本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車，尤其是涉及一種用于降低純電動(dòng)乘用客車的電池電力消耗的車載空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

純電動(dòng)客車乘用客車，由于其動(dòng)力來(lái)源是車載動(dòng)力電池，受車身和車載動(dòng)力電池性能、容量的限制，在不能完全滿足續(xù)航里程的前提下，還要給整車乘客提供乘用舒適性供暖的變頻空調(diào)系統(tǒng)提供寶貴的電能

純電動(dòng)乘用客車冬季供暖，常規(guī)采用車載頂置（變頻）空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為熱泵制熱模式下制熱供熱，當(dāng)環(huán)境溫度低于2度后，車載頂置（變頻）空調(diào)系統(tǒng)熱泵制熱模式下工作需要頻繁地給系統(tǒng)除霜，所以當(dāng)環(huán)境溫度低于2度時(shí)，頂置頂置（變頻）空調(diào)熱泵制熱模式下是無(wú)法正常連續(xù)的提供車內(nèi)需求的供熱量，無(wú)法滿足乘客基本取暖需求。為滿足純電動(dòng)乘用客車對(duì)客車內(nèi)供暖的需求，純電動(dòng)客車需要開啟ptc輔助加熱系統(tǒng)，由于ptc輔助加熱系統(tǒng)加熱功率很大，受車載動(dòng)力電池容量的限制，不可能完全匹配相應(yīng)行駛里程的ptc輔助加熱系統(tǒng)所需的動(dòng)力電池容量，使用ptc輔助加熱系統(tǒng)，嚴(yán)重影響純電動(dòng)客車的行駛里程。隨著行駛里程的增加，車載動(dòng)力電池所提供的電能逐漸減少，由于給整車乘客提供乘用舒適性供暖的車載變頻空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電能的需求始終沒(méi)有減少。為此，純電動(dòng)車整車控制系統(tǒng)為了滿足基本行駛續(xù)航里程的需求，會(huì)逐漸減小頂置（變頻）空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力供給需求，使得給整車乘客提供乘用舒適性供暖的頂置（變頻）空調(diào)系統(tǒng)只能在欠佳的工況下工作，嚴(yán)重影響頂置（變頻）空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)提供給車內(nèi)乘客所需的供熱量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要目的是提供一種用于降低純電動(dòng)乘用客車的電池電力消耗的車載空調(diào)系統(tǒng)，其可解決純電動(dòng)客車冬季供暖和純電動(dòng)客車?yán)m(xù)航里程相互制約的問(wèn)題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：一種降低電池電力消耗的電動(dòng)乘用客車車載空調(diào)系統(tǒng)，其包括：

暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)，其將電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的熱量吸收并轉(zhuǎn)換為熱介質(zhì)輸出；

暖風(fēng)加熱模塊，包括設(shè)于車內(nèi)的暖風(fēng)器，暖風(fēng)器接受暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)輸出的熱介質(zhì)并將熱量吸收給向車內(nèi)送出的熱空氣，以降低車載空調(diào)系統(tǒng)供暖的電力消耗。

通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明利用純電動(dòng)乘用客車現(xiàn)有整車驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的需要降溫的散（廢）熱資源，添加一套專用熱泵供暖系統(tǒng)，吸收驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的散（廢）熱，經(jīng)熱泵系統(tǒng)，把熱量增量轉(zhuǎn)移到整車車內(nèi)，做到節(jié)能降耗，解決了純電動(dòng)客車冬季供暖、節(jié)能、和行駛續(xù)航里程相互制約的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明的一種原理示意圖。

附圖2是暖風(fēng)熱泵模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是本發(fā)明安裝在車體的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4是暖風(fēng)循環(huán)示意圖。

其中：1、直流變頻壓縮機(jī)；2、汽液分離器；3、熱端循環(huán)水泵；4、熱端板式一體式熱交換器；5、冷端板式一體式熱交換器；6、電子膨脹閥；7、視液鏡；8、干燥過(guò)濾器；9、熱泵控制系統(tǒng)；10、機(jī)架；11、連接管路；21、熱端膨脹水箱；22、暖風(fēng)器；23、ptc輔助加熱系統(tǒng)；31、電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)；32、冷端循環(huán)水泵；33、散熱器；34、冷端膨脹水箱；35、散熱風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例：本發(fā)明一種降低電池電力消耗的電動(dòng)乘用客車車載空調(diào)系統(tǒng)，如附圖1、附圖2、附圖3、附圖4所示，其包括：

暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)，其將電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)31產(chǎn)生的熱量吸收并轉(zhuǎn)換為熱介質(zhì)輸出；

暖風(fēng)加熱模塊，包括設(shè)于車內(nèi)的暖風(fēng)器22，暖風(fēng)器22接受暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)輸出的熱介質(zhì)并將熱量吸收給向車內(nèi)送出的熱空氣，以降低車載空調(diào)系統(tǒng)供暖的電力消耗。

暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)包括：

熱端板式一體式熱交換器4，其熱源側(cè)進(jìn)口連接電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)電機(jī)31的電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)輸出口，熱源側(cè)出口連接電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱器33的入口，散熱器33的出口連接電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)入口；

冷端板式一體式熱交換器5，其加熱側(cè)進(jìn)口連接熱端板式一體式熱交換器4被加熱側(cè)的出口，并在連接管路上設(shè)置干燥過(guò)濾器8；其加熱側(cè)出口連接熱端板式一體式熱交換器4被加熱側(cè)的進(jìn)口，并在連接管路上設(shè)置直流變頻壓縮機(jī)1和氣液分離器2；

其中，所述暖風(fēng)器22介質(zhì)入口連接冷端板式一體式熱交換器5被加熱側(cè)的出口；介質(zhì)出口連接冷端板式一體式熱交換器5被加熱側(cè)的入口，并在連接管路上設(shè)置熱端膨脹水箱21。

暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)，該模塊化結(jié)構(gòu)包括平置的直流變頻壓縮機(jī)1，直流變頻壓縮機(jī)1的上方設(shè)置氣液分離器2、側(cè)部并列設(shè)置冷端板式一體式熱交換器5和熱端板式一體式熱交換器4，冷端板式一體式熱交換器5與直流變頻壓縮機(jī)1之間設(shè)置電子膨脹閥6和干燥過(guò)濾器8。暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)采用這種模塊化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，減小車內(nèi)空間的占用；尤其是，回路短，部件之間流通距離小，減少熱量損失，具有較高的熱轉(zhuǎn)化效率。

本發(fā)明的原理如下：純電動(dòng)乘用客車開始行駛時(shí)，先開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的冷卻回路冷端循環(huán)水泵34，散熱風(fēng)機(jī)35工作，冷卻系統(tǒng)內(nèi)的液體開始循環(huán)流動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器開始工作，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度或驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)管路內(nèi)液體溫度大于40度時(shí)，開啟熱泵供暖系統(tǒng)，冷端循環(huán)水泵32、直流變頻壓縮機(jī)1開始運(yùn)轉(zhuǎn)工作。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)、循環(huán)液體、散熱管33和熱泵供暖系統(tǒng)吸收（回收）熱量的板式交換器5采用串聯(lián)連接的方式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)需要散熱的液體經(jīng)過(guò)熱泵供暖系統(tǒng)的冷端熱交換器5和熱泵系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)發(fā)生全熱交換，熱泵供暖系統(tǒng)冷端板式熱交換器內(nèi)介質(zhì)經(jīng)電子膨脹閥6節(jié)流蒸發(fā)氣化，介質(zhì)氣化吸熱使冷端板式熱交換器內(nèi)溫度減低，對(duì)流經(jīng)該板式熱交換器內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器需散熱的循環(huán)液體降溫，達(dá)到了熱泵供暖系統(tǒng)冷端板式熱交換器5內(nèi)介質(zhì)需要加熱和驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)冷卻系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)液體需要降溫的工作要求。熱泵供暖系統(tǒng)需要得到了系統(tǒng)需求的熱量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器冷卻系統(tǒng)循環(huán)回路需要散熱而釋放的熱量，相互制約平衡。

熱泵供暖系統(tǒng)冷端板式熱交換器5內(nèi)已吸熱的氣態(tài)介質(zhì)（r134a）經(jīng)熱泵供暖系統(tǒng)直流變頻壓縮機(jī)1壓縮成高溫高壓的介質(zhì)氣體，經(jīng)熱端板式熱交換器4，與車內(nèi)暖風(fēng)供暖系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)液體全熱交換，車內(nèi)暖風(fēng)供暖系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)液體溫度升高，當(dāng)車內(nèi)暖風(fēng)供暖系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)液體溫度大于25度時(shí)，開啟車內(nèi)暖風(fēng)供暖器風(fēng)機(jī)，向車內(nèi)供暖。按照逆卡諾循環(huán)原理工作，熱泵供暖系統(tǒng)冷端板式熱交換器5輸入的熱量（功率）大，專用熱泵供暖系統(tǒng)工作直流變頻壓縮機(jī)1所需的驅(qū)動(dòng)功率就小，就能低功耗、高效能的提升輸出車內(nèi)取暖所需的熱（功率）量，在與其匹配的控制系統(tǒng)的控制下，使熱泵系統(tǒng)運(yùn)行在高效節(jié)能的最佳的工作狀態(tài)，很好解決了純電動(dòng)客車冬季供暖、節(jié)能和行駛續(xù)航里程相互制約的問(wèn)題，也給乘客帶來(lái)滿意舒適的乘車環(huán)境。

熱泵供暖控制系統(tǒng)：該控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)熱泵供暖系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)輸入接口有溫度采集傳感器、液位開關(guān)、高低壓開關(guān)等；控制輸出接口有控制熱泵系統(tǒng)逆卡諾循環(huán)回路的電子膨脹閥驅(qū)動(dòng)接口、控制暖風(fēng)系統(tǒng)循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)接口、控制暖風(fēng)系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)接口等。

控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集暖風(fēng)熱泵系統(tǒng)外圍各輸入點(diǎn)的數(shù)據(jù)參數(shù)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)參數(shù)，經(jīng)分析判斷后實(shí)時(shí)控制相關(guān)所需要執(zhí)行驅(qū)動(dòng)的外圍零部件，使熱泵供暖系統(tǒng)在低耗高效的工況下高效的工作運(yùn)行，為了更好的管理運(yùn)行車載空調(diào)系統(tǒng)，該專用熱泵供暖系統(tǒng)管理有車載變頻空調(diào)系統(tǒng)控制集成統(tǒng)一管理，當(dāng)開啟熱泵供暖系統(tǒng)給車內(nèi)環(huán)境送風(fēng)供暖時(shí)，也同時(shí)自動(dòng)開啟頂置空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，上有頂置變頻空調(diào)機(jī)組蒸發(fā)風(fēng)機(jī)運(yùn)行在最小風(fēng)速下向車內(nèi)下方送風(fēng)，下有側(cè)置暖風(fēng)系統(tǒng)向車內(nèi)送風(fēng)，熱空氣上升至車內(nèi)頂部空間，再經(jīng)頂置空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)送回至車內(nèi)空間，使車內(nèi)整個(gè)車內(nèi)環(huán)境都參與有效的熱空氣的對(duì)流循環(huán)，保證了車內(nèi)溫度舒適均勻，空氣對(duì)流布局如圖4所示。

如下為測(cè)試記錄。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段主要條件：環(huán)境溫度16±1℃、模擬散熱水源溫度19±1℃，暖風(fēng)散熱器4臺(tái)串聯(lián)工作，熱流量4000瓦/臺(tái)、風(fēng)機(jī)出風(fēng)量400立方米/小時(shí)，工作電壓：dc24v,風(fēng)機(jī)功率25瓦/臺(tái)。

測(cè)試運(yùn)行結(jié)果是：

1、當(dāng)模擬散熱介質(zhì)（水）流量30升/分鐘，暖風(fēng)加熱回路溫度60±2℃，直流變頻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)，電子膨脹閥開度220，直流工作電壓520伏時(shí)，整機(jī)工作電流為0.5a，暖風(fēng)散熱器出風(fēng)溫度為55±2℃，功耗為260瓦左右+100瓦（暖風(fēng)散熱器電機(jī)功率）左右。

2、當(dāng)模擬散熱介質(zhì)（水）流量1升/分鐘，暖風(fēng)加熱回路溫度60±2℃，直流變頻壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速3500轉(zhuǎn)，電子膨脹閥開度130，直流工作電壓520伏時(shí)，整機(jī)工作電流為8.5a，暖風(fēng)散熱器出風(fēng)溫度為55±2℃，功耗為4400瓦左右+100瓦（暖風(fēng)散熱器電機(jī)功率）左右。

3、上車測(cè)試：當(dāng)不開啟熱泵供暖系統(tǒng)時(shí)，純電動(dòng)車正常行駛中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度大于140℃、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器溫度大于50℃，當(dāng)熱泵供暖系統(tǒng)工作時(shí)，暖風(fēng)供熱回路溫度60±2℃，驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度小于85℃、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器溫度小于25℃，有效的降低了驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的工作溫度，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器在更佳的環(huán)境溫度下工作，保證了純電動(dòng)客車整車在最佳的工況下工作行駛運(yùn)行，也最大限度的利用了純電動(dòng)客車的熱能資源，廢（余）熱得到了很好的有效利用，解決了純電動(dòng)客車冬季供暖、節(jié)能和行駛續(xù)航里程間相互制約的問(wèn)題。