用于車輛氣候控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于改善對(duì)車輛乘客艙進(jìn)行加熱和冷卻的方法和系統(tǒng)。這些方法和系統(tǒng)對(duì)于僅被電推進(jìn)的車輛或者包含在車輛運(yùn)行期間可能被停止的發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛是特別有用的，以提高車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛的乘客車廂可以通過(guò)熱泵被加熱和冷卻。在乘客車廂加熱模式中，熱泵可以使用乘客艙之外的熱泵熱交換器作為蒸發(fā)器。在乘客艙冷卻模式中，熱泵可以使用同一熱泵熱交換器作為冷凝器。熱泵熱交換器被放置在環(huán)境空氣流路徑中，以從環(huán)境空氣中提取熱量或者向環(huán)境空氣散發(fā)熱量。然而，車輛也可以包括使用環(huán)境空氣來(lái)散發(fā)來(lái)自車輛的熱量的其他熱交換器。例如，如果車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)，則車輛可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器和變速器冷卻器。由于車輛組裝要求，熱泵熱交換器可能被放置在與其他車輛熱交換器相同的空氣流路徑中。如果熱泵熱交換器被放置在其他車輛熱交換器的前端，則熱泵熱交換器在乘客車廂加熱模式期間可能從在空氣流路徑中流動(dòng)的空氣中提取比所期望的少的熱量，因?yàn)闊岜脽峤粨Q器僅被暴露到環(huán)境空氣。然而，如果熱泵熱交換器被放置在其他車輛熱交換器之后，則熱泵熱交換器可能向在空氣流路徑中流動(dòng)的空氣散發(fā)較少的熱量，因?yàn)槠渌囕v熱交換器可能增加流過(guò)熱泵熱交換器的空氣的溫度。因此，熱泵可能不以所期望的那樣高的效率運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上提到的缺點(diǎn)，并且已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種用于操作車輛氣候控制系統(tǒng)的方法，其包括:在第一氣候控制模式下，將熱能從熱泵傳遞到高溫冷卻劑回路；以及在第二氣候控制模式下，將熱能從熱泵傳遞到低溫冷卻劑回路。
[0004]通過(guò)在第一氣候控制模式下將熱能傳遞到高溫冷卻劑回路以及在第二氣候控制模式下將熱能傳遞到低溫冷卻劑回路，可以提供改善熱泵效率的技術(shù)結(jié)果，因?yàn)闊崮芸梢员粋鬟f到兩個(gè)不同的熱交換器。具體地，在乘客車廂加熱模式期間，經(jīng)由外部熱交換器從環(huán)境空氣中提取的熱能可以被引導(dǎo)到高溫冷卻劑回路，在其中熱能可以被傳遞到乘客車廂。另一方面，在乘客車廂冷卻模式期間，來(lái)自乘客車廂的熱能可以被傳遞到低溫冷卻劑回路和低溫散熱器。因此，兩種熱泵操作模式可以利用具有不同組裝位置的不同熱交換器，不同組裝位置可以改善熱泵的效率。例如，低溫散熱器可以被定位在其他發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器的前端，使得它可以在乘客車廂冷卻模式期間向環(huán)境空氣散發(fā)更多的熱量。外部熱交換器可以被定位在其他車輛熱交換器之后，以便在乘客車廂加熱模式期間改善熱泵的效率。
[0005]在另一實(shí)施例中，一種操作車輛氣候控制系統(tǒng)的方法包括:在第一模式下，調(diào)整兩個(gè)閥的位置以引導(dǎo)來(lái)自高溫冷卻劑回路的冷卻劑通過(guò)制冷劑-冷卻劑熱交換器；以及在第二模式下，調(diào)整這兩個(gè)閥的位置以引導(dǎo)來(lái)自低溫冷卻劑回路的冷卻劑通過(guò)制冷劑-冷卻劑熱交換器。
[0006]在另一實(shí)施例中，在第二模式下，高溫冷卻劑回路中的冷卻劑繞過(guò)制冷劑-冷卻劑熱交換器。
[0007]在另一實(shí)施例中，在第二模式下，熱泵被操作在乘客車廂冷卻模式。
[0008]在另一實(shí)施例中，在第一模式下，熱泵被操作在乘客車廂加熱模式。
[0009]在另一實(shí)施例中，在第一模式下，熱泵被操作在乘客車廂除濕模式。
[0010]在另一實(shí)施例中，提供了一種車輛系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:高溫冷卻劑回路；低溫冷卻劑回路；制冷劑-冷卻劑熱交換器；包含制冷劑的熱泵；以及可調(diào)整以允許冷卻劑從高溫冷卻劑回路流到制冷劑-冷卻劑熱交換器的兩個(gè)控制閥，并且這兩個(gè)控制閥可調(diào)整以允許冷卻劑從低溫冷卻劑回路流到制冷劑-冷卻劑熱交換器。
[0011]在另一實(shí)施例中，這兩個(gè)控制閥不允許冷卻劑從高溫冷卻劑回路流到制冷劑-冷卻劑熱交換器，同時(shí)允許冷卻劑從低溫冷卻劑回路流到制冷劑-冷卻劑熱交換器。
[0012]在另一實(shí)施例中，高溫冷卻劑回路包括發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、冷卻劑以及加熱器核心。
[0013]在另一實(shí)施例中，低溫冷卻劑回路包括低溫散熱器和冷卻劑。
[0014]在另一實(shí)施例中，車輛系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器，所述控制器包括存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中用于調(diào)整兩個(gè)控制閥的指令。
[0015]在另一實(shí)施例中，車輛系統(tǒng)進(jìn)一步包括存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中用于使熱泵操作在乘客車廂加熱模式的額外指令。
[0016]本說(shuō)明書可以提供幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具體地，該方法可以允許熱泵熱交換器被定位為使得熱泵效率可以被改善。進(jìn)一步地，該方法可以允許車輛的氣候控制系統(tǒng)使用較少的制冷劑如所期望地操作。此外，可以減少熱泵的外部熱交換器的尺寸。
[0017]當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖閱讀以下【具體實(shí)施方式】時(shí)，本說(shuō)明書的以上優(yōu)點(diǎn)以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征將會(huì)是顯而易見(jiàn)的。
[0018]應(yīng)該理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡(jiǎn)化的形式引入一批概念，這些誒概念將在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步被描述。這并不意味著識(shí)別了所主張的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，主題的范圍由【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求書唯一地限定。而且，所主張的主題不局限于解決了上文指出的或者在本公開(kāi)的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)單獨(dú)或者參考附圖閱讀實(shí)施例的示例(在此稱為【具體實(shí)施方式】)，將更完全地理解本文所述的優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0020]圖1是車輛的示意圖；
[0021]圖2示出了操作在加熱模式下的示例車輛氣候控制系統(tǒng)；
[0022]圖3示出了操作在冷卻模式下的示例車輛氣候控制系統(tǒng)；
[0023]圖4示出了圖1的車輛的示例車輛傳動(dòng)系；以及
[0024]圖5示出了操作車輛氣候控制系統(tǒng)的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明涉及為車輛乘客車廂提供氣候控制。具體地說(shuō)，描述了一種經(jīng)由熱泵向車輛車廂提供加熱和冷卻的方法和系統(tǒng)，該熱泵包括在車輛車廂外部的兩個(gè)熱交換器。車輛可以是如圖1所示的載客車輛，或者商用車輛(未示出)。熱泵可以如圖2和圖3所示地配置和操作。車輛在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖4所示。最后，熱泵可以根據(jù)圖5的方法進(jìn)行操作。
[0026]參考圖1，示出了車輛10，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)12、電機(jī)14以及電能存儲(chǔ)裝置11。在一個(gè)示例中，車輛可以僅通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)12推進(jìn)，可以僅通過(guò)電機(jī)14推進(jìn)，或者通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)12和電機(jī)14兩者推進(jìn)。電機(jī)14可以通過(guò)電能存儲(chǔ)裝置11供應(yīng)電力。電能存儲(chǔ)裝置11可以通過(guò)車輛的動(dòng)能或者發(fā)動(dòng)機(jī)12充電，從而向電機(jī)14提供電力。電機(jī)14可以將車輛的動(dòng)能或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩轉(zhuǎn)化成電能，電能被存儲(chǔ)電能存儲(chǔ)裝置11中。電能存儲(chǔ)裝置11也可以通過(guò)家用充電系統(tǒng)或者遠(yuǎn)程充電系統(tǒng)(例如，充電站)從固定電網(wǎng)中充電。在一個(gè)示例中，電能存儲(chǔ)裝置11是電池。替換地，電能存儲(chǔ)裝置11可以是電容器或其他存儲(chǔ)裝置。
[0027]車輛10可以包括如圖4所示的傳動(dòng)系或者另一合適的傳動(dòng)系，以便推進(jìn)車輛10和/或?yàn)檐囕v部件提供動(dòng)力。車輛10被示為具有內(nèi)燃機(jī)12，并且其可以選擇性耦接到電機(jī)14。內(nèi)燃機(jī)12可以燃燒汽油、柴油、乙醇、氫或者燃料的組合。
[0028]現(xiàn)在參考圖2，車輛氣候控制系統(tǒng)224被示為處于乘客車廂加熱模式。各裝置和流體通道或管道被示為實(shí)線。電氣連接被示為虛線。車輛氣候控制系統(tǒng)224可以被包括在圖1中所示的車輛10內(nèi)，并且車輛氣候控制系統(tǒng)224可以根據(jù)圖5的方法進(jìn)行操作。
[0029]車輛10可以包括乘客艙220、發(fā)動(dòng)機(jī)艙222以及氣候控制系統(tǒng)224。乘客艙220可以在車輛10內(nèi)并且它可以接收一個(gè)或多個(gè)乘員。氣候控制系統(tǒng)224的一部分可以位于乘客艙220內(nèi)。
[0030]發(fā)動(dòng)機(jī)艙222可以被定位靠近乘客艙220。一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力源(例如，內(nèi)燃機(jī)12)以及一部分氣候控制系統(tǒng)224可以在發(fā)動(dòng)機(jī)艙222內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)艙222可以通過(guò)隔板226與乘客艙220隔離。氣候控制系統(tǒng)224可以使空氣循環(huán)，和/或控制或修改在乘客艙220內(nèi)循環(huán)的空氣的溫度。進(jìn)一步地，內(nèi)燃機(jī)12可以通過(guò)氣候控制系統(tǒng)224加熱，以便減少燃料消耗和排放。氣候控制系統(tǒng)224可以包括冷卻劑子系統(tǒng)230、熱泵子系統(tǒng)232以及通風(fēng)子系統(tǒng) 234。
[0031]冷卻劑子系統(tǒng)230包括高溫冷卻劑回路241和低溫冷卻劑回路243。高溫冷卻劑回路241包括內(nèi)燃機(jī)12、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器231、泵240以及加熱器核心244。低溫冷卻劑回路243包括泵237、低溫散熱器236以及可選的液體冷卻增壓空氣冷卻器235。低溫冷卻劑回路243和高溫冷卻劑回路241可以與除氣瓶299連通。替換地，高溫冷卻劑回路231中的冷卻劑可以與低溫冷卻劑回路243中的冷卻劑隔離。諸如水或乙二醇的冷卻劑可以流動(dòng)通過(guò)高溫冷卻劑回路241和低溫冷卻劑回路243。來(lái)自高溫冷卻劑回路241和低溫冷卻劑回路243的冷卻劑可以經(jīng)由控制閥251和252經(jīng)過(guò)中間制冷劑-發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑熱交換器242 (intermediate refrigerant to engine coolant heat exchanger)o
[0032]在一個(gè)示例中，控制閥251和252可以是四端口雙位置閥。當(dāng)控制閥251和252在各自的第一位置(例如，針對(duì)乘客車廂加熱模式被定位的位置)時(shí)，高溫冷卻劑回路中的冷卻劑經(jīng)過(guò)中間制冷劑-發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑熱交換器242。當(dāng)控制閥251和252在各自的第二位置(例如，乘客車廂冷卻模式)時(shí)，低溫冷卻劑回路243中的冷卻劑經(jīng)過(guò)中間制冷劑-發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑熱交換器242。因此，控制閥251和252提供了將熱量從熱泵子系統(tǒng)232經(jīng)由低溫散熱器236傳遞到乘客車廂220或者環(huán)境空氣的能力。
[0033]在乘客車廂加熱模式、除冰模式、并行除