CN104709033A - 混合动力汽车及其空调***和空调***的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种混合动力汽车及其空调***和空调***的控制方法，其中空调***包括：电动压缩机和机械压缩机，电动压缩机和机械压缩机相互并联；动力电池，动力电池与电动压缩机相连，用于给电动压缩机供电；发动机，发动机与机械压缩机相连，用于给机械压缩机提供动力源；发动机控制器，发动机控制器与发动机相连；电池管理器，电池管理器与动力电池相连，用于检测动力电池的荷电状态；控制器，控制器与发动机控制器和电池管理器相连，控制器根据动力电池的荷电状态控制电动压缩机和机械压缩机在不同的时间开启。该空调***采用双压缩机，通过两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境。

Description

混合动力汽车及其空调***和空调***的控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车技术领域，特别涉及一种混合动力汽车的空调***、一种具有该空调***的混合动力汽车以及一种混合动力汽车的空调***的控制方法。
背景技术
相关技术中提出了一种汽车电动空调***，该***公开了一种基于蓄电池供电的单电动压缩机空调制冷***，其主要是将空调制冷***中的机械压缩机更换为电动压缩机，让蓄电池给电动压缩机提供能量，使其将由蒸发室流出的制冷剂压缩成高温高压的工质，然后输送给冷凝器进行冷却，之后的工作原理与传统的空调制冷***无异。
然而，这种形式的空调制冷***在汽车长时间停车或堵车候车时使用时，会造成蓄电池馈电状况，从而导致整车无法正常启动。
因此，相关技术中的车载空调***需要进行改进。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷。
为此，本发明的第一个目的在于提出了一种混合动力汽车的空调***，该空调***采用双压缩机，通过两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境。
本发明的第二个目的在于提出一种具有上述空调***的混合动力汽车。本发明第三个目的在于提出一种混合动力汽车的空调***的控制方法。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种混合动力汽车的空调***，包括：电动压缩机和机械压缩机，所述电动压缩机和所述机械压缩机相互并联；动力电池，所述动力电池与所述电动压缩机相连，所述动力电池用于给所述电动压缩机供电；发动机，所述发动机与所述机械压缩机相连，所述发动机用于给所述机械压缩机提供动力源；发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连，所述发动机控制器用于在需要所述机械压缩机开启时控制所述发动机启动；电池管理器，所述电池管理器与所述动力电池相连，所述电池管理器用于检测所述动力电池的荷电状态；控制器，所述控制器与所述发动机控制器和所述电池管理器相连，所述控制器根据所述动力电池的荷电状态控制所述电动压缩机和所述机械压缩机在不同的时间开启。
根据本发明实施例的混合动力汽车的空调***，采用并联的电动压缩机和机械压缩机双压缩机结构，并通过检测动力电池的荷电状态来控制电动压缩机和机械压缩机在不同的时间开启，有效地解决了单压缩机空调***的弊端。因此，本发明实施例的混合动力汽车的空调***能够通过两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境，充分满足用户的需要。
本发明第二方面实施例提出了一种混合动力汽车，该混合动力汽车包括上述的混合动力汽车的空调***。因此，该混合动力汽车通过其空调***中的两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，从而能够给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境，充分满足用户的需要。
本发明第三方面实施例提出了一种混合动力汽车的空调***的控制方法，其中，所述空调***包括相互并联的电动压缩机和机械压缩机、动力电池以及发动机，所述控制方法包括以下步骤：检测所述动力电池的荷电状态；根据所述动力电池的荷电状态控制所述电动压缩机和所述机械压缩机在不同的时间开启。
根据本发明实施例的混合动力汽车的空调***的控制方法，通过检测动力电池的荷电状态来控制空调***中电动压缩机和机械压缩机在不同的时间开启，有效地解决了单压缩机空调***的弊端，实现空调***中的两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，从而能够给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境，充分满足用户的需要。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的混合动力汽车的空调***的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的混合动力汽车的空调***的控制方法的流程图；以及
图3为根据本发明实施例的混合动力汽车的空调***的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的混合动力汽车的空调***、混合动力汽车以及混合动力汽车的空调***的控制方法。
图1为根据本发明一个实施例的混合动力汽车的空调***的结构示意图。如图1所示，该混合动力汽车的空调***包括：电动压缩机1、机械压缩机2、动力电池3、发动机4、发动机控制器5、电池管理器6和控制器7。
其中，电动压缩机1和机械压缩机2相互并联，动力电池3与电动压缩机1相连，动力电池3用于给电动压缩机1供电。发动机4与机械压缩机2相连，发动机4用于给机械压缩机2提供动力源，发动机控制器5与发动机4相连，发动机控制器5用于在需要机械压缩机2开启时控制发动机4启动。即言，电动压缩机1和机械压缩机2分别由动力电池3和发动机4提供能量。
如图1所示，电池管理器6与动力电池3相连，电池管理器6用于检测动力电池3的SOC（State Of Charge，荷电状态），控制器7与发动机控制器5和电池管理器6相连，控制器7根据动力电池3的荷电状态控制电动压缩机1和机械压缩机2在不同的时间开启。也就是说，控制器7可以与电池管理器6和发动机控制器5相互进行通信，根据动力电池的荷电状态和发动机的工作状态来分别控制电动压缩机1和机械压缩机2。
其中，需要说明的是，在本发明的实施例中，控制器7是指空调控制器。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，电池管理器6检测动力电池3的第一荷电状态，当所述第一荷电状态大于等于第一阈值n1%时，控制器7判断电动压缩机是否满足第一预设开启条件，并当所述电动压缩机满足所述第一预设开启条件时，控制器7控制所述电动压缩机开启。
也就是说，当控制器7接收到制冷请求时，其会根据电池管理器6所提供的动力电池的第一荷电状态来进行判断。动力电池的第一荷电状态≥n1%时，控制器7则判断电动压缩机是否满足第一预设开启条件，其中，n1%为动力电池可以保证电动压缩机的输出功率的SOC设定值。
并且，第一预设开启条件包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值t1℃；（5）所述机械压缩机处于关闭状态。其中，t1℃为设定的空调***进行制冷时蒸发室所要达到的最低温度要求。
如图2所示，当第一荷电状态小于第一阈值或者电动压缩机不满足所述第一预设开启条件（即是所述动力电池允许向所述电动压缩机放电这一条件不满足）时，控制器7通过所述发动机控制器控制所述发动机启动，即控制器7与发动机控制器5进行通信以确保发动机启动，并且控制器7判断所述机械压缩机是否满足第二预设开启条件，以及当所述机械压缩机满足所述第二预设开启条件时，控制器7控制所述机械压缩机开启。需要说明的是，电动压缩机不满足所述第一预设开启条件在这里是指所述动力电池允许向所述电动压缩机放电这一条件不满足，如果是所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态、所述空调***的管路压力值处于正常状态、所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值、所述机械压缩机处于关闭状态中的任一条件不满足时，空调***进行故障报警。
其中，所述第二预设开启条件包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值例如t1℃；（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
并且，在本发明的实施例中，如图2所示，在所述电动压缩机开启时或者在所述发动机启动时，所述控制器还控制所述空调***中的冷却风扇开启。
如图2所示，在所述机械压缩机开启后，所述电池管理器检测所述动力电池的第二荷电状态；当所述第二荷电状态大于等于第二阈值n2%时，控制器判断电动压缩机是否满足第三预设开启条件，并当所述电动压缩机满足所述第三预设开启条件时，所述控制器控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
也就是说，混合动力汽车在行驶时，一般会给动力电池充电，电池管理器检测动力电池的第二荷电状态，当动力电池的第二荷电状态≥n2%（其中n2%为混合动力汽车给动力电池回馈充电后，动力电池所能保证电动压缩机输出功率的SOC值）时，控制器会控制机械压缩机停止工作，并通过判断电动压缩机的开启条件，来控制电动压缩机进行工作。为了避免在行驶过程中，电动压缩机与机械压缩机来回重复启停，本发明实施例设定n1%＜n2%，且每次当空调***开始工作时，第一次SOC判断都是将动力电池的第一荷电状态与n1%进行比较。当电动压缩机第一次关闭之后，再才将动力电池的第二荷电状态与n2%进行比较来判断是否开启电动压缩机。并且每一次电动压缩机停止工作时的动力电池的SOC值都是n1%为基准，即一旦动力电池的SOC＜n1%，电动压缩机就停止工作。这样，通过设置n1%至n2%这一动力电池的SOC区间，有效地避免电动压缩机与机械压缩机来回重复启停，提高了电动压缩机与机械压缩机的使用寿命。
其中，所述第三预设开启条件与第一预设开启条件相同，均包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；（5）所述机械压缩机处于关闭状态。
在本发明的实施例中，如图2所示，在所述电动压缩机开启后，所述电池管理器检测所述动力电池的第三荷电状态，并当所述第三荷电状态小于所述第一阈值时，所述控制器控制所述电动压缩机关闭。然后，所述控制器通过发动机控制器来控制所述发动机启动，并判断所述机械压缩机是否满足第四预设开启条件，以及当所述机械压缩机满足所述第四预设开启条件时，所述控制器控制所述机械压缩机开启。
其中，所述第四预设开启条件与第二预设开启条件相同，均包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
在本发明的另一个实施例中，当所述混合动力汽车行驶时，所述电池管理器检测所述动力电池的第四荷电状态，当所述第四荷电状态大于等于第三阈值n3%时，所述混合动力汽车进入纯电动模式，所述控制器优先控制所述电动压缩机处于开启状态，其中，所述第三阈值大于所述第一阈值。
并且，当所述第四荷电状态小于所述第三阈值且大于等于所述第一阈值时，所述混合动力汽车进入混合动力模式，所述发动机处于启动状态，所述控制器优先控制所述电动压缩机处于开启状态。
此外，当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，所述控制器控制所述电动压缩机关闭，并控制所述机械压缩机开启。
也就是说，在本发明的实施例中，由于电动压缩机的工作功率一般小于驱动电机提供混合动力汽车正常行驶所需的功率，因此第二阈值n2%的设定需要满足不会影响混合动力汽车混合动力模式与纯电动模式切换的行驶策略的要求，这样，可以有效地保证混合动力汽车的运行。例如，如若混合动力汽车的纯电动模式与混合动力模式自动切换的策略条件是以动力电池的SOC进行判定，且该临界SOC值设定为第三阈值n3%，那么需要满足n2%＜n3%的要求。
即言，当动力电池的第四荷电状态≥n3%时，混合动力汽车进入纯电动模式，此时双压缩机空调***会优先使用电动压缩机进行工作，机械压缩机不开启。当n1%≤动力电池的第四荷电状态＜n3%时，混合动力汽车进入混合动力模式，此时发动机处于启动状态，但是空调***依然是以电动压缩机进行工作，机械压缩机不开启。当动力电池的第四荷电状态＜n1%时，混合动力汽车处于混合动力模式，发动机已经启动，此时，控制器会控制电动压缩机停止工作，而开启机械压缩机进行工作。
在所述机械压缩机开启后，当所述第四荷电状态大于等于第二阈值且小于所述第三阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，所述控制器控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭。也就是说，当混合动力汽车行车发电使动力电池的SOC达到n2%时，此时混合动力汽车仍然处于混合动力模式，发动机已经启动，但是控制器会控制机械压缩机关闭，而开启电动压缩机进行工作，直到当动力电池的SOC又降到n1%以下时，控制器会控制电动压缩机会再次停止工作，而开启机械压缩机进行工作。
在本发明的一个实施例中，当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，如果所述混合动力汽车进入强制纯电动模式，所述控制器通过所述发动机控制器控制所述发动机启动，并控制所述机械压缩机开启，其中，所述混合动力汽车中的变速箱控制器控制所述发动机不参与所述混合动力汽车的驱动。也就是说，如果混合动力车具有强制纯电动模式的功能，即当动力电池的SOC＜n3%时混合动力汽车依然以纯电动模式行驶。那么当动力电池的SOC＜n1%时，针对采用自动变速器的混合动力汽车，为了不影响混合动力汽车的行驶供能模式，可以让发动机在启动时，变速箱控制器控制离合器不与发动机的飞轮离合，即让发动机不参与混合动力汽车的驱动，只低转速给机械压缩机提供能量。由此，可以保证双压缩机空调***的工作状态与混合动力汽车行驶模式的切换相对独立，而不会造成策略上的冲突。
综上所述，在本发明的实施例中，控制器会根据电池管理器所反馈的动力电池的电量信息优先控制电动压缩机工作，即言，本发明实施例的双压缩机空调***在动力电池的电量充足时，无论混合动力汽车以何种供能模式行驶，都会优先使用电动压缩机进行制冷工作，并且在整个空调***制冷工作过程当中，两个压缩机不会同时进行工作。
在本发明的实施例中，如图1所示，上述的混合动力汽车的空调***还包括储液干燥器8、冷凝器9、蒸发器10和膨胀阀11、鼓风机12等空调***中必要的部件。其中，从蒸发器10里出来的低压管两分为两路：一路连至电动压缩机1，另一路连至机械压缩机2。然后两个压缩机的输出管汇成同一管路将高温高压的气态制冷剂输送至冷凝器9。
当控制器7接收到制冷请求命令时，先与电池管理器6进行通信并确认电动压缩机1是否满足开启条件即第一预设开启条件。当电池管理器6确认了动力电池3满足工作条件，且电动压缩机1满足开启条件，则控制器7向电动压缩机1发送启动指令以启动电动压缩机1。如果两个条件任何一个都不满足，则控制器7不会向电动压缩机1发送启动指令。当电动压缩机1正常启动后，它会将由蒸发器10通过管路14流出的低温低压气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，然后通过管路15将制冷剂输送到冷凝器9。在冷凝器9中，制冷剂变成中温中压的液态工质，当其流经储液干燥器8后，通过管路16流向膨胀阀11。通过膨胀阀11，制冷剂变成低温低压的蒸汽，然后进入蒸发器10，通过蒸发室与驾驶室的空气进行热交换变成低温低压的气态工质，鼓风机12会将冷却的空气重新吹向乘员舱，而低温低压的气态制冷剂又会通过管路14流向电动压缩机1。
当电动压缩机1不能正常启动时，控制器7会与发动机控制器5通信请求启动发动机4。当发动机4满足启动条件，且机械压缩机2也满足第二预设启动条件，则发动机4会带动机械压缩机2进行工作。机械压缩机2与电动压缩机1在空调***中的功能相似，因此之后工作原理与电动压缩机1相同，在此不再赘述。
在本发明的实施例中，当动力电池3的电量不足，而电动压缩机1已经启动且处于工作状态时，电动压缩机1会自动停止工作。同时控制器3检测到电动压缩机1不能满足启动条件后会向发动机控制器5通讯，以启动机械压缩机2工作。
根据本发明实施例的混合动力汽车的空调***，采用并联的电动压缩机和机械压缩机双压缩机结构，并通过检测动力电池的荷电状态来控制电动压缩机和机械压缩机在不同的时间开启，有效地解决了单压缩机空调***的弊端。因此，本发明实施例的混合动力汽车的空调***能够通过两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境，充分满足用户的需要。
另外，本发明的实施例还提出了混合动力汽车，该混合动力汽车包括上述的混合动力汽车的空调***。因此，该混合动力汽车通过其空调***中的两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，从而能够给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境，充分满足用户的需要。
图3为根据本发明实施例的混合动力汽车的空调***的控制方法的流程图。其中，该空调***包括相互并联的电动压缩机和机械压缩机、动力电池以及发动机。如图3所示，该混合动力汽车的空调***的控制方法包括以下步骤：
S1，检测动力电池的荷电状态。
在本发明的实施例中，电池管理器实时检测动力电池的荷电状态SOC。
S2，根据动力电池的荷电状态控制电动压缩机和机械压缩机在不同的时间开启。
具体地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，上述的混合动力汽车的空调***的控制方法包括以下步骤：
S201，电池管理器实时检测动力电池的荷电状态，并将动力电池的荷电状态信息发送给空调***的控制器。
S202，控制器接收到制冷请求时，根据电池管理器所提供的动力电池的第一荷电状态来进行判断。
S203，判断动力电池的SOC是否大于等于第一阈值n1%。如果是，执行步骤S204；如果否，执行步骤S206。其中，n1%为动力电池可以保证电动压缩机的输出功率的SOC设定值。
S204，判断电动压缩机是否满足开启条件。如果是，执行步骤S205，同时执行步骤S210；如果否，执行步骤S206。
S205，电动压缩机进行工作。
也就是说，在本发明的一个实施例中，首先检测动力电池的第一荷电状态，并且当所述第一荷电状态大于等于第一阈值时，判断所述电动压缩机是否满足第一预设开启条件；以及当所述电动压缩机满足所述第一预设开启条件时，控制所述电动压缩机开启。
其中，所述第一预设开启条件包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值t1℃；（5）所述机械压缩机处于关闭状态。其中，t1℃为设定的空调***进行制冷时蒸发室所要达到的最低温度要求。
S206，发动机控制器接收到控制器发送的需要启动发动机的信号。
S207，判断发动机是否启动。如果是，执行步骤S208；如果否，执行步骤S209。
S208，判断发动机是否满足启动条件。如果是，执行步骤S209，同时执行步骤S210；如果否，进行故障报警，例如发动机出现故障状态的报警。
S209，判断机械压缩机是否满足启动条件。如果是，执行步骤S211；如果否，进行故障报警，例如空调***出现故障状态的报警。
也就是说，当所述第一荷电状态小于所述第一阈值或者所述电动压缩机不满足所述第一预设开启条件时，控制所述发动机启动；并判断所述机械压缩机是否满足第二预设开启条件；以及当所述机械压缩机满足所述第二预设开启条件时，控制所述机械压缩机开启。需要说明的是，电动压缩机不满足所述第一预设开启条件在这里是指所述动力电池允许向所述电动压缩机放电这一条件不满足，如果是所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态、所述空调***的管路压力值处于正常状态、所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值、所述机械压缩机处于关闭状态中的任一条件不满足时，空调***进行故障报警。
其中，所述第二预设开启条件包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值例如t1℃；（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
S210，控制冷却风扇开启，进入步骤S213。也就是说，在电动压缩机开启时或者在所述发动机启动时，还控制所述空调***中的冷却风扇开启。
S211，机械压缩机离合器离合，进入步骤S212。
S212，机械压缩机进行工作，进入步骤S213。
S213，空调***进行制冷。
在本发明的一个实施例中，在机械压缩机离合器离合后，机械压缩机开启后，还需要判断这时动力电池的荷电状态，即进入步骤S214。
S214，判断动力电池的SOC是否大于等于第二阈值n2%。如果是，执行步骤S204，同时执行步骤S215；如果否，返回步骤S211。其中，n2%为混合动力汽车给动力电池回馈充电后，动力电池所能保证电动压缩机输出功率的SOC值。
S215，机械压缩机断开离合器离合，即控制机械压缩机关闭。
也就是说，在所述机械压缩机开启后，还检测所述动力电池的第二荷电状态；当所述第二荷电状态大于等于第二阈值n2%时，判断所述电动压缩机是否满足第三预设开启条件；当所述电动压缩机满足所述第三预设开启条件时，控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
其中，所述第三预设开启条件与第一预设开启条件相同，均包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；（5）所述机械压缩机处于关闭状态。
也就是说，混合动力汽车在行驶时，一般会给动力电池充电，电池管理器检测动力电池的第二荷电状态，当动力电池的第二荷电状态≥n2%（其中n2%为混合动力汽车给动力电池回馈充电后，动力电池所能保证电动压缩机输出功率的SOC值）时，控制器会控制机械压缩机停止工作，并通过判断电动压缩机的开启条件，来控制电动压缩机进行工作。为了避免在行驶过程中，电动压缩机与机械压缩机来回重复启停，本发明实施例设定n1%＜n2%，且每次当空调***开始工作时，第一次SOC判断都是将动力电池的第一荷电状态与n1%进行比较。当电动压缩机第一次关闭之后，再才将动力电池的第二荷电状态与n2%进行比较来判断是否开启电动压缩机。并且每一次电动压缩机停止工作时的动力电池的SOC值都是n1%为基准，即一旦动力电池的SOC＜n1%，电动压缩机就停止工作。这样，通过设置n1%至n2%这一动力电池的SOC区间，有效地避免电动压缩机与机械压缩机来回重复启停，提高了电动压缩机与机械压缩机的使用寿命。
在本发明的实施例中，如图2所示，在步骤S205中，在电动压缩机进行工作时，还需要返回步骤S204，继续进行判断，一旦动力电池的SOC小于第一阈值时，就要进入步骤S206。也就是说，在所述电动压缩机开启后，还检测所述动力电池的第三荷电状态；当所述第三荷电状态小于所述第一阈值时，控制所述电动压缩机关闭，并控制所述发动机启动；然后判断所述机械压缩机是否满足第四预设开启条件；当所述机械压缩机满足所述第四预设开启条件时，控制所述机械压缩机开启。
其中，所述第四预设开启条件与第二预设开启条件相同，均包括：（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
在本发明的另一个实施例中，当所述混合动力汽车行驶时，检测所述动力电池的第四荷电状态；当所述第四荷电状态大于等于第三阈值n3%时，所述混合动力汽车进入纯电动模式，优先控制所述电动压缩机处于开启状态，其中，所述第三阈值大于所述第一阈值；当所述第四荷电状态小于所述第三阈值且大于等于所述第一阈值时，所述混合动力汽车进入混合动力模式，所述发动机处于启动状态，优先控制所述电动压缩机处于开启状态；当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，控制所述电动压缩机关闭，并控制所述机械压缩机开启。
也就是说，在本发明的实施例中，由于电动压缩机的工作功率一般小于驱动电机提供混合动力汽车正常行驶所需的功率，因此第二阈值n2%的设定需要满足不会影响混合动力汽车混合动力模式与纯电动模式切换的行驶策略的要求，这样，可以有效地保证混合动力汽车的运行。例如，如若混合动力汽车的纯电动模式与混合动力模式自动切换的策略条件是以动力电池的SOC进行判定，且该临界SOC值设定为第三阈值n3%，那么需要满足n2%＜n3%的要求。
即言，当动力电池的第四荷电状态≥n3%时，混合动力汽车进入纯电动模式，此时双压缩机空调***会优先使用电动压缩机进行工作，机械压缩机不开启。当n1%≤动力电池的第四荷电状态＜n3%时，混合动力汽车进入混合动力模式，此时发动机处于启动状态，但是空调***依然是以电动压缩机进行工作，机械压缩机不开启。当动力电池的第四荷电状态＜n1%时，混合动力汽车处于混合动力模式，发动机已经启动，此时，控制器会控制电动压缩机停止工作，而开启机械压缩机进行工作。
并且，在所述机械压缩机开启后，当所述第四荷电状态大于等于第二阈值且小于所述第三阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭。也就是说，当混合动力汽车行车发电使动力电池的SOC达到n2%时，此时混合动力汽车仍然处于混合动力模式，发动机已经启动，但是控制器会控制机械压缩机关闭，而开启电动压缩机进行工作，直到当动力电池的SOC又降到n1%以下时，控制器会控制电动压缩机会再次停止工作，而开启机械压缩机进行工作。
在本发明的一个实施例中，当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，如果所述混合动力汽车进入强制纯电动模式，控制所述发动机启动，并控制所述机械压缩机开启，同时控制所述发动机不参与所述混合动力汽车的驱动。也就是说，如果混合动力车具有强制纯电动模式的功能，即当动力电池的SOC＜n3%时混合动力汽车依然以纯电动模式行驶。那么当动力电池的SOC＜n1%时，针对采用自动变速器的混合动力汽车，为了不影响混合动力汽车的行驶供能模式，可以让发动机在启动时，变速箱控制器控制离合器不与发动机的飞轮离合，即让发动机不参与混合动力汽车的驱动，只低转速给机械压缩机提供能量。由此，可以保证双压缩机空调***的工作状态与混合动力汽车行驶模式的切换相对独立，而不会造成策略上的冲突。
综上所述，在本发明的实施例中，控制器会根据电池管理器所反馈的动力电池的电量信息优先控制电动压缩机工作，即言，在动力电池的电量充足时，无论混合动力汽车以何种供能模式行驶，都会优先使用电动压缩机进行制冷工作，并且在整个空调***制冷工作过程当中，控制两个压缩机不会同时进行工作。
根据本发明实施例的混合动力汽车的空调***的控制方法，通过检测动力电池的荷电状态来控制空调***中电动压缩机和机械压缩机在不同的时间开启，有效地解决了单压缩机空调***的弊端，实现空调***中的两套相对独立的压缩机为空调***提供高温高压的制冷剂，从而能够给乘客提供一个既节能又舒适的驾乘环境，充分满足用户的需要。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (30)

1.一种混合动力汽车的空调***，其特征在于，包括：
电动压缩机和机械压缩机，所述电动压缩机和所述机械压缩机相互并联；
动力电池，所述动力电池与所述电动压缩机相连，所述动力电池用于给所述电动压缩机供电；
发动机，所述发动机与所述机械压缩机相连，所述发动机用于给所述机械压缩机提供动力源；
发动机控制器，所述发动机控制器与所述发动机相连，所述发动机控制器用于在需要所述机械压缩机开启时控制所述发动机启动；
电池管理器，所述电池管理器与所述动力电池相连，所述电池管理器用于检测所述动力电池的荷电状态；
控制器，所述控制器与所述发动机控制器和所述电池管理器相连，所述控制器根据所述动力电池的荷电状态控制所述电动压缩机和所述机械压缩机在不同的时间开启。
2.如权利要求1所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述电池管理器检测所述动力电池的第一荷电状态，当所述第一荷电状态大于等于第一阈值时，所述控制器判断所述电动压缩机是否满足第一预设开启条件，并当所述电动压缩机满足所述第一预设开启条件时，所述控制器控制所述电动压缩机开启。
3.如权利要求2所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述第一预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；
（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（5）所述机械压缩机处于关闭状态。
4.如权利要求2所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，
当所述第一荷电状态小于所述第一阈值或者所述电动压缩机不满足所述第一预设开启条件时，所述控制器通过所述发动机控制器控制所述发动机启动；
所述控制器判断所述机械压缩机是否满足第二预设开启条件；以及
当所述机械压缩机满足所述第二预设开启条件时，所述控制器控制所述机械压缩机开启。
5.如权利要求4所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述第二预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
6.如权利要求4所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，在所述电动压缩机开启时或者在所述发动机启动时，所述控制器还控制所述空调***中的冷却风扇开启。
7.如权利要求5所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，
在所述机械压缩机开启后，所述电池管理器检测所述动力电池的第二荷电状态；
当所述第二荷电状态大于等于第二阈值时，所述控制器判断所述电动压缩机是否满足第三预设开启条件，并当所述电动压缩机满足所述第三预设开启条件时，所述控制器控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
8.如权利要求7所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述第三预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；
（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（5）所述机械压缩机处于关闭状态。
9.根据权利要求2所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，在所述电动压缩机开启后，所述电池管理器检测所述动力电池的第三荷电状态，并当所述第三荷电状态小于所述第一阈值时，所述控制器控制所述电动压缩机关闭。
10.根据权利要求9所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述控制器通过所述发动机控制器控制所述发动机启动，并判断所述机械压缩机是否满足第四预设开启条件，以及当所述机械压缩机满足所述第四预设开启条件时，所述控制器控制所述机械压缩机开启。
11.如权利要求10所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述第四预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
12.如权利要求2所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，当所述混合动力汽车行驶时，所述电池管理器检测所述动力电池的第四荷电状态，当所述第四荷电状态大于等于第三阈值时，所述混合动力汽车进入纯电动模式，所述控制器优先控制所述电动压缩机处于开启状态，其中，所述第三阈值大于所述第一阈值。
13.如权利要求12所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，当所述第四荷电状态小于所述第三阈值且大于等于所述第一阈值时，所述混合动力汽车进入混合动力模式，所述发动机处于启动状态，所述控制器优先控制所述电动压缩机处于开启状态。
14.如权利要求13所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，所述控制器控制所述电动压缩机关闭，并控制所述机械压缩机开启。
15.如权利要求14所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，在所述机械压缩机开启后，当所述第四荷电状态大于等于第二阈值且小于所述第三阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，所述控制器控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭。
16.如权利要求14所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，如果所述混合动力汽车进入强制纯电动模式，所述控制器通过所述发动机控制器控制所述发动机启动，并控制所述机械压缩机开启，其中，所述混合动力汽车中的变速箱控制器控制所述发动机不参与所述混合动力汽车的驱动。
17.一种混合动力汽车，其特征在于，包括如权利要求1-16任一项所述的混合动力汽车的空调***。
18.一种混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，所述空调***包括相互并联的电动压缩机和机械压缩机、动力电池以及发动机，所述控制方法包括以下步骤：
检测所述动力电池的荷电状态；
根据所述动力电池的荷电状态控制所述电动压缩机和所述机械压缩机在不同的时间开启。
19.如权利要求18所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，
检测所述动力电池的第一荷电状态；
当所述第一荷电状态大于等于第一阈值时，判断所述电动压缩机是否满足第一预设开启条件；
当所述电动压缩机满足所述第一预设开启条件时，控制所述电动压缩机开启。
20.如权利要求19所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，所述第一预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；
（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（5）所述机械压缩机处于关闭状态。
21.如权利要求19所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，
当所述第一荷电状态小于所述第一阈值或者所述电动压缩机不满足所述第一预设开启条件时，控制所述发动机启动；
判断所述机械压缩机是否满足第二预设开启条件；以及
当所述机械压缩机满足所述第二预设开启条件时，控制所述机械压缩机开启。
22.如权利要求21所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，所述第二预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
23.如权利要求21所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，在所述电动压缩机开启时或者在所述发动机启动时，还控制所述空调***中的冷却风扇开启。
24.如权利要求22所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，
在所述机械压缩机开启后，检测所述动力电池的第二荷电状态；
当所述第二荷电状态大于等于第二阈值时，判断所述电动压缩机是否满足第三预设开启条件；
当所述电动压缩机满足所述第三预设开启条件时，控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
25.如权利要求24所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，所述第三预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述动力电池允许向所述电动压缩机放电；
（4）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（5）所述机械压缩机处于关闭状态。
26.如权利要求19所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，
在所述电动压缩机开启后，检测所述动力电池的第三荷电状态；
当所述第三荷电状态小于所述第一阈值时，控制所述电动压缩机关闭，并控制所述发动机启动；
判断所述机械压缩机是否满足第四预设开启条件；
当所述机械压缩机满足所述第四预设开启条件时，控制所述机械压缩机开启。
27.如权利要求26所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，所述第四预设开启条件包括：
（1）所述空调***中的鼓风机开启并处于正常运转状态；
（2）所述空调***的管路压力值处于正常状态；
（3）所述空调***中的蒸发器的温度大于等于第一温度阈值；和
（4）所述电动压缩机处于关闭状态。
28.如权利要求19所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，
当所述混合动力汽车行驶时，检测所述动力电池的第四荷电状态；
当所述第四荷电状态大于等于第三阈值时，所述混合动力汽车进入纯电动模式，优先控制所述电动压缩机处于开启状态，其中，所述第三阈值大于所述第一阈值；
当所述第四荷电状态小于所述第三阈值且大于等于所述第一阈值时，所述混合动力汽车进入混合动力模式，所述发动机处于启动状态，优先控制所述电动压缩机处于开启状态；
当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，控制所述电动压缩机关闭，并控制所述机械压缩机开启。
29.如权利要求28所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，
在所述机械压缩机开启后，当所述第四荷电状态大于等于第二阈值且小于所述第三阈值时，所述混合动力汽车处于所述混合动力模式，所述发动机处于启动状态，控制所述电动压缩机开启，并控制所述机械压缩机关闭。
30.如权利要求28所述的混合动力汽车的空调***的控制方法，其特征在于，当所述第四荷电状态小于所述第一阈值时，如果所述混合动力汽车进入强制纯电动模式，控制所述发动机启动，并控制所述机械压缩机开启，同时控制所述发动机不参与所述混合动力汽车的驱动。
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