[發明專利]一種電動汽車空壓機控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201610003583.2
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105649967A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 田韶鵬;李庚;張瑞鵬;雷蕾;王晨辰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B41/02;F04B39/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;楊曉燕

技術領域

本發明涉及電動汽車空壓機控制領域，具體涉及一種電動汽車空壓機控制系統及其控制方法。

背景技術

汽車空壓機是汽車氣動系統的動力來源，主要用于為氣壓制動系統等裝置提供壓縮空氣。傳統汽車中發動機帶動空壓機的活塞做往復運動壓縮空氣儲存到儲氣罐，當儲氣罐中的氣壓達到設定的壓力安全值（0.8MPa左右）時，必須進行卸荷處理，在這個卸荷的過程中空壓機仍處于運轉狀態。總體來說，裝配了空壓機的傳統汽車有兩種卸荷方式。第一種方式為放空卸荷，空壓機隨發動機運轉壓縮空氣，當儲氣罐中氣壓達到預設上限值時，空壓機繼續壓縮空氣，但此時儲氣罐中的安全閥開啟，罐中壓縮氣體排出，實現放空卸荷；當儲氣罐壓力低于預設下限值時，罐中安全閥關閉，壓縮氣體不再排放。這種方法最為簡單，但不經濟，浪費了大量能量，一般不采用。第二種方式采用壓力調節器，當罐中氣壓到達預設上限值時，使空壓機的排氣壓力等于進氣壓力，此時空壓機的功率消耗為額定功率的20%-30%，這種方式較為經濟，應用于大多數傳統汽車。雖然第二種卸荷方式有所改進，但是并沒有解決空壓機空轉的問題，這造成了能量的浪費。因此對于以節能減排為目的的純電動汽車，將傳統汽車上的空壓機控制方式應用于純電動車不是很適合。

對于使用發動機驅動的汽車，產生的噪聲最高在90-110db，而活塞式空壓機產生的噪聲最高可達90db，此時空壓機產生的噪聲并不是那么明顯。由于電動機工作時的噪音相對較小，活塞式空壓機產生的噪音對于電動汽車來說就是一個巨大的噪聲源，活塞式空壓機的噪聲主要由進氣噪聲，排氣噪聲和機械噪聲組成。為了避免此類噪聲，目前電動汽車均選用旋葉式空壓機。但是，旋葉式空壓機和活塞式空壓機高達十倍的差價造成了生產成本的提高。

另外，就空壓機的控制方式來說，現在電動汽車均采用機械式氣壓開關對空壓機進行控制。由于疲勞強度的限制，機械式氣壓開關工作的可靠性和壽命便大大折扣，這種機械式開關一旦出現工作故障，可導致車輛出現氣壓急劇下降，導致制動力不足，甚至制動失靈。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述不足，提供一種電動汽車空壓機控制系統及其控制方法，在保證供給足夠的壓縮空氣的同時有效地避免了壓縮空氣足夠情況下空壓機的無效運轉。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種電動汽車空壓機控制系統，包括控制單元、執行機構、活塞式空壓機、儲氣罐和壓力傳感器，活塞式空壓機與儲氣罐的空氣充入口連接，壓力傳感器安裝在儲氣罐內、用于實時感應儲氣罐內空氣壓力，壓力傳感器輸出端與控制單元輸入端連接，控制單元輸出端經執行機構與活塞式空壓機連接，控制單元用于根據儲氣罐中壓力傳感器檢測的壓力信號通過執行機構控制活塞式空壓機的運轉與否。

按上述方案，所述活塞式空壓機的進排氣道中還設置有抗性消音器，所述抗性消音器由突變界面的管和室相互組合構成。

按上述方案，所述活塞式空壓機的外圍設置有隔音罩，隔聲罩的外殼由不透氣的金屬材料組成，隔聲罩的中間為阻尼層，隔聲罩的內層裝有吸聲材料。

按上述方案，所述執行機構采用小型電動機或電磁離合器。

按上述方案，所述壓力傳感器采用電阻式壓力傳感器。

本發明電動汽車空壓機控制系統的控制方法，包括如下步驟：

1）首先控制系統初始化；

2）電動汽車在行駛過程中，活塞式空壓機向儲氣罐充入空氣；

3）安裝在儲氣罐中的壓力傳感器實時檢測儲氣罐內空氣壓力，并將儲氣罐內空氣壓力值傳遞至控制單元；

4）控制單元將儲氣罐內空氣壓力值與預先儲存設定的壓力閥值進行比較，判斷壓縮空氣是否充足，若儲氣罐內空氣壓力值大于壓力閥值的上限值，即壓縮空氣充足，控制單元發出控制信號通過執行機構使活塞式空壓機停止運轉，不再壓縮空氣，停止向儲氣罐中充入空氣；若儲氣罐內空氣壓力值小于壓力閥值的下限值，即壓縮空氣不足，控制單元發出控制信號通過執行機構使活塞式空壓機運轉壓縮空氣，向儲氣罐中充入空氣；如此循環往復，儲氣罐中氣壓不足時，活塞式空壓機運轉，儲氣罐充滿時，活塞式空壓機停止運轉，使得儲氣罐內空氣壓力維持在一定的范圍內。

按上述方案，所述壓力閥值的上限值約為0.8MPa，下限值約為0.6MPa。