[发明专利]一种含中间换热器的集成动力电池热管理的热泵空调系统

说明书

一种含中间换热器的集成动力电池热管理的热泵空调系统，室外换热器串联有组合阀，室外换热器串联有二号电子膨胀阀，其再串联有直冷板，直冷板串联有一号单向阀，其再串联组合阀，上述部件形成一个大回路；直冷板与一号单向阀之间连通有二号单向阀，电子压缩机连通室内冷凝器，其连通中间换热器；室外换热器与二号电子膨胀阀之间连通有三号电子膨胀阀；二号电子膨胀阀与直冷板之间连通有二号节流阀，其再串联一号节流阀；室外换热器与二号电子膨胀阀之间还连通有一号电子膨胀阀，蒸发器再连通在二号单向阀与气液分离器之间。本发明集成度较高，乘客舱热管理和动力电池热管理相互独立，可满足不同工况下乘客舱与动力电池的制冷与制热，使用效果好。

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池热管理及热泵空调系统，特别是一种适用于新能源汽车的含中间换热器的集成动力电池热管理的热泵空调系统。

背景技术

随着新能源汽车，尤其是纯电动汽车的发展，用户对整车续航里程提出了更高的要求，而冬季续航里程下降明显是纯电动汽车需要解决的问题之一。热泵系统是避免冬季续航里程下降的一项关键技术，通过室外换热器从外界低温环境中吸热，将热量转移到高温环境内。对乘客舱单独冷却、加热的热泵空调系统技术相对成熟，有多种可实现的技术方案。

动力电池热管理需要实现动力电池的冷却和加热，冷却的方式有电池冷却器（chiller）间接冷却和直冷板直接冷却两种方式。电池冷却器间接冷却可以实现动力电池冷却和加热功能，但存在热效率较低，换热部件重量较重，增加冷却液泄露风险等多个问题。直冷板采用制冷剂直接与动力电池接触冷却，换热效率高的优点。加热采用电加热的方式，能效高，间接的降低低温工况下整车的续航里程。

动力电池热管理功能较单一，已经逐渐集成到热泵空调系统中。目前应用较多的为电池冷却器间接冷却的集成，直冷板虽然在制冷方面有一定的优势，但制热需要解决的问题很多，在新能源汽车上的应用并不多。

 专利 CN107878222A “一种电动汽车动力电池分布式直冷冷却装置和方法”，通过与动力电池模组底部接触的冷却板，实现了对动力电池的冷却，但该专利只涉及动力电池的高效冷却，不含加热功能。CN 109449536A “动力电池热泵式冷媒直接热管理系统及方法” ，专利采用双向电子膨胀阀，通过四通换向阀实现动力电池的制冷与制热功能，但双向电子膨胀阀和四周换向阀成本较高，且制热工况下，为降低电池冷却进口的温度，使用换热器将部分热量排除，能量损耗多，制热工况的COP值较低，两个支路的制冷与制热功能不能进行独立调节，缺少除霜除雾功能，在新能源汽车上应用难度较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、使用效果好的含中间换热器的集成动力电池热管理的热泵空调系统。

本发明的技术方案是，一种含中间换热器的集成动力电池热管理的热泵空调系统，其特征在于：室外换热器串联有组合阀，室外换热器串联有二号电子膨胀阀，二号电子膨胀阀串联有直冷板，直冷板串联有一号单向阀，一号单向阀串联组合阀，上述部件形成一个大回路；直冷板与一号单向阀之间连通有二号单向阀，二号单向阀串联气液分离器以及电子压缩机，电子压缩机的另一端连通室内冷凝器，室内冷凝器连通中间换热器的a接口；室外换热器与二号电子膨胀阀之间连通有三号电子膨胀阀，三号电子膨胀阀连通中间换热器的c接口；中间换热器b接口并联至一号节流阀与二号节流阀，一号节流阀再连接在一号单向阀及其串联的组合阀之间，二号节流阀再连接至二号电子膨胀阀与直冷板之间；中间换热器d接口连接至二号单向阀与气液分离器之间；室外换热器与二号电子膨胀阀之间还连通有一号电子膨胀阀，一号电子膨胀阀连通有蒸发器，蒸发器再连通在二号单向阀与气液分离器之间。

所述的室外换热器外侧设有冷凝风扇。

所述的蒸发器外侧设有鼓风机。

所述的中间换热器为高效换热的板式结构，中间换热的四个接口，ab接口为高温高压制冷剂通道，cd接口为低温低压制冷剂通道。