[发明专利]一种混合动力车用中冷热泵联合系统及其制冷制热方法

说明书

本发明公开了一种混合动力车用中冷热泵联合系统及其制冷制热方法，该联合系统包括中冷系统和热泵系统，中冷系统包括电子水泵、中冷器、低温散热器、储液壶、第二三通电磁阀和温度传感器，热泵系统包括储液器、压缩机、冷凝器、风门、蒸发器、风机、第一可控膨胀阀、第二可控膨胀阀、热泵外部换热器和第一三通电磁阀，热泵外部换热器为水冷式换热器；在热泵系统制冷或者制热时，利用中冷系统中的冷却液进行冷却或加热，并根据发动机转速控制冷却液回路。本发明能避免热泵外部换热器在低温环境下制热时表面出现结霜，同时满足发动机进气温度及乘员舱舒适性的双重要求。

技术领域

本发明涉及混合动力汽车的发动机冷却系统及空调系统，具体涉及一种混合动力车用中冷热泵联合系统及其制冷制热方法。

背景技术

传统汽车制热通常利用发动机的冷却液温度，通过暖风芯体进行制热，在极端寒冷地区亦有采用PTC电加热进行制热，制冷利用冷凝剂，通过制冷循环进行制冷。目前，有部分汽车开始采用热泵进行制热和制冷，以降低制热能耗，比如CN205403231U公开的一种热泵式汽车空调装置。这种热泵式汽车空调的室外换热器为风冷式换热器，在低温环境下制热时，其表面容易结霜，从而导致其与外界空气的换热效率降低，进而从外界吸收的热量降低，影响热泵的制热性能，导致热泵供暖系数COP降低。

另外，增压发动机已普遍运用于各主机厂中，因此，混合动力汽车也常常采用增压发动机作为动力源之一。为了提高动力性、降低爆震趋势，并降低油耗，水冷式中冷系统作为一个重要措施被众多企业采用，但水冷式中冷系统需要一个低温散热器（为风冷式散热器）布置在机舱前方，而热泵式空调（即热泵系统）的室外换热器（即热泵外部换热器）也布置在机舱内，如果低温散热器布置在热泵外部换热器之后，则在夏天制冷时，低温散热器的进风温度会高10℃以上，严重影响水冷式中冷系统的换热性能，影响发动机进气温度，而如果低温散热器布置在热泵外部换热器之前，则会导致夏天热泵制冷效果不佳，压缩机功耗增加，热泵外部换热器进风温度高5℃以上，乘员舱舒适性差；因此，对于采用增压发动机以及热泵式空调的混合动力汽车而言，存在低温散热器与热泵外部换热器竞争最前位置的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力车用中冷热泵联合系统，以避免热泵外部换热器在低温环境下制热时表面出现结霜，同时满足发动机进气温度及乘员舱舒适性的双重要求。

本发明所述的混合动力车用中冷热泵联合系统，包括中冷系统和热泵系统，所述中冷系统包括电子水泵、中冷器、低温散热器和储液壶，所述热泵系统包括储液器、压缩机、冷凝器、风门、蒸发器、风机、第一可控膨胀阀、第二可控膨胀阀、热泵外部换热器和第一三通电磁阀，所述冷凝器、风门、蒸发器、风机设置在与乘员舱相通的进气风道内，所述储液器的出口与压缩机的入口连接，压缩机的出口与第一可控膨胀阀的入口连接，压缩机的出口通过风门与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口与第一可控膨胀阀的入口连接，第一三通电磁阀的第一出口与储液器的入口连接、第二出口与第二可控膨胀阀的入口连接，第二可控膨胀阀的出口与蒸发器的入口连接，蒸发器的出口与储液器的入口连接；所述热泵外部换热器为水冷式换热器，热泵外部换热器的制冷剂入口与第一可控膨胀阀的出口连接，热泵外部换热器的制冷剂出口与第一三通电磁阀的入口连接；所述中冷系统还包括第二三通电磁阀和设置在低温散热器上的温度传感器， 所述低温散热器的出口与电子水泵的入口连接，电子水泵的出口与第二三通电磁阀的第一入口以及中冷器的冷却液入口连接，中冷器的冷却液出口与第二三通电磁阀的第二入口连接，第二三通电磁阀的出口与热泵外部换热器的冷却液入口连接，热泵外部换热器的冷却液出口与低温散热器的入口连接，所述储液壶的入口与低温散热器的水室顶端连接、出口与低温散热器的出口连接，所述温度传感器与ECU电连接，将检测的冷却液温度发送给ECU，ECU与第二三通电磁阀的控制端电连接，根据发动机转速控制第二三通电磁阀的连通管路，ECU与电子水泵的控制端电连接，控制电子水泵的转速。

采用上述混合动力车用中冷热泵联合系统进行制冷制热的方法为：