本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)現(xiàn)代化水平的日益發(fā)展和人們對(duì)乘車環(huán)境舒適性要求的不斷提高，車輛配裝空調(diào)的比率越來越高。作為主要交通工具的客車，空調(diào)一般安裝在車頂部位，所以也叫頂置式空調(diào)。傳統(tǒng)的客車，空調(diào)的動(dòng)力是靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供，再通過管路將空調(diào)的壓縮機(jī)部件和頂置式空調(diào)其它部件連接形成內(nèi)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制冷、除濕、換風(fēng)等功能。傳統(tǒng)客車的頂置式空調(diào)可以實(shí)現(xiàn)制冷功能，卻無法實(shí)現(xiàn)制熱的功能，制熱是通過客車發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻介質(zhì)的預(yù)熱交換到客車內(nèi)側(cè)，達(dá)到冬季保持車內(nèi)設(shè)定溫度的目的。

近幾年，作為緩解能源消耗、倡導(dǎo)綠色出行的純電動(dòng)客車得到了迅猛發(fā)展，國家對(duì)新能源電動(dòng)車補(bǔ)助政策的出臺(tái)，也帶動(dòng)了電動(dòng)汽車的快速發(fā)展。而空調(diào)在純電動(dòng)客車上基本成為了標(biāo)準(zhǔn)配置，電動(dòng)客車空調(diào)的研究開發(fā)也應(yīng)運(yùn)而生。電動(dòng)客車空調(diào)的動(dòng)力由電池提供，受電池技術(shù)的限制，純電動(dòng)客車的續(xù)航能力還有待提高，而空調(diào)的動(dòng)力依靠由電池提供也進(jìn)一步降低了純電動(dòng)客車的續(xù)航能力。因此，對(duì)純電動(dòng)客車空調(diào)的電耗和重量提出了較高的要求，高重量和低能效的空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)無法適應(yīng)純電動(dòng)客車的需求，緊湊型、輕量化、耗電少、噪音低的空調(diào)系統(tǒng)才能滿足純電動(dòng)客車的需求，并逐步得到推廣。同時(shí)在冬季，純電動(dòng)客車內(nèi)的制熱功能也要通過客車空調(diào)的熱泵原理實(shí)現(xiàn)制熱。

目前，常見的純電動(dòng)客車空調(diào)的技術(shù)是在原有傳統(tǒng)客車空調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，沒有真正實(shí)現(xiàn)一體式熱泵型變頻空調(diào)技術(shù)，將冷凝單元和蒸發(fā)單元分割前、后設(shè)置，空調(diào)的結(jié)構(gòu)大，導(dǎo)致空調(diào)的重量較大；同時(shí)將高壓、低壓電控系統(tǒng)和壓力容器件設(shè)置在一起，安全性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)，能夠?qū)崿F(xiàn)制冷和制熱功能，并具有結(jié)構(gòu)簡單、重量小、安全和高效等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)，包括底座和頂蓋，所述底座包括相互獨(dú)立的電動(dòng)壓縮機(jī)腔、兩器腔和電控系統(tǒng)腔，所述電動(dòng)壓縮機(jī)腔內(nèi)設(shè)置有電動(dòng)變頻壓縮機(jī)、換向四通閥、氣液分離器和系統(tǒng)管路件，所述兩器腔內(nèi)設(shè)置有冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和熱力膨脹閥，所述冷凝風(fēng)機(jī)與冷凝器相配合，所述蒸發(fā)風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器相配合，所述電控系統(tǒng)腔內(nèi)設(shè)置有高壓保護(hù)器件和節(jié)能變頻控制器件，所述電動(dòng)變頻壓縮機(jī)的排氣口通過換向四通閥分別與冷凝器和蒸發(fā)器相連，所述換向四通閥通過氣液分離器與電動(dòng)變頻壓縮機(jī)的吸氣口相連，所述冷凝器通過熱力膨脹閥與蒸發(fā)器相連。

進(jìn)一步，所述冷凝器采用一體平板結(jié)構(gòu)或者V型結(jié)構(gòu)，所述冷凝風(fēng)機(jī)設(shè)置在冷凝器的頂部，所述冷凝器的兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)蒸發(fā)器。

進(jìn)一步，所述熱力膨脹閥設(shè)置有兩個(gè)。

進(jìn)一步，所述底座為玻璃鋼底座，所述頂蓋為玻璃鋼頂蓋。

進(jìn)一步，所述節(jié)能變頻控制器件還電性連接有室外溫度傳感器和排氣溫度傳感器，所述室外溫度傳感器設(shè)置在室外，所述排氣溫度傳感器設(shè)置在電動(dòng)變頻壓縮機(jī)的排氣口。

進(jìn)一步，所述電動(dòng)壓縮機(jī)腔和電控系統(tǒng)腔設(shè)置在兩器腔的兩側(cè)。

進(jìn)一步，所述電動(dòng)變頻壓縮機(jī)為臥式渦旋變頻壓縮機(jī)。

進(jìn)一步，所述冷凝風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)為PWM無級(jí)調(diào)速風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步，所述高壓保護(hù)器件包括壓縮機(jī)保險(xiǎn)、熔斷器及濾波電容。

進(jìn)一步，所述高壓保護(hù)器件和節(jié)能變頻控制器件安裝在絕緣板上，所述電控系統(tǒng)腔為絕緣倉體。

本發(fā)明的有益效果有：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)采用一體式底座，冷凝器和蒸發(fā)器并排設(shè)置，空調(diào)整體尺寸縮小，降低空調(diào)的整體重量；兩器腔將電動(dòng)壓縮機(jī)腔和電控系統(tǒng)腔分割開來，提高空調(diào)的安全等級(jí)；采用變頻技術(shù)，能耗低；同時(shí)，純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)可以實(shí)現(xiàn)制冷、制熱功能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)熱泵型功能，解決客車空調(diào)冬季無法提供熱量的技術(shù)困難。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其中：

圖1是本發(fā)明熱泵型變頻空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明熱泵型變頻空調(diào)的剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明熱泵型變頻空調(diào)的制冷原理圖；

圖4是本發(fā)明熱泵型變頻空調(diào)的制熱原理圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1和圖2，本發(fā)明提供一種純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)，包括底座4、頂蓋16、電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5、冷凝器6、冷凝風(fēng)機(jī)7、蒸發(fā)器8、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9、熱力膨脹閥11、換向四通閥10、氣液分離器12、系統(tǒng)管路件13、高壓保護(hù)器件14和節(jié)能變頻控制器件15等。

電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5的排氣口連接換向四通閥10的進(jìn)口，換向四通閥10的3組出口分別與冷凝器6的進(jìn)口、蒸發(fā)器8的出口總管、氣液分離器12的進(jìn)口相連，冷凝器6的出口經(jīng)三通閥后分別通過兩側(cè)熱力膨脹閥11與位于兩側(cè)的蒸發(fā)器8的進(jìn)口連接，兩個(gè)蒸發(fā)器8的出口總管經(jīng)三通閥匯總進(jìn)入換向四通閥10，氣液分離器12的出口與電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5的吸氣口相連接。具體地，所述電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5為臥式渦旋變頻壓縮機(jī)，所述冷凝風(fēng)機(jī)7和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9為PWM無級(jí)調(diào)速風(fēng)機(jī)，所述高壓保護(hù)器件14包括壓縮機(jī)保險(xiǎn)、熔斷器及濾波電容，所述高壓保護(hù)器件14和節(jié)能變頻控制器件15安裝在絕緣板上，所述電控系統(tǒng)腔3為絕緣倉體。

底座4分為相互獨(dú)立電動(dòng)壓縮機(jī)腔1、兩器腔2和電控系統(tǒng)腔3，兩器腔2將電動(dòng)壓縮機(jī)腔1和電控系統(tǒng)腔3分割在兩側(cè)，降低空調(diào)在高壓通電、運(yùn)行過程中的安全隱患。電動(dòng)壓縮機(jī)腔1內(nèi)設(shè)置有電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5、換向四通閥10、氣液分離器12、系統(tǒng)管路件13等。兩器腔2內(nèi)設(shè)置有冷凝器6、冷凝風(fēng)機(jī)7、蒸發(fā)器8、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9和熱力膨脹閥11。冷凝器6和蒸發(fā)器8并排設(shè)置，利用一體式底座4的空間，縮小底座4的結(jié)構(gòu)尺寸，降低空調(diào)的整體重量。電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5的排氣口通過換向四通閥10分別與冷凝器6和蒸發(fā)器8相連，換向四通閥10通過氣液分離器12與電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5的吸氣口相連，冷凝器6通過熱力膨脹閥11與蒸發(fā)器8相連。冷凝器6采用一體平板結(jié)構(gòu)或者V型結(jié)構(gòu)，在冷凝器6的頂部設(shè)置有一定數(shù)量的冷凝風(fēng)機(jī)7，在冷凝器6的兩側(cè)分別設(shè)置有蒸發(fā)器8和與之配合的蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9。

通過系統(tǒng)管路件13將電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5、換向四通閥10、冷凝器6、蒸發(fā)器8、熱力膨脹閥11、氣液分離器12串聯(lián)在一起形成制冷劑的內(nèi)循環(huán)，電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5將低溫氣態(tài)的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣體，流經(jīng)冷凝器6并在冷凝風(fēng)機(jī)7的作用下將熱量排出外界，形成低溫高壓的氣液兩相混合物，再經(jīng)熱力膨脹閥11節(jié)流降溫后流入蒸發(fā)器8進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，經(jīng)蒸發(fā)吸熱的制冷劑從氣液兩相混合物蒸發(fā)為低溫氣態(tài)后通過氣液分離器12，再次被電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5壓縮，形成一個(gè)內(nèi)循環(huán)。

電控系統(tǒng)腔3內(nèi)設(shè)置有高壓保護(hù)器件14和節(jié)能變頻控制器件15等，是純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)開啟、停止以及制冷、制熱功能轉(zhuǎn)換的控制終端。高壓保護(hù)器件14可以有效保護(hù)空調(diào)運(yùn)行過程的安全、可靠，空調(diào)出現(xiàn)故障時(shí)起到保護(hù)空調(diào)的作用。而通過節(jié)能變頻控制器件15的控制使電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5進(jìn)行變頻運(yùn)行，在低負(fù)荷的情況下，電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5低頻運(yùn)轉(zhuǎn)，降低空調(diào)的功耗。

參見圖3和圖4，純電動(dòng)客車一體式熱泵型變頻空調(diào)通過電控系統(tǒng)腔3的控制終端給予命令實(shí)現(xiàn)制冷、制熱的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，從電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)換向四通閥10進(jìn)入冷凝器6，在冷凝風(fēng)機(jī)7的作用下與外界環(huán)境換熱變成中溫高壓的制冷劑氣體，再分別進(jìn)入兩側(cè)的熱力膨脹閥11并通過其節(jié)流降溫后流出，然后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)器8中蒸發(fā)成低溫低壓的氣體，從而降低蒸發(fā)器8的溫度，配合蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9的作用，將被冷卻的車內(nèi)空氣送入車內(nèi)送風(fēng)道，以達(dá)到降低車內(nèi)溫度的目的。從蒸發(fā)器8出來的低溫低壓氣體制冷劑回到換向四通閥10，經(jīng)氣液分離器12進(jìn)入電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5再次循環(huán)。制熱運(yùn)行時(shí)，從電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)換向四通閥10進(jìn)入蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9的作用下與車內(nèi)環(huán)境換熱，變成中溫高壓的制冷劑氣體，從而提高蒸發(fā)器8的溫度，配合蒸發(fā)風(fēng)機(jī)9的作用，將被升溫的車內(nèi)空氣送入車內(nèi)送風(fēng)道，以達(dá)到提升車內(nèi)溫度的目的。之后氣態(tài)的制冷劑進(jìn)入熱力膨脹閥11并通過其節(jié)流降溫后流出，進(jìn)入冷凝器6，在冷凝風(fēng)機(jī)7作用下蒸發(fā)成低溫低壓的氣體制冷劑并回到換向四通閥10，再經(jīng)過氣液分離器12進(jìn)入電動(dòng)變頻壓縮機(jī)5并再次循環(huán)。

熱力膨脹閥11由電控系統(tǒng)腔3內(nèi)的電控元器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其開度值可依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)中的室外溫度傳感器和排氣溫度傳感器的檢測值進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中調(diào)整系統(tǒng)管路件13中的冷媒流量，以使得系統(tǒng)在各種工況下均處于較高能效的運(yùn)行狀態(tài)，從而提升系統(tǒng)的季節(jié)能效并降低空調(diào)系統(tǒng)的耗電量，增加電動(dòng)客車的續(xù)航里程。由于系統(tǒng)冷媒流量的調(diào)整效果在經(jīng)過一定的運(yùn)行循環(huán)后才能從壓縮機(jī)的排氣溫度值得到反映，從而判定此次熱力膨脹閥11的調(diào)整是否適用。因而熱力膨脹閥11的調(diào)整不是時(shí)時(shí)進(jìn)行的，而是有一個(gè)時(shí)間間隔的定時(shí)調(diào)整。

以上所述，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，只要其以任何相同或相似手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。