CN216993814U - 模块化客车空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种模块化客车空调，包括第一模块、第二模块以及第三模块，所述第二模块位于所述第一模块和第三模块之间，所述第二模块包括蒸发组件和冷凝组件，所述第一模块包括压缩机组件和电控组件，所述第三模块包括电池热管理组件，所述压缩机组件、电控组件、蒸发组件和冷凝组件通过管路连接构成制冷剂的主循环回路，所述压缩机组件、电控组件、冷凝组件和电池热管理组件通过管路连接构成制冷剂的副循环回路，本实用新型将空调切分为多个模块，采用不同长度的第二模块来适配不同长度的客车，使得零件具有通用性，提升空调企业的运营效率、降低成本；同时，空调集成电池热管理组件对电池形成有效降温。

Description

模块化客车空调

技术领域

本实用新型涉及空调设备技术领域，特别是涉及一种模块化客车空调。

背景技术

空调作为现今客车必不可少的设备之一，在很大程度上直接影响了乘坐的舒适性。然而，由于客车的种类和车企数量众多，不同车型的设计规格不一，大多客车空调都需要按车型定制开发，导致空调零器件的通用性不高，比如8米客车空调和12米客车空调，空调底座和盖板完全是不同的尺寸结构，物料没有通用性。

发明内容

有鉴于此，提供一种通用性好的模块化客车空调。

一种模块化客车空调，包括第一模块、第二模块以及第三模块，所述第二模块位于所述第一模块和第三模块之间，所述第二模块包括蒸发组件和冷凝组件，所述第一模块包括压缩机组件和电控组件，所述第三模块包括电池热管理组件，所述压缩机组件、电控组件、蒸发组件和冷凝组件通过管路连接构成制冷剂的主循环回路，所述压缩机组件、电控组件、冷凝组件和电池热管理组件通过管路连接构成制冷剂的副循环回路。

相较于现有技术，本实用新型模块化客车空调将空调切分为不同的模块，采用不同长度的第二模块来适配不同长度的客车，而第二模块的长度变化是通过不同数量的分块的拼接来实现，因此使得空调的各种零件具有通用性，即提升了空调企业的运营效率，也降低了客车空调的成本；同时，集成电池热管理组件，水流将吸收的电池热量在换热器内释放、制冷剂在换热器内吸收水流释放的热量并再次蒸发后回到压缩机组件，对电池形成有效降温。

附图说明

图1为本实用新型模块化客车空调一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型模块化客车空调的原理图。

图3为本实用新型模块化客车空调的第二模块的结构示意图。

图4为图3所示第二模块的框架的结构示意图。

图5为本实用新型模块化客车空调的外壳的结构示意图。

图6为本实用新型模块化客车空调的制冷剂管路连接示意图。

图7为本实用新型模块化客车空调的水流管路连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

本实用新型附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

图1-2所示为本实用新型模块化客车空调(以下简称空调)的一具体实施例，所示空调包括沿前后方向顺序排布的第一模块10、第二模块20以及第三模块30，其中第一模块10包括压缩机组件12、电控组件14、管路阀件组件16等；第二模块20包括蒸发组件22、冷凝组件24以及安装蒸发组件22和冷凝组件24的支撑架26；第三模块30包括电池热管理组件32等。对于不同车型的客车，其用于安装空调的空间尺寸会有一定的差异。本实用新型将空调切分为三大模块，空调的整体尺寸可以根据安装空间的尺寸适应性地进行调整，其中第一模块10和第三模块30始终保持同样的结构和尺寸，第二模块20的长度可以根据空调的整体长度进行调整，使得空调的尺寸能灵活扩展，整体上的制冷能力相应地变化，可以适用于各种不同车型的客车。

请同时参阅图3，冷凝组件24设置于第二模块20的中央，包括冷凝器241和设置于冷凝器241上方的若干冷凝风机24；蒸发组件22优选地为两个，对称地设置于冷凝组件24的左右两侧。每一蒸发组件22包括蒸发器221和多个正对蒸发器221设置的蒸发风机223，其中蒸发器221优选地为PTC蒸发器。蒸发风机223、冷凝风机243优选地均为独立结构，可以通过支架进行安装。根据客车安装空调的空间尺寸的不同，蒸发风机223、冷凝风机243的数量可以不同，图1所示实施例中，每一蒸发组件22设置两个蒸发风机223、冷凝组件24设置四个冷凝风机243，适用于8米左右长度的客车。在其它实施例中，如在12米左右长度的客车上，空调的每一蒸发组件22可以设置3个蒸发风机223、冷凝组件24的冷凝风机243的数量为可以增加至5个。

请同时参阅图4，支撑架26包括框架261以及分别固定于框架261左右两侧的蒸发底座。

框架261由多条横梁285连接而成，横梁285优选地为钣金型材，可以根据客车安装空调的空间尺寸裁切至预定长度后通过焊接或者螺钉连接等方式固定连接，使得框架261的整体尺寸可控、且具有足够的支撑强度。中间的横梁285之间可以连接有固定梁287，固定梁287的数量、位置等可以根据冷凝风机24的排布设定，起到支撑冷凝组件24的作用；左右两侧的横梁285之间可以连接有加强粱289，加强粱289可以增加框架261的整体强度，增强对蒸发组件22的支撑作用。

每一蒸发底座由多个分块263拼接构成，每一分块263上设置一蒸发风机223。分块263是由非金属材料，如EPP泡沫板等制成的标准化构件，相对于框架261在重量上要轻的多。根据蒸发风机223的数量，选用相应数量的分块263拼接构成蒸发底座，使得蒸发底座的长度可以根据空调的长度方便地进行扩展。蒸发底座在拼接成型后，通过胶粘或者压板固定等方式初步固定在框架261的两侧，之后再通过螺钉等与框架261的横梁285固定连接，有效减小支撑架26整体上的重量。

请同时参阅图5，支撑架26上设置有外壳28，外壳28优选地为玻璃钢制成，在受到撞击时不会碎裂开。相应地，外壳28包括分别罩盖于第一模块10上的压缩机组件外壳281、分别罩盖于第二模块20的两个蒸发组件22上的两个蒸发腔外壳283以及罩盖于第三模块30的电池热管理组件32上的电池腔外壳283。其中，压缩机组件外壳281、电池腔外壳283的规格可以是固定不变的，对各种不同长度的客车的空调具有通用性；蒸发腔外壳283的长度可以根据空调的第二模块20的长度进行确定，对于不同长度的空调，选用不同规格的蒸发腔外壳283与压缩机组件外壳281、电池腔外壳283相搭配即可。

请同时参阅图6，蒸发器221、冷凝器241通过制冷剂管路，如铜管等与压缩机组件12、电控组件14相连构成制冷剂的主循环回路，管路阀件组件16包括各种阀，如串接于制冷剂的主循环回路中的四通换向阀40、主路节流阀42等。压缩机组件12通过四通换向阀40与蒸发器221的出口和冷凝器241的进口连接，对蒸发器221输出的低温低压的制冷剂蒸汽做功，将其转变为高温高压的过热气体后向冷凝器241输送；主路节流阀42优选地为电子膨胀阀，连接于冷凝器241的出口和蒸发器221的进口之间，对冷凝器241排出的高压制冷剂液体节流减压，将其转变为低温低压的液体后向蒸发器221输送。电控组件14与四通换向阀40、主路节流阀42等电气元件连接，根据外界环境来控制四通换向阀40的带电与不带电、主路节流阀42的开度等，进而控制整个空调的运行，使客车内的温湿度控制在舒适宜人的状态。

四通换向阀40包括四个接口：排气接口D、室内机接口E、回气接口S以及室外机接口C，四个接口可以两两连通。其中，排气接口D与压缩机组件12的排气口连接、回气接口S与压缩机组件12的吸气口连接，室内机接口E与室内热交换器(如蒸发器221)连接、室外机接口C与室外热交换器(如冷凝器241)连接。四通换向阀40不带电时，其室外机接口C与排气接口D连通、室内机接口E与回气接口S连通；四通换向阀40带电时，其室外机接口C与回气接口S连通、室内机接口E与排气接口D连通。通过电控组件14使四通换向阀40带电或不带电，可以改变制冷剂在主循环回路中的流动方向，实现空调制冷模式与制热模式的转换。

空调运行制冷模式时，将车内的热量排放至室外空气中，此时蒸发器221作为室内热交换器、冷凝器241作为室外热交换器、四通换向阀40不带电。压缩机组件12排出的高温高压的制冷剂气体通过四通换向阀40的接口D、C流向室外热交换器，在室外热交换器中放热冷凝成中温中压的冷凝液体；之后，冷凝液体通过主路节流阀42的节流减压作用转变为低温低压的液体并流向室内热交换器；低温低压的液体在室内热交换器吸热蒸发为低温低压的蒸汽，通过四通换向阀40的接口E、S回到压缩机组件12，在压缩机组件12内再次压缩为高温高压的气体，进入下一个制冷循环。

空调运行制热模式冷时，将室外空气中的热量转移至车内，此时四通换向阀40带电。压缩机组件12排出的高温高压的制冷剂气体通过四通换向阀40的接口D、E流向室内热交换器，在室内热交换器放热冷凝成中温中压的冷凝液体；之后，冷凝液体通过主路节流阀42的节流减压作用转变为低温低压的液体并流向室外热交换器；低温低压的液体在室外热交换器吸热蒸发为低温低压的蒸汽，通过四通换向阀的接口C、S回到压缩机组件12，在压缩机组件12内再次压缩为高温高压的气体，进入下一个制热循环。

较佳地，四通换向阀40的回气接口S与压缩机组件12的吸气口之间的制冷剂管路上串接有气液分离器44，用于分离蒸发器221向压缩机组件12输送的低温低压的制冷剂蒸汽中的液体，避免造成带液压缩而损伤压缩机组件12。

较佳地，冷凝器241的出口与蒸发器221的进口之间的制冷剂管路上串接有过滤器46，用于过滤水分。图示实施例中，过滤器46连接于冷凝器241的出口与主路节流阀42之间。

请同时参阅图2和图7，电池热管理组件32用于对客车的电池散热，包括换热器34、水箱36、水泵38等。换热器34优选地为板式换热器，包括有进水口341、出水口343、冷媒进口345和冷媒出口347。其中，进水口341和出水口343连通，在换热器34内构成水流通道；冷媒进口345和冷媒出口347连通，在换热器34内构成制冷剂通道。图示实施例中，换热器34的冷媒进口345、冷媒出口347通过水流管路(如铝管等)与冷凝器241、压缩机组件12、电控组件14等连接构成制冷剂的副循环回路；换热器34的进水口341、出水口343通过水流管路(如硅胶管等)与水箱36、水泵38、电池连接构成完整的水循环回路。水流和制冷剂在流过换热器34的过程中产生热交换而带走电池的热量。

具体地，冷媒进口345与冷凝器241的出口连接、冷媒出口347通过四通换向阀40的室内机接口E与压缩机组件12的吸气口连接。较佳地，管路阀件组件16还包括辅路节流阀48，辅路节流阀48优选地为电子膨胀阀，设置于冷凝器241的出口和换热器34的冷媒进口345之间的制冷剂管路上，对冷凝器241排出的冷凝液体节流降压，使其转化为低温低压的液体后输送至换热器34，加强制冷剂与水流的热交换效果。在换热器34内吸热后的冷凝液体再次蒸发，通过四通换向阀40的室内机接口E、回气接口S流向气液分离器44，经过气液分离后通过吸气口回到压缩机组件12，再次进入空调的制冷/制热循环。

较佳地，管路阀件组件16还包括设置于换热器34和水箱36之间的水流管路上的电磁阀49，用于控制水循环回路的通断。冷水在水泵38的驱动下流过电池并吸收电池所产生的热量，吸热后的热水由进水口341流入换热器34，沿换热器34内的水流通道流动并释放热量，所释放的热量被流过换热器34的制冷剂吸收，放热后的水由出水口343流出并回到电池再次吸热，如此水流不断循环将电池的热量及时地带走，使电池的工作温度保持在适当的范围内，保证电气安全。较佳地，水流与制冷剂在换热器34内的流动方向相反，可以充分地进行热交换从而带走电池的热量。

本实施例中，换热器34、水箱36以及水泵38均安装于蒸发底座上，其中水泵38的重量较轻，EPP泡沫板可以支撑；水箱36和换热器34相对较重，可以在EPP泡沫板中内嵌钣金件来增加支撑强度。水循环回路所使用的硅胶管等可以粘接固定在蒸发底座上，蒸发底座还设置有水管接口，方便硅胶管的连接；制冷剂的副循环回路所使用的铝管通过喉箍等与硅胶管固定，使得整个电池热管理组件32可以预装为一体，方便三大模块之间的组装。电控组件14与辅路节流阀48、电磁阀49等电气元件连接，根据电池温度来控制电磁阀49的通断、辅路节流阀48的开度等。

本实用新型将各种阀，包括四通换向阀40、主路节流阀42、辅路节流阀48、电磁阀49等集成于一体构成管路阀件组件16，安装于空调的第一模块10上，管路阀件组件16的各个阀与其它组件可以通过标准化管道接口连接，如设置于蒸发底座上的水管接口等，增加各个模块相互连接的便利性。另外，电控组件14、管路阀件组件16和压缩机组件12设置于第一模块10，电池热管理模块32设置于第三模块20，分别位于空调的两端，使得电池的换热与电控组件14能分隔开，避免电控组件14过热，同时电控组件14与压缩机组件12设置于同一侧，可便于线路的连接与布局。蒸发组件22、冷凝组件24设置于空调的中央，可以方便跟其它组件的连接与装配。

本实用新型集成电池热管理组件32，其换热器34内形成水流通道和制冷剂通道，水流将吸收的电池热量在换热器34内释放、制冷剂在换热器34内吸收水流释放的热量并再次蒸发后回到压缩机组件12，对电池形成有效降温的同时实现热量回收，可以有效维持客车电池的热平衡，避免温度过高影响电池的安全，也避免温度过低造成电池的急速衰减。同时，将空调切分为不同的模块，在第一模块10和第三模块30结构、尺寸等不变的情况下，采用不同长度的第二模块20即可适配不同长度的客车，而第二模块20的长度变化是通过不同数量的分块263的拼接来实现，因此使得空调的各种零件具有通用性，即提升了空调企业的运营效率，也降低了客车空调的成本。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种模块化客车空调，其特征在于，包括第一模块、第二模块以及第三模块，所述第二模块位于所述第一模块和第三模块之间，所述第二模块包括蒸发组件和冷凝组件，所述第一模块包括压缩机组件和电控组件，所述第三模块包括电池热管理组件，所述压缩机组件、电控组件、蒸发组件和冷凝组件通过管路连接构成制冷剂的主循环回路，所述压缩机组件、电控组件、冷凝组件和电池热管理组件通过管路连接构成制冷剂的副循环回路。

2.如权利要求1所述的模块化客车空调，其特征在于，所述第二模块还包括安装所述蒸发组件和冷凝组件的支撑架，所述支撑架包括框架和固定于所述框架上的蒸发底座，所述框架由型材构成、根据空调的长度进行裁切，对于不同长度的空调，所述框架的长度不同。

3.如权利要求2所述的模块化客车空调，其特征在于，还包括罩盖于所述蒸发组件上的蒸发腔外壳，所述蒸发腔外壳的长度与所述框架的长度相适配，对于不同长度的空调，所述蒸发腔外壳的长度不同。

4.如权利要求3所述的模块化客车空调，其特征在于，还包括罩盖于所述压缩机组件上的压缩机组件外壳以及罩盖于所述电池热管理组件上的电池腔外壳，对于不同长度的空调，所述压缩机组件外壳、电池腔外壳的长度不变。

5.如权利要求2所述的模块化客车空调，其特征在于，所述蒸发底座由多个分片可拆卸地连接构成、整体长度与所述框架的长度相适配，对于不同长度的空调，所述蒸发底座的分片数量不同、整体长度不同。

6.如权利要求5所述的模块化客车空调，其特征在于，所述蒸发底座的分片为内嵌钣金件的EPP泡沫板，所述电池热管理组件与所述电池通过管路连接构成水循环回路，所述蒸发底座上设置有用于所述水循环回路的管路连接的接口。

7.如权利要求1-6任一项所述的模块化客车空调，其特征在于，所述电池热管理组件包括换热器，所述换热器形成有水流通道和制冷剂通道，所述制冷剂通道与所述冷凝组件、压缩机组件通过管路连接；所述水流通道通过管路与电池连接。

8.如权利要求7所述的模块化客车空调，其特征在于，所述水流通道和电池之间的管路上串接有水箱、水泵以及电磁阀。

9.如权利要求7所述的模块化客车空调，其特征在于，所述第一模块还包括管路阀件组件，所述管路阀件组件包括主路节流阀和辅路节流阀，所述主路节流阀串接于所述冷凝组件和所述蒸发组件之间的管路上，所述辅路节流阀串接于所述冷凝组件和所述换热器的制冷剂通道之间。

10.如权利要求9所述的模块化客车空调，其特征在于，所述管路阀件组件还包括四通换向阀，所述四通换向阀连接所述压缩机组件和所述蒸发组件、冷凝组件以及换热器的制冷剂通道，所述主路节流阀、辅路节流阀以及四通换向阀集成于一体。

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