CN107160992A - 车辆内动力装置以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开揭示了一种车辆内动力装置以及控制方法，属于汽车技术领域。所述车辆内动力装置包括：内燃机、第一离合器、发电机、第二离合器、电动压缩机、功率转换器、动力电池和动力电机，所述内燃机通过所述第一离合器与所述发电机机械连接；所述发电机通过所述第二离合器与所述电动压缩机机械连接；所述功率转换器分别与所述发电机、所述动力电池以及所述动力电机电连接。本公开解决了现有技术中车辆内动力装置向电动压缩机提供机械能的过程中能量巨大浪费的技术问题；达到了减小能源浪费的效果。
Description
技术领域
本公开涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆内动力装置以及控制方法。
背景技术
汽车前舱内通常设置有动力装置，通过动力装置可向汽车的空调系统进行供电，使汽车的空调系统正常工作。
目前，汽车前舱内的动力装置包括内燃机、发电机、动力电池以及电动压缩机。内燃机通过燃烧燃料产生机械能带动发电机发电，将热能转换为机械能，又将机械能转换为电能。发电机发出的电能存储在动力电池中，电能又被转换成为化学能。当汽车内的空调系统开始工作时，电动压缩机需要消耗动力电池中的化学能进行制冷或制热。从内燃机燃烧燃料产生机械能到电动压缩机消耗动力电池中化学能的这一过程中，能量进行了多次转换，多次能量转换造成了能量的巨大浪费。
发明内容
本公开提供一种车辆内动力装置以及控制方法。所述技术方案如下：
根据本公开实施例的第一方面，提供一种车辆内动力装置，所述车辆内动力装置包括内燃机、第一离合器、发电机、第二离合器、电动压缩机、功率转换器、动力电池和动力电机，
所述内燃机通过所述第一离合器与所述发电机机械连接；所述发电机通过所述第二离合器与所述电动压缩机机械连接；所述功率转换器分别与所述发电机、所述动力电池以及所述动力电机电连接；
控制所述第一离合器和所述第二离合器结合以及控制所述功率转换器与所述发电机之间的电气连接断开；所述内燃机燃烧燃料，通过所述第一离合器、所述发电机以及所述第二离合器向所述电动压缩机输入机械能；在所述机械能的驱动下所述电动压缩机进行制冷操作；
控制所述第一离合器断开、控制所述第二离合器结合以及控制所述功率转换器与所述发电机之间电气连接连接；所述动力电池通过所述功率转换器向所述发电机输入电能；在所述电能的驱动下所述发电机向所述电动压缩机输入机械能；在所述机械能的驱动下所述电动压缩机进行制冷操作；
控制所述第一离合器和所述第二离合器结合以及控制所述功率转换器与所述发电机之间电气连接连接；所述内燃机燃烧燃料，通过所述第一离合器向所述发电机输入机械能，通过所述第一离合器、所述发电机以及所述第二离合器向所述电动压缩机输入机械能；所述发电机在机械能的驱动下向所述动力电池和/或所述动力电机输入电能，在所述电能的驱动下所述动力电机驱动车辆。
可选的，所述车辆内动力装置还包括变速器，
所述变速器与所述动力电机机械连接；
所述动力电机在电能的驱动下向所述变速器输入机械能，所述变速器在所述机械能的驱动下改变车辆的行驶速度。
可选的，所述车辆内动力装置还包括动力耦合组件和变速器，
所述动力耦合组件分别与所述动力电机、内燃机以及所述变速器机械连接；
所述内燃机燃烧燃料向所述动力耦合组件输入机械能；
所述动力电机在电能的驱动下向所述动力耦合组件输入机械能；
所述动力耦合组件将接收到的机械能输入所述变速器，所述变速器在所述机械能的驱动下改变车辆的行驶速度。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种控制方法，所述方法用于控制第一方面提供的任一车辆内动力装置工作，所述方法包括：
接收启动指令，以及根据动力电池的剩余电量确定是否运行内燃机，所述启动指令用于指示启动车辆内空调；
在确定运行所述内燃机时，控制第一离合器以及第二离合器结合。
可选的，所述方法还包括：
根据所述动力电池的剩余电量确定是否向所述动力电池充电；
在确定运行所述内燃机以及向所述动力电池充电时，控制第一离合器结合。
可选的，所述方法还包括：
在接收到所述启动指令时，控制所述第二离合器结合；
在接收到停止指令时，控制所述第二离合器断开，所述停止指令用于指示关闭所述车辆内空调。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种车辆，该车辆包括第一方面提供的任一车辆内动力装置。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现第二方面以及第二方面任可能的实现方式。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
内燃机通过第一离合器与发电机机械连接；发电机通过第二离合器与电动压缩机机械连接；功率转换器分别与发电机、动力电池以及动力电机电连接；由于第一离合器和第二离合器结合时，内燃机燃烧燃料所产生的机械能直接输入至电动压缩机，不再需要进行能量转换，解决了相关技术中车辆内动力装置向电动压缩机提供机械能的过程中能量巨大浪费的技术问题；达到了减小能源浪费，提高能量利用率的效果。
另外，由于车辆前舱内车辆内动力装置的能量利用率提高，该车辆内动力装置内的动力电池、发电机的散热量相应会减少，前舱冷却系统负荷降低。
另外，该车辆内动力装置与传统的动力装置相比，将发电机和电动压缩机做成一个整体，使得前舱部件安装的空间减小，便于其他空调管路，线束等的布置与安装。
另外，该车辆内动力装置与传统的动力装置相比，电动压缩机和发电机共用一套电机，因此可以节省一台电机的成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1-1是根据一示例性实施例示出的一种车辆内动力装置的框图；
图1-2是根据另一示例性实施例示出的一种车辆内动力装置的框图；
图1-3是根据再一示例性实施例示出的一种车辆内动力装置的框图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种用于控制车辆内动力装置的控制方法的流程图；
图3是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制车辆内动力装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1-1是根据一示例性实施例示出的一种车辆内动力装置的框图，如图1-1所示，该车辆内动力装置包括内燃机101、第一离合器102、发电机103、第二离合器104、电动压缩机105、功率转换器106和动力电池107和动力电机108。
内燃机101通过第一离合器102与发电机103机械连接；发电机103通过第二离合器104与电动压缩机105机械连接；功率转换器106分别与发电机103、动力电池107以及动力电机108电连接。
在车辆内动力装置内第一离合器102状态(包括结合和断开)、第二离合器104状态(包括结合和断开)以及各个部件间电气连接状态(包括结合和断开)发生变化时，车辆内动力装置向其中电动压缩机105提供机械能的方式不同。
1、控制第一离合器102和第二离合器104结合以及控制功率转换器106与发电机103之间的电气连接断开。
此时内燃机101燃烧燃料输出机械能，由于第一离合器102和第二离合器104均结合，使得内燃机101与发电机103机械连接，发电机103又与电动压缩机105机械连接，因此内燃机101输出的机械能可输入电动压缩机105内的压缩机泵，使得电动压缩机105进行制冷操作。
也就是说，内燃机101燃烧燃料，通过第一离合器102、发电机103以及第二离合器104向电动压缩机105输入机械能；在该机械能的驱动下电动压缩机105进行制冷操作。
2、控制第一离合器102和第二离合器104结合以及控制功率转换器106与发电机103之间电气连接连接。
此时，内燃机101燃烧燃料向发电机103输入机械能。
由于发电机103与电动压缩机105机械连接，因此发电机103可将接收到的部分机械能输入电动压缩机105内的压缩机泵，使得电动压缩机105进行制冷操作。
由于发电机103在机械能的驱动下能够产生电能，因此发电机103可将接收到的部分机械能转换成电能；又由于发电机103与控制功率转换器106之间电气连接连接，发电机103可将产生的电能通过功率转换器106输入动力电池107或动力电机108。
动力电池107可以将接收到的电能存储为化学能，从而实现了对发电机103产生的电能进行存储。
动力电机108接收到电能后，可将接收到的电能转换为机械能，从而驱动车辆。
3、控制第一离合器器102断开、控制第二离合器104结合以及控制功率转换器106与发电机103之间电气连接连接。
第一离合器102断开，内燃机101不再向发电机103输入机械能，此时由动力电池107通过功率转换器106向发电机103输入电能；发电机103在电能的驱动下向电动压缩机105内的压缩机泵输入机械能，使得电动压缩机105进行制冷操作。
动力电池107还可通过功率转换器106向动力电机108输入电能，动力电机108接收到电能后，可将接收到的电能转换为机械能，从而驱动车辆。
可选的，如图1-2所示，该车辆内动力装置还可以包括变速器109，变速器109与动力电机108机械连接。动力电机108接收到电能后，在电能的驱动下向变速器109输入机械能，变速器109在机械能的驱动下改变车辆的行驶速度。
可选的，如图1-3所示，该车辆内动力装置还可以包括变速器109和动力耦合组件110，动力耦合组件110分别与动力电机108、内燃机101以及变速器109机械连接，动力耦合组件110包括转速耦合器和功率耦合器。
此时，内燃机101可燃烧燃料输出机械能，将机械能输入动力耦合组件110。动力电池107也可通过功率转换器106向动力电机108输入电能，动力电机108在电能的驱动下向动力耦合组件110输入机械能。
其中，动力耦合组件110将接收到的机械能输入变速器109，变速器109在机械能的驱动下改变车辆的行驶速度。
综上所述，本公开实施例中提供的车辆内动力装置，内燃机通过第一离合器与发电机机械连接；发电机通过第二离合器与电动压缩机机械连接；功率转换器分别与发电机、动力电池以及动力电机电连接；由于第一离合器和第二离合器结合时，内燃机燃烧燃料所产生的机械能直接输入至电动压缩机，不再需要进行能量转换，解决了相关技术中车辆内动力装置向电动压缩机提供机械能的过程中能量巨大浪费的技术问题；达到了减小能源浪费，提高能量利用率的效果。
图2是根据一示例性实施例示出的一种用于控制车辆内动力装置的控制方法的流程图，该控制方法可以包括如下几个步骤。
在步骤201中，接收启动指令，以及根据动力电池的剩余电量确定是否运行内燃机，启动指令用于指示启动车辆内空调。
车辆内的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)通常根据动力电池的剩余电量以及车辆的功能需求确定是否需要运行内燃机，这里所讲的车辆的功能需求包括车辆空调系统制冷以及改变车速。
例如，ECU在需要改变车辆速度、动力电池的剩余电量较多以及不需要空调系统制冷时，可不运行内燃机，由动力电池向动力电机提供电能，动力电机在电能的驱动下向变速器输入机械能，从而改变车辆速度。
再例如，ECU在需要改变车辆速度、动力电池的剩余电量较少、空调系统需要开启制冷时，可运行内燃机，使内燃机通过燃烧燃料以产生更多的能量，保证变速器和电动压缩机的运转。
再例如，ECU在需要改变车辆速度、动力电池的剩余电量较少、需要空调系统制冷时，可运行内燃机，以保证变速器的运转以及向动力电池中充电。
ECU具体如何判定是否运行内燃机的逻辑可由系统开发人员设定，且判定逻辑可根据各个车辆的实际情况而设定，因此本实施例中对此不作具体限定。
车辆内用户可按动车辆内空调系统的制冷启动按钮，则车辆内的ECU接收到一个启动按钮对应的输入信号，也即启动指令。此时，车辆内的功能需求增加，增加了空调系统制冷的需求，车辆需要再结合动力电池的剩余电量确定是否运行内燃机。
在步骤202中，在确定运行内燃机时，控制第一离合器以及第二离合器结合。
在确定内燃机运行时，为保证电动压缩机进行制冷操作，也即车辆内空调系统的运转，此时控制第一离合器以及第二离合器结合，使得内燃机与发电机机械连接，发电机又与电动压缩机机械连接，因此内燃机燃烧燃料输出机械能的输入电动压缩机中，使得电动压缩机进行制冷操作。
综上所述，本公开实施例中提供的控制方法，通过控制第一离合器以及第二离合器结合，使内燃机燃烧燃料所产生的机械能直接输入至电动压缩机，不再需要进行能量转换，解决了相关技术中车辆内动力装置向电动压缩机提供机械能的过程中能量巨大浪费的技术问题；达到了减小能源浪费，提高能量利用率的效果。
图3是根据另一示例性实施例示出的一种用于控制车辆内动力装置的控制方法的流程图，该控制方法可以包括如下几个步骤。
在步骤301中，根据动力电池的剩余电量确定是否向动力电池充电以及是否运行内燃机。
其中，若动力电池的剩余电量低于预定数值，则确定向动力电池充电，柔则，确定不向动力电池充电。
根据动力电池的剩余电量确定是否运行内燃机可参见步骤201，此处不再赘述。
在执行步骤301后，可执行步骤302或步骤303。
在步骤302中，在确定运行内燃机的情况下，若确定需要向动力电池充电和/或接收到启动指令，则控制第一离合器结合。
举例来讲，请参见图1-2，在确定运行内燃机的情况下，内燃机通过燃烧燃料所产生的机械能全部输入发电机中。举例来讲，请参见图1-3，在确定运行内燃机的情况下，内燃机通过燃烧燃料所产生的机械能可输入发电机中。
若需要向动力电池充电，不需要空调系统制冷，则控制第一离合器结合、控制发电机与功率转换器之间的电气连接连接、以及控制第二离合器断开，使发电机将机械能转换成电能存储至动力电池中。
若不需要向动力电池充电，需要空调系统制冷，则控制第一离合器结合、控制发电机与功率转换器之间的电气连接断开，以及控制第二离合器结合，使发电机将机械能输入电动压缩机中，使得电动压缩机进行制冷操作。
若需要向动力电池充电，空调系统也需要制冷，则控制第一离合器结合、控制发电机与功率转换器之间的电气连接连接、以及控制第二离合器结合，使发电机将部分机械能转换成电能存储至动力电池中，将部分机械能输入电动压缩机中，使得电动压缩机进行制冷操作。
因此，在确定运行内燃机的情况下，确定需要向动力电池充电和/或接收到启动指令，则控制第一离合器结合。
在步骤303中，在确定不运行内燃机的情况下，控制第一离合器断开。
在内燃机不运行的情况下，内燃机不需要向发电机输入机械能，因此可直接控制第一离合器断开。
在步骤304中，在接收到启动指令时，控制第二离合器结合。
在执行步骤302后，再执行步骤304时，内燃机通过燃烧燃料所产生的机械能全部输入发电机中，使发电机向电动压缩机输入机械能，使得电动压缩机进行制冷操作。
在执行步骤303后，再执行步骤304时，动力电池通过功率转换器向发电机输入电能，发电机在电能的驱动下向电动压缩机输入机械能，使得电动压缩机进行制冷操作。
在步骤305中，在接收到停止指令时，控制第二离合器断开，停止指令用于指示关闭车辆内空调。
控制第二离合器断开，使发电机与电动压缩机之间的机械连接断开，发电机不再向电动压缩机输入机械能，从而停止电动压缩机的制冷操作。
另外，需要说明的是，请参见图1-3，在确定不向动力电池充电以及未接收到启动指令时，控制第一离合器以及第二离合器断开。此时，内燃机也可以运行，将燃烧燃料产生的机械能输入动力耦合器，以便动力耦合器向变速器输入机械能。
综上所述，本公开实施例中提供的控制方法，通过控制第一离合器以及第二离合器结合，使内燃机燃烧燃料所产生的机械能直接输入至电动压缩机，不再需要进行能量转换，解决了相关技术中车辆内动力装置向电动压缩机提供机械能的过程中能量巨大浪费的技术问题；达到了减小能源浪费，提高能量利用率的效果。
一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由车辆内ECU执行时，使得ECU能够执行图2或图3所示的任一步骤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种车辆内动力装置，其特征在于，所述车辆内动力装置包括内燃机、第一离合器、发电机、第二离合器、电动压缩机、功率转换器、动力电池和动力电机，
所述内燃机通过所述第一离合器与所述发电机机械连接；所述发电机通过所述第二离合器与所述电动压缩机机械连接；所述功率转换器分别与所述发电机、所述动力电池以及所述动力电机电连接；
控制所述第一离合器和所述第二离合器结合以及控制所述功率转换器与所述发电机之间的电气连接断开；所述内燃机燃烧燃料，通过所述第一离合器、所述发电机以及所述第二离合器向所述电动压缩机输入机械能；在所述机械能的驱动下所述电动压缩机进行制冷操作；
控制所述第一离合器断开、控制所述第二离合器结合以及控制所述功率转换器与所述发电机之间电气连接连接；所述动力电池通过所述功率转换器向所述发电机输入电能；在所述电能的驱动下所述发电机向所述电动压缩机输入机械能；在所述机械能的驱动下所述电动压缩机进行制冷操作；
控制所述第一离合器和所述第二离合器结合以及控制所述功率转换器与所述发电机之间电气连接连接；所述内燃机燃烧燃料，通过所述第一离合器向所述发电机输入机械能，通过所述第一离合器、所述发电机以及所述第二离合器向所述电动压缩机输入机械能；所述发电机在机械能的驱动下向所述动力电池和/或所述动力电机输入电能，在所述电能的驱动下所述动力电机驱动车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆内动力装置，其特征在于，所述车辆内动力装置还包括变速器，
所述变速器与所述动力电机机械连接；
所述动力电机在电能的驱动下向所述变速器输入机械能，所述变速器在所述机械能的驱动下改变车辆的行驶速度。
3.根据权利要求1所述的车辆内动力装置，其特征在于，所述车辆内动力装置还包括动力耦合组件和变速器，
所述动力耦合组件分别与所述动力电机、内燃机以及所述变速器机械连接；
所述内燃机燃烧燃料向所述动力耦合组件输入机械能；
所述动力电机在电能的驱动下向所述动力耦合组件输入机械能；
所述动力耦合组件将接收到的机械能输入所述变速器，所述变速器在所述机械能的驱动下改变车辆的行驶速度。
4.一种控制方法，其特征在于，所述方法用于控制所述权利要求1至3中任一所述的车辆内动力装置工作，所述方法包括：
接收启动指令，以及根据动力电池的剩余电量确定是否运行内燃机，所述启动指令用于指示启动车辆内空调；
在确定运行所述内燃机时，控制第一离合器以及第二离合器结合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述动力电池的剩余电量确定是否向所述动力电池充电；
在确定运行所述内燃机以及向所述动力电池充电时，控制第一离合器结合。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收到所述启动指令时，控制所述第二离合器结合；
在接收到停止指令时，控制所述第二离合器断开，所述停止指令用于指示关闭所述车辆内空调。
7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至3任一所述的车辆内动力装置。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求4至6中任一所述方法的步骤。
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