CN218021130U - 可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车空调技术领域的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，包括蒸发器、集液器、压缩机、室内冷凝器、电子膨胀阀、室外换热器、热力膨胀阀、压力温度传感器、温度传感器、电池冷却器、水泵、电池、四通阀、电控设备、驱动电机、低温散热器及单向阀。可在汽车内使用，本实用新型综合了舱室制冷、电池冷却、电机冷却及电池散热，共六种模式可切换，分别为单舱室制冷模式、单电池冷却模式、舱室制冷与电池冷却并行模式、电机散热模式、电池与电机散热模式及电池冷却与电机散热并行模式，可根据需要，有效地满足空调制冷与设备冷却散热。通过本实用新型的设计，为汽车空调制冷系统的优化提供了一种新的思路。

Description

可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种汽车空调技术领域的制冷系统，特别是一种带有六种模式切换的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统。

背景技术

汽车空调是将空调系统安装在汽车内，通过对舱室内的温度及气流场进行调控，使之达到满足车内人员的舒适度，从而降低车内人员的疲劳度、烦躁感，也有助于驾驶员在舒适的环境下进行车辆的驾驶，保证了驾驶的安全。电动汽车或混动汽车都带有电池、电机、及电控设备，若是汽车行驶时间有时较长，这些相关设备温度过高，这不利于汽车的安全使用与可持续使用。

在现在技术中，还没有把空调与电池、电机、及电控设备冷却相关联的技术。因此，需要研发一种可自主对设备进行冷却散热的制冷系统，并将其运用于汽车内，将对汽车运行品质提升起到积极的作用。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，本实用新型可用于汽车，可进行舱室制冷、电池冷却、电机冷却及电池散热，共六种模式，分别为单舱室制冷模式，单电池冷却模式，舱室制冷与电池冷却并行模式，电机散热模式，电池与电机散热模式，电池冷却与电机散热并行模式。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的，本实用新型包括舱室制冷系统、模式切换辅助系统、循环水降温系统、电池冷却系统、电机散热系统，舱室制冷系统用于实现驾驶室内的制冷，模式切换辅助系统用于辅助实现循环模式的切换，循环水降温系统用于实现冷却介质对循环水的降温，电池冷却系统用于实现电池的散热或冷却，电机散热系统用于实现驱动电机的散热和电控设备的冷却；舱室制冷系统系统流通的是冷却介质，电池冷却系统、电机散热系统内流通的循环水；电池冷却系统、电机散热系统均与模式切换辅助系统连接在一起，通过模式切换辅助系统实现两个系统的串联或并联；电池冷却系统与舱室制冷系统之间通过循环水降温系统实现循环水的降温。

进一步地，在本实用新型中，舱室制冷系统包括舱室制冷循环管路、集液器、压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、单向阀、热力膨胀阀、蒸发器，舱室制冷循环管路的一端布置在集液器内部上端，舱室制冷循环管路的另一端布置在集液器内部下端，集液器内部下端为液态制冷剂，沿冷却介质流向压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、单向阀、热力膨胀阀、蒸发器依次串接在舱室制冷循环管路上；模式切换辅助系统为四通阀，四通阀包括a、b、c、d四个接口，四个接口之间可以相互连通或隔断；循环水降温系统包括连接管、第二电子膨胀阀、冷却器，连接管的一端与单向阀、热力膨胀阀之间的舱室制冷循环管路相连通，连接管的另一端与蒸发器、集液器之间的舱室制冷循环管路相连通，冷却器的制冷剂侧串接在连接管上，第二电子膨胀阀串接在连接管上并位于冷却器的上游；电池冷却系统包括电池冷却循环管路、第一水泵、电池冷却装置，电池冷却循环管路的一端与四通阀的c接口相连通，电池冷却循环管路的另一端与四通阀的d接口相连通，沿循环水流向冷却器循环水侧、第一水泵、电池冷却装置依次串接在电池冷却循环管路上；电机散热系统包括电机散热循环管路、第二水泵、电控设备冷却装置、驱动电机散热装置、低温散热器，电机散热循环管路的一端与四通阀的a接口相连通，电机散热循环管路的另一端与四通阀的b接口相连通，沿循环水流向第二水泵、电控设备冷却装置、驱动电机散热装置、低温散热器依次串接在电机散热循环管路上。

进一步地，本实用新型还包括第一压力温度传感器、第二压力温度传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器，第一压力温度传感器布置在集液器、压缩机之间的舱室制冷循环管路上，第二压力温度传感器布置在室内冷凝器、第一电子膨胀阀之间的舱室制冷循环管路上，第一温度传感器布置在压缩机、室内冷凝器之间的舱室制冷循环管路上，第二温度传感器布置在室外换热器、单向阀之间的舱室制冷循环管路上，第三温度传感器布置在第一水泵、电池冷却装置之间的电池冷却循环管路上。

更进一步地，在本实用新型的舱室制冷循环管路中流动的冷却介质是R134a。

更进一步地，在本实用新型中，热力膨胀阀带有截止功能。

更进一步地，在本实用新型的电池散热与电机散热模式中，四通阀的a、d接口内部相连接，b、c接口内部相连接。

更进一步地，在本实用新型的电池冷却与电机散热并行模式中，四通阀的a、b接口内部相连接，c、d接口内部相连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果为：本实用新型设计合理，结构简单，可以实现六种模式的切换，可以有效地满足空调制冷与设备冷却散热的需求。通过本实用新型的设计，为汽车空调制冷系统的优化提供了一种新的思路。

附图说明

图1为本实用新型实施例的系统原理图；

图2为本实用新型实施例中单舱室制冷模式下的系统原理图；

图3为本实用新型实施例中单电池冷却模式下的系统原理图；

图4为本实用新型实施例中舱室制冷与电池冷却并行模式下的系统原理图；

图5为本实用新型实施例中电机散热模式下的系统原理图；

图6为本实用新型实施例中电池散热与电散热模式下的系统原理图；

图7为本实用新型实施例中电池冷却与电机散热并行模式下的系统原理图；

其中，1、蒸发器，2、集液器，3、压缩机，4、室内冷凝器，5.1、第一电子膨胀阀，5.2、第二电子膨胀阀，6、室外换热器，7、热力膨胀阀，8.1、第一压力温度传感器，8.2、第二压力温度传感器，9.1、第一温度传感器，9.2、第二温度传感器，9.3、第三温度传感器，10、电池冷却器，11.1、第一水泵，11.2、第二水泵，12、电池冷却装置，13、四通阀，14、电控设备冷却装置，15、驱动电机冷却装置，16、低温散热器，17、单向阀，18、舱室制冷循环管路，19、连接管，20、电池冷却循环管路，21、电机散热循环管路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本实用新型的系统原理如图1所示，本实用新型包括蒸发器1、集液器2、压缩机3、室内冷凝器4、电子膨胀阀、室外换热器6、热力膨胀阀7、压力温度传感器、温度传感器、冷却器10、水泵、电池冷却装置12、四通阀13、电控设备冷却装置14、驱动电机散热装置15、低温散热器16、单向阀17、舱室制冷循环管路18、连接管19、电池冷却循环管路20、电机散热循环管路21；电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2，水泵包括第一水泵9.1、第二水泵9.2；压力温度传感器包括第一压力温度传感器8.1、第二压力温度传感器8.2，温度传感器包括第一温度传感器9.1、第二温度传感器9.2、第三温度传感器9.3；四通阀13包括a、b、c、d四个接口，四个接口之间可以相互连通或隔断；舱室制冷循环管路18的一端布置在集液器2内部上端，舱室制冷循环管路18的另一端布置在集液器2内部下端，集液器2内部下端为液态制冷剂，沿冷却介质流向压缩机3、室内冷凝器4、第一电子膨胀阀5.1、室外换热器6、单向阀17、热力膨胀阀7、蒸发器1依次串接在舱室制冷循环管路18上；连接管19的一端与单向阀17、热力膨胀阀7之间的舱室制冷循环管路18相连通，连接管19的另一端与蒸发器1、集液器2之间的舱室制冷循环管路18相连通，冷却器10的制冷剂侧串接在连接管19上，第二电子膨胀阀5.2串接在连接管上并位于冷却器10的上游；电池冷却循环管路20的一端与四通阀13的c接口相连通，电池冷却循环管路20的另一端与四通阀13的d接口相连通，沿循环水流向冷却器10循环水侧、第一水泵11.1、电池冷却装置12依次串接在电池冷却循环管路上；电机散热循环管路21的一端与四通阀13的a接口相连通，电机散热循环管路21的另一端与四通阀13的b接口相连通，沿循环水流向第二水泵11.2、电控设备冷却装置14、驱动电机散热装置15、低温散热器16依次串接在电机散热循环管路上。第一压力温度传感器8.1布置在集液器2、压缩机3之间的舱室制冷循环管路18上，第二压力温度传感器8.2布置在室内冷凝器、4第一电子膨胀阀5.1之间的舱室制冷循环管路18上，第一温度传感器9.1布置在压缩机3、室内冷凝器4之间的舱室制冷循环管路18上，第二温度传感器9.2布置在室外换热器6、单向阀之17间的舱室制冷循环管路上，第三温度传感器9.3布置在第一水泵11.1、电池冷却装置12之间的电池冷却循环管路上。电池布置在电池冷却装置12内，电机布置在驱动电机散热装置15内，电控设备布置在电控设备冷却装置14内。

在本实用新型中，蒸发器1的出口连接集液器2的入口，集液器2的出口连接压缩机3的入口，压缩机3的出口连接室内冷凝器4的入口，室内冷凝器4的出口连接第一电子膨胀阀5.1的入口，第一电子膨胀阀5.1的出口连接室外换热器6的入口；室外换热器6的出口延伸的管路存在两个连接方向，分别连接第二电子膨胀阀5.2的入口与热力膨胀阀7的入口；热力膨胀阀7的出口连接蒸发器1的入口，第二电子膨胀阀5.2的出口连接电池冷却器10的制冷剂侧入口；电池冷却器10的制冷剂侧出口连接集液器2的入口；电池冷却器10的水侧出口连接第一水泵11.1的入口；第一水泵11.1的出口连接电池冷却装置12的入口，电池冷却装置12的出口连接四通阀13的c接口；四通阀13的d接口连接冷却器10的水侧入口；四通阀13的b接口连接第二水泵11.2的入口；第二水泵11.2的出口连接电控设备冷却装置14的入口；电控设备冷却器14的出口连接驱动电机散热装置15的入口；驱动电机散热装置15的出口连接低温散热器16的入口；低温散热器16的出口连接四通阀13的a接口。第一压力温度传感器8.1安装在集液器2的出口延伸的管路上；第二压力温度传感器8.2安装在室内冷凝器4的出口延伸的管路上，第一温度传感器9.1安装在压缩机3的出口延伸的管路上，第二温度传感器9.2安装在室外换热器6的出口延伸的管路上，第三温度传感器9.3安装在第一水泵11.1的出口延伸的管路上，单向阀17安装在室外换热器6的出口延伸的管路上。

本实施例第一种实施模式为单舱室制冷模式，系统原理图如图2所示，用到的主要部件包括蒸发器1、集液器2、压缩机3、室内冷凝器4、第一电子膨胀阀5.1、室外换热器6、热力膨胀阀7、第一压力温度传感器8.1、第二压力温度传感器8.2、第一温度传感器9.1、第二温度传感器9.2及单向阀17。在本实施模式下，第一电子膨胀阀5.1、热力膨胀阀7打开，第二电子膨胀阀5.2关闭，第一水泵9.1、第二水泵9.2停止运转。在单舱室制冷模式下，本实用新型通过对制冷剂进行压缩、冷凝、节流、换热、蒸发，进行制冷，使汽车舱室内达到使人感到舒适的环境。

本实施例第二种实施模式为单电池冷却模式，系统原理图如图3所示，用到的主要部件包括集液器2、压缩机3、室内冷凝器4、第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2、室外换热器6、第一压力温度传感器8.1、第二压力温度传感器8.2、第一温度传感器9.1、第二温度传感器9.2、第三温度传感器9.3、电池冷却器10、第一水泵11.1、电池冷却装置12、四通阀13及单向阀17，四通阀13仅用c接口和d接口。在本实施模式下，第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2打开，热力膨胀阀7关闭，第一水泵9.1运转，第二水泵9.2停止。在单电池冷却模式下，本实用新型通过热交换，产生低温的水，并通过第一水泵11.1输送至电池冷却装置12，对电池进行降温。

本实施例第三种实施模式为舱室制冷与电池冷却并行模式，系统原理图如图4所示，用到的主要部件包括蒸发器1、集液器2、压缩机3、室内冷凝器4、第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2、室外换热器6、热力膨胀阀7、第一压力温度传感器8.1、第二压力温度传感器8.2、第一温度传感器9.1、第二温度传感器9.2、第三温度传感器9.3、电池冷却器10、第一水泵11.1、电池冷却装置12、四通阀13及单向阀17，四通阀13仅用c接口和d接口。在本实施模式下，第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2打开，热力膨胀阀7打开，第一水泵9.1运转，第二水泵9.2停止。在舱室制冷与电池冷却并行模式下，本实用新型可同时进行汽车舱室内的制冷与电池的冷却。

本实施例第四种实施模式为电机散热模式下，系统原理图如图5所示，用到的主要部件包括第二水泵11.2、四通阀13、电控设备冷却装置14、驱动电机散热装置15及低温散热器16，四通阀13仅用a接口和b接口。在本实施模式下，第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2、热力膨胀阀7均关闭，第一水泵9.1停止，第二水泵9.2运转。在电机散热模式下，本实用新型可通过低温散热器16对电控设备冷却装置14及驱动电机散热装置15进行散热，释放热量。

本实施例第五种实施模式为电池散热与电机散热模式，系统原理图如图6所示，用到的主要部件包括第三温度传感器9.3、冷却器10、第一水泵11.1、第二水泵11.2、电池冷却装置12、四通阀13、电控设备冷却转子14、驱动电机散热装置15及低温散热器16；四通阀13切换为a、d接口内部连接，b、c接口内部连接。在本实施模式下，第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2、热力膨胀阀7均关闭，第一水泵9.1、第二水泵9.2均运转。电池散热与电机散热模式中，散热过程主要由低温散热器16进行，通过第一水泵11.1及第二水泵11.2将低温的水输送至电池冷却装置12、电控设备冷却装置14与驱动电机散热装置15，从而进行散热降温。

本实施例第六种实施模式为电池冷却与电机散热并行模式，系统原理图如图7所示，用到的主要部件包括集液器2、压缩机3、室内冷凝器4、第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2、室外换热器6、第一压力温度传感器8.1、第二压力温度传感器8.2、第一温度传感器9.1、第二温度传感器9.2、第三温度传感器9.3、冷却器10、第一水泵11.1、第二水泵11.2、电池冷却装置12、四通阀13、电控设备冷却装置14、驱动电机散热装置15、低温散热器16及单向阀17；四通阀13切换为a、b接口内部连接、c、d接口内部连接。在本实施模式下，第一电子膨胀阀5.1、第二电子膨胀阀5.2均打开，热力膨胀阀7均关闭，第一水泵9.1、第二水泵9.2均运转。在电池冷却与电机散热并行模式中，冷却器10用于给电池冷却装置12进行冷却，低温散热器16用于给电控设备冷却装置14与驱动电机散热装置15进行散热，由冷却器10产生的低温的水通过第一水泵11.1输送至电池冷却装置12，由低温散热器16产生的低温的水通过第二水泵11.2输送至电控设备冷却装置14与驱动电机散热装置15。

本实用新型可根据需要进行模式的切换，无需额外增加新的设备，可自主实现汽车舱室内的制冷与相关设备的冷却散热。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的设计原理及用途作用，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，其特征在于舱室制冷系统、模式切换辅助系统、循环水降温系统、电池冷却系统、电机散热系统；

所述舱室制冷系统用于实现驾驶室内的制冷，所述模式切换辅助系统用于辅助实现循环模式的切换，所述循环水降温系统用于实现冷却介质对循环水的降温，所述电池冷却系统用于实现电池的散热或冷却，所述电机散热系统用于实现驱动电机的散热和电控设备的冷却；

所述舱室制冷系统流通的是冷却介质，电池冷却系统、电机散热系统内流通的循环水；

所述电池冷却系统、电机散热系统均与模式切换辅助系统连接在一起，通过模式切换辅助系统实现两个系统的串联或并联；

所述电池冷却系统与舱室制冷系统之间通过循环水降温系统实现循环水的降温。

2.根据权利要求1所述的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，其特征在于所述舱室制冷系统包括舱室制冷循环管路、集液器、压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、单向阀、热力膨胀阀、蒸发器，舱室制冷循环管路的一端布置在集液器内部上端，舱室制冷循环管路的另一端布置在集液器内部下端，集液器内部下端为液态制冷剂，沿冷却介质流向压缩机、室内冷凝器、第一电子膨胀阀、室外换热器、单向阀、热力膨胀阀、蒸发器依次串接在舱室制冷循环管路上；

所述模式切换辅助系统为四通阀，四通阀包括a、b、c、d四个接口，四个接口之间可以相互连通或隔断；

所述循环水降温系统包括连接管、第二电子膨胀阀、冷却器，连接管的一端与单向阀、热力膨胀阀之间的舱室制冷循环管路相连通，连接管的另一端与蒸发器、集液器之间的舱室制冷循环管路相连通，冷却器的制冷剂侧串接在连接管上，第二电子膨胀阀串接在连接管上并位于冷却器的上游；

所述电池冷却系统包括电池冷却循环管路、第一水泵、电池冷却装置，电池冷却循环管路的一端与四通阀的c接口相连通，电池冷却循环管路的另一端与四通阀的d接口相连通，沿循环水流向冷却器循环水侧、第一水泵、电池冷却装置依次串接在电池冷却循环管路上；

所述电机散热系统包括电机散热循环管路、第二水泵、电控设备冷却装置、驱动电机散热装置、低温散热器，电机散热循环管路的一端与四通阀的a接口相连通，电机散热循环管路的另一端与四通阀的b接口相连通，沿循环水流向第二水泵、电控设备冷却装置、驱动电机散热装置、低温散热器依次串接在电机散热循环管路上。

3.根据权利要求2所述的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，其特征在于还包括第一压力温度传感器、第二压力温度传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器，第一压力温度传感器布置在集液器、压缩机之间的舱室制冷循环管路上，第二压力温度传感器布置在室内冷凝器、第一电子膨胀阀之间的舱室制冷循环管路上，第一温度传感器布置在压缩机、室内冷凝器之间的舱室制冷循环管路上，第二温度传感器布置在室外换热器、单向阀之间的舱室制冷循环管路上，第三温度传感器布置在第一水泵、电池冷却装置之间的电池冷却循环管路上。

4.根据权利要求2所述的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，其特征在于在所述舱室制冷循环管路中流动的冷却介质是R134a。

5.根据权利要求2所述的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，其特征在于在电池散热与电机散热模式中，四通阀的a、d接口内部相连接，b、c接口内部相连接。

6.根据权利要求2所述的可自主进行设备冷却散热的汽车空调制冷系统，其特征在于在电池冷却与电机散热并行模式中，四通阀的a、b接口内部相连接，c、d接口内部相连接。

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