一种电动汽车蓄热蓄冷空调系统、调峰调频系统及方法与流程

本发明涉及汽车空调技术领域，尤其涉及一种电动汽车蓄热蓄冷空调系统、调峰调频系统及方法。

背景技术：

汽车空调在当今社会的汽车配置中可以说是重中之重，在各种季节、天气及其它行驶条件下，大家都希望车厢内保持舒适的状态。汽车空调的功能就是把车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动性保持在使人感觉舒适的状态。而对于新一代的纯电动环保型汽车来说空调的设置无疑与现在的主流汽车有所不同，但匹配空调系统又是完全必要的，所以拥有一套节能高效的空调系统是现今市场的急切需要的。

由于电动汽车不存在燃油发电机的余热可以利用，而且电动汽车的电池散热量有限，因此，电动汽车的空调供热供冷系统的蓄电池耗电占整车的耗电比例十分大。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种电动汽车蓄热蓄冷空调系统、调峰调频系统及方法以解决电动汽车的空调供热供冷系统耗电占比大的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种电动汽车蓄热蓄冷空调系统，包括：蓄电池、电动机、蓄热/冷器、车内空气循环系统、风机及空调滤芯；所述蓄热/冷器包括：蓄热/冷介质和换热单元；所述风机驱动空气在车内循环，使空气先后经过风机、车内空气循环系统、空调滤芯、蓄热/冷器及送风口。

进一步地，所述蓄热/冷器包括：蓄热/冷介质、换热单元、蓄热/冷介质进出口及其管路、空气进出口及其管路。

进一步地，空气经过所述蓄热/冷器中的换热单元与蓄热/冷介质进行换热/换冷。

进一步地，所述蓄热/冷器还包括：电制冷装置或电制热装置，所述电制冷装置或电制热装置在充电站内利用电力制冷或制热，将冷量或热量蓄积在蓄热/冷器内的蓄热/冷介质内。

进一步地，所述蓄热/冷介质为相变材料、熔盐、高温导热油、固体镁砖、陶瓷、金属、水、气体水合物、液氢、液氨、液态二氧化碳介质中的任意一种或组合。

进一步地，所述电制冷装置设置于电动汽车内或充电站设施内，所述电制冷装置采用电压缩制冷、热电偶式制冷或斯特林制冷技术中的任意一种或多种组合。

进一步地，所述电制热装置设置于电动汽车内或充电站设施内，所述电制热装置采用电阻式加热、电极式加热、电磁式加热、微波加热、远红外加热、等离子加热、激光加热技术中的任意一种或多种组合。

进一步地，利用所述蓄热/冷器的热量或冷量在冬季或夏季，对蓄电池进行加热或冷却，保证蓄电池工作在最佳工作范围。

根据本发明的另一个方面，一种电动汽车充电充冷充热调峰调频系统，包括带蓄热/冷器和蓄电池的电动汽车、充电桩及电制热/冷装置；所述充电桩和电制热/冷装置利用电网调峰调频低价电力进行充电、电制热蓄热、电制冷蓄冷操作，和/或利用电动汽车的蓄电池、蓄热/冷器储能装置响应电网调峰调频的负荷变动需求。

根据本发明的又一方面，一种电动汽车充电蓄热蓄冷调峰调频方法，所述充电蓄热蓄冷调峰调频方法采用的步骤包括：

s1：选择电价最低的时段或电网调峰调频需求最高的时段，对蓄热蓄冷电动汽车进行充电蓄热蓄冷操作；

s2：如果电动汽车带电制冷或电制热装置，则跳转至s3步骤，选择一般充电桩或充电站；如果电动汽车本身不带电制冷或电制热装置，则跳转至s4步骤，选择带电制冷制热的充电桩或充电站，同时完成充电和蓄热蓄冷操作；

s3：利用一般充电桩或充电站，在电网调峰调频时段或低谷电价时段，对蓄热蓄冷电动汽车进行充电、蓄热、蓄冷操作；

s4：利用带电制冷制热的充电桩或充电站，在电网调峰调频时段或低谷电价时段，对电动汽车进行充电，同时，利用充电站或充电桩的电制热电制冷装置加热或冷却电动汽车上的蓄热/冷器内介质，达到蓄热/冷器的温度要求。

s5：充满电和蓄热蓄冷后的电动汽车，在正常行驶中，根据室外温度情况，开启车内空气循环系统，利用蓄热/冷器所蓄的热量或冷量，对空气进行加热或冷却；

s6：充满电和蓄热蓄冷后的电动汽车，在正常行驶中，根据蓄电池的温度，在冬季需要时利用蓄热器热量对蓄电池进行加热，在夏季需要时利用蓄冷器冷量对蓄电池进行冷却，以保障蓄电池工作在最佳温度范围。

本发明提出了一种新的带蓄热蓄冷装置的电动汽车空调系统，即在电动汽车充电过程中，利用电网的调峰调频富余廉价电力直接生产冷量和热量，输送给电动汽车的蓄热蓄冷装置，从而实现电动汽车在充电的同时，实现电动汽车的充冷(蓄冷)充热(蓄热)，保证电动汽车在行驶中的温度控制，不但可保证冬季蓄电池温度的维持和车内空调供暖，而且可保证夏季蓄电池的冷却及车内的空调制冷。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1)本发明蓄热/冷器解决了电动汽车空调的供热供冷问题，保证了电动汽车的行驶里程不受空调系统的过度影响。

2)本发明利用蓄热/冷器的热量或冷量在冬季或夏季，对蓄电池进行加热或冷却，保证蓄电池工作在最佳工作范围。

3)在充电站或充电桩设施内，利用电动汽车上的蓄电池、蓄热/冷器等储能装置，为电网提供的调峰调频服务，从而获得较低的充电及空调系统耗电成本。

附图说明

图1是根据本发明一可选实施方式的电动汽车蓄热蓄冷空调系统在充电站内电制冷电制热过程的结构示意图；

图2是根据本发明另一可选实施方式的电动汽车蓄热蓄冷空调系统车上电制冷电制热结构示意图；

图3是根据本发明又一可选实施方式的电动汽车蓄热蓄冷空调系统的蓄热器对蓄电池供热和蓄冷器对蓄电池供冷的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本发明实施例的第一方面，提供了一种电动汽车蓄热蓄冷空调系统，包括：蓄电池、电动机、蓄热/冷器、车内空气循环系统、风机及空调滤芯；所述蓄热/冷器包括：蓄热/冷介质和换热单元；所述风机驱动空气在车内循环，使空气先后经过风机、车内空气循环系统、空调滤芯、蓄热/冷器及送风口。

具体的，电动汽车蓄热蓄冷空调系统，包括：蓄电池、电动机、蓄冷器、车内空气循环系统、风机及空调滤芯；所述蓄热器包括：蓄热介质和换热单元；所述风机驱动空气在车内循环，使空气先后经过风机、车内空气循环系统、空调滤芯、蓄热器及送风口。

电动汽车蓄热蓄冷空调系统，包括：蓄电池、电动机、蓄冷器、车内空气循环系统、风机及空调滤芯；所述蓄冷器包括：蓄热/冷介质和换热单元；所述风机驱动空气在车内循环，使空气先后经过风机、车内空气循环系统、空调滤芯、蓄冷器及送风口。

可选的，所述蓄热/冷器包括：蓄热/冷介质、换热单元、蓄热/冷介质进出口及其管路、空气进出口及其管路。

具体的，所述蓄热器包括：蓄热介质、换热单元、蓄热介质进出口及其管路、空气进出口及其管路。

具体的，所述蓄冷器包括：蓄冷介质、换热单元、蓄冷介质进出口及其管路、空气进出口及其管路。

可选的，空气经过所述蓄热/冷器中的换热单元与蓄热/冷介质进行换热/换冷。

具体的，空气经过所述蓄热器中的换热单元与蓄热介质进行换热。

具体的，空气经过所述蓄冷器中的换热单元与蓄冷介质进行换冷。

可选的，所述蓄热/冷器还包括：电制冷装置或电制热装置，所述电制冷装置或电制热装置在充电站内利用电力制冷或制热，将冷量或热量蓄积在蓄热/冷器内的蓄热/冷介质内。

具体的，所述蓄热器还包括：电制热装置，电制热装置在充电站内利用电力制热，将热量蓄积在蓄热器内的蓄热介质内。

具体的，所述蓄冷器还包括：电制冷装置，所述电制冷装置在充电站内利用电力制冷，将冷量蓄积在蓄冷器内的蓄冷介质内。

可选的，所述蓄热/冷介质为相变材料、熔盐、高温导热油、固体镁砖、陶瓷、金属、水、气体水合物、液氢、液氨、液态二氧化碳介质中的任意一种或组合。

可选的，所述电制冷装置设置于电动汽车内或充电站设施内，所述电制冷装置采用电压缩制冷、热电偶式制冷或斯特林制冷技术中的任意一种或多种组合。

可选的，所述电制热装置设置于电动汽车内或充电站设施内，所述电制热装置采用电阻式加热、电极式加热、电磁式加热、微波加热、远红外加热、等离子加热、激光加热技术中的任意一种或多种组合。

可选的，利用所述蓄热/冷器的热量或冷量在冬季或夏季，对蓄电池进行加热或冷却，保证蓄电池工作在最佳工作范围。

具体的，利用所述蓄热器的热量在冬季，对蓄电池进行加热，保证蓄电池工作在最佳工作范围。

具体的，利用所述蓄冷器的冷量在夏季，对蓄电池进行冷却，保证蓄电池工作在最佳工作范围。

上述的蓄冷器和蓄热器可以为一体设置，设置成为蓄热/冷器。可以在冷的时候蓄热和供热，在热的时候蓄冷和供冷。

在本发明实施例的另一个方面，一种电动汽车充电充冷充热调峰调频系统，包括带蓄热/冷器和蓄电池的电动汽车、充电桩及电制热/冷装置；所述充电桩和电制热/冷装置利用电网调峰调频低价电力进行充电、电制热蓄热、电制冷蓄冷操作，和/或利用电动汽车的蓄电池、蓄热/冷器储能装置响应电网调峰调频的负荷变动需求。

在本发明实施例的又一方面，一种电动汽车充电蓄热蓄冷调峰调频方法，所述充电蓄热蓄冷调峰调频方法采用的步骤包括：

s1：选择电价最低的时段或电网调峰调频需求最高的时段，对蓄热蓄冷电动汽车进行充电蓄热蓄冷操作；

s2：如果电动汽车带电制冷或电制热装置，则跳转至s3步骤，选择一般充电桩或充电站；如果电动汽车本身不带电制冷或电制热装置，则跳转至s4步骤，选择带电制冷制热的充电桩或充电站，同时完成充电和蓄热蓄冷操作；

s3：利用一般充电桩或充电站，在电网调峰调频时段或低谷电价时段，对蓄热蓄冷电动汽车进行充电、蓄热、蓄冷操作；

s4：利用带电制冷制热的充电桩或充电站，在电网调峰调频时段或低谷电价时段，对电动汽车进行充电，同时，利用充电站或充电桩的电制热电制冷装置加热或冷却电动汽车上的蓄热/冷器内介质，达到蓄热/冷器的温度要求。

s5：充满电和蓄热蓄冷后的电动汽车，在正常行驶中，根据室外温度情况，开启车内空气循环系统，利用蓄热/冷器所蓄的热量或冷量，对空气进行加热或冷却；

s6：充满电和蓄热蓄冷后的电动汽车，在正常行驶中，根据蓄电池的温度，在冬季需要时利用蓄热器热量对蓄电池进行加热，在夏季需要时利用蓄冷器冷量对蓄电池进行冷却，以保障蓄电池工作在最佳温度范围。

图1是根据本发明一可选实施方式的电动汽车蓄热蓄冷空调系统在充电站内电制冷电制热过程的结构示意图；如图1所示，电动汽车蓄热蓄冷空调系统的电制热或电制冷装置设置在充电站内，在给电动汽车充电的同时，直接对电动汽车的蓄热/冷器输入热量或冷量。

图2是根据本发明另一可选实施方式的电动汽车蓄热蓄冷空调系统车上电制冷电制热结构示意图；如图2所示，电动汽车蓄热蓄冷空调系统的电制热或电制冷装置设置在电动汽车内，在给电动汽车充电的同时，直接对电动汽车的蓄热/冷器前的电制热电制冷装置供电，利用电网调峰调频电力对电动汽车进行充电、蓄热或蓄冷。

图3是根据本发明又一可选实施方式的电动汽车蓄热蓄冷空调系统的蓄热器对蓄电池供热和蓄冷器对蓄电池供冷的结构示意图。如图3所示，电动汽车蓄热蓄冷空调系统利用电动汽车上设置的蓄热/冷器的热量或冷量在冬季或夏季，对蓄电池进行加热或冷却，保证蓄电池工作在最佳工作范围。

本发明旨在保护一种电动汽车蓄热蓄冷空调系统，包括：蓄电池、电动机、蓄热/冷器、车内空气循环系统、风机及空调滤芯；所述蓄热/冷器包括：蓄热/冷介质和换热单元；所述风机驱动空气在车内循环，使空气先后经过风机、车内空气循环系统、空调滤芯、蓄热/冷器及送风口。在电动汽车充电过程中，利用电网的调峰调频富余廉价电力直接生产冷量和热量，输送给电动汽车的蓄热蓄冷装置，从而实现电动汽车在充电的同时，实现电动汽车的充冷(蓄冷)充热(蓄热)，保证电动汽车在行驶中的温度控制，不但可保证冬季蓄电池温度的维持和车内空调供暖，而且可保证夏季蓄电池的冷却及车内的空调制冷。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。