CN109050201A - 一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，包括：依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器、第六电磁三通阀依次连通；其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；该系统配置液氮冷却系统，在电池快充工况下辅助制冷。

Description

一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统

技术领域

本发明涉及一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，属于空调技术领域。

背景技术

在汽车领域，为了减少环境污染，大规模发展电动汽车已经成为一种趋势，实现新能源汽车的规模应用同时全面提升电动汽车整车品质与性能是目前发展的主流方向之一。

纯电动汽车没有燃油发动机，汽车空调系统除压缩机不能继续由发动机直接带动外，冬季制热也无法继续利用发动机余热，现电动汽车多采用PTC电加热器直接供暖，效率较低，显著的降低了电动汽车的续航里程，从长远来看不符合节能减排的目标。因此，研究能效比较高的热泵空调系统对电动汽车的技术发展有着极其重要的意义。

常用的汽车空调系统常由一个四通换向阀实现热泵空调系统制冷制热模式的相互转换，但是此种热泵空调不能实现联动的电池热管理功能，并且在超低温情况下，热泵空调的性能会显著降低，而且传统的除霜方式影响车内热舒适性，因此需要设计一种热泵式汽车空调，来满足制冷，制热，超低温制热，电池加热/冷却，电机冷却，除霜等要求。并且在电池快充工况下时，电池散热需求大，现有电动汽车空调系统不能满足电池散热需求，故需要设计配置有辅助冷却系统的热泵空调。

发明内容

本发明设计开发了一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，设置辅助冷却系统，能够克服现有电动汽车空调系统在电池快充工况时不能满足电池散热的需求。

本发明的另一发明目的：能够克服常用汽车空调系统不能实现联动的电池热管理功能。

本发明提供的技术方案为：

一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，包括：

依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；

依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；

依次连通的液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器以及第六电磁三通阀形成辅助冷却系统；

其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；所述液氮罐中的液氮经所述控制器控制进入第二板式换热器中吸收电池冷却液的热量后气化排到空中实现辅助制冷。

优选的是，还包括：

依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第二电磁阀、第三电子膨胀阀以及蒸发器形成连通回路；

当所述空调系统处于车内制冷模式时，所述压缩机开启，所述第三水泵关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀开启，所述第一电磁阀关闭；

当所述空调系统处于车内制冷和电池冷却模式时，所述压缩机和所述第三水泵开启，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启。

优选的是，还包括：

依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、电池散热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；

当所述空调系统处于第一电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第二电磁阀关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启；

当所述空调系统处于第二电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第二电磁阀关闭，所述第三水泵开启，所述第五电磁三通阀开启，并且通过调节所述第五电磁三通阀使所述电池散热器和所述第二板式换热器相连通。

优选的是，还包括：

依次相连的第一三通阀、第一水泵、充电系统、直流电源转换器、电机控制系统、电动机、电机散热器以及散热风扇形成连通回路；

当所述空调系统处于电机冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时关闭，所述第一水泵开启。

优选的是，还包括：

依次相连的第二水泵、PTC加热器、第二三通阀、车内散热器、第四电磁三通阀、第三电磁三通阀、以及第三三通阀形成连通回路；

当所述空调系统处于PTC车内制热模式时，所述第一水泵、所述第三水泵同时关闭，所述第二水泵开启，所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，并且调节所述第四电磁三通阀和所述第三电磁三通阀时，所述第二水泵和所述车内散热器连通；

当所述空调系统处于PTC电池预热模式时，所述压缩机关闭，所述第一水泵关闭，所述第二水泵和所述第三水泵同时开启；所述第五电磁三通阀开启，并且调节所述第五电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述第三板式换热器相连通；所述第六电磁三通阀开启，并且调节所述第六电磁三通阀使所述PTC加热器和所述第二板式换热器相连通；所述第七电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，并且调节所述第七电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述第二水泵相连通。

优选的是，还包括：

第一电子膨胀阀，其同时与车外换热器和第二电磁三通阀相连；

当所述空调系统处于热泵车内制热模式时，所述压缩机开启，所述第一水泵、所述第三水泵同时关闭，并且所述PTC加热器关闭；所述第一电磁三通阀、所述第二电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，调节所述第一电磁三通阀使所述车外换热器和所述第一板式换热器相连通；调节所述第二电磁三通阀时使所述第一电子膨胀阀和所述第一板式换热器相连通；调节第三电磁三通阀使所述第二水泵和所述第一板式换热器相连通。

优选的是，当所述空调处于热泵车内制热和PTC补热模式时，所述PTC加热器开启。

优选的是，当所述空调系统处于第一除霜模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第一水泵和所述第二水泵同时关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀以及所述第五电磁三通阀同时开启，所述第二电磁阀关闭。

优选的是，当所述空调系统处于第二除霜模式时，所述第二水泵、所述第三水泵同时开启，所述第三电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第六电磁三通阀同时开启；调节所述第三电磁三通阀和所述第四电磁三通阀使所述第二水泵和所述第二板式换热器相连通；调节所述第六电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述PTC加热器相连通。

优选的是，还包括：

第一膨胀壶，其与所述第三三通阀相连，同时和所述第四电磁三通阀与所述第七电磁三通阀之间的回路相连；

第二膨胀壶，其与所述第一三通阀和所述电机散热器相连。

本发明所述的有益效果：本发明所提供的热泵式汽车空调，具有多种工作模式，能够实现联动的电池热管理功能，并且能够在除霜的同时进行电池冷却和车内加热，提高车内热舒适性并且保证电池在工作温度范围内工作。并且该系统配置液氮冷却系统，在电池快充工况下进行辅助制冷，从而满足电池散热需求。

附图说明

图1为本发明所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，包括第一三通阀1、第一水泵2、充电系统3、直流电源转换器4、电动机控制系统5、电动机6、第一电磁三通阀7、车外换热器9、电机散热器10、电机散热风扇11、第二电磁三通阀15、第一板式换热器16、压缩机17、气液分离器18、第一电子膨胀阀22、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25、第二电磁阀26、第三电子膨胀阀27、第二三通阀28、PTC加热器29、第二水泵30、车内散热器31、蒸发器32、车内散热风扇33、第三三通阀34、第三电磁三通阀35、第四电磁三通阀36、第二板式换热器38、第三水泵39、电池换热模块40、第五电磁三通阀41、第三板式换热器42、电池散热器43、电池散热风扇44、第四三通阀45、第一膨胀壶46、第二膨胀壶47、液氮罐51、控制器52、第六电磁三通阀53、第七电磁三通阀54。

本发明通过切换阀门，控制压缩机和水泵的开启关闭，能够使汽车空调实现多种工作模式，具体的工作模式如下：

1、车内制冷模式包括依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第二电磁阀26、第三电子膨胀阀27、蒸发器32以及气液分离器18形成连通回路；

具体工作模式为：经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口b流出，然后进入第二电磁阀26，然后经过第三电子膨胀阀27的节流变成低压低温的制冷剂，进入蒸发器32，制冷剂吸收空气的热量，空气本身温度降低，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17，实现车内制冷循环。在此模式下第一电磁阀24处于关闭状态。

2、车内制冷+电池冷却模式包括依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第二电磁阀26、第三电子膨胀阀27、蒸发器32以及气液分离器18形成连通回路；

依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25、第三板式换热器42以及气液分离器18形成连通回路。

依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、第三板式换热器42、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

具体工作模式为：经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口b流出，一部分制冷剂进入第二电磁阀26，然后经过第三电子膨胀阀27的节流变成低压低温的制冷剂，进入蒸发器32，制冷剂吸收空气的热量，空气本身温度降低，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17，实现车内制冷循环；另一部分制冷剂进入第一电磁阀24，然后经过第二电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口c流出，进入第三板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过第五电磁三通阀41的端口b进入，经过第五电磁三通阀41的端口c流出，流经第二板式换热器38，然后回到水泵39，实现电池冷却循环。

3、第一电池单独冷却模式(空调制冷剂冷却)包括依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25、第三板式换热器42以及气液分离器18形成连通回路；

依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、第三板式换热器42、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

具体工作模式为：经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口b流出，然后进入第一电磁阀24，然后经过第二电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入第三板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口c流出，进入第三板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过第五电磁三通阀41的端口b进入，经过第五电磁三通阀41的端口c流出，流经第二板式换热器38，然后回到第三水泵39，实现电池冷却循环。在此模式下第二电磁阀26处于关闭状态。

4、第二电池单独冷却模式(环境风冷却)包括依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、电池散热器43、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

具体工作模式为：在环境温度较低的情况下，电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口a流出，进入电池散热器43，空气在电池散热风扇44的作用下对电池散热器43进行冷却，冷却完的液体然后经过第五电磁三通阀41的端口a进入，经过第五电磁三通阀41的端口c流出，流经第二板式换热器38，然后回到第三水泵39，实现电池冷却循环。

5、电机冷却模式包括依次相连的第一水泵2、充电系统3、电源转换器4、电动机控制系统5、电动机6、电机散热器10以及第一三通阀1形成连通回路；

具体工作模式为：电机循环液体在第一水泵2的作用下，流经充电系统3，直流电源转换器4，电动机控制系统5，电动机6，然后进入电机散热器10，空气在电机散热风扇11的作用下对电机散热器10进行冷却，冷却完的液体然后经过第一三通阀1的端口c进入，经过第一三通阀1的端口b流出，然后回到第一水泵2，实现电机冷却循环。

6、PTC车内制热模式包括依次相连的第二水泵30、PTC加热器29、第二三通阀28、车内散热器31、第四电磁三通阀36、第三电磁三通阀35以及第三三通阀34；

具体工作模式为：PTC加热循环液体在第二水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过第二三通阀28的端口c进入，经过第二三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过第四电磁三通阀36的端口c进入，经过第四电磁三通阀36的端口b流出，经过第三电磁三通阀35的端口c进入，经过第三电磁三通阀35的端口b流出，然后经过第三三通阀34的端口b进入，经过第三三通阀34的端口c流出，然后回到第二水泵30，实现PTC车内制热循环。

7、PTC电池预热模式包括依次相连的第二水泵30、PTC加热器29、第二三通阀28、第六电磁三通阀53、第二板式换热器38、第七电磁三通阀54、第四电磁三通阀36、第三电磁三通阀35以及第三三通阀34形成连通回路；

依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、第三板式换热器42、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

具体工作模式为：PTC加热循环液体在第二水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过第二三通阀28的端口c进入，经过第二三通阀28的端口a流出，然后经过第六电磁三通阀53的端口c进入，经过第六电磁三通阀53的端口b流出，然后进入第二板式换热器38中与低温冷却液换热，冷却完的液体然后经过第七电磁三通阀54的端口b进入，经过第七电磁三通阀54的端口c流出，然后经过第四电磁三通阀36的端口a进入，经过第四电磁三通阀36的端口b流出，经过第三电磁三通阀35的端口c进入，经过第三电磁三通阀35的端口b流出，然后经过第三三通阀34的端口b进入，经过第三三通阀34的端口c流出，然后回到第二水泵30。电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，将热量传递给电池，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口c流出，进入第三板式换热器42，然后经过第五电磁三通阀41的端口b进入，经过电磁第五三通阀41的端口c流出，流经第二板式换热器38，吸收PTC加热循环液体热量，然后回到第三水泵39，实现电池预热循环。

8、热泵车内制热模式包括依次连接的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、第一电子膨胀阀22、车外换热器9、第一电磁三通阀7以及气液分离器18形成连通回路；

依次相连的第二水泵30、PTC加热器29、第二三通阀28、车内换热器31、第一板式换热器16、第三电磁三通阀35以及第三三通阀34形成连通回路；

具体工作模式为：经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16中与低温PTC加热循环液体换热，变成过冷液态，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口a流出，然后经过第一电子膨胀阀22的节流变成低压低温的制冷剂，然后进入车外换热器9，制冷剂吸收空气的热量，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口a流出，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热循环液体在第二水泵30的作用下，流经PTC加热器29，然后经过第二三通阀28的端口c进入，经过第二三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后经过第一板式换热器16，吸收制冷剂热量，然后经过第三电磁三通阀35的端口a进入，经过第三电磁三通阀35的端口b流出，然后经过第三三通阀34的端口b进入，经过第三三通阀34的端口c流出，然后回到第二水泵30，实现热泵车内制热循环。在此模式下第四电磁三通阀36处于bc相通状态。

9、热泵车内制热+PTC补热模式包括依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、第一电子膨胀阀22、车外换热器9、第一电磁三通阀7以及气液分离器18形成连通回路；

依次相连的第二水泵30、PTC加热器29、第二三通阀28、车内换热器31、第一板式换热器16、第三电磁三通阀35以及第三三通阀34形成连通回路；

具体工作模式为：当环境温度较低情况下，可以启动PTC加热器29，加热PTC加热循环液体，并且PTC加热器29可以根据用热需求进行功率调整。经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16中与低温PTC加热循环液体换热，变成过冷液态，然后经过电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口a流出，然后经过第一电子膨胀阀22的节流变成低压低温的制冷剂，然后进入车外换热器9，制冷剂吸收空气的热量，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口a流出，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热循环液体在第二水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过第二三通阀28的端口c进入，经过第二三通阀28的端口b流出，然后进入车内散热器31，空气在车内散热风扇33的作用下对车内散热器31进行冷却，空气本身温度上升，冷却完的液体然后第一经过板式换热器16，吸收制冷剂热量，然后经过第三电磁三通阀35的端口a进入，经过第三电磁三通阀35的端口b流出，然后经过第三三通阀34的端口b进入，经过第三三通阀34的端口c流出，然后回到第二水泵30，实现热泵车内制热循环。在此模式下第四电磁三通阀36处于bc相通状态。

10、第一除霜模式包括依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25以及第三板式换热器42形成连通回路；

依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、第三板式换热器42、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

具体工作模式为：通常系统运行较长时间时车外换热器9表面会结霜，此时电池有较高的散热需求，故在除霜时可进行电池冷却。经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，利用高温除去车外换热器9表面的霜，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口b流出，然后进入第一电磁阀24，然后经过第二电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入第三板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口c流出，进入第三板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过第三电磁三通阀41的端口b进入，经过第三电磁三通阀41的端口c流出,流经第二板式换热器38，然后回到第三水泵39，实现除霜循环。在此模式下第二电磁阀26处于关闭状态。

11、第二除霜模式包括依次相连的压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25以及第三板式换热器42形成连通回路；

依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、第三板式换热器42、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

依次相连的第二水泵30、PTC加热器29、第二三通阀28、第六电磁三通阀53、第二板式换热器38、第七电磁三通阀54、第四电磁三通阀36、第三电磁三通阀35以及第三三通阀34形成连通回路；

具体工作模式为：当电池表面温度低时，电池不需要冷却，故此时应利用PTC加热器29预热电池，保证电池在工作温度范围内工作。经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，利用高温除去车外换热器9表面的霜，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过电磁三通阀7的端口b流出，然后进入第一电磁阀24，然后经过第二电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入第三板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。PTC加热循环液体在水泵30的作用下，流经PTC加热器29，吸收热量，然后经过第二三通阀28的端口c进入，经过第二三通阀28的端口a流出，然后经过第六电磁三通阀53的端口c进入，经过第六电磁三通阀53的端口b流出，然后进入第二板式换热器38中与低温冷却液换热，冷却完的液体然后经过第七电磁三通阀54的端口b进入，经过第七电磁三通阀54的端口c流出，然后经过第四电磁三通阀36的端口a进入，经过第四电磁三通阀36的端口b流出，经过第三电磁三通阀35的端口c进入，经过第三电磁三通阀35的端口b流出，然后经过第三三通阀34的端口b进入，经过第三三通阀34的端口c流出，然后回到第二水泵30。电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口c流出，进入第三板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过第五电磁三通阀41的端口b进入，经过第五电磁三通阀41的端口c流出，流经第二板式换热器38，吸收制冷剂热量，然后回到第三水泵39，实现除霜循环。在此模式下第二电磁阀26处于关闭状态。

12、应急快充电池冷却模式包括依次连通的液氮罐51、控制器52、第七电磁三通阀54、第二板式换热器38以及第六电磁三通阀53；

压缩机17、第一板式换热器16、第二电磁三通阀15、车外换热器9、第一电磁三通阀7、第一电磁阀24、第二电子膨胀阀25以及第三板式换热器42形成连通回路；

依次相连的第三水泵39、电池换热模块40、第四三通阀45、第三板式换热器42、第五电磁三通阀41以及第二板式换热器38形成连通回路；

具体工作模式为：当电池在应急快充工况下时，上述电池冷却回路不能满足电池散热需求，故需要辅助冷却回路提高电池冷却效果。通过控制器52控制从液氮罐51中流出的液氮的温度，压力与流量，然后液氮经过第七电磁三通阀54的端口a进入，经过第七电磁三通阀54的端口b流出，然后进入第二板式换热器38中气化吸收电池冷却液热量，然后经过第六电磁三通阀53的端口b进入，经过第六电磁三通阀53的端口a流出，气化后的液氮排到大气中。并且经压缩机17压缩过的高温高压制冷剂经过第一板式换热器16，然后经过第二电磁三通阀15的端口c进入，经过第二电磁三通阀15的端口b流出，然后进入车外换热器9向环境中释放热量变成过冷液态，然后经过第一电磁三通阀7的端口c进入，经过第一电磁三通阀7的端口b流出，然后进入第一电磁阀24，然后经过第二电子膨胀阀25的节流变成低压低温的制冷剂，进入第三板式换热器42中与电池冷却系统中冷却液换热，然后进入气液分离器18，然后回到压缩机17。电池循环液体在第三水泵39的作用下，流经电池换热模块40，吸收电池表面的热量，然后经过第四三通阀45的端口b进入，经过第四三通阀45的端口c流出，进入第三板式换热器42，将热量传递给制冷剂实现降温，然后经过第五电磁三通阀41的端口b进入，经过第五电磁三通阀41的端口c流出，流经第二板式换热器38，进一步将热量传递给液氮实现降温，然后回到第三水泵39，实现应急快充电池冷却循环。在此模式下第二电磁阀26处于关闭状态。

在另一实施例中，还包括第一膨胀壶46和第二膨胀壶47，其中第一膨胀壶46同时与第三三通阀34以及第七电磁三通阀和第四电磁三通阀连通的回路之间连接；第二膨胀壶47与第一三通阀和电机散热器10相连。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，包括：

依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第一电磁阀、第二电子膨胀阀、第三板式换热器以及气液分离器形成连通回路；

依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、第三板式换热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；

依次连通的液氮罐、控制器、第七电磁三通阀、第二板式换热器以及第六电磁三通阀形成辅助冷却系统；

其中，当所述空调系统处于应急快充工况电池冷却模式时，所述三通阀、所述电磁阀、所述压缩机、所述第三水泵、所述控制器以及所述第二板式换热器同时开启进行电池冷却；所述液氮罐中的液氮经所述控制器控制进入第二板式换热器中吸收电池冷却液的热量后气化排到空中实现辅助制冷。

2.根据权利要求1所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：

依次相连的压缩机、第一板式换热器、第二电磁三通阀、车外换热器、第一电磁三通阀、第二电磁阀、第三电子膨胀阀以及蒸发器形成连通回路；

当所述空调系统处于车内制冷模式时，所述压缩机开启，所述第三水泵关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀开启，所述第一电磁阀关闭；

当所述空调系统处于车内制冷和电池冷却模式时，所述压缩机和所述第三水泵开启，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第二电磁阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启。

3.根据权利要求1所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：

依次相连的第三水泵、电池换热模块、第四三通阀、电池散热器、第五电磁三通阀以及第二板式换热器形成连通回路；

当所述空调系统处于第一电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第二电磁阀关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀、所述第五电磁三通阀同时开启；

当所述空调系统处于第二电池单独冷却模式时，所述压缩机、所述第二电磁阀关闭，所述第三水泵开启，所述第五电磁三通阀开启，并且通过调节所述第五电磁三通阀使所述电池散热器和所述第二板式换热器相连通。

4.根据权利要求1所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：

依次相连的第一三通阀、第一水泵、充电系统、直流电源转换器、电机控制系统、电动机、电机散热器以及散热风扇形成连通回路；

当所述空调系统处于电机冷却模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时关闭，所述第一水泵开启。

5.根据权利要求4所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：

依次相连的第二水泵、PTC加热器、第二三通阀、车内散热器、第四电磁三通阀、第三电磁三通阀、以及第三三通阀形成连通回路；

当所述空调系统处于PTC车内制热模式时，所述第一水泵、所述第三水泵同时关闭，所述第二水泵开启，所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，并且调节所述第四电磁三通阀和所述第三电磁三通阀时，所述第二水泵和所述车内散热器连通；

当所述空调系统处于PTC电池预热模式时，所述压缩机关闭，所述第一水泵关闭，所述第二水泵和所述第三水泵同时开启；所述第五电磁三通阀开启，并且调节所述第五电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述第三板式换热器相连通；所述第六电磁三通阀开启，并且调节所述第六电磁三通阀使所述PTC加热器和所述第二板式换热器相连通；所述第七电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，并且调节所述第七电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述第二水泵相连通。

6.根据权利要求5所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：

第一电子膨胀阀，其同时与车外换热器和第二电磁三通阀相连；

当所述空调系统处于热泵车内制热模式时，所述压缩机开启，所述第一水泵、所述第三水泵同时关闭，并且所述PTC加热器关闭；所述第一电磁三通阀、所述第二电磁三通阀以及所述第三电磁三通阀同时开启，调节所述第一电磁三通阀使所述车外换热器和所述第一板式换热器相连通；调节所述第二电磁三通阀时使所述第一电子膨胀阀和所述第一板式换热器相连通；调节第三电磁三通阀使所述第二水泵和所述第一板式换热器相连通。

7.根据权利要求6所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，当所述空调处于热泵车内制热和PTC补热模式时，所述PTC加热器开启。

8.根据权利要求5所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，当所述空调系统处于第一除霜模式时，所述压缩机、所述第三水泵同时开启，所述第一水泵和所述第二水泵同时关闭，所述第二电磁三通阀、所述第一电磁三通阀、所述第一电磁阀以及所述第五电磁三通阀同时开启，所述第二电磁阀关闭。

9.根据权利要求8所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，当所述空调系统处于第二除霜模式时，所述第二水泵、所述第三水泵同时开启，所述第三电磁三通阀、所述第四电磁三通阀以及所述第六电磁三通阀同时开启；调节所述第三电磁三通阀和所述第四电磁三通阀使所述第二水泵和所述第二板式换热器相连通；调节所述第六电磁三通阀使所述第二板式换热器和所述PTC加热器相连通。

10.根据权利要求5所述的具有应急快充冷却模式的热泵式汽车空调系统，其特征在于，还包括：

第一膨胀壶，其与所述第三三通阀相连，同时和所述第四电磁三通阀与所述第七电磁三通阀之间的回路相连；

第二膨胀壶，其与所述第一三通阀和所述电机散热器相连。