一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調，包括風機，還包括第一風道、第二風道和多組設有散熱器的半導體制冷片組以及主風室、冷風室、熱風室，所述的風機設置在主風室內且風機的出風口與車內連通，所述的半導體制冷片組的冷端設置在冷風室內，所述的半導體制冷片組的熱端設置在熱風室內，所述的第一風道的一端與車內連通且另一端與車外連通，所述的第二風道的一端與車外連通，所述的第一風道和車內之間設有第一風門且第一風道和車外之間設有第二風門。本實用新型的目的是提供一種能夠使半導體制冷設備穩定工作、能夠便捷地在制熱和制冷模式中快速切換、能耗少的基于半導體制冷的電動汽車節能空調。
【專利說明】
一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調
技術領域
[0001]本實用新型涉及車載空調設備領域，特別是一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調。【背景技術】
[0002]電能是純電動汽車最寶貴的資源，空調能耗是制約純電動汽車行駛里程的重要因素之一，無論使用電動空調或熱栗空調的純電動汽車，在空調使用時車輛行駛里程都有 40%左右的下降，因此降低空調能耗是純電動汽車最需要解決的技術問題之一。半導體制冷技術以結構簡單，能耗較低的優勢已廣泛應用，但是由于半導體制冷片的功率限制，而汽車空調的制冷功率大，半導體制冷在純電動車上的應用變得較為復雜，主要表現在:1、單個制冷片制冷量小，必須多個或十幾個組合一起使用，使得體積大幅增加，簡單的結構變復雜化;2、組合使用的功率大，啟動電流大，多達一百多甚至幾百安培，啟動時對車輛電網的沖擊大，不僅影響車輛其他部件的正常工作，也增大了車輛的不安全性;3、除霜需要另外的加熱元件，增加電能的消耗;4、在車內溫度已經達到設定溫度時，半導體空調仍然在以較大功率工作，加大電能損失;5、在車內溫度達到設定溫度時，半導體制冷片會頻繁啟動和停止， 大啟動電流沖擊電網，降低車輛安全性;6、半導體制冷片雖然可以轉換電源極性來從而切換制冷與制熱端，但是在電源極性轉換前必須使半導體制冷片的冷端與熱端溫度都達到室溫或基本平衡，否則會造成制冷片的損壞，所以在汽車上使用半導體空調時不推薦使用直接轉換電源極性來切換制冷與制熱端。所以盡管有較多的汽車半導體制冷空調技術，但卻還沒有真正在汽車上應用。【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種能夠使半導體制冷設備穩定工作、能夠便捷的在制熱和制冷模式中快速切換、能耗少的基于半導體制冷的電動汽車節能空調。
[0004]本實用新型提供的技術方案為:一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調，包括風機，還包括第一風道、第二風道和多組設有散熱器的半導體制冷片組以及主風室、冷風室、熱風室，所述的風機設置在主風室內且風機的出風口與車內連通，所述的半導體制冷片組的冷端設置在冷風室內，所述的半導體制冷片組的熱端設置在熱風室內，所述的第一風道的一端與車內連通且另一端與車外連通，所述的第二風道的一端與車外連通，所述的第一風道和車內之間設有第一風門且第一風道和車外之間設有第二風門，所述的第一風道與冷風室之間設有第三風門且第一風道和熱風室之間設有第四風門，所述的第二風道和車外之間設有第五風門，所述的第二風道和主風室之間設有第六風門且第二風道和和熱風室之間設有第七風門，所述的熱風室和車外之間設有第八風門，所述的冷風室和車外之間設有第九風門，所述的冷風室和主風室之間設有第十三風門。
[0005]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，每組半導體制冷片組和電源之間均設有開關。
[0006]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，還包括兩端均分別連接在第一風道上的混風風道，所述的混風風道的一端設置在第一風門和車內之間，所述的混風風道的另一端設置在第二風門和車外之間，所述的混風風道的任一端或兩端設有第十風門。
[0007]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，所述的第一風道和主風室之間設有第十一風門。
[0008]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，還包括除霜風道，所述的除霜風道與第二風道連通，所述的除霜風道上設有第十二風門。
[0009]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，還包括控制器，所述的控制器分別與開關、第一風門、第二風門、第三風門、第四風門、第五風門、第六風門、第七風門、第八風門、第九風門連接。
[0010]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，還包括控制器，所述的控制器分別與開關、第一風門、第二風門、第三風門、第四風門、第五風門、第六風門、第七風門、第八風門、第九風門、第十風門、第十一風門、第十二風門連接。
[0011]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，所述的半導體制冷片組上還連接有功率調節器，所述的功率調節器與控制器相連。
[0012]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，所述的風機的出口連接有供風風道，在供風風道、車內、車外均設有溫度感應探頭，所述的溫度感應探頭與控制器相連。
[0013]在上述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調中，所述的冷風室設置在主風室和熱風室之間。在本方案中，優選主風室、冷風室、熱風室設置為依次連接，也可以設置為主風室、熱風室、冷風室依次連接等，對此本方案不做過多限制。
[0014]在本方案中，半導體制冷片組上設置的散熱器優選為多片式、管片式、管帶式、熱管式、相控式等各種形式的散熱器。
[0015]在本方案中，更為優選地，在第三風門和第四風門之間還設有一個將第一風道隔開的風門。
[0016]本實用新型在采用上述技術方案后，其具有的有益效果為:
[0017](1)本方案采用控制第一風門至第十三風門的方式達到實現車內循環制冷模式、 車外制冷模式、車內循環制熱模式、車外制熱模式操作，第一風門至第十三風門采用控制器自動化控制可以有效的提高控制的簡易程度，只需要在控制器中預先設置控制方法和模式即可實現多種模式之間的切換。。
[0018](2)本方案通過多個風門進行多種模式的切換，有效的解決了傳統的電動車車載空調在冷熱模式之間切換時存在的半導體制冷片組容易損壞的問題，因為當冷熱模式切換時，傳統方法中只是簡單的切換了半導體制冷片組的電流方向，但是這種切換由于半導體制冷片組的P端和N端之間存在溫差，如果強制切換容易導致半導體制冷片組燒毀，但是在本發明中，通過多個風門的開關，實現了在不改變電流方向的前提下，實現冷熱模式的切換。。【附圖說明】
[0019]圖1是本發明實施例1的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明實施例1的多個半導體制冷片組的電路示意圖；
[0021]圖3是本發明實施例1的控制方框圖。
[0022]圖1至3中各標號具體為:1、風機;1、第一風道;3、第二風道;4、半導體制冷片組;5、 主風室;6、冷風室;7、熱風室;8、混風風道;9、除霜風道；10、供風風道;11、控制器；12、開關； 13、第一風門；14、第二風門；15、第三風門；16、第四風門；17、第五風門；18、第六風門；19、第七風門；20、第八風門；21、第九風門；22、第十風門；23、第十一風門；24、十二風門；25、功率調節器;26、十三風門；27、溫度感應探頭。【具體實施方式】
[0023]下面結合【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案作進一步的詳細說明，但不構成對本實用新型的任何限制。[〇〇24] 實施例1:
[0025]如圖1至3所示，本實施例提供一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調，包括風機1、第一風道2、第二風道3和多組設有散熱器的半導體制冷片組4以及依次連接的主風室 5、冷風室6、熱風室7，所述的風機1設置在主風室5內且風機1的出風口與車內連通，所述的半導體制冷片組4的冷端41設置在冷風室6內，所述的半導體制冷片組4的熱端42設置在熱風室7內，所述的第一風道2的一端與車內連通且另一端與車外連通，所述的第二風道3的一端與車外連通，所述的第一風道2和車內之間設有第一風門13且第一風道2和車外之間設有第二風門14,所述的第一風道2與冷風室6之間設有第三風門15且第一風道2和熱風室7之間設有第四風門16,所述的第二風道3和車外之間設有第五風門17,所述的第二風道3和主風室5之間設有第六風門18且第二風道3和和熱風室7之間設有第七風門19,所述的熱風室7和車外之間設有第八風門20,所述的冷風室6和車外之間設有第九風門21，所述的冷風室6和主風室5之間設有第十三風門26。
[0026]此外本空調還設置有混風風道8和除霜風道9,混風風道8的兩端均分別連接在第一風道2上，所述的混風風道8的一端設置在第一風門13和車內之間，所述的混風風道8的另一端設置在第二風門14和車外之間，所述的混風風道8的任一端或兩端設有第十風門22,所述的第一風道2和主風室5之間設有第十一風門23,所述的除霜風道9與第二風道3連通，所述的除霜風道9上設有第十二風門24。
[0027]在本實施例中，為了實現空氣流動的流動性，在第一風道2、第二風道3、混風風道 8、除霜風道9、冷風室6和車外之間、熱風室7和車外之間均可設置強制對流裝置，如電風扇等，來提供空氣流動效果。此外，所述的冷風室6和車外之間優選設置兩條通道，每條通道內均設有第九風門21，這樣在車外制熱和車內循環制熱的模式下，可以實現半導體制冷片組4 的冷端41充分的和外界進行熱交換。
[0028]在本實施例中，風門、開關等可以采用手動、半自動和自動化控制，具體到自動化控制中，設置了控制器11，所述的控制器11分別與開關12、第一風門13、第二風門14、第三風門15、第四風門16、第五風門17、第六風門18、第七風門19、第八風門20、第九風門21、第十風門22、第十一風門23、第十二風門24、第十三風門26連接，此外，每組半導體制冷片組4和電源之間均設有開關12,所述的半導體制冷片組4上還連接有功率調節器25,所述的功率調節器25與控制器11相連，所述的風機1的出口連接有供風風道10,在供風風道10、車內、車外均設有溫度感應探頭27,所述的溫度感應探頭27與控制器11相連。
[0029]在實際應用中，本實施例分為以下幾種工作模式:
[0030]車內循環制冷模式:第一風門13、第三風門15、十三風門26開;第八風門20、第五風門17、第七風門19開;第十一風門23、第四風門16、第二風門14、十二風門24、第六風門18、第九風門21、第十風門22關；若需要除霜，則十二風門24開，若需要混風的情況下，第十風門 22、第^ 風門23開。[〇〇31]車外制冷模式:第二風門14、第三風門15、十三風門26開；第八風門20、第七風門 19、第五風門17開;第十風門22、第十一風門23、第四風門16、第一風門13、第六風門18、第九風門21、十二風門24關;若需要除霜，則十二風門24開。
[0032]車內循環制熱模式:第一風門13、第四風門16、第七風門19、第六風門18開;第九風門21開;第十一風門23、第三風門15、第十風門22、第八風門20、第五風門17、十二風門24、十三風門26、第二風門14關；若需要除霜，則十二風門24開，若需要混風的情況下，第十風門 22、第^ 風門23開。
[0033]車外制熱模式:第二風門14、第四風門16、第七風門19、第六風門18開;第九風門21 開;第八風門20、第十風門22、第十一風門23、十三風門26、第五風門17、十二風門24關，第一風門13、第三風門15中至少一個保持關閉；若需要除霜，則十二風門24開。
[0034]若需要關閉一個或多個半導體制冷片組，則關閉相應的開關12即可，若需要調節一個或多個半導體制冷片組則調節相應的功率調節器25即可。
[0035]實施例1中車內溫度、向車內供風的風道的溫度通過供風風道10、車內的溫度感應探頭27獲取，車外溫度通過車外的溫度感應探頭27獲得。
[0036]本實施例的電動汽車節能空調具有節能和易于控制的優點，具體來說，首先通過上述的控制方法控制節能，另外，本方案采用控制第一風門13至第十三風門26的方式達到實現車內循環制冷模式、車外制冷模式、車內循環制熱模式、車外制熱模式操作，第一風門 13至第十三風門26采用控制器自動化控制可以有效的提高控制的簡易程度，只需要在控制器11中預先設置控制方法和模式即可實現多種模式之間的切換。
[0037]本實施例通過多個風門進行多種模式的切換，有效的解決了傳統的電動車車載空調在冷熱模式之間切換時存在的半導體制冷片組容易損壞的問題，因為當冷熱模式切換時，傳統方法中只是簡單的切換了半導體制冷片組的電流方向，但是這種切換由于半導體制冷片組的P端和N端之間存在溫差，如果強制切換容易導致半導體制冷片組燒毀，但是在本發明中，通過多個風門的開關，實現了在不改變電流方向的前提下，實現冷熱模式的切換，有效的保護半導體制冷片組4,提高半導體制冷片組4的壽命。
[0038]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于半導體制冷的電動汽車節能空調，包括風機(1)，其特征在于，還包括第一 風道(2)、第二風道(3)和多組設有散熱器的半導體制冷片組(4)以及主風室(5)、冷風室 (6)、熱風室(7)，所述的風機(1)設置在主風室(5)內且風機(1)的出風口與車內連通，所述 的半導體制冷片組(4)的冷端(41)設置在冷風室(6)內，所述的半導體制冷片組(4)的熱端 (42)設置在熱風室(7)內，所述的第一風道(2)的一端與車內連通且另一端與車外連通，所 述的第二風道(3)的一端與車外連通，所述的第一風道(2)和車內之間設有第一風門(13)且 第一風道(2)和車外之間設有第二風門(14)，所述的第一風道(2)與冷風室(6)之間設有第 三風門(15)且第一風道(2)和熱風室(7)之間設有第四風門(16)，所述的第二風道(3)和車 外之間設有第五風門(17)，所述的第二風道(3)和主風室(5)之間設有第六風門(18)且第二 風道(3)和和熱風室(7)之間設有第七風門(19)，所述的熱風室(7)和車外之間設有第八風 門(20)，所述的冷風室(6)和車外之間設有第九風門(21)，所述的冷風室(6)和主風室(5)之 間設有第十三風門(26)。2.根據權利要求1所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:每組半導 體制冷片組(4)和電源之間均設有開關(12)。3.根據權利要求2所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:還包括兩 端均分別連接在第一風道(2)上的混風風道(8)，所述的混風風道(8)的一端設置在第一風 門(13)和車內之間，所述的混風風道(8)的另一端設置在第二風門(14)和車外之間，所述的 混風風道(8)的任一端或兩端設有第十風門(22)。4.根據權利要求3所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:所述的第 一風道(2)和主風室(5)之間設有第十一風門(23)。5.根據權利要求4所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:還包括除 霜風道(9)，所述的除霜風道(9)與第二風道(3)連通，所述的除霜風道(9)上設有第十二風 門(奴)。6.根據權利要求2所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:還包括控 制器(11)，所述的控制器(11)分別與開關(12)、第一風門(13)、第二風門(14)、第三風門 (15)、第四風門(16)、第五風門(17)、第六風門(18)、第七風門(19)、第八風門(20)、第九風 門(21)連接。7.根據權利要求5所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:還包括控 制器(11)，所述的控制器(11)分別與開關(12)、第一風門(13)、第二風門(14)、第三風門 (15)、第四風門(16)、第五風門(17)、第六風門(18)、第七風門(19)、第八風門(20)、第九風 門(21)、第十風門(22)、第十一風門(23)、第十二風門(24)連接。8.根據權利要求7所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:所述的半 導體制冷片組(4)上還連接有功率調節器(25)，所述的功率調節器(25)與控制器(11)相連。9.根據權利要求8所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:所述的風 機(1)的出口連接有供風風道(10 )，在供風風道(10 )、車內、車外均設有溫度感應探頭(27)， 所述的溫度感應探頭(27)與控制器(11)相連。10.根據權利要求9所述的基于半導體制冷的電動汽車節能空調，其特征在于:所述的 冷風室(6)設置在主風室(5)和熱風室(7)之間。
【文檔編號】B60H1/00GK205601545SQ201521033328
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月9日
【發明人】劉景平
【申請人】劉景平