專利名稱：基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車用電力電子、高能電機(jī)、冷暖能量交換、機(jī)電一體的高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國內(nèi)現(xiàn)狀核心部件電動(dòng)壓縮機(jī)目前國內(nèi)的廠家有南京歐特佳、南京銀茂、上海本菱、上海海立、上海三電貝爾等，他們走的技術(shù)路線是直流電逆變交流電交流變頻器驅(qū)動(dòng)永磁無刷電機(jī)直接和渦旋壓縮機(jī)連接的一體式壓縮機(jī)，目前普遍存在驅(qū)動(dòng)電路不穩(wěn)定，機(jī)械加工設(shè)備落后，加工精度不夠，輸出功率偏低的現(xiàn)象，電動(dòng)壓縮機(jī)的能效比只有1.3I. 6左右，很難批量進(jìn)入市場。目前只有日本電裝(DENSON)的電動(dòng)壓縮機(jī)比較成熟，但價(jià)格奇高而且有附加條件。國內(nèi)新能源空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)成熟的廠家寥寥無幾，到目前為止，國內(nèi)還沒有一套成熟的控制理論和策略，使得電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的能效比更高一些。所以研發(fā)高能效的新能源車用冷暖空氣交換系統(tǒng)迫在眉睫！

發(fā)明內(nèi)容
針對目前國內(nèi)新能源車用空調(diào)的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，能效比不高的電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)消耗很多電池的能量，有可能使新能源車的續(xù)航能力減少50%。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，包括電動(dòng)壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和電子控制系統(tǒng)組成，通過管路將其連成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)器中的制冷劑在與車廂內(nèi)部空氣進(jìn)行熱交換后，氣化成低溫低壓蒸汽后進(jìn)入電動(dòng)壓縮機(jī)，被壓縮機(jī)壓縮后溫度壓力升高，進(jìn)入冷凝器，高溫高壓制冷劑蒸汽與車外空氣進(jìn)行熱交換，被冷卻后成為液體，經(jīng)干燥貯藏液器干燥過濾后，離開冷凝器的制冷劑高溫高壓液體流經(jīng)膨脹閥后，降低壓力和溫度，成為由氣體和液體組成的兩相混合物，再進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收蒸發(fā)器圍物體的熱量，使它的溫度降低，周而復(fù)始完成制冷循環(huán)。所述的電動(dòng)壓縮機(jī)采用2_3kw的永磁一開關(guān)磁阻同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦旋壓縮機(jī)的一體式結(jié)構(gòu)。所述的膨脹閥采用基于步進(jìn)電機(jī)控制的新型電子膨脹閥，這樣通過傳感器把蒸發(fā)器兩端的溫度傳送到控制系統(tǒng)處理，然后精準(zhǔn)地控制電子膨脹閥的開度，使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。所述的冷凝器和蒸發(fā)器采用新型平行流結(jié)構(gòu)，換熱效果好的金屬鋁質(zhì)材料；蒸發(fā)器也可以采用層疊式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明，在整個(gè)循環(huán)過程中，電動(dòng)壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽的作用，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，膨脹閥的主要作用是節(jié)流降壓和調(diào)節(jié)制冷劑流量，冷凝器和蒸發(fā)器是系統(tǒng)的換熱設(shè)備，從系統(tǒng)中輸出和輸入熱量。電子控制系統(tǒng)則根據(jù)各個(gè)傳感器(溫度、壓力等)的參數(shù)通過數(shù)學(xué)模型和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，精準(zhǔn)地控制電動(dòng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、電子膨脹閥的開度以及風(fēng)機(jī)的合理風(fēng)量，使系統(tǒng)一直保持最佳的工作狀態(tài)。


圖I是本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖。
具體實(shí)施例方式由圖I知，基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器2、冷凝器9、電動(dòng)壓縮機(jī)11、四通換向閥12和干燥蓄液罐30 ;它們之間通過管路15連接形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)并設(shè)置在一個(gè)箱體內(nèi)，由電子控制系統(tǒng)控制四通換向閥12，電動(dòng)壓縮機(jī)11的出入端連接有四通換向閥12，蒸發(fā)器2和冷凝器9的一個(gè)出入端分別與四通換向閥12的出入端連接，另一個(gè)出入端通過單向閥與干燥蓄液罐30連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)制冷和制熱的轉(zhuǎn)換，其特征在于所述的制冷是制冷劑在蒸發(fā)器2中氣化后進(jìn)入電動(dòng)壓縮機(jī)11，電子控制系統(tǒng)的數(shù)控面板29根據(jù)各個(gè)傳感器測得的溫度、壓力參數(shù)后計(jì)算，指令壓縮機(jī)控制模塊4控制電 動(dòng)壓縮機(jī)11的轉(zhuǎn)速、電子膨脹閥5的開度、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)I以及冷凝風(fēng)機(jī)10的風(fēng)量，使制冷劑的溫度、壓力升高后進(jìn)入冷凝器9，被冷卻后成為液體，經(jīng)單向閥118、干燥蓄液罐30干燥過濾，成為由氣體和液體組成的兩相混合物，再進(jìn)入蒸發(fā)器2，通過蒸發(fā)風(fēng)機(jī)I把冷空氣擴(kuò)散到車廂內(nèi)部去，完成制冷。系統(tǒng)原理電動(dòng)壓縮機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由電動(dòng)壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和電子控制系統(tǒng)組成，通過管路將其連成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。制冷劑在蒸發(fā)器中與車廂內(nèi)部空氣進(jìn)行熱交換后，氣化成低溫低壓蒸汽后進(jìn)入電動(dòng)壓縮機(jī)，被壓縮機(jī)壓縮后溫度壓力升高，然后進(jìn)入冷凝器，高溫高壓制冷劑蒸汽與車外空氣進(jìn)行熱交換，被冷卻后成為液體，經(jīng)干燥貯藏液器干燥過濾后，離開冷凝器的制冷劑高溫高壓液體流經(jīng)膨脹閥后，降低壓力和溫度，成為由氣體和液體組成的兩相混合物，再進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收蒸發(fā)器周圍物體的熱量，使它的溫度降低。如此周而復(fù)始完成制冷循環(huán)?？s機(jī)的能效比達(dá)到2. O以上，效控制對電量的消耗。
權(quán)利要求
1.基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，包括電動(dòng)壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和電子控制系統(tǒng)組成，通過管路將其連成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)器中的制冷劑在與車廂內(nèi)部空氣進(jìn)行熱交換后，氣化成低溫低壓蒸汽后進(jìn)入電動(dòng)壓縮機(jī)，被壓縮機(jī)壓縮后溫度壓力升高，進(jìn)入冷凝器，高溫高壓制冷劑蒸汽與車外空氣進(jìn)行熱交換，被冷卻后成為液體，經(jīng)干燥貯藏液器干燥過濾后，離開冷凝器的制冷劑高溫高壓液體流經(jīng)膨脹閥后，降低壓力和溫度，成為由氣體和液體組成的兩相混合物，再進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收蒸發(fā)器圍物體的熱量，使它的溫度降低，周而復(fù)始完成制冷循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，其特征在于所述的電動(dòng)壓縮機(jī)采用2-3kw的永磁一開關(guān)磁阻同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)渦旋壓縮機(jī)的一體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，其特征在于所述的膨脹閥采用基于步進(jìn)電機(jī)控制的新型電子膨脹閥，這樣通過傳感器把蒸發(fā)器兩端的溫度傳送到控制系統(tǒng)處理，然后精準(zhǔn)地控制電子膨脹閥的開度，使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，其特征在于所述的冷凝器和蒸發(fā)器采用新型平行流結(jié)構(gòu)，換熱效果好的金屬鋁質(zhì)材料；蒸發(fā)器也可以采用層疊式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
基于高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車用冷暖空氣交換系統(tǒng)，包括電動(dòng)壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)和電子控制系統(tǒng)組成，通過管路將其連成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸發(fā)器中的制冷劑在與車廂內(nèi)部空氣進(jìn)行熱交換后，氣化成低溫低壓蒸汽后進(jìn)入電動(dòng)壓縮機(jī)，再進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收蒸發(fā)器圍物體的熱量，使它的溫度降低，周而復(fù)始完成制冷循環(huán)。本發(fā)明，冷凝器和蒸發(fā)器是系統(tǒng)的換熱設(shè)備，從系統(tǒng)中輸出和輸入熱量。電子控制系統(tǒng)則根據(jù)各個(gè)傳感器(溫度、壓力等)的參數(shù)通過數(shù)學(xué)模型和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，精準(zhǔn)地控制電動(dòng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、電子膨脹閥的開度以及風(fēng)機(jī)的合理風(fēng)量，使系統(tǒng)一直保持最佳的工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)F24F1/00GK102874069SQ20121035499
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者張亞軍 申請人:江蘇晨宇車業(yè)有限公司