一种混合动力车空调压缩机驱动装置的制作方法

文档序号:11615749阅读:2074来源:国知局

本发明属于混合动力汽车领域,涉及空调压缩机驱动装置,特别涉及一种空调压缩机动力来自动力总成的空调压缩机驱动装置。



背景技术:

混合动力汽车至少具有两种动力源,包括发动机和辅助动力源。发动机是混合动力汽车驱动力的主要提供源。辅助动力源可以用来为发动机提供起动动力,也可辅助为混合动力汽车提供驱动力或将发动机的动力或混合动力汽车的动能转化为另一种便于储存的能量。通常情况下,发动机是一般是内燃机,辅助动力源是电动机或液压马达。

具有带驱动起动发电机(Belt-driven Starter Generator,简称BSG)或集成起动发电机(Integrated Starter Generator,简称ISG)的混合动力车,BSG/ISG具有起动发动机的功能。BSG/ISG电动机的转矩能力由起动发动机的转矩要求决定,BSG/ISG电机的最高转速由发动机最高转速决定。

只有发动机的汽车,空调压缩机是由发动机的动力带动的。混合动力汽车中存在发动机停机的工作模式,与发动机工作解耦的空调压缩机需要由额外的动力驱动。常用方式是独立的电动机与空调压缩机集成为电动空调压缩机,但需要一套电动机系统,成本较高。

专利CN201310315498.6提出一种用于混合动力电动汽车的空调压缩机驱动装置:采用行星齿轮机构;空调压缩机连接到太阳轮,且与太阳轮之间有离合器;BSG/ISG电机连接到内齿圈;发动机通过传动机构连接到行星架;包括制动行星架的控制装置。在此方案中,发动机驱动且空调压缩机工作时,BSG/ISG电机一直处于发电状态,所以此方案存在局限:1)发动机工作时,如果动力电池电量较高或有其他条件不允许电机发电时,空调压缩机不能工作;2)空调压缩机工作时,电动机不能助力。

专利CN201410229070.4提出一种用于混合动力车辆的空调驱动装置:采用差速齿轮组连接电动/发电机、发动机、空调压缩机和可变负载机构;可变负载机构与空调压缩机连接到差速齿轮机构的同一部件;可变负载机构用来降低发动机停机向发动机工作转换过程中带给空调压缩机的冲击。通过空调压缩机自身控制也可以解决此问题,需要起动发动机时,空调压缩机进入最低负载状态,起动发动机完成后,空调压缩机再逐渐恢复到原来的负载状态。此可变负载机构的意义不大。

专利CN201410298428.9提出一种车用空调驱动系统,发动机连接到行星齿轮机构的太阳轮,电动机连接到行星齿轮机构的齿圈,空调压缩机连接到行星齿轮机构的行星架。此方案的主要局限:起动发动机的工况,空调压缩机与行星架分离,锁止行星架,电动机施加转矩起动发动机;由于电动机连接到齿圈,发动机连接到太阳轮,行星架固定时,电动机转矩与发动机转矩之比大于1,所以此方案对电动机转矩能力的需求高,会造成电机成本、体积、重量的增加。

专利CN201220444131.5和专利CN201120374156.8提出的混合动力汽车空调压缩机驱动系统的共同点:电动机通过离合器与发动机连接,同时电动机可以与空调压缩机连接。发动机停机时,由电动机驱动空调压缩机。发动机工作时,由发动机的动力驱动空调压缩机。其缺点是发动机工作时,空调压缩机的转速受发动机转速限制,不能自由调整,空调压缩机的排量很难进行优化设计,不能充分发挥空调压缩机电动化的优势。

为了解决混合动力汽车空调压缩机驱动问题,尤其是空调压缩机驱动问题,提出了很多方案。其中,电动空调压缩机方案的成本比较高,而与BSG/ISG电机集成可以降低成本。但在与BSG/ISG电机集成的方案中,直接连接方案不能解耦发动机转速和空调压缩机转速;行星齿轮机构连接方案中发动机工作时电机会一直处于发电或驱动状态,影响混合动力汽车能量管理。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提出一种混合动力车空调压缩机驱动装置,不需要额外的动力源为所述空调压缩机提供动力,可以满足不同工况的需求,对辅助动力源的转矩需求小,可以降低辅助动力源的成本和体积。

本发明所述的一种混合动力车空调压缩机驱动装置:具有一组行星齿轮机构,发动机与行星齿轮机构的齿圈相连,辅助动力源与行星齿轮机构的太阳轮相连;空调压缩机与行星齿轮机构的行星架相连;具有第一连接分离机构和第二连接分离机构中的至少一个,所述第一连接分离机构用于释放或锁止所述行星架,所述第二连接分离机构用于分离或连接所述行星齿轮机构中的两个元件。

还具有第三连接分离机构,所述第三连接分离机构用于分离或连接所述空调压缩机和所述行星架。

还具有第四连接分离机构,所述第四连接分离机构用于释放或锁止所述齿圈。

第一连接分离机构是摩擦离合器、牙嵌离合器或单向离合器,其中单向离合器的作用是不允许行星架反向旋转;第二连接分离机构是摩擦离合器或牙嵌离合器;第三连接分离机构可以采用电磁离合器;第四连接分离机构为摩擦离合器或牙嵌离合器。

所述发动机停机且需要所述空调压缩机工作时,所述第一连接分离机构或所述第二连接分离机构均保持分离,辅助动力源为空调压缩机提供动力。

需要由辅助动力源为发动机提供起动动力时,所述第一连接分离机构接合或第二连接分离机构接合,辅助动力源为发动机提供起动动力,此时所述空调压缩机驱动装置不为空调压缩机提供动力。

所述第一连接分离机构可以降低对辅助动力源的转矩需求,设齿圈齿数与太阳轮齿数之比是a,设起动发动机需要施加在齿圈上的转矩是T_Start,辅助动力源为发动机提供起动动力时,第一连接分离机构接合,此时,需要辅助动力源在行星架上施加的转矩大于T_Start/a。

只有第一连接分离机构的方案,发动机工作且需要空调压缩机工作时,第一连接分离机构分离,根据空调压缩机目标转速控制辅助动力源转速;发动机工作且不需要空调压缩机工作时,第一连接分离机构接合;

针对只有第二连接分离机构的方案,发动机工作时,第二连接分离机构保持接合。

针对具有第一连接分离机构和第二连接分离机构的方案,发动机工作时,第一连接分离机构分离,此空调压缩机驱动装置具有两种工作模式,

第二连接分离机构分离时属于工作模式1,此时空调压缩机转速与发动机转速解耦,可以根据空调压缩机目标转速控制辅助动力源转速,但此时辅助动力源处于输出动力模式;

第二连接分离机构接合时属于工作模式2,此时空调压缩机转速、辅助动力源转速和发动机转速关联,但可以根据所述混合动力汽车能量管理需求控制辅助动力源的工作模式。

针对具有第一连接分离机构和第二连接分离机构的方案,发动机工作且不需要空调压缩机工作时,第一连接分离机构或第二连接分离机构中,其中一个连接分离机构接合,另一个连接分离机构分离。

所述空调压缩机与行星齿轮机构的行星架之间也可以具有第三连接分离机构,所述第三连接分离机构用来分离或连接所述空调压缩机和所述行星架,不需要空调压缩机工作或由辅助动力源为发动机提供起动动力时,第三连接分离结构分离。

所述空调压缩机驱动装置也可以具有第四连接分离机构,第四连接分离机构用来释放或锁止所述行星齿轮机构的齿圈,发动机停止工作时,第四连接分离机构锁止;发动机起动过程和发动机工作时,第四连接分离机构释放。

本发明的积极效果在于:不需要额外的动力源为所述空调压缩机提供动力;发动机工作时,此空调压缩机驱动装置具有两种工作模式可以满足不同工况的需求;对辅助动力源的转矩需求小,如果辅助动力源是电动机时,可以降低电动机的成本和体积。

技术效果如下:(1)发动机停止工作的模式下,由辅助动力源驱动空调压缩机;(2)辅助动力源可以为发动机提供起动动力,且起动发动机需要辅助动力源提供的起动动力较小,此时空调压缩机与此空调压缩机驱动装置分离;(3)发动机工作时,具有两种工作模式:工作模式1下,空调压缩机转速可以与发动机的转速解耦;工作模式2下,空调压缩机转速与发动机转矩关联,但辅助动力源可以根据混合动力汽车能量管理的需要工作。

附图说明

图1所示为具体实施方式1示意图。

1-发动机 2-电动机 3-空调压缩机 4-第一连接分离机构 5-第二连接分离机构 6-第三连接分离机构 7-太阳轮 8-行星架 9-齿圈

具体实施方式

在本实施方式中,所述发动机为具体为发动机1,所述辅助动力源具体为电动机2,所述空调压缩机具体为空调压缩机3。

一种混合动力车空调压缩机驱动装置,具有一组行星齿轮机构,发动机1与行星齿轮机构的齿圈9相连,电动机2与行星齿轮机构的太阳轮7相连;具有第一连接分离机构4,第一连接分离机构4用来释放或锁止所述行星架8;具有第二连接分离机构5,第二连接分离机构5用来分离或连接所述行星齿轮机构中的齿圈9和行星架8;空调压缩机3与行星齿轮机构的行星架8之间具有第二连接分离机构5,第三连接分离机构5用来分离或连接所述空调压缩机3和所述太阳轮7。第一连接分离机构采用单向离合器,第二连接分离机构采用摩擦离合器,第三连接分离机构采用电磁离合器。

针对汽油机乘用车,一般不需要连接分离机构4。原因是发动机转动的阻力矩可以满足发动机停机时驱动空调压缩机的需求。假设设齿圈齿数与太阳轮齿数之比是a,空调压缩机转矩需求是T_AC,则作用在齿圈上的转矩是T_AC·a/(a+1)。一般T_AC小于10Nm,发动机由静止到转动的阻力矩则一般大于20Nm,可以满足此工况。

发动机1停机且需要空调压缩机3工作时,第一连接分离机构4分离,第二连接分离机构5分离,第三连接分离机构6接合,电动机2为空调压缩机3提供动力。

需要由电动机2为发动机1提供起动动力时,第三连接分离机构6分离,不给空调压缩机3提供动力;第一连接分离机构4锁止行星架8,第二连接分离机构5分离,电动机2为发动机1提供起动动力。

发动机1工作且需要空调压缩机3工作时,第一连接分离机构4分离,第三连接分离机构6接合,且具有两种工作模式。工作模式1:第二连接分离机构5分离,根据空调压缩机3目标转速控制电动机转速2。工作模式2:第二连接分离机构5接合,根据混合动力汽车能量管理需要控制电动机2驱动或发电。

发动机1工作且不需要空调压缩机3工作时,第三连接分离机构6分离;第一连接分离机构4和第二连接分离机构5中,其中一个连接分离机构接合,另一个连接分离机构分离。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1