CN107310544B - 一种冷凝器控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷凝器控制装置及其控制方法，所述冷凝器控制装置，包括空压机（1）和电控冷凝器（2），空压机（1）上设有电机（6），电控冷凝器（2）上设有电磁阀（8），包括控制单元（4），控制单元（4）设有电机电源供电端口（25）和电控冷凝器电源供电端口（26），电机电源供电端口（25）通过第一电缆（7）与电机（6）相连接，电控冷凝器电源供电端口（26）通过第二电缆（9）与电磁阀（8）相连接。本发明与现有技术相比的有益效果是：电控冷凝器的排油和排水动作次数直接由控制单元设定，能够充分对管路进行排污，保证管路清洁；空压机不工作时电控冷凝器设置成断电状态，既大幅延长电控冷凝器的工作寿命，也能够节省电能。

Description

一种冷凝器控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及新能源车辆的气制动系统，尤其涉及一种冷凝器控制装置及其控制方法。

背景技术

目前，新能源车辆正在逐步替代现有的常规能源车辆。其中，新能源车辆的空压机工作状态不同于常规能源车辆的空压机工作状态，现有常规能源车辆的空压机是由发动机带动并一直处于工作状态，而新能源车辆的空压机是通过控制器控制启停，且只有当新能源车辆气源压力低于正常工作压力时才通过所述控制器控制空压机工作，在气压能满足正常使用时所述控制器即会控制空压机停止工作。可见，新能源车辆的空压机并非一直处于工作状态，只有在整车气源压力低于正常工作压力时才开始工作，当整车气源压力满足使用要求时空压机则停止工作。

在现有技术中，新能源车辆的气制动系统及连接管路仍然使用常规能源车辆的气制动系统及连接管路，从空压机至干燥器之间的连接管路包括两种技术方案：方案一：空压机+压差式冷凝器+干燥器；方案二：空压机+电控冷凝器+干燥器。新能源车辆在使用上述两种管路布置方案时存在的技术缺陷分别是：

对于方案一：在空压机一个工作循环周期内，压差式冷凝器只有在干燥器排气后才进行排气和排油动作，管路内的大部分压缩空气从干燥器排气口排出，冷凝器排气口仅有少量气体排出，仅带出部分水和油污，在一个打气循环过程中，冷凝器只能工作一次，从而造成冷凝器排水和排油的技术效果不太理想，甚至影响到干燥器的正常工作寿命。因此亟待改进。

对于方案二：是通过刹车信号或门泵开关信号控制电控冷凝器的排水和排油动作，即：每踩一次刹车或每打开一次门泵时电控冷凝器就进行一次排水和排油动作。由此可能导致在空压机运行过程中电控冷凝器没有进行过一次排水和排油动作；或者也可能导致在空压机不工作时电控冷凝器却在进行排水和排油动作。这些技术缺陷将直接造成管路中的油污不能彻底排除干净。因此亟待改进。

专利号为ZL201310202221.2的中国发明专利公开了一种纯电驱动汽车空压机及其制动开关的气路控制方法及气路控制系统，电动空气压缩机的启停控制由电控干燥器进行控制；当整车气路气压低于0.6-0.7MPa（可针对不同的车型作适当的调整）时，电控干燥器给电动空气压缩机电源启动信号，电源输出三相220V电压，电动空气压缩机开始工作，此时干燥器排泄阀处于关闭状态。当气路气压达到0.85-0.95MPa(可针对不同的车型作适当的调整）时，电控干燥器给电动空气压缩机电源停机信号，并进行排水，电源停止输出，电动空气压缩机停止工作，同时干燥器排泄阀门开启进行排水；同时，在制动气路中设置一电控冷凝器，电控冷凝器由制动开关内设置的电控装置控制；当司机踩制动踏板时，制动开关输出让电控冷凝器排水的信号，电控冷凝器进行排水。显然，该发明仍是通过刹车信号控制电控冷凝器的排水动作，即：每踩一次刹车时电控冷凝器就进行一次排水动作。由此可能导致在空压机运行过程中电控冷凝器没有进行过一次排水动作；或者也可能导致在空压机不工作时电控冷凝器却在进行排水动作。这些技术缺陷将直接造成管路中的油污不能彻底排除干净。因此亟待改进。

专利号为ZL200920241641.0的中国实用新型专利公开了一种汽车气制动系统的空气过滤冷却装置，该装置为一个冷凝分离器，其安装在空压机和空气干燥器之间。该实用新型在传统的气制动系统基础上进行了改善，在空压机和空气干燥器之间增设了冷凝分离器，不但可以净化气制动系统中的压缩空气，减少压缩空气中的油水杂质，降低压缩空气的温度，还能有效延长空气干燥器和其他元件的使用寿命，提高了车辆气制动系统的运行可靠性。显然，该实用新型在空压机一个工作循环周期内，所述冷凝分离器只有在空气干燥器排气后才进行排气和排油动作，管路内的大部分压缩空气从空气干燥器排气口排出，所述冷凝分离器排气口仅有少量气体排出，仅带出部分水和油污，在一个打气循环过程中，所述冷凝分离器只能工作一次，从而造成所述冷凝分离器排水和排油的技术效果不理想，甚至影响到干燥器的正常工作寿命。因此亟待改进。

发明内容

为了解决上述现有车辆的气制动系统存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案如下：

一种冷凝器控制装置，包括空压机和电控冷凝器，所述空压机上设有电机，所述电控冷凝器上设有电磁阀，包括控制单元，所述控制单元设有电机电源供电端口和电控冷凝器电源供电端口，所述电机电源供电端口通过第一电缆与所述电机相连接，所述电控冷凝器电源供电端口通过第二电缆与所述电磁阀相连接。

优选的是，所述控制单元设有电源输入端口。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元包括主控制板。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元包括直流电抗器和输出电抗器。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元包括制动电阻。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元包括PLC。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元设有接地端。

在上述任一方案中优选的是，所述空压机上设有空压机出气口，所述电控冷凝器上设有电控冷凝器进气口，所述空压机出气口与电控冷凝器进气口之间通过第一管路相连接。

在上述任一方案中优选的是，包括干燥器，所述干燥器上设有干燥器进气口，所述电控冷凝器上设有电控冷凝器出气口，所述电控冷凝器出气口与干燥器进气口之间通过第二管路相连接。

在上述任一方案中优选的是，包括四回路保护阀，所述四回路保护阀上设有四回路保护阀进气口，所述干燥器上设有干燥器出气口，所述干燥器出气口与四回路保护阀进气口之间通过第三管路相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述直流电抗器采用单相铁芯干式结构。

在上述任一方案中优选的是，所述单相铁芯干式结构包括线圈、铁芯和芯柱。

在上述任一方案中优选的是，所述线圈采用F级或H级漆包铜扁线绕制，排列紧密且均匀，外表面不包绝缘层。

在上述任一方案中优选的是，所述线圈采用小容量线圈，所述小容量线圈采用层式结构。

在上述任一方案中优选的是，所述线圈采用大容量线圈，所述大容量线圈采用饼式结构。

在上述任一方案中优选的是，所述铁芯采用优质低损耗冷轧硅钢片制成，所述芯柱由多个气隙分成均匀小段，所述气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，并涂以专用粘接剂。

在上述任一方案中优选的是，所述芯柱的紧固件采用无磁性材料。

在上述任一方案中优选的是，所述直流电抗器的外露部分采取防腐蚀处理。

在上述任一方案中优选的是，所述直流电抗器包括引出端子，所述引出端子采用镀锡铜管端子或铜排。

在上述任一方案中优选的是，所述输出电抗器采用铁芯式输出电抗器。

在上述任一方案中优选的是，所述输出电抗器采用铁氧体式输出电抗器。

在上述任一方案中优选的是，所述制动电阻包括陶瓷管、合金电阻丝和涂层，所述陶瓷管上缠绕有所述合金电阻丝，所述合金电阻丝的表面上涂有所述涂层。

为了解决上述现有车辆的气制动系统控制方法存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案如下：

一种冷凝器控制方法，实施该方法的装置包括上述优选方案中任一项的冷凝器控制装置，优选的是，包括以下控制过程：当整车气压偏低时，所述控制单元的电机电源供电端口经所述第一电缆将电源传送至所述空压机上的电机以控制所述空压机进行工作，同时对所述空压机的工作状况进行监控；当所述空压机工作时，所述控制单元的电控冷凝器电源供电端口经所述第二电缆将电源传送至所述电磁阀以控制所述电控冷凝器进行短暂通电工作，在所述电控冷凝器完成排油和排水动作后随即将其断电，在所述空压机的一次工作循环中能够进行多次所述电控冷凝器排油和排水动作；当所述空压机不工作时，所述控制单元的电控冷凝器电源供电端口即处于断电状态，所述电控冷凝器不进行排油和排水动作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：首先，所述电控冷凝器的排油和排水动作均在所述空压机工作时进行，此时管路中充满高压气体，因此在排气时能够将大量水分及油污一起带出并排向大气；其次，所述电控冷凝器的排油和排水动作次数直接由所述控制单元设定，因此能够充分地对管路进行排污工作，从而保证管路的清洁；再次，由于所述空压机不工作时就不会产生油污和水分，因此在所述空压机不工作时所述控制单元将所述电控冷凝器设置为断电状态，此举不仅能够大幅延长所述电控冷凝器的工作寿命，还能够节省电能。

附图说明

图1作为本发明的冷凝器控制装置的一优选实施例的结构示意图；

图2作为本发明的冷凝器控制装置中控制单元的一优选实施例的框架结构示意图；

图3为现有采用压差式冷凝器的气制动系统及连接管路的结构示意图；

图4为现有采用电控冷凝器的气制动系统及连接管路的结构示意图。

附图标记说明：

1空压机；2电控冷凝器；3干燥器；4控制单元；5四回路保护阀；6电机；7第一电缆；8电磁阀；9第二电缆；10空压机出气口；11电控冷凝器进气口；12电控冷凝器出气口；13干燥器进气口；14干燥器出气口；15四回路保护阀进气口；16第一管路；17第二管路；18第三管路；19主控制板；20PLC；21直流电抗器；22输出电抗器；23制动电阻；24电源输入端口；25电机电源供电端口；26电控冷凝器电源供电端口；27接地端；28压差式冷凝器；29压差式冷凝器进气口；30压差式冷凝器出气口；31第四管路；32第五管路；33总阀刹车信号控制单元；34门泵开关信号控制单元。

具体实施方式

本实施例仅为一优选技术方案，其中所涉及的各个组成部件以及连接关系并不限于该实施例所描述的以下这一种实施方案，该优选方案中的各个组成部件的设置以及连接关系可以进行任意的排列组合并形成完整的技术方案。

下面结合图1、2详细描述所述冷凝器控制装置的技术方案：

一种冷凝器控制装置，包括空压机1和电控冷凝器2，空压机1上设有电机6，电控冷凝器2上设有电磁阀8，包括控制单元4，控制单元4设有电机电源供电端口25和电控冷凝器电源供电端口26，电机电源供电端口25通过第一电缆7与电机6相连接，电控冷凝器电源供电端口26通过第二电缆9与电磁阀8相连接。控制单元4设有电源输入端口24，控制单元4包括主控制板19、PLC20、直流电抗器21、输出电抗器22、制动电阻23，控制单元4设有接地端27。空压机1上设有空压机出气口10，电控冷凝器2上设有电控冷凝器进气口11，空压机出气口10与电控冷凝器进气口11之间通过第一管路16相连接。包括干燥器3，干燥器3上设有干燥器进气口13，电控冷凝器2上设有电控冷凝器出气口12，电控冷凝器出气口12与干燥器进气口13之间通过第二管路17相连接。包括四回路保护阀5，四回路保护阀5上设有四回路保护阀进气口15，干燥器3上设有干燥器出气口14，干燥器出气口14与四回路保护阀进气口15之间通过第三管路18相连接。直流电抗器21采用单相铁芯干式结构，所述单相铁芯干式结构包括线圈、铁芯和芯柱，所述线圈采用F级或H级漆包铜扁线绕制，排列紧密且均匀，外表面不包绝缘层，所述线圈采用小容量线圈，所述小容量线圈采用层式结构；或者所述线圈采用大容量线圈，所述大容量线圈采用饼式结构，具有较好的通风散热效果。所述铁芯采用优质低损耗冷轧硅钢片制成，所述芯柱由多个气隙分成均匀小段，所述气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，并涂以专用粘接剂，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化且无噪音。所述芯柱的紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较低的温升。直流电抗器21的外露部分采取防腐蚀处理。直流电抗器21包括引出端子，所述引出端子采用镀锡铜管端子或铜排。输出电抗器22采用铁芯式输出电抗器或者铁氧体式输出电抗器。制动电阻23包括陶瓷管、合金电阻丝和涂层，所述陶瓷管上缠绕有所述合金电阻丝，所述合金电阻丝的表面上涂有所述涂层。

本发明的工作原理：当整车气压偏低时，通过控制单元4控制空压机1工作，同时对空压机1的工作状况进行监控。当空压机1工作时，控制单元4给电控冷凝器2进行短暂通电，并在电控冷凝器2进行排油和排水动作后随即将其断电，空压机1在一次工作循环中能够进行多次电控冷凝器2的排油和排水动作；当空压机1不工作时，控制单元4也不给电控冷凝器2通电，此时电控冷凝器2就停止排油和排水动作。

下面结合图1、2详细描述所述冷凝器控制方法的技术方案：

一种冷凝器控制方法，实施该方法的装置包括上述实施例中任一种的冷凝器控制装置技术方案，包括以下控制过程：当整车气压偏低时，控制单元4的电机电源供电端口25经第一电缆7将电源传送至空压机1上的电机6以控制空压机1进行工作，同时对空压机1的工作状况进行监控；当空压机1工作时，控制单元4的电控冷凝器电源供电端口26经第二电缆9将电源传送至电磁阀8以控制电控冷凝器2进行短暂通电工作，在电控冷凝器2完成排油和排水动作后随即将其断电，在空压机1的一次工作循环中能够进行多次电控冷凝器2排油和排水动作；当空压机1不工作时，控制单元4的电控冷凝器电源供电端口26即处于断电状态，电控冷凝器2不进行排油和排水动作。

所述直流电抗器，又称平波电抗器，主要用于变流器的直流侧，在通用变频器上有较多的应用，该电抗器中有流过的具有交流分量的直流电流，主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值，保持整流电流连续，减小电流脉动值，改善输入功率因数，并可以抑制变流装置产生的谐波。

所述输出电抗器，英文名为“Output Reactor”，主要应用于工业自动化系统工程中，特别是使用变频器的场合，用于延长变频器的有效传输距离，有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压。

所述制动电阻是一种波纹电阻，主要用于变频器控制电机快速停车的机械系统中，帮助电机将其因快速停车所产生的再生电能转化为热能。所述陶瓷管是合金电阻丝的骨架，同时具有散热器的功效；所述合金电阻丝呈扁带波浪形状，缠绕在所述陶瓷管表面上，负责将电机的再生电能转化为热能；所述涂层涂在合金电阻丝的表面上，具有耐高温的特性，功用是阻燃。由于制动单元的工况属于短时工作，即每次的通电时间很短，在通电时间内，其温升远远达不到稳定温升；而每次通电后的间歇时间则较长，在间歇时间内，其温度足以降到与环境温度相同，因此制动电阻的额定功率将大大降低，价格也随之下降；另外由于IGBT只有一个，制动时间为ms级，对功率管开通与关断的暂态性能指标要求低，甚至要求关断时间尽量短，以减少关断脉冲电压，保护功率管；控制机理也相对简单，实现较为容易。因此广泛应用于起重机等势能负载及需快速制动但为短时工作制的场合。

图3为现有采用压差式冷凝器的气制动系统及连接管路的结构示意图，包括空压机1、压差式冷凝器28、干燥器3和四回路保护阀5，空压机1上设有空压机出气口10和电机6，压差式冷凝器28上设有压差式冷凝器进气口29和压差式冷凝器出气口30，干燥器3上设有干燥器进气口13和干燥器出气口14，四回路保护阀5上设有四回路保护阀进气口15，空压机出气口10与压差式冷凝器进气口29通过31第四管路相连接，压差式冷凝器出气口30与干燥器进气口13之间通过第五管路32相连接，干燥器出气口14与四回路保护阀进气口15之间通过第三管路18相连接。该技术方案在空压机1的一个工作循环周期内，压差式冷凝器28只有在干燥器3排气后才进行排气和排油动作，管路内的大部分压缩空气从干燥器3排气口排出，压差式冷凝器出气口30仅有少量气体排出，仅能带出部分水和油污，在一个打气循环过程中，压差式冷凝器28只能工作一次，从而造成压差式冷凝器28排水和排油的技术效果不太理想，甚至影响到干燥器3的正常工作寿命。

图4为现有采用电控冷凝器的气制动系统及连接管路的结构示意图，包括空压机1、电控冷凝器2、干燥器3和四回路保护阀5，空压机1上设有空压机出气口10和电机6，电控冷凝器2上设有电磁阀8、电控冷凝器进气口11和电控冷凝器出气口12，干燥器3上设有干燥器进气口13和干燥器出气口14，四回路保护阀5上设有四回路保护阀进气口15，电磁阀8与总阀刹车信号控制单元33或者门泵开关信号控制单元34相连接，空压机出气口10与电控冷凝器进气口11之间通过第一管路16相连接，电控冷凝器出气口12与干燥器进气口13之间通过第二管路17相连接，干燥器出气口14与四回路保护阀进气口15之间通过第三管路18相连接。该技术方案是通过刹车信号或门泵开关信号控制电控冷凝器2的排水和排油动作，即：每踩一次刹车或每打开一次门泵时电控冷凝器2就进行一次排水和排油动作，这将可能导致在空压机1运行过程中电控冷凝器2没有进行过一次排水和排油动作；或者可能导致在空压机1不工作时电控冷凝器2却在进行排水和排油动作，由此将直接造成管路中的油污不能彻底排除干净。

Claims (20)

1.一种冷凝器控制装置，包括空压机（1）和电控冷凝器（2），空压机（1）上设有电机（6），电控冷凝器（2）上设有电磁阀（8），其特征在于，包括控制单元（4），控制单元（4）设有电机电源供电端口（25）和电控冷凝器电源供电端口（26），电机电源供电端口（25）通过第一电缆（7）与电机（6）相连接，电控冷凝器电源供电端口（26）通过第二电缆（9）与电磁阀（8）相连接；空压机（1）上设有空压机出气口（10），电控冷凝器（2）上设有电控冷凝器进气口（11），空压机出气口（10）与电控冷凝器进气口（11）之间通过第一管路（16）相连接；包括干燥器（3），干燥器（3）上设有干燥器进气口（13），电控冷凝器（2）上设有电控冷凝器出气口（12），电控冷凝器出气口（12）与干燥器进气口（13）之间通过第二管路（17）相连接；包括以下控制过程：当整车气压偏低时，控制单元（4）的电机电源供电端口（25）经第一电缆（7）将电源传送至空压机（1）上的电机（6）以控制空压机（1）进行工作，同时对空压机（1）的工作状况进行监控；当空压机（1）工作时，控制单元（4）的电控冷凝器电源供电端口（26）经第二电缆（9）将电源传送至电磁阀（8）以控制电控冷凝器（2）进行短暂通电工作，在电控冷凝器（2）完成排油和排水动作后随即将其断电，在空压机（1）的一次工作循环中能够进行多次电控冷凝器（2）排油和排水动作；当空压机（1）不工作时，控制单元（4）的电控冷凝器电源供电端口（26）即处于断电状态，电控冷凝器（2）不进行排油和排水动作。

2.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，控制单元（4）设有电源输入端口（24）。

3.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，控制单元（4）包括主控制板（19）。

4.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，控制单元（4）包括直流电抗器（21）和输出电抗器（22）。

5.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，控制单元（4）包括制动电阻（23）。

6.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，控制单元（4）包括PLC（20）。

7.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，控制单元（4）设有接地端（27）。

8.如权利要求1所述的冷凝器控制装置，其特征在于，包括四回路保护阀（5），四回路保护阀（5）上设有四回路保护阀进气口（15），干燥器（3）上设有干燥器出气口（14），干燥器出气口（14）与四回路保护阀进气口（15）之间通过第三管路（18）相连接。

9.如权利要求4所述的冷凝器控制装置，其特征在于，直流电抗器（21）采用单相铁芯干式结构。

10.如权利要求9所述的冷凝器控制装置，其特征在于，所述单相铁芯干式结构包括线圈、铁芯和芯柱。

11.如权利要求10所述的冷凝器控制装置，其特征在于，所述线圈采用F级或H级漆包铜扁线绕制，排列紧密且均匀，外表面不包绝缘层。

12.如权利要求11所述的冷凝器控制装置，其特征在于，所述线圈采用小容量线圈，所述小容量线圈采用层式结构。

13.如权利要求11所述的冷凝器控制装置，其特征在于，所述线圈采用大容量线圈，所述大容量线圈采用饼式结构。

14.如权利要求10所述的冷凝器控制装置，其特征在于，所述铁芯采用优质低损耗冷轧硅钢片制成，所述芯柱由多个气隙分成均匀小段，所述气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，并涂以专用粘接剂。

15.如权利要求14所述的冷凝器控制装置，其特征在于，所述芯柱的紧固件采用无磁性材料。

16.如权利要求9所述的冷凝器控制装置，其特征在于，直流电抗器（21）的外露部分采取防腐蚀处理。

17.如权利要求9所述的冷凝器控制装置，其特征在于，直流电抗器（21）包括引出端子，所述引出端子采用镀锡铜管端子或铜排。

18.如权利要求4所述的冷凝器控制装置，其特征在于，输出电抗器（22）采用铁芯式输出电抗器。

19.如权利要求4所述的冷凝器控制装置，其特征在于，输出电抗器（22）采用铁氧体式输出电抗器。

20.如权利要求4所述的冷凝器控制装置，其特征在于，制动电阻（23）包括陶瓷管、合金电阻丝和涂层，所述陶瓷管上缠绕有所述合金电阻丝，所述合金电阻丝的表面上涂有所述涂层。

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