[发明专利]车辆的暖通空调和电池热管理

说明书

背景技术

[0001]本发明总的涉及车辆中的暖通空调(HVAC)系统和电 池组热系统。

[0002]现在正在推出采用电池组为电推进系统储存大量能 量的先进机动车辆。例如，这些车辆可包括充电式混合动力电动 车辆，具有作为发电机为电池充电的内燃机的电动车辆，以及燃 料电池车辆。总体上，这些电池组需要某种类型的热系统来冷却 和加热电池组。

[0003]用于冷却和加热电池组的典型电池热系统依赖于来 自车辆暖通空调系统的空气流。这可以是被引导通过电池组的客 舱空气。但是这些系统具有缺陷，例如由于空气的低传热系数所 造成的低散热，由于电池风扇马达噪音以及空气急流噪音所造成 的内部客舱噪音、振动以及声振粗糙度(NVH)，当车辆被停放在 太阳下后(由于在行驶周期开始时客舱中的高空气温度)所造成 的有限电池冷却容量，以及保证客舱和电池热系统之间的空气进 口栅不被车辆乘客意外堵塞(导致电池空气冷却流减少或完全没 有)的困难。

发明内容

[0004]一种实施例涉及一种用于具有客舱和电池组的车辆 的暖通空调和电池热系统。该系统可包括制冷剂回路和冷却剂回 路。制冷剂回路可包括压缩机、冷凝器、第一支路和第二支路， 第一支路包括蒸发器膨胀装置和构造成给客舱提供冷却的蒸发 器，第二支路包括电池膨胀装置和冷却器。冷却剂回路构造成引 导冷却剂通过电池组并包括可控制的冷却剂路径阀、旁路分支和 冷却器分支，冷却器位于冷却器分支中。冷却剂路径阀具有引导 冷却剂进入旁路分支的旁路出口和引导冷却剂进入冷却器分支 并通过冷却器的冷却器出口。冷却剂回路还可包括散热器分支和 散热器分支中的电池散热器，冷却剂路径阀包括引导冷却剂进入 散热器分支并通过电池散热器的散热器出口。

[0005]一种实施例涉及一种用于具有电池组的车辆的暖通 空调和电池热系统。该系统可包括制冷剂回路和冷却剂回路。制 冷剂回路可包括压缩机、冷凝器、电池膨胀装置和冷却器。冷却 剂回路引导冷却剂通过电池组并包括可控制的冷却剂路径阀、旁 路分支、散热器分支、冷却器分支和位于散热器分支中的电池散 热器。冷却器位于冷却器分支中。冷却剂路径阀具有引导冷却剂 进入旁路分支的旁路出口，引导冷却剂进入冷却器分支并通过冷 却器的冷却器出口，和引导冷却剂进入散热器分支并通过电池散 热器的散热器出口。

[0006]一种实施例涉及一种冷却车辆的客舱和电池组的方 法，该方法包括以下步骤：检测客舱所要求的舱室冷却负荷；检 测电池组所需要的电池热负荷；如果要求高客舱冷却负荷并检测 到相对同等高级别的电池组冷却负荷，则启动制冷剂压缩机以引 导制冷剂通过HVAC模块蒸发器和冷却器，并设置冷却剂路径阀 以引导冷却剂通过冷却器和电池组；如果要求相对较低的客舱冷 却负荷并且检测到相对同等低级别的电池组冷却负荷，则启动制 冷剂压缩机以引导制冷剂通过HVAC模块蒸发器和冷却器，并设 置冷却剂路径阀以引导冷却剂通过电池组并通过冷却器和冷却 器旁路管路中的至少一个。

[0007]实施例的优点在于，车辆HVAC系统可以满足变化的 客舱空调负荷，同时还能够满足变化的电池冷却和加热负荷。冷 却剂路径阀、冷却器和电池散热器的使用允许更多的HVAC和电 池热工作状态以满足变化的客舱和电池热负荷。通过在电池组内 保持期望的温度可以使电池寿命最大化。

附图说明

[0008]图1是依照第一种实施例的具有HVAC和电池热系统 的车辆的示意图。

[0009]图2是表示工作状态的表格，所示工作状态用在一种 满足客舱和电池组的不同热需求的方法中。

[0010]图3是依照第二种实施例的具有HVAC和电池热系统 的车辆的示意图。

具体实施方式

[0011]参照图1，总的由20标示的车辆的一部分包括车辆 的暖通空调(HVAC)和电池热系统22。系统22包括具有制冷剂 回路26的空调部分24。制冷剂回路26包括制冷剂压缩机28和 冷凝器30。制冷剂压缩机28可以是电驱动的，其具有在运行过 程中调整压缩机速度(RPMs)的能力。冷凝器30再引导制冷剂进 入制冷剂管路32，制冷剂管路32分岔为制冷剂回路26的第一 支路34和第二支路36。