CN103407363A - 并联式混合动力车用空调系统 - Google Patents

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赵建虎
高小二
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Abstract

本发明提供了一种并联式混合动力车用空调系统,利用动力系统驱动电机分配部分动力带动空调压缩机,无需给空调压缩机配置专用电机,使混合动力车在发动机怠速情况下也能正常使用空调,节能减少排的同时满足了乘客舒适性的要求。

Description

并联式混合动力车用空调系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种适用于并联式混合动力车用空调系统。
背景技术
[0002] 混合动力车辆近年来得到政府及社会的大力支持,得益于其高节油率,低排放。理想情况下混合动力车辆节油率最高可达到50%以上,如此高的节油率大部分得益于发动机怠速停机控制,即低速等发动机燃油率低的工况下使发动机停止工作,用电动机驱动系统,能有效提高发动机的整体工况下的燃油率。通常空调压缩机由发动机通过皮带轮或其他类似装置直接带动,只有发动机启动时空调才能正常运转。这样造成了一种矛盾,即要么怠速工况下不能使用空调,要么使用空调不允许怠速。给混合动力车辆的正常使用造成了一定障碍。虽然机械/电动两用空调可以解决发动机怠速使用空调的问题,但是由于机械/电动两用空调成本比普通空调高出许多,而且需要另加驱动空调压缩机的电机,使车辆布置时也会受到诸多限制。本发明针对并联式混合动力车辆提出一种解决方案,可以实现发动机和驱动电机带动空调,减少驱动空调压缩机的成本,同时减小系统所占空间,兼顾了混合动力车辆节油和舒适的要求。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种并联式混合动力车用空调系统,利用动力系统驱动电机分配部分动力带动空调压缩机,无需给空调压缩机配置专用电机,使混合动力车在发动机怠速情况下也能正常使用空调,节能减少排的同时满足了乘客舒适性的要求。本发明所提供的技术方案为:
[0004] 一种并联式混合动力车用空调系统,包括动力电池、车用空调、发动机、驱动电机,所述动力电池为所述驱动电机供电,其中车用空调包括空调压缩机和空调控制器,其特征在于,所述发动机与所述空调压缩机通过第一离合器连接;所述驱动电机与所述空调压缩机通过第二离合器连接。其中,所述驱动电机用于驱动车辆行驶。所述第一离合器是电控离合器,通过所述空调控制器控制其接合或者分离;所述第二电控离合器是电控离合器,通过所述整车控制器控制其接合或者分离。
[0005] 作为发明的一个方面,所述发动机与所述空调压缩机通过皮带轮相连,其中所述第一离合器是电控离合皮带轮。
[0006] 优选的方案是,所述空调压缩机是可变容积式压缩机。
[0007] 本发明的系统以如下方式工作:当系统以纯电动方式运行时,所述第一离合器分离,所述第二离合器接合,由所述驱动电机带动所述空调压缩机;当系统以发动机驱动模式运行时,所述第一离合器接合,所述第二离合器分离,由发动机带动所述空调压缩机。
附图说明
[0008] 图1是本发明涉及到的并联混合动力车用空调系统示意图。[0009] 图2是并联混合动力车用空调系统工作方法示意图。
[0010] I是发动机,2是稱合器,3是变速器,4是驱动电机,5是空调压缩机,6是第一电控离合器,7是第二电控离合器。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图对适用于并联式混合动力车用空调系统的具体实施方式进行详细说明。如图1所示,本发明涉及的系统中包括发动机1,当发动机工作模式下,驱动车辆及空调压缩机;空调压缩机5,用于带动空调工作;驱动电机4,用于驱动车辆行驶。并联式混合动力系统中常见的如电池,控制器等部件未在图中列出。并联式混合动力汽车有双轴式和单轴式之分,本发明在图1中只列出了单轴并联式混合动力汽车空调系统的模型,需要指出的是,本发明结构同样适用于双轴并联式混合动力系统。单轴式并联混合动力系统由发动机I,变速器3,驱动电机4和耦合器2组成,发动机I通过主传动轴与变速器相连,驱动电机4电动机的转矩通过齿轮等耦合器2与发动机I的转矩在变速器3前进行复合。在单轴式结构中,发动机,驱动电机和变速器输入轴之间的转速成一定比例关系。驱动车辆时可以实现驱动电机单独驱动车辆、发动机驱动车辆、混合驱动等模式。本发明所提供的空调系统特点在于,如图1所示,空调压缩机5与发动机I和驱动电机4分别通过第一电控离合器6和第二电控离合器7相连,通过第一 / 二电控离合器的分离和接合实现发动机/驱动电机与空调压缩机的断开和连接。一方面,发动机I与空调压缩机5之间通过第一电控离合器6相连接,通过第一电控离合器6的分离和接合实现发动机I与空调压缩机5的断开和连接。具体地,发动机I设置有皮带轮,空调压缩机5通过传动皮带和皮带轮与发动机I相连。发动机I和空调压缩机5之间设置第一电控离合器6,其控制装置可以设置于空调控制器之中,当第一电控离合器6接合时,由发动机I带动空调压缩机工作。另一方面,驱动电机4与空调压缩机5之间通过第二电控离合器7相连接,通过第二电控离合器7的分离和接合实现驱动电机4与空调压缩机5的断开和连接。具体地,驱动电机4输出轴设置有皮带轮或者传动齿轮等动力分配机构,第二电控尚合器7设置驱动电机输出轴与压缩机5之间,当驱动电机7转动时,第二电控离合器接合时,动力分配机构分配一部分动力用于空调压缩机驱动。
[0012] 由于并联式混合动力系统在工作时选择性地由发动机驱动或者由纯电驱动。当系统处于发动机驱动工况时,第一离合器闭合,第二离合器打开,空调压缩机由发动机带动工作;当系统处于纯电驱动工况时,第一电控离合器打开,第二电控离合器闭合,空调压缩机由驱动电机带动工作。这样可以满足车辆空调在全工况中正常使用。具体如下:
[0013] 根据并联式混合动力驱动系统的特点,车辆启动和低速行驶时,发动机不启动,由电动机驱动车辆启动前行,此时如果需要开启空调,第一电控离合器分离,第二电控离合器接合,利用驱动电动机的一部分动力带动空调压缩机工作;当车辆达到某设定值,启动发动机,电动机停止工作,由发动机驱动车辆前行,此时如果需要开启空调,将第一电控离合器接合,第二电控离合器分离,由发动机带动空调压缩机工作。在任何模式下不需要开启空调时,第一电控离合器和第二电控离合器都分离即可。第一电控离合器和第二电控离合器分离或者接合有多种判断条件,比如时可以根据车辆当前模式进行判断,也可以根据当前发动机转速进行判断。[0014] 本发明还详细设计了该适用于并联混合动力车辆空调系统的运行方式,如图2所示。首先,车辆启动以后,根据车内置传感器所采集到的温度判断是否需要启动空调,该步骤可以是手动控制也可以自动控制;如不需要启动空调,保持第一电控离合器和第二电控离合器分离状态;若需要启动空调,由空调控制系统通过整车传递的信号判断车辆当前运行模式;如果当前车辆处于纯电动模式,即电动机驱动车辆,由空调控制器向整车控制器发出请求,整车控制器接收该请求后控制第二电控离合器接合,使电动机与空调压缩机连接,通过分轴器分配部分电动机动力驱动空调压缩机工作;如果当前车辆处于发动机驱动模式,由空调控制器控制第一电控离合器接合,使发动机与空调压缩机连接,分配部分发动机动力驱动空调压缩机工作。后继续判断车内温度是否达要求,若未达到要求,再次判断车辆当前驱动模式,并根据驱动模式选择第一电控离合器和第二电控离合器的分离或者接合,并循环该步骤,直至车内温度达到要求。

Claims (6)

1.一种并联式混合动力车用空调系统,包括动力电池、车用空调、发动机、驱动电机,所述动力电池为所述驱动电机供电,其中车用空调包括空调压缩机和空调控制器,其特征在于,所述发动机与所述空调压缩机通过第一离合器连接;所述驱动电机与所述空调压缩机通过第二离合器连接。
2.根据权利要求1所述的并联式混合动力车用空调系统,其特征在于,所述驱动电机用于驱动车辆行驶。
3.根据权利要求2所述的并联式混合动力车用空调系统,其特征在于,所述第一离合器是电控离合器,通过所述空调控制器控制其接合或者分离;所述第二电控离合器是电控离合器,通过所述整车控制器控制其接合或者分离。
4.根据权利要求1所述的并联式混合动力车用空调系统,其特征在于,所述发动机与所述空调压缩机通过皮带轮相连,其中所述第一离合器是电控离合皮带轮。
5.根据权利要求1所述的并联式混合动力车用空调系统,其特征在于,所述空调压缩机是可变容积式压缩机。
6.根据权利要求1〜5任意一项所述的并联式混合动力车用空调系统,其特征在于,当系统以纯电动方式运行时,所述第一离合器分离,所述第二离合器接合,由所述驱动电机带动所述空调压缩机;当系统以发动机驱动模式运行时,所述第一离合器接合,所述第二离合器分离,由发动机带动所述空调压缩机。
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