汽车空调和具有其的外循环加热系统、汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车温控技术领域，具体涉及一种外循环加热系统及其包括的汽车空调、汽车。


背景技术：

2.随着电动汽车的的发展，人们对电动汽车空调的节能性有了更高的期待，用户希望汽车空调在外循环时能够做到采暖能耗小。
3.现有的汽车空调在外循环模式下，新风从车外环境进入空调箱，经过空调箱时中从空调箱的加热组件带走大量热量才能起到采暖的作用，新风的热量需求大使得空调的能耗较高，并且热量需求大时对空调箱中的加热组件的消耗快，使得加热组件使用寿命短。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种汽车空调以及包括此汽车空调的一种外循环加热系统，外循环加热系统能够减少加热组件加热新风所需的能耗。
5.本实用新型还旨在提出一种具有上述外循环加热系统的汽车。
6.根据本实用新型实施例的汽车空调，包括：空调箱，所述空调箱具有车内出风口；冷媒换热器，所述冷媒换热器设在所述空调箱内；新风管，所述新风管连通所述空调箱，所述新风管具有连通汽车外部的新风入口；外循环换热器，所述外循环换热器设在所述新风管和所述空调箱的至少一个上，所述外循环换热器内具有流体通道，所述外循环换热器用于连接汽车内的冷却水套。
7.根据本实用新型实施例的汽车空调，通过设置与汽车内的冷却水套连接的外循环换热器，外循环换热器内具有流体通道供冷却水套内的冷却水流通，当用户使用汽车空调的外循环暖风模式时，汽车外部的冷空气由新风入口进入新风管，通过外循环换热器以及冷媒换热器的处理，最终流入车内驾驶室。其中外循环加热器流体通道内的高温冷却水将热量传递至外循环加热器周围的空气，使得汽车空调内的空气的温度上升，达到适合的温度所需的热量差减少，减轻汽车空调的冷媒换热器的工作负担，并且减小冷媒换热器的运行成本，使得汽车空调的运行耗能更少。
8.在一些实施例中，所述外循环换热器设置在所述新风管内。
9.具体地，所述外循环换热器沿垂直于所述新风管的轴线方向设置。
10.在一些实施例中，汽车空调还包括：设在所述空调箱内的加热器。
11.根据本实用新型实施例的一种汽车的外循环加热系统，包括：汽车空调，所述汽车空调为本实用新型实施例的汽车空调；冷却水套，所述冷却水套具有水套入口和水套出口；泵体，所述泵体串联连接在所述冷却水套上，所述泵体用于驱动液体从所述水套入口流入所述冷却水套后，从所述水套出口流出；其中，所述冷却水套的所述水套入口和所述水套出口，与所述外循环换热器的所述流体通道连通。
12.根据本实用新型实施例的外循环加热系统，通过设置冷却水套对汽车的发热部件进行降温，泵体将冷却水套内的冷却水驱动至外循环发热器，其中冷却水将吸收的热量传递至外循环换热器。外循环换热器利用冷却水内的热量对汽车空调内的空气进行加热，利用发热部件产生的热量对汽车空调内的空气进行加热，提高热量的利用率，并且加快汽车空调的采暖速度。
13.在一些实施例中，所述外循环加热系统还包括：散热器，所述散热器具有散热入口和散热出口；第一控制阀，所述第一控制阀具有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口与所述水套出口相连，所述第二接口与所述外循环换热器的所述流体通道连通，所述第三接口与所述散热入口相连；第二控制阀，所述第二控制阀具有第四接口、第五接口和第六接口，所述第四接口与所述水套入口相连，所述第五接口与所述外循环换热器的所述流体通道连通，所述第六接口与所述散热出口相连；控制模块，所述控制模块与所述第一控制阀、所述第二控制阀电连接，所述控制模块控制所述第一控制阀、所述第二控制阀在第一状态和第二状态之间切换。
14.其中，在所述第一状态，所述第一控制阀的所述第一接口、所述第二接口连通，且所述第三接口断开，所述第二控制阀的所述第四接口、所述第五接口连通，且所述第六接口断开。
15.在所述第二状态，所述第一控制阀的所述第一接口、所述第三接口连通，且所述第二接口断开，所述第二控制阀的所述第四接口、所述第六接口连通，且所述第五接口断开。
16.具体地，所述第一控制阀、所述第二控制阀均为电子三通阀。
17.在一些实施例中，所述冷却水套为电机电控水套。
18.在一些实施例中，所述外循环加热系统具有通风模式、制冷模式和制热模式；所述控制模块构造成，在所述通风模式和所述制冷模式被触发时，所述控制模块切换成所述第二状态。所述控制模块还构造成，在所述制热模式被触发时，所述控制模块切换成所述第一状态。
19.根据本实用新型实施例的汽车，包括上述实施例的汽车的外循环加热系统。
20.根据本实用新型实施例的汽车，可以利用冷却水套提高汽车空调的加热效率，节省能耗。
21.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
22.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1为本实用新型实施例的汽车空调的示意图；
24.图2为本实用新型实施例的外循环加热系统的示意图；
25.图3为本实用新型实施例的外循环加热系统的第一状态示意图；
26.图4为本实用新型实施例的外循环加热系统的第二状态示意图。
27.附图标记：
28.外循环加热系统100、
29.汽车空调10、冷却水套20、泵体30、散热器40、第一控制阀50、第二控制阀60、
30.空调箱11、新风管12、外循环换热器13、
31.冷媒换热器111、新风入口122、加热器113、
32.水套入口24、水套出口25、
33.散热入口46、散热出口47、
34.第一接口51、第二接口52、第三接口53、
35.第四接口64、第五接口65、第六接口66、
36.控制模块70。
具体实施方式
37.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的一种汽车空调10以及包括汽车空调10的外循环加热系统100。
41.如图2所示，根据本实用新型一个实施例的汽车空调10，包括：空调箱11、冷媒换热器111、新风管12以及外循环换热器13。
42.空调箱11具有车内出风口，空调箱11内的空气经由车内出风口通入车辆驾驶室内。冷媒换热器111设在空调箱11内，用于和空调箱11内的空气进行热量交换。空调箱11内的空气经过冷媒换热器111的处理后，通过空调箱11的车内出风口进入到车辆驾驶室内，从而使车辆驾驶室获得合适的室内温度。其中，冷媒换热器111可以为放热状态也可以为吸热状态，通过改变冷媒换热器111的状态能够更换汽车空调10的功能，满足使用者对汽车空调10改变驾驶室内的气温的功能的预期。
43.新风管12连通空调箱11，新风管12具有连通汽车外部的新风入口122，汽车外部的空气由新风入口122进入新风管12，再由新风管12导向空调箱11，最终流入车辆驾驶室内，实现车辆驾驶室与汽车外部进行循环换气。
44.如图1所示，外循环换热器13设在新风管12和空调箱11的至少一个上，外循环换热
器13内具有流体通道，外循环换热器13用于连接汽车内的冷却水套20。冷却水套20用于对车内的发热部分进行降温，其中，发热部分例如可以是汽车电机。冷却水套20中的冷却水吸收发热部分的热量进行降温，冷却水在温度升高后流入外循环换热器13的流体通道中，并和外循环换热器13周围的空气进行热量交换，热量从高温的冷却水进入到周围的低温度空气中。从而使得低温度的空气温度升高，并且使得冷却水的温度降低。外循环换热器13与冷媒换热器111同时处理低温空气，相较于仅设置冷媒换热器111来说，对空气的加热速度更快，并且对冷媒换热器111的需求热量减少，减小对冷媒换热器111的消耗，实现更加节能。
45.可以理解的是，当车外气温较低，并且汽车空调10开启外循环模式时，车外的冷空气由新风管12进入空调箱11，空调箱11需通过空调箱11内的冷媒换热器111对新进入的空气进行加热，空气在被加热到40至60℃时才能起到采暖的效果。由于需求温度与空气的初始温度存在巨大差距，所以车外空气进入空调箱11后会需要大量热量进行升温，从而导致需要更高的耗能。
46.为了避免上述问题，本技术的技术方案提出了一种汽车空调10，利用其结构对进入空调箱11的车外空气进行加热，提升空气的初始温度，使得需求温度与初始温度的温度差减小，缩小了空气达到需求温度所需的时间，并且减小汽车空调10的能量消耗。
47.具体而言，利用在新风管12和空调箱11至少一个上设置的外循环换热器13，外循环换热器13内具有流体通道，流体通道与汽车的冷却水套20连接，冷却水套20中的冷却水吸收发热部件的热量后进入流体通道，并将热量传递至外循环换热器13周围的空气中，使得空气温度升高，与需求温度的差距减少，减小了汽车空调10的热量需求，从而使得汽车空调10的能耗降低。
48.同时，空调箱11内设置了冷媒换热器111，冷媒换热器111对空调箱11内的空气进行同时加热，使得空气温度达到需求温度的时间缩短。
49.可以理解的，在驾驶室内的温度平稳后，可以关闭冷媒换热器111，节省汽车空调10的能耗。同时，因为冷媒换热器111所消耗的能量降低，减少了冷媒换热器111运行时长，使得冷媒换热器111能够具有更长的使用寿命。
50.需要说明的是，外循环换热器13以及冷媒换热器111可采用现有技术中公开的换热器结构，例如可以是板式换热器、翅片式换热器等。由于其原理及结构均为公知常识，这里对外循环换热器13以及冷媒换热器111的结构及原理不再赘述。
51.综上，本实用新型实施例的汽车空调10，通过设置与汽车内的冷却水套20连接的外循环换热器13，外循环换热器13内具有流体通道供冷却水套20内的冷却水流通，当用户使用汽车空调10的外循环暖风模式时，汽车外部的冷空气由新风入口122进入新风管12，通过外循环换热器13以及冷媒换热器111的处理，最终流入车内驾驶室。其中外循环加热器113流体通道内的高温冷却水将热量传递至外循环加热器113周围的空气，使得汽车空调10内的空气的温度上升，达到适合的温度所需的热量差减少，减轻汽车空调10的冷媒换热器111的工作负担，并且减小冷媒换热器111的运行成本，使得汽车空调10的运行耗能更少。
52.在一些实施例中，外循环换热器13设置在新风管12内。空气从新风入口122进入新风管12后，首先经过外循环换热器13的处理再流进空调箱11，这样设置可以使得空气在进入空调箱11时已经具有相较于汽车外部空气较高的初始温度，进一步减少冷媒换热器111的能量消耗。新风管12内的空气，经过外循环换热器13的处理后进入到空调箱11内，经由空
调箱11内的冷媒换热器111进行进一步地处理。其中因为空气已经经过外循环换热器13的初步处理，达到适宜温度所需要的热量需求减少，从而在达到适宜温度时所用时间减少，使得汽车空调10的能耗减少。
53.同时，新风管12内的空间相较于空调箱11小，外循环换热器13对新风管12内的空气的处理能够更加均匀，避免出现对空气的加热不均的情况，提升汽车空调10的运行效果和加热效率，减少汽车空调10的能耗。
54.具体地，外循环换热器13沿垂直于新风管12的轴线方向设置。空气在进入新风管12后，能够与外循环换热器13接触面积更大，使得对空气的加热效率更高。
55.在一些实施例中，汽车空调10还包括：设在空调箱11内的加热器113。加热器113能够与外循环换热器13以及冷媒换热器111同时对空调箱11内的空气进行加热，提升空气加热效率，缩短得到所需温度空气的加热时间。
56.如图1所示，根据本实用新型实施例的一种汽车的外循环加热系统100，包括：汽车空调10、冷却水套20以及泵体30。
57.汽车空调10具有空调箱11、冷媒换热器111、新风管12以及外循环换热器13，用于为汽车驾驶室提供适宜温度的风。冷却水套20具有水套入口24和水套出口25，冷却水从水套入口24流入冷却水套20，吸收冷却水套20所接触的发热部分的热量，对发热部分进行降温。吸收了热量的冷却水的温度提高，最终从水套出口25流出。
58.泵体30串联连接在冷却水套20上，泵体30用于驱动液体从水套入口24流入冷却水套20后，从水套出口25流出，驱动冷却水的循环流动。
59.其中，冷却水套20的水套入口24和水套出口25，与外循环换热器13的流体通道连通。吸收了发热部分热量的冷却水从水套出口25流出，进入外循环换热器13的流体通道，通过外循环换热器13，冷却水与外循环换热器13外部的空气进行热量交换，流体通道内的冷却水将热量传递至空气后温度下降，沿流体通道流入水套入口24，再次对冷却水套20内的发热部分进行降温，冷却水完成一次循环。
60.可以理解的是，汽车在行驶过程中，汽车的驱动部件会因为驱动汽车而发热，为了保证驱动部件的稳定运行，需要对其中的发热部件进行散热，设置相应的散热装置。在车外气温低时，汽车开启外循环空调时，汽车空调10需要大量的热量对新进入的空气进行加热升温，起到采暖的作用。也就是说，当气温低时汽车行驶，汽车需要消耗大量能量进行采暖与对驱动装置的散热，使得在车外气温低时，汽车的能耗更高。
61.为了优化上述问题，本技术的技术方案提出了一种外循环加热系统100，利用其结构将驱动部件因运作产生的热量传输至汽车空调10，利用驱动部件产生的热量对空调箱11内的空气进行加热，既减少因车内外温差较大而等待空气被加热的时间，又提高了能量的利用率，减少汽车的能耗。
62.具体而言，在利用冷却水套20对发热部件进行降温的同时，吸收了发热部件热量的冷却水在泵体30的驱动下，通过水套出口25流入外循环换热器13的流体通道内，与汽车空调10内的空气进行热量交换。随着热量的传递，能够做到在提升汽车空调10内的空气温度的同时，让冷却水的温度降低。降温后的冷却水从流体通道内流出，通过水套入口24进入水套，再次对发热部件进行降温，从而形成一个冷却水的循环。通过冷却水的循环，外循环加热系统100能够将汽车内的发热部件产生的热量传递至汽车空调10，提高热量的利用率，
并且加快汽车空调10的采暖速度。
63.需要说明的是，外循环换热器13、冷却水套20以及泵体30可采用现有技术中公开的结构，例如外循环换热器13可以是板式换热器、翅片式换热器等。由于其原理及结构均为公知常识，这里对外循环换热器13、冷却水套20以及泵体30的结构及原理不再赘述。
64.综上，本实用新型实施例的外循环加热系统100，通过设置冷却水套20对汽车的发热部件进行降温，泵体30将冷却水套20内的冷却水驱动至外循环发热器，其中冷却水将吸收的热量传递至外循环换热器13。外循环换热器13利用冷却水内的热量对汽车空调10内的空气进行加热，利用发热部件产生的热量对汽车空调10内的空气进行加热，提高热量的利用率，并且加快汽车空调10的采暖速度。
65.在一些实施例中，外循环加热系统100还包括：散热器40、第一控制阀50、第二控制阀60以及控制模块70。
66.散热器40用于为冷却水套20中的冷却水降温。散热器40具有散热入口46和散热出口47。散热入口46与水套出口25连通，散热出口47与水套入口24连通。冷却水套20中的冷却水能够经过散热入口46进入散热器40，在将热量传递至散热器40后由散热出口47流出，并最终通过水套入口24回到冷却水套20，使得冷却水能够在冷却水套20与散热器40之间形成循环回路。
67.第一控制阀50具有第一接口51、第二接口52和第三接口53，第一接口51与水套出口25相连，第二接口52与外循环换热器13的流体通道连通，第三接口53与散热入口46相连。冷却水通过水套出口25进入第一接口51，根据第一控制阀50的连通情况，冷却水能够通过第二接口52与第三接口53中至少一个，例如可以是通过第二接口52进入外循环换热器13的流体通道，也可以是通过第三接口53进入散热器40，也可以是同时通过第二接口52与第三接口53。
68.第二控制阀60具有第四接口64、第五接口65和第六接口66，第四接口64与水套入口24相连，第五接口65与外循环换热器13的流体通道连通，第六接口66与散热出口47相连。根据第二控制阀60的连通情况，冷却水能够通过第五接口65与第六接口66中至少一个，例如可以是外循环换热器13的流体通道内的冷却水流入第五接口65，也可以是散热器40中的冷却水经过散热出口47流入第六接口66，也可以是同时流入第五接口65与第六接口66。第二控制阀60内的冷却水通过第四接口64流入水套入口24。
69.控制模块70与第一控制阀50、第二控制阀60电连接，控制模块70控制第一控制阀50、第二控制阀60在第一状态和第二状态之间切换。第一控制阀50与第二控制阀60在不同的状态下，控制阀接口的连通情况有所区别。
70.其中，如图1所示，在第一状态，第一控制阀50的第一接口51、第二接口52连通，且第三接口53断开，第二控制阀60的第四接口64、第五接口65连通，且第六接口66断开。吸收了热量的冷却水由水套出口25流出后，顺序通过第一接口51与第二接口52进入到外循环换热器13的流体通道。进入流体通道的冷区水将热量传递至外循环换热器13外部的空气后流出流体通道，顺数通过第五接口65与第四接口64后，流入水套入口24，再次对冷却水套20内的发热部件热量吸收，实现降温。
71.如图4所示，在第二状态，第一控制阀50的第一接口51、第三接口53连通，且第二接口52断开，第二控制阀60的第四接口64、第六接口66连通，且第五接口65断开。吸收了热量
的冷却水由水套出口25流出后，顺序通过第一接口51与第三接口53进入到散热器40的散热入口46。进入散热器40的冷区水通过散热器40进行散热，并由散热出口47流出，在顺数通过第六接口66与第四接口64后，流入水套入口24，再次对冷却水套20内的发热部件热量吸收，实现降温。
72.具体地，第一控制阀50、第二控制阀60均为电子三通阀。设置为电子三通阀能够使得第一控制阀50与第二控制阀60的控制更加精准。
73.在一些实施例中，冷却水套20为电机电控水套。可以理解的，汽车在行驶的过程中，电机电控因为运作会产生大量的热量，过热的电机电控会造成电机性能降低甚至电机损坏，所以为了使得电机电控能够在适宜的温度运行，会在电机电控设置冷却水套20，也即电机电控水套。电机电控水套内的冷却水吸收电机电控产生的热量，并且通过本实施例中的外循环加热系统100，对电机电控产生的热量进行利用或者处理。
74.在一些实施例中，外循环加热系统100具有通风模式、制冷模式和制热模式。在通风模式下，空气由新风管12进入汽车空调10，在不进行温度处理的状态下直接流入车辆驾驶室。在制冷模式下，空气由新风管12进入汽车空调10，经由冷媒换热器111进行制冷后流入车辆驾驶室。在制热模式下，空气由新风管12进入汽车空调10，经由外循环换热器13以及冷媒换热器111进行制热后流入车辆驾驶室。
75.控制模块70构造成，在通风模式和制冷模式被触发时，控制模块70切换成第二状态；冷却水携带热量进入散热器40，外循环换热器13不进行对空气的制热。
76.控制模块70还构造成，在制热模式被触发时，控制模块70切换成第一状态。冷却水携带热量进入外循环换热器13，外循环换热器13将冷却水中的热量传递至汽车空调10内，进行对空气的制热。此时汽车空调10能够使得外循环换热器13、冷媒换热器111以及加热器113同时运行，对空气进行制热。可选地，在驾驶室内的温度平稳后，可以关闭冷媒换热器111以及加热器113，节省汽车空调10的能耗。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
78.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。