一种电动汽车的压缩系统及电动汽车的制作方法

1.本发明属于机械领域，具体地说，涉及一种电动汽车的压缩系统及电动汽车。


背景技术：

2.在电动汽车上，乘用车整备质量较大，行驶中进行制动需要较大的制动力，故汽车制动系统需要采用助力机构才能让驾驶者很轻松的踩下制动踏板。传统的一个开发思路就是分别给空气压缩机、空调压缩机、转向泵和冷却水泵等一个电动机来实现各项功能。
3.但是，现有技术中存在如下问题：
4.由于真空助力系统的非常成熟，现在电动汽车除了电子助力外均采用的真空助力制动系统，但电动汽车没有真空来源，需要额外增加一个真空泵及支架等部件，导致前机舱较拥挤，零部件多。且真空助力系统也存在高原反应、nvh、制动距离较长等问题；
5.随着电动汽车的发展，如adas(高级驾驶辅助功能)、制动能量回收等功能的普及，制动助力系统会逐渐被非助力的自动制动系统所取代，目前博世的ibooster电控制动系统是其中之一，但其成本太高，在电动汽车电池成本已经非常高昂的情况下，比较难进行普及；
6.汽车空调是现代汽车必备的系统，夏冬两季使用率非常高；但在春秋季节中，气温舒适，则无需打开空调，空调压缩机处于闲置状态，其开机率及利用率非常低，全年四季的开机使用率仅为50％不到，造成设备及系统的浪费。同时现在空调压缩机体积较大，成本较高，但其功能仅为压缩冷媒循环，功能极其单一，不符合汽车集成模块化的发展趋势。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车的压缩系统及电动汽车，压缩系统的两个高压气输出口分别与气动水泵相连，低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口分别与空调热管理系统相连。本技术要解决现有技术中前舱布局空间较大，纯气压制动系统的不稳定、行驶舒适性差等问题。
8.为解决上述技术问题，本技术第一方面公开了一种电动汽车的压缩系统，其包括：
9.一种电动汽车的压缩系统，所述压缩系统表面开设有多个高压气输出口，至少两个高压气输出口分别与气动水泵相连，所述压缩系统表面还开设有低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口，所述低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口分别与空调热管理系统相连。
10.进一步，所述气动水泵分别与电池热管理系统与电驱动冷却系统串联，所述气动水泵至少包括进气口与动力输出口，进气口与高压气输出口相连，动力输出口分别与电池热管理系统与电驱动冷却系统相连。
11.进一步，所述空调热管理系统至少包括冷凝器、蒸发器和膨胀阀，所述压缩系统分别与冷凝器、蒸发器和膨胀阀串联连接，所述低压气态冷媒进口与蒸发器相连，所述高压气态冷媒出口与冷凝器相连。
12.进一步，所述空调热管理系统提供冷却介质，所述电池热管理系统与电驱动冷却系统外部各设有一个气动水泵驱动冷却介质循环流动。
13.进一步，所述电驱动冷却系统包括依次串联连接的散热器、电机、电控、配电器、直流转换器、车载充电机和第一冷却介质流通管路，所述气动水泵的动力输出口与第一冷却介质流通管路相连通，冷却介质在气动水泵动力输出口和冷却介质流通管路循环流动。
14.进一步，所述电池热管理系统包括高压电池、换热器和第二冷却介质流通管路，所述气动水泵动力的输出口与第二冷却介质流通管路相连通，冷却介质在气动水泵动力输出口和冷却介质流通管路循环流动。
15.本技术第二方面提供一种电动汽车，所述电动汽车安装有上述任一项所述的一种电动汽车的压缩系统，还包括制动主缸与制动助力装置，所述电动汽车的压缩系统的空气压缩机分别与制动主缸和制动助力装置相连。
16.进一步，所述制动助力装置包括制动踏板和高压制动助力器，所述高压制动助力器安装在制动踏板上，所述高压助力器一端与制动主缸相连，另一端与压缩系统相连。
17.进一步，所述制动助力装置包括行程传感器、控制器和制动踏板，所述踏板下端安装有推杆，所述推杆与行程传感器相连，所述行程传感器与控制器电信号连接，所述控制器控制压缩系统产生相应的压缩高压气源，传导至制动主缸转变为液压制动。
18.进一步，所述制动助力装置还包括车载设备和控制器，所述车载设备进行数据处理和分析后传达到控制器，控制器接收制动需求，控制压缩系统产生对应的压缩高压气源，传导至制动主缸转变为液压制动。
19.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
20.1、压缩系统表面开设有多个高压气输出口，高压气输出口与气动水泵相连，同时还开设有低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口，低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口分别与空调热管理系统相连，有利于整车集成布置，成本降低，能量高效利用，且可以提高驾驶员的行驶体验。
21.2、压缩系统不受高原地理位置影响，且内部的空气压缩机与空调压缩机通过电信号，并联方式连接，进一步缩小了压缩系统的使用空间，并且压缩系统能提供指定压力的高压气体源，用于不同工况制动加速度需求，并不会增大压缩系统的体积。
22.3、压缩系统能分时提供或者同时提供压缩气态冷媒和高压空气的功能，春秋季节不使用空调，也会在制动时开启压缩系统，提供设备利用率。
23.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
24.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
25.图1是本发明实施例中压缩系统与气动水泵和空调热管理系统连接示意图；
26.图2是本发明实施例中一种电动汽车的示意图。
27.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范
围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.本发明涉及一种电动汽车的压缩系统，本发明实施例中的电动汽车的压缩系统，取消电动真空泵，将空调压缩机与空调压缩机集成于一体，且空调压缩机与空气压缩机之间通过电信号连接，并且通过并联的方式集成在一起，与现有技术采用皮带或者其他机械传动方式相比，电连接方式更节省内部空间，更有利于前舱的布局空间，同时也减轻了压缩系统的整体重量。
32.实施例一
33.如图1所示，本发明实施例中，介绍一种电动汽车的压缩系统，所述压缩系统包括集成于一体的空气压缩机与空调压缩机，压缩系统外部有壳体，壳体表面开设有多个高压气输出口，至少两个高压气输出口分别与气动水泵相连，压缩系统壳体的表面还开设有低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口，所述低压气态冷媒进口与高压气态冷媒出口分别与空调热管理系统相连。
34.通过上述设置，压缩系统表面开设有多个高压气输出口，吸气压缩成高压空气的功能，提供高压空气来源，给气动水泵提供动力源，提高压缩系统的整体性能，可以同时具备将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒的功能，与空调热管理系统相连之后可以提供冷却介质，用于冷却汽车各个部件。
35.同时，压缩系统内部包括空气压缩机与空调压缩机集成于一体，在春秋季节即使不使用空调，也会在制动时开启压缩系统，提高设备利用率。
36.本发明实施例中，空气压缩机与空调压缩机在压缩系统内部采用并联、电信号的方式连接，压缩系统可以同时将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒进行循环和/或吸气压缩成高压空气，提供高压空气来源，压缩系统可以同时具有两种功能，相比于单一的空气压缩机或空调压缩机只能提供单一功能，更能提高产品使用性能，且缩小了整体空间，有利于汽车前舱的布局空间。
37.本发明实施例中，所述压缩系统表面开设有多个高压气输出口，高压气输出口向车内需要高压气源的机构提供动力。通过在压缩系统设置多路高压气输出口，可以满足车内任何结构对高压气源的需求，例如，如气动撑杆、雨刮器等；同时，还可以提供气源为汽车
轮胎进行补气。另外，本发明中的压缩系统不受高原地理位置影响，能提供指定压力的高压气源，可以提供几倍甚至十几倍的高压气体用于不同工况制动加速度需求，并不会增大压缩系统的体积。
38.如图2所示，本发明实施例中，压缩系统还包括多个可提供冷却介质流动的动力气动水泵，至少两个高压气输出口分别与气动水泵相连，气动水泵将高压气作为动力源，提供动力。气动水泵动水泵分别与电池热管理系统与电驱动冷却系统串联，气动水泵至少包括进气口与动力输出口，进气口与高压气输出口相连，动力输出口分别与电池热管理系统与电驱动冷却系统相连；通过在电池热管理系统与电驱动冷却系统上串联设置气动水泵，气动水泵来提供冷却介质的循环动力；压缩系统的高压气输出口与进气口相连，气动水泵启动，冷却介质可以在动力输出口循环流动，分别为电池热管理系统与电驱动冷却系统循环冷却。
39.在压缩系统外部与气动水泵相连，随整车成本考虑，将原有高昂的电子水泵安装为气动水泵可以降低成本，且可以充分利用压缩系统中的高压气输出口，不需要因为在高原地带真空度不够导致气动水泵无法正常工作，提高汽车性能。且在原来的电动汽车电池热管理系统的电子水泵最多可达三个或以上，成本偏高，本发明只需要提供一个气动水泵，降低了汽车成本，又提供了冷却的目的。
40.本实施例中的压缩系统，可以作为电驱动冷却系统、电池热管理系统和空调热管理系统的一部分，同时工作，大幅简化了电子电器架构；同时，在另外一种实施方式中，将原有的电子水泵取消，将气动水泵集成在压缩系统内部，进一步缩小了内部空间结构，提高主机厂各部门交互度，并提升技术门槛为未来的汽车中央控制器与处理器发展打下基础。
41.如图2所示，本发明实施例中，空调热管理系统至少包括冷凝器、蒸发器和膨胀阀，压缩系统分别与冷凝器、蒸发器和膨胀阀串联连接，所述低压气态冷媒进口与蒸发器相连，所述高压气态冷媒出口与冷凝器相连。压缩系统压缩冷媒，压缩后的冷媒从高压气态冷媒出口进入冷凝器内，冷凝器通过车内的风散热后，冷媒开始冷凝，变成液态冷媒，液态冷媒流到膨胀阀后，被喷入蒸发器内，蒸发器挥发冷媒吸收驾驶室内热量，给汽车降温，又变成气态的冷媒从蒸发器中流出，从低压气态冷媒进口进入到压缩系统中，再次抽取压缩，重新在环路中流动。
42.本发明实施例中，压缩系统代替了传统单一的空调压缩机，将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的气态冷媒进行循环，从而实现了空调冷却的功能，另外，在春秋季节，一般很少会使用空调压缩机，这样会造成空间的浪费，本发明中的压缩系统在春秋季节即使不使用空调，也会在制动时开启压缩系统，提高设备的使用率。
43.本发明实施例中，空调热管理系统提供冷却介质，通过气动水泵分别驱动冷却介质在电池热管理系统与电驱动冷却系统内循环冷却，最终达到冷却的目的。
44.本发明实施例中，电驱动冷却系统包括依次串联连接的散热器、电机、电控、配电器、直流转换器、车载充电机和冷却介质流通管路，气动水泵两端的动力输出口与第一冷却介质流通管路相连通，冷却介质在气动水泵动力输出口和冷却介质流通管路循环流动，将电驱动冷却系统中产生的热量通过冷却介质降温，从而达到冷却的目的。
45.本发明实施例中，电池热管理系统包括高压电池、换热器和第二冷却介质流通管路，气动水泵动力的输出口与第二冷却介质流通管路相连通，冷却介质通过气动水泵的驱
动，在气动水泵动力输出口和冷却介质流通管路循环流动，在电池热管理系统中进行冷却降温。
46.实施例二
47.本发明实施例中，介绍一种汽车，所述汽车安装有实施例一中压缩系统，同时，本发明实施例中的汽车还安装有制动主缸与制动助力装置，电动汽车的压缩系统分别与制动主缸和制动助力装置相连。通过安装制动助力装置，与压缩系统配合，可以完成汽车制动，从而提高了驾驶者的舒适感，另外也提高了整车的nvh性能。
48.另外，本技术的压缩系统与制动助力装置可以替代原有的真空助力制动系统，取消真空助力制动系统中的真空泵、真空助力器等部件，大大提升前舱布局空间。
49.如图2所示，本发明实施例中，制动助力装置包括制动踏板和高压制动助力器，当汽车驾驶员踩下制动踏板时，可以通过带动高压助力器进而推动制动主缸内的活塞运动，高压助力至制动主缸转变为液压制动，使制动油壶中的制动液进入制动管路，液压制动连接电子稳定控制系统或防抱死制动系统等制动高级驾驶辅助系统、安全辅助装置后将制动力分配至各车轮制动钳进行制动，使前左制动器、前右制动器、后左制动器和后右制动器启动，最终达到制动的目的。与此同时，踩下踏板后，高压空气会进入高压助力器中，高压助力器的高压腔和大气腔之间的压力差对上述制动过程提供助力。
50.本发明实施例中的优势在于，制动系统的负荷较小，只需将气体压缩至较小的固定压力后进行放大即可。本发明实施例中，在制动的过程中取消了传统电子真空泵及真空助力器，大大减轻了重量，降低零部件数量。原来的真空助力制动系统零部件较多，重量较重，且压缩机、电子真空泵功能单一；发动机舱噪音较大，真空泵在工作时本体噪声可高达70db以上；本实施例中取消真空泵，减少一个较大的震动噪声源，大幅提升整车nvh性能。
51.实施例三
52.本实施例区别于实施例二在于制动助力装置还包括形成传感器、行程传感器、控制器和制动踏板，电动汽车的压缩系统与制动助力装置配合，从而达到制动的目的。如图2所示，行程传感器为用于检测制动踏板的行程，行程传感器与控制器电连接。本发明实施例中，电动汽车安装有制动踏板、安装在制动踏板下方的推杆以及与推杆连接的行程传感器，推杆能够在行程传感器中作轴向运动，使行程传感器根据推杆的位移输出电信号传给控制器；控制器通过控制压缩系统产生高压空气，通过高压气输出口输出到制动主缸。当驾驶者踩下制动踏板，带动行程传感器，行程传感器输出的电信号传给控制器，与此同时，控制器计算行程后得出所需的制动力，压缩系统产生对应的压缩高压气源，传导至制动主缸转变为液压制动后，经电子稳定控制系统、防抱死制动系统等制动辅助系统分配制动力至各车轮制动钳进行制动。本实施例中，电动汽车内的压缩系统能提供压力较大的高压气体源，且能自由调节高压气体压力大小；同时能实现制动踏板和制动力的完全解耦，使制动能量能在可完全回收的工况下(制动加速度、电池容量状态等条件满足)实现100％能量回收。
53.当电动汽车处于常规制动模式时，系统处于完全解耦状态，驾驶员踩下制动踏板，此时行程传感器采集到驾驶员踩下制动踏板的踏板行程信息，将采集到的信号通过控制线路传递到控制器，控制器根据踏板行程信息，分析驾驶员的制动意图，计算出本次制动所需要的总制动力，控制器根据此时车辆的压缩系统、电池热管理系统及电驱动冷却系统等的工作状态，计算出此时车辆能产生的再生制动力，总制动减去再生制动力即得到本次制动
所需的液压制动力。控制器根据液压制动力的大小，通过控制线路控制压缩系统产生相应的制动力。
54.本发明实施例中，电动汽车取消了真空助力器，电动汽车刹车时踩下制动踏板不会有能量损失在制动过程的摩擦生热上；在能量回收时，制动加速度非常稳定，驾驶者及乘客不会产生不适感。
55.在常规制动模式下，电动汽车处于完全解耦的状态，此时制动踏板与制动减速度完全解耦，驾驶员只提供制动所需的踏板行程等信息，并不参与实际的制动过程，实际的制动力完全由压缩系统提供，能够充分发挥车辆的再生制动力，最大限度的回收制动能量，提高续航里程。
56.实施例四
57.如图2所示，电动汽车安装有实施例一中的压缩系统和制动助力装置，本实施例与实施例2和3的区别在于，本实施例中的制动助力装置包括车载电子设备和控制器，车载电子设备包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达等设备，上述车载电子可以感知外界条件，并能够进行数据处理。并且本实施例中介绍的电动汽车的制动适用于自动驾驶技术，制动过程为由乘用车的车载电子设备感知外界条件，进行数据处理和分析后传达到控制器，控制器接收到制动需求，与此同时控制器计算所需的制动力，并控制压缩系统中的压缩系统产生对应的压缩高压气源，高压气源通过高压气输出口传导至制动主缸转变为液压制动后，经电子稳定控制系统、防抱死制动系统等制动辅助系统分配制动力至各车轮制动钳进行制动。
58.如果在制动过程中，控制器通过踏板行程传感器检测到驾驶员有踩下制动踏板的动作，则立即退出当前的自动驾驶制动模式，切换为实施例三中的制动模式。
59.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。