[发明专利]相变材料蒸发器充能控制

说明书

相关专利申请

本申请要求保护在2012年3月21日提交的名称为“相变材料蒸发器充能控制(Phase Change Material Evaporator Charging Control)”的美国临时申请序列号No.61/613,684的优先权。而且，本申请涉及E.Wolfe IV等人在2009年6月10日提交的名称为“蒸发器相变热虹吸(Evaporator Phase Change Thermal Siphon)”的美国专利申请系列号第12/481,933号、G.Vreeland等人在2012年4月20日提交的名称为“蒸发器相变热虹吸(Evaporator Phase Change Thermal Siphon)”美国专利申请第13/451,665号以及G.Vreeland等人在2012年9月19日年提交的名称为“带有百叶板式蛤状壳的PCM蒸发器(PCM Evaporator with Louvered Clam Shells)”的美国专利申请系列号第61/702,889号。所有前述相关申请以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆空调系统的蒸发器；更特定而言，涉及一种具有相变材料的蒸发器；以及，更特定而言，涉及对相变材料的充能控制。

背景技术

混合车辆可以采用皮带传动交流发电机起动器(BAS)技术来提高能量效率。在交通信号灯处停止或者在延长空转期间，发动机被关掉以实现提高的燃料经济性。在释放制动踏板时，电动马达/发电机单元瞬时重起发动机，通常在少于半秒的时间，使得自动起动系统对于驾驶员而言基本上是易懂的。这被称作停-起策略以提高燃料经济性。BAS车辆可以在城市提供15-20％的燃料经济性增益和4％至7％的总燃料经济性。对于30mpg燃料经济性的基准汽油车辆而言，这等效于燃料经济性改进的1.2至2.1mpg增加。

虽然停-起策略改进了燃料经济性，但其可能有损乘员舒适感。停止发动机禁用皮带驱动的空调系统，导致用于乘员舱的冷却中断。同时，车辆OEM目前依靠空调蒸发器的热惯性以在停止发动机的时段提供某些残留冷却。蒸发器残留冷却时间通常被限制为25秒或更短，之后蒸发器的排放温度升高到高于不再提供所希望的冷却的水平。当蒸发器被温热到规定的空气排放温度时，发动机重起以驱动空调系统提供冷却。在空转条件下这种周期性重起破坏了由混合车辆可能实现的平均燃料经济性。

发明内容

根据本发明的一方面，管理相变材料(PCM)热虹吸蒸发器的方法包括以下步骤：确定蒸发器出气温度(EOAT)；以及判断空调(A/C)系统是否以瞬态冷却模式或稳态模式操作；以及，最后判断PCM蒸发器的充能优先级高于标准舒适感维持的优先级。如果空调系统在瞬态冷却模式操作，并且PCM充能优先级高于舒适感维持，那么HVAC模块鼓风机电压被超驰到比标准舒适感维持鼓风机电压更低的值以实现降低的蒸发器温度从而实现PCM材料充能。相反地，如果空调系统以稳态模式操作，那么预定超驰鼓风机电压仅根据蒸发器出气温度进行选择，并且使用充能状态指标来允许或禁止鼓风机超驰和因此PCM充能。

通过阅读下文的说明书，本发明的这些和其它特征和优点将会变得显然，下文的描述与附图一起详细地描述本发明的优选和替代实施例。

附图说明

将参考附图，以举例说明的方式来进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了用于本发明中的热虹吸PCM蒸发器的立体图；

图2以分解立体图示出了图1的热虹吸PCM蒸发器，描绘了其内部细节；

图3示出了用于HVAC模块内的图1的PCM蒸发器；

图4为示出了具有PCM蒸发器和不具有PCM蒸发器的HVAC模块的对比通风管温度与时间特征的图表；

图5示出了在空调瞬态操作期间用于管理PCM充能的流程图；

图6示出了用于监视和管理图1的PCM蒸发器的稳态充能的流程图，

图7为示出了PCM充能状态(％)、控制设置点(℃)与时间的图表，示出了在再热级数减少(SSR)操作期间的PCM蒸发器的循环充能；以及

图8示出了SSR兼容的充能算法的流程图。

尽管附图表示本发明的实施例，附图未必按照比例绘制并且某些特征可能被夸大以说明并且解释本发明。本文所陈述的范例说明了一形式的本发明的实施例并且这些范例未必被理解为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式