制冷剂截止阀简化的制作方法

本公开涉及用于为车辆提供气候控制的方法和系统。该方法和系统可以特别用于仅电动推进的车辆或包括混合动力传动系统的车辆。

背景技术：

众所周知，车辆中的各种系统可以经由流体(例如，冷却剂)系统或回路进行冷却。例如，车辆中的暖通空调(hvac)系统包括交换热量以允许车厢被加热或冷却的流体系统或回路。该hvac流体系统可以包括在hvac流体系统自身内隔离的多个热交换器。众所周知，hvac流体系统和混合动力传动系统冷却剂系统可以彼此热连通以在这两个系统之间交换热量。

此类hvac流体系统可以具有三个二元状态(开/关)制冷剂截止阀，每个热交换器有一个截止阀，并且每个阀位于相关热交换器的上游。所有三个热交换器都可以从相应的流体管线供应制冷剂，该流体管线从诸如ac冷凝器等单个源分支。

技术实现要素：

在一个实施例中，一种车辆系统包括制冷剂回路，该制冷剂回路包括位于冷凝器的下游和第一蒸发器的上游的第一膨胀装置(诸如热膨胀阀(txv))。第二膨胀装置位于该冷凝器的下游和第二蒸发器的上游。第三膨胀装置位于电池冷却器的上游。膨胀装置都不包括二元截止阀。

在另一个实施例中，一种车辆系统包括制冷剂回路，该制冷剂回路包括：位于第一蒸发器的上游的第一膨胀装置，其用于控制通过该第一蒸发器的制冷剂流量；位于第二蒸发器的上游的第二膨胀装置，其用于控制通过该第二蒸发器的制冷剂流量；和位于电池冷却器上游的第三膨胀装置，其用于控制通过该电池冷却器的制冷剂流量。膨胀装置中的仅一个包括截止阀。

在又一实施例中，制冷剂回路被配置为向车辆的乘客舱传递热能或从车辆的乘客舱传递热能。该制冷剂回路包括多个蒸发器和多个热膨胀阀。每个阀都位于该蒸发器中的相应蒸发器的上游，并且每个阀都不包括截止阀。多流量位置阀位于该蒸发器的下游。

附图说明

图1是根据各种实施例的具有本文公开的气候控制系统的车辆的透视图。

图2是气候控制系统的制冷剂回路的示意图的示例，其中送到多个热交换器的流体由单独的截止阀控制。

图3是根据一个实施例的气候控制系统的制冷剂回路的示意图的示例，其中截止阀的数量相对于热交换器减少和重新定位。

图4是根据另一个实施例的气候控制系统的制冷剂回路的示意图的另一个示例，其中截止阀的数量相对于热交换器减少和重新定位。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和可选形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为用于教导所属领域技术人员以各种方式采用实施例的代表性基础。如所属领域一般技术人员将理解的是，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实现方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。

本公开涉及一种用于车辆的气候控制系统。车辆气候控制系统可以包括在如图1中所示的电动或混合动力车辆中。参考图1，示出了包括发动机12、电机14和电能存储装置11的车辆10。在一个示例中，车辆可以仅经由发动机12、仅经由电机14或者通过发动机12和电机14两者推进。电机可以经由电能存储装置11供电。电能存储装置11可以经由向电机14供电的发动机12和向电能存储装置11输出电能的电机进行再充电。可选地，可以在车辆减速或下坡期间通过经由电机14将车辆的动能转换成电能来对电能存储装置进行再充电。电能存储装置11还可以经由家用充电系统或远程充电系统(例如，充电站)从固定电网再充电。在一个示例中，电能存储装置11是电池。可选地，电能存储装置11可以是电容器或其他存储装置。

车辆10可以具有一个动力源12，其可以被配置为内燃发动机，其可以适于燃烧任何合适类型的燃料，诸如汽油、柴油燃料或氢气。作为另一种选择，车辆10可以被配置为混合动力车辆，其可以具有多个动力源，诸如如发动机等非电源和电源。电能存储装置(例如，电池)是一个示例。

本公开的冷却剂系统可以各种形式的车辆来实施。例如，第2015/0052913号美国专利公开公开了具有根据各种实施例的制冷剂回路和冷却剂回路的车辆。这仅仅是可以实施本公开的教导的车辆系统的一个示例。

图2至图4中提供了气候控制系统的制冷剂回路的特定实施例的简化图示。下面使用的术语是简化术语，但是应当给出它们在上述公开中描述的全部含义。例如，下面描述的冷凝器和蒸发器可以更广泛地称为热交换器，并且是热交换器的一个示例。此外，图2至图4中所示的示意性示例包括前部hvac蒸发器芯、后部hvac蒸发器芯和电池冷却器。这些可以更广泛地称为蒸发器或蒸发器芯。附图仅仅是示例性的；本公开的教导可以适用于具有一个以上的蒸发热交换器或膨胀装置和一个或多个相关截止阀的任何制冷系统。

参考图2中所示的实施例，示出了用于车辆的简化的制冷剂回路或制冷剂循环系统110。车辆可以是混合动力电动、纯电动、燃料电池车辆或其中提供除内燃发动机之外的二级推进源的其他类似车辆。该系统包括三个蒸发器或热交换器，即，前部hvac蒸发器112、后部hvac蒸发器114和电池冷却器116。电池冷却器可以是紧凑型板对板热交换器(plate-to-plateheatexchanger)，其被配置为将热能从电池冷却剂回路传递到车辆的制冷剂回路以维持最佳电池温度。内部热交换器(ihx)118也可以设置在前部蒸发器112和后部蒸发器114的上游。在另一个实施例中，不存在ihx118。

在系统110中还设置有泵或压缩机120，其将制冷剂或流体泵送到外部热交换器或冷凝器122。压力传感器124可以位于压缩机120的出口上或压缩机与冷凝器122之间，并向控制器提供改变压缩机的输出(如果需要)的反馈数据。然后一些制冷剂被泵送到内部热交换器118，在那里它没有被选择性地送到蒸发器112、114、被选择性地送到其中的任一个或两个，而一些制冷剂被泵送到电池冷却器116。

设置三个二元状态(开/关)制冷剂截止阀，每个蒸发器112、114、116有一个制冷剂截止阀。具体地，诸如热膨胀阀126等前部膨胀装置设置在前部hvac蒸发器112的上游，后部膨胀装置128设置在后部hvac蒸发器114的上游，并且电池冷却器膨胀装置130设置在电池冷却器116的上游。虽然对“膨胀装置”的引用可以包括如所示的热膨胀阀，但是本公开所适用的其他实施例包括电子膨胀阀(exv)、孔管等。

所有三个蒸发器112、114、116都可以选择性地从单个源(冷凝器122)供应并从单个制冷剂管线分支以供给每个单独的蒸发器的制冷剂。相应的截止阀构建在单独的制冷剂管线分支中以供应每个蒸发器。

当两个hvac截止阀126、128关闭并且电池冷却器截止阀130打开时，该系统可能受到系统制冷剂压力的较大峰值。虽然这是该车辆的期望工况，但是遇到的制冷剂压力是不期望的。

因此，根据本公开的各种实施例，示出了附加系统，其中制冷剂截止阀的数量减少并且在制冷系统内重新定位。如下面将进一步详细描述的，一些截止阀组合并重新定位在蒸发器的下游，在从蒸发器到压缩机的回流制冷剂管线上。图3至图4中示出了两个这样的实施例，这些实施例仅仅是可能配置的示例。

参考图3，提供了hvac制冷剂系统140的一个实施例，其中单个多流量位置阀142位于所有回流制冷剂管线在阀142处重新组合的位置，该多流量位置阀输出到连接到压缩机或泵上的单个制冷剂管线144中。具体地，前部hvac蒸发器112、后部hvac蒸发器114和电池冷却器116中的每一个都具有入口(或上游)侧和出口(或下游)侧。同样，每个入口都设置有膨胀装置。然而，在该实施例中，膨胀装置126'、128'和130'没有被设置有二元(开/关)特征。换言之，膨胀装置不包括二元截止阀。相反，多流量位置阀142放置在蒸发器112、114、116的下游的这些蒸发器的出口组合的位置中。多流量位置阀142与阀126'、128'和130'相结合控制哪些出口被馈入压缩机120。二元流量阀允许或阻止流体流通过它们。相反，多位置流量阀经由某种机构允许入口流的各种组合被组合到单个出口流中。多位流量阀允许得到比二元流量阀更多的控制，其范围从所有入口流被阻止到单个入口流到单个出口流，直到并包括将所有入口流组合到单个出口流中。所示的配置允许具体控制被供应制冷剂且在蒸发器和电池冷却器上游不具有二元(开/关)阀的那些热交换器，同时避免上述的高系统压力情况。这种配置还避免了对客户或车辆乘员的任何意外冷却。

参考图4，示出了hvac制冷剂系统140'的另一个实施例。在该实施例中，多流量位置阀142'现在仅从前部hvac蒸发器112和后部hvac蒸发器114的出口接收流体。这两条管线在阀142'处组合成单个制冷剂管线146。在该实施例中，阀130”现在包括二元(开/关)关闭特征。电池冷却器116的出口旁通阀142'，其中电池冷却器116的出口管线148与蒸发器112、114的下游和可选内部热交换器118的上游的管线146组合。这种该配置还允许具体控制供应制冷剂的那些热交换器以及对电池冷却器116进行二元(开/关)制冷剂流量控制，同时避免上述高系统压力情况。这种配置还避免了对客户或车辆乘员的任何意外冷却。

在图4的实施例中，多流量位置阀142'不包括二元状态(开/关)关闭特征。在未示出的另一个实施例中，阀142'是二元状态(开/关)截止阀。这为制冷剂回路提供了两个二元(开/关)截止阀，一个在前部蒸发器112和后部蒸发器114的下游，并且一个在电池冷却器116的上游。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不希望这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种变化。如先前所述，各种实施例的特征可以组合形成可以不明确描述或示出的本发明的进一步实施例。虽然各种实施例就一个或多个期望特性而言可能已经描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是所属领域一般技术人员认识到，可以牺牲一个或多个特征或特性以实现期望整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场适销性、外观、包装、大小、服务能力、重量、可制造性、便于组装等。因此，就一个或多个特性而言，在任何实施被描述为不及其他实施例或现有技术实现方式理想的程度上，这些实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用可以是所期望的。

根据本发明，提供了一种车辆系统，该车辆系统具有制冷剂回路，该制冷剂回路包括：第一膨胀装置，其位于冷凝器的下游和第一蒸发器的上游；第二膨胀装置，其位于该冷凝器的下游和第二蒸发器的上游；和第三蒸膨胀装置，其位于电池冷却器的上游，其中膨胀装置都不包括二元截止阀。

根据实施例，上述发明的特征还在于多流量位置阀，其位于该第一蒸发器、该第二蒸发器和该电池冷却器的下游。

根据实施例，该多流量位置阀将通过该第一蒸发器、该第二蒸发器和该电池冷却器的制冷剂组合到单个制冷剂管线中。

根据实施例，该单个制冷剂管线使制冷剂通过内部热交换器(ihx)，并且该ihx被配置为在该电池冷却器的上游的制冷剂与该第一、第二和第三膨胀装置的下游的制冷剂之间传递热量。

根据实施例，该多流量位置阀不是二元截止阀，该二元截止阀被配置为阻止制冷剂流过该多流量位置阀。

根据实施例，该制冷剂回路不包括二元截止阀，该二元截止阀被配置为阻止制冷剂流过相关热膨胀阀。

根据实施例，该第一蒸发器是前部hvac蒸发器芯，所述前部hvac蒸发器芯被配置为将热量传递到控制该车辆前部的气候的系统，并且该第二蒸发器是后部hvac蒸发器芯，所述后部hvac蒸发器芯被配置为将热量传递到控制该车辆后部的气候的系统。

根据本发明，提供了一种车辆系统，该车辆系统具有制冷剂回路，该制冷剂回路包括：位于第一蒸发器的上游的第一膨胀装置，其用于控制通过该第一蒸发器的制冷剂流量；位于第二蒸发器的上游的第二膨胀装置，其用于控制通过该第二蒸发器的制冷剂流量；和位于该电池冷却器上游的第三膨胀装置，其用于控制通过该电池冷却器的制冷剂流量，其中该膨胀装置中的仅一个包括截止阀。

根据实施例，该第三膨胀装置包括该截止阀。

根据实施例，该截止阀被配置为阻止制冷剂流过该第三膨胀装置。

根据实施例，上述发明的特征还在于多流量位置阀，其在该第一蒸发器和该第二蒸发器的下游。

根据实施例，上述发明的特征还在于该多流量位置阀不包括截止阀，该截止阀被配置为阻止制冷剂流过该多流量位置阀。

根据实施例，该多流量位置阀将通过该第一蒸发器和该第二蒸发器的制冷剂组合到单个管线中。

根据实施例，上述发明的特征还在于位于该电池冷却器的下游的出口管线，该出口管线旁通该多流量位置阀并与该多流量位置阀的下游的单个管线重新组合。

根据实施例，上述发明的特征还在于二元状态制冷剂流量截止阀，其在该第一蒸发器和该第二蒸发器的下游。

根据实施例，该二元状态制冷剂流量截止阀将通过该第一蒸发器和该第二蒸发器的制冷剂组合到单个管线中。

根据实施例，上述发明的特征还在于位于该电池冷却器下游的出口管线，其旁通该二元状态制冷剂流量截止阀并且与该二元状态制冷剂流量截止阀的下游的单个管线重新组合。

根据本发明，提供了一种被配置为向车辆的乘客舱传递热能或从车辆的乘客舱传递热能的制冷剂回路，该制冷剂回路具有：多个蒸发器；多个热膨胀阀，每个热膨胀阀都位于该蒸发器中的相应蒸发器的上游，并且每个热膨胀阀都不包括截止阀；和多流量位置阀，其位于该蒸发器的下游。

根据实施例，上述发明的特征还在于位于电池冷却器的上游的另一个热膨胀阀，其中该另一个热膨胀阀不包括截止阀。

根据实施例，每个蒸发器都包括相应的出口，并且该出口组合成单个制冷剂管线，并且该多流量位置阀将出口流体地连接到该单个制冷剂管线。