純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、輔助電加熱系統(tǒng)；熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括水泵、蓄能箱、風機；所述蓄能箱、水泵、風機、蓄能箱依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)。輔助電加熱系統(tǒng)包括電加熱管、蓄能系統(tǒng)；輔助電加熱系統(tǒng)置于蓄能箱內(nèi)；箱體為蓄能箱的外部結(jié)構(gòu)，支撐臺、進出入口a、進出入口b均設(shè)置在箱體上；所述蓄能系統(tǒng)由輔助電加熱系統(tǒng)電路控制；蓄能介質(zhì)為藍冰或石蠟。本裝置通過在不同工作環(huán)境下的蓄能介質(zhì)，以期實現(xiàn)純電動汽車高效雙向蓄能效果，具有節(jié)能、環(huán)保等有益效果。
【專利說明】純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄能空調(diào)系統(tǒng)，屬于純電動汽車蓄能【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]以電動汽車為主導的新能源汽車已經(jīng)逐步成為全球汽車工業(yè)的主流發(fā)展方向。目前在國內(nèi)，制冷受到電動汽車獨特性影響，對于電動汽車中的純電動汽車以及燃料電池汽車來說，沒有發(fā)動機作為空調(diào)壓縮機的動力源，國內(nèi)汽車廠家就從傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)的基礎(chǔ)上進行部分替換設(shè)計，將燃油發(fā)動機帶動的壓縮機替換成直流電機直接驅(qū)動的壓縮機，控制上相應改變，來完成空調(diào)制冷的功能，目前替換設(shè)計效果基本能解決電動汽車空調(diào)的制冷問題，但制冷效率有待提高。在夏季，純電動汽車行駛過程中，由于太陽輻射較強，導致傳統(tǒng)的電動壓縮機制冷空調(diào)系統(tǒng)對電動汽車蓄電池的電需求極高，在極大消耗電動汽車自帶蓄電池儲電量的同時，又對動力電池的壽命造成極大威脅。對于制熱，電動汽車傾向于熱泵技術(shù)空調(diào)。由于電動汽車空調(diào)系統(tǒng)所消耗的功率直接來自于蓄電池，因此在蓄電池輸出功率足夠大的時候，空調(diào)的使用不會對整車動力性能產(chǎn)生影響。而隨著蓄電池剩余電量SOC值的降低和輸出功率的下降，空調(diào)的使用就會逐漸對整車動力性產(chǎn)生明顯影響。在寒冷的冬季(外界氣溫低于O攝氏度)，需要采用輔助電加熱系統(tǒng)，目前的問題是外界氣溫低于O攝氏度時制熱工況下室外換熱器結(jié)霜嚴重，導致制熱量嚴重不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種純電動汽車高效蓄能(蓄冷/蓄熱)空調(diào)系統(tǒng)。該裝置使用藍冰作為蓄冷材料，用石蠟作為蓄熱材料，以水為介質(zhì)。通過水在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)，將藍冰中的冷量與石蠟中的熱量送入蒸發(fā)器中，使之能降低或升高車內(nèi)的溫度。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、輔助電加熱系統(tǒng)。
[0005]熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括水泵1、蓄能箱2、風機4 ;所述蓄能箱2、水泵1、風機4、蓄能箱2依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)。
[0006]輔助電加熱系統(tǒng)包括電加熱管3、蓄能系統(tǒng)5 ;輔助電加熱系統(tǒng)置于蓄能箱2內(nèi)，所述蓄能箱2包括箱體2.1、隔離板2.2、支撐臺2.3、進出入口 a2.4、進出入口 b2.5 ;箱體2.1為蓄能箱2的外部結(jié)構(gòu)，支撐臺2.3、進出入口 a2.4、進出入口 b2.5均設(shè)置在箱體2.1上；具體而言，支撐臺2.3為兩組對稱平行結(jié)構(gòu)，設(shè)置在箱體2.1的底部；進出入口 a2.4設(shè)置在箱體2.1的頂部，進出入口 b2.5設(shè)置在箱體2.1的底部；隔離板2.2安裝在兩組對稱的支撐臺2.3上，蓄能系統(tǒng)5安裝在隔離板2.2上；所述蓄能系統(tǒng)5包括試管5.1、試管架5.2、蓄能介質(zhì)5.3,試管架5.2為平行對稱的孔狀板,孔內(nèi)可安裝固定試管5.1,試管5.1內(nèi)裝有蓄能介質(zhì)5.3 ;電加熱管3為兩個，且對稱平行布置于箱體2.1的底部，并由輔助電加熱系統(tǒng)電路控制。
[0007]所述輔助電加熱系統(tǒng)電路包括一個220V交流電源、溫度控制開關(guān)S1、電加熱管3、限流電阻R1、指示燈Dl ;交流電源與溫度控制開關(guān)SI串聯(lián)，然后再與限流電阻R1、指示燈Dl串聯(lián)，電加熱管3與限流電阻Rl和指示燈Dl并聯(lián)。
[0008]熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)電路包括一個220V交流電源、時間繼電器、水泵1、風機4 ;水泵I與風機4并聯(lián)，之后再與時間繼電器串聯(lián)，再和220V交流電源串聯(lián)。
[0009]所述蓄能介質(zhì)5.3為藍冰或石蠟。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0011]本裝置通過在不同工作環(huán)境下的蓄能介質(zhì)，以期實現(xiàn)純電動汽車高效雙向蓄能效果，具有節(jié)能、環(huán)保等有益效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
[0013]圖2為電加熱管在蓄能箱內(nèi)的放置圖。
[0014]圖3是輔助加熱系統(tǒng)的電路圖。
[0015]圖4是本空調(diào)系統(tǒng)的電路圖。
[0016]圖5是蓄能箱的俯視圖。
[0017]圖6是試管及試管架布置圖。
[0018]圖中:1、水泵，2、蓄能箱，3、電加熱管，4、風機，5、蓄能系統(tǒng)，2.1、箱體，2.2、隔離板，2.3、支撐臺，2.4、進出入口 a，2.5、進出入口 b，5.1、試管，5.2、試管架，5.3、蓄能介質(zhì)。

【具體實施方式】
[0019]如圖1-6所示，純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、輔助電加熱系統(tǒng)。
[0020]熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括水泵1、蓄能箱2、風機4 ;所述蓄能箱2、水泵1、風機4、蓄能箱2依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)。
[0021 ] 輔助電加熱系統(tǒng)包括電加熱管3、蓄能系統(tǒng)5 ;輔助電加熱系統(tǒng)置于蓄能箱2內(nèi)，所述蓄能箱2包括箱體2.1、隔離板2.2、支撐臺2.3、進出入口 a2.4、進出入口 b2.5 ;箱體2.1為蓄能箱2的外部結(jié)構(gòu)，支撐臺2.3、進出入口 a2.4、進出入口 b2.5均設(shè)置在箱體2.1上；具體而言，支撐臺2.3為兩組對稱平行結(jié)構(gòu)，設(shè)置在箱體2.1的底部；進出入口 a2.4設(shè)置在箱體2.1的頂部，進出入口 b2.5設(shè)置在箱體2.1的底部；隔離板2.2安裝在兩組對稱的支撐臺2.3上，蓄能系統(tǒng)5安裝在隔離板2.2上；所述蓄能系統(tǒng)5包括試管5.1、試管架5.2、蓄能介質(zhì)5.3,試管架5.2為平行對稱的孔狀板,孔內(nèi)可安裝固定試管5.1,試管5.1內(nèi)裝有蓄能介質(zhì)5.3 ;電加熱管3為兩個，且對稱平行布置于箱體2.1的底部，并由輔助電加熱系統(tǒng)電路控制。
[0022]所述輔助電加熱系統(tǒng)電路包括一個220V交流電源、溫度控制開關(guān)S1、電加熱管3、限流電阻R1、指示燈Dl ;交流電源與溫度控制開關(guān)SI串聯(lián)，然后再與限流電阻R1、指示燈Dl串聯(lián)，電加熱管3與限流電阻Rl和指示燈Dl并聯(lián)。
[0023]熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)電路包括一個220V交流電源、時間繼電器、水泵1、風機4 ;水泵I與風機4并聯(lián)，之后再與時間繼電器串聯(lián)，再和220V交流電源串聯(lián)。
[0024]所述蓄能介質(zhì)5.3為藍冰或石蠟。
[0025]運行時，介質(zhì)在水泵I的驅(qū)動下，從蓄能箱2的進出入口 b2.5流出，進入水泵1，從水泵I流出后進入風機4，在風機4中與空氣換熱，從風機4流出之后再從蓄能箱2進出入口 a2.4流入蓄能箱中，與蓄能介質(zhì)5.3換熱，接著從蓄能箱2的進出入口 b2.5流出，完成一次循環(huán)。
[0026]所述該空調(diào)系統(tǒng)包括蓄冷模式與蓄熱模式。
[0027]在夏季運行蓄冷模式，蓄能介質(zhì)5.3為藍冰；先將藍冰盒放入家用的小型冷凍設(shè)備中冷凍約八小時，八小時之后所有的藍冰均已冷凍好，將冷凍好的藍冰盒放蓄能箱2中，再將蓄能箱2盛滿水；運行該空調(diào)裝置，此時水泵I和風機4 一同啟動將蓄能箱2中被藍冰冷卻的水運輸至風機4中的盤管內(nèi)，風機4中的盤管中的冷卻水從空氣中吸熱后回到蓄能箱2中，再被藍冰盒冷卻后被水泵I吸入，完成一次循環(huán)。藍冰逐漸融化，吸收相變潛熱。盤管周圍較冷的空氣則被風機4吹出。所述電動汽車的蓄電池為水泵I供電。4-6小時后，藍冰盒中的藍冰全部融化，所存儲的冷量全部釋放完畢。
[0028]在冬季運行蓄熱模式，蓄能介質(zhì)5.3為石蠟；先將石蠟試管放入試管5.1中，在將試管架5.2放入蓄能箱2中，再將蓄能箱2盛滿水。將開關(guān)轉(zhuǎn)到“加熱”檔，設(shè)定溫度(預設(shè)值為85°C )后開始加熱，蓄能箱2中水的溫度到達設(shè)定的溫度后，溫度控制開關(guān)自動斷開，電加熱管3停止工作。整個加熱過程為5-7小時。此時，試管5.1中的石蠟已經(jīng)完全熔化，蓄熱完成。若放置的時間較長，溫度下降較多，電加熱管3將重新啟動，保證蓄熱效果。電加熱管3的電源既可以為市電，也可以在電動汽車蓄電池充電時，以蓄電池為電源。在電加熱管3到達指定溫度停止加熱后，試管5.1中的石蠟已經(jīng)完全熔化，完成石蠟的蓄熱工作。再將開關(guān)轉(zhuǎn)到“運行”檔，水泵開始運轉(zhuǎn)，將蓄能箱中的水運輸至風機盤管中，水加熱盤管周圍的空氣后返回蓄能箱中，再被溫度高的石蠟加熱后進入水泵，完成一次循環(huán)。石蠟逐漸凝固，釋放出相變潛熱。盤管周圍較熱的空氣被風機吹出。3-5小時后，石蠟凝固，石蠟所存儲的相變潛熱全部釋放完。
【權(quán)利要求】
1.純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、輔助電加熱系統(tǒng)； 熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括水泵(I)、蓄能箱(2)、風機(4);所述蓄能箱(2)、水泵(I)、風機(4)、蓄能箱(2)依次連接組成循環(huán)系統(tǒng)； 輔助電加熱系統(tǒng)包括電加熱管(3)、蓄能系統(tǒng)(5);輔助電加熱系統(tǒng)置于蓄能箱(2)內(nèi)，所述蓄能箱(2)包括箱體(2.1)、隔離板(2.2)、支撐臺(2.3)、進出入口 a(2.4)、進出入口 b(2.5);箱體(2.1)為蓄能箱(2)的外部結(jié)構(gòu)，支撐臺(2.3)、進出入口 a(2.4)、進出入口 b(2.5)均設(shè)置在箱體(2.1)上；具體而言，支撐臺(2.3)為兩組對稱平行結(jié)構(gòu)，設(shè)置在箱體(2.1)的底部；進出入口 a(2.4)設(shè)置在箱體(2.1)的頂部，進出入口 b (2.5)設(shè)置在箱體(2.1)的底部；隔離板(2.2)安裝在兩組對稱的支撐臺(2.3)上，蓄能系統(tǒng)(5)安裝在隔離板(2.2)上；所述蓄能系統(tǒng)(5)包括試管(5.1)、試管架(5.2)、蓄能介質(zhì)(5.3)，試管架(5.2)為平行對稱的孔狀板，孔內(nèi)可安裝固定試管(5.1)，試管(5.1)內(nèi)裝有蓄能介質(zhì)(5.3);電加熱管(3)為兩個，且對稱平行布置于箱體(2.1)的底部，并由輔助電加熱系統(tǒng)電路控制； 所述輔助電加熱系統(tǒng)電路包括一個220V交流電源、溫度控制開關(guān)S1、電加熱管(3)、限流電阻R1、指示燈Dl ;交流電源與溫度控制開關(guān)SI串聯(lián)，然后再與限流電阻R1、指示燈Dl串聯(lián)，電加熱管⑶與限流電阻Rl和指示燈Dl并聯(lián)； 熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)電路包括一個220V交流電源、時間繼電器、水泵(I)、風機(4);水泵(I)與風機(4)并聯(lián)，之后再與時間繼電器串聯(lián)，再和220V交流電源串聯(lián)； 所述蓄能介質(zhì)(5.3)為藍冰或石蠟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:運行時，介質(zhì)在水泵(I)的驅(qū)動下，從蓄能箱(2)的進出入口 b(2.5)流出，進入水泵(1)，從水泵(I)流出后進入風機(4)，在風機(4)中與空氣換熱，從風機(4)流出之后再從蓄能箱(2)進出入口 a (2.4)流入蓄能箱中與蓄能介質(zhì)(5.3)換熱，接著從蓄能箱(2)的進出入口 b (2.5)流出，完成一次循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動汽車高效雙向蓄能空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述該空調(diào)系統(tǒng)包括蓄冷模式與蓄熱模式； 在夏季運行蓄冷模式，蓄能介質(zhì)(5.3)為藍冰；先將藍冰盒放入家用的小型冷凍設(shè)備中冷凍約八小時，八小時之后所有的藍冰均已冷凍好，將冷凍好的藍冰盒放蓄能箱(2)中，再將蓄能箱(2)盛滿水；運行該空調(diào)裝置，此時水泵(I)和風機(4) 一同啟動將蓄能箱(2)中被藍冰冷卻的水運輸至風機(4)中的盤管內(nèi)，風機(4)中的盤管中的冷卻水從空氣中吸熱后回到蓄能箱(2)中，再被藍冰盒冷卻后被水泵(I)吸入，完成一次循環(huán)；藍冰逐漸融化，吸收相變潛熱；盤管周圍較冷的空氣則被風機(4)吹出；所述電動汽車的蓄電池為水泵(I)供電；4_6小時后，藍冰盒中的藍冰全部融化，所存儲的冷量全部釋放完畢； 在冬季運行蓄熱模式，蓄能介質(zhì)(5.3)為石蠟；先將石蠟試管放入試管(5.1)中，在將試管架(5.2)放入蓄能箱(2)中，再將蓄能箱(2)盛滿水；將開關(guān)轉(zhuǎn)到“加熱”檔，設(shè)定溫度后開始加熱，蓄能箱(2)中水的溫度到達設(shè)定的溫度后，溫度控制開關(guān)自動斷開，電加熱管(3)停止工作；整個加熱過程為5-7小時；此時，試管(5.1)中的石蠟已經(jīng)完全熔化，蓄熱完成；若放置的時間較長，溫度下降較多，電加熱管⑶將重新啟動，保證蓄熱效果；電加熱管(3)的電源既可以為市電，也可以在電動汽車蓄電池充電時，以蓄電池為電源；在電加熱管(3)到達指定溫度停止加熱后，試管(5.1)中的石蠟已經(jīng)完全熔化，完成石蠟的蓄熱工作；再將開關(guān)轉(zhuǎn)到“運行”檔，水泵開始運轉(zhuǎn)，將蓄能箱中的水運輸至風機盤管中，水加熱盤管周圍的空氣后返回蓄能箱中，再被溫度高的石蠟加熱后進入水泵，完成一次循環(huán)；石蠟逐漸凝固，釋放出相變潛熱；盤管周圍較熱的空氣被風機吹出；3_5小時后，石蠟凝固，石蠟所存儲的相變潛熱全部釋放完。
【文檔編號】F24F5/00GK104235982SQ201410471887
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】劉忠寶, 王東越, 趙辰朝, 李佳晨 申請人:北京工業(yè)大學