一種純電動汽車電池恒溫和空調系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種純電動汽車電池恒溫和空調系統機，該系統包括四通閥、車外換熱器、第一雙向膨脹閥、車內換熱器、氣液分離器、水箱、電池盒、制冷盤管、水泵和調溫盤管，水泵連接于水箱的出水口和調溫盤管；調溫盤管的另一端連接于水箱的回水口，制冷盤管設置于水箱內，壓縮機的排氣口與四通閥的連通，利用四通閥連接壓縮機的進氣口、吸氣口、車外換熱器和車內換熱器，制冷盤管也連接在冷媒循環系統中，并利用四個控制閥控制調控冷媒的運行路線，進而實現純電池調溫、純空調運行以及電池和空調同時運行。該電池恒溫和空調系統可以調控電池盒內的電池包的溫度，使電池在理想的溫度環境中運行，還動車的制冷和制熱要求。
【專利說明】
一種純電動汽車電池恒溫和空調系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種純電動汽車電池恒溫和空調系統。
【背景技術】
[0002]近年來純電動汽車已經越來越普及，車輛的驅動全部由主驅動電機完成，而主驅動電機則由電池組供電，作為應用于純電動汽車的電動空調系統在實際使用時是需要消耗電池組的電能，因此，純電動汽車的電動空調系統會影響汽車的續航里程。那么如何使純電動汽車的電動空調系統使用更加的節能，能量的利用率和轉換率更高是目前純電動汽車的電動空調系統上的難題。另外電動空調系統的控制方法是否合理直接影響空調系統是否節能，因此，提供一種電動空調系統的控制方法也尤為重要。
[0003]另外，純電動車的電池包是電動汽車核心零部件，但由于其先天化學特性使得不能完全直接適應于日常使用的溫度環境。電池包性能受環境因素影響十分明顯，尤其是在低溫條件下電池性能下降十分明顯，而在高溫條件下雖然能提高使用性能，但如果超過一定的溫度則會引起電池的膨脹變形而造成安全隱患。因此，在目前電池性能沒有本質上的突破的前提下，如果提高電池的使用性能，使電池工作于最佳溫度下充分發揮其作用是提高汽車動力電池性能的關鍵和有效措施。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的一個技術問題是:提供一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，該電池恒溫和空調系統不但可以調控電池盒內的電池包的溫度，使電池在一個理想的溫度環境中運行，而且能滿足純電動車的制冷和制熱要求。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，包括壓縮機，四通閥、車外換熱器、第一雙向膨脹閥、車內換熱器、氣液分離器，所述車外換熱器和車內換熱器分別配套有車外風機和車內風機，還包括水箱、電池盒、制冷盤管、水栗和調溫盤管，所述制冷盤管設置于水箱內，所述調溫盤管設置于電池盒內，所述水栗連接于水箱的出水口和調溫盤管的一端;所述調溫盤管的另一端連接于水箱的回水口，所述制冷盤管設置于水箱內，所述四通閥上設置有進氣口、回氣口、制冷流向口和制熱流向口，所述壓縮機的排氣口與四通閥的進氣口連通，所述四通閥的回氣口通過回氣管路與壓縮機的吸氣口連接，所述氣液分離器設置于回氣管路上，所述車外換熱器的氣體連接端連接四通閥的制冷流向口，車外換熱器的液體連接端通過第一空調管道連接于第一雙向膨脹閥的一端，第一雙向膨脹閥的另一端連接于車內換熱器的液體連接端，所述車內換熱器的氣體連接端通過第二空調管道連接于四通閥的制熱流向口 ；所述制冷盤管的一端通過第一電池恒溫管道連接于車外換熱器的液體連接端，所述制冷盤管的另一端通過通過第二電池恒溫管道連接于四通閥的制熱流向口，所述制冷盤管的另一端通過第三電池恒溫管道連接于第一雙向膨脹閥的另一端與車內換熱器的液體連接端之間，所述第一空調管道上設置有第一控制閥，所述第二空調管道上設置有第二控制閥，所述第一電池恒溫管道上設置有第二雙向膨脹閥，所述第二電池恒溫管道上設置有第三控制閥，所述第三電池恒溫管道上設置有第四控制閥。
[0006]作為一種優選的方案，所述車外換熱器和車內換熱器的氣體連接端均設置有氣體分配器，車外換熱器的氣體分配器與四通閥的制冷流向口連接，車內換熱器的氣體分配器與四通閥的制熱流向口連接，所述車外換熱器和車內換熱器的液體連接端均設置有液體分配器，該車外換熱器的液體分配器與第一雙向膨脹閥的一個端口以及第一電池恒溫管道的一端連接，第一雙向膨脹閥的另一個端口與車內換熱器的液體分配器連接。
[0007]作為一種優選的方案，所述水箱內還設置有第一輔助電加熱裝置，所述車內換熱器風流下游側設置有第二輔助電加熱裝置。
[0008]作為一種優選的方案，所述液體分配器包括一個錐形的分配腔室，該分配腔室上設置有一個液體總接口和若干個分配管，該若干個分配管與車外換熱器內或車內換熱器的換熱分管對應連通。
[0009]采用了上述技術方案后，本實用新型的效果是:該電池恒溫和空調系統根據電池包溫度進行智能調溫，利用冷媒的熱量對水箱內的水進行制冷或制熱，再利用水循環給電池包調溫，避免在惡劣環境中或者意外事故中蓄電池著火而引發安全事故。而壓縮機的冷媒還可更換不同的運行路線，滿足車內制冷或制熱的要求。
[0010]又由于所述水箱內還設置有第一輔助電加熱裝置，所述車內換熱器風流下游側設置有第二輔助電加熱裝置，利用第一輔助電加熱裝置和第二輔助電加熱裝置可以分別對水箱內的水和車內換熱器進行輔助加熱，確保制熱功能的能正常運行。
[0011]本實用新型還公開了一種純電動汽車電池恒溫和空調系統的控制方法，其包括以下方式:
[0012]A、純空調模式
[0013]Al、空調制熱模式
[0014]All、空調制熱模式啟動:
[0015]當且僅當車外環境溫度小于T外max時制熱模式啟動，啟動后，四通閥切換成制熱模式，使四通閥的進氣口與制熱流向口連通，制冷流向口與回氣口連通，第一控制閥和第二控制閥開啟，第三控制閥和第四控制閥關閉，壓縮機啟動，冷媒經過壓縮機壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥后均勻進入到車內換熱器中熱交換，再通過第一雙向膨脹閥降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒均勻進入到車外換熱器熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制冷流向口和回氣口流回至氣液分離器，低溫的氣態冷媒經過壓縮機的吸氣口回流至壓縮機進入下一個循環，壓縮機根據車內設定溫度T內設、車內實時溫度IV按和車外實時溫度T外實進行智能變頻；當車內換熱器的芯體溫度低于T內min時車內風機停止轉動，當車內換熱器的芯體溫度高于T內max時車內風機以設定的轉速檔位轉動，當車內換熱器的芯體溫度處于T內min到T內■之間時車內風機以最低轉速檔位轉動；
[0016]A12、空調制熱模式關閉:
[0017]關閉制熱模式且關閉電源時，先關閉壓縮機，而后延遲關閉車內風機，最后將四通閥切換制冷模式，使進氣口與制冷流向口連通，制熱流向口與回氣口連通;而關閉制熱模式空調系統處于待機時，先關閉壓縮機，車內風機中速檔位轉動一定時間后再以最低轉速檔位持續運轉，而四通閥切換制冷模式，關閉制熱模式后，設定A = Trtg-1V按，當A大于設定值N時制熱模式才再次啟動；
[0018]A2、空調制冷模式
[0019]A21、空調制冷模式啟動:
[0020]當且僅當車外環境溫度大于等于T外min時制冷模式啟動，啟動后，四通閥切換成制冷模式，使進氣口與制冷流向口連通，制熱流向口與回氣口連通;第一控制閥和第二控制閥開啟，第三控制閥和第四控制閥關閉，車外風機啟動后再啟動壓縮機，冷媒經過壓縮機壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥后均勻進入車外換熱器中熱交換，再通過第一雙向膨脹閥降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒均勻進入車內換熱器熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制熱流向口和回氣口流回至氣液分離器，低溫的氣態冷媒經過壓縮機的吸氣口回流至壓縮機進入下一個循環，壓縮機根據車內設定溫度、車內實時溫度進行智能變頻；
[0021]A22、空調制冷模式關閉:
[0022]關閉制冷模式時，先關閉壓縮機而后關閉車外風機，設定Α1=Τ?τΤ??，當A大于設定值NI時制冷模式才再次啟動；
[0023]B、純電池恒溫調節模式
[0024]B1、電池制冷模式
[0025]當電池包溫度超過，水箱內水溫Τ7?大于，電池制冷模式啟動，四通閥切換成制冷模式，使進氣口與制冷流向口連通，制熱流向口與回氣口連通;第三控制閥開啟，第一控制閥、第二控制閥第四控制閥關閉，車外風機啟動后再啟動壓縮機，冷媒經過壓縮機壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥后均勻進入車外換熱器中熱交換，再通過第二雙向膨脹閥降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒進入到制冷盤管中對水箱內的水進行制冷，水栗啟動對電池盒內的電池包降溫，冷媒經過熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制熱流向口和回氣口流回至氣液分離器，低溫的氣態冷媒經過壓縮機的吸氣口回流至壓縮機進入下一個循環，壓縮機和車外風機根據水箱內的溫度進行智能變頻;當水箱內水溫T7?小于T7K^in時電池制冷模式停止；
[0026]Β2、電池制熱模式
[0027]當電池包溫度低于T^fcin，水溫小于等于T7Mmax時，電池制熱模式啟動，四通閥切換成制熱模式，使進氣口與制熱流向口連通，制冷流向口與回氣口連通;第三控制閥開啟，第一控制閥、第二控制閥第四控制閥關閉，壓縮機啟動，冷媒經過壓縮機壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥后進入到制冷盤管中熱交換，水栗啟動對電池盒內的電池包升溫，使氣態冷媒變成溫度降低，再通過第二雙向膨脹閥降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒均勻進入到車外換熱器熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制冷流向口和回氣口流回至氣液分離器，低溫的氣態冷媒經過壓縮機的吸氣口回流至壓縮機進入下一個循環，壓縮機和車外風機根據水箱內的溫度進行智能變頻；當水箱內水溫Τ7?大于電池制冷模式停止；
[0028]C、空調和電池恒溫混合模式
[0029]Cl空調和電池同時制冷模式
[0030]當同時滿足A2和BI中的條件時，啟動空調和電池制冷，第一控制閥、第二控制閥和第三控制閥打開，第四控制閥關閉，四通閥為制冷模式，壓縮機啟動使冷媒分別經過第一雙向膨脹閥和第二雙向膨脹閥進入到車內換熱器和制冷盤管中換熱，水栗和車內風機啟動對電池包和車內進行制冷，壓縮機和車外風機的根據τ7?、1>挾、IV般進行智能調頻;任一模式滿足停止條件時，另一模式均按照單獨的運行模式運行；
[0031]C2空調和電池同時制熱模式
[0032]當同時滿足Al和Β2中的條件時，啟動空調和電池制熱，第一控制閥和第三控制閥關閉，第二控制閥和第四控制閥打開，四通閥為制熱模式，壓縮機啟動，冷媒先經過車內換熱器換熱后再經過制冷盤管加熱水箱的水，然后通過第二雙向膨脹閥變成低溫液體，再經過車外換熱器換熱吸熱后從四通閥的回流口流入壓縮機內；壓縮機和車外風機的根據T7j?、IV挾、IV般進行智能調頻;任一模式滿足停止條件時，另一模式均按照單獨的運行模式運行。
[0033]優選的，所述空調控制方法中的車內換熱器還配套了車內輔助電加熱；水箱內設置有水箱輔助電加熱；
[0034]當同時滿足以下條件時才啟動車內輔助電加熱:I)壓縮機運行時間超過2分鐘；2)車內風機正持續運行;3)距離上次輔助電加熱關閉時間已超過I分鐘;4)車內換熱器的芯體溫度小于預設值T*g; 5)車內溫度小于預設值!1—; 6.A值大于設定值N2，該N2大于N;
[0035]當滿足以下條件之一時，車內輔助電加熱關閉:1、車內換熱器的芯體溫度大于等于預設值T_;2、A值小于等于設定值N2-1; 3、車內溫度大于預設值IVss+l ;4、制熱模式和制冷模式切換時；
[0036]當電池包溫度低于T_in，水溫小于等于T7J^aJt，且電池制熱模式下運行超過5分鐘，水箱輔助電加熱啟動，當水溫大于等于T7&ax+5時，水箱輔助電加熱停止，系統切換成純空調的制熱模式。
[0037]優選的，所述空調控制方法在空調制熱模式、電池制熱模式或空調電池同時制熱模式下均還設置有除霜模式:
[0038]設定車外實時溫度為T外實、車外換熱器芯體溫度T外芯，當T外實-T外芯2設定值N3時，且對應的制熱模式下運行時間超過30分鐘啟動除霜模式，除霜開始時，壓縮機、車內風機和車外風機均停止，四通閥切換成制冷模式，第一控制閥和第二控制閥開啟，第三控制閥和第四控制閥關閉，而后壓縮機啟動并逐漸變為滿負荷運行，車內風機和車外風機依舊停止，冷媒按照電動空調的純空調制冷模式路線運行，使高溫高壓的氣態冷媒在車外換熱器中通過除霜;當?>|?持續一段時間超過或除霜模式持續運行超過最低除霜時間時停止除霜。
[0039]優選的，空調制熱模式下壓縮機根據車內設定溫度Τ??、車內實時溫度和車外實時溫度T外實進行智能變頻的具體方式為；壓縮機轉速設定有四檔，又慢至快依次為第一檔、第二檔、第三檔和第四檔，壓縮機根據T外實時大小來限制壓縮機的最高轉速；
[0040]1、當T外實<9°C時壓縮機的最高轉速檔為第三檔；
[0041 ] 2、當1 °C < T外實< 12 °C時，壓縮機的最高轉速檔為第三檔；
[0042]3、當13°C <T外實<T>ax時，壓縮機的最高轉速檔為第二檔；
[0043]在上述壓縮機限制條件下
[0044]11、當2時，壓縮機以當前所能運行檔位的最高轉速檔運行；
[0045]12、當O <A<2時，壓縮機以第三檔轉速運行，若壓縮機限制條件只允許最高轉速為第二檔，則以第二檔轉速運行；
[0046]13.當_3<A<0時，壓縮機以第二檔轉速運行；
[0047]14.當A <-3時，壓縮機停止運行；
[0048]空調制冷模式下壓縮機根據車內設定溫度、車內實時溫度進行智能變頻具體方式為:
[0049]11、當Al 2 2時，壓縮機第三檔轉速運行；
[0050]12、當OS Al <2時，壓縮機以第三檔轉速運行；
[0051]13.當_3<A1<0時，壓縮機以第二檔轉速運行；
[0052]14.當Al <-3時，壓縮機停止運行；
[0053]純電池制熱時，根據水箱內水溫T7?，壓縮機進行智能變頻，當Τ7? < T水Snax時，壓縮機第三檔轉速運行，當T*&ax<T*s < T*&ax+5時，壓縮機第二檔轉速運行，當T*?>T*&ax+5時，壓縮機停止；
[0054]純電池制冷時，根據水箱內水溫T7?，壓縮機進行智能變頻，當水箱內水溫T7ffi>T7?in+5時，壓縮機第三檔轉速運行，當T7&in<T7? < T7?in+5時，壓縮機第二檔轉速運行，當T7_? < T水&IinBf，壓縮機停止；
[0055]電池和空調同時制熱時，壓縮機根據Τ7?、?ν^、Τ??進行智能調頻；當電池包溫度低于丁幅^，水溫T7?naX，IV按<?>般時，壓縮機第四檔轉速運行；當T7?nax，I>按=IV般時，壓縮機第二檔轉速運行，IV挾> IV般+3時，壓縮機停止工作；
[0056]電池和空調同時制冷時，壓縮機根據Τ7?、?ν^、Τ??進行智能調頻;當電池包溫度超過Τ.3Χ，水箱內水溫T水溫>T7?nin+5，且1>挾>1>般時，壓縮機第四檔轉速運行，當T7W&iin<T7?
<T7?nin+5，且IV挾=IV般時，壓縮機第三檔轉速運行，當T7?ninBf，壓縮機停止。
[0057]優選的，該電池恒溫和空調系統的控制方法對車外風機和車內風機進行變頻控制，其具體方式為
[0058]純空調制熱模式時車外風機根據車外的溫度進行變頻，當T外實小于或等于預設的T外聯溫度時，車外風機以100%轉速運行；當T外實大于預設的T外聯溫度時，車外風機降頻以85%轉速運行;制熱模式時車內風機可手動調節檔位或者根據A值的大小進行自動調節:當A 2 2時，車內風機100 %轉速運行；當0^<2時，車內風機80 %轉速運行；當-3 < A<0時，車內風機60 %轉速運行;當A < -3時，車內風機60 %轉速運行；
[0059]純空調制冷模式下車外風機根據車外換熱器芯體溫度進行變頻，當T外芯小于預設的T外揭界時，車外風機以75 %轉速運行；當T外芯_ι<Τ外芯CT外芯_ι+5時，車外風機以85%轉速運行;T外芯外芯i界+5時，車外風機以100%轉速運行；而制冷模式下車內風機可手動調節檔位或者根據Al值的大小進行自動調節:當Al > 2時，車內風機100 %轉速運行；當0 < Al <2時，車內風機80 %轉速運行;當-3 <Al <O時，車內風機60 %轉速運行。
[0060]采用了上述技術方案后，本實用新型的效果是:由于該電池恒溫和空調系統的控制方法合理，根據實際的運行模式和環境情況壓縮機智能變頻工作，利用壓縮機對水箱內的水進行制冷或制熱，而后利用循環水調節電池包的溫度，不但使電池處于一個理想的溫度環境中，使電動空調的能量利用率更高，同時，電池恒溫和空調系統的控制方法有效的防冷風吹入車內，在制熱關閉時充分的利用了余熱。
[0061]另外，該電動空調的控制方法還具有除霜功能，可以在一些極端天氣中使用，使制熱效果正常使用。同時，壓縮機、車內風機和車外風機均可實現智能調頻，在不同模式進行智能切換頻率，使系統運行更加節能。
【附圖說明】
[0062]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0063]圖1是本實用新型實施例的系統圖；
[0064]附圖中:1.壓縮機;2.溫度開關;3.高壓開關;4.四通閥；41.進氣口；42.回氣口；43.制熱流向口； 44.制冷流向口； 5.車外換熱器;6.車外換熱器溫度傳感器;7.車外溫度傳感器;8.第一控制閥；9.第一雙向膨脹閥；10.車外風機；11.車內換熱器；12.第二輔助電加熱裝置；13.車內換熱器溫度傳感器；14.車內風機；15.第二控制閥；16.儲氣箱；17.氣液分離器；18.第三控制閥；19.第四控制閥；20.第二雙向膨脹閥；21.補水箱;22.低壓開關;23.電池盒;24.調溫盤管；25.電池包溫度傳感器;26.第一輔助電加熱裝置;27.制冷盤管；28.水溫傳感器;29.水栗。
【具體實施方式】
[0065]下面通過具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0066]如圖1所示，一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，包括壓縮機I，四通閥4、車外換熱器5、第一雙向膨脹閥9、車內換熱器11、氣液分離器17，所述車外換熱器5和車內換熱器11分別配套有車外風機10和車內風機14，還包括水箱、電池盒23、制冷盤管27、水栗29和調溫盤管24，所述制冷盤管27設置于水箱內，水箱連接有補水箱21，所述調溫盤管24設置于電池盒23內且位于底部，電池包設置于電池盒23內，電池包上設置有電池包溫度傳感器25，用于檢測電池包的溫度，電池盒23的底部設置有漏水孔，方便漏水，避免積水。所述水栗29連接于水箱的出水口和調溫盤管24的一端;所述調溫盤管24的另一端連接于水箱的回水口，所述制冷盤管27設置于水箱內，所述四通閥4上設置有進氣口41、回氣口42、制冷流向口44和制熱流向口 43，所述壓縮機I的排氣口與四通閥4的進氣口 41連通，壓縮機I的排氣口設置有溫度開關2和高壓開關3，所述四通閥4的回氣口 42通過回氣管路與壓縮機I的吸氣口連接，壓縮機I的吸氣口處設置有低壓開關22，所述氣液分離器17設置于回氣管路上，所述車外換熱器5的氣體連接端連接四通閥4的制冷流向口 44，車外換熱器的液體連接端通過第一空調管道連接于第一雙向膨脹閥9的一端，第一雙向膨脹閥9的另一端連接于車內換熱器11的液體連接端，所述車內換熱器11的氣體連接端通過第二空調管道連接于四通閥4的制熱流向口 43;所述制冷盤管27的一端通過第一電池恒溫管道連接于車外換熱器的液體連接端，所述制冷盤管27的另一端通過通過第二電池恒溫管道連接于四通閥4的制熱流向口 43，所述制冷盤管27的另一端通過第三電池恒溫管道連接于第一雙向膨脹閥9的另一端與車內換熱器11的液體連接端之間，所述第一空調管道上設置有第一控制閥7，所述第二空調管道上設置有第二控制閥15，所述第一電池恒溫管道上設置有第二雙向膨脹閥20，所述第二電池恒溫管道上設置有第三控制閥18，所述第三電池恒溫管道上設置有第四控制閥19，所述第一控制閥7、第二控制閥15、第三控制閥18和第四控制閥19均為電磁閥，所述第二電池恒溫管道和第二空調管道匯集于一個儲氣箱16，并通過儲氣箱16與制熱流向口 43連通。
[0067]所述車外換熱器5和車內換熱器11的氣體連接端均設置有氣體分配器，車外換熱器5的氣體分配器與四通閥4的制冷流向口 44連接，車內換熱器11的氣體分配器與四通閥4的制熱流向口 43連接，所述車外換熱器5和車內換熱器11的液體連接端均設置有液體分配器，該車外換熱器5的液體分配器與第一雙向膨脹閥9的一個端口以及第一電池恒溫管道的一端連接，第一雙向膨脹閥9的另一個端口與車內換熱器11的液體分配器連接。
[0068]所述液體分配器包括一個錐形的分配腔室，該分配腔室上設置有一個液體總接口和若干個分配管，該若干個分配管與車外換熱器5內或車內換熱器11的換熱分管一一對應連通。
[0069]所述車外換熱器5上的氣體分配器包括一個儲氣管，該儲氣管固定于車外換熱器5的氣體連接端，該儲氣管上設置有一個氣體總接口和若干個分配口，所述總接口與四通閥4的制冷流向口44連接，所述若干個分配口與車外換熱器5內的換熱分管——對應連通。車內換熱器11的氣體分配器結構與車外的氣體分配器結構相同。
[0070]所述水箱內還設置有第一輔助電加熱裝置26，所述車內換熱器11風流下游側設置有第二輔助電加熱裝置12。
[0071]所述電動空調系統還包括設置于車內的車內溫度傳感器、設置于車外的車外傳感器、設置于車外換熱器5芯體上的車外換熱器溫度傳感器6、設置于車內換熱器11芯體上的車內換熱器溫度傳感器13，該車內溫度傳感器、車外溫度傳感器7、車外換熱器溫度傳感器6和車內換熱器溫度傳感器13均與中控裝置連接，該中控裝置與車內風機14、車外風機10以及壓縮機I電連接。水箱內也設置有水溫傳感器28。
[0072]另外，本實施例還一種純電動汽車電池恒溫和空調系統的控制方法，其包括以下方式:
[0073]A、純空調模式
[0074]Al、空調制熱模式
[0075]All、空調制熱模式啟動:
[0076]當且僅當車外環境溫度小于T^ax時制熱模式啟動，啟動后，一般設定T^ax= 16°C，那么只有在車外溫度小于16°C時制熱模式才可啟動，這樣可避免駕駛員誤操作，四通閥4切換成制熱模式，使四通閥4的進氣口 41與制熱流向口 43連通，制冷流向口 44與回氣口 42連通，第一控制閥7和第二控制閥15開啟，第三控制閥18和第四控制閥19關閉，壓縮機I啟動，冷媒經過壓縮機I壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥4后均勻進入到車內換熱器11中熱交換，再通過第一雙向膨脹閥9降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒均勻進入到車外換熱器5熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制冷流向口 44和回氣口 42流回至氣液分離器17，低溫的氣態冷媒經過壓縮機I的吸氣口回流至壓縮機I進入下一個循環，壓縮機I根據車內設定溫度!>般、車內實時溫度!>*和車外實時溫度T外實進行智能變頻;當車內換熱器11的芯體溫度低于T內min時車內風機14停止轉動，當車內換熱器11的芯體溫度高于T內max時車內風機14以設定的轉速檔位轉動，當車內換熱器11的芯體溫度處于T內MrJljIV3max之間時車內風機14以最低轉速檔位轉動；實際設定時，T內min溫度取26°C，而T內max取35 °C。這樣在車內換熱器11芯體溫度較低時車內風機14停止轉動，可以有效的防止冷風吹進車內。
[0077]A12、空調制熱模式關閉:
[0078]關閉制熱模式且關閉電源時，先關閉壓縮機I，而后延遲關閉車內風機14，最后將四通閥4切換制冷模式，使進氣口 41與制冷流向口 44連通，制熱流向口 43與回氣口 42連通；而關閉制熱模式空調系統處于待機時，先關閉壓縮機I，車內風機14中速檔位轉動一定時間后再以最低轉速檔位持續運轉，而四通閥4切換制冷模式，關閉制熱模式后，設定A = T內設-TV挾，當A大于設定值N時制熱模式才再次啟動;N為-1;
[0079]A2、空調制冷模式
[0080]A21、空調制冷模式啟動:
[0081 ]當且僅當車外環境溫度大于等于T外min時制冷模式啟動，該T外min取13°C，當車外環境溫度大于等于13°C，制冷模式才啟動，而小于13°C，制冷模式是無法啟動，壓縮機I保護，啟動后，四通閥4切換成制冷模式，使進氣口 41與制冷流向口 44連通，制熱流向口 43與回氣口42連通;第一控制閥7和第二控制閥15開啟，第三控制閥18和第四控制閥19關閉，車外風機10啟動后再啟動壓縮機I，冷媒經過壓縮機I壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥4后均勻進入車外換熱器5中熱交換，再通過第一雙向膨脹閥9降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒均勻進入車內換熱器11熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制熱流向口 43和回氣口 42流回至氣液分離器17，低溫的氣態冷媒經過壓縮機I的吸氣口回流至壓縮機I進入下一個循環，壓縮機I根據車內設定溫度、車內實時溫度進行智能變頻；
[0082]A22、空調制冷模式關閉:
[0083]關閉制冷模式時，先關閉壓縮機I而后關閉車外風機10，設定Al= T內實-1V般，當A大于設定值NI時制冷模式才再次啟動;該NI也為-1。
[0084]B、純電池恒溫調節模式
[0085]B1、電池制冷模式
[0086]當電池包溫度超過，水箱內水溫Τ7?大于T7&ir^，電池制冷模式啟動，實際!'?^取361€，。四通閥4切換成制冷模式，使進氣口 41與制冷流向口 44連通，制熱流向口43與回氣口42連通;第三控制閥18開啟，第一控制閥7、第二控制閥15第四控制閥19關閉，車外風機10啟動后再啟動壓縮機I，冷媒經過壓縮機I壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥4后均勻進入車外換熱器5中熱交換，再通過第二雙向膨脹閥20降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒進入到制冷盤管27中對水箱內的水進行制冷，水栗29啟動對電池盒23內的電池包降溫，冷媒經過熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制熱流向口 43和回氣口 42流回至氣液分離器17，低溫的氣態冷媒經過壓縮機I的吸氣口回流至壓縮機I進入下一個循環，壓縮機I和車外風機10根據水箱內的溫度進行智能變頻；當水箱內水溫T7Ka小于T7K^in時電池制冷模式停止；
[0087]B2、電池制熱模式
[0088]當電池包溫度低于Tiitain，水溫小于等于T7Mmax時，實際中，Tiitain為10 °C時，電池制熱模式啟動，四通閥4切換成制熱模式，使進氣口 41與制熱流向口 43連通，制冷流向口 44與回氣口 42連通;第三控制閥18開啟，第一控制閥7、第二控制閥15第四控制閥19關閉，壓縮機I啟動，冷媒經過壓縮機I壓縮后變成高溫高壓的氣態冷媒，氣態冷媒通過四通閥4后進入到制冷盤管27中熱交換，水栗29啟動對電池盒23內的電池包升溫，使氣態冷媒變成溫度降低，再通過第二雙向膨脹閥20降壓變成低溫液態冷媒，低溫液態冷媒均勻進入到車外換熱器5熱交換后變成低溫的氣液混合物，最后經過制冷流向口 44和回氣口 42流回至氣液分離器17，低溫的氣態冷媒經過壓縮機I的吸氣口回流至壓縮機I進入下一個循環，壓縮機I和車外風機10根據水箱內的溫度進行智能變頻；當水箱內水溫T7?大于T*&ax時電池制冷模式停止；
[0089]C、空調和電池恒溫混合模式
[0090]Cl空調和電池同時制冷模式
[0091 ]當同時滿足A2和BI中的條件時，啟動空調和電池制冷，第一控制閥7、第二控制閥15和第三控制閥18打開，第四控制閥19關閉，四通閥4為制冷模式，壓縮機I啟動使冷媒分別經過第一雙向膨脹閥9和第二雙向膨脹閥20進入到車內換熱器11和制冷盤管27中換熱，水栗29和車內風機14啟動對電池包和車內進行制冷，壓縮機I和車外風機10的根據T7?、T_、IV般進行智能調頻;任一模式滿足停止條件時，另一模式均按照單獨的運行模式運行；
[0092]C2空調和電池同時制熱模式
[0093]當同時滿足Al和Β2中的條件時，啟動空調和電池制熱，第一控制閥7和第三控制閥18關閉，第二控制閥15和第四控制閥19打開，四通閥4為制熱模式，壓縮機I啟動，冷媒先經過車內換熱器11換熱后再經過制冷盤管27加熱水箱的水，然后通過第二雙向膨脹閥20變成低溫液體，再經過車外換熱器5換熱吸熱后從四通閥4的回流口流入壓縮機I內；壓縮機I和車外風機10的根據Τ7?、?ν*、Τ??進行智能調頻;任一模式滿足停止條件時，另一模式均按照單獨的運行模式運行。
[0094]所述空調控制方法中的車內換熱器11還配套了車內輔助電加熱;水箱內設置有水箱輔助電加熱；
[0095]當同時滿足以下條件時才啟動車內輔助電加熱:I)壓縮機I運行時間超過2分鐘；2)車內風機14正持續運行;3)距離上次輔助電加熱關閉時間已超過I分鐘;4)車內換熱器11的芯體溫度小于預設值T*g;其中，預設值T*g為50°C，5)車內溫度小于預設值!1—;預設值丁_為20 °C,6.A值大于設定值N2，該N2大于N ； N2為3。
[0096]當滿足以下條件之一時，車內輔助電加熱關閉:1、車內換熱器11的芯體溫度大于等于預設值T*g;2、A值小于等于設定值N2-1;由上可知N2為3，那么A值小于等于2時輔助電加熱關閉；3、車內溫度大于預設值IV振s+1 ;4、制熱模式和制冷模式切換時；
[0097]當電池包溫度低于T_in，水溫小于等于T7J^aJt，且電池制熱模式下運行超過5分鐘，水箱輔助電加熱啟動，T7&ax取30°C，當水溫大于等于T7&ax+5時，水箱輔助電加熱停止，系統切換成純空調的制熱模式。
[0098]在制熱模式時，由于低溫冷媒需要在車外換熱器5中吸熱氣化，因此，車外換熱器5可能結霜，這樣降低了車外換熱器5的換熱效率。所述空調控制方法在空調制熱模式、電池制熱模式或空調電池同時制熱模式下均還設置有除霜模式:
[0099]設定車外實時溫度為T外實、車外換熱器5芯體溫度T外芯，當T外實-T外芯2設定值N3時，且對應的制熱模式下運行時間超過30分鐘啟動除霜模式，N3優選為9°C，除霜開始時，壓縮機
1、車內風機14和車外風機10均停止，四通閥4切換成制冷模式，第一控制閥7和第二控制閥15開啟，第三控制閥18和第四控制閥19關閉，而后壓縮機I啟動并逐漸變為滿負荷運行，車內風機14和車外風機10依舊停止，冷媒按照電動空調的純空調制冷模式路線運行，使高溫高壓的氣態冷媒在車外換熱器5中通過除霜；當T外芯持續一段時間超過T外&in或除霜模式持續運行超過最低除霜時間時停止除霜。!'外&化選定為7 0C時，需要持續80秒超過7 °C才停止，當T外&in選定為12 °C時，只要持續5秒超過12 0C即停止，而最低除霜時間一般設定為3分鐘。
[0100]空調制熱模式下壓縮機I根據車內設定溫度Τ??、車內實時溫度T喊和車外實時溫度T外實進行智能變頻的具體方式為;壓縮機I轉速設定有四檔，又慢至快依次為第一檔、第二檔、第三檔和第四檔，壓縮機I根據T外實時大小刺艮制壓縮機I的最高轉速；
[0101]1、當T外實<9°C時壓縮機I的最高轉速檔為第三檔;壓縮機I可在第一檔、第二檔、第三檔中任一轉速檔運行。
[0102]2、當1 °C < T外實< 12 °C時，壓縮機I的最高轉速檔為第三檔;在該溫度范圍內，壓縮機I只能在第一檔、第二檔和第三檔轉速下運行
[0103]3、當13°C<T外實<T外max時，壓縮機I的最高轉速檔為第二檔；只能第一檔和第二檔運行。
[0104]在上述壓縮機I限制條件下
[0105]11、當A 2 2時，壓縮機I以當前所能運行檔位的最高轉速檔運行;例如，當T外實<9°C時，壓縮機11以最高轉速第三檔運行，當1 °C < T外實< 12 °C時，以第三檔運行，當13 °C < T外實
<T^ax時，以第二檔運行。
[0106]12、當OS A<2時，壓縮機I以第三檔轉速運行，若壓縮機I限制條件只允許最高轉速為第二檔，則以第二檔轉速運行；
[0107]13.當_3<A<0時，壓縮機I以第二檔轉速運行；
[0108]14.當A <-3時，壓縮機I停止運行;壓縮機I根據上述邏輯進行智能調頻運行，避免壓縮機I功率溢出。
[0109]空調制冷模式下壓縮機I根據車內設定溫度、車內實時溫度進行智能變頻具體方式為:
[0110]11、當Al 2 2時，壓縮機I第三檔轉速運行；
[0111]12、當O SAl <2時，壓縮機I以第三檔轉速運行；
[0112]13.當-3〈Al<O時，壓縮機I以第二檔轉速運行；
[0113]14.當Al <-3時，壓縮機I停止運行；
[0114]純電池制熱時，根據水箱內水溫T水溫，壓縮機I進行智能變頻，當T水溫max時，T7&ax為30°C，壓縮機I第三檔轉速運行，iT7&ax<T7K^ T7&ax+5時，壓縮機I第二檔轉速運行，當T7_?> T7?naX+5時，壓縮機I停止；
[0115]純電池制冷時，根據水箱內水溫T7?，壓縮機I進行智能變頻，當水箱內水溫τ7?>T7K&in+5時，T7?inS4°C，壓縮機I第三檔轉速運行，iT7?in<T7Kg < T7?in+5時，壓縮機I第二檔轉速運行，當T7_l溫< T水&IinBf，壓縮機I停止；
[0116]電池和空調同時制熱時，壓縮機I根據T7?、T_、Trtg進行智能調頻；當電池包溫度低于TE?nin，水溫T7?nax，I>按<!>般時，壓縮機I第四檔轉速運行；當T7? 2 T7?naX，IV按=IV般時，壓縮機I第二檔轉速運行，IV挾>!>般+3時，壓縮機I停止工作；
[0117]電池和空調同時制冷時，壓縮機I根據T7?、T_、Trtg進行智能調頻；當電池包溫度超過，水箱內水溫T7KS> tein+5，且1>按> IV般時，壓縮機I第四檔轉速運行，當T7Mmin<T/KS < T7?nin+5，且IV挾=IV般時，壓縮機I第三檔轉速運行，當T7? < T/W&iinBt，壓縮機I停止。
[0118]該電池恒溫和空調系統的控制方法對車外風機10和車內風機14進行變頻控制，其具體方式為
[0119]純空調制熱模式時車外風機10根據車外的溫度進行變頻，當T外實小于或等于預設的!>_溫度時，車外風機10以100%轉速運行；當T外實大于預設的T外零界溫度時，車外風機10降頻以85%轉速運行;該T外零界優選為7°C，制熱模式時車內風機14可手動調節檔位或者根據A值的大小進行自動調節:當A 2 2時，車內風機14以100 %轉速運行；當0 ^ A<2時，車內風機14以80%轉速運行；當-3<A<0時，車內風機14以60%轉速運行；當A < _3時，車內風機14以60%轉速運行；
[0120]純空調制冷模式下車外風機10根據車外換熱器5芯體溫度進行變頻，當T外芯小于預設的!>_時，車外風機10以75%轉速運行；當T外芯i界<T外芯<T外芯i界+5時，車外風機10以85%轉速運行;T外芯> T外芯_+5時，車外風機10以100 %轉速運行；該T外151^優選為40 °C ;而制冷模式下車內風機14可手動調節檔位或者根據Al值的大小進行自動調節:當Al 2 2時，車內風機14以100%轉速運行；當O < Al<2時，車內風機14以80%轉速運行；當-3<A1<0時，車內風機14以60%轉速運行。
[0121]以上所述實施例僅是對本發明的優選實施方式的描述，不作為對本發明范圍的限定，在不脫離本發明設計精神的基礎上，對本發明技術方案作出的各種變形和改造，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，包括壓縮機，四通閥、車外換熱器、第一雙向膨脹閥、車內換熱器、氣液分離器，所述車外換熱器和車內換熱器分別配套有車外風機和車內風機，其特征在于:還包括水箱、電池盒、制冷盤管、水栗和調溫盤管，所述制冷盤管設置于水箱內，所述調溫盤管設置于電池盒內，所述水栗連接于水箱的出水口和調溫盤管的一端;所述調溫盤管的另一端連接于水箱的回水口，所述制冷盤管設置于水箱內，所述四通閥上設置有進氣口、回氣口、制冷流向口和制熱流向口，所述壓縮機的排氣口與四通閥的進氣口連通，所述四通閥的回氣口通過回氣管路與壓縮機的吸氣口連接，所述氣液分離器設置于回氣管路上，所述車外換熱器的氣體連接端連接四通閥的制冷流向口，車外換熱器的液體連接端通過第一空調管道連接于第一雙向膨脹閥的一端，第一雙向膨脹閥的另一端連接于車內換熱器的液體連接端，所述車內換熱器的氣體連接端通過第二空調管道連接于四通閥的制熱流向口 ；所述制冷盤管的一端通過第一電池恒溫管道連接于車外換熱器的液體連接端，所述制冷盤管的另一端通過通過第二電池恒溫管道連接于四通閥的制熱流向口，所述制冷盤管的另一端通過第三電池恒溫管道連接于第一雙向膨脹閥的另一端與車內換熱器的液體連接端之間，所述第一空調管道上設置有第一控制閥，所述第二空調管道上設置有第二控制閥，所述第一電池恒溫管道上設置有第二雙向膨脹閥，所述第二電池恒溫管道上設置有第三控制閥，所述第三電池恒溫管道上設置有第四控制閥。2.如權利要求1所述的一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，其特征在于:所述車外換熱器和車內換熱器的氣體連接端均設置有氣體分配器，車外換熱器的氣體分配器與四通閥的制冷流向口連接，車內換熱器的氣體分配器與四通閥的制熱流向口連接，所述車外換熱器和車內換熱器的液體連接端均設置有液體分配器，該車外換熱器的液體分配器與第一雙向膨脹閥的一個端口以及第一電池恒溫管道的一端連接，第一雙向膨脹閥的另一個端口與車內換熱器的液體分配器連接。3.如權利要求2所述的一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，其特征在于:所述水箱內還設置有第一輔助電加熱裝置，所述車內換熱器風流下游側設置有第二輔助電加熱裝置。4.如權利要求3所述的一種純電動汽車電池恒溫和空調系統，其特征在于:所述液體分配器包括一個錐形的分配腔室，該分配腔室上設置有一個液體總接口和若干個分配管，該若干個分配管與車外換熱器內或車內換熱器的換熱分管一一對應連通。
【文檔編號】F25B49/02GK205536664SQ201620095715
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】黃偉
【申請人】蘇州賽爾科凌空調有限公司