CN202074748U - 车用空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车用空调系统，该空调系统包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一节流阀和第二节流阀，其中压缩机、冷凝器、第一节流阀和第一蒸发器顺序连通形成第一回路，压缩机、冷凝器、第二节流阀和第二蒸发器顺序连通形成第二回路。本实用新型的空调系统延长了电池寿命，提高了汽车的巡航里程。

Description

车用空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种车用空调系统，尤其涉及一种用于车用空调系统。

背景技术

随着全球能源的日趋紧张，各国都加紧了对电动汽车和混合动力汽车的研究。由于电动汽车和传统汽车的动力来源不同，因此电动汽车和混合动力汽车的空调系统与传统汽车空调也有所不同。

传统汽车的空调系统利用一部分发动机输出功率驱动空调压缩机制冷，利用发动机冷却水的余热来加热乘客舱以满足加热需求。电动汽车和混合动力汽车的空调系统多数采用热泵空调系统满足制冷和制热需求，并且需要动力电池输出一定的功率驱动空调系统，因此电动汽车的驱使里程和动力电池寿命受到一定影响。

同时由于电动汽车和混合动力汽车的动力源均包括动力电池系统，而动力电池系统在工作过程中也会产生热量，因此需要对动力电池系统和电机、电机控制器、直流到直流转换模块(DCDC模块)进行降温。而现有技术中对于动力电池系统进行降温则需要增加额外的降温装置，增加了成本并且占用了空间。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：提供一种车用空调系统，用以克服上述缺陷。

本实用新型提供一种车用空调系统，包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一节流阀和第二节流阀，其中压缩机、冷凝器、第一节流阀和第一蒸发器顺序连通形成第一回路，压缩机、冷凝器、第二节流阀和第二蒸发器顺序连通形成第二回路。

优选地，在本实用新型的车用空调系统中，还包括气液分离器，该气液分离器的出口与压缩机的入口相连，且使所有进入压缩机的制冷剂在进入压缩机之前都经过气液分离器。

优选地，在本实用新型的车用空调系统中，所述第一节流阀和第二节流阀为电子膨胀阀。

优选地，在本实用新型的车用空调系统中，还包括控制器，用于控制第一节流阀和第二节流阀。优选地所述控制器为步进电机，所述步进电机的输入端响应控制信号，输出端耦合至第一节流阀和第二节流阀，控制第一节流阀和第二节流阀的阀门开度。

本实用新型的空调系统利用一个空调压缩机带动至少两个蒸发器，可以同时对乘客舱和动力电池系统、电机、电机控制器、DCDC模块进行降温，无需增加额外的动力电池降温装置，有效降低了电动汽车成本，节约空间。同时，用户可以根据需要通过调节第一节流阀和第二节流阀的阀门开度来调节在第一回路和第二回路中流动的制冷剂的量，兼顾用户舒适度和对动力电池系统降温的要求。

另外，在不需要对乘客舱和动力电池系统同时降温时，可以关闭相应的蒸发器，因此延长了电池寿命，提高了汽车的巡航里程。

附图说明

图1为根据本实用新型的空调系统的结构示意图；

图2为本实用新型的第一模式时制冷剂的流动路径图；

图3为本实用新型的第二模式时制冷剂的流动路径图；

图4为本实用新型的第三模式时制冷剂的流动路径图；

图5为本实用新型的第四模式时制冷剂的流动路径图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本实用新型的优选实施例，在附图中相同的参考标号表示相同的元件。

在详细解释本实用新型的实施例之前，应当理解本实用新型在其应用方面不限定于在以下说明中提出的或者以下附图中示出的构造的细节和部件的布置。本实用新型还可以有其它实施例并且还能够以各种方式被实施或者实现。同样地，应当理解这里使用的术语旨在于进行说明而不应被看作限定。

图1为汽车空调系统的结构示意图。如图所示，该汽车空调系统包括冷凝器10、压缩机11、第一蒸发器12、第二蒸发器13、第一节流阀14、第二节流阀15和气液分离器16。压缩机11、冷凝器10、第一节流阀14、第一蒸发器12和气液分离器16顺序连通形成第一回路，压缩机11、冷凝器10、第二节流阀15、第二蒸发器13和气液分离器16顺序连通形成第二回路。其中第一蒸发器12用于对乘客舱进行温度调节、第二蒸发器13用于对动力电池系统、电机、电机控制器、DCDC模块进行温度调节。

可替换地，第一蒸发器12可以用于对动力电池系统、电机、电机控制器、DCDC模块进行温度调节，第二蒸发器13用于对乘客舱进行温度调节。

可替换地，可以根据需要将第一蒸发器12和第二蒸发器13用于对需要进行降温的部位或部件进行温度调节。

压缩机11的出口与冷凝器10的入口相连通，冷凝器10的出口分别通过第一节流阀14、第二节流阀15与第一蒸发器12的入口、第二蒸发器13的入口相连通，第一蒸发器12的出口和第二蒸发器13的出口通过气液分离器16与压缩机11的入口相连通。

系统通过控制第一节流阀14和第二节流阀15来实现四种不同的功能模式，使得制冷剂能按照预定的路线流动，实现不同的空气调节功能。其中制冷剂可以为但不限于R123、R134a。节流阀是这样的一种器件，其可通过外部控制信号，控制节流阀的节流阀开度，使流过的气体或液体的截面变小，流速变快，压力减小，变成低温低压的液体或者气液混合体。

当空调系统处于第一模式时，此时制冷剂在第一回路中流动，空调系统对动力电池系统、电机、电机控制器、DCDC模块实现强制冷。其工作原理如下：关闭第一节流阀14，打开第二节流阀15。如图2的箭头所示，制冷剂经过压缩机11的压缩变为高温高压的气体，高温高压的气体在冷凝器10经过散热变成高温高压的液体，高温高压液体到达第二节流阀15，控制第二节流阀15的开度，使经过第二节流阀15之后，由于体积变大，压力和温度急剧下降，制冷剂变为低温低压的液体，该低温低压的液体在第二蒸发器13内进行蒸发。因为此时制冷剂沸点远低于第二蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体，在蒸发过程中大量吸收周围的热量，从而实现对动力电池系统等部件进行降温，实现制冷功能。而后低温低压的制冷剂蒸汽经过气液分离器16回到压缩机11。上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低第二蒸发器13周围空气温度的目的。

当空调系统处于第二模式时，此时制冷剂在第一和第二回路中流动，空调系统对动力电池系统和乘客舱实现强制冷。其工作原理如下：打开第一节流阀14和第二节流阀15。如图3所示，制冷剂经过压缩机11的压缩变为高温高压的气体，高温高压的气体在冷凝器10经过散热变成高温高压的液体，高温高压液体到达第一节流阀14和第二节流阀15，控制第一节流阀14和第二节流阀15的开度，使经过第一节流阀14和第二节流阀15之后，制冷剂变为低温低压的液体，该低温低压的液体在第一蒸发器12和第二蒸发器13内进行蒸发，从而实现对动力电池系统和乘客舱进行降温。而后低温低压的制冷剂蒸汽经过气液分离器16回到压缩机11。上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低第二蒸发器13周围空气温度的目的。

当空调系统处于第三模式时，此时制冷剂在第二回路中流动，空调系统对乘客舱实现强制冷。其工作原理如下：打开第一节流阀14，关闭第二节流阀15。如图4的箭头所示，制冷剂经过压缩机11的压缩变为高温高压的气体，高温高压的气体在冷凝器10经过散热变成高温高压的液体，高温高压液体到达第一节流阀14，控制第一节流阀14的开度，使经过第一节流阀14之后制冷剂变为低温低压的液体，该低温低压的液体在第一蒸发器12内进行蒸发。而后低温低压的制冷剂蒸汽经过气液分离器16回到压缩机。上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低第一蒸发器12周围空气温度的目的。

当空调系统处于第四模式时，此时制冷剂在第一和第二回路中流动，空调系统对电池和乘客舱实现弱制冷除湿。其工作原理如下：打开第一节流阀14和第二节流阀15。如图5的箭头所示，制冷剂经过压缩机11的压缩变为高温高压的气体，高温高压的气体在冷凝器10经过散热变成高温高压的液体，高温高压液体到达第一节流阀14和第二节流阀15，控制第一节流阀14和第二节流阀15的开度，使经过第一节流阀14和第二节流阀15之后制冷剂变为低温低压的气液混合体，该低温低压的气液混合体在第一蒸发器12和第二蒸发器13内进行蒸发吸热，变成低温低压的气体。而后低温低压的气体经过气液分离器16回到压缩机。上述过程周而复始的进行下去，这样的循环使被第一蒸发器12和第二蒸发器13冷却除湿后的空气达到除湿要求的程度后，流进乘客舱和动力电池系统，从而控制进入乘客舱和动力电池系统的空气湿度。第一蒸发器12和第二蒸发器13的除湿能力可以通过改变压缩机转速来控制。

可替换地，本领域的技术人员还可以对第四模式做出修改。例如可以根据实际需要仅打开第一节流阀14和第二节流阀15中的一个。

在本实用新型的实施例中，第一、第二节流阀可以优选是电子膨胀阀。第一、第二节流阀还可以是其它节流阀。

优选地，在本实用新型的实施例中，还包括控制器，用以控制第一、第二节流阀的阀门开度。

优选地，该控制器为步进电机。该步进电机的输入端响应控制信号，输出端耦合至第一节流阀和第二节流阀，对第一节流阀和第二节流阀的阀门开度进行调节，进而对制冷剂流量进行线性控制，从而控制进入外部热交换器和内部蒸发器的制冷剂状态，从而控制进入车内出风口的空气温度。

在本实用新型的实施例中，部分管道为两种或更多种模式的共用管道，从而节约了管道，缩小了空调系统的体积，减轻了电动汽车的总重量，从而节约了电动汽车的能源消耗。

尽管上面已经描述了示范性实施例，但本实用新型不限于这些示范性实施例。在本实用新型的精神和范围内，这些示范性实施例可以被结合使用或者每个示范性实施例可以被部分地修改。例如，虽然在本实用新型的上述实施例中将蒸发器的数量限定为2个，但是本领域的技术人员可以根据实际需要将蒸发器的数量修改为2个以上。

虽然本实用新型的优选示范性实施例是采用特定术语进行描述的，但是这种描述只是用于说明的目的。应当理解，在不脱离权利要求的精神和范围内，可以对实施例做出各种修改和变换。

Claims (5)

1.车用空调系统，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器、第一节流阀和第二节流阀，其中压缩机、冷凝器、第一节流阀和第一蒸发器顺序连通形成第一回路，压缩机、冷凝器、第二节流阀和第二蒸发器顺序连通形成第二回路。

2.如权利要求1所述的车用空调系统，其特征在于，还包括气液分离器，该气液分离器的出口与压缩机的入口相连，且使所有进入压缩机的制冷剂在进入压缩机之前都经过气液分离器。

3.如权利要求1或2所述的车用空调系统，其特征在于，所述第一节流阀和第二节流阀为电子膨胀阀。

4.如权利要求1或2所述的车用空调系统，其特征在于，还包括控制器，用于控制第一节流阀和第二节流阀。

5.如权利要求4所述的车用空调系统，其特征在于，所述控制器为步进电机，所述步进电机的输入端响应控制信号，输出端耦合至第一节流阀和第二节流阀，控制第一节流阀和第二节流阀的阀门开度。 

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