用于加热车辆的方法和系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于改善车辆加热的方法和系统。该方法和系统对于纯电动推进的车辆或者可以包括在车辆运转期间可以停止以改善碳氢化合物燃料经济性的发动机的车辆尤其有用。
【【背景技术】】
[0002]当环境温度较低时可以经由发动机加热车辆的乘客舱。然而，一些混合动力车辆可能不需要启用发动机而运转一段时间以节省碳氢化合物燃料。对于这些车辆，可能希望提供替代方式来加热乘客舱。不起动发动机加热乘客舱的一种方式可以是经由热泵向乘客舱提供热量。热泵从环境状况(ambient condit1ns)提取热量来加热乘客舱。热泵在一些温度下有效，但是在一些较低的温度下它们的效率可能会降低。所以，可能希望经由不同的装置加热车辆的乘客舱。
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【发明内容】
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[0003]发明人在此已经认识到上述缺点并且开发了一种用于加热车辆的方法，包含:响应于环境温度小于阈值温度而经由提供电流至正温度系数(PTC)加热器来增加包括加热器芯体的冷却剂回路中冷却剂的温度；以及响应于环境温度高于阈值温度而经由从热泵传输的热量来增加冷却剂的温度。
[0004]通过使用PTC加热器和/或热泵加热冷却剂，可以提供的技术效果是在宽广范围的环境温度中加热车辆的乘客舱。此外，由于通过PTC加热器和热泵加热冷却剂，混合动力车辆或电动车辆可以共用非混合动力车辆的很多部件。例如，在混合动力和非混合动力车辆之间可以共用用于乘客舱的通风系统，因为在两种车辆中冷却剂均是传热媒介。此外，可以经由PTC加热器加热发动机使得可以减少发动机排放和燃料消耗。
[0005]根据本发明的一个实施例，再生制动模式期间电机提供电力至PTC加热器。
[0006]根据本发明的一个实施例，冷却剂流动通过加热器芯体。
[0007]根据本发明的一个实施例，PTC加热器位于将热量从热泵传输至冷却剂的热交换器处。
[0008]根据本发明的一个实施例，响应于环境温度小于阈值温度而启用PTC加热器。
[0009]根据本发明的一个实施例，车辆包括发动机，并且其中发动机没有燃烧空气和燃料。
[0010]根据本发明的一个实施例，加热器芯体位于乘客舱中。
[0011]根据本发明的一个实施例，进一步包含控制器，其控制包括存储在非瞬态存储器用于经由PTC加热器加热发动机的指令。
[0012]根据本发明的一个实施例，进一步包含存储在非瞬态存储器中用于提供热量至乘客舱的额外的可执行指令。
[0013]根据本发明的一个实施例，进一步包含存储在非瞬态存储器中用于经由PTC加热器加热乘客舱的额外的可执行指令。
[0014]根据本发明的一个实施例，进一步包含在再生制动期间提供电力至PTC加热器的电机。
[0015]本发明可以提供多个优点。特别地，该方法可以改善电动和混合动力车辆的乘客舱加热。此外，该方法可以通过车辆的动能使发动机暖机而减少燃料消耗和车辆排放。更进一步地，该方法可以通过减少加热乘客舱消耗的电池电荷而改善车辆的电动推进范围。
[0016]单独或结合附图阅读下面的【具体实施方式】，本发明的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。
[0017]应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在【具体实施方式】中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由遵循具体实施例的权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
【【附图说明】】
[0018]通过单独或参考附图阅读示例实施例(指具体实施例)将更加充分理解本说明书描述的优点。
[0019]图1是车辆的示意图；
[0020]图2显示用于图1中车辆的示例车辆加热系统；
[0021]图3显示用于图1中车辆的示例车辆传动系；
[0022]图4显示用于运转加热系统的方法；以及
[0023]图5显示了根据图4中的方法运转车辆加热系统的模拟示例序列。
【【具体实施方式】】
[0024]本发明涉及向车辆提供热量。特别地，当发动机没有运转时可以加热车辆的冷却剂回路以加热乘客舱和/或发动机。车辆可以是图1中显示的乘用车或商用车(未显示)。车辆包括图2中显示的气候控制系统。气候控制系统可以包括的发动机，发动机是图3所示的混合动力的动力传动系统的一部分。可以基于图4中的方法向车辆提供热量。可以根据图4中的方法如图5中的运转序列显示的加热车辆。
[0025]参考图1，显示了包括发动机12、电机和电能存储装置11的车辆10。在一个示例中，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14两者推进车辆。可以经由电能存储装置11向电机提供电力。可以经由发动机12提供动力至电机14并且电机输出电能至电能存储装置11而向电能存储装置11再充电。可替代地，可以在车辆减速或下坡期间经由电机14将车辆的动能转换成电能向电能存储装置再充电。还可以经由家庭充电系统或远程充电系统(例如充电站)从固定的电网向电能存储装置11再充电。在一个示例中，电能存储装置11是电池。可替代地，电能存储装置11可以是电容器或其它存储装置。
[0026]现在参考图2，显示了车辆加热系统或气候控制系统224。装置和流体通道或管道显示为实线。电连接显示为虚线。
[0027]车辆10可以包括图3中显示的传动系或用于推进车辆10和/或驱动车辆部件的另一种适当的传动系。车辆10显示为具有内燃发动机12，并且发动机可以选择性地连接至电机(未显示)。内燃发动机12可以燃烧汽油、柴油、醇、氢或组合燃料。
[0028]车辆10可以包括乘客舱220、发动机舱222和气候控制系统224。乘客舱220可以在车辆10内并且它可以容纳一个或多个乘客。气候控制系统224的一部分可以位于乘客舱220中。
[0029]发动机舱222可以设置为接近乘客舱220。一个或多个动力源(比如内燃发动机12)以及一部分气候控制系统224可以在发动机舱222内。可以经由隔板226隔离发动机舱222和乘客舱220。气候控制系统224可以循环空气和/或控制或调整在乘客舱220中循环的空气的温度。此外，可以经由气候控制系统224加热内燃发动机12以减少燃料消耗和排放。气候控制系统224可以包括冷却剂子系统230、热泵子系统232和通风子系统234。
[0030]冷却剂子系统230 (也可以称为冷却剂回路)可以循环冷却剂(比如乙二醇)以冷却内燃发动机12。例如，当发动机运行或可运转时内燃发动机产生的废热可以传输至冷却剂并且随后循环至散热器231以冷却内燃发动机12。在至少一个示例中，冷却剂子系统230可以包括冷却剂泵240、中间热交换器242、集成在中间换热器242并浸在冷却剂中的电动启动正温度系数(PTC)加热器265、加热器芯体244以及可以通过管道或通道(比如硬管、软管、管道等)流体互连的旁通回路248。冷却剂子系统230包括用于将热能传输至车辆10周围的环境空气的散热器231。冷却剂子系统230还包括用于调节通过发动机12、散热器231和中间换热器242的冷却剂流的电动阀门250和251。经由控制器212选择性地运转电动阀门250和251。
[0031]冷却剂泵240可以循环冷却剂通过冷却剂子系统230。可以通过电力或非电力动力源驱动冷却剂泵240。例如，冷却剂泵240可以经由带可操作地连接至内燃发动机12或者可替代地可以通过电力驱动的马达来驱动。冷却剂泵240可以从内燃发动机12接收冷却剂并且在闭合回路中循环冷却剂。例如，当气候控制系统224处于加热模式时，如箭头指示的可以将冷却剂从冷却剂泵240引导至中间热交换器242、旁通散热器231并且随后在返回至内燃发动机12之前引导至加热器芯体244。当内燃发动机12输出较高水平的热能时，冷却剂在经由中间热交换器242和加热器芯体244返回至内燃发动机12之前可以从泵240流