[发明专利]热电气候控制

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及加热、通风和冷却(HVAC)或气候控制系统，特别地，涉及用于采用了分布式热电模块的车辆的气候控制系统。

背景技术

气候控制系统被用在车辆中以提供加热或冷却，从而在使用车辆时将内部客舱保持在期望的温度。传统上，气候控制系统包括分开的加热系统和冷却系统。加热系统吸收由车辆(例如，由车辆的内燃发动机)产生的潜热。空气管道将潜热从诸如加热器芯体的中心位置传递到客舱的通风口。冷却系统通常使用热动力制冷循环，其使工作流体在压缩机、蒸发器和冷凝器之间运动，以从通风空气中吸收热。冷却的空气随后通过空气管道从集中的蒸发器传送到客舱通风口。通常，采用这些类型的系统，客舱的温度控制被限制于单个温度设定，这是因为只有单个的加热或冷却源。

空气管道、通风口、加热管线和制冷管线在车辆中占据了相当可观的空间，因此，由于可能与其它的车辆部件干涉，所以该配置不易于修改。在制造商向具有不同需求(例如，相对于将方向盘放置在车辆左侧，需要将方向盘放置在车辆右侧)的不同市场提供车辆时，需要关于气候控制系统的不同设计。因此，保持多种设计会导致投资和操作费用的增加。

而且，尽管传统的气候控制系统在具有内燃发动机的车辆中工作良好，但在具有改进的推进系统的车辆中却存在问题，例如，在具有直喷式汽油/柴油内燃发动机(ICE)、混合动力电动/ICE、以燃料电池单元和电提供动力的车辆中。这些车辆可能没有或者没有足够的废热用于加热车辆的客舱。在这些车辆中的电阻加热通常比为优化燃料/充电消耗所期望的情况效率低，并且仅提供热。电力供能的常规空调系统也比所期望的优化的能量消耗的效率低，并且导致比优化的能量消耗差。

因此，尽管现有的车辆气候控制系统适于它们的既定目的，但仍然需要进行改进，以便为车辆提供大小合适的客舱气候控制，并且该气候控制独立于所用推进系统的类型并且能量效率更高。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分布式热电气候控制系统的热电气候控制模块。该模块包括具有热电元件的壳体。导管被设置为与所述热电元件的第一侧热连通，该导管具有穿过所述壳体的相应的第一端口和穿过所述壳体的相应的第二端口。通道被设置为与所述热电元件的第二侧热连通，该通道被布置为与所述壳体流体连通。

根据本发明的另一方面，提供了一种气候控制系统。该气候控制系统包括被流体连接到车辆舱室和冷却剂供应源的多个热电模块。每个热电模块均包括热电元件。冷却剂管被设置为与所述热电元件的第一侧热连通且被热连接到所述冷却剂供应源。空气导管被设置为与所述热电元件的第二侧热连通且被流体连接到所述舱室。控制器被耦接，用于与所述多个热电模块中的每一个通信，所述系统控制器包括处理器，当可执行的计算机指令在所述处理器上执行时所述处理器响应所述可执行的计算机指令。所述控制器执行这样的方法，该方法包括：监测第一输入，所述第一输入用于来自至少一个第一传感器的第一信号，所述至少一个第一传感器被布置为监测相应的气候特性。该方法还包括：当所监测的相应气候特性离开期望的范围时，启动所述至少一个热电模块的第一动作。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于车辆客舱的气候控制系统。该气候控制系统包括散热器和被流体耦接到所述散热器的流体环路。第一热电模块具有被热耦接到所述流体环路的第一热电装置和被热耦接到所述第一热电装置的第一热交换器。第一导管被布置为与所述第一热交换器流体连通。

本发明还提供了以下方案：

方案1：一种用于在分布式热电气候控制系统中使用的热电气候控制模块，所述模块包括：

壳体；

位于所述壳体中的热电元件；

与所述热电元件的第一侧热连通的导管，所述导管具有穿过所述壳体的相应的第一端口和穿过所述壳体的相应的第二端口；和

与所述热电元件的第二侧热连通的通道，所述通道被布置为与所述壳体流体连通。

方案2.如方案1所述的模块，其中，所述导管包括经由所述第一端口和所述第二端口穿过所述壳体的冷却管，所述冷却剂管被设置为使工作流体与所述热电元件的所述第一侧热连通。

方案3：如方案2所述的模块，其中，所述冷却剂管被布置成用来与安装有所述模块的车辆的冷却系统热连接。

方案4：如方案1所述的模块，其中，所述通道包括被布置为将空气输送到所述热电模块的空气导管。

方案5：如方案4所述的模块，其中，所述空气导管被布置成用来与所述车辆的空气处理系统连接。

方案6：如方案4所述的模块，其中所述空气导管为所述壳体。