一种电动汽车变频空调系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电动汽车空调技术领域，具体为一种电动汽车变频空调系统，包括空调控制单元、车载蓄电池和冷媒循环单元，空调控制单元的输出端连接二电平逆变器和三电平逆变器相应的输入端，二电平逆变器的输出端连接风机相应的输入端，三电平逆变器的输出端连接压缩机电机相应的输入端，车载蓄电池的电源端分别连接二电平逆变器和三电平逆变器相应的电源端，风机连接冷媒循环单元，压缩机连接冷媒循环单元，采用三电平逆变器驱动电动汽车的空调压缩机工作，可以使用电压等级较低、效率更高的开关管构成电压等级较高的逆变器，提高了空调的整体效率，同时三电平逆变器降低了压缩机电机的转矩脉动，从而降低电动汽车变频空调的震动噪声。

A variable frequency air conditioning system for electric vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车变频空调系统
本技术涉及电动汽车空调
，具体为一种电动汽车变频空调系统。
技术介绍
工作效率和噪声水平是横量现代的电动汽车空调系统性能的重要指标，目前的电动汽车变频空调系统普遍采用两电平电路拓扑结构对空调压缩机和风机进行控制，两电平电路拓扑结构存在开关器件的电压应力大、开关器件的开关损耗大、直流母线电压纹波大、电机电流谐波较大、转矩脉动较大、电磁干扰大等不足，而空调压缩机的功率要远大于风机的功率，这样采用两电平电路拓扑结构控制空调压缩机就会造成变频空调的噪声大、整机效率较低。
技术实现思路
本技术提供了一种电动汽车变频空调系统，旨在解决现有的采用两电平电路拓扑结构控制压缩机的电动汽车变频空调噪声大、整机效率较低的问题。为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：包括空调控制单元、车载蓄电池和冷媒循环单元，所述空调控制单元的输出端连接二电平逆变器和三电平逆变器相应的输入端，所述二电平逆变器的输出端连接风机相应的输入端，所述三电平逆变器的输出端连接压缩机电机相应的输入端，所述车载蓄电池的电源端分别连接所述二电平逆变器和所述三电平逆变器相应的电源端，所述风机连接所述冷媒循环单元，所述压缩机连接所述冷媒循环单元。更进一步地，还包括空调人机接口单元、车内温度检测单元和整车控制器，所述空调人机接口单元与所述空调控制单元双向连接，所述空调控制单元与所述整车控制器双向连接，所述车内温度检测单元的数据输出端连接所述空调控制单元相应的数据输入端。更进一步地，所述车载蓄电池的正输出端和负输出端分别连接所述三电平逆变器的正输入端和负输入端，所述三电平逆变器的U相输出端、V相输出端、W相输出端分别连接所述压缩机电机的U相输入端、V相输入端、W相输入端。更进一步地，所述三电平逆变器为二极管箝位型三电平逆变器。更进一步地，所述三电平逆变器包括直流分压电容C1、直流分压电容C2、二极管D11、二极管D12、二极管D21、二极管D22、二极管D31、二极管D32、开关管VT11、开关管VT12、开关管VT13、开关管VT14、开关管VT21、开关管VT22、开关管VT23、开关管VT24、开关管VT31、开关管VT32、开关管VT33、开关管VT34、驱动电路，所述直流分压电容C1的正极连接所述车载蓄电池的正极端，所述直流分压电容C2的负极连接所述车载蓄电池的负极端，所述开关管VT12的发射极与所述开关管VT13的集电极的共接点为所述三电平逆变器的U相输出端，所述开关管V22的集电极与所述开关管V23的集电极的共接点为三电平逆变器的V相输出端，所述开关管VT32的发射极与开关管VT33的集电极的共接点为所述三电平逆变器的W相输出端，所述驱动电路与所述空调控制单元双向连接。更进一步地，所述车内温度检测单元采用温度传感器。本技术提供了一种电动汽车变频空调系统，与现有的电动汽车变频空调系统相比具备以下有益效果：（1）本技术采用的三电平逆变器驱动现有的电动汽车的空调压缩机工作，三电平的电压跳变幅度为直流母线电压的一半，三电平逆变电路线电压的变化率比现有的两电平逆变电路的线电压减小了一半，因此所述三电平逆变器中的各开关器件承受的电压应力更小，可以使用电压等级较低、效率更高的开关管构成电压等级较高的逆变器，从而提高了逆变器的整体效率，同时，所述三电平逆变器通过对三个电平的调制可以得到更好的正弦波电流波形，从而减小了电机电流的谐波，降低了压缩机电机的转矩脉动，从而降低了电动汽车变频空调的震动噪声。附图说明图1为本技术空调系统的原理框图。图2为本技术三电平逆变器的一实施例的电路原理图。图中：101空调控制单元、102冷媒循环单元、103空调人机接口单元、104车内温度检测单元、105整车控制器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术空调系统的原理框图，一种电动汽车变频空调系统包括空调控制单元101、车载蓄电池和冷媒循环单元102，所述空调控制单元101连接二电平逆变器和三电平逆变器，所述二电平逆变器的输出端连接风机相应的输入端，所述三电平逆变器的输出端连接压缩机电机相应的输入端，所述空调控制单元101分别通过所述二电平逆变器驱动风机、通过所述三电平逆变器驱动压缩机，所述车载蓄电池的电源端分别连接所述二电平逆变器和所述三电平逆变器相应的电源端，所述车载蓄电池输出直流电，为所述二电平逆变器和所述三电平逆变器提供直流电源，所述风机的输出端连接所述冷媒循环单元102相应的输入端，所述压缩机相应的输出端连接所述冷媒循环单元102相应的输入端，所述冷媒循环单元102包括冷凝器、节流阀和蒸发器，冷凝器、节流阀和蒸发器均属于现有技术，在此不再进行赘述。本技术所述变频空调系统还包括空调人机接口单元103、车内温度检测单元104和整车控制器105，所述空调人机接口单元103与所述空调控制单元101双向连接，所述空调人机接口单元103包括显示屏和功能控制按钮，通过功能控制按钮调节空调温度、风速等控制信号，并将所述控制信号输送至空调控制单元101，所述空调控制单元101将空调实时运行状态输送至所述显示屏，供用户观看，所述车内温度检测单元104的数据输出端连接所述空调控制单元101相应的数据输入端，所述车内温度检测单元104采用温度传感器来检测电动汽车内的实时温度，并将实时温度输送至所述空调控制单元101，所述空调控制单元101与所述整车控制器105双向连接，所述空调控制单元101将车内空调运行状态输送至所述整车控制器105，所述整车控制器105根据接收的空调运行状态发出相应的控制信号，并被所述空调控制单元101接收，所述空调控制单元101根据接收的实时温度信号和整车控制器105输出的控制信号进行温度闭环控制运算，并将温度闭环控制运算的反馈信号作为逆变控制信号分别输出至所述二电平逆变器和所述三电平逆变器，进而控制风机和压缩机工作，进行温度调节。作为本技术的一个实施例，所述三电平逆变器采用二极管箝位型三电平逆变器，如图2为本技术三电平逆变器的一个实施例，包括直流分压电容C1、直流分压电容C2、二极管D11、二极管D12、二极管D21、二极管D22、二极管D31、二极管D32、开关管VT11、开关管VT12、开关管VT13、开关管VT14、开关管VT21、开关管VT22、开关管VT23、开关管VT24、开关管VT31、开关管VT32、开关管VT33、开关管VT34、驱动电路，直流分压电容C1的正极为所述三电平逆变器的正输入端，直流分压电容C2的负极为所述三电平逆变器的负输入端，和车载蓄电池的正极端连接，电容C1的负极和直流分压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车变频空调系统，包括空调控制单元（101）、车载蓄电池和冷媒循环单元（102），其特征在于：所述空调控制单元（101）的输出端连接二电平逆变器和三电平逆变器相应的输入端，所述二电平逆变器的输出端连接风机相应的输入端，所述三电平逆变器的输出端连接压缩机电机相应的输入端，所述车载蓄电池的电源端分别连接所述二电平逆变器和所述三电平逆变器相应的电源端，所述风机连接所述冷媒循环单元（102），所述压缩机连接所述冷媒循环单元（102）。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车变频空调系统，包括空调控制单元（101）、车载蓄电池和冷媒循环单元（102），其特征在于：所述空调控制单元（101）的输出端连接二电平逆变器和三电平逆变器相应的输入端，所述二电平逆变器的输出端连接风机相应的输入端，所述三电平逆变器的输出端连接压缩机电机相应的输入端，所述车载蓄电池的电源端分别连接所述二电平逆变器和所述三电平逆变器相应的电源端，所述风机连接所述冷媒循环单元（102），所述压缩机连接所述冷媒循环单元（102）。


2.如权利要求1所述的一种电动汽车变频空调系统，其特征在于：还包括空调人机接口单元（103）、车内温度检测单元（104）和整车控制器（105），所述空调人机接口单元（103）与所述空调控制单元（101）双向连接，所述空调控制单元（101）与所述整车控制器（105）双向连接，所述车内温度检测单元（104）的数据输出端连接所述空调控制单元（101）相应的数据输入端。


3.如权利要求2所述的一种电动汽车变频空调系统，其特征在于：所述车载蓄电池的正输出端和负输出端分别连接所述三电平逆变器的正输入端和负输入端，所述三电平逆变器的U相输出端、V相输出端、W相输出端分别连接所述压缩机电机的U相输入端、V相输入端、W相输入端。

【专利技术属性】
技术研发人员：韩军良，周伯龙，闫磊，杜静静，宋会，孙昱，李阳，乐宇辉，
申请(专利权)人：南阳理工学院，
类型：新型
国别省市：河南;41