一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调，包括风机，还包括第一风道、第二风道和多组设有散热器的半导体制冷片组以及主风室、冷风室、热风室，所述的风机设置在主风室内且风机的出风口与车内连通，所述的半导体制冷片组的冷端设置在冷风室内，所述的半导体制冷片组的热端设置在热风室内，所述的第一风道的一端与车内连通且另一端与车外连通，所述的第二风道的一端与车外连通，所述的第一风道和车内之间设有第一风门且第一风道和车外之间设有第二风门。本实用新型的目的是提供一种能够使半导体制冷设备稳定工作、能够便捷地在制热和制冷模式中快速切换、能耗少的基于半导体制冷的电动汽车节能空调。
【专利说明】
一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调
技术领域
[0001]本实用新型涉及车载空调设备领域，特别是一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调。【背景技术】
[0002]电能是纯电动汽车最宝贵的资源，空调能耗是制约纯电动汽车行驶里程的重要因素之一，无论使用电动空调或热栗空调的纯电动汽车，在空调使用时车辆行驶里程都有 40%左右的下降，因此降低空调能耗是纯电动汽车最需要解决的技术问题之一。半导体制冷技术以结构简单，能耗较低的优势已广泛应用，但是由于半导体制冷片的功率限制，而汽车空调的制冷功率大，半导体制冷在纯电动车上的应用变得较为复杂，主要表现在:1、单个制冷片制冷量小，必须多个或十几个组合一起使用，使得体积大幅增加，简单的结构变复杂化;2、组合使用的功率大，启动电流大，多达一百多甚至几百安培，启动时对车辆电网的冲击大，不仅影响车辆其他部件的正常工作，也增大了车辆的不安全性;3、除霜需要另外的加热元件，增加电能的消耗;4、在车内温度已经达到设定温度时，半导体空调仍然在以较大功率工作，加大电能损失;5、在车内温度达到设定温度时，半导体制冷片会频繁启动和停止， 大启动电流冲击电网，降低车辆安全性;6、半导体制冷片虽然可以转换电源极性来从而切换制冷与制热端，但是在电源极性转换前必须使半导体制冷片的冷端与热端温度都达到室温或基本平衡，否则会造成制冷片的损坏，所以在汽车上使用半导体空调时不推荐使用直接转换电源极性来切换制冷与制热端。所以尽管有较多的汽车半导体制冷空调技术，但却还没有真正在汽车上应用。【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种能够使半导体制冷设备稳定工作、能够便捷的在制热和制冷模式中快速切换、能耗少的基于半导体制冷的电动汽车节能空调。
[0004]本实用新型提供的技术方案为:一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调，包括风机，还包括第一风道、第二风道和多组设有散热器的半导体制冷片组以及主风室、冷风室、热风室，所述的风机设置在主风室内且风机的出风口与车内连通，所述的半导体制冷片组的冷端设置在冷风室内，所述的半导体制冷片组的热端设置在热风室内，所述的第一风道的一端与车内连通且另一端与车外连通，所述的第二风道的一端与车外连通，所述的第一风道和车内之间设有第一风门且第一风道和车外之间设有第二风门，所述的第一风道与冷风室之间设有第三风门且第一风道和热风室之间设有第四风门，所述的第二风道和车外之间设有第五风门，所述的第二风道和主风室之间设有第六风门且第二风道和和热风室之间设有第七风门，所述的热风室和车外之间设有第八风门，所述的冷风室和车外之间设有第九风门，所述的冷风室和主风室之间设有第十三风门。
[0005]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，每组半导体制冷片组和电源之间均设有开关。
[0006]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，还包括两端均分别连接在第一风道上的混风风道，所述的混风风道的一端设置在第一风门和车内之间，所述的混风风道的另一端设置在第二风门和车外之间，所述的混风风道的任一端或两端设有第十风门。
[0007]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，所述的第一风道和主风室之间设有第十一风门。
[0008]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，还包括除霜风道，所述的除霜风道与第二风道连通，所述的除霜风道上设有第十二风门。
[0009]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，还包括控制器，所述的控制器分别与开关、第一风门、第二风门、第三风门、第四风门、第五风门、第六风门、第七风门、第八风门、第九风门连接。
[0010]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，还包括控制器，所述的控制器分别与开关、第一风门、第二风门、第三风门、第四风门、第五风门、第六风门、第七风门、第八风门、第九风门、第十风门、第十一风门、第十二风门连接。
[0011]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，所述的半导体制冷片组上还连接有功率调节器，所述的功率调节器与控制器相连。
[0012]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，所述的风机的出口连接有供风风道，在供风风道、车内、车外均设有温度感应探头，所述的温度感应探头与控制器相连。
[0013]在上述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调中，所述的冷风室设置在主风室和热风室之间。在本方案中，优选主风室、冷风室、热风室设置为依次连接，也可以设置为主风室、热风室、冷风室依次连接等，对此本方案不做过多限制。
[0014]在本方案中，半导体制冷片组上设置的散热器优选为多片式、管片式、管带式、热管式、相控式等各种形式的散热器。
[0015]在本方案中，更为优选地，在第三风门和第四风门之间还设有一个将第一风道隔开的风门。
[0016]本实用新型在采用上述技术方案后，其具有的有益效果为:
[0017](1)本方案采用控制第一风门至第十三风门的方式达到实现车内循环制冷模式、 车外制冷模式、车内循环制热模式、车外制热模式操作，第一风门至第十三风门采用控制器自动化控制可以有效的提高控制的简易程度，只需要在控制器中预先设置控制方法和模式即可实现多种模式之间的切换。。
[0018](2)本方案通过多个风门进行多种模式的切换，有效的解决了传统的电动车车载空调在冷热模式之间切换时存在的半导体制冷片组容易损坏的问题，因为当冷热模式切换时，传统方法中只是简单的切换了半导体制冷片组的电流方向，但是这种切换由于半导体制冷片组的P端和N端之间存在温差，如果强制切换容易导致半导体制冷片组烧毁，但是在本发明中，通过多个风门的开关，实现了在不改变电流方向的前提下，实现冷热模式的切换。。【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例1的结构示意图；
[0020]图2是本发明实施例1的多个半导体制冷片组的电路示意图；
[0021]图3是本发明实施例1的控制方框图。
[0022]图1至3中各标号具体为:1、风机;1、第一风道;3、第二风道;4、半导体制冷片组;5、 主风室;6、冷风室;7、热风室;8、混风风道;9、除霜风道；10、供风风道;11、控制器；12、开关； 13、第一风门；14、第二风门；15、第三风门；16、第四风门；17、第五风门；18、第六风门；19、第七风门；20、第八风门；21、第九风门；22、第十风门；23、第十一风门；24、十二风门；25、功率调节器;26、十三风门；27、温度感应探头。【具体实施方式】
[0023]下面结合【具体实施方式】，对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。[〇〇24] 实施例1:
[0025]如图1至3所示，本实施例提供一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调，包括风机1、第一风道2、第二风道3和多组设有散热器的半导体制冷片组4以及依次连接的主风室 5、冷风室6、热风室7，所述的风机1设置在主风室5内且风机1的出风口与车内连通，所述的半导体制冷片组4的冷端41设置在冷风室6内，所述的半导体制冷片组4的热端42设置在热风室7内，所述的第一风道2的一端与车内连通且另一端与车外连通，所述的第二风道3的一端与车外连通，所述的第一风道2和车内之间设有第一风门13且第一风道2和车外之间设有第二风门14,所述的第一风道2与冷风室6之间设有第三风门15且第一风道2和热风室7之间设有第四风门16,所述的第二风道3和车外之间设有第五风门17,所述的第二风道3和主风室5之间设有第六风门18且第二风道3和和热风室7之间设有第七风门19,所述的热风室7和车外之间设有第八风门20,所述的冷风室6和车外之间设有第九风门21，所述的冷风室6和主风室5之间设有第十三风门26。
[0026]此外本空调还设置有混风风道8和除霜风道9,混风风道8的两端均分别连接在第一风道2上，所述的混风风道8的一端设置在第一风门13和车内之间，所述的混风风道8的另一端设置在第二风门14和车外之间，所述的混风风道8的任一端或两端设有第十风门22,所述的第一风道2和主风室5之间设有第十一风门23,所述的除霜风道9与第二风道3连通，所述的除霜风道9上设有第十二风门24。
[0027]在本实施例中，为了实现空气流动的流动性，在第一风道2、第二风道3、混风风道 8、除霜风道9、冷风室6和车外之间、热风室7和车外之间均可设置强制对流装置，如电风扇等，来提供空气流动效果。此外，所述的冷风室6和车外之间优选设置两条通道，每条通道内均设有第九风门21，这样在车外制热和车内循环制热的模式下，可以实现半导体制冷片组4 的冷端41充分的和外界进行热交换。
[0028]在本实施例中，风门、开关等可以采用手动、半自动和自动化控制，具体到自动化控制中，设置了控制器11，所述的控制器11分别与开关12、第一风门13、第二风门14、第三风门15、第四风门16、第五风门17、第六风门18、第七风门19、第八风门20、第九风门21、第十风门22、第十一风门23、第十二风门24、第十三风门26连接，此外，每组半导体制冷片组4和电源之间均设有开关12,所述的半导体制冷片组4上还连接有功率调节器25,所述的功率调节器25与控制器11相连，所述的风机1的出口连接有供风风道10,在供风风道10、车内、车外均设有温度感应探头27,所述的温度感应探头27与控制器11相连。
[0029]在实际应用中，本实施例分为以下几种工作模式:
[0030]车内循环制冷模式:第一风门13、第三风门15、十三风门26开;第八风门20、第五风门17、第七风门19开;第十一风门23、第四风门16、第二风门14、十二风门24、第六风门18、第九风门21、第十风门22关；若需要除霜，则十二风门24开，若需要混风的情况下，第十风门 22、第^ 风门23开。[〇〇31]车外制冷模式:第二风门14、第三风门15、十三风门26开；第八风门20、第七风门 19、第五风门17开;第十风门22、第十一风门23、第四风门16、第一风门13、第六风门18、第九风门21、十二风门24关;若需要除霜，则十二风门24开。
[0032]车内循环制热模式:第一风门13、第四风门16、第七风门19、第六风门18开;第九风门21开;第十一风门23、第三风门15、第十风门22、第八风门20、第五风门17、十二风门24、十三风门26、第二风门14关；若需要除霜，则十二风门24开，若需要混风的情况下，第十风门 22、第^ 风门23开。
[0033]车外制热模式:第二风门14、第四风门16、第七风门19、第六风门18开;第九风门21 开;第八风门20、第十风门22、第十一风门23、十三风门26、第五风门17、十二风门24关，第一风门13、第三风门15中至少一个保持关闭；若需要除霜，则十二风门24开。
[0034]若需要关闭一个或多个半导体制冷片组，则关闭相应的开关12即可，若需要调节一个或多个半导体制冷片组则调节相应的功率调节器25即可。
[0035]实施例1中车内温度、向车内供风的风道的温度通过供风风道10、车内的温度感应探头27获取，车外温度通过车外的温度感应探头27获得。
[0036]本实施例的电动汽车节能空调具有节能和易于控制的优点，具体来说，首先通过上述的控制方法控制节能，另外，本方案采用控制第一风门13至第十三风门26的方式达到实现车内循环制冷模式、车外制冷模式、车内循环制热模式、车外制热模式操作，第一风门 13至第十三风门26采用控制器自动化控制可以有效的提高控制的简易程度，只需要在控制器11中预先设置控制方法和模式即可实现多种模式之间的切换。
[0037]本实施例通过多个风门进行多种模式的切换，有效的解决了传统的电动车车载空调在冷热模式之间切换时存在的半导体制冷片组容易损坏的问题，因为当冷热模式切换时，传统方法中只是简单的切换了半导体制冷片组的电流方向，但是这种切换由于半导体制冷片组的P端和N端之间存在温差，如果强制切换容易导致半导体制冷片组烧毁，但是在本发明中，通过多个风门的开关，实现了在不改变电流方向的前提下，实现冷热模式的切换，有效的保护半导体制冷片组4,提高半导体制冷片组4的寿命。
[0038]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于半导体制冷的电动汽车节能空调，包括风机(1)，其特征在于，还包括第一 风道(2)、第二风道(3)和多组设有散热器的半导体制冷片组(4)以及主风室(5)、冷风室 (6)、热风室(7)，所述的风机(1)设置在主风室(5)内且风机(1)的出风口与车内连通，所述 的半导体制冷片组(4)的冷端(41)设置在冷风室(6)内，所述的半导体制冷片组(4)的热端 (42)设置在热风室(7)内，所述的第一风道(2)的一端与车内连通且另一端与车外连通，所 述的第二风道(3)的一端与车外连通，所述的第一风道(2)和车内之间设有第一风门(13)且 第一风道(2)和车外之间设有第二风门(14)，所述的第一风道(2)与冷风室(6)之间设有第 三风门(15)且第一风道(2)和热风室(7)之间设有第四风门(16)，所述的第二风道(3)和车 外之间设有第五风门(17)，所述的第二风道(3)和主风室(5)之间设有第六风门(18)且第二 风道(3)和和热风室(7)之间设有第七风门(19)，所述的热风室(7)和车外之间设有第八风 门(20)，所述的冷风室(6)和车外之间设有第九风门(21)，所述的冷风室(6)和主风室(5)之 间设有第十三风门(26)。2.根据权利要求1所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:每组半导 体制冷片组(4)和电源之间均设有开关(12)。3.根据权利要求2所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:还包括两 端均分别连接在第一风道(2)上的混风风道(8)，所述的混风风道(8)的一端设置在第一风 门(13)和车内之间，所述的混风风道(8)的另一端设置在第二风门(14)和车外之间，所述的 混风风道(8)的任一端或两端设有第十风门(22)。4.根据权利要求3所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:所述的第 一风道(2)和主风室(5)之间设有第十一风门(23)。5.根据权利要求4所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:还包括除 霜风道(9)，所述的除霜风道(9)与第二风道(3)连通，所述的除霜风道(9)上设有第十二风 门(奴)。6.根据权利要求2所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:还包括控 制器(11)，所述的控制器(11)分别与开关(12)、第一风门(13)、第二风门(14)、第三风门 (15)、第四风门(16)、第五风门(17)、第六风门(18)、第七风门(19)、第八风门(20)、第九风 门(21)连接。7.根据权利要求5所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:还包括控 制器(11)，所述的控制器(11)分别与开关(12)、第一风门(13)、第二风门(14)、第三风门 (15)、第四风门(16)、第五风门(17)、第六风门(18)、第七风门(19)、第八风门(20)、第九风 门(21)、第十风门(22)、第十一风门(23)、第十二风门(24)连接。8.根据权利要求7所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:所述的半 导体制冷片组(4)上还连接有功率调节器(25)，所述的功率调节器(25)与控制器(11)相连。9.根据权利要求8所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:所述的风 机(1)的出口连接有供风风道(10 )，在供风风道(10 )、车内、车外均设有温度感应探头(27)， 所述的温度感应探头(27)与控制器(11)相连。10.根据权利要求9所述的基于半导体制冷的电动汽车节能空调，其特征在于:所述的 冷风室(6)设置在主风室(5)和热风室(7)之间。
【文档编号】B60H1/00GK205601545SQ201521033328
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年12月9日
【发明人】刘景平
【申请人】刘景平