一种无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统及热管理方法
文献发布时间：2023-06-19 16:12:48
技术领域
本发明涉及氢能汽车空调技术领域，具体而言，涉及一种无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统及热管理方法。
背景技术
目前空气源的热泵系统在冬季采暖制热时，普遍存在室外换热器表面结霜且需要化霜的问题，在化霜过程中，容易造成车内舒适性发生波动，这时往往需要制冷剂反向流动或者旁通，亦或增加PTC进行辅助加热。
另外，低温工况采暖过程中，压缩机受限于吸气过热度低的原因，无法全速运转并为系统提供更多的热量，导致在低温环境下采暖不足,既无法从空气中吸热，也无法自身产热，需要完全依靠PTC加热取暖。
市面上的纯电车乘员舱热泵空调系统一般同时集成电池热管理系统，电池热管理系统也需要负责电池回路的加热或者冷却，在压缩机的选型时，需要同时兼顾电池包和乘员舱的需求，压缩机全速运行时，可供开发利用的发热量实际上能够达到5-6kW,并不逊色于一个高压PTC的发热量。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统及热管理方法，以解决传统空气源的热泵在低温工况下无法从环境空气中吸收热量而且容易结霜的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供一种无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统，包括：
电池包热管理循环系统，包括依次首尾流体连接而构成电池包热管理循环回路的电池包、蒸发器的第一入口、蒸发器的第一出口、冷凝器的第一入口和冷凝器的第一出口，所述电池包并联设有旁通管路；所述电池包热管理循环回路设有水泵；
乘员舱热管理循环系统，包括构成制热循环回路和制冷循环回路的压缩机、室外换热器、室内换热器、制冷电子膨胀阀、制热电子膨胀阀、蒸发器电子膨胀阀、所述蒸发器和所述冷凝器，所述制冷电子膨胀阀设于所述制冷循环回路中的所述室外换热器和所述室内换热器之间；所述制热电子膨胀阀设于所述制热循环回路中的所述室内换热器和所述室外换热器之间；
所述蒸发器电子膨胀阀设于所述冷凝器的第二出口和所述蒸发器的第二入口之间；
所述压缩机的出口选择性地与所述室外换热器的入口、所述室内换热器的入口、所述冷凝器的第二入口流体连接；
所述压缩机的入口选择性地与所述蒸发器的第二出口、所述室外换热器的出口、所述室内换热器的出口流体连接；
所述室内换热器的出口选择性地与所述室外换热器的入口、所述冷凝器的第二入口、所述蒸发器的第二入口流体连接；
所述室内换热器的入口选择性地与所述室外换热器的出口、所述冷凝器的第二出口流体连接；
所述室外换热器的入口与所述冷凝器的第二出口流体连接；
所述室外换热器的出口与所述蒸发器的第二入口流体连接。
可选地，所述制冷循环回路包括首尾顺次连接的所述压缩机、第一制冷电磁阀、所述室外换热器、所述制冷电子膨胀阀、所述室内换热器、第二制冷电磁阀和气液分离器；和/或，
所述制热循环回路包括首尾顺次连接的所述压缩机、第一制热电磁阀、所述室内换热器、所述制热电子膨胀阀、所述室外换热器、第二制热电磁阀和所述气液分离器；和/或，
所述压缩机的外表面全包覆有保温层。，
可选地，所述压缩机和所述冷凝器的第二入口之间设有冷凝器电磁阀；所述冷凝器和所述蒸发器串联形成第一并联支路，所述第一并联支路与所述气液分离器和所述压缩机串联连接。
可选地，还包括：由第一蒸发电磁阀、蒸发器电磁阀、所述冷凝器、所述蒸发器电子膨胀阀、所述蒸发器依次流体地连接形成第二并联支路，所述第二并联支路位于所述制热循环回路中的所述室内换热器之后，并和所述气液分离器之间的管路串联设置，所述气液分离器的出口与所述压缩机的入口流体地连接。
可选地，还包括由第二蒸发电磁阀、电池包电磁阀、所述蒸发器电子膨胀阀、所述蒸发器依次流体地连接形成第三并联支路，所述第三并联支路与位于所述制冷循环回路中位于所述室外换热器之后和所述气液分离器之间的管路串联设置，所述气液分离器的出口与所述压缩机的入口流体地连接；和/或，
还包括第一三通阀，所述第一三通阀代替所述第一制冷电磁阀和所述第一制热电磁阀；和/或，
还包括第二三通阀，所述第二三通阀代替所述第二制热电磁阀；和/或，
还包括第三三通阀，所述第三三通阀代替所述第二蒸发电磁阀；和/或，
所述旁通管路和所述电池包的输入端分别设有电磁阀或所述电池包的输入端设有第四三通阀，所述第四三通阀的第三出口与所述旁通管路流体连接。
本发明还提供了一种热管理方法，应用于上述所述的无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统，所述热管理方法包括步骤：
S1：获取乘员舱热管理模式；其中，所述乘员舱热管理模式包括乘员舱制热模式、乘员舱制冷模式和乘员舱无需求模式；
S2：获取电池包热管理模式；其中，所述电池包热管理模式包括电池包无需求模式、电池包均温模式、电池包加热模式和电池包冷却模式；
S3：控制压缩机、室外换热器、室内换热器、制冷电子膨胀阀、制热电子膨胀阀、电池包、蒸发器和冷凝器、蒸发器电子膨胀阀所形成的管路的通断及其各自的运行状态，以使所述基于无PTC加热器循环水路的氢能汽车热泵系统的运行满足所述乘员舱热管理模式和所述电池包热管理模式。
可选地，当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包均温模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S301：控制由所述压缩机出来的高温高压工质的一部分流经所述室内换热器降温形成次高温高压工质并实现乘员舱升温；由所述压缩机出来的高温高压工质的剩余部分流经所述冷凝器降温形成次高温高压工质；两部分的次高温高压工质混合后的一部分工质流向所述制热电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室外换热器将环境空气降温至不低于其露点温度，并升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机，两部分的次高温高压工质混合后的剩余部分工质流向所述蒸发器电子膨胀阀被节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器和所述冷凝器；
S302：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由所述室外换热器出来的低温低压工质的过热度调控所述制热电子膨胀阀的开度；
S303：根据所述乘员舱制热模式的需求加热量和环境空气提供的热量调控所述压缩机的转速；
S304：根据所述制热电子膨胀阀的开度和所述压缩机的转速，调控流向所述蒸发器的次高温高压工质的流量和所述蒸发器电子膨胀阀的开度；
S305：根据由所述蒸发器出的次低温低压工质的过热度和电池包的进水温度，调控由所述压缩机流向所述冷凝器的高温高压工质的流量。
可选地，当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包加热模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S306：控制由所述压缩机出来的高温高压工质的一部分流经所述室内换热器降温形成次高温高压工质，并实现乘员舱升温后流向所述制热电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室外换热器，将环境空气降温至不低于其露点温度，并升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；由所述压缩机出来的高温高压工质的剩余部分流经所述冷凝器降温形成次高温高压工质后，流向所述蒸发器电子膨胀阀被节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器、所述冷凝器；
S307：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由所述室外换热器出来的低温低压工质的过热度，调控所述制热电子膨胀阀的开度；
S308：根据所述制热需求的需求加热量和环境空气提供的热量，调控所述压缩机的转速；
S309：根据所述制热电子膨胀阀的开度和所述压缩机的转速，调控流向所述蒸发器的次高温高压工质的流量以及所述蒸发器电子膨胀阀的开度；
S310：根据由所述蒸发器出的次低温低压工质的过热度和电池包的进水温度，调控流向所述冷凝器高温高压工质的流量；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包冷却模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S311：控制由所述压缩机出的高温高压工质流经所述室内换热器降温形成次高温高压工质并实现乘员舱升温，次高温高压工质的一部分流向所述制热电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室外换热器将环境空气降温至不低于其露点温度并升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机，次高温高压工质的剩余部分流向所述蒸发器电子膨胀阀节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述冷凝器、所述蒸发器；
S312：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由所述室外换热器出的低温低压工质的过热度调控所述制热电子膨胀阀的开度；
S313：根据制热需求的需求加热量和环境空气提供的热量，调控所述压缩机的转速；
S314：根据所述制热电子膨胀阀的开度和所述压缩机的转速，调控流向所述蒸发器的次高温高压工质的流量以及所述蒸发器电子膨胀阀的开度；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包冷却模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S315：控制由所述压缩机出的高温高压工质流经所述室外换热器降温形成次高温高压工质，次高温高压工质的一部分流向所述制冷电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室内换热器升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向所述压缩机，次高温高压工质的剩余部分流向所述蒸发器电子膨胀阀被节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器、所述冷凝器、；
S316：根据所述制冷需求的需求制冷量和电池包的需求散热量，调控所述压缩机的转速、所述制冷电子膨胀阀、所述蒸发器电子膨胀阀的开度；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包加热模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S317：控制由压缩机出的高温高压工质流向所述冷凝器降温形成次高温高压工质，次高温高压工质的一部分流向所述制冷电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室内换热器升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向所述压缩机，次高温高压工质的剩余部分流向所述蒸发器电子膨胀阀被节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器、所述冷凝器；
S318：根据所述制冷需求的需求制冷量和电池包的需求加热量调控所述压缩机的转速、所述制冷电子膨胀阀、所述蒸发器电子膨胀阀的开度；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包均温模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S319，控制由所述压缩机出的高温高压工质流经所述室外换热器降温形成次高温高压工质，后流向所述制冷电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室内换热器升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器、所述冷凝器；
S320：根据所述制冷需求的需求制冷量，调控所述压缩机的转速；
S321：根据由所述室内换热器出的次低温低压工质的过热度调控所述制冷电子膨胀阀的开度；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包无需求模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S322：控制由压缩机出的高温高压工质流经所述室外换热器降温形成次高温高压工质，后流向所述制冷电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室内换热器升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向所述压缩机；
S323：根据所述乘员舱制冷模式的需求制冷量，调控所述压缩机的转速；
S324：根据由所述室内换热器出的次低温低压工质的过热度调控所述制冷电子膨胀阀的开度；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱无需求模式，所述电池包热管理模式为电池包均温模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S325：控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述冷凝器、所述蒸发器；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱无需求模式，所述电池包热管理模式为电池包加热模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S326：控制由所述压缩机出来的高温高压工质流经所述冷凝器降温形成次高温高压工质，次高温高压工质的一部分流向所述制热电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室外换热器将环境空气降温至不低于其露点温度并升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机，次高温高压工质的剩余部分流向所述蒸发器电子膨胀阀被节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器、所述冷凝器；
S327：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和电池包的需求加热量调控所述压缩机的转速、所述制热电子膨胀阀的开度、所述蒸发器电子膨胀阀的开度；
和/或，
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱无需求模式，所述电池包热管理模式为电池包冷却模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S328：控制由压缩机出的高温高压工质流经所述室外换热器降温形成次高温高压工质，后流向所述蒸发器电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述电池包、所述蒸发器、所述冷凝器；
S329：根据电池包的需求散冷量调控所述压缩机的转速；
S330：根据所述蒸发器出的次高温高压工质的过热度调控所述蒸发器电子膨胀阀的开度。
可选地，当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包无需求模式时，步骤S3具体包括步骤：
S331：控制由所述压缩机出的高温高压工质流经所述室内换热器降温形成次高温高压工质并实现乘员舱升温，次高温高压工质的一部分流向所述制热电子膨胀阀被节流降压形成低温低压工质后流向所述室外换热器将环境空气降温至不低于其露点温度并升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机，次高温高压工质的剩余部分流向所述冷凝器降温后经所述蒸发器电子膨胀阀节流降压后流向所述蒸发器升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵的作用下依次流经所述旁通管路、所述蒸发器、所述冷凝器；
S332：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由所述室外换热器出的低温低压工质的过热度调控所述制热电子膨胀阀的开度；
S333：根据制热需求的需求加热量和环境空气提供的热量调控所述压缩机的转速；
S334：根据所述制热电子膨胀阀的开度和所述压缩机的转速调控流向所述蒸发器的次高温高压工质的流量以及所述蒸发器电子膨胀阀的开度。
可选地，还包括步骤：
S335：判断由所述蒸发器出的工质的过热度是否低于预设值；
当由所述蒸发器出的工质的过热度低于预设值时，所述电池包热管理模式由电池包无需求模式切换成电池包均温模式，执行步骤S301至S305，直至所述电池包热管理循环回路的水温达到不低于所述电池无需求的最高温度阈值时，所述电池包热管理模式由电池包均温模式切换成电池包无需求模式，并执行步骤S331至S334；否则继续维持所述电池包热管理模式为电池包均温模式并执行S301至S305。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、将电池包热管理循环系统与乘员舱热管理循环系统并联，可避免电池散热量大的时候，由于水循环和环境空气的温差小，电池的热量无法散出；通过循环水系统发挥类似蓄热器的作用，将压缩机高速运转的发热量作为低温工况下热泵的主要热源，在不额外增加PTC、回热器等零部件的情况下，不仅解决了热泵结霜的问题，还集成了电池包和乘员舱的热管理系统，使得热泵系统更加高效节能，舒适且经济。
2、解决了传统空气源热泵在低温工况下无法从环境空气中吸收热量，必须增加PTC进行加热的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在冬季乘员舱制热且电池包无需求模式下的系统结构示意图；
图3为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在冬季乘员舱制热且电池包均温模式下的系统结构示意图；
图4为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在冬季乘员舱制热且电池包加热模式下的系统结构示意图；
图5为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在冬季乘员舱制热且电池包冷却模式下的系统结构示意图；
图6为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在夏季乘员舱制冷且电池包冷却模式下的系统结构示意图；
图7为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在夏季乘员舱制冷且电池包加热模式下的系统结构示意图；
图8为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在夏季乘员舱制冷且电池包均温模式下的系统结构示意图；
图9为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在夏季乘员舱制冷且电池包无需求模式下的系统结构示意图；
图10为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在乘员舱无需求模式且电池包均温模式下的系统结构示意图；
图11为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在乘员舱无需求模式且电池包加热模式下的系统结构示意图；
图12为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统处在乘员舱无需求模式且电池包冷却模式下的系统结构示意图；
图13为本发明实施例中氢能汽车不结霜热泵系统热管理方法的流程示意图。
附图标记说明：
1-压缩机；2-室外换热器；3-制冷电子膨胀阀；4-室内换热器；5-气液分离器；6-第一制冷电磁阀；7-第二制冷电磁阀；8-制热电子膨胀阀；9-第一制热电磁阀；10-第二制热电磁阀；11-主送风鼓风机；12-冷却轴流风机；13-HVAC空调箱壳体；14-水冷冷凝器电磁阀；15-水冷蒸发器电子膨胀阀；16-水冷蒸发器电磁阀；17-水冷冷凝器；18-水冷蒸发器；19-水泵；20-电池包；21-电池包电磁阀；22-第一蒸发电磁阀；23-第二蒸发电磁阀；24-第四三通阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参阅图1所示，本发明实施例提供一种无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统，包括：乘员舱热管理循环系统和电池包热管理循环系统，
具体到本实施例当中，电池包热管理循环系统包括依次首尾流体连接而构成电池包热管理循环回路的电池包20、蒸发器18的第一入口、蒸发器18的第一出口、冷凝器17的第一入口和冷凝器17的第一出口，其中电池包20并联设有旁通管路，电池包热管理循环回路设有水泵19。
乘员舱热管理循环系统包括构成制热循环回路和制冷循环回路的压缩机1、室外换热器2、室内换热器4、制冷电子膨胀阀3、制热电子膨胀阀8、蒸发器电子膨胀阀15、蒸发器18和冷凝器17，其中制冷电子膨胀阀3设于制冷循环回路中的室外换热器2和室内换热器4之间，制热电子膨胀阀8设于制热循环回路中的室内换热器4和室外换热器2之间。
蒸发器电子膨胀阀15设于冷凝器17的第二出口和蒸发器18的第二入口之间。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，压缩机1的出口选择性地与室外换热器2的入口、室内换热器4的入口、冷凝器17的第二入口流体连接；压缩机1的入口选择性地与蒸发器18的第二出口、室外换热器2的出口、室内换热器4的出口流体连接。
室内换热器4的出口选择性地与室外换热器2的入口、冷凝器17的第二入口、蒸发器18的第二入口流体连接；室内换热器4的入口与冷凝器17的第二出口流体连接。
室外换热器2的入口与冷凝器17的第二出口出口流体连接；室外换热器2的出口与蒸发器18的第二入口流体连接。
由此，乘员舱热管理循环系统包括制热循环回路和制冷循环回路，制热循环回路和制冷循环回路中设有多个自动切换的电动阀，用于实现对乘员舱的制冷和制热。
在本发明的实施例当中，旁通管路采用第四三通阀24，第四三通阀24具有三个端口，其中，第四三通阀24的第一端与水泵19相连，第四三通阀24的第二端与电池包20相连，第四三通阀24的第三端通过水管短路连接到电池包20远离第四三通阀24的一端，蒸发器18的第一入口与电池包20的出口连接，冷凝器17的第一出口与水泵19连接。由此，由电池包20、蒸发器18、冷凝器17、水泵19和第四三通阀24构成的循环回路，介质水可在循环回路中流动实现热交换。
需要说明的是，在本实施例中，电池包热管理循环系统所使用的介质为循环水，循环水不仅换热效果较好，而且取材方便，成本较低，当然也可更换为其他具有循环冷却介质，以满足实际热交换需求即可。
另外，在本发明的实施例当中，冷凝器17和蒸发器18的内部共有两条循环介质管路，也即具有两个入口(第一入口、第二入口)和与两个入口一一对应连通的两个出口(第一出口、第二出口)，并且第一入口与第二入口反向对称设置，第二出口与第二出口反向对称设置，这样设置的好处在于，更好的实现两个循环介质管路之间的热交换。
电池包热管理循环系统中冷凝器17的第二入口通过冷凝器电磁阀14与制热循环回路的压缩机1出口连接，冷凝器17的第二出口通过蒸发器电子膨胀阀15与蒸发器18的第二入口连接，蒸发器18的第二出口与制热循环回路的室内换热器4出口连接。这样可将电池包热管理循环系统的水循环与制热循环回路和制冷循环回路均并联连接在一起，这样通过启动空调系统为电池包20进行冷却，使得电池包20不会出现散热不足的问题。
由此，将电池包热管理循环系统与乘员舱热管理循环系统并联，可避免电池散热量大的时候，由于水循环和环境空气的温差小，电池的热量无法散出；通过循环水系统发挥类似蓄热器的作用，将压缩机高速运转的发热量作为低温工况下热泵的主要热源，在不额外增加PTC、回热器等零部件的情况下，不仅解决了热泵结霜的问题，还集成了电池包和乘员舱的热管理系统，使得热泵系统更加高效节能，舒适且经济。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，制冷循环回路包括首尾顺次连接的压缩机1、第一制冷电磁阀6、室外换热器2、制冷电子膨胀阀3、室内换热器4、第二制冷电磁阀7和气液分离器5。
制热循环回路包括首尾顺次连接的压缩机1、第一制热电磁阀9、室内换热器4、制热电子膨胀阀8、室外换热器2、第二制热电磁阀10和气液分离器5。
在本发明的另一实施例中，基于但不限于上述实施例，本实施例的压缩机1的外表面全包覆有保温层，以对压缩机1产生的热量进行保温。
优选的，压缩机1外表面的保温材料选取为声学包，所述声学包的材质不仅可降低压缩机1的噪音，且可有效避免压缩机1的热量耗散到周围环境空气中，利用压缩机1所产生的热量可循环对电池包20加热。
由此，制冷循环回路包括首尾顺次连接的压缩机1、第一制冷电磁阀6和室外换热器2、制冷电子膨胀阀3、室内换热器4、第二制冷电磁阀7和气液分离器5。在制冷循环过程中，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一制冷电磁阀6进入室外换热器2中进行放热(此过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出，液体制冷剂流过制冷电子膨胀阀3，被节流降压，变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入室内换热器4对车内空气进行冷却，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制冷电磁阀7流入气液分离器5中，次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中被压缩成高温高压的气态制冷剂。
制热循环回路包括首尾顺次连接的压缩机1、第一制热电磁阀9和室内换热器4、制热电子膨胀阀8、室外换热器2、第二制热电磁阀10和气液分离器5。在制热循环过程中，压缩机1通过压缩对制冷剂做功排出高温高压的制冷剂气体，经第一制热电磁阀9进入到室内换热器4中，在室内换热器4中制冷剂与车内空气冷空气发生热交换，从而对车内空气进行加热(在此过程中制冷剂的平均温度约40-60℃)，高温高压的制冷剂气体经热交换降温后变成次高温高压的液体，并从室内换热器4的出口排出形成两条支路。
由此，室外换热器2是作为制冷剂循环的一部分，独立于电池包的水循环。当乘员舱需要制冷的时候，可以室外换热器2(作为冷凝器使用)的问题调高(不受电池安全温度的影响)，让室外换热器2和环境空气的温差加大，从而来加大散热量；当乘员舱需要制热的时候，空调热管理系统的制冷剂循环对电池包20的水循环有两个换热器，可以同时对电池包进行冷却和加热，从而保证电池包的温度，而且室外换热器2(作为蒸发器用)可以温度达到-40度，再从-20度的环境中吸热来填补采暖需求。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，压缩机1和冷凝器17的第二入口之间设有冷凝器电磁阀14，蒸发器18和冷凝器17串联形成第一并联支路，第一并联支路与气液分离器5和压缩机1串联连接。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，汽车不结霜热泵系统还包括由第一蒸发电磁阀22、蒸发器电磁阀16、冷凝器17、蒸发器电子膨胀阀15、蒸发器18依次流体地连接形成的第二并联支路，第二并联支路位于制热循环回路中的室内换热器4之后，并和气液分离器5之间的管路串联设置，气液分离器5的出口与压缩机1的入口流体地连接。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，汽车不结霜热泵系统还包括由第二蒸发电磁阀23、电池包电磁阀21、蒸发器电子膨胀阀15、蒸发器18依次流体地连接形成第三并联支路，第三并联支路与位于制冷循环回路中位于室外换热器2之后和气液分离器5之间的管路串联设置，气液分离器5的出口与压缩机1的入口流体地连接。
在本发明的另一实施例中，基于但不限于上述实施例，本实施例还包括第一三通阀，第一三通阀代替第一制冷电磁阀6和第一制热电磁阀9。
在本发明的另一实施例中，基于但不限于上述实施例，本实施例还包括第二三通阀，第二三通阀代替第二制热电磁阀10。
在本发明的另一实施例中，基于但不限于上述实施例，本实施例还包括第三三通阀，第三三通阀代替第二蒸发电磁阀23。
在本发明的另一实施例中，基于但不限于上述实施例，本实施例旁通管路和电池包20的输入端分别设有电磁阀。
在本发明的另一实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的电池包20的输入端设有第四三通阀24，第四三通阀24的第三出口与旁通管路流体连接。
值得说明的是，本发明主要通过具有不同通路的阀件实现压缩机1、室外换热器2、室内换热器4、制冷电子膨胀阀3、制热电子膨胀阀8、电池包20、蒸发器18和冷凝器17、蒸发器电子膨胀阀15所形成的管路的通断，因此实现方式具有多种，但只要属于本发明同一构思下的技术方案均应属于本发明的保护范围。
具体地，请参阅图1所示，在本发明的实施例当中，氢能汽车不结霜热泵系统还包括主送风鼓风机11，主送风鼓风机11和室内换热器4均位于HVAC空调箱壳体13内。由此，主送风鼓风机11可用于进一步加快乘员舱内的热交换效果。
具体地，在本发明的实施例当中，主送风鼓风机11为变频鼓风机或调挡鼓风机中的任意一种形式。这样设置的好处在于，便于主送风鼓风机11根据信号反馈自动完成开启与关闭，更加智能化操作。
具体地，在本发明的实施例当中，室外换热器2和室内换热器4为管翅式、层叠式或平行流式换热器中的任意一种结构形式，另外室外换热器2的一侧还设有冷却轴流风机12，以进一步加速室外换热器2的换热速度。
请参阅图13所示，本发明还提供了一种热管理方法，应用于上述所述的无PTC加热器的氢能汽车不结霜热泵系统，所述热管理方法包括步骤：
S1：获取乘员舱热管理模式；其中，所述乘员舱热管理模式包括乘员舱制热模式、乘员舱制冷模式和乘员舱无需求模式；
S2：获取电池包热管理模式；其中，所述电池包热管理模式包括电池包无需求模式、电池包均温模式、电池包加热模式和电池包冷却模式；
S3：控制压缩机1、室外换热器2、室内换热器4、制冷电子膨胀阀3、制热电子膨胀阀8、电池包20、蒸发器18和冷凝器17、蒸发器电子膨胀阀15所形成的管路的通断及其各自的运行状态，以使所述基于无PTC加热器循环水路的氢能汽车热泵系统的运行满足所述乘员舱热管理模式和所述电池包热管理模式。
本发明实施例中的氢能汽车不结霜热泵系统集成了乘员舱和电池包的热管理，在低温环境下，当空气源换热不足时，无需高压PTC进行额外加热，而是通过高转速运行的压缩机1来做功发热，以弥补空气热源不足的问题。利用电池包回路低冰点的冷却液循环，消化掉压缩机1高转速运行所带来的超额制冷剂流量，防止室外换热器2的外部结霜和压缩机1发生液击，恶化热泵效率，使得室外换热器2能够以不结霜的最高制冷剂流量从环境空气进行吸热，即控制空气降温不超过露点，保证了空气源换热的高效率，同时将需求加热量下压缩机1提供的超额流量的制冷剂通入串联的冷凝器17和蒸发器18，经由低冰点的冷却水依次冷却和加热后(循环水路仅作为起到调节中和作用的热容部件，如不考虑电池包本身的热管理需求，长周期上并不消耗或者增加热量)，在保证足够过热度的前提下，被吸入压缩机1，保证了低温下压缩机1高转速运行的平稳和可持续，确保了低温下热泵的加热总功率和总效率，同时其他各种工况下的热管理需求也可得到有效满足。
本发明实施例的工作原理是通过切换电子阀能够实现多种工作模式，以满足不同的需求，具体工作模式如下：
第一，冬季乘员舱制热模式且电池包无需求模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包无需求模式时，步骤S3具体包括步骤：
S331：控制由所述压缩机1出的高温高压工质流经所述室内换热器4降温形成次高温高压工质并实现乘员舱升温，次高温高压工质的一部分流向制热电子膨胀阀8被节流降压形成低温低压工质后流向室外换热器2将环境空气降温至不低于其露点温度并升温形成次低温低压工质后流向压缩机1，次高温高压工质的剩余部分流向冷凝器17降温后经蒸发器电子膨胀阀15节流降压后流向蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经旁通管路、冷凝器17、蒸发器18；
S332：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由室外换热器2出的低温低压工质的过热度，调控制热电子膨胀阀8的开度；
S333：根据制热需求的需求加热量和环境空气提供的热量，调控压缩机1的转速；
S334：根据制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速，调控流向蒸发器18的次高温高压工质的流量以及蒸发器电子膨胀阀15的开度。
具体请参阅图2所示，此时只有第一制热电磁阀9、第一制热电子膨胀阀8、第二制热电磁阀10、第一蒸发电磁阀22、蒸发器电磁阀16和蒸发器电子膨胀阀15处于打开状态，第二制冷电磁阀7、第二蒸发电磁阀23、水冷冷凝器电磁阀14、电池包电磁阀21和制冷电子膨胀阀3处于关闭状态，循环水路的三通只联通短接管路，使电池路处于关闭状态，优选的，在本实施例中压缩机1为电动工作模式，能够根据信号自动控制工作状态。
并且在此模式下，根据乘员舱内环境空气冷却后的实时温度和室外换热器2出口的制冷剂过热度(制冷剂过热度：指的是室外换热器2出口某一点的冷媒压力对应的饱和温度与冷媒实际温度之间的差值)调节第一制热电子膨胀阀8的开度；根据环境空气提供的热量和需求加热量，调控压缩机1的转速；根据第一制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速来调控蒸发器电子膨胀阀15的开度和蒸发器18流路的制冷剂流量Q1。
压缩机1通过压缩对制冷剂做功排出高温高压的制冷剂气体，经第一制热电磁阀9进入到室内换热器4中，在室内换热器4中制冷剂与车内空气冷空气发生热交换，从而对车内空气进行加热(在此过程中制冷剂的平均温度约40-60℃)，高温高压的制冷剂气体经热交换降温后变成次高温高压的液体，并从室内换热器4的出口排出形成两条支路，即第一条循环支路和第二循环支路。
其中，第一条循环支路的部分制冷剂流经第一制热电子膨胀阀8(制热电子膨胀阀)，制冷剂在第一制热电子膨胀阀8中被节流降压，变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入室外换热器2中进行吸热，将环境空气降温冷却至其露点(由于气温下降，使空气里原来的未饱和汽变成饱和汽的温度，称为露点，当达到露点后，温度再降低，空气中的一部分水蒸气就会凝结成小水滴附着在地面的物体上，即形成露)温度附近以上，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制热电磁阀10流入到气液分离器5中，气液分离器5中次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中压缩成高温高压的气态制冷剂。
第二循环支路则是由室内换热器4的出口排出剩余的制冷剂通过第一蒸发电磁阀22和蒸发器电磁阀16后进入冷凝器17中放热，后经蒸发器电子膨胀阀15节流后，进入蒸发器18中吸热，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体流入气液分离器5中，气液分离器5中次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中压缩成高温高压的气态制冷剂。
当蒸发器18出口制冷剂的过热度低于某一预设阈值后，热泵系统进入下述第二模式，也即乘员舱制热模式且电池包均温模式，此时，对循环水路进行加热,在水温达到电池包的均温到其无需求状态的最高温度限值后，再返回到第一模式。
第二模式：冬季乘员舱制热模式且电池包均温模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包均温模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S301：控制由压缩机1出来的高温高压工质的一部分流经室内换热器4降温形成次高温高压工质并实现乘员舱升温；由压缩机1出来的高温高压工质的剩余部分流经冷凝器17降温形成次高温高压工质；两部分的次高温高压工质混合后的一部分工质流向制热电子膨胀阀8被节流降压形成低温低压工质后流向室外换热器2将环境空气降温至不低于其露点温度，并升温形成次低温低压工质后流向压缩机1，两部分的次高温高压工质混合后的剩余部分工质流向蒸发器电子膨胀阀15被节流降压后流向蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经电池包20、蒸发器18和冷凝器17；
S302：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由室外换热器2出来的低温低压工质的过热度，调控制热电子膨胀阀8的开度；
S303：根据乘员舱制热模式的需求加热量和环境空气提供的热量，调控压缩机1的转速；
S304：根据制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速，调控流向蒸发器18的次高温高压工质的流量和蒸发器电子膨胀阀15的开度；
S305：根据由所述蒸发器18出的次低温低压工质的过热度和电池包的进水温度，调控由压缩机1流向冷凝器17的高温高压工质的流量。
请参阅图3所示，在电池包均温模式下，只有第一制热电磁阀9、第一制热电子膨胀阀8、第二制热电磁阀10、第一蒸发电磁阀22、电池包电磁阀21、水冷冷凝器电磁阀14和蒸发器电子膨胀阀15处于打开状态，其他制冷剂回路的第二制冷电磁阀7、蒸发器电磁阀16、第二蒸发电磁阀23、制冷电子膨胀阀3处于关闭状态，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
在电池包均温模式下，根据乘员舱内环境空气冷却后的温度和室外换热器2出口的制冷剂过热度，调节第一制热电子膨胀阀8的开度；根据环境空气提供的热量和需求加热量，调控压缩机1的转速；根据第一制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速来调控蒸发器电子膨胀阀15的开度和蒸发器18流路的制冷剂流量Q1。
根据蒸发器18出口制冷剂的过热度和电池包20的进水温度，控制水冷冷凝器电磁阀14的开闭比例。
压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，形成两条循环支路：
一部分高温高压的制冷剂气体经第一制热电磁阀9进入室内换热器4中，对车内空气进行热交换加热(此过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，制冷剂气体降温后一部分变成次高温高压的液体流出；另一剩余部分高温高压的制冷剂气体经水冷冷凝器电磁阀14进入冷凝器17中发生放热，降温后变成次高温高压的液体流出，并经电池包电磁阀21和第一蒸发电磁阀22与第一循环支路相联通。
两部分的制冷剂通过第一蒸发电磁阀22和电池包电磁阀21联通，汇合后的液体制冷剂一部分流过第一制热电子膨胀阀8，被节流降压，变成低温低压的气液二相流，并进入室外换热器2中进行吸热，将环境空气降温冷却至其露点温度附近以上，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体，并通过第二制热电磁阀10流入气液分离器5中；剩余制冷剂经蒸发器电子膨胀阀15节流后进入水冷蒸发器18吸热，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体流入气液分离器5中，气液分离器5中次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中压缩成高温高压的气态制冷剂。
第三模式：冬季乘员舱制热模式且电池包加热模式：
S306：控制由压缩机1出来的高温高压工质的一部分流经室内换热器4降温形成次高温高压工质，并实现乘员舱升温后流向制热电子膨胀阀8被节流降压形成低温低压工质后流向室外换热器2，将环境空气降温至不低于其露点温度，并升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；由压缩机1出来的高温高压工质的剩余部分流经冷凝器17降温形成次高温高压工质后，流向蒸发器电子膨胀阀15被节流降压后流向蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经所述电池包20、蒸发器18、冷凝器17；
S307：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由室外换热器2出来的低温低压工质的过热度，调控制热电子膨胀阀8的开度；
S308：根据制热需求的需求加热量和环境空气提供的热量，调控压缩机1的转速；
S309：根据制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速，调控流向蒸发器18的次高温高压工质的流量以及蒸发器电子膨胀阀15的开度；
S310：根据由蒸发器18出来的次低温低压工质的过热度和电池包的进水温度，调控流向冷凝器17高温高压工质的流量。
具体请参阅图4所示，在电池包加热模式下，只有第一制热电磁阀9、第一制热电子膨胀阀8、第二制热电磁阀10、水冷冷凝器电磁阀14和蒸发器电子膨胀阀15是打开的，其他制冷剂回路的第二制冷电磁阀7、第一蒸发电磁阀22、第二蒸发电磁阀23、电池包电磁阀21和蒸发器电磁阀16关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
在此模式下，根据乘员舱内环境空气冷却后的温度和室外换热器2出口制冷剂过热度，调节第一制热电子膨胀阀8的开度；根据环境空气提供的热量和需求加热量，调控压缩机1的转速；根据根据第一制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速，来调控蒸发器18流路的制冷剂流量Q1和蒸发器电子膨胀阀15的开度；根据蒸发器18出口制冷剂的过热度和电池包20的进水温度，控制水冷冷凝器电磁阀14的开闭比例。
压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，形成两条循环支路：
一部分高温高压的制冷剂气体经第一制热电磁阀9进入室内换热器4中，对车内空气进行加热(过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出，液体制冷剂部分流过第一制热电子膨胀阀8，被节流降压，变成低温低压的气液二相流进入室外换热器2进行吸热，将环境空气降温冷却至其露点温度附近以上，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制热电磁阀10流入气液分离器5中，气液分离器5中次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中压缩成高温高压的气态制冷剂。
剩余制冷剂经水冷冷凝器电磁阀14进入冷凝器17中放热，降温后变成次高温高压的液体流出，并经蒸发器电子膨胀阀15节流后进入蒸发器18中吸热，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体流入气液分离器5中，气液分离器5中次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机，并被压缩成高温高压的气态制冷剂。
第四模式：冬季乘员舱制热模式且电池包冷却模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制热模式，所述电池包热管理模式为电池包冷却模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S311：控制由压缩机1出的高温高压工质流经室内换热器4降温形成次高温高压工质并实现乘员舱升温，次高温高压工质的一部分流向制热电子膨胀阀8被节流降压形成低温低压工质后流向室外换热器2将环境空气降温至不低于其露点温度并升温形成次低温低压工质后流向压缩机1，次高温高压工质的剩余部分流向蒸发器电子膨胀阀15节流降压后流向蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经电池包20、蒸发器18、冷凝器17。
S312：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和由室外换热器2出的低温低压工质的过热度，调控制热电子膨胀阀8的开度；
S313：根据制热需求的需求加热量和环境空气提供的热量，调控压缩机1的转速；
S314：根据制热电子膨胀阀8的开度和压缩机1的转速，调控流向蒸发器18的次高温高压工质的流量以及蒸发器电子膨胀阀15的开度。
具体请参阅图5所示，在电池包冷却模式下，只有第一制热电磁阀9、第一制热电子膨胀阀8、第二制热电磁阀10、第一蒸发电磁阀22、电池包电磁阀21和蒸发器电子膨胀阀15处于打开状态，其他制冷剂回路的第二制冷电磁阀7、水冷冷凝器电磁阀14、第二蒸发电磁阀23和蒸发器电磁阀16关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一制热电磁阀9进入室内换热器4中对车内空气进行加热(过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出。
其中液体制冷剂部分流过第一制热电子膨胀阀8，在第一制热电子膨胀阀8中被节流降压变成低温低压的气液二相流，低温低压的气液二相流进入室外换热器2中进行吸热，将环境空气降温冷却至其露点温度附近以上，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制热电磁阀10流入气液分离器5中，气液分离器5中次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机，并被压缩成高温高压的气态制冷剂。
剩余部分制冷剂流过第一蒸发电磁阀22和电池包电磁阀21，经蒸发器电子膨胀阀15节流后进入蒸发器18中吸热，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体流入气液分离器5中。次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机被压缩成高温高压的气态制冷剂。
在此模式下，根据环境空气冷却后温度和室外换热器出口制冷剂过热度调节制热电子膨胀阀8的开度，根据环境空气提供的热量、电池包的散热量和需求加热量，调控压缩机转速，根据前两者调控水冷蒸发器流路的制冷剂流量和电子膨胀阀15的开度。
第五模式：夏季乘员舱制冷模式且电池包冷却模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包冷却模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S315：控制由压缩机1出的高温高压工质流经室外换热器2降温形成次高温高压工质，次高温高压工质的一部分流向制冷电子膨胀阀3被节流降压形成低温低压工质后流向室内换热器4升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向压缩机1，次高温高压工质的剩余部分流向蒸发器电子膨胀阀15被节流降压后流向蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经电池包20、蒸发器18、冷凝器17。
S316：根据制冷需求的需求制冷量和电池包的需求散热量，调控压缩机1的转速、制冷电子膨胀阀3、蒸发器电子膨胀阀15的开度。
具体请参阅图6所示，在电池包处在冷却模式下，只有第一制冷电磁阀6、制冷电子膨胀阀3、第二制冷电磁阀7、第二蒸发电磁阀23、电池包电磁阀21和蒸发器电子膨胀阀15是打开的，其他制冷剂回路的制热电子膨胀阀8、第一制热电磁阀9、第二制热电磁阀10、水冷冷凝器电磁阀14、蒸发器电磁阀16和第二蒸发电磁阀23关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
此时，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一制冷电磁阀6进入到室外换热器2进行放热(在此过程中制冷剂的平均温度约40-60℃)，高温高压的制冷剂气体降温后变成次高温高压的液体流出，并形成两条支路。
其中一条支路的部分液体制冷剂流过制冷电子膨胀阀3，在制冷电子膨胀阀3中被节流降压变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入室内换热器4中，并对车内空气进行冷却，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体，通过第二制冷电磁阀7流入气液分离器5中；
另一条支路中的剩余制冷剂流过第二蒸发电磁阀23和电池包电磁阀21，经蒸发器电子膨胀阀15节流后，进入水冷蒸发器18中吸热，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体，并流入气液分离器5中，然后次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1被压缩成高温高压的气态制冷剂。
在此模式下，根据电池包20的散热量和乘员舱需求制冷量，来调控压缩机1的转速和制冷电子膨胀阀3和蒸发器电子膨胀阀15的开度。
第六模式：夏季乘员舱制冷模式且电池包加热模式：
当所述乘员舱热管理模式为制冷模式，所述电池包热管理模式为加热模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S317：控制由压缩机1出来的高温高压工质流向所述冷凝器17降温形成次高温高压工质，次高温高压工质流向所述冷凝器17进行放热(在此过程中制冷剂的平均温度约40-60℃)降温后变成次高温高压的液体工质流出，次高温高压工质的一部分经电池包电磁阀21和第二蒸发电磁阀23后流向制冷电子膨胀阀3被节流降压形成低温低压工质，低温低压工质再流向室内换热器4升温形成次低温低压工质，以实现乘员舱降温后流向压缩机1；次高温高压工质的剩余部分流向蒸发器电子膨胀阀15被节流降压后流向蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经电池包20、蒸发器18和冷凝器17；
S318：根据制冷需求的需求制冷量和电池包20的需求加热量，调控压缩机1的转速、制冷电子膨胀阀3、蒸发器电子膨胀阀15的开度。
具体请参阅图7所示，在电池包加热模式下，只有冷凝器电磁阀14、电池包电磁阀21、蒸发器电子膨胀阀15、第二蒸发电磁阀23、制冷电子膨胀阀3和第二制冷电磁阀7是打开的，其他制冷剂回路的制热电子膨胀阀8、第一制热电磁阀9、第二制热电磁阀10、蒸发器电磁阀16、第一蒸发电磁阀22和第一制冷电磁阀6关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
由此，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经冷凝器电磁阀14进入冷凝器17中进行放热(过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出，并形成两条支路：
其中一条支路的部分液体制冷剂经电池包电磁阀21和第二蒸发电磁阀23后流过制冷电子膨胀阀3，在制冷电子膨胀阀3中被节流降压变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入室内换热器4中对车内空气进行冷却，而吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制冷电磁阀7流入气液分离器5中。
另外一条支路的剩余制冷剂经蒸发器电子膨胀阀15节流后进入蒸发器18中吸热，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体流入气液分离器5中，次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中被压缩成高温高压的气态制冷剂。
在此模式下，根据电池包20的需求加热量和乘员舱需求制冷量，调控压缩机1的转速和制冷电子膨胀阀3、蒸发器电子膨胀阀15的开度。
第七模式：夏季乘员舱制冷模式且电池包均温模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包均温模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S319：控制由压缩机1出的高温高压工质流经室外换热器2降温形成次高温高压工质，后流向制冷电子膨胀阀3被节流降压形成低温低压工质后流向室内换热器4升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在水泵19的作用下依次流经电池包20、冷凝器17、蒸发器18；
S320：根据所述制冷需求的需求制冷量，调控压缩机1的转速；
S321：根据由所述室内换热器出的次低温低压工质的过热度，调控制冷电子膨胀阀3的开度。
具体请参阅图8所示，在电池包均温模式下，只有第一制冷电磁阀6、制冷电子膨胀阀3、第二制冷电磁阀7是打开的，其他制冷剂回路的制热电子膨胀阀8、第一制热电磁阀9、第二制热电磁阀10、冷凝器电磁阀14、蒸发器电子膨胀阀15、蒸发器电磁阀16、电池包电磁阀21、第一蒸发电磁阀22和第二蒸发电磁阀23关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
由此，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一制冷电磁阀6进入室外换热器2中进行放热(此过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出。液体制冷剂流过制冷电子膨胀阀3，被节流降压，变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入室内换热器4对车内空气进行冷却，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制冷电磁阀7流入气液分离器5中，次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中被压缩成高温高压的气态制冷剂。
在此模式下，根据乘员舱需求制冷量，来调控压缩机1的转速，并根据室内换热器4出口的制冷剂过热度，来调控制冷电子膨胀阀3的开度。
第八模式：夏季乘员舱制冷且电池包无需求模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱制冷模式，所述电池包热管理模式为电池包无需求模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S322：控制由压缩机1出的高温高压工质流经室外换热器2降温形成次高温高压工质，后流向制冷电子膨胀阀3被节流降压形成低温低压工质后流向室内换热器4升温形成次低温低压工质以实现乘员舱降温后流向压缩机1；
S323：根据所述乘员舱制冷模式的需求制冷量，调控压缩机1的转速；
S324：根据由室内换热器4出的次低温低压工质的过热度调控制冷电子膨胀阀3的开度。
具体请参阅图9所示，在电池包无需求模式下，只有第一制冷电磁阀6、制冷电子膨胀阀3、第二制冷电磁阀7是打开的，其他制冷剂回路的制热电子膨胀阀8、第一制热电磁阀9、第二制热电磁阀10、冷凝器电磁阀14、蒸发器电子膨胀阀15、蒸发器电磁阀16、电池包电磁阀21、第一蒸发电磁阀22和第二蒸发电磁阀23关闭，循环水路的三通关闭电池路，关闭短接管路，循环水路不工作。
由此，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一制冷电磁阀6进入室外换热器2中进行放热(此过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出。液体制冷剂流过制冷电子膨胀阀3，被节流降压，变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入室内换热器4对车内空气进行冷却，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制冷电磁阀7流入气液分离器5中，次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中被压缩成高温高压的气态制冷剂。
第九模式：乘员舱无需求模式且电池包均温模式：
S335：判断由所述蒸发器18出的工质的过热度是否低于预设值；
当由所述蒸发器18出的工质的过热度低于预设值时，所述电池包热管理模式由电池包无需求模式切换成电池包均温模式，执行步骤S301至S305，直至所述电池包热管理循环回路的水温达到不低于所述电池无需求的最高温度阈值时，所述电池包热管理模式由电池包均温模式切换成电池包无需求模式，并执行步骤S331至S334；否则继续维持所述电池包热管理模式为电池包均温模式并执行S301至S305。
请参阅图10所示，在电池包均温模式下，制冷剂回路不工作，只有循环水路的水泵工作，三通只联通电池路，短接管路关闭。
第十模式：乘员舱无需求模式且电池包加热模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱无需求模式，所述电池包热管理模式为电池包加热模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S326：控制由所述压缩机1出来的高温高压工质流经所述冷凝器17降温形成次高温高压工质，次高温高压工质的一部分流向所述制热电子膨胀阀8被节流降压形成低温低压工质后流向所述室外换热器2将环境空气降温至不低于其露点温度并升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机1，次高温高压工质的剩余部分流向所述蒸发器电子膨胀阀15被节流降压后流向所述蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵19的作用下依次流经所述电池包、所述冷凝器17、所述蒸发器18；
S327：根据环境空气降温至不低于其露点温度的温度和电池包的需求加热量调控所述压缩机1的转速、所述制热电子膨胀阀8的开度、所述蒸发器电子膨胀阀15的开度。
请参阅图11所示，在电池包加热模式下，只有冷凝器电磁阀14、蒸发器电子膨胀阀15、电池包电磁阀21、第一蒸发电磁阀22、制热电子膨胀阀8和第二制热电磁阀10是打开的，其他制冷剂回路的第一制冷电磁阀6、第二制冷电磁阀7、第一制热电磁阀9、蒸发器电磁阀16和第二蒸发电磁阀23关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
由此，压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经冷凝器电磁阀14进入冷凝器17中进行放热(过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出。部分液体制冷剂流过蒸发器电子膨胀阀15，被节流降压，变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入蒸发器18对冷却液进行冷却，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体流入气液分离器5中。
部分液体制冷剂流过电池包电磁阀21和第一蒸发电磁阀22，经制热电子膨胀阀8被节流降压，变成低温低压的气液二相流进入室外换热器2进行吸热，将环境空气降温冷却至其露点温度附近以上，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制热电磁阀10流入气液分离器5，次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1被压缩成高温高压的气态制冷剂。
在此模式下，根据电池包20的需求加热量和环境空气提供的热量，来调控压缩机1的转速以及制热电子膨胀阀8和蒸发器电子膨胀阀15的开度。
第十一模式：乘员舱无需求模式且电池包冷却模式：
当所述乘员舱热管理模式为乘员舱无需求模式，所述电池包热管理模式为电池包冷却模式时，所述步骤S3具体包括步骤：
S328：控制由压缩机1出的高温高压工质流经所述室外换热器2降温形成次高温高压工质，后流向所述蒸发器电子膨胀阀15被节流降压形成低温低压工质后流向所述蒸发器18升温形成次低温低压工质后流向所述压缩机1；控制电池包热管理循环回路的工质在所述水泵19的作用下依次流经所述电池包、所述冷凝器17、所述蒸发器18；
S329：根据电池包的需求散冷量调控所述压缩机1的转速；
S330：根据所述蒸发器18出的次高温高压工质的过热度调控所述蒸发器电子膨胀阀15的开度。
请参阅图12所示，在电池包冷却模式下，只有第一制冷电磁阀6、第二蒸发电磁阀23、电池包电磁阀21和蒸发器电子膨胀阀15是打开的，其他制冷剂回路的第二制冷电磁阀7、制热电子膨胀阀8、第一制热电磁阀9、第二制热电磁阀10、冷凝器电磁阀14、蒸发器电子膨胀阀15和蒸发器电磁阀16关闭，循环水路的三通只联通电池路，短接管路关闭。
压缩机1排出高温高压的制冷剂气体，经第一制冷电磁阀6进入室外换热器2中进行放热(过程中制冷剂平均温度约40-60℃)，降温后变成次高温高压的液体流出。液体制冷剂流过第二蒸发电磁阀23和电池包电磁阀21，经蒸发器电子膨胀阀15被节流降压，变成低温低压的气液二相流，气液二相流进入蒸发器18中对电池水路进行冷却，吸热后的制冷剂变成次低温低压的气体通过第二制冷电磁阀7流入气液分离器5中，次低温低压的气态制冷剂则被重新吸入压缩机1中被压缩成高温高压的气态制冷剂。
在此模式下，根据电池包20的需求制冷量，来调控压缩机1的转速，并根据室内换热器4出口的制冷剂过热度，来调控蒸发器电子膨胀阀15的开度。
解决了传统空气源热泵在低温工况下无法从环境空气中吸收热量，必须增加PTC进行加热的问题。
通过循环水系统发挥类似蓄热器的作用，将压缩机高速运转的发热量作为低温工况下热泵的主要热源，在不额外增加PTC、回热器等零部件的情况下，不仅解决了热泵结霜的问题，还集成了电池包和乘员舱的热管理系统，使得热泵系统更加高效节能，舒适且经济。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。