CN108263164A - 一种汽车空调系统及其散热装置 - Google Patents

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Abstract

一种汽车空调系统及其散热装置，该汽车空调系统包括至少一驱动器、电驱动压缩机和一散热装置，所述驱动器与所述电驱动压缩机电性连接且用于驱动所述电驱动压缩机，所述散热装置与所述电驱动压缩机的一冷媒管连接，所述散热装置与所述驱动器接触并用于对所述驱动器散热。该汽车空调电气系统的散热装置包括：上板，所述驱动器安装在所述上板的一表面；下板，对应于所述上板设置，并与所述上板连接；以及蛇形盘管，与所述电驱动压缩机的所述冷媒管直接连通，所述上板和/或所述下板形成至少一用于容置所述蛇形盘管的凹槽，所述下板与所述上板连接后共同夹持固定所述蛇形盘管。

Description

一种汽车空调系统及其散热装置
技术领域
本发明涉及一种空调系统及其散热装置，特别是一种汽车空调系统及其散热装置。
背景技术
近几年，随着国家对新能源产业的鼓励和支持，越来越多的汽车厂家推出纯电动客车，并在很多城市得到广泛应用。纯电动客车多采用低噪音、节能的变频空调以满足乘客对乘坐环境舒适性的要求。
空调系统一般安装在客车车顶，但因车顶安装空间限制，变频空调所用压缩机和风机驱动器一般要求外形扁平化且水平安装。另外，因夏天客车车顶直接暴露在阳光中，空调驱动器工作环境温度一般较高，这对汽车空调驱动器的散热提出比较高的要求。
目前，空调驱动器散热装置一般采用以下两种方式：
一.铝散热片自然冷却型
图1为现有技术铝散热片自然冷却结构示意图。在图1中，将汽车空调驱动器中主要发热器件10(如IGBT功率模组等)紧贴安装于铝散热片20之上，当汽车空调工作时，发热器件10所产生的热传导至铝散热片20之上，利用铝散热片20的较大散热面积将热散发到周围环境中。
此种散热结构的散热能力取决于散热片的散热面积，因此需要增加散热片鳍片30的长度和数量。导致整个驱动器的体积(散热片为驱动器的一部分)增大，汽车空调驱动器安装场所的空间较难容纳。
另外，采用此种铝散热片自然冷却方式的散热装置在水平安装时，难以利用自然对流进行散热，散热效率较差。
二.铝散热片风扇强冷型
图2为现有技术铝散热片风扇强冷结构示意图。在图2中，将汽车空调驱动器中主要发热器件10(如IGBT功率模组等)紧贴安装于铝散热片20之上，且在铝散热片20上安装风扇40，使风扇40的出风可吹拂到散热片鳍片30表面，增强整个散热系统的散热能力。
当汽车空调工作时，发热器件10所产生的热传导至铝散热片20及其鳍片30之上，利用风扇40的强制吹风将铝散热片20上的热量强行快速散发到周围环境中。
此种散热结构的散热能力取决于散热片的散热面积和风扇风量，散热风扇的存在会产生运行噪音，影响舒适度，且风扇的寿命一般小于电动客车厂家所要求的汽车空调驱动器的寿命。
另外，汽车空调系统安装于车顶之上，运行较长时间后，汽车空调驱动器周围容易堆积灰尘，影响风扇的寿命和整个散热系统的散热效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种汽车空调系统及其散热装置，以有效散热并能节省安装空间。
为了实现上述目的，本发明提供了一种汽车空调系统，包括至少一驱动器、电驱动压缩机和一散热装置，其中，所述驱动器与所述电驱动压缩机电性连接且用于驱动所述电驱动压缩机，所述散热装置与所述电驱动压缩机的一冷媒管连接，所述散热装置与所述驱动器接触并用于对所述驱动器散热。
上述的汽车空调系统，其中，所述散热装置包括：
上板，所述驱动器安装在所述上板；
下板，对应于所述上板设置，并与所述上板连接；以及
散热管，夹设于所述上板和所述下板之间，并与所述电驱动压缩机的冷媒管直接连通，所述冷媒管中充填有流体冷凝液，所述流体冷凝液流经所述散热管，并通过所述散热管与所述上板和/或所述下板进行热交换。
上述的汽车空调系统，其中，所述散热管为蛇形盘管，所述上板设置有用于所述蛇形盘管安装的上凹槽，所述上凹槽为U形槽并位于与所述驱动器相对的一侧，所述下板为平板结构，所述下板与所述上板连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。
上述的汽车空调系统，其中，所述散热管为蛇形盘管，所述下板设置有用于所述蛇形盘管安装的下凹槽，所述下凹槽为U形槽并位于与所述上板相邻的一侧，所述上板为平板结构，所述上板与所述下板连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。
上述的汽车空调系统，其中，所述U形槽的槽宽为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍。
上述的汽车空调系统，其中，所述散热管为蛇形盘管，所述上板与所述驱动器相对的一侧设置有用于所述蛇形盘管安装的上凹槽，所述下板与所述上板相邻的一侧设置有用于所述蛇形盘管安装的下凹槽，所述上凹槽和所述下凹槽均为U形槽，所述上板与所述下板连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。
上述的汽车空调系统，其中，所述上凹槽和所述下凹槽的槽宽均为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍，所述上凹槽与所述下凹槽的槽深之和为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍。
上述的汽车空调系统，其中，所述散热管夹设于所述上板和下板之间形成的多个槽道，所述多个槽道为直线且彼此平行。
上述的汽车空调系统，其中，所述散热管的至少一弯折部外露于所述多个槽道。
上述的汽车空调系统，其中，所述驱动器和所述散热装置安装于一电动汽车，所述电动汽车包含一电池，所述电池与所述驱动器电性连接。
上述的汽车空调系统，其中，所述驱动器和所述散热装置安装于所述电动汽车的顶部，所述汽车空调系统用于调节所述电动汽车内的温度。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种汽车空调电气系统的散热装置，与汽车空调电气系统的一驱动器连接且用于对所述驱动器散热，其中，所述散热装置与所述汽车空调系统的电驱动压缩机通过一冷媒管直接连接，所述散热装置包括：
上板，所述驱动器安装在所述上板的一表面；
下板，对应于所述上板设置，并与所述上板连接；以及
蛇形盘管，与所述电驱动压缩机的所述冷媒管直接连通，所述上板和/或所述下板形成至少一用于容置所述蛇形盘管的凹槽，所述下板与所述上板连接后共同夹持固定所述蛇形盘管。
上述的散热装置，其中，所述蛇形盘管与所述凹槽之间还设置有导热材料。
本发明的技术效果在于：
本发明使用时将驱动器散热装置中的盘管接入汽车空调系统的冷媒管，发热器件产生的热量通过盘管板传给盘管，再通过盘管传给冷媒，因冷媒的温度低，故可以带走绝大部分热量，保证驱动器工作在一个适合的环境温度下。具体包括如下优点：
1、散热装置的散热部分可以省去鳍片，并且可以无需额外添加风扇，从而使得产品体积较小，并且结构简单；
2、装置中可以无风扇，装置运行时噪音较低，并且避免了频繁地维护风扇，降低了维护成本；
3、散热效率高，由于冷媒温度低，冷媒在盘管内流动可不断地带走发热器件产生的热量；
4、冷媒来源便捷，利用了汽车空调系统原有的压缩机，无需额外增加冷媒的储存装置，改造方便；
5、可使汽车空调驱动器外形扁平化，并能水平安装，符合汽车空调系统对驱动器的要求。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为现有技术铝散热片自然冷却结构示意图；
图2为现有技术铝散热片风扇强冷结构示意图；
图3为本发明一实施例的汽车空调系统示意图；
图4为本发明一实施例的散热装置结构示意图；
图5为图4的爆炸图；
图6为本发明另一实施例的散热装置爆炸图；
图7为本发明又一实施例的散热装置爆炸图。
其中，附图标记
现有技术
10 发热器件
20 铝散热片
30 鳍片
40 风扇
本发明
1 驱动器
2 电驱动压缩机
3 散热装置
31 上板
32 下板
33 散热管
34 上凹槽
35 下凹槽
4 冷媒管
5 汽车空调腔体
6 发热器件
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
参见图3，图3为本发明一实施例的汽车空调系统示意图。本发明的汽车空调系统，包括至少一驱动器1(未示出)、电驱动压缩机2和一散热装置3，所述驱动器1与所述电驱动压缩机2电性连接且用于驱动所述电驱动压缩机2，所述散热装置3与所述电驱动压缩机2的一冷媒管4连接，所述散热装置3与所述驱动器1(例如驱动器中的主要发热器件6，如IGBT功率模块等)接触并用于对所述驱动器1散热。其中，所述驱动器1和所述散热装置3安装于一电动汽车，所述电动汽车包含一电池，所述电池与所述驱动器1电性连接。本实施例中，所述驱动器1和所述散热装置3优选安装于所述电动汽车的顶部。因该汽车空调系统其他部分的组成、结构、相互位置关系、连接关系、工作原理及功用等均为较成熟的现有技术，故在此不再赘述，下面仅对本发明的散热装置3予以详细说明。
参见图4及图5，图4为本发明一实施例的散热装置结构示意图，图5为图4的爆炸图。本实施例中，所述散热装置3包括：上板31，所述驱动器1安装在所述上板31上；下板32，对应于所述上板31设置，并与所述上板31连接；以及散热管33，夹设于所述上板31和所述下板32之间，并与所述电驱动压缩机2的冷媒管4直接连通，所述冷媒管4中充填有流体冷凝液，所述流体冷凝液流经所述散热管33，并通过所述散热管33与所述上板31和/或所述下板32进行热交换。其中，所述散热管33优选为蛇形盘管，所述上板31上设置有用于所述蛇形盘管安装的上凹槽34，所述上凹槽34为U形槽并位于与所述驱动器1相对的一侧，所述下板32为平板结构，所述下板32与所述上板31连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。发热器件6，例如功率器件IGBT，是驱动器1的一部分，与驱动器1的其他部件电性连接，驱动器1的其他部件未示出。
参见图6，图6为本发明另一实施例的散热装置3爆炸图。在该实施例中，所述散热管33为蛇形盘管，表面平整光滑，也可采用汽车空调系统现有的冷媒管4延伸弯折而成，则延伸弯折的部分可被视为散热管33。所述下板32上设置有用于所述蛇形盘管安装的下凹槽35，所述下凹槽35为U形槽并位于与所述上板31相邻的一侧，U形口边缘可设置倒角，下凹槽35表面平整光滑，所述上板31为平板结构，表面平整，起固定、安装以及承载的作用，所述上板31与所述下板32连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。在上述实施例中，所述U形槽的槽宽均可优选为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍，上凹槽34或下凹槽35与散热管33之间均为紧配合，蛇形盘管安装后，蛇形盘管的最高处例如超出盘管板平面0.3～0.5mm。
参见图7，图7为本发明又一实施例的散热装置爆炸图。在该实施例中，所述散热管33为蛇形盘管，所述上板31与所述驱动器1相对的一侧设置有用于所述蛇形盘管安装的上凹槽34，所述下板32与所述上板31相邻的一侧设置有用于所述蛇形盘管安装的下凹槽35，所述上凹槽34和所述下凹槽35均为U形槽，但本发明并不以此为限。所述上板31与所述下板32连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。在本实施例中，所述上凹槽34和所述下凹槽35的槽宽均优选为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍，所述上凹槽34与所述下凹槽35的槽深之和优选为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍。
或者，也可采用所述散热管33夹设于所述上板31和下板32之间形成的多个槽道，所述多个槽道为直线且彼此平行的结构。其中，所述散热管33的至少一弯折部外露于所述多个槽道。
其中，为了提高热传导的效率，所述蛇形盘管与所述上凹槽34、下凹槽35或槽道之间还可设置有导热材料，例如导热膏，导热硅胶片，导热相变材料，导热硅胶布，导热硅脂，导热胶等，用于填充蛇形盘管与上凹槽34、下凹槽35或槽道之间的间隙，并减小蛇形盘管与上凹槽34、下凹槽35或槽道之间的热阻。
本发明在使用时，将散热装置3中的散热管33与汽车空调系统的冷媒管4连接，发热器件6产生的热量通过上板31和下板32传给散热管33，再通过散热管33传给冷媒，因冷媒的温度非常低，故可以带走绝大部分热量，从而可以减小热量散发到空调驱动器1所在的腔体中，保证驱动器1工作在一个较低的环境温度下。
安装时，先将散热装置3的下板32(或上板31，即带凹槽的板)安装在汽车空调腔体5中，然后在下板32(或上板31)的凹槽(即上凹槽34或下凹槽35)中添加用于填充盘管和凹槽间隙的导热材料，然后将散热管33安装在下板32(或上板31)的凹槽中，之后将驱动器1安装在对应的上板31或下板32上，并连同该上板31或下板32一起采用螺丝，螺母等方式将散热管33的下板32(或上板31)进行锁紧固定，使上板31与下板32之间紧密贴合(因为上板31与下板32之间紧密贴合，蛇形盘管超出上板31或下板32的凹槽平面，故散热管33可通过上、下板32进行压紧固定)，如此便完成了驱动器1与散热装置3的安装。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种汽车空调系统，包括至少一驱动器、电驱动压缩机和一散热装置，其特征在于，所述驱动器与所述电驱动压缩机电性连接且用于驱动所述电驱动压缩机，所述散热装置与所述电驱动压缩机的一冷媒管连接，所述散热装置与所述驱动器接触并用于对所述驱动器散热。
2.如权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述散热装置包括：
上板，所述驱动器安装在所述上板；
下板，对应于所述上板设置，并与所述上板连接；以及
散热管，夹设于所述上板和所述下板之间，并与所述电驱动压缩机的冷媒管直接连通，所述冷媒管中充填有流体冷凝液，所述流体冷凝液流经所述散热管，并通过所述散热管与所述上板和/或所述下板进行热交换。
3.如权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述散热管为蛇形盘管，所述上板设置有用于所述蛇形盘管安装的上凹槽，所述上凹槽为U形槽并位于与所述驱动器相对的一侧，所述下板为平板结构，所述下板与所述上板连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。
4.如权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述散热管为蛇形盘管，所述下板设置有用于所述蛇形盘管安装的下凹槽，所述下凹槽为U形槽并位于与所述上板相邻的一侧，所述上板为平板结构，所述上板与所述下板连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。
5.如权利要求3或4所述的汽车空调系统，其特征在于，所述U形槽的槽宽为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍。
6.如权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述散热管为蛇形盘管，所述上板与所述驱动器相对的一侧设置有用于所述蛇形盘管安装的上凹槽，所述下板与所述上板相邻的一侧设置有用于所述蛇形盘管安装的下凹槽，所述上凹槽和所述下凹槽均为U形槽，所述上板与所述下板连接后共同夹紧固定所述蛇形盘管。
7.如权利要求6所述的汽车空调系统，其特征在于，所述上凹槽和所述下凹槽的槽宽均为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍，所述上凹槽与所述下凹槽的槽深之和为所述蛇形盘管的直径的0.9-1.1倍。
8.如权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于，所述散热管夹设于所述上板和下板之间形成的多个槽道，所述多个槽道为直线且彼此平行。
9.如权利要求8所述的汽车空调系统，其特征在于，所述散热管的至少一弯折部外露于所述多个槽道。
10.如权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于，所述驱动器和所述散热装置安装于一电动汽车，所述电动汽车包含一电池，所述电池与所述驱动器电性连接。
11.如权利要求10所述的汽车空调系统，其特征在于，所述驱动器和所述散热装置安装于所述电动汽车的顶部，所述汽车空调系统用于调节所述电动汽车内的温度。
12.一种汽车空调电气系统的散热装置，与汽车空调电气系统的一驱动器连接且用于对所述驱动器散热，其特征在于，所述散热装置与所述汽车空调系统的电驱动压缩机通过一冷媒管直接连接，所述散热装置包括：
上板，所述驱动器安装在所述上板的一表面；
下板，对应于所述上板设置，并与所述上板连接；以及
蛇形盘管，与所述电驱动压缩机的所述冷媒管直接连通，所述上板和/或所述下板形成至少一用于容置所述蛇形盘管的凹槽，所述下板与所述上板连接后共同夹持固定所述蛇形盘管。
13.如权利要求12所述的散热装置，其特征在于，所述蛇形盘管与所述凹槽之间还设置有导热材料。
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