CN105196828A - 一种电动汽车温度调节方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车温度调节方法，属车辆加热、冷却领域，旨在根本解决电动汽车空调耗费电池电能及电池高温寿命短、低温容量低、充电速度慢的问题。停车时外部电源向制冷/制热单元供电，制冷/制热单元的冷端或热端连接并给车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池进行制冷/制热，热端或冷端连接底盘车身外构件散热或吸热；行车时蓄冷/蓄热单元或电池为车内环境单元释冷或释热；蓄冷/蓄热单元的介质是水；刹车动能可通过车桥回收给制冷/制热单元继续制冷或制热。用于电动汽车等，遥控单元可提前通过操控单元使车内温度舒适、蓄冷、蓄热；空调运行时几乎不用电池电能；兼可帮助电池快充，夏天增加寿命，冬天提高容量；电动汽车更易推广到各种气候地区。

Description

一种电动汽车温度调节方法

技术领域

本发明属车辆加热、冷却、通风领域，具体涉及一种电动汽车温度调节方法。

背景技术

近年来电动车辆包括封闭式的电动三轮车、电动代步车、电动汽车等以实惠便捷的优势在市场上得到了普及发展。现有纯电动汽车内设置了一套“电池-电控-电机”的驱动系统，停车时电池用外电网电源的电能充电，减速制动时车辆动能还可回收到电池；而油电混合动力汽车是将“电池-电控-电机”系统与传统的“油箱-化油器-发动机”系统相结合，电机在部分时候代替或辅助发动机工作，发动机就很少再工作在低效率区间，发动机的剩余动力还可以给电池充电，减速制动时车辆动能也可经发电机转换成电能回收到电池。广义上，电动汽车包括纯电动、混合动力、燃料电池汽车。这些电动汽车行驶所需的能量全部来源于车载电池或燃料，而电池容量有限、寿命有限、充电很慢、重量过大、价格过高，再给空调提供电能就非常困难，电池被公认是新能源汽车行业的技术瓶颈；混合动力汽车除电池性能不佳之外，空调系统开启后消耗车载能量也使其百公里油耗依然较高。

而从市场上纯电动汽车类的实际产品来看，要么不装空调，要么空调不能长时间开启，要么开启空调耗能较多影响续行里程，其温度舒适性无法很好地满足用户需求。在全球绝大多数国家和地区，尤其是在酷热或严寒地区，空调系统消耗电池电能过多严重阻碍了电动汽车的应用发展。比如我国的低速纯电动汽车，在山东、河南、河北较好地进行了普及推广，但是在东北、南方以及国外的严寒、酷热地区，由于空调耗能过多，车内温度舒适性差，市场销量被成倍地限制。

以纯电动汽车举例，缺陷具体如下：

1.电池作为蓄电单元如果为空调系统提供大量电能，就会使电动汽车的续行里程缩短1/4-1/3，单个的行程以及全寿命周期内整车的动力性能将持续下降很多。

2.电池如果为空调系统提供大量电能，其充放电循环次数就会更多，寿命就会缩短，电池更换成本也相应增加。

3.外部电源先给电池充电，再从中取出直流电给空调供电，环节多，效率低。

4.如果为了满足空调用电，装载太多的电池，就会造成车辆整备质量过大、耗能更多，电池和整车价格也会更高，更换电池的成本也较高。

5.如果不安装或不开启空调系统，车内人员在严酷的气候条件下，会感觉酷热或者非常寒冷，驾乘的温度舒适性就很差。

6.减速制动发电后给电池充电，再从中取出直流电给空调供电，环节多，效率低。

7.减速制动能量回收时，电池有时并不很缺电，所以不能再吸收很多能量，造成能量回收比例较低，能量回收自由度受限。

8.减速制动能量回收时，即使电池缺电，但电池的电化学反应难以在瞬间快速吸收车辆巨大的物理动能，造成能量回收比例较低，并且冲击伤害电池。

9.减速制动能量回收时，车速低于一定速度，反充电的电压低于一定值时，能量就无法很好地转换升压而不得不白白浪费。

10.能量回收制动方式所占的比例如果过小，传统的耗能制动方式所占比例及总成尺寸就会很大；所占的比例如果过大，则能量回收制动装置的成本也会增加。

11.驾乘人员刚进入车内时，车内很热或者很冷，需要开启空调系统一段时间后才能使车内环境舒适，开启电池供电的空调会消耗过多的电池电能。

12.电动空调压缩机一般单独由专门的电机带动，再加上专门的驱动器，成本较高。

13.电动汽车无论是使用铅酸还是锂离子电池，都不能使电池在最佳工作温度下运行，电池低温时充放电能力大打折扣，高温时不安全，寿命也会大大缩短；其中铅酸电池在低温时很难充进电，并且放电量也较少，高温时温度每增加8-10度，寿命会减半；锂离子电池在低温时，充电会造成损坏，高温运行也较危险。

14.电池难以实现快充。其原因，一是充电的电化反应是放热的，铅酸电池充电初始阶段的大电流使得电池易过热、失水或热失控，充电后期充电电压较高也易造成电解水和热失控，夏天这种情况最严重，快充损害电池性能及寿命；二是冬天电化学活性大大降低，虽然不易造成电解水和热失控，但充电很困难、很慢。同样的，锂离子电池高低温时也很难实现快充。目前现有的所有快充技术大多损伤了电池性能、消耗电池寿命，故从未实现真正的大规模推广。

15.电动汽车难以实现快速充电，而用户有时急着去办理事务，电池充不满就开车出行，最后电池亏电的概率很大，电池寿命较短。

16.大部分电动代步汽车“没有空调，或者开窗，或者只有风扇”就形成了其与传统汽车的最大功能差异和缺陷，所以销量难以持续扩大。

其他各混合动力车型同理，如果靠车载能源带动空调，其电动模式下的续行里程、动力性能、温度舒适性以及电池寿命、重量、价格等指标就很难再优化；混动模式下的油耗、排放以及制动能量回收比例与匹配特性等也同样难再优化。

有关燃油车辆蓄能空调这方面的技术确实很多，而没得到推广的原因有四，一是燃油车如果驳接电源进行蓄冷蓄热，停车地点必须有电源，甚至要有充电网络，这一点最不方便；二是即使有外电源，而多了插拔电缆的环节就较不方便；三是空调蓄能需要时间，车辆难以做到随用随走，着急开车出行，如果空调蓄能不足，会严重影响行程中的温度舒适性；四是燃油车有很强的续行能力，长距离行驶如果蓄能空调容量不大，就仍需依赖发动机来继续给空调供能，发动机带压缩机的机构就难以舍弃，两套系统的成本合计就较高。而这些情况是基于油价还不足够高而存在的，所以几乎都沿用“发动机带动压缩机”的传统空调系统。

但是环能危机使得新能源车辆方兴未艾，尤其是低速电动汽车在我国量产已既成事实，在细分市场上有了大批量的实际产品，空调问题就凸显出来了，车辆没有发动机但能在网充电，而电池性能较差，所以蓄能空调就成为了必然的技术路线，因为电动汽车只要可充电，就可利用电网为空调蓄能，这一点是必然跟随而至的。而本质上空调蓄能和电池蓄电相比性价比如何是核心问题，两者所用的电费价格是一样的，但蓄电的电池作为容器太贵了，并且常需更换。2013年12月30日《日经技术在线》网站报道了《纯电动汽车用起来到底怎么样？》的文章，提出“随着EV(电动汽车)时代的到来，有一项技术被重点提出。那就是蓄热技术。”，“为将来用于EV，作为汽车相关行业研发目标之一的蓄热密度为低温区(0～100℃)“1000kJ/kg”。当然，使用大量蓄热材料就能大量蓄热，但配备于汽车的话，最好能以尽量小的重量和体积大量蓄热。因此，作为未来目标，提出了1000kJ/kg的目标值。当然这并不是能立即实现的值，“1000”这个数字只是目前的挑战目标。”，“对全球技术趋势非常敏感的欧美风险企业也在自主推进研究开发，不难想象，围绕蓄热技术将展开激烈的技术竞争。在不久的将来，如果研究开发取得成功，就能减少EV续航距离因暖气和冷气问题而大幅缩短的担心。蓄热技术不但是促进EV普及的一大契机，还将成为与蓄电技术联动解决能源问题的核心技术。”——文章阐明了电动汽车空调必须依蓄能密度更高的材料，证明了本人之前多年研究的蓄冷/蓄热技术路线是正确的。文章提出的蓄能密度目标为“0～100℃-1000kJ/kg”，比日常生活中比热最大的物质水的0～100℃-420kJ/kg蓄能密度高出1.38倍，该文章也承认这种材料还未开发出来。但是我们应当看到1000kJ/kg的目标是笼统地针对高级电动汽车的一次续行里程来说的，实际看市场这一端，我国低速电动汽车用户并不需要这样高的指标，其平均单、双向行程仅为3公里、6公里左右，用户大多只是用其接送孩子、买菜购物、走亲访友；实际上我国山东、河北、河南销售的低速电动汽车大多没有空调，用户也能基本接受，夏天开窗或开小电扇，冬天多穿衣服，也能基本解决凉爽及御寒问题，只是更进一步有空调当然更好，空调性能越好，越能在气候更严酷的地区推广。由此蓄热/蓄冷密度指标比水增加0.5-1倍也是能产业化的，但这一目标，单纯仅依靠水作为蓄冷蓄热介质并不可行，仍找到一些巧妙的新方法组合辅助也不是没有可能。

综上所述，现有新能源汽车空调所需的能量完全取自车载能源的方法严重影响了车辆行驶性能、温度舒适性、电池寿命、整车价格，电池的温度环境较差，且很难实现无损伤快速充电，刹车能量回收率也不高。目前市场上仍未见到既能节约大量车载能源，又能以低成本方式巧妙解决这些问题的产品、技术和方法。

发明内容

本发明针对现有技术空调耗费电池能量以及电池高温寿命短、低温容量低、高低温充电速度慢等的不足，提供了一种巧妙、廉价的电动汽车温度调节方法。

基本技术方案是：车辆内设置有电池、电控、电机、车桥并顺序连接构成动力系统，还设置有制冷/制热单元包括电阻加热体、半导体空调或压缩机空调，还设置有车内环境单元包括驾驶室内的空气和车身内饰，所述车辆外设置有电源连接并为所述电池充电，在这些现有基础上，创新之处在于三个技术点的组合：所述电源还连接并驱动所述制冷/制热单元；所述制冷/制热单元连接并为所述蓄冷/蓄热单元、电池、车内环境单元进行制冷或制热；继而所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或电池连接并向所述车内环境单元释放冷量或释放热量。其中所述电源是便携式充电器、车载式充电器也是可以的，本质上只要所述电源为所述制冷/制热单元、电池都提供电能就都属于等同替代的范畴。方案中核心的技术点是所述制冷/制热单元连接并为所述蓄冷/蓄热单元、电池、车内环境单元进行制冷或制热，所述车内环境单元、电池、蓄冷/蓄热单元本质上都属于蓄冷/蓄热的物质，但是是“必须同时设置出来”，且是“组合使用”的，形成组合式发明，以应对不同季节环境温度下的不同使用要求，比如在季节环境温度不太恶劣时，就仅使用其中的一者或两者，在季节环境温度恶劣时，使用其中二者或三者。

夏天停车时，所述电源在连接并为所述电池充电的同时，所述电源还连接并为所述制冷/制热单元提供电能，驱动所述制冷/制热单元运转而为所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池制冷，也就是吸收所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池的热量。这样，一可让所述车内环境单元凉爽，二可让所述蓄冷/蓄热单元蓄冷，三可给所述电池降温使其运行在较低的温度而延长所述电池寿命，四可给所述电池继续降温使其蓄冷。应用时，如果停车时所述车辆内有人停留，所述车内环境单元是凉爽的，人员很舒适，但所述制冷/制热单元是靠所述车辆外部的所述电源即外电网供给了电能，所以并不消耗所述电池的电能；如果所述车辆内无人停留，但是驾驶员过一段时间要来开车，所述车内环境单元可以在驾乘人员到来之前的一段时间内可以被制冷而使车内空气和内饰提前变得非常凉爽，人员一进入所述车辆马上就感觉舒适，但所述制冷/制热单元也是提前靠外部的所述电源供电，同样一点也不消耗所述电池的电能。请注意，之所以所述电池需要在夏天保持凉爽是由所述电池的温度特性决定的，因为所述电池内的极板与电解液的温度如果过高，虽然充放电反应剧烈，也很容易，但同时也会强烈地把极板腐蚀掉，充电析气率高，冲刷极板而造成所述电池寿命大減，比如所述电池在约35度的酷暑情况下，比标准温度26-27度高出8-10度左右，所述电池寿命是减倍的，这是行业共识；所以很有必要为所述电池进行降温，充电时让所述制冷/制热单元为所述电池制冷，在夏天使其保持在最佳充电温度，铅酸电池可以是26度左右，锂离子电池可以是15度左右。这也是本发明名为“一种电动汽车温度调节方法”的原因，而不是仅指“一种电动汽车空调节能方法”仅用于调节空气温度；本发明可调节所述电池的温度，技术方案和有益效果不同。比如夏天可边给铅酸电池充电边给其降温，以减少副反应、失水和极板腐蚀。诚然本发明并没有提高另外的所述蓄冷/蓄热单元内介质的蓄能密度，但是多了为所述电池提供了更好运行温度的功能，提高了所述制冷/制热单元的性价比。

继而在所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池向所述车内环境单元释冷。如果所述车辆上路了，或者仅是所述电源断电而所述车辆在某处停泊没有行驶，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池就可以为所述车内环境单元制冷，继续吸收所述车辆外部传递给所述车内环境单元内空气和内饰的热量，保持所述车内环境单元在路上或者无外接电时的凉爽，但这时基本不消耗所述电池的电能，最多只是鼓风机消耗很少的电能。请注意，技术上更核心的是所述电池也能向所述车内环境单元释冷，为了保证这一点，所述电池充电完毕后，所述制冷/制热单元继续为所述电池制冷，所述电池蓄冷。所述电池充电完成后，极板上的充电反应停止了，所述电池还有一个功用，就是由蓄电容器变成蓄冷容器，继续降温而进行更深度的蓄冷，这并不影响之前完成的充电过程和保有电量。大家知道，所述电池如果是铅酸电池总成的话，其内部含有大量的负极铅、正极氧化铅、稀硫酸电解液、铜跨接端子电缆、铁制电池筐等物质形式，并且对于电动轿车来说其总重量动辄就可达200公斤，这些物质的比热依次是0.13、0.22、0.137、0.39、0.49kJ/kg·℃，平均比热约为0.17kJ/kg·℃，其中所述单体之间的跨桥焊部件可以分属于正负极板来计算，不影响大局；假设25-0℃为蓄冷温区，200kg的所述电池的蓄冷量为0.17kJ/kg·℃×(25-0)℃×200kg＝850kJ；对比20kg水25-0℃的蓄冷量为4.2kJ/kg·℃×(25-0)℃×20kg＝2100kJ，也就是说“200kg所述电池和20kg蓄冷媒质水”的组合比“只用20kg蓄冷媒质水”蓄冷量增加850kJ/2100kJ＝40％，可见铅酸类的所述电池内的这些物质是较好的蓄冷物质，这是我们把所述电池与所述蓄冷/蓄热单元的介质进行组合而形成技术方案的原因；之所以选定25-0℃为蓄冷温区，是因为人体最适合的温度是25℃，蓄冷物质从0℃再回升到25℃，基本上就会释放完其蓄集的冷量；为了定性地对比方便，这里没有估算水和稀硫酸结成冰相变蓄冷的凝固潜热，可另行研究开发；这里所述电池200kg的质量是20Kg水的质量的10倍，非常关键，是所述电池能够用来蓄冷的一个基本保证，其比热虽小，但质量够大，作用才能显现；水的质量算做20kg是因为，实际上我们不仅用水作为蓄冷媒质，所述车内环境单元内的空气以及大量内饰件是已经提前被制冷了，“所述车内环境单元、蓄冷蓄热单元、电池”可并列组合蓄冷；本发明第一次把所述电池用作蓄冷物质，现有技术中是根本没有的，所以本发明具有创造性和新颖性。巧妙的是，其蓄冷是在凉爽的充电过程完成后再进行深冷速冻，所以与充电过程在时间上分离了，也就是说并不影响之前的充电，只是把电能冷冻起来而已，并不会失去已经用化学形式固定住的电化势能。本发明中所述电池不再仅是蓄电装置，也兼做蓄冷装置，在并不增加所述电池以及蓄冷媒质用量的情况下，巧妙利用原本就有的所述电池而“增加”了蓄能密度，整个蓄冷量出其不意地提高了近40％。比如，先利用所述制冷/制热单元保持铅酸类所述电池在最佳温度，比如26.7℃，来进行“最好”的充电，所述电池活性恰到好处，充电最快最佳，之后停充，再行降温，也就是再“充冷”至0℃，本来所述电池内含有大量的铅类极板以及电解液，非常重，但现在反而成了优点。而对磷酸铁锂电池总成来说，其磷酸铁锂正极、石墨负极、电解液、隔膜、铝正极极耳、铜负极极耳、不锈钢包装附件的比热分别为1.260、1.437、0.134、1.978、0.385、0.460kJ/kg·℃，平均比热估为1.3kJ/kg·℃，25-0℃为蓄冷温区，150kg所述电池蓄冷量为1.3kJ/kg·℃×(25-0)℃×150kg＝4875kJ；而20kg水25-0℃蓄冷量仍为2100kJ，也就是说“150kg所述电池和20kg水”的配备比只用20kg水的蓄冷量增加4875kJ/2100kJ＝132％，可见其是比铅酸类所述电池更好的蓄冷物质，甚至比水还要多1.32倍。所以科学计算证明，锂离子类所述电池更适合于本发明，用变通的方法基本达到了“媒质蓄冷量再提高1.38倍”的目标，且几乎不用增加多少成本，因为所述电池是本来就存在的，只是所述制冷/制热单元要靠近并接触所述电池，更改一下布置，增加一些轻质的保温材料，保证排气通畅即可。磷酸铁锂的所述电池重量为150kg，是因为其能量密度虽然比铅酸类所述电池要大一些，但其不锈钢包装、管理系统等增加了一些重量，另外也为了增加一些容量，150kg较合适。

所述车辆如果行驶，所述电池当然需要释放出其电量驱动所述车辆，但同时所述电池也会缓慢升温从而有助于释放出电化学上的活性和已有电量，这一升温过程随着所述车辆行驶而逐渐展开，在行程早期虽然所述电池处于凉爽状态但荷电状态处于高位也就是说是满电或处于高荷电状态的，所以足以供所述车辆行驶，在行程后期所述电池温度渐升，放电能力得以继续增强也足以继续供所述车辆行驶，行驶时间越长，所述电池升温越多，放电活性越好，越倾向于满足动力需求，当然最后所述电池终于亏电了，这与行程距离有关，不在本发明讨论范围之内；有一种情况是，最后行程结束，所述电池的冷量有剩余而并未得到全部利用，也就是仍比外界要冷，但是不用担心，它还大有妙用，在炎热的夏季仍然继续使所述电池凉爽，从而能够降低所述电池的自放电率，并延长使用寿命。因为对于铅酸电池来说，这样的低温非常有助于避免所述电池的硫化；铅酸电池的硫化是以温度先涨后落、频繁涨落为条件的，极板上的疏松硫酸铅先升温微溶解继而降温重结晶成为大的致密绝缘晶体才能硫化，而本发明中的铅酸类所述电池由于其仍有余冷，所以在较长一段时间内会保持与外界慢慢热交换，温度是逐步缓升的，即便在夜间一般也是如此，那么在相当长的一段时间内其温度是只升高，其极板上的疏松硫酸铅虽然因为温度升高而只被溶解，但是其总体温度还是处于低温区，所以溶解度并不高；并且由于其在一段时间内并不降温，所以不会被重新析出而硫化成降低所述电池性能的致命大晶体，所以硫化的进程等于被单向冻结了，这很利于延长所述电池寿命。所述电池的蓄冷作用在给所述车内环境单元制冷方面意义虽然不是特别地大，但是对于所述电池自身的充电、放电、静置不硫化的意义却非常重大，一举大大改善了所述电池不及时充电就会被硫化而短寿的问题，且这样的蓄冷不仅不消耗所述电池的电能，反而对所述电池帮助很大。

所述电源断电后，所述电池优先于所述蓄冷/蓄热单元，向所述车内环境单元释冷到所述电池的最佳放电温度之下的设定温度值。诚然所述电池是较好的蓄冷物质，但是在其在放电时总是运行在一个最佳温度才能发挥出最佳电化学特性，所以要最先向所述车内环境单元释冷，尽快提升其自身温度，比如从0升至23℃，之后所述电池停止向所述车内环境单元释冷，温度由23℃再自然回升，但是真正与所述车辆外的酷暑温度相比还是有余冷的。而剩余的为所述车内环境单元释冷的工作转由所述蓄冷/蓄热单元去接替完成则更佳。

冬天蓄热释热的道理与夏天蓄冷释冷一样，只是热量的流动方向相反。所述电源在连接并为所述电池充电的同时，所述电源还连接并为所述制冷/制热单元提供电能驱动其运转而使其制热，即停车时利用外部所述电源的电能把所述车辆外部的热能转移给所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池；所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池向所述车内环境单元释热，使得所述车辆内温暖如春。不同之处在于，所述电池在冬天需保暖是由所述电池的低温特性决定的，所述电池内极板与电解液之间的电化反应如果温度过低，反应就不剧烈甚至较难进行，充放电缓慢，比如我国东北地区温度可能为负10度，所述电池寿命虽然增加，但是有效容量却很低，铅酸电池就很难使用，故而需要让所述电池温度较高才能良好使用；而对于锂离子电池来说，低温充电还会充坏电池芯，极板在低温下充电会造成永久损坏，升温也就非常必要。本发明冬天可给锂离子电池先升温再充电以确保不被充坏，或者边给铅酸电池充电边给其升温以确保其容量足够大；所述电池的蓄热一举改变了电动的所述车辆在严寒地区难以推广的问题，其所述电池容量可提高30-40％，无疑可大大扩展电动汽车销售地域。即使所述电池的蓄热最后得不到全利用，但余热却能保持所述电池温度较慢的下降，也就是说在较长时间内温度不是涨落，而是只下降，铅酸类所述电池极板上的硫酸铅也就一直是轻微的重结晶，但温度仍处于高位，所以重结晶量要小得多；已结晶的疏松硫酸铅不会重新溶解，也同样大大避免了所述电池的硫化，有利于延长所述电池寿命。

所述电源断电后，所述电池优先于所述蓄冷/蓄热单元，向所述车内环境单元释热到所述电池的最佳放电温度之上的设定温度值。诚然所述电池是较好的蓄热物质，但是放电时总是需要一个最佳温度才能发挥出最佳特性，所以要最先向所述车内环境单元释热，在这一过程中尽快降低其自身温度，比如从60降至28℃，之后所述电池停止向所述车内环境单元继续释热，温度由28℃再自然下降，但是真正与所述车辆外的严寒温度相比还是有余热的。而剩余的为所述车内环境单元释热的工作转由所述蓄冷/蓄热单元去接替完成则更佳。

同理铅酸类所述电池总重为200kg，平均比热0.17kJ/kg·℃，25-60℃为蓄热温区，蓄热量为0.17kJ/kg·℃×(60-25)℃×200kg＝1190kJ；而20kg水25-100℃蓄热量为4.2kJ/kg·℃×(100-25)℃×20kg＝6300kJ，“200kg所述电池和20kg水的配备”比只用20kg水蓄热量增加1190kJ/6300kJ＝19％，这是白白获得的一些蓄热量。磷酸铁锂类所述电池平均比热估为1.3kJ/kg·℃，25-60℃为蓄热温区，150kg的所述电池蓄热量为1.3kJ/kg·℃×(60-25)℃×150kg＝6825kJ；而20kg水25-100℃蓄热量为4.2kJ/kg·℃×(100-25)℃×20kg＝6300kJ，也就是说“150kg磷酸铁锂的所述电池和20kg水的配备”比“只用20kg水”的蓄热量增加6825kJ/6300kJ＝108％，可见其是比铅酸类所述电池蓄集热量更多，更适合于本发明。

单就所述电池快充来讲，本发明是同时有利于实现在夏天和冬天快充的。夏天，由于充电是放热反应，所以所述制冷/制热单元连接并为所述电池进行制冷，所述电池维持在设定的最佳充电温度，就等于在充电时不断吸收走所述电池内部产生的热量，由此极大地有利于化学反应向充电电化学方程式的右边进行，并且大大降低失水率和热失控的可能，所述电池更易实现快速的大电流或高电压充电，充电更快捷；冬天，所述电池充电温度的提高激活了所述电池的活性，充电就像夏天一样容易，速度大大加快；实际上在春秋季节也是如此的，所述制冷/制热单元使所述电池维持在设定的充电温度，也能使充电速度达到最快，这是因为春秋季节虽然车外环境、电池外环境、电池壳体的温度都较为合适，按铅酸电池的要求可能在较适合的25度左右，或者按锂离子电池要求在15度左右，但是请注意并不一定最适合，因为充电时所述电池内部极板与电解液接触面上是持续发热的，所述电池内部的温度在快充时可能就很不合适，快充还是损伤所述电池的，有了本发明的所述制冷/制热单元把所述电池周边及内部的热量不停地带走，快速充电就不再造成失水或其他有损寿命的恶果。本发明本质上是把原来的自然热交换变成了强制热交换，更主动维持了所述电池内的温度，在温度环境效果上使所述电池在全年、全寿命周期内实现了最佳温度充电、最高速充电。

至此所述电池适合在严寒或酷暑地区使用了，并且用户由于能享受到所述车辆内的凉爽或温暖，非常舒适也就非常愿意使用所述车辆。经大量甄别研究，本发明与所有现有技术是有区别的。与现有电动汽车相比，所述电源不再仅仅是为所述电池充电，还为所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池综合制冷、热及蓄冷、热；而与冷藏车辆相比，不仅给车内货品蓄冷，还为所述车内环境单元的其他物品、蓄冷/蓄热单元、电池进行综合制冷、热及蓄冷、热；与国外大型蓄冷空调卡车相比，还给卡车所没有的动力用所述电池进行了充电；与国外混合动力汽车相比，不仅给车内预冷和预热，还能蓄冷和蓄热，并且维持了所述电池的良好温度及快充条件；与一些电动自行车电池保温方法相比，不仅维持所述电池凉爽和温暖，还给电动自行车所没有的内部空气和内饰进行了制冷、热及蓄冷、热，总之都与现有技术都是是存在明显区别的，因而具有组合方面的创造性和新颖性，且有益效果大不相同，实用性的功能更丰富强大；且关键的是所述电池作为蓄冷/蓄热物质参与了蓄冷或蓄热，这是现有的任何技术根本没有的。

此外，还具体设置了操控单元，所述操控单元根据外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量、预计出行时刻、预计出行时间、车内环境温度、驾乘要求温度、蓄冷/蓄热介质量、蓄冷/蓄热介质温度、电池现有温度、电池需求温度来控制所述电源为所述电池、制冷/制热单元分别提供电能的功率和时序；还控制所述制冷/制热单元、蓄冷/蓄热单元、电池释冷或释热的功率和时序。

实际应用时，本发明表面上看会受到外部所述电源容量的限制，比如家用插座有一定的额定电流限制，既给亏电的所述电池充电又要用电来制冷/制热，负荷会很大而可能过载，但是这种担心基本上是多虑了，因为所述电源给所述电池充电一般会经过“恒流、恒压和涓流”三阶段，也就是说充电后期所需的电源功率会越来越小，而这个后期正好离所述车辆有可能出行的时间越来越近，这时候所述电源的富余容量正好用于制冷/制热；制冷/制热的时间一般也是没必要太早的，否则热量会过早在所述车辆内、外部之间进行无谓的热交换而有所损失而降低效率；所以制冷/制热的作业可安排在充电后期逐步对应地增大功率。本发明巧妙利用了充电和制冷/制热的时间差来充分利用所述电源容量，也就是说原来所述电源的容量如果用于充电足够的话，不用改制，其后期用于制冷/制热容量也够。但仍需统筹规划，所述操控单元需根据外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量、预计出行时刻、预计出行时间、车内环境温度、驾乘要求温度、蓄冷/蓄热介质量、蓄冷/蓄热介质温度、电池现有温度、电池需求温度来控制所述电源为所述电池、制冷/制热单元分别提供电量的功率和时序。控制提供电量的功率和时序是很有用的，停车充电时人员离开，如果急着下次出行，就可以一直控制总功率不超负荷为上限，向所述操控单元输入全容量充能的策略指令；此外先大功率制冷/制热使所述电池达到最佳充电温度，再充电也可；而小功率制冷/制热的同时充电也可。因为冬天先升温再充电，可使充电速度更快；夏天时使所述电池先凉爽再充电，可减少自放电率、失水率等；当然如果外部的所述电源容量足够的话，制冷/制热与充电同时进行大功率运转，能最快最佳实现充电和着急出行的温度舒适性最好。而用户并不着急出行，而是会坐在车内等人或听音乐，可能就会急需人体凉爽或温暖不着急充电，就可先温度舒适后再决定充电与否。而外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量等各参数都是可以输入或检测出来的，所述操控单元会自动完成计算、控制并予以反馈。当然所有充电和制冷/制热作业要求在短时间内同时都满足是不可能的，这与所述电池快充速度和所述制冷/制热单元的功率设置有关，在这一点上所述电池仍是技术瓶颈，而所述制冷/制热单元不是技术瓶颈，其技术是成熟的，制冷/制热功率在设计时可大可小，较易满足，也就是说本发明制冷/制热所需的电能没有去绕行所述电池那个技术瓶颈，而是直接从电网取电，走的是没有技术瓶颈的一条捷径。

所述车辆外还设有遥控单元与所述操控单元进行无线信号连接，以遥控或显示所述操控单元的控制状况。所述遥控单元与所述操控单元进行无线信号连接使得驾驶员可远程控制所述车辆的制冷/制热、蓄冷/蓄热，一是可提前从家里或楼上远程控制所述车辆内制冷、热及蓄冷、热，等人员一进入所述车辆内，就可以享受凉爽或温暖，同时远程开启除雾、除霜、换气功能也是可以的；二是，离车办事过程中如情况有变，可遥控使蓄冷/蓄热、制冷/制热目标和策略改变，比如变更为晚些出发，就可以让所述车辆内多多蓄冷/蓄热；而突然下雨凉爽了，就不必再蓄冷了。驾驶员触发比如钥匙插入时，所述操控单元与所述外控单元中断信号连接。这是为了完全交给驾驶员充分的控制权，一旦驾驶员插入了钥匙或拨动了所述操控单元的按钮，任何人员即使手持所述遥控单元就再没有控制权了。

所述制冷/制热单元是半导体或压缩机空调时，所述制冷/制热单元的热端或冷端连接并通过底盘车身外构件散发或吸收热量。这是本发明一大创新之处，所述底盘车身外构件中有大量导热率很高的金属存在，而半导体空调或压缩机空调运转时，需要把热量由所述车辆内向外转移会反向转移，无疑需要一个绝佳的向所述车辆外散热的散热器或者集热器，而底盘或车身的外露金属绝佳地可以担当此角色，而不必单独再进行设置而去浪费较多成本，增加很多车重。

所述制冷/制热单元是电阻加热体或半导体空调时，所述车辆的刹车动能经所述车桥、电机、电控回收转变为电能给所述制冷/制热单元供电，以用来制冷或制热。刹车时所述车桥带动所述电机发电，电能经所述电控整理后供给电阻加热体或半导体空调，动能回收效率也比所述电池的电能回收效率要高得多，比如只要电阻加热体存在，多少电能都能被消耗掉而用于加热，刹车能量回收自由度倍增。

所述制冷/制热单元是压缩机空调时，所述电机、车桥之间设有离合。停车后所述离合断开与所述车桥的连接，所述电控断开与所述电池的连接，所述电源经由所述电控、电机、离合连接并驱动所述制冷/制热单元。所述制冷/制热单元就不必再单独设置电机和控制器，此乃个人节约了两个部件的费用，因为所述车辆停泊时所述电控、电机就不再承担驱动所述车辆的任务了，断开所述离合后，转而就可以去担任驱动所述制冷/制热单元内的压缩机的任务。

刹车时所述离合连接所述车桥、制冷/制热单元；所述车辆的刹车动能经所述车桥、离合回收给所述制冷/制热单元，把动能传递给所述制冷/制热单元内的压缩机，使之推动介质制冷或制热。这样无论所述蓄冷/蓄热单元温度几何，所述制冷/制热单元内的压缩机都能吸收很多能量来做功，动能回收效率比所述电池的电能回收率要高得多。补充一点，压缩机类的所述制冷/制热单元必须满足连续多次刹车能量回收的工况，即3分钟内可多次起停；至于倒车时的刹车能量可回收也可不回收，毕竟倒车刹车耗能占比较少。

所述蓄冷/蓄热单元内的介质包括车身骨架、后备箱空气、金属-硅材料、水、防冻液、无机水合物或有机相变材料。介质包括多种选择，可以是车身骨架，利用车身上不外露也不内露的金属框架来蓄冷/蓄热，可以是后备箱内的空气来提前降温或升温蓄冷、热，车辆行驶时再循环到驾乘人员周围，也可以是金属-硅材料、水、防冻液、无机水合物或有机相变材料等真正的蓄冷/蓄热介质。这里优选的是水，因为水毕竟是生活中比热最大的物质，极易且有时可免费获得，成本低。

所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，与所述车内环境单元热交换平衡后排放到所述车辆外。这一点也是水作为介质的很大优点，几十公斤水排放之后可有效降低车重，一种情况是在某次行程中，水作为媒质热交换平衡后几乎再无利用价值，可排出车外，从而减轻载荷，节约了所述电池驱动整个所述车辆承运水的能量，也就意味着水的蓄冷/蓄热密度“增加”了近一倍，可先用一部分水后排出去，再用一部分再排出去，在所述车辆全行程中，一开始水可以是满的，最后可以排空，所以其重量可以只算做一半；灵活的运用方式还包括，加水量可视情况而定，行程短可少加些水，行程长可多加些水，初夏不太炎热时可少加些水，盛夏时节可加满水；同理，春秋时不需要空调的季节，水可排空，以降低整车负荷，这同样也意味着水的蓄冷/蓄热密度再“增加”一倍多。至此算来，水的蓄能密度“提升”了4倍以上，这一优点是其他介质所没有的；甚至还有一种是，某些用户可夏天可加入冰水，冬天加开水。水的妙用还有很多，行程中如果水质达标的话甚至还可饮用。而在极寒或冬天时，换加防冻液也是可以的。

此外，用过的水不排出车外，也是可以再“提升”蓄能密度的，比如某行程所述车辆要到几个地点去办事，那么在每个停靠点，都可再利用外部的所述电源进行蓄冷、热，以蓄热为例，如果采用大功率电阻加热体作为所述制冷/制热单元，加热20公斤水可能仅需5-10分钟，多次被利用就等于蓄能密度也增加了几倍。

所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，与所述车内环境单元后热交换平衡后，作为所述电池、电控、电机的加热或冷却介质使用。冬天，水与所述车内环境单元后热平衡后基本上为25度，会比所述电池释热或降温后的温度要高，可用于再给所述电池加热，而使锂离子类所述电池维持在15-22.5度的高温，使铅酸类维持在20-25度的更高温度。在夏天，很多地区每年也就炎热几十天，而仅仅为这几十天，厂家必须为所述电控、电机进行强大的散热设计，增加了所述电控、电机的体积、重量和成本，这并不值得。本发明完全可在这几十天让所述电控、电机使用水冷，全年其他时间使用风冷，这样可节约所述电控、电机的散热外壳等的成本、重量。本想“废弃”的媒质水可滴淋到所述电控的功率器件或所述电机的轴承附近制冷，或流入所述电控或电机的水冷迷宫中为所述电机、电控散热，至少全年很多的其他季节时间不用总是运载这部分水冷用的水；这些水的初始温度在25度左右，比夏季外界的35度要冷很多，比所述电控、电机的70度温度还要低一半，冷却效果当然很好；当然，对所述电池冷却，使之在最佳温度放电可。

所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，还设置有水冷空调与所述蓄冷/蓄热单元进行介质连接；所述蓄冷/蓄热单元的媒质水与所述车内环境单元后热交换平衡后，作为所述水冷空调的介质使用。所述水冷空调是一种利用水蒸发制冷的新型空调，结构简单而成本很低，用热交换平衡后废弃的25度的水作为所述水冷空调的介质使用，能够制出的温度更低，可发挥水最后的效益用于制冷甚至是加湿。

所述蓄冷/蓄热单元为所述电池制冷/制热。用于行程后期，因故而所述蓄冷/蓄热单元余冷或余热较多时，可用于保持所述电池的温度良好。实际上，所述电池的静置和充电时间最长，静置时间甚至超过70％，所述蓄冷/蓄热单元如果有余冷或余热，为静置的所述电池进行保温而防止自放电和硫化会有裨益；行程结束马上充电，所述蓄冷/蓄热单元也应该为所述电池快速制冷/制热，而不必启动较大功率的所述制冷/制热单元。

本发明明显的优点和有益效果是：

1.本发明的空调系统在车辆行驶时几乎不使用电池电能，而是在停车时从外部电网取得宽裕的电能来供空调系统蓄冷或蓄热，之后空调系统独自运行时自然释冷或放热就可以。

2.第一次将电池用作蓄冷元件，铅酸和锂离子两类电池的蓄冷量在单纯使用媒质水的基础上分别增加了40％和132％，蓄热量在单纯使用媒质水的基础上分别增加了19％和108％，蓄冷/蓄热总量得以大幅度提升，正好分别地更好满足了低速铅酸电池电动汽车和锂离子电池高速电动汽车的空调使用要求。

3.尽可能地利用了车辆内部空间内的所有物品来蓄热或蓄冷，比如空气、物品、内饰、铜端子、铜电缆、内部结构件等，蓄冷/蓄热量可以再增加20％。

4.本发明把车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池作为被制冷/制热的物质而组合使用，适合于各种高低配的电动汽车，且在不同季节等情况下可分级配套使用。气候或天气不太热或不太冷时，可只使车内环境单元被预冷/预热，气候、天气稍热或稍冷时，可只使用车内环境单元、电池被制冷/制热，气候、天气极热或极冷时，可综合在一起使车内环境单元、电池、蓄冷/蓄热单元被制冷/制热。

5.提高了乘驾人员的舒适性，使得车辆可以提前预冷或者预热，用户一进入车内就会马上感觉温度舒适，并且这种舒适性足以伴随电动汽车的整个行程。

6.制冷/制热单元为电池制冷/制热，增加了制冷/制热单元的功能，也就充分提高了制冷/制热装置的性价比。

7.由于制冷/制热单元可以在电动汽车较长的充电时间内使用，所以功率相对可设置得小一些，成本可以较低。

8.虽然水的蓄热蓄冷密度并不是最高，但其成本低廉，在大部分国家和地区都很容易获得，并且并不要求其化学的纯度有多高，所以取用方便广泛。

9.春秋时节及天气良好不使用空调时，水可以排放掉，从而等同于降低了一半质量，也就等同于增加了一倍的蓄能密度。

10.冬夏使用空调时，水在分批次放热或释冷后可逐次排放，又等于把水的蓄能密度增加了一倍，水对环境友好，再装载时也极易获得，这是其他媒质不能比的。再添加时用户根据具体情况可计划调整，带来了加水的灵活性，比如水比较缺，可用喝的纯净水补偿，还可以加入冰水或开水来提高蓄冷/蓄热速度，还可用雨水、江河水、池塘水就地补偿，少水时用停车间隙的多次蓄热或蓄冷来补偿也等于加倍提高了蓄能密度。综合这些应用方式，蓄能密度实际“增加”了3-4倍。

11.在冬天媒质水为车内升温后，在本次行程结束后，媒质水的余温好像没有了利用价值，但是只要其比电池的温度高，就可以继续为电池加热，以为了电池后续充电提供很好的温度条件，充电既快速，充电效果又好。

12.夏天媒质水为车内降温后，在行程中，好像没了利用价值，但是只要其比电池、电控、电机温度低，就可继续为其散热，把较其更冷的水淋湿在电控、电机最热位置比如功率模块、轴承或端盖附近有利于每年几十天酷暑期的散热，由此电控、电机的本体散热结构可以设计得更小，这样春、秋、冬天用风冷，夏天极热时结合兼用水冷来冷却电池、电控、电机，开辟了电控、电机冷却设计的新方法。其中“自然风冷和滴淋水冷”的方法，在我国的大型卡车上已有了先例，水淋湿在轮胎附近刹车机构上，很有利于刹车片散热，是本发明的一个实证。

13.在减速制动时能量可实现更大比例回收，刹车动能可用来制冷或制热，额外增加了制冷或制热所需的能量，也就是说蓄热或蓄冷的规模即带水量可以再降低一些。在城市工况下，刹车动能占整个车辆耗能的30-40％，这么多的刹车动能即使有一半回收到制冷/制热单元，也非常可观；能量回收的自由度几乎不受限制。

14.空调能量绝大部分来源于电网和刹车动能，很少地再从电池索取，使电池的电能可更多地用于保证交通工具续行里程和动力性能；降低了动力电池的容量要求、重量、装备成本、更换成本、充放电次数和寿命损伤。

15.能使电池处于最佳温度状态，冬天的有效容量升高，实现了冬季快速充电，低温时的续行里程不仅不会降低，反而大大增加；避免了铅酸电池硫化；夏天的寿命损伤降低，电池温度较低也极大地有利于快速充电。

16.停车时巧妙地利用闲置的电控、电机来驱动空调压缩机，节约了装置成本。

17.巧妙利用底盘或车身外露的部分作为空调系统的热端或冷端以散热或吸能，节约了装置成本。

18.蓄热/蓄冷装置的循环次数寿命远比电池更长，其运行装置和机理完全是物理性质的，可以做到非常精密极其可靠，这一点远比寿命可靠性很差的化学电池来给空调供电更具有强大的技术生命力。

本发明在看似“水等媒质蓄热/蓄冷密度不够”的情况下，巧妙利用“外电网多次蓄热/蓄冷、电池总成蓄热/蓄冷、车身内饰蓄热/蓄冷、刹车动能回收蓄热/蓄冷、水灵活排放灵活加入”的方式进行了强有力的优势组合和综合补充，成功攻克了电动汽车空调这一技术难题，且不仅对驾驶员而且对电池的有益效果也很巨大丰富；坚持了“电动汽车上所有装置都围绕电池来进行设计”的技术原则，重组了现有电动汽车的整布拓扑结构，与现有低速电动汽车相比基本上在仅增加一个压缩机、一个离合机构、一些水、连接管路和控制，合计增重约40公斤和1000多元成本，却获得了温度更舒适、低温时续行里程却更长、高温时电池寿命更长，充电更加快捷的有益效果，性价比也就达到了产业化所需的水平，从而解决了新能源汽车发展的一大瓶颈问题，使得电动汽车在世界不同气候地区更易推广。

附图说明

图1制冷、蓄冷实施例原理图。图2蓄热/蓄冷单元、电池的后续释冷实施例原理图。图3制热、蓄热实施例原理图。图4蓄热/蓄冷单元、电池的后续释热实施例原理图。图5系统实施例总原理图。图6带离合、压缩机空调及刹车能量回收功能的实施例图。图7蓄冷/蓄热单元介质水排放的实施例图。图8蓄冷/蓄热单元余温为电池保温的实施例图。

各图中：车辆、电源、电池、电控、电机、车桥、制热/制冷单元、车内环境单元、蓄热/蓄冷单元、底盘车身外构件、操控单元、遥控单元、离合、水冷空调。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细描述：

图1是制冷、蓄冷实施例原理图，图2是蓄热/蓄冷单元、电池的后续释冷实施例原理图。车辆内设置有电池、电控、电机、车桥并顺序连接构成电驱动系统，还设置有制冷/制热单元包括电阻加热体、半导体空调或压缩机空调，还设置有车内环境单元包括驾驶室内的空气和车身内饰，所述车辆外设置有电源连接并为所述电池充电，此外：所述电源还连接并驱动所述制冷/制热单元；所述制冷/制热单元连接并为所述蓄冷/蓄热单元、电池、车内环境单元进行制冷或制热；继而所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或电池连接并向所述车内环境单元释放冷量或释放热量。所述电源是便携式充电器，车载式充电器也可。所述车内环境单元、电池、蓄冷/蓄热单元本质上都属于蓄冷/蓄热的物质，同时设置出来并组合使用，以应对不同的季节温度下所述车辆的不同使用要求，在季节环境温度不太恶劣时仅使用其中一、两种，季节环境温度恶劣时，可加大其中二种或三种的利用程度。

图1中，主要是在夏天停车时，所述电源在连接并为所述电池充电的同时，所述电源还连接并为所述制冷/制热单元提供电能，驱动所述制冷/制热单元运转而为所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池制冷，也就是吸收所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池的热量。这样，一可让所述车内环境单元凉爽，二可让所述蓄冷/蓄热单元蓄冷，三可给所述电池降温使其运行在较低的温度而延长所述电池寿命，四可给所述电池继续降温使其蓄冷。应用时，如果停车时所述车辆内有人停留，所述车内环境单元是凉爽的，人员很舒适，但所述制冷/制热单元是靠所述车辆外部的所述电源即外电网供给了电能，所以并不消耗所述电池的电能；如果所述车辆内无人停留，但是驾驶员过一段时间要来开车，所述车内环境单元可以在驾乘人员到来之前的一段时间内可以被制冷而使车内空气和内饰提前变得非常凉爽，人员一进入所述车辆马上就感觉舒适，但所述制冷/制热单元也是提前靠外部的所述电源供电，同样一点也不消耗所述电池的电能。请注意，之所以所述电池需要在夏天保持凉爽是由所述电池的温度特性决定的，因为所述电池内的极板与电解液的温度如果过高，虽然充放电反应剧烈，也很容易，但同时也会强烈地把极板腐蚀掉，充电析气率高，冲刷极板造成所述电池寿命大減，比如所述电池在约35度的酷暑情况下，比标准温度26-27度高出8-10度左右，所述电池寿命是缩减倍，这是行业共识；所以很有必要为所述电池进行降温，充电时让所述制冷/制热单元为所述电池制冷，在夏天使其保持在最佳充电温度，铅酸电池可以是26度左右，锂离子电池可以是15度左右。而所述电池充电完毕后，所述制冷/制热单元继续为所述电池制冷，所述电池蓄冷。充电完成后，极板上的充电反应停止了，所述电池由蓄电器件变成蓄冷器件，继续降温而进行更深度的蓄冷，这并不影响之前完成的充电过程和保有电量。

继而在图2中，在所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池向所述车内环境单元释冷。如果所述车辆上路了，或者仅仅是所述电源断电而所述车辆在某处停泊没有行驶，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池就可以为所述车内环境单元制冷，继续吸收所述车辆外部传递给所述车内环境单元内空气和内饰的热量，保持所述车内环境单元在路上或者无外接电时的凉爽，但这时基本不消耗所述电池的电能，最多只是鼓风机消耗很少的电能。请注意，核心上更核心的是所述电池也能向所述车内环境单元释冷，为了保证这一点，在图1中，所述电池充电完毕后，所述制冷/制热单元继续为所述电池制冷，所述电池蓄冷。所述电池充电完成后，极板上的充电反应停止了，所述电池还有一个功用，就是由蓄电容器变成蓄冷容器，继续降温而进行更深度的蓄冷，这并不影响之前完成的充电过程和保有电量。

图2中，所述车辆如果行驶，所述电池当然需要释放出其电量驱动所述车辆，但同时所述电池也会缓慢升温从而有助于释放出电化学上的活性和已有电量，这一升温过程随着所述车辆行驶而逐渐展开，在行程早期虽然所述电池处于凉爽状态但荷电状态处于高位也就是说是满电或处于高荷电状态的，所以足以供所述车辆行驶，在行程后期所述电池温度渐升，放电能力得以继续增强也足以继续供所述车辆行驶，行驶时间越长，所述电池升温越多，放电活性越好，越倾向于满足动力需求，当然最后所述电池终于亏电了，这与行程距离有关，不在本发明讨论范围之内；有一种情况是，最后行程结束，所述电池的冷量有剩余而并未得到全部利用，也就是仍比外界要冷，但是不用担心，它还大有妙用，在炎热的夏季仍然继续使所述电池凉爽，从而能够降低所述电池的自放电率，并延长使用寿命。因为对于铅酸电池来说，这样的低温非常有助于避免所述电池的硫化。

所述电源断电后，所述电池优先于所述蓄冷/蓄热单元，向所述车内环境单元释冷到所述电池的最佳放电温度之下的设定温度值。诚然所述电池是较好的蓄冷物质，但是在其在放电时总是运行在一个最佳温度才能发挥出最佳电化学特性，所以要最先向所述车内环境单元释冷，尽快提升其自身温度，比如从0升至23℃，之后所述电池停止向所述车内环境单元释冷，温度由23℃再自然回升，但是真正与所述车辆外的酷暑温度相比还是有余冷的。但剩余的为所述车内环境单元释冷的工作转由所述蓄冷/蓄热单元去接替完成则更佳。

图3是制热、蓄热实施例原理图，图4是蓄热/蓄冷单元、电池的后续释热实施例原理图。这主要指冬天蓄热释热的情况，道理与图1和图2夏天蓄冷释冷一样，只是热能流向相反。所述电源在连接并为所述电池充电的同时，所述电源还连接并为所述制冷/制热单元提供电能驱动其运转而制热，即停车时利用外部所述电源的电能把所述车辆外部的热能转移给所述车内环境单元、蓄冷/蓄热单元、电池；所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池向所述车内环境单元释热，使所述车辆内部温暖如春。不同之处在于，所述电池在冬天需保暖是由所述电池的低温特性决定的，所述电池内极板与电解液之间的电化反应如果温度过低，反应就不剧烈甚至较难进行，充放电艰难缓慢，比如我国东北地区温度可能为负10度，所述电池寿命虽然增加，但是有效容量却很低，铅酸电池就很难使用，故而需要让所述电池温度较高才能良好使用；而对于锂离子电池来说，低温充电还会充坏电池芯，极板在低温下充电会造成永久损坏，升温也就非常必要。本发明冬天可给锂离子电池先升温再充电以确保不被充坏，或者边给铅酸电池充电边给其升温以确保其容量足够大；所述电池的蓄热一举改变了电动的所述车辆在严寒地区难以推广的问题，其所述电池容量可提高30-40％，无疑可大大扩展电动汽车销售地域。即使所述电池的蓄热最后得不到全利用，但余热却能保持所述电池温度较慢的下降，也就是说在较长时间内温度不是涨落，而是只下降，铅酸类所述电池极板上的硫酸铅也就一直是轻微的重结晶，但温度仍处于高位，所以重结晶量要小得多；已结晶的疏松硫酸铅不会重新溶解，也同样大大避免了所述电池的硫化。

所述电源断电后，所述电池优先于所述蓄冷/蓄热单元，向所述车内环境单元释热到所述电池的最佳放电温度之上的设定温度值。诚然所述电池是较好的蓄热物质，但是放电时总是需要一个最佳温度才能发挥出最佳特性，所以要最先向所述车内环境单元释热，在这一过程中尽快降低其自身温度，比如从60降至28℃，之后所述电池停止向所述车内环境单元继续释热，温度由28℃再自然下降，但是真正与所述车辆外的严寒温度相比还是有余热的。而剩余的为所述车内环境单元释热的工作转由所述蓄冷/蓄热单元去接替完成则更佳。

图1、2、3、4中，单就所述电池快充来讲，本发明是同时有利于夏天和冬天快充的。夏天，由于充电是放热反应，所以所述制冷/制热单元连接并为所述电池进行制冷，所述电池维持在最佳充电温度，就等于在充电时不断吸收走所述电池内部产生的热量，由此极大地有利于化学反应向充电电化学方程式的右边进行，并且大大降低失水率和热失控的可能，所述电池更容易实现快速大电流或高电压充电；冬天，所述电池充电温度的提高激活了所述电池的活性，充电就像夏天一样容易，速度大大加快；实际上在春秋季节也是如此的，所述制冷/制热单元使所述电池维持在设定的充电温度，也能使充电速度达到最快，这是因为春秋季节虽然车外环境、电池外环境、电池壳体的温度都较为合适，按铅酸电池的要求可能在较适合的25度左右，或者按锂离子电池要求在15度左右，但是请注意并不一定最适合，因为充电时所述电池内部极板与电解液接触面上是持续发热的，所述电池内部的温度在快充时可能就很不合适，快充还是损伤所述电池的，有了本发明中的所述制冷/制热单元把所述电池周边及内部的热量不停地吸收，快速充电就不再造成失水或其他有损寿命的恶果，这才最适合安全快速充电。

图5是系统实施例总原理图，汇总了热能双向流动的走向。此外，还具体设置了操控单元，所述操控单元根据外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量、预计出行时刻、预计出行时间、车内环境温度、驾乘要求温度、蓄冷/蓄热介质量、蓄冷/蓄热介质温度、电池现有温度、电池需求温度来控制所述电源为所述电池、制冷/制热单元分别提供电能的功率和时序；所述操控单元还控制所述制冷/制热单元、蓄冷/蓄热单元、电池向所述车内环境单元释冷或释热的功率和时序。

实际应用时，本发明表面上看会受到外部所述电源容量的限制，比如家用插座有一定的额定电流限制，既给亏电的所述电池充电又要用电来制冷/制热，负荷会很大而可能过载，但是这种担心基本上是多虑了，因为所述电源给所述电池充电一般会经过“恒流、恒压和涓流”三阶段，也就是说充电后期所需的电源功率会越来越小，而这个后期正好离所述车辆有可能出行的时间越来越近，这时候所述电源的富余容量正好用于制冷/制热；制冷/制热的时间一般也是没必要太早的，否则热量会过早在所述车辆内、外部之间进行无谓的热交换而有所损失而降低效率；所以制冷/制热的作业可安排在充电后期逐步对应地增大功率。本发明巧妙利用了充电和制冷/制热的时间差来充分利用所述电源容量，也就是说原来所述电源的容量如果用于充电足够的话，不用改制，其后期用于制冷/制热容量也够。但仍需统筹规划，所述操控单元需根据外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量、预计出行时刻、预计出行时间、车内环境温度、驾乘要求温度、蓄冷/蓄热介质量、蓄冷/蓄热介质温度、电池现有温度、电池需求温度来控制所述电源为所述电池、制冷/制热单元分别提供电量的功率和时序。控制提供电量的功率和时序是很有用的，停车充电时人员离开，如果急着下次出行，就可以一直控制总功率不超负荷为上限，向所述操控单元输入全容量充能的策略指令；此外先大功率制冷/制热使所述电池达到最佳充电温度，再充电也可；而小功率制冷/制热同时充电也可。因为冬天先升温再充电，可使充电速度更快；夏天时使所述电池先凉爽再充电，可减少自放电率、失水率等；当然如果外部的所述电源容量足够的话，制冷/制热与充电同时进行大功率运转，能最快最佳实现充电和着急出行的温度舒适性最好。而用户并不着急出行，而是会坐在车内等人或听音乐，可能就会急需人体凉爽或温暖不着急充电，就可先温度舒适后再决定充电与否。而外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量等各参数都是可以输入或检测出来的，所述操控单元会自动完成计算、控制并予以反馈。

所述车辆外还设有遥控单元与所述操控单元进行无线信号连接，以遥控或显示所述操控单元的控制状况。所述遥控单元与所述操控单元进行无线信号连接使得驾驶员可远程控制所述车辆的制冷/制热、蓄冷/蓄热，一是可提前从家里或楼上远程控制所述车辆内制冷或制热、蓄冷/蓄热，等人员一进入所述车辆内，就可以享受凉爽或温暖，同时用远程开启除雾、除霜、换气功能也是可以的；二是，离车办事过程中如情况有变，可以遥控使蓄冷/蓄热、制冷/制热目标和策略改变，比如变更为晚些出发，就可以让所述车辆内多多蓄冷/蓄热；而突然下雨凉爽了，就不必再蓄冷了。驾驶员触发比如钥匙插入时，所述操控单元与所述外控单元中断信号连接。这是为了完全交给驾驶员充分的控制权。

所述制冷/制热单元是半导体或压缩机空调时，所述制冷/制热单元的热端或冷端连接并通过底盘车身外构件散发或吸收热量。这是本发明一大创新之处，所述底盘车身外构件中有大量导热率很高的金属存在，而半导体空调或压缩机空调运转时，需要把热量由所述车辆内向外转移会反向转移，无疑需要一个绝佳的向所述车辆外散热的散热器或者集热器，而底盘或车身的外露金属绝佳地可以担当此角色，而不必单独再进行设置而去浪费较多成本，增加很多车重。

所述制冷/制热单元是电阻加热体或半导体空调时，所述车辆的刹车动能经所述车桥、电机、电控回收转变为电能给所述制冷/制热单元供电，以用来制冷或制热。刹车时所述车桥带动所述电机发电，电能经所述电控整理后供给电阻加热体或半导体空调，动能回收效率也比所述电池的电能回收效率要高得多，比如只要电阻加热体存在，多少电能都能被消耗掉而用于加热，刹车能量回收自由度倍增。

图6是带离合、压缩机空调及刹车能量回收功能的实施例图。所述制冷/制热单元是压缩机空调时，所述电机、车桥之间设有离合。停车后所述离合断开与所述车桥的连接，所述电控断开与所述电池的连接，所述电源经由所述电控、电机、离合连接并驱动所述制冷/制热单元。所述制冷/制热单元就不必再单独设置电机和控制器，此乃个人节约了两个部件的费用，因为所述车辆停泊时所述电控、电机就不再承担驱动所述车辆的任务了，断开所述离合后，转而就可以去担任驱动所述制冷/制热单元内的压缩机的任务。

刹车时所述离合连接所述车桥、制冷/制热单元；所述车辆的刹车动能经所述车桥、离合回收给所述制冷/制热单元，把动能传递给所述制冷/制热单元内的压缩机，使之推动介质制冷或制热。这样无论所述蓄冷/蓄热单元温度几何，所述制冷/制热单元内的压缩机都能吸收很多能量来做功，动能回收效率比所述电池的电能回收率要高得多。

图7是蓄冷/蓄热单元介质水排放的实施例图。所述蓄冷/蓄热单元内的介质包括车身骨架、后备箱空气、金属-硅材料、水、防冻液、无机水合物或有机相变材料。所述蓄冷/蓄热单元内的介质包括多种选择，可以是车身骨架，利用车身上不外露也不内露的金属框架来蓄冷/蓄热，可以是后备箱内的空气来提前降温或升温蓄冷、热，车辆行驶时再循环到驾乘人员周围，也可以是金属-硅材料、水、防冻液、无机水合物或有机相变材料等真正的蓄冷/蓄热介质。

媒质是水时，与所述车内环境单元热交换平衡后排放到所述车辆外。这一点也是水作为介质的很大优点，几十公斤水排放之后可有效降低车重，一种情况是在某次行程中，水作为媒质热交换平衡后几乎再无利用价值，可排出车外，从而减轻载荷，节约了所述电池驱动整个所述车辆承运水的能量，也就意味着水的蓄冷/蓄热密度“增加”了近一倍，可先用一部分水后排出去，再用一部分再排出去，在所述车辆全行程中，一开始水可以是满的，最后可以排空，所以其重量可以只算做一半；灵活的运用方式还包括，加水量可视情况而定，行程短可少加些水，行程长可多加些水，初夏不太炎热时可少加些水，盛夏时节可加满水；同理，春秋时不需要空调的季节，水可排空，以降低整车负荷，这同样也意味着水的蓄冷/蓄热密度再“增加”一倍多。至此算来，水的蓄能密度“提升”了4倍以上，这一优点其他介质不具备；甚至还有一种是，某些用户可夏天可加入冰水，冬天加开水。此外，用过的水不排出车外，也是可以再“提升”蓄能密度的，比如某行程所述车辆要到几个地点去办事，那么在每个停靠点，都可再利用外部的所述电源进行蓄冷、热，以蓄热为例，如果采用大功率电阻加热体作为所述制冷/制热单元，加热20公斤水可能仅需5-10分钟，多次被利用就等于蓄能密度也增加了几倍。

所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，与所述车内环境单元后热交换平衡后，作为所述电池、电控、电机的加热或冷却介质使用。冬天，水与所述车内环境单元后热平衡后基本上为25度，比所述电池释热或降温后的温度要高，可用于再给所述电池加热。夏天，这些水完全可以仅在这几十天让所述电控、电机使用水冷，全年其他时间使用风冷就行，这样可节约所述电控、电机的散热外壳的成本、重量。媒质水可滴淋到所述电控的功率器件或所述电机的轴承附近制冷，或流入所述电控、电机的水冷迷宫中为所述电机、电控散热；对所述电池冷却也是可以的。

所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，还设置有水冷空调与所述蓄冷/蓄热单元进行介质连接；所述蓄冷/蓄热单元的媒质水与所述车内环境单元后热交换平衡后，作为所述水冷空调的介质使用。所述水冷空调是一种利用水蒸发制冷的新型空调，结构简单而成本很低，用热交换平衡后废弃的25度的水作为所述水冷空调的介质使用，能够制出的温度更低，可发挥水最后的效益用于制冷甚至是加湿。

图8是蓄冷/蓄热单元余温为电池保温的实施例图。所述蓄冷/蓄热单元为所述电池制冷/制热。用于行程后期，因故而所述蓄冷/蓄热单元余冷或余热较多时，可用于保持所述电池的温度良好。实际上，所述电池的静置和充电时间最长，静置时间甚至超过70％，所述蓄冷/蓄热单元如果有余冷或余热，为静置的所述电池进行保温而防止自放电和硫化会有裨益；行程结束马上充电，所述蓄冷/蓄热单元也应该为所述电池快速制冷/制热，而不必启动较大功率的所述制冷/制热单元。

Claims (16)

1.一种电动汽车温度调节方法，车辆内设置有电池、电控、电机、车桥并顺序连接，制冷/制热单元包括电阻加热体、半导体或压缩机空调，车内环境单元包括驾驶室内空气和车身内饰，所述车辆外设置有电源连接并为所述电池充电，其特征在于，所述电源还连接并驱动所述制冷/制热单元；所述制冷/制热单元连接并为所述蓄冷/蓄热单元、电池、车内环境单元进行制冷或制热；继而所述电源断电后，所述蓄冷/蓄热单元或所述电池连接并向所述车内环境单元释冷或释热。

2.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述电池充电完毕后，所述制冷/制热单元继续为所述电池制冷或制热，所述电池蓄冷或蓄热。

3.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述电源断电后，所述电池优先于所述蓄冷/蓄热单元，向所述车内环境单元释冷或释热到所述电池的最佳放电温度之下或之上的设定温度值。

4.根据权利要求1、2或3所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，还设置有操控单元，所述操控单元根据外部电源容量、预计续行里程、电池剩余能量、预计出行时刻、预计出行时间、车内环境温度、驾乘要求温度、蓄冷/蓄热介质量、蓄冷/蓄热介质温度、电池现有温度、电池需求温度来控制所述电源为所述电池、制冷/制热单元分别提供电能的功率和时序；所述操控单元还控制所述制冷/制热单元、蓄冷/蓄热单元、电池向所述车内环境单元释冷或释热的功率和时序。

5.根据权利要求4所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述车辆外还设有遥控单元与所述操控单元进行无线信号连接。

6.根据权利要求5所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，驾驶员触发时，所述操控单元与所述外控单元中断信号连接。

7.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述制冷/制热单元是半导体或压缩机空调时，所述制冷/制热单元的热端或冷端连接并通过底盘车身外构件散热或吸热。

8.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述制冷/制热单元是电阻加热体或半导体空调时，所述车辆的刹车动能经所述车桥、电机、电控回收转变为电能给所述制冷/制热单元供电。

9.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述制冷/制热单元是压缩机空调时，所述电机、车桥之间设有离合。

10.根据权利要求9所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，停车后，所述离合断开与所述车桥的连接，所述电控断开与所述电池的连接，所述电源经由所述电控、电机、离合连接并驱动所述制冷/制热单元。

11.根据权利要求9所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，刹车时，所述离合连接所述车桥、制冷/制热单元；所述车辆的刹车动能经所述车桥、离合回收给所述制冷/制热单元。

12.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述蓄冷/蓄热单元内的介质包括车身骨架、后备箱空气、金属-硅材料、水、防冻液、无机水合物或有机相变材料。

13.根据权利要求12所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，与所述车内环境单元后热交换平衡后排放到所述车辆外。

14.根据权利要求12所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，与所述车内环境单元后热交换平衡后，作为所述电池、电控、电机的加热或冷却介质使用。

15.根据权利要求12所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述蓄冷/蓄热单元内的媒质是水时，还设置有水冷空调与所述蓄冷/蓄热单元进行介质连接；所述蓄冷/蓄热单元的媒质水与所述车内环境单元后热交换平衡后，作为所述水冷空调的介质使用。

16.根据权利要求1所述的电动汽车温度调节方法，其特征在于，所述蓄冷/蓄热单元为所述电池制冷/制热。