CN104235982B - 纯电动汽车高效双向蓄能空调系统 - Google Patents
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Abstract
纯电动汽车高效双向蓄能空调系统，该系统包括热介质循环系统、辅助电加热系统；热介质循环系统包括水泵、蓄能箱、风机；所述蓄能箱、水泵、风机、蓄能箱依次连接组成循环系统。辅助电加热系统包括电加热管、蓄能系统；辅助电加热系统置于蓄能箱内；箱体为蓄能箱的外部结构，支撑台、进出入口a、进出入口b均设置在箱体上；所述蓄能系统由辅助电加热系统电路控制；蓄能介质为蓝冰或石蜡。本装置通过在不同工作环境下的蓄能介质，以期实现纯电动汽车高效双向蓄能效果，具有节能、环保等有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄能空调系统，属于纯电动汽车蓄能技术领域。
背景技术
以电动汽车为主导的新能源汽车已经逐步成为全球汽车工业的主流发展方向。目前在国内，制冷受到电动汽车独特性影响，对于电动汽车中的纯电动汽车以及燃料电池汽车来说，没有发动机作为空调压缩机的动力源，国内汽车厂家就从传统燃油汽车空调的基础上进行部分替换设计，将燃油发动机带动的压缩机替换成直流电机直接驱动的压缩机，控制上相应改变，来完成空调制冷的功能，目前替换设计效果基本能解决电动汽车空调的制冷问题，但制冷效率有待提高。在夏季，纯电动汽车行驶过程中，由于太阳辐射较强，导致传统的电动压缩机制冷空调系统对电动汽车蓄电池的电需求极高，在极大消耗电动汽车自带蓄电池储电量的同时，又对动力电池的寿命造成极大威胁。对于制热，电动汽车倾向于热泵技术空调。由于电动汽车空调系统所消耗的功率直接来自于蓄电池，因此在蓄电池输出功率足够大的时候，空调的使用不会对整车动力性能产生影响。而随着蓄电池剩余电量SOC值的降低和输出功率的下降,空调的使用就会逐渐对整车动力性产生明显影响。在寒冷的冬季(外界气温低于0摄氏度)，需要采用辅助电加热系统，目前的问题是外界气温低于0摄氏度时制热工况下室外换热器结霜严重，导致制热量严重不足。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种纯电动汽车高效蓄能(蓄冷/蓄热)空调系统。该装置使用蓝冰作为蓄冷材料，用石蜡作为蓄热材料，以水为介质。通过水在系统内的循环，将蓝冰中的冷量与石蜡中的热量送入蒸发器中，使之能降低或升高车内的温度。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为纯电动汽车高效双向蓄能空调系统，该系统包括热介质循环系统、辅助电加热系统。
热介质循环系统包括水泵1、蓄能箱2、风机4；所述蓄能箱2、水泵1、风机4、蓄能箱2依次连接组成循环系统。
辅助电加热系统包括电加热管3、蓄能系统5；辅助电加热系统置于蓄能箱2内，所述蓄能箱2包括箱体2.1、隔离板2.2、支撑台2.3、进出入口a2.4、进出入口b2.5；箱体2.1为蓄能箱2的外部结构，支撑台2.3、进出入口a2.4、进出入口b2.5均设置在箱体2.1上；具体而言，支撑台2.3为两组对称平行结构，设置在箱体2.1的底部；进出入口a2.4设置在箱体2.1的顶部，进出入口b2.5设置在箱体2.1的底部；隔离板2.2安装在两组对称的支撑台2.3上，蓄能系统5安装在隔离板2.2上；所述蓄能系统5包括试管5.1、试管架5.2、蓄能介质5.3，试管架5.2为平行对称的孔状板，孔内可安装固定试管5.1，试管5.1内装有蓄能介质5.3；电加热管3为两个，且对称平行布置于箱体2.1的底部，并由辅助电加热系统电路控制。
所述辅助电加热系统电路包括一个220V交流电源、温度控制开关S1、电加热管3、限流电阻R1、指示灯D1；交流电源与温度控制开关S1串联，然后再与限流电阻R1、指示灯D1串联，电加热管3与限流电阻R1和指示灯D1并联。
热介质循环系统电路包括一个220V交流电源、时间继电器、水泵1、风机4；水泵1与风机4并联，之后再与时间继电器串联，再和220V交流电源串联。
所述蓄能介质5.3为蓝冰或石蜡。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
本装置通过在不同工作环境下的蓄能介质，以期实现纯电动汽车高效双向蓄能效果，具有节能、环保等有益效果。
附图说明
图1是本空调系统结构示意图。
图2为电加热管在蓄能箱内的放置图。
图3是辅助加热系统的电路图。
图4是本空调系统的电路图。
图5是蓄能箱的俯视图。
图6是试管及试管架布置图。
图中：1、水泵，2、蓄能箱，3、电加热管，4、风机，5、蓄能系统，2.1、箱体，2.2、隔离板，2.3、支撑台，2.4、进出入口a，2.5、进出入口b，5.1、试管，5.2、试管架，5.3、蓄能介质。
具体实施方式
如图1-6所示，纯电动汽车高效双向蓄能空调系统，该系统包括热介质循环系统、辅助电加热系统。
热介质循环系统包括水泵1、蓄能箱2、风机4；所述蓄能箱2、水泵1、风机4、蓄能箱2依次连接组成循环系统。
辅助电加热系统包括电加热管3、蓄能系统5；辅助电加热系统置于蓄能箱2内，所述蓄能箱2包括箱体2.1、隔离板2.2、支撑台2.3、进出入口a2.4、进出入口b2.5；箱体2.1为蓄能箱2的外部结构，支撑台2.3、进出入口a2.4、进出入口b2.5均设置在箱体2.1上；具体而言，支撑台2.3为两组对称平行结构，设置在箱体2.1的底部；进出入口a2.4设置在箱体2.1的顶部，进出入口b2.5设置在箱体2.1的底部；隔离板2.2安装在两组对称的支撑台2.3上，蓄能系统5安装在隔离板2.2上；所述蓄能系统5包括试管5.1、试管架5.2、蓄能介质5.3，试管架5.2为平行对称的孔状板，孔内可安装固定试管5.1，试管5.1内装有蓄能介质5.3；电加热管3为两个，且对称平行布置于箱体2.1的底部，并由辅助电加热系统电路控制。
所述辅助电加热系统电路包括一个220V交流电源、温度控制开关S1、电加热管3、限流电阻R1、指示灯D1；交流电源与温度控制开关S1串联，然后再与限流电阻R1、指示灯D1串联，电加热管3与限流电阻R1和指示灯D1并联。
热介质循环系统电路包括一个220V交流电源、时间继电器、水泵1、风机4；水泵1与风机4并联，之后再与时间继电器串联，再和220V交流电源串联。
所述蓄能介质5.3为蓝冰或石蜡。
运行时，介质在水泵1的驱动下，从蓄能箱2的进出入口b2.5流出，进入水泵1，从水泵1流出后进入风机4，在风机4中与空气换热，从风机4流出之后再从蓄能箱2进出入口a2.4流入蓄能箱中，与蓄能介质5.3换热，接着从蓄能箱2的进出入口b2.5流出，完成一次循环。
所述该空调系统包括蓄冷模式与蓄热模式。
在夏季运行蓄冷模式，蓄能介质5.3为蓝冰；先将蓝冰盒放入家用的小型冷冻设备中冷冻约八小时，八小时之后所有的蓝冰均已冷冻好，将冷冻好的蓝冰盒放蓄能箱2中，再将蓄能箱2盛满水；运行该空调装置，此时水泵1和风机4一同启动将蓄能箱2中被蓝冰冷却的水运输至风机4中的盘管内，风机4中的盘管中的冷却水从空气中吸热后回到蓄能箱2中，再被蓝冰盒冷却后被水泵1吸入，完成一次循环。蓝冰逐渐融化，吸收相变潜热。盘管周围较冷的空气则被风机4吹出。所述电动汽车的蓄电池为水泵1供电。4-6小时后，蓝冰盒中的蓝冰全部融化，所存储的冷量全部释放完毕。
在冬季运行蓄热模式，蓄能介质5.3为石蜡；先将石蜡试管放入试管5.1中，在将试管架5.2放入蓄能箱2中，再将蓄能箱2盛满水。将开关转到“加热”档，设定温度(预设值为85℃)后开始加热，蓄能箱2中水的温度到达设定的温度后，温度控制开关自动断开，电加热管3停止工作。整个加热过程为5-7小时。此时，试管5.1中的石蜡已经完全熔化，蓄热完成。若放置的时间较长，温度下降较多，电加热管3将重新启动，保证蓄热效果。电加热管3的电源既可以为市电，也可以在电动汽车蓄电池充电时，以蓄电池为电源。在电加热管3到达指定温度停止加热后，试管5.1中的石蜡已经完全熔化，完成石蜡的蓄热工作。再将开关转到“运行”档，水泵开始运转，将蓄能箱中的水运输至风机盘管中，水加热盘管周围的空气后返回蓄能箱中，再被温度高的石蜡加热后进入水泵，完成一次循环。石蜡逐渐凝固，释放出相变潜热。盘管周围较热的空气被风机吹出。3-5小时后，石蜡凝固，石蜡所存储的相变潜热全部释放完。
Claims (3)
1.纯电动汽车高效双向蓄能空调系统，其特征在于：该系统包括热介质循环系统、辅助电加热系统；
热介质循环系统包括水泵(1)、蓄能箱(2)、风机(4)；所述蓄能箱(2)、水泵(1)、风机(4)、蓄能箱(2)依次连接组成循环系统；
辅助电加热系统包括电加热管(3)、蓄能系统(5)；辅助电加热系统置于蓄能箱(2)内，所述蓄能箱(2)包括箱体(2.1)、隔离板(2.2)、支撑台(2.3)、进出入口a(2.4)、进出入口b(2.5)；箱体(2.1)为蓄能箱(2)的外部结构，支撑台(2.3)、进出入口a(2.4)、进出入口b(2.5)均设置在箱体(2.1)上；具体而言，支撑台(2.3)为两组对称平行结构，设置在箱体(2.1)的底部；进出入口a(2.4)设置在箱体(2.1)的顶部，进出入口b(2.5)设置在箱体(2.1)的底部；隔离板(2.2)安装在两组对称的支撑台(2.3)上，蓄能系统(5)安装在隔离板(2.2)上；所述蓄能系统(5)包括试管(5.1)、试管架(5.2)、蓄能介质(5.3)，试管架(5.2)为平行对称的孔状板，孔内可安装固定试管(5.1)，试管(5.1)内装有蓄能介质(5.3)；电加热管(3)为两个，且对称平行布置于箱体(2.1)的底部，并由辅助电加热系统电路控制；
所述辅助电加热系统电路包括一个220V交流电源、温度控制开关S1、电加热管(3)、限流电阻R1、指示灯D1；交流电源与温度控制开关S1串联，然后再与限流电阻R1、指示灯D1串联，电加热管(3)与限流电阻R1和指示灯D1并联；
热介质循环系统电路包括一个220V交流电源、时间继电器、水泵(1)、风机(4)；水泵(1)与风机(4)并联，之后再与时间继电器串联，再和220V交流电源串联；
所述蓄能介质(5.3)为蓝冰或石蜡。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车高效双向蓄能空调系统，其特征在于：运行时，介质在水泵(1)的驱动下，从蓄能箱(2)的进出入口b(2.5)流出，进入水泵(1)，从水泵(1)流出后进入风机(4)，在风机(4)中与空气换热，从风机(4)流出之后再从蓄能箱(2)进出入口a(2.4)流入蓄能箱中与蓄能介质(5.3)换热，接着从蓄能箱(2)的进出入口b(2.5)流出，完成一次循环。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车高效双向蓄能空调系统，其特征在于：该空调系统包括蓄冷模式与蓄热模式；
在夏季运行蓄冷模式，蓄能介质(5.3)为蓝冰；先将蓝冰盒放入家用的小型冷冻设备中冷冻约八小时，八小时之后所有的蓝冰均已冷冻好，将冷冻好的蓝冰盒放蓄能箱(2)中，再将蓄能箱(2)盛满水；运行该空调系统，此时水泵(1)和风机(4)一同启动将蓄能箱(2)中被蓝冰冷却的水运输至风机(4)中的盘管内，风机(4)中的盘管中的冷却水从空气中吸热后回到蓄能箱(2)中，再被蓝冰盒冷却后被水泵(1)吸入，完成一次循环；蓝冰逐渐融化，吸收相变潜热；盘管周围较冷的空气则被风机(4)吹出；所述电动汽车的蓄电池为水泵(1)供电；4-6小时后，蓝冰盒中的蓝冰全部融化，所存储的冷量全部释放完毕；
在冬季运行蓄热模式，蓄能介质(5.3)为石蜡；先将石蜡试管放入试管(5.1)中，在将试管架(5.2)放入蓄能箱(2)中，再将蓄能箱(2)盛满水；将开关转到“加热”档，设定温度后开始加热，蓄能箱(2)中水的温度到达设定的温度后，温度控制开关自动断开，电加热管(3)停止工作；整个加热过程为5-7小时；此时，试管(5.1)中的石蜡已经完全熔化，蓄热完成；若放置的时间较长，温度下降较多，电加热管(3)将重新启动，保证蓄热效果；电加热管(3)的电源既可以为市电，也可以在电动汽车蓄电池充电时，以蓄电池为电源；在电加热管(3)到达指定温度停止加热后，试管(5.1)中的石蜡已经完全熔化，完成石蜡的蓄热工作；再将开关转到“运行”档，水泵开始运转，将蓄能箱中的水运输至风机盘管中，水加热盘管周围的空气后返回蓄能箱中，再被温度高的石蜡加热后进入水泵，完成一次循环；石蜡逐渐凝固，释放出相变潜热；盘管周围较热的空气被风机吹出；3-5小时后，石蜡凝固，石蜡所存储的相变潜热全部释放完。
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