專利名稱：采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與增程式電動(dòng)汽車有關(guān)，具體屬于一種采用同步器實(shí)現(xiàn)智能模式切換的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力汽車具有節(jié)油和排放低的優(yōu)點(diǎn)，但是其仍然主要依靠化石燃料提供動(dòng)力。以動(dòng)力電池為能量的純電動(dòng)汽車，雖然不需要燃油提供動(dòng)力，但是由于電池技術(shù)不成熟等因素，現(xiàn)階段仍存在續(xù)駛里程短、難以廣泛推廣應(yīng)用等問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了增程式電動(dòng)汽車，這種增程式電動(dòng)汽車不僅具有純電動(dòng)汽車零油耗和零排放的優(yōu)點(diǎn)，而且在動(dòng)力電池電量不足時(shí)可以通過(guò)內(nèi)燃機(jī)與發(fā)電機(jī)構(gòu)成的增程系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池充電，大大延長(zhǎng)了車輛行駛里程，成為當(dāng)前一種有效的解決方案。普通電動(dòng)汽車的制冷空調(diào)系統(tǒng)基本上采用電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，不但成本較高，而且由于這種電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)的動(dòng)力源來(lái)自于動(dòng)力電池，因此消耗動(dòng)力電池的電能，使得電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程更加縮短，制約了電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用。而增程式電動(dòng)汽車上則可以采用機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)，如圖1所示，通常內(nèi)燃機(jī)I通過(guò)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12帶動(dòng)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)7，雖然機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)成本較低，但是這種空調(diào)壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)必須啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1，不僅不便于空調(diào)系統(tǒng)的使用，而且還將增加燃油消耗和排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)及控制方法，可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的多種工作模式，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)、離合器、ISG電機(jī)、第一齒輪、同步器、齒輪組、動(dòng)力電池、機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及輸出軸，所述離合器一側(cè)與內(nèi)燃機(jī)相連，另一側(cè)與第一齒輪連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入軸與齒輪組相連，所述動(dòng)力電池與ISG電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均相連；所述同步器裝在ISG電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，且位于第一齒輪和齒輪組之間，機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)與ISG電機(jī)相連接；當(dāng)同步器位于左端位置且離合器閉合時(shí)，同步器的接合套與第一齒輪相接合，內(nèi)燃機(jī)與機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)相連，當(dāng)同步器位于右端位置時(shí)，同步器的接合套與齒輪組的驅(qū)動(dòng)輪相接合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)相連，當(dāng)同步器處于左端位置而離合器斷開(kāi)時(shí)，同步器的接合套與第一齒輪相接合，ISG電機(jī)與機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)連通。進(jìn)一步的，所述機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)具有電磁離合器。其中，所述動(dòng)力電池設(shè)有與外部電源相連接的充電接口。本發(fā)明還提供一種采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，所述空調(diào)系統(tǒng)具有三種工作模式，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、ISG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，其中，當(dāng)動(dòng)力電池為ISG電機(jī)提供電能時(shí)，同步器的接合套與第一齒輪相接合而離合器處于斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，ISG電機(jī)通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)閉合的電磁離合器帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行；當(dāng)動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能時(shí)，同步器的接合套與齒輪組的驅(qū)動(dòng)輪相接合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)閉合的電磁離合器帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行；當(dāng)動(dòng)力電池不向ISG電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能時(shí)，同步器的接合套與第一齒輪相接合且離合器閉合處于閉合狀態(tài)，內(nèi)燃機(jī)通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)閉合的電磁離合器帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行。進(jìn)一步的，當(dāng)動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能時(shí)，同步器的接合套與第一齒輪相接合而離合器處于斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)和ISG電機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)輸出軸輸出驅(qū)動(dòng)力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，此時(shí)處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)動(dòng)力電池同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)和ISG電機(jī)提供電能時(shí)，同步器的接合套與齒輪組的驅(qū)動(dòng)輪相接合，ISG電機(jī)通過(guò)齒輪組輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī)并通過(guò)輸出軸輸出驅(qū)動(dòng)力，共同驅(qū)動(dòng)車輛行駛，此時(shí)處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)與ISG電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)動(dòng)力電池為ISG電機(jī)提供電能，同步器的接合套與第一齒輪相接合且離合器處于閉合狀態(tài)時(shí)，ISG電機(jī)通過(guò)同步器和離合器啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī),此時(shí)處于內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)模式；當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，同步器的接合套與齒輪組的驅(qū)動(dòng)輪相接合，ISG電機(jī)通過(guò)齒輪組輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同回收制動(dòng)能量并轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存至動(dòng)力電池中；當(dāng)同步器的接合套與第一齒輪相接合且離合器處于閉合狀態(tài)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)通過(guò)離合器和同步器與ISG電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，內(nèi)燃機(jī)和ISG電機(jī)構(gòu)成動(dòng)力增程結(jié)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)通過(guò)ISG電機(jī)發(fā)電，將電能儲(chǔ)存至動(dòng)力電池中或者直接為跛行模式下的驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)車輛的電能。本發(fā)明的有益之處在于，通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)的電磁離合器的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)整車空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)，不但可以由ISG電機(jī)帶動(dòng)，也可以由驅(qū)動(dòng)電機(jī)在同步器向右接合時(shí)帶動(dòng)，還可以由內(nèi)燃機(jī)在同步器向左接合且離合器閉合時(shí)帶動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的多種工作模式及能量來(lái)源，克服了傳統(tǒng)機(jī)械空調(diào)必須啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)以及高壓空調(diào)消耗動(dòng)力電池的能量使電動(dòng)續(xù)駛里程縮短的缺點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車中采用內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的增程式電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中增程式電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式下的能量傳遞路徑示意圖；圖4是本發(fā)明中增程式電動(dòng)汽車處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)與ISG電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)模式下的能量傳遞路徑不意圖；圖5是本發(fā)明中增程式電動(dòng)汽車處于制動(dòng)模式下驅(qū)動(dòng)電機(jī)與ISG電機(jī)共同回收制動(dòng)能量的能量傳遞路徑示意圖；圖6是本發(fā)明中增程式電動(dòng)汽車處于內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)模式下的能量傳遞路徑示意圖；圖7是本發(fā)明中增程式電動(dòng)汽車處于增程模式下的能量傳遞路徑示意圖；圖8是本發(fā)明的增程式電動(dòng)汽車中采用內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)的能量傳遞路徑示意圖；圖9是本發(fā)明的增程式電動(dòng)汽車中采用ISG電機(jī)帶動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)的能量傳遞路徑示意圖；圖10是本發(fā)明的增程式電動(dòng)汽車中采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)的能量傳遞路徑示意圖。其中附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
權(quán)利要求
1.一種采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)(I)、離合器(10)、ISG電機(jī)(2)、第一齒輪(11)、同步器(3)、齒輪組(4)、動(dòng)力電池(6)、機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)及輸出軸(9)，所述離合器(10)—側(cè)與內(nèi)燃機(jī)(I)相連，另一側(cè)與第一齒輪(11)連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)的輸入軸與齒輪組(4)相連，所述動(dòng)力電池(6)與ISG電機(jī)(2)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)均相連；所述同步器(3)裝在ISG電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)軸上，且位于第一齒輪(11)和齒輪組(4)之間，機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)與ISG電機(jī)(2)相連接；當(dāng)同步器(3)位于左端位置且離合器(10)閉合時(shí)，同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合，內(nèi)燃機(jī)(I) 與機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)相連，當(dāng)同步器(3)位于右端位置時(shí)，同步器(3)的接合套與齒輪組(4)的驅(qū)動(dòng)輪相接合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)與機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)相連，當(dāng)同步器(3)處于左端位置而離合器(10)斷開(kāi)時(shí)，同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合，ISG電機(jī)(2)與機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)力電池(6)設(shè)有與外部電源相連接的充電接口(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)內(nèi)具有電磁離合器。
4.如權(quán)利要求3所述的采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述空調(diào)系統(tǒng)具有三種工作模式，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、ISG電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式和驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，其中，當(dāng)動(dòng)力電池(6)為ISG電機(jī)(2)提供電能時(shí)，同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合而離合器(10)處于斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)(I)處于關(guān)閉狀態(tài)，ISG電機(jī)(2)通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)內(nèi)閉合的電磁離合器帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行；當(dāng)動(dòng)力電池(6)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)提供電能時(shí)，同步器(3)的接合套與齒輪組(4)的驅(qū)動(dòng)輪相接合，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)內(nèi)閉合的電磁離合器帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行； 當(dāng)動(dòng)力電池(6)不向ISG電機(jī)(2)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)提供電能時(shí)，同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合且離合器(10)閉合處于閉合狀態(tài)，內(nèi)燃機(jī)(I)通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)(7)內(nèi)閉合的電磁離合器帶動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，當(dāng)動(dòng)力電池(6)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)提供電能時(shí)，同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合而離合器(10)處于斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)(I)和ISG電機(jī)(2)處于關(guān)閉狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)通過(guò)輸出軸(9)輸出驅(qū)動(dòng)力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛行駛，此時(shí)處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)動(dòng)力電池(6)同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)和ISG電機(jī)(2)提供電能時(shí)，同步器(3)的接合套與齒輪組(4)的驅(qū)動(dòng)輪相接合，ISG電機(jī)(2)通過(guò)齒輪組(4)輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)并通過(guò)輸出軸(9)輸出驅(qū)動(dòng)力，共同驅(qū)動(dòng)車輛行駛，此時(shí)處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)與ISG電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)動(dòng)力電池(6)為ISG電機(jī)(2)提供電能，同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合且離合器(10)處于閉合狀態(tài)時(shí)，ISG電機(jī)(2)通過(guò)同步器(3)和離合器(10)啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)(I),此時(shí)處于內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)模式；當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，同步器(3)的接合套與齒輪組(4)的驅(qū)動(dòng)輪相接合，ISG電機(jī)(2)通過(guò)齒輪組(4)輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)共同回收制動(dòng)能量并轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存至動(dòng)力電池(6)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，當(dāng)同步器(3)的接合套與第一齒輪(11)相接合且離合器處于閉合狀態(tài)時(shí)，內(nèi)燃機(jī) (I)通過(guò)離合器(10)和同步器(3)與ISG電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子相連，內(nèi)燃機(jī)(I)和ISG電機(jī)(2) 構(gòu)成動(dòng)力增程結(jié)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)(I)通過(guò)ISG電機(jī)(2)發(fā)電，將電能儲(chǔ)存至動(dòng)力電池(6)中或者直接為跛行模式下的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5)提供驅(qū)動(dòng)車輛的電能。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用同步器的增程式電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)及控制方法，包括內(nèi)燃機(jī)、離合器、ISG電機(jī)、第一齒輪、同步器、齒輪組、動(dòng)力電池、機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，離合器位于內(nèi)燃機(jī)和第一齒輪間，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與齒輪組相連，動(dòng)力電池與ISG電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均相連；同步器裝在ISG電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上且位于第一齒輪和齒輪組間，機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)與ISG電機(jī)相連。本發(fā)明通過(guò)機(jī)械空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)的電磁離合器開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)整車空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)，可以由ISG電機(jī)帶動(dòng)，或者由驅(qū)動(dòng)電機(jī)在同步器向右接合時(shí)帶動(dòng)，還可由內(nèi)燃機(jī)在同步器向左接合且離合器閉合時(shí)帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了多種工作模式及能量來(lái)源，克服了傳統(tǒng)機(jī)械空調(diào)必須啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)及高壓空調(diào)消耗動(dòng)力電池的能量縮短續(xù)駛里程的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60L11/12GK103042942SQ201210567648
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者李至浩, 顧佳鼎, 何海 申請(qǐng)人:聯(lián)合汽車電子有限公司