CN1669843A - 车辆用空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能在车辆侧电路发生异常的情况下，通过打开空调用开闭装置来保护电动压缩机用逆变器，并且在电动压缩机用逆变器侧发生异常的情况下，通过打开空调用开闭装置来保护车辆侧电路的车辆用空调装置。车辆用空调装置(1)具备：由车载蓄电池(2)经充电装置(3)而被充电的空调用电容器(C11)；和由车载蓄电池(2)经开闭装置(主开闭装置(5))供给电力的空调用电动压缩机用逆变器(16)，在空调用电容器(C11)和电动压缩机用逆变器(16)之间设置空调用的开闭装置(空调用开闭装置(15))，根据空调用电容器(C11)的端子电压，在异常高电压时打开空调用的开闭装置(空调用开闭装置15)。
Description
技术领域
本发明涉及具备连接于蓄电池和主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路的车辆用空调装置。
背景技术
以往，这种车辆用空调装置(汽车用空调装置)备有：与直流电源串联连接的充电装置；和与该充电装置并联连接的开闭装置。该车辆用空调装置中具备：从直流电源经充电装置而被充电的大容量电容；从直流电源经开闭装置被供电，驱动空调用电动压缩机的电动压缩机驱动装置；和在使充电装置动作后关闭开闭装置，然后使电动压缩机驱动装置动作的控制装置(参照专利文献1)。
作为这种车辆用空调装置的电源电路包括：与蓄电池串联连接的电流熔断器；开关元件，其与蓄电池和电流熔断器并联，并将来自蓄电池的直流电压经开关转换为三相模拟交流电压，以驱动空调用电动压缩机；和二极管，其与每个开关元件并联连接，吸收由开关元件的开关产生的冲击(surge)电压。而且，在蓄电池反向连接时通过使电流熔断器熔断，从而可以使半导体或蓄电池的破坏得以保护(参照专利文献2)。
【专利文献1】特许登录第3166453号公报
【专利文献2】特许登录第3341327号公报
但是，由于在前者的车辆用空调装置也必须设置充电装置，故导致成本提高。
另外，后者的车辆用空调装置，例如在由于不注意而进行连接器或配线连接等导致电源电路的极性反向连接的情况下等，通过切断电流熔断器，来保护电路。这种情况下，由于虽然可以保护电路，但切断了电流熔断器，故存在不能保护电流熔断器的问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术的课题，其目的在于提供了一种能在车辆侧的电路发生异常的情况下，打开空调用开闭装置，保护电动压缩机用逆变器，并且在电动压缩机用逆变器侧发生异常的情况下，通过打开空调用开闭装置，来保护车辆侧的电路的车辆用空调装置。
即，本发明的车辆用空调装置，其是具备蓄电池和连接于该蓄电池与主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路并用于车辆的装置，其特征在于，包括：空调用电容器，其由蓄电池经充电装置充电；和空调用电动压缩机用逆变器，其由蓄电池经开闭装置提供电力；在空调用电容器和电动压缩机用逆变器之间设置空调用开闭装置，根据空调用电容器的端子电压，在异常高电压时打开空调用开闭装置。
另外，本发明的技术方案2的车辆用空调装置，其特征在于，在上述的基础上，在空调用电容器的前级，连接以该电容侧器为正向的二极管。
还有，本发明的技术方案3的车辆用空调装置，是具备蓄电池和连接于该蓄电池和主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路并用于车辆的装置，其特征在于，具备：由蓄电池经充电装置而被充电的空调用电容器；和由蓄电池经开闭装置提供电力的空调用电动压缩机用逆变器；在空调用电容和电动压缩机用逆变器之间设置空调用开闭装置，根据空调用电容的端子电压，在充电完成后关闭空调用开闭装置。
再有，本发明的技术方案4的车辆用空调装置，其特征在于，在技术方案3中，根据施加给电动压缩机用逆变器的电压，在异常高电压时打开空调用开闭装置。
在技术方案1的发明中，由于形成为：在一种具备蓄电池和连接于该蓄电池和主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路并用于车辆的车辆用空调装置中，具备：由蓄电池经充电装置而被充电的空调用电容器和由蓄电池经开闭装置提供电力的空调用电动压缩机用逆变器；在空调用电容器和电动压缩机用逆变器之间设置空调用开闭装置，根据空调用电容器的端子电压，在异常高电压时打开空调用开闭装置，故在车辆侧的电路发生异常的情况下，可以通过打开空调用开闭装置来保护电动压缩机用逆变器。另外，在电动压缩机用逆变器侧发生异常的情况下，也可以通过打开空调用开闭装置来保护车辆侧电路。
特别是，在这种情况下，由于能通过车辆侧的充电装置给空调用电容器充电，故可以不用另外为空调而特别设置充电装置。
在技术方案2的发明中，由于是在上述的基础上，在空调用电容器的前级连接以该电容侧为正向的二极管，故在错误配线或连接器等电源的极性反向连接的情况下，也能保护电路，并且即使与空调用电路的连接部接触，也可以避免触电。
在技术方案3的发明中，由于形成为：在一种具备蓄电池和连接于该蓄电池和主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路并用于车辆的车辆用空调装置中，具备：由蓄电池经充电装置而被充电的空调用电容器；和由蓄电池经开闭装置提供电力的空调用电动压缩机用逆变器；在空调用电容器和电动压缩机用逆变器之间设置空调用开闭装置，根据空调用电容器的端子电压，在充电完成后关闭空调用开闭装置，故可以以空调用电路侧独立地判断空调用电容器充电完成，关闭空调用开闭装置后开始向电动压缩机用逆变器供给电力，可以不用进行空调侧电路和车辆侧电路间的数据接收。由此，能用空调侧电路进行独立控制，成为富于通用性的车辆用空调装置。
在技术方案4的发明中，由于是在上述的基础上，根据施加给电动压缩机用逆变器的电压，在异常高电压时打开空调用开闭装置，故在车辆侧电路发生异常的情况下，可以通过打开空调用开闭装置来保护电动压缩机用逆变器。另外，在电动压缩机用逆变器侧发生异常的情况下，可以通过打开空调用开闭装置来保护车辆侧的电路。特别是，在这种情况下，由于可以由车辆侧的充电装置给空调用电容器充电，故可以不用另外为空调而特别设置充电装置。
本发明通过根据空调用电容器的端子电压来打开设置在空调用电容器和电动压缩机用逆变器之间的开闭装置，从而实现了在电路发生异常的情况下保护空调用逆变器的目的。
附图说明
图1是装载了本发明的车辆用空调装置的电动汽车的电路图。
图中：1-车辆用空调装置，2-车载蓄电池，3-充电装置，4-主电路，5-主开闭装置，6-主轴电动机用逆变器，8-控制装置，9-电压监视电路，14-主电路，15-空调用开闭装置，16-电动压缩机用逆变器，19-电压监视电路，20-电动压缩机，C1-电容器，C11-电容器，D1-二极管，D11-二极管，M1-主轴电动机，SW1-开关。
具体实施方式
下面，根据附图详述本发明的实施方式。图1示出装载了本发明的车辆用空调装置1的电动汽车的电路图。车辆用空调装置1，是具备车载蓄电池2和连接在该车载蓄电池2及主轴电动机用逆变器6之间的充电装置3及开闭装置5的并联电路并用于车辆的装置，例如从装载在电动汽车(HEV或PEV)或燃料电池汽车(FCEV)等上的车载蓄电池2供给电力并驱动。该电动汽车备有：由车载蓄电池2供给的电力驱动的主轴电动机M1；和也是由车载蓄电池2供给的电力驱动的电动压缩机20。
该电动汽车的电路是：装载于电动汽车上的车载蓄电池2的一个端子经开关SW1连接与电阻R3串联连接的充电装置3，该充电装置3经以规定直流电流熔断的熔断器F1、二极管D1而和主电路4连接，该主电路4连接有使汽车行驶用的主轴电动机M1。另外，车载蓄电池2的另一端子也与主电路4连接着。
该主电路4，由图中未示出的多个开关元件和开关冲击电压吸收用二极管等构成，将来自车载蓄电池2的直流电压转换为三相模拟正弦波后施加在主轴电动机M1上。由此，驱动主轴电动机M1，使汽车行驶。另外，二极管D1是由熔断器F1侧向电容器C1侧正向连接。还有，当由车载蓄电池2经二极管D1向主电路4流经大电流，但熔断器F1内流经超出必要以上的大电流时，则熔断器F1被熔断，以保护二极管D1。
所述车载蓄电池2的一个端子经电阻R1而与电阻R2串联连接，电阻R2的另一端子与车载蓄电池2的另一端子连接。由该电阻R1、R2构成监视车载蓄电池2的电压的电压监视电路9。另外，在车载蓄电池2的一个端子和充电装置3之间、以及充电装置3和熔断器F1之间，连接有由开关构成的开闭装置(以下称主开闭装置5)。即，串联连接的电阻R1、R2构成的电压监视电路9与车载蓄电池2的两个端子并联连接，主开闭装置5与充电装置3并联连接。
另外，从二极管D1和主电路4之间分支，连接充放电用电容器C1的一个端子，该电容器C1的另一个端子连接在车载蓄电池2与主电路4之间。该电容器C1与主电路4并联连接。由该二极管D1、电容器C1及主电路4构成主轴电动机用逆变器6(主机)。
此外，主电路4上连接有控制装置8。该控制装置8连接有充电装置3、主开闭装置5及电压监视电路9(电阻R1和电阻R2的中间)。因此，控制装置8通过用电压监视电路9检测车载蓄电池2的电压，来监视车载蓄电池2的电压。包含该控制装置8、由车载蓄电池2至主轴电动机M1构成车辆侧的电路(图中上方虚线框内)。
另一方面，车辆用空调装置1(辅机)从充电装置3和熔断器F1之间分支，经以规定直流电流熔断的熔断器F11、二极管D11及开关构成的空调用开闭装置(以下称空调用开闭装置15)而与主电路14连接。另外，从车载蓄电池2与主电路4之间分支而连接有主电路14。从二极管D11与空调用开闭装置15之间分支，连接空调用充放电用电容器C11的一个端子，空调用充放电用电容器C11的另一个端子连接在车载蓄电池2和主电路14之间。还有，该熔断器F11也和熔断器F1一样，虽然由车载蓄电池2经二极管D11向主电路14流经很大电流，但流经必要以上的大电流时，则熔断器F11熔断，以保护二极管D11。
另外，在二极管D11和空调用开闭装置15之间，经电阻R11串联连接电阻R12，该电阻R12的另一个端子连接于车载蓄电池2和主电路14之间，并且电阻R11、电阻R12与空调用电容器C11并联连接。由两电阻R11、R12构成电压监视电路19，该电压监视电路19监视空调用电容器C11两端的端电压。
由该二极管D11、空调用电容器C11、电压监视电路19及主电路14构成电动压缩机用逆变器16(图中下方虚线框内)。因此，主电路14，和上述主电路4一样，由图中未示出的开关元件和开关冲击电压吸收用二极管等构成，也将来自车载蓄电池2的直流电压转换为三相模拟正弦波后施加给空调用电动压缩机20，驱动电动压缩机20，进行车厢内的空调。另外，二极管D11、从熔断器F11侧详空调用电容器C11侧正向连接。
另外，主电路14具备控制装置(图中未示出)。该控制装置(主电路14)，在由电压监视电路19检测出的(图中虚线箭头)空调用电容器C11两端的端子电压(此情况下为主电路14的两端电压)为异常高电压情况下，打开空调用开闭装置15。由此，主电路14断路流入空调侧电路(电动压缩机用逆变器16)的异常高电压，防止主电路14由异常高电压而造成损坏。
下面，说明动作。另外，设车载蓄电池2的电源电压为额定280V，在车辆和电动压缩机20为非启动状态时，充电装置3、主开闭装置5及空调用开闭装置15呈打开状态。还有，控制装置8，在由电压监视电路9监视车载蓄电池2的电压的同时，由电压监视电路19监视空调用电容器C11两端的端子电压。
因此，若车辆的主开关(图中未示出)为接通，则控制装置8首先闭合充电装置3(开关SW1)的接点、由车载蓄电池2向电容器C1、C11流经电流。此时，充电装置3通过电阻R3抑制由车载蓄电池2向电容器C1、C11流经的冲击电流，缓缓地对这些电容器C1、C11进行充电。
若控制装置8开始电容器C1、C11的充电，经过规定时间后完成电容器C1、C11的充电，则主轴电动机M1呈备用OK状态，主开闭装置5的接点闭合。此时，由于电容器C1、C11的充电完成，故即使主开闭装置5的接点闭合，电容器C1、C11中也不会流经冲击电流，可以将来自车载蓄电池2的直流电压施加在主电路4上。接着，控制装置8在闭合主开闭装置5的接点的同时，打开充电装置3的接点，将车载蓄电池2的电力施加给主轴电动机用逆变器6。由此，主电路4将来自车载蓄电池2的直流电压转换为三相模拟正弦波，驱动主轴电动机M1，使车辆行驶。
另一方面，作为辅机的车辆用空调装置1的主电路14，由电压监视电路19监视空调用电容器C11的端子电压。此时，由于通过主开关的接通而已完成向空调用电容器C11的充电，电动压缩机20呈备用OK状态，故控制装置(主电路14)关闭空调用开闭装置15，将来自车载蓄电池2的电力施加给电动压缩机用逆变器16的主电路14。由此，主电路14将来自车载蓄电池2的直流电压转换为三相模拟正弦波，驱动电动压缩机20，进行车厢内的空调。
在这里，主轴电动机M1利用车辆的减速发电，并通过将该电力对车载蓄电池2充电，从而可以有效利用能源。在将由该主轴电动机M1产生的电力向车载蓄电池2充电的情况下，由于若比车载蓄电池2电压低则不能充电，故将来自主轴电动机M1的充电电压提高得比车载蓄电池2的电压高。
但是，在利用车辆减速等以主轴电动机M1产生的电力对车载蓄电池2充电时，由于某些理由，当由电压监视电路9检测出从车载蓄电池2供给的电压成为异常高电压的情况下，控制装置8打开主开关5，以避免向熔断器F1或二极管D1或者电容器C1或主电路14施加高电压所导致的损坏。
另外，在车载蓄电池2的电压呈异常高电压、主开闭装置5打开之前，或者，主轴电动机M2的反电动热等流入电动压缩机用逆变器16、空调用电容器C11的端子电压变为异常高电压的情况下，控制装置(主电路14)用电压监视电路19检测出该情况，将空调用开闭装置15打开。由此，控制装置(主电路14)断路主轴电动机M1的反电动热等流入电动压缩机用逆变器16，以避免主电路14由主轴电动机M1的反电动热等造成的损害。
这样，由于形成为：在空调用电容器C11和电动压缩机用逆变器16之间设置空调用开闭装置15，控制装置(主电路14)根据空调用电容器C11的端子电压，在电压监视电路19检测出的空调用电容器C11的端子电压为异常高电压的情况下，将空调用开闭装置15打开，故在车辆侧的电路发生异常时，通过打开空调用开闭装置15，从而可以断路向主电路14的通电，以进行保护。另外，在电动压缩机用逆变器16侧发生异常的情况下，也可以通过打开空调用开闭装置15来保护车辆侧的电路。
另外，由于形成为：在空调用电容器C11和主电路14之间设置空调用开闭装置15，控制装置(主电路14)根据闭合车辆侧的充电装置3、完成空调用电容器C11的充电后由电压监视电路19检测出的空调用电容器C11两端的端子电压，关闭空调用开闭装置15，故控制装置(主电路14)能用空调用电路侧独立地判断出空调用电容器器C11的充电完成并关闭空调用开闭装置15，开始由车载蓄电池2向电动压缩机用逆变器16的电力供给。由此，由于可以仅用空调侧电路进行独立的控制，无需进行空调侧电路和车辆侧电路间的数据接收，可以使车辆用空调装置的电路简单，可以削减作业工时和成本。
还有，由于通过使主轴电动机M1的反电动热等流入电动压缩机用变化器16，从而控制装置(主电路14)在空调用电容器C11的端子电压为异常高电压时，根据施加给电动压缩机用逆变器16的电压，打开空调用开闭装置15，故在车辆侧的电路发生异常的情况下，可以打开空调用开闭装置15，以保护电动压缩机用逆变器16。还有，在电动压缩机用逆变器16侧发生异常的情况下，控制装置(主电路)通过打开空调用开闭装置15，也可以保护车辆侧的电路。特别是，由于这种情况下可以用车辆侧的充电装置3给空调用电容器C11充电，故无需另外为空调而特别设置充电装置。
再有，在实施例中，是对将车辆用空调装置1装载于电动汽车(HEV或PEV)或燃料电池汽车(FCEV)等的情况进行了说明，但车辆用空调装置1并不局限于这些电动汽车，即使装载于混合汽车(HEV)等上，也可以得到同样的效果。
Claims (4)
1、一种车辆用空调装置，其是具备蓄电池和连接于该蓄电池与主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路并用于车辆的装置，其特征在于，包括：
空调用电容器，其由所述蓄电池经所述充电装置充电；和
空调用电动压缩机用逆变器，其由所述蓄电池经所述开闭装置提供电力；
在所述空调用电容器和所述电动压缩机用逆变器之间设置空调用开闭装置，根据所述空调用电容器的端子电压，在异常高电压时打开所述空调用开闭装置。
2、根据权利要求1所述的车辆用空调装置，其特征在于，在所述空调用电容器的前级，连接以该电容侧器为正向的二极管。
3、一种车辆用空调装置，是具备蓄电池和连接于该蓄电池和主轴电动机用逆变器之间的充电装置及开闭装置的并联电路并用于车辆的装置，其特征在于，具备：
由所述蓄电池经所述充电装置而被充电的空调用电容器；和
由所述蓄电池经所述开闭装置提供电力的空调用电动压缩机用逆变器；
在所述空调用电容和所述电动压缩机用逆变器之间设置空调用开闭装置，根据所述空调用电容的端子电压，在充电完成后关闭所述空调用开闭装置。
4、根据权利要求3所述的车辆用空调装置，其特征在于，根据施加给所述电动压缩机用逆变器的电压，在异常高电压时打开所述空调用开闭装置。
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