最大化具有双蒸发器和双加热器芯体的气候控制系统的电气化车辆中的除霜模式的制作方法_2

文档序号:9515419阅读:来源:国知局
用于电气化车辆12的电荷保持操作模式的示例。在HEV模式期间,电气化车辆12可以减少马达22推进使用以便通过增加发动机14推进使用而将电池总成24的荷电状态维持在恒定或近似恒定的水平。电气化车辆12可以在除EV和HEV模式之外的其他操作模式下操作。
[0040]图2说明比如图1的电气化车辆12这样的电气化车辆的气候控制系统56。然而,本公开扩展到其他电气化车辆并且不限于图1中所示的具体配置。在图2中,装置和流体通道或管道用实线显示,并且电气连接如虚线所示。
[0041]在一实施例中,电气化车辆12包括乘客舱58、发动机舱60和气候控制系统56。乘客舱58可以位于电气化车辆12里面并且可以容纳一个或多个乘员。气候控制系统56的一部分可以设置在乘客舱58里面。
[0042]发动机舱60邻近乘客舱58定位。比如内燃发动机14这样的一个或多个动力源、以及气候控制系统56的一部分可以容纳在发动机舱60里面。发动机舱60可以经由隔板62与乘客舱58隔离。气候控制系统56可以使空气循环和/或控制或改变在乘客舱58中循环的空气的温度。内燃发动机14也可以由气候控制系统56热管理以降低燃料消耗和排放。
[0043]气候控制系统56可以包括冷却剂子系统64、热栗子系统66和通风子系统68。在下面详细描述这些系统的中的每一个。
[0044]冷却剂子系统64或冷却剂回路,可以使比如乙二醇这样的冷却剂循环以冷却发动机14。例如,当发动机操作时,由发动机14生成的废热可以传递给冷却剂,然后循环到散热器70以冷却发动机14。在一实施例中,冷却剂子系统64包括冷却剂栗72、中间热交换器74、前加热器芯体76、后加热器芯体78、以及可以通过比如管、软管、管道和/或诸如此类这样的管道或通道流体互相连接的旁通回路80。散热器70将来自冷却剂的热能传递到围绕电气化车辆12的环境空气。
[0045]此外,冷却剂子系统64可以包括有选择地调整通过发动机14、散热器70、中间热交换器74、前加热器芯体76和/或后加热器芯体78的冷却剂流的阀82、84和86。在一实施例中,阀82、84和86是经由控制器88有选择地驱动的电动阀。其他类型的阀可以可选地在冷却剂子系统64中利用。
[0046]在操作中,冷却剂栗72使冷却剂通过冷却剂子系统64循环。冷却剂栗72可以由电或非电动力源驱动。例如,冷却剂栗72可能可操作地耦接到发动机14,或可能由电动马达驱动。冷却剂栗72接收来自发动机14的冷却剂并且使冷却剂在闭合回路中循环。例如,当气候控制系统56在加热模式下操作时,冷却剂可以从冷却剂栗72路由到中间热交换器74,从而绕过散热器70,然后在返回到发动机14之前到前加热器芯体76和/或后加热器芯体78。当发动机14输出相对高水平的热能时,在冷却剂返回到发动机14之前,冷却剂可以经由中间热交换器74和前加热器芯体76和/或后加热器芯体78从冷却剂栗72流到散热器70。阀84引导来自冷却剂栗72的冷却剂或者通过散热器70或者围绕散热器70到阀82。基于阀82的位置,冷却剂可以通过或围绕发动机14流动。
[0047]中间热交换器74可以促进冷却剂子系统64和热栗子系统66之间热能的传递。例如,热量可以从热栗子系统66传递到冷却剂子系统64或反之亦然。在一实施例中,中间热交换器74设置为冷却剂子系统64和热栗子系统66两者的一部分。中间热交换器74可以包括任何合适的配置。例如,中间热交换器74可以具有促进热栗子系统66和冷却剂子系统64之间的热能传递的板翅式、管片式、管壳式配置,而没有混合或交换这些系统的传热流体。
[0048]在某些条件下,前加热器芯体76和后加热器芯体78可以将来自发动机冷却剂的热能传递到在乘客舱58中的空气。前加热器芯体76和后加热器芯体78位于乘客舱58里面通风子系统68的不同部分中的不同的位置处并且可以包含任何合适的配置。在一实施例中,前和后加热器芯体76、78配置为板翅式或管片式热交换器。然而,其他加热器芯体配置也预期为在本公开的范围之内。
[0049]旁通回路80以不被发动机14加热这样的方式路由冷却剂。阀82可以控制通过旁通回路80的冷却剂流。例如,当在第一位置时,阀82可以防止冷却剂流过旁通管路90并且抑制从发动机14到中间热交换器74的冷却剂的流动。在这样的位置中,第二冷却剂栗92可以使冷却剂通过旁通回路80从中间热交换器74循环到前和后加热器芯体76、78,然后到旁通管路90,然后返回到第二冷却剂栗92。同样,冷却剂子系统64中的冷却剂可以通过热栗子系统66经由中间热交换器74独立地加热。当定位在第二位置时,阀82也可以抑制通过旁通管路90的冷却剂流。当冷却剂不流过旁通管路90时,第二冷却剂栗92可以使冷却剂循环或可能不使冷却剂循环。
[0050]热栗子系统66或制冷剂回路,可以使制冷剂循环以将热能传递到乘客舱58或传递来自乘客舱58的热能并且将热能传递到冷却剂子系统64或传递来自冷却剂子系统64的热能。在一实施例中,热栗子系统66配置为双蒸发器/双加热器芯体蒸汽压缩热栗系统,在该系统中,比如制冷剂这样的流体通过热栗子系统66循环以传递热能到乘客舱58或传递来自乘客舱58的热能。
[0051]热栗子系统66可以被控制以在各种模式下操作,包括但不限于冷却模式、加热模式和除湿模式。在冷却模式下,热栗子系统66可以使制冷剂循环以将来自乘客舱58内部的热能传递到乘客舱58外部。在加热模式下,在没有使制冷剂通过位于乘客舱58中的任何热交换器循环的情况下,热栗子系统66可以将来自制冷剂的热能经由中间热交换器74传递到冷却剂子系统64的冷却剂。在除湿模式下,热栗子系统66可以操作以从乘客舱58除去湿气并且经由中间热交换器74向冷却剂子系统64提供热量,例如,以便除霜电气化车辆12的挡风玻璃。
[0052]在一实施例中,热栗子系统66包括压缩机94、中间热交换器74、第一膨胀装置98、电磁阀99、外部热交换器100、三通阀102、蓄积器106、第二膨胀装置108、前蒸发器110、第三膨胀装置116和后蒸发器118。热栗子系统66的组件可以经由比如管、软管诸如此类的一个或多个通道流体连通。
[0053]压缩机94增压制冷剂并且使制冷剂通过热栗子系统66循环。压缩机94可以由电或非电动力源驱动。例如,压缩机94可以可操作地耦接到发动机14或由电动马达驱动。在气候控制系统56的加热模式下,压缩机94引导高压制冷剂到中间热交换器74,中间热交换器74转而可以将来自高压制冷剂的热量传递到流过中间热交换器74的冷却剂以加热冷却剂子系统64的冷却剂。
[0054]第一膨胀装置98定位在中间热交换器74和外部热交换器100两者之间并且与中间热交换器74和外部热交换器100两者流体连通。第一膨胀装置98适应于改变热栗子系统66的制冷剂的压力。例如,第一膨胀装置98可以电子膨胀阀、热膨胀阀(TXV)或比如固定限流管这样的固定区域阀(fixed area valve),其可能是或可能不是外部控制的。第一膨胀装置98可以降低流过第一膨胀装置98从中间热交换器74到外部热交换器100的制冷剂的压力。因此,从中间热交换器74接收的高压制冷剂可以在较低的压力下退出第一膨胀装置98并且作为在加热模式下的液体和蒸汽混合物。
[0055]电磁阀99可以定位在允许制冷剂的一部分绕过第一膨胀装置98的旁通管路122中。电磁阀99可以在冷却模式下打开并且在加热模式下关闭。当打开时,大多数制冷剂流经过电磁阀99,因为它提供最小阻力的路径。当电磁阀99关闭时,所有的制冷剂流经过第一膨胀装置98以调节流入外部热交换器100的制冷剂流。
[0056]外部热交换器100可以定位在发动机舱60里面。在冷却模式或空调环境下,外部热交换器100可以起冷凝器作用以通过使制冷剂从蒸汽冷凝到液体来将热量传递到周围环境。在加热模式下,外部热交换器100可以起蒸发器作用以将来自周围环境的热量传递到制冷剂,从而引起制冷剂蒸发。
[0057]三通阀102可以定位在外部热交换器100和蓄积器106及蒸发器110两者之间。三通阀102可以控制退出外部热交换器100的制冷剂流。在加热模式下,驱动三通阀102以允许制冷剂从外部热交换器100沿着旁通管路104流到蓄积器106,从而绕过蒸发器110。比如在冷却模式下,三通阀102可以可选地定位以允许沿着管路112到蒸发器110的制冷剂的流动。
[0058]蓄积器106充当用于储存任何残留液体制冷剂的储液器,以便蒸汽制冷剂而不是液体制冷剂提供给压缩机94。蓄积器106包括吸收来自制冷剂的相对少量的水分的干燥剂。
[0059]第二膨胀装置108可以定位在外部热交换器100和前蒸发器110之间并与外部热交换器100和前蒸发器110流体连通。第三膨胀装置116可以定位在外部热交换器100和后蒸发器118之间并与外部热交换器100和后蒸发器118流体连通。第二和第三膨胀装置108、116可以具有与第一膨胀装置98相似的结构并且配置成与第一膨胀装置98相似地改变制冷剂的压力。在一实施例中,第二膨胀装置108在加热模式下关闭以抑制从外部热交换器100到前蒸发器110
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