[发明专利]用于控制热存储热泵系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制用于加热车辆乘客车厢的热存储热泵系统的方法，所述车辆比如为混合动力电动车辆（HEV）或插电式混合动力电动车辆（PHEV）。

背景技术

电动车辆，比如混合动力电动车辆（HEV）、插电式混合动力电动车辆（PHEV）等，通常包括电动机，所述电动机可在电动车辆（EV）中或耗电的驱动模式中独立地推进车辆。车辆还可以包括内燃发动机（ICE），以在增程模式中用作车辆的主要推进系统，或在混合动力或电量保持模式中联合电动机一起操作。

电动机通常接收来自电功率源（比如能量存储系统（ESS））的电功率。ESS可包括电池组或其他能够存储大量热能的可再充电能量存储器件。ESS可以在车辆被连接到外部电源（比如用于充电的输电网络）时存储热能。在较冷的环境温度中，由于各种因素，ESS的电量耗费得较快。

ESS可与热管理系统，比如热泵系统结合使用，以将被存储的热能传递到其他介质用于其他目的，比如来加热车辆的乘客车厢。

发明内容

提供了具有乘客车厢的车辆中的热存储热泵系统。该热存储热泵系统包括第一冷却剂回路、第二冷却剂回路和制冷剂回路，所述制冷剂回路分别经由第一换热器和第二换热器而与第一冷却剂回路和第二冷却剂回路热连通。第一冷却剂回路具有第一冷却剂泵，其配置为使第一冷却剂循环通过第一冷却剂回路，以使热量可从第一冷却剂传递到制冷剂。第二冷却剂回路具有第二冷却剂泵，其配置为使第二冷却剂循环通过第二冷却剂回路，以使热量可从第二冷却剂传递到制冷剂。

热存储热泵系统还包括热存储装置、加热器芯、压缩机、第三换热器和多个流动控制阀。热存储装置设置在第一冷却剂回路中，且配置为存储热能。加热器芯设置在第二冷却剂回路中，且配置为将来自第二冷却剂的热量传递到流过加热器芯的空气，以温暖车辆的乘客车厢。压缩机设置在制冷剂回路中，且具有入口和出口。压缩机配置为将制冷剂从入口处的低压侧压力压缩到出口处的高压侧压力。第三换热器也设置在制冷剂回路中，且配置为将来自环境空气的热量传递到制冷剂。流动控制阀设置在制冷剂回路中，且配置为控制制冷剂回路中的制冷剂的流动。

热存储热泵系统进一步包括至少一个控制器。所述至少一个控制器配置为，基于至少一个参数，控制至少第一冷却剂泵、第二冷却剂泵、压缩机、加热器和多个流动控制阀的操作。所述至少一个参数可以是制冷剂的低压侧压力、制冷剂的高压侧压力、乘客车厢的希望的温度、热存储装置的温度、环境空气温度、和环境空气湿度中的至少一个。

热存储热泵系统可进一步包括第一温度传感器、第二温度传感器、湿度传感器、低压侧压力传感器、高压侧压力传感器、和输入模块。第一温度传感器和第二温度传感器可分别配置为测量热存储装置和环境空气的温度。湿度传感器可配置为测量环境空气湿度。低压侧压力传感器和高压侧压力传感器可配置为分别测量制冷剂的低压侧压力和高压侧压力。输入模块可配置为接收希望的乘客车厢温度的输入。每个装置可进一步配置为将数据传送到所述至少一个控制器。

还提供了用于在车辆起动期间控制如上所述的热存储热泵系统的方法。该方法包括，首先接收分别在压缩机的入口和出口处的低压侧压力测量值和高压侧压力测量值。如上所述，低压侧压力测量值和高压侧压力测量值可以分别通过低压侧压力传感器和高压侧压力传感器获取并传送到至少一个控制器。

该方法随后包括，将低压侧压力测量值与最小低压侧压力值相比较，以及将高压侧压力测量值和最大高压侧压力值相比较，以获得至少一个工况，并相应地操作压缩机、第一冷却剂泵和第二冷却剂泵中的至少一个。最小低压侧压力值和最大高压侧压力值被存储在所述至少一个控制器中。

当所述至少一个工况为低压侧压力测量值低于最小低压侧压力值时，所述至少一个控制器可令第一冷却剂泵为最大速度，且令压缩机为最小速度。

当所述至少一个工况为低压侧压力测量值高于最小低压侧压力值、且高压侧压力测量值低于最大高压侧压力值时，所述至少一个控制器可将第一冷却剂泵保持在最大速度，将压缩机的速度增大至最大速度，并将第二冷却剂泵设置在最小速度。控制器可根据接收来自输入模块的希望的乘客车厢温度输入而增大第二冷却剂泵的速度。