特斯拉Model Y热泵空调技术专利解读
特斯拉热泵损坏原因
特斯拉热泵（Tesla heat pump）是特斯拉电动汽车中用于空调和加热的重要部件。
热泵损坏的原因可能有多种，以下是一些可能导致特斯拉热泵损坏的常见原因：
1.过度使用：长时间高强度的使用可能导致热泵内部部件的过度磨损，从而导致性能下降
甚至损坏。
2.温度过高或过低：极端的环境温度对热泵的工作性能会产生影响，过高或过低的温度可
能导致热泵部件损坏。
3.润滑油不足：热泵内部的润滑油如果不足可能导致摩擦增加，从而损坏关键部件。
4.异物进入：外部异物如灰尘、碎屑等进入热泵内部可能导致部件磨损或堵塞。
5.设计缺陷：一些特斯拉热泵可能存在设计缺陷，导致在特定使用条件下容易损坏。
如果特斯拉热泵出现故障，建议及时联系特斯拉授权维修点或服务中心进行检查和维修，以确保车辆的正常运行。
特斯拉Model Y电池技术解读
特斯拉Model Y电池技术解读一、电池结构1、上壳体Model Y的密封由Model 3的整体密封圈，变为电池管理系统区域的局部泡沫垫密封；Model Y吸音棉面积大幅减少，材料由纤维棉改为海绵条；2、制冷剂管路制冷管路有足够的刚度，方便装配，而且也会固定的很结实。
3、高压总成上底壳介绍了两个技术点：（1）防拆卸的设计（2）参与低压连接器的安全互锁，两个螺栓之间通过上底壳才能连通电路；4、控制核心动力电池的控制核心，相比于Model 3：（1）充电连接器变成金属材质；（2）取消交流滤波线束固定结构；（3）取消输出保险的保护罩；（4）取消高压电开关的两个端盖；5、动力电池组Model Y和Model 3一样，都是74kWh动力电池（4416颗2170电芯）。
6、其他设计（1）电池箱的泄压阀的固定螺栓设计了5个，用了3个；（2）电池模组固定用的PVC板，一排10个安装孔，用了8个；（3）绝缘结构设计；（4）一些支架也由机加工变为铸造（强度增加）；（5）内外螺纹螺栓的应用，方便密封，以及螺栓内部通过一些线束等；二、模组结构1、Model Y电池模组（1）Model Y共有四个模组，模组的结构如下图所示。
（2）四个模组一共有96个“Brick”，一块Brick，包含46个电芯，每块Brick上的电芯通过集电器和保险丝，相互并联起来；模组中Brick与Brick之间通过电芯的正负极倒置，相互串联起来。
而且Model Y的BMS能控制到每个电芯，就算其中有个别电芯不工作了，也不会影响到电池的整体。
（3）电芯之间使用大量的淡蓝色绝缘胶填充；（4）采用波浪形的带状冷却管路，管路内流有冷却液，参阅专利[US2011212356A1]；2、方形电芯（BMW i3）用金属盒子将方形电芯集成在一起，这也是问题所在（特斯拉使用绝缘胶和冷却管路填充，粘合在一起），也有相应的加热器及冷却管路，是比较旧的设计思路（三星的思路）。
新能源汽车热泵空调
新能源汽车热泵空调摘要：随着国家的发展越来越好，汽车技术也在不断更新，新的空调系统也随着时间出现。
但能实现节能高效供暖和制冷的空调系统并不多，其中热泵空调系统具有很多优点，它在制热模式下具有高效PTC电加热器的特点。
新能源汽车空调系统的工作原理与传统燃油汽车空调系统相同，只是驱动空调压缩机的方式和产生热风的方式不同。
新能源汽车空调系统的电动压缩机由高压电驱动。
电动空调压缩机压缩来自蒸发器的低温低压蒸汽，将其加压至冷凝器并使制冷剂在系统周围循环。
关键词：新能源；汽车热泵；空调引言从工作原理角度来说，传统燃油和新能源汽车空调系统工作原理相同，只是在暖风产生方式和驱动空调压缩机方式方面，有一定的差异性。
通过高压电，新能源汽车能够驱动空调系统电动压缩机，通过压缩，电动空调压缩机能够在冷凝器中加压低压低温的蒸汽，从而循环环绕制冷剂系统。
1新能源汽车空调系统的工作原理分析1.1热泵空调温控原理其实热泵空调的原理并不复杂，无论在制冷还是制热的情况下都只能对热量进行转移。
车内制冷时，电动压缩机将高温低压的冷媒压缩成高温高压的液体，通过阀的控制使液体流向车外换热器，由于车外温度相比而言较低，冷媒降温成为低温高压的液体，经过膨胀阀后，冷媒膨胀为低温低压的液珠流入车内换热器，使车内气体温度下降。
然后冷媒转化为高温低压的气体，再流向电动压缩机。
如此循环，达到车内制冷效果。
车内制热时，电动压缩机将高温低压的冷媒压缩成高温高压的液体，通过阀切换冷媒流向，流向车内热交换器，这时车内温度因此升高，同时冷媒降温成为低温高压的液体，流经电子膨胀阀后，冷媒膨胀为低温低压的液珠流向车外换热器内；而冷媒比车外温度低，冷媒吸收车外气体的热量，转化为高温低压的气体，再流向电动压缩机。
如此循环，达到车内制热效果。
本质上是通过多个阀的组合控制，切换冷媒的流动方向，使冷凝器和蒸发器的角色不断的互换，同时配合电动压缩机从而达到制冷制热的效果。
以上功能的实现由热泵空调控制器实现。
特斯拉汽车公司的全球专利分析
特斯拉汽车公司的全球专利分析作者：张攀邹卫兵来源：《中国新技术新产品》2016年第21期摘要：本文通过对特斯拉汽车公司在全球的专利进行年代、地区、技术领域的统计分析，总结了特斯拉有关电动汽车的技术研发特点和趋势，提出特斯拉的核心技术在于它的电池和充电相关技术。
最后对我国电动汽车行业专利技术的发展提出了建议，为我国汽车企业的技术研发提供参考。
关键词：特斯拉；电动汽车；专利分析中图分类号：TM91 文献标识码：A特斯拉汽车（Tesla Motors Inc，以下简称特斯拉）是由Elon Musk于2003年在美国成立的一家生产纯电动汽车的公司。
在成立后的短短十年时间里，特斯拉以其独特的资源整合策略以及工业设计创新能力，在电动汽车行业刮起了一阵“特斯拉旋风”，也带了整个新能源电动汽车行业最近的发展热潮。
特斯拉的核心竞争力主要体现在它的研发及制造能力上，从2003年创建到2008年交付给客户的第一台电动汽车Roadster，花了5年的时间，这似乎并不符合传统商业模式中的一夜暴富。
特斯拉在创建后的发展历程，更像是一个研发机构，而非规模汽车制造商。
特斯拉极其注重科技研发，并取得了成功，目前特斯拉Model S电动轿车的一次充电的巡航里程能达到300英里（480公里）、支持45分钟快速充电。
一个公司的专利申请状况往往能够体现出该公司的技术研发重点和思路。
特斯拉也非常重视知识产权，自2005年提交了第一件专利后，在十年的时间里一共申请了294件专利，其中包括2012年的8件外观设计专利申请。
本文从技术角度出发，分析了特斯拉在世界范围内的专利分布，尝试总结出特斯拉的专利申请战略和技术分布，也希望能给国内相关企业在确定研发方向以及制定专利战略方向提供参考意见。
本文用于分析的数据均来源于德温特专利摘要数据库，截止到检索日，特斯拉在全球的专利/专利族为294篇。
下面笔者从年代、地区、技术领域进行分析。
一、年代分布图1显示了特斯拉的专利年代分布趋势。
新能源汽车热泵空调系统概述
新能源汽车热泵空调系统概述发布时间：2021-06-15T16:01:29.130Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：牟士龙[导读] 摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，新能源汽车越来越受到重视。
曼德电子电器有限公司保定热系统分公司河北省保定市 071000摘要：近年来，我国的汽车行业有了很大进展，新能源汽车越来越受到重视。
新能源汽车是未来发展趋势。
本文介绍新能源热泵空调系统现行的设计思路，及相关零部件的应用，总体布置热点等。
关键词：热泵空调；总布置设计；纯电动汽车引言热泵空调系统，目前主流研发方向分为直接式热泵系统和间接式热泵系统，热泵系统目前主要应用零部件包含室内换热器、室外换热器、板式换热器、过冷器、电磁阀SOV、电子膨胀阀EXV、干燥罐、气液分离器、电动压缩机、高压加热器、水路比例阀、电子水泵和同轴管等部件。
1直接热泵系统概述直接热泵系统在原常规系统基础上增加室内换热器集成在空调器总成内，在热泵模式下，有压缩机排出的高温高压气体直接进入室内换热器，以此来进行对成员驾舱的采暖，此种模式无需经水源转换热量，直接将空气施加于室内换热器芯体上进行换热，换热效率高，COP较普通高压PTC采暖效率增加2-3倍，能满足大部分地区冬季取暖需求，在部分严寒地区冬季采暖可增加PTC加热器来补足所需采暖量，此系统更适用于小型EV车型，系统简单，整车布置所需空间易满足。
因空调器内增加室内换热器，故空调器与常规系统存在结构上的不同，从电动车和燃油车车辆平台化方面考虑存在一定的弊端。
2 间接热泵系统概述间接热泵系统整体架构相较于直接热泵系统更加复杂，相对应功能模式更加多样化，应用零部件类型多，管路布置复杂，对整车热管理及整车布置提出了较高的要求；间接热泵系统应用水冷冷凝器为热源对驾驶员舱提供热量，故而相较于常规系统车内空调器总成主要换热芯体仍旧是蒸发器和暖风芯体，对于整车及零部件而言可以尽可能的减少零部件开发的投入及后期配置的划分；间接热泵系统目前在研项目热泵模式下最低工作温度可达-18℃，譬如华为刚刚发布的热管理架构中热泵最低工作温度为-18℃，间接热泵系统相较直接式热泵系统适用新能源车型更加宽泛，常规EV车型、PHEV车型、HEV等车型均可配置，两种热泵系统架构目前各大空调厂商正在争相研发。
新能源汽车热泵空调技术研究与应用探讨
. PT传感器 压力传感器能够及时获取空调系统中的压力数据，
并将压力数据传输至控制系统，再由控制系统根据相关 数 据 向 执 行 器 发 送 控 制 信 号 。在 其 实 际 工 作 中 ，主 要 以 R134a、R410a等作为工作介质，能够在-30~130℃范围内 正常工作。
SPECIALPURPOSEVEHICLE
2022年第05期总第300期
新能源汽⻋热泵空调技术研究与应用探讨
叶黎敏
浙江申浙汽⻋股份有限公司，浙江杭州，310015
摘要：汽⻋已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具，随着各种环境相关政策的推出以及工业 技术的进步，新能源汽⻋呈现出逐步替代传统燃油⻋的发展趋势。相比传统燃油⻋，新能源汽⻋具有零 排放、无污染的优势，但是技术有待进步完善，比如空调技术。为弥补这一不足达到更佳的适用性，出 现了热泵空调技术，并已经成为新能源汽⻋领域的重点技术。有研究显示，在热泵空调技术的帮助下， 不仅能够解决新能源汽⻋续航里程短的问题，还能让空调系统更为节能、高效。为此，重点围绕热泵空 调技术在新能源汽⻋中的实际应用进行了分析。
热泵空调面临的挑战
新 能 源 汽 ⻋ 作 为 汽 ⻋ 的 重 要 发 展 趋 势 ，正 在 逐 步 占
. 领A市ll场，R热i泵gh空t调s 系R统es作e为r新ve能d源. 汽⻋电气系统中的重
要组成部分，对提升汽⻋的整体舒适性有积极作用。就目 前来看，热泵空调技术虽然在新能源汽⻋的发展中有良 好发展趋势，但是也面临着一定的挑战。
. 压缩机控制技术 随着各种先进技术在汽⻋领域中的应用，人们对汽⻋
新能源汽车热泵空调系统介绍
新能源汽车热泵空调系统介绍1. 引言1.1 概述随着全球环境保护意识的提高和对传统燃油车尾气排放的担忧，新能源汽车作为一种清洁、可持续的交通工具正逐渐受到广泛关注。
而在新能源汽车中，热泵空调系统起到了至关重要的作用。
本文将介绍新能源汽车热泵空调系统的原理、组成部分以及工作流程，并探讨其重要性和优势。
同时，还将总结该系统存在的潜在问题并展望未来发展趋势，以给读者提供有关该领域的全面了解。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行阐述。
首先，在引言部分，我们将概述本篇文章的主要内容，并简要介绍每个部分所涉及的内容。
接下来，将详细介绍新能源汽车热泵空调系统的原理和重要性，并强调其在新能源汽车中不可或缺的地位。
然后，我们会详细描述该系统的主要组成部分，包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及膨胀阀等。
随后，在第四部分中，将深入探讨该系统的工作原理和流程，并介绍其控制方式与传感器检测技术的应用。
最后，在结论部分中，将总结新能源汽车热泵空调系统的优势和潜在问题，并对未来发展趋势进行展望和提出建议。
1.3 目的本文的目的是全面介绍新能源汽车热泵空调系统，旨在增强读者对该系统原理、组成部分以及工作流程的理解。
通过详细描述该系统的重要性和优势，我们希望读者能够深入了解其在新能源汽车中所扮演的角色，并认识到其可持续发展性。
同时，我们也会指出该系统存在的潜在问题并提出展望和建议，以促进该领域的进一步研究与创新。
2. 新能源汽车热泵空调系统介绍2.1 热泵空调系统原理新能源汽车热泵空调系统是一种基于热泵原理的空调系统，它利用电能驱动压缩机工作，通过循环流体介质，实现对车内空气的制冷和制热。
其工作原理与传统汽车空调系统相似，但使用了更高效、更环保的新能源技术。
2.2 新能源汽车热泵空调系统的重要性随着全球对环境污染问题的日益关注，新能源汽车正逐渐成为解决当今世界面临的关键问题之一。
而新能源汽车热泵空调系统在实现舒适驾乘体验的同时，还具备更低的能耗和减少尾气排放等优点。
特斯拉热泵空调原理
特斯拉热泵空调原理
特斯拉热泵是利用无污染的压缩机和自然物质实现热能的输送，转换为室内可调节温度，以达到节能降耗和环境保护的技术。
热泵从环境源，如大气、地下水、河流或湖泊，收集低温低压热量，提高它的温度和压力，最终将高温高压能量输送到家中，实现一件就足够冷暖的目的。
特斯拉热泵空调原理在于使用“特斯拉热泵”技术替代传统的供暖和冷却系统。
相对于传统的空调，它拥有非常高的节能率，比一般的空调节能效率高4-5倍，能够实现室内的温控。
特斯拉热泵作为室内空气循环的一个控制环节，室内温度可以有效的改变和控制。
它的主要功能是吸取室外空气的低温低压能量，通过热泵和裴索立夫多螺杆变速器，不断将低温能量抽取出来!-->提高温度后，输送给家中，以达到室内温度控制的目的。
特斯拉热泵机组分为两个部分：外机和室内机。
因此，需要将室外机安装到空气质量良好的地方，如室外墙体或其他正确位置，以让外机尽可能获取良好的外部运行环境。
室内机通常安装在室内的空间中，采用iPhone热泵技术实现温控、净化和加湿的功能。
室内外机之间通过分段布线或连接安装完成，完成后在室内设置温度控制模式，特斯拉热泵就可以按照用户设定的温度控制环境温度，实现室内的温控功能。
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特斯拉Model Y 热泵空调技术专利解读
从8向换向阀到12种⼯作模式的⾃动控制，Model Y 实现硬件结构集成创新并配以硬件软化，以及产⽣的引领效应，可能加速热泵空调在电动汽⻋上的应⽤。
本⽂是对Model Y 热泵空调系统专利的解读。
专利⽂档获取⽅式：进⼊公众号后台对话框回复“专利”，可以⾃动获取PDF ⽂件的百度⽹盘链接。
07:15
1、Model Y 整⻋热管理系统架构
2、Model Y 整⻋热泵空调系统原理框图Model Y 整⻋热泵空调原理框图。
今天
汽⻋热管理之家
从视频中也可以看到Model Y机舱有电动压缩机，液冷冷凝器，AC-Chiller，膨胀⽔壶，HVAC总成进⻛⼝，冷却模块等。
3、Model Y整⻋热泵空调系统控制框图
Model Y热泵空调系统控制框图分为⾏驶状态及远程控制状态，下⾯分别进⾏说明。
3.1 ⾏驶状态的控制框图
3.2 远程控制状态的控制框图
4、Model Y整⻋热泵空调系统不同模式的介绍
4.1 Model Y热泵空调系统模式选择
相⽐于现在已经应⽤热泵系统的⻋型，特斯拉在热泵与整⻋的集成上做得更进⼀步。
特斯拉热泵集成应⽤的策略可以通过下⾯这张图来说明，在满⾜乘员舱乘客舒适性需求的前提下，来采⽤COP较⾼的模式运⾏，减少能源消耗，提⾼续航⾥程。
即根据环境温度与电池温度的关系，从COP的划分，来规划热泵系统参与加热的程度，以及启动不同级别的加热模式。
4.2 各模式运⾏框图及应⽤场景介绍
（1）乘员舱制热
场景⼀
热泵系统202通过AC-Chiller从电池系统204吸取热量。
给乘员舱进⾏加热，此时COP>>1；
当电机循环系统中部件温度（ DCDC，电机控制器，电机等）⾼于电池系统106的温度时，此时电池循环系统204和电机循环系统206通过阀系统208来实现串联，这对于提⾼效率有所帮助。
场景⼆
热泵系统202通过吸收环境空⽓中的热量，同时不对电池循环系统204造成不利的影响。
给乘员舱进⾏加热，此时COP>>1；
a，热泵系统202通过AC-Chiller吸收循环中冷却液的热量，从⽽循环中冷却液温度不断降低，冷却液流过散热器236时吸收环境空⽓的热量。
b，通过控制阀系统208实现两个独⽴的循环：⼀个循环是：AC-Chiller与散热器串联；另⼀个循环是：电池循环系统202与电机循环系统206串联，当电机循环系统中部件温度（ DCDC，电机控制器，电机等）⾼于电池系统106的温度时，这时电池系统可以⾃然利⽤电机等部件产⽣的热量来进⾏预热，这有利于提⾼效率；
场景三
通过热泵和APTC同时给乘员舱进⾏加热。
热泵加热时COP>1，APTC加热COP=1，此时为混合加热模式，COP＞1；
a，乘员舱的热源来⾃热泵系统和APTC，这种MODE2较MODE1可以为乘员舱提供更多热量，适⽤于：场景①电池系统循环回路204温度太低，⽆法满⾜乘员舱舒适加热需求；场景②电池系统106通过电池循环系统204吸取更少的热量⽽更快地加热乘员舱；场景③：当乘员舱有分区需求时，这种模式就有必要的，通过12VAPTC232可以提供左右分区需要的热量。
b，当电机循环系统中部件温度（ DCDC，电机控制器，电机等）⾼于电池系统106的温度时，此时电池循环系统204和电机循环系统206通过阀系统208来实现串联，这对于提⾼效率有所帮助。
c，MODE11-FIG26A描述的原理框图与F13⼀样，此模式可以⽀持除霜操作，以消除乘员舱蒸发器218上的结霜。
蒸发器表⾯可以允许部分结霜，但不能明显影响空⽓流通。
压缩机和⿎⻛机处于低效率状态，以便产⽣尽可能多的热量并减少化霜的时间。
场景四
通过热泵202从电池循环系统204吸热和同时通过乘员舱蒸发器吸收环境空⽓的热量给乘员舱进⾏加热。
为混合加热模式，COP>1；
场景五
通过热泵202从电池循环系统204吸热，通过12VAPTC加热乘员舱，通过乘员舱蒸发器吸收环境空⽓的热量给乘员舱进⾏加热。
为混合加热模式，COP>1；
场景六
⽬的是在极端条件下为乘员舱进⾏加热，在不与电池循环系统204换热的情况下提供COP=1的功率。
a，电池系统循环系统的冷却液温度较低，通过AC-Chiller吸热是不可⾏的，只是通过压缩机做功来快速给乘员舱加热，此时COP=1;
b，保持最佳的内外循环⽐例和最低的舒适性需求；如果全部内循环，容易乘客憋闷及起雾的⻛险。
场景七
这种模式能够有效通过散热器吸收空⽓中热量来加热乘员舱。
（2） 乘员舱和电池同时有制热
⽬的是在极端条件下为乘员舱进⾏加热，在不与电池循环系统204换热的情况下提供COP=1的功率。
a，有多余的加热功率可⽤（循环状态满⾜防⽌起雾及换⽓功能，乘员舱舒适性可以满⾜的前提），这种场景可以通过液冷冷凝器来给电池系统106进⾏加热，主要是为了充电效率或提⾼电池放电电流等。
b，三通阀230来控制冷媒分配流量，优先保证乘员舱舒适性，多余的热量提供给液冷冷凝器来加热电池。
冷暖循环⻛⻔位置及压缩机决定了总的消耗功率；
（3） 仅电池有制热
场景⼀
⽬的是压缩机机作为加热器快速加热电池。
应⽤场景：当⻋速优先或者在较冷的环境中充电时，这个模式会
⽐较有⽤。
场景⼆
这种模式应⽤在远程状态，⼀般应⽤在⾏驶前或⾏驶后的场景。
此模式的⽬的是，通过乘员舱蒸发器吸收环境空⽓的热量来加热电池系统106。
（4） 电池制冷模式
应⽤场景：如环境温度43℃左右，电池有强制冷需求；
（5） 乘员舱制冷模式；
（6）乘员舱及电池系统同时制冷模式；
4.3 ⼋通阀系统
Model Y应⽤了集成式的⼋通阀，上⾯的不同使⽤场景通过控制阀系统208来实现不同的冷却液循环回路，便于能量回收利⽤，提⾼效率；
场景⼀：当通过预处理或其他⼯况电池系统106的温度⾼于循环中其他部件（DCDC，电机控制器，电机
等）温度时，此时电池循环系统204和电机循环系统206并联，这对于提⾼效率有所帮助。
如下图①和②。
场景⼆：当电机循环系统中部件温度（ DCDC，电机控制器，电机等）⾼于电池系统106的温度时，此时电
池循环系统204和电机循环系统串联，这对于提⾼效率有所帮助。
如下图⑤和⑥。
阅读原⽂
场景三：乘员舱与电池同时有制热请求时，并且电池急需加热以满⾜快速充电或动⼒需求时，可以通过控制阀系统208，使电池循环系统204与电机循环系统206串联，通过电机堵转加热的⽅式给电池快速加热；⽽热泵系统202通过AC-Chiller 吸收⽔箱散热器中的热量（⽔箱散热器从环境空⽓中吸收热量），如下图③和④。
以上⽂章的核⼼部分来⾃特斯拉公布的专利，想研究热泵空调的同仁们，可以进⼊微信公众号后台回复“专利”，⾃动获取PDF ⽂件的百度⽹盘链接。
参考⽂献：
[1]US20190070924A1 Optimal source electric vehicle heat pump with extreme temperature heating capability and efficient thermal preconditioning.
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