轨道车辆及其具有电池热管理功能的空调系统、控制方法与流程

1.本发明属于轨道交通车辆空调设备技术领域，尤其涉及一种轨道车辆及其具有电池热管理功能的空调系统、控制方法。


背景技术：

2.空调系统是轨道列车的重要组成部分，空调系统直接影响到客室内部的温度均匀性，进而影响乘客的舒适性。目前，采用电池系统进行供电的轨道列车项目日益增多，由于电池系统在工作时发热量或散热量较大，特别是在重载或爬坡路段，若不及时进行散热将出现热保护进而无法正常对外供电；在车辆外部温度较低(例如冬季)时，电池系统也需要进行加热以维护其正常工作温度。电池系统的正常工作温度为25～35℃，温度过高或过低均影响其正常工作，进而影响其使用寿命及电力输出。因此，需要给电池系统配置热管理设备，以对电池系统的工作温度进行控制，确保电池系统的正常工作。
3.目前，轨道列车空调系统及电池热管理设备均采用独立的系统，占用空间较大，成本较高。列车空调系统往往采用双系统设计，其设计的制冷量、制热量冗余较大。而由于电池热管理设备所采用的空调由于制冷量、制热量较小，当电池系统需要较快速度的降温或加热时，无法完全满足电池系统散热或加热的快速需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种轨道车辆及其具有电池热管理功能的空调系统、控制方法，以解决空调系统设计的制冷量和制热量冗余较大导致利用率低的问题，以及电池热管理设备制冷量和制热量较小导致无法满足电池系统快速散热或加热需求。
5.本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种具有电池热管理功能的空调系统，所述空调系统至少包括一套制冷制热单元，每套所述制冷制热单元均包括：
6.压缩装置；
7.多通阀，其第一端与所述压缩装置的出口连通，其第四端与所述压缩装置的入口连通；
8.冷凝装置，其第一端与所述多通阀的第二端连通；
9.第一换热装置，其第一端通过第一控制阀与所述冷凝装置的第二端连通，其第二端与所述多通阀的第三端连通；所述第一换热装置用于客室热交换；
10.第二换热装置，其第一端通过第二控制阀与所述冷凝装置的第二端连通，其第二端与所述压缩装置的入口连通，其第三端通过第三控制阀与所述第一换热装置的第一端连通，其第四端通过第四控制阀与所述第一换热装置的第二端连通；所述第二换热装置用于电池系统热交换；
11.控制装置，用于根据客室和/或电池系统的制冷制热需求控制第一换热装置、第二换热装置、多通阀和各控制阀，实现客室和电池系统的不同制冷制热需求。
12.进一步地，所述第一控制阀是由第一单向阀与第一电子膨胀阀并联构成；所述第
二控制阀为第二电子膨胀阀；所述第三控制阀为第二单向阀；所述第四控制阀为电磁阀。
13.优选地，所述第一换热装置包括蒸发器以及送风机；所述第二换热装置包括多功能换热器以及散热风机。
14.进一步地，在所述第一控制阀与所述冷凝装置第二端之间的管路上还设有第五控制阀，所述第五控制阀由第三单向阀与第三电子膨胀阀并联构成。
15.进一步地，在所述第五控制阀与所述冷凝装置第二端之间的管路上还设有用于过滤掉介质中水分的第一过滤器。
16.进一步地，在所述压缩装置的入口处设有用于过滤掉液态介质的第二过滤器。
17.进一步地，在所述压缩装置的入口处设有低压开关，在所述压缩装置的出口处设有高压开关。
18.基于同一发明构思，本发明还提供一种如上所述具有电池热管理功能的空调系统的控制方法，包括：
19.当客室和电池系统的需求均为制冷时，控制多通阀的第一端与第二端导通、第三端与第四端导通，第一控制阀、第二控制阀开启，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第二端流入冷凝装置，经冷凝装置处理后分成两路，其中一路经第一控制阀流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行降温，再经多通阀的第三端和第四端流回至压缩装置；另一路经第二控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行降温，并流回至压缩装置；
20.当客室和电池系统的需求均为制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第四控制阀、第三控制阀、第一控制阀开启，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后分成两路，其中一路流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行升温，另一路流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行升温，两路汇成一路后经第一控制阀流入冷凝装置，再经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；
21.当客室需求为制热，电池系统需求为制冷时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第一控制阀、第二控制阀开启，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行升温，再经第一控制阀后分成两路，其中一路流入冷凝装置，并经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置，另一路经第二控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行降温，并流回至压缩装置；
22.当仅客室需要制冷时，控制多通阀的第一端与第二端导通、第三端与第四端导通，第一控制阀开启，第二控制阀关闭，第二换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第二端流入冷凝装置，再经第一控制阀流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行降温，再经多通阀的第三端和第四端流回至压缩装置；
23.当仅客室需要制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第一控制阀开启，第四控制阀和第三控制阀关闭，第二换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行升温，再经第一控制阀流入冷凝装置，经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；
24.当仅电池系统需要制冷时，控制多通阀的第一端与第二端导通、第三端与第四端关断，第二控制阀开启，第一控制阀关闭，第一换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后
经多通阀的第一端和第二端流入冷凝装置，再经第二控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行降温，并流回至压缩装置；
25.当仅电池系统需要制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第四控制阀、第三控制阀、第一控制阀开启，第一换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后，经第四控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行升温，再经第三控制阀、第一控制阀流入冷凝装置，并经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置。
26.进一步地，所述控制方法还包括第一换热装置、第二换热装置以及各控制阀的开度调节，具体实现过程为：
27.当客室和电池系统的需求均为制冷时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量和/或第一控制阀的开度以满足客室制冷需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求；
28.当客室和电池系统的需求均为制热时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量以满足电池系统制热需求；
29.当客室需求为制热，电池系统需求为制冷时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求；
30.当仅客室需要制冷时，获取客室的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量和/或第一控制阀的开度以满足客室制冷需求；
31.当仅客室需要制热时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求；
32.当仅电池系统需要制冷时，获取电池系统的实时温度，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求；
33.当仅电池系统需要制热时，获取电池系统的实时温度，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量以满足电池系统制热需求。
34.优选地，当所述实时温度与所述目标温度之差较大时，将对应的换热装置的导风量调大，和/或将对应控制阀的开度调大；
35.当所述实时温度与所述目标温度之差较小时，将对应的换热装置的导风量调大小，和/或将对应控制阀的开度调小。
36.进一步地，在单套制冷制热单元无法满足客室和/或电池系统的制冷制热需求时，控制多套所述制冷制热单元同时开启。
37.基于同一发明构思，本发明还提供一种轨道车辆，包括如上所述具有电池热管理功能的空调系统。
38.有益效果
39.与现有技术相比，本发明的优点在于：
40.本发明所提供的一种轨道车辆及其具有电池热管理功能的空调系统、控制方法，将客室与电池热管理功能集成为一体，集成后可以共用壳体、压缩装置、第一换热装置、冷凝装置，大大节省了空间，降低了成本，能够同时满足客室与电池系统的制冷制热需求，有效提高了空调系统的利用率。
41.本发明通过调节换热装置的导风量、各控制阀的开度以及制冷制热单元的数量能够满足电池系统快速升温或降温的要求，保证电池系统安全工作，同时能够保证客室的舒适性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是本发明实施例中具有电池热管理功能的空调系统的结构示意图；
44.图2是本发明实施例中客室和电池系统需求均为制冷时的制冷剂循环图；
45.图3为本发明实施例中客室和电池系统需求均为制热时的制冷剂循环图；
46.图4为本发明实施例中客室需求为制热，电池系统需求为制冷时的制冷剂循环图。
47.其中，1-压缩装置，2-四通阀，3-冷凝器，4-冷凝风机，5-第一过滤器，6-第三单向阀，7-第三电子膨胀阀，8-第一单向阀，9-第一电子膨胀阀，10-蒸发器，11-送风机，12-多功能换热器，13-散热风机，14-第二单向阀，15-第二电子膨胀阀，16-电磁阀，17-第二过滤器，18-低压开关，19-高压开关。
具体实施方式
48.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
50.如图1所示，本发明实施例所提供的一种具有电池热管理功能的空调系统包括两套制冷制热单元，每套制冷制热单元均包括压缩装置1、冷凝装置、第一换热装置、第二换热装置以及控制装置；冷凝装置包括冷凝器3和冷凝风机4，第一换热装置包括蒸发器10和送风机11，第二换热装置包括多功能换热器12和散热风机13；压缩装置1的出口与四通阀2的第一端连通，其入口与四通阀2的第四端连通；冷凝器3的第一端与四通阀2的第二端连通，冷凝器3的第二端通过由第一单向阀8与第一电子膨胀阀9并联构成的第一控制阀与蒸发器10的第一端连通；蒸发器10的第二端与四通阀2的第三端连通；多功能换热器12的第一端通过第二电子膨胀阀15与冷凝器3的第二端连通，多功能换热器12的第二端与压缩装置1的入口连通，多功能换热器12的第三端通过第二单向阀14与蒸发器10的第一端连通，多功能换热器12的第四端通过电磁阀16与蒸发器10的第二端连通；控制装置用于根据客室和/或电
池系统制冷制热需求控制第一换热装置、第二换热装置、四通阀2、各电子膨胀阀和电磁阀16，实现客室和电池系统的不同制冷制热需求。
51.在本发明的一个具体实施方式中，在第一控制阀与冷凝器3第二端之间的管路上还设有第五控制阀，第五控制阀由第三单向阀6与第三电子膨胀阀7并联构成。
52.在本发明的一个具体实施方式中，在第五控制阀与冷凝器3第二端之间的管路上还设有用于过滤掉制冷介质中水分的第一过滤器5。
53.在本发明的一个具体实施方式中，在压缩装置1的入口处设有用于过滤掉液态介质的第二过滤器17。
54.在本发明的一个具体实施方式中，在压缩装置1的入口处设有低压开关18，在压缩装置1的出口处设有高压开关19。
55.如图1所示，单台空调系统设置两套制冷制热单元，采用双变频压缩装置1，每台压缩装置1均可独立变频调节；空调系统采用变频热泵技术，客室作为制冷制热主回路，电池热管理系统设置有制冷制热两个回路。
56.两套制冷制热单元均可同时用于客室制冷制热，也可同时用于电池热管理。可根据客室制冷制热需求及电池热管理需求，确定开启一套或两套制冷制热单元；用于电池热管理的制冷制热单元为冗余设计，当一套制冷制热单元故障时，另一套制冷制热单元可为电池进行热管理，保证电池的安全性。
57.用于电池热管理的每套制冷制热单元均设置有一个多功能换热器12，该多功能换热器12设置有两个制冷剂入口，两个制冷剂出口，可保证根据电池温度作为制冷或制热判断的依据，不受室外温度影响。每套制冷制热单元可通过电子膨胀阀、单向阀的控制，实现制冷或制热功能交换。即无论客室处于制冷或制热状态下，电池热管理可根据电池热管理需求(或制冷制热需求)，选择制冷或制热，以保证任何情况下电池热管理的需求。
58.本发明的空调系统同时拥有两套制冷制热单元，两套制冷制热单元的多功能换热器12循环回路外部均通过散热风机13将冷量或热量带入电池系统，控制装置可根据电池系统的制冷或制热需求，来确定开启一套或两套制冷制热单元为电池系统散热或加热，而不受客室制冷或制热的影响。采用两台变频压缩装置1，每台压缩装置1均可独立变频调节，通过压缩装置1的变频调节可调节整个系统的制冷或制热总输出。本发明空调系统设置有多个电磁阀16、单向阀、电子膨胀阀，通过不同阀的开启及关闭来调整制冷或制热输出的方向。整个空调系统的节流装置均采用电子膨胀阀，可通过调整电子膨胀阀的开度实现某一支路的制冷或制热量输出调节，以满足制冷制热需求。
59.采用电子膨胀阀能够精确地控制制冷剂的流量，其反应速度比热力膨胀阀要快，蒸发温度更加稳定，可以提高蒸发压力，可以降低从蒸发器10压力和压缩装置1吸气温度测得的过热度，较大的降低了压缩装置1的工作量，降低了压缩装置1的排气温度，降低了冷凝压力，可及时达到除霜所需的开启度，提高了除霜性能，可以更好地控制吸气过热度，适应更大的制冷范围。
60.基于同一发明构成，本发明实施例还提供一种如上所述具有电池热管理功能的空调系统的控制方法，包括以下模式：
61.如图2所示，当客室和电池系统的需求均为制冷时，控制四通阀2的第一端与第二端导通、第三端与第四端导通，第一电子膨胀阀9、第二电子膨胀阀15开启，制冷介质由压缩
装置1压缩后经四通阀2的第一端和第二端流入冷凝器3，经冷凝风机4带入的外界空气的强制冷却，冷凝成高压液体，经第一过滤器5后通过第三单向阀6(第三电子膨胀阀7关闭)流入两路：其中一路经第一电子膨胀阀9流入蒸发器10，由蒸发器10蒸发成低压蒸汽，再通过送风机11对客室进行降温，然后经四通阀2的第三端和第四端流回至压缩装置1；另一路经第二电子膨胀阀15流入多功能换热器12，由多功能换热器12蒸发成低压蒸汽，再通过散热风机13对电池系统进行降温，经第二过滤器17过滤掉液态介质后流回至压缩装置1，完成一个制冷循环。压缩装置1不断工作，达到连续制冷的效果。
62.如图3所示，当客室和电池系统的需求均为制热时，控制四通阀2的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，电磁阀16、第一电子膨胀阀9开启，制冷介质由压缩装置1压缩后经四通阀2的第一端和第三端后流入两路：其中一路流入蒸发器10，由送风机11对客室进行升温；另一路通过电磁阀16流入多功能换热器12，由散热风机13对电池系统进行升温，随后经第二单向阀14与蒸发器10的输出汇成一路，经第一单向阀8(第一电子膨胀阀9和第二电子膨胀阀15关闭)、第三电子膨胀阀7流入冷凝器3，通过冷凝风机4吸收车辆外部热量，将介质变成低压气体，再经四通阀2的第二端和第四端流回至压缩装置1，完成一个制热循环。压缩装置1不断工作，达到连续制热的效果。
63.如图4所示，当客室需求为制热，电池系统需求为制冷时，控制四通阀2的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第二电子膨胀阀15开启，制冷介质由压缩装置1压缩后经四通阀2的第一端和第三端流入蒸发器10(电磁阀16关闭)，由送风机11对客室进行升温，再经第一单向阀8(第一电子膨胀阀9关闭)后分成两路：其中一路经第三电子膨胀阀7流入冷凝器3，通过冷凝风机4吸收车辆外部热量，将介质变成低压气体，再经四通阀2的第二端和第四端流回至压缩装置1；另一路经第二电子膨胀阀15流入多功能换热器12，由散热风机13对电池系统进行降温，并流回至压缩装置1。压缩装置1不断工作，达到连续制冷制热效果。
64.当仅客室需要制冷时，控制四通阀2的第一端与第二端导通、第三端与第四端导通，第一电子膨胀阀9开启，第二电子膨胀阀15关闭，第二换热装置关闭，制冷介质由压缩装置1压缩后经四通阀2的第一端和第二端流入冷凝器3，再经第三单向阀6(第三电子膨胀阀7关闭)、第一电子膨胀阀9流入蒸发器10，由送风机11对客室进行降温，再经四通阀2的第三端和第四端流回至压缩装置1。
65.当仅客室需要制热时，控制四通阀2的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第三电子膨胀阀7开启，电磁阀16、第一电子膨胀阀9和第二电子膨胀阀15关闭，第二换热装置关闭，制冷介质由压缩装置1压缩后经四通阀2的第一端和第三端流入蒸发器10，由送风机11对客室进行升温，再经第一单向阀8(第一电子膨胀阀9关闭)、第三电子膨胀阀7流入冷凝器3，经四通阀2的第二端和第四端流回至压缩装置1。
66.当仅电池系统需要制冷时，控制四通阀2的第一端与第二端导通、第三端与第四端关断，第二电子膨胀阀15开启，第一电子膨胀阀9关闭，第一换热装置关闭，制冷介质由压缩装置1压缩后经四通阀2的第一端和第二端流入冷凝器3，再经第三单向阀6(第三电子膨胀阀7关闭)、第二电子膨胀阀15流入多功能换热器12，由散热风机13对电池系统进行降温，并流回至压缩装置1。
67.当仅电池系统需要制热时，控制四通阀2的第一端与第三端导通、第二端与第四端
导通，电磁阀16、第三电子膨胀阀7开启，第一电子膨胀阀9、第二电子膨胀阀15关闭，第一换热装置关闭，制冷介质由压缩装置1压缩后经四通阀2的第一端和第三端后，经电磁阀16流入多功能换热器12，由散热风机13对电池系统进行升温，再经第二单向阀14、第一单向阀8、第三电子膨胀阀7流入冷凝器3，并经四通阀2的第二端和第四端流回至压缩装置1。
68.当客室需求为制冷时，表明外界温度较高，即环境温度较高，此时电池系统无需制热，因此客室需求为制冷，电池系统的需求为制热的工作模式较少。
69.在本发明的一个具体实施方式中，所述控制方法还根据客室和/或电池系统的制冷制热需求对第一换热装置、第二换热装置以及各控制阀的开度调节，具体实现过程为：
70.当客室和电池系统的需求均为制冷时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量和/或第一控制阀的开度以满足客室制冷需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求。
71.当客室和电池系统的需求均为制热时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量以满足电池系统制热需求。
72.当客室需求为制热，电池系统需求为制冷时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求。
73.当仅客室需要制冷时，获取客室的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量和/或第一控制阀的开度以满足客室制冷需求。
74.当仅客室需要制热时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求。
75.当仅电池系统需要制冷时，获取电池系统的实时温度，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求。
76.当仅电池系统需要制热时，获取电池系统的实时温度，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量以满足电池系统制热需求。
77.在具体调节过程中，当实时温度与目标温度之差较大时，将对应的换热装置的导风量调大，和/或将对应控制阀的开度调大；当实时温度与所述目标温度之差较小时，将对应的换热装置的导风量调大小，和/或将对应控制阀的开度调小。
78.示例性的，当客室的实时温度与其目标温度之差较大时，将第一换热装置的导风量调大，和/或将第一电子膨胀阀9的开度调大；当客室的实时温度与其目标温度之差较小时，将第一换热装置的导风量调大小，和/或将第一电子膨胀阀9的开度调小。
79.以上所揭露的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，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种具有电池热管理功能的空调系统，所述空调系统至少包括一套制冷制热单元，每套所述制冷制热单元均包括：压缩装置；多通阀，其第一端与所述压缩装置的出口连通，其第四端与所述压缩装置的入口连通；冷凝装置，其第一端与所述多通阀的第二端连通；第一换热装置，其第一端通过第一控制阀与所述冷凝装置的第二端连通，其第二端与所述多通阀的第三端连通；所述第一换热装置用于客室热交换；第二换热装置，其第一端通过第二控制阀与所述冷凝装置的第二端连通，其第二端与所述压缩装置的入口连通，其第三端通过第三控制阀与所述第一换热装置的第一端连通，其第四端通过第四控制阀与所述第一换热装置的第二端连通；所述第二换热装置用于电池系统热交换；控制装置，用于根据客室和/或电池系统的制冷制热需求控制第一换热装置、第二换热装置、多通阀和各控制阀，实现客室和电池系统的不同制冷制热需求。2.根据权利要求1所述的具有电池热管理功能的空调系统，其特征在于：所述第一控制阀是由第一单向阀与第一电子膨胀阀并联构成；所述第二控制阀为第二电子膨胀阀；所述第三控制阀为第二单向阀；所述第四控制阀为电磁阀；优选地，所述第一换热装置包括蒸发器以及送风机；所述第二换热装置包括多功能换热器以及散热风机。3.根据权利要求1所述的具有电池热管理功能的空调系统，其特征在于：在所述第一控制阀与所述冷凝装置第二端之间的管路上还设有第五控制阀，所述第五控制阀由第三单向阀与第三电子膨胀阀并联构成。4.根据权利要求3所述的具有电池热管理功能的空调系统，其特征在于：在所述第五控制阀与所述冷凝装置第二端之间的管路上还设有用于过滤掉介质中水分的第一过滤器。5.根据权利要求1～4中任一项所述的具有电池热管理功能的空调系统，其特征在于：在所述压缩装置的入口处设有用于过滤掉液态介质的第二过滤器。6.根据权利要求1～4中任一项所述的具有电池热管理功能的空调系统，其特征在于：在所述压缩装置的入口处设有低压开关，在所述压缩装置的出口处设有高压开关。7.一种如权利要求1～6中任一项所述具有电池热管理功能的空调系统的控制方法，其特征在于，包括：当客室和电池系统的需求均为制冷时，控制多通阀的第一端与第二端导通、第三端与第四端导通，第一控制阀、第二控制阀开启，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第二端流入冷凝装置，经冷凝装置处理后分成两路，其中一路经第一控制阀流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行降温，再经多通阀的第三端和第四端流回至压缩装置；另一路经第二控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行降温，并流回至压缩装置；当客室和电池系统的需求均为制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第四控制阀、第三控制阀、第一控制阀开启，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后分成两路，其中一路流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行升温，另一路流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行升温，两路汇成一路
后经第一控制阀流入冷凝装置，再经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；当客室需求为制热，电池系统需求为制冷时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第一控制阀、第二控制阀开启，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行升温，再经第一控制阀后分成两路，其中一路流入冷凝装置，并经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置，另一路经第二控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行降温，并流回至压缩装置；当仅客室需要制冷时，控制多通阀的第一端与第二端导通、第三端与第四端导通，第一控制阀开启，第二控制阀关闭，第二换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第二端流入冷凝装置，再经第一控制阀流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行降温，再经多通阀的第三端和第四端流回至压缩装置；当仅客室需要制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第一控制阀开启，第四控制阀和第三控制阀关闭，第二换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端流入第一换热装置，由第一换热装置对客室进行升温，再经第一控制阀流入冷凝装置，经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置；当仅电池系统需要制冷时，控制多通阀的第一端与第二端导通、第三端与第四端关断，第二控制阀开启，第一控制阀关闭，第一换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第二端流入冷凝装置，再经第二控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行降温，并流回至压缩装置；当仅电池系统需要制热时，控制多通阀的第一端与第三端导通、第二端与第四端导通，第四控制阀、第三控制阀、第一控制阀开启，第一换热装置关闭，制冷介质由压缩装置压缩后经多通阀的第一端和第三端后，经第四控制阀流入第二换热装置，由第二换热装置对电池系统进行升温，再经第三控制阀、第一控制阀流入冷凝装置，并经多通阀的第二端和第四端流回至压缩装置。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：还包括第一换热装置、第二换热装置以及各控制阀的开度调节，具体实现过程为：当客室和电池系统的需求均为制冷时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量和/或第一控制阀的开度以满足客室制冷需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求；当客室和电池系统的需求均为制热时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量以满足电池系统制热需求；当客室需求为制热，电池系统需求为制冷时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求；当仅客室需要制冷时，获取客室的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量和/或第一控制阀的开度以满足客室制冷需求；
当仅客室需要制热时，获取客室和电池系统的实时温度，根据客室的实时温度和客室的目标温度调节第一换热装置的导风量以满足客室制热需求；当仅电池系统需要制冷时，获取电池系统的实时温度，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量和/或第二控制阀的开度以满足电池系统制冷需求；当仅电池系统需要制热时，获取电池系统的实时温度，根据电池系统的实时温度和电池系统的目标温度调节第二换热装置的导风量以满足电池系统制热需求；优选地，当所述实时温度与所述目标温度之差较大时，将对应的换热装置的导风量调大，和/或将对应控制阀的开度调大；当所述实时温度与所述目标温度之差较小时，将对应的换热装置的导风量调大小，和/或将对应控制阀的开度调小。9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：在单套制冷制热单元无法满足客室和/或电池系统的制冷制热需求时，控制多套所述制冷制热单元同时开启。10.一种轨道车辆，其特征在于：包括如权利要求1～6中任一项所述具有电池热管理功能的空调系统。

技术总结
本发明公开了一种轨道车辆及其具有电池热管理功能的空调系统、控制方法，该空调系统包括至少一套制冷制热单元，每套制冷制热单元均包括压缩装置、冷凝装置、蒸发器、多功能换热器以及控制装置；压缩装置与四通阀的第一端、第四端连通；冷凝器分别与四通阀的第二端、蒸发器连通，蒸发器还与四通阀的第三端连通；多功能换热器分别与冷凝器、压缩装置连通，多功能换热器还与蒸发器连通；控制装置用于根据客室和/或电池系统制冷制热需求控制各阀门及装置，实现客室和电池系统的不同制冷制热需求。本发明能同时满足客室与电池系统的制冷制热需求，有效提高空调系统的利用率，节省空间占用。用。用。


技术研发人员：杨天智 肖峰敏 黄泰然 易柯 吕知梅 陈诗文
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/4/5