CN109017210A - 一种混合动力汽车的空调***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合动力汽车的空调***及其工作方法，包括空调压缩机，其特征在于，电机通过电机轴与所述空调压缩机连接以实现纯电动工作模式下所述空调压缩机的运行，发动机通过传动装置、单向离合器、所述电机轴与所述空调压缩机连接以实现纯发动机工作模式下所述空调压缩机的运行；所述单向离合器保证发动机和电机对所述空调压缩机的驱动互不干扰。本发明根据整车运行状况及电池电量来分配控制空调***的运行，实现了空调舒适性与节油、省电的折中，达到制冷和制热效果好、节油、省电的目的。
Description
技术领域
本发明属于混合动力汽车技术领域，具体涉及一种混合动力汽车的空调***及其工作方法。
背景技术
随着能源的日益枯竭和环境污染问题的逐年严重，世界各国对节能环保的要求越来越高，传统汽油发动机汽车渐渐被混合动力及纯电动汽车所取代。混合动力车辆近年来得到政府及社会的大力支持，得益于其高节油率，低排放。然而空调***作为汽车不可缺少的一部分也面临着全新挑战，现有汽车空调***存在结构复杂、相对耗电、耗油高等缺点。
目前传统的汽油发动机汽车上使用的是机械空调，纯电动汽车上使用较多的是电动空调。但是混合动力汽车中，由于既存在纯电动行驶工况又有纯发动机行驶工况。目前使用比较多的是在混合动力汽车上安装机械和电动空调，但是混合动力汽车本身空间布置就是很困难，增加2个空调压缩机后，布置更加困难。而且在传动过程中会造成一定的干扰，带动附加负载运行，必然造成能量转换效率降低，增加整车油耗消耗。
因此，混合动力汽车上迫切的需要一种空调压缩机控制***，能够解决混合动力汽车在这种工况下空调都能正常工作，并且可节省更多的电耗及油耗。
发明内容
为了实现上述目的，本发明设计了一种混合动力汽车的空调***及其工作方法，根据整车运行状况及电池电量来分配控制空调***的运行，以实现空调舒适性与节油、省电的折中，达到制冷和制热效果好、节油、省电的目的。
为了实现上述目的，本发明采用了以下方案：
一种混合动力汽车的空调***，包括空调压缩机，电机通过电机轴与所述空调压缩机连接以实现纯电动工作模式下所述空调压缩机的运行，发动机通过传动装置、单向离合器、所述电机轴与所述空调压缩机连接以实现纯发动机工作模式下所述空调压缩机的运行；所述单向离合器保证发动机和电机对所述空调压缩机的驱动互不干扰。
进一步，所述传动装置是带传动装置，所述带传动装置的主动带轮与所述发动机连接，所述带传动装置的从动带轮与所述电机轴连接，所述从动带轮与所述电机轴之间设置所述单向离合器。
进一步，所述电机与电池之间设置有逆变器。
同时，本发明还公开了一种混合动力汽车空调***的工作方法，包括纯电动工作模式和纯发动机工作模式；
纯电动工作模式：当电池电量SOC值大于等于设定的放电阈值时，进入纯电动模式，电池通过逆变器为电机供电，电机通过高速运转的电机轴驱动空调压缩机工作，从而控制整车空调***运行；此时，发动机不参与工作，单向离合器的内圈和外圈处于解脱状态；
纯发动机工作模式：发动机启动，发动机的动力通过传动装置、单向离合器、电机轴驱动空调压缩机运行，从而控制整车空调***正常工作，此时，单向离合器的内圈和外圈处于楔合传递扭矩状态；在该模式下，电机处于停机随动状态，电池不对逆变器供电；
当满足设定的条件时，两种模式可以随意切换：行驶中，当电池电量满足纯电动行驶时，从纯发动机工作模式切换到纯电动工作模式，发动机停止工作，当传动装置的输出转速低于电机轴的转速时，单向离合器内圈和外圈解脱，此时进入纯电动工作模式；当电池电量不足时，电池停止对电机供电，发动机开始驱动传动装置工作，当传动装置的输出转速与电机轴的转速同步时，单向离合器的内圈和外圈开始楔合传递扭矩，此时进入纯发动机工作模式。
该混合动力汽车的空调***及其工作方法具有以下有益效果：
（1）本发明根据整车运行状况及电池电量来分配控制空调***的运行，实现了空调舒适性与节油、省电的折中，达到制冷和制热效果好、节油、省电的目的。
（2）本发明在混合动力汽车上保留传统汽车上的机械空调驱动压缩机结构，通过增加一种单向离合器装置使空调压缩机可以分别由发动机和电机进行驱动。发动机驱动时，能够切断发动机与电机的机械连接，从而消除电机对发动机的机械负载。实现了传统混合动力汽车上的机械空调和电动空调合二为一，能够避免发动机和电机对空调压缩机驱动时所产生的干扰，能够解决在混合动力汽车中纯电动工况、纯发动机工况、混动动力驱动工况、行驶中模式切换等多种工况下空调运行问题。既可满足纯电行驶，又可满足发动机高效驱动。
附图说明
图1：本发明实施方式中混合动力汽车的空调***的结构示意图。
附图标记说明：1—主动带轮；2—皮带；3—发动机；4—空调压缩机；5—从动带轮；6—单向离合器；7—电机轴；8—电机；9—逆变器；10—电池。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
图1示出了本发明混合动力汽车的空调***的具体实施方式。如图1所示，本实施方式中的混合动力汽车空调***，包括空调压缩机4，电机8通过电机轴7与空调压缩机4连接以实现纯电动工作模式下空调压缩机4的运行，发动机3通过传动装置、单向离合器6、电机轴7与空调压缩机4连接以实现纯发动机工作模式下空调压缩机4的运行；单向离合器6保证发动机3和电机8对空调压缩机4的驱动互不干扰。
本实施例中，所述传动装置是带传动装置，带传动装置的主动带轮1与发动机3连接，带传动装置的从动带轮5与电机轴7连接，从动带轮5与电机轴7之间设置单向离合器6。
本实施例中，电机8与电池10之间设置有逆变器9。
本发明在混合动力汽车上保留传统汽车上的机械空调驱动压缩机结构，通过增加一种单向离合器装置使空调压缩机可以分别由发动机和电机进行驱动。发动机驱动时，能够切断发动机与电机的机械连接，从而消除电机对发动机的机械负载。实现了传统混合动力汽车上的机械空调和电动空调合二为一，能够避免发动机和电机对空调压缩机驱动时所产生的干扰，能够解决在混合动力汽车中纯电动工况、纯发动机工况、混动动力驱动工况、行驶中模式切换等多种工况下空调运行问题。既可满足纯电行驶，又可满足发动机高效驱动。
本发明混合动力汽车空调***的工作方法，包括纯电动工作模式和纯发动机工作模式，
纯电动工作模式：当电池10的电量SOC值大于等于设定的放电阈值时，进入纯电动模式，电池10通过逆变器9、电机8将电能转化为机械能，电机8通过高速运转的电机轴7驱动空调压缩机4工作，从而控制整车空调***运行；此时，发动机3不参与工作，单向离合器6的内圈和外圈处于解脱状态；
纯发动机工作模式：当车辆进入纯发动机模式时，发动机3启动，主动带轮1通过皮带2带动从动带轮5运转，发动机3的动力通过皮带传动、单向离合器6、电机轴7驱动空调压缩机4运行，从而控制整车空调***正常工作，此时，单向离合器6的内圈和外圈处于楔合传递扭矩状态；在该模式下，电机8处于停机随动状态，电池10不对逆变器9供电；
模式切换：当满足设定的条件时，两种工作模式可以随意切换；行驶中，当电池10电量满足纯电动行驶时，从纯发动机模式切换到纯电动模式，发动机3停止工作，传动装置的输出转速，本实施例中是被动带轮5的输出转速低于电机轴7的转速时，单向离合器6不参与工作，此时电池10通过逆变器9、电机8将电能转化为机械能驱动电机轴7转动，由电机轴7驱动空调压缩机4运行，控制整车空调工作；当电池10电量不足时，发动机3开始参与工作，驱动传动装置工作，当传动装置的输出转速，本实施例中从动带轮5的转速与电机轴7的转速同步时，单向离合器6的内圈和外圈开始楔合传递扭矩，发动机的机械能传递给传动装置、单向离合器6、电机轴7以驱动空调压缩机4运行，从而控制整车空调***正常工作，此时电机8不再驱动空调***运行，实现发动机与电机的解耦。
本发明可改变传统混合动力汽车必须电池有电才能带动空调正常工作的缺陷，不仅能提高整车舒适性还可减少电池电量消耗，节约能源。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种混合动力汽车的空调***，包括空调压缩机，其特征在于，电机通过电机轴与所述空调压缩机连接以实现纯电动工作模式下所述空调压缩机的运行，发动机通过传动装置、单向离合器、所述电机轴与所述空调压缩机连接以实现纯发动机工作模式下所述空调压缩机的运行；所述单向离合器保证发动机和电机对所述空调压缩机的驱动互不干扰。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述传动装置是带传动装置，所述带传动装置的主动带轮与所述发动机连接，所述带传动装置的从动带轮与所述电机轴连接，所述从动带轮与所述电机轴之间设置所述单向离合器。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车的空调***，其特征在于，所述电机与电池之间设置有逆变器。
4.一种混合动力汽车空调***的工作方法，其特征在于，包括纯电动工作模式和纯发动机工作模式；
纯电动工作模式：当电池电量SOC值大于或等于设定的放电阈值时，进入纯电动模式，电池通过逆变器为电机供电，电机通过高速运转的电机轴驱动空调压缩机工作，从而控制整车空调***运行；此时，发动机不参与工作，单向离合器的内圈和外圈处于解脱状态；
纯发动机工作模式：发动机启动，发动机的动力通过传动装置、单向离合器、电机轴驱动空调压缩机运行，从而控制整车空调***正常工作，此时，单向离合器的内圈和外圈处于楔合传递扭矩状态；在该模式下，电机处于停机随动状态，电池不对逆变器供电；
两种模式的切换：行驶中，当电池电量满足纯电动行驶时，从纯发动机工作模式切换到纯电动工作模式，发动机停止工作，当传动装置的输出转速低于电机轴的转速时，单向离合器内圈和外圈解脱，此时进入纯电动工作模式；当电池电量不足时，电池停止对电机供电，发动机开始驱动传动装置工作，当传动装置的输出转速与电机轴的转速同步时，单向离合器的内圈和外圈开始楔合传递扭矩，此时进入纯发动机工作模式。
5.根据权利要求4所述的混合动力汽车空调***的工作方法，其特征在于，所述传动装置是带传动装置，所述带传动装置的主动带轮与所述发动机连接，所述带传动装置的从动带轮与所述电机轴连接，所述从动带轮与所述电机轴之间设置所述单向离合器。
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