高系统运行效率，同时发挥乘员舱热管理与电池热管理的作用，增设补气增焓系统使热泵系统能够应用于低温工况，增设电池热启动使电池模块能够应用于低温工况。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车空调热泵系统，尤其是一种具有电池热管理、乘员舱热管理的模块化带有电池热启动的电动汽车空调热泵系统。

背景技术

由于环境问题日益凸显，电动汽车作为替代传统发动机汽车的产品越来越受到欢迎。与传统汽车不同，电动汽车不能利用发动机的余热进行有效供暖，同时给电动汽车的热管理系统带来极大的挑战，热泵系统成为电动汽车冬季供热的一种解决方案，但是热泵系统在低温环境中存在无法保证能正常供暖的问题，所以补气增焓空调热泵系统被提出应用于新能源汽车。补气增焓空调热泵系统主要包括具有补气增焓功能的压缩机和增设用于补气的换热器，从换热器中分离出来的气态制冷剂进入压缩机补气口，并与从压缩机吸气口吸入的制冷剂混合，压缩成更加高温高压的气体，增加热泵系统制热量。

电动汽车由电池提供电能驱动，同时，电池热管理技术是电动汽车的热管理系统存在的又一挑战。电池热管理技术在于保持电动汽车的电池包在合适的温度范围内工作，从而确保电池包供给电能的可靠性，维持电动汽车的正常运行。现有技术中，电池热管理技术主要应用风冷、液冷、利用相变冷却材料冷却等技术。将空调热泵系统与电池热管理与电机热管理系统整合为一体，可有效降低热管理成本，节约能源消耗。因此，设计一种电池热管理和乘员舱热管理的模块化带有电池热管理的双二次回路补气增焓电动汽车空调热泵系统，可以同时满足乘员舱、电池包的制冷、制热需求。

发明内容

本发明是针对现在电动汽车空调热泵系统存在的问题，提出了一种电池热管理、乘员舱热管理的模块化带有电池热启动的双二次回路补气增焓电动汽车空调热泵系统，该系统能够同时满足乘员舱与电池包的制冷、制热需求，确保电动汽车的安全可靠运行。

本发明的技术方案为：一种双二次回路补气增焓电动汽车空调热泵系统，基于普通空调热泵系统，增设二次回路、压缩机补气增焓模块、电池热管理模块、乘员舱热管理模块，压缩机补气增焓模块是制冷剂回路，电池热管理模块和乘员舱热管理模块是冷却液二次回路；普通空调热泵系统分别与压缩机补气增焓模块、电池热管理模块和乘员舱热管理模块相连接；

所述普通空调热泵系统包括压缩机、室外换热器、气液分离器、第一电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、室外换热器风扇、鼓风机和温度传感器、压力传感器；

所述压缩机补气增焓模块包括第二电磁阀、第四电磁阀和经济器；所述电池热管理模块包括第一冷板、循环泵、水PTC加热器和第一冷却器；所述乘员舱热管理模块包括第二冷却器、水PTC加热器、循环泵、风PTC、第二冷板；

制冷模式时，高温高压制冷剂从压缩机出来，通过制冷剂管路，经过第一电磁阀，进入室外换热器进行冷凝换热，制冷剂液体从室外换热器出来，一部分通过第一电子膨胀阀节流后进入第二冷却器，通过二次回路，吸收二次回路中冷却液的热量，降低冷却液温度，冷却液到达第二冷板，通过空气与第二冷板换热，降低乘员舱内温度，达到制冷的目的；另一部分通过第二电子膨胀阀节流后进入电池热管理模块，节流后的制冷剂通过第一冷却器与冷却液进行热量交换，冷却液通过第一冷板与电池包进行热量交换，达到降低电池温度，电池热管理的目的；然后，制冷剂通过第六电磁阀、第四电磁阀，经过气液分离器回到压缩机，完成整个制冷循环；