纯电动车的空调系统的制作方法

本发明涉及电动汽车的技术领域，尤其是涉及一种纯电动车的空调系统。

背景技术：

随着科技的发展，人们对整车的性能要求越来越高，尤其是对空调性能的要求。

目前，主流中巴客车多采用顶置一体化空调加前除霜器配置，这种设计体积较大严重影响整车造型美观而且只能单纯的对车厢内部空气进行温度和湿度的调节、前挡风玻璃进行热风除霜及自然风除雾，对于车厢内部空气质量的提升显得束手无策，而且单一的自然风除雾，不能完全的除雾，效果一直是不太理想，只有冷风除雾才会达到事半功倍的效果，但在司机的前玻璃处空间比较小，再加装类似空调的制冷设备，尤其不太现实。

近几年，中巴市场上也出现了一部份采用分体式空调加前除霜器的配置，这种设计合理的节约了整车布置空间大大提高了中巴客车的造型美观度，但与此同时，由于单系统分体式制冷能力的不足，前玻璃除雾效果的不理想，大大影响了整车的舒适度。随着汽车的普及，车内空气污染在国际上已被列为危害人体健康的常见致病因素之一。车内环境问题影响有车一簇的身体健康，已经引起了人们的极大关注。狭小的车内，烟味、霉味、汽油味、汗味、各种说不清的难闻气味，甲醛、苯、丙酮等有害物质在不知不觉中使人中毒，渐渐出现头痛乏力等。而车内空气中微颗粒物对人体健康的威胁也不容忽视。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，不易被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。我们只有综合利用整车的资源，采用新型的设计，尽最大可能的把浪费的客车空间降到最低同时最大可能的提高整车制冷能力和前档玻璃除雾能力以及车厢空气的洁净度、舒适度，设计一款一种新型的多功能纯电动空调系统已是迫在眉睫，势在必行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种纯电动车的空调系统，旨在解决现有技术中，由于单系统分体式制冷能力的不足，前玻璃除雾效果的不理想，大大影响了整车的舒适度的缺陷。

本发明提供的一种纯电动车的空调系统，包括通过第一制冷剂管道连接第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀和用于使供应至车厢内的空气冷却的第一蒸发器形成的第一制冷循环回路；其中，还包括：

第二压缩机，用于压缩制冷剂；

第二冷凝器，用于使制冷剂与车辆环境空气热交换而将经所述第二压缩机压缩的制冷剂冷凝；

第二膨胀阀，用于对制冷剂节流减压而使经所述第二冷凝器冷凝的制冷剂膨胀；

第二蒸发器，用于将经所述第二膨胀阀膨胀的制冷剂蒸发并使供应至车厢内的空气冷却；

第二制冷剂管道，连接所述第二压缩机、所述第二冷凝器、所述第二膨胀阀和所述第二蒸发器并形成第二制冷循环回路；

第三膨胀阀，用于对制冷剂节流减压而使经所述第二冷凝器冷凝的制冷剂膨胀；以及

除雾器，用于对车辆前挡风玻璃进行冷风除雾；

所述第二压缩机、所述第二冷凝器、所述第三膨胀阀和所述除雾器形成第三制冷循环回路。

进一步地，所述除雾器具有与所述第二冷凝器的出口端连接的制冷剂流入口和与所述第二压缩机的入口端连接的制冷剂流出口；所述第二制冷剂管道上设置有第一三通阀和第二三通阀；所述第一三通阀具有与第二冷凝器的出口端连接的入口、与第三膨胀阀的入口端连接的第一出口和与第二蒸发器的入口端连接的第二出口；所述第二三通阀具有与第二蒸发器的出口端连接的第一入口、与所述制冷剂流出口连接的第二入口和与第二压缩机的入口端连接的出口；第三膨胀阀的出口端与所述制冷剂流入口连接。

进一步地，所述除雾器的制冷剂流入口上连接有第一管路，所述第一管路的另一端与所述第一三通阀的第一出口连接；所述制冷剂流出口上连接有第二管路，所述第二管路的另一端与所述第二三通阀的第二入口连接；所述第一管路和/或所述第二管路上设置用于导通和阻断制冷剂流动的电磁阀。

进一步地，所述除雾器包括一空腔、与所述空腔连通的至少一个排风口、用于将空腔内的气体经所述排风口送出的送风风机以及与所述空腔接通的冷凝水管。

进一步地，所述除雾器还包括用于加热所述空腔中气体的加热组件；所述加热组件包括内置有流体的热水管和使所述热水管中流体温度升高的发热元件，所述热水管至少部分置入所述空腔中。

进一步地，所述车厢内具有用于将所述空腔中气体输送至离合踏板处的暖风风道。

进一步地，所述空调系统还包括用于实时监测车厢内pm2.5浓度的空气监测装置和空气净化装置。

进一步地，所述车厢内具有一出风口和一回风口，所述空气净化装置设置在出风口处，所述空气监测装置设置在所述回风口处。

进一步地，还包括所述用于显示车厢内pm2.5浓度值的显示装置，所述显示装置设置在后视镜中。

进一步地，所述制冷剂为r410a。

与现有技术对比，本发明提供的纯电动车的空调系统，第一制冷循环回路、与第一制冷循环回路相独立的第二制冷循环回路以及第三制冷循环回路，第三制冷循环回路包括用于对车辆前挡风玻璃进行冷风除雾的除雾器，这样，采用彼此独立的第一制冷循环回路和第二制冷循环回路以保证空调系统具有足够的制冷能力，提高了整车的舒适度；除雾器与第二蒸发器共用第二压缩机，不需要单独再增设一个压缩机，能够充分利用空调系统的冷气，不仅能够降低成本，而且起到节能的作用，另外，除雾器的除雾效果好，在前档风玻璃起雾时使用冷风除雾以确保行车的安全。

附图说明

图1是本发明实施例提供的纯电动车的空调系统的结构简易说明示意图；

图2是本发明实施例提供的第二制冷循环回路和第三制冷循环回路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第二制冷循环回路和第三制冷循环回路的结构简易说明示意图。

图4是本发明实施例提供的除雾器的立体示意图。

主要元件符号说明

100：空调系统

10：第一制冷循环回路11：第一制冷剂管道

12：第一压缩机13：第一冷凝器

14：第一膨胀阀15：第一蒸发器

16：第一压力传感器

20：第二制冷循环回路21：第二制冷剂管道

22：第二压缩机22a：第二压缩机的入口端

22b：第二压缩机的出口端23：第二冷凝器

23a：第二冷凝器的入口端23b：第二冷凝器的出口端

24：第二膨胀阀25：第二蒸发器

25a：第二蒸发器的入口端25b第二蒸发器的出口端

26：干燥过滤器27：视液镜

28：低压开关29：高压开关

210：室外风机211：室内风机

212：气液分离器

213：第一三通阀213a：第一三通阀的入口

213b：第一三通阀的第一出口213c：第一三通阀的第二出口

214：第二三通阀214a：第二三通阀的第一入口

214b：第二三通阀的第二入口214c：第二三通阀的出口

30：第三制冷循环回路

31：除雾器31a：制冷剂流入口

31b：制冷剂流出口311：排风口

312：送风风机313：冷凝水管

314：热水管

32：第三膨胀阀32a：第三膨胀阀入口端

32a：第三膨胀阀出口端33：电磁阀

34：第一管路35：第二管路

l1：第一制冷循环回路中制l2：第二制冷循环回路中制

冷剂的流动方向冷剂的流动方向

l3：第三制冷循环回路中制215：第二压力传感器

冷剂的流动方向

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心为提供一种纯电动车辆用的空调系统，该空调系统采用两套独立的制冷回路设计，在共同对整车车厢内部的温度、湿度进行自动调节的同时，还能够对前挡风玻璃进行冷风除雾、热风除霜操作，对车厢内空气的pm2.5值进行监控、显示和净化，以及供驾驶员的面部和脚部取暖，故一方面能够避免因单制冷回路的制冷能力不足而影响整车的舒适度，另一方面又能够提高对前挡风玻璃的除霜除雾效果，再一方面还能够提高车厢内空气质量和乘架的舒适性，是一套智能化、多功能化、节能化的新型空调系统。

为叙述方便，下文中所称的“前”“后”“左”“右”“上”“下”与附图本身的前、后、左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1和2所示，本实施例提供的纯电动车的空调系统100，包括通过第一制冷剂管道11连接第一压缩机12、第一冷凝器13、第一膨胀阀14和用于使供应至车厢内的空气冷却的第一蒸发器15形成的第一制冷循环回路10，以及通过第二制冷剂管道21连接第二压缩机22、第二冷凝器23、第二膨胀阀24和用于使供应至车厢内的空气冷却的第二蒸发器25形成的第二制冷循环回路20，第一制冷循环回路10与第二制冷循环回路20相互独立。该空调系统100还包括用于对车辆前挡风玻璃进行冷风除雾的除雾器31和第三膨胀阀32，第二压缩机22、第二冷凝器23、第三膨胀阀32和除雾器31形成第三制冷循环回路30。值得一提的是，本实施例中的空调系统100所使用的制冷剂为r410a，r410a是一种双组份的非共沸混合制冷剂，由r32(二氟甲烷)和r125(五氟乙烷)混合而成，泄放的气体不会对大气臭氧层造成破坏作用；另外，r410a的热传递性能较优，制冷量大。

参见图1，在第一制冷循环回路10中，第一压缩机12在制冷剂的流动方向l1上位于第一冷凝器13上游，第一压缩机12适于将制冷剂变为高压，第一冷凝器13相当于具有冷凝功能的室外换热器，设置于车厢的外部，从而与外部空气进行热交换而实现其冷凝功能。第一蒸发器15在制冷剂的流动方向l1上位于第一冷凝器13下游，相当于具有蒸发功能的室内换热器，设置于车厢的内部并具有蒸发功能，在第一冷凝器13和第一蒸发器15之间设有第一压力传感器16和第一膨胀阀14。可以理解的是，制冷剂经第一压缩机12被压缩成高温高压的蒸汽后，进入第一冷凝器13中冷凝为液体，冷凝时排出的热量由冷凝风机(图未示)排放到大气中，冷凝后的制冷剂经第一膨胀阀14节流减压，减压后的制冷剂在第一蒸发器15内吸收该蒸发器内空气的热量后气化，被冷却的空气由蒸发风机(图未示)送入车厢内，同时成为低压蒸气后流回第一压缩机12，完成一个制冷循环。

参见图1和2，第二制冷循环回路20包括用于压缩制冷剂的第二压缩机22、用于使制冷剂与车辆环境空气热交换而将经第二压缩机22压缩的制冷剂冷凝的第二冷凝器23(相当于具有冷凝功能的室外换热器)、用于对制冷剂节流减压而使经第二冷凝器23冷凝的制冷剂膨胀的第二膨胀阀24、用于使制冷剂与空气进行热交换而将经第二膨胀阀24膨胀的制冷剂蒸发并使供应至车厢内的空气冷却的第二蒸发器25(相当于具有蒸发功能的室内换热器)、设置在第二冷凝器23和第二膨胀阀24之间的第二压力传感器215以及第二制冷剂管道21，第二制冷剂管道21连接第二压缩机22、第二冷凝器23、第二膨胀阀24和第二蒸发器25并形成第二制冷循环回路20。从图2可以看出，于第二冷凝器23与第二膨胀阀24之间设置有干燥过滤器26和视液镜27。第二冷凝器23冷凝时排出的热量由室外风机210排放到大气中，第二蒸发器25四周被冷却的空气由室内风机211送入车内，从而达到制冷的目的。由于第二制冷循环回路20与第一制冷循环回路10的工作原理基本相同，因而对于第二制冷循环回路20的制冷原理不再重复赘述。可以理解的是，相对于目前市面上仅采用一个大排量的压缩机制冷系统来保证整车降温效果的汽车空调系统100，本实施例提供的空调系统100，具有两条独立的制冷循环回路10、20，相当于整车具有制冷应急系统，一旦其中一制冷循环回路出现故障，另一制冷循环回路依旧能够正常制冷，从而保证车厢内空气持续处于降温状态。

参见图2，第二制冷循环回路20还包括用于在压力过小时控制第二压缩机22关闭的低压开关28和用于在压力过大时控制第二压缩机22关闭的高压开关29，低压开关28根据制冷剂在第二制冷循环回路20中的流动方向l2布置在第二压缩机22的上游，高压开关29根据制冷剂在第二制冷循环回路20中的流动方向l2布置在第二压缩机22的下游。容易理解的是，在第二压缩机22的入口端22a压力值小于设定值时，或者在第二压缩机22的出口端22b压力值大于设定值时，低压开关28或高压开关29控制系统电路断开，以避免第二压缩机22损坏。

参见图2，第二制冷循环回路20还包括气液分离器212，气液分离器212根据制冷剂在第二制冷循环回路20中的流动方向l2布置在第二压缩机22的上游，具体地，气液分离器212位于低压开关28与第二蒸发器25之间，气液分离器212可以防止液态制冷剂从第二压缩机22的入口端22a进入第二压缩机22中，而只让气态制冷剂进入第二压缩机22中，以防止第二压缩机22产生液击现象，使系统的安全性能进一步提升。

参见图1和2，除雾器31用于对车辆前挡风玻璃进行冷风除雾，第三膨胀阀32用于对制冷剂节流减压而使经第二冷凝器23冷凝的制冷剂膨胀，第二压缩机22、第二冷凝器23、第三膨胀阀32和除雾器31形成第三制冷循环回路30。制冷剂在第三制冷循环回路30中沿l3方向(图示中的l3方向)流动,制冷剂经过第二冷凝器23、第三膨胀阀32，把制冷剂节流为低温低压的液体，进入除雾器31后在除雾器31内吸收通过该除雾器31的空气的热量而被汽化，成为低压蒸汽，同时被冷却的空气送入车厢内的前玻璃处，以将玻璃上的雾除掉。容易理解的是，由于第二压缩机22的不断工作，使制冷循环不断进行，这样就产生了连续制冷的效果，在给车厢内乘客制冷的同时也同样以制冷的方式给前玻璃除雾，达到第二压缩机22一拖二(即带动第二蒸发器25和除雾器31工作)的目的，实现冷风除雾的效果。相对于目前市面上的除雾装置，需要独立布置一个压缩机和冷凝器，本实施例提供的空调系统100，以冷风除雾方式除雾的除雾器31可以共用空调制冷系统的压缩机(即第二压缩机22)，而不需要再独立布置一个压缩机，因此，不仅能够降低成本，且提高对前挡风玻璃的除雾效果，提升了整车的舒适性。

参见图3，在本实施例中，除雾器31具有与第二冷凝器23的出口端23b连接的制冷剂流入口31a和与第二压缩机22的入口端22a连接的制冷剂流出口31b。具体地，第二制冷剂管道21上设置有第一三通阀213和第二三通阀214。第一三通阀213具有入口213a、第一出口213b和第二出口213c，其中，第一三通阀213的入口213a与第二冷凝器23的出口端23b连接，第一三通阀213的第一出口213b与第三膨胀阀32的入口端32a连接，第一三通阀213的第二出口213c与第二蒸发器25的入口端25a连接，第三膨胀阀32的出口端32a与制冷剂流入口31a连接。第二三通阀214具有第一入口214a、第二入口214b和出口214c，其中，第二三通阀214的第一入口214a与第二蒸发器25的出口端25b连接，第二三通阀214的第二入口214b与制冷剂流出口31b连接，第二三通阀214的出口214c与第二压缩机22的入口端22a连接。

参见图3，为了能够在需要使用除雾时将除雾器31打开，或者在不需要除雾时将除雾器31关闭，本实施例提供的空调系统100还包括用于开关除雾器31的电磁阀33。在本实施例中，电磁阀33的数量为但不局限于两个，除雾器31的制冷剂流入口31a上连接有第一管路34，制冷剂流出口31b上连接有第二管路35，第一管路34的另一端与第一三通阀213的第一出口213b连接，第二管路35的另一端与第二三通阀214的第二入口214b连接，在第一管路34和第二管路35上均设置用于导通和阻断制冷剂流动的一电磁阀33。容易理解的是，电磁阀33能够实现制冷剂流经除雾器31的通断，当需要冷风除雾时，电磁阀33开启；在除雾结束后或不需要除雾时，关闭除雾器31开关，此时同时空调内部的两个电磁阀33均处关闭状态，制冷剂循环路径只通过第二蒸发器25回到第二压缩机22，通向除雾器31的第一管路34和第二管路35不导通，空调变成一个独立的个体，以保证车厢实现最大制冷。

参见图2和4，除雾器31包括一空腔(图未示)、与空腔连通的排风口311、用于将空腔内的气体经排风口311送出的送风风机312以及与空腔接通的冷凝水管313。在本实施例中，排风口311的数量为多个，多个排风口311分成两排，其中一排排风口311竖直向上设置，另一排呈倾斜向上设置，在除雾器31开启后，除雾器31的空腔内形成的冷风可由送风风机312经排风口311向上并向前吹出，以将前防风玻璃上的雾除掉，空腔内液化的液体由冷凝水管313流出。

参见图4，为了实现对前挡风玻璃除霜，除雾器31还包括用于加热空腔中气体的加热组件，加热组件包括内置有流体的热水管314和使热水管314中流体温度升高的发热元件(图未示)，发热元件可为电热丝、陶瓷发热片、硅胶发热片或金属发热片，该热水管314至少部分置入空腔中，可以理解的是，发热元件在发热时，可使热水管314中流体的温度升高，流体加热后将热量传递给空腔中的气体，再由送风风机312将温度升高后的热风经排风口311向上并向前吹出，以将前防风玻璃上的霜除掉。

作为进一步地优化，车厢内具有用于将空腔中气体输送至离合踏板处的暖风风道(图未示)，暖风风道的一端与空腔接通，这样，可以将除雾器31内的热风通过暖风风道由离合踏板处位置吹出，以供驾驶员和乘客的脚部取暖。值得一提的是，还可以在除雾器31上设置朝向驾驶员方向的排风口311，这样，可以供驾驶员和乘客的面部取暖。

作为进一步地优化，为了实现对车厢内空气质量的监测和净化，本实施例的空调系统100还包括用于实时监测车厢内pm2.5浓度的空气监测装置(图未示)和空气净化装置(图未示)。具体地，空气监测装置可以分析出车厢内空气中有害颗粒的pm2.5值以及空气中甲醛、细菌的含量，空气监测装置包括用于获取车厢内pm2.5浓度的pm2.5传感器(图未示)和用于接收pm2.5传感器发送的pm2.5浓度信号的控制器(图未示)，空气净化装置可包括hepa(highefficiencyparticulateairfilter，高效空气过滤器)过滤网、负离子、等离子等发生装置。车厢内具有一出风口(图未示)和一回风口(图未示)，空气净化装置设置在出风口处，空气监测装置设置在回风口处。可以理解的是，通过空气监测装置对中有害颗粒的pm2.5值进行实时监测，再由空气净化装置对吹入车厢内的空气进行净化，以降低车厢内空气的pm2.5含量。

当然，空气监测装置和空气净化装置也可以均设置在回风口处。

作为进一步地优化，本实施例的空调系统100还包括用于显示车厢内pm2.5浓度值的显示装置(图未示)，显示装置可设置在后视镜中，显示装置能够与空气监测装置通信。值得一提的是，与现有的车辆相比，很少会加装空气净化器，即使部分高档旅游车，也最多加装车载空气净化器，车载空气净化器的风机风量较小，只能实现局部的空气净化，起不到整车空气的有效快速净化；而在本实施例中，空气净化装置设计布置在蒸发器的出风口侧，空气监测装置布置在回风口侧，显示装置集成在后视镜显示模块上，这样，可以极大的快速的净化整车车厢内部空气质量，并且可以随时监测、显示车厢内部的pm2.5浓度值，以供驾驶员和乘客知晓车厢内的空气质量，提高乘员的舒适性和满意度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。