[发明专利]车辆的热系统控制

说明书

一种车辆包括带有第一和第二热流体回路的热能管理系统。所述第一热流体回路包括冷却剂泵，所述冷却剂泵被构造成使冷却剂循环通过车辆蓄电池和冷却器。所述第二热流体回路被构造成使制冷剂循环通过所述冷却器、压缩机和至少一个冷凝器。所述控制器被配置成根据乘客舱冷却模式和蓄电池冷却模式控制所述热能管理系统。在所述乘客舱冷却模式下，所述压缩机按第一功率设置操作。在所述蓄电池冷却模式下，所述压缩机按第二功率设置操作，并且控制所述冷却器以使热能从所述第一热流体回路传递到所述第二流体热回路。所述第二功率设置小于所述第一功率设置。

技术领域

本公开涉及车辆的热系统控制。

背景技术

本公开涉及机动车辆热管理系统，并且更具体来说涉及用于控制机动车辆内的热能源和散热器的操作的系统和方法。排放标准、环境问题和对响应性、平滑性以及噪声、振动和声振粗糙度(NVH)的操作员感知以及操作员舒适度决定了控制机动车辆内的热能的许多方式。常规地，一直在充当机动车辆的原动机的内燃发动机(ICE)的范围内寻求效率。此类进步通常表现为如下形式：提高燃烧效率（最大化成为原动力的燃烧能量转换）、清除燃烧热能以运行加热/通风/空气调节(HVAC)功能、清除制动动能以进行蓄电池再充电等等。所述清除功能通常在专用加热、冷却或电气电路上实施，从而导致一系列相对复杂的电路，其中许多电路几乎完全彼此独立地起作用。

然而，即使ICE已经、并且将很可能继续变得越来越高效，但是ICE仍产生大量热能，大量热能通常被排出到车辆的周围环境。即，在ICE提供动力的车辆中，多余热能由ICE产生，并且无法被有效地或高效地容纳在机动车辆内。因此，大量所谓的“高质量”热能通常从机动车辆排出到大气。试图减轻ICE的低效使用并且降低排放、减少环境影响并提高响应性、平滑性、NVH和操作员舒适度，机动车辆越来越依赖于电功率来推动和管理乘客舱环境。然而，由创新的推进系统（例如混合系统、蓄电池、燃料电池等等）产生的电功率的增加使用已经显著减少由配备有此类创新的推进系统的车辆产生的热能的量和质量。

因此，虽然最初针对ICE系统设计的常规热管理系统和方法可以应用于创新的推进系统（例如蓄电池电动车辆(BEV)，其主要依靠于蓄电池和电动马达-发电机进行推进），但是多余热能比ICE系统中小得多。因此，虽然常规热管理系统和方法可以出于其预期目的在ICE系统中操作，但是仍需要用于车辆的热管理的经改进的系统和方法，其中减少和/或完全消除ICE的使用。因此，需要新的且经改进的热管理系统和方法，其高效地收集、存储和分配热能到达需要此能量的车辆系统，同时降低硬件成本和复杂性，提高可靠性，并且提供经改进的安全性和冗余性，并且减少机动车辆操作员的里程焦虑。

发明内容

一种根据本公开的车辆包括乘客舱、热能管理系统和控制器。所述热能管理系统具有第一和第二热流体回路。所述第一热流体回路包括冷却剂泵，所述冷却剂泵被构造成使冷却剂循环通过至少车辆蓄电池和冷却器，使得所述第一热流体回路被构造成在所述车辆蓄电池和所述冷却器之中选择性地传递热能。所述第二热流体回路被构造成使制冷剂循环通过至少所述冷却器、压缩机和至少一个冷凝器，使得所述第二热流体回路被构造成在所述冷却器和冷凝器之中传递热能。所述控制器被配置成根据用于冷却所述乘客舱的乘客舱冷却模式和用于冷却所述蓄电池的蓄电池冷却模式来控制所述热能管理系统。在所述乘客舱冷却模式下，所述压缩机按第一功率设置操作。在所述蓄电池冷却模式下，所述压缩机按第二功率设置操作，并且控制所述冷却器以使热能从所述第一热流体回路传递到所述第二流体热回路。所述第二功率设置小于所述第一功率设置。

在示例性实施例中，所述第二功率设置是所述压缩机的最小操作功率设置。

在示例性实施例中，所述冷凝器被构造成使热能从所述第二热流体回路传递到环境空气，并且所述冷凝器可按第一空气流速率和第二空气流速率操作。第二空气流速率大于第一空气流速率。在所述蓄电池冷却模式下，所述冷凝器按所述第二空气流速率操作。在此类实施例中，所述第二空气流速率可以是所述冷凝器的最大被动空气流速率。

在示例性实施例中，在所述第二功率设置下，所述冷凝器中的热流体维持在次临界状态。