[发明专利]新能源汽车用二氧化碳热泵空调热管理系统及其控制方法

说明书

本发明公开了新能源汽车用二氧化碳热泵空调热管理系统及其控制方法，涉及汽车空调技术领域。包括由依次连接的CO₂电动压缩机、蒸发冷凝器a、储液罐、中间换热器、气液分离罐和蒸发冷凝器b形成的客舱制热回路；由依次连接的CO₂电动压缩机、蒸发冷凝器b、储液罐、中间换热器、气液分离罐和蒸发冷凝器a形成的客舱制冷回路；由依次连接的电池箱、水泵a、冷却器形成的电池箱制冷回路。本发明制冷、制热各功能之间的变换可通过电动三通阀跟电磁阀的开关来实现，结构简单，以维持制冷系统的稳定不变，提高了热管理系统的安全可靠性，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技术领域，更具体的是涉及新能源汽车用二氧化碳热泵空调热管理系统及其控制方法。

背景技术

随着新能源汽车产业的日趋成熟以及国家政策对新能源汽车的鼓励，新能源汽车越来越受到人们的追捧。而空调作为驾乘舒适性的功能要求，也必然会有着越来越高的要求。而目前受限于电池技术的发展和续航里程的短板，使得节能高效成为新能源汽车用空调热管理系统的首要考虑因素。而从空调的发展和工作效率来说，热泵型空调系统良好的工作性能将成为重要的发展趋势。

而传统热泵空调系统在低温环境(-10℃)下制热效果差，不能满足采暖需求，故亟待解决目前新能源汽车空调系统所面临的问题，天然工质CO₂不破坏臭氧层(ODP＝0)，温室气体效应极低(GWP＝1)，无毒，不可燃，且具有良好的传热性能、较低的流动阻力及单位制冷量大等优点。目前CO₂被视为在车用热泵领域最具应用潜力的制冷剂。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新能源汽车二氧化碳热泵空调热管理系统及其控制方法，以解决背景技术中提出的问题。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

新能源汽车二氧化碳热泵空调热管理系统，包括客舱制热回路、客舱制冷回路和电池制冷回路；

所述客舱制热回路由依次连接的CO₂电动压缩机1、蒸发冷凝器a2、储液罐3、中间换热器4、气液分离罐5和蒸发冷凝器b6形成；

所述客舱制冷回路由依次连接的CO₂电动压缩机1、蒸发冷凝器b6、储液罐3、中间换热器4、气液分离罐5和蒸发冷凝器a2形成；

所述电池箱制冷回路由依次连接的电池箱7、水泵a8、冷却器9形成，所述冷却器9水路出口通过电动三通阀f17与电池箱7进水口连接，电池箱7出水口与水泵a8连接，水泵a8与冷却器9连接，冷却器9连接在中间换热器4上。

进一步的，还包括电池箱自然散热回路，所述电池箱自然散热回路由依次连接的电池箱7、水泵a8、DC电源模块14、散热片、充电器、控制器、TRA温控阀15和膨胀水箱形成，其中电池箱7与水泵a8连接，水泵a8通过电动三通阀e24与DC电源模块14连接，DC电源模块14与散热片连接，散热片与TRA温控阀15连接，TRA温控阀15与充电器连接，充电器与控制器连接，控制器与膨胀水箱连接，膨胀水箱与水泵b16连接，水泵b16通过电动三通阀f17与电池箱7连接。

进一步的，还包括电池箱加热回路，所述电池箱加热回路由电池箱7、水泵a8、PTC加热器18形成，其中电池箱7与水泵a8连接，水泵a8与PTC加热器18连接，PTC加热器18与电动三通阀f17连接，电动三通阀f17与电池箱7连接。

进一步的，所述客舱制热回路中CO₂电动压缩机1的排气端经过电动三通阀a10与蒸发冷凝器a2连接，CO₂电动压缩机1的吸气端与中间换热器4连接，所述蒸发冷凝器a2通过电动三通阀b11与储液罐3连接，储液罐3与中间换热器4连接，中间换热器4上连接气液分离罐5，气液分离罐5通过电动三通阀c12与蒸发冷凝器b6连接，蒸发冷凝器b6通过电动三通阀d13连接在中间换热器4上。