專利名稱：用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，具體地，涉及一種適用于電動車輛或混合動力電動車等的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
普通燃油汽車一般是通過發(fā)動機(jī)冷卻水流經(jīng)暖風(fēng)通風(fēng)空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)中的暖風(fēng)芯體，再通過鼓風(fēng)機(jī)吹風(fēng)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)制熱的。而純電動車乃至沒有發(fā)動機(jī)，電機(jī)冷卻水溫度一般不高，無法實(shí)現(xiàn)通過暖風(fēng)芯體實(shí)現(xiàn)室內(nèi)制熱。另外，普通電動汽車具有汽車制冷空調(diào)系統(tǒng)用于在夏天制冷，而在冬天需要采暖時，則需要利用大功率的獨(dú)立電加熱系統(tǒng)例如PTC采暖器加熱供暖。這種情況下不僅較大地增加了車輛耗電量，不利于節(jié)能，并且制熱效果不好且不穩(wěn)定
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，利用車輛的制冷空調(diào)系統(tǒng)同時實(shí)現(xiàn)制冷以及制熱采暖，尤其適用于寒冷季節(jié)使用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)包括空調(diào)制冷循環(huán)，該空調(diào)制冷循環(huán)中的冷媒通過流通管路依次流經(jīng)第一冷凝器、第一膨脹閥和第一蒸發(fā)器，并經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后循環(huán)流回至所述第一冷凝器，其特征在于，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還包括四通閥、第二冷凝器、第二膨脹閥和多個單向閥，在所述冷媒的流通管路中，所述四通閥串聯(lián)安裝并與所述壓縮機(jī)連通，所述第二冷凝器和第二膨脹閥分別與所述第一冷凝器和第一膨脹閥并聯(lián)安裝，并且在所述流通管路中分別設(shè)置所述單向閥，使得所述冷媒能夠在所述壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮后，通過所述四通閥依次流經(jīng)第一蒸發(fā)器、第二膨脹閥和第二冷凝器，并循環(huán)流回至所述壓縮機(jī)，從而形成空調(diào)制熱循環(huán)。本實(shí)用新型的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)通過設(shè)置四通閥實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)和制熱循環(huán)的開關(guān)選擇，而通過安裝用于制熱循環(huán)的專用冷凝器和膨脹閥等，可實(shí)現(xiàn)制熱循環(huán)。將制冷循環(huán)和制熱循環(huán)集成于一個系統(tǒng)中，使用和維護(hù)方便。此外，更能通過具有加熱功能的采暖專用冷凝器，使得系統(tǒng)在寒冷季節(jié)同樣穩(wěn)定而高效地供暖。本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。

附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖I為根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)的流程圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中的半導(dǎo)體在冷凝器芯體上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中的半導(dǎo)體的電路原理圖。附圖標(biāo)記說明I 壓縮機(jī)2四通閥3 第一冷凝器4第二冷凝器5 高壓閥6第一膨脹閥7 第二膨脹閥8第一蒸發(fā)器
9 第二蒸發(fā)器10低壓閥11 單向閥41芯體42 電加熱體421 半導(dǎo)體422 絕緣導(dǎo)熱陶瓷423 金屬導(dǎo)體A 空調(diào)制冷循環(huán)B空調(diào)制熱循環(huán)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。如圖I所示，本實(shí)用新型提供一種用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)包括空調(diào)制冷循環(huán)(即圖I中的外圈循環(huán)箭頭A所示)，該空調(diào)制冷循環(huán)中的冷媒(例如氟利昂等)通過流通管路依次流經(jīng)第一冷凝器3、第一膨脹閥6和第一蒸發(fā)器8，并經(jīng)過壓縮機(jī)I壓縮后循環(huán)流回至所述第一冷凝器3。其中，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還包括四通閥2、第二冷凝器4、第二膨脹閥7和多個單向閥11，在所述冷媒的流通管路中，所述四通閥2 (例如電磁四通閥)串聯(lián)安裝并與所述壓縮機(jī)I連通，所述第二冷凝器4和第二膨脹閥7分別與所述第一冷凝器3和第一膨脹閥6并聯(lián)安裝，并且在所述流通管路中分別設(shè)置所述單向閥11，使得所述冷媒能夠在所述壓縮機(jī)I內(nèi)被壓縮后，通過所述四通閥2的開關(guān)選擇，依次流經(jīng)第一蒸發(fā)器8、第二膨脹閥7和第二冷凝器4，并循環(huán)流回至所述壓縮機(jī)1，從而形成空調(diào)制熱循環(huán)(即圖I中的內(nèi)圈循環(huán)箭頭B所示)。作為總的構(gòu)思，本實(shí)用新型采用熱泵理論對汽車制冷空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過增設(shè)系統(tǒng)部件，使之可在冬季需采暖時改變冷媒流向，從而達(dá)到制冷空調(diào)采暖的功能。具體地，在圖示的系統(tǒng)進(jìn)行制冷時，低溫低壓氣態(tài)的冷媒在壓縮機(jī)I內(nèi)被壓縮成高溫高壓氣體，而后高溫高壓氣體通過四通閥2的開關(guān)選擇，進(jìn)入第一冷凝器3中，并釋放熱量后成為常溫高壓液體，而后經(jīng)過與第一冷凝器3串連的單向閥11相繼進(jìn)入高壓閥3(以下將述及)和第一膨脹閥6，在該第一膨脹閥6中冷媒節(jié)流降壓后成為低溫低壓液體并進(jìn)入第一蒸發(fā)器8，在該第一蒸發(fā)器8冷媒吸熱(即對車輛內(nèi)環(huán)境降溫的過程)后成為低溫低壓蒸汽，這種低溫低壓蒸汽再相繼經(jīng)過單向閥11和低壓閥10 (以下將述及)返回到壓縮機(jī)I中，就這樣完成了一個制冷循環(huán)過程。同樣地，在圖示的系統(tǒng)用于制熱時，低溫低壓氣態(tài)的冷媒在壓縮機(jī)I內(nèi)被壓縮成高溫高壓氣體，而后高溫高壓氣體通過四通閥2的開關(guān)選擇，進(jìn)入低壓閥10并相繼經(jīng)過第二蒸發(fā)器9(以下將描述)和第一蒸發(fā)器8，進(jìn)行放熱過程(即對車輛內(nèi)環(huán)境加溫的過程)而后冷媒成為常溫高壓液體，進(jìn)入第二膨脹閥7并在膨脹閥中被節(jié)流降壓成為低溫低壓液體，這種低溫低壓液體順次流經(jīng)單向閥11和高壓閥3流到第二冷凝器4，冷媒在吸熱后成為低溫低壓蒸汽，而后經(jīng)單向閥11回到壓縮機(jī)I中，完成一個制熱循環(huán)過程。上述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)在安裝到車輛中時，可設(shè)置相應(yīng)地控制系統(tǒng)和控制和檢測元件例如溫度傳感器等，通過相關(guān)傳感器及乘客需求，對所述空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行判斷，確定需要制冷或制熱后，通過所述電磁四通閥2進(jìn)行選擇換位，完成壓縮機(jī)I進(jìn)出口冷媒流向的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)制冷或制熱循環(huán)。另外，參見圖I所示的原理圖，其中多處采用了單向閥11，以保證空調(diào)制冷和制熱循環(huán)能獨(dú)立完成?？梢?，根據(jù)本實(shí)用新型的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)在現(xiàn)有的汽車空調(diào)制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上形成了制熱循環(huán)，在制熱時所需的電能較小，節(jié)能環(huán)保，相對于前述的大功率獨(dú)立電加熱系統(tǒng)例如PTC采暖器而言可大大減少耗電量，并且集成度好，節(jié)省了結(jié)構(gòu)安裝空間，并有利于維護(hù)。需要說明的是，在圖I的原理圖中，根據(jù)本實(shí)用新型的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還 包括了高壓閥5和低壓閥10。在所述冷媒流通管路中，所述高壓閥5串聯(lián)地設(shè)置在所述第一冷凝器3與第一膨脹閥6之間或者所述第二膨脹閥7與所述第二冷凝器4之間，所述低壓閥10串聯(lián)安裝在所述四通閥2與所述第一蒸發(fā)器8之間。這里的高壓閥和低壓閥可用于檢測流通管路中流通的冷媒的壓力并在適當(dāng)?shù)貢r候加注冷媒。根據(jù)本實(shí)用新型的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還可包括第二蒸發(fā)器9，該第二蒸發(fā)器9串聯(lián)安裝在所述第一蒸發(fā)器8與所述低壓閥10之間，并且所述第二蒸發(fā)器9并聯(lián)安裝有所述單向閥11，使得在所述空調(diào)制冷循環(huán)中所述冷媒不流經(jīng)所述第二蒸發(fā)器9。此處的第一蒸發(fā)器8即常規(guī)空調(diào)用蒸發(fā)器，其換熱量用于制冷循環(huán)過程已足夠。但在實(shí)現(xiàn)制熱時，可增設(shè)第二蒸發(fā)器9作為輔助蒸發(fā)器，該輔助蒸發(fā)器結(jié)合原有蒸發(fā)器以加大換熱量，提高制熱工作效率，使采暖時增大了室內(nèi)散熱能力。關(guān)于圖I所示系統(tǒng)中的冷凝器，由于在車輛中冷凝器一般安裝為暴露于外部氣體中，例如客車中安裝在車頂位置或者安裝于汽車發(fā)動機(jī)前。而根據(jù)本實(shí)用新型的上述用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)在應(yīng)用于車輛中時，由于需要在寒冷天氣中采暖使用以及冷凝器安裝位置的原因，必須解決冷凝器容易結(jié)霜結(jié)冰等問題，以免造成制熱效率低下，采暖效果差。為解決這個問題，應(yīng)使得用于制熱的冷凝器保持在一定溫度以上，換言之進(jìn)行保溫或加溫處理。其中，第一冷凝器3用于在空調(diào)制冷時散熱，可采用常規(guī)平行流式冷凝器，而用于制熱的第二冷凝器4則應(yīng)采用帶加熱功能的冷凝器。為此，如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的所述第二冷凝器4可包括芯體41和電加熱體42(通常冷凝器由冷凝器芯體與儲液器集成)，該電加熱體42安裝在所述芯體41上并能夠?qū)λ鲂倔w41加熱。在電動車輛中，最佳最穩(wěn)定的能量來源是電能，因而對芯體41加熱的加熱體優(yōu)選為電加熱體。同樣地，電加熱體的實(shí)現(xiàn)方式可以有多種，但從節(jié)能省電方面考慮，本實(shí)施方式中的所述電加熱體42優(yōu)選為包括具有帕爾貼效應(yīng)的半導(dǎo)體421，該半導(dǎo)體421設(shè)置在所述芯體41的外周部并電連接所述電動車輛的直流供電電源，參見圖2和圖3。此處的具有帕爾貼效應(yīng)的半導(dǎo)體有冷熱雙重效果，熱慣性小，制冷制熱時間快。如圖3所示，電加熱體42即所述半導(dǎo)體還可包括絕緣導(dǎo)熱陶瓷422和金屬導(dǎo)體423，該絕緣導(dǎo)熱陶瓷422安裝于所述半導(dǎo)體421與所述芯體41之間，而各N型和P型半導(dǎo)體之間通過金屬導(dǎo)體423依次電連接。這樣在N型和P型半導(dǎo)體聯(lián)結(jié)成電偶對并且電路連通直流電流后，就能產(chǎn)生熱量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端；由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，稱為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導(dǎo)體材料N、P的元件對數(shù)來決定。將設(shè)在熱端的絕緣導(dǎo)熱陶瓷422安裝到第二冷凝器4的芯體41周圍，從而對芯體內(nèi)的用于冷媒流通的扁管進(jìn)行加熱，防止冷媒在低溫下凍結(jié)。其中，絕緣導(dǎo)熱陶瓷422可起到導(dǎo)熱和絕緣的作用。而且，所述半導(dǎo)體421電連接的所述電動車輛的直流供電電源優(yōu)選為不大于36V的低壓直流電源，通常為12V即可。使用低壓電源并利用半導(dǎo)體加熱，可最有效地節(jié)省電力。另外，應(yīng)用于電動車輛上時，在車輛前進(jìn)方向上，所述第一冷凝器3 —般安裝在所述電動車輛的發(fā)動機(jī)風(fēng)扇的前方，而所述第二冷凝器4優(yōu)選為遠(yuǎn)離所述發(fā)動機(jī)風(fēng)扇地安裝在所述第一冷凝器3的前方。即，使得第二冷凝器4遠(yuǎn)離風(fēng)扇，避免在加熱情況下被電扇吹風(fēng)帶走熱量。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限 于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.一種用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)包括空調(diào)制冷循環(huán)，該空調(diào)制冷循環(huán)中的冷媒通過流通管路依次流經(jīng)第一冷凝器(3)、第一膨脹閥(6)和第一蒸發(fā)器(8)，并經(jīng)過壓縮機(jī)(I)壓縮后循環(huán)流回至所述第一冷凝器(3)，其特征在于，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還包括四通閥(2)、第二冷凝器(4)、第二膨脹閥(7)和多個單向閥(11)，在所述冷媒的流通管路中，所述四通閥(2)串聯(lián)安裝并與所述壓縮機(jī)(I)連通，所述第二冷凝器(4)和第二膨脹閥(7)分別與所述第一冷凝器(3)和第一膨脹閥(6)并聯(lián)安裝，并且在所述流通管路中分別設(shè)置所述單向閥(11)，使得所述冷媒能夠在所述壓縮機(jī)(I)內(nèi)被壓縮后，通過所述四通閥(2)依次流經(jīng)第一蒸發(fā)器(8)、第二膨脹閥(7)和第二冷凝器(4)，并循環(huán)流回至所述壓縮機(jī)(1)，從而形成空調(diào)制熱循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還包括高壓閥(5 )和低壓閥(10 )，在所述冷媒流通管路中，所述高壓閥(5 )串聯(lián)地設(shè)置在所述第一冷凝器(3)與第一膨脹閥(6)之間或者所述第二膨脹閥(7)與所述第二冷凝器(4)之間，所述低壓閥(10)串聯(lián)安裝在所述四通閥(2)與所述第一蒸發(fā)器(8)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，該空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)還包括第二蒸發(fā)器(9)，該第二蒸發(fā)器(9)串聯(lián)安裝在所述第一蒸發(fā)器(8)與所述低壓閥(10)之間，并且所述第二蒸發(fā)器(9)并聯(lián)安裝有所述單向閥(11)，使得在所述空調(diào)制冷循環(huán)中所述冷媒不流經(jīng)所述第二蒸發(fā)器(9 )。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述第二冷凝器(4)包括芯體(41)和電加熱體(42)，該電加熱體(42)安裝在所述芯體(41)上并能夠?qū)λ鲂倔w(41)加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述電加熱體(42)包括具有帕爾貼效應(yīng)的半導(dǎo)體(421)，該半導(dǎo)體(421)設(shè)置在所述芯體(41)的外周部并電連接所述電動車輛的直流供電電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述電加熱體(42 )還包括絕緣導(dǎo)熱陶瓷(422 ),該絕緣導(dǎo)熱陶瓷(422 )安裝于所述半導(dǎo)體(421)與所述芯體(41)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，所述半導(dǎo)體(421)電連接的所述電動車輛的直流供電電源為不大于36V的低壓直流電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，其中，在所述電動車輛的前進(jìn)方向上，所述第一冷凝器(3)安裝在所述電動車輛的發(fā)動機(jī)風(fēng)扇的前方，所述第二冷凝器(4)遠(yuǎn)離所述發(fā)動機(jī)風(fēng)扇地安裝在所述第一冷凝器(3)的前方。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電動車輛的空調(diào)制冷制熱循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括四通閥(2)、第二冷凝器(4)、第二膨脹閥(7)和多個單向閥(11)，四通閥(2)串聯(lián)安裝并與壓縮機(jī)(1)連通，第二冷凝器(4)和第二膨脹閥(7)分別與第一冷凝器(3)和第一膨脹閥(6)并聯(lián)安裝，并且在流通管路中分別設(shè)置單向閥(11)，使得冷媒能夠在壓縮機(jī)(1)內(nèi)被壓縮后，通過四通閥(2)依次流經(jīng)第一蒸發(fā)器(8)、第二膨脹閥(7)和第二冷凝器(4)，并循環(huán)流回至壓縮機(jī)(1)，從而形成空調(diào)制熱循環(huán)。此系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)制冷和制熱的開關(guān)選擇并集成于一個系統(tǒng)中，更能通過具有加熱功能的采暖專用冷凝器，使得系統(tǒng)在寒冷季節(jié)同樣穩(wěn)定而高效地使用。
文檔編號B60H1/00GK202685842SQ20122025461
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者王艷波, 張景松, 吳金水 申請人:北汽福田汽車股份有限公司