用于加热车辆的方法和系统的制作方法_4

文档序号:8422661阅读:来源:国知局
提供热量至冷却剂和乘客舱。如果环境温度高于第二阈值环境温度,流向PTC加热器265的电流可以停止同时热泵232继续运转以利用热泵的效率。这样,当发动机没有运转时可以仅经由热泵、仅经由PTC加热器或者通过PTC加热器和热泵向乘客舱提供热量。经由冷却剂、热泵和/或PTC加热器加热乘客舱空气之后方法400前进至退出。
[0065]注意,将PTC加热器安装在中间热交换器242内允许PTC加热器的电压和电流保持在乘客舱220的外部。此外,PTC加热器暴露于冷却剂而不是空气允许在电动推进的车辆和不电动推进的车辆之间使用更高百分比的气候控制部件。
[0066]在426处,方法400确定发动机温度是否高于第一阈值温度。发动机温度可以是汽缸盖温度、发动机冷却剂温度或其它发动机温度。第一阈值发动机温度可以小于发动机暖机稳定的运转温度(例如90°C)。例如,第一阈值发动机温度可以是20°C。如果方法400确定发动机温度高于第一阈值温度,答案为是且方法400前进至428。否则,答案为否且方法400前进至424。
[0067]在428处,方法400确定发动机温度是否高于第二阈值温度。该发动机温度可以是汽缸盖温度、发动机冷却剂温度或其它发动机温度。第二阈值发动机温度可以略微小于发动机暖机稳定的运转温度。例如,第二阈值发动机温度可以是65°C。如果方法400确定发动机温度高于第二阈值温度,答案为是且方法400前进至432。否则,答案为否且方法400前进至430。
[0068]在430处,方法400启用中间热交换器242中的PTC加热器以加热冷却剂子系统230中流动的冷却剂。此外,将来自发动机的热量提供至加热器芯体244。特别地,将阀门250调节至将流出发动机的冷却剂引导通过中间热交换器242和加热器芯体244并且冷却剂不流动通过通道252的位置。额外地,将阀门251调节至使流出发动机的冷却剂旁通散热器231的位置以增加流动至加热器芯体244的冷却剂中保持的热量。经由启用泵254将PTC加热器加热的冷却剂引导至加热器芯体244。从而,发动机和PTC加热器提供热量至加热器芯体244。还可以启用风扇292使乘客舱空气通过加热器芯体244,从而通过流过加热器芯体244的冷却剂和乘客舱空气之间交换的热量加热乘客舱空气。可以反馈控制流向PTC加热器电流以将冷却剂温度调节至希望的温度。在经由发动机和PTC加热器加热的冷却剂加热乘客舱空气之后方法400前进至退出。
[0069]额外地,在430处方法400可以确定环境温度是否高于阈值温度。如果是,图2中系统的热泵部分提供热量至流向加热器芯体的冷却剂同时停用PTC加热器。当环境温度高于阈值温度时热泵比PTC加热器加热冷却剂可能更高效。然而,如果环境温度低于阈值温度,启用PTC加热器并停用热泵。这样,可以经由PTC加热器或热泵子系统232加热冷却剂回路中的冷却剂。
[0070]在432处,方法400仅从发动机加热的冷却剂提供热量至乘客舱。如果停用PTC加热器则方法400停止流向PTC加热器的电流。由于发动机温度升高,发动机提供的热量足以加热乘客舱而不需要启用PTC加热器以可以节省电能。方法400还可以调节阀门251的位置使得当发动机温度处于希望的温度时冷却剂流动通过散热器231。此外,阀门250设置为允许冷却剂从阀门251流动至中间热交换器242和加热器芯体244。仅经由发动机提供冷却剂加热乘客舱之后方法400前进至退出。
[0071]在404处,方法400确定驾驶员需求扭矩是否小于(L.T.)阈值水平并且车辆是否减速。在一个示例中,可以经由加速器踏板的位置确定驾驶员需求扭矩。此外,方法400可以基于车速减小而确定车辆减速。在又一些示例中,方法400可以经由全球定位系统(GPS)或其它装置确定车辆是否下坡以及驾驶员需求扭矩是否小于阈值扭矩。如果方法400确定驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩并且如果车辆减速或下坡,答案为是且方法400前进至406。否则,答案为否且方法400前进至420。
[0072]在406处,方法400启用再生制动并且经由传动系集成的起动机/发电机或另一种传动系电机将车辆的动能转换为电能。当启用再生制动时电机以发电机或交流发电机模式运转。再生制动期间产生的电能传输至车辆电力总线使得电能可以提供至电池、PTC加热器和其它电动运转的装置。当然,可以阶梯升高或降低电机提供的电力的电压以针对部件电压极限进行调节。启用再生制动之后方法400前进至408。
[0073]在408处,方法400将车辆的动能产生的电能引导至PTC加热器。当电池充电至高于其SOC的水平时使用车辆的动能驱动PTC加热器,在仅电机提供扭矩至车轮以推进车辆的电动推进模式中可以加热发动机和乘客舱而不减小车辆的行程范围。可以响应于冷却剂温度而改变提供至PTC加热器的电能以提供希望的发动机冷却剂温度。可以根据是否请求乘客舱加热以及当前的发动机温度而改变希望的发动机冷却剂温度。再生制动期间产生的电能开始引导至PTC加热器之后方法400前进至410。
[0074]在410处,方法400经由PTC加热器加热发动机。通过启用PTC加热器并且调节阀门250的位置使得冷却剂不流动通过旁通252而使冷却剂流动通过发动机12来加热发动机。额外地,可以调节阀门251的位置使得流出发动机12的冷却剂旁通散热器231。旁通散热器231允许在通过PTC加热器再加热冷却剂之前冷却剂中存储额外的热能。加热发动机可以减少发动机暖机时间。此外,当再起动发动机时加热发动机可以改善发动机内的燃料汽化使得使用更少燃料来再起动发动机并从而可以减少发动机排放。从而,在再生制动期间可以使用PTC加热器而不需要从电池或其它发动机存储装置汲取电能来加热发动机和乘客舱。这样运转PTC加热器可以允许保持或延长车辆的行程范围。启用PTC加热器加热发动机之后方法400前进至退出。
[0075]从而,图4提供了一种加热车辆的方法,包含:响应于环境温度小于阈值温度而通过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的冷却剂的温度;以及响应于环境温度高于阈值温度而通过从热泵传输的热量来增加冷却剂的温度。该方法包括其中PTC位于热交换器处。
[0076]在一些示例中,方法进一步包含当PTC加热器运转时不运转热泵。该方法包括其中经由热交换器传输从热泵传输的热量。该方法进一步包含经由发动机加热冷却剂。该方法进一步包含响应于发动机温度高于阈值温度而停用PTC加热器。该方法进一步包括其中热泵是蒸汽压缩热泵。
[0077]图4还提供了一种加热车辆的方法,包含:响应于加热乘客舱的请求并且当没有以再生制动模式运转时而经由PTC加热器传输热量至冷却剂加热乘客舱而不加热发动机;以及响应于进入再生制动模式而经由PTC加热器加热发动机。该方法进一步包含响应于退出再生制动模式而停止加热发动机。该方法包括其中在再生制动模式期间电机提供电力至PTC加热器。该方法包括其中冷却剂流动通过加热器芯体。
[0078]在一些示例中,该方法包括其中PTC加热器位于将热量从热泵传输至冷却剂的热交换器处。该方法包括其中响应于环境温度小于阈值温度而启用PTC加热器。该方法包括其中车辆包括发动机,并且其中发动机没有燃烧空气和燃料。
[0079]现在参考图5,显示了用于运转车辆加热系统的示例模拟序列。垂直标记T0-T10显示该运转序列期间的相关时间。
[0080]从图5顶部起的第一幅图是发动机温度相对于时间的图。X轴代表时间并且时间在该图的左侧开始并且朝X轴箭头方向增加。Y轴代表发动机温度(例如发动机冷却剂温度、汽缸盖温度或其它发动机温度)并且发动机温度朝Y轴箭头方向增加。
[0081]从图5顶部起的第二幅图是PTC加热器状态相对于时间的图。X轴代表时间并且时间在该图的左侧开始并且朝X轴箭头方向增加。Y轴代表PTC加热器状态。当PTC加热器状态处于较低水平时PTC加热器关闭。当PTC加热器状态处于较高水平时PTC开启。
[0082]从图5顶部起的第三幅图是乘客舱加热请求相对于时间的图。X轴代表时间并且时间在该图的左侧开始并且朝X轴箭头方向
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