[发明专利]汽车CO2

说明书

本发明提供了一种汽车CO₂热泵空调系统及其控制方法和汽车，本发明的汽车CO₂热泵空调系统包括制冷剂回路、传热流体回路，以及用于所述制冷剂回路和所述传热流体回路之间热量交换的双流体热交换器；所述制冷剂回路包括通过制冷剂管路连接的压缩机、室内换热器、室外换热器、内部热交换器和CO₂气液分离器，且所述室内换热器包括第一内部换热器和第二内部换热器。本发明所述的汽车CO₂热泵空调系统，适用于CO₂制冷剂的跨临界循环，有利于自然工质制冷剂的推广，并且也能够实现多模式运行，有利于提高整车能源利用率，增加汽车续航。

技术领域

本发明涉及汽车热管理技术领域，特别涉及一种汽车CO₂热泵空调系统。本发明也涉及上述汽车CO₂热泵空调系统的控制方法，以及设置有上述汽车CO₂热泵空调系统的汽车。

背景技术

电动汽车作为目前汽车发展的主流方向之一，具有能源利用多元化，安静无污染等优点。与传统燃油汽车相比，电动汽车没有发动机的余热利用，制热时采用纯PTC加热的方式，存在能效低、能耗大的弊端。为降低整车能耗，空气源热泵作为一种重要的解决方案应运而生。

但是，传统的热泵空调系统仍具有以下缺点：

1.传统热泵系统的制冷剂一般采用R134a，其在低温(-10℃)时的制热能力较低，并且这种低温下制热能力低，归根结底是由R134a制冷剂的物理性质决定的，会影响热泵系统在低温环境中的使用效果。

2.R134a制冷剂在生产和使用过程中，均会对环境产生污染。目前，部分国家已出台关于汽车空调系统排放物的法规，可以预见的是，随着相关国际公约的推进，汽车行业将逐步削减诸如R134a等HFC类物质的生产和使用。

而天然工质CO₂作为制冷剂，其不破坏臭氧层，温室气体效应低，无毒、不可燃，并且具有良好的传热性能、较低的流动阻力和较大的单位制冷量，与此同时，CO₂也具有较低的沸点(-78.5℃)，可以在低于-20℃的环境下使用，适合在热泵空调系统中应用。因此，CO₂热泵空调已成为汽车热泵空调系统的发展趋势，研发采用CO₂作为制冷剂的热泵空调系统便显得很有意义。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车CO₂热泵空调系统，以能够提供一种采用CO₂作为制冷剂的汽车热泵空调系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车CO₂热泵空调系统，包括制冷剂回路、传热流体回路，以及用于所述制冷剂回路和所述传热流体回路之间热量交换的双流体热交换器；

所述制冷剂回路包括通过制冷剂管路连接的压缩机、室内换热器、室外换热器、内部热交换器和CO₂气液分离器，且所述室内换热器包括第一内部换热器和第二内部换热器；

所述压缩机的出口通过第一截止阀连接所述室外换热器的进口，并通过第二截止阀连接所述第一内部换热器的进口，且所述第一内部换热器的出口连接有第一单向阀，所述第二内部换热器的进口通过第一膨胀阀连接所述第一单向阀的出口，所述双流体热交换器中的制冷剂进口通过第二膨胀阀连接所述第一单向阀的出口；

所述室外换热器的出口并联有第三截止阀和第二单向阀，所述第二单向阀的出口通过所述内部热交换器中的第一换热通道连接所述第一单向阀的出口，所述第三截止阀的出口，以及所述第二内部换热器的出口、所述双流体热交换器中的制冷剂出口通过所述内部热交换器中的第二换热通道连接CO₂气液分离器的进口，所述CO₂气液分离器的出口连接至所述压缩机的进口。