[发明专利]汽车热泵系统及燃料电池汽车

说明书

本发明公开一种汽车热泵系统及燃料电池汽车，其中汽车热泵系统包括电堆换热回路、电池换热回路、电机冷却回路以及冷媒循环回路，冷媒循环回路包括热泵循环单元以及与热泵循环单元连通的电堆换热支路、电池换热支路和电机冷却支路，电堆换热支路与电堆换热回路换热，电池换热支路与电池换热回路换热，电机冷却支路与电机冷却回路换热。本发明技术方案中，通过冷媒循环回路将电机、电堆及动力电池三个冷却回路联系起来，实现系统间的热量传递。既可以去除电机散热器和电堆散热器部件，提高空间利用率，消除电机散热器和电堆散热器部件的安装带来的不利影响；提高热能的利用率，达到节能的目的。

技术领域

本发明涉及汽车热效循环领域，尤其涉及一种汽车热泵系统及燃料电池汽车。

背景技术

随着国家法规对汽车节能环保理念的大力倡导，电动汽车占有的汽车市场份额逐年增加。相比于传统燃油车，续航里程短是纯电动汽车主要问题，混合动力汽车则应时而生。其中火热研究的氢燃料汽车便是氢-电混动，其原理是通过氢气与氧气(空气)在电堆中反应发电给动力电池充电，然后动力电池带动电机转动；或者电堆反应发电用于直接驱动电机。从而驱动汽车，实现增程。

由于具备电堆反应发电驱动系统和动力电池驱动系统使得汽车部件增多，整车热管理系统结构设计复杂，从而使得整车部件繁多，换热器等部件(冷凝器、电机散热器和电堆散热器)布置空间被占用。且整个热循环系统内热量得不到充分利用，导致能源浪费。

因此，有必要提供一种新的汽车热泵系统及燃料电池汽车来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种汽车热泵系统及燃料电池汽车，旨在解决现有热循环系统结构繁杂，热量得不到充分利用以及能源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种汽车热泵系统，包括电堆换热回路、电池换热回路、电机冷却回路以及冷媒循环回路，所述冷媒循环回路包括热泵循环单元以及与所述热泵循环单元连通的电堆换热支路、电池换热支路和电机冷却支路，所述电堆换热支路与所述电堆换热回路换热，所述电池换热支路与所述电池换热回路换热，所述电机冷却支路与所述电机冷却回路换热。

优选地，所述热泵循环单元包括热泵和散热回路，所述热泵包括第一接口和第二接口；所述散热回路包括车内散热支路和车外散热支路，所述第一接口、所述车内散热支路、所述车外散热支路和所述第二接口依次连通；所述电堆换热支路包括电堆换热器和第一膨胀阀，所述第一接口、电堆换热器、第一膨胀阀、以及所述车外散热支路和第二接口依次连通，所述电堆换热器与所述电堆换热回路换热；所述电池换热支路包括电池换热器和第二膨胀阀，所述第一接口、电池换热器、第二膨胀阀、以及所述车外散热支路和第二接口依次连通，所述电池换热器与所述电池换热回路换热；所述电机冷却支路包括电机换热器和第一调节组件，所述第一接口、所述电机换热器、所述第一调节组件，以及所述车外散热支路和第二接口依次连通，所述电机换热器与所述电机换热回路换热。

优选地，所述车内散热支路包括蒸发器和第二调节组件，所述车外散热支路包括冷凝器，所述第一接口、所述蒸发器、所述第二调节组件、所述冷凝器和所述第二接口依次连通。

优选地，所述车内散热支路还包括设于连通所述蒸发器与所述第一接口的管路上的第一开关，所述车外散热支路还包括设于连通所述冷凝器与所述第二接口的管路上的第二开关，所述散热回路还包括第一换向管和设于所述第一换向管上的第三开关，所述换向管的一端与连通所述蒸发器与所述第一开关的管路连通，另一端与连通所述第二开关与所述第二接口的管路连通。

优选地，所述电机冷却支路还包括第二换向管、第四开关以及设于所述第二换向管上第五开关，所述第四开关设于连通所述电机换热器与所述第一接口的管路上；所述第二换向管的一端与连通所述第二开关与所述第二接口的管路连通，另一端与连通所述电机换热器与所述第四开关的管路连通。

优选地，所述第一调节组件为并联设置的第三膨胀阀和第六开关；所述第二调节组件为并联设置的第四膨胀阀和第七开关。