车用电动空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种节能型的车用电动空调系统。该车用电动空调系统包括空调机组(1)、空调变频器(2)、高压发电机(3)、发电机控制器(4)、储能器(5)，所述空调机组(1)为设置于汽车顶部的一体化空调机组，所述高压发电机(3)由汽车发动机曲轴(6)通过皮带驱动，所述发电机控制器(4)分别连接所述高压发电机(3)、所述空调变频器(2)和所述储能器(5)，所述储能器(5)与所述空调变频器(2)连接。本实用新型专利技术用于燃油汽车上可节油18％以上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车空调领域，特别是涉及一种车用电动空调系统。
技术介绍
为满足人们不断提高的舒适性要求，空调系统已成为现代汽车上必不可少的设备。传统燃油车上装置的车用空调系统多采用分体式布置，空调压缩机多采用活塞式压缩机，安装在发动机前端由发动机曲轴通过皮带传动来驱动，该压缩机能效比较低，约为2.5 2. 8，消耗发动机功率约6KW ;冷凝器、冷凝风机和蒸发器、蒸发风机安装于车顶，冷凝风机和蒸发风机由发动机曲轴带动的24V低压励磁发电机来供电，冷凝风机和蒸发风机均采用小安装角的高速风机，噪音大，且空调系统制冷产生的冷风需经汽车车厢内的冷气通道吹入车厢，存在能量的损失，再则，低压励磁发电机的利用率较低，约为60%，因此，用3KW的发电机驱动冷凝风机和蒸发风的运行需消耗发动机功率约5KW。综上，普通的空调系统消耗功率约为llKw，综合能效比仅为I. 7 I. 8，以公交车每天行驶14小时计，空调消耗的能量约150Kw *h，耗油约40升，占燃油车每天用油的30%左右，在等红灯等状况下停车时若要空调不停止运行，还要求发动机不熄火怠速运转，并且其怠速时的功率设计要比不装空调的燃油车发动机怠速功率大，使装有空调系统的燃油车即使不使用空调，其耗油量也比不装空调的燃油车大很多。另外，分体式布置的空调系统制冷剂循环管道很长，容易造成制冷剂泄漏，不仅造成浪费且污染环境，而且空调安装工序复杂。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种节能型的车用电动空调系统。本技术的技术方案是本技术包括空调机组、空调变频器、高压发电机、发电机控制器、储能器，所述空调机组为设置于汽车顶部的一体化空调机组，所述发电机由汽车发动机曲轴通过皮带驱动，所述发电机通过所述发电机控制器与所述空调变频器和所述高压储能器电连接，所述高压储能器与所述空调变频器电连接。所述高压发电机采用永磁发电机，所述皮带采用同步带。所述发电机包含高速绕组和低速绕组，其中，所述高速绕组由三组线圈星形连接组成，所述低速绕组是由所述高速绕组的三组线圈再各串联连接一组线圈组成。所述发电机控制器包括整流模块、绕组选择开关、BUCK电路、主控PCB，所述整流模块输入端分别连接所述高速绕组和所述低速绕组的输出端，所述整流模块输出端连接所述BUCK电路的输入端，所述BUCK电路的输出端连接所述高压储能器，所述主控PCB中设置有发电机转速监控模块、绕组选择模块、PWM输出控制模块、电流采集模块、电压采集模块，所述发电机转速监控模块连接发电机转速传感器、所述PWM输出控制模块和所述绕组选择开关，所述绕组选择开关连接所述整流模块，所述PWM输出控制模块连接所述BUCK电路控制其输出；所述电流采集模块连接所述PWM输出控制模块和串联在所述BUCK电路输出端的电流互感器；所述电压采集模块并联在所述BUCK电路(43)输出端并连接所述PWM输出控制丰吴块。所述BUCK电路由IGBT模块、续流二级管和电感组成。所述储能器采 用346V/70AH的锂离子电池模块。所述发电机控制器中设置有DC/DC转换模块，所述发电机控制器通过该DC/DC转换模块连接车载24V低压电池。所述空调机组包括机壳、压缩机、冷媒储液罐、冷凝器、冷凝风机、蒸发器、蒸发风机、导流圈，所述机壳内由隔板隔成前腔和后腔，所述冷凝器以上部向后倾斜的方式设置于所述前腔的前部，对应所述冷凝器在机壳前部设置相适配的冷风进口，所述冷凝风机、所述压缩机和冷媒储液罐均设置于所述前腔内中部，对应所述冷凝风机在机壳上部设置相适配的热风出口，所述蒸发器和所述蒸发风机设置于所述后腔内，所述蒸发器设置所述蒸发风机的周圈，对应所述蒸发器和所述蒸发风机在所述机壳下部从汽车车厢内连接所述导流圈，所述导流圈内圈下部中央设置热气进口，所述导流圈下部外圈设置冷气出口。所述冷凝风机采用转速为600 800转/分钟的轴流风机，其风叶的进口安装角为0 50°、出口安装角为90° 150° ;所述蒸发风机采用转速为600 800转/分钟的离心风机，其风叶的进口安装角为0 50°、出口安装角为100 160°。所述压缩机采用卧式电动涡旋压缩机或卧式转子式压缩机。本技术采用上述方案，能产生如下所述的有益效果I.发电效率高、系统结构简单、易于实现本技术用高压发电机可以安装在普通空调压缩机的位置，由发动机曲轴通过皮带驱动，高压发电机采用永磁发电机或高效励磁发电机，大大提高了发电效率；本技术发电机控制器分别连接高压发电机、空调变频器和储能器，储能器又与空调变频器连接，高压发电机发出的电经发电机控制器输出高压直流电，再经空调变频器驱动空调机组运行，也可直接给储能器充电后由储能器经空调变频器驱动空调机组运行；高压发电机也可以取代原低压发电机装置于原车载低压发电机的位置，再在发电机控制器中设置DC/DC转换模块，发电机控制器通过该DC/DC转换模块连接车载24V低压电池，以供汽车上的低压电器用电。2.节能本技术的冷凝器以上部向后倾斜的方式设置于冷凝室的前部，可在汽车前进时使空气流有效的对冷凝器进行冷却；冷凝风机和蒸发风机均采用低转速风机，冷凝风机和蒸发风机的风叶均具有较大的安装角，具有较大的迎风面积，使风机不需要有太大转速即能有较大的风量，使得电机消耗很低的功率(据实际测量，本技术的冷凝风机和蒸发风机消耗能量为0. 22KW)就能达到预期的通风量，而且噪音小；空调吹出的冷气由导流圈直接吹入汽车车厢，降低了能量损失；本技术的压缩机采用卧式电动涡旋压缩机或卧式转子式压缩机，可由动力电池组作电源通过空调控制器直接驱动，与现有普通车用电动空调相比，具有较高的能效比，(据实际测量，本技术的压缩机能效比高达3.35，约为现有普通电动空调的I. 6倍)，其功率消耗(实测为5KW左右)约为普通电动空调的60%时即可达到相同的制冷效果；与现有的燃油车上空调相比，少了机械的传动部件，减少了传动器件的能量损耗；相比风道送风的分体式空调系统，减少冷媒循环管道，杜绝冷媒泄漏，节省原料且环保。综上所述，本技术的空调装置于燃油车上时，节油率可达18%以上，同时因空调系统的运行不受发动机的影响，可在停车时停止运行发动机，新车设计时可选用功率较小的发动机，进一步降低能耗。3.重量轻本技术将空调机组进行一体化设计，结构简单、体积小、重量轻，安装简便，本技术的空调机组重量(仅200kg)约是普通电动空调的60%，电动大巴每减少130kg重量即可减少1.0%的用电量，相当于减少了电池的费用，进一步节约了成本。4.低噪音本技术的冷凝风机和蒸发风机均采用低速转速电机，有效地降低了噪音，可将车厢内空调噪音控制在45分贝以下。附图说明图I是本技术的结构框图；图2是本技术发电机控制器的结构框图；图3是本技术发电机控制器的电路原理简图；图4是本技术发电机转速与输出电压的关系图；图5是本技术发电机发出的电经发电机控制器后输出的电流(即充电电流)和输出功率与发电机转速的关系图；图6是本技术空调机组的立体结构示意图；图7是本技术机组的结构分解示意图；图8是本技术空调单元运行时的空气流向示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用电动空调系统，包括空调机组(I)、空调变频器(2)，其特征在于它还包括高压发电机(3)、发电机控制器(4)、高压储能器(5)，所述空调机组(I)为设置于汽车顶部的一体化空调机组，所述发电机(3)由汽车发动机曲轴(6)通过皮带驱动，所述发电机(3)通过所述发电机控制器(4 )与所述空调变频器(2 )和所述高压储能器(5 )电连接，所述高压储能器(5)与所述空调变频器(2)电连接。2.根据权利要求I所述的车用电动空调系统，其特征在于所述发电机(3)采用交流永磁发电机，所述皮带采用同步带。3.根据权利要求2所述的车用电动空调系统，其特征在于所述发电机(3)包含高速绕组和低速绕组，其中，所述高速绕组由三组线圈星形连接组成，所述低速绕组是由所述高速绕组的三组线圈再各串联连接一组线圈组成。4.根据权利要求3所述的车用电动空调系统，其特征在于所述发电机控制器(4)包括整流模块、绕组选择开关、BUCK电路(43)、和主控PCB (44)，所述绕组选择开关采用IGBT模块(BGl )，所述整流模块输入端分别连接所述高速绕组和所述低速绕组的输出端，所述整流模块输出端连接所述BUCK电路(43)的输入端，所述BUCK电路(43)的输出端连接所述高压储能器(5)，所述主控PCB (44)中设置有发电机转速监控模块、绕组选择模块、PWM输出控制模块、电流采集模块、电压采集模块，所述发电机转速监控模块连接发电机转速传感器、所述PWM输出控制模块和所述绕组选择开关(BG1)，所述绕组选择开关(BGl)连接所述整流模块，所述PWM输出控制模块连接所述BUCK电路(43)控制其输出；所述电流采集模块连接所述PWM输出控制模块和串联在所述BUCK电路(43)输出端的电流互感器；所述电压采集模块并联在所述BUCK电路(43)输出端并连接所述PWM输出控制模块。5.根据权利要求4所述的车用电动空调系统，其特征在于所述BUCK电路(23)由IGBT模块(BG2)、续流二...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃美莲，
申请(专利权)人：珠海银通新动力科技有限公司，覃美莲，
类型：实用新型
国别省市：