CN106739926A - 一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统 - Google Patents

一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统 Download PDF

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黄智�
孙磊
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，可以同时对乘客舱、电池包冷却，又可以分别单独对乘员舱、电池包冷却，空调系统控制器与整车采用CAN通信命令交互，可以随时读取各位置温度，响应整车空调命令，控制开关涡旋压缩机、第一电磁阀、水循环电机、蒸发器风机以及调节第二电磁阀等动作，既保证了乘客舱的制冷需求，又满足电池包的制冷需求；同时，电池包制冷管道架设方便，灵活可调，整套空调系统既可独立工作,也可以一起工作,采用开关型电磁阀与角度型电磁阀,结合变频涡旋压缩机的特点，保证空调系统的高效使用,节能降耗,可以进一步提高整车续航能力；本发明系统移植性好，液冷管路布置简单,系统控制方便。

Description

一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统
技术领域
本发明属于汽车空调技术领域，涉及一种电动汽车空调系统，具体是一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统。
背景技术
随着电动汽车的普及和推广,尤其近几年新技术的出现和国家对新能源车的大力扶持,新能源车的市场占有率越来越高,新能源车越来越成市民参考和选择的目标,但同时市民对新能源车的要求也随之提高.尤其安全性和驾乘的舒适性是首要的考虑因素,其中电池的安全和夏天制冷需求尤其重要。
目前，市场上电动车的空调系统主要分为两种:一种是只供给乘员舱制冷的风冷空调系统,还有一种是给乘员舱和电池包同时制冷的风冷空调系统。
电动汽车续航里程的要求越来越高,汽车的电池包也越来越大,整车的安装密度也越来越高.在极限工况下,如连续高速行驶\三伏天行驶\高温连续行驶后快速充电,电池包的温度会很快升高,温度对电池包是个巨大的考验。仔细研究两种技术的空调系统,第一种功能相对单一,只能对乘员舱进行制冷,满足驾乘人员的需求,无法对电池包进行散热,极限工况下存在着巨大的风险；第二种同时供冷,虽然可以对电池包的散热,但是由于风冷的热容比低,风吹向的垂直特性,冷量衰减快,对风道的设计较难,真实散热效果差,效率低,管路布置过长,导致电池的温度差异过大,同时会分流掉不少空调的冷量,驾乘体验舒适度降低。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，采用液态循环和加风循环联合制冷，既能满足驾乘时的温度舒适性,又可以控制电池包温度,大大提高汽车安全性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，包括依次相连的涡旋压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述的膨胀阀通过液体管分别连接乘客舱蒸发器和电池包蒸发器；
所述的乘客舱蒸发器通过风管分别连接蒸发器风机和出风口；
所述的电池包蒸发器通过水管分别连接水循环电机和电池包散热器；
所述的乘客舱蒸发器通过第一电磁阀连接涡旋压缩机；
所述的电池包蒸发器通过第二电磁阀连接涡旋压缩机；
所述的涡旋压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、蒸发器风机以及水循环电机均与控制器通信连接，通过控制器控制打开或关闭。
进一步地，所述的第一电磁阀采用开关型电磁阀。
进一步地，所述的第二电磁阀采用角度型电磁阀。
进一步地，所述的控制器通过CAN总线连接电动汽车主系统，采用CAN通信命令交互。
本发明的有益效果：本发明提供了一种可以同时对乘客舱、电池包冷却，又可以分别单独对乘员舱、电池包冷却的空调系统，空调系统控制器与整车采用CAN通信命令交互，可以随时读取各位置温度，响应整车空调命令，控制开关涡旋压缩机、第一电磁阀、水循环电机、蒸发器风机以及调节第二电磁阀等动作，既保证了乘客舱的制冷需求，又满足电池包的制冷需求；同时，电池包制冷管道架设方便，灵活可调，整套空调系统既可独立工作,也可以一起工作,采用开关型电磁阀与角度型电磁阀,结合变频涡旋压缩机的特点，保证空调系统的高效使用,节能降耗,可以进一步提高整车续航能力；本发明系统移植性好，液冷管路布置简单,系统控制方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机作为制冷的主要执行装置，将气态制冷剂压缩成高温高压的制冷剂气体，并驱使制冷剂在空调系统中循环流动。
涡旋压缩机通过压缩机排气管连接冷凝器，将高温高压的制冷剂气体输出到冷凝器，高温高压的制冷剂气体在冷凝器内进行散热、降温、冷凝后成为中温高压的液态制冷剂。
冷凝器通过液体管连接膨胀阀，将中温高压的液态制冷剂输出到膨胀阀，中温高压的液态制冷剂在膨胀阀内释放成为低温低压的液态冷剂。
膨胀阀通过液体管分别连接乘客舱蒸发器和电池包蒸发器，将低温低压液态制冷剂分别送入乘客舱蒸发器和电池包蒸发器内。
乘客舱蒸发器通过风管分别连接蒸发器风机和乘客舱的出风口，蒸发器风机、乘客舱蒸发器以及出风口构成空调系统的加风循环装置，制冷时，乘客舱蒸发器温度持续降低，吸收在蒸发器风机工作下流经乘客舱蒸发器的空气热量，使其周围空气温度降低，通过出风口向乘客舱输出冷风，将冷量传输到乘客舱,满足驾乘人员的制冷需求。
电池包蒸发器通过水管分别连接水循环电机和电池包散热器，水循环电机、电池包蒸发器以及电池包散热器构成空调系统的液态循环装置，制冷时，电池包蒸发器温度持续降低，吸收在水循环电机工作下流经电池包蒸发器的水热量，使其周围水温度降低，冷水流经电池包散热器升温后回到水循环电机，将冷量传输到电池包,满足电池的制冷需求。
乘客舱蒸发器通过第一电磁阀连接涡旋压缩机，低温低压液态制冷剂在乘客舱蒸发器内吸热后成为气态制冷剂经过第一电磁阀回到涡旋压缩机内，第一电磁阀采用开关型电磁阀，根据空调系统的实际工作状况打开或者关闭电磁阀。
电池包蒸发器通过第二电磁阀连接涡旋压缩机，低温低压液态制冷剂在电池包蒸发器内吸热后成为气态制冷剂经过第二电磁阀回到涡旋压缩机内，第二电磁阀采用角度型电磁阀，根据空调系统的工作状态调整电磁阀打开的角度或者关闭。
涡旋压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、蒸发器风机以及水循环电机均与控制器通信连接，通过控制器控制打开或关闭，控制器通过CAN总线连接电动汽车主系统，采用CAN通信命令交互，可以随时读取各位置温度，响应整车空调命令，控制开关涡旋压缩机、第一电磁阀、水循环电机、蒸发器风机以及调节第二电磁阀等动作。
本发明工作时分为三种工作模式，单乘客舱需求制冷、单电池需求制冷以及同时需求制冷。单乘员舱需求制冷时，控制器控制开启涡旋压缩机和第一电磁阀，关闭第二电磁阀，开启蒸发器风机，关闭水循环电机，制冷剂经涡旋压缩机、冷凝器、膨胀阀、乘客舱蒸发器、第一电磁阀形成回路，通过乘客舱蒸发器将蒸发器风机输送的热空气变成冷风经出风口输出，对乘客舱进行降温。
单电池需求制冷时，控制器控制开启涡旋压缩机，关闭第一电磁阀，开启第二电磁阀，关闭蒸发器风机，开启水循环电机，制冷剂经涡旋压缩机、冷凝器、膨胀阀、电池包蒸发器、第二电磁阀形成回路，通过电池包蒸发器将水循环电机输送的水变成冷水送入电池包散热器，将冷量传输到电池包，对电池进行降温。
同时需求制冷时，开启涡旋压缩机，开启第一电磁阀，调节第二电磁阀的角度，开启蒸发器风机，开启水循环电机，制冷剂分两路分别对乘客舱和电池包进行降温，根据电池温度调节第二电磁阀打开角度的大小。控制器依据CAN总线传送的命令控制启停涡旋压缩机,根据乘客舱以及电池温度调节涡旋压缩机的工作转速和第二电磁阀的角度。
本发明提供了一种可以同时对乘客舱、电池包冷却，又可以分别单独对乘员舱、电池包冷却的空调系统，空调系统控制器与整车采用CAN通信命令交互，可以随时读取各位置温度，响应整车空调命令，控制开关涡旋压缩机、第一电磁阀、水循环电机、蒸发器风机以及调节第二电磁阀等动作，既保证了乘客舱的制冷需求，又满足电池包的制冷需求；同时，电池包制冷管道架设方便，灵活可调，整套空调系统既可独立工作,也可以一起工作,采用开关型电磁阀与角度型电磁阀,结合变频涡旋压缩机的特点，保证空调系统的高效使用,节能降耗,可以进一步提高整车续航能力；本发明系统移植性好，液冷管路布置简单,系统控制方便。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，包括依次相连的涡旋压缩机、冷凝器和膨胀阀，其特征在于：所述的膨胀阀通过液体管分别连接乘客舱蒸发器和电池包蒸发器；
所述的乘客舱蒸发器通过风管分别连接蒸发器风机和出风口；
所述的电池包蒸发器通过水管分别连接水循环电机和电池包散热器；
所述的乘客舱蒸发器通过第一电磁阀连接涡旋压缩机；
所述的电池包蒸发器通过第二电磁阀连接涡旋压缩机；
所述的涡旋压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、蒸发器风机以及水循环电机均与控制器通信连接，通过控制器控制打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，其特征在于：所述的第一电磁阀采用开关型电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，其特征在于：所述的第二电磁阀采用角度型电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车双蒸发器联合制冷空调系统，其特征在于：所述的控制器通过CAN总线连接电动汽车主系统，采用CAN通信命令交互。
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