CN204432298U - 电动车空调系统 - Google Patents

Abstract

一种电动车空调系统，包括：供电装置，空调控制器，加热模块，温度传感器，制冷模块；其特征在于，还包括整车控制器，以及加热模块的供电保护开关和制冷模块的供电保护开关；该整车控制器与空调控制器相连；加热模块和制冷模块分别通过各自的供电保护开关与供电装置相连；其中：该空调控制器用于采集温度传感器检测的环境温度，并将该空调控制器的预设参数与环境温度进行比较，从而判断启动加热模式或制冷模式，并将加热模式或制冷模式的控制信号发送至整车控制器；该整车控制器从而向相应的加热模块或制冷模块的供电保护开关发出控制信号，接通相应的加热模块或制冷模块的高压供电；该空调控制器还与制冷模块相连，控制制冷模块的开启。

Description

电动车空调系统

技术领域

本实用新型涉及汽车空调系统，特别涉及电动汽车的空调系统。

背景技术

电动汽车由于没有发动机，因此无法利用发动机动力带动压缩机来制冷，也无法利用发动机冷却液来制热，通常都是采用蓄电池组这样的独立的供电装置来供电。而且通常都是采用单片机来控制空调系统和加热装置，因此与整车控制器的通信中存在不足，当空调系统或加热系统出现故障时，整车不能监测到，因此无法实时监测各个工作模块的运行状况，在安全性上存在隐患。

实用新型内容

本实用新型针对以上不足，提出了一种电动车空调系统，其通过CAN总线实现了空调系统与整车控制器的良好通信，从而实时控制空调系统，加热系统以及相应的供电装置，提高了乘车安全性及舒适性。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案提供如下：

一种电动车空调系统，包括：供电装置，空调控制器，加热模块，温度传感器，制冷模块；其特征在于，还包括整车控制器，以及加热模块的供电保护开关和制冷模块的供电保护开关；该整车控制器与空调控制器相连；加热模块和制冷模块分别通过各自的供电保护开关与供电装置相连；其中：

该空调控制器用于采集温度传感器检测的环境温度，并将该空调控制器的预设参数与环境温度进行比较，从而判断启动加热模式或制冷模式，并将加热模式或制冷模式的控制信号发送至整车控制器；

该整车控制器用于接收空调控制器发出的所述控制信号，并依据该信号向相应的加热模块或制冷模块的供电保护开关发出控制信号，从而通过供电保护开关接通相应的加热模块或制冷模块的高压供电；

该空调控制器还与制冷模块相连，用于提供制冷模块的低压供电，控制制冷模块的开启。

进一步，该空调系统还包括压力保护开关，连接在空调控制器和制冷模块之间；当制冷剂压力在给定值范围内时，该压力保护开关闭合；当制冷剂压力超过或低于给定值时，该压力保护开关断开。

进一步，该空调控制器在判断启动制冷模式时，还要同时检测该压力保护开关是否闭合，如果闭合，则向整车控制器发送制冷模式控制信号，并向制冷模块提供低压供电，启动制冷模块；如果断开，则该空调控制器向整车控制器发出故障信号，整车控制器进而通过报警装置报警；在制冷模块运行时，该空调控制器还实时监测该压力保护开关是否闭合，如果断开，则该空调控制器断开向制冷模块的低压供电，并向整车控制器发出故障信号，整车控制器进而通过供电保护开关断开制冷模块的高压供电，并通过报警装置报警。

进一步，该制冷模块包括压缩机驱动器，压缩机，冷凝器及蒸发器；该压缩机驱动器通过供电保护开关与供电装置相连，通过压力保护开关与空调控制器相连，空调控制器用于向压缩机驱动器提供低压电源和启动信号；该压缩机驱动器用于驱动压缩机工作，制冷剂依次经过压缩机，冷凝器和蒸发器，从而产生制冷。

更进一步，该整车控制器通过CAN总线与空调控制器进行通信。

进一步，该空调控制器还用于，根据预设参数与环境温度的比较值，决定是否启用普通加热模式或快速加热模式，并将控制信号发送至整车控制器；该加热模块为PTC加热模块，其包括多组加热丝；该PTC加热模块与供电装置之间还连接了一个多触点开关，该开关分别连接PTC加热模块的每组加热丝，并接收整车控制器发出的控制信号，从而启动PTC加热模块的一组或多组加热丝。

更进一步，该空调系统还包括过温保护开关，连接于整车控制器与加热模块供电保护开关之间，当加热模块产生的温度超过给定值时，该过温保护开关断开。

本实用新型的有益效果是：整个空调系统结构简单，布置方便，空调控制器根据温度状况自动响应然后再做调节，提高了系统的智能性，并且做到了电气安全防护。解决了新能源汽车空调系统结构复杂、成本高、可靠性差、布置难度大等问题。

附图说明

图1为本实用新型电动车空调系统的电气原理图；

图2为本实用新型的制冷模块的机械管路图。

附图中：

1--空调控制器

2--整车控制器

3--PTC加热模块

4--压缩机驱动器

5--动力电池

6--动力电池

7--冷媒干燥罐

8--冷凝器

9--蒸发器

JK-1，JK-2，JK-3--接触器

M2--压缩机

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型电动车空调系统的电气原理图。包括空调控制器1，分别连接整车控制器2及压缩机驱动器4。压力传感器T1，T2，T3用于检测车内的环境温度，并发送至空调控制器1。空调控制器1通过CAN总线与整车控制器2实时通信，整车控制器2通过供电接触器JK-1和JK-3与PTC加热模块3和压缩机驱动器4相连，动力电池5通过供电接触器JK-1与PTC加热模块相连，动力电池6通过供电接触器JK-3与压缩机驱动器4相连。压缩机驱动器4连接压缩机M2，驱动压缩机M2转动。空调控制器1提供压缩机驱动器4的低压电源，且控制压缩机驱动器4的开启。

图2为制冷系统的机械管路图。由图中可看出，冷媒干燥罐7中的冷媒依次经压缩机M2，冷凝器8，蒸发器9，变成冷气，经鼓风机吹出，产生制冷效果。

现在结合图1和图2进一步说明本实用新型电动车空调系统的工作原理。

驾驶员进入车内，打开鼓风机开关，鼓风机开始工作吹出自然风；当需要空调系统工作时，按下AC请求开关，这时整个空调系统开始上电工作，其控制核心是整车控制器2和空调控制器1，两者通过CAN线连接。空调控制器1采集三路温度传感器T1，T2，T3(分别位于驾驶员、副驾和顶棚位置)的信号，经过处理并结合预先设定的条件参数做出判断，(其中条件参数是可调的，例如可以将温度设定为26℃和15℃，即：温度大于等于26℃启动冷风，小于等于15℃启动暖风)，判断是启动冷风模式还是暖风模式后，再通过CAN线把信号发给整车控制器2。现在分别对加热模式和制冷模式的工作原理予以说明。

如果判断为加热模式，空调控制器1将加热模式的信号发送整车控制器2，整车控制器2进而闭合供电接触器JK-1，接通PTC加热模块3与动力电池5的连接，完成PTC加热模块3的高压供电，使系统进入加热模式。同时温度传感器实时监测环境温度，把信号传给空调控制器1以便其做出响应。

优选地，PTC加热模块3设有两组加热丝，且在整车控制器2和PTC加热模块3之间还连接有一个加热增强接触器JK-2，其分别连接加热模块3的各组加热丝，并接收整车控制器2发出的控制信号。当检测到车内室温非常低时，如低于4℃，空调控制器1即向整车控制器2发出快速加热模式指令，整车控制器1进一步控制加热增强接触器JK-2同时启动PTC加热模块3的两组加热丝。当室温在4℃至15℃之间时，空调控制器1将采用普通加热模式，整车控制器2控制加热增强接触器JK-2只启动PTC加热模块3的其中一组加热丝。

优选地，可以在整车控制器2和PTC供电接触器JK-1之间连接一个过温保护开关，用于监测PTC加热模块3的温度，如果温度过高，超过预设值，过温保护开关自动断开，从而切断动力电池5对PTC加热模块3的供电。

如果判断为制冷模式，空调控制器1将制冷模式的信号发送整车控制器2，整车控制器2进而控制供电接触器JK-3，接通压缩机驱动器4与动力电池6的连接，完成压缩机驱动器4的高压供电。同时，空调控制器1提供对压缩机驱动器4的低压供电，并向压缩机驱动器4发出开启信号，使系统进入制冷模式。

优选地，空调控制器根据检测的环境温度，决定加强或者减弱制冷效果。例如，如果环境温度较高过低，则向压缩机驱动器4发送PWM调速信号，进而控制压缩机M2功率，产生加速或减缓制冷效果。

优选地，在空调控制器1和压缩机驱动器4之间还连接有冷媒压力开关。如果冷媒泄露导致冷媒压力不足，或是冷媒压力过高，冷媒压力开关则自动断开，进而也断开了空调控制器1与压缩机驱动器4的信号连接，压缩机驱动器4即停止工作。

作为一种替代方式，该空调控制器1在判断启动制冷模式时，还要同时检测该压力保护开关是否闭合，如果闭合，则向整车控制器2发送制冷模式控制信号，并向压缩机驱动器4提供低压供电，启动压缩机驱动器4工作；如果断开，则该空调控制器1向整车控制器2发出故障信号，整车控制器2进而通过报警装置报警；在制冷模块运行时，该空调控制器1还实时监测该压力保护开关是否闭合，如果断开，则该空调控制器1断开向压缩机驱动器4的低压供电，并向整车控制器2发出故障信号，整车控制器2进而通过供电接触器JK-3断开压缩机驱动器4的高压供电，并通过报警装置报警。

在整个系统工作过程中，驾驶员也可以通过旋钮式鼓风机开关来调节出风口风量的大小。并设有手动的AC请求开关按钮。只有当鼓风机开关和AC请求开关同时闭合时，空调系统才开始运行。当未按下AC请求开关按钮时，打开鼓风机开关，可以进入自然风模式；如果不旋开鼓风机开关，只按下AC请求开关按钮，则系统不工作，避免因空调系统过热导致设备损坏。

综上所述，本实用新型的优点如下：

(1)空调控制器1通过CAN总线与整车控制器2的通信，实现了实时上报整个空调系统工作状态，并与整车控制器进行信息交流的目的，不仅实现了所需要的工作模式，而且通过整车控制器的监控，提高了整车的安全性。解决了传统电动空调系统独立工作，整车控制系统对空调系统无法监控，无法进行信息交流的弊端。

(2)整个空调系统通过采用鼓风机开关和AC请求开关主观来控制启停，实现了三种工作模式：自然风模式(通风换气模式)、冷风模式、暖风模式。当风机开关手动开启之后，再通过AC请求开关才能开启空调系统的冷风或暖风，随后进入自动调节模式，这样保证了三种工作模式不冲突，即只能工作在某一个模式下。解决了传统电动空调有制冷和制热两个开关，只有冷风和暖风，无法用自然风通风换气，以及冷风和暖风模式容易冲突导致同时混用的弊端。

(3)电动空调系统的鼓风机风量调节使用手动旋钮开关调节。这样避免了传统电动空调系统由控制器调节风量大小，存在滞后性和容易出故障的弊端。

(4)检测元器件较少(三个传感器)，系统相对简单，提高了整个电动空调系统实际工作的可靠性。而传统电动空调系统，检测的传感器较多，系统较为复杂，那么系统在工作过程中的滞后性和高故障率是难以避免的，并且加大了整车布置、安装和空调系统调试的难度。

(5)制冷模式的电气回路中，在冷媒管路设计有干燥管压力开关，串联在空调控制器启停信号回路当中，防止冷因冷媒泄露等情况导致冷媒压力不足而损坏压缩机和影响制冷效果；制热模式的高压电气回路中，串联有过温保护开关，当出现干烧等异常高温的故障时能及时切断电源，保护系统零部件以及防止火灾发生，提高了整车电气系统的安全性。解决了传统电动空调系统中没有安全保护措施，或者安全保护方式过于复杂的弊端。

(6)PTC电加热模块3可以根据实际需求，通过整车控制器2控制电气回路，使其变功率运行。该模块的电加热丝分为两组，启动时设为第一组加热丝工作，当满足不了实际需求时，整车控制器2使第二路电源接通，第二组加热丝工作，提供更多热量。空调控制器1和整车控制器2可以根据实际需要，实时调节电加热模块的运行功率，从而能快速达到舒适的环境温度。解决了传统电动空调系统电加热模块只是恒功率运行，只能改变鼓风机风量来增加或者减少制热量，这样的电加热模块在某些工况下不能满足驾驶室对热量的需求，或者需要长时间才能勉强满足整车驾驶室所需求的热量。

需要指出的是，以上实施例仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (13)

1.一种电动车空调系统，包括：供电装置，空调控制器，加热模块，温度传感器，制冷模块；其特征在于，还包括整车控制器，以及加热模块的供电保护开关和制冷模块的供电保护开关；该整车控制器与空调控制器相连；加热模块和制冷模块分别通过各自的供电保护开关与供电装置相连；其中：

该空调控制器用于采集温度传感器检测的环境温度，并将该空调控制器的预设参数与环境温度进行比较，从而判断启动加热模式或制冷模式，并将加热模式或制冷模式的控制信号发送至整车控制器；

该整车控制器用于接收空调控制器发出的所述控制信号，并依据该信号向相应的加热模块或制冷模块的供电保护开关发出控制信号，从而通过供电保护开关接通相应的加热模块或制冷模块的高压供电；

该空调控制器还与制冷模块相连，用于提供制冷模块的低压供电，控制制冷模块的开启。

2.根据权利要求1所述的电动车空调系统，其特征在于，该空调系统还包括压力保护开关，连接在空调控制器和制冷模块之间；当制冷剂压力在给定值范围内时，该压力保护开关闭合；当制冷剂压力超过或低于给定值时，该压力保护开关断开。

3.根据权利要求2所述的电动车空调系统，其特征在于，该空调控制器在判断启动制冷模式时，还要同时检测该压力保护开关是否闭合，如果闭合，则向整车控制器发送制冷模式控制信号，并向制冷模块提供低压供电，启动制冷模块；如果断开，则该空调控制器向整车控制器发出故障信号，整车控制器进而通过报警装置报警；在制冷模块运行时，该空调控制器还实时监测该压力保护开关是否闭合，如果断开，则该空调控制器断开向制冷模块的低压供电，并向整车控制器发出故障信号，整车控制器进而通过供电保护开关断开制冷模块的高压供电，并通过报警装置报警。

4.根据权利要求2所述的电动车空调系统，其特征在于，所述制冷模块包括压缩机驱动器，压缩机，冷凝器及蒸发器；该压缩机驱动器通过供电保护开关与供电装置相连，通过压力保护开关与空调控制器相连，空调控制器用于向压缩机驱动器 提供低压电源和启动信号；该压缩机驱动器用于驱动压缩机工作，制冷剂依次经过压缩机，冷凝器和蒸发器，从而产生制冷。

5.根据权利要求3所述的电动车空调系统，其特征在于，所述制冷模块包括压缩机驱动器，压缩机，冷凝器及蒸发器；该压缩机驱动器通过供电保护开关与供电装置相连，通过压力保护开关与空调控制器相连，空调控制器用于向压缩机驱动器提供低压电源和启动信号；该压缩机驱动器用于驱动压缩机工作，制冷剂依次经过压缩机，冷凝器和蒸发器，从而产生制冷。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动车空调系统，其特征在于，该整车控制器通过CAN总线与空调控制器进行通信。

7.根据权利要求1至5任一项所述的电动车空调系统，其特征在于，该空调控制器还用于，根据预设参数与环境温度的比较值，向压缩机驱动器发送PWM调速信号，从而控制压缩机的转速。

8.根据权利要求1至5任一项所述的电动车空调系统，其特征在于，该供电保护开关为供电接触器。

9.根据权利要求1所述的电动车空调系统，其特征在于，该空调控制器还用于，根据预设参数与环境温度的比较值，决定是否启用普通加热模式或快速加热模式，并将控制信号发送至整车控制器；该加热模块为PTC加热模块，其包括多组加热丝；该PTC加热模块与供电装置之间还连接了一个多触点开关，分别连接PTC加热模块的每组加热丝，并接收整车控制器发出的控制信号，从而启动PTC加热模块的一组或多组加热丝。

10.根据权利要求1或9所述的电动车空调系统，其特征在于，还包括过温保护开关，连接于整车控制器与加热模块供电保护开关之间，当加热模块产生的温度超过给定值时，该过温保护开关断开。

11.根据权利要求9所述的电动车空调系统，其特征在于，该多触点开关为接触器。

12.根据权利要求1所述的电动车空调系统，其特征在于，该空调系统还包括空调手动开关，用于控制空调控制器的启动。

13.根据权利要求11所述的电动车空调系统，其特征在于，该空调系统还包括鼓风机手动旋钮式开关，当鼓风机手动开关和空调手动开关同时开启时，空调控制器开始工作。