CN107139683A - 车辆空调*** - Google Patents

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CN107139683A CN201710355362.6A CN201710355362A CN107139683A CN 107139683 A CN107139683 A CN 107139683A CN 201710355362 A CN201710355362 A CN 201710355362A CN 107139683 A CN107139683 A CN 107139683A
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赵高楷
赵综凯
李刚
孙健
张伟
余景刚
韩佳
刘定开
崔毅
张润梅
李泓锐
赵博雅
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Abstract

本发明实施例提供一种车辆空调***。该车辆空调***包括：用于在车辆运行时工作的机械压缩机、用于在所述车辆熄火时工作的电动压缩机、冷凝器和蒸发器；所述冷凝器的输入端分别与所述机械压缩机的输出端和所述电动压缩机的输出端连接，所述冷凝器的输出端与所述蒸发器的输入端连接，所述蒸发器的输出端分别与所述机械压缩机的第一输入端和所述电动压缩机的第一输入端连接，机械压缩机的第二输入端与车辆的发动机曲轴连接。该车辆空调***，其中机械压缩机和电动压缩机共用同一个冷凝器和一个蒸发器，减少了空调***的零件数，使得其结构简单，进而在保证车内空间的基础上，减少了车辆的体积和重量。

Description

车辆空调***
技术领域
本发明实施例涉及空调技术，尤其涉及一种车辆空调***。
背景技术
车辆安装空调的目的是为了调节车内空气的温度，湿度，改善车内空气的流动，并且提高空气的清洁度。对于一些特种车辆，例如房车、工程车、警务用车等，想要在车辆熄火时享有空调则必须安装一套独立的电力驱动置顶式驻车空调***。这样在车辆运行时车载空调***工作，在车辆停车熄火时，驻车空调***工作。
现有的驻车空调***与传统的车载空调***完全独立，其内机(即蒸发器和风扇)安装在车辆顶部，外机(即压缩机、冷凝器、散热风扇和节流阀等)安装在车外。在车辆熄火时，开启驻车空调可实现对车内温度和空气流动性的改变。
由上述可知，现有的车辆的空调***结构复杂，增加了车辆的体积。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆空调***，以解决现有的车辆的空调***结构复杂，增加了车辆的体积的问题。
本发明实施例提供一种车辆空调***，包括：在车辆运行时工作的机械压缩机、在所述车辆熄火时工作的电动压缩机、冷凝器和蒸发器；
所述冷凝器的输入端分别与所述机械压缩机的输出端和所述电动压缩机的输出端连接，所述冷凝器的输出端与所述蒸发器的输入端连接，所述蒸发器的输出端分别与所述机械压缩机的第一输入端和所述电动压缩机的第一输入端连接，所述机械压缩机的第二输入端与所述车辆的发动机曲轴连接。
在本发明实施例的一种可能实现方式中，所述***还包括发电机，所述发电机的输出端与所述电动压缩机的第二输入端电连接，用于为所述电动压缩机供电。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述***还包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀的第一输入端与所述机械压缩机的输出端连接，所述第一三通阀的第二输入端与所述电动压缩机的输出端连接，所述第一三通阀的输出端与所述冷凝器的输入端的连接；所述第二三通阀的输入端与所述蒸发器的输出端连接，所述第二三通阀的第一输出端与所述机械压缩机的第一输入端连接，所述第二三通阀的第二输出端与所述电动压缩机的第一输入端连接；
在所述机械压缩机工作时所述第一三通阀的第一输入端、所述第一三通阀的输出端、所述第二三通阀的第一输出端和所述第二三通阀的输入端导通，所述第一三通阀的第二输入端和所述第二三通阀的第二输出端关闭；
在所述电动压缩机工作时所述第一三通阀的第二输入端、所述第一三通阀的输出端、所述第二三通阀的第二输出端和所述第二三通阀的输入端导通，所述第一三通阀的第一输入端和所述第二三通阀的第一输出端关闭。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述***还包括空调四通阀，所述空调四通阀的第一输入端与所述电动压缩机的输出端连接，所述空调四通阀的第一输出端与所述第一三通阀的第二输入端连接，所述空调四通阀的第二输入端与所述第二三通阀的第二输出端连接，所述空调四通阀的第二输出端与所述空调四通阀的第二输入端连通且与所述电动压缩机的第一输入端连接。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述***还包括备用电池组，所述发电机与所述备用电池组的输入端电连接，用于为所述备用电池组充电，所述备用电池组的输出端与所述电动压缩机的第二输入端电连接，用于在所述发电机停机时为所述电动压缩机供电。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述机械压缩机的第二输入端与所述车辆的发动机曲轴连接。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述***还包括用于调节所述发电机输出电流的控制芯片和可调电阻，所述可调电阻分别与所述控制芯片和所述发电机电连接，用于在所述控制芯片的控制下调整所述发电机输出的电流。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述***还包括电瓶、DC/DC降压模块和充电控制器，其中所述可调电阻通过励磁控制信号线与所述充电控制器电连接，所述DC/DC降压模块分别与所述备用电池组和所述电瓶电连接。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述机械压缩机、所述电动压缩机、所述发电机、所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述空调四通阀、所述备用电池组、所述充电控制器、所述电瓶以及所述DC/DC降压模块均设置在所述车辆的底盘上。
在本发明实施例的另一种可能实现方式中，所述电动压缩机为DC24V至DC320V直流空调压缩机，所述发电机为DC24V至DC320V汽车励磁发电机，其功率小于3000w，所述备用电池组为24v备用电池组。
本发明实施例提供的车辆空调***，通过设置在车辆运行时工作的机械压缩机、在车辆熄火时工作的电动压缩机、冷凝器和蒸发器；冷凝器的输入端分别与机械压缩机的输出端和电动压缩机的输出端连接，冷凝器的输出端与蒸发器的输入端连接，蒸发器的输出端分别与机械压缩机的第一输入端和电动压缩机的第一输入端连接。即本实施例的车辆空调***，其中机械压缩机和电动压缩机共用同一个冷凝器和一个蒸发器，减少了空调***的零件数，使得其结构简单，进而在保证车内空间的基础上，减少了车辆的体积和重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的车辆空调***实施例一的结构示意图；
图1a为本发明提供的车辆空调***外机的外观示意图；
图2为本发明提供的车辆空调***实施例二的结构示意图。
附图标识说明：
1：机械压缩机；
101：机械压缩机的输出端；
102：机械压缩机的第一输入端；
103：机械压缩机的第二输入端；
2：电动压缩机；
201：电动压缩机的输出端；
202：电动压缩机的第一输入端；
203：电动压缩机的第二输入端；
3：冷凝器；
301：冷凝器的输入端；
302：冷凝器的输出端；
4：蒸发器；
401：蒸发器的输入端；
402：蒸发器的输出端；
5：发电机；
6：第一三通阀；
601：第一三通阀的第一输入端；
602：第一三通阀的第二输入端；
603：第一三通阀的输出端；
7：第二三通阀；
701：第二三通阀的输入端；
702：第二三通阀的第一输出端；
703：第二三通阀的第二输出端；
8：空调四通阀；
801：空调四通阀的第一输入端；
802：空调四通阀的第一输出端；
803：空调四通阀的第二输入端；
804：空调四通阀的第二输出端
9：备用电池组；
10：充电控制器；
11：可调电阻；
12：电瓶；
13：DC/DC降压模块；
14：励磁控制信号线；
15：双向热力膨胀阀；
16：膨胀阀感温包。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
本实施例提供的车辆空调***，其中机械压缩机可以在车辆运行时工作，进而实现传统车载空调的功能，电动压缩机在车辆熄火时运行，进而实现驻车空调的功能，并且本实施例的空调***只有一个冷凝器和一个蒸发器，进而减少了空调***的结构，进而减少了车辆的体积。
需要说明的是，本实施例的“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本发明提供的车辆空调***实施例一的结构示意图，图1a为本发明提供的车辆空调***外机的外观示意图。如图1所示，图中箭头的方向表示制冷剂的流向，本实施例的车辆空调***可以包括：在车辆运行时工作的机械压缩机1、在所述车辆熄火时工作的电动压缩机2、冷凝器3和蒸发器4；所述冷凝器3的输入端301分别与所述机械压缩机1的输出端101和所述电动压缩机2的输出端201连接，所述冷凝器3的输出端302与所述蒸发器4的输入端401连接，所述蒸发器4的输出端402分别与所述机械压缩机1的第一输入端102和所述电动压缩机2的第一输入端202连接。
本实施例的车辆空调***为传统车载空调***和驻车空调***的结合，包括在车辆运行时(即车辆引擎启动时)工作的机械压缩机1和在车辆熄火时工作的电动压缩机2，以及用于将气态制冷剂压缩成液态制冷剂的冷凝器3和将液态制冷剂转换成气态制冷剂并吸收周围热量的蒸发器4。
在实际使用时，机械压缩机1的第二输入端103与车辆的发动机曲轴连接，在车辆运行时，发动机的曲轴带动机械压缩机1运转，将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，并将压缩后的高温高压的气态制冷剂通过冷媒管道传输给冷凝器3。冷凝器3将高温高压的气态制冷剂压缩成液态制冷剂，并将液态制冷剂通过冷媒管道传输给蒸发器4。蒸发器4吸收周围环境的温度，将液态制冷剂转换成低压常温的气态制冷剂，并将低压常温的气态制冷剂通过冷媒管道传输给机械压缩机1，进而实现制冷剂的循环使用和车辆空调***的持续工作。
在车辆熄火时，电动压缩机2将气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，并将压缩后的高温高压的气态制冷剂通过冷媒管道传输给冷凝器3。冷凝器3将高温高压的气态制冷剂压缩成液态制冷剂，并将液态制冷剂通过冷媒管道传输给蒸发器4。蒸发器4吸收周围环境的温度，将液态制冷剂转换成低压常温的气态制冷剂，并将低压常温的气态制冷剂通过冷媒管道传输给电动压缩机2，进而实现制冷剂的循环使用。
需要说明的是，上述电动压缩机2可以是通过发电机来提供电源，也可以是通过电池组来提供电源，本实施例对此不做限制。
由上述可知，在冷凝器3将制冷剂压缩成液态时会释放大量热量，因此可以在冷凝器3的周围安装散热风扇(图中未示出)。在制冷剂经过蒸发器4时蒸发吸热，车内空气的热量被吸走，温度降低之后通过蒸发器4后面的风扇(图中未示出)吹送，就形成了冷风。
本实施例的车辆空调***，可以实现在车辆引擎开启和关闭时切换开启，整个空调***结构简单。同时机械压缩机1和电动压缩机2共用同一个冷凝器3和蒸发器4，减少了空调***的零件数，进而在保证车内空间的基础上，减少了车辆的体积和重量。
现有的驻车空调***，全部采用一套独立工作的置顶式电动空调机，这样完成安装需要在汽车顶部开孔，会影响车顶强度及密封性。并且传统的驻车空调高度普遍在250mm至300mm之间，安装后增加车辆高度，限制了车辆的通过性。为了解决该技术问题，本实施例的机械压缩机1、电动压缩机2以及冷凝器3形成的外机10可以设置在车辆的底盘上形成如图1a所示的外机，进而避免在车顶开孔而降低车顶的强度和密封性，并且降低了车辆的高度。
本发明实施例提供的车辆空调***，通过设置在车辆运行时工作的机械压缩机、在车辆熄火时工作的电动压缩机、冷凝器和蒸发器；冷凝器的输入端分别与机械压缩机的输出端和电动压缩机的输出端连接，冷凝器的输出端与蒸发器的输入端连接，蒸发器的输出端分别与机械压缩机的第一输入端和电动压缩机的第一输入端连接。即本实施例的车辆空调***，其中机械压缩机和电动压缩机共用同一个冷凝器和一个蒸发器，减少了空调***的零件数，使得其结构简单，进而在保证车内空间的基础上，减少了车辆的体积和重量。
图2为本发明提供的车辆空调***实施例二的结构示意图。在上述实施例的基础上，结合图1和图2，本实施例的车辆空调***还可以包括发电机5，所述发电机5的输出端501与所述电动压缩机2的第二输入端203电连接，用于为所述电动压缩机2供电。
本实施例的发电机5在车辆引擎熄火时，可以运行发电，为电动压缩机2供电。其中，发电机5可以直接为电动压缩机2供电，也可以通过电池组为电动压缩机2供电，本实施例对此不做限制。
可选的，本实施例的电动压缩机2可以为DC24V至DC320V直流空调压缩机，发电机5可以为DC24V至DC320V汽车励磁发电机5，其功率小于3000w。即本实施例的空调***相比于现有的使用交流发电机组和逆变器的结构，降低了发电机组供电时的噪音，并且避免了使用逆变器引起的资源的浪费和释放热量增加的问题(例如效率85％逆变器会消耗15％电能)。同时避免了由于使用逆变器而增加使用成本和故障点的问题。即本实施例的车辆空调***使用直流发电机，可以减少零件数和故障点，进而提高了空调***的工作可靠性。
进一步的，如1和图2所示，本实施例的车辆空调***还可以包括两个三通阀，进而实现在车辆运行时，冷凝器3和蒸发器4分别与机械压缩机1连接而与电动压缩机2隔离。在车辆熄火时，冷凝器3和蒸发器4分别与电动压缩机2连接而与机械压缩机1隔离。
具体的，本实施例的车辆空调***包括第一三通阀6和第二三通阀7，其中第一三通阀6的第一输入端601与机械压缩机1的输出端101连接，第一三通阀6的第二输入端602与电动压缩机2的输出端201连接，第一三通阀6的输出端603与冷凝器3的输入端301的连接。第二三通阀7的输入端701与蒸发器4的输出端402连接，第二三通阀7的第一输出端702与机械压缩机1的第一输入端402连接，第二三通阀7的第二输出端703与电动压缩机2的第一输入端202连接。
在机械压缩机1工作时，第一三通阀6的第一输入端601、第一三通阀6的输出端603、第二三通阀7的第一输出端702和第二三通阀7的输入端701导通，第一三通阀6的第二输入端602和第二三通阀7的第二输出端703关闭，进而使得机械压缩机1与冷凝器3和蒸发器4形成环路，在车辆运行时调整车内的环境。
在电动压缩机2工作时，第一三通阀6的第二输入端602、第一三通阀6的输出端603、第二三通阀7的第二输出端703和第二三通阀7的输入端701导通，第一三通阀6的第一输入端601和第二三通阀7的第一输出端702关闭，进而使得电动压缩机2与冷凝器3和蒸发器4形成环路，在车辆熄火时调整车内的环境。
本实施例中，为了方便电动压缩机2分别与第一三通阀6和第二三通阀7的连接，本实施例的车辆空调***还可以包括空调四通阀8。
具体的，如图1和图2所示，该空调四通阀8的第一输入端801与电动压缩机2的输出端201连接，空调四通阀8的第一输出端802与第一三通阀6的第二输入端602连接，空调四通阀8的第二输入端803与第二三通阀7的第二输出端703连接，空调四通阀8的第二输出端804与空调四通阀8的第二输入端803连通且与电动压缩机2的第一输入端202连接。这样实现电动压缩机2通过空调四通阀8和第一三通阀6与冷凝器3的连接，以及通过空调四通阀8和第二三通阀7与蒸发器4的连接。
需要说明的是，上述第一三通阀6、第二三通阀7、空调四通阀8、冷凝器3、蒸发器4、机械压缩机1和电动压缩机2之间均是通过冷媒管道连接的。
可选的，为了进一步保证电动压缩机2的工作，本实施例的车辆空调***还可以包括备用电池组9，该本备用电池组9可以在发电机5停止运行时为电动压缩机2提高电源。具体的，发电机5的输出端与备用电池组9的输入端电连接，用于为备用电池组9充电，备用电池组9的输出端与电动压缩机2的第二输入端203电连接，用于在发电机5停机时为电动压缩机2供电。
可选的，本实施例的车辆空调***还可以包括用于调节所述发电机输出电流的控制芯片(图中未示出)和可调电阻11，可调电阻11分别与控制芯片和发电机5电连接，用于在控制芯片的控制下调整发电机5输出的电流。可选的，该控制芯片可以为单片机。
可选的，本实施例的车辆空调***还可以包括电瓶12、DC/DC降压模块13和充电控制器10，可调电阻11通过励磁控制信号线14与充电控制器10电连接，DC/DC降压模块13分别与备用电池组9和电瓶12电连接。其中，DC/DC降压模块13用于对备用电池组9输出的电压进行降压，并将降压后的电能输出给电瓶12，防止备用电池组9输出的电压过高烧毁电瓶12。电瓶12用于为充电控制器10供电，保证充电控制器10的正常工作。
可选的，本实施例的备用电池组9可以是24v备用电池组，电瓶12为12V电瓶。
为了降低车辆的高度，上述发电机5、第一三通阀6、第二三通阀7、空调四通阀8、备用电池组9、充电控制器10、电瓶12以及DC/DC降压模块13均可以设置在车辆的底盘上。
可选的，本实施例的车辆空调***还可以包括温度控制***(图中未示出)，冷凝器3与蒸发器4之间设置有双向热力膨胀阀15，双向热力膨胀阀15上设置有与温度控制***连接的膨胀阀感温包16，进而实现对车内温度的精确控制。
本实施例的车辆空调***，其不需要在车顶开孔，不破坏车身原有结构，并且通过将机械压缩机1、电动压缩机2和发电机5等器件安装在底盘，进而不会增加车身高度，不影响车辆对桥梁和车库的通过性。同时，由于将上述器件安装在底盘上，进而较少了噪音，不会占用任何车内空间，提高了车辆的用户体验。
进一步，本实施例采用机械压缩机1和电动压缩机2的交替工作，并使用同一个蒸发器4和冷凝器3，因此不需要改变原车内饰。本实施例的车辆空调***相对于传统的驻车空调，由于压缩机和蒸发器是分开的，且安装在底盘，运行时噪音较少。并且，本实施例的电动压缩机2可以选用不同电压的直流空调压缩机，可以通过直流空调压缩机或者相电压匹配的备用电池组9供电，因此不依赖交流发电机组和逆变器供电，所以供电***没有噪音，没有逆变损耗，更加节能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种车辆空调***，其特征在于，包括：用于在车辆运行时工作的机械压缩机、用于在所述车辆熄火时工作的电动压缩机、冷凝器和蒸发器，所述机械压缩机、所述电动压缩机和所述冷凝器均设置在所述车辆的地盘上；
所述冷凝器的输入端分别与所述机械压缩机的输出端和所述电动压缩机的输出端连接，所述冷凝器的输出端与所述蒸发器的输入端连接，所述蒸发器的输出端分别与所述机械压缩机的第一输入端和所述电动压缩机的第一输入端连接，所述机械压缩机的第二输入端与所述车辆的发动机曲轴连接。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括发电机，所述发电机的输出端与所述电动压缩机的第二输入端电连接，用于为所述电动压缩机供电。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述***还包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀的第一输入端与所述机械压缩机的输出端连接，所述第一三通阀的第二输入端与所述电动压缩机的输出端连接，所述第一三通阀的输出端与所述冷凝器的输入端的连接；所述第二三通阀的输入端与所述蒸发器的输出端连接，所述第二三通阀的第一输出端与所述机械压缩机的第一输入端连接，所述第二三通阀的第二输出端与所述电动压缩机的第一输入端连接；
在所述机械压缩机工作时，所述第一三通阀的第一输入端、所述第一三通阀的输出端、所述第二三通阀的第一输出端和所述第二三通阀的输入端导通，所述第一三通阀的第二输入端和所述第二三通阀的第二输出端关闭；
在所述电动压缩机工作时，所述第一三通阀的第二输入端、所述第一三通阀的输出端、所述第二三通阀的第二输出端和所述第二三通阀的输入端导通，所述第一三通阀的第一输入端和所述第二三通阀的第一输出端关闭。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述***还包括空调四通阀，所述空调四通阀的第一输入端与所述电动压缩机的输出端连接，所述空调四通阀的第一输出端与所述第一三通阀的第二输入端连接，所述空调四通阀的第二输入端与所述第二三通阀的第二输出端连接，所述空调四通阀的第二输出端与所述空调四通阀的第二输入端连通且与所述电动压缩机的第一输入端连接。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述***还包括备用电池组，所述发电机与所述备用电池组的输入端电连接，用于为所述备用电池组充电，所述备用电池组的输出端与所述电动压缩机的第二输入端电连接，用于在所述发电机停机时为所述电动压缩机供电。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述***还包括用于调节所述发电机输出电流的控制芯片和可调电阻，所述可调电阻分别与所述控制芯片和所述发电机电连接，用于在所述控制芯片的控制下调整所述发电机输出的电流。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述***还包括电瓶、DC/DC降压模块和充电控制器，其中所述可调电阻通过励磁控制信号线与所述充电控制器电连接，所述DC/DC降压模块分别与所述备用电池组和所述电瓶电连接。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述发电机、所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述空调四通阀、所述备用电池组、所述充电控制器、所述电瓶以及所述DC/DC降压模块均设置在所述车辆的底盘上。
9.根据权利要求5-8任一项所述的***，其特征在于，所述电动压缩机为DC24V至DC320V直流空调压缩机，所述发电机为DC24V至DC320V汽车励磁发电机，其功率小于3000w，所述备用电池组为24v备用电池组。
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