汽車空調(diào)系統(tǒng)和包括這種汽車空調(diào)系統(tǒng)的柴油機引擎驅(qū)動汽車已經(jīng)早為人所熟知。所述汽車空調(diào)系統(tǒng)包括用于壓縮制冷劑的壓縮機，該壓縮機被設置在汽車的柴油機引擎中的或者柴油機引擎的安裝空間中的相應容納空間內(nèi)，該壓縮機通過帶傳動連接于柴油機引擎且由所述帶傳動驅(qū)動。這種空調(diào)系統(tǒng)通常進一步包括冷凝器、膨脹閥形式的膨脹元件以及用于控制汽車中的氣候的蒸發(fā)器。

由于壓縮機的設置，導致多種干擾影響，比如振動、發(fā)熱等。這就導致來自壓縮機或者尤其來自壓縮機連接處(通過它制冷劑進入系統(tǒng)的制冷劑回路)的泄漏。再者，壓縮機必須被合理設計，以使得它即使是在柴油機引擎的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下也能提供相當可觀的制冷容量，例如至少系統(tǒng)最大容量的50％。為此，壓縮機通常要被設計得足夠強大，其中尤其在柴油機引擎的高速轉(zhuǎn)速下壓縮機的傳送容量必須被相應地限制。

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)，在其中壓縮機尺寸能被做得盡可能小，其中尤其在汽車和所述汽車的柴油機引擎中只有極小的結構性干擾。本發(fā)明的另一個目的在于提供用于制造所述汽車空調(diào)系統(tǒng)的方法。本發(fā)明的思路還包括具有相應汽車空調(diào)系統(tǒng)的汽車。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權利要求1的汽車空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)。該目的的方法方面通過權利要求6的方法來實現(xiàn)。

因此，本目的的設備方面通過汽車空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)，該汽車空調(diào)系統(tǒng)包括用于壓縮制冷劑的壓縮機，其中壓縮機包括電動機，還包括由該電動機驅(qū)動并用以壓縮制冷劑的壓縮裝置。汽車空調(diào)系統(tǒng)進一步包括發(fā)電機，該發(fā)電機具有合理的尺寸以使得其能被安放在為壓縮機而提供的、被設置在汽車的傳動馬達(尤其是內(nèi)燃機，特別是柴油機引擎)中或者汽車的傳動馬達的安裝空間中的容納空間內(nèi)。該發(fā)電機能由傳動馬達尤其通過帶傳動驅(qū)動，其中，進一步地，壓縮機的電動機能被發(fā)電機產(chǎn)生的電能驅(qū)動。

因此，該壓縮機能被設置在柴油機引擎外和傳動馬達的安裝空間外。本系統(tǒng)中一個可能的位置就是例如汽車頂，尤其是當汽車空調(diào)系統(tǒng)的其他組成部分的大部分都設置在汽車頂時(例如以設置在車頂?shù)钠嚳照{(diào)模塊形式)。

本目的的方法方面由用于制造汽車空調(diào)系統(tǒng)的方法來實現(xiàn)，該汽車空調(diào)系統(tǒng)包括用于壓縮制冷劑的壓縮機，該方法包括如下步驟：

--將發(fā)電機設置或安放在容納空間中，該容納空間被設置在汽車的傳動馬達(尤其是內(nèi)燃機，更尤其是柴油機引擎)中或者汽車的傳動馬達的安裝空間中且具有合適的尺寸用來容納壓縮機，其中，發(fā)電機具有合適的尺寸以能被安放于容納空間中；

--將壓縮機設置或安放在汽車的傳動馬達外以及汽車的傳動馬達的安裝空間外，該壓縮機包括電動機以及由該電動機驅(qū)動并用于壓縮制冷劑的壓縮裝置；

--其中，該壓縮機由發(fā)電機產(chǎn)生的電能驅(qū)動。

本發(fā)明的其他可選的特征在從屬權利要求中以及下述的可能實施方式的更具體的描述中(結合唯一的附圖)被闡述。被描述的各特征能被單獨地或以任何想要的結合方式實現(xiàn)。附圖顯示了：

汽車空調(diào)系統(tǒng)的結構的簡圖。

在一個可能的實施方式中，在汽車空調(diào)系統(tǒng)的情況下，連接于柴油機引擎的發(fā)電機被設置在容納空間中，代替壓縮機，該容納空間被設置在汽車的傳動馬達(在此處描述的實施方式中，其以內(nèi)燃機的形式或者也以柴油機引擎的形式)或傳動馬達(更具體地為汽車的柴油機引擎)的安裝空間中且具有合理的尺寸來容納壓縮機。此時需要注意：在其他實施方式中，傳動馬達可以為比如內(nèi)燃機或汽油機。發(fā)電機優(yōu)選地與今天傳統(tǒng)的壓縮機具有相同的連接尺寸，但是至少具有合理的尺寸以使得其能被容納在所述容納空間中。因此，可以在任何具有壓縮機或要被配置壓縮機的汽車中引入這種發(fā)電機。在此處描述的實施方式中，發(fā)電機為慣常電壓而設計，比如100Hz時400V、每分鐘3000轉(zhuǎn)。

空調(diào)系統(tǒng)包括一個或(在其他實施方式中)多個電驅(qū)動壓縮機，其利用發(fā)電機產(chǎn)生的電能運轉(zhuǎn)?？蛇x地，各自具有一個或多個壓縮機的多個獨立的空調(diào)單元也能被運行。

壓縮機為半封閉設計；在其他實施方式中也可以是封閉設計。該壓縮機被合理操作以能精確提供那時交通工具所需的制冷容量。這樣，也可能對壓縮機進行閉環(huán)控制；為此提供包括變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。

發(fā)電機還被設計得能產(chǎn)生足夠的電能以甚至在柴油機引擎的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下制冷汽車。所述發(fā)電機優(yōu)選地被合理設計以使得(例如)即使在空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下也可以獲得最大容量的50％，借此汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷容量也已經(jīng)能為50％，因此比傳統(tǒng)系統(tǒng)(包括由柴油機引擎驅(qū)動的壓縮機)要更優(yōu)越。當為柴油機引擎驅(qū)動的壓縮機(通常位移壓縮機)時，制冷容量主要與轉(zhuǎn)速成比例變化。因此為了在引擎空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下獲得足夠的制冷容量，壓縮機應該具有相應大的尺寸，這導致高轉(zhuǎn)速下過高的制冷容量(其也需要壓縮機的閉環(huán)控制)。由于位移壓縮機的線性特征，閉環(huán)控制是有損耗的。

在另一方面，發(fā)電機能以本質(zhì)上更有效率的方式、以更廣泛的頻帶被施以閉環(huán)控制。例如，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速根據(jù)壓縮機而升高，如果超過額定的容積和額定的轉(zhuǎn)速，發(fā)電機能以比壓縮機小得多的損耗被保持在固定的電能。

因此，根據(jù)此處描述的可能的實施方式，可以在輸出端對發(fā)電機(其被設計為異步電機或者同步電機，或者永磁(PM)電機)進行閉環(huán)控制。將發(fā)電機的可變化的(依賴轉(zhuǎn)速)輸出電壓和頻率輸送給中間回路的電控制單元為此被提供。在所述中間回路中，所述輸出電壓和頻率是標準的且取決于空調(diào)單元的需求，且被轉(zhuǎn)化為合適的輸出電壓和頻率。

在此描述的實施方式中,兩個閉環(huán)控制系統(tǒng)(壓縮機的和發(fā)電機的)被結合在單個閉環(huán)控制元件中具體地在變頻器中(其在輸入端和輸出端以可變化的頻率被運轉(zhuǎn))。可選地，也可以將這兩個閉環(huán)控制系統(tǒng)分離，將他們設計成兩個單獨的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

在附圖中用示例B顯示了包括發(fā)電機的汽車空調(diào)系統(tǒng)或空調(diào)單元的相對簡單的設計。替代具有磁耦合和帶傳動的壓縮機，在所述例子中提供了由皮帶驅(qū)動的發(fā)電機、變頻器、電運轉(zhuǎn)的壓縮機。該技術方案相當于能被運用于具有標準壓縮機的所有現(xiàn)有交通工具的“不速之客”方案。

根據(jù)本發(fā)明的設計具有多個優(yōu)點：

--電壓縮機能被直接一體化在制冷單元中。因此，該系統(tǒng)更加簡單，線性長度更短，需要更少的制冷劑填充；

--電壓縮機根據(jù)需求被運轉(zhuǎn)，因此，即使兩個電機器有損耗，也能節(jié)省多達70％的能量；

--電機器能被設計得具有0.9或者更好的效率度(這在今天是現(xiàn)有技術，在現(xiàn)有交通工具中這為非常典型的24V以上的發(fā)電機)；

--電壓縮機可以為封閉的或者半封閉的設計且不需要軸封。因此，泄漏的風險相對減??；

--由于與柴油機引擎和其周圍區(qū)域分離，壓縮機的操作和功能條件被大大改善，且與那些在固定系統(tǒng)中的壓縮機相似；

--由于簡單的封閉的系統(tǒng)以及能按需求運轉(zhuǎn)的能力，維修需求降低，可靠度升高；

--可靠度、密封度和閉環(huán)控制能力現(xiàn)在能與固定的系統(tǒng)相比，CO₂也能被作為標準制冷劑使用在新系統(tǒng)中；

--CO₂繼而提供了可持續(xù)的、環(huán)保的方案；

--這種系統(tǒng)(具體地使用CO₂)--還能在冬天被用來高效加熱交通工具。

因此，更推薦使用CO₂作為制冷劑。

附圖中“示例A”闡釋了擴展的系統(tǒng)，其能在“不速之客”方案基礎上附加使用。除了發(fā)電機和壓縮機的馬達，該具體實施方式還包括整流器、電池、變壓器和變頻器。在電池中的電能緩沖存儲器能允許制冷單元即使在柴油機引擎停止時也能運轉(zhuǎn)。再者，更多負載能被連接于高效的電壓電源。例如，可以從新的高壓回路(也就是從用來驅(qū)動壓縮機的發(fā)電機)具體地可選地經(jīng)過整流器/電壓變壓器導出電流，取代從現(xiàn)有常見的24V發(fā)電機(具有大約50％的效率度)導出電流。

本發(fā)明還包括用于制造汽車空調(diào)系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括用于壓縮制冷劑的壓縮機，該方法包括如下步驟：

--將發(fā)電機設置或安放在容納空間里，該容納空間被設置在汽車的柴油機引擎中或者汽車的柴油機引擎的安裝空間中且具有用于容納壓縮機的合適尺寸，其中發(fā)電機的尺寸被合理設置從而使得其能被安放在該容納空間中；

--將壓縮機設置或安放在汽車的柴油機引擎外以及汽車的柴油機引擎的安裝空間外，該壓縮機包括電動機以及由該電動機驅(qū)動的用于壓縮制冷劑的壓縮裝置；

--其中，該壓縮機由該發(fā)電機產(chǎn)生的電能驅(qū)動。

該方法的一個可能的改良為：壓縮機的轉(zhuǎn)速能通過壓縮機轉(zhuǎn)速開環(huán)控制或者閉環(huán)控制裝置(其特別地具有變頻器)被施以開環(huán)控制或者被施以閉環(huán)控制，和/或發(fā)電機的輸出電壓和輸出頻率能被施以開環(huán)控制或被施以閉環(huán)控制。

該方法的另一個可能的改良為：壓縮機的轉(zhuǎn)速以及發(fā)電機的輸出電壓和輸出頻率能通過單個變頻器被施以開環(huán)控制或被施以閉環(huán)控制。

本發(fā)明的思路還包括具有上述汽車空調(diào)系統(tǒng)的汽車。

本發(fā)明的思路還進一步包括：用于修改具有現(xiàn)有壓縮機(用來壓縮制冷劑)的汽車空調(diào)系統(tǒng)的方法，其中，現(xiàn)有壓縮機被設置在汽車的柴油機引擎中的容納空間(其具有合適的尺寸以容納壓縮機)里，該方法包括如下步驟：

--將現(xiàn)有壓縮機移出該容納空間；

--將發(fā)電機設置或安放在汽車的柴油機引擎里的、用于容納壓縮機的容納空間中，其中發(fā)電機具有合適的尺寸以能被安放在該容納空間中；

--將包括電動機和制冷裝置(由該電動機驅(qū)動且用于壓縮制冷劑)的壓縮機設置或安放在汽車的柴油機引擎外；

--其中，該壓縮機由該發(fā)電機產(chǎn)生的電能驅(qū)動。

雖然在具體實施方式的基礎上結合附圖對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明還包括在從屬權利要求中闡明但未窮盡的進一步的可行的優(yōu)選的組合。在本申請文件中揭示的所有特征都被認為對本發(fā)明重要，從而使得他們單獨地或相結合地相對于現(xiàn)有技術具有新穎性。