电动车空调及设有其的电动车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆空调系统领域，特别是涉及一种电动车空调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。电动车辆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，电动汽车与传统的燃油车辆一样也配备了相应的空调系统，但由于纯电动汽车没有发动机给空调系统提供动力源，也没有发动机余热进行采暖，因此无法直接使用传统的燃油车辆空调系统，而需要采用利用电能作为动力源的电动车空调系统。

而目前的电动汽车空调系统，绝大多数是在燃油车辆空调系统的基础上，将由传动带驱动的压缩机替换为由电能驱动的电动压缩机，将利用燃油发动机循环水加热的暖风水箱替换为风冷式ptc加热器，其它零件则基本沿用传统燃油车辆空调所用的零件方案，从而实现空调系统制冷、制热功能。

而发明人在实践中发现，上述电动汽车空调系统至少存在以下缺点：

1、由于风冷式ptc加热器的工作电压较高(范围通常在108-360v(dc))，因此存在较大安全隐患，对空调箱的绝缘性能提出了较高要求。而且，由于风冷式ptc加热器在工作中产生较大热量，因此空调箱内的塑料件有可能受热变形，而海绵和润滑油等容易因高温产生异味，进而影响驾驶室内的空气质量。

2、由于空调箱的空间布置受制于整车边界而无法进行较大改动，因此风冷式ptc加热器只能设计成与之前的暖风水箱相同的样式，所以风冷式ptc加热器的输出功率受到限制，难以达到良好的除霜除雾要求。而且，由于风冷式ptc加热器功率受到限制，因此只能采用粗放的开、停控制，从而带来较差的节能性，影响电动车辆的续航里程与乘坐舒适性。

技术实现要素：

基于此，有必要针对电动车空调的制热效果不佳、安全隐患较高的问题，提供一种制热效果较好、安全隐患较低的电动车空调及设有其的电动车辆。

一种电动车空调，所述电动车空调包括：

制冷系统，包括外侧冷凝单元、节流降压单元、内侧蒸发单元以及具有排气端与吸气端的压缩机，所述压缩机的所述排气端、所述外侧冷凝单元、所述节流降压单元、所述内侧蒸发单元以及所述压缩机的所述吸气端通过管道依次连接形成供冷媒循环流动的制冷循环回路；

制热系统，包括加热单元、暖风水箱以及驱动单元，所述加热单元的出口端、所述暖风水箱、所述驱动单元以及所述加热单元的入口端通过管道依次连接形成供冷却液流动的制热循环回路；以及

具有出风口的空调箱，所述内侧蒸发单元与所述暖风水箱均收容于所述空调箱内；

其中，所述电动车空调包括制冷模式与制热模式，当所述电动车空调处于所述制冷模式时，所述制冷系统处于开启状态，所述制热系统处于关闭状态；当所述电动车空调处于所述制热模式时，所述制热系统处于开启状态，所述制冷系统处于关闭状态。

上述电动车空调，当处于制热模式时，经过加热单元加热的冷却液在驱动单元的驱动下流入空调箱中的暖风水箱，被暖风水箱加热后的热空气从空调箱进入车内实现车内供暖。由于具有较大工作电压的加热单元布置于空调箱外，因此避免了收容于空调箱中产生的安全隐患，降低了对空调箱的绝缘性要求，而且避免空调箱内的塑料件受热变形、海绵和润滑油等因高温产生异味影响车内的空气质量等问题。此外，由于加热单元的功率不受空调箱的空间限制，因此可采用较大功率的加热单元以满足制热及除霜除雾要求，并且可对加热单元的功率进行精确控制，从而具有良好的节能性，延长了设有该电动车空调的电动车辆的续航里程，提高了乘坐舒适性。

在其中一个实施例中，所述制冷系统包括热交换结构，连接所述外侧冷凝单元与所述节流降压单元的管道和连接所述内侧蒸发单元与所述压缩机的所述吸气端的管道通过所述热交换结构热交换。

在其中一个实施例中，连接所述外侧冷凝单元与所述节流降压单元的管道中的制冷剂的流向和连接所述内侧蒸发单元与所述压缩机的所述吸气端的管道中的制冷剂的流向相反。

在其中一个实施例中，所述加热单元包括至少两个加热器，所述至少两个加热器并联设置。

在其中一个实施例中，所述加热器为ptc水加热器。

在其中一个实施例中，所述加热单元的出口端设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述加热单元的出口端的冷却液的温度。

在其中一个实施例中，所述制热系统还包括膨胀水壶，所述膨胀水壶连接于连接所述加热单元与所述暖风水箱的管道。

在其中一个实施例中，所述电动车空调还包括鼓风装置，所述鼓风装置收容于所述空调箱内。

一种电动车辆，包括上述电动车空调。

在其中一个实施例中，所述电动车辆包括发动机机舱，所述制热系统的所述加热单元收容于所述发动机机舱内。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的电动车空调的系统示意图；

图2为图1所示电动车空调系统处于制冷模式时的冷媒循环示意图；

图3为图1所示电动车空调系统处于制热模式时的冷却水循环示意图。

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一种电动车辆，该电动车辆设有用于调节车内环境温度的电动车空调100，电动车空调100包括用于制冷的制冷系统20、用于制热的制热系统40以及安装于车内用于输出暖风与冷风的空调箱60。

制冷系统20包括外侧冷凝单元23、节流降压单元25、内侧蒸发单元27以及具有排气端与吸气端的压缩机21，压缩机21的排气端、外侧冷凝单元23、节流降压单元25、内侧蒸发单元27以及压缩机21的吸气端通过管道依次连接形成供冷媒循环流动的制冷循环回路。制热系统40包括加热单元41、暖风水箱43以及驱动单元45，加热单元41的出口端、暖风水箱43、驱动单元45以及加热单元41的入口端通过管道依次连接形成供冷却液流动的制热循环回路。空调箱60具有出风口，内侧蒸发单元27与暖风水箱43均收容于空调箱60内。

电动车空调100包括制冷模式与制热模式，当电动车空调100处于制冷模式时，制冷系统20处于开启状态以降低车内温度，制热系统40则处于停止工作的关闭状态。当电动车空调100处于制热模式时，制热系统40处于开启状态以升高车内温度，制冷系统20则处于停止工作关闭状态。

如此，当电动车空调100处于制热模式时，经过加热单元41加热的冷却液在驱动单元45的驱动下流入空调箱60中的暖风水箱43，被暖风水箱43加热后的热空气从空调箱60进入车内实现车内供暖。由于具有较大工作电压的加热单元41布置于空调箱60外，因此避免了收容于空调箱60中产生的安全隐患，降低了对空调箱60的绝缘性要求，而且避免空调箱60内的塑料件受热变形、海绵和润滑油等因高温产生异味影响车内的空气质量等问题。此外，由于加热单元41的功率不受空调箱60的空间限制，因此可采用较大功率的加热单元41以满足制热及除霜除雾要求，并且可对加热单元41的功率进行精确控制，从而具有良好的节能性，延长了设有该电动车空调100的电动车辆的续航里程，提高了乘坐舒适性。

请继续参阅图1，制冷系统20还包括热交换结构29，连接外侧冷凝单元23与节流降压单元25的管道和连接内侧蒸发单元27与压缩机21的吸气端的管道通过热交换结构29发生热量交换，且连接外侧冷凝单元23与节流降压单元25的管道中的制冷剂的流向和连接内侧蒸发单元27与压缩机21的吸气端的管道中的制冷剂的流向相反，从而进一步提高的制冷系统20的换热效率。

具体在一些实施例中，热交换结构29包括两端开口的内管与两端开口的外管(图未示)，外管套设于内管外侧并与内管同轴设置。外管的进口端与外侧冷凝单元23的出口端通过管道连接，外管的出口端与节流降压单元25的进口端通过管道连接；内管的进口端与内侧蒸发单元27的出口端通过管道连接，内管的出口端与压缩机21的吸气端通过管道连接。如此，从外侧冷凝单元23流出的冷媒通过外管流至节流降压单元25，从内侧蒸发单元27流出的冷媒通过内管流至压缩机21的吸气端，内管中的冷媒与外管中的冷媒发生热量交换，外管中的低温高压冷媒与内管中的低温低压冷媒发生热量交换，从而实现空调系统中的二次换热，提高了电动车空调100的制冷效率。

在一些实施例中，外侧冷凝单元23包括过冷式冷凝器232及冷凝风机234，过冷式冷凝器232由冷凝器芯体与干燥器集合成一体，冷凝风机234用于加快空气流速以增加过冷式冷凝器232的换热效率。如此，该外侧冷凝单元23具有较高的换热性能，从而降低了制冷过程中的能源消耗。

在一些实施例中，节流降压单元25为热力膨胀阀，流过节流降压单元25的低温高压的冷媒通过节流降压单元25的节流成为过冷低压的冷媒。可以理解，节流降压单元25不限于上述结构，还可为电子膨胀阀等其它结构。

如图2所示，当电动车空调100处于制冷模式时，压缩机21输出的高温高压的气态冷媒进入外侧冷凝单元23与外界环境进行热量交换，高温高压的气态冷媒放热冷凝成为低温高压的液态冷媒并过滤干燥，然后进入热交换结构29的外管中进一步放热增加过冷度，过冷高压的液态冷媒然后进入节流降压单元25中节流降压形成过冷低压的液态冷媒，过冷低压的液态冷媒之后进入内侧蒸发单元27吸热蒸发以降低车内环境温度，过冷低压的液态冷媒则变为高温低压的气态冷媒，中温的气态冷媒进入热交换结构29的内管中吸收外管的热量以增加过热度，过热的气态冷媒最后通过吸气端回到压缩机21内，从而完成一次制冷循环。

请继续参阅图1，加热单元41收容于电动车辆的发动机机舱中。由于发动机机舱的空间远大于空调箱60的空间，所以加热单元41不受空调箱60的尺寸限制，因此可选用具有较大功率加热单元41以满足制热及除霜需要，并且可通过灵活调节加热单元41的输入功率灵活控制空调箱60的出风口的温度，为乘客提供柔和舒适的冷暖风。而且，由于加热单元41并非设置在空调箱60中，因此降低了对空调箱60的绝缘性、隔热性要求，从而降低了空调箱60的生产成本。

在一些实施例中，加热单元41包括至少两个加热器，至少两个加热器并联设置。如此，所有加热器可同时工作以具有较高的加热效率，也可仅有其中一部分加热器工作以避免能源过度浪费。而在其中一部分加热器出现故障时，其它加热器也可继续工作以保障持续供暖。可以理解，在另一些实施例中，加热单元41也可仅包括一个加热器。具体在一些实施中，加热单元41为ptc水加热器。可以理解，加热单元41的具体类型不限于此，还可为其它加热装置。

进一步地，加热单元41的出口端设有温度传感器，温度传感器用于检测加热单元41的出口端的冷却液的温度，从而控制加热单元41的输出功率大小。具体地，当加热单元41的出口端的冷却液的温度达到预设温度时，加热单元41的工作功率降低至一定值以保持出口端的冷却液的温度相对恒定，进而保证车内温度恒定。而当加热单元41的出口端的冷却液的温度高于最高预设温度时，加热单元41关闭而停止加热冷却液以使冷却液的温度持续降低。而当冷却液的温度继续降低至最低预设温度时，则逐渐开启加热器以避免冷却液的温度过低。

例如具体在一实施例中，当加热单元41的出口端的冷却液的温度达到80℃时，逐步降低加热器的功率以使冷却液的温度保持相对恒定。而当加热单元41的出口端的冷却液的温度持续3秒超过95℃时，则关闭所有的加热器以降低冷却液的温度。当加热单元41的出口端的冷却液的温度降低至75℃时，则逐步开启加热器以使冷却液回复预设温度。如此，可根据加热单元41的出口端的冷却液的温度实时控制加热单元41的输出功率，进而精确调节车内温度，节约了能源的同时有效提高了电动车辆的乘坐舒适度。

在一些实施例中，驱动单元45为水泵，以驱动冷却液在管道中流动。

在一些实施例中，制热系统40还包括膨胀水壶47，膨胀水壶47连接于连接加热单元41与暖风水箱43的管道，用于排除管道中残留的空气，同时提供冷却液的储备容积。

如图3所示，当电动车空调100处于制热模式时，冷却液在加热单元41中被加热，高温的冷却液流入空调箱60中的暖风水箱43，在暖风水箱43中加热车内空气后流出暖风水箱43，最后通过管道回到加热单元41中，完成一次制热循环。

在一些实施例中，电动车空调100还包括鼓风装置80，鼓风装置80收容于空调箱60内，鼓风装置80安装于内侧蒸发单元27与暖风水箱43一侧，以将内侧蒸发单元27冷却后的空气与暖风水箱43加热后的空气吹出空调箱60形成调节车内温度的冷风与暖风。

上述电动车空调100及设有其的电动车辆，制冷系统20中的热交换结构29的设置利用了制热系统40内部的热量进行了进一步的热量交换，在无需调整其它零件及结构的基础上有效提升了制冷系统20的制冷效果，在压缩机21的输出功率相同的情况下有效提高了空调箱60的出风口的温度，同时降低了制冷系统20的高压侧压力。而在制热系统40中，由于加热单元41等高压器件布置在发动机机舱内而并非空调箱60内，因此保证了高压电安全性，而且除了空调箱60对加热单元41的结构、功率限制，因此可采用较大功率的加热单元41以满足整车的供暖、除霜除雾要求，并且可灵活调节加热单元41的输出功率而灵活控制空调箱60的出风口的温度，提供柔和舒适无味的暖风。而且，制热系统40使用了原空调箱60中的暖风水箱43，因此无需改变原空调箱60的结构。

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。