一种车外换热器化霜系统以及热泵系统和车辆论文和设计-曹兰宝

全文摘要

本实用新型公开了一种车外换热器化霜系统以及热泵系统和车辆，涉及车辆技术领域。车外换热器化霜系统包括电机和与其连接的电机控制器，电机控制器包括电机驱动控制器，设置成控制电机的输出轴转动；和电机降效控制器，与电机驱动控制器连接，且设置成车外换热器需要化霜时控制电机降低驱动效率，迫使电机提高发热量；电机，设置成将自身产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至车外换热器，从而去除车外换热器表面的结霜层。本实用新型还提供了一种热泵系统和车辆，车辆包括热泵系统，热泵系统包括上述的车外换热器化霜系统。本实用新型的车外换热器化霜系统不影响乘员舱舒适性，且能够提高能源利用率。

主设计要求

1.一种车外换热器化霜系统，其特征在于，包括电机和与其连接的电机控制器，所述电机控制器包括：电机驱动控制器，设置成控制所述电机的输出轴转动；和电机降效控制器，与所述电机驱动控制器连接，且设置成所述车外换热器需要化霜时控制所述电机降低驱动效率，迫使所述电机提高发热量；所述电机，设置成将自身产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至所述车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。

设计方案

1.一种车外换热器化霜系统，其特征在于，包括电机和与其连接的电机控制器，所述电机控制器包括：

电机驱动控制器，设置成控制所述电机的输出轴转动；和

电机降效控制器，与所述电机驱动控制器连接，且设置成所述车外换热器需要化霜时控制所述电机降低驱动效率，迫使所述电机提高发热量；

所述电机，设置成将自身产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至所述车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。

2.根据权利要求1所述的车外换热器化霜系统，其特征在于，还包括温度传感器，设置成检测所述车外换热器出口蒸发温度。

3.根据权利要求2所述的车外换热器化霜系统，其特征在于，还包括过热度检测器，设置成检测所述车外换热器出口过热度。

4.根据权利要求3所述的车外换热器化霜系统，其特征在于，还包括比较器，预设有设定出口蒸发温度和设定出口过热度，且设置成比较所述出口蒸发温度与设定出口蒸发温度的数值的大小和所述出口过热度与设定出口过热度的数值的大小。

5.根据权利要求4所述的车外换热器化霜系统，其特征在于，还包括数值处理器，设置成接收所述比较器的比较结果并判定所述车外换热器是否需要化霜；

其中，所述数值处理器还设置成判断出所述车外换热器需要化霜时，发送化霜信号至所述电机降效控制器。

6.根据权利要求1所述的车外换热器化霜系统，其特征在于，还包括风扇，邻近所述车外换热器布置，且设置成所述车外换热器需要化霜时启动所述风扇。

7.根据权利要求1所述的车外换热器化霜系统，其特征在于，所述电机与所述电机控制器的连接方式包括有线连接或无线连接。

8.一种热泵系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的车外换热器化霜系统；且

所述热泵系统还包括电机散热器，所述电机散热器靠近所述车外换热器布置。

9.一种热泵系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的车外换热器化霜系统；且

所述热泵系统还包括电机散热器，所述电机散热器和所述车外换热器共同组成集成式换热器。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设有如权利要求8或如权利要求9所述的热泵系统。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种车外换热器化霜系统以及热泵系统和车辆。

背景技术

随着自然资源的日益枯竭，新能源车辆作为新一代代步工具，逐渐受到人们的欢迎。

目前，新能源车辆上对热泵空调系统中室外换热器的化霜，一般采用的是让制冷剂反流，使得室外换热器放热，以此来达到化霜的方式。

但是，当热泵空调系统在除霜的时候，由于制冷剂反流，因而制冷剂的热量均传递至室外换热器上，从而使得乘员舱内因无热量提供而使得温度下降，这极大降低了乘员舱的舒适性，易引起乘客抱怨。

实用新型内容

本实用新型第一方面的一个目的在于提供一种不影响乘员舱舒适性的车外换热器化霜系统。

本实用新型第一方面的另一个目的在于提高能源利用率。

本实用新型第二方面的一个目的是提供一种热泵系统，所述热泵系统包括上述所述的车外换热器化霜系统，所述车外换热器化霜系统在车外换热器化霜时不影响乘员舱舒适性。

本实用新型第三方面的一个目的是提供一种车辆，所述车辆包括上述热泵系统，所述热泵系统在车外换热器化霜时不影响乘员舱舒适性。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种车外换热器化霜系统，包括电机和与其连接的电机控制器，所述电机控制器包括：

电机驱动控制器，设置成控制所述电机的输出轴转动；和

电机降效控制器，与所述电机驱动控制器连接，且设置成所述车外换热器需要化霜时控制所述电机降低驱动效率，迫使所述电机提高发热量；

所述电机，设置成将自身产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至所述车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。

进一步地，还包括温度传感器，设置成检测所述车外换热器出口蒸发温度。

进一步地，还包括过热度检测器，设置成检测所述车外换热器出口过热度。

进一步地，还包括比较器，预设有设定出口蒸发温度和设定出口过热度，且设置成比较所述出口蒸发温度与设定出口蒸发温度的数值的大小和所述出口过热度与设定出口过热度的数值的大小。

进一步地，还包括数值处理器，设置成接收所述比较器的比较结果并判定所述车外换热器是否需要化霜；

其中，所述数值处理器还设置成判断出所述车外换热器需要化霜时，发送化霜信号至所述电机降效控制器。

进一步地，还包括风扇，邻近所述车外换热器布置，且设置成所述车外换热器需要化霜时启动所述风扇。

进一步地，所述电机与所述电机控制器的连接方式包括有线连接或无线连接。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型提供了一种热泵系统，所述热泵系统包括上述所述的车外换热器化霜系统，且所述热泵系统还包括电机散热器，所述电机散热器靠近所述车外换热器布置。

进一步地，所述热泵系统包括上述所述的车外换热器化霜系统，且所述热泵系统还包括电机散热器，所述电机散热器和所述车外换热器共同组成集成式换热器。

根据本实用新型的第三方面，本实用新型提供了一种车辆，所述车辆设有上述所述的热泵系统。

本实用新型的车外换热器化霜系统以及热泵系统和车辆，通过设置电机驱动控制器和电机降效控制器，在车外换热器需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机产生热量并将该热量传递至车外换热器，从而去除所述车外换热器表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本实用新型的化霜系统能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证电机的正常工作。

进一步地，通过适当降低电机的驱动效率来使电机散发更多的热量去除车外换热器表面的化霜层，因此，也无需像现有技术中那样采用额外的加热器来进行化霜，从而浪费车辆额外的能量，特别是对电动车辆来说，其会极大降低车辆的续航能力，因而，本实用新型的化霜系统极大提高了能量利用率，在一定程度上提高了车辆的续航能力。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的车外换热器化霜系统的原理框图；

图2是根据本实用新型一个实施例的集成式换热器的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的集成式换热器的制冷剂扁管和超导液扁管的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的车外换热器化霜系统的原理框图。如图1所示，车外换热器化霜系统包括电机1和与其连接的电机控制器2，电机控制器2包括电机驱动控制器21和电机降效控制器22。电机驱动控制器21设置成控制电机1的输出轴转动。电机降效控制器22与电机驱动控制器连接，且设置成车外换热器3需要化霜时控制电机1降低驱动效率，迫使电机1提高发热量。电机1设置成将自身产生的热量通过电机散热管道中的传热介质输送至车外换热器3，从而去除车外换热器3表面的结霜层。

在这里，电机为车辆上的车载电机，可以为提供车辆驱动力的驱动电机，也可以为雨刮电机等。传热介质可以为普通冷媒如水，也可以是超导液，超导液通过相变传热的方式将热量输送至车外换热器3。同时，所述电机1与所述电机控制器2的连接方式可以为有线连接，也可以为无线连接。

本实用新型的车外换热器化霜系统，通过设置电机驱动控制器21和电机降效控制器22，在车外换热器3需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机1产生热量并将该热量传递至车外换热器3，从而去除车外换热器3 表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本实用新型的化霜系统能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证电机1的正常工作。

进一步地，通过适当降低电机1的驱动效率来使电机散发更多的热量去除车外换热器3表面的化霜层，因此，也无需像现有技术中那样采用额外的加热器来进行化霜，从而浪费车辆额外的能量，特别是对电动车辆来说，其会极大降低车辆的续航能力，因而，本实用新型的化霜系统极大提高了能量利用率，在一定程度上提高了车辆的续航能力。

具体地，车外换热器化霜系统还包括温度传感器4，设置成检测车外换热器3出口蒸发温度。车外换热器化霜系统还包括过热度检测器5，设置成检测车外换热器3出口过热度。

同时，车外换热器化霜系统还可以包括比较器6，预设有设定出口蒸发温度和设定出口过热度，且设置成比较出口蒸发温度与设定出口蒸发温度的数值的大小和出口过热度与设定出口过热度的数值的大小。

此外，车外换热器化霜系统还可以包括数值处理器7，设置成接收比较器 6的比较结果并判定车外换热器3是否需要化霜。其中，数值处理器7还设置成判断出车外换热器3需要化霜时，发送化霜信号至电机降效控制器22。

如此，电机降效控制器22就能够在合适的时机有效控制电机1降低驱动效率，不仅能够合理利用能源，提高能源利用率，还可以保证电机1本身的正常工作。

同时，在本实用新型一个实施例中，车外换热器化霜系统还可以包括风扇 8，邻近车外换热器3布置，且设置成车外换热器3需要化霜时启动风扇8。

当风扇8打开时，可以加快车外换热器3附近空气的流通，使得电机1产生的热量及时散发至车外换热器3的表面而用于化霜，因此，风扇8的设置，可加快车外换热器3的化霜过程，且可以充分利用电机1产生的热量，有利于能量的合理及时利用。

此外，在本实用新型一个实施例中，还提供了一种热泵系统，热泵系统包括上述的车外换热器化霜系统和电机散热器9，电机散热器9靠近车外换热器 3布置。

具体说来，电机散热管道穿过电机1和电机散热器9，传热介质为普通冷媒如水，普通冷媒在冷媒输送泵的泵送下吸收电机1产生的热量并将热量传递至电机散热器9。其中，由于电机散热器9靠近车外换热器3。如此，电机散热器9散发出的热量就能够用于车外换热器3的化霜。

同时，在本实用新型另一个实施例中，还提供了另一种热泵系统，热泵系统包括上述的车外换热器化霜系统和电机散热器，电机散热器和车外换热器共同组成集成式换热器10。其中，传热介质可以为超导液，电机散热管道穿过电机1和电机散热器，超导液通过相变传热的方式吸收电机1产生的热量并将热量传递至电机散热器。如此，电机散热器9散发出的热量就能够用于车外换热器3的化霜。

具体说来，图2是根据本实用新型一个实施例的集成式换热器的结构示意图，图3是根据本实用新型一个实施例的集成式换热器的制冷剂扁管和超导液扁管的结构示意图。参见图2和图3，本实施例以图2为主加以说明，集成式换热器10可以包括多组制冷剂扁管15、制冷剂集液管16、多组超导液扁管17 和超导液集液管18。如图3所示，每组制冷剂扁管15内均设有多个制冷剂流道19。制冷剂集液管16设置于多组制冷剂扁管15的两端且与每个制冷剂流道19连通。如图3所示，每一超导液扁管17套设于每一制冷剂扁管15的外侧，超导液扁管17与制冷剂扁管15的外表面之间形成有多个超导液流道20。超导液集液管18设置于多组超导液扁管17的两端且与每个超导液流道20连通，超导液集液管18与制冷剂集液管16相隔离，使得制冷剂在制冷剂扁管15和制冷剂集液管16内流通，超导液在超导液扁管17和超导液集液管18内流动。其中，制冷剂扁管15和制冷剂集液管16位于热泵系统制冷剂循环回路中，超导液扁管17和超导液集液管18位于电机散热管道中。

通过集成式换热器10的设置，特别是制冷剂扁管15与超导液扁管17的套设设计，可以将电机1产生的热量最大限度的传递至集成式换热器10内部，该热量或用于集成式换热器化霜、或用于制冷剂吸热，因此，可以最大限度地提高车辆的能量利用率，符合当前节能趋势。

同时，由于热泵系统包括上述车外换热器化霜系统，因此通过设置电机驱动控制器21和电机降效控制器22，在车外换热器3需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机1产生热量并将该热量传递至车外换热器3，从而去除车外换热器3表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本实用新型的化霜系统能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证电机1的正常工作。

同时，在其他实施例中，还提供了一种车辆，车辆设有上述的热泵系统，热泵系统包括上述的车外换热器化霜系统。

由于热泵系统包括上述的车外换热器化霜系统，因此通过设置电机驱动控制器21和电机降效控制器22，在车外换热器3需要化霜时，通过降低车辆的电机驱动效率，利用电机1产生热量并将该热量传递至车外换热器3，从而去除车外换热器3表面的结霜层。因此，就无需像现有技术中那样通过制冷剂反流放热至车外换热器来化霜，由此导致乘员舱温度下降而降低乘员舱舒适性，引起乘客抱怨，本实用新型的化霜系统能够完全避免上述弊端，因而不仅能够保证乘员舱的舒适性，还能够保证电机1的正常工作。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

设计图

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