技术领域
[0001] 本
发明涉及
汽车制造技术领域，尤其涉及压缩机余能回收系统。
背景技术
[0002] 压缩机是车用
空调系统的主要部件，也是压缩机余能回收系统的主要耗能部件，压缩机的动
力源为
发动机或者动力
电池，其能耗大小直接影响整车的行驶里程和输出力矩，特别是对于动力电池，压缩机长时间工作后，电池电量会显著下降。
[0003] 在实际工作中，压缩机从动力源吸取
能量，将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的
过热气体，过热气体利用
冷凝器向外界环境
散热，成为高压低温的制冷剂液体，然后经过膨胀
阀，膨胀为低压低温的制冷剂气液混合物；此过程中，压缩机耗费的能量大多数都转化为制冷剂气体的
热能和压力能，但两种高质能量都没有得到妥善利用。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供压缩机余能回收系统，可以实现压缩机出口的制冷剂气体的能量回收。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种压缩机余能回收系统，包括压缩机和
涡轮发
电机，所述
涡轮发电机中设有用于制冷剂气体流通的制冷剂气道，所述压缩机的输出端与所述制冷剂气道的输入端连通，所述压缩机输出的高温高压制冷剂气体推动所述涡轮发电机产生
电能，所述电能存储于车辆的电池包中或者直接为车载电器供电。
[0007] 优选地，所述压缩机余能回收系统还包括设于乘员舱内的空气调节系统，所述空气调节系统用于通过换热器对所述制冷剂气道输出的制冷剂进行热量转换以调节所述乘员舱内的
温度。
[0008] 进一步地，所述换热器包括设于所述制冷剂气道与所述空气调节系统之间的第一换热器，以及设于所述空气调节系统内部的第二换热器，所述第一换热器和所述第二换热器均可用作冷凝器或
蒸发器。
[0009] 具体地，所述空气调节系统对所述乘员舱内温度的调节包括升温调节和降温调节，其中所述制冷剂气道与所述第一换热器之间设有第一
控制阀，所述制冷剂气道与所述第二换热器之间设有第二控制阀；所述第一换热器与所述第二换热器之间设有第三控制阀，且所述第三控制阀为双向调节阀；所述第一换热器与所述压缩机之间设有第四控制阀；所述第二换热器与所述压缩机之间设有第五控制阀；
[0010] 当所述第一控制阀、第三控制阀和第五控制阀开启时，所述压缩机依次与所述制冷剂气道、第一换热器、第二换热器组成闭合环路，所述第一换热器用作冷凝器，所述第二换热器用作
蒸发器，以对所述乘员舱内的温度进行降温调节；
[0011] 当所述第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀开启时，所述压缩机依次与所述制冷剂气道、第二换热器、第一换热器组成闭合环路，所述第二换热器用作冷凝器，所述第一换热器用作蒸发器，以对所述乘员舱内的温度进行升温调节。
[0012] 优选地，所述压缩机余能回收系统还包括电池温控系统，所述电池温控系统设有电池换热器，所述电池换热器可用做蒸发器或冷凝器；所述电池温控系统用于通过所述第一换热器和所述电池换热器对所述制冷剂气道输出的制冷剂进行热量转换以调节所述电池包的温度。
[0013] 具体地，所述电池温控系统对所述电池包温度的调节包括升温调节和降温调节，其中所述电池换热器与所述制冷剂气道之间设有第六控制阀；所述电池换热器与所述第一换热器之间设有第七控制阀，且所述第七控制阀为双向调节阀；所述电池换热器还通过所述第五控制阀连通所述压缩机的进气口；
[0014] 当所述第一控制阀、第七控制阀和第五控制阀开启时，所述压缩机依次与所述制冷剂气道、第一换热器、电池换热器组成闭合环路，所述第一换热器用作冷凝器，所述电池换热器用作蒸发器，以对所述电池包的温度进行降温调节；
[0015] 当所述第六控制阀、第三控制阀和第四控制阀开启时，所述压缩机依次与所述制冷剂气道、电池换热器、第一换热器组成闭合环路，所述电池换热器用作冷凝器，所述第一换热器用作蒸发器，以对所述电池包的温度进行升温调节。
[0016] 较佳地，所述涡轮发电机上设有
冷却水套，所述冷却水套可与所述制冷剂气道进行热量交换。
[0017] 优选地，所述压缩机余能回收系统还包括PTC加热器、水
泵和
膨胀水箱，所述空气调节系统中还包括暖
风芯体；
[0018] 冷却水从所述膨胀水箱通过所述水泵送至所述PTC加热器加热，再经所述冷却水套并吸收所述制冷剂气道的热量，最后流经所述暖风芯体加热所述车辆乘客舱，返回到所述膨胀水箱。
[0019] 优选地，所述涡轮发电机还与所述PTC加热器电连接，用于直接为所述PTC加热器供电。
[0020] 与
现有技术相比，本发明提供的压缩机余能回收系统具有以下有益效果：
[0021] 本发明提供的压缩机余能回收系统中，包括压缩机和涡轮发电机，涡轮发电机与压缩机的出气口连通，利用压缩机输出的高温高压制冷剂气体推动涡轮发电装置发电，然后将电能存储在电池包中，或者作为动力源
直接驱动用电设备；
[0022] 高压制冷剂推动涡轮
叶片做工后，自身压力下降到与压缩机输入端压力值接近的水平；夏季温度较高时，制冷剂进入第一换热器进行冷凝，然后进入第二换热器进行蒸发，为乘员舱降温，同时成为低压低温的制冷剂气体回到压缩机的输入端，完成一个工作循环；在冬天温度较低时，发电机冷却水套吸收发电机气道内制冷剂气体的一部分热量，然后制冷剂气体进入第二换热器，进一步冷凝同时加热乘员舱，最后被第一换热器蒸发成为低压低温的制冷剂气体，回到压缩机的进气口完成一个工作循环。在此过程中，最大限度的回收了压缩机出口制冷剂气体的压力能和热能，有利于降低整车能耗和提高续航里程。
附图说明
[0023] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0024] 图1为本发明实施例中压缩机余能回收系统的结构示意图。
具体实施方式
[0025] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
[0026] 请参阅图1，本实施例提供的压缩机余能回收系统，包括压缩机2和涡轮发电机1，涡轮发电机1中设有用于制冷剂气体流通的制冷剂气道11，压缩机2的输出端与制冷剂气道11的输入端连通，压缩机2输出的高温高压制冷剂气体推动涡轮发电机1产生电能，电能存储于车辆的电池包8中或者直接为车载电器供电。
[0027] 例如，涡轮发电机1可以直接与PTC加热器7等车载电器电性连接，直接为PTC加热器7等供电。本发明实施例提供的压缩机余能回收系统，利用压缩机输出的高温高压制冷剂气体推动涡轮发电装置发电，然后将电能存储在电池包中，有效的
回收利用了压缩机出气口制冷剂气体的压力能，并将其转化为电能存储。此外，涡轮发电机产生的电能还能作为动力源直接驱动用电设备，尤其是可以直接为PTC加热器7等大功率车载电器供电，缓解了电池包过度放电，延长了电池包的使用寿命。
[0028] 请继续参阅图1，本发明实施例提供的压缩机余能回收系统还包括设于乘员舱内的空气调节系统3，空气调节系统3用于通过换热器对制冷剂气道11输出的制冷剂进行热量转换以调节乘员舱内的温度，有效的对压缩机2输出的高温气体进行了热量转换并回收。
[0029] 其中，换热器包括设于制冷剂气道11与空气调节系统3之间的第一换热器4，以及设于空气调节系统3内部的第二换热器31，第一换热器4和第二换热器31均可用作冷凝器或蒸发器。采用既可用于冷凝器又可用于蒸发器的换热器，使的本系统结构更加紧凑，节约空间，同时能够更方便灵活的实现制冷剂的热量转换。
[0030] 具体地，空气调节系统3对乘员舱内温度的调节包括升温调节和降温调节，其中制冷剂气道11与第一换热器4之间设有第一控制阀12，制冷剂气道11与第二换热器31之间设有第二控制阀13；第一换热器4与第二换热器31之间设有第三控制阀14，且第三控制阀14为双向调节阀；第一换热器4与压缩机2之间设有第四控制阀15；第二换热器31与压缩机2之间设有第五控制阀16，本发明实施例中所使用的控制阀可以为
电子控制阀，也可以为机械控制阀，优选为电子控制阀，用于灵活控制各个控制阀的开启和关闭。
[0031] 当只有第一控制阀12、第三控制阀14和第五控制阀16开启，并且其他阀
门全部关闭时，压缩机2依次与制冷剂气道11、第一换热器4、第二换热器31组成闭合环路，第一换热器4用作冷凝器，第二换热器31用作蒸发器，以对乘员舱内的温度进行降温调节。
[0032] 高压制冷剂推动涡轮叶片做工后，自身压力下降到与压缩机进气口压力值接近的水平；夏季温度较高时，制冷剂进入第一换热器进行冷凝放热，然后进入第二换热器进行蒸发吸热并实现为乘员舱降温，同时成为低压低温的制冷剂气体回到压缩机的输入端，完成一个工作循环，并且有效的回收处理了对涡轮发电机做功之后的制冷剂，使其达到可以直接进入压缩机的进气口的压力和温度。
[0033] 当只有第二控制阀13、第三控制阀14和第四控制阀15开启，并且其他阀门全部关闭时，压缩机2依次与制冷剂气道11、第二换热器31、第一换热器4组成闭合环路，第二换热器31用作冷凝器，第一换热器4用作蒸发器，以对乘员舱内的温度进行升温调节。
[0034] 在冬天温度较低时，制冷剂气体进入第二换热器冷凝放热同时加热乘员舱，最后被第一换热器蒸发成为低压低温的制冷剂气体，回到压缩机的进气口完成一个工作循环。在此过程中，最大限度的回收了压缩机出口制冷剂气体的热能，为车辆原本的加热系统减负，有利于降低整车能耗和提高续航里程。
[0035] 请继续参阅图1，本发明实施例提供的压缩机余能回收系统还包括电池温控系统5，电池温控系统5设有电池换热器51，电池换热器51可用做蒸发器或冷凝器；电池温控系统
5用于通过第一换热器4和电池换热器51对制冷剂气道11输出的制冷剂进行热量转换以调节电池包的温度。值得注意的是，电池包一般是通过电池
冷却液侧52内的冷却水进行升降温处理，本发明实施例中，电池换热器51有效利用推动涡轮发电机做功之后的制冷剂的热量与电池冷却液侧52内的冷却水进行热传递，实现了电池包的升降温调控。
[0036] 具体地，电池温控系统5对电池包温度的调节包括升温调节和降温调节，其中电池换热器51与制冷剂气道11之间设有第六控制阀17；电池换热器51与第一换热器4之间设有第七控制阀18，且第七控制阀18为双向调节阀；电池换热器51还通过第五控制阀16连通压缩机2的进气口；实现了对压缩机2输出的高温气体进行了热量转换并回收，使其达到可以直接进入压缩机的进气口的压力和温度。
[0037] 当只有第一控制阀12、第七控制阀18和第五控制阀16开启，其他控制阀全部关闭时，压缩机2依次与制冷剂气道11、第一换热器4、电池换热器51组成闭合环路，第一换热器4用作冷凝器，电池换热器51用作蒸发器，以对电池包的温度进行降温调节；夏季温度较高时，制冷剂进入第一换热器进行冷凝放热，然后进入电池换热器进行蒸发吸热并实现为电池包降温，同时成为低压低温的制冷剂气体回到压缩机的输入端，完成一个工作循环，并且有效的回收处理了对涡轮发电机做功之后的制冷剂，使其达到可以直接进入压缩机的进气口的压力和温度，同时使电池包可以正常稳定的工作，延长了电池包的寿命。
[0038] 当只有第六控制阀17、第三控制阀14和第四控制阀15开启，并且其他所有控制阀全部关闭时，压缩机2依次与制冷剂气道11、电池换热器51、第一换热器4组成闭合环路，电池换热器51用作冷凝器，第一换热器4用作蒸发器，以对电池包的温度进行升温调节；在冬天温度较低时，制冷剂气体进入电池换热器冷凝放热同时加热电池包，最后被第一换热器蒸发成为低压低温的制冷剂气体，回到压缩机的进气口完成一个工作循环。在此过程中，使电池包可以正常稳定的工作，延长了电池包的寿命，同时最大限度的回收了压缩机出口制冷剂气体的热能，为车辆原本的加热系统减负，有利于降低整车能耗和提高续航里程。
[0039] 此外，本发明实施例中，第三控制阀14、第七控制阀18采用双向调节阀，可以保证第一换热器4、第二换热器31以及电池换热器51的气体输出与气体输入端一直、液体输出端与液体输入端一致，一般来说，设置冷凝器功能在下方、蒸发器功能在上方，可方便气体/液体的排出，同时提高转化效率。
[0040] 请继续参阅图1，本发明实施例提供的压缩机余能回收系统，涡轮发电机1上设有冷却水套12，冷却水套12可与制冷剂气道11进行热量交换。夏天时冷却水套12可以带走制冷剂的部分热量并排出，为第一换热器4减轻负荷；冬天时冷却水套12可以吸收制冷剂的部分热量并循环到车辆的空气调节系统，为原本的加热系统减轻负荷，同时有效的回收了压缩机产生的热能。
[0041] 压缩机余能回收系统还包括PTC加热器7、水泵6和膨胀水箱19，空气调节系统3中还包括暖风芯体32；冷却水从膨胀水箱19通过水泵6送至PTC加热器7加热，再经冷却水套12并吸收制冷剂气道11的热量，最后流经暖风芯体32加热车辆乘客舱，返回到膨胀水箱19，有效的回收了压缩机产生的热能，提高了车辆乘客舱的加热效率。
[0042] 本发明实施例中的第一换热器4、第二换热器31以及电池换热器51，每种换热器并不限定其数量为1，可根据实际工况选择适宜数量的换热器以避免超负荷工作。
[0043] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0044] 以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以
权利要求的保护范围为准。
