CN216424013U - 插电式混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种插电式混合动力车辆。该插电式混合动力车辆具备将电能转换为热能以用于车厢内供暖的热源装置、及供冷却内燃机的冷却水循环并使该冷却水中的热量用于车厢内供暖的冷却水回路，并且，还具备检测供电模式是否为HV供电模式的供电模式检测装置；检测内燃机是否处于运行状态的内燃机动作检测装置；及通过信号线与热源装置连接，在供电模式检测装置检测到供电模式为HV供电模式、且热源装置正在为车厢内供暖而运行的情况下，当内燃机动作检测装置检测到内燃机处于运行状态时，向热源装置发出使该热源装置的发热量减少的信号的热源装置调节装置。基于上述结构，能够延长在HV供电模式下能够进行外部供电的时间。

Description

插电式混合动力车辆

技术领域

本实用新型涉及插电式混合动力车辆。

背景技术

通常，插电式混合动力车辆上装设的空调装置用发动机的冷却水或热泵的冷媒作为向车厢内供暖用的热媒。具体而言，空调装置用冷却水回收发动机气缸内的因燃烧而产生的热量，然后利用所回收的热量来供暖。另外，空调装置利用热泵系统中的电动压缩机所排出的冷媒中的热量来供暖。

另外，插电式混合动力车辆能够向外部的电气负载供电(以下称为外部供电)。作为该外部供电的供电模式，通常有EV供电模式和HV供电模式。EV供电模式为，用车载电池中储蓄的电能来进行外部供电，当车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下时自动停止外部供电。HV供电模式为，在用车载电池中储蓄的电能进行外部供电的状态下，当车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下时使发动机运行来发电，并用所发的电来进行外部供电，然后，当油箱内的燃油剩余量降到规定量以下时发动机自动停止运行并停止外部供电。

然而，在现有技术的HV供电模式下，在利用热泵进行供暖运行的情况下，即便在车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下而使发动机运行时，热泵仍然继续运行。因此，由于电动压缩机运行时的耗电量较大，因而所需的发动机发电量也较大，导致耗油量增大，从而油箱内的燃油剩余量在较短时间内便降到规定量以下。其结果，插电式混合动力车辆在HV供电模式下能够进行外部供电的时间(从外部供电开始至油箱内的燃油剩余量降到规定量为止的时间)较短。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种能够延长在H V供电模式下能够进行外部供电的时间的插电式混合动力车辆。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种插电式混合动力车辆，该插电式混合动力车辆具备将电能转换为热能以用于车厢内供暖的热源装置、及供冷却内燃机的冷却水循环并使该冷却水中的热量用于车厢内供暖的冷却水回路，作为向外部的电气负载供电的供电模式，具有HV供电模式，该HV供电模式为，在使用车载电池向所述电气负载供电的状态下当该车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下时通过使所述内燃机运行来发电以向所述电气负载供电，直至油箱内的燃油剩余量降到规定量以下，其特征在于：具备检测所述供电模式是否为所述HV供电模式的供电模式检测装置；检测所述内燃机是否处于运行状态的内燃机动作检测装置；以及通过信号线与所述热源装置连接，在所述供电模式检测装置检测到所述供电模式为所述HV供电模式、且所述热源装置正在为车厢内供暖而运行的情况下，当所述内燃机动作检测装置检测到所述内燃机处于运行状态时，向所述热源装置发出使该热源装置的发热量减少的信号的热源装置调节装置。

基于本实用新型的上述插电式混合动力车辆，能够延长在HV供电模式下能够进行外部供电的时间。具体而言，在供电模式为HV供电模式、且利用热源装置进行车厢内供暖的情况下，当检测出内燃机在运行时，使热源装置的发热量减少，从而能够减少该热源装置的耗电量。由此，能够减少使内燃机运行来发电的发电量，从而减少耗油量。其结果，能够延长从外部供电开始至油箱内的燃油剩余量降到规定量为止的时间，即，能够延长能够进行外部供电的时间。另外，在此情况下，热源装置的供暖能力会有所下降，但随着内燃机的运行，冷却水回路中的冷却水的温度会上升，因而，通过利用该冷却水中的热量，能够正常地进行车厢内供暖。

本实用新型的上述插电式混合动力车辆中，较佳为，所述热源装置包含具有冷媒回路的热泵所具备的电动压缩机。基于该结构，在供电模式为HV供电模式、且利用热泵进行车厢内供暖的情况下，当检测到内燃机在运行时，通过使电动压缩机的转速降低或使电动压缩机停止运行，便能减少电动压缩机的耗电量。由此，能够减少内燃机的耗油量，延长能够进行外部供电的时间。

本实用新型的上述插电式混合动力车辆中，较佳为，所述热源装置包含配置在空调风流动的壳体内的电加热器。基于该结构，在供电模式为HV供电模式、且利用电加热器进行车厢内供暖的情况下，当检测到内燃机在运行时，通过使电加热器的发热量减小、或使电加热器停止运行，便能减少电加热器的耗电量。由此，能够减少内燃机的耗油量，延长能够进行外部供电的时间。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式的插电式混合动力车辆中的空调装置的回路图。

图2是表示上述插电式混合动力车辆中的控制系统的概要结构的方框图。

图3是用于说明上述插电式混合动力车辆的空调装置进行供冷运行的情形的回路图。

图4是用于说明上述插电式混合动力车辆的空调装置进行供暖运行的情形的回路图。

图5是用于说明上述插电式混合动力车辆在HV供电模式下进行车厢内供暖时发动机为运行状态的情形的回路图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的插电式混合动力车辆进行说明。

图1是表示本实施方式的插电式混合动力车辆中的空调装置100的回路图。插电式混合动力车辆具备作为车辆行驶用的驱动源的发动机(内燃机)110和电动马达(未图示)。电动马达由车载电池(未图示)供电而运行。

空调装置100具备热泵1、空调ECU2(参照图2)、及室内空调单元3。

热泵1用于进行车厢内供暖和供冷。热泵1具备供冷媒循环的冷媒回路10、和供冷却水循环的冷却水回路20。

冷媒回路10包括冷媒通道10a～10f、电动压缩机11、中间热交换器12、室外热交换器13、室内热交换器14、蓄能器15、及膨胀阀17a和膨胀阀17b。

电动压缩机11通过将气体状态的冷媒以高温高压排出，而使冷媒在冷媒回路10中循环。电动压缩机11在电动马达(未图示)驱动下运行，且该电动马达的转速可被调整。电动压缩机11的排出口经由冷媒通道10a与中间热交换器12的冷媒入口连接。在此，电动压缩机11是本实用新型中的热源装置的一例。

中间热交换器12在供暖模式下作为冷凝器发挥功能，用于使冷却水回路20的冷却水温度升高。中间热交换器12被构成为，具有冷媒流通部及冷却水流通部，在冷媒流通部中流通的冷媒与在冷却水流通部中流通的冷却水进行热交换。中间热交换器12的冷媒出口经由冷媒通道10b与室外热交换器13的冷媒入口连接。在冷媒通道10b中设置有膨胀阀17a。

膨胀阀17a是可通过电动执行器(未图示)调节开度的电子阀，在供暖模式下减小开度，在供冷模式下增大开度。

室外热交换器13配置在发动机舱内，用于使从其内部通过的冷媒与外部空气进行热交换。室外热交换器13被构成为，在供冷模式下作为冷凝器发挥功能，在供暖模式下作为蒸发器发挥功能。室外热交换器13的冷媒出口经由冷媒通道10c与室内热交换器14的冷媒入口连接。在冷媒通道10c中，从冷媒流动方向的上游侧起依次设置有单向阀18a、电磁阀19a、及膨胀阀17b。

单向阀18a用于防止冷媒逆流(朝着室外热交换器13侧流动)。电磁阀19a能够使冷媒通道10c开通或关闭，用于实现冷媒的循环路径的切换。

膨胀阀17b是能够通过电动执行器(未图示)调节开度的电子阀，在供冷模式下减小开度，以使所通过的冷媒增压后膨胀。

室内热交换器14配置在室内空调单元3的壳体33内，用于冷却壳体33内的送风空气(空调风)。室内热交换器14被构成为，在供冷模式下作为蒸发器发挥功能，使从其内部通过的冷媒与送风空气进行热交换。室内热交换器14的冷媒出口经由冷媒通道10d与蓄能器15的冷媒入口连接。在冷媒通道10d中设置有蒸发压力调节阀14a。该蒸发压力调节阀14a用于调节冷媒在室内热交换器14中的蒸发压力。

蓄能器15用于减小冷媒的气液分离。蓄能器15的冷媒出口经由冷媒通道10e与电动压缩机11的吸入口连接。

冷媒通道10f被设置为绕过室内热交换器14。冷媒通道10f的一端(上游端)与室外热交换器13的冷媒出口和单向阀18a之间的冷媒通道10c连接，冷媒通道10f的另一端(下游端)与蒸发压力调节阀14a和蓄能器15的冷媒入口之间的冷媒通道10d连接。在冷媒通道10f中设置有电磁阀19b。电磁阀19b被构成为，能够使冷媒通道10f开通或关闭，用于进行冷媒的循环路径的切换。

另外，在冷媒回路10中，还设置有未图示的各种温度传感器及压力传感器。作为温度传感器，例如有检测从电动压缩机11排出的冷媒的温度用的温度传感器、检测从中间热交换器12通过后的冷媒的温度用的温度传感器、检测从室外热交换器13通过后的冷媒的温度用的温度传感器、及检测从室内热交换器14通过后的冷媒的温度用的温度传感器。作为压力传感器，例如有检测从中间热交换器12通过后的冷媒的压力用的压力传感器。

冷却水回路20包括冷却水通道20a～20e、水泵21、中间热交换器12、三通阀22、及加热器芯23。

水泵21被构成为，在发动机110运行停止期间使冷却水在冷却水回路20中循环。水泵21由电动马达(未图示)驱动，且该电动马达的转速可被调节。水泵21的出水口经由冷却水通道20a与中间热交换器12的冷却水入口连接。

中间热交换器12的冷却水出口经由冷却水通道20b与三通阀22的冷却水入口连接。

三通阀22用于进行冷却水的循环路径的切换。三通阀22的冷却水出口的一方经由冷却水通道20c与加热器芯23的冷却水入口连接。

加热器芯23配置在室内空调单元3的壳体33内，用于加热壳体33内的送风空气。加热器芯23被构成为，在供暖模式下使从其内部通过的冷却水与送风空气进行热交换。加热器芯23的冷却水出口经由冷却水通道20d与水泵21的进水口连接。

另外，在冷却水回路20中设置有冷却水通道20e。在冷却水通道20e中，从冷却水流动方向的上游侧起，依次设置有水泵24、发动机110的水套、及切换阀25。冷却水通道20e的一端(上游端)与冷却水通道20d连接，冷却水通道20e的另一端(下游端)与冷却水通道20c连接。另外，位于水泵24的上游侧的冷却水通道20e经由冷却水通道20f与三通阀22的冷却水出口的另一方连接。

水泵24被构成为，在发动机110运行中使冷却水在冷却水回路20中循环。水套是在发动机110中形成的冷却水流通部，用于利用所流通的冷却水获取发动机110的热量。即，在水套中流通的冷却水被发动机110加热。切换阀25用于进行冷却水通道20e开通或关闭。

另外，在冷却水回路20中，还设置有用于使冷却水的热量散发到外部空气中的散热器(未图示)等，但在此省略说明。

这样的冷却水回路20中，在发动机110运行的情况下，切换阀25打开，且三通阀22的冷却水入口与冷却水出口的另一方连接。并且，在水泵21、水泵24被驱动的情况下，从水泵24排出的冷却水流过水套时被加热，加热后的冷却水流入加热器芯23。从加热器芯23流出的冷却水的一部分经由中间热交换器12及三通阀22而被水泵24吸入，剩余的冷却水绕过中间热交换器12及三通阀22后被水泵24吸入。

在发动机110停止运行的情况下，切换阀25关闭，且三通阀22的冷却水入口与冷却水出口的一方连接。因此，在冷却水回路20中，形成了不经由发动机110的冷却水循环路径。并且，例如在供暖模式下，通过驱动水泵21，从水泵21排出的冷却水从中间热交换器12通过时被加热，加热后的冷却水经由三通阀22流入加热器芯23中，从加热器芯23流出的冷却水被水泵21吸入。

室内空调单元3用于将由热泵1进行了温度调节后的空调风吹到车厢内。室内空调单元3具备风机31、室内热交换器14、加热器芯23、PTC加热器32、及容纳这些装置的壳体33。

同时，壳体33还构成使风机31所生成的送风空气流通的通道。壳体33中，在送风空气流动方向的上游端的端部形成有外部空气导入口34a和内部空气导入口34b。在外部空气导入口34a和内部空气导入口34b的近傍，设置有内外空气切换门34及风机31。内外空气切换门34被构成为，通过调整外部空气导入口34a及内部空气导入口34b的开口面积，来调节导入到壳体33中的内外空气的比率。风机31由电动马达(未图示)驱动，且该电动马达的转速可被调节。

室内热交换器14配置在风机31的送风空气流动方向的下游侧。在壳体33中的室内热交换器14的下游侧，设置有混风门35及隔离壁36。利用隔离壁36，在壳体33内形成了加热用通道33a和旁路通道33b。

在加热用通道33a中，配置有加热器芯23及PTC加热器32。因此，在加热器芯23的冷却水的温度高于送风空气的温度的情况下，从加热用通道33a通过的送风空气被加热，并且，在PTC加热器32运行的情况下被加热。混风门35通过对从加热用通道33a和旁路通道33b通过的风量的比率进行调节，来调节向车厢内供给的空调风的温度。

PTC加热器32配置在加热器芯23的下游侧(送风空气流动方向的下游侧)，用于协助加热器芯23对送风空气进行加热。PTC加热器32具有多个PTC元件，各PTC元件是通电时发热的发热体。因此，通过调节通电的PTC元件的个数，能够调节PTC加热器32的加热能力。在此，PTC加热器32是作为本实用新型的热源装置的电加热器的一例。

另外，壳体33中，在送风空气流动方向的下流端的端部形成有吹风口37a～39a。吹风口37a是用于将空调风朝着车厢内的驾乘者的上半身吹出的面部吹风口。吹风口38a是用于将空调风朝着车厢内的驾乘者的脚部吹出的脚部吹风口。吹风口39a是用于将空调风朝着前窗玻璃(未图示)的内表面吹出的除霜吹风口。在各吹风口37a～39a上，分别形成有用于调整开口面积的门37～39。

下面，对于热泵1的代表运行模式，即，供冷模式和供暖模式进行说明。

图3是用于说明空调装置100进行供冷运行的情形的回路图。供冷模式是将送风空气冷却后送往车厢内以降低车厢内的温度的模式。如图3所示，供冷模式下，在空调ECU2(参照图2)的控制下，电磁阀19a打开，电磁阀19b关闭，膨胀阀17a成为全开的状态，并且，电动压缩机11被驱动的同时膨胀阀17b成为开度缩小的状态。

由此，从电动压缩机11排出的冷媒按照中间热交换器12、室外热交换器13、电磁阀19a、膨胀阀17b、室内热交换器14、及蓄能器15的顺序流动，然后返回到电动压缩机11中。此时，室外热交换器13作为冷凝器发挥功能，同时，室内热交换器14作为蒸发器发挥功能，从而，因冷媒在室内热交换器14中气化而吸热，所以从室内热交换器14通过的送风空气被冷却。

图4是用于说明空调装置100进行供暖运行的情形的回路图。供暖模式是将送风空气加热后送往车厢内以提升车厢内的温度的模式。如图4所示，供暖模式下，在空调ECU2(参照图2)的控制下，切换阀25关闭，三通阀22的冷却水入口成为与冷却水出口的一方连接的状态，并且水泵21被驱动。由此，从水泵21排出的冷却水按照中间热交换器12、三通阀22、及加热器芯23的顺序流动，然后返回到水泵21中。

另外，在空调ECU2的控制下，电磁阀19b打开，电磁阀19a关闭，电动压缩机11被驱动的同时，膨胀阀17a成为开度缩小的状态。

由此，从电动压缩机11排出的冷媒按照中间热交换器12、膨胀阀17a、室外热交换器13、电磁阀19b、及蓄能器15的顺序流动，然后返回到电动压缩机11中。此时，中间热交换器12作为冷凝器发挥功能，室外热交换器13作为蒸发器发挥功能，因而，利用冷媒在中间热交换器12的冷凝热，从中间热交换器12通过的冷却水被加热。然后，在加热器芯23中冷却水与送风空气进行热交换而将从加热器芯23通过的送风空气加热。

图2是表示本实施方式中的插电式混合动力车辆的控制系统的概要结构的方框图。如图2所示，插电式混合动力车辆的控制系统具备空调ECU2和发动机ECU6。空调ECU2通过信号线分别与各传感器(温度传感器、压力传感器)、发动机ECU6、电动压缩机1、PTC加热器32、及各种执行器连接。发动机ECU6通过信号线分别与空调ECU2、后述的供电模式检测装置7、后述的蓄电剩余量检测器、及后述的燃油剩余量检测器连接。

空调ECU2用于控制热泵1和室内空调单元3。具体而言，空调ECU2相应于驾乘者的供暖或供冷的要求(驾乘者对空调操作盘进行的操作)，根据从各种传感器接收到的信号，对热泵1和室内空调单元3的各种执行器等进行控制。

发动机ECU6用于控制发动机110的运行。具体而言，发动机ECU6相应于驾驶者踩踏油门踏板的踩踏量(油门踏板操作量)等，对发动机110的输出进行控制。

另外，发动机ECU6从蓄电剩余量检测器(未图示)接收车载电池的蓄电剩余量的信息(电池蓄电剩余量信号)，并从燃油剩余量检测器(未图示)接收油箱内的燃油剩余量的信息(燃油剩余量信号)。

蓄电剩余量检测器根据电流传感器(未图示)所检测到的充放电电流的累计值，来计算相对于电池中储蓄的蓄电量的总容量(蓄电容量)的比率值，即，蓄电比率SOC(StateofCharge)，由此算出车载电池的蓄电剩余量。

燃油剩余量检测器通过浮子式燃油传感器，获得油箱内的燃油剩余量。

另外，发动机ECU6被构成为，在插电式混合动力车辆进行外部供电、且外部供电的供电模式为HV供电模式的情况下，相应于车载电池的蓄电剩余量控制发动机110的运行。下面，对插电式混合动力车辆进行外部供电时的供电模式进行说明。

作为外部供电的供电模式，有EV供电模式和HV供电模式。EV供电模式为，使用车载电池中储蓄的电能进行外部供电，当车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下时自动停止外部供电。HV供电模式为，在使用车载电池中储蓄的电能进行外部供电的状态下，当车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下时使发动机110运行来发电，并用所发的电进行外部供电，然后，当油箱内的燃油剩余量降到规定量以下时自动停止发动机110的运行及外部供电。

然而，现有技术中，在HV供电模式下，利用热泵进行供暖运行期间，当车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下而使发动机运行时，热泵仍然继续运行。这样，由于电动压缩机运行时的耗电量较大，所需的发动机发电量较大，所以耗油量较大，油箱内的燃油剩余量会在短时间内降到规定量以下。其结果，能够进行外部供电的时间较短。

对此，本实施方式中，在供电模式为HV供电模式的情况下，如果是在热泵1和PTC加热器32处于运行状态下进行供暖运行，则在车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下而使发动机110运行发电时，使电动压缩机11和PTC加热器32停止运行。

具体而言，如上所述，发动机ECU6与供电模式检测装置7连接。该供电模式检测装置7接收来自车厢内配置的供驾乘者操作的供电模式开关的输出信号(供电模式信号)，根据该输出信号判断供电模式是否为HV供电模式，并将供电模式信息发送给发动机ECU6。

另外，空调ECU2具备发动机动作检测装置26和热源装置调节装置27。

发动机动作检测装置26通过从检测发动机110的曲轴转动的曲轴位置传感器(未图示)接收信号，来检测发动机110是否运行。但不局限于此，也可以通过检测发动机ECU6是否向火花塞(未图示)输出了点火指令信号、发动机ECU6是否向燃油喷射阀(未图示)输出了燃油喷射指令信号，来检测发动机110是否运行。

热源装置调节装置27通过信号线分别与电动压缩机11和PTC加热器32连接。在供电模式检测装置7检测出供电模式为HV供电模式、热泵1和PTC加热器32运行以向车厢内的供暖、且发动机动作检测装置26检测出发动机110处于运行状态的情况下，热源装置调节装置27分别向电动压缩机11和PTC加热器32输出停止指令信号，使电动压缩机11和PTC加热器32停止运行。即，在空调ECU2向热泵1输出了进行供暖运行的指令信号、并向PTC加热器32输出了动作指令信号的状态下，从发动机ECU6接收到供电模式为HV供电模式的检测信号、并收到发动机110正在运行的检测信号的情况下，向电动压缩机11和PTC加热器32输出停止指令信号。

图5是用于说明在HV供电模式下向车厢内供暖时发动机110为运行状态的情形的回路图。如图5所示，进行该供暖运行期间，在空调ECU2的控制下，电动压缩机11和PTC加热器32均停止运行。另外，在切换阀25打开的状态下，水泵24被驱动。由此，从水泵24排出的冷却水按照发动机110的水套、切换阀25、加热器芯23的顺序流动，然后返回水泵24中。由此，在加热器芯23中冷却水与送风空气进行热交换，从而将从加热器芯23通过的送风空气加热。

这样，在供电模式为HV供电模式时向车厢内供暖的情况下，如果检测到发动机110为运行状态，便使电动压缩机11和PTC加热器32均停止运行。由此，能够使电动压缩机11和PTC加热器32的耗电量为零，从而能够减少所需的发动机110的发电量，使耗油量减少。其结果，能够使从外部供电开始至油箱内的燃油剩余量降到规定量为止的时间变长，从而可延长能够进行外部供电的时间。

本实用新型不局限于上述实施方式中记载的内容，可进行适当的变更。例如，上述实施方式中，在供电模式为HV供电模式时向车厢内供暖且电动压缩机11和PTC加热器32均为运行状态时检测到发动机110在运行的情况下，使电动压缩机11和PTC加热器32均停止运行。但不局限于此，也可以仅使正在运行的电动压缩机11和PTC加热器32中的一方停止运行。另外，在电动压缩机11和PTC加热器32中仅有一方在运行的情况下，可以使运行的一方停止运行。

Claims (3)

1.一种插电式混合动力车辆，具备将电能转换为热能以用于车厢内供暖的热源装置、及供冷却内燃机的冷却水循环并使该冷却水中的热量用于车厢内供暖的冷却水回路，作为向外部的电气负载供电的供电模式，具有HV供电模式，该HV供电模式为，在使用车载电池向所述电气负载供电的状态下当该车载电池的蓄电剩余量降到规定量以下时通过使所述内燃机运行来发电以向所述电气负载供电，直至油箱内的燃油剩余量降到规定量以下，其特征在于：

具备检测所述供电模式是否为所述HV供电模式的供电模式检测装置；

检测所述内燃机是否处于运行状态的内燃机动作检测装置；以及

通过信号线与所述热源装置连接，在所述供电模式检测装置检测到所述供电模式为所述HV供电模式、且所述热源装置正在为车厢内供暖而运行的情况下，当所述内燃机动作检测装置检测到所述内燃机处于运行状态时，向所述热源装置发出使该热源装置的发热量减少的信号的热源装置调节装置。

2.如权利要求1所述的插电式混合动力车辆，其特征在于：

所述热源装置包含具有冷媒回路的热泵所具备的电动压缩机。

3.如权利要求1或2所述的插电式混合动力车辆，其特征在于：

所述热源装置包含配置在空调风流动的壳体内的电加热器。

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