專利名稱：用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，屬于新能源客車電器附件應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對于現(xiàn)行的部分混合動力客車，空調(diào)系統(tǒng)是通過發(fā)動機(jī)帶動一個發(fā)電機(jī)為其供電的。因此，在客車開發(fā)設(shè)計參數(shù)匹配時，空調(diào)系統(tǒng)加大了對發(fā)動機(jī)最大功率的需求，增加了客車的生產(chǎn)成本；在行車過程中，由于空調(diào)的使用無法實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速停機(jī)，發(fā)動機(jī)負(fù)荷率降低，燃油經(jīng)濟(jì)性較差。對于部分混合動力客車和純電動客車，空調(diào)由車載電池組供電，這樣致使車輛開發(fā)設(shè)計時電池容量設(shè)計要照顧空調(diào)用電需求，致使整車開發(fā)時電池成本較高。使用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動空調(diào)，可以將電池的容量需求降低30%左右，不但可以降低新能源客車開發(fā)成本，同時也可以減輕電池重量，降低了車輛運(yùn)行時的額外負(fù)載，降低汽車運(yùn)行成本。對于部分地區(qū)，使用空調(diào)的時間只有1-2個月，絕大多數(shù)時間是不需要空調(diào)工作的。本專利在無需使用空調(diào)時，可將空調(diào)系統(tǒng)整體從客車上拆下，減輕無需空調(diào)行車時客車整備質(zhì)量，降低燃油消耗。國內(nèi)已有部分廠家掌握摩托車發(fā)動機(jī)技術(shù)，可通過較低的成本改造成本專利所需的風(fēng)冷燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，同時在可預(yù)見的未來，燃?xì)獾某杀炯捌淝鍧嵍榷家獌?yōu)于普通發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，以解決新能源客車在開發(fā)過程中為考慮匹配空調(diào)系統(tǒng)的功率需求而被迫增大所需電池組容量的問題，以及在空調(diào)系統(tǒng)空閑時期，由于空調(diào)系統(tǒng)質(zhì)量所產(chǎn)生的額外燃油消耗問題。本發(fā)明提出的用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，包括儲氣罐、空調(diào)機(jī)體、進(jìn)氣接口和排氣接口 ；所述的儲氣罐置于客車車體的頂部或客車車體的底部，所述的空調(diào)機(jī)體置于客車車體的頂部，空調(diào)機(jī)體由燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、送風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)扇、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器、儲液干燥過濾器、進(jìn)氣口和排氣口組成，所述的儲氣罐通過管道與空調(diào)機(jī)體中的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)相連；所述的空調(diào)機(jī)體進(jìn)氣口和排氣口分別通過進(jìn)氣接口和排氣接口與客車車廂相連通；所述的空調(diào)機(jī)體中，所述的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)通過機(jī)械傳動分別與壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)完成動力傳遞，發(fā)電機(jī)通過電路與送風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇相連，為送風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇提供電能，所述的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器和儲液干燥過濾器依次通過制冷管路連接，形成制冷回路。本發(fā)明提出的用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是:1、本發(fā)明提出的空調(diào)系統(tǒng)，由獨(dú)立的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動，有單獨(dú)的動力驅(qū)動控制單元，與客車整車的動力系統(tǒng)相對獨(dú)立?？照{(diào)系統(tǒng)工作時，不需從客車的車載電池取電，減小了空調(diào)系統(tǒng)對純電動客車或混合動氣客車電池容量的需求，節(jié)省了客車整車生產(chǎn)時由于空調(diào)負(fù)載對電池容量需求所帶來的額外生產(chǎn)成本，可以將整車生產(chǎn)過程中的電池成本降低30%左右。同時還可以通過客車車載電池減重，降低客車整車在行駛過程中的能源消耗。2、本發(fā)明提出的空調(diào)系統(tǒng)，與車輛之間通過在車上預(yù)留的進(jìn)氣接口和排氣接口進(jìn)行插拔式接口連接，在需要使用空調(diào)的時候，將本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)安裝在預(yù)設(shè)安裝位置，在不需要使用空調(diào)的時候，將本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)拆除。這樣可以根據(jù)季節(jié)特性，在不需要使用空調(diào)的時候減輕車輛的額外負(fù)載，降低不需要使用空調(diào)時車輛行駛時的能源消耗。3、本發(fā)明提出的空調(diào)系統(tǒng)，其中的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)可采用市場上功率比該插拔式燃?xì)饪照{(diào)功率略大的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)或經(jīng)過改造的風(fēng)冷摩托車發(fā)動機(jī)，無需特殊設(shè)計或制作，因此可以降低空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備成本。4、本發(fā)明提出的空調(diào)系統(tǒng)中的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，采用燃?xì)夤┙o方式，根據(jù)客車動力系統(tǒng)的不同而略顯差異。對于純電動客車需要為空調(diào)系統(tǒng)安裝一個燃?xì)鈨夤?，儲氣罐可根?jù)客車的車體特點(diǎn)布置在行李艙、客車車頂或客車車尾最后一排座椅下方位置。對于混合動力客車，若客車發(fā)動機(jī)為燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，則可在原客車的儲氣罐上開設(shè)一個分氣閥，通過通氣軟管為本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)中的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)提供燃?xì)?；若客車發(fā)動機(jī)為燃油發(fā)動機(jī)，則可將儲氣罐安裝在客車行李艙或車頂，通過通氣軟管向空調(diào)系統(tǒng)的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)提供燃?xì)狻τ谌細(xì)夤苈凡贾?，就儲氣罐的具體位置進(jìn)行布置安裝。


圖1為本發(fā)明提出的用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例本發(fā)明提出的用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括儲氣罐、空調(diào)機(jī)體、進(jìn)氣接口和排氣接口。儲氣罐置于客車車體的頂部或客車車體的底部，空調(diào)機(jī)體置于客車車體的頂部，空調(diào)機(jī)體由燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、送風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)扇、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器、儲液干燥過濾器、進(jìn)氣口和排氣口組成，儲氣罐通過管道與空調(diào)機(jī)體中的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)相連，空調(diào)機(jī)體進(jìn)氣口和排氣口分別通過進(jìn)氣接口和排氣接口與客車車廂相連通?？照{(diào)機(jī)體中，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)通過機(jī)械傳動分別與壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)完成動力傳遞，發(fā)電機(jī)通過電路與送風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇相連，為送風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇提供電能，壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器和儲液干燥過濾器依次通過制冷管路連接，形成制冷回路。具體連接方式如附圖1所示。以下詳細(xì)介紹本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和工作過程:本發(fā)明的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)工作原理是:氣態(tài)的制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)加壓，成為高溫高壓氣體，進(jìn)入冷凝器；進(jìn)入冷凝器后的高溫高壓氣態(tài)制冷劑冷凝液化放出熱量，成為中溫中壓液體；中溫中壓液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流膨脹閥減壓變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進(jìn)入蒸發(fā)器；進(jìn)入蒸發(fā)器后的低溫低壓液態(tài)制冷劑蒸發(fā)氣化成為低溫低壓氣體，同時吸收周圍空氣的熱量，使蒸發(fā)器附近的空氣溫度降低。
本發(fā)明的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)的具體工作過程是:空調(diào)正常工作時，氣態(tài)的制冷劑(通常使用氟利昂)經(jīng)壓縮機(jī)加壓，成為高溫高壓氣體，進(jìn)入冷凝器；高溫高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入冷凝器后冷凝液化放出熱量，成為中溫中壓液體，冷卻風(fēng)扇幫助其進(jìn)行散熱降溫；中溫中壓液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流膨脹閥減壓變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進(jìn)入蒸發(fā)器；低溫低壓液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器后蒸發(fā)氣化成為低溫低壓氣體，同時吸收周圍空氣的熱量，使蒸發(fā)器附近的空氣溫度降低；此時送風(fēng)機(jī)將低溫空氣送入排氣通道，分散到車廂內(nèi)的各個出風(fēng)口從而達(dá)到降低車廂內(nèi)部溫度的目的；成為氣態(tài)的低溫低壓制冷劑經(jīng)儲液干燥過濾器干燥后再次進(jìn)入壓縮機(jī)開始下一個循環(huán)。在整個制冷過程中，空調(diào)內(nèi)部制冷劑在各個部件間的循環(huán)流動方向?yàn)?壓縮機(jī)一冷凝器一節(jié)流膨脹閥一蒸發(fā)器一儲液干燥過濾器一壓縮機(jī)；車廂內(nèi)空氣流動方向?yàn)?車廂—客車進(jìn)氣接口一蒸發(fā)器一客車排氣接口一車廂。經(jīng)過空調(diào)蒸發(fā)器由客車排氣接口進(jìn)入車廂的低溫空氣與車廂內(nèi)的空氣混合吸收車內(nèi)的熱量，近而使整個車廂內(nèi)的溫度逐漸降低。直至圖1中溫度傳感器獲取的溫度值低于駕駛員設(shè)定車廂內(nèi)保持溫度所允許波動的最小值，控制器控制燃?xì)獍l(fā)動機(jī)停機(jī)。整個空調(diào)在不需要使用空調(diào)的時候，空調(diào)安裝人員再通過橋式起重機(jī)將該插拔式燃?xì)饪照{(diào)由車頂拆下放置起來，等到下次使用空調(diào)的時候在將其安裝在車頂。本發(fā)明的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，儲氣罐的加設(shè)與否以及儲氣罐和燃?xì)獍l(fā)動機(jī)之間的燃料供給管路連接根據(jù)客車驅(qū)動類型的不同而略顯差異。如果安裝該插拔式燃?xì)饪照{(diào)的客車為壓縮天然氣混合動力客車，則可在車上原有燃?xì)夤┙o管路上開設(shè)一個分氣閥，用以對空調(diào)的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)進(jìn)行燃料供給。如果安裝該插拔式燃?xì)饪照{(diào)的客車是非壓縮天然氣混合動力客車或純電動客車，則需要在車頂或行李艙安裝一個燃?xì)獯鎯蓿靡越o空調(diào)系統(tǒng)提供燃料。本發(fā)明提出的可插拔式燃?xì)饪照{(diào)系統(tǒng)，在需要使用空調(diào)的季節(jié)安裝在客車車頂，在不需要使用空調(diào)的季節(jié)可以將其拆下。為了防止拆卸空調(diào)時由于管路密封問題造成制冷劑泄露，本發(fā)明將燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷卻風(fēng)扇、送風(fēng)機(jī)、冷凝器、節(jié)流膨脹管、蒸發(fā)器、儲液干燥過濾器完成圖1所示的相關(guān)連接后封裝在一起，安裝在車頂?shù)目刹鹦稒C(jī)殼上，機(jī)殼通過螺栓孔安裝固定在車頂上。這樣整個空調(diào)系統(tǒng)就可以根據(jù)需要安全方便地實(shí)現(xiàn)與客車整車的插拔式連接。在空調(diào)系統(tǒng)機(jī)殼與車頂之間預(yù)留有密封性可靠的進(jìn)氣接口和排氣接口，客車內(nèi)部空氣通過進(jìn)氣通道由進(jìn)氣接口進(jìn)入，經(jīng)過蒸發(fā)器時部分熱量被增發(fā)器吸收而成為低溫氣流，制冷后的空氣再借助于送風(fēng)機(jī)由排氣接口進(jìn)入排氣通道從而降低客車內(nèi)部溫度。本發(fā)明提出的空調(diào)系統(tǒng)，集成安裝于車頂，在客車運(yùn)行時冷卻風(fēng)扇正常工作，同時在空調(diào)系統(tǒng)的殼體設(shè)置有通氣柵格，二者配合加強(qiáng)通風(fēng)用以冷卻空調(diào)冷凝器及燃?xì)獍l(fā)動機(jī)。機(jī)殼上為了實(shí)現(xiàn)自然風(fēng)冷卻冷凝器及燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，需要在機(jī)殼上車頭前部及后部開通氣柵格，同時配合冷卻風(fēng)扇用以保證空調(diào)冷凝器及燃?xì)獍l(fā)動機(jī)維持在正常的工作溫度。在空調(diào)使用季節(jié)，安裝人員通過橋式起重機(jī)將該插拔式燃?xì)饪照{(diào)安裝在車頂，接通相關(guān)控制電路和燃料供給管路，同時將進(jìn)排氣接口密封連接，以保證空調(diào)能正常工作。為了使本發(fā)明提出的空調(diào)系統(tǒng)能正常工作，在空調(diào)安裝使用時需要給空調(diào)匹配一個控制器。該控制器可采用市場現(xiàn)有的空調(diào)控制器，配合車廂內(nèi)部的溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的開關(guān)控制、溫度設(shè)置和風(fēng)速調(diào)節(jié)。在行車過程中，駕駛員開啟空調(diào)控制器的啟動開關(guān)，溫度傳感器開始正常工作對客車車廂內(nèi)的溫度進(jìn)行采集，溫度傳感器將采集到的溫度信號傳送給空調(diào)控制器，控制器再根據(jù)存儲在控制器中的預(yù)設(shè)的程序?qū)D1所示的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)和送風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)溫度傳感器獲取的溫度值高于駕駛員設(shè)定車廂內(nèi)保持溫度所允許波動的最大值時，控制器會給燃?xì)獍l(fā)動機(jī)發(fā)出控制指令令其啟動，使插拔式燃?xì)饪照{(diào)進(jìn)行制冷。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，其特征在于該空調(diào)系統(tǒng)包括儲氣罐、空調(diào)機(jī)體、進(jìn)氣接口和排氣接口 ；所述的儲氣罐置于客車車體的頂部或客車車體的底部，所述的空調(diào)機(jī)體置于客車車體的頂部，空調(diào)機(jī)體由燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、送風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)扇、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器、儲液干燥過濾器、進(jìn)氣口和排氣口組成，所述的儲氣罐通過管道與空調(diào)機(jī)體中的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)相連；所述的空調(diào)機(jī)體進(jìn)氣口和排氣口分別通過進(jìn)氣接口和排氣接口與客車車廂相連通；所述的空調(diào)機(jī)體中，儲氣罐與燃?xì)獍l(fā)動機(jī)通過管道相連，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)通過機(jī)械傳動依次與壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)完成動力傳遞，發(fā)電機(jī)通過電路與送風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇相連，為送風(fēng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇提供電能，所述的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器和儲液干燥過濾器依次通過制冷管路連接，形成制冷回路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于混合動力和純電動客車的可插拔式燃?xì)鈩恿照{(diào)系統(tǒng)，屬于新能源客車電器附件應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域?？照{(diào)系統(tǒng)包括儲氣罐、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，由燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動的壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)，由發(fā)電機(jī)提供電能得以正常工作的冷卻風(fēng)扇和送風(fēng)機(jī)，通過管路和壓縮機(jī)依次相連的冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器、儲液干燥過濾器以及進(jìn)行溫度信號采集的溫度傳感器和控制空調(diào)征程工作的空調(diào)控制器。本空調(diào)系統(tǒng)安裝于車頂，無需從車載電池取電，可將整車生產(chǎn)過程中的電池成本降低30%左右。還可以通過裝卸實(shí)現(xiàn)與整車的插拔，在無需使用空調(diào)的時候?qū)⒖照{(diào)拆下，減輕無需使用空調(diào)時車輛的額外負(fù)載，降低了無需使用空調(diào)行車時的能源消耗。
文檔編號B60H1/00GK103112332SQ20131002596
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者李亮, 宋誓利, 李晨風(fēng), 楊超, 張亞輝 申請人:清華大學(xué)