電動車中的空調的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種電動車中的空調，尤其涉及一種電動車中的空調，其即使在除霜操作時也能夠進行連續加熱操作，即使在除霜操作時也能夠提高加熱效率和性能，并且即使在除霜操作時也能夠回收從電動車的各種部件釋放的熱量用于防止液體制冷劑被引入壓縮機。
【專利說明】電動車中的空調
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電動車中的空調，尤其涉及這樣一種電動車中的空調:其即使在除霜操作時也能夠進行連續加熱操作，即使在除霜操作時也能夠提高加熱效率和性能，以及即使在除霜操作時也能夠回收從電動車的各種部件釋放的熱量以用于防止液體制冷劑引入壓縮機。
【背景技術】
[0002]根據最近加強全球環境監管和降低能源成本的趨勢，對環境有利的EV (電動車)的需求正在增加。美國和歐洲正處于由清潔空氣法案的立法使電動車的供應成為義務的狀態，而在韓國，對新能源汽車的興趣和研究作為低碳綠色增長活動的一部分也很活躍。
[0003]電動車設置有用于驅動車輛的電動機、安裝在其上用于操作各種電動單元的電池、以及用于在夏季冷卻并在冬季加熱的空調。
[0004]空調具有循環過程，在該循環過程中制冷劑以壓縮、冷凝、膨脹和蒸發的順序循環地用于傳熱。通過該循環過程，在夏季，空調操作在用于將熱量從室內釋放到室外的冷卻循環中；而在冬季，空調操作在將熱量供應給室內的、與冷卻循環相反的熱泵的加熱循環中。
[0005]同時，如果在冬季空調操作在加熱循環中，則在室外單元中的換熱器吸收熱量時蒸發制冷劑，并且在室內單元中的換熱器釋放熱量時冷凝制冷劑。同時，如果空調操作在加熱循環中，由于室外單元換熱器的表面溫度在室外單元吸收熱量時變得非常低因而在室外單元換熱器的表面上形成霜，導致換熱器的換熱效率變得非常差。
[0006]盡管現有技術中已經使用將發動機釋放的熱量用于從換熱器的表面清除霜的技術，但是電動車仍具有無法利用從發動機釋放的熱量的問題。
[0007]而且，作為從室外單元換熱器的表面清除霜的方法，有一種除霜操作方法在加熱循環中途反向循環制冷劑以在冷卻循環中操作制冷劑循環。也就是說，如果在加熱循環中途將制冷劑循環改變為冷卻循環，則制冷劑在室外換熱器處冷凝以釋放熱量，并且所釋放的熱量將霜從室外換熱器的表面清除
[0008]然而，如果反向操作制冷劑循環，則存在的問題是:電動車的室溫在除霜操作時下降。
【發明內容】
[0009]技術問題
[0010]因此，本發明涉及一種電動車中的空調。
[0011]本發明的目的是提供一種電動車中的空調，其即使在除霜操作時也能夠進行連續加熱操作。
[0012]本發明的另一個目的是提供一種電動車中的空調，其即使在除霜操作時也能夠回收從電動車的各種部件釋放的熱量，以用于防止液體制冷劑引入壓縮機。
[0013]本發明的另一個目的是提供一種電動車中的空調，其即使在除霜操作時也能夠提高加熱效率和性能。
[0014]本公開的其他優點、目的和特征將部分地在下面的【具體實施方式】中闡述，且通過閱讀下文或實施本發明而對本領域普通技術人員變得顯而易見。通過【具體實施方式】及其權利要求書以及附圖中所特別指出的結構可以實現和獲得本發明的目的和其他優點。
[0015]技術方案
[0016]為了實現這些目的和其他優點，并根據本發明的目的，如本文所實施和寬泛描述地，一種電動車中的空調，所述空調具有電池和驅動單元，所述空調包括:壓縮機，用于壓縮制冷劑；室內換熱器，用于在加熱操作時將所述制冷劑從所述壓縮機引入其中；第一室外換熱器和第二室外換熱器，連接到所述室內換熱器；第一制冷劑流道控制器和第二制冷劑流道控制器，設置在所述室內換熱器和每個所述室外換熱器之間；以及控制器，如果在加熱操作時，所述第一室外換熱器滿足以下除霜操作啟動條件中的至少一個:室外溫度、以及所述室外換熱器的進口制冷劑溫度和出口制冷劑溫度，則所述控制器用于進行所述第一室外換熱器的除霜操作，并且根據所述電池的剩余電荷的狀態或室外溫度來控制所述第一制冷劑流道控制器和所述第二制冷劑流道控制器，使得經過所述室內換熱器的制冷劑僅被引入所述第二室外換熱器。
[0017]發明的有益效果
[0018]如上所述，本發明的優選實施例的電動車中的空調即使在除霜操作時也能夠進行連續加熱操作。
[0019]而且，涉及本發明的優選實施例的電動車中的空調即使在除霜操作時也能夠回收從電動車的各種部件釋放的熱量，以用于防止液體制冷劑引入壓縮機。
[0020]而且，涉及本發明的優選實施例的電動車中的空調即使在除霜操作時也能夠提高加熱效率和性能。
[0021]應當理解的是，上面的一般性描述和下面的本發明的詳細描述均是示例性和解釋性的，并旨在對所要求保護的發明提供進一步解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]附圖用以提供對本公開的進一步理解，附圖并入本申請并構成本申請的一部分，附圖示出本公開的實施例并和說明書一起用來解釋本發明的原理。在附圖中:
[0023]圖1示出本發明的第一優選實施例的電動車中的空調的框圖；
[0024]圖2示出本發明的第一優選實施例的電動車中的空調的部件框圖；
[0025]圖3和圖4圖分別示出用于描述本發明的第一優選實施例的電動車中的空調的操作狀態的框圖；
[0026]圖5示出本發明的優選實施例的電動車中的空調中的制冷劑加熱器的示意圖；
[0027]圖6和圖7圖分別示出用于描述本發明的電動車中的空調中的放熱回收單元的框圖；
[0028]圖8示出本發明的第二優選實施例的電動車中的空調的框圖；
[0029]圖9示出本發明的第三優選實施例的電動車中的空調的框圖；
[0030]圖10示出本發明的第四優選實施例的電動車中的空調的框圖；
[0031]圖11示出本發明的第五優選實施例的電動車中的空調的框圖。【具體實施方式】
[0032]下面將參照附圖詳細描述本發明的第一優選實施例的電動車中的空調(以下稱空調)。附圖是本發明的說明性示例方式，提供附圖用于更詳細地描述本發明，但不用于限制本發明的技術范圍。
[0033]整個附圖中盡可能使用相同的附圖標記表示相同或相似的部件，其重復描述將被省略，并且為了描述的方便，可以放大構件的尺寸或形狀或者不完全按比例縮放。
[0034]同時，雖然包括諸如第一或第二的序列的術語可以用于描述不同的元件，但是元件不被這些術語限定，而僅用于使一個元件區別于其他元件。
[0035]圖1示出本發明的第一優選實施例的電動車中的空調的框圖，而圖2示出本發明的第一優選實施例的電動車中的空調的部件框圖。
[0036]本發明的第一優選實施例的電動車中的空調I包括電池13-1和驅動單元。
[0037]空調I包括:壓縮機13，用于壓縮制冷劑；室內換熱器14，在加熱操作時用于將制冷劑從壓縮機13引入其中；第一室外換熱器11和第二室外換熱器12，連接到室內換熱器14 ;第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60，設置在室內換熱器14和每個室外換熱器11和12之間；以及控制器70，如果在加熱操作時，第一室外換熱器11滿足以下除霜操作啟動條件中的至少一個:室外溫度、以及室外換熱器的進口溫度和出口溫度，則控制器70用于進行第一室外換熱器11的除霜操作，并且根據電池的剩余電荷的狀態或室外溫度來控制第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60，使得經過室內換熱器的制冷劑僅被引入第二室外換熱器12。
[0038]在這種情況下，如果正在對其實施除霜操作的第一室外換熱器11的出口側制冷劑溫度大于設定溫度，則控制器70可以結束第一室外換熱器11的除霜操作。
[0039]而且，如果第一室外換熱器11的除霜操作結束，則控制器70可以接著實施第二室外換熱器12的除霜，并且根據電池的剩余電荷的狀態或室外溫度來控制第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60，使得經過室內換熱器的制冷劑僅被引入第一室外換熱器11。
[0040]與此不同，如果在結束第一室外換熱器11的除霜操作之后，第二室外換熱器12不滿足除霜操作啟動條件，則控制器70可以根據電池的剩余電荷的狀態或室外溫度來控制第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60，以控制被引入第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的制冷劑的流量。
[0041]參照圖1，本發明的第一優選實施例的空調I包括:空調單元10，用于冷卻或加熱電動車C的室內空間；放熱回收單元30，具有用于與電動車的驅動單元相關的產熱源31循環的、以回收所釋放的熱量的工作流體；以及制冷劑加熱器40，用于加熱在空調單元10中循環的制冷劑。
[0042]空調單元10包括第一室外換熱器11、第二室外換熱器12、壓縮機13、以及室內換熱器14。而且，空調單元10可以包括:四通閥15，用于轉換制冷劑流道以使空調單元10操作在用于冷卻操作的冷卻循環中，以及被用作用于加熱操作的熱泵。
[0043]如果空調單元10被用作加熱室內空間的熱泵，則在第一室外換熱器11和第二室外換熱器12處室外冷空氣與制冷劑之間的發生換熱時,在第一室外換熱器11和第二室外換熱器12處制冷劑蒸發；而在室內換熱器14處室內空氣與制冷劑之間發生換熱時，在室內換熱器14處制冷劑冷凝。也就是說，在制冷劑經過第一室外換熱器和第二室外換熱器的過程中，制冷劑從室外空氣接收熱量，并且在制冷劑經過室內換熱器14的過程中將熱量傳遞給室內空氣。
[0044]下面將更詳細地描述制冷劑通過空調單元10循環的制冷劑流路。從壓縮機13排出的制冷劑經過室內換熱器14，于是在室內換熱器14處已進行熱交換的制冷劑被引入第一室外換熱器11和第二室外換熱器12。
[0045]而且，從第一室外換熱器11和第二室外換熱器12排出的制冷劑被引入制冷劑加熱器40，并且從制冷劑加熱器40排出的制冷劑被引入壓縮機13。
[0046]同時,在連接于室內換熱器14與第一室外換熱器11之間的制冷劑管道上安裝第一電子膨脹閥16，在連接于室內換熱器14與第二室外換熱器12之間的制冷劑管道上安裝第二電子膨脹閥17。
[0047]在這種情況下，第一電子膨脹閥16構成第一制冷劑流道控制器50，并且第二電子膨脹閥17構成第二制冷劑流道控制器60。
[0048]第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60可以包括至少一個電子膨脹閥，并且還可以包括電磁閥和單向閥，電磁閥和單向閥用于在情況需要時控制被引入第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的制冷劑的流道或流量。
[0049]可以基于制冷劑流過的管道的數量和閥門的數量來用各種方式配置第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60。下面將詳細描述第一實施例的第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60。
[0050]第一室外換熱器11和第二室外換熱器12可以彼此并聯地連接到室內換熱器14，并且連接到室內換熱器14的制冷劑管道22被分支為第一室外換熱器11和第二室外換熱器12，而第一支管22-1和第二支管22-2可以分別具有安裝在其上的第一電子膨脹閥16和第二電子膨脹閥17。
[0051]而且，可以在第一室外換熱器11與制冷劑加熱器40之間設置并聯的第一電磁閥18和第一膨脹閥19。也就是說,從第一室外換熱器11排出的制冷劑可以在第一電磁閥18打開的狀態下經過第一電磁閥18被引入制冷劑加熱器40，而在第一電磁閥18關閉的狀態下經過第一膨脹閥19被引入制冷劑加熱器40。
[0052]而且，可以在第二室外換熱器12與制冷劑加熱器40之間并聯連接第二電磁閥20和第二膨脹閥21。也就是說，從第二室外換熱器12排出的制冷劑可以在第二電磁閥20打開的狀態下經過第二電磁閥20被引入制冷劑加熱器40，而在第二電磁閥20關閉的狀態下經過第二膨脹閥21被引入制冷劑加熱器40。
[0053]而且，控制器70可以控制第一電子膨脹閥16和第二電子膨脹閥17的開啟、第一電磁閥18和第二電磁閥20的開啟以及第一膨脹閥19和第二膨脹閥21的開啟。在第一實施例中，第一制冷劑流道控制器50可以包括第一電子膨脹閥16、第一電磁閥18和第一膨脹閥19 ;而第二制冷劑流道控制器60可以包括第二電子膨脹閥17、第二電磁閥20和第二膨脹閥21。
[0054]同時,在第一室外換熱器11和第二室外換熱器12從室外空氣吸收熱量的過程中，第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的表面溫度顯著下降，從而由于表面溫度如此下降而在第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的表面上形成霜，由此導致室外換熱器11和12的效率非常差的問題。
[0055]為了清除霜，空調單元10可以實施除霜操作。下面將參照附圖詳細描述第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的除霜處理。
[0056]圖3和圖4圖分別示出用于描述本發明的第一優選實施例的電動車中的空調的操作狀態的框圖。
[0057]控制器70判定室外換熱器11和12中的一個是否滿足除霜操作啟動條件。除霜操作啟動條件可以包括以下中的至少一個:室外溫度、壓縮機操作時間段、加熱負載、室外換熱器的進口制冷劑溫度和出口制冷劑溫度。
[0058]作為實施例的一種模式，控制器70可以通過測量經過第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的制冷劑溫度，并且比較測量到的值和事先在正常操作時測量到的值來判定是否滿足除霜操作啟動條件，并且如果正在對其實施除霜操作的室外換熱器的出口側制冷劑溫度高于設定溫度，則控制器70可以結束相應的室外換熱器11或12的除霜操作。
[0059]下面將參照附圖詳細描述第一實施例的空調I中的第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的交替的除霜處理。
[0060]同時，如上所述，如果第二室外換熱器12仍不滿足除霜操作啟動條件，即使是在第一室外換熱器11滿足除霜操作啟動條件且在第一室外換熱器11的除霜操作結束之后第二室外換熱器12仍不滿足除霜操作啟動條件，則不進行交替的除霜操作，但可以實施一般性的加熱操作，此時控制器70根據電池的剩余電荷的狀態或室外溫度來控制引入第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的制冷劑的流量，并且可以實施加熱操作。
[0061]首先，將第一室外換熱器11用作冷凝器對第一室外換熱器11除霜，并且將第二室外換熱器12用作蒸發器在除霜處理中進行連續的加熱。
[0062]參照圖3，控制器70 (參見圖2)打開連接到第一室外換熱器11的第一電子膨脹閥16，并且關閉第一電磁閥18。在制冷劑經過室內換熱器14的過程中被冷凝的制冷劑在制冷劑經過第一室外換熱器11的過程中不膨脹，而在制冷劑經過第一室外換熱器11的過程中被冷凝。
[0063]因此,和室內換熱器14 一樣,第一室外換熱器11被用作冷凝器，以使第一室外換熱器11進行除霜。同時，從第一室外換熱器11排出的制冷劑在其經過第一膨脹閥19的過程中膨脹，并且被引入制冷劑加熱器40。
[0064]與此同時，控制器70控制連接到第二室外換熱器12的第二電子膨脹閥17的開啟，并且打開第二電磁閥20。在經過室內換熱器14的過程中被冷凝的制冷劑在經過第二電子膨脹閥17的過程中膨脹，并且在經過第二室外換熱器12的過程中被蒸發。
[0065]因此，與第一室外換熱器11不同，第二室外換熱器12被用作蒸發器，并且從第二室外換熱器12排出的制冷劑在經過第二電磁閥20之后被引入制冷劑加熱器40。
[0066]在這種情況下，由于從第一室外換熱器11排出的制冷劑未被蒸發，所以制冷劑必須在被引入壓縮機13之前被蒸發。制冷劑可以在經過制冷劑加熱器40的過程中被蒸發。
[0067]因此，由于第二室外換熱器12被用作蒸發器，所以即使在第一室外換熱器11的除霜期間，其也能夠連續加熱室內空間。
[0068]下面將描述將第二室外換熱器12用作冷凝器對第二室外換熱器12除霜的過程，以及將第一室外換熱器11用作蒸發器在除霜處理中進行連續加熱的過程。
[0069]參照圖4，控制器70 (參見圖2)打開連接到第二室外換熱器12的第二電子膨脹閥17，并且關閉第二電磁閥20。在制冷劑經過室內換熱器14的過程中被冷凝的制冷劑在制冷劑經過第二電子膨脹閥17的過程中不膨脹，而在制冷劑經過第二室外換熱器12的過程中被冷凝。
[0070]因此，與室內換熱器14 一樣，將第二室外換熱器12用作冷凝器，以對第二室外換熱器12除霜。同時，從第二室外換熱器12排出的制冷劑在其經過第二膨脹閥21的過程中膨脹，并被引入制冷劑加熱器40。
[0071]與此同時，控制器70控制連接到第一室外換熱器11的第一電子膨脹閥16的開啟，并且打開第一電磁閥18。在制冷劑經過室內換熱器14的過程中被冷凝的制冷劑在經過第一電子膨脹閥16的過程中膨脹，并且在經過第一室外換熱器11的過程中被蒸發。
[0072]因此，與第二室外換熱器12不同，第一室外換熱器11被用作蒸發器，并且從第一室外換熱器11排出的制冷劑在經過第一電磁閥18之后被引入制冷劑加熱器40。
[0073]在這種情況下，由于從第二室外換熱器12排出的制冷劑未被蒸發，所以制冷劑必須在被引入壓縮機13之前被蒸發。制冷劑可以在經過制冷劑加熱器40的過程中蒸發。
[0074]因此，由于第一室外換熱器11被用作蒸發器，所以即使在第二室外換熱器12的除霜期間，其也能夠連續加熱室內空間。
[0075]為了第一室外換熱器11和第二室外換熱器12的除霜操作，控制器70可以通過測量室外換熱器11和12的蒸發溫度來判定是否結霜。或者，控制器可以通過測量壓縮機的操作時間來判定是否結霜，而且用于除霜操作的算法可以用多種方式判定，考慮蒸發溫度和壓縮機的操作時間中的至少一個。
[0076]而且,第一室外換熱器11和第二室外換熱器12可以在垂直方向上并排布置在電動車的前側。在這種情況下，靠近路面的第二室外換熱器12可首先除霜。
[0077]同時，制冷劑加熱器40可以具有制冷劑和用于加熱制冷劑的工作流體流經的、具有預定容積的腔室。
[0078]下面將參照附圖詳細描述制冷劑加熱器40和放熱回收單元30。
[0079]圖5示出本發明的優選實施例的電動車中的空調中的制冷劑加熱器40的概念圖。圖6和圖7分別示出用于描述本發明的電動車中的空調中的放熱回收單元30的框圖。
[0080]電動車可包括用于驅動電動車的電動機31-2、用于在其中充電的電池31-1、轉換器(未示出)以及設置在其上的逆變器31-3 (未示出)。
[0081]在電動車的操作過程中，電動機31-2、逆變器31-3和電池31_1產生熱量，并且放熱回收單元30可以包括:產熱單元31，包括電動機、轉換器、逆變器以及電池中的至少一個；工作流體，用于在產熱單元31中循環以從產熱單元31回收熱量；以及用于循環工作流體的泵32。
[0082]作為實施例的一個模式，為了構成放熱回收單元30，可以將電動機31-2、電動機31-2以及逆變器31-3沿工作流體的循環過程串聯布置，用于使工作流體的溫度在經過產熱單元31的過程中升高。
[0083]參照圖5，在制冷劑加熱器40中可設置有用于制冷劑R從中經過的流道和用于工作流體(例如，冷卻水)從中經過的流道。[0084]而且，制冷劑加熱器40可以具有雙管結構，使得制冷劑R流過內管而工作流體流過外管。或者，與此不同，工作流體可以流過內管，而制冷劑R可以流過外管。
[0085]因此，在制冷劑和工作流體分別經過制冷劑加熱器40的過程中，熱量從工作流體傳遞到制冷劑，以在將制冷劑引入壓縮機13之前加熱制冷劑。
[0086]同時，在僅用從產熱源31回收的熱量不足以加熱制冷劑的情況下，制冷劑加熱器40可以包括用于加熱制冷劑的加熱器43，并且所述加熱器可以為感應加熱器。
[0087]同時，放熱回收單元30可以額外包括蓄熱器(未示出)，用于儲存從產熱源31回收的釋放的熱量。蓄熱器可以包括設置在其中的變相材料PCM，用于存儲與工作流體熱交換的熱量。
[0088]在空調單元10的除霜操作時，存儲在變相材料中的熱量可以和從產熱源31回收的熱量一同加熱制冷劑。
[0089]與使用兩個室外換熱器11和12加熱電動車的室內空間的一般加熱操作比較，由于用一個室外換熱器加熱室內空間，所以在除霜操作時加熱性能變得很差。在這種情況下，如果用制冷劑加熱器40使引入壓縮機13的制冷劑的溫度升高，以升高來自室內換熱器14的出風溫度，則加熱性能可以變得更好。
[0090]同時，由于僅在第一室外換熱器11或第二室外換熱器12的除霜操作時需要用制冷劑加熱器40加熱制冷劑，所以控制器70可以將放熱回收單元30中的泵32僅用在室外換熱器11和12之一的除霜操作中，由此提高電池31-1的使用期限。
[0091]參照圖6，放熱回收單元30可以包括輔助室內換熱器33，其被連接以使具有從產熱源回收的釋放的熱量的工作流體從中經過。
[0092]輔助室內換熱器33可以與上述室內換熱器14 一同定位在連接到電動車的室內空間的導管80中，并且控制器70可以進行控制使得在一般性加熱中用輔助室內換熱器33和室內換熱器14實施加熱。
[0093]導管80具有與室內空間連通的室內空氣吸入孔81和室內空氣排出孔82，使得引入室內空氣吸入孔81的空氣在經過輔助室內換熱器33和室內換熱器14的過程中被加熱，并且再次排出到室內空間。
[0094]同時，放熱回收單元30可以包括流道轉換閥(未示出)，用于在一般性加熱中使工作流體流到輔助室內換熱器33，并且在除霜操作時流到制冷劑加熱器40。流道轉換閥可以為四通閥門。
[0095]因此，控制器70可以通過控制第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60,使得第一室外換熱器11和第二室外換熱器12在一般性加熱操作時被用作蒸發器，以及與此同時通過用輔助室內換熱器33加熱室內空間，從而提高加熱性能。
[0096]與此不同，控制器70可以通過降低空調單元10中的壓縮機的負載并且用輔助室內換熱器33補償損失部分來提高空調單元10的加熱效率。
[0097]而且，一旦第一室外換熱器11處于除霜操作，則控制器70可以控制第一制冷劑流道控制器50使第一室外換熱器11被用作冷凝器，并且控制第二制冷劑流道控制器60使第二室外換熱器12被用作蒸發器而連續加熱，并且與此同時，轉換放熱回收單元30的工作流體的流動，以利用從放熱回收單元30回收的釋放的熱量來加熱制冷劑，以提高加熱性能。
[0098]詳細地說，在一般性加熱操作時，控制器70可以控制流道轉換閥以將工作流體從放熱回收單元30引入輔助室內換熱器33，并且在除霜操作時，控制器70可以控制流道轉換閥以將工作流體從放熱回收單元30引入制冷劑加熱器40。
[0099]因此，能夠提高空調I的加熱效率和加熱性能，并且能夠延長電池使用期限。
[0100]與此不同，參照圖7，放熱回收單元30可以包括輔助室外換熱器34，其被連接以使具有從產熱源回收的釋放的熱量的工作流體從中經過。輔助室外換熱器34可以定位在室外換熱器11和12的室外空氣吸入側或室外空氣排出側上。例如，輔助室外換熱器34可以布置在室外換熱器11和12的前方或后方。
[0101]在一般性加熱操作時，控制器70可以通過輔助室外換熱器34來提高引入室外換熱器11和12中的室外空氣的溫度，或者在室外換熱器11和12之一的除霜操作中，控制器可以用輔助室外換熱器34來提高正在進行除霜操作的室外換熱器34的周圍空氣溫度。如果工作流體流到輔助室外換熱器34，則能夠延遲霜的形成以延遲除霜操作開始時間或者縮短除霜操作時間。
[0102]而且，如上所述，如果使第一室外換熱器11處于除霜操作中，則控制器70可以控制第一制冷劑流道控制器50使第一室外換熱器11被用作冷凝器，并且控制第二制冷劑流道控制器60使第二室外換熱器12被用作蒸發器進行連續加熱，并且與此同時，可以轉換放熱回收單元30的工作流體的流動以利用從放熱回收單元30回收的釋放的熱量來加熱制冷齊U，用于提高加熱性能。
[0103]而且，放熱回收單元30可以包括流道切換閥，其可以使工作流體選擇性地被引入制冷劑加熱器40或輔助室外換熱器34。流道切換閥可以是四通閥。
[0104]作為本實施例的一種模式，在一般性加熱操作時，控制器70可以控制流道切換閥以使工作流體從放熱回收單元30被引入輔助室外換熱器34，并且在除霜操作時，控制器70可以控制流道切換閥以使工作流體從放熱回收單元30被引入制冷劑加熱器40。
[0105]因此，能夠提高空調I的加熱效率和加熱性能，并且可以延長電池的使用期限。
[0106]而且，放熱回收單元30可以包括輔助室外換熱器34和輔助室內換熱器33，并且產熱源31、輔助室外換熱器34、輔助室內換熱器33以及放熱回收單元30中的泵32可以構成一個循環。
[0107]在這種情況下，輔助室內換熱器33可以實施利用從產熱源31回收的放熱來提供用于加熱室內空間的輔助加熱熱量的功能，并且輔助室外換熱器34可以實施從電池31-1、電動機31-5等放熱的功能。
[0108]在一般性加熱中，控制器70可以進行控制以利用輔助室內換熱器33和室內換熱器14來實施加熱，并且使電池等通過輔助室外換熱器34放熱。
[0109]如上所述，輔助室外換熱器34可以定位在室外換熱器11和12的室外空氣吸入側或室外空氣排出側，在除霜操作時，控制器70可以用輔助室內換熱器33加熱室內空間，并且可以用室外換熱器來提升實施除霜操作的室外換熱器的周圍空氣溫度，以縮短除霜操作時間。
[0110]同時，控制器70可以控制第一和第二制冷劑流道控制器，以根據室外溫度和加熱負載在相同的條件下操作第一室外換熱器11和第二室外換熱器12,并且作為實施例的一個模式，在加熱操作時，控制器70可以進行控制以使得第一室外換熱器11和第二室外換熱器12均被用作蒸發器；而在冷卻操作時，控制器70可以進行控制以使得第一室外換熱器11和第二室外換熱器12均被用作冷凝器。
[0111]而且，在加熱操作時，控制器70可以控制第一制冷劑流道控制器50和第二制冷劑流道控制器60，以使多個室外換熱器中的一個或全部根據電池中的剩余電荷狀態來操作。
[0112]圖8示出涉及本發明的第二優選實施例的電動車中的空調的框圖。
[0113]參照圖8，第二實施例的空調I具有與第一實施例中的制冷劑加熱器40不同的制冷劑加熱器70的位置。而且，除了制冷劑加熱器70的位置以外，其他配置相同，將省略相同配置的詳細描述。
[0114]雖然第一實施例提示在一位置設置制冷劑加熱器40用于在除霜操作時加熱引入壓縮機13的制冷劑，但是本實施例提示在室內換熱器14與室外換熱器11和12之間設置制冷劑加熱器70，以用于在除霜操作時加熱被引入室外換熱器11和12的制冷劑。
[0115]圖9示出本發明的第三優選實施例的電動車中的空調100的框圖，而圖10示出本發明的第四優選實施例的電動車中的空調200的框圖。
[0116]根據第三實施例的空調100或根據第四實施例的空調200具有與在第一實施例中描述的空調I的配置相似的配置，僅在第一制冷劑流道控制器和第二制冷劑流道控制器的配置上不同。
[0117]也就是說，第三或第四實施例與第一實施例相同點在于:如果第一室外換熱器111或211處于除霜操作，則使得經過室內換熱器114或214的制冷劑不被引入第一室外換熱器111或211，控制使得在第一室外換熱器111或211被用作蒸發器的過程中對第一室外換熱器111或211除霜，并且使得經過室內換熱器的制冷劑能夠被引入第二室外換熱器112或212用于連續加熱。
[0118]然而，閥門和閥門所安裝的管道的位置和數量與第一實施例不同。
[0119]同時，放熱回收單元130或230與第一個實施例中描述的放熱回收單元30相同。詳細地說，可以用來自放熱回收單元130或230的釋放的熱量來加熱從制冷劑加熱器140或240被引入室外換熱器的制冷劑或被引入壓縮機113或213的制冷劑。
[0120]而且,放熱回收單元130或230可以包括輔助室內換熱器(未示出)和輔助室外換熱器(未示出)。具體而言，產熱源131或231、輔助室外熱換器，輔助室內換熱器，以及放熱回收單元130或230中的泵132或232可以構成一個循環。
[0121]在這種情況下，輔助室內換熱器可以實施利用從產熱源回收的釋放的熱量來提供用于加熱室內空間的輔助加熱熱量的功能，并且輔助室外換熱器可以實施從電池等放熱的功能。
[0122]在一般性加熱中，控制器可以進行控制以利用輔助室內換熱器和室內換熱器來實施加熱，并且使電池等通過輔助室外換熱器進行放熱。
[0123]如上所述，輔助室外換熱器可以定位在室外換熱器的室外空氣吸入側或室外空氣排出側，在除霜操作時，控制器可以利用輔助室內換熱器來加熱室內空間，并且可以利用室外換熱器來提升實施除霜操作的室外換熱器的周圍空氣溫度，以縮短除霜操作時間。
[0124]將參照附圖集中于與第一實施例的不同之處詳細描述第三和第四實施例。
[0125]參照圖9，空調100額外地包括:連接在壓縮機113和每個室外換熱器111和112之間的旁路管道170，以及設置在旁路管道170上的多個閥171。在除霜操作時，控制器可以使從壓縮機113排出的制冷劑的一部分被引入處于除霜操作中的室外換熱器，并且制冷劑的其他部分被引入室內換熱器以及實施加熱操作的室外換熱器。
[0126]詳細地說，旁通管路170包括:設置在其上用于控制制冷劑被引入第一室外換熱器111的第一閥171，以及設置在其上用于控制制冷劑被引入第二室外換熱器112的第一閥172。
[0127]而且，在室內換熱器114與第一室外換熱器111之間可以設置并聯的第一膨脹閥151和第一單向閥152,并且第一膨脹閥151和第一單向閥152可以構成第一制冷劑流道控制器150。
[0128]而且，在室內換熱器114與第二室外換熱器112之間可以設置并聯的第二膨脹閥161和第二單向閥162，并且第二膨脹閥161和第二單向閥162可以構成第二制冷劑流道控制器160。
[0129]如果第一室外換熱器111處于除霜操作中，則當控制器打開第一閥171并關閉第二閥172用于對第一室外換熱器111除霜時，在壓縮機113處壓縮的制冷劑的一部分可以沿旁路管道170被引入第一室外換熱器111。
[0130]而且，從壓縮機113排出的制冷劑和經過第一室外換熱器111的其他部分僅被引入第二室外換熱器112，用于用第二室外換熱器112進行連續加熱。
[0131]在這種情況下，控制器控制關閉第一膨脹閥151，并調節第二膨脹閥161的開啟，使得經過室內換熱器114的制冷劑的其他部分不被引入第一室外換熱器111而被引入第二室外換熱器112,并在第二室外換熱器112處被蒸發。
[0132]參照圖10，空調200額外地包括:連接在壓縮機213和每個室外換熱器211和212之間的旁路管道270，以及設置在旁路管道270上的多個閥271到274，并且在除霜操作時，控制器可以使從壓縮機213排出的制冷劑的一部分流到開始除霜操作的室外換熱器，并且制冷劑的其他部分流到室內換熱器以及實施加熱的室外換熱器。
[0133]詳細地說，第一單向閥273設置在第一室外換熱器211與四通閥272之間的旁路管道270上，并且第二單向閥274設置在第二室外換熱器212與四通閥272之間，并且四通閥272設置在第一單向閥273與第二單向閥274之間的分支點處。而且，旁路管道270具有設置在其上僅在除霜操作時打開的第一閥271。
[0134]也就是說，如果第一閥門271打開，則在壓縮機213處壓縮的制冷劑的一部分沿旁路管道270流動，并且可以通過四通閥272被引入第一室外換熱器211或第二室外換熱器212。
[0135]在這種情況下，如果在壓縮機213處壓縮的制冷劑通過四通閥272被引入第一室外換熱器211，則對第一室外換熱器211進行除霜，并且如果四通閥272進行流道轉換，則在壓縮機213處壓縮的制冷劑被引入第二室外換熱器212，并且對第二室外換熱器212進行除霜。
[0136]而且，在室內換熱器214與室外換熱器211和212之間可以設置第一膨脹閥251，可以在第一膨脹閥251與四通閥272之間設置第二閥252，并且第二膨脹閥261和第三單向閥262可以彼此并聯地設置到第二閥252上。在這種情況下，制冷劑經過第二閥252流向四通閥272，并且可以根據四通閥272的流道流向第一室外熱器211或第二室外換熱器212。
[0137]而且，經過第二膨脹閥261的制冷劑可以連接到其上設置有第一單向閥的管道上，并且連接到其上設置有第二單向閥274的管道上[0138]在這種情況下，在第一室外換熱器211的除霜操作時，通過四通閥272，在壓縮機213處壓縮的制冷劑的一部分被引入第一室外換熱器211，并且經過室內換熱器214的制冷劑被引入第二室外熱換熱器212。在第二室外換熱器212的除霜操作中，通過四通閥272，在壓縮機213處壓縮的制冷劑的一部分被引入第二室外熱換熱器212，并且經過室內換熱器214的制冷劑被引入第一室外換熱器211。
[0139]雖然已描述了對室外換熱器除霜的情況，將室外換熱器分為第一和第二室外換熱器11和12，但是本公開不局限于此，而顯而易見的是，室外換熱器可以分為更多數量的室外換熱器。
[0140]圖11示出涉及本發明的第五優選實施例的電動車中的空調的框圖。
[0141]參照圖11，空調300可以包括:空調單元310，具有彼此并聯地連接到室內換熱器的第一至第三室外換熱器311到313;以及放熱回收單元330，包括諸如電動機等的產熱源。
[0142]除了將室外換熱器分為三個室外換熱器以外，空調單元310與第一實施例中描述的空調單元10相同。
[0143]而且，放熱回收單元330與第一實施例中描述的放熱回收單元30相同。
[0144]作為本實施例的一種模式，在第三室外換熱器313除霜操作時，空調300可以通過使用在除霜操作中的第一室外換熱器311和第二室外換熱器312進行連續的加熱操作。
[0145]如上所述，涉及本發明的優選實施例的電動車中的空調即使在除霜操作時也可以進行連續加熱操作。
[0146]而且，涉及本發明的優選實施例的電動車中的空調即使在除霜操作時也可以從電動車的各種部件回收熱量，用于防止液體制冷劑引入壓縮機。
[0147]而且，涉及本發明的優選實施例的電動車中的空調能夠提高除霜操作時的加熱效率和加熱性能。
[0148]對本領域技術人員顯而易見的是，可以對本發明做出各種修改和變型而不偏離本發明的精神和范圍。因此，意圖使本發明覆蓋對本發明的這些修改和變型，只要其落入所附的權利要求及其等同方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種電動車中的空調，所述空調具有電池和驅動單元，所述空調包括: 壓縮機，用于壓縮制冷劑； 室內換熱器，用于在加熱操作時將所述制冷劑從所述壓縮機引入所述室內換熱器中； 第一室外換熱器和第二室外換熱器，連接到所述室內換熱器； 第一制冷劑流道控制器和第二制冷劑流道控制器，設置在所述室內換熱器和每個所述室外換熱器之間；以及 控制器，如果在所述加熱操作時，所述第一室外換熱器滿足以下除霜操作啟動條件中的至少一個:室外溫度、以及所述室外換熱器的進口制冷劑溫度和出口制冷劑溫度，則所述控制器用于使所述第一室外換熱器進行除霜操作，并且根據所述電池的剩余電荷的狀態或室外溫度來控制所述第一制冷劑流道控制器和所述第二制冷劑流道控制器，使得經過所述室內換熱器的制冷劑僅被引入所述第二室外換熱器。
2.根據權利要求1所述的空調，其中如果正在實施除霜操作的所述第一室外換熱器的所述出口側制冷劑溫度大于設定溫度，則所述控制器結束所述第一室外換熱器的所述除霜操作。
3.根據權利要求2所述的空調，其中如果所述第一室外換熱器的所述除霜操作結束，則所述控制器接著實施所述第二室外換熱器的除霜，并且根據所述電池的剩余電荷的狀態或所述室外溫度來控制所述第一制冷劑流道控制器和所述第二制冷劑流道控制器，使得經過所述室內換熱器的制冷劑僅被引入所述第一室外換熱器。
4.根據權利要求2所述的空調，其中在結束所述第一室外換熱器的所述除霜操作之后，如果所述第二室外換熱器不滿足所述除霜操作啟動條件，則所述控制器根據所述電池的剩余電荷的狀態或所述室外溫度來控制所述第一制冷劑流道控制器和所述第二制冷劑流道控制器，以控制被引入所述第一室外換熱器和所述第二室外換熱器的制冷劑的流量。
5.根據權利要求1所述的空調，還包括: 放熱回收單元，其具有工作流體，所述工作流體用于在所述電池的產熱源和電動機的產熱源至少之一處循環以從所述產熱源回收所釋放的熱量。
6.根據權利要求5所述的空調，還包括: 制冷劑加熱器，用于利用所述放熱回收單元的所釋放的熱量加熱所述制冷劑， 其中所述制冷劑加熱器加熱在所述除霜操作時正被引入所述壓縮機的制冷劑，或者加熱正被引入所述室外換熱器的制冷劑。
7.根據權利要求5所述的空調，其中所述放熱回收單元包括: 輔助室內換熱器和輔助室外換熱器，其被連接以使得具有從所述產熱源回收的釋放的熱量的所述工作流體流過其中；以及 在一般性加熱操作時，所述控制器進行控制以利用所述輔助室內換熱器和所述室內換熱器實施加熱，以及使所述電池通過所述輔助室外換熱器釋放熱量。
8.根據權利要求7所述的空調，其中所述輔助室外換熱器定位在所述室外換熱器的室外空氣吸入側或者室外空氣排出側。
9.根據權利要求8所述的空調，其中，在除霜操作時，所述控制器利用所述輔助室內換熱器加熱室內空間，并且利用所述輔助室外換熱器提升實施除霜操作的所述室外換熱器的周圍空氣溫度以縮短除霜操作時間。
10.根據權利要求1或6所述的空調，還包括: 旁路管道，連接在所述壓縮機與每個所述室外換熱器之間；以及 多個閥，設置到所述旁路管道； 其中，在除霜操作時，所述控制器使得從所述壓縮機排出的所述制冷劑的一部分被引入處于除霜操作中的所述室外換熱器，并且所述制冷劑的其他部分被引入所述室內換熱器和實施加熱操作的所述室外換熱器。
11.根據權利要求1所述的空調，其中所述控制器控制所述第一制冷劑流道控制器和所述第二制冷劑流道控制器，以根據所述室外溫度和加熱負載在相同的條件下操作所述第一室外換熱器和所述第二室外換熱器。
12.根據權利要求1所述的空調，其中，在所述加熱操作時，所述控制器控制所述第一制冷劑流道控制器和所述第二制冷劑流道控制器，以使得多個所述室外換熱器中的僅一個或者全部根據所述電池中的剩余電荷狀態來操作。
13.根據權利要求1所述的空調，其中所述第一制冷劑流道控制器包括設置在所述第一室外換熱器與所述室內換熱器之間的第一電子膨脹閥， 所述第二制冷劑流道控制器包括設置在所述第二室外換熱器與所述室內換熱器之間的第二電子膨脹閥，以及 如果所述第一室外換熱器滿足所述除霜操作啟動條件，則所述控制器打開所述第一電子膨脹閥并且控制所述第二電子·膨脹閥的開啟。
【文檔編號】F25B47/02GK103596783SQ201280028504
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年6月5日 優先權日:2011年6月10日
【發明者】崔仁虎, 樸根瑞, 金暻桓 申請人:Lg電子株式會社