CN207015115U - 用于电动汽车的热泵空调箱总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电动汽车的热泵空调箱总成，包括第一箱体总成和第二箱体总成，第一箱体总成集成有进气组件和蜗壳风机组件，第二箱体总成集成有换热组件和分发器组件，进气组件、蜗壳风机组件、换热组件和分发器组件依次连通；换热组件包括前换热腔室和后换热腔室，前换热腔室和后换热腔室通过导风通道连通，在前换热腔室内安装有室内蒸发器、室内冷凝器和滑动风门，其中，滑动风门位于前换热腔室的后端，在后换热腔室内安装有余热回收暖风芯体和PTC电加热器。采用以上结构，结构紧凑，体积小巧，噪音较低，并且在制热模式下，不仅换热面积大、制热量大、能效高，还能够利用冷却管路中的余热，实现快速启动送出暖风，并且有效降低能耗。

Description

用于电动汽车的热泵空调箱总成

技术领域

本实用新型属于电动汽车技术领域，具体涉及一种用于电动汽车的热泵空调箱总成。

背景技术

电动汽车相较于传统汽车能够实现污染物的集中处理，并且，随着我国核电、风电、水电等清洁发电方式的占比逐步提高，电动汽车对环境的影响相对传统汽车更小，随着节能减排的要求逐步严格，电动汽车的发展前景被广泛看好。由于传统的燃油汽车取暖采用的是水箱余热式的加热供暖系统，这种加热取暖系统均基于汽车发动机，因此，传统燃油汽车的空调无法直接应用到电动汽车上，电动汽车空调必须重新进行设计。

现有的电动汽车空调将用于制冷的室内蒸发器安装在前换热腔室内，将用于制热的室内冷凝器和/或PTC电加热器安装在后换热腔室内，为满足制热量和制热效率的要求，只能增大后换热腔室的面积，而增大后换热腔室的面积带来的直接后果是增大空调总成的体积或压缩出风道等结构的大小，造成现有的电动汽车空调体积较大或不能满足NVH以及制热能力的要求。并且，现有的电动汽车空调在制热模式下，刚启动时的一段时间送出的风未被加热，需要等待一段时间才能送出暖风，不能实现快速启动制热。解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种用于电动汽车的热泵空调箱总成，其结构紧凑，体积小，而且在制热模式下，不仅换热面积大、制热量大、能效高，还能够利用冷却管路中的余热，实现快速启动送出暖风，并且有效降低能耗。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种用于电动汽车的热泵空调箱总成，其要点在于：包括第一箱体总成和第二箱体总成，所述第一箱体总成集成有进气组件和蜗壳风机组件，所述第二箱体总成集成有换热组件和分发器组件，所述进气组件、蜗壳风机组件、换热组件和分发器组件依次连通；所述换热组件包括前换热腔室和后换热腔室，所述前换热腔室和后换热腔室通过导风通道连通，在所述前换热腔室内安装有室内蒸发器、室内冷凝器和滑动风门，其中，所述滑动风门位于前换热腔室的后端，在所述后换热腔室内安装有余热回收暖风芯体和PTC电加热器。

采用以上结构，通过将室内冷凝器安装到前换热腔室，不但能够安装更大的室内冷凝器，大幅增加了换热面积，提高了制热量和制热能效，而且能够减小后换热腔室的大小，使空调总成的结构紧凑，体积小巧，并且，用滑动风门替代传统的扇形风门，不但能够更加精确地控制开口大小，实现精确控制出风量，而且能够进一步地节约空间，使空调总成的结构更加紧凑，体积更加小巧，并使工作时的风燥保持在较低的水平；在后换热腔室内传统的电动汽车空调安装室内冷凝器的位置本实用新型设计用于安装余热回收暖风芯体，既能够有效利用冷却管路中的余热，使空调启动制热模式的同时即能送出热风，实现快速制热，并且节约了能源，降低了能耗；PTC电加热器作为一种辅助制热的手段，在空调制热量不足时启动，进一步提高了空调的制热能力。

作为优选，所述分发器组件包括：长条形的除霜出风口，其开口方向朝上，并位于第二箱体总成顶部靠前的位置；三个吹面出风口，其开口方向均朝上，并并排地设置在第二箱体总成顶部靠后的位置，三个吹面出风口的连线与除霜出风口的长轴线平行；两个前吹脚出风口，其开口方向均朝下，并分别位于第二箱体总成后部的两侧；以及两个后吹脚出风口，其开口方向均朝后，并均位于第二箱体总成底部靠后的位置。采用以上结构，使于第二箱体总成的结构更加紧凑、合理，能够完成吹面、除霜、前吹脚和后吹脚的同时，降低送风时的风燥。

作为优选：所述室内蒸发器的进液管一和出液管一均自第二箱体总成靠近第一箱体总成的一侧壁穿出后向前延伸，所述室内冷凝器的进液管二和出液管二均自第二箱体总成远离第一箱体总成的一侧壁穿出后向前延伸。采用以上结构，进一步保证了空调总成整体结构的紧凑。

作为优选：所述室内蒸发器和室内冷凝器并排安装在前换热腔室中，所述室内冷凝器位于室内蒸发器的后方。采用以上结构，将室内蒸发器安装在室内冷凝器的前方，能够在启动除雾模式时快速除雾，并且，室内蒸发器和室内冷凝器通过上固定架和下固定架能够可靠地固定在前换热腔室中。

作为优选：所述余热回收暖风芯体和PTC电加热器并排安装在后换热腔室中，所述PTC电加热器位于余热回收暖风芯体的后方。采用以上结构，将余热回收暖风芯体安装在PTC电加热器的前方，能够防止余热回收暖风芯体吸收热量，提高能效既保证了气流流动的通畅，又降低了整体噪音水平。

作为优选：所述后换热腔室位于前换热腔室后方的中下部，所述导风通道的上壁沿水平方向延伸，该导风通道的下壁自前端斜向下延伸至后端。采用以 上结构，通过将导风通道的下壁设计为斜向下延伸，以便于将部分气流引向后换热腔室的下方，进而使气流能够更加均匀地流经余热回收暖风芯体和PTC电加热器，充分地进行热交换，更加充分地利用换热面积，提高了换热效率和能效。

作为优选：在所述导风通道的前端安装有横向排布的第一导风筋和第二导风筋，所述第一导风筋位于第二导风筋的上方，其中，所述第一导风筋包括一体成型的导风前部和导风后部，所述导风前部自导风通道的前端沿水平方向向后延伸，所述导风后部自导风前部向后延伸，并向下倾斜，所述第二导风筋自导风通道的前端向后延伸，并向下倾斜。采用以上结构，导风前部沿水平方向向后延伸保证了部分气流流向后换热腔室的上方，再通过导风后部沿斜向下的方向向后延伸使气流不会集中流向后换热腔室的上方，使部分气流流向后换热腔室的中下部，同时通过将第二导风筋斜的延伸方向设计为沿斜向下的方向向后延伸，能够进一步保证导向后换热腔室中下部的气流量，使流入后换热腔室的气流更加均匀，便于气流更加充分地与后换热腔室内的余热回收暖风芯体和PTC电加热器进行热交换，大幅提高了换热效率和能效。

作为优选：所述导风前部的长度小于导风后部的长度，所述第二导风筋向前延伸的延长线与导风后部向前延伸的延长线之间具有夹角，该第二导风筋向后延伸的延长线与导风通道的下壁之间具有夹角。采用以上结构，使气流在第一导风筋和第二导风筋的作用下，呈发散式地朝着后换热腔室的中下部向后流动，并且，通过第二导风筋和导风通道的下壁相互配合，进一步提高流向后换热腔室中下部的气流量，使气流流入后换热腔室更加均匀，使气流更加充分地与余热回收暖风芯体和PTC电加热器进行热交换。

作为优选：所述滑动风门为圆弧形的板状结构，在所述前换热腔室后端相对设置有两条与滑动风门滑动配合的弧形的滑槽，所述滑动风门的两侧外缘分别嵌入对应的滑槽中。采用以上结构，通过双滑槽的设计能够保证滑动风门与滑槽滑动配合的可靠性。

作为优选：在所述滑动风门远离后换热腔室的一侧面上设有至少一排沿其内弧面延伸的齿状结构，在该滑动风门旁设有用于驱动其沿滑槽滑动的驱动机构，该驱动机构包括执行器和与齿状结构数量相同的齿轮，每个齿轮与对应的齿状结构啮合，其中一个所述齿轮受执行器驱动。采用以上结构，通过执行器能够准确控制齿轮的转动角度，即实现精确控制滑动风门的开合大小，精确控制出风量，并且，通过多个齿轮与多排齿状结构的相互配合，能够提高滑动风门开合过程的可靠性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的用于电动汽车的热泵空调箱总成，新颖巧妙，易于实现，结构紧凑，体积小巧，噪音较低，并且在制热模式下，不仅换热面积大、制热量大、能效高，还能够利用冷却管路中的余热，实现快速启动送出暖风，并且有效降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的平面结构示意图；

图3为图2中B-B处的剖视图；

图4为前换热腔室和后换热腔室的内部结构示意图；

图5为图2中C-C处的剖视图；

图6为图3中A处的放大图；

图7为室内蒸发器和室内冷凝器与上固定架和下固定架的安装关系示意图；

图8为滑动风门的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种用于电动汽车的热泵空调箱总成，包括第一箱体总成100和第二箱体总成200，所述第一箱体总成100集成有进气组件110和蜗壳风机组件120，所述第二箱体总成200集成有换热组件210和分发器组件220，所述进气组件110、蜗壳风机组件120、换热组件210和分发器组件220依次连通，整体结构紧凑，体积小巧。

请参见图1和图2，所述进气组件110包括进气道112，该进气道112的进气口111位于第一箱体总成100的顶部，其开口方向朝前。在进气道112和蜗壳风机组件120之间设置有空调滤芯113。所述蜗壳风机组件120包括鼓风机121和蜗壳122，通过鼓风机121和蜗壳122能够将进气道112的气流引向换热组件210。

请参见图3，所述换热组件210包括前换热腔室211和后换热腔室212，所述前换热腔室211和后换热腔室212通过导风通道213连通，即导风通道213的两端分别与前换热腔室211和后换热腔室212连通。并且，前换热腔室211的大小大于后换热腔室212的大小，后换热腔室212位于前换热腔室211后方的中下部，而且，后换热腔室212的底部高度低于前换热腔室211的底部高度，以在满足紧凑的设计要求前提下，为出气流道225留出更多的空间。在前换热腔室211的后端安装有可沿后换热腔室212滑动的滑动风门216，该滑动风门 216用于切断或导通前换热腔室211和导风通道213，实现制冷模式和制热模式的切换。

具体地说，当需要制冷时，滑动风门216向下滑动到底，前换热腔室211和导风通道213不连通，风从前换热腔室211直接进入出气流道225，然后从各个出风口吹出，而不会进入后换热腔室212；当需要制热时，滑动风门216向上滑动到顶，前换热腔室211和导风通道213连通，风从前换热腔室211经导风通道213进入后换热腔室212，再进入出气流道225，最后从各个出风口吹出。

请参见图3、图6和图7，在所述前换热腔室211内安装有室内蒸发器214和室内冷凝器215，所述室内蒸发器214和室内冷凝器215通过上固定架211b和下固定架211c并排安装在前换热腔室211中，并且，室内冷凝器215位于室内蒸发器214的后方，即室内蒸发器214位于前换热腔室211内远离后换热腔室212的位置，室内冷凝器215位于前换热腔室211内靠近后换热腔室212的位置。上固定架211b和下固定架211c均具有两条相互平行的槽状结构，其中一条槽状结构的宽度与室内蒸发器214的宽度相适应，使室内蒸发器214能够可靠地嵌设在上固定架211b和下固定架211c上；上固定架211b和下固定架211c的另一条槽状结构的宽度与室内冷凝器215的宽度相适应，使室内冷凝器215能够可靠地嵌设在上固定架211b和下固定架211c上。通过上固定架211b和下固定架211c能够可靠地固定室内蒸发器214和室内冷凝器215，既保证了气流流动的通畅，又降低了整体噪音水平；将室内蒸发器214安装在室内冷凝器215的前方，能够在启动除雾模式时快速除雾。另外，在所述下固定架211c上设置有阵列分布的出水口211c1，每条出水口211c1均为长条形，能够快速、均匀、通畅地排出室内蒸发器214和室内冷凝器215工作时产生的冷凝水。

请参见图1、图4和图7，所述室内蒸发器214的进液管一214a和出液管一214b均自第二箱体总成200靠近第一箱体总成100的一侧壁穿出后向前延伸，所述室内冷凝器215的进液管二215a和出液管二215b均自第二箱体总成200远离第一箱体总成100的一侧壁穿出后向前延伸。

请参见图3和图6，在所述后换热腔室212内安装有余热回收暖风芯体217和PTC电加热器218。所述余热回收暖风芯体217和PTC电加热器218并排安装在后换热腔室212中，并且，所述PTC电加热器218位于余热回收暖风芯体217的后方，即余热回收暖风芯体217位于后换热腔室212内靠近前换热腔室211的位置，PTC电加热器218位于后换热腔室212内远离前换热腔室211的位置。将余热回收暖风芯体217安装在PTC电加热器218的前方，能够防止余热回收暖风芯体217吸收热量，提高能效。具体地说，由于余热回收暖风芯体217的温度没有PTC电加热器218高，如果PTC电加热器218设置在前方，有可能经PTC电加热器218加热后的气流温度高于余热回收暖风芯体217，一旦发生该情况，余热回收暖风芯体217会吸收气流的热量，导致出风口吹出的暖风温度降低，降低了空调的制热效率和能效。需要特别指出的是，在后换热腔室212内传统的电动汽车空调安装室内冷凝器的位置本实用新型设计用于安装余热回收暖风芯体217，该余热回收暖风芯体217的结构为传统的暖风芯体结构，但是，其作用是回收冷却管路中的余热，解决传统汽车空调不能第一时间快速制热的问题，带来了全新的技术效果：既能够有效利用冷却管路中的余热，使空调启动制热模式的同时即能送出热风，实现快速制热，又节约了能源，降低了能耗。PTC电加热器218作为一种辅助制热的手段，在空调制热量不足时启动，进一步提高了空调的制热能力。

请参见图3和图6，所述导风通道213的上壁213a沿水平方向延伸，该导风通道213的下壁213b自前端斜向下延伸至后端，通过将导风通道213的下壁213b设计为斜向下延伸，以便于配合导风结构将部分气流引向后换热腔室212的下方，进而使气流能够更加均匀地流入后换热腔室212，提高换热效率。通过将导风通道213的下壁213b设计为斜向下延伸，以便于将部分气流引向后换热腔室212的下方，进而使气流能够更加均匀地流经余热回收暖风芯体217和PTC电加热器218，充分地进行热交换，更加充分地利用换热面积，提高了换热效率和能效。

请参见图4和图6，在所述导风通道213的前端设有用于使气流均匀地进入后换热腔室212的第一导风筋213c和第二导风筋213d，所述第一导风筋213c和第二导风筋213d均横向设置且向后延伸。其中，第一导风筋213c位于导风通道213前端的中部，第二导风筋213d位于导风通道213前端的下部。

具体地说，所述第一导风筋213c包括一体成型的导风前部213c1和导风后部213c2，所述导风前部213c1自导风通道213的前端沿水平方向向后延伸，所述导风后部213c2自导风前部213c1向后延伸，并向下倾斜，即导风前部213c1在前后方向上，前部水平设置，后部斜向下弯折设置，并且，导风前部213c1的长度小于导风后部213c2的长度。使气流不会集中流向后换热腔室212的上方，使部分气流被导流至后换热腔室212的中下部，便于气流更加充分地与后换热腔室212内的余热回收暖风芯体217和PTC电加热器218进行热交换，提高换热效率。

所述第二导风筋213d自导风通道213的前端向后延伸，并向下倾斜，并且，该第二导风筋213d向前延伸的延长线与导风后部213c2向前延伸的延长线之间 具有夹角，第二导风筋213d向后延伸的延长线与导风通道213的下壁213b之间具有夹角。通过第二导风筋213d与第一导风筋213c和导风通道213的下壁相互配合，进一步提高流向后换热腔室212中下部的气流量，使气流流入后换热腔室212更加均匀，更加充分地与后换热腔室212内的余热回收暖风芯体217和PTC电加热器218进行热交换，大幅提高了制热量、制热效率和制热能效。

请参见图3～图6和图8，所述控制滑动风门216为圆弧形的板状结构，在所述前换热腔室211后端相对设置有两条与滑动风门216滑动配合的弧形的滑槽211a，所述滑动风门216的两侧外缘分别嵌入对应的滑槽211a中。另外，在所述滑动风门216的两侧外缘上各设有三个限位座216b，每个限位座216b均朝远离后换热腔室212的方向向外凸出，并与滑槽211a的槽壁抵接。通过限位座216b的设计，不但能够防止滑动风门216晃动，保证滑动风门216与齿轮61配合的可靠性，而且能够有效减少滑动风门216与滑槽211a的接触面积，提高二者滑动配合的顺畅性。在所述滑动风门216远离后换热腔室212的一侧面上设有两排并排的齿状结构216a，两排齿状结构216a均沿滑动风门216的内弧面延伸，并且，两排齿状结构216a分别位于对应的限位座216b内侧，并且靠近滑动风门216的两侧边缘，此设计能够对其它部件以起到良好的让位效果。在滑动风门216远离后换热腔室212的一侧设有与齿状结构216a数量相同的齿轮219b，每个齿轮219b分别与对应的齿状结构216a啮合，在所述滑动风门216旁设有用于驱动其中一个齿轮219b转动的执行器219a，该执行器219a与齿轮219b共同组成驱动滑动风门216沿滑槽211a滑动的驱动机构219。当执行器219a控制一个齿轮219b转动时，滑动风门216能够沿滑槽211a滑动，此时另一个齿轮219b随动，起到了良好的支撑效果保证了滑动风门216在滑槽211a内滑动的 可靠性。

请参见图1～图3，所述分发器组件220包括一个除霜出风口221、三个吹面出风口222、两个前吹脚出风口223和两个后吹脚出风口224，所述除霜出风口221、三个吹面出风口222、两个前吹脚出风口223和两个后吹脚出风口224通过出气流道225与后换热腔室212连通。具体地说，除霜出风口221为长条形结构，该除霜出风口221的开口方向朝上，并位于第二箱体总成200顶部靠前的位置。三个吹面出风口222的开口方向均朝上，并且，三个吹面出风口222并排地设置在第二箱体总成200顶部靠后的位置，三个吹面出风口222的连线与除霜出风口221的长轴线平行。两个前吹脚出风口223的开口方向均朝下，并分别位于第二箱体总成200后部的两侧。两个后吹脚出风口224的开口方向均朝后，并均位于第二箱体总成200底部靠后的位置。以上结构使于第二箱体总成200的结构更加紧凑、合理，能够完成吹面、除霜、前吹脚和后吹脚的同时，降低送风时的风燥。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：包括第一箱体总成(100)和第二箱体总成(200)，所述第一箱体总成(100)集成有进气组件(110)和蜗壳风机组件(120)，所述第二箱体总成(200)集成有换热组件(210)和分发器组件(220)，所述进气组件(110)、蜗壳风机组件(120)、换热组件(210)和分发器组件(220)依次连通；

所述换热组件(210)包括前换热腔室(211)和后换热腔室(212)，所述前换热腔室(211)和后换热腔室(212)通过导风通道(213)连通，在所述前换热腔室(211)内安装有室内蒸发器(214)、室内冷凝器(215)和滑动风门(216)，其中，所述滑动风门(216)位于前换热腔室(211)的后端，在所述后换热腔室(212)内安装有余热回收暖风芯体(217)和PTC电加热器(218)。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于，所述分发器组件(220)包括：

长条形的除霜出风口(221)，其开口方向朝上，并位于第二箱体总成(200)顶部靠前的位置；

三个吹面出风口(222)，其开口方向均朝上，并并排地设置在第二箱体总成(200)顶部靠后的位置，三个吹面出风口(222)的连线与除霜出风口(221)的长轴线平行；

两个前吹脚出风口(223)，其开口方向均朝下，并分别位于第二箱体总成(200)后部的两侧；以及

两个后吹脚出风口(224)，其开口方向均朝后，并均位于第二箱体总成(200)底部靠后的位置。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：所述室内蒸发器(214)的进液管一(214a)和出液管一(214b)均自第二箱体总成(200)靠近第一箱体总成(100)的一侧壁穿出后向前延伸，所述室内冷凝器(215)的进液管二(215a)和出液管二(215b)均自第二箱体总成(200)远离第一箱体总成(100)的一侧壁穿出后向前延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：所述室内蒸发器(214)和室内冷凝器(215)并排安装在前换热腔室(211)中，所述室内冷凝器(215)位于室内蒸发器(214)的后方。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：所述余热回收暖风芯体(217)和PTC电加热器(218)并排安装在后换热腔室(212)中，所述PTC电加热器(218)位于余热回收暖风芯体(217)的后方。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：所述后换热腔室(212)位于前换热腔室(211)后方的中下部，所述导风通道(213)的上壁(213a)沿水平方向延伸，该导风通道(213)的下壁(213b)自前端斜向下延伸至后端。

7.根据权利要求6所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：在所述导风通道(213)的前端安装有横向排布的第一导风筋(213c)和第二导风筋(213d)，所述第一导风筋(213c)位于第二导风筋(213d)的上方，其中，所述第一导风筋(213c)包括一体成型的导风前部(213c1)和导风后部(213c2)，所述导风前部(213c1)自导风通道(213)的前端沿水平方向向后延伸，所述导风后部(213c2)自导风前部(213c1)向后延伸，并向下倾斜，所述第二导风筋(213d)自导风通道(213)的前端向后延伸，并向下倾斜。

8.根据权利要求7所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：所述导风前部(213c1)的长度小于导风后部(213c2)的长度，所述第二导风筋(213d)向前延伸的延长线与导风后部(213c2)向前延伸的延长线之间具有夹角，该第二导风筋(213d)向后延伸的延长线与导风通道(213)的下壁(213b)之间具有夹角。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：所述滑动风门(216)为圆弧形的板状结构，在所述前换热腔室(211)后端相对设置有两条与滑动风门(216)滑动配合的弧形的滑槽(211a)，所述滑动风门(216)的两侧外缘分别嵌入对应的滑槽(211a)中。

10.根据权利要求9所述的用于电动汽车的热泵空调箱总成，其特征在于：在所述滑动风门(216)远离后换热腔室(212)的一侧面上设有至少一排沿其内弧面延伸的齿状结构(216a)，在该滑动风门(216)旁设有用于驱动其沿滑槽(211a)滑动的驱动机构(219)，该驱动机构(219)包括执行器(219a)和与齿状结构(216a)数量相同的齿轮(219b)，每个齿轮(219b)与对应的齿状结构(216a)啮合，其中一个所述齿轮(219b)受执行器(219a)驱动。