可用于汽车空调的多功能制热系统的制作方法
1.本发明涉及的是一种汽车技术领域的空调系统，特别是一种带有多种模式切换的可用于汽车空调的多功能制热系统。
背景技术：
2.汽车空调是将空调系统安装在汽车内，通过对舱室内的温度及气流场进行调控，使之达到满足车内人员的舒适度，从而降低车内人员的疲劳度、烦躁感，也有助于驾驶员在舒适的环境下进行车辆的驾驶，保证了驾驶的安全。电动汽车或混动汽车都带有电池、电机、及电控设备，若是汽车在低温环境行驶时，这些相关设备温度过低，这不利于汽车的安全使用与可持续使用。
3.在现在技术中，还没有把空调与电池、电机、及电控设备相关联的技术。因此，需要研发一种可自主对设备进行加热的空调系统，并将其运用于汽车内，将对汽车运行品质提升起到积极的作用。
技术实现要素：
4.本发明针对现有技术的不足，提出一种用于汽车空调的多功能制热系统，本发明将wptc补热、电池加热及余热回收的功能与制热系统进行结合，可同步实现不同的功能，增强汽车空调系统的功能性。
5.本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括舱室制热系统、电机散热系统、wptc补热与电池加热系统；舱室制热系统用于实现驾驶室内的制热，电机散热系统用于把驱动电机、电控设备所散出的热量与舱室制热系统实现交换；wptc补热与电池加热系统用于对暖风芯体实现补热，对电池系统实现加热；舱室制热系统内流通的循环介质是r134a，电机散热系统、wptc补热与电池加热系统内流通的循环介质是水；wptc补热与电池加热系统的热量来自电加热。
6.进一步地，在本发明中，舱室制热系统包括舱室制热循环管路、集液器、压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、第一截止阀，舱室制热循环管路的一端布置在集液器内部上端，舱室制热循环管路的另一端布置在集液器内部下端，集液器内部下端为液态循环介质；沿循环介质流向压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、第一截止阀依次串接在舱室制热循环管路上；电机散热系统包括连接管、第二截止阀、第二电子膨胀阀、热交换器、散热循环管路、第二水泵、电控设备散热装置、驱动电机散热装置，连接管的一端与室内冷凝器、第一电子膨胀阀之间的舱室制热循环管路相连通，连接管的另一端与第一截止阀、集液器之间的舱室制热循环管路相连通，第二截止阀、第二电子膨胀阀、热交换器r134a侧依次串接在连接管上，热交换器靠近集液器；散热循环管路的一端与第二水泵的出口相连通，散热循环管路的另一端与第二水泵的入口相连通，沿循环水流向电控设备散热装置、驱动电机散热装置、热交换器循环水侧依次串接在散热循环管路上；wptc补热与电池加热系统包括第一水泵、高压水侧电加热器、三通比例阀、暖风芯体、电池加热装置、第
一水循环管路、第二水循环管路、第三水循环管路；三通比例阀包括a、b、c三个接口，三个接口之间可以相互连通或隔断；沿循环水流向第一水泵、高压水侧电加热器依次串接在第一水循环管路上，第一水循环管路的出口与三通比例阀的c接口相连通，第一水循环管路的入口与第二水循环管路、第三水循环管路的出口相连通，第二水循环管路的入口与三通比例阀的a接口相连通，第三水循环管路的入口与三通比例阀的b接口相连通，暖风芯体串接在第二水循环管路上，电池加热装置串接在第三水循环管路上。
7.更进一步地，在本发明还包括第一温度压力传感器、第二温度压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器，第一温度压力传感器布置在集液器、压缩机之间的舱室制热循环管路上，第二温度压力传感器布置在室内冷凝器、第一电子膨胀阀之间的舱室制热循环管路上，第一温度传感器布置在压缩机、室内冷凝器之间的舱室制热循环管路上，第二温度传感器布置在室外换热器、第一截止阀之间的舱室制热循环管路上，第三温度传感器布置在第二水循环管路上，第四温度传感器布置在第三水循环管路上。
8.更进一步地，在本发明中，第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀均为大口径，使用时调节的开度均为小开度。
9.更进一步地，在本发明中，通过第一截止阀、第二截止阀、三通比例阀、第一水泵、第二水泵的调节，可以实现单舱室制热模式、带wptc补热的舱室制热模式、带wptc补热与电池加热的舱室制热模式、单电池加热模式、带wptc补热与余热回收的舱室制热模式这五种模式。
10.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：本发明设计合理，结构简单，将wptc补热、电池加热及余热回收的功能与制热系统进行结合，可同步实现不同的功能，并可以通过热交换器、截止阀及三通比例阀的调节实现模式的切换，从而提升汽车空调系统的功能性。通过本发明的设计，为汽车空调的优化提供了一种新的思路。
附图说明
11.图1为本发明实施例的系统原理图；
12.图2为本发明实施例中单舱室制热模式下的系统原理图；
13.图3为本发明实施例中带wptc补热的舱室制热模式下的系统原理图；
14.图4为本发明实施例中带wptc补热与电池加热的舱室制热模式下的系统原理图；
15.图5为本发明实施例中单电池加热模式下的系统原理图；
16.图6为本发明实施例中带wptc补热与余热回收的舱室制热模式下的系统原理图；
17.其中，1、压缩机，2、室内冷凝器，3.1、第一电子膨胀阀，3.2、第二电子膨胀阀，4、室外换热器，5、集液器，6.1、第一水泵，6.2、第二水泵，7、高压水侧电加热器，8、暖风芯体，9、电池加热装置，10、热交换器，11、电控设备散热装置，12、驱动电机散热装置，13、三通比例阀，14.1、第一温度传感器，14.2、第二温度传感器，14.3、第三温度传感器，14.4、第四温度传感器，15.1、第一温度压力传感器，15.2、第二温度压力传感器，16.1、第一截止阀，16.2、第二截止阀，17、舱室制热循环管路，18、连接管，19、第一水循环管路，20、第二水循环管路，21、第三水循环管路，22、散热循环管路。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
19.实施例
20.本发明的系统原理如图1所示，本发明包括压缩机1、室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1、第二电子膨胀阀3.2、室外换热器4、集液器5、第一水泵6.1、第二水泵6.2、高压水侧电加热器7、暖风芯体8、电池加热装置9、热交换器10、电控设备散热装置11、驱动电机散热装置12、三通比例阀13、第一温度传感器14.1、第二温度传感器14.2、第三温度传感器14.3、第四温度传感器14.4、第一温度压力传感器15.1、第二温度压力传感器15.2、第一截止阀16.1、第二截止阀16.2、舱室制热循环管路17、连接管18、第一水循环管路19、第二水循环管路20、第三水循环管路21、散热循环管路22；舱室制热循环管路17的一端布置在集液器5的内部上端，舱室制热循环管路17的另一端布置在集液器5的内部下端，集液器5的内部下端为液态循环介质，沿循环介质流向压缩机1、室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1、室外换热器4、第一截止阀16.1依次串接在舱室制热循环管路17上。连接管18的一端与室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1之间的舱室制热循环管路17相连通，连接管18的另一端与第一截止阀16.1、集液器5之间的舱室制热循环管路17相连通，第二截止阀16.2、第二电子膨胀阀3.2、热交换器10的r134a介质侧依次串接在连接管18上，热交换器10靠近集液器5；散热循环管路22的一端与第二水泵6.2的出口相连通，散热循环管路22的另一端与第二水泵6.2的入口相连通，沿循环水流向电控设备散热装置11、驱动电机散热装置12、热交换器10的循环水侧依次串接在散热循环管路22上。三通比例阀13包括a、b、c三个接口，三个接口之间可以相互连通或隔断；沿循环水流向第一水泵6.1、高压水侧电加热器7依次串接在第一水循环管路19上，第一水循环管路19的出口与三通比例阀13的c接口相连通，第一水循环管路19的入口与第二水循环管路20、第三水循环管路21的出口均相连通，第二水循环管路20的入口与三通比例阀13的a接口相连通，第三水循环管路21的入口与三通比例阀13的b接口相连通，暖风芯体8串接在第二水循环管路20上，电池加热装置9串接在第三水循环管路21上。第一温度压力传感器15.1布置在集液器5、压缩机1之间的舱室制热循环管路17上，第二温度压力传感器15.2布置在室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1之间的舱室制热循环管路17上，第一温度传感器14.1布置在压缩机1、室内冷凝器2之间的舱室制热循环管路17上，第二温度传感器14.2布置在室外换热器4、第一截止阀16.1之间的舱室制热循环管路17上，第三温度传感器14.3布置在第二水循环管路20上，第四温度传感器14.4布置在第三水循环管路21上。
21.在本发明中，压缩机1的出口连接室内冷凝器2的入口，室内冷凝器2的出口连接第一电子膨胀阀3.1的入口，第一电子膨胀阀3.1的出口连接室外换热器4的入口，室外换热器4的出口连接集液器5的入口，集液器5的出口连接压缩机1的入口；在室内冷凝器2的出口管路上，存在一个分支管路，连接第二电子膨胀阀3.2的入口；第二电子膨胀阀3.2的出口连接热交换器10的制冷剂侧入口；热交换器10的制冷剂侧出口连接室外换热器4的出口管路；第一水泵6.1的出口连接高压水侧电加热器7的入口；高压水侧电加热器7的出口连接三通比例阀13的c端口；三通比例阀13的a端口连接暖风芯体8，三通比例阀13的b端口连接电池加热装置9；暖风芯体8及电池加热装置9的出口连接第一水泵6.1的入口；第二水泵6.2的出口连接电控设备散热装置11的入口；电控设备散热装置11的出口连接驱动电机散热装置12的
入口；驱动电机散热装置12的出口连接热交换器10的水侧的入口；热交换器10的水侧的出口连接第二水泵6.2的入口；第一温度传感器14.1安装在压缩机1的出口管路上，第二温度传感器14.2安装在室外换热器4的出口管路上，第三温度传感器14.3安装在暖风芯体8的出口管路上，第四温度传感器14.4安装在电池加热装置9的入口管路上；第二温度压力传感器15.2安装在室内冷凝器2的出口管路上，第一温度压力传感器15.1安装在集液器5的出口管路上；第二截止阀16.2安装在第二电子膨胀阀3.2的入口管路上，第一截止阀16.1安装在室外换热器4的出口管路上。
22.在本发明中，电池布置在电池加热装置9内，驱动电机布置在驱动电机散热装置12内，电控设备布置在电控设备散热装置11中，电控设备用于对驱动电机进行控制。第一温度传感器14.1、第二温度传感器14.2、第三温度传感器14.3及第四温度传感器14.4用于测定循环介质流经对应管段时的温度，第一温度压力传感器15.1及第二温度压力传感器15.2用于测定制冷剂流经对应管段时的温度与压力。第一电子膨胀阀3.1及第二电子膨胀阀3.2选用大口径的，并在使用时调节开度为小开度。
23.本实施例第一种实施模式为单舱室制热模式，系统原理图如图2所示，用到的主要部件包括压缩机1、室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1、室外换热器4、集液器5、第一温度传感器14.1、第二温度传感器14.2、第一温度压力传感器15.1、第二温度压力传感器15.2及第一截止阀16.1。在该模式下，第二循环水泵6.2、第二截止阀16.2及三通比例阀13关闭，第一截止阀16.1打开。在该模式下，制冷剂在管路中进行流动，通过压缩机1的压缩过程、室内冷凝器2与室外换热器4的换热过程、第一电子膨胀阀3.1的节流过程，对汽车舱室内进行制热；集液器5的功能为除去制冷剂的水分，以保证进入压缩机1的制冷剂为气态。
24.本实施例第二种实施模式为带wptc补热的舱室制热模式，系统原理图如图3所示，用到的主要部件包括压缩机1、室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1、室外换热器4、集液器5、第一温度传感器14.1、第二温度传感器14.2、第一温度压力传感器15.1、第二温度压力传感器15.2、第一截止阀16.1、高压水侧电加热器7、暖风芯体8、三通比例阀13、第三温度传感器14.3。在该模式下，第二循环水泵6.2、第二截止阀16.2关闭，第一循环水泵6.1开启，第一截止阀16.1打开，三通比例阀13调节为a、c两端口连通。在该模式下，制冷剂在制冷剂回路的管路中进行流动，通过压缩机1的压缩过程、室内冷凝器2与室外换热器4的换热过程、第一电子膨胀阀3.1的节流过程，对汽车舱室内进行制热；集液器5的功能为除去制冷剂的水分，以保证进入压缩机1的制冷剂为气态；循环水在第一水循环管路19、第二水循环管路20进行流动，第一水泵6.1对水进行加压，使水流入高压水侧电加热器7并进行加热，加热后的水依次通过三通比例阀13的c端口与a端口，流入暖风芯体8，通过热交换，以wptc补热的方式，来弥补单舱室制热模式可能会出现的热量不足的缺点。
25.本实施例第三种实施模式为带wptc补热与电池加热的舱室制热模式，系统原理图如图4所示，用到的主要部件包括压缩机1、室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1、室外换热器4、集液器5、第一温度传感器14.1、第二温度传感器14.2、第一温度压力传感器15.1、第二温度压力传感器15.2、第一截止阀16.1、高压水侧电加热器7、暖风芯体8、三通比例阀13、第三温度传感器14.3、电池加热装置9、第四温度传感器14.4。在该模式下，第二循环水泵6.2、第二截止阀16.2关闭，第一循环水泵6.1开启，第一截止阀16.1打开，三通比例阀调节13调节为a、b、c三端口连通。在该模式下，制冷剂在制冷剂回路的管路中进行流动，通过压缩机1的
压缩过程、室内冷凝器2与室外换热器4的换热过程、第一电子膨胀阀3.1的节流过程，对汽车舱室内进行制热；集液器5的功能为除去制冷剂的水分，以保证进入压缩机1的制冷剂为气态；循环水在第一水循环管路19、第二水循环管路20、第三水循环管路21中进行流动，共两个主要流程；第一个流程为第一水泵6.1对水进行加压，使水流入高压水侧电加热器7，并进行加热，加热后的水依次通过三通比例阀13的c端口与a端口，流入暖风芯体8，通过热交换，进行wptc补热；第二个流程为从高压水侧电加热器7出来的水依次通过三通比例阀13的c端口与b端口，对电池加热装置9进行加热工作。
26.在带wptc补热与电池加热的舱室制热模式下，可保证在室外气温较低的时候，汽车舱室内的温度达到需要的制热标准，并保证电池的预热，不会因为室外温度低而对电池产生损伤。
27.本实施例第四种实施模式为单电池加热模式，系统原理图如图5所示，用到的主要部件包括第一水泵6.1、高压水侧电加热器7、电池加热装置9、三通比例阀13及第四温度传感器14.4。在该模式下，第二循环水泵6.2、第一截止阀16.1、第二截止阀16.2、压缩机1均关闭，第一循环水泵6.1开启，三通比例阀调节13调节为b、c两端口连通。在该模式下，水通过第一水泵6.1的加压，流入高压水侧电加热器7进行加热，再依次通过三通比例阀13的c端口与b端口，对电池加热装置9进行加热，从而保证电池不会因为室外温度低而产生损伤。
28.本实施例第五种实施模式为带wptc补热与余热回收的舱室制热模式，系统原理图如图6所示，用到的主要部件包括压缩机1、室内冷凝器2、第一电子膨胀阀3.1、室外换热器4、集液器5、第一温度传感器14.1、第二温度传感器14.2、第一温度压力传感器15.1、第二温度压力传感器15.2、第一截止阀16.1、高压水侧电加热器7、暖风芯体8、三通比例阀13、第三温度传感器14.3、第二电子膨胀阀3.2、第二截止阀16.2、热交换器10、电控设备散热装置11、驱动电机散热装置12、第二循环水泵6.2。在该模式下，第一循环水泵6.1、第二循环水泵6.2开启，第一截止阀16.1、第二截止阀16.2均打开，三通比例阀13调节为a、c两端口连通。在该模式下，制冷剂在制冷剂回路的管路中进行流动，通过压缩机1的压缩过程、室内冷凝器2与室外换热器4的换热过程、第一电子膨胀阀3.1的节流过程，对汽车舱室内进行制热；集液器5的功能为除去制冷剂的水分，以保证进入压缩机1的制冷剂为气态；循环水在第一水循环管路19、第二水循环管路20进行流动，第一水泵6.1对水进行加压，使水流入高压水侧电加热器7并进行加热，加热后的水依次通过三通比例阀13的c端口与a端口，流入暖风芯体8，通过热交换，进行wptc补热；同时，在本模式中，并联了余热回收回路，通过第二水泵6.2使水顺次流过电控设备散热装置11、驱动电机散热装置12及热交换器10，从而带走驱动电机及电控设备所产生的热量，并且制冷剂的回路中也加了一条通过热交换器10的回路，从而可以将从驱动电机12中收集的热量通过热交换，供给制冷剂回路，从而进行余热补热工作，以避免制冷剂回路可能出现的热量不足的情况。
29.本发明可根据汽车舱室及相关设备的实际需求进行模式的调节。
30.上述实施例仅例示性说明本发明的设计原理及用途作用，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
技术特征：
1.一种可用于汽车空调的多功能制热系统，其特征在于包括舱室制热系统、电机散热系统、wptc补热与电池加热系统；所述舱室制热系统用于实现驾驶室内的制热，所述电机散热系统用于把驱动电机、电控设备所散出的热量与舱室制热系统实现交换；所述wptc补热与电池加热系统用于对暖风芯体实现补热，对电池系统实现加热；所述舱室制热系统内流通的循环介质是r134a，电机散热系统、wptc补热与电池加热系统内流通的循环介质是水；所述wptc补热与电池加热系统的热量来自电加热。2.根据权利要求1所述的可用于汽车空调的多功能制热系统，其特征在于所述舱室制热系统包括舱室制热循环管路、集液器、压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、第一截止阀，舱室制热循环管路的一端布置在集液器内部上端，舱室制热循环管路的另一端布置在集液器内部下端，集液器内部下端为液态循环介质；沿循环介质流向压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、第一截止阀依次串接在舱室制热循环管路上；所述电机散热系统包括连接管、第二截止阀、第二电子膨胀阀、热交换器、散热循环管路、第二水泵、电控设备散热装置、驱动电机散热装置，连接管的一端与室内冷凝器、第一电子膨胀阀之间的舱室制热循环管路相连通，连接管的另一端与第一截止阀、集液器之间的舱室制热循环管路相连通，第二截止阀、第二电子膨胀阀、热交换器r134a侧依次串接在连接管上，热交换器靠近集液器；散热循环管路的一端与第二水泵的出口相连通，散热循环管路的另一端与第二水泵的入口相连通，沿循环水流向电控设备散热装置、驱动电机散热装置、热交换器循环水侧依次串接在散热循环管路上；所述wptc补热与电池加热系统包括第一水泵、高压水侧电加热器、三通比例阀、暖风芯体、电池加热装置、第一水循环管路、第二水循环管路、第三水循环管路；三通比例阀包括a、b、c三个接口，三个接口之间可以相互连通或隔断；沿循环水流向第一水泵、高压水侧电加热器依次串接在第一水循环管路上，第一水循环管路的出口与三通比例阀的c接口相连通，第一水循环管路的入口与第二水循环管路、第三水循环管路的出口相连通，第二水循环管路的入口与三通比例阀的a接口相连通，第三水循环管路的入口与三通比例阀的b接口相连通，暖风芯体串接在第二水循环管路上，电池加热装置串接在第三水循环管路上。3.根据权利要求2所述的可用于汽车空调的多功能制热系统，其特征在于还包括第一温度压力传感器、第二温度压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器，第一温度压力传感器布置在集液器、压缩机之间的舱室制热循环管路上，第二温度压力传感器布置在室内冷凝器、第一电子膨胀阀之间的舱室制热循环管路上，第一温度传感器布置在压缩机、室内冷凝器之间的舱室制热循环管路上，第二温度传感器布置在室外换热器、第一截止阀之间的舱室制热循环管路上，第三温度传感器布置在第二水循环管路上，第四温度传感器布置在第三水循环管路上。4.根据权利要求2所述的可用于汽车空调的多功能制热系统，其特征在于所述第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀均为大口径，使用时调节的开度均为小开度。5.根据权利要求2所述的可用于汽车空调的多功能制热系统，其特征在于通过第一截止阀、第二截止阀、三通比例阀、第一水泵、第二水泵的调节，可以实现单舱室制热模式、带wptc补热的舱室制热模式、带wptc补热与电池加热的舱室制热模式、单电池加热模式、带
wptc补热与余热回收的舱室制热模式这五种模式。
技术总结
一种汽车技术领域的可用于汽车空调的多功能制热系统，包括舱室制热系统、电机散热系统、WPTC补热与电池加热系统，舱室制热系统包括集液器、压缩机、室内冷凝器、电子膨胀阀、室外换热器、截止阀，电机散热系统包括连接管、截止阀、电子膨胀阀、热交换器、水泵、电控设备散热装置、驱动电机散热装置，WPTC补热与电池加热系统包括水泵、高压水侧电加热器、三通比例阀、暖风芯体、电池加热装置、水循环管路。本发明的制热系统中结合了WPTC补热、电池加热及余热回收的功能，并可以通过热交换器、截止阀及三通比例阀的调节实现模式的切换，从而提升汽车空调系统的功能性。通过本发明的设计，为汽车空调的优化提供了一种新的思路。车空调的优化提供了一种新的思路。车空调的优化提供了一种新的思路。
