CN1459562A - 混合式压缩机系统 - Google Patents

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Abstract

一种混合式压缩机系统(100)，包括：压缩部件(140)，用于压缩在致冷循环系统(200)中的致冷剂；电动机(130)，其由电源供电而旋转，驱动所述压缩部件(140)；断开装置(120)，其用于间歇地断开传递给所述压缩部件(140)的车辆发动机(10)的驱动力。其中，当所述致冷循环系统(200)上的热负荷位于较高负荷区域的预定范围内时，所述控制装置(150)使断开装置(120)相连，使所述车辆发动机(10)驱动所述压缩部件(140)。当所述致冷循环系统(200)上的热负荷位于与预定范围相比的较低负荷区之内时，所述控制装置(150)使断开装置(120)断开，即使当所述车辆发动机(10)运转时所述电动机(130)也驱动压缩部件(140)。

Description

混合式压缩机系统
技术领域
本发明涉及一种用于安装在双动力型车辆或不长时间空转的空转-停车车辆中的致冷循环系统的混合式压缩机系统。
背景技术
通常，商业上已经开发出双动力型或空转-停车车辆，用于满足对燃料高效车辆的不断增长的需求，所述燃料高效车辆旨在降低燃料的整体消耗量。在这些车辆中，发动机适于在某些运行状态下停车(例如，在空转-停车车辆的静止停车过程中，在双动力型车辆的静止停车、低速运行和启动车辆运行的过程中)。发动机停车导致由发动机驱动的致冷系统内的压缩部件停止，从而导致对乘客车厢进行的空气调节停止。
为了解决这个问题，例如，日本专利公开出版物No.2000-130323披露了一种混合式压缩机，其中发动机的旋转引起皮带轮与压缩部件通过电磁离合器相连，皮带轮对面的压缩部件的转轴与电动机相连接。采用这种构造，当发动机停车从而电磁离合器关闭时，电动机仍能驱动压缩部件。这使得即使当发动机停车时致冷循环系统仍能运行，进而为车辆提供冷却。
然而，对于上述专利披露的技术，假定当发动机停车时，电动机负责压缩部件的运行，以获得致冷循环系统需要的最大冷却能力。在这种情况下，虽然考虑到安装电动机的简便性和所有相关的成本实际上只能采用中等尺寸的电动机，但是电动机和外部电源的尺寸增大都是必不可免的。这也要求当冷却不足时发动机运行，进而导致了与初始预期相比燃料经济性降低。
另外，上述专利出版物中披露的技术仅适用于当发动机停止时允许电动机驱动压缩部件。因此，所述附加电动机并不能针对车辆所有可能的条件投入使用，因此下述问题无法解决。
例如，当发动机运转时，发动机转速的变化引起压缩部件运转的变化，引起致冷剂的不稳定流动。这降低了致冷循环系统的效率。人们更担心的是这能导致发动机燃料效率降低和车厢环境恶化，所述车厢环境恶化包括乘客车厢中由于压缩部件和发动机的运转变化产生的振动和噪声。
通过采用可变容量型压缩部件来调节排放量，可以缓解由于发动机转速变化造成的致冷系统效率降低。但是，这将使压缩部件自身非常昂贵，并且当压缩部件在其可变容量的小容量下运转时，压缩部件的效率会降低，进而导致发动机燃料经济性降低。
另一方面，电动机驱动的压缩部件也被认为不需要用发动机来驱动(如日本专利公开出版物No.Hei 11-159338)。可以证明，电动机驱动的压缩部件可以避免在运行中受到发动机转速变化产生的影响。然而，这种电动机驱动的压缩部件要求考虑压缩部件最大的冷却能力(如上所述)而确定电动机尺寸，从而必须增加电动机和外部电源的尺寸。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种混合式压缩机系统，其通过使用一个小的辅助电动机驱动压缩机并减少车辆的燃料消耗来提供最大致冷，同时当发动机停车时提供足够的空气调节。为了达到这个目的，本发明采用了如下的技术方法。
根据本发明的第一方面，混合式压缩机系统包括：压缩部件(140)，用于压缩在致冷循环系统(200)中的致冷剂；电动机(130)，由驱动压缩部件(140)的电源(20)供电而旋转；断开装置(120)，用于断开传递给压缩部件(140)的车辆发动机(10)的驱动力；控制装置(150)，用于对电动机(130)运转提供控制并允许断开装置(120)执行断开操作。在这种混合式压缩机系统中，当致冷循环系统(200)的热负荷位于较高负荷区域的预定范围内时，控制装置(150)使断开装置(120)连接，使车辆发动机(10)驱动压缩部件(140)。相反，当致冷循环系统(200)的热负荷位于与预定范围相比的较低负荷区之内时，控制装置(150)使断开装置(120)断开，即使当车辆发动机(10)运转时电动机(130)也驱动压缩部件(140)。
这一特征允许车辆发动机(10)的初始驱动力被用于驱动压缩部件(140)，以使压缩部件达到最大的容量。当致冷循环系统(200)的热负荷落至预定范围之内或朝向更高负荷区(如车辆的致冷运转过程中)时压缩部件必须达到最饱和容量。
当乘客车厢受到冷却，以至将冷循环系统(200)上的热负荷减小到预定范围的较低负荷区时，由于需要压缩部件运行减少，可以根据压缩部件(140)的容量来确定电动机(130)的尺寸。也就是说，在确定电动机(130)的尺寸时不需要考虑最大热负荷，因此其与电源(20)的尺寸都能够减小。
此外，即使在发动机(10)运转时电动机(130)仍可以驱动压缩部件(140)。这消除了发动机(10)的转速变化伴随的压缩部件(140)的运行变化。这种综合效果可以提高致冷循环系统(200)的效率。典型地，在一年中有80％-90％的时间热负荷发生在较低负荷区。这里的80％-90％通常不包括夏天的冷却运行。这使致冷循环系统(200)的效率增加，进而极大地改善了发动机(10)的燃料效率。
另外，电动机(130)驱动压缩部件(140)，同时断开装置(120)保持断开状态。这样使压缩部件(140)产生的振动不会通过皮带(50)传递至车辆发动机(10)。这在振动和噪声方面改善了乘客在车厢中的乘坐感觉。
此外，当车辆发动机(10)停车时，电动机(130)也能作为动力源(如现有技术)来驱动压缩部件(140)，进而继续致冷运转。
在这种方式下，压缩部件(140)的动力源，即车辆发动机(10)和电动机(130)，依赖于车辆发动机(10)的运转条件和致冷循环系统(200)上的热负荷即车辆车厢所需要的致冷量交替使用。这就有可能用小电动机(130)进行致冷，同时提高了车辆的燃料效率。另外，当车辆发动机(10)停车时也可以对车厢进行致冷。
根据本发明的第二方面，对于热负荷，较高负荷区(高致冷需求)和较低负荷区(低致冷需求)间的边界由压缩部件(140)的半功率位置来描述。换言之，当压缩部件(140)设定在其冷却能力一半或更高的位置时，压缩部件工作于较高负荷区或处于高冷却需求区中。该高冷却需求区对应于最大热负荷冷却能力。当压缩部件(140)设定在其冷却能力的一半以下时，压缩部件工作于较低负荷区或处于低冷却需求区中。
通常，由于致冷循环系统(200)的性能系数(对应于热负荷的冷却量与压缩部件的功率的比值)随着热负荷的增加而降低，因此压缩部件(140)所需功率的增量与热负荷的比率增加。相反，热负荷中的轻微降低引起压缩部件(140)所需求的功率的大量降低。在这种情况下，由于对应于小于或等于最大功率一半的热负荷二般等于最大热负荷的60％-70％，最大热负荷的60％-70％处于与致冷循环系统(200)的正常至较低负荷对应的区域内，压缩部件(140)可以毫不费力地运行。
根据本发明的第三方面，当车辆在夏季直接承受太阳光线照射时，在车辆的常规运行过程中，在最大热负荷下的冷却能力可以使乘客车厢保持于舒适的温度。
根据本发明的第四方面，控制装置(150)包括变换器(151)，用于变换供给电动机(130)的电力。本发明适于电动机(130)和变换器(151)被设定在特定容量时，作为最大输出，用于传递压缩部件(140)在热负荷的较高负荷和较低负荷的边界区中要求的动力。这使电动机(130)和变换器(151)能够在被提供最低功率的条件下，却仍能有能力满足压缩部件(140)在较低负荷区中的负载功率的要求，同时电动机(130)保持较小的尺寸。
根据本发明的第五方面，压缩部件(140)是一个固定容量型压缩部件，可以把每旋转一周的排放量设定为预定值(V1)。为了使电动机(130)驱动压缩部件(140)，控制装置(150)改变电动机(130)的转速来控制压缩部件(140)的排放量。
这样就允许电动机(130)的转速改变压缩部件(140)的排放量，因而压缩部件(140)本身没有必要具有变换排放量的功能。这就有可能以低成本制造压缩部件(140)。与可变容量型不同，固定容量型的压缩部件(140)在小排放量时效率并不显著降低，因此总能在最佳条件的高效率状态下使用。这样就有可能使车辆的燃料消耗效率提高。
根据本发明的第六方面，在断开装置(120)靠近车辆发动机(10)的一侧设置了由车辆发动机(10)驱动的外部驱动装置(110)。在外部驱动装置(110)与压缩部件(140)之间设置了增速装置(170)，用于增加从车辆发动机(10)传来的驱动力的转速，但在电动机(130)与压缩部件(140)之间未设置该装置。当压缩部件(140)由车辆发动机(10)驱动时，增速装置(170)将压缩部件(140)增速。当压缩部件(140)由电动机(130)驱动时，压缩部件(140)与电动机(130)转速同步。
这种结构使转速能够提供运转由车辆发动机(10)驱动的压缩部件(140)所需的最大排放量。这还使压缩部件(140)每旋转一圈提供较小排放量，从而能以低成本生产体积较小的压缩部件(140)。
根据本发明的第七方面，混合式压缩机系统还包括转速传感器装置(40)，用于检测车辆发动机(10)或压缩部件(140)的转速。当压缩部件(140)由车辆发动机(10)驱动，由转速传感器(40)检测的转速被确定大于或等于预定转速(Ns1)时，控制装置(150)切断断开装置(120)，或切断断开装置(120)使电动机(130)驱动压缩部件(140)。相反，当转速在预定转速(Ns1)以下时，控制装置(150)使断开装置(120)相连，或使断开装置(120)相连使电动机(130)停车。
在压缩部件(140)以高的转速受到驱动以满足如本发明第六方面所述的需要排放量的情况下，存在一个与压缩部件(140)的持久性有关的极限转速。因此，当达到预定转速(Ns1)或以上时，断开装置(120)断开以保护压缩部件(140)。在车辆发动机(10)的较低转速下，压缩部件(140)再次被驱动，以确保不严重削弱致冷循环系统(200)的性能。此外，当断开装置(120)保持断开时电动机(130)驱动压缩部件(140)将能够充分地维持致冷循环系统(200)的性能。
根据本发明的第八方面，断开装置(120)优选是一个电磁离合器(120)。根据本发明的第九方面，当致冷循环系统(200)上的热负荷位于较高负荷区中的预定范围之内时，控制装置(150)使断开装置(120)相连，使车辆发动机(10)和电动机(130)驱动压缩部件(140)。
这使压缩部件(140)除了受车辆发动机(10)的驱动外，还由电动机(130)驱动，因此能够增加排放量并在所述排放量下减小压缩部件的尺寸。
从下面提供的详细描述中本发明进一步的应用领域将变得明显。在对本发明的优选实施方案进行说明时，应该理解详细说明和特别的实施例仅用于说明目的，而非用来限制本发明的范围。
附图说明
通过下面结合附图的详细说明，本发明将得到更全面的理解，其中：
图1是根据本发明第一实施方案安装在双动力型车辆中的致冷循环系统的结构示意图；
图2是图1中的混合式压缩机的截面图；
图3是说明了发动机转速压缩部件的转速之间关系的曲线图；
图4是说明了电磁离合器相对发动机转速的开和关控制的曲线图；
图5是说明了根据第一实施方案的运转控制的流程图；
图6A是说明了车辆速度相对时间的曲线图；
图6B是说明了发动机转速相对时间的曲线图；
图6C是说明了压缩部件的转速相对时间的曲线图；
图6D是说明了电磁离合器的运行条件相对时间的曲线图；
图6E是说明了发动机转速相对时间的曲线图；
图7是说明了压缩部件的效率相对压缩部件排放量的曲线图；
图8是说明了确定热负荷的高负荷和低负荷间的边界区的原理曲线图；
图9是根据本发明的第二实施方案的混合式压缩机的截面图；
图10是根据本发明的另一实施方案的的混合式压缩机的截面图。
具体实施方式
下面对优选实施方案的说明实际上仅仅是范例，决不是用来限制本发明及其应用。
(第一实施方案)
下面将参照图1至图4说明如图1至图8所示的根据本发明第一实施方案的特定结构。
如图1所示，混合式压缩机系统100应用于安装在双动力型车辆中的致冷循环系统200上，此双动力型车辆中的车辆发动机(以下称发动机)10根据其运转情况而停车。混合式压缩机系统100包括混合式压缩机101和用作控制装置的控制器150。此外，双动力型车辆有一个直接与发动机10相连的电动发电机(发电机)30，其设有转速传感器40，用于检测发动机10的转速。
致冷循环系统200提供已知的致冷循环并设有压缩部件140，这在后面将说明，压缩部件140组成混合式压缩机101。压缩部件140对致冷循环中包含的致冷剂进行压缩，达到高温高压状态。设有致冷剂管240，用来在封闭回路中顺序连接用于冷凝液化被压缩的致冷剂的冷凝器210、用于绝热地使液化致冷剂膨胀的膨胀阀220和用于使膨胀致冷剂蒸发的蒸发器230，所述蒸发器230依靠蒸发产生的潜热冷却通过的空气。
在蒸发器230发出的气流上游有一个蒸发器温度传感器231，用于测定进气温度(或外部空气温度)。在本实施方案中，在进气温度与由外部空气温度决定的目标温度之间的差别与气流速率相乘，以定义与致冷循环系统200的热负荷相应的必要冷却。进气温度与目标温度的差别越大，要被冷却的空气流速越高，则致冷循环系统200上的必要冷却(热负荷)越高。
最大热负荷下的必要冷却定义为在夏季阳光直接照射下，在正常的运行过程中，使乘客车厢保持在舒适温度所必需的冷却，又称夏季的冷却能力。更确切地，在室外空气温度为35℃至40℃的无云天，冷却系统能够在与10.15模式(40-60km/h)对应的正常运行条件下使乘客车厢的温度保持在大约25℃左右。在给定的一年中，最大热负荷发生的频率仅为10％至20％，而在一年中的其它时间产生中等或低等的热负荷(频率为80％至90％)。
混合式压缩机101主要由皮带轮110、电磁离合器120、电动机130和压缩部件140组成。现参照图2对这一结构进行具体说明。作为外部驱动装置的皮带轮110在它的中心部分有一个皮带轮转轴112，其由安装在发动机机架131中的皮带轮轴承111可旋转地支撑。采用这种结构，发动机10使用皮带50(见图1)带动皮带轮110旋转。皮带轮转轴112由轴承113支撑。
用作断开装置的电磁离合器120，将发动机10传递给压缩部件140的驱动力切断(如下所述)，并包括固定在发动机机架131上的线圈121和与皮带轮转轴112相连的轮毂122。众所周知，当线圈121受激励通过皮带轮110吸引并与轮毂122啮合时(离合器开)，电磁离合器120将发动机10的驱动力传递到皮带轮转轴112。相反，当线圈121去激励，轮毂122远离皮带轮110并与发动机10的驱动力脱离(离合器关)。
电动机130为电动交流三相电动机，包括：固定于发动机机架131的内周表面的定子部分136，其上设有线圈；和固定于发动机转轴132上的转子部分135。发动机转轴132通过安装在发动机机架131底部的发动机轴承133和安装在隔离盘137中的发动机轴承134可旋转地支撑。发动机转轴132与上述皮带轮转轴112连接。由作为动力源的电池20提供的通过变换器151传递给定子部分136的动力引起转子部分135和发动机转轴132旋转运转。
另外，在本实施方案中，压缩部件140是一种固定容量型压缩部件，用于提供每旋转一周的预定排放量(V1)，或更确切地说，是一种众所周知的螺旋压缩部件。所述压缩部件140包括固定于压缩部件机架141上的静涡杆144和动涡杆143，所述动涡杆143通过连接到上述发动机转轴132上的偏心轴(驱动轴)142而偏心旋转。致冷剂通过在发动机机架131上设置的入口131a被引入并通过在隔离盘137上设置的交换孔137a。致冷剂然后在压缩室145中被压缩，并经过排放室146从在压缩部件机架141上设置的排放口141a排出。在这方面，被引入的致冷剂开始与电动机130的内部接触，因此冷却电动机130，从而使电动机130的耐久力得到改善。
参照图1，控制器150接收来自转速传感器40的发动机10上的转速信号、交流指令信号、来自蒸发器温度传感器231的温度信号等。根据这些信号，控制器150确定致冷循环系统200上的热负荷，以控制上述电磁离合器120的断开(分离)和电动机130的运转。
更具体地说，致冷循环系统200上的热负荷在夏季位于其较高负荷区的预定范围之内，控制器150使电磁离合器120连通以进行冷却运转。相反，假定致冷循环系统200上的热负荷位于比上述范围低的负荷区，主要是在冷却运转之后的正常运行过程中或在发动机10的停车过程中。在这种情况下，即使发动机10运转，控制器150也使电磁离合器120分离。当电磁离合器120分离后，为了驱动电动机130，电池20的能量被内部的变换器151转换以对当时致冷循环系统200上的热负荷做出反应，同时通过驱动压缩部件140的驱动力来改变其运行转速。变换器151是已知的交流/直流转换器，其用于把来自于电池20的直流电转换成交流电，并通过设为开或关的六个内部开关来调节输给电动机130的输出电流。
在本实施方案中，电动机130和压缩部件140的规格根据图3所示的转速特征曲线来确定。图3说明了发动机转速相对压缩部件转速之间关系的曲线图，在图3中，对于由发动机10的驱动力运转的压缩部件140，压缩部件140的转速由依赖于皮带轮的速率的线“a”代表。假定车辆的运行条件(发动机的转速)是为了降温运行，此时致冷循环系统200承受最大的热负荷，让压缩部件140的最大要求转速是Na。压缩部件140每旋转一周的排放量(预定值)V1根据此时所需的排放量V通过反运算V＝V1×Na来计算。
由于在冷却运转时电动机130没有驱动压缩部件140，电动机130可以在转速Nb(如图3中“b”所示)范围之内运转，即上述的最大要求转速Na的一半左右。这使电动机130的尺寸减小。
另外，在本实施方案中，如图4所示，假定压缩部件140由发电机10以高于必要的转速驱动。在此状况下，当发电机转速已经达到预定转速Ns1或以上时，电磁离合器120断开以保护压缩部件140。相反，当发电机转速落到在比预定转速Ns1低的一侧设定的转速Ns2以下时，电磁离合器120再次连接以驱动压缩部件140。同时，当电磁离合器120断开时，发电机130驱动压缩部件140以尽可能地保持冷却。
现在将参照图5所示的流程图和图6所示的时间图对根据上述结构的本实施方案的运转进行说明。在图5中，首先，在步骤S100中，在致冷循环系统200上的热负荷(或相应的冷却能力)是根据来自蒸发器温度传感器231的进气温度、目标温度和A/C指令信号中的气流速率计算出来的。
然后，在步骤S110中，如果热负荷如在冷却运转中一样落在较高负荷区的预定范围之内，则在步骤S120中电磁离合器120连接，随后在步骤S130中发动机10驱动压缩部件140。
如果在步骤S110中判断结果为“否”，即如果热负荷位于比预定范围低的区域中(或者如果冷却运转已冷却了乘客车厢，将致冷循环系统200上的热负荷降至正常运行条件下的热负荷)，在步骤S140中电磁离合器120断开，即使发动机10正在运转，电动机130也开始驱动压缩部件140。在这种情况下，电动机130的转速在依赖于此时的热负荷大小的转速Nb的范围之内变化，以改变压缩部件140的排放量。同时，电磁离合器120保持断开。
在上述步骤S130中当发动机10驱动压缩部件140时，在步骤S160中，确定发动机的转速是否大于或等于预定速度Ns1。例如，假定发动机需要在高于正常期望的转速(如在爬山的情况下)或在高于或等于预定转速Ns1的情况下运转。在这种情况下，在步骤8170中，电磁离合器120断开，然后，在步骤S180中，电动机130开始驱动压缩部件140。如果在步骤S190发动机转速已经达到转速Ns2以下，则电动机130在步骤S200中停车，然后，过程返回步骤S120，其中电磁离合器120连接从而使发动机10再次驱动压缩部件140。在步骤S140和S150中，当发动机10停止时，例如空转，致冷循环系统200上的热负荷处于较低负荷区，电磁离合器120断开以使电动机130驱动压缩部件140，从而持续执行冷却功能。
根据上述结构和运转，本发明的运转效果如下。首先，当致冷循环系统200上的热负荷落至较高负荷区的预定范围之内(如冷却过程中)，发动机10的初始驱动力被用来使压缩部件140达到全部容量。
当乘客车厢受到冷却，将致冷循环系统200上的热负荷减小到比预定范围低的负荷区域时，由于压缩部件140需要较小的容量，可以根据由电动机130对压缩部件140进行驱动需要的容量来确定电动机130的尺寸。即，确定电动机130的尺寸不需考虑最大热负荷，因此其与电池20的尺寸都得到减小。
此外，即使当发动机10正在运转时，电动机130仍驱动压缩部件140。这消除了由发动机10的转速变化引起的压缩部件140运行的变化，进而可能改善致冷循环系统200的效率。另一方面，在一年里，排除在夏季的冷却运转之外，热负荷发生在较低负荷区的频率通常为80％至90％，这使致冷循环系统200的效率增加，进而极大地改善了发动机10的燃料消耗效率。
另外，当电磁离合器120保持断开(分离)时，电动机130驱动压缩部件140，由压缩部件140引起的变化不会通过皮带50传递到发动机10。这在震动和噪声方面改善了乘客车厢的环境。当车辆发动机10已经停车时，电动机130也能如现有技术中一样作为动力源来驱动压缩部件140，进而持续执行冷却功能。
按照这种方式，压缩部件140的动力源，即发动机10和电动机130，基于发动机10的运转条件和致冷循环系统200上的热负荷交替使用。这能够保证尺寸减小了的电动机130的冷却能力，并改善了车辆燃料消耗效率，同时当发动机10停车时能确保所需要的冷却功能。
另一方面，当电动机130驱动压缩部件140时，电动机130的转速能发生变化，以控制压缩部件140的排放量。这使电动机130的转速能改变压缩部件140的排放量，因此压缩部件140本身没有必要具有改变排放量的功能，进而能以低成本制造固定容量型的压缩部件140。
与可变容量型的压缩部件140不同，固定容量型的压缩部件140在小排放量时效率并不发生很大的降低，因此一直能在最佳条件下以高效率使用。这就能改善车辆的燃料消耗效率。即，如图7所示，当适用于最大热负荷(如图中“A”所示)的可变容量型的大压缩部件在排放量向低容量区变化的情况下使用时，其导致压缩部件在压缩部件的低效率和低负荷条件下运行。然而，固定容量型压缩部件的尺寸减小以满足针对低负荷条件(如图7“B”所示)的预先调整的排气量，其提供可控的转速并在该排放量下运行，因此能一直提供高效率。
另外，由于当发动机转速大于或等于预定的转速Ns1时电磁离合器120分离，压缩部件140能得到保护。在发动机10的较低转速下，压缩部件140再一次被驱动，以确保不严重削弱致冷循环系统200的性能。此时，在电磁离合器120保持分离时电动机130也驱动压缩部件140，因此能够充分地维持致冷循环系统200的性能。
如图8所示，优选地，可以明确地定义致冷循环系统200的热负荷地较高负荷区与较低负荷区间的边界。换言之，如上所述，热负荷区可以被定义为，由与最大热负荷(如冷却运转中)所需的冷却能力对应的压缩部件140半功率(最大)所包围的区域。
通常，由于随着热负荷增加，致冷循环系统200的性能系数(对应于热负荷的冷却能力与压缩部件功率的比率)降低，因此压缩部件140所需功率的增量与热负荷(冷却能力)的比率也增加。相反，仅在热负荷上的轻微降低将大大减小压缩部件所需的功率。在这种情况下，因为与小于或等于最大功率一半的功率等级对应的热负荷通常等于最大热负荷的60％至70％，其位于与致冷循环系统200的正常至较低负荷对应的区域内，因此压缩部件140的运行并无困难。
电动机130和转换器151也可以设定于在较高负荷区与较低负荷区之间的边界区中为压缩部件140提供动力所需要的容量上(作为最大输出)。即，如图8所示对热负荷的边界区进行设定，使得电动机130和转换器151具有容量和尺寸，能提供等于压缩部件140的半最大功率的动力(作为最大输出)。这使得电动机130和转换器151能够具有足够但最小的容量，同时尺寸减小。
电动机130不局限于那些固定容量型中的螺旋型，而可以是活塞或贯穿叶片型。而且，转速传感器40可以设置在压缩部件140的侧面，以确定对应于预定转速Ns1的压缩部件140的转速，以保护压缩部件140。(第二实施方案)
图9说明了本发明的第二实施方案。在第二实施方案中，在皮带轮110和压缩部件140之间，更确切地，在皮带轮110和电动机130之间，设有齿轮机构作为增速设备。在本实施方案中，齿轮机构具体化为行星齿轮170。在形成行星齿轮170的齿轮中，中心齿轮171连接与发动机转轴132相连接，行星齿轮172与皮带轮转轴112相连接。形成行星齿轮170的外部圆周部分的齿圈173固定于发动机机架131的底部附近的凸起部分131b上。
这个结构使得转速能够提供由发动机10运行压缩部件140所需的最大排放量。这又使压缩部件140能够提供其每旋转一周的较小排放量，使压缩部件140的尺寸和制造成本都降低。然而，齿轮机构并不局限于行星齿轮170，也可以采用普通齿轮组合来增速。(其它实施方案)
在上述第一、第二实施方案中，压缩部件140已被解释为固定容量型压缩部件。然而，如图10所示，压缩部件140可以是旋转斜盘式可变容量型，其中活塞148的冲程依靠旋转斜盘147的倾斜角而变化。这可引起压缩部件效率降低，但是适于提高致冷循环系统200的效率。当由电动机130驱动时，这样还能够为压缩部件140提供进一步扩大的排放量的可变范围。
当致冷循环系统200上的热负荷位于较高负荷区时，电动机130可以开始允许压缩部件140由发动机10和电动机130驱动。这使得压缩部件140除了由发动机10驱动外，还可以由电动机130驱动，因而能够增加排放量，并降低在这个排放量时的压缩部件140的尺寸。本发明不仅可以应用于双动力型车辆，还可用于所谓的空转停车车辆，适合于在车辆停止时使发动机10停车。
对本发明的说明本质上仅仅是范例式的，因此不脱离本发明要旨的变化也包括在本发明范围之内。这些变化不能被认为与本发明的精神和范围相背离。

Claims (9)

1.一种混合式压缩机系统(100)，包括：
压缩部件(140)，用于压缩在致冷循环系统(200)中的致冷剂；
电动机(130)，其由电源供电而旋转，驱动所述压缩部件(140)；
断开装置(120)，其用于间歇地断开传递给所述压缩部件(140)的车辆发动机(10)的驱动力；和
控制装置(150)，其用于提供控制以使电动机(130)运转，并允许断开装置(120)执行断开操作，其中
当所述致冷循环系统(200)上的热负荷位于较高负荷区域的预定范围内时，所述控制装置(150)使断开装置(120)相连，使所述车辆发动机(10)驱动所述压缩部件(140)，并且
当所述致冷循环系统(200)上的热负荷位于与预定范围相比的较低负荷区之内时，所述控制装置(150)使断开装置(120)断开，即使当所述车辆发动机(10)运转时所述电动机(130)也驱动压缩部件(140)。
2.根据权利要求1所述的混合式压缩机系统(100)，其中
所述热负荷的较高负荷区与较低负荷区间的边界由与所述压缩部件(140)的半功率级相对应的热负荷来描述。
3.根据权利要求2所述的混合式压缩机系统(100)，其中
当所述车辆直接承受太阳光线照射时，在车辆的常规运行过程中，在最大热负荷下的冷却能力可以使车辆乘客车厢保持于舒适的温度。
4.根据权利要求1所述的混合式压缩机系统(100)，其中
所述控制装置(150)包括变换器(151)，用于变换使电动机(130)运转的电力，和
所述电动机(130)和所述变换器(151)被设定的容量，作为最大输出，用于传递所述压缩部件(140)在所述热负荷的较高负荷区和较低负荷区间的边界区中要求的动力。
5.根据权利要求1所述的混合式压缩机系统(100)，其中
所述压缩部件(140)是固定容量型压缩部件，其每旋转一周的排放量被设定为预定值，和
为了使所述电动机(130)驱动所述压缩部件(140)，所述控制装置(150)改变所述电动机(130)的转速来控制所述压缩部件(140)的排放量。
6.根据权利要求1所述的混合式压缩机系统(100)，所述系统(100)还包括：
由所述车辆发动机(10)驱动的外部驱动装置(110)，其设置在断开装置(120)靠近车辆发动机(10)的一侧；和
增速装置(170)，用于增加从所述车辆发动机(10)传来的驱动力的转速，其设置在所述外部驱动装置(110)与所述压缩部件(140)之间，但在所述电动机(130)与所述压缩部件(140)之间未设置该装置，其中
当所述压缩部件(140)由所述车辆发动机(10)驱动时，所述压缩部件(140)由所述增速装置(170)增速；
当所述压缩部件(140)由所述电动机(130)驱动时，所述压缩部件(140)与所述电动机(130)转速同步。
7.根据权利要求6所述的混合式压缩机系统(100)，还包括：
转速传感器装置(40)，其用于检测所述车辆发动机(10)或所述压缩部件(140)的转速，其中，
当所述压缩部件(140)由所述车辆发动机(10)驱动，由所述转速传感器(40)检测的转速被确定大于或等于预定转速时，所述控制装置(150)切断所述断开装置(120)，或切断所述断开装置(120)使所述电动机(130)驱动所述压缩部件(140)，和
当所述转速在预定转速以下时，所述控制装置(150)使所述断开装置(120)相连，或使所述断开装置(120)相连以使所述电动机(130)停车。
8.根据权利要求7所述的混合式压缩机系统(100)，其中
所述断开装置(120)是电磁离合器(120)。
9.根据权利要求8所述的混合式压缩机系统(100)，其中
在所述致冷循环系统(200)上的热负荷位于较高负荷区中的预定范围之内时，所述控制装置(150)使所述断开装置(120)相连，使所述车辆发动机(10)和所述电动机(130)驱动所述压缩部件(140)。
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