CN105644299A

CN105644299A - 一种用于新能源客车的顶置式空调

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Publication number: CN105644299A
Application number: CN201610097876.1A
Authority: CN
Inventors: 陈旭; 黄定英; 黄�益; 杨磊; 黄荣峰
Original assignee: XIAMEN SONGZHI AUTOMOBILE AIR CONDITIONER CO Ltd; Songz Automobile Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: XIAMEN SONGZHI AUTOMOBILE AIR CONDITIONER CO Ltd; Songz Automobile Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2016-02-23
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2036-02-23
Also published as: CN105644299B

Abstract

本发明一种用于新能源客车的顶置式空调，采用铝合金底壳加玻璃钢盖板的结构以及单元式顶置结构，即将空调主要零部件全部设置在顶置结构里：将控制系统、电源系统及压缩机设置于空调中部；将冷凝部分设置于铝合金底壳的前端：将冷凝器芯体总成平放在铝合金底壳前端，将至少三个冷凝风机设置于冷凝器芯体总成的上方；将蒸发部分设置于铝合金底壳的后端；在蒸发部分的中间设置回风口，在蒸发部分的两侧各设置两个蒸发风机，在蒸发风机与回风口之间设置蒸发器芯体，在铝合金底壳的后端设置新风门。本发明适合新能源客车，尤其是7米左右插电式混合动力客车和电动客车使用，能满足目前市场对新能源客车空调的需求。

Description

一种用于新能源客车的顶置式空调

技术领域

本发明涉及车用空调的设计与制造技术领域，涉及新能源客车空调的设计与制造，具体的是一种用于新能源客车的顶置式空调，尤其适用于7米左右的新能源客车。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源汽车，包括纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车以及其他新能源，如高效储能器、二甲醚汽车。汽车已经成为现代社会不可或缺的交通工具。由于石油危机而引起的对新能源汽车的研究一直为汽车制造与使用大国所重视。随着对环境保护要求的提高，对汽车尾气排放标准的不断严格，新能源汽车已经成了各主要工业国家、各大汽车制造企业竞相研发的项目；不仅研究整车，还研究其关键的零部件，其中就包括新能源客车使用的空调。

传统客车使用的空调一般是由车用发动机传动或者采用独立的发动机作为车用空调的动力，但是，这在插电式混合动力客车和电动客车上已不再适用。而市场上现有的新能源客车空调采用的玻璃钢底壳体积大、份量重，制冷元件多为接头连接，其密封性差，容易引起制冷剂泄露，造成环境污染。此外，现有新能源客车空调的电气元件，如风机等采用的都是交流电，绝缘性差，容易引发安全事故。再者，现有的新能源客车空调使用的是单独的控制系统，遇到特殊路况时会影响整车的运行，存在一定的安全隐患。最后，现有的新能源客车空调的热泵制热有一定的局限性，在某些恶劣环境下效果较差。

本发明所涉述的新能源客车主要是指7米左右的插电式混合动力客车和电动客车。目前，国内适合所述新能源客车专用的空调产品技术还不成熟，缺点较多，但是，市场的需求却是明显的、迫切的。

发明内容

本发明的目的在于解决上述不足，提供一种用于新能源客车的顶置式空调，它主要适用于7米左右插电式混合动力客车和电动客车使用，能满足市场对所述新能源客车空调的需求。

为实现上述的目的，本发明采用了以下技术方案。

一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，采用铝合金底壳加玻璃钢盖板的结构以及单元式顶置结构，即将空调主要零部件全部设置在一个顶置结构里：将控制系统、电源系统及压缩机设置于空调的中部，在空调中部形成压缩机腔和控制腔；将冷凝部分设置于所述铝合金底壳的前端：将冷凝器芯体总成平放在所述铝合金底壳前端，将至少三个冷凝风机设置于所述冷凝器芯体总成的上方；将蒸发部分设置于所述铝合金底壳的后端；在所述蒸发部分的中间设置回风口，在所述蒸发部分的两侧各至少设置两个蒸发风机，在所述蒸发风机与所述回风口之间设置蒸发器芯体，在铝合金底壳的后端设置新风门。

一种用于新能源客车的顶置式空调，含有铝合金底壳、玻璃钢盖板、冷凝器芯体总成和冷凝风机、蒸发器芯体总成和蒸发风机以及压缩机部分；其特征在于，所述铝合金底壳包括右边梁、前端板、前底板、右底板、后端板、后底板、左底板和左边梁：设置冷凝器部分——包括冷凝器芯体总成和冷凝风机的底壳部分采用无底壳结构，由左边梁和右边梁完成对所述结构的支撑；设置压缩机部分——包括单向阀、电动涡旋压缩机、四通换向阀、气液分离器和连接管路的底壳由铝合金支架和横梁构成；设置蒸发器部分——包括蒸发风机、干燥器、热力膨胀阀、视液镜、电控盒和蒸发器芯体总成的底壳由前端板、后端板、前底板、后底板、左底板和右底板拼接构成；将出风口设置在左底板和右底板上；将回风口设置在左底板、右底板、前底板和后底板上；将冷凝器芯体总成呈水平状通过冷凝器端板直接悬空固定在左边梁与右边梁之间的无底壳结构上，在冷凝器左端板和右端板上开有进风孔；将电动涡旋压缩机、四通换向阀、气液分离器和电控盒通过铝合金支架结构直接固定在铝合金底壳的横梁上；将蒸发器芯体总成通过蒸发器芯体支架和蒸发器芯体后连接板与铝合金底壳连接并固定；将PTC热敏电阻设置在蒸发器芯体总成的两侧，直接与蒸发器芯体端板连接并固定；在铝合金底壳的后端板上设置新风门。

进一步，所述铝合金底壳由5系列铝材制作的各部件拼焊而成。

进一步，所述冷凝风机采用抽风型无刷风机。

进一步，所述蒸发风机采用直流无刷风机。

进一步，在空调的前后设有导流罩，因此，安装时必须将冷凝器安装在车体前面。

进一步，所述电控盒采用PLC控制技术，控制电源使用DC24V安全电压，能实现电动客车空调的变频运行。

进一步，本发明采用三级绝缘的绝缘方式，将高压部件与空调系统进行绝缘，提高了安全性。

进一步，本发明采用φ7mm内螺纹铜管及变流程的管片式换热器，能在换热器面积减小的情况下提高传热效率，实现更高的能效比和更低的电耗。

本发明一种用于新能源客车的顶置式空调的积极效果是：

（1）采用无底壳铝合金底壳与玻璃钢盖板结合的形式以及单元式顶置结构，将主要零部件全部设置在顶置结构里，没有需要设置在车身里的管路结构，制冷剂充注量大幅减少但泄露的可能却大大降低，且装配性和维修性好。

（2）空调的厚度和重量明显降低，但使用功率不减，能在特殊路况，如堵车、爬坡、能耗下降时自动调整空调运行状态，不影响汽车的运行。

（3）是一种适合新能源客车使用的，尤其是适合7米左右插电式混合动力客车和电动客车使用的顶置式空调，能满足目前市场对新能源客车空调的需求。

附图说明

图1为本发明一种用于新能源客车的顶置式空调的外形结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的仰视图。

图4是图1的后视图。

图5为本发明一种用于新能源客车的顶置式空调的内部结构布置图。

图6为铝合金底壳的结构示意图。

图中的标号分别为：

1、铝合金底壳；2、玻璃钢盖板；

3、冷凝器芯体总成；4、冷凝风机；

5、单向阀；6、电动涡旋压缩机；

7、四通换向阀；8、气液分离器；

9、蒸发风机；10、干燥器；

11、热力膨胀阀；12、视液镜；

13、电控盒；14、蒸发器芯体总成；

15、新风门；16、右边梁；

17、前端板；18、前底板；

19、右底板；20、后端板；

21、后底板；22、左底板；

23、左边梁；24、导流罩；

25、进风孔；26、PTC热敏电阻；

27、蒸发器芯体支架；28、蒸发器芯体后连接板；

29、冷凝器端板；30、回风口；

31、出风口。

具体实施方式

以下结合附图进一步解释本发明一种用于新能源客车的顶置式空调的具体实施方式，但是应该指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

参见图1和图4。一种用于新能源客车的顶置式空调，含有铝合金底壳1、玻璃钢盖板2、冷凝器芯体总成3、冷凝风机4、单向阀5、电动涡旋压缩机6、四通换向阀7、气液分离器8、蒸发风机9、干燥器10、热力膨胀阀11、视液镜12、电控盒13、蒸发器芯体总成14、新风门15、右边梁16、前端板17、前底板18、右底板19、后端板20、后底板21、左底板22、左边梁23、导流罩24、进风孔25。本发明的主要设计思路为：采用铝合金底壳1加玻璃钢盖板2的结构以及单元式顶置结构，即将主要零部件全部设置在顶置结构里，在车身无空调管路的设置；将控制系统、电源系统及压缩机设置于空调的中部，在空调中部形成压缩机腔和控制腔；将冷凝部分设置于所述铝合金底壳1的前端；将蒸发部分设置于所述铝合金底壳1的后端；在所述蒸发部分的中间设置回风口30，在所述蒸发部分的两侧各设置两个蒸发风机9，在所述蒸发风机9与所述回风口30之间设置蒸发器。

所述铝合金底壳1包括右边梁16、前端板17、前底板18、右底板19、后端板20、后底板21、左底板22和左边梁23（参见图6），采用由5系列铝材制作的零件拼焊而成，可降低板材厚度，便于冷凝器腔、压缩机腔及控制腔采取无底壳设计，大幅度减轻空调重量。在所述铝合金底壳1上，设置冷凝器芯体总成3、冷凝风机4的底壳部分采用无底壳结构，由左边梁23和右边梁16完成对所述结构的支撑。压缩机部分，包括单向阀5、电动涡旋压缩机6、四通换向阀7、气液分离器8和连接管路的底壳由铝合金支架和横梁构成。设置蒸发器部分，包括蒸发风机9、干燥器10、热力膨胀阀11、视液镜12、电控盒13和蒸发器芯体总成14的底壳由前端板17、后端板20、前底板18、后底板21、左底板22和右底板19拼接构成。将出风口31（参见图4）设置在所述左底板22和所述右底板19上；将回风口30（参见图4）设置在所述左底板22、右底板19、前底板18和后底板21上。

将所述冷凝器芯体总成3呈水平状通过冷凝器端板29（参见图5）直接悬空固定在所述左边梁23与所述右边梁16之间的无底壳结构上，在冷凝器左端板和右端板上开有进风孔25（参见图3）。所述冷凝器芯体总成3能从下方四面进风，能有效利用迎面风速提高换热效率，却不提高结构的高度。所述进风经由所述冷凝器芯体总成3对流换热后，由抽风式冷凝风机4从空调上方排出。

将所述电动涡旋压缩机6、四通换向阀7、气液分离器8和电控盒13通过铝合金支架结构直接固定在所述铝合金底壳1的横梁上。

将所述蒸发器芯体总成14通过蒸发器芯体支架27（参见图6）和蒸发器芯体后连接板28（参见图6）与所述铝合金底壳1连接并固定。将PTC热敏电阻26（参见图5）设置在所述蒸发器芯体总成14的两侧，直接与蒸发器芯体总成14（参见图5）连接并固定。所述蒸发器芯体总成14从空调中间的回风口30（参见图4）吸入车厢内的空气，经过并排对称设置的蒸发器芯体再由所述蒸发风机9将与蒸发器芯体对流换热后的冷空气从空调两侧吹入车厢内，从而完成整个空调系统的空气循环。

在所述铝合金底壳1的后端板20上设置新风门15，车外新风经由所述新风门15从车外吸入新鲜空气进入回风口30（参见图4），与车内的回风混合后经由并排对称设置的蒸发器芯体，再由所述蒸发风机9将与蒸发器芯体对流换热后的冷空气从空调两侧吹入车厢内，从而达到更换车内新风状态的目的。

本发明在实施中，通过采用的直流电动涡旋压缩机6可实现自动变频调速，高效节能；所述冷凝风机4采用抽风型无刷风机，所述蒸发风机9采用直流无刷风机，能实现自动变频调速。本发明采用φ7mm内螺纹铜管及变流程的管片式换热器，在制冷元件之间采用铜管连接，铜管的接口处用焊接的方式密封。在空调的前后设有导流罩24（参见图2），因此，空调安装时必须将冷凝器安装在车体前面。

本发明电气部分的电控盒13采用云控制技术，控制电源使用DC24V安全电压，可实现远程监控；通讯方式采用CAN总线技术，方便对空调数据的采集及与整车数据的交换。在空调高压直流电输入端采用了上电自动检测技术，可有效防止欠压、过压或电路异常对空调电路的损坏；在高低压管路上设有高低压力及泄压保护装置，提高空调使用的安全性。

本发明采用成熟的热泵技术加PTC辅助加热的形式，使新能源客车的顶置式空调能在特殊路况，如堵车、爬坡、能耗下降时自动调整空调运行状态，不影响汽车运行。

本发明一种用于新能源客车的顶置式空调的基本制冷运行方式为：

低压气态制冷剂经金属波纹回气软管进入电动涡旋压缩机6；制冷剂经电动涡旋压缩机6压缩后形成高温高压气体，经波纹排气软管、单向阀5后通过四通换向阀7进入冷凝器芯体，在冷凝风机4强制冷凝器芯体与空气热交换下，高温高压制冷剂气体在冷凝器内被冷却成中温高压的液体；中温高压的液体经干燥器10干燥过滤后进入热力膨胀阀11，并通过热力膨胀阀11节流后由分液头均匀分液后进入蒸发器芯体，在蒸发风机9强制蒸发器芯体与车厢内循环空气热交换后实现制冷，低温低压的制冷剂气液两相流体在蒸发器内膨胀、吸收热量后变成低温低压气体，再通过四通换向阀7进入气液分离器8，最后通过金属波纹回气软管被吸入压缩机，实现基本的制冷循环。

Claims

1.一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，采用铝合金底壳（1）加玻璃钢盖板（2）的结构以及单元式顶置结构，即将空调主要零部件全部设置在一个顶置结构里：将控制系统、电源系统及压缩机设置于空调的中部，在空调中部形成压缩机腔和控制腔；将冷凝部分设置于所述铝合金底壳（1）的前端：将冷凝器芯体总成（3）平放在所述铝合金底壳（2）前端，将至少三个冷凝风机（4）设置于所述冷凝器芯体总成（3）的上方；将蒸发部分设置于所述铝合金底壳（1）的后端；在所述蒸发部分的中间设置回风口（30），在所述蒸发部分的两侧各至少设置两个蒸发风机（9），在所述蒸发风机（9）与所述回风口（30）之间设置蒸发器芯体，在铝合金底壳（1）的后端设置新风门（15）。

2.一种用于新能源客车的顶置式空调，含有铝合金底壳（1）、玻璃钢盖板（2）、冷凝器芯体总成（3）和冷凝风机（4）、蒸发器芯体总成（14）和蒸发风机（9）以及压缩机部分；其特征在于，所述铝合金底壳（1）包括右边梁（16）、前端板（17）、前底板（18）、右底板（19）、后端板（20）、后底板（21）、左底板（22）和左边梁（23）：设置冷凝器部分——包括冷凝器芯体总成（3）和冷凝风机（4）的底壳部分采用无底壳结构，由左边梁（23）和右边梁（16）完成对所述结构的支撑；设置压缩机部分——包括单向阀（5）、电动涡旋压缩机（6）、四通换向阀（7）、气液分离器（8）和连接管路的底壳由铝合金支架和横梁构成；设置蒸发器部分——包括蒸发风机（9）、干燥器（10）、热力膨胀阀（11）、视液镜（12）、电控盒（13）和蒸发器芯体总成（14）的底壳由前端板（17）、后端板（20）、前底板（18）、后底板（21）、左底板（22）和右底板（19）拼接构成；将出风口设置在左底板（22）和右底板（19）上；将回风口设置在左底板（22）、右底板（19）、前底板（18）和后底板（21）上；将冷凝器芯体总成（3）呈水平状通过冷凝器端板直接悬空固定在左边梁（23）与右边梁（16）之间的无底壳结构上，在冷凝器左端板和右端板上开有进风孔（25）；将电动涡旋压缩机（6）、四通换向阀（7）、气液分离器（8）和电控盒（13）通过铝合金支架结构直接固定在铝合金底壳（1）的横梁上；将蒸发器芯体总成（14）通过蒸发器芯体支架和蒸发器芯体后连接板与铝合金底壳（1）连接并固定；将PTC热敏电阻设置在蒸发器芯体总成（14）的两侧，直接与蒸发器芯体端板连接并固定；在铝合金底壳（1）的后端板（20）上设置新风门（15）。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，所述铝合金底壳（1）由5系列铝材制作的各部件拼焊而成。

4.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，所述冷凝风机（4）采用抽风型无刷风机。

5.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，所述蒸发风机（9）采用直流无刷风机。

6.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，在空调的前后设有导流罩（24），因此，安装空调时必须将冷凝器安装在车体前面。

7.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，所述电控盒（13）采用PLC控制技术，控制电源使用DC24V安全电压，能实现电动客车空调的变频运行。

8.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，本发明采用三级绝缘的绝缘方式，将高压部件与空调系统进行绝缘，提高了安全性。

9.根据权利要求2所述的一种用于新能源客车的顶置式空调，其特征在于，本发明采用φ7mm内螺纹铜管及变流程的管片式换热器，能在换热器面积减小的情况下提高传热效率，实现更高的能效比和更低的电耗。