电动车空调系统及设有其的电动车辆的制作方法

本实用新型涉及电动车辆领域，特别是涉及一种电动车空调系统及设有其的电动车辆。

背景技术：

随着社会的进步与科学技术水平的提高，人们对环境保护与能源节约日益重视，电动汽车由于采用更加清洁的电能供能，因此相比于采用汽油、柴油作为燃料的传统燃油车辆，电动汽车具有更好的环保性，在人们的生产生活中的应用越来越广泛。

为了保证乘车人的舒适性，电动汽车与传统的汽车一样也配备了相应的空调系统。目前，纯电动汽车冬季采暖的其中一种方式使采用ptc电热方式取暖，但ptc加热器的能效值较低，不仅能耗高而且制热效率低。电动汽车冬季采暖采用的另一种方式是采用热泵空调系统取暖，现有技术中的热泵空调系统通过四通换向阀、两个膨胀阀、多个单向阀、气液分离器等部件来实现空调系统制冷、制热模式的切换，且车内、车外换热器基本沿用传统空调所用换热器结构。但基于传统空调结构的缺陷，车内工作的换热器的制热性能较差，而且在热冷模式切换为制热模式的过程中，换热器上的冷凝水迅速蒸发在挡风玻璃上结霜，从而影响驾驶员安全驾驶，造成安全隐患。

技术实现要素：

基于此，有必要针对电动车的空调系统的换热效率不高的问题，提供一种可提高电动车的空调系统的换热效率的电动车空调系统及设有其的电动车辆。

一种电动车空调系统，所述电动车空调系统包括：

压缩机，包括吸气端与排气端；

外侧换热模块，包括外侧换热管路及设于所述外侧换热管路的外侧换热单元；

内侧制冷模块，包括内侧制冷管路及设于所述内侧制冷管路的内侧蒸发单元；以及

内侧制热模块，包括内侧制热管路及设于所述内侧制热管路的内侧冷凝单元；

其中，所述电动车空调系统包括制冷模式与制热模式；当所述电动车空调系统处于所述制冷模式时，所述排气端、所述外侧换热模块、所述内侧制冷模块以及所述吸气端通过管道依次连通形成供换热介质流动的制冷回路；当所述电动车空调系统处于所述制热模块时，所述排气端、所述内侧制热模块、所述外侧换热模块以及所述吸气端通过管道依次连通形成供换热介质流动的制热回路。

上述电动车空调系统包括形成制冷回路的内侧蒸发单元与形成制热回路的内侧冷凝单元，制冷模式与制热模式中分别采用内侧蒸发单元与内侧冷凝单元与车内空气热量交换，因此具有更好的制热、制冷效率，而且从制冷模式转换为制热模式时不会造成冷凝水迅速蒸发在挡风玻璃上结霜，不会阻挡驾驶员的视线影响驾驶安全。

在其中一个实施例中，所述外侧换热单元为铜管铝翅片换热器。

在其中一个实施例中，所述外侧换热管路包括设有第一干燥单元的第一外侧换热管路与设有第一膨胀阀的第二外侧换热管路；当所述电动车空调系统处于所述制冷模式时，所述外侧换热单元通过所述第一外侧换热管路连通所述内侧制冷模块；当所述电动车空调系统处于所述制热模式时，所述外侧换热单元通过所述第二外侧换热管路连通所述内侧制热模块。

在其中一个实施例中，所述第一外侧换热管路还包括第一电磁阀与第一单向阀，所述第一干燥单元连接于所述第一电磁阀与所述第一单向阀之间，所述第一电磁阀未连接所述干燥单元的一端连接所述外侧换热单元，所述单向阀未连接所述第一干燥单元的一端连接所述内侧制冷模块。

在其中一个实施例中，所述内侧制冷管路还设有第二膨胀阀，所述第二膨胀阀连接于所述内侧蒸发单元与所述外侧换热模块之间。

在其中一个实施例中，所述内侧制冷管路还设有第二电磁阀，所述第二电磁阀连接于所述第二膨胀阀与所述外侧换热模块之间。

在其中一个实施例中，所述内侧制热管路还设有第二干燥单元，所述第二干燥单元连接于所述内侧冷凝单元与所述外侧换热管模块之间。

在其中一个实施例中，所述内侧制热管路还设有第二单向阀，所述第二单向阀连接于所述第二干燥单元与所述外侧换热模块之间。

在其中一个实施例中，所述电动车空调系统还包括气液分离器，所述汽液分离器连接于所述压缩机的所述吸气端。

一种电动车辆，所述电动车辆包括上述的电动车空调系统。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的电动车空调系统的系统示意图；

图2为图1所示电动车空调系统处于制冷模式时的系统示意图；

图3为图1所示电动车空调系统处于制热模式时的系统示意图。

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。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型的实施例的电动车辆(图未示)，设有用于调节车内温度的电动车空调系统100，电动车空调系统100包括用于降低车内温度的制冷模式与提高车内温度的制热模式，从而使车内环境维持在适宜温度。

具体地，电动车空调系统100包括压缩机10、外侧换热模块20、内侧制冷模块30以及内侧制热模块40。其中，压缩机10包括吸气端与排气端，外侧换热模块20包括外侧换热管路及设于外侧换热管路的外侧换热单元21，内侧制冷模块30包括内侧制冷管路及设于内侧制冷管路的内侧蒸发单元32，内侧制热模块40包括内侧制热管路及设于内侧制热管路的内侧冷凝单元41。

当电动车空调系统100处于制冷模式时，压缩机10的排气端、外侧换热模块20、内侧制冷模块30以及压缩机10的吸气端通过管道依次连通形成制冷回路，换热介质在制冷回路中循环流动以使车内温度小于车外环境温度。当电动车空调系统100处于制热模式时，压缩机10的排气端、内侧制热模块40、外侧换热模块20以及压缩机10的吸气端通过管道依次连通形成制热回路，换热介质在制热回路中循环流动以使车内温度大于车外环境温度。

传统技术中，通常采用同一个换热装置在制冷模式与制热模式中分别充当蒸发装置与冷凝装置，因此当从制冷模式转换为制热模式时，换热装置上的冷凝水迅速蒸发并在车辆的挡风玻璃上结霜，从而阻挡驾驶员的视线而影响驾驶安全。而上述电动车空调系统100包括形成制冷回路的内侧蒸发单元32与形成制热回路的内侧冷凝单元41，制冷模式与制热模式中分别采用内侧蒸发单元32与内侧冷凝单元41与车内空气热量交换，因此具有更好的制热、制冷效率，而且从制冷模式转换为制热模式时不会造成冷凝水迅速蒸发在挡风玻璃上结霜，不会阻挡驾驶员的视线影响驾驶安全。

在一些实施例中，外侧换热单元21为铜管铝翅片换热器，具体为铜管的管径不大于5mm的小管径铜管铝翅片换热器。小管径铜管铝翅片换热器产生的冷凝水容易从管间流出而不会结霜，因此实现了该电动车空调系统100在低温环境下的长时间工作。而现有技术中的微通道平行流换热器，由于换热翅片的间距较小等结构缺陷，化霜后的水不易流出而在再次冷却的过程中结冰发生“冰堵”现象，“冰堵”现象的发生将彻底堵塞空气流通而使电动车空调系统100无法工作。可以理解，外侧换热单元21不限于小管径铜管铝翅片换热器，还可以为其它不易结霜的换热器。

具体在一实施例中，小管径铜管铝翅片换热器的翅片类型优选为铝制波纹片，翅片的厚度优选为0.1mm，相邻翅片的距离优选为2.2mm。铜管优选为高纯度无缝紫铜管，铜管的直径优选为5mm，铜管的侧壁厚度优选为0.3mm，相邻铜管的孔距优选为11mm，铜管与翅片经过机械胀管以确保两者紧密接触。而且，小管径铜管铝翅片换热器经过亲水处理，从而在翅片的表面生成具有亲水性的耐腐蚀薄膜，使翅片上凝结的水滴与翅片的接触角度变大，与翅片的接触面积变小，因此热交换产生的水珠容易滴落或被风吹走而避免在翅片之间凝结形成水桥，从而减小空气流动的阻力，提升换热量。可以理解，小管径铜管铝翅片换热器的结构参数不限，可根据需要选择不同的小管径铜管铝翅片换热器。

请继续参阅图1，外侧换热管路包括第一外侧换热管路与第二外侧换热管路。当电动车空调系统100处于制冷模式时，外侧换热单元21通过第一外侧换热管路连通内侧制冷模块30；当电动车空调系统100处于制热模式时，外侧换热单元21通过第二外侧换热管路连通内侧制热模块40。

具体在一些实施例中，第一外侧换热管路包括第一电磁阀22、第一干燥单元23以及第一单向阀24，第一干燥单元23连接于第一电磁阀22与第一单向阀24之间，第一电磁阀22的入口端连接外侧换热单元21，第一电磁阀22的出口端连接第一干燥单元23的入口端，第一干燥单元23的出口端连接于第一单向阀24的入口端，第一单向阀24的出口端连接内侧制冷模块30。其中，第一电磁阀22用于控制换热介质的流向与流速，第一单向阀24用于控制换热介质的流向以仅允许换热介质单向流动，第一干燥单元23为干燥罐，起到吸收换热介质中可能的水分、过滤换热介质中的杂质以及储存换热介质等作用。

具体在一些实施例中，第二外侧换热管路包括用于对换热介质进行节流降压的第一膨胀阀25，第一膨胀阀25的入口端连接内侧制热模块40，第一膨胀阀25的出口端连接外侧换热单元21。具体在一实施例中，第一膨胀阀25为电子膨胀阀。

请继续参阅图2，在一些实施例中，内侧制冷管路还设有第二膨胀阀34与第二电磁阀36，第二电磁阀36连接于第二膨胀阀34与外侧换热模块20之间，第二膨胀阀34连接于内侧蒸发单元32与第二电磁阀36之间。具体地，第二电磁阀36的入口端连接于外侧换热模块20的第一外侧换热管路的出口端，第二电磁阀36的出口端连接于第二膨胀阀34的入口端，第二膨胀阀34的出口端连接内侧蒸发单元32的入口端。其中，第二电磁阀36用于控制换热介质的流向与流速，第二膨胀阀34为热力膨胀阀，用于对换热介质进行节流降压。

在一些实施例中，内侧制热管路还设有第二干燥单元43及第二单向阀45，第二干燥单元43连接于内侧冷凝单元41与第二单向阀45之间，第二单向阀45连接于第二干燥单元43与外侧换热模块20之间。具体地，第二干燥单元43的入口端连接内侧冷凝单元41的出口端，第二干燥单元43的出口端连接第二单向阀45的入口端，第二单向阀45的出口端连接外侧换热模块20的第二外侧换热管路的入口端。其中，第二干燥单元43为干燥罐，起到吸收换热介质中可能的水分、过滤换热介质中的杂质以及储存换热介质等作用，第二单向阀45起到控制换热介质流向的作用，仅允许换热介质单向流动。

进一步地，电动车空调系统100还包括气液分离单元50，气液分离单元50连接于压缩机10的吸气端，以用于对进入压缩机10的吸气端的换热介质进行气液分离，避免液态换热介质进入压缩机10造成液击现象损坏压缩机10。

进一步地，电动车空调系统100还包括四通阀60，四通阀60连接于压缩机10的排气端，四通阀60可选择地连通不同的管路以控制换热介质的流动方向。具体地，四通阀60包括可选择地相互连通的第一阀口、第二阀口、第三阀口以及第四阀口，其中，第一阀口连接压缩机10的排气端，第二阀口连接外侧换热模块20，第三阀口连接内侧制热模块40，第四阀口则始终处于关闭状态。

如图2所示，电动空调系统处于制冷模式时，压缩机10的排气端、四通阀60的第一阀口、四通阀60的第二阀口、外侧换热单元21、第一电磁阀22、第一干燥单元23、第一单向阀24、第二电磁阀36、第二膨胀阀34、内侧蒸发单元32、气液分离单元50以及压缩机10的吸气端依次连通。

压缩机10输出高温高压的气态换热介质经过四通阀60进入外侧换热单元21，换热介质在外侧换热单元21中与车外环境空气进行热量交换，高温高压的气态换热介质冷凝放热成为低温高压的液态换热介质，低温高压的液态换热介质经过第一电磁阀22进入第一干燥单元23干燥，然后依次经过第一单向阀24与第二电磁阀36进入第二膨胀阀34内，低温高压的液态换热介质在第二膨胀阀34中节流降压成为气液两相状态的换热介质，气液两相的换热介质进入内侧蒸发单元32与车内空气进行热量交换，换热介质获取车内空气的热量蒸发成气态以降低车内温度，从内侧蒸发单元32输出的低压过热换热介质经过气液分离单元50分离出液态换热介质，从气液分离单元50输出的气态换热介质通过压缩机10的吸气端重新回到压缩机10内。上述过程不断循环，从而不断对车内空气进行制冷。

如图3所示，电动空调系统处于制热模式时，压缩机10的排气端、四通阀60的第一阀口、四通阀60的第三阀口、内侧冷凝单元41、第二干燥单元43、第二单向阀45、第二膨胀阀34、外侧换热单元21、气液分离单元50以及压缩机10的吸气端依次连通。

压缩机10输出的高温高压的气态换热介质经过四通阀60进入内侧冷凝单元41，在内侧冷凝单元41内冷凝放热形成低温高压的液态换热介质，在此过程中车内的空气吸热升温。内侧冷凝单元41输出的液态换热介质经过第二单向阀45进入第二膨胀阀34，低温高压的液态换热介质在第二膨胀阀34内节流降压形成气液两相换热介质，气液两相换热介质进入外侧换热单元21与车外空气进行热量交换，换热介质吸收车外空气的热量蒸发形成低压过热的气态换热介质，低压过热的气态换热介质经过气液分离单元50分离出液态换热介质，从气液分离单元50分离出的低压过热的气态换热介质则通过压缩机10的吸气端回到压缩机10内。上述过程不断循环，从而不断对车内空气进行制热。

上述电动车空调系统100及设有其的电动车辆，相比于现有技术中的水循环装置，具有更高的供热效率，具有更好的经济性。而且，由于设有同时设有内侧蒸发单元32与内侧冷凝单元41，因此具有更高的换热效率而不会因为冷凝水在制冷模式向制热模式切换的过程中结霜而影响驾驶安全。此外，由于外侧换热单元21采用了小管径铜管铝翅片换热结构，因此具有较高的换热效率，有效解决了外侧换热单元21在制热模式下容易结霜的问题，实现了电动空调系统在低温环境下的长时间稳定工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。