[0001] 本发明涉及一种车辆空调与冷却或加热装置集成系统及控制方法。

[0002] 传统汽车空调集中送风系统包括进风管、制冷/制热系统和送风管，如图1、图2所示，进风管设有两个入风口，一个入风口1a送入新鲜空气、另一个入风口2a送入内部循环空气，进风管的出口与制冷/制热系统连接，制冷/制热系统的出口与送风管连接，制冷/制热系统包括大功率送风风机3a、蒸发器4a、压缩机、节流阀、冷凝器和散热风扇，制冷/制热系统将进风管内的空气制冷后送到送风管，送风管末端设有多个出风管5a，各出风管5a的管口位于汽车客厢的不同区域，出风管的末端有一个阀门开关控制出风量大小。传统汽车空调送风系统有以下弊端：1、大功率送风风机尺寸偏大，并且放置在汽车发动机机仓中，严重制约了发动机机仓的空间布局；2、大功率送风风机把冷风/热风送出后，经过送风管的管道传输，特别是后排区域长距离的管道传输，风量损耗严重，降低送风系统的能效；3、集中送风系统的送风风机直接将冷风/热风送到出风管末端并吹到乘客的身上，造成乘客体温变化太快，舒适感降低；4、集中送风系统无法对各个出风口末端进行差异化送风管理，不同位置的乘客无法根据各自的需求设置不同的风机转速，只能在各个出风口设置阀门，通过开关阀门的大小来拦截风量，造成风量浪费；5、集中送风系统的送风风机直接将冷风送到出风口末端并吹到乘客的身上，造成乘客体温变化太快，降低舒适感。6、传统汽车换新风是通过车辆行驶过程中，利用车辆前进途中的惯性把新风推进车辆内部，但外部无管理的冷热风会影响车内空调效果，增加能耗的同时，也降低乘客的舒适感。

[0003] 另外，随着新能源电动汽车的发展，电动汽车的三个核心部件驱动电机、动力电池和驱动控制系统是工作发热最严重的部件，其散热系统尤为重要，传统的造法是：采用液冷方式进行冷却，即通过铺设液冷管道对驱动电机和驱动控制系统进行散热，但铺设液冷管道还涉及密封的问题，导致产品结构复杂，制造成本偏高，集成度低。经过研究实验发现：驱动电机是发热最严重，必须采用液冷方式才能及时带走工作热量，但动力电池和驱动控制系统相对来讲工作时发热量低，可以采用风冷就可以达到散热要求，可降低铺设液冷管道带来的种种麻烦，简化结构，降低制造成本。

[0004] 第三，一些在严寒低温的环境下电动汽车的驱动电机、动力电池和驱动控制系统不但要考虑散热的问题，而且还要注重动力电池和驱动控制系统在一个合理工作温度才能正常启动工作的问题。

[0005] 因此，有必要重新设计一种新的系统对动力电池和驱动控制系统的工作温度进行有效控制。

[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 实施例一：

[0034] 如图3、图4、图5、图6和图7所示，本实施例提供一种车辆空调与冷却或加热装置集成系统，包括动力风口系统100,其中:

[0035] 动力风口系统100包括进风管1、制冷/制热系统2和送风管3，进风管1设有新风入风口11a和内循环入风口11b，进风管1的出口与制冷/制热系统2连接，制冷/制热系统2包括大功率送风风机21和热交换器22，制冷/制热系统2的出口与送风管3连接，送风管3末端设有多个出风管31，在所述出风管31的管口处设有末端送风系统4，末端送风系统4包括小功率送风风机41和低速风扇42，小功率送风风机41设置在出风管31的末端，低速风扇42设置在出风管31的管口旁，末端送风系统4将制冷/制热系统2输出的低/高温气流和室内的环温气流混合后吹至车厢内部用户的位置；其特征在于：还包括冷却或加热装置7，冷却或加热装置7包括从送风管3末端设置的多个第三管道71,每个第三管道71里面安装冷却风机72,冷却风机72将制冷/制热系统2输出的低/高温气流对车辆上的动力电池和/或驱动控制系统进行散热或加热。

[0036] 如图4所示，制冷/制热系统2还包括压缩机、节流阀、冷凝器和散热风扇。

[0037] 上述所述末端送风系统4受中央控制系统6控制工作，冷却或加热装置7的冷却风机72受中央控制系统6控制工作，动力电池和/或驱动控制系统安装有温度传感器73，温度传感器73测量动力电池和/或驱动控制系统的工作温度并送到中央控制系统6，中央控制系统6根据动力电池和/或驱动控制系统的工作温度，利用冷却风机72将制冷/制热系统2输出的低/高温气流对车辆上的动力电池和/或驱动控制系统进行散热或加热。

[0038] 本发明的优点：1、将车辆空调与冷却或加热装置集成一体，对动力电池和/或驱动控制系统采用风冷的设计，在车辆空调系统重嵌入冷却或加热装置，冷却或加热装置包括从送风管末端设有多个第三管道,每个第三管道里面安装冷却风机,冷却风机将制冷/制热系统输出的低/高温气流对车辆上的动力电池和/或驱动控制系统进行散热或加热。可以简化结构，降低制造成本，集成度高。2、本发明在动力电池或驱动控制系统处增加动力风口系统的末端动力风口，即从送风管末端设有多个第三管道,每个第三管道里面安装冷却风机，同时对电池或驱动系统的温度感知，并通过中央控制系统6对中央控制系统进行集中自动控制，实现车辆空调及冷却系统能源的综合使用和集中管控，从而实现车辆能源节约。

[0039] 如图5所示，动力风口系统100换新风装置5，换新风装置5包括第一管道51和第二管道53，在第一管道51里面安装有吸风风机52，在吸风风机52的作用下利用第一管道51的入口主动吸入新鲜空气到车厢内部，在第二管道53里面安装有排风风机54，第二管道53的入口与车厢内部连通，在排风风机54的作用下利用第二管道53的出口将车厢内部的浑浊的空气排出车外。第一管道51和第二管道53内部设有风机，分别在管道的前端和后端，两个风机在管道中形成虹吸效应产生负压，提高风机系统风量能效。吸风风机52和排风风机54可以通过空调的中央控制系统6集中控制，有效管理车辆空调系统能耗，提升乘客舒适感。

[0040] 上述的吸风风机52和排风风机54都是采用管道高速小型风机。

[0041] 上述所述末端送风系统4受中央控制系统6控制工作。

[0042] 上述的排风风机54受中央控制系统6控制工作。

[0043] 上述所述小功率送风风机41位于低速风扇42的斜后方，高速的小功率送风风机41将制冷/制热系统2的低/高温气流吹至低速风扇42后方，低速风扇42将低/高温气流与环温气流混合后吹至用户位置。由低速风扇42将低/高温气流和环温气流混合，使风的温度、风速都更舒适。

[0044] 上述所述末端送风系统4还包括送风控制单元43，送风控制单元43控制其所在末端送风系统4的高速的小功率送风风机41和低速风扇42工作，中央控制系统6控制各送风控制单元43工作。不同位置的用户可以根据个人的需求设置末端送风系统4的风速，更好的满足了用户的差异化需求，提升用户的体验感。送风控制单元43其实可以是集成的电机控制器，可以同时控制小功率送风风机41和低速风扇42工作。中央控制系统6是空调的中央控制系统，在此不再详细叙述。

[0045] 上述所述末端送风系统4还包括红外/温度感知系统44，红外/温度感知系统44感知用户位置的状态并将感知信号发送到中央控制系统6，中央控制系统6根据感知信号控制各送风控制单元43工作。中央控制系统6可以差异化控制每个末端送风系统4工作。

[0046] 上述的小功率送风风机41和低速风扇42的送风角度都是可调节的，例如送风角度可以在10度‑90度的范围内调节。

[0047] 上述所述用户位置的状态包括有/无用户感知、温度感知和睡眠感知。

[0048] 通过红外/温度感知系统44识别该座位是否有用户、用户是否为睡眠状态、以及用户的体温是否过高或过低，并通过集中控制系统自动调节到不同用户位置的最佳温度和风速状态，提高用户舒适感，还更加节能节省能源。

[0049] 吸风风机52和排风风机54都受中央控制系统6控制工作，在第一管道51里面还安装有空气调节装置55,所述的空气调节装置55包括过滤器、表冷器和加湿器；在所述第一管道51的新鲜空气入口端设置新风温度传感器57和新风阀门56；新风温度传感器57将检测的温度信号送到中央控制系统6，中央控制系统6控制新风阀门56和空气调节装置55工作。新风温度传感器57将检测的温度信号送到中央控制系统6，中央控制系统6控制新风阀门56和空气调节装置55工作。中央控制系统6控制新风阀门56打开或者关闭，从而控制新鲜空气的进入。

[0050] 通过对动力风口系统进行改良，使汽车更加节能、乘客(即用户)体验更舒适，其优点在于：

[0051] 1、在汽车应用中，取消了发动机机仓内部的大功率集中送风风机，改为在集中送风管道中增加大功率送风风机21，可以更好的对发动机机仓做空间布局，提高机仓空间设计的合理性；

[0052] 2、在汽车应用中，大功率送风风机21吹出的风，通过在出风口末端管道中增加高速的小功率送风风机补偿，在管道中形成虹吸效应产生负压，减少冷风(或热风)在管道中的风量衰减，提升风机系统送风能效；

[0053] 3、在汽车应用中，各个出风管31都有一个独立的送风控制单元43，分别控制每个出风管31的小功率送风风机41；同时在中控台中也有一个中央控制系统6集中控制，可以差异化控制每个出风管31的小功率送风风机41的转速。

[0054] 4、在各出风管31设置小功率送风风机41，不同位置的人员可以根据个人的需求设置不同小功率送风风机41的转速，更好的满足了人员的差异化需求，提升人员的体验感。

[0055] 5、在各出风管31增加红外/温度感知系统44，可以识别该座位是否有人员，可以感知人员是否为睡眠状态，以及人员的体温是否过高或过低，并通过中央控制系统6自动调节到不同人员位置的最佳温度和风速状态，提高人员舒适感；

[0056] 6、在各出风管31增加一个低速风扇42，将环境空气与小功率送风风机41吹出的冷(热)空气混合后吹到人员身上，形成自然风，提高人员的舒适感；

[0057] 7、新型空调送风系统可以实现恒风量控制，降低空调系统因滤网堵塞等因素造成管道静压升高而导致风量降低的风险，提升空调制冷效果的体验感。

[0058] 实施例二

[0059] 如图6和图7所示，一种车辆空调与冷却或加热装置集成系统的控制方法，车辆空调与冷却或加热装置集成系统采用实施例一所述的车辆空调与冷却或加热装置集成系统，其特征在于：其控制方法如下：通过温度传感器73感知动力电池或驱动控制系统的温度，当温度高于或低于动力电池或驱动控制系统的有效工作温度区间，温度传感器会将信号传输给中央控制系统6，中央控制系统6会自动控制冷却风机72将制冷/制热系统2输出的冷风或者热风吹向动力电池或驱动控制系统，对动力电池或驱动控制系统进行散热或加热，直至动力电池或驱动控制系统的温度达到设定的安全工作温度后，中央控制系统6会自动关闭冷却风机72或降低冷却风机72的转速，如此循环往复工作。

[0060] 具体例子如下，假设设定动力电池合适的工作温度在T1‑T2区间，T1等于25摄氏度，T2等于40摄氏度，安装在动力电池上的温度传感器73感知动力电池的当前温度T0，当T0少于T1时,中央控制系统6会自动控制冷却风机72将制冷/制热系统2输出的热风吹向动力电池,使动力电池升温，当动力电池的工作温度在T1‑T2区间时，中央控制系统6会自动关闭冷却风机72或降低冷却风机72的转速；当T0大于T2时,中央控制系统6会自动控制冷却风机72将制冷/制热系统2输出的冷风吹向动力电池,使动力电池降温，当动力电池的工作温度在T1‑T2区间时，中央控制系统6会自动关闭冷却风机72或降低冷却风机72的转速，如此循环往复工作。当然将制冷/制热系统2受中央控制系统6控制工作。驱动控制系统的具体温度控制也如动力电池的温度控制原理一样。但可能合适的工作温度区间稍有差别，例如驱动控制系统的合适工作区间在20摄氏度至45摄氏度之间。

[0061] 本发明的控制方法可以有效控制动力电池或驱动控制系统的工作温度，适合严寒或者高温的不同工作环境，从而延长其使用寿命，减少故障的产生，且控制简单可靠。

[0062] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。