本發(fā)明涉及車用空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)冷式插電式混合動力客車電池冷卻用空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前我國隨著傳統(tǒng)能源越來越緊缺，氣候變暖及環(huán)境污染也日顯突出，在國家乃至世界都在尋找可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，尋找可再生能源，緩解能源危機，因此新能源產(chǎn)業(yè)也異軍突起。國家為了貫徹落實國務(wù)院關(guān)于培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加強節(jié)能減排工作的部署和要求，中央財政安排了專項資金，發(fā)布了一系列關(guān)于新能源汽車補貼的政策及標(biāo)準(zhǔn)，支持了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。客車領(lǐng)域中插電式混合動力客車無疑是行業(yè)的一大亮點，市場需求逐漸增大。

插電式混合動力客車主要采用電驅(qū)動，同時通過電池源與發(fā)動機源的匹配，實現(xiàn)整車低能耗、低排放和高性能，因此電池的壽命對于插電式混合動力車至關(guān)重要。電池的使用環(huán)境、工作溫度直接決定了電池的壽命，也關(guān)乎客戶使用感受，因此插電式混合動力客車開發(fā)過程中，必需考慮電池機組的冷卻。目前市場上插電式混合動力車均是從乘客區(qū)抽取空調(diào)冷風(fēng)進行冷卻電池，往往需要增加空調(diào)制冷負(fù)荷，增加整車成本，市場競爭力小；另外這種電池倉與乘客區(qū)空氣連通的設(shè)計，是不符合安全法規(guī)的，市場發(fā)展前景有限；且部分氣候溫度不高的地區(qū)，客戶考慮成本問題往往不裝乘客區(qū)的空調(diào)，此時電池的降溫問題將難以解決。因此，對于開發(fā)一款控制方式簡單、節(jié)能效果顯著、性價比較高的解決插電式混合動力客車電池冷卻問題的空調(diào)系統(tǒng)顯得格外重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決目前市場上插電式混合動力客車電池的冷卻需求，同時滿足節(jié)能和節(jié)約成本的要求，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)冷式插電式混合動力客車電池冷卻用空調(diào)系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種風(fēng)冷式插電式混合動力客車電池冷卻用空調(diào)系統(tǒng)，包括機械式壓縮機、空調(diào)機組、空調(diào)故障顯示屏、電池機組、控制線束和系統(tǒng)管路，電池機組包括電池和電池倉，空調(diào)機組位于電池倉的頂部，空調(diào)機組包括冷凝器總成、蒸發(fā)器總成和電器控制器，蒸發(fā)器總成包括蒸發(fā)芯體和蒸發(fā)風(fēng)機，所述蒸發(fā)芯體前端安裝有新風(fēng)門部件，新風(fēng)門部件的迎風(fēng)面處安裝有新風(fēng)溫度傳感器，蒸發(fā)器總成的回風(fēng)口出安裝有回風(fēng)門部件，回風(fēng)門部件的迎風(fēng)面處安裝有回風(fēng)溫度傳感器，蒸發(fā)器總成的出風(fēng)口處安裝有出風(fēng)溫度傳感器，所述冷凝器總成的進風(fēng)口處安裝有室外溫度傳感器，電池機組進風(fēng)口處安裝有進風(fēng)溫度傳感器，所述電池倉頂部設(shè)有排風(fēng)門，排風(fēng)門處安裝有排風(fēng)門部件，排風(fēng)門部件的上方安裝有排風(fēng)扇部件，所述排風(fēng)門部件和排風(fēng)扇部件通過風(fēng)腔與空調(diào)機組集成在一起；上述所有傳感器通過控制線束與空調(diào)機組的電器控制器相連接。

一種風(fēng)冷式插電式混合動力客車電池冷卻用空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

1）空調(diào)控制器采集電池芯體溫度T_電池，同時檢測電池組進風(fēng)溫度傳感器的溫度值T₂，出風(fēng)口溫度傳感器的溫度值T₅，空調(diào)系統(tǒng)控制器將T_電池、T₂、T₅與設(shè)定值t_電池1、t_電池2、t₂、t₅進行相關(guān)邏輯比較，對應(yīng)執(zhí)行空調(diào)相關(guān)動作；其中的邏輯比較分為三個部分：a.若T_電池> t_電池1，同時滿足T₂> t₂，空調(diào)開啟，為發(fā)動機聯(lián)動狀態(tài)，空調(diào)連續(xù)制冷；b.若T_電池≤t_電池2、或者T₅≤t₅，則空調(diào)關(guān)閉；c.若t_電池1>T_電池> t_電池2，則進入發(fā)動機怠速智能啟停模式，空調(diào)隨發(fā)動機間歇制冷；

2）對于a部分空調(diào)開啟后，檢測新風(fēng)溫度傳感器的溫度值T₇，回風(fēng)溫度傳感器的溫度值T₉，室外溫度傳感器的溫度值T₁₁，然后空調(diào)系統(tǒng)的控制器將T₇、T₉、T₁₁與設(shè)定值t₁₁進行相關(guān)邏輯比較，對應(yīng)執(zhí)行空調(diào)相關(guān)模式；其中空調(diào)模式分為三種：①若T₁₁> t₁₁，同時T₉< T₇，則運行空調(diào)內(nèi)循環(huán)模式；②若T₁₁> t₁₁，同時T₉≥T₇，則執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式一；③若T₁₁≤t₁₁，則執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式二。

所述執(zhí)行空調(diào)內(nèi)循環(huán)模式時，新風(fēng)門部件關(guān)閉，排風(fēng)門部件關(guān)閉，回風(fēng)門部件打開，電池倉為封閉狀態(tài)；同時執(zhí)行空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機工作，冷凝器的冷凝風(fēng)機工作，壓縮機工作，排風(fēng)扇不工作。

所述執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式一時，新風(fēng)門部件打開，排風(fēng)門部件打開，回風(fēng)門部件關(guān)閉，電池倉與外界為連通狀態(tài)；同時執(zhí)行空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機工作，冷凝器的冷凝風(fēng)機工作，壓縮機工作，排風(fēng)扇工作。

所述執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式二時，新風(fēng)門部件打開，排風(fēng)門部件打開，回風(fēng)門部件關(guān)閉，電池倉與外界為連通狀態(tài)；同時執(zhí)行空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機工作，排風(fēng)扇工作，冷凝器的冷凝風(fēng)機和壓縮機均不工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的風(fēng)冷式電池冷卻空調(diào)系統(tǒng)采用了發(fā)動機聯(lián)動連續(xù)制冷及怠速智能啟停間歇制冷技術(shù)，空調(diào)控制器采集電池芯體溫度并將其與設(shè)定值進行邏輯對比，執(zhí)行空調(diào)相關(guān)動作，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)在發(fā)動機聯(lián)動時的連續(xù)制冷及怠速智能啟停時的間歇制冷模式，在滿足電池降溫需求的同時，盡可能不破壞插電式混合動力節(jié)能模式，盡可能降低整車能耗。本發(fā)明采用多個風(fēng)門執(zhí)行機構(gòu)，多個溫度傳感器，并集成電池倉排風(fēng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了空氣內(nèi)循環(huán)和空氣外循環(huán)兩種循環(huán)模式的切換，實現(xiàn)了電池倉與乘客區(qū)的完全隔離，在滿足電池降溫的同時，實現(xiàn)整車最低的功率消耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的空調(diào)機組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的空調(diào)機組的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)模式示意圖。

圖5為本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)外循環(huán)模式示意圖。

圖6為本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)發(fā)動機怠速智能啟停間歇制冷的工作狀況示意圖。

附圖標(biāo)記：1、機械式壓縮機 2、進風(fēng)溫度傳感器 3、空調(diào)機組 4、故障顯示器 5、出風(fēng)溫度傳感器 6、新風(fēng)門部件 7、新風(fēng)溫度傳感器 8、回風(fēng)門部件 9、回風(fēng)溫度傳感器 10、排風(fēng)門部件 11、室外溫度傳感器 12、排風(fēng)扇部件 13、電池 14、電池倉。

具體實施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明更好地理解，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1、圖2和圖3所示，一種風(fēng)冷式插電式混合動力客車電池冷卻用空調(diào)系統(tǒng)，包括機械式壓縮機1、空調(diào)機組3、空調(diào)故障顯示屏4、電池機組、控制線束和系統(tǒng)管路，電池機組包括電池13和電池倉14，空調(diào)機組3位于電池倉14的頂部，空調(diào)機組3包括冷凝器總成、蒸發(fā)器總成和電器控制器，蒸發(fā)器總成包括蒸發(fā)芯體和蒸發(fā)風(fēng)機，所述蒸發(fā)芯體前端安裝有新風(fēng)門部件6，新風(fēng)門部件6的迎風(fēng)面處安裝有新風(fēng)溫度傳感器7，蒸發(fā)器總成的回風(fēng)口出安裝有回風(fēng)門部件8，回風(fēng)門部件8的迎風(fēng)面處安裝有回風(fēng)溫度傳感器9，蒸發(fā)器總成的出風(fēng)口處安裝有出風(fēng)溫度傳感器5，所述冷凝器總成的進風(fēng)口處安裝有室外溫度傳感器11，電池機組進風(fēng)口處安裝有進風(fēng)溫度傳感器2，所述電池倉頂部設(shè)有排風(fēng)門，排風(fēng)門處安裝有排風(fēng)門部件10，排風(fēng)門部件10的上方安裝有排風(fēng)扇部件12，所述排風(fēng)門部件10和排風(fēng)扇部件12通過風(fēng)腔與空調(diào)機組集成在一起；上述所有傳感器通過控制線束與空調(diào)機組的電器控制器相連接。

一種風(fēng)冷式插電式混合動力客車電池冷卻用空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

1）空調(diào)控制器采集電池芯體溫度T_電池，同時檢測電池組進風(fēng)溫度傳感器2的溫度值T₂，出風(fēng)口溫度傳感器5的溫度值T₅，空調(diào)系統(tǒng)控制器將T_電池、T₂、T₅與設(shè)定值t_電池1、t_電池2、t₂、t₅進行相關(guān)邏輯比較，對應(yīng)執(zhí)行空調(diào)相關(guān)動作；其中的邏輯比較分為三個部分：a.若T_電池> t_電池1，同時滿足T₂> t₂，空調(diào)開啟，為發(fā)動機聯(lián)動狀態(tài)，空調(diào)連續(xù)制冷；b.若T_電池≤t_電池2、或者T₅≤t₅，則空調(diào)關(guān)閉；c.若t_電池1>T_電池> t_電池2，則進入發(fā)動機怠速智能啟停模式，空調(diào)隨發(fā)動機間歇制冷；

2）對于a部分空調(diào)開啟后，檢測新風(fēng)溫度傳感器7的溫度值T₇，回風(fēng)溫度傳感器9的溫度值T₉，室外溫度傳感器11的溫度值T₁₁，然后空調(diào)系統(tǒng)的控制器將T₇、T₉、T₁₁與設(shè)定值t₁₁進行相關(guān)邏輯比較，對應(yīng)執(zhí)行空調(diào)相關(guān)模式；其中空調(diào)模式分為三種：①若T₁₁> t₁₁，同時T₉< T₇，則運行空調(diào)內(nèi)循環(huán)模式；②若T₁₁> t₁₁，同時T₉≥T₇，則執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式一；③若T₁₁≤t₁₁，則執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式二。

當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)檢測到電池芯體T_電池＞t_電池1時，空調(diào)執(zhí)行發(fā)動機聯(lián)動模式，即空調(diào)控制器發(fā)出發(fā)動機啟動請求信號，強制啟動發(fā)動機并連續(xù)工作，空調(diào)隨之進入連續(xù)制冷狀態(tài)，此聯(lián)動狀態(tài)是將電池降溫作為首要因素，節(jié)能作為次要因素；當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)檢測到電池芯體t_電池1＞T_電池＞t_電池2時，空調(diào)切換至發(fā)動機怠速智能啟停模式，即空調(diào)控制器不再發(fā)出發(fā)動機啟動請求信號，發(fā)動機保持正?；靹拥∷匍g歇式工作工況，空調(diào)隨之進入間歇制冷狀態(tài)，此怠速智能啟停狀態(tài)是將節(jié)能作為首要因素，電池降溫作為次要因素，如圖6所示，為空調(diào)進入發(fā)動機怠速智能啟停模式時的工作狀況示意圖。

如圖4所示，執(zhí)行空調(diào)內(nèi)循環(huán)模式時，新風(fēng)門部件6關(guān)閉，排風(fēng)門部件10關(guān)閉，回風(fēng)門部件8打開，電池倉14為封閉狀態(tài)；同時執(zhí)行空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機工作，冷凝器的冷凝風(fēng)機工作，壓縮機工作，排風(fēng)扇不工作，實現(xiàn)電池倉內(nèi)空氣內(nèi)循環(huán)模式。

如圖5所示，執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式一時，新風(fēng)門部件6打開，排風(fēng)門部件10打開，回風(fēng)門部件8關(guān)閉，電池倉與外界為連通狀態(tài)；同時執(zhí)行空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機工作，冷凝器的冷凝風(fēng)機工作，壓縮機工作，排風(fēng)扇工作?？照{(diào)通過對電池倉內(nèi)空氣溫度與外界新鮮空氣溫度比較，選取溫度較低的外界空氣作為空調(diào)的進氣，可使空調(diào)出風(fēng)溫度降低，提高電池的降溫速度，從而降低整車消耗。

執(zhí)行空調(diào)外循環(huán)模式二時，新風(fēng)門部件6打開，排風(fēng)門部件10打開，回風(fēng)門部件8關(guān)閉，電池倉14與外界為連通狀態(tài)；同時執(zhí)行空調(diào)蒸發(fā)風(fēng)機工作，排風(fēng)扇工作，冷凝器的冷凝風(fēng)機和壓縮機均不工作。此時，僅利用外界的低溫新鮮空氣進行冷卻電池，將經(jīng)過電池后的高溫空氣通過排氣部件排入大氣，這樣大大降低了電池冷卻時的功率消耗，降低整車消耗。