一种空调箱组件及包括其空调系统、车辆的制作方法

1.本技术涉及车载空调设备技术领域，尤其涉及一种空调箱组件及包括其的空调系统、车辆。


背景技术：

2.目前，为了提升低温环境下新能源车辆的续航能力，空调系统的除湿采暖模式被广泛应用，即低温环境下通过内循环除湿采暖，降低采暖功率消耗以节约电能。具有除湿采暖功能的空调系统如图1所示，包括空调箱和与空调箱相连的压缩机11、电子三通阀12、第一冷凝器13、冷凝风扇14、空调侧膨胀阀15、电池侧膨胀阀110、电池侧换热器111和储液罐112，其中空调箱包含鼓风机16、蒸发器17、第二冷凝器18和加热器19。空调系统能够工作在制冷、制热、除湿采暖等多种不同模式，通过控制上述各部件的工作状态实现不同模式。
3.如图1中箭头所示，在除湿采暖模式下，制冷剂从压缩机11流出，依次流经电子三通阀12、第二冷凝器18、空调侧膨胀阀15、蒸发器17、储液罐112，再流回压缩机11，同时空调箱的内外循环风门切换到内循环，加热器19打开补足采暖所需热量。由于低温环境下，车内温度上升至目标温度需要一段时间，在达到目标温度前因车内温度低使得内循环进入空调箱内的进气温度低，导致蒸发器17吸热不足，此时压缩机11会启动自我保护，禁止空调系统工作循环，无法形成除湿防起雾功能。而且，当需要执行除湿采暖模式时，环境温度通常是比较低的，压缩机在低温下长时间工作其可靠性难以保障。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种空调箱组件及包括其的空调系统、车辆，以解决现有技术中空调在低温环境下执行除湿采暖模式时的启动等待及压缩机可靠性难以保障的问题。
5.本技术技术方案提供一种空调箱组件，包括:
6.空调箱，具有外部空气进口和外部空气出口，所述空调箱内部沿空气内循环方向依次设置鼓风机、换热器和加热器；所述换热器的一端与所述外部空气进口连接，另一端与所述外部空气出口连接；
7.吸入部件，设置于外部环境与所述外部空气进口之间的通道上。
8.一些方案中的空调箱组件，所述吸入部件配置有不同工作档位，不同工作档位下所述吸入部件的流量不同。
9.一些方案中的空调箱组件，还包括：
10.换热器温度传感器，其输出端与控制器的输入端连接，所述换热器温度传感器用于检测所述换热器的实际温度值并将所述换热器的实际温度值发送至所述控制器；
11.所述控制器，用于根据预置的换热器目标温度值和接收到的所述换热器的实际温度值的差值确定所述吸入部件的目标工作档位，并控制所述吸入部件按照所述目标工作档位开启。
12.一些方案中的空调箱组件，还包括：
13.湿度传感器，其输出端与控制器的输入端连接，所述湿度传感器用于检测车厢内实际湿度值并将所述车厢内实际湿度值发送至所述控制器；
14.所述控制器，用于根据预置的车厢内目标湿度值和接收到的所述车厢内实际湿度间的差值确定所述吸入部件的目标工作档位，并控制所述吸入部件按照所述目标工作档位开启。
15.一些方案中的空调箱组件，还包括：
16.蒸发器，所述蒸发器串接于压缩机制冷剂的传输通路中；所述蒸发器的被控端与控制器连接，在所述控制器的控制下开启或关闭。
17.一些方案中的空调箱组件，还包括：
18.蒸发器温度传感器，其输出端与所述控制器的输入端连接，所述蒸发器温度传感器用于检测所述蒸发器的实际温度值并将所述蒸发器的实际温度值发送至所述控制器。
19.一些方案中的空调箱组件，还包括：
20.滤网，设置于所述吸入部件与所述外部环境之间，且所述滤网可拆卸地设置于所述通道中。
21.一些方案中的空调箱组件，还包括：
22.外部温度传感器，其输出端与控制器的输入端连接，所述外部温度传感器用于检测外部环境温度值并将所述外部环境温度值发送至所述控制器；
23.内部温度传感器，其输出端与所述控制器的输入端连接，所述内部温度传感器用于检测车厢内温度值并将所述车厢内温度值发送至所述控制器；
24.所述控制器，用于在接收到控制面板输入的除湿采暖控制指令后，若所述外部环境温度值小于第一设定阈值，或所述车厢内温度值与所述外部环境温度值之间的差值大于第二设定阈值且所述外部环境温度值小于第三设定阈值，则输出启动信号至所述鼓风机的被控端、所述加热器的被控端和所述吸入部件的被控端，其中，所述第一设定阈值小于所述第三设定阈值。
25.本技术技术方案还提供一种空调系统，包括以上任一项所述的空调箱组件以及压缩机、冷凝器和开关阀，所述压缩机、所述冷凝器、所述开关阀和所述空调箱组件顺次相连。
26.本技术技术方案还提供一种车辆，所述车辆包括以上任一项方案所述的空调箱组件或空调系统。
27.采用上述技术方案，具有以下有益效果：本技术提供的空调箱组件及包括其的空调系统、车辆，其中的空调箱组件，直接利用外部环境中的冷空气对车厢内空气进行除湿操作，除湿后的车厢内空气被加热器加热以实现采暖功能。具体地，当外部环境温度较低时，控制器用于控制空调箱组件进入除湿采暖模式，开启吸入部件、鼓风机和加热器，吸入至换热器中的外部环境空气温度较低，使得换热器表面温度下降，此时带有湿气的车厢内空气被吸入空调箱内部后与换热器表面接触被冷凝除湿，之后在经过加热器的加热后继续在车厢内循环。以上方案中，在执行除湿采暖的过程中，不需要开启压缩机，降低压缩机在低温环境下的运行时间，提高压缩机的可靠性。
附图说明
28.图1为现有技术中具有除湿采暖功能的空调系统的结构示意图；
29.图2为本技术一个实施例所述空调箱组件的结构示意图；
30.图3为本技术一个实施例所述空调箱组件的控制信号传输路径示意图；
31.图4为本技术一个实施例所述滤网的布置方式示意图；
32.图5为本技术另一个实施例所述空调箱组件的控制信号传输路径示意图；
33.图6为本技术另一个实施例所述空调箱组件的结构示意图；
34.图7为本技术一个实施例所述空调系统的结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图来进一步说明本技术的具体实施方式。
36.容易理解，根据本技术的技术方案，在不变更本技术实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本技术的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。
37.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
38.在本技术以下实施例中，控制器可通过车辆中车载空调的控制器来实现，其本身具有控制空调执行不同工作模式的功能，能够在空调执行不同工作模式时，相应地控制不同部件打开或关闭，能够根据车辆中设置的不同温度或湿度传感器的检测结果控制不同部件打开或关闭等。
39.本实施例提供一种空调箱组件，如图2和图3所示，包括空调箱21、鼓风机22、换热器23、加热器24和吸入部件25，其中：
40.所述空调箱21具有外部空气进口a和外部空气出口b，所述空调箱21内部沿空气内循环方向依次设置所述鼓风机22、所述换热器23和所述加热器24；在除湿采暖模式下，车厢内空气执行内循环，所述鼓风机22开启，车厢内空气由所述鼓风机22吸入所述空调箱21内并顺次通过所述换热器23(即与换热器23的表面接触)和所述加热器24。所述换热器23的一端与所述外部空气进口a连接，另一端与所述外部空气出口b连接；所述吸入部件25设置于外部环境与所述外部空气进口a之间的通道26上。所述吸入部件25开启时，外部环境空气由所述吸入部件25吸入后经所述外部空气入口a进入所述换热器23后经所述外部空气出口b输出(即外部环境空气进入换热器23的内部并能使换热器23的表面温度降低)。以上方案中，所述吸入部件25可以选择风扇、泵等具有抽送空气功能的部件实现，所述通道26可以采用风筒、波纹管等限制空气流动方向的部件来实现，所述换热器23为空冷式换热器，所述加热器24可选择加热丝等电阻式加热器。上述各个部件的开启或关闭可以通过操作仪表板上预设的开关按键等方式实现，也可以通过控制器27来控制，即所述控制器27的输出端与所述鼓风机22的被控端、所述加热器24的被控端和所述吸入部件25的被控端连接，所述控制器27用于控制所述鼓风机22、所述加热器24及所述吸入部件25的开启或关闭，其中，在空调
除湿采暖模式时，控制所述鼓风机22、所述加热器24和所述吸入部件25开启，用户可以通过操作空调控制面板以启动除湿采暖模式。本方案中，当外部环境温度较低时，吸入至所述换热器23中的外部环境空气温度较低，使得换热器23表面温度下降，此时带有湿气的车厢内空气被吸入空调箱21内部后与换热器23表面接触后被冷凝除湿，之后在经过加热器24的加热后继续在车厢内循环。显然地，本实施例的以上方案中，在执行除湿采暖的过程中，不需要开启压缩机，降低压缩机在低温环境下的运行时间，提高压缩机的可靠性。同时，控制器27直接控制鼓风机22、加热器24和吸入部件25启动，这三个部件为简单的电控部件，收到开启信号后即可启动工作，不存在低温保护的情况，所以能即刻地实现除湿采暖功能而无需等待。
41.在一些方案中，如图4所示，所述空调箱组件还包括滤网28，设置于所述吸入部件25与所述外部环境之间。通过设置所述滤网28能够对吸入的外部环境空气中的杂质进行过滤。其中，所述滤网28可以包括单层或多层，所述滤网28的网孔密度也可以根据不同车型进行设置，从而使滤网28的过滤性能与对与进气的阻力之间达到平衡。进一步地，所述滤网28可拆卸地设置于所述通道26中，通过将所述滤网28设计为可拆卸的安装方式，能够利于对其进行清洗。
42.进一步地，本技术一些方案中，空调箱组件中的所述吸入部件25配置有不同工作档位，不同工作档位下所述吸入部件的流量不同。例如，吸入部件25采用风扇，风扇工作在不同档位时转速不同，其对应的吸入空气量也就不同。本方案中，用户能够实际需要对风扇的档位进行调节，例如当前车辆所处环境大部分情形下都是温度极低的，则此时可以调节风扇档位较低，控制冷空气以较低的速度进入到换热器，避免对于加热车厢内空气产生过大影响。
43.在一些方案中，如图5所示，所述空调箱组件还可以包括换热器温度传感器32，其输出端与所述控制器27的输入端连接，所述换热器温度传感器32用于检测所述换热器24的实际温度值并将所述换热器24的实际温度值发送至所述控制器27；所述控制器27，根据预置的换热器目标温度值和接收到的所述换热器的实际温度值的差值确定所述吸入部件25的目标工作档位，并控制所述吸入部件25按照所述目标工作档位开启。本方案中，控制器27可以自动地根据换热器24的温度值变化对吸入空气量进行控制，避免吸入过多的冷空气后导致车厢内的换热器表面凝结水气等，以上的换热器目标温度值可以在车辆出厂前通过标定试验等方式获取。
44.进一步地，在一些方案中，空调箱组件还可以包括湿度传感器31，其输出端与所述控制器27的输入端连接，所述湿度传感器31用于检测车厢内实际湿度值并将所述车厢内实际湿度值发送至所述控制器27；所述控制器27，根据预存储的车厢内目标湿度值和接收到的车厢内实际湿度间的差值确定所述吸入部件25的目标工作档位，并控制所述吸入部件25按照所述目标工作档位开启。在空调除湿采暖模式时，车厢内空气湿度较大时，需要更多的冷空气吸入以扩大换热器23表面温度与车厢内空气温度之间的差值，从而可较快地执行除湿操作。以上车厢内目标湿度值，可以在车辆出厂前通过标定试验等方式获取。
45.在一些方案中，如图6所示，空调箱组件中，所述空调箱21内还设置有蒸发器41；所述蒸发器41串接于包括压缩机的制冷剂传输通路中；所述蒸发器41的被控端与所述控制器27连接，在所述控制器27的控制下开启或关闭，控制器27可以根据空调的工作模式控制各
个部件的开启或关闭。
46.进一步地，所述空调箱组件还可以包括蒸发器温度传感器33，其输出端与所述控制器27的输入端连接，所述蒸发器温度传感器33用于检测所述蒸发器41的实际温度值并将所述蒸发器的实际温度值发送至所述控制器27。所述控制器27在接收到所述蒸发器的实际温度值之后，能够根据蒸发器的温度值控制换热器以防止结冰情形出现。该蒸发器温度传感器33在现有空调箱组件中已有，因此控制器27可直接接收其检测结果即可。
47.在一些方案中，如图5所示，所述空调箱组件还可以包括外部温度传感器29和内部温度传感器30。所述外部温度传感器29，其输出端与所述控制器27的输入端连接，所述外部温度传感器29用于检测外部环境温度值并将所述外部环境温度值发送至所述控制器27；所述内部温度传感器30，其输出端与所述控制器27的输入端连接，所述内部温度传感器30用于检测车厢内温度值并将所述车厢内温度值发送至所述控制器27；所述控制器27还用于在接收到控制面板输入的除湿采暖控制指令，若所述外部环境温度值小于第一设定阈值，或所述车厢内温度值与所述外部环境温度值之间的差值大于第二设定阈值且所述外部环境温度值小于第三设定阈值，则输出启动信号至所述鼓风机22的被控端、所述加热器24的被控端和所述吸入部件25的被控端，其中，所述第一设定阈值小于所述第三设定阈值。以上，外部温度传感器29和内部温度传感器30可以采用车辆中已经配置的传感器实现，现有车辆中具有检测车厢内外温度功能的温度传感器。而所述第一设定阈值、所述第二设定阈值和所述第三设定阈值可根据所述换热器23的换热效率来确定，因为换热器23的换热原理就是根据进入其内部的外部环境空气温度与车厢内空气温度的差值来对车厢内空气进行除湿处理的，如果车厢内外空气的温度值相差很小，则换热器23的除湿效果可能会受影响，而如果外界环境过高，也起不到太好的除湿效果，在此情形下可采用现有技术中常规内循环除湿操作来处理即可。例如，所述第一设定阈值可选-7℃，所述第二设定阈值可选8℃，所述第三设定阈值可选-2℃，则所述外部环境温度值低于-7℃直接进入除湿采暖模式，所述外部环境温度值温度低于-2℃且与所述车厢内温度值与所述外部环境温度值相差大于8℃亦可进入，其余温度情形或者关闭空调箱或者进入压缩机除湿模式。本方案针对车厢内外空气温度差值较大的情形使用，此时也是外部环境空气温度非常低的情形，此情形下采用本方案能真正的避免由于温度过低导致除湿采暖功能受到影响的问题。
48.在本技术一些实施例中还提供一种空调系统，如图7所示，包括以上任一项方案所述的空调箱组件以及压缩机42、冷凝器43和开关阀45，所述压缩机42、所述冷凝器43、所述开关阀45和所述空调箱组件顺次相连。其中，如现有空调系统的结构所示，本技术的空调系统还可以包括冷凝器风扇44、电池侧膨胀阀46和电池侧换热器47。本实施例提供的空调系统，其工作模式可以包括制冷、采暖、除湿，以及前述实施例中提出的除湿采暖模式。在具体实现时，制冷、采暖、除湿等模式的工作逻辑可参考现有技术实现，而除湿采暖模式参考本技术前述实施例中提供的工作逻辑实现。以图7所示的结构为例，除湿采暖模式下，将空调箱进气风门调整为内循环位置，此时压缩机42停止工作，车厢内空气经鼓风机22、换热器23、蒸发器41，此时吸入部件25开启，其吸入低温的外部环境空气流入换热器23，空调内循环进气气流内所含的水蒸气经低温的换热器表面冷凝达到除湿效果，除湿后的内循环空气最后在加热器24的加热后吹出，外部环境空气经换热后排出至环境。
49.在一些实施例中还提供一种车辆，所述车辆包括以上方案所述的空调系统。本申
请中的车辆。通过对传统空调箱的进气风道进行改造，引入低温的外部环境空气进行除湿，达到除湿采暖效果，其成本低、稳定性好，具有较强的工程可行性。
50.根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。以上的仅是本技术的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本技术原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本技术的保护范围。