一种汽车空调制冷系统、测试方法及氢能汽车

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，具体而言，涉及一种汽车空调制冷系统、测试方法及氢能汽车。

背景技术

无论是传统燃油车，还是对于纯电动汽车、混动汽车以及氢能源汽车来说，汽车空调系统的能耗对汽车行驶里程有着十分重要的影响。但是，目前汽车空调系统的制冷能力不足，系统能耗还需进一步降低。

发明内容

本发明解决的问题是对于目前市场主流的汽车空调制冷系统而言，现有汽车空调系统的制冷能力不足，系统能耗还需进一步降低。

为解决上述问题，本发明提供一种汽车空调制冷系统，包括：

依次相连以构成回路的压缩机、冷凝器、空调同轴管和蒸发器，所述空调同轴管具有第一回路和第二回路；

所述第一回路的两端经所述空调同轴管均连接在所述冷凝器与所述蒸发器之间的管路上；

所述第二回路的两端经所述空调同轴管均连接在所述冷凝器与所述压缩机之间的管路上。

本发明通过空调同轴管，有效利用低压管传递高压管的热量，实现空调系统的二次换热，提高汽车空调系统的制冷能力，进一步降低系统能耗，提高了空调制冷效率。

进一步地，所述空调同轴管包括外管和内管，所述外管套装在所述内管外侧，所述外管和所述内管之间形成高压介质腔体，所述内管内部形成低压介质腔体，所述内管两端延伸出所述外管外部一端距离，在所述内管两端设有低压接口，所述外管两端还设有缩口，所述缩口与所述内管(301)焊接固定，所述外管外侧靠近所述缩口外置开设有安装孔，所述外管(302)的外圆周还设有变径接口，所述变径接口的大径端与安装孔焊接固定，所述变径接口的小径端与高压管一端焊接固定，所述高压管的另一端设有高压接口，所述内管的内壁及外壁均设有螺旋槽。

由此，外管与高压管之间采用变径接口连接，大大减少了高压侧冷媒流阻，提高了同轴管换热效果；内管的内壁及外壁均设有螺旋槽，使管内换热效果得到加强。提高同轴换热器的换热效率，减少能量传递过程，更合理和有效地利用能源。

进一步地，还包括第一膨胀阀，沿所述冷媒流动方向且在所述第一回路上，所述空调同轴管与所述蒸发器之间的回路上设置有所述第一膨胀阀。

通过第一膨胀阀控制第一回路是否连入回路，由此，第一膨胀阀使中温高压的液体制冷剂通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后制冷剂在蒸发器中吸收热量达到制冷效果。

进一步地，还包括第二膨胀阀，沿所述冷媒流动方且在所述第二回路上，所述空调同轴管与所述压缩机之间的回路上设置有所述第二膨胀阀。

通过第二膨胀阀控制第二回路是否连入回路，由此，第二膨胀阀使第二回路经第二膨胀阀膨胀后进入同轴管换热，然后流入压缩机压缩后进入冷凝器进行冷凝。

进一步地，还包括冷媒加注装置，所述冷媒加注装置包括冷媒罐和冷媒加注管路，所述冷媒加注管路的一端连接所述冷媒罐，所述冷媒加注管路的另一端连接在所述回路上。

如此，当系统中冷媒不足时，可以通过冷媒加注管路将冷媒罐中的冷媒补加至系统中，实现冷媒自动加注，无需人工维修，降低维修成本。

进一步地，所述冷媒罐分别通过冷媒加注回路连入所述冷媒加注管路，且所述冷媒加注管路上设置有冷媒加注阀。

通过控制冷媒加注阀通断来实现冷媒含量的补加方式，简单方便，且可控性高。

进一步地，沿所述冷媒流动方向且在所述冷媒加注管路上，所述冷媒加注阀的前方设置有过滤器。

设置过滤器，可以防止杂质进入汽车空调制冷系统的循环回路中。

本发明还提供了一种汽车空调制冷系统的测试方法，包括：

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通过控制测试系统中各部件的工作状态，可以使所述空调同轴管的高压管与低压管入口处的温度与压力、以及通过所述空调同轴管高压管的流量始终保持在测试条件下，从而准确地监测所述空调同轴管的性能是否满足要求。

本发明还提供一种氢能汽车，包括如上所述的汽车空调制冷系统。

本发明提供的氢能汽车相比现有技术具有的有益效果与汽车空调制冷系统相比具有的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例中汽车空调制冷系统的系统组成框图；

图2为本发明实施例中空调同轴管的结构示意图；

图3为本发明实施例中汽车空调系统的测试方法流程示意图。

附图标记说明：

10-压缩机；20-冷凝器；30-空调同轴管；301-内管；302-外管；303-缩口；304-低压接口；305-高压接口；306-变径接口；307-高压管；308-螺旋槽；40-蒸发器；50-冷媒加注装置；501-冷媒罐；502-冷媒加注管路；503-冷媒加注阀；504-过滤器；60-第一膨胀阀；70-第二膨胀阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

针对现有技术中汽车空调系统的制冷能力不足，增加燃油消耗。本发明实施例提供一种汽车空调制冷系统，如图1所示，在由压缩机10、冷凝器20、空调同轴管30和蒸发器40依次相连构成回路的系统上，增设第一回路和第二回路，第一回路的两端经空调同轴管30连接在冷凝器20与蒸发器40之间的管路上，第二回路的两端经空调同轴管30连接在冷凝器20与压缩机10之间的管路上。

本实施例在蒸发器40与冷凝器20之间采用空调同轴管30，通过空调同轴管30，空调同轴管30相当于一个内部热交换器，在同轴管路中，热流体和冷气体流通的区域相互分开，并且流通方向相反，从冷凝器20流出的是高温液态制冷剂，从蒸发器40流出的是低温气态的制冷剂，两者相遇时，高温液态制冷剂被冷却，有效利用低压管传递高压管的热量，实现空调系统的二次换热，提高汽车空调系统的制冷能力，进一步降低系统能耗，提高了空调制冷效率。

结合图2所示，空调同轴管30包括外管302和内管301，外管302套装在内管301外侧，外管302和内管301之间形成高压介质腔体，内管301内部形成低压介质腔体，内管301两端延伸出外管302外部一端距离，在内管301两端设有低压接口304，外管302两端还设有缩口303，缩口303与内管301焊接固定，外管302外侧靠近缩口303外置开设有安装孔，外管302的外圆周还设有变径接口306，变径接口306的大径端与安装孔焊接固定，变径接口306的小径端与高压管307一端焊接固定，高压管307的另一端设有高压接口305，内管301的内壁及外壁均设有螺旋槽308。

本实施例在由于外管302与高压管307之间采用变径接口306连接，大大减少了高压侧冷媒流阻，提高了同轴管换热效果。另外内管301的内壁及外壁均设有螺旋槽308，使管内换热效果得到加强。提高空调同轴管30的换热效率，减少能量传递过程，更合理和有效地利用能源。

需要说明的是，空调同轴管30也可设计为一体式结构或分离式结构或螺纹结构。一体式结构和分离式结构的同轴管，加工精度高；螺纹结构的同轴管材料容易获取，可通用性强，成本较小。

汽车空调制冷系统还包括第一膨胀阀60，沿冷媒流动方向且在第一回路上，空调同轴管30与蒸发器40之间的回路上设置有第一膨胀阀60，第一膨胀阀60用于控制第一回路的通断。

制冷系统正常运行状态下，冷媒经冷凝器20后分流为两个回路，第一回路经过空调同轴管30然后通过第一膨胀阀60膨胀后，进入空调总成完成蒸发吸热，并降低进入乘员舱的空气温度，流出空调箱后进入压缩机10，经压缩机10压缩后，进入冷凝器20进行冷凝。

汽车空调制冷系统还包括第二膨胀阀70，沿冷媒流动方且在第二回路上，空调同轴管30与压缩机10之间的回路上设置有第二膨胀阀70。

制冷系统正常运行状态下，冷媒经冷凝器20后分流为两个回路，第二回路经第二膨胀阀70膨胀后，进入空调同轴管30换热，然后流入压缩机10压缩后，进入冷凝器20冷凝。

制冷系统还包括冷媒加注装置50，控制器还根据需补充冷媒的含量控制冷媒加注装置50向冷媒循环回路中添加冷媒。

优选地，冷媒加注装置50包括冷媒罐501和冷媒加注管路502，冷媒加注管路502的一端连接冷媒罐501，冷媒加注管路502的另一端连接在冷媒循环回路上。优选地，为了便于添加冷媒，冷媒加注管路502的另一端连接在压缩机10与蒸发器40之间的管路上。可以将相应冷媒罐中的冷媒补充进冷媒循环回路中，做到有针对性地补充。

进一步地，冷媒罐501分别通过冷媒加注回路连入冷媒加注管路502，且冷媒加注回路上设置有冷媒加注阀503，冷媒加注阀503用于控制是否将冷媒罐中的冷媒补充进回路中。优选地，沿冷媒流动方向、冷媒加注回路上，冷媒加注阀503的前方设置有过滤器504，用于防止杂质进入汽车空调制冷系统的循环回路中。

需要说明的是，本实施例提供的汽车空调制冷系统，可以自动识别冷媒缺失含量，并可以自动加注相应成分的冷媒，且加注量可控，无需人工维修，降低维修成本。

进一步地，汽车空调制冷系统还包括空调总成，空调总成内具有控制器，控制器电连接压缩机10和空调同轴管30。

通过空调总成与空调同轴管结合补气增焓压缩机的使用，利用空调总成的控制器，能够有效降低在恶劣工况条件下控制压缩机出口的排气温度，增强系统可靠性，同时提升系统的能效比，以实现制冷系统的自动控制，提高效率。

进一步地，空调同轴管30由大口径铝管制作而成。

在本实施例当中，空调同轴管30由大口径铝管制作而成，虽然加工复杂，但铝管能够提高空调制冷效果，节省燃油消耗。相对于普通管来说，普通管管路分开，虽然方便加工、容易获取，但是空调低压管路低温吸热散失能量，低压管与蒸发器40出口连接,在汽车空调制冷过程中因蒸发器40温度较低,出来的制冷剂温度较低,因此在夏季空调制冷过程中，会出现低压管路表面凝结水滴,这正是低压管路吸热的体现,这部分能量会通过低压管热传递形式散发到发动机舱,会增加压缩机和发动机的负荷。

而本实施例中的空调同轴管30可以提高空调制冷效果,出风口温度降低3至4度；节省燃油消耗,提高了制冷能力，可使用更小排量的压缩机以弥补空调系统制冷能力不足等缺陷；不改变其他零部件装配尺寸即可完成普通管路变更为同轴管。

如图3所示，本发明还提供了一种汽车空调制冷系统的测试方法，包括：

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通过控制测试系统中各部件的工作状态，可以使所述空调同轴管的高压管与低压管入口处的温度与压力、以及通过所述空调同轴管高压管的流量始终保持在测试条件下，从而准确地监测所述空调同轴管的性能是否满足要求。

本发明还提供一种氢能汽车，包括上述所述的汽车空调制冷系统。

本发明提供的氢能汽车相比现有技术具有的有益效果与汽车空调制冷系统相比具有的有益效果相同，在此不再赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。