一種同步複合雙循環型新能源汽車空調系統的製作方法
2023-05-26 21:59:02 3

本發明提供了一種同步複合雙循環型新能源汽車空調系統。該系統可構成兩個相對獨立運行的熱力循環系統,兩個獨立的熱力循環系統可根據實際需要同步雙製冷循環、同步雙制熱循環、同步製冷與制熱車外換熱器快速融霜循環、同步製冷與制熱車窗快速融霜除霧循環等多種工作模式。
背景技術:
近年來由於能源危機的出現、環保意識的不斷提高,對汽車空調製冷、制熱性能的提升提出了新的、更為嚴峻的挑戰。因此,能否設計出合理的高效實用、經濟可行的汽車空調製冷、制熱系統,能否進行深層的研究等已成為當前各國汽車空調行業的研究方向。目前汽車空調夏季供冷時主要採用風冷對車外換熱器進行冷卻,由於夏季車外環境溫度較高、散熱條件惡劣時系統製冷量不足、車外換熱器過冷度較低,導致換熱效果不理想,嚴重影響了汽車在車外環境溫度過高的安全續航行駛。同時,空氣源熱泵空調系統在冬季低溫制熱時時常出現結霜現象,嚴重影響了供熱效果,而現有的各種融霜技術效率低、能耗高或無法使供熱、融霜工作同步進行,使得空氣源熱泵空調系統在冬季低溫制熱時難以可靠、穩定運行。
技術實現要素:
本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種同步複合雙循環型新能源汽車空調系統,以解決目前冬季超低溫環境中不間斷的供熱的同時車外側換熱器表面除霜與車窗的快速除霜與除霧等問題及在夏季室外環境溫度過高導致的空調系統無法穩定製冷循環等突出問題。
本發明的目的可通過下述技術措施來實現:
本發明的同步複合雙循環型新能源汽車空調系統包括壓縮機複合模塊Ⅰ、複合雙循環輔助模塊Ⅱ、車外冷熱複合模塊Ⅲ、車內冷熱複合模塊Ⅳ、動力系統冷卻熱回收模塊Ⅴ、複合雙循環功能切換控制及相應連接管道等組成。
所述壓縮機複合模塊Ⅰ由壓縮機複合分系統1、第一電動三通閥F11、第二電動三通閥F12、第三電動三通閥F1-1、第四電動三通閥F1-2組成;所述複合雙循環輔助模塊Ⅱ由輔助設備分系統2、第五電動三通閥F3-2、第六電動三通閥F2-4、第七電動三通閥F3-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述車外冷熱複合模塊Ⅲ由車外分系統3、第九電動三通閥F13、第十電動三通閥F23、第十一電動三通閥F32、第十二電動三通閥F31組成;所述車內冷熱複合模塊Ⅳ由車內分系統4、第十三電動三通閥F24、第十四電動三通閥F14、第十五電動三通閥F41、第十六電動三通閥F42組成;所述動力系統冷卻熱回收模塊Ⅴ由動力冷卻換熱裝置8、動力冷卻換熱裝置9、冷卻液水泵10、動力冷卻裝置11、第一電磁閥12、第二電磁閥13組成;所述壓縮機複合分系統1由壓縮機子系統1-1、壓縮機子系統1-2組成;所述輔助設備分系統2由輔助設備子系統2-1、輔助設備子系統2-2組成;所述車外冷熱複合分系統3由車外側風機7、車外前置換熱器3-1、車外後置換熱器3-2組成,車外前置換熱器3-1的第一接口與第九電動三通閥F13連接,第二接口與第十二電動三通閥F31連接;車外後置換熱器3-2第一接口與第十電動三通閥F23連接,第二接口與第十一電動三通閥F32連接;所述車內冷熱複合分系統4由車內側風機6、車內前置換熱器4-1、車內後置換熱器4-2、PTC電加熱14、第一道風量調節閥4-4、第二道風量調節閥4-3組成;車內前置換熱器4-1第一接口與第十四電動三通閥F14連接,第二接口與第十五電動三通閥F41連接;車內後置換熱器4-2第一接口與第十三電動三通閥F24連接,第二接口與第十六電動三通閥F42連接;且第一道風量調節閥4-4、車內側風機6、車內多功能複合換熱器4-1、車內多功能複合換熱器4-2、PTC電加熱8、第二道風量調節閥4-3按空氣流向依次設置;所述壓縮機子系統1-1第一接口通過第一電動三通閥F11分割與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;所述壓縮機子系統1-2第一接口通過第二電動三通閥F12分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;壓縮機子系統1-1第二接口通過第三電動三通閥F1-1分別與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;壓縮機子系統1-2第二接口通過第四電動三通閥F1-2分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;所述輔助設備子系統2-1的第一接口通過第五電動三通閥F3-2分別與第十二電動三通閥F31、第十五電動三通閥F41連接;輔助設備子系統2-2的第一接口通過第六電動三通閥F2-4分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設備子系統2-1的第二接口通過第七電動三通閥F3-4分別與第十二電動三通閥F31連接、第十五電動三通閥F41連接;輔助設備子系統2-2的第二接口通過第八電動三通閥F4-3分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設備子系統2-1的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統1-1第第三接口;輔助設備子系統2-2的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統1-2第第三接口;所述動力冷卻換熱裝置8的進口通過第一電磁閥12、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置8的出口與動力冷卻裝置11進口相連;所述動力冷卻換熱裝置9進口通過第二電磁閥13、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置9的出口與動力冷卻裝置11進口相連。
本發明中所述壓縮機子系統1-1由壓縮機Y1-1、氣液分離器Y1-2、低壓補氣Y1-4、中壓補氣Y1-5、第一電動三通閥F11、第三電動三通閥F1-1、第十七電動三通閥Y1-3組成;所述第十七電動三通閥Y1-3一路接製冷劑,另外兩路中的一路經過中壓補氣Y1-5進入壓縮機,一路經過低壓補氣Y1-4與經過第三電動三通閥F1-1、氣液分離器Y1-2的製冷劑混合後進入壓縮機,壓縮機Y1-1出口與第一電動三通閥F11連接。
所述壓縮機子系統1-2由壓縮機E1-1、氣液分離器E1-2、低壓補氣E1-4、中壓補氣E1-5、第二電動三通閥F12、第四電動三通閥F1-2、第十七電動三通閥E1-3組成;所述第十七電動三通閥E1-3一路接製冷劑,另外兩路中的一路經過中壓補氣E1-5進入壓縮機,一路經過低壓補氣E1-4與經過第四電動三通閥F1-2、氣液分離器E1-2的製冷劑混合後進入壓縮機,壓縮機E1-1與第二電動三通閥F12連接。
所述輔助設備子系統2-1由中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、單向閥Y2-3、乾燥過濾器Y2-4、輔路膨脹閥Y2-5、儲液器Y2-6、第三電磁閥F21、第五電動三通閥F3-2、第七電動三通閥F3-4組成;所述第七電動三通閥F3-4依次通過氣液分離器Y2-6、乾燥過濾器Y2-4,經過乾燥過濾器Y2-4後分成兩路:主路、輔路,主路依次經過中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、第五電動三通閥F3-2,輔路依次經過補路膨脹閥Y2-5、中間換熱器Y2-1、單向閥Y2-3。
所述輔助設備子系統2-2由中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、單向閥E2-3、乾燥過濾器E2-4、輔路膨脹閥E2-5、儲液器E2-6、第四電磁閥F22、第六電動三通閥F2-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述第八電動三通閥F4-3依次通過氣液分離器E2-6、乾燥過濾器E2-4,經過乾燥過濾器E2-4後分成兩路:主路、輔路,主路依次經過中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、第六電動三通閥F2-4,輔路依次經過補路膨脹閥E2-5、中間換熱器E2-1、單向閥E2-3。
更具體說,本發明所述車內與車外冷熱複合分系統均是由一個前置換熱器和一個後置換熱器以及冷熱複合功能切換控制閥和連接管道組成,該冷熱複合換熱系統可實現雙蒸發、雙冷凝、前蒸發與後冷凝、前冷凝與後蒸發等四種冷熱複合功能模式;所述冷熱複合換熱系統的前置與後置換熱器的數量、結構和尺寸即可相同也可不同;所述冷熱複合換熱系統的前置與後置換熱器既可以是兩個完全獨立的換熱器組合而成,亦可以是將前置換熱盤管和後置換熱盤管組裝在同一組換熱翅片和換熱器框架內複合成一體。
所述壓縮機由規格和容量相同或不同的兩組壓縮機、進排氣四通換向閥、氣液分離器、壓縮機補氣接口及連接管道等組成;所述壓縮機為車用空調電動變頻壓縮機,壓縮機可以是渦旋式、活塞式、轉子式以及其他空調壓縮機形式;所述壓縮機補氣接口可以是中壓補氣接口或低壓補氣接口;所述的低壓補氣接口可以是壓縮機低壓腔補氣接口或壓縮機吸氣口處並聯的補氣接口。
所述動力系統冷卻熱回收子系統由動力系統冷卻裝置、冷卻與熱回收功能切換控制閥以及連接管道等組成;所述動力系統冷卻裝置由動力電機冷卻裝置和動力電池冷卻裝置組成;所述動力電機冷卻裝置可以是水-空氣雙側型冷卻或氣-氣雙側型冷卻等形式;所述動力電池冷卻裝置可以是風冷或水冷等形式;
所述複合雙循環輔助子系統由節流膨脹裝置、乾燥過濾裝置、橋路換向裝置、補氣換熱裝置及連接管道等組成;所述節流膨脹裝置可以是電子膨脹閥、熱力膨脹閥、節流短管、毛細管以及其他形式的節流膨脹裝置;所述補氣換熱裝置可以是板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器及其它形式的換熱器。
所述複合雙循環功能切換控制子系統主要由壓縮機吸排氣換向裝置、連接各子系統的製冷劑流量控制裝置和製冷劑流向橋路控制裝置以及連接管道等組合而成。
本發明可構成兩個相對獨立運行的熱力循環系統一和熱力循環系統二。該系統可根據實際需要,將兩個相對獨立的熱力循環系統一和系統二複合成同步雙製冷循環系統、同步雙制熱循環系統、同步製冷與制熱雙循環系統等多種形式的同步雙循環系統工作模式。所述熱力循環系統一由壓縮機複合子系統,複合雙循環輔助子系統,車外冷熱複合前置換熱器,車內冷熱風-水複合前置換熱器,複合雙循環功能切換控制系統以及連接管道等組成;所述熱力循環系統二由壓縮機複合子系統,複合雙循環輔助子系統,車外冷熱複合後置換熱器,車內冷熱風-水複合後置換熱器,複合雙循環功能切換控制系統以及連接管道等組成。
本發明的有益效果如下:
本發明可實現同步雙製冷循環、同步雙制熱循環、同步製冷與制熱車外換熱器快速融霜循環、同步製冷與制熱車窗快速融霜除霧循環等多種工作模式。使得在冬季室外溫度-10℃時的超低溫供熱工況下,壓縮機的排氣溫度降低至70℃以下,空調系統的供熱係數高達2.5以上,並實現在超低溫環境中不間斷的供熱的同時,同時進行低溫空氣源側的高效同步除霜,可較好地解決目前開發的汽車空調系統在冬季低溫工況運行時壓縮機的排氣溫度過高、降低電動汽車空調冬季供熱時的耗電量、車外低溫熱源換熱器表面除霜等問題;夏季在車外環境溫度過高、散熱條件惡劣時系統製冷量不足、壓縮機排氣溫度過高等關鍵技術難題。
本發明經初步實驗研究表明:在室外-20℃的超低溫供熱循環工況和室外+50℃的超高溫製冷循環工況下,該客車空調均能夠穩定可靠運行,並可實現車外換熱器高效融霜和車窗玻璃的快速融霜與除霧。
附圖說明
圖1是同步複合雙循環新能源汽車空調系統原理圖;
圖2是汽車空調系統同步雙製冷循環原理圖;
圖3是汽車空調系統同步雙制熱循環原理圖
圖4是汽車空調系統車外冷熱複合分系統原理圖
圖5是汽車空調系統車內冷熱複合分系統原理圖
圖6是汽車空調系統壓縮機複合子系統原理圖
圖7是汽車空調系統複合雙循環輔助子系統原理圖
圖中圖號名稱:Ⅰ、壓縮機複合模塊,Ⅱ、複合雙循環輔助模塊,Ⅲ、車外冷熱複合模塊,Ⅳ、車內冷熱複合模塊,Ⅴ、動力系統冷卻熱回收模塊;1-1、第一壓縮機子系統,1-2、第二壓縮機子系統,Y1-1、第一壓縮機,E1-1、第二壓縮機,Y1-2、第一氣液分離器,E1-2、第二氣液分離器,Y1-3、第十七電動三通閥,E1-3、第十八電動三通閥,Y1-4、低壓補氣口,Y1-5、中壓補氣口,Y2-1、第一補氣換熱器,E2-1、第二補氣換熱器,Y2-2、第一主路節流膨脹機構,E1-3、第二主路節流膨脹機構,Y2-3、第一單向閥、E1-3、第二單向閥,Y2-4、第一乾燥器,E1-3、第二乾燥器,Y2-5、第一補氣節流膨脹機構,E1-3、第二補氣節流膨脹機構,Y2-6、第一儲液器,E1-3、第二儲液器,3-1、車外冷熱複合前置換熱器,3-2、車外冷熱複合後置換熱器,7、車外雙向變頻風機,4-1、車內冷熱風-水複合前置換熱器,4-2、車內冷熱風-水複合後置換熱器,14、PTC電加熱,4-4、第一道風道風量控制閥,4-3、第二道風道風量控制閥,6、車內雙向變頻風機,11、動力電機冷卻裝置,10、冷卻液泵,8、車內動力冷卻換熱裝置,9、車外動力冷卻換熱裝置,F11、第一電動三通閥,F12、第二電動三通閥,F1-1、第三電動三通閥,F1-2、第四電動三通閥,F3-2、第五電動三通閥,F2-4、第六電動三通閥,F3-4、第七電動三通閥,F4-3、第八電動三通閥,F13、第九電動三通閥,F23、第十電動三通閥,F32、第十一電動三通閥,F31、第十二電動三通閥,F24、第十三電動三通閥,F14、第十四電動三通閥,F41、第十五電動三通閥,F42、第十六電動三通閥。
具體實施方式
本發明以下將結合實施例(附圖)作進一步描述;
如圖1所示,本發明的同步複合雙循環型新能源汽車空調系統包括壓縮機複合模塊Ⅰ、複合雙循環輔助模塊Ⅱ、車外冷熱複合模塊Ⅲ、車內冷熱複合模塊Ⅳ、動力系統冷卻熱回收模塊Ⅴ、複合雙循環功能切換控制及相應連接管道等組成;所述壓縮機複合模塊Ⅰ由壓縮機複合分系統1、第一電動三通閥F11、第二電動三通閥F12、第三電動三通閥F1-1、第四電動三通閥F1-2組成;所述複合雙循環輔助模塊Ⅱ由輔助設備分系統2、第五電動三通閥F3-2、第六電動三通閥F2-4、第七電動三通閥F3-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述車外冷熱複合模塊Ⅲ由車外分系統3、第九電動三通閥F13、第十電動三通閥F23、第十一電動三通閥F32、第十二電動三通閥F31組成;所述車內冷熱複合模塊Ⅳ由車內分系統4、第十三電動三通閥F24、第十四電動三通閥F14、第十五電動三通閥F41、第十六電動三通閥F42組成;所述動力系統冷卻熱回收模塊Ⅴ由動力冷卻換熱裝置8、動力冷卻換熱裝置9、冷卻液水泵10、動力冷卻裝置11、第一電磁閥12、第二電磁閥13組成;所述壓縮機複合分系統1由壓縮機子系統1-1、壓縮機子系統1-2組成;所述輔助設備分系統2由輔助設備子系統2-1、輔助設備子系統2-2組成;所述車外冷熱複合分系統3由車外側風機7、車外前置換熱器3-1、車外後置換熱器3-2組成,車外前置換熱器3-1的第一接口與第九電動三通閥F13連接,第二接口與第十二電動三通閥F31連接;車外後置換熱器3-2第一接口與第十電動三通閥F23連接,第二接口與第十一電動三通閥F32連接;所述車內冷熱複合分系統4由車內側風機6、車內前置換熱器4-1、車內後置換熱器4-2、PTC電加熱14、第一道風量調節閥4-4、第二道風量調節閥4-3組成;車內前置換熱器4-1第一接口與第十四電動三通閥F14連接,第二接口與第十五電動三通閥F41連接;車內後置換熱器4-2第一接口與第十三電動三通閥F24連接,第二接口與第十六電動三通閥F42連接;且第一道風量調節閥4-4、車內側風機6、車內多功能複合換熱器4-1、車內多功能複合換熱器4-2、PTC電加熱8、第二道風量調節閥4-3按空氣流向依次設置;所述壓縮機子系統1-1第一接口通過第一電動三通閥F11分割與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;所述壓縮機子系統1-2第一接口通過第二電動三通閥F12分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;壓縮機子系統1-1第二接口通過第三電動三通閥F1-1分別與第九電動三通閥F13、第十四電動三通閥F14連接;壓縮機子系統1-2第二接口通過第四電動三通閥F1-2分別與第十電動三通閥F23、第十三電動三通閥F24連接;所述輔助設備子系統2-1的第一接口通過第五電動三通閥F3-2分別與第十二電動三通閥F31、第十五電動三通閥F41連接;輔助設備子系統2-2的第一接口通過第六電動三通閥F2-4分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設備子系統2-1的第二接口通過第七電動三通閥F3-4分別與第十二電動三通閥F31連接、第十五電動三通閥F41連接;輔助設備子系統2-2的第二接口通過第八電動三通閥F4-3分別與第十一電動三通閥F32連接、第十六電動三通閥F42連接;輔助設備子系統2-1的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統1-1第第三接口;輔助設備子系統2-2的第三接口通過相應連接管路接入壓縮機子系統1-2第第三接口;所述動力冷卻換熱裝置8的進口通過第一電磁閥12、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置8的出口與動力冷卻裝置11進口相連;所述動力冷卻換熱裝置9進口通過第二電磁閥13、冷卻液水泵10接入動力冷卻裝置11出口,動力冷卻換熱裝置9的出口與動力冷卻裝置11進口相連。
如圖6所示,本發明中所述壓縮機子系統1-1由壓縮機Y1-1、氣液分離器Y1-2、低壓補氣Y1-4、中壓補氣Y1-5、第一電動三通閥F11、第三電動三通閥F1-1、第十七電動三通閥Y1-3組成;所述第十七電動三通閥Y1-3一路接製冷劑,另外兩路中的一路經過中壓補氣Y1-5進入壓縮機,一路經過低壓補氣Y1-4與經過第三電動三通閥F1-1、氣液分離器Y1-2的製冷劑混合後進入壓縮機,壓縮機Y1-1出口與第一電動三通閥F11連接。
所述壓縮機子系統1-2由壓縮機E1-1、氣液分離器E1-2、低壓補氣E1-4、中壓補氣E1-5、第二電動三通閥F12、第四電動三通閥F1-2、第十七電動三通閥E1-3組成;所述第十七電動三通閥E1-3一路接製冷劑,另外兩路中的一路經過中壓補氣E1-5進入壓縮機,一路經過低壓補氣E1-4與經過第四電動三通閥F1-2、氣液分離器E1-2的製冷劑混合後進入壓縮機,壓縮機E1-1與第二電動三通閥F12連接。
如圖7所示,所述輔助設備子系統2-1由中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、單向閥Y2-3、乾燥過濾器Y2-4、輔路膨脹閥Y2-5、儲液器Y2-6、第三電磁閥F21、第五電動三通閥F3-2、第七電動三通閥F3-4組成;所述第七電動三通閥F3-4依次通過氣液分離器Y2-6、乾燥過濾器Y2-4,經過乾燥過濾器Y2-4後分成兩路:主路、輔路,主路依次經過中間換熱器Y2-1、主路膨脹閥Y2-2、第五電動三通閥F3-2,輔路依次經過補路膨脹閥Y2-5、中間換熱器Y2-1、單向閥Y2-3。
所述輔助設備子系統2-2由中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、單向閥E2-3、乾燥過濾器E2-4、輔路膨脹閥E2-5、儲液器E2-6、第四電磁閥F22、第六電動三通閥F2-4、第八電動三通閥F4-3組成;所述第八電動三通閥F4-3依次通過氣液分離器E2-6、乾燥過濾器E2-4,經過乾燥過濾器E2-4後分成兩路:主路、輔路,主路依次經過中間換熱器E2-1、主路膨脹閥E2-2、第六電動三通閥F2-4,輔路依次經過補路膨脹閥E2-5、中間換熱器E2-1、單向閥E2-3。
更具體說,本發明所述車內與車外冷熱複合分系統均是由一個前置換熱器和一個後置換熱器以及冷熱複合功能切換控制閥和連接管道組成,該冷熱複合換熱系統可實現雙蒸發、雙冷凝、前蒸發與後冷凝、前冷凝與後蒸發等四種冷熱複合功能模式;所述冷熱複合換熱系統的前置與後置換熱器的數量、結構和尺寸即可相同也可不同;所述冷熱複合換熱系統的前置與後置換熱器既可以是兩個完全獨立的換熱器組合而成,亦可以是將前置換熱盤管和後置換熱盤管組裝在同一組換熱翅片和換熱器框架內複合成一體。
所述壓縮機由規格和容量相同或不同的兩組壓縮機、進排氣四通換向閥、氣液分離器、壓縮機補氣接口及連接管道等組成;所述壓縮機為車用空調電動變頻壓縮機,壓縮機可以是渦旋式、活塞式、轉子式以及其他空調壓縮機形式;所述壓縮機補氣接口可以是中壓補氣接口或低壓補氣接口;所述的低壓補氣接口可以是壓縮機低壓腔補氣接口或壓縮機吸氣口處並聯的補氣接口。
所述動力系統冷卻熱回收子系統由動力系統冷卻裝置、冷卻與熱回收功能切換控制閥以及連接管道等組成;所述動力系統冷卻裝置由動力電機冷卻裝置和動力電池冷卻裝置組成;所述動力電機冷卻裝置可以是水-空氣雙側型冷卻或氣-氣雙側型冷卻等形式;所述動力電池冷卻裝置可以是風冷或水冷等形式;
所述複合雙循環輔助子系統由節流膨脹裝置、乾燥過濾裝置、橋路換向裝置、補氣換熱裝置及連接管道等組成;所述節流膨脹裝置可以是電子膨脹閥、熱力膨脹閥、節流短管、毛細管以及其他形式的節流膨脹裝置;所述補氣換熱裝置可以是板式換熱器、套管式換熱器、殼管式換熱器及其它形式的換熱器。
所述複合雙循環功能切換控制子系統主要由壓縮機吸排氣換向裝置、連接各子系統的製冷劑流量控制裝置和製冷劑流向橋路控制裝置以及連接管道等組合而成。
本發明的工作原理如下:
(1)同步雙製冷循環
如圖2所示,同步複合雙循環型新能源汽車空調系統同步雙製冷循環,動力系統冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、閥門13開啟,與熱力循環系統一及熱力循環系統二同步循環,可實現同步雙製冷循環系統。
當汽車行駛時,根據新能源汽車的實際需要,控制複合雙循環型新能源汽車空調系統中的熱力循環系統一及熱力循環系統二的開啟。熱力循環系統一的製冷循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次通過壓縮機Y1-1、第一電動三通閥F11、(見圖2)第九電動三通閥F13、車外冷熱複合前置換熱器3-1、第十二電動三通閥F31、電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、乾燥器Y2-4,經過乾燥器Y2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第四電磁閥F22,主路依次通過補氣換熱器Y2-1、主路節流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、(見圖2)第十五電動三通閥F41、車內冷熱複合前置換熱器4-1、第十四電動三通閥F14、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器Y2-4、補氣節流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)第十七電動三通閥Y1-3,經過第十七電動三通閥Y1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環系統二的製冷循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次通過壓縮機E1-1、第二電動三通閥F12、(見圖2)第十電動三通閥F23、車外冷熱複合後置換熱器3-2、第十一電動三通閥F32、電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、乾燥器E2-4,經過乾燥器E2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次通過補氣換熱器E2-1、主路節流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖2)第十六電動三通閥F42、車內冷熱複合後置換熱器4-2、第十三電動三通閥F24、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2、壓縮機E1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器E2-4、補氣節流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖6)第十八電動三通閥E1-3,經過第十八電動三通閥E1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。此時,第二電磁閥閥門12關閉,動力系統冷卻液冷卻裝置循環依次通過(見圖2)動力系統冷卻液冷卻裝置11、冷卻水泵10、第一電磁閥13、動力系統冷卻液冷卻換熱裝置9、動力系統冷卻液冷卻裝置11。動力系統冷卻液冷卻裝置循環系統,旨在使電機冷卻裝置11內的冷卻液溫度降低,從而降低汽車動力系統的溫度。
(1)同步雙制熱循環
如圖3所示,同步複合雙循環型新能源汽車空調系統同步同步雙制熱循環,熱力循環系統一及熱力循環系統二同步循環,可實現同步雙制熱循環系統。
熱力循環系統一的制熱循環流程如下:(見圖6)製冷劑從壓縮機Y1-1、第一電動三通閥F11、(見圖3)第十四電動三通閥F14、車內冷熱複合前置換熱器4-1、第十五電動三通閥F41、第七電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、乾燥器Y2-4,經過乾燥器Y2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第三電磁閥F21,主路依次進入補氣換熱器Y2-1、主路節流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、(見圖3)第十二電動三通閥F31、車外冷熱複合前置換熱器3-1、第九電動三通閥F13、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器Y2-4、控制閥Y2-7、補氣節流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)、第十七電動三通閥Y1-3,經過電動三通閥Y1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環系統二的制熱循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次經過壓縮機E1-1經過第二電動三通閥F12、(見圖3)第十三電動三通閥F24、車內冷熱複合後置換熱器4-2、第十六電動三通閥F42、第八電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、乾燥器E2-4,經過乾燥器E2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次經過補氣換熱器E2-1、主路節流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖3)第十一電動三通閥F32、車外冷熱複合後置換熱器3-2、第十電動三通閥F23、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2→壓縮機1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器E2-4、補氣節流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖7)第十八電動三通閥E1-3,經過第十八電動三通閥E1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。此時、在低溫環境下汽車空調系統供熱時,冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、第一電磁閥13開啟、第二電磁閥12關閉,車外側動力系統冷卻液冷卻裝置循環流程:動力系統冷卻液冷卻裝置11、冷卻水泵10、控制閥13、動力系統冷卻液冷卻換熱裝置9、動力系統冷卻液冷卻裝置11。根據新能源汽車的實際需要,控制同步複合雙循環型新能源汽車空調系統的運行,保證在為車外環境持續不斷供熱時,以提高空調系統的供熱性能。
(3)同步製冷與制熱車窗快速融霜除霧循環
如圖1所示,同步複合雙循環型新能源汽車空調系統同步製冷與制熱車窗快速融霜除霧循環,動力系統冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、第二電磁閥12開啟、第一電磁閥13關閉,與熱力循環系統一製冷及熱力循環系統二制熱同步,可實現製冷與制熱車窗快速融霜除霧循環。
在系統同步車窗快速融霜除霧循環時,熱力循環系統1的循環流程如下:
熱力循環系統一的同步車窗快速融霜除霧循環流程如下:(見圖6)製冷劑從壓縮機1-1、第一電動三通閥F11、(見圖3)第十四電動三通閥F14、車內冷熱複合前置換熱器4-1、第十五電動三通閥F41、第七電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、乾燥器Y2-4,經過乾燥器Y2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第四電磁閥F22,主路依次進入補氣換熱器Y2-1、主路節流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、第十二電動三通閥F31→車外冷熱複合前置換熱器3-1、第九電動三通閥F13、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器Y2-4、控制閥Y2-7、補氣節流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)、第十七電動三通閥Y1-3,經過電動三通閥Y1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。熱力循環系統二的同步車窗快速融霜除霧循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次經過壓縮機1-2經過第二電動三通閥F12、第十三電動三通閥F24、車內冷熱複合後置換熱器4-2、第十六電動三通閥F42、第八電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、乾燥器E2-4,經過乾燥器E2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次經過補氣換熱器E2-1、主路節流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖3)第十一電動三通閥F32、車外冷熱複合後置換熱器3-2、第十電動三通閥F23、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2→壓縮機1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器E2-4、補氣節流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖7)第十八電動三通閥E1-3,經過第十八電動三通閥E1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。動力系統冷卻液冷卻熱回收裝置循環流程依次通過(見圖3)動力系統冷卻液冷卻裝置11、冷卻水泵10、控制閥12、動力系統冷卻液冷卻換熱裝置8、動力系統冷卻液冷卻裝置11。如圖1所示,冬季在汽車啟動前車窗有霜時或汽車行駛時車窗起起霧,同步複合雙循環型新能源汽車空調系統開啟除霜/除霧模式,通過調節車內空調風量控制閥4-3,使熱空氣噴射到車窗上即可給車窗除霜/除霧,當除霜完畢後通過調節車內空調風量控制閥4-3實現除霜/除霧出風口與車內出風口的相互切換。除霜除霧完畢控制閥12關閉,控制閥13開啟,動力系統冷卻液冷卻系統持續不斷的為車外換熱器提供熱量,提高車外換熱器工作環境的溫度,可實現空調系統在低溫環境下的供熱效率。
(4)同步製冷、制熱車外換熱器快速融霜循環
同步複合雙循環型新能源汽車空調系統同步製冷與制熱車外換熱器快速融霜循環,動力系統冷卻液冷卻裝置11、冷卻液泵10、控制閥12、PTC電加熱裝置14開啟;熱力循環系統一製冷及熱力循環系統二制熱同步,可實現熱力循環系統一車外換熱器快速融霜循環;熱力循環系統一制熱及熱力循環系統二製冷同步,可實現熱力循環系統二車外換熱器快速融霜循環;通過上述熱力循環系統一,熱力循環系統二的車外換熱器快速融霜,可實現同步製冷與制熱車外換熱器快速融霜循環。
1)熱力循環系統一車外換熱器快速融霜循環
熱力循環系統一車外換熱器快速融霜時,熱力循環系統一循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次通過壓縮機Y1-1、第一電動三通閥F11、(見圖2)第九電動三通閥F13、車外冷熱複合前置換熱器3-1、第十二電動三通閥F31、電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、乾燥器Y2-4,經過乾燥器Y2-4、補氣換熱器Y2-1、主路節流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、(見圖2)第十五電動三通閥F41、車內冷熱複合前置換熱器4-1、第十四電動三通閥F14、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器Y2-4、補氣節流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)第十七電動三通閥Y1-3,經過第十七電動三通閥Y1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環系統一車外換熱器快速融霜時,熱力循環系統二循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次經過壓縮機1-2經過第二電動三通閥F12、第十三電動三通閥F24、車內冷熱複合後置換熱器4-2、第十六電動三通閥F42、第八電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、乾燥器E2-4,經過乾燥器E2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器E2-1前與進第六電動三通閥F2-4前加第四電磁閥F22,主路依次經過補氣換熱器E2-1、主路節流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖3)第十一電動三通閥F32、車外冷熱複合後置換熱器3-2、第十電動三通閥F23、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2→壓縮機1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器E2-4、補氣節流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖7)第十八電動三通閥E1-3,經過第十八電動三通閥E1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
2)熱力循環系統二車外換熱器快速融霜循環
熱力循環系統二車外換熱器快速融霜時,系統一循環流程如下:(見圖6)製冷劑從壓縮機1-1、第一電動三通閥F11、(見圖3)第十四電動三通閥F14、車內冷熱複合前置換熱器4-1、第十五電動三通閥F41、第七電動三通閥F3-4、(見圖7)儲液器Y2-6、乾燥器Y2-4,經過乾燥器Y2-4後分為三路:主路、輔路、旁通,旁通為在進入補氣換熱器Y2-1前與進第六電動三通閥F3-2前加第四電磁閥F22,主路依次進入補氣換熱器Y2-1、主路節流膨脹裝置Y2-2、第五電動三通閥F3-2、第十二電動三通閥F31→車外冷熱複合前置換熱器3-1、第九電動三通閥F13、第三電動三通閥F1-1、(見圖6)氣液分離器Y1-2、壓縮機Y1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器Y2-4、控制閥Y2-7、補氣節流膨脹裝置Y2-5、補氣換熱器Y2-1、單向閥Y2-3、(見圖6)、第十七電動三通閥Y1-3,經過電動三通閥Y1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。
熱力循環系統二車外換熱器快速融霜時,系統二循環流程如下:(見圖6)製冷劑依次通過壓縮機E1-1、第二電動三通閥F12、(見圖2)第十電動三通閥F23、車外冷熱複合後置換熱器3-2、第十一電動三通閥F32、電動三通閥F4-3、(見圖7)儲液器E2-6、乾燥器E2-4、補氣換熱器E2-1、主路節流膨脹裝置E2-2、第六電動三通閥F2-4、(見圖2)第十六電動三通閥F42、車內冷熱複合後置換熱器4-2、第十三電動三通閥F24、第四電動三通閥F1-2、(見圖6)氣液分離器E1-2、壓縮機E1-1;(見圖7)輔路依次經過乾燥器E2-4、補氣節流膨脹裝置E2-5、補氣換熱器E2-1、單向閥E2-3、(見圖6)第十八電動三通閥E1-3,經過第十八電動三通閥E1-3後分為兩路,根據汽車實際需要進行低壓補汽或中壓補氣。當熱力循環系統一與熱力循環系統二都融霜結束後,PTC電加熱關閉,系統切換為同步雙制熱循環模式。