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技术领域：

本发明涉及汽车空调设备技术领域，特指一种车用一体式直流 空调系统及其控制系统。

背景技术：

传统燃油/燃气驱动的汽车冷气来源，均是由发动机皮带带动的 压缩机驱动空调系统而实现制冷的。即冷源的先决条件是发动机必 须开启。

但，在实际的用车过程中，以下三个时间段——包括停车熄火 后、启动发动机之前及发动机刚启动之初——是传统空调系统所不 能解决的。这也是传统汽车空调最大的问题。

对外部空间足够，或者美观要求不高的货车系统，我们已经有 解决方案，如如中国专利201320016601.2燃油/燃气汽车用电动空 调系统等等。然而，上述技术方案只能满足卡车或大型工程类的内 外空间大、自身发电能力强的车辆，无法满足自身发电能力弱、外 部美观要求高的小汽车的空调电动化的需求。

发明内容：

本发明的目的即克服现有技术的上述不足之处，提供种车用一 体式直流空调系统及其控制系统。

本发明实现其目的采用的技术方案是：一种车用一体式直流空 调系统，其中：该空调系统包括由上壳体和下壳体构成的外壳，所 述外壳内部两侧分别设有冷凝器容腔、蒸发器容腔并分别安装有冷 凝器、蒸发器；在冷凝器容腔的内侧方设有与其相通的冷凝风扇容 腔并安装有冷凝风扇；在蒸发器容腔的内侧方设有与其相通的蒸发 风扇容腔并安装有蒸发风扇；外壳内部中部设有压缩机容腔和驱动 器容腔并分别安装有直流压缩机和与之连接的压缩机驱动器；所述 冷凝器、直流压缩机、蒸发器与布置在外壳内的制冷剂管道和节流 元件连接构成空调系统；于所述外壳上还开设有分别与所述冷凝器 容腔、冷凝风扇容腔、蒸发器容腔、蒸发风扇容腔相通的冷凝进风 口、冷凝出风口、蒸发进风口、蒸发出风口。

所述冷凝进风口、冷凝出风口分别位于下壳体的底部；所述蒸 发进风口位于所述外壳上蒸发器容腔所在侧面上，蒸发出风口设有 多个，分别位于上壳体和下壳体的侧面上。

所述空调系统还包括给空调装置供电的电源装置，所述电源装 置为锂电池。

该锂电池与汽车发电机或汽车蓄电池连接，且它们之间连接有 浮充充电模块以及电源管理模块。

本发明还提供一种车用一体式直流空调的控制系统，该控制系 统包括与空调系统的各执行部件连接的主控器，所述主控器上集成 有：

电源输入模块——将输入电源电压转换成稳定的工作电压；

按键输入模块——输入指令，设定空调系统运行参数，主控器 定时扫描按键输入模块，将相应的指令发送给相应的空调系统上的 执行部件；

电压检测模块——与电源输入模块连接，检测输入电源电压， 当电压不在正常范围时，主控器控制空调装置关闭；

数据存储模块——保存部分运行数据以及常用参数设定值；(可 以保存最新的运行数据，当空间不足时，自动删除早期的运行数据)

温度检测模块——检测空调系统各部件工作温度，当温度不正 常时，主控器控制空调装置调整运行状态；当温度特别异常时，主 控器控制空调装置关闭；

压力保护模块——与空调装置的直流压缩机连接，检测直流压 缩机的工作压力，当压力过高或过低时，主控器控制压缩机停止运 行；

电流检测模块——与空调装置的直流压缩机连接，检测直流压 缩机的工作电流；

3G网络通信模块——通过3G网络与移动通信终端手机建立连 接，将空调系统的运行状态传输给移动通讯终端，移动通信终端对 主控器进行远程智能操控；

加密模块——对主控器进行加密保护；

还包括与所述主控器连接的、实时显示空调系统工作状态的LCD 显示屏。

本发明空调系统通过外壳及其内形成的容腔将蒸发器、冷凝器 以及风扇、直流压缩机、压缩机驱动器、制冷剂管道、节流元件等 综合为一体，并开通进、出风口形成完整的一体式空调系统，其结 构紧凑合理，占用空间小，可置于普通轿车的后备箱内，约占后背 面空间的1/6-1/4大小，十分适合车用，可直接在现有车辆上进行 加装，本发明空调系统独立配备高性能锂电池作为其电源供给，该 高性能可以通过市电或者汽车发电机或汽车蓄电池充电，无需对车 上原有空调系统做改变。而且，本发明空调系统通过其控制系统可 以实现远程智能控制，即便车主不在车上，也可控制本发明空调系 统启动和停止，因此，在临时停车离开或者车辆启动前几分钟，使 用远程控制方式启动本发明空调系统，使车内温度降低，待车主到 车旁时，无需等待降温可直接上车开走，节约时间；而在车辆正常 行驶过程中，则可关闭本发明空调系统，而使用原车空调系统。

附图说明：

图1是本发明空调系统打开状态的立体结构示意图；

图2是本发明空调系统的打开状态的俯视图；

图3是本发明空调系统整体的外部示意图；

图4是本发明空调系统另一种形状的接口实施例部结构示意图；

图5是本发明中电源装置的原理框图；

图6是本发明空调控制系统的结构原理框图；

图7是本发明空调控制系统的控制流程图；

图8是本发明空调控制系统的远程控制流程图。

具体实施方式：

下面接合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

如图1-图3所示，本发明所述的是一种车用一体式直流空调系 统，其中：该空调系统包括由上壳体1和下壳体2构成的外壳，所 述外壳内部两侧分别设有冷凝器容腔11、蒸发器容腔12并分别安装 有冷凝器3、蒸发器4；在冷凝器容腔11的内侧方设有与其相通的 冷凝风扇容腔13并安装有冷凝风扇31；在蒸发器容腔12的内侧方 设有与其相通的蒸发风扇容腔14并安装有蒸发风扇41；外壳内部中 部设有压缩机容腔15和驱动器容腔16并分别安装有直流压缩机5 和与之连接的压缩机驱动器6；所述冷凝器3、直流压缩机5、蒸发 器4与布置在外壳内的制冷剂管道7和节流元件8连接构成空调装 置；于所述外壳上还开设有分别与所述冷凝器容腔11、冷凝风扇容 腔13、蒸发器容腔12、蒸发风扇容腔14相通的冷凝进风口101、冷 凝出风口103、蒸发进风口102、蒸发出风口104。

所述冷凝进风口101、冷凝出风口103分别位于下壳体2的底部； 所述蒸发进风口102位于所述外壳上蒸发器容腔12所在侧面上，面 积较大，蒸发出风口104设有多个，分别位于上壳体1和下壳体2 的侧面上。例如本实施例中6个，每个面上各形成3个，其中中间 的两个由上、下壳体组合形成。或者如图4所示，蒸发出风口104 也可以设置成图中所示形状。

结合图5所示，所述空调系统还包括给空调装置供电的电源装 置，所述电源装置为高性能的锂电池9。

该锂电池9与汽车发电机或汽车蓄电池连接，且它们之间连接 有浮充充电模块以及电源管理模块；该充电方式作为补充充电，最 大充电设置在0.5C充电电流内，该充电模块将作为随机携带件。

或者，也可设置一套另外的充电模块(作为空调器的外部部件)， 将220V交流电转换为汽车发电机电压等级(如12VDC)的直流电 充入电池(逆变充电模块)，为使充电速度提高，可将输出电压值设 置为允许充入的上限值；一般情况下，该充电模块不作为随机携带 件。

为解决系统本身重量问题，将系统外壳结构材质设置为高密度 泡沫材质(EPS)，局部需要高强度区域使用金属结构材质。

为解决空调系统的安装问题，因蒸发空气流是蒸发器4与车内 空气的热交换，将蒸发进风、出风设置成内嵌多向风筒式结构，以 便于和外部的风道(如波纹管式风道)连接；因冷凝器3也在车的 内部空间，冷凝空气流是冷凝器3与外界空气的热交换，将冷凝进 风、出风设置成风筒式结构，通过在车厢底部设置的风道口与外部 连接。

使用时，将本发明空调装置安装在汽车后备箱内，并配备高性 能锂电池，连接后即可使用，可以在不开启汽车发动机的情况下直 接使用，获得制冷效果，从而达到减少油耗、减少尾气排放的环保 效果，同时又能给使用者带来舒适享受。而且，本发明空调设备还 可以配备远程遥控系统，可通过手机通讯方式或者网络通讯方式实 现远程遥控，当即将驾驶暴晒过的汽车时，可以提前几分钟远程控 制直流空调装置开启运行，对车内进行制冷和换气，使车内温度降 低、空气清新，待到达车上时可直接启动开车，无需等待降温过程。 开车过程中，使用原车空调系统，汽车发电机可同时对高性能锂电 池充电补充电量。

如图6所示，本发明还提供一种车用一体式直流空调的控制系 统，该控制系统包括与空调系统的各执行部件连接的主控器，所述 主控器上集成有：

电源输入模块——外接锂电池9，将输入电源电压转换成稳定的 工作电压；

按键输入模块——输入指令，设定空调系统运行参数，主控器 定时扫描按键输入模块，将相应的指令发送给相应的空调系统上的 执行部件；当按键输入与远程指令输入相隔小于1秒时，系统执行 按键输入功能，包括如下：系统开关机、风机转速、温度设定等；

电压检测模块——与电源输入模块连接，检测输入电源电压， 当电压不在正常范围时，主控器控制空调装置关闭；例如，当输入 电压低于9.5V时，系统将出现欠压保护，当电压自动回升到14V以 上电压时系统自动恢复运行；当输入电压高于17V时，系统将出现 过压保护，当电压恢复到15V以下时，系统恢复运行；

数据存储模块——保存部分运行数据以及常用参数设定值；可 以保存最新的运行数据，当空间不足时，自动删除早期的运行数据；

温度检测模块——检测空调系统各部件工作温度，当温度不正 常时，主控器控制空调装置调整运行状态；当温度特别异常时，主 控器控制空调装置关闭；系统对回风口温度、蒸发器温度、冷凝器 温度实时进行监控，当每个温度超出指定范围时，系统会作出相应 的调整，并且会将数据上报给远程用户；

压力保护模块——与空调装置的直流压缩机连接，检测直流压 缩机的工作压力，当压力过高或过低时，主控器控制压缩机停止运 行；在电压正常时，系统检测到系统高低压出现不正常时，如果系 统与网络连接正常，将系统运行状态上报给远程控制端，并且关闭 压缩机运行，这时需要人工进行检修维护后，手动才能恢复系统运 行；

电流检测模块——与空调装置的直流压缩机连接，检测直流压 缩机的工作电流；直流压缩机工作电流持续增加到最大电流时，系 统会限制电流增加，降低压缩机转速，提高风机转速，如果压缩机 转速低于一定速度时，电流还不能恒定，系统将关闭压缩机，同时 上报系统状态给远程用户，这时需要用户手动下发开机指令，系统 才能恢复运行；

3G网络通信模块——通过3G网络与移动通信终端手机建立连 接，将空调系统的运行状态传输给移动通讯终端，移动通信终端对 主控器进行远程智能操控；系统通过3G模块定时上报系统工作状态， 包括电机转速、工作电压、电流、温控器数据、工作模式等系统数 据；

加密模块——对主控器进行加密保护；

还包括与所述主控器连接的、实时显示空调系统工作状态的LCD 显示屏。

如图7所示，控制系统的控制流程是：

首先通过加密模块判断密码数据是否正确，如正确则进行系统 初始化；

初始化过程中，先通过电压检测模块判断输入电压是否正常， 如正常再进行下一步；

判断3G网络通信模块是否连接上网络，如否则拨号与移动终端 建立连接，如是则直接进行下一步；

再依次由温度检测模块、压力检测模块判断温度、压力是否正 常，并将温度、压力等参数通过网络传输给移动终端；

然后主控器读取按键输入模块或者移动终端输入的指令或设定 的参数，控制空调系统执行相应的操作，并将信息显示在LCD显示 屏上。

如图8所示，在远程模式下控制流程，则是先通过3G网络与移 动终端建立连接，连接成功后，系统进行初始化，待初始化结束后， 通过移动终端输入指令，空调系统执行相应的操作，并上报运行数 据，在移动终端上显示。

本发明空调系统通过外壳及其内形成的容腔将蒸发器、冷凝器 以及风扇、直流压缩机、压缩机驱动器、制冷剂管道、节流元件等 综合为一体，并开通进、出风口形成完整的一体式空调系统，其结 构紧凑合理，占用空间小，可置于普通轿车的后备箱内，约占后背 面空间的1/6-1/4大小，十分适合车用，可直接在现有车辆上进行 加装，本发明空调系统独立配备高性能锂电池作为其电源供给，该 高性能可以通过市电或者汽车发电机或汽车蓄电池充电，无需对车 上原有空调系统做改变。而且，本发明空调系统通过其控制系统可 以实现远程智能控制，即便车主不在车上，也可控制本发明空调系 统启动和停止，因此，在临时停车离开或者车辆启动前几分钟，使 用远程控制方式启动本发明空调系统，使车内温度降低，待车主到 车旁时，无需等待降温可直接上车开走，节约时间；而在车辆正常 行驶过程中，则可关闭本发明空调系统，而使用原车空调系统。

通过本发明的实施，完全解决了包括停车熄火、启动发动机之 前及发动机刚启动之初的三个传统空调系统所不能解决的问题，而 且为停车熄火使用空调、为智能、远程控制空调系统提供了可能。

上述实施例和附图中所示是本发明的简单实施例，熟悉本领域 的人员可以在不脱离本发明思想的情况下，对上述实施例作出种种 修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应 是权利要求书上提到的创新性特征的最大范围。