CN102278807B - 电动汽车的空调控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的电动汽车的空调控制系统，包括空调压缩机、鼓风机总成、传动控制器和蓄电池组；其特征在于：制热电路包括受冷热风旋钮开关控制的制热开关、直流接触器和发热元件，制热开关、直流接触器的线圈以及风机开关相串联后接于电源与地线之间，发热元件与直流接触器的常开点串联后接于蓄电池组的两端。本发明完成了电动汽车专用压缩系统与普通汽车原空调系统匹配和结合，有效地完成对空调制冷系统的控制。同时采用PTC发热体，实现了完善的制冷、制热功能。在普通汽车改装的纯电动汽车上使用，大大简化电路的设计，安装使用方便，可大大提高电动汽车的改装效率。具有结构简单、成本低廉、安全可靠、使用安装方便的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车的空调控制系统，更具体的说，尤其涉及一种把发动机汽车改装为电动汽车并充分利用了原车空调系统的电动汽车的空调控制系统。
背景技术
电动汽车具有无污染、噪声低、能源利用率高以及能量来源广泛的特点，发展成熟的电动车技术，有利于实现国家的可持续发展战略。把发动机汽车（以下称之为普通汽车）改装为纯电动汽车的过程中，由于目前很多公司的车辆底盘的制造技术较差，为了保证车辆底盘的质量和可靠性，大量使用了成品的普通汽车改装为电动汽车。
普通汽车的空调系统与电动汽车的空调控制系统有很大差别。普通汽车空调的制冷系统，由蒸发器、冷凝管、毛细管（或膨胀阀）、压缩机四大件组成；温度传感器和压力传感器通过ECU完成对压缩机的控制作用，从而实现制冷效果。普通汽车的加热系统，一般是将发动机的冷却水引入车室内的加热器中，通过鼓风机将被加热的空气吹入车内，形成暖风。把普通汽车改装为电动汽车时，由于去掉了发动机，其制冷系统一般不再使用原车ECU，保留原车的蒸发器、冷凝器、毛细管以及原管道、压力开关、温控开关等，应采用电动汽车专用压缩机和与其配套的控制器。因此，就出现了电动汽车专用压缩机系统如何与原车件连接和配合的问题，以及制冷与制热如何处理控制的问题。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种把普通汽车改装为电动汽车并充分利用了原车空调系统的电动汽车的空调控制系统。
本发明的电动汽车的空调控制系统，包括空调压缩机、鼓风机总成、传动控制器以及用于提供电能的蓄电池组；所述空调系统的制冷控制电路包括制冷开关、冷凝器风扇、风扇继电器以及压缩机控制器，其特别之处在于：所述空调系统的制热电路包括制热开关、直流接触器以及设置于鼓风机内的发热元件，所述受冷热风旋钮开关控制的制热开关、直流接触器的线圈以及风机开关相串联后接于电源与地线之间，所述发热元件与直流接触器的常开点串联后接于蓄电池组的两端；所述传动控制器内设置有用于实现制冷信号与制热信号互锁的电路。传动控制器用于对空调系统的制热和制冷状态进行控制；空调压缩机通过对制冷剂的压缩，实现制冷作用；鼓风机总成既能实现通风作用，也能实现向汽车室内吹送暖风；蓄电池组用于提供电能。由于把现有的普通汽车改为电动汽车后，省去了发动机，不能再利用原来的发动机冷却水作为热源进行利用，增设了发热元件之后，就实现了制热功能。传动控制器使得制热开关与制冷开关成互锁状态，这就使得同一时刻空调系统只能处于制冷和制热中的一种状态。在对现有发动机汽车的空调系统简单改造的基础上即可实现本发明中的技术方案。
本发明的电动汽车的空调控制系统，所述互锁电路包括与制冷开关相串联的继电器KA1和与制热开关相串联的继电器KA2，所述继电器KA1的常开点与继电器KA2的常闭点串联后依次接于电锁开关与压缩机控制器之间的控制电路中。制热开关与制冷开关只能有一个处于闭合状态；当冷热风旋钮开关旋到热风位置时，制热开关闭合，继电器KA2得电，也就使得压缩机控制器的控制电路断开，制冷工作被关闭；与此同时直流接触器得电得电，进而使得发热元件所在的回路处于导通状态。当冷热风旋钮开关旋到冷风位置时，制冷开关闭合，继电器KA1才得电，继电器KA2失电，使得电锁开关与压缩机控制器之间的控制电路处于导通状态，在温度和压力满足条件的情况下，将实现制冷作用。
本发明的电动汽车的空调控制系统，所述传动控制器中还设置有温控开关、继电器KA3和继电器KA4，所述继电器KA3的线圈和继电器KA4的线圈分别设置在高压开关与地线以及低压开关与地线之间的电路中；所述继电器KA1的常开点、继电器KA2的常闭点、继电器KA3的常闭点、继电器KA4的常开点以及温控开关依次相串联后接于电锁开关与压缩机控制器之间的控制电路中。高压开关和低压开关分别通过对继电器KA3和继电器KA4的控制，来实现管路中压力过高或过低时关闭和开启压缩机，控制制冷。由于温控开关也串联在压缩机控制器的控制电路中，使得温度也是压缩机控制器工作的控制条件。
本发明的电动汽车的空调控制系统，所述鼓风机总成包括风机开关，所述制冷开关与风机开关相串联后接于电源与继电器KA1的线圈之间；所述风扇继电器线圈的一端与地线相连，另一端接到连接继电器KA2的常闭点与继电器KA3的常闭点之间的线路上。只有在继电器KA1得电和继电器KA2失电的情况下，风扇继电器的线圈才得电，进而控制冷凝器风扇工作。
本发明的电动汽车的空调控制系统，所述发热元件为PTC半导体热敏电阻；所述制热开关为微动开关。该微动开关由冷热风旋钮开关控制其通断。正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。采用微动开关，易于实现冷热风旋钮开关的控制，实现对制热回路的控制。
本发明中的电锁开关通过传动控制器为空调压缩机和冷凝器风扇提供电源，而该电源又通过传动控制器由原车的空调开关、原车制冷管道上的高、低压开关、温控器开关对其控制。原车风机开关，为制冷开关（空调开关）提供电源，以保证空调制冷时风机运行。制热开关是一个由原车冷热风旋钮开关拨动的微动开关，当该开关拨到热风位置（红色标区）时，通过机械传动使风道换向为热风，同时拨动制热开关使直流接触器动作，接通风机中的PTC半导体发热体，产生热风，另一方面制热开关通过传动控制器切断空调压缩机电源，使其被锁住不能工作，从而实现了制冷和制热的互锁作用。
本发明利用一组按程序组合的继电器和若干电子元件，完成了电动汽车专用压缩系统与普通汽车原空调系统匹配和结合，有效地完成对空调制冷系统的控制。同时对纯电动汽车上采用的先进的PTC半导体发热体工作状态和空调制冷工作状态进行有效的互锁控制，使这两个相互矛盾的工作状态不能同时工作；实现了完善的制冷、制热功能。
本发明的有益效果是：在把发动机汽车改装为电动汽车的过程中，通过设置发热元件来代替冷却水的来现制热功能，发热元件优选为PTC半导体热敏电阻，易于实现温度控制；通过设置由四个继电器组成的传动控制器，不仅实现了制冷信号与制热信号的互锁，还使得压力、温度条件也可对压缩机的工作状态进行控制。本发明具有结构简单、成本低廉、安全可靠、使用安装方便，大大简化了电动汽车的电路设计，提高了生产安装效率，可用于大批量普通汽车改装的纯电动汽车上。
本发明的产品采用环氧树脂封装，具有不怕水渍、工作可靠、受环境温度影响小等优点。在普通汽车改装的纯电动汽车上使用，大大简化电路的设计，安装使用方便，可大大提高电动汽车的改装效率。
附图说明
图1为本发明的电动汽车的空调控制系统的原理图；
图2为本发明的传动控制器的电路图。
图中：1传动控制器，2压缩机控制器，3鼓风机总成，4制冷开关，5制热开关，6电锁开关，7直流接触器，8风扇继电器，9冷凝器风扇，10空调压缩机，11冷热风旋钮开关。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的系统原理图，其包括传动控制器1、压缩机控制器2、鼓风机总成3、制冷开关4、制热开关5、电锁开关6、直流接触器7、风扇继电器8、冷凝器风扇9，空调压缩机10，冷热风旋钮开关11；图2给出了传动控制器1的电路原理图，其包括四个继电器和四个二极管元件。压缩机控制器2实现对空调压缩机10的工作状态的控制；鼓风机总成3用于向汽车室内吹送调温风，鼓风机总成3中的鼓风机通过风机开关与12V电源相连接，以便对鼓风机的工作状态进行控制。风机开关、制热开关5和直流接触器7的线圈依次接于同一回路中，加热元件与直流接触器7的常开点相串联后接到蓄电池组的两端；制热开关5采用微动开关，受原有普通汽车上的冷热风旋钮开关的控制，加热元件优选为PTC半导体热敏电阻，以便实现良好的加热和温控作用。只有当风机开关打开、且制热开关5处于闭合状态，直流接触器才可得电，才能使PTC半导体热敏电阻所在的回路处于导通状态，并通过鼓风机向汽车室内吹送暖风，实现制热。
冷凝器风扇9与风扇继电器8的常开点相串联后接于12V电源线与地线之间。高压开关、低压开关根据检测的压力大小产生不同的状态，温度开关根据检测的汽车室内的温度，来产生相应的动作。如图2所示，其包括继电器KA1、继电器KA2、继电器KA3、继电器KA4，四个继电器（KA1、KA2、KA3、KA4、）线圈的两端还并联有起保护作用的二极管。所示继电器KA1线圈的一端与制冷开关相连，另一端与地线相连；继电器KA2线圈的一端与制热开关相连，另一端与地线相连；继电器KA3的线圈的一端与高压开关相连接，另一端与地线相连接，继电器KA4的线圈设置于低压开关与地线之间的回路中。电锁开关依次经过继电器KA1的常开点、继电器KA2的常闭点、继电器KA3的闭开点、继电器KA4的常开点以及温度开关之后再与压缩机控制器2相连接，以便通过电锁开关6和四个继电器的得失电状态来实现对压缩机的工作状态进行控制。继电器KA1和继电器KA2用于实现制热信号和制冷信号的互锁作用，使空调系统同一时刻只能处制冷或制热状态。在继电器KA2的常闭点与继电器KA3的常闭点之间的电路与风扇继电器8线圈的一端相连接，另一端与地线相连接。
本发明的工作过程：
制冷时，首先闭合电锁开关6，然后闭合风机开关，把冷热风旋钮开关旋到冷风位置；再闭合制冷开关4，使得继电器KA1处于得电状态，继电器KA2处于失电状态；在压力和温度参数满足制冷的条件下，继电器KA3和继电器KA4分别处于失电和得电状态，这也就使得压缩机控制器2控制压缩机进行工作，实现制冷作用。与此同时，风扇继电器8得电，控制着冷凝器风扇9进行转动。
制热时，首先应闭合电锁开关6和风机开关，使得鼓风机总成3中的风机处于工作状态；然后冷热风旋钮开关旋到热风位置，制热开关5闭合，不仅使得直流接触器KM2得电，还使得继电器KA2得电，实现了压缩机控制器2控制信号的断开以及PTC半导体热敏电阻的发热；并通过鼓风机的作用，把PTC半导体热敏电阻发出的热量吹送到汽车室内，实现制热作用。
Claims (3)
1.一种电动汽车的空调控制系统，包括空调压缩机（10）、鼓风机总成（3）、传动控制器（1）以及用于提供电能的蓄电池组；所述空调控制系统的制冷控制电路包括制冷开关（4）、冷凝器风扇（9）、风扇继电器（8）以及压缩机控制器（9），其特征在于：所述空调控制系统的制热电路包括受冷热风旋钮开关（11）控制的制热开关（5）、直流接触器（7）以及设置于鼓风机内的发热元件，所述制热开关、直流接触器的线圈以及风机开关相串联后接于电源与地线之间，所述发热元件与直流接触器的常开点串联后接于蓄电池组的两端；所述传动控制器内设置有用于实现制冷信号与制热信号互锁的互锁电路；所述互锁电路包括与制冷开关（4）相串联的继电器KA1和与制热开关（5）相串联的继电器KA2，所述继电器KA1的常开点与继电器KA2的常闭点串联后依次接于电锁开关（6）与压缩机控制器（2）之间的控制电路中；所述传动控制器（1）中还设置有温控开关、继电器KA3和继电器KA4，所述继电器KA3的线圈和继电器KA4的线圈分别设置在高压开关与地线以及低压开关与地线之间的电路中；所述继电器KA1的常开点、继电器KA2的常闭点、继电器KA3的常闭点、继电器KA4的常开点以及温控开关依次相串联后接于电锁开关与压缩机控制器之间的控制电路中。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的空调控制系统，其特征在于：所述鼓风机总成（3）包括风机开关，所述制冷开关与风机开关相串联后接于电源与继电器KA1的线圈之间；所述风扇继电器（8）线圈的一端与地线相连，另一端接到连接继电器KA2的常闭点与继电器KA3的常闭点之间的线路上。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的空调控制系统，其特征在于：所述发热元件为PTC半导体热敏电阻；所述制热开关（5）为受冷热风旋钮开关（11）控制的微动开关。
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