CN114248600A - 一种防冷凝装置及汽车空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车空调技术领域，具体公开了一种防冷凝装置及汽车空调系统。该防冷凝装置通过设置温湿度传感器能够采集实时温度和湿度信号并传输给控制组件，控制组件据此计算出露点温度，通过第一温度传感器和第二温度传感器分别采集易冷凝件表面的第一区域和第二区域的实时温度，控制组件实时将露点温度和两个温度信号进行对比，并控制第一加热单元和第二加热单元单独加热易冷凝件或同时加热易冷凝件，实现对易冷凝件表面不同位置进行加热，来避免冷凝水的凝结。该装置既能实时检测和判断当前的环境是否会产生冷凝水，也能采取主动措施杜绝冷凝水的产生；同时该装置结构简单，集成性高，拥有自主控制能力，不需要连接入整车的控制系统，适用性广。

Description

一种防冷凝装置及汽车空调系统

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，尤其涉及一种防冷凝装置及汽车空调系统。

背景技术

新能源电动车是汽车领域以后发展的必然趋势，它在节能减排方面拥有着显著的优势。电动车与传统燃油车相比，车身上集成了更多的电子元器件，拥有更多的传感器，这就要求电动车要有更好的防水防护措施，否则车身电器件一旦发生短路，轻则某个传感器损坏或者引起局部火灾，重则会出现刹车系统失灵、电池保护策略失效、车辆发生自燃等事故。

然而在高温高湿的环境中，诸如夏天暴雨之后，或者南方的梅雨季节中，出现譬如重度烟民需要长时间开窗抽烟，或者车内有晕车的乘客需要在行车过程中开窗透气等使用场景，这就使得汽车空调系统在高温高湿环境中长时间处于制冷或除湿的工作状态，此时空调箱的蒸发器附近壳体表面会凝结大量的冷凝水。随着时间的增加，冷凝水会凝聚汇合，沿着壳体下部滑落，滴落在下方的电器元件上或车内的地毯内饰上，引起电子元件短路发生故障，或者地毯内饰发霉，滋生细菌，影响用户体验。

因此，如何提出一种防冷凝装置及汽车空调系统，是本行业领域内亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种防冷凝装置，能够实时避免易冷凝件的表面冷凝水发生凝结。

本发明的第二个目的在于提供一种汽车空调系统，能够防止其空调箱的壳体表面冷凝水发生凝结，从而避免冷凝水滴落引起电子元件短路故障或导致地毯内饰发霉。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种防冷凝装置，包括：

外壳；

控制组件，设置于所述外壳内部；

温湿度传感器，设置于所述外壳的外表面，所述温湿度传感器连接于所述控制组件，所述控制组件能根据所述温湿度传感器获取的温湿度信息计算出露点温度；

第一温度传感器和第二温度传感器，分别设置于易冷凝件的表面的第一区域和第二区域，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别连接于所述控制组件；以及，

加热组件，包括第一加热单元和第二加热单元，所述第一加热单元布置于所述第一区域处，所述第二加热单元布置于所述第二区域处，所述第一加热单元和所述第二加热单元被配置为能够根据所述露点温度分别与所述第一温度传感器和所述第二温度传感器获取的温度信号的比较结果同时加热或单独加热。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述控制组件包括：

控制芯片，所述温湿度传感器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别连接于所述控制芯片。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述控制组件还包括：

PCB板，所述PCB板连接于所述外壳的内壁，所述PCB板上设置有通讯连接的所述控制芯片和接线柱，所述温湿度传感器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别连接于不同的所述接线柱。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述控制组件还包括：

加热控制器，所述加热控制器设置于所述PCB板上并分别与所述第一加热单元和所述第二加热单元连接，所述加热控制器与所述控制芯片通讯连接。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述外壳为矩形的塑料壳体。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述PCB板沿水平方向固连于所述外壳的相对两侧内壁，将所述外壳分为上下隔绝的两部分。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述第一加热单元和所述第二加热单元均为加热丝。

作为上述防冷凝装置的优选技术方案，所述第一加热单元以“之”字形布置在所述易冷凝件的表面；

所述第二加热单元以“之”字形布置在所述易冷凝件的表面。

本发明还提出了一种汽车空调系统，包括空调箱，还包括上述任一方案所述的防冷凝装置，易冷凝件为所述空调箱的壳体，所述防冷凝装置的外壳固定于所述空调箱的壳体的下部。

作为上述汽车空调系统的优选技术方案，所述外壳与所述空调箱的壳体通过双面胶粘接；或，所述外壳与所述空调箱的壳体通过螺栓和螺母连接。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：

本发明提供的防冷凝装置，通过设置在外壳的外表面的温湿度传感器，能够采集实时温度和湿度信号，并传输给控制组件，控制组件据此计算出露点温度，同时第一温度传感器和第二温度传感器分别采集易冷凝件的表面的第一区域和第二区域的实时温度信号，控制组件实时将露点温度分别和两个温度传感器的温度信号进行比较，判断是否存在产生冷凝水的风险，若有，则控制第一加热单元和第二加热单元单独加热易冷凝件或同时加热易冷凝件，实现对存在冷凝风险的表面不同位置分别进行加热，节约电能的同时既可以有效的实时检测和判断当前的环境是否会产生冷凝水，并可以及时控制加热单元进行精准加热来避免冷凝水的凝结；同时该防冷凝装置结构简单，集成性高，拥有自主控制能力，不需要连接入整车的控制系统，适用性广。

本发明提供的汽车空调系统，包括空调箱和上述的防冷凝装置，易冷凝件为空调箱的壳体，防冷凝装置的外壳连接于空调箱的壳体的下部。该汽车空调系统能够防止其空调箱的壳体表面冷凝水发生凝结，从而避免冷凝水滴落引起电子元件短路故障或导致地毯内饰发霉，提升用户体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的防冷凝装置的结构示意图。

图中：

1-外壳；2-温湿度传感器；3-第一温度传感器；4-第二温度传感器；5-第一加热单元；6-第二加热单元；7-控制芯片；8-PCB板；9-加热控制器；10-双面胶。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时加热存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

当车门或车窗在高温高湿的环境中长期打开时，高温高湿的空气进入车内；同时整车空调系统处于制冷或者除湿状态。此时，蒸发器处于工作状态，空调箱的蒸发器附近壳体表面温度很低，远远低于高温高湿空气的露点温度，于是蒸发器附近壳体表面迅速凝结出冷凝水。冷凝水会随着时间的增加凝聚汇合，沿着壳体下部滑落，滴落在下方的电器元件上或车内的地毯内饰上，引起电子元件短路发生故障，或者地毯内饰发霉，滋生细菌。

本实施方式提出了一种汽车空调系统，包括空调箱和防冷凝装置，空调箱蒸发器附近的壳体为易冷凝件，防冷凝装置连接于空调箱的壳体的下部，用于对空调箱的壳体进行加热，防止冷凝水凝结滴落。

进一步地，防冷凝装置通过设置在其表面的双面胶10实现与空调箱的壳体的粘接；也可以采取螺栓和螺母的固定方式实现防冷凝装置与空调箱的连接，该固定方式牢固可靠，可以确保防冷凝装置在车辆的使用过程中不会脱落。

如图1所示，本实施方式提供的防冷凝装置包括外壳1、控制组件、温湿度传感器2、第一温度传感器3、第二温度传感器4和加热组件，其中，外壳1作为整个装置的主体部件，控制组件设置于外壳1内部，温湿度传感器2设置于外壳1的外表面，具体为上表面，温湿度传感器2连接于控制组件，实际应用过程中温湿度传感器2负责采集实时温度和湿度信号，并传输给控制组件，控制组件能根据温湿度传感器2获取的实时温湿度信息计算出露点温度。第一温度传感器3和第二温度传感器4分别设置于易冷凝件的表面的不同位置，即第一区域和第二区域，第一温度传感器3和第二温度传感器4分别连接于控制组件，用于检测不同位置的实时温度信号，并传输给控制组件。控制组件能将露点温度分别与第一温度传感器3和第二温度传感器4获取的温度信号进行运算比较。加热组件包括第一加热单元5和第二加热单元6，第一加热单元5布置于第一区域处，用于加热易冷凝件第一区域处的表面，第二加热单元6布置于第二区域处，用于加热易冷凝件第二区域处的表面，第一加热单元5和第二加热单元6能够根据上述比较结果同时加热或单独加热。本实施方式中的易冷凝件为空调箱蒸发器附近的壳体。

本实施方式中的防冷凝装置通过设置在外壳1的外表面的温湿度传感器2，能够采集实时温度和湿度信号，并传输给控制组件，控制组件据此计算出进入车内这股高温高湿空气的实时露点温度，同时，第一温度传感器3和第二温度传感器4分别负责采集易冷凝件的表面的第一区域和第二区域的实时温度信号，并传输给控制组件。根据物理原理，当第一区域和第二区域的表面温度数值小于进入车内这股高温高湿空气的露点温度时，会在第一区域和第二区域的壳体表面凝结出冷凝水。控制组件将露点温度分别和两个温度传感器采集到的温度信号实时进行比较，判断第一区域和第二区域处的壳体是否存在凝结冷凝水的风险，若有，则控制第一加热单元5和第二加热单元6单独加热易冷凝件或同时加热易冷凝件，实现对易冷凝件存在冷凝风险的表面不同位置分别进行加热。节约电能的同时既可以有效的实时检测和判断当前的环境是否会产生冷凝水，并可以及时控制加热单元进行精准加热来避免冷凝水的凝结；同时该防冷凝装置结构简单，集成性高，拥有自主控制能力，不需要连接入整车的控制系统，不受车辆种类、车型大小、不同车辆生产厂家的车机系统等各种因素的制约，适用性广。

进一步地，控制组件包括PCB板8、控制芯片7和加热控制器9，温湿度传感器2、第一温度传感器3和第二温度传感器4分别连接于控制芯片7，各传感器将采集到的信号传输给控制芯片7，控制芯片7对接收到的信号进行运算比较，并下发控制指令给加热控制器9控制第一加热单元5和第二加热单元6进行加热。

更进一步地，PCB板8连接于外壳1的内壁，PCB板8上设置有接线柱，PCB板8用于固定控制芯片7和加热控制器9，接线柱和控制芯片7通讯连接，加热控制器9和控制芯片7通讯连接并分别与第一温度传感器3和第二温度传感器4连接。上述温湿度传感器2、第一温度传感器3和第二温度传感器4分别连接于不同的接线柱，以实现与控制芯片7的信号传输。控制芯片7对各传感器传输来的信号进行运算比较，并下发控制指令给加热控制器9去执行，加热控制器9控制第一加热单元5和/或第二加热单元6进行加热。

优选地，第一加热单元5和第二加热单元6均为加热丝，布置方式灵活。第一加热单元5以“之”字形布置在易冷凝件的表面的第一区域处；第二加热单元6以“之”字形布置在易冷凝件的表面的第二区域处。采用“之”字型能增大加热丝和易冷凝件表面的接触面积，保证加热效率。

在本实施方式中，外壳1为矩形的塑料壳体，具有质轻成本低的优势。可选地，PCB板8沿水平方向固连于外壳1的相对两侧内壁，将外壳1分为上下隔绝的两部分。

优选地，温湿度传感器2的接线穿过上部分外壳1，连接于PCB板8的接线柱。第一温度传感器3和第二温度传感器4通过甩线的方式穿过上部外壳1，连接于PCB板8的接线柱。两根加热丝通过下部外壳1连接在固定于PCB板8上的加热控制器9上。加热控制器9和控制器芯片布置在PCB板8与矩形外壳1形成的下部密封空间。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防冷凝装置，其特征在于，包括：

外壳(1)；

控制组件，设置于所述外壳(1)内部；

温湿度传感器(2)，设置于所述外壳(1)的外表面，所述温湿度传感器(2)连接于所述控制组件，所述控制组件能根据所述温湿度传感器(2)获取的温湿度信息计算出露点温度；

第一温度传感器(3)和第二温度传感器(4)，分别设置于易冷凝件的表面的第一区域和第二区域，所述第一温度传感器(3)和所述第二温度传感器(4)分别连接于所述控制组件；以及，

加热组件，包括第一加热单元(5)和第二加热单元(6)，所述第一加热单元(5)布置于所述第一区域处，所述第二加热单元(6)布置于所述第二区域处，所述第一加热单元(5)和所述第二加热单元(6)被配置为能够根据所述露点温度分别与所述第一温度传感器(3)和所述第二温度传感器(4)获取的温度信号的比较结果同时加热或单独加热。

2.根据权利要求1所述的防冷凝装置，其特征在于，所述控制组件包括：

控制芯片(7)，所述温湿度传感器(2)、所述第一温度传感器(3)和所述第二温度传感器(4)分别连接于所述控制芯片(7)。

3.根据权利要求2所述的防冷凝装置，其特征在于，所述控制组件还包括：

PCB板(8)，所述PCB板(8)连接于所述外壳(1)的内壁，所述PCB板(8)上设置有通讯连接的所述控制芯片(7)和接线柱，所述温湿度传感器(2)、所述第一温度传感器(3)和所述第二温度传感器(4)分别连接于不同的所述接线柱。

4.根据权利要求3所述的防冷凝装置，其特征在于，所述控制组件还包括：

加热控制器(9)，所述加热控制器(9)设置于所述PCB板(8)上并分别与所述第一加热单元(5)和所述第二加热单元(6)连接，所述加热控制器(9)与所述控制芯片(7)通讯连接。

5.根据权利要求3所述的防冷凝装置，其特征在于，

所述外壳(1)为矩形的塑料壳体。

6.根据权利要求5所述的防冷凝装置，其特征在于，

所述PCB板(8)沿水平方向固连于所述外壳(1)的相对两侧内壁，将所述外壳(1)分为上下隔绝的两部分。

7.根据权利要求1所述的防冷凝装置，其特征在于，

所述第一加热单元(5)和所述第二加热单元(6)均为加热丝。

8.根据权利要求7所述的防冷凝装置，其特征在于，

所述第一加热单元(5)以“之”字形布置在所述易冷凝件的表面；

所述第二加热单元(6)以“之”字形布置在所述易冷凝件的表面。

9.一种汽车空调系统，包括空调箱，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的防冷凝装置，易冷凝件为所述空调箱的壳体，所述防冷凝装置的外壳(1)固定于所述空调箱的壳体的下部。

10.根据权利要求9所述的汽车空调系统，其特征在于，

所述外壳(1)与所述空调箱的壳体通过双面胶(10)粘接；或，

所述外壳(1)与所述空调箱的壳体通过螺栓和螺母连接。

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