电动大客车空调节能方法及系统

摘要

一种电动大客车空调节能方法及系统，其特征是根据电动客车的长度至少分为二个温度区；在每个温度区的车顶上各安装一套能单独运行的基本空调模块，每个基本空调模块由对称安装的两套相同的小功率电动空调装置和加热装置组成；相邻的基本空调模块之间的制冷剂管道独立设置；所述的小功率电动空调装置的制冷量不大于12kW，制热功率不大于5kW；第三，使每个基本空调模块均与智能控制系统相连，由智能控制系统根据预设的模式和每个小功率电动空调装置出风口的温度自动变频调节电动压缩机的制冷量或各个基本空调模块的开停，从而实现根据车内温度自动确定基本空调模块的运行数量和/或运行中的基本空调模块的制冷量。本发明具有结构简单，重量轻，节能的优点。

权利要求

1.一种电动大客车空调节能系统，其特征是它至少由两个能单独运行的基本空调模块组成，所述的基本空调模块安装在电动大客车的车顶上，各基本空调模块之间相互独立，它们均与驾驶室的温度控制装置电气相连；所述的基本空调模块由对称安装的相同的两套小功率空调装置组成，每套小功率空调装置的制冷量不大于12kW，制热功率不大于5 kW，每套小功率空调装置的制冷由电动压缩机、蒸发器及蒸发风机、冷凝器及冷凝风机、干燥贮液器和陶瓷加热器组成，电动压缩机安装在蒸发器和冷凝器之间，蒸发风机安装在蒸发器和加热器的后部，蒸发风机的出风口与车内出风口正对，冷凝风机安装在冷凝器的上部，冷凝风机的出风口与车顶上的车外大气相通。

2.根据权利要求1所述的电动大客车空调节能系统，其特征是所述的电动客车的长度为8-9.5米时，安装的基本空调模块的数量为两个，电动客车的长度为10米以上时，安装的基本空调模块的数量为三个或三个以上。

3.根据权利要求1所述的电动大客车空调节能系统，其特征是所述的陶瓷加热器安装在车厢底部。

说明书

电动大客车空调节能方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电动大客车空调系统及其节能方法，尤其是一种利用小功率电动压缩机和PTC陶瓷加热器实现整车温度制冷或制热并分区可控的方法及其空调系统，具体地说是一种基于多温区模块化智能温度控制的电动大客车空调节能方法及系统。

背景技术

[0002] 众所周知，电动汽车是一种低噪音、零排放、零污染的新型交通工具，由于电动车的电池组的容量受重量体积及成本的限制，不可能像普通汽车那样有很大的储备能量，因而对车上用电设备的耗能必须加以限制，以保证其续驶里程和动力性能的需要。而具有冬天制热、夏天致冷功能的空调系统是提高车辆舒适度的必备设施，普通汽车内的加热是利用发动机循环水箱的热能，用暖风机吹向车内，通过人为改变风道来调节暖风大小，控制对车内的加热，部分利用了发动机的废热。而空调降温是由发动机经电磁离合器直接带动致冷空调压缩机运转，由风扇将蒸发器吸热后的冷气吹向车内，并由膨胀阀根据蒸发器出口温度的情况，调节致冷量，但无论车内温度是否足够低，只要不关掉致冷开关，压缩机即一直由发动机带动运转，不断耗费大量燃油。

[0003] 电动汽车取消了效率低下的发动机，无法利用发动机的废热，一般需配备电加热器通过暖风机为车内提供热风，制冷则由电动制冷压缩机实现。由于电动大客车或电动公交车的车厢空间大，乘员数量变化也很大，普通大客车无论用电加热或电动压缩机制冷，都要耗用大量动力电池的电能，人员少时电能浪费很大，会严重影响车辆的续驶里程，甚至到无法承受的地步，因此，目前很多电动大客和电动公交均未装空调，车辆的舒适性无法与传统汽车相比。即使安装，也是仿照传统汽车，用一个全车的制冷和管道通风系统实现制冷及废热送风。一般大客或公交车人多时会满座甚至站满人，需要最大的空调功率运行，而人少时可能仅剩司机一人，若运行全部空调系统必然耗电多浪费极大。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有的电动大客车空调开启后不论出风口区间是否有人、人多人少，均全负荷运行造成电能极大浪费以及因车载电能有限很难保证最佳空调效果的问题，发明一种将车内温度控制范围进行分区，在每个分区设置独立的小功率空调装置并分别控制来达到节能和降低功率的基于多温区模块化智能温度控制的电动大客车空调节能方法及系统。

[0005] 本发明的技术方案之一是：

[0006] 一种基于多温区模块化智能温度控制的电动大客车空调节能方法，其特征是它包括以下步骤：

[0007] 首先，根据电动客车的长度至少分为二个温度区；

[0008] 其次，在每个温度区的车顶上各安装一套能单独运行的基本空调模块，每个基本空调模块由对称安装的两套相同的小功率电动空调装置组成；相邻的基本空调模块之间的制冷剂管道独立设置；所述的小功率电动空调装置的制冷量不大于12kW，制热功率不大于5 kW；

[0009] 第三，使每个基本空调模块均与智能控制系统相连，由智能控制系统根据预设的模式和每个小功率电动空调装置进风口的温度自动变频调节电动压缩机的制冷量、换挡调节加热量或各个基本空调模块的开停，从而实现根据车内温度自动确定基本空调模块的运行数量及每个基本空调模块的制冷（热）量。

[0010] 电动客车的长度为8-9.5米时，安装的基本空调模模块的数量为两个，电动客车的长度为10米以上时，安装的基本空调模块的数量为三个或三个以上。

[0011] 本发明的技术方案之二是：

[0012] 一种基于多温区模块化智能温度控制的电动大客车空调节能系统，其特征是它至少由两个能单独运行的基本空调模块组成，所述的基本空调模块安装在电动大客车的车顶上，各基本空调模块之间相互独立，它们均与驾驶室的温度控制装置电气相连；所述的基本空调模块由对称安装的相同的两套小功率空调装置组成，每套小功率空调装置的制冷量不大于12kW，制热功率不大于5 kW，每套小功率空调装置由电动压缩机、蒸发器及蒸发风机、冷凝器及冷凝风机和干燥贮液器及两档PTC陶瓷加热器组成，电动压缩机安装在蒸发器和冷凝器之间，蒸发风机安装在蒸发器及两档PTC陶瓷加热器的后部，蒸发风机的出风口与车内出风口正对，冷凝风机安装在冷凝器的上部，冷凝风机的出风口与车顶上的车外大气相通。

[0013] 同样地，所述的电动客车的长度为8-9.5米时，安装的基本空调模块的数量为两个，电动客车的长度为10米以上时，安装的基本空调模块的数量为三个或三个以上。

[0014] 本发明的有益效果：

[0015] 1、本发明的空调根据车型大小不同采用多个制冷压缩机、两档PTC陶瓷加热器模块组合和隔离的独立风道分成几个温区制冷(热)，避免过大的车辆空间不管人员多少全部制冷（热）运行造成的能源浪费，这一点对使用动力电池的电动汽车尤为重要。

[0016] 2、.对各分区的空调温度还能根据各分区回风口的温度，由智能型空调控制器通过压缩机控制器控制制冷压缩机的转速调节制冷量及换挡调节PTC陶瓷加热器的加热量 ，使每个分区的温度较为合理舒适。

[0017] 3、全车既可由司机根据各区人员多少的情况，启动相应温区的模块机组，还可结合智能控制器根据各温区回风口温度通过对各模块组合的控制器进行PWM调速实现压缩机调速运行及换挡改变加热功率，调节致冷功率和致热量，既达到节省电能又避免了压缩机长时间高速运转，延长系统中压缩机及风扇等设备的使用寿命。

附图说明

[0018] 图1是本发明的基本空调模块的组成结构示意图。

[0019] 图2是图1的立体结构示意图。

[0020] 图3是本发明实施例的公交电动客车车顶的基本空调模块布置结构示意图。

[0021] 图4是与图3相配的三温区隔离风道及各基本空调模块制冷（热）进出口风道示意图。

[0022] 图5是本发明的基本空调模块1的外形结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

[0024] 实施例一。

[0025] 如图1-4所示。

[0026] 一种基于模块化多温区智能温度控制的电动大客车空调节能方法，首先针对大客和公交车的乘员变化大的情况，采用多温区、模块化和智能控制的制冷方案，将多个独立的制冷（热）模块沿车辆纵向分区排布，大致可分为前（司机）区，中区和后部区，如图3所示，每个区安装两组独立的制冷机组河PTC陶瓷加热器及出风回风系统组成的基本空调模块，其平面布置如图1所示，立体图如图2所示，并在基本空调模块的回风口安装温度传感器，探测各自的回风口温度。各分区制冷制热模块的启停由司机根据车内人员情况的变化通过按钮开关操纵。除了人工操纵以外，还可由单片机组成的智能控制系统对所有模块运行进行智能控制，可根据各分区的回风口温度传感器探测到的回风口温度，按照设定程序通过该模块电动压缩机控制器调节电动压缩机的变频运转和PTC陶瓷加热器的换挡来相应调节该区的制冷（热）量，即根据各温控区的人员多少和回风口温度实施合适的制冷制热运行，保证车厢内保持合适的温度范围，并最大限度地节约动力电池的电能。 本发明还能适应不同大小的大客和公交车辆根据车辆的大小，安装不同数量的模块组合，即可适应不同大小的车型的空调需要。每个模块组合有两个制冷机组，两个加热元件，制冷量12KW，制热功率不大于5 kW，分别安装于不同区的左右对称位置，有各自的出风和回风口，可以同时或分别控制。如果8～9.5m车可以安放两个模块组合，制冷量24KW，制热功率不大于10 kW10～15m车安放3个模块组合，制冷量可达36KW制热功率不大于30 kW。原车的空调送风通道则需按照分区增加隔离板，分隔成不同的隔离风道，以达到各区分别控制的效果。

[0027] 实施例二。

[0028] 如图1-4所示。

[0029] 一种基于模块化多温区智能温度控制的电动大客车空调节能系统，它至少由两个能单独运行的如图1、2所示的基本空调模块组成，本实施例的电动公车客车由三个基本空调模块1组成，所述的基本空调模块1安装在电动大客车的车顶上，各基本空调模块1之间相互独立并用汽车风道隔板2分隔成相互独立的三套系统，每个基本空调模块1（外形如图5所示）它们均与驾驶室的温度控制装置电气相连；所述的基本空调模块1由对称安装的相同的两套小功率空调装置组成，每套小功率空调装置的制冷量不大于12kW，制热功率不大于5 kW，每套小功率空调装置由电动压缩机3、蒸发器4及蒸发风机5、冷凝器6及冷凝风机7和干燥贮液器8及与二档PTC陶瓷加热器9（可采用由盐城市宏创电热机械有限公司生产的相应加热规格的产品）组成，陶瓷加热器9可安装在蒸发器4的后部，也可安装在车厢底部，通过送风管道向车内送风。电动压缩机3安装在蒸发器4和冷凝器6之间，蒸发风机5安装在蒸发器4和PTC陶瓷加热器9的后部，蒸发风机5的出风口与车内出风口12正对，冷凝风机7安装在冷凝器6的上部，冷凝风机7的出风口与车顶上的车外大气相通；根据不同车型情况也可将电加热和暖风管道置于车厢下部，由下部送暖，与制冷及上部送冷管道分开设置，图中11表示蒸发器进风口。

[0030] 如果电动客车的长度为8-9.5米时，安装的基本空调模块的数量可为两个，电动客车的长度为10米以上时，安装的基本空调模块的数量为三个或三个以上。

[0031] 本发明的各基本空调模块的运行可由控制器根据各温区回风口温度传感器探测到的温度和设定程序，通过电动压缩机的控制器改变电动压缩机转速及蒸发器冷凝器风扇的转速通过换挡改变PTC的 加热功率，来调节各模块的制冷(热)量，达到既节能又舒适的空调效果。

[0032] 各温区是否运行由司机根据车内人员数量和分布情况开启相应的温区制冷模块，而各温区模块的控制则由单片机根据各模块温区热负荷及回风口温度情况，通过对电动压缩机控制器的调速和PTC陶瓷加热器的换挡指令对空调模块实现自动调节达到降低电池电量消耗的效果。

[0033] 本发明电动控制系统可采用常规的电控技术加以实现，其所涉及的温度传感电路、变频调速控制器及相应的开关电路均为常规电路，对于空调电气技术人员而言无需创造性劳动即可实现，故不再介绍，而本发明的关键是提供了分区控制和模块化运行，由于电动压缩机的功率下降，加热模块分散布置因此整机的重量下降十分明显，为空调压缩机安装在车顶上和模块化的实现提供了保障，因此具有安装方便灵活，整体重量轻，可灵活搭配的优点。

[0034] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。