可用于汽車空調的多功能制熱系統的制作方法
1.本發明涉及的是一種汽車技術領域的空調系統，特別是一種帶有多種模式切換的可用于汽車空調的多功能制熱系統。
背景技術：
2.汽車空調是將空調系統安裝在汽車內，通過對艙室內的溫度及氣流場進行調控，使之達到滿足車內人員的舒適度，從而降低車內人員的疲勞度、煩躁感，也有助于駕駛員在舒適的環境下進行車輛的駕駛，保證了駕駛的安全。電動汽車或混動汽車都帶有電池、電機、及電控設備，若是汽車在低溫環境行駛時，這些相關設備溫度過低，這不利于汽車的安全使用與可持續使用。
3.在現在技術中，還沒有把空調與電池、電機、及電控設備相關聯的技術。因此，需要研發一種可自主對設備進行加熱的空調系統，并將其運用于汽車內，將對汽車運行品質提升起到積極的作用。
技術實現要素：
4.本發明針對現有技術的不足，提出一種用于汽車空調的多功能制熱系統，本發明將wptc補熱、電池加熱及余熱回收的功能與制熱系統進行結合，可同步實現不同的功能，增強汽車空調系統的功能性。
5.本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括艙室制熱系統、電機散熱系統、wptc補熱與電池加熱系統；艙室制熱系統用于實現駕駛室內的制熱，電機散熱系統用于把驅動電機、電控設備所散出的熱量與艙室制熱系統實現交換；wptc補熱與電池加熱系統用于對暖風芯體實現補熱，對電池系統實現加熱；艙室制熱系統內流通的循環介質是r134a，電機散熱系統、wptc補熱與電池加熱系統內流通的循環介質是水；wptc補熱與電池加熱系統的熱量來自電加熱。
6.進一步地，在本發明中，艙室制熱系統包括艙室制熱循環管路、集液器、壓縮機、室內冷凝器、第一電子膨脹閥、室外換熱器、第一截止閥，艙室制熱循環管路的一端布置在集液器內部上端，艙室制熱循環管路的另一端布置在集液器內部下端，集液器內部下端為液態循環介質；沿循環介質流向壓縮機、室內冷凝器、第一電子膨脹閥、室外換熱器、第一截止閥依次串接在艙室制熱循環管路上；電機散熱系統包括連接管、第二截止閥、第二電子膨脹閥、熱交換器、散熱循環管路、第二水泵、電控設備散熱裝置、驅動電機散熱裝置，連接管的一端與室內冷凝器、第一電子膨脹閥之間的艙室制熱循環管路相連通，連接管的另一端與第一截止閥、集液器之間的艙室制熱循環管路相連通，第二截止閥、第二電子膨脹閥、熱交換器r134a側依次串接在連接管上，熱交換器靠近集液器；散熱循環管路的一端與第二水泵的出口相連通，散熱循環管路的另一端與第二水泵的入口相連通，沿循環水流向電控設備散熱裝置、驅動電機散熱裝置、熱交換器循環水側依次串接在散熱循環管路上；wptc補熱與電池加熱系統包括第一水泵、高壓水側電加熱器、三通比例閥、暖風芯體、電池加熱裝置、第
一水循環管路、第二水循環管路、第三水循環管路；三通比例閥包括a、b、c三個接口，三個接口之間可以相互連通或隔斷；沿循環水流向第一水泵、高壓水側電加熱器依次串接在第一水循環管路上，第一水循環管路的出口與三通比例閥的c接口相連通，第一水循環管路的入口與第二水循環管路、第三水循環管路的出口相連通，第二水循環管路的入口與三通比例閥的a接口相連通，第三水循環管路的入口與三通比例閥的b接口相連通，暖風芯體串接在第二水循環管路上，電池加熱裝置串接在第三水循環管路上。
7.更進一步地，在本發明還包括第一溫度壓力傳感器、第二溫度壓力傳感器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器，第一溫度壓力傳感器布置在集液器、壓縮機之間的艙室制熱循環管路上，第二溫度壓力傳感器布置在室內冷凝器、第一電子膨脹閥之間的艙室制熱循環管路上，第一溫度傳感器布置在壓縮機、室內冷凝器之間的艙室制熱循環管路上，第二溫度傳感器布置在室外換熱器、第一截止閥之間的艙室制熱循環管路上，第三溫度傳感器布置在第二水循環管路上，第四溫度傳感器布置在第三水循環管路上。
8.更進一步地，在本發明中，第一電子膨脹閥、第二電子膨脹閥均為大口徑，使用時調節的開度均為小開度。
9.更進一步地，在本發明中，通過第一截止閥、第二截止閥、三通比例閥、第一水泵、第二水泵的調節，可以實現單艙室制熱模式、帶wptc補熱的艙室制熱模式、帶wptc補熱與電池加熱的艙室制熱模式、單電池加熱模式、帶wptc補熱與余熱回收的艙室制熱模式這五種模式。
10.與現有技術相比，本發明具有如下有益效果為：本發明設計合理，結構簡單，將wptc補熱、電池加熱及余熱回收的功能與制熱系統進行結合，可同步實現不同的功能，并可以通過熱交換器、截止閥及三通比例閥的調節實現模式的切換，從而提升汽車空調系統的功能性。通過本發明的設計，為汽車空調的優化提供了一種新的思路。
附圖說明
11.圖1為本發明實施例的系統原理圖；
12.圖2為本發明實施例中單艙室制熱模式下的系統原理圖；
13.圖3為本發明實施例中帶wptc補熱的艙室制熱模式下的系統原理圖；
14.圖4為本發明實施例中帶wptc補熱與電池加熱的艙室制熱模式下的系統原理圖；
15.圖5為本發明實施例中單電池加熱模式下的系統原理圖；
16.圖6為本發明實施例中帶wptc補熱與余熱回收的艙室制熱模式下的系統原理圖；
17.其中，1、壓縮機，2、室內冷凝器，3.1、第一電子膨脹閥，3.2、第二電子膨脹閥，4、室外換熱器，5、集液器，6.1、第一水泵，6.2、第二水泵，7、高壓水側電加熱器，8、暖風芯體，9、電池加熱裝置，10、熱交換器，11、電控設備散熱裝置，12、驅動電機散熱裝置，13、三通比例閥，14.1、第一溫度傳感器，14.2、第二溫度傳感器，14.3、第三溫度傳感器，14.4、第四溫度傳感器，15.1、第一溫度壓力傳感器，15.2、第二溫度壓力傳感器，16.1、第一截止閥，16.2、第二截止閥，17、艙室制熱循環管路，18、連接管，19、第一水循環管路，20、第二水循環管路，21、第三水循環管路，22、散熱循環管路。
具體實施方式
18.下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
19.實施例
20.本發明的系統原理如圖1所示，本發明包括壓縮機1、室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1、第二電子膨脹閥3.2、室外換熱器4、集液器5、第一水泵6.1、第二水泵6.2、高壓水側電加熱器7、暖風芯體8、電池加熱裝置9、熱交換器10、電控設備散熱裝置11、驅動電機散熱裝置12、三通比例閥13、第一溫度傳感器14.1、第二溫度傳感器14.2、第三溫度傳感器14.3、第四溫度傳感器14.4、第一溫度壓力傳感器15.1、第二溫度壓力傳感器15.2、第一截止閥16.1、第二截止閥16.2、艙室制熱循環管路17、連接管18、第一水循環管路19、第二水循環管路20、第三水循環管路21、散熱循環管路22；艙室制熱循環管路17的一端布置在集液器5的內部上端，艙室制熱循環管路17的另一端布置在集液器5的內部下端，集液器5的內部下端為液態循環介質，沿循環介質流向壓縮機1、室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1、室外換熱器4、第一截止閥16.1依次串接在艙室制熱循環管路17上。連接管18的一端與室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1之間的艙室制熱循環管路17相連通，連接管18的另一端與第一截止閥16.1、集液器5之間的艙室制熱循環管路17相連通，第二截止閥16.2、第二電子膨脹閥3.2、熱交換器10的r134a介質側依次串接在連接管18上，熱交換器10靠近集液器5；散熱循環管路22的一端與第二水泵6.2的出口相連通，散熱循環管路22的另一端與第二水泵6.2的入口相連通，沿循環水流向電控設備散熱裝置11、驅動電機散熱裝置12、熱交換器10的循環水側依次串接在散熱循環管路22上。三通比例閥13包括a、b、c三個接口，三個接口之間可以相互連通或隔斷；沿循環水流向第一水泵6.1、高壓水側電加熱器7依次串接在第一水循環管路19上，第一水循環管路19的出口與三通比例閥13的c接口相連通，第一水循環管路19的入口與第二水循環管路20、第三水循環管路21的出口均相連通，第二水循環管路20的入口與三通比例閥13的a接口相連通，第三水循環管路21的入口與三通比例閥13的b接口相連通，暖風芯體8串接在第二水循環管路20上，電池加熱裝置9串接在第三水循環管路21上。第一溫度壓力傳感器15.1布置在集液器5、壓縮機1之間的艙室制熱循環管路17上，第二溫度壓力傳感器15.2布置在室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1之間的艙室制熱循環管路17上，第一溫度傳感器14.1布置在壓縮機1、室內冷凝器2之間的艙室制熱循環管路17上，第二溫度傳感器14.2布置在室外換熱器4、第一截止閥16.1之間的艙室制熱循環管路17上，第三溫度傳感器14.3布置在第二水循環管路20上，第四溫度傳感器14.4布置在第三水循環管路21上。
21.在本發明中，壓縮機1的出口連接室內冷凝器2的入口，室內冷凝器2的出口連接第一電子膨脹閥3.1的入口，第一電子膨脹閥3.1的出口連接室外換熱器4的入口，室外換熱器4的出口連接集液器5的入口，集液器5的出口連接壓縮機1的入口；在室內冷凝器2的出口管路上，存在一個分支管路，連接第二電子膨脹閥3.2的入口；第二電子膨脹閥3.2的出口連接熱交換器10的制冷劑側入口；熱交換器10的制冷劑側出口連接室外換熱器4的出口管路；第一水泵6.1的出口連接高壓水側電加熱器7的入口；高壓水側電加熱器7的出口連接三通比例閥13的c端口；三通比例閥13的a端口連接暖風芯體8，三通比例閥13的b端口連接電池加熱裝置9；暖風芯體8及電池加熱裝置9的出口連接第一水泵6.1的入口；第二水泵6.2的出口連接電控設備散熱裝置11的入口；電控設備散熱裝置11的出口連接驅動電機散熱裝置12的
入口；驅動電機散熱裝置12的出口連接熱交換器10的水側的入口；熱交換器10的水側的出口連接第二水泵6.2的入口；第一溫度傳感器14.1安裝在壓縮機1的出口管路上，第二溫度傳感器14.2安裝在室外換熱器4的出口管路上，第三溫度傳感器14.3安裝在暖風芯體8的出口管路上，第四溫度傳感器14.4安裝在電池加熱裝置9的入口管路上；第二溫度壓力傳感器15.2安裝在室內冷凝器2的出口管路上，第一溫度壓力傳感器15.1安裝在集液器5的出口管路上；第二截止閥16.2安裝在第二電子膨脹閥3.2的入口管路上，第一截止閥16.1安裝在室外換熱器4的出口管路上。
22.在本發明中，電池布置在電池加熱裝置9內，驅動電機布置在驅動電機散熱裝置12內，電控設備布置在電控設備散熱裝置11中，電控設備用于對驅動電機進行控制。第一溫度傳感器14.1、第二溫度傳感器14.2、第三溫度傳感器14.3及第四溫度傳感器14.4用于測定循環介質流經對應管段時的溫度，第一溫度壓力傳感器15.1及第二溫度壓力傳感器15.2用于測定制冷劑流經對應管段時的溫度與壓力。第一電子膨脹閥3.1及第二電子膨脹閥3.2選用大口徑的，并在使用時調節開度為小開度。
23.本實施例第一種實施模式為單艙室制熱模式，系統原理圖如圖2所示，用到的主要部件包括壓縮機1、室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1、室外換熱器4、集液器5、第一溫度傳感器14.1、第二溫度傳感器14.2、第一溫度壓力傳感器15.1、第二溫度壓力傳感器15.2及第一截止閥16.1。在該模式下，第二循環水泵6.2、第二截止閥16.2及三通比例閥13關閉，第一截止閥16.1打開。在該模式下，制冷劑在管路中進行流動，通過壓縮機1的壓縮過程、室內冷凝器2與室外換熱器4的換熱過程、第一電子膨脹閥3.1的節流過程，對汽車艙室內進行制熱；集液器5的功能為除去制冷劑的水分，以保證進入壓縮機1的制冷劑為氣態。
24.本實施例第二種實施模式為帶wptc補熱的艙室制熱模式，系統原理圖如圖3所示，用到的主要部件包括壓縮機1、室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1、室外換熱器4、集液器5、第一溫度傳感器14.1、第二溫度傳感器14.2、第一溫度壓力傳感器15.1、第二溫度壓力傳感器15.2、第一截止閥16.1、高壓水側電加熱器7、暖風芯體8、三通比例閥13、第三溫度傳感器14.3。在該模式下，第二循環水泵6.2、第二截止閥16.2關閉，第一循環水泵6.1開啟，第一截止閥16.1打開，三通比例閥13調節為a、c兩端口連通。在該模式下，制冷劑在制冷劑回路的管路中進行流動，通過壓縮機1的壓縮過程、室內冷凝器2與室外換熱器4的換熱過程、第一電子膨脹閥3.1的節流過程，對汽車艙室內進行制熱；集液器5的功能為除去制冷劑的水分，以保證進入壓縮機1的制冷劑為氣態；循環水在第一水循環管路19、第二水循環管路20進行流動，第一水泵6.1對水進行加壓，使水流入高壓水側電加熱器7并進行加熱，加熱后的水依次通過三通比例閥13的c端口與a端口，流入暖風芯體8，通過熱交換，以wptc補熱的方式，來彌補單艙室制熱模式可能會出現的熱量不足的缺點。
25.本實施例第三種實施模式為帶wptc補熱與電池加熱的艙室制熱模式，系統原理圖如圖4所示，用到的主要部件包括壓縮機1、室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1、室外換熱器4、集液器5、第一溫度傳感器14.1、第二溫度傳感器14.2、第一溫度壓力傳感器15.1、第二溫度壓力傳感器15.2、第一截止閥16.1、高壓水側電加熱器7、暖風芯體8、三通比例閥13、第三溫度傳感器14.3、電池加熱裝置9、第四溫度傳感器14.4。在該模式下，第二循環水泵6.2、第二截止閥16.2關閉，第一循環水泵6.1開啟，第一截止閥16.1打開，三通比例閥調節13調節為a、b、c三端口連通。在該模式下，制冷劑在制冷劑回路的管路中進行流動，通過壓縮機1的
壓縮過程、室內冷凝器2與室外換熱器4的換熱過程、第一電子膨脹閥3.1的節流過程，對汽車艙室內進行制熱；集液器5的功能為除去制冷劑的水分，以保證進入壓縮機1的制冷劑為氣態；循環水在第一水循環管路19、第二水循環管路20、第三水循環管路21中進行流動，共兩個主要流程；第一個流程為第一水泵6.1對水進行加壓，使水流入高壓水側電加熱器7，并進行加熱，加熱后的水依次通過三通比例閥13的c端口與a端口，流入暖風芯體8，通過熱交換，進行wptc補熱；第二個流程為從高壓水側電加熱器7出來的水依次通過三通比例閥13的c端口與b端口，對電池加熱裝置9進行加熱工作。
26.在帶wptc補熱與電池加熱的艙室制熱模式下，可保證在室外氣溫較低的時候，汽車艙室內的溫度達到需要的制熱標準，并保證電池的預熱，不會因為室外溫度低而對電池產生損傷。
27.本實施例第四種實施模式為單電池加熱模式，系統原理圖如圖5所示，用到的主要部件包括第一水泵6.1、高壓水側電加熱器7、電池加熱裝置9、三通比例閥13及第四溫度傳感器14.4。在該模式下，第二循環水泵6.2、第一截止閥16.1、第二截止閥16.2、壓縮機1均關閉，第一循環水泵6.1開啟，三通比例閥調節13調節為b、c兩端口連通。在該模式下，水通過第一水泵6.1的加壓，流入高壓水側電加熱器7進行加熱，再依次通過三通比例閥13的c端口與b端口，對電池加熱裝置9進行加熱，從而保證電池不會因為室外溫度低而產生損傷。
28.本實施例第五種實施模式為帶wptc補熱與余熱回收的艙室制熱模式，系統原理圖如圖6所示，用到的主要部件包括壓縮機1、室內冷凝器2、第一電子膨脹閥3.1、室外換熱器4、集液器5、第一溫度傳感器14.1、第二溫度傳感器14.2、第一溫度壓力傳感器15.1、第二溫度壓力傳感器15.2、第一截止閥16.1、高壓水側電加熱器7、暖風芯體8、三通比例閥13、第三溫度傳感器14.3、第二電子膨脹閥3.2、第二截止閥16.2、熱交換器10、電控設備散熱裝置11、驅動電機散熱裝置12、第二循環水泵6.2。在該模式下，第一循環水泵6.1、第二循環水泵6.2開啟，第一截止閥16.1、第二截止閥16.2均打開，三通比例閥13調節為a、c兩端口連通。在該模式下，制冷劑在制冷劑回路的管路中進行流動，通過壓縮機1的壓縮過程、室內冷凝器2與室外換熱器4的換熱過程、第一電子膨脹閥3.1的節流過程，對汽車艙室內進行制熱；集液器5的功能為除去制冷劑的水分，以保證進入壓縮機1的制冷劑為氣態；循環水在第一水循環管路19、第二水循環管路20進行流動，第一水泵6.1對水進行加壓，使水流入高壓水側電加熱器7并進行加熱，加熱后的水依次通過三通比例閥13的c端口與a端口，流入暖風芯體8，通過熱交換，進行wptc補熱；同時，在本模式中，并聯了余熱回收回路，通過第二水泵6.2使水順次流過電控設備散熱裝置11、驅動電機散熱裝置12及熱交換器10，從而帶走驅動電機及電控設備所產生的熱量，并且制冷劑的回路中也加了一條通過熱交換器10的回路，從而可以將從驅動電機12中收集的熱量通過熱交換，供給制冷劑回路，從而進行余熱補熱工作，以避免制冷劑回路可能出現的熱量不足的情況。
29.本發明可根據汽車艙室及相關設備的實際需求進行模式的調節。
30.上述實施例僅例示性說明本發明的設計原理及用途作用，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
技術特征：
1.一種可用于汽車空調的多功能制熱系統，其特征在于包括艙室制熱系統、電機散熱系統、wptc補熱與電池加熱系統；所述艙室制熱系統用于實現駕駛室內的制熱，所述電機散熱系統用于把驅動電機、電控設備所散出的熱量與艙室制熱系統實現交換；所述wptc補熱與電池加熱系統用于對暖風芯體實現補熱，對電池系統實現加熱；所述艙室制熱系統內流通的循環介質是r134a，電機散熱系統、wptc補熱與電池加熱系統內流通的循環介質是水；所述wptc補熱與電池加熱系統的熱量來自電加熱。2.根據權利要求1所述的可用于汽車空調的多功能制熱系統，其特征在于所述艙室制熱系統包括艙室制熱循環管路、集液器、壓縮機、室內冷凝器、第一電子膨脹閥、室外換熱器、第一截止閥，艙室制熱循環管路的一端布置在集液器內部上端，艙室制熱循環管路的另一端布置在集液器內部下端，集液器內部下端為液態循環介質；沿循環介質流向壓縮機、室內冷凝器、第一電子膨脹閥、室外換熱器、第一截止閥依次串接在艙室制熱循環管路上；所述電機散熱系統包括連接管、第二截止閥、第二電子膨脹閥、熱交換器、散熱循環管路、第二水泵、電控設備散熱裝置、驅動電機散熱裝置，連接管的一端與室內冷凝器、第一電子膨脹閥之間的艙室制熱循環管路相連通，連接管的另一端與第一截止閥、集液器之間的艙室制熱循環管路相連通，第二截止閥、第二電子膨脹閥、熱交換器r134a側依次串接在連接管上，熱交換器靠近集液器；散熱循環管路的一端與第二水泵的出口相連通，散熱循環管路的另一端與第二水泵的入口相連通，沿循環水流向電控設備散熱裝置、驅動電機散熱裝置、熱交換器循環水側依次串接在散熱循環管路上；所述wptc補熱與電池加熱系統包括第一水泵、高壓水側電加熱器、三通比例閥、暖風芯體、電池加熱裝置、第一水循環管路、第二水循環管路、第三水循環管路；三通比例閥包括a、b、c三個接口，三個接口之間可以相互連通或隔斷；沿循環水流向第一水泵、高壓水側電加熱器依次串接在第一水循環管路上，第一水循環管路的出口與三通比例閥的c接口相連通，第一水循環管路的入口與第二水循環管路、第三水循環管路的出口相連通，第二水循環管路的入口與三通比例閥的a接口相連通，第三水循環管路的入口與三通比例閥的b接口相連通，暖風芯體串接在第二水循環管路上，電池加熱裝置串接在第三水循環管路上。3.根據權利要求2所述的可用于汽車空調的多功能制熱系統，其特征在于還包括第一溫度壓力傳感器、第二溫度壓力傳感器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器，第一溫度壓力傳感器布置在集液器、壓縮機之間的艙室制熱循環管路上，第二溫度壓力傳感器布置在室內冷凝器、第一電子膨脹閥之間的艙室制熱循環管路上，第一溫度傳感器布置在壓縮機、室內冷凝器之間的艙室制熱循環管路上，第二溫度傳感器布置在室外換熱器、第一截止閥之間的艙室制熱循環管路上，第三溫度傳感器布置在第二水循環管路上，第四溫度傳感器布置在第三水循環管路上。4.根據權利要求2所述的可用于汽車空調的多功能制熱系統，其特征在于所述第一電子膨脹閥、第二電子膨脹閥均為大口徑，使用時調節的開度均為小開度。5.根據權利要求2所述的可用于汽車空調的多功能制熱系統，其特征在于通過第一截止閥、第二截止閥、三通比例閥、第一水泵、第二水泵的調節，可以實現單艙室制熱模式、帶wptc補熱的艙室制熱模式、帶wptc補熱與電池加熱的艙室制熱模式、單電池加熱模式、帶
wptc補熱與余熱回收的艙室制熱模式這五種模式。
技術總結
一種汽車技術領域的可用于汽車空調的多功能制熱系統，包括艙室制熱系統、電機散熱系統、WPTC補熱與電池加熱系統，艙室制熱系統包括集液器、壓縮機、室內冷凝器、電子膨脹閥、室外換熱器、截止閥，電機散熱系統包括連接管、截止閥、電子膨脹閥、熱交換器、水泵、電控設備散熱裝置、驅動電機散熱裝置，WPTC補熱與電池加熱系統包括水泵、高壓水側電加熱器、三通比例閥、暖風芯體、電池加熱裝置、水循環管路。本發明的制熱系統中結合了WPTC補熱、電池加熱及余熱回收的功能，并可以通過熱交換器、截止閥及三通比例閥的調節實現模式的切換，從而提升汽車空調系統的功能性。通過本發明的設計，為汽車空調的優化提供了一種新的思路。車空調的優化提供了一種新的思路。車空調的優化提供了一種新的思路。
