用于车辆的热管理系统的制作方法

文档序号:8914224阅读:379来源:国知局
用于车辆的热管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于车辆的热管理系统和用于控制器的方法。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆选择地单独或与一个或多个牵引电动机结合使用内燃发动机作为到变速器的输入扭矩源,而增程电动车辆仅在需要时使用较小的发动机,并且仅用于驱动发电机。电池电动车辆放弃使用小型气体发动机,并且替代地使用存储的电能或再生制动能量操作。所有三种车辆配置可仅以被称为的电动车辆(EV)模式的用电力操作。
[0003]一些电动车辆利用热泵系统来加热和冷却车辆乘客车厢,将前端热交换器用作蒸发器和储液器式制冷剂系统。在该系统中,前端热交换器可能随时间结冰并且需要除冰功能,这造成在中等和冷环境温度中低容量加热。

【发明内容】

[0004]提供了用于具有发动机的车辆的热管理系统和用于控制该热管理系统的方法。热管理系统可包括第一冷却剂回路、制冷剂回路和控制器。
[0005]第一冷却剂回路配置为循环第一冷却剂以缓和发动机的温度,并且还调节由车辆乘客车厢接收的空气。第一冷却剂回路可包括至少第一冷却剂泵、第一冷却剂回路热交换器、冷却剂加热器控制模块(CHCM)、CHCM混合阀和旁路阀。
[0006]第一冷却剂泵配置为泵送和/或循环第一冷却剂通过第一冷却剂回路。第一冷却剂回路热交换器在循环通过其的第一冷却剂和制冷剂之间交换热。
[0007]CHCM配置为加热第一冷却剂,以提供对乘客车厢的另外的加热,或在冷起动过程中温暖发动机。CHCM包括高压加热元件。CHCM混合阀配置为从第一冷却剂泵接收第一冷却剂,并且还占据第一位置、第二位置和第三位置中的一个,以使CHCM混合阀调制在CHCM和第一冷却剂回路热交换器之间的第一冷却剂的流动。
[0008]旁路阀配置为占据旁路位置和联接位置中的一个,以使旁路阀在占据旁路位置时引导第一冷却剂到第一冷却剂泵,并且在联接位置中时引导第一冷却剂到发动机。
[0009]制冷剂回路配置为循环制冷剂并且调节由乘客车厢接收的空气,即将由乘客车辆接收的空气冷却和/或除湿。制冷剂回路可包括至少一个压缩机、第一冷却剂回路热交换器和AC冷凝器。制冷剂回路进一步配置为以第一模式和第二模式中的一种操作。在第一模式中,压缩机仅排出制冷剂到第一冷却剂回路热交换器。在第二模式中,压缩机仅排出制冷剂到AC冷凝器。
[0010]控制器包括处理器和有形非瞬时性存储器,指令记录在该有形非瞬时性存储器上。执行记录的指令使处理器促动CHCM混合阀和旁路阀到预定位置,以实行用于热管理系统的所选操作模式,其中,所选操作模式为高效模式、热泵辅助模式、最大性能模式和推进系统节能改进模式中的一种。
[0011]记录指令的执行使处理器完成下面的示例性方法步骤,以实行热管理系统以所选操作模式进行的操作。首先,控制器选择用于热管理系统的操作模式,其中,该操作模式为高效模式、热泵辅助模式、最大性能模式和推进系统能量改进模式中的一种。其次,控制器向热管理系统发出以所选操作模式操作的信号。第三,控制器促动旁路阀以占据旁路位置和联接位置中的一个。第四,控制器促动冷却剂加热器控制模块(CHCM)阀,以占据第一位置、第二位置和第三位置中的一个。第五,基于所选的操作模式,控制器向制冷剂回路发出以第一模式和第二模式中的一种操作的信号。
[0012]一种用于具有发动机的车辆的热管理系统,该热管理系统包括:
[0013]制冷剂回路,配置为循环制冷剂,并且进一步配置为以第一模式和第二模式中的一种操作;
[0014]第一冷却剂回路,与制冷剂回路为热交换关系,并且配置为循环第一冷却剂,第一冷却剂回路包括:
[0015]第一冷却剂泵;
[0016]第一冷却剂回路热交换器,配置为在在制冷剂回路中循环的制冷剂和第一冷却剂之间交换热;
[0017]冷却剂加热器控制模块(CHCM),包括高压加热元件;
[0018]CHCM混合阀,配置为占据第一位置、第二位置和第三位置中的一个,以使CHCM混合阀在CHCM和第一冷却剂回路热交换器之间调制第一冷却剂的流动;
[0019]旁路阀,配置为占据旁路位置和联接位置中的一个,以使旁路阀配置为在占据旁路位置时引导第一冷却剂到第一冷却剂泵的流动,并且进一步配置为在占据联接位置时引导第一冷却剂到发动机的流动;
[0020]控制器,具有处理器和有形非瞬时性存储器,在有形非瞬时性存储器上具有记录的指令,其中,执行记录的指令使得处理器促动CHCM混合阀和旁路阀到预定位置,以实行用于热管理系统的所选的操作模式,其中,所选的操作模式为高效模式、热泵辅助模式、最大性能模式和推进系统节能改进模式中的一种。
[0021]其中,制冷剂回路在热管理系统以高效模式、热泵辅助模式和最大性能模式中的每一种操作时以第一模式操作。
[0022]其中,所选的操作模式为高效模式,以使控制器促动旁路阀从而占据旁路位置并且引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂泵;并且其中,控制器促动CHCM混合阀以占据第一位置,以使CHCM混合阀引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂回路热交换器。
[0023]其中,所选的操作模式为热泵辅助模式,以使控制器促动旁路阀从而占据旁路位置并且引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂泵;并且其中,控制器促动CHCM混合阀以占据第二位置,以使CHCM混合阀引导第一冷却剂的流动到第一冷却剂回路热交换器和CHCM中的每一个。
[0024]其中,所选的操作模式为最大性能模式,以使控制器促动旁路阀从而占据旁路位置并且引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂泵;并且其中,控制器促动CHCM混合阀以占据第三位置,以使CHCM混合阀引导第一冷却剂的流动仅到CHCM。
[0025]其中,所选的操作模式为最大性能模式,以使控制器促动旁路阀从而占据联接位置并且引导第一冷却剂的流动仅到发动机;并且其中,控制器促动CHCM混合阀以占据第三位置,以使CHCM混合阀引导第一冷却剂的流动仅到CHCM。
[0026]其中,当所选的操作模式为推进系统节能改进模式时,制冷剂回路以第一模式和第二模式中的每一种操作。
[0027]其中,制冷剂回路以第一模式操作直到发动机达到预定阈值温度,由此将发动机用作散热器;并且其中,当发动机超过预定阈值温度时,制冷剂回路以第二模式操作。
[0028]其中,所选的操作模式为推进系统节能改进模式,以使控制器促动旁路阀从而占据联接位置并且引导第一冷却剂的流动仅到发动机;并且其中,控制器促动CHCM混合阀以占据第一位置,以使CHCM混合阀引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂回路热交换器。
[0029]其中,所述制冷剂回路包括:
[0030]压缩机;
[0031]第一冷却剂回路热交换器,配置为在流动通过其的第一冷却剂和制冷剂之间交换执.^ ,
[0032]AC冷凝器,配置为在制冷剂和外界环境之间交换热;
[0033]至少一个模式选择阀,配置为占据第一位置和第二位置中的一个;
[0034]其中,当所述至少一个模式选择阀占据第一位置时,制冷剂回路以第一模式操作,以使从压缩机排出的制冷剂被引导为仅到第一冷却剂回路热交换器;并且
[0035]其中,当所述至少一个模式选择阀占据第二位置时,制冷剂回路以第二模式操作,以使从压缩机排出的制冷剂被引导为仅到AC冷凝器。
[0036]其中,制冷剂回路进一步包括第一膨胀装置和第二膨胀装置,其中,第一膨胀装置和第二膨胀装置中的每一个配置为当制冷剂回路以第一模式操作时从第一冷却剂回路热交换器接收制冷剂;并且其中,第一膨胀装置和第二膨胀装置进一步配置为当制冷剂回路以第二模式操作时仅从AC冷凝器接收制冷剂。
[0037]一种控制用于车辆的热管理系统的方法,所述方法包括:
[0038]提供热管理系统,热管理系统包括配置为循环第一冷却剂的第一冷却剂回路和配置为循环制冷剂的制冷剂回路,其中,第一冷却剂回路包括第一冷却剂泵,第一冷却剂回路热交换器,和冷却剂加热器控制模块(CHCM);
[0039]经由控制器选择用于热管理系统的操作模式,其中,操作模式为高效模式、热泵辅助模式、最大性能模式和推进系统节能改进模式中的一种;
[0040]经由控制器向热管理系统发送以所选的操作模式操作的信号;
[0041]经由控制器促动旁路阀,以占据旁路位置和联接位置中的一个;
[0042]经由控制器促动冷却剂加热器控制模块(CHCM)混合阀,以占据第一位置、第二位置和第三位置中的一个;和
[0043]基于所选的操作模式,经由控制器向制冷剂回路发出以第一模式和第二模式中的一种操作的信号。
[0044]其中,选择用于热管理系统的操作模式包括选择高效模式,以使制冷剂回路以第一模式操作;并且其中,促动旁路阀包括促动旁路阀以占据旁路位置并且引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂泵;并且其中,促动CHCM混合阀包括促动CHCM混合阀以占据第一位置并且引导第一冷却剂的流动仅到第一冷却剂回路热交换器。
[0045]其中,选择用于热管理系统的操作模式包括选择热泵辅助模式,以使制冷剂回路以第一模式操作;并且其中,促动旁路阀包
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