CN114161996B - 一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统及方法，属于车辆附属设备领域。针对电动汽车动力一体化之后前备舱增加的储物空间，本发明提出了一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，由管路系统和箱体结构系统组成。箱体内部根据隔板划分为左右两侧密闭空间，通过内嵌在箱体四周壁面的制冷剂管路进行的蒸汽压缩制冷过程，以及通断电不同情况下四通换向阀与电磁阀活塞的运动，做到两侧制冷与除湿性能的互换；箱体外部通过节流阀控制针对电动汽车电池的辅助冷却功能，使制冷效率达到了最优。本发明箱体两侧的箱盖都能实现随开随停，大大方便了取物。
Description
技术领域
本发明涉及一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统及运行方法，属于车辆附属设备领域。
背景技术
2021年10月26日，国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，明确提出大力推广新能源汽车，逐步降低燃油车的产销比，新能源汽车的研发收到了政策的支持。新能源汽车产业正在爆发，在2020年，新能源汽车的渗透率只有5.4％，2021年，新能源汽车前9个月的平均渗透率超过了12％，全年的平均渗透率预计会超过16％。目前中国汽车产业的整体规模在8万亿左右，其中新能源汽车只占5000亿，按照“碳达峰方案”提出的，2030年新增新能源汽车渗透率要达到40％左右的目标计算，新能源汽车的市场增长空间巨大。以特斯拉为代表的新能源汽车使用车底整块电池为汽车提供动力，无需燃油发动机，传统的车前端发动机舱得以空出作为储物空间。然而，该储物空间并无温湿度控制系统，无法存放对环境有特殊要求的物品，无疑大大降低了前备舱利用率。因此，有必要对电动汽车前备舱加以改造，加装环境控制系统。
由于电动汽车前备舱属于新鲜事物，对其环境改造的技术方面存在空白，但对汽车后备箱改造已经有部分专利，可以作为前备舱改造的参考。例如CN202130430663.8一种汽车后备箱储物箱，但是只能有简单的防潮、存储的功能，不能够满足存放有冷藏温度的物品；又如CN202110714382.4，一种后备箱储物槽车载冰箱，通过螺丝将上下两个人部分固定于后备箱储物槽内，但储物槽空间狭小打开不易，而且只有制冷没有干燥的功能，功能较为单调。上述专利均无法直接用于电动汽车前备舱，且功能单一，不符合电动汽车高集成度的发展趋势。
本发明设计了一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其优势在于将箱体置于电动汽车前备舱中，系统由管路系统和箱体结构系统整合而成，箱体内部根据隔板划分为左右两侧大小不同的密闭空间，通过内嵌在箱体四周壁面的管道进行蒸汽压缩制冷过程，对两侧密闭空间实现循环制冷。通过控制电磁阀的通断电，可实现两侧密闭空间制冷量的改变，做到两侧制冷与除湿的性能互换；且箱体外部能够控制节流阀旋钮，可在电池冷却系统冷量不足的情况下辅助冷却电池；并且该储物系统的箱盖可以随开随停，大大方便了从前备舱中取物。本发明不仅合理地利用了电动汽车前备舱的空间，安置了一个制冷与除湿功能可以左右互换的箱体，而且将箱体制冷与电动汽车电池冷却联系在一起，节约了汽车内部空间，做到了制冷资源的充分利用，能够实现客户对于电动汽车功能集成化和多样化的要求。
发明内容
本发明提供了一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，系统由管路系统和箱体结构系统整合而成；其中管路系统由压缩机1、冷凝器进气管2、冷凝器出液管3、毛细管出气管4、毛细管5、四通换向阀6、第一弯管蒸发器7、压缩机回气管8、四通换向阀管道11、冷凝器13、第一电磁阀16、第一直管蒸发器17、第二弯管蒸发器18、第二电磁阀21、第三弯管蒸发器22、第三电磁阀23、第二直管蒸发器24、第四弯管蒸发器25、第四电磁阀26、电池蒸发器31、电池冷却进气管32、电池冷却回气管36、节流阀35组成；在前备舱空间中，压缩机1前侧连接着冷凝器进气管2，在前备舱前部设置冷凝器13，冷凝器13的入口与冷凝器进气管2相连，从前备舱中伸出前备舱，出口与冷凝器出液管3相连，冷凝器出液管3从前备舱前部又回到前备舱空间中，冷凝器出液管3另一端连接毛细管5，毛细管出气管4入口与毛细管5相连，电池冷却进气管32入口与毛细管出气管4中段相连通，电池冷却进气管32入口处安装有节流阀35，电池冷却进气管32出口与电池蒸发器31相接，电池蒸发器31平铺于电动汽车电池的上表面，对电动汽车电池进行吸热降温，电池蒸发器31另一端与电池冷却回气管36相接，电池冷却回气管36另一端与压缩机1相连，毛细管出气管4出口与四通换向阀6相连，四通换向阀6另一侧俯视从左到右分别连接着四通换向阀管道11、压缩机回气管8和第一弯管蒸发器7，压缩机回气管8另一端与压缩机1相连，第一弯管蒸发器7另一端与第四电磁阀26相连，在第四电磁阀26右侧与第三电磁阀23左侧之间有第四弯管蒸发器25和第二直管蒸发器24两种连接管道，且第四弯管蒸发器25的管口在第二直管蒸发器24的管口上方，第三弯管蒸发器22左端与第三电磁阀23右侧相连，第三弯管蒸发器22右端与第二电磁阀21左侧相连，第二电磁阀21的前侧与第一电磁阀16后侧之间有第一直管蒸发器17和第二弯管蒸发器18两种连接管道，且第一直管蒸发器17的管口在第二弯管蒸发器18的管口上方，第一电磁阀16的前侧与四通换向阀管道11相连；
箱体结构系统则由箱体壁面10、隔板14、左侧左端盖子12、左侧右端盖子30、左侧左端把手20、左侧右端把手29、右侧盖子15、右侧盖子把手19、第一至第四左侧基座33-1、33-2、33-3、33-4、第一至第二右侧基座34-1、34-2、第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3、压板37、右侧棱柱销38、左侧左端橡胶阻尼层39、左侧右端橡胶阻尼层40、左侧左端棱柱销41、左侧右端棱柱销42、左侧密闭空间27和右侧密闭空间28组成；隔板14放置在左侧密闭空间27和右侧密闭空间28之间，左侧密闭空间27和右侧密闭空间28由隔板14隔开，左侧基座按顺时针排列为第一左侧基座33-1、第二左侧基座33-2、第三左侧基座33-3、第四左侧基座33-4，第一和第二左侧基座33-1、33-2固定于左侧的箱体壁面10上端，左侧左端棱柱销41两头插在第一和第二左侧基座33-1、33-2里固定，左侧左端橡胶阻尼层39紧紧包裹在左侧左端棱柱销41的外面，左侧左端橡胶阻尼层39紧贴于左侧左端盖子12，左侧左端橡胶阻尼层39和被包裹的左侧左端棱柱销41隐藏在左侧左端盖子12最左侧内，左侧基座33-3、33-4固定于隔板14上端，左侧右端棱柱销42两头插在第三和第四左侧基座33-3、33-4里固定，左侧右端橡胶阻尼层40紧紧包裹在左侧右端棱柱销42的外面，左侧右端橡胶阻尼层40紧贴于左侧右端盖子30，左侧右端橡胶阻尼层40和被包裹的左侧右端棱柱销42隐藏在左侧右端盖子30最右侧内。左侧左端把手20在左侧左端盖子12中间偏右处，左侧右端把手29在左侧右端盖子30中间偏左处，第一和第二右侧基座34-1、34-2固定于上侧的箱体壁面10上端，右侧棱柱销38两头插在第一和第二右侧基座34-1、34-2里固定，压板37紧紧贴在右侧棱柱销38外面，压板另一面外表面与右侧盖子15里面两个表面焊在一起，第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3均匀间隔分布在压板间，且拉簧与压板为一体式。
第一弯管蒸发器7、第一电磁阀16、第一直管蒸发器17、第二弯管蒸发器18、第二电磁阀21、第三弯管蒸发器22、第三电磁阀23、第二直管蒸发器24、第四弯管蒸发器25、第四电磁阀26嵌在箱体壁面10中。
冷凝器进气管2、冷凝器出液管3、毛细管出气管4、压缩机回气管8和四通换向阀管道11材质为铜管，毛细管5为一段盘旋的细小紫铜管，起节流降压的作用。
第一弯管蒸发器7、第一直管蒸发器17、第二弯管蒸发器18、第三弯管蒸发器22、第二直管蒸发器24和第四弯管蒸发器25、电池蒸发器31的管道材质为铝管，冷凝器13材质为铁管。
左侧左端把手20、左侧右端把手29、第一至第四左侧基座33-1、33-2、33-3、33-4、第一至第二右侧基座34-1、34-2、第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3、压板37、右侧棱柱销38、左侧左端棱柱销41、左侧右端棱柱销42材质为不锈钢；左侧左端橡胶阻尼层39、左侧右端橡胶阻尼层40的材质为丙烯酸酯橡胶阻尼材料。
整个管路系统中运行的制冷剂为R600A。
当节流阀35打开时，进入毛细管出气管4的制冷剂分成两路，一路经过电池冷却进气管32，进入平铺于整个电动车电池板上的电池蒸发器31，完成制冷后，再通过电池冷却回气管36，回到压缩机1中，另一路通过毛细管出气管4进入四通换向阀6，完成对箱体的制冷干燥；当节流阀35处于关闭状态时，制冷剂只有一路，通过毛细管出气管4，进入四通换向阀6，完成对左侧密闭空间27和右侧密闭空间28的制冷干燥，不进行对电池的制冷。
当节流阀35关闭时，四通换向阀6、第一电磁阀16、第二电磁阀21、第三电磁阀23和第四电磁阀26串联在同一个电路中，通过统一的电路的通断，实现两侧不同大小空间性能的互换，低温、低压的制冷剂被压缩机1吸入，在压缩机内1压缩成高温、高压的过热气体，随后通过冷凝器进气管2进入冷凝器13，制冷剂气体经过冷凝后，制冷剂液体通过冷凝器出液管3进入毛细管5，经过节流降压，常温低压的制冷剂湿蒸气通过毛细管出气管4到了四通换向阀6中；
第一弯管蒸发器7、第三电磁阀23、第二直管蒸发器24、第四弯管蒸发器25和第四电磁阀26提供左侧空间制冷，当电路通电时，第四电磁阀26中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，同样第三电磁阀23中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，制冷剂只能通过第二直管蒸发器24，较少的制冷量满足左侧密闭空间27干燥的需求，第二电磁阀21中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17，同样第一电磁阀16中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17，制冷剂只能通过第二弯管蒸发器18，较大的制冷量实现了右侧密闭空间28制冷的需求；
第一电磁阀16、第一直管蒸发器17、第二弯管蒸发器18、第二电磁阀21和第三弯管蒸发器22提供右侧空间制冷，当电路断电时，第一电磁阀16中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，同样第二电磁阀21中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，制冷剂只能通过第一直管蒸发器17，较少的制冷量满足右侧密闭空间28干燥的需求，第三电磁阀23中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，同样第四电磁阀26中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，制冷剂只能通过第四弯管蒸发器25，较大的制冷量实现了左侧密闭空间27制冷的需求。
当节流阀35打开时，四通换向阀6、第一电磁阀16、第二电磁阀21、第三电磁阀23和第四电磁阀26串联在同一个电路中，通过统一的电路的通断，实现两侧不同大小空间性能的互换，低温、低压的制冷剂被压缩机1吸入，在压缩机内1压缩成高温、高压的过热气体，随后通过冷凝器进气管2进入冷凝器13，制冷剂气体经过冷凝后，制冷剂液体通过冷凝器出液管3进入毛细管5，经过节流降压，常温低压的制冷剂湿蒸气经过毛细管出气管4时分成两路，一路通过电池冷却进气管32，进入平铺于整个电动车电池板上的电池蒸发器31，完成制冷后，再通过电池冷却回气管36，回到压缩机1中，一路到了四通换向阀6中，为左侧密闭空间27和右侧密闭空间28实现制冷；
第一弯管蒸发器7、第三电磁阀23、第二直管蒸发器24、第四弯管蒸发器25和第四电磁阀26提供左侧空间制冷，当电路通电时，第四电磁阀26中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，同样第三电磁阀23中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，制冷剂只能通过第二直管蒸发器24，较少的制冷量满足左侧密闭空间27干燥的需求，第二电磁阀21中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17，同样第一电磁阀16中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17，制冷剂只能通过第二弯管蒸发器18，较大的制冷量实现了右侧密闭空间28制冷的需求；
第一电磁阀16、第一直管蒸发器17、第二弯管蒸发器18、第二电磁阀21和第三弯管蒸发器22提供右侧空间制冷，当电路断电时，第一电磁阀16中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，同样第二电磁阀21中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，制冷剂只能通过第一直管蒸发器17，较少的制冷量满足右侧密闭空间28干燥的需求，第三电磁阀23中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，同样第四电磁阀26中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，制冷剂只能通过第四弯管蒸发器25，较大的制冷量实现了左侧密闭空间27制冷的需求。
所述的左侧左端盖子12、左侧右端盖子30、右侧盖子15打开任意角度均能悬停在该角度，当左侧左端盖子12打开至任意角度，都能够依靠左侧左端棱柱销41与左侧左端橡胶阻尼层39之间的摩擦力实现悬停；当左侧右端盖子30打开至任意角度，都能够依靠左侧右端棱柱销42与左侧右端橡胶阻尼层40之间的摩擦力实现悬停；每当右侧盖子15打开至右侧棱柱销38与压板37的面正好相契合时，每个打开角度间相差60°，第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3会拉住压板37，从而固定住右侧盖子15实现悬停。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图1中的标号名称：12.左侧左端盖子、13.冷凝器、15.右侧盖子、19.右侧盖子把手、20.左侧左端把手、29.左侧右端把手、30.左侧右端盖子、31.电池蒸发器、32.电池冷却进气管、35.节流阀、36.电池冷却回气管。
图2为本发明隐藏电池冷却部分之后左侧左端盖子12、左侧右端盖子30和右侧盖子15处于关闭状态的左视图。
图2中的标号名称：1.压缩机、4.毛细管出气管、5.毛细管、6.四通换向阀、7.第一弯管蒸发器、8.压缩机回气管、9.备胎槽、10.箱体壁面、11.四通换向阀管道、12.左侧左端盖子、13.冷凝器、14.隔板、15.右侧盖子、17.第一直管蒸发器、18.第二弯管蒸发器、19.右侧盖子把手、20.左侧左端把手、21.第二电磁阀、22.第三弯管蒸发器、29.左侧右端把手、30.左侧右端盖子、32.电池冷却进气管、33-1.第一左侧基座、33-2.第二左侧基座、33-3.第三左侧基座、33-4.第四左侧基座、34-1.第一右侧基座、34-2.第二右侧基座、35.节流阀。
图3为本发明隐藏电池冷却部分和冷凝管之后左侧左端盖子12、左侧右端盖子30和右侧盖子15处于(编号)关闭状态的右视图。
图3中的标号名称：1.压缩机、11.四通换向阀管道、16.第一电磁阀、17.第一直管蒸发器、18.第二弯管蒸发器、21.第二电磁阀、22.第三弯管蒸发器、23.第三电磁阀、24.第二直管蒸发器、25.第四弯管蒸发器、26.第四电磁阀、34-2.第二右侧基座。
图4为本发明隐藏电池冷却部分之后盖子打开状态的俯视图。
图4中的标号名称：10.箱体壁面、12.左侧左端盖子、13.冷凝器、14.隔板、15.右侧盖子、19.右侧盖子把手、20.左侧左端把手、22.第三弯管蒸发器、27.左侧密闭空间、29.左侧右端把手、30.左侧右端盖子、32.电池冷却进气管、33-4.第四左侧基座、34-1.第一右侧基座、34-2.第二右侧基座。
图5为本发明的俯视图。
图5中的标号名称：6.四通换向阀、11.四通换向阀管道、21.第二电磁阀、37.压板、38.右侧棱柱销、39.左侧左端橡胶阻尼层、40.左侧右端橡胶阻尼层、41.左侧左端棱柱销、42.左侧右端棱柱销、33-1.第一左侧基座、33-2.第二左侧基座、33-3.第三左侧基座、33-4.第四左侧基座、34-1.第一右侧基座、34-2.第二右侧基座、43-1.第一拉簧、43-2.第二拉簧、43-3.第三拉簧。
具体实施方式
一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，管路系统包括压缩机1、冷凝器进气管2、冷凝器出液管3、毛细管出气管4、毛细管5、四通换向阀6、第一弯管蒸发器7、压缩机回气管8、四通换向阀管道11、冷凝器13、第一电磁阀16、第一直管蒸发器17、第二弯管蒸发器18、第二电磁阀21、第三弯管蒸发器22、第三电磁阀23、第二直管蒸发器24、第四弯管蒸发器25、第四电磁阀26、电池蒸发器31、电池冷却进气管32、电池冷却回气管36、节流阀35；箱体结构系统包括箱体壁面10、隔板14、左侧左端盖子12、左侧右端盖子30、左侧左端把手20、左侧右端把手29、右侧盖子15、右侧盖子把手19、第一至第四左侧基座33-1、33-2、33-3、33-4、第一至第二右侧基座34-1、34-2、第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3、压板37、右侧棱柱销38、左侧左端橡胶阻尼层39、左侧右端橡胶阻尼层40、左侧左端棱柱销41、左侧右端棱柱销42、左侧密闭空间27和右侧密闭空间28。
箱体外部节流阀35能够控制是否要对电动汽车电池进行制冷，箱体内部左右两侧可通过电磁阀实现左侧密闭空间27和右侧密闭空间28制冷性能互换。第一电磁阀16、第二电磁阀21、第三电磁阀23、第四电磁阀26与四通换向阀6串联在同一个电路中，且每个电磁阀的线圈均在阀的上侧。在第一电磁阀16与第二电磁阀21之间、第三电磁阀23与第四电磁阀26之间都有弯管与直管两种连接管道，弯管蒸发器的制冷量比直管蒸发器制冷量多，通过电路的通断控制电磁阀活塞上下运动，实现弯直管之间的切换。
当需要冷却电池，且左侧密闭空间27存放有干燥需求的物品，右侧密闭空间28存放有一定冷藏要求的物品。握住左侧左端把手20向上拉动时，左侧左端盖子12由于左侧左端棱柱销41与左侧左端橡胶阻尼层39之间的摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧左端盖子12停住，向左侧密闭空间27左半部分放入物品，握住左侧右端把手29向上拉动时，左侧右端棱柱销42与左侧右端橡胶阻尼层40之间有摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧右端盖子30停住，向左侧密闭空间27右半部分放入物品；握住右侧盖子把手19向上拉动时，当右侧棱柱销38与压板37的面正好相契合，即每个打开角度间相差60°时，第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3会拉住压板37，从而固定住右侧盖子15实现悬停，客户可以向右侧密闭空间28放入物品。节流阀35打开时，低温、低压的制冷剂被压缩机1吸入，在压缩机内1压缩成高温、高压的过热气体，随后通过冷凝器进气管2进入冷凝器13，制冷剂气体经过冷凝后，制冷剂液体通过冷凝器出液管3进入毛细管5，经过节流降压，常温低压的制冷剂湿蒸气经过毛细管出气管4时分成两路，一路通过电池冷却进气管32，进入平铺于整个电动车电池板上的电池蒸发器31，完成制冷后，再通过电池冷却回气管36，回到压缩机1中，另一路到了四通换向阀6中。由于电路通电，制冷剂进入第一弯管蒸发器7，到达第四电磁阀26，通电时由于第四电磁阀26中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，制冷剂通过第二直管蒸发器24，来到第三电磁阀23，同样由于通电时第三电磁阀23中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，制冷剂能够通过第三电磁阀23，，一部分制冷剂在第一弯管蒸发器7和第二直管蒸发器24吸收热量汽化，变为了低温低压气体；完成了对左侧密闭空间27的降温，使其中空气中水蒸气温度降至露点温度以下，实现了环境干燥储物的目的。完成对左侧密闭空间27降温后的制冷剂经过第三电磁阀23之后，通过第三弯管蒸发器22来到第二电磁阀21，由于通电时第二电磁阀21中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17，制冷剂通过第二弯管蒸发器18来到第一电磁阀16，同样因为通电时第一电磁阀16中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17。气液混合状态的制冷剂能够通过第一电磁阀16，在第三弯管蒸发器22和第二弯管蒸发器18吸收热量汽化，变为低温低压的气体。完成了对右侧密闭空间28的制冷。通过第一电磁阀16后，低温低压制冷剂气体经过四通换向阀管道11进入四通换向阀6，再从压缩机回气管8出来，回到压缩机1内，实现了循环。
需要冷却电池，左右侧存放物品对调，左侧密闭空间27存放有一定冷藏要求的物品，右侧密闭空间28存放有干燥需求的物品。握住左侧左端把手20向上拉动时，左侧左端盖子12由于左侧左端棱柱销41与左侧左端橡胶阻尼层39之间的摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧左端盖子12停住，向左侧密闭空间27左半部分放入物品，握住左侧右端把手29向上拉动时，左侧右端棱柱销42与左侧右端橡胶阻尼层40之间有摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧右端盖子30停住，向左侧密闭空间27右半部分放入物品；握住右侧盖子把手19向上拉动时，当右侧棱柱销38与压板37的面正好相契合，即每个打开角度间相差60°时，第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3会拉住压板37，从而固定住右侧盖子15实现悬停，客户可以向右侧密闭空间28放入物品。节流阀35打开时，低温、低压的制冷剂被压缩机1吸入，在压缩机内1压缩成高温、高压的过热气体，随后通过冷凝器进气管2进入冷凝器13，制冷剂气体经过冷凝后，制冷剂液体通过冷凝器出液管3进入毛细管5，经过节流降压，常温低压的制冷剂湿蒸气经过毛细管出气管4时分成两路，一路通过电池冷却进气管32，进入平铺于整个电动车电池板上的电池蒸发器31，完成制冷后，再通过电池冷却回气管36，回到压缩机1中，另一路到了四通换向阀6中。由于电路断路，制冷剂进入四通换向阀管道11，到达第一电磁阀16，断电时由于第一电磁阀16中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，制冷剂通过第一直管蒸发器17，来到第二电磁阀21，同样由于断电时第二电磁阀21中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，制冷剂能够通过第二电磁阀21，再经过第三弯管蒸发器22，来到了第三电磁阀23，一部分制冷剂在第一直管蒸发器17和第三弯管蒸发器22吸收热量汽化，变为了低温低压气体；完成了对右侧密闭空间28的降温，使其中空气中水蒸气温度降至露点温度以下，实现了环境干燥储物的目的。完成对右侧密闭空间28降温后的制冷剂到第三电磁阀23时，由于断电，第三电磁阀23中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，制冷剂通过第四弯管蒸发器25来到第四电磁阀26，同样因为断电时第四电磁阀26中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，制冷剂能够通过第四电磁阀26，再经过第一弯管蒸发器7，气液混合状态的制冷剂在第四弯管蒸发器25和第一弯管蒸发器7中吸收热量汽化，变成了低温低压的气体，完成了对左侧密闭空间27的制冷。经过了第一弯管蒸发器7的低温低压的制冷剂气体回到四通换向阀6，再从压缩机回气管8出来，回到压缩机1内，实现了循环。
不需要冷却电池，且左侧密闭空间27存放有干燥需求的物品，右侧密闭空间28存放有一定冷藏要求的物品。握住左侧左端把手20向上拉动时，左侧左端盖子12由于左侧左端棱柱销41与左侧左端橡胶阻尼层39之间的摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧左端盖子12停住，向左侧密闭空间27左半部分放入物品，握住左侧右端把手29向上拉动时，左侧右端棱柱销42与左侧右端橡胶阻尼层40之间有摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧右端盖子30停住，向左侧密闭空间27右半部分放入物品；握住右侧盖子把手19向上拉动时，当右侧棱柱销38与压板37的面正好相契合，即每个打开角度间相差60°时，第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3会拉住压板37，从而固定住右侧盖子15实现悬停，客户可以向右侧密闭空间28放入物品。节流阀35关闭时，低温、低压的制冷剂被压缩机1吸入，在压缩机内1压缩成高温、高压的过热气体，随后通过冷凝器进气管2进入冷凝器13，制冷剂气体经过冷凝后，制冷剂液体通过冷凝器出液管3进入毛细管5，经过节流降压，常温低压的制冷剂湿蒸气直接通过毛细管出气管4到了四通换向阀6中，由于电路通电，制冷剂进入第一弯管蒸发器7，到达第四电磁阀26，通电时由于第四电磁阀26中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，制冷剂通过第二直管蒸发器24，来到第三电磁阀23，同样由于通电时第三电磁阀23中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器25，制冷剂能够通过第三电磁阀23，，一部分制冷剂在第一弯管蒸发器7和第二直管蒸发器24吸收热量汽化，变为了低温低压气体；完成了对左侧密闭空间27的降温，使其中空气中水蒸气温度降至露点温度以下，实现了环境干燥储物的目的。完成对左侧密闭空间27降温后的制冷剂经过第三电磁阀23之后，通过第三弯管蒸发器22来到第二电磁阀21，由于通电时第二电磁阀21中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17，制冷剂通过第二弯管蒸发器18来到第一电磁阀16，同样因为通电时第一电磁阀16中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器17。气液混合状态的制冷剂能够通过第一电磁阀16，在第三弯管蒸发器22和第二弯管蒸发器18吸收热量汽化，变为低温低压的气体。完成了对右侧密闭空间28的制冷。通过第一电磁阀16后，低温低压制冷剂气体经过四通换向阀管道11进入四通换向阀6，再从压缩机回气管8出来，回到压缩机1内，实现了循环。
不需要冷却电池，左右侧存放物品对调，左侧密闭空间27存放有一定冷藏要求的物品，右侧密闭空间28存放有干燥需求的物品。握住左侧左端把手20向上拉动时，左侧左端盖子12由于左侧左端棱柱销41与左侧左端橡胶阻尼层39之间的摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧左端盖子12停住，向左侧密闭空间27左半部分放入物品，握住左侧右端把手29向上拉动时，左侧右端棱柱销42与左侧右端橡胶阻尼层40之间有摩擦力，能够任意角度悬停，客户可以在任何自己便捷的角度使左侧右端盖子30停住，向左侧密闭空间27右半部分放入物品；握住右侧盖子把手19向上拉动时，当右侧棱柱销38与压板37的面正好相契合，即每个打开角度间相差60°时，第一至第三拉簧43-1、43-2、43-3会拉住压板37，从而固定住右侧盖子15实现悬停，客户可以向右侧密闭空间28放入物品。节流阀35关闭时，低温、低压的制冷剂被压缩机1吸入，在压缩机1内压缩成高温、高压的过热气体，随后通过冷凝器进气管2进入冷凝器13，制冷剂气体经过冷凝后，制冷剂液体通过冷凝器出液管3进入毛细管5，经过节流降压，常温低压的制冷剂湿蒸气通过毛细管出气管4到了四通换向阀6中，由于电路断路，制冷剂进入四通换向阀管道11，到达第一电磁阀16，断电时由于第一电磁阀16中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，制冷剂通过第一直管蒸发器17，来到第二电磁阀21，同样由于断电时第二电磁阀21中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器18，制冷剂能够通过第二电磁阀21，再经过第三弯管蒸发器22，来到了第三电磁阀23，一部分制冷剂在第一直管蒸发器17和第三弯管蒸发器22吸收热量汽化，变为了低温低压气体；完成了对右侧密闭空间28的降温，使其中空气中水蒸气温度降至露点温度以下，实现了环境干燥储物的目的。完成对右侧密闭空间28降温后的制冷剂到第三电磁阀23时，由于断电，第三电磁阀23中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，制冷剂通过第四弯管蒸发器25来到第四电磁阀26，同样因为断电时第四电磁阀26中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器24，制冷剂能够通过第四电磁阀26，再经过第一弯管蒸发器7，气液混合状态的制冷剂在第四弯管蒸发器25和第一弯管蒸发器7中吸收热量汽化，变成了低温低压的气体，完成了对左侧密闭空间27的制冷。经过了第一弯管蒸发器7的低温低压的制冷剂气体回到四通换向阀6，再从压缩机回气管8出来，回到压缩机1内，实现了循环。
本发明基于蒸汽压缩制冷循环的原理，结合节流阀控制液体流量的特性以及通断电不同情况下四通换向阀与电磁阀活塞的运动，设计了一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，该系统不仅合理利用电动汽车前备舱的空间内置了一个制冷与除湿这两个性能可以左右互换的箱体，且箱盖能够实现随开随停，具有很大的便捷性。而且该发明利用了多余冷量实现对于电动汽车电池的冷却，且能够通过节流阀控制冷却的程度。本发明不仅实现了对于电动汽车存储空间的丰富，储存常规物品的同时还可以储存食品等需要制冷的物品和文件等需要干燥保存的物品，并且能够独立循环同步实现对于电动汽车电池的冷却，使制冷效率达到了最优化。
Claims (9)
1.一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其特征在于：
系统由管路系统和箱体结构系统整合而成；
其中管路系统由压缩机(1)、冷凝器进气管(2)、冷凝器出液管(3)、毛细管出气管(4)、毛细管(5)、四通换向阀(6)、第一弯管蒸发器(7)、压缩机回气管(8)、四通换向阀管道(11)、冷凝器(13)、第一电磁阀(16)、第一直管蒸发器(17)、第二弯管蒸发器(18)、第二电磁阀(21)、第三弯管蒸发器(22)、第三电磁阀(23)、第二直管蒸发器(24)、第四弯管蒸发器(25)、第四电磁阀(26)、电池蒸发器(31)、电池冷却进气管(32)、电池冷却回气管(36)、节流阀(35)组成；
在前备舱空间中，压缩机(1)前侧连接着冷凝器进气管(2)，在前备舱前部设置冷凝器(13)，冷凝器(13)的入口与冷凝器进气管(2)相连，从前备舱中伸出前备舱，出口与冷凝器出液管(3)相连，冷凝器出液管(3)从前备舱前部又回到前备舱空间中，冷凝器出液管(3)另一端连接毛细管(5)，毛细管出气管(4)入口与毛细管(5)相连，电池冷却进气管(32)入口与毛细管出气管(4)中段相连通，电池冷却进气管(32)入口处安装有节流阀(35)，电池冷却进气管(32)出口与电池蒸发器(31)相接，电池蒸发器(31)平铺于电动汽车电池的上表面，对电动汽车电池进行吸热降温，电池蒸发器(31)另一端与电池冷却回气管(36)相接，电池冷却回气管(36)另一端与压缩机(1)相连，毛细管出气管(4)出口与四通换向阀(6)相连，四通换向阀(6)另一侧俯视从左到右分别连接着四通换向阀管道(11)、压缩机回气管(8)和第一弯管蒸发器(7)，压缩机回气管(8)另一端与压缩机(1)相连，第一弯管蒸发器(7)另一端与第四电磁阀(26)相连，在第四电磁阀(26)右侧与第三电磁阀(23)左侧之间有第四弯管蒸发器(25)和第二直管蒸发器(24)两种连接管道，且第四弯管蒸发器(25)的管口在第二直管蒸发器(24)的管口上方，第三弯管蒸发器(22)左端与第三电磁阀(23)右侧相连，第三弯管蒸发器(22)右端与第二电磁阀(21)左侧相连，第二电磁阀(21)的前侧与第一电磁阀(16)后侧之间有第一直管蒸发器(17)和第二弯管蒸发器(18)两种连接管道，且第一直管蒸发器(17)的管口在第二弯管蒸发器(18)的管口上方，第一电磁阀(16)的前侧与四通换向阀管道(11)相连；
箱体结构系统则由箱体壁面(10)、隔板(14)、左侧左端盖子(12)、左侧右端盖子(30)、左侧左端把手(20)、左侧右端把手(29)、右侧盖子(15)、右侧盖子把手(19)、第一至第四左侧基座(33-1)、(33-2)、(33-3)、(33-4)、第一至第二右侧基座(34-1)、(34-2)、第一至第三拉簧(43-1)、(43-2)、(43-3)、压板(37)、右侧棱柱销(38)、左侧左端橡胶阻尼层(39)、左侧右端橡胶阻尼层(40)、左侧左端棱柱销(41)、左侧右端棱柱销(42)、左侧密闭空间(27)和右侧密闭空间(28)组成；隔板(14)放置在左侧密闭空间(27)和右侧密闭空间(28)之间，左侧密闭空间(27)和右侧密闭空间(28)由隔板(14)隔开，左侧基座按顺时针排列为第一左侧基座(33-1)、第二左侧基座(33-2)、第三左侧基座(33-3)、第四左侧基座(33-4)，第一和第二左侧基座(33-1)、(33-2)固定于左侧的箱体壁面(10)上端，左侧左端棱柱销(41)两头插在第一和第二左侧基座(33-1)、(33-2)里固定，左侧左端橡胶阻尼层(39)紧紧包裹在左侧左端棱柱销(41)的外面，左侧左端橡胶阻尼层(39)紧贴于左侧左端盖子(12)，左侧左端橡胶阻尼层(39)和被包裹的左侧左端棱柱销(41)隐藏在左侧左端盖子(12)最左侧内，左侧基座(33-3)、(33-4)固定于隔板(14)上端，左侧右端棱柱销(42)两头插在第三和第四左侧基座(33-3)、(33-4)里固定，左侧右端橡胶阻尼层(40)紧紧包裹在左侧右端棱柱销(42)的外面，左侧右端橡胶阻尼层(40)紧贴于左侧右端盖子(30)，左侧右端橡胶阻尼层(40)和被包裹的左侧右端棱柱销(42)隐藏在左侧右端盖子(30)最右侧内；左侧左端把手(20)在左侧左端盖子(12)中间偏右处，左侧右端把手(29)在左侧右端盖子(30)中间偏左处，第一和第二右侧基座(34-1)、(34-2)固定于上侧的箱体壁面(10)上端，右侧棱柱销(38)两头插在第一和第二右侧基座(34-1)、(34-2)里固定，压板(37)紧紧贴在右侧棱柱销(38)外面，压板另一面外表面与右侧盖子(15)里面两个表面焊在一起，第一至第三拉簧(43-1)、(43-2)、(43-3)均匀间隔分布在压板间，且拉簧与压板为一体式。
2.根据权利要求1所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其特征在于：
第一弯管蒸发器(7)、第一电磁阀(16)、第一直管蒸发器(17)、第二弯管蒸发器(18)、第二电磁阀(21)、第三弯管蒸发器(22)、第三电磁阀(23)、第二直管蒸发器(24)、第四弯管蒸发器(25)、第四电磁阀(26)嵌在箱体壁面(10)中。
3.根据权利要求1所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其特征在于：
冷凝器进气管(2)、冷凝器出液管(3)、毛细管出气管(4)、压缩机回气管(8)和四通换向阀管道(11)材质为铜管，毛细管(5)为一段盘旋的细小紫铜管，起节流降压的作用。
4.根据权利要求1所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其特征在于：
第一弯管蒸发器(7)、第一直管蒸发器(17)、第二弯管蒸发器(18)、第三弯管蒸发器(22)、第二直管蒸发器(24)、第四弯管蒸发器(25)、电池蒸发器(31)的管道材质为铝管，冷凝器(13)材质为铁管。
5.根据权利要求1所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其特征在于：
左侧左端把手(20)、左侧右端把手(29)、第一至第四左侧基座(33-1)、(33-2)、(33-3)、(33-4)、第一至第二右侧基座(34-1)、(34-2)、第一至第三拉簧(43-1)、(43-2)、(43-3)、压板(37)、右侧棱柱销(38)、左侧左端棱柱销(41)、左侧右端棱柱销(42)材质为不锈钢；左侧左端橡胶阻尼层(39)、左侧右端橡胶阻尼层(40)的材质为丙烯酸酯橡胶阻尼材料。
6.根据权利要求1所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统，其特征在于：
整个管路系统中运行的制冷剂为R600A。
7.基于权利要求1的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统的运行方法，其特征在于：
当节流阀(35)打开时，进入毛细管出气管(4)的制冷剂分成两路，一路经过电池冷却进气管(32)，进入平铺于整个电动车电池板上的电池蒸发器(31)，完成制冷后，再通过电池冷却回气管(36)，回到压缩机(1)中，另一路通过毛细管出气管(4)进入四通换向阀(6)，完成对箱体的制冷干燥；当节流阀(35)处于关闭状态时，制冷剂只有一路，通过毛细管出气管(4)，进入四通换向阀(6)，完成对左侧密闭空间(27)和右侧密闭空间(28)的制冷干燥，不进行对电池的制冷。
8.根据权利要求7所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统的运行方法，其特征在于：
第一弯管蒸发器(7)、第三电磁阀(23)、第二直管蒸发器(24)、第四弯管蒸发器(25)和第四电磁阀(26)提供左侧空间制冷，当电路通电时，第四电磁阀(26)中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器(25)，同样第三电磁阀(23)中活塞被吸引上移堵住了第四弯管蒸发器(25)，制冷剂只能通过第二直管蒸发器(24)，较少的制冷量满足左侧密闭空间(27)干燥的需求，第二电磁阀(21)中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器(17)，同样第一电磁阀(16)中活塞被吸引上移堵住了第一直管蒸发器(17)，制冷剂只能通过第二弯管蒸发器(18)，较大的制冷量实现了右侧密闭空间(28)制冷的需求；第一电磁阀(16)、第一直管蒸发器(17)、第二弯管蒸发器(18)、第二电磁阀(21)和第三弯管蒸发器(22)提供右侧空间制冷，当电路断电时，第一电磁阀(16)中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器(18)，同样第二电磁阀(21)中活塞没有被吸引下移堵住了第二弯管蒸发器(18)，制冷剂只能通过第一直管蒸发器(17)，较少的制冷量满足右侧密闭空间(28)干燥的需求，第三电磁阀(23)中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器(24)，同样第四电磁阀(26)中活塞没有被吸引下移堵住了第二直管蒸发器(24)，制冷剂只能通过第四弯管蒸发器(25)，较大的制冷量实现了左侧密闭空间(27)制冷的需求。
9.根据权利要求7所述的一种安装在电动汽车前备舱的集成制冷与电池辅助冷却功能的储物系统的运行方法，其特征在于：
所述的左侧左端盖子(12)、左侧右端盖子(30)、右侧盖子(15)打开任意角度均能悬停在该角度，当左侧左端盖子(12)打开至任意角度，都能够依靠左侧左端棱柱销(41)与左侧左端橡胶阻尼层(39)之间的摩擦力实现悬停；当左侧右端盖子(30)打开至任意角度，都能够依靠左侧右端棱柱销(42)与左侧右端橡胶阻尼层(40)之间的摩擦力实现悬停；每当右侧盖子(15)打开至右侧棱柱销(38)与压板(37)的面正好相契合时，每个打开角度间相差60°，第一至第三拉簧(43-1)、(43-2)、(43-3)会拉住压板(37)，从而固定住右侧盖子(15)实现悬停。
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| CN (1) | CN114161996B (zh) |
Citations (8)
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2021
- 2021-12-01 CN CN202111454538.6A patent/CN114161996B/zh active Active
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