用于汽车的混合空气调节系统技术方案

本公开涉及用于汽车的混合空气调节及其控制系统领域，并设想了一种用于冷却具有发动机(30)的汽车的乘客舱室的混合空气调节系统(10)。该系统(10)包括基于金属氢化物的空气调节子系统、基于蒸汽压缩的空气调节子系统、第一传感器、第二传感器和控制单元。第一传感器安装在乘客舱室内，以感测乘客舱室内的温度而生成第一感测信号。第二传感器被配置为感测废气的温度以生成第二感测信号。控制单元与第一传感器和第二传感器协作，基于第一和第二感测信号选择性地致动基于金属氢化物的空气调节子系统或基于蒸汽压缩的空气调节子系统。子系统或基于蒸汽压缩的空气调节子系统。子系统或基于蒸汽压缩的空气调节子系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于汽车的混合空气调节系统


[0001]本公开总体上涉及空气调节系统的领域。具体地，本公开涉及用于汽车的混合空气调节及其控制系统的领域。

技术介绍

[0002]下面的背景信息与本公开内容有关，但不一定是现有技术。
[0003]汽车空气调节系统领域一般包括基于蒸汽压缩的空气调节系统，其中压缩机由化石燃料驱动的发动机驱动。在这个过程中，制冷剂经过采用压缩机、冷凝器、热膨胀阀和蒸发器的制冷循环的各个阶段来完成制冷循环，以便冷却车内空间。尽管如此，基于蒸汽压缩的冷却系统确实需要高能耗并影响环境。为了实现汽车空调的节能，例如，名称为“两级金属氢化物汽车空调”的中国专利CN1482017公开了利用金属氢化物对氢气的吸附和吸收，从而实现制冷效果，转化汽车尾气中产生的热量并将该热量用于汽车空调的制冷，从而实现了汽车尾气作为有用能源的回收。然而，这里的制冷过程只依赖于再循环废气的热量，不能充分满足汽车空调的持续冷却要求。
[0004]金属氢化物热泵以循环方式运行。使用一对两种不同类型的金属氢化物，即再生合金A和制冷合金B，作为吸收剂，并使用氢气作为工艺流体。在合金A和B的成对反应器的第一循环运行中，合金A使用第一介质作为高温热源来排放氢气。排出的氢气被合金B吸收，在这个过程中，热量被排放到第二介质，通常是环境空气。在第二循环中，合金B使用低温热源的第三流来解吸氢气。排出的氢气被合金A吸收，且在这个过程中，热量被排斥到第四流，通常是环境空气。因此，金属氢化物热泵的操作需要每一种合金经历温度波动来进行充放。因此，在基于金属氢化物反应器实现车辆移动应用热泵的空气调节系统中，冷却效果和性能主要取决于这两个驱动因素：(a)废气质量流率；和(b)废气的温度。在车辆和空调的操作过程中，如果这些驱动因素中的任何一个受到影响，如果它们的数值超出了最佳操作的数值，整个系统的性能和最终系统的冷却能力就会下降。导致或在此期间降低废气流量和温度的事件可以预计如下：在冷启动期间、在没有任何车辆移动的情况下发动机空转期间、车辆中没有乘客、车辆下坡行驶或在拥挤的地方以非常低的速度行驶，如城市交通、收费广场等。
[0005]所有上述事件都与车辆发动机的低速和/或低扭矩特性具体相关。因此，在上述事件中，独立的金属氢化物空气调节系统(MH)的性能不足可能导致乘客的不适。上述问题可以通过将常规的蒸汽压缩(VC)系统与现有的MH结合起来而得到解决。在发生上述所列事件之一时，将没有足够的排气热量供MH使用。在这样的事件期间，蒸汽压缩(VC)系统将参与进来，并将车舱空气冷却到允许的舒适水平。同样，为了上述目的，仅仅使用相互独立工作且需要单独操作的两个独立的空气调节系统(MH和常规的VC系统)将导致复杂和麻烦的操作，需要不断的人为干预其操作。此外，实施两个单独的系统不仅会增加实施空气调节系统的成本，而且还会增加系统的整体重量。
[0006]因此，人们已经意识到，需要一种混合空气调节系统，其将金属氢化物反应器与常规的蒸汽压缩系统一起实施，以提供连续的冷却，但以集成方式解决上述问题。开发这样的
系统的另一个挑战是在外形尺寸和性能之间的优化权衡。其目的是建立一种系统，使其集成将功能映射到结构部件上，从而使设计、制造、装配和安装的成本最小化。此外，从金属氢化物模式切换到蒸汽压缩模式也应该是节能、可预测、实时和可靠的系统，具有最少的维护和维修量。
[0007]因此，需要一种用于汽车的混合MH
‑
VC空气调节系统，以解决所有上述问题和要求。
[0008]专利技术目的
[0009]本公开的一些目的如下，这里至少有一个实施例满足了这些目的：
[0010]本公开的一个目的是克服已知汽车空气调节系统的上述缺点。据此，本公开的一个目的是提供一种用于汽车的混合金属氢化物(MH)和蒸汽压缩(VC)空气调节系统，其提供节能和不间断的冷却。
[0011]本公开的另一个目的是提供一种用于汽车的混合MH
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VC空气调节系统，其具有用于优化控制的系统和操作方法。
[0012]本公开的又一个目的是提供一种用于汽车的混合MH
‑
VC空气调节系统，其增强了关于外形因素和性能的权衡。
[0013]本公开的其它目的和优点将从以下描述中更加明显，这些描述并不旨在限制本公开的范围。

技术实现思路

[0014]本公开设想了一种用于冷却汽车的乘客舱室的混合空气调节系统，该汽车具有发动机。该系统包括基于金属氢化物的空气调节子系统和基于蒸汽压缩的空气调节子系统。该系统还包括至少一个第一传感器、至少一个第二传感器和控制单元。第一传感器安装在汽车的乘客舱室内，并被配置为感测乘客舱室内的温度以生成第一感测信号。第二传感器被配置为感测从发动机排放的废气的温度以生成第二感测信号。控制单元被配置为与第一传感器和第二传感器协作，并且基于第一和第二感测信号选择性地致动基于金属氢化物的空气调节子系统或基于蒸汽压缩的空气调节子系统。
[0015]发动机具有用于从中排放废气的排气单元。第二传感器安装在排气单元中，用于感测从排气单元排出的废气的温度。
[0016]控制单元包括存储器、转换器和控制器。存储器被配置为存储乘客舱室的预定温度值、废气的预定温度值、第一预定时间段和第二预定时间段。转换器被配置为将第一感测信号和第二感测信号分别转换为第一感测信号值和第二感测信号值。控制器被配置为与转换器和存储器协作。控制器还包括第一比较器、第二比较器和切换单元。第一比较器被配置为将第一感测信号值与乘客舱室的预定温度值进行比较。第二比较器被配置为将第二感测信号值与废气的预定温度值进行比较。切换单元被配置为与控制器和存储器协作，并选择性地生成第一启动信号、第二启动信号或第三启动信号。当第一感测信号值小于乘客舱室的预定温度值且第二感测信号值大于或等于废气的预定温度值时，由切换单元生成第一启动信号，用于启动基于金属氢化物的空气调节子系统。当第一感测信号值大于或等于乘客舱室的预定温度值且第二感测信号值小于废气的预定温度值时，由切换单元生成第二启动信号，以用于启动基于蒸汽压缩的空气调节子系统。当第一感测信号值大于或等于乘客舱
室的预定温度值且第二感测信号值大于废气的预定温度值时，由切换单元生成第三启动信号。
[0017]在优选的实施例中，控制器还包括第一计时器、第二计时器和第三计时器。第一计时器被配置为在接收到第三启动信号时，针对第一预定时间段生成用于启动基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩循环启动信号。第二计时器被配置为与第一计时器协作，并且在第一预定时间段完成时，针对第二预定时间段生成用于停用基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩循环停用信号。第三计时器被配置为与第二计时器协作，并且在第二预定时间段完成时，针对存储在存储器中的第三预定时间段生成用于启动基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩循环启动信号。
[0018]在一个实施例中，第二计时器被配置为在第三预定时间段完成时，针对第二预定时间段生成用于停用基于蒸汽压缩的空气调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷却汽车的乘客舱室的混合空气调节系统(10)，所述汽车具有发动机(30)，所述系统(10)包括：
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基于金属氢化物的空气调节子系统；
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基于蒸汽压缩的空气调节子系统；
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至少一个第一传感器，所述至少一个第一传感器安装在所述汽车的所述乘客舱室内，并被配置为感测所述乘客舱室内的温度以生成第一感测信号；
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至少一个第二传感器，所述至少一个第二传感器被配置为感测从所述发动机(30)排放的废气的温度以生成第二感测信号；以及
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控制单元，所述控制单元被配置为与所述第一传感器和所述第二传感器协作，并基于所述第一感测信号和第二感测信号选择性地致动所述基于金属氢化物的空气调节子系统或所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统。2.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述发动机(30)具有用于从中排放废气的排气单元(310)，所述第二传感器安装在所述排气单元(310)中，用于感测从所述排气单元(310)排放的废气的温度。3.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述控制单元包括：
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存储器，所述存储器被配置为存储乘客舱室的预定温度值、废气的预定温度值、第一预定时间段和第二预定时间段；
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转换器，所述转换器被配置为将所述第一感测信号和第二感测信号分别转换为第一感测信号值和第二感测信号值；
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控制器，所述控制器被配置为与所述转换器和所述存储器协作，所述控制器还包括：
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第一比较器，所述第一比较器被配置为将所述第一感测信号值与所述乘客舱室的预定温度值进行比较；以及
○
第二比较器，所述第二比较器被配置为将所述第二感测信号值与所述废气的预定温度值进行比较；以及
○
切换单元，所述切换单元被配置为与所述控制器和所述存储器协作，并选择性地：
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当所述第一感测信号值小于所述乘客舱室的预定温度值且所述第二感测信号值大于或等于所述废气的预定温度值时，生成用于启动所述基于金属氢化物的空气调节子系统的第一启动信号；
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当所述第一感测信号值大于或等于所述乘客舱室的预定温度值且所述第二感测信号值小于所述废气的预定温度值时，生成用于启动所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统的第二启动信号；以及
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当所述第一感测信号值大于或等于所述乘客舱室的预定温度值且所述第二感测信号值大于所述废气的预定温度值时，生成第三启动信号。4.如权利要求3所述的系统(10)，其中所述控制器还包括：
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第一计时器，所述第一计时器被配置为在接收到所述第三启动信号时，针对所述第一预定时间段生成用于启动所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩循环启动信号；
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第二计时器，所述第二计时器被配置为与所述第一计时器协作，并且在所述第一预定时间段完成时，针对所述第二预定时间段生成用于停用所述基于蒸汽压缩的空气调节子系
统的压缩循环停用信号；以及
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第三计时器，所述第三计时器被配置为与所述第二计时器协作，并且在所述第二预定时间段完成时，针对存储在所述存储器中的第三预定时间段生成用于启动所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩循环启动信号。5.如权利要求4所述的系统(10)，其中所述第二计时器被配置为在所述第三预定时间段完成时，针对所述第二预定时间段生成用于停用所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩循环停用信号。6.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述系统(10)包括：
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至少一个第三传感器，所述至少一个第三传感器安装在所述汽车的所述发动机(30)上，并被配置为感测发动机(30)的速度以生成第三感测信号；
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第三比较器，所述第三比较器位于所述控制单元中，被配置为将所述第三感测信号的值与存储在所述存储器中的第一预定速度值和第二预定速度值进行比较；以及
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磁性离合器，所述磁性离合器被配置为当所述第三感测信号的值小于所述第一预定速度值时，将所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩机(230)与所述发动机(30)接合，以及当所述第三感测信号的值大于所述第二预定速度值时使所述基于蒸汽压缩的空气调节子系统的压缩机(230)与所述发动机(30)脱离。7.如权利要求1所述的系统(10)，其中所述基于金属氢化物的空气调节子系统包括：
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第一热交换器，所述第一热交换器被配置为连续地从所述汽车的所述乘客舱室吸收热量和将冷却空气释放到所述汽车的所述乘客舱室，所述第一热交换器容纳冷侧反应器组(110)；
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第二热交换器，所述第二热交换器被配置为连续地将热量释放到所述汽车外部的环境空气，所述第二热交换器容纳第一环境侧反应器组(120a)；

【专利技术属性】
技术研发人员：提婆达多，
申请(专利权)人：塞穆克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：