本發(fā)明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種純電動客車一體式熱泵型變頻空調。

背景技術：

隨著社會現(xiàn)代化水平的日益發(fā)展和人們對乘車環(huán)境舒適性要求的不斷提高，車輛配裝空調的比率越來越高。作為主要交通工具的客車，空調一般安裝在車頂部位，所以也叫頂置式空調。傳統(tǒng)的客車，空調的動力是靠發(fā)動機提供，再通過管路將空調的壓縮機部件和頂置式空調其它部件連接形成內循環(huán)，實現(xiàn)空調的制冷、除濕、換風等功能。傳統(tǒng)客車的頂置式空調可以實現(xiàn)制冷功能，卻無法實現(xiàn)制熱的功能，制熱是通過客車發(fā)動機循環(huán)冷卻介質的預熱交換到客車內側，達到冬季保持車內設定溫度的目的。

近幾年，作為緩解能源消耗、倡導綠色出行的純電動客車得到了迅猛發(fā)展，國家對新能源電動車補助政策的出臺，也帶動了電動汽車的快速發(fā)展。而空調在純電動客車上基本成為了標準配置，電動客車空調的研究開發(fā)也應運而生。電動客車空調的動力由電池提供，受電池技術的限制，純電動客車的續(xù)航能力還有待提高，而空調的動力依靠由電池提供也進一步降低了純電動客車的續(xù)航能力。因此，對純電動客車空調的電耗和重量提出了較高的要求，高重量和低能效的空調系統(tǒng)已經(jīng)無法適應純電動客車的需求，緊湊型、輕量化、耗電少、噪音低的空調系統(tǒng)才能滿足純電動客車的需求，并逐步得到推廣。同時在冬季，純電動客車內的制熱功能也要通過客車空調的熱泵原理實現(xiàn)制熱。

目前，常見的純電動客車空調的技術是在原有傳統(tǒng)客車空調的基礎上進行改進，沒有真正實現(xiàn)一體式熱泵型變頻空調技術，將冷凝單元和蒸發(fā)單元分割前、后設置，空調的結構大，導致空調的重量較大；同時將高壓、低壓電控系統(tǒng)和壓力容器件設置在一起，安全性較差。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種純電動客車一體式熱泵型變頻空調，能夠實現(xiàn)制冷和制熱功能，并具有結構簡單、重量小、安全和高效等優(yōu)點。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案為：一種純電動客車一體式熱泵型變頻空調，包括底座和頂蓋，所述底座包括相互獨立的電動壓縮機腔、兩器腔和電控系統(tǒng)腔，所述電動壓縮機腔內設置有電動變頻壓縮機、換向四通閥、氣液分離器和系統(tǒng)管路件，所述兩器腔內設置有冷凝器、冷凝風機、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風機和熱力膨脹閥，所述冷凝風機與冷凝器相配合，所述蒸發(fā)風機與蒸發(fā)器相配合，所述電控系統(tǒng)腔內設置有高壓保護器件和節(jié)能變頻控制器件，所述電動變頻壓縮機的排氣口通過換向四通閥分別與冷凝器和蒸發(fā)器相連，所述換向四通閥通過氣液分離器與電動變頻壓縮機的吸氣口相連，所述冷凝器通過熱力膨脹閥與蒸發(fā)器相連。

進一步，所述冷凝器采用一體平板結構或者V型結構，所述冷凝風機設置在冷凝器的頂部，所述冷凝器的兩側各設置有一個蒸發(fā)器。

進一步，所述熱力膨脹閥設置有兩個。

進一步，所述底座為玻璃鋼底座，所述頂蓋為玻璃鋼頂蓋。

進一步，所述節(jié)能變頻控制器件還電性連接有室外溫度傳感器和排氣溫度傳感器，所述室外溫度傳感器設置在室外，所述排氣溫度傳感器設置在電動變頻壓縮機的排氣口。

進一步，所述電動壓縮機腔和電控系統(tǒng)腔設置在兩器腔的兩側。

進一步，所述電動變頻壓縮機為臥式渦旋變頻壓縮機。

進一步，所述冷凝風機和蒸發(fā)風機為PWM無級調速風機。

進一步，所述高壓保護器件包括壓縮機保險、熔斷器及濾波電容。

進一步，所述高壓保護器件和節(jié)能變頻控制器件安裝在絕緣板上，所述電控系統(tǒng)腔為絕緣倉體。

本發(fā)明的有益效果有：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一種純電動客車一體式熱泵型變頻空調采用一體式底座，冷凝器和蒸發(fā)器并排設置，空調整體尺寸縮小，降低空調的整體重量；兩器腔將電動壓縮機腔和電控系統(tǒng)腔分割開來，提高空調的安全等級；采用變頻技術，能耗低；同時，純電動客車一體式熱泵型變頻空調可以實現(xiàn)制冷、制熱功能轉換，實現(xiàn)熱泵型功能，解決客車空調冬季無法提供熱量的技術困難。

附圖說明

下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，其中：

圖1是本發(fā)明熱泵型變頻空調的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明熱泵型變頻空調的剖面示意圖；

圖3是本發(fā)明熱泵型變頻空調的制冷原理圖；

圖4是本發(fā)明熱泵型變頻空調的制熱原理圖。

具體實施方式

參見圖1和圖2，本發(fā)明提供一種純電動客車一體式熱泵型變頻空調，包括底座4、頂蓋16、電動變頻壓縮機5、冷凝器6、冷凝風機7、蒸發(fā)器8、蒸發(fā)風機9、熱力膨脹閥11、換向四通閥10、氣液分離器12、系統(tǒng)管路件13、高壓保護器件14和節(jié)能變頻控制器件15等。

電動變頻壓縮機5的排氣口連接換向四通閥10的進口，換向四通閥10的3組出口分別與冷凝器6的進口、蒸發(fā)器8的出口總管、氣液分離器12的進口相連，冷凝器6的出口經(jīng)三通閥后分別通過兩側熱力膨脹閥11與位于兩側的蒸發(fā)器8的進口連接，兩個蒸發(fā)器8的出口總管經(jīng)三通閥匯總進入換向四通閥10，氣液分離器12的出口與電動變頻壓縮機5的吸氣口相連接。具體地，所述電動變頻壓縮機5為臥式渦旋變頻壓縮機，所述冷凝風機7和蒸發(fā)風機9為PWM無級調速風機，所述高壓保護器件14包括壓縮機保險、熔斷器及濾波電容，所述高壓保護器件14和節(jié)能變頻控制器件15安裝在絕緣板上，所述電控系統(tǒng)腔3為絕緣倉體。

底座4分為相互獨立電動壓縮機腔1、兩器腔2和電控系統(tǒng)腔3，兩器腔2將電動壓縮機腔1和電控系統(tǒng)腔3分割在兩側，降低空調在高壓通電、運行過程中的安全隱患。電動壓縮機腔1內設置有電動變頻壓縮機5、換向四通閥10、氣液分離器12、系統(tǒng)管路件13等。兩器腔2內設置有冷凝器6、冷凝風機7、蒸發(fā)器8、蒸發(fā)風機9和熱力膨脹閥11。冷凝器6和蒸發(fā)器8并排設置，利用一體式底座4的空間，縮小底座4的結構尺寸，降低空調的整體重量。電動變頻壓縮機5的排氣口通過換向四通閥10分別與冷凝器6和蒸發(fā)器8相連，換向四通閥10通過氣液分離器12與電動變頻壓縮機5的吸氣口相連，冷凝器6通過熱力膨脹閥11與蒸發(fā)器8相連。冷凝器6采用一體平板結構或者V型結構，在冷凝器6的頂部設置有一定數(shù)量的冷凝風機7，在冷凝器6的兩側分別設置有蒸發(fā)器8和與之配合的蒸發(fā)風機9。

通過系統(tǒng)管路件13將電動變頻壓縮機5、換向四通閥10、冷凝器6、蒸發(fā)器8、熱力膨脹閥11、氣液分離器12串聯(lián)在一起形成制冷劑的內循環(huán)，電動變頻壓縮機5將低溫氣態(tài)的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣體，流經(jīng)冷凝器6并在冷凝風機7的作用下將熱量排出外界，形成低溫高壓的氣液兩相混合物，再經(jīng)熱力膨脹閥11節(jié)流降溫后流入蒸發(fā)器8進行蒸發(fā)吸熱，經(jīng)蒸發(fā)吸熱的制冷劑從氣液兩相混合物蒸發(fā)為低溫氣態(tài)后通過氣液分離器12，再次被電動變頻壓縮機5壓縮，形成一個內循環(huán)。

電控系統(tǒng)腔3內設置有高壓保護器件14和節(jié)能變頻控制器件15等，是純電動客車一體式熱泵型變頻空調開啟、停止以及制冷、制熱功能轉換的控制終端。高壓保護器件14可以有效保護空調運行過程的安全、可靠，空調出現(xiàn)故障時起到保護空調的作用。而通過節(jié)能變頻控制器件15的控制使電動變頻壓縮機5進行變頻運行，在低負荷的情況下，電動變頻壓縮機5低頻運轉，降低空調的功耗。

參見圖3和圖4，純電動客車一體式熱泵型變頻空調通過電控系統(tǒng)腔3的控制終端給予命令實現(xiàn)制冷、制熱的相互轉化。當制冷運行時，從電動變頻壓縮機5排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)換向四通閥10進入冷凝器6，在冷凝風機7的作用下與外界環(huán)境換熱變成中溫高壓的制冷劑氣體，再分別進入兩側的熱力膨脹閥11并通過其節(jié)流降溫后流出，然后進入對應的蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)器8中蒸發(fā)成低溫低壓的氣體，從而降低蒸發(fā)器8的溫度，配合蒸發(fā)風機9的作用，將被冷卻的車內空氣送入車內送風道，以達到降低車內溫度的目的。從蒸發(fā)器8出來的低溫低壓氣體制冷劑回到換向四通閥10，經(jīng)氣液分離器12進入電動變頻壓縮機5再次循環(huán)。制熱運行時，從電動變頻壓縮機5排出的高溫高壓制冷劑氣體經(jīng)換向四通閥10進入蒸發(fā)器8，在蒸發(fā)風機9的作用下與車內環(huán)境換熱，變成中溫高壓的制冷劑氣體，從而提高蒸發(fā)器8的溫度，配合蒸發(fā)風機9的作用，將被升溫的車內空氣送入車內送風道，以達到提升車內溫度的目的。之后氣態(tài)的制冷劑進入熱力膨脹閥11并通過其節(jié)流降溫后流出，進入冷凝器6，在冷凝風機7作用下蒸發(fā)成低溫低壓的氣體制冷劑并回到換向四通閥10，再經(jīng)過氣液分離器12進入電動變頻壓縮機5并再次循環(huán)。

熱力膨脹閥11由電控系統(tǒng)腔3內的電控元器件進行驅動，其開度值可依據(jù)空調系統(tǒng)中的室外溫度傳感器和排氣溫度傳感器的檢測值進行調整，進而可實現(xiàn)在空調系統(tǒng)運行過程中調整系統(tǒng)管路件13中的冷媒流量，以使得系統(tǒng)在各種工況下均處于較高能效的運行狀態(tài)，從而提升系統(tǒng)的季節(jié)能效并降低空調系統(tǒng)的耗電量，增加電動客車的續(xù)航里程。由于系統(tǒng)冷媒流量的調整效果在經(jīng)過一定的運行循環(huán)后才能從壓縮機的排氣溫度值得到反映，從而判定此次熱力膨脹閥11的調整是否適用。因而熱力膨脹閥11的調整不是時時進行的，而是有一個時間間隔的定時調整。

以上所述，只是本發(fā)明的較佳實施方式而已，但本發(fā)明并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達到本發(fā)明的技術效果，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。