專利名稱：基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)大客車空調(diào)系統(tǒng)及其節(jié)能方法，尤其是一種利用小功率電 動(dòng)壓縮機(jī)和PTC陶瓷加熱器實(shí)現(xiàn)整車溫度制冷或制熱并分區(qū)可控的方法及其空調(diào)系統(tǒng)， 具體地說是一種基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，電動(dòng)汽車是一種低噪音、零排放、零污染的新型交通工具，由于電 動(dòng)車的電池組的容量受重量體積及成本的限制，不可能像普通汽車那樣有很大的儲備能 量，因而對車上用電設(shè)備的耗能必須加以限制，以保證其續(xù)駛里程和動(dòng)力性能的需要。 而具有冬天制熱、夏天致冷功能的空調(diào)系統(tǒng)是提高車輛舒適度的必備設(shè)施，普通汽車內(nèi) 的加熱是利用發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)水箱的熱能，用暖風(fēng)機(jī)吹向車內(nèi)，通過人為改變風(fēng)道來調(diào)節(jié)暖 風(fēng)大小，控制對車內(nèi)的加熱，部分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱。而空調(diào)降溫是由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)電磁 離合器直接帶動(dòng)致冷空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，由風(fēng)扇將蒸發(fā)器吸熱后的冷氣吹向車內(nèi)，并由膨 脹閥根據(jù)蒸發(fā)器出口溫度的情況，調(diào)節(jié)致冷量，但無論車內(nèi)溫度是否足夠低，只要不關(guān) 掉致冷開關(guān)，壓縮機(jī)即一直由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷耗費(fèi)大量燃油。電動(dòng)汽車取消了效率低下的發(fā)動(dòng)機(jī)，無法利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱，一般需配備電加 熱器通過暖風(fēng)機(jī)為車內(nèi)提供熱風(fēng)，制冷則由電動(dòng)制冷壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)。由于電動(dòng)大客車或電 動(dòng)公交車的車廂空間大，乘員數(shù)量變化也很大，普通大客車無論用電加熱或電動(dòng)壓縮機(jī) 制冷，都要耗用大量動(dòng)力電池的電能，人員少時(shí)電能浪費(fèi)很大，會嚴(yán)重影響車輛的續(xù)駛 里程，甚至到無法承受的地步，因此，目前很多電動(dòng)大客和電動(dòng)公交均未裝空調(diào)，車輛 的舒適性無法與傳統(tǒng)汽車相比。即使安裝，也是仿照傳統(tǒng)汽車，用一個(gè)全車的制冷和管 道通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷及廢熱送風(fēng)。一般大客或公交車人多時(shí)會滿座甚至站滿人，需要最 大的空調(diào)功率運(yùn)行，而人少時(shí)可能僅剩司機(jī)一人，若運(yùn)行全部空調(diào)系統(tǒng)必然耗電多浪費(fèi) 極大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的電動(dòng)大客車空調(diào)開啟后不論出風(fēng)口區(qū)間是否有人、 人多人少，均全負(fù)荷運(yùn)行造成電能極大浪費(fèi)以及因車載電能有限很難保證最佳空調(diào)效果 的問題，發(fā)明一種將車內(nèi)溫度控制范圍進(jìn)行分區(qū)，在每個(gè)分區(qū)設(shè)置獨(dú)立的小功率空調(diào)裝 置并分別控制來達(dá)到節(jié)能和降低功率的基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空 調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是
一種基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方法，其特征是它包括 以下步驟
首先，根據(jù)電動(dòng)客車的長度至少分為二個(gè)溫度區(qū)；其次，在每個(gè)溫度區(qū)的車頂上各安裝一套能單獨(dú)運(yùn)行的基本空調(diào)模塊，每個(gè)基本空 調(diào)模塊由對稱安裝的兩套相同的小功率電動(dòng)空調(diào)裝置組成；相鄰的基本空調(diào)模塊之間的 制冷劑管道獨(dú)立設(shè)置；所述的小功率電動(dòng)空調(diào)裝置的制冷量不大于12kW，制熱功率不大 于 5kW ；
第三，使每個(gè)基本空調(diào)模塊均與智能控制系統(tǒng)相連，由智能控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的模 式和每個(gè)小功率電動(dòng)空調(diào)裝置進(jìn)風(fēng)口的溫度自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電動(dòng)壓縮機(jī)的制冷量、換擋調(diào) 節(jié)加熱量或各個(gè)基本空調(diào)模塊的開停，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)車內(nèi)溫度自動(dòng)確定基本空調(diào)模塊的 運(yùn)行數(shù)量及每個(gè)基本空調(diào)模塊的制冷(熱)量。電動(dòng)客車的長度為8-9.5米時(shí)，安裝的基本空調(diào)模模塊的數(shù)量為兩個(gè)，電動(dòng)客 車的長度為10米以上時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為三個(gè)或三個(gè)以上。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是
一種基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，其特征是它至少 由兩個(gè)能單獨(dú)運(yùn)行的基本空調(diào)模塊組成，所述的基本空調(diào)模塊安裝在電動(dòng)大客車的車頂 上，各基本空調(diào)模塊之間相互獨(dú)立，它們均與駕駛室的溫度控制裝置電氣相連；所述的 基本空調(diào)模塊由對稱安裝的相同的兩套小功率空調(diào)裝置組成，每套小功率空調(diào)裝置的制 冷量不大于12kW，制熱功率不大于5 kW，每套小功率空調(diào)裝置由電動(dòng)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器 及蒸發(fā)風(fēng)機(jī)、冷凝器及冷凝風(fēng)機(jī)和干燥貯液器及兩檔PTC陶瓷加熱器組成，電動(dòng)壓縮機(jī) 安裝在蒸發(fā)器和冷凝器之間，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)安裝在蒸發(fā)器及兩檔PTC陶瓷加熱器的后部，蒸 發(fā)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與車內(nèi)出風(fēng)口正對，冷凝風(fēng)機(jī)安裝在冷凝器的上部，冷凝風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口 與車頂上的車外大氣相通。同樣地，所述的電動(dòng)客車的長度為8-9.5米時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為兩 個(gè)，電動(dòng)客車的長度為10米以上時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為三個(gè)或三個(gè)以上。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明的空調(diào)根據(jù)車型大小不同采用多個(gè)制冷壓縮機(jī)、兩檔PTC陶瓷加熱器模塊 組合和隔離的獨(dú)立風(fēng)道分成幾個(gè)溫區(qū)制冷(熱)，避免過大的車輛空間不管人員多少全部 制冷(熱)運(yùn)行造成的能源浪費(fèi)，這一點(diǎn)對使用動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車尤為重要。2、對各分區(qū)的空調(diào)溫度還能根據(jù)各分區(qū)回風(fēng)口的溫度，由智能型空調(diào)控制器通 過壓縮機(jī)控制器控制制冷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)制冷量及換擋調(diào)節(jié)PTC陶瓷加熱器的加熱量， 使每個(gè)分區(qū)的溫度較為合理舒適。3、全車既可由司機(jī)根據(jù)各區(qū)人員多少的情況，啟動(dòng)相應(yīng)溫區(qū)的模塊機(jī)組，還可 結(jié)合智能控制器根據(jù)各溫區(qū)回風(fēng)口溫度通過對各模塊組合的控制器進(jìn)行PWM調(diào)速實(shí)現(xiàn)壓 縮機(jī)調(diào)速運(yùn)行及換擋改變加熱功率，調(diào)節(jié)致冷功率和致熱量，既達(dá)到節(jié)省電能又避免了 壓縮機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，延長系統(tǒng)中壓縮機(jī)及風(fēng)扇等設(shè)備的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的基本空調(diào)模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的公交電動(dòng)客車車頂?shù)幕究照{(diào)模塊布置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是與圖3相配的三溫區(qū)隔離風(fēng)道及各基本空調(diào)模塊制冷(熱)進(jìn)出口風(fēng)道示意圖。圖5是本發(fā)明的基本空調(diào)模塊1的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一。如圖1-4所示。一種基于模塊化多溫區(qū)智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方法，首先針對大 客和公交車的乘員變化大的情況，采用多溫區(qū)、模塊化和智能控制的制冷方案，將多個(gè) 獨(dú)立的制冷(熱)模塊沿車輛縱向分區(qū)排布，大致可分為前(司機(jī))區(qū)，中區(qū)和后部 區(qū)，如圖3所示，每個(gè)區(qū)安裝兩組獨(dú)立的制冷機(jī)組河PTC陶瓷加熱器及出風(fēng)回風(fēng)系統(tǒng)組 成的基本空調(diào)模塊，其平面布置如圖1所示，立體圖如圖2所示，并在基本空調(diào)模塊的 回風(fēng)口安裝溫度傳感器，探測各自的回風(fēng)口溫度。各分區(qū)制冷制熱模塊的啟停由司機(jī)根 據(jù)車內(nèi)人員情況的變化通過按鈕開關(guān)操縱。除了人工操縱以外，還可由單片機(jī)組成的智 能控制系統(tǒng)對所有模塊運(yùn)行進(jìn)行智能控制，可根據(jù)各分區(qū)的回風(fēng)口溫度傳感器探測到的 回風(fēng)口溫度，按照設(shè)定程序通過該模塊電動(dòng)壓縮機(jī)控制器調(diào)節(jié)電動(dòng)壓縮機(jī)的變頻運(yùn)轉(zhuǎn)和 PTC陶瓷加熱器的換擋來相應(yīng)調(diào)節(jié)該區(qū)的制冷(熱)量，即根據(jù)各溫控區(qū)的人員多少和 回風(fēng)口溫度實(shí)施合適的制冷制熱運(yùn)行，保證車廂內(nèi)保持合適的溫度范圍，并最大限度地 節(jié)約動(dòng)力電池的電能。本發(fā)明還能適應(yīng)不同大小的大客和公交車輛根據(jù)車輛的大小，安 裝不同數(shù)量的模塊組合，即可適應(yīng)不同大小的車型的空調(diào)需要。每個(gè)模塊組合有兩個(gè)制 冷機(jī)組，兩個(gè)加熱元件，制冷量12KW，制熱功率不大于5 kW，分別安裝于不同區(qū)的左 右對稱位置，有各自的出風(fēng)和回風(fēng)口，可以同時(shí)或分別控制。如果8 9.5m車可以安放 兩個(gè)模塊組合，制冷量24KW，制熱功率不大于10 kW 10 15m車安放3個(gè)模塊組合， 制冷量可達(dá)36KW制熱功率不大于30 kW。原車的空調(diào)送風(fēng)通道則需按照分區(qū)增加隔離 板，分隔成不同的隔離風(fēng)道，以達(dá)到各區(qū)分別控制的效果。實(shí)施例二。如圖1-4所示。一種基于模塊化多溫區(qū)智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，它至少由兩 個(gè)能單獨(dú)運(yùn)行的如圖1、2所示的基本空調(diào)模塊組成，本實(shí)施例的電動(dòng)公車客車由三個(gè)基 本空調(diào)模塊1組成，所述的基本空調(diào)模塊1安裝在電動(dòng)大客車的車頂上，各基本空調(diào)模 塊1之間相互獨(dú)立并用汽車風(fēng)道隔板2分隔成相互獨(dú)立的三套系統(tǒng)，每個(gè)基本空調(diào)模塊 1 (外形如圖5所示)它們均與駕駛室的溫度控制裝置電氣相連；所述的基本空調(diào)模塊 1由對稱安裝的相同的兩套小功率空調(diào)裝置組成，每套小功率空調(diào)裝置的制冷量不大于 12kW，制熱功率不大于5 kW，每套小功率空調(diào)裝置由電動(dòng)壓縮機(jī)3、蒸發(fā)器4及蒸發(fā)風(fēng) 機(jī)5、冷凝器6及冷凝風(fēng)機(jī)7和干燥貯液器8及與二檔PTC陶瓷加熱器9 (可采用由鹽城 市宏創(chuàng)電熱機(jī)械有限公司生產(chǎn)的相應(yīng)加熱規(guī)格的產(chǎn)品)組成，陶瓷加熱器9可安裝在蒸發(fā) 器4的后部，也可安裝在車廂底部，通過送風(fēng)管道向車內(nèi)送風(fēng)。電動(dòng)壓縮機(jī)3安裝在蒸 發(fā)器4和冷凝器6之間，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)5安裝在蒸發(fā)器4和PTC陶瓷加熱器9的后部，蒸發(fā)風(fēng) 機(jī)5的出風(fēng)口與車內(nèi)出風(fēng)口 12正對，冷凝風(fēng)機(jī)7安裝在冷凝器6的上部，冷凝風(fēng)機(jī)7的出風(fēng)口與車頂上的車外大氣相通；根據(jù)不同車型情況也可將電加熱和暖風(fēng)管道置于車廂 下部，由下部送暖，與制冷及上部送冷管道分開設(shè)置，圖中11表示蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)口。如果電動(dòng)客車的長度為8-9.5米時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量可為兩個(gè)，電動(dòng) 客車的長度為10米以上時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為三個(gè)或三個(gè)以上。本發(fā)明的各基本空調(diào)模塊的運(yùn)行可由控制器根據(jù)各溫區(qū)回風(fēng)口溫度傳感器探測 到的溫度和設(shè)定程序，通過電動(dòng)壓縮機(jī)的控制器改變電動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速及蒸發(fā)器冷凝器風(fēng) 扇的轉(zhuǎn)速通過換擋改變PTC的加熱功率，來調(diào)節(jié)各模塊的制冷(熱)量，達(dá)到既節(jié)能又 舒適的空調(diào)效果。各溫區(qū)是否運(yùn)行由司機(jī)根據(jù)車內(nèi)人員數(shù)量和分布情況開啟相應(yīng)的溫區(qū)制冷模 塊，而各溫區(qū)模塊的控制則由單片機(jī)根據(jù)各模塊溫區(qū)熱負(fù)荷及回風(fēng)口溫度情況，通過對 電動(dòng)壓縮機(jī)控制器的調(diào)速和PTC陶瓷加熱器的換擋指令對空調(diào)模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)達(dá)到降 低電池電量消耗的效果。本發(fā)明電動(dòng)控制系統(tǒng)可采用常規(guī)的電控技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)，其所涉及的溫度傳感電 路、變頻調(diào)速控制器及相應(yīng)的開關(guān)電路均為常規(guī)電路，對于空調(diào)電氣技術(shù)人員而言無需 創(chuàng)造性勞動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)，故不再介紹，而本發(fā)明的關(guān)鍵是提供了分區(qū)控制和模塊化運(yùn)行， 由于電動(dòng)壓縮機(jī)的功率下降，加熱模塊分散布置因此整機(jī)的重量下降十分明顯，為空調(diào) 壓縮機(jī)安裝在車頂上和模塊化的實(shí)現(xiàn)提供了保障，因此具有安裝方便靈活，整體重量 輕，可靈活搭配的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方法，其特征是它包 括以下步驟首先，根據(jù)電動(dòng)客車的長度至少分為二個(gè)溫度區(qū)；其次，在每個(gè)溫度區(qū)的車頂上各安裝一套能單獨(dú)運(yùn)行的基本空調(diào)模塊，每個(gè)基本空 調(diào)模塊由對稱安裝的兩套相同的小功率電動(dòng)空調(diào)裝置組成；相鄰的基本空調(diào)模塊之間的 制冷劑管道獨(dú)立設(shè)置；所述的小功率電動(dòng)空調(diào)裝置的制冷量不大于12 kW，制熱功率不 大于5 kW ；第三，使每個(gè)基本空調(diào)模塊均與智能控制系統(tǒng)相連，由智能控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的模 式和每個(gè)小功率電動(dòng)空調(diào)裝置出風(fēng)口的溫度自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電動(dòng)壓縮機(jī)的制冷量或換擋改 變PTC元件的制熱量及各個(gè)基本空調(diào)模塊的開停，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)車內(nèi)溫度自動(dòng)確定基本 空調(diào)模塊的運(yùn)行數(shù)量和/或運(yùn)行中的基本空調(diào)模塊的制冷(熱)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模塊化多溫區(qū)智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方 法，其特征是電動(dòng)客車的長度為8 9.5米時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為兩個(gè)，電動(dòng) 客車的長度為10米以上時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為三個(gè)或三個(gè)以上。
3.一種基于模塊化多溫區(qū)智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，其特征是它至 少由兩個(gè)能單獨(dú)運(yùn)行的基本空調(diào)模塊組成，所述的基本空調(diào)模塊安裝在電動(dòng)大客車的車 頂上，各基本空調(diào)模塊之間相互獨(dú)立，它們均與駕駛室的溫度控制裝置電氣相連；所述 的基本空調(diào)模塊由對稱安裝的相同的兩套小功率空調(diào)裝置組成，每套小功率空調(diào)裝置的 制冷量不大于12kW，制熱功率不大于5 kW，每套小功率空調(diào)裝置的制冷由電動(dòng)壓縮 機(jī)、蒸發(fā)器及蒸發(fā)風(fēng)機(jī)、冷凝器及冷凝風(fēng)機(jī)、干燥貯液器和陶瓷加熱器組成，電動(dòng)壓縮 機(jī)安裝在蒸發(fā)器和冷凝器之間，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)安裝在蒸發(fā)器和加熱器的后部，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的出 風(fēng)口與車內(nèi)出風(fēng)口正對，冷凝風(fēng)機(jī)安裝在冷凝器的上部，冷凝風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與車頂上的 車外大氣相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3基于模塊化多溫區(qū)智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，其特 征是所述的電動(dòng)客車的長度為8-9.5米時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為兩個(gè)，電動(dòng)客車 的長度為10米以上時(shí)，安裝的基本空調(diào)模塊的數(shù)量為三個(gè)或三個(gè)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3基于模塊化多溫區(qū)智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)，其特 征是所述的陶瓷加熱器安裝在車廂底部。
全文摘要
一種基于多溫區(qū)模塊化智能溫度控制的電動(dòng)大客車空調(diào)節(jié)能方法及系統(tǒng)，其特征是根據(jù)電動(dòng)客車的長度至少分為二個(gè)溫度區(qū)；在每個(gè)溫度區(qū)的車頂上各安裝一套能單獨(dú)運(yùn)行的基本空調(diào)模塊，每個(gè)基本空調(diào)模塊由對稱安裝的兩套相同的小功率電動(dòng)空調(diào)裝置和加熱裝置組成；相鄰的基本空調(diào)模塊之間的制冷劑管道獨(dú)立設(shè)置；所述的小功率電動(dòng)空調(diào)裝置的制冷量不大于12kW，制熱功率不大于5kW；第三，使每個(gè)基本空調(diào)模塊均與智能控制系統(tǒng)相連，由智能控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的模式和每個(gè)小功率電動(dòng)空調(diào)裝置出風(fēng)口的溫度自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)電動(dòng)壓縮機(jī)的制冷量或各個(gè)基本空調(diào)模塊的開停，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)車內(nèi)溫度自動(dòng)確定基本空調(diào)模塊的運(yùn)行數(shù)量和/或運(yùn)行中的基本空調(diào)模塊的制冷量。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F24F11/02GK102009580SQ20101055352
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者錢永貴 申請人:南京奧特佳冷機(jī)有限公司