[发明专利]包括热调节系统的车辆

说明书

提供一种包括热调节系统和乘员舱的车辆。热调节系统包括风扇(102)、第一热交换器(104)、外部空气管道(112)、乘员舱空气管道(114)、传感器和控制单元(122)。风扇被配置用以产生空气流。第一热交换器被布置用以将热量传递到空气流。热调节系统被配置成在第一模式和第二模式下操作。在第一模式下，风扇在第一方向上旋转以沿着第一流动路径引导空气流。在第二模式下，风扇在与第一方向相反的第二方向上旋转，以沿着第二流动路径引导空气流。传感器被布置用以提供代表车辆的一部分的温度的信号。控制单元被配置用以基于所述信号使热调节系统在第一模式和第二模式之间切换。

技术领域

本发明涉及一种包括热调节系统的车辆。特别地，本发明涉及一种具有用以驱动车辆的电动机并具有用以向电动机提供电能的电池的车辆，例如电动汽车。

本申请所基于的项目已获得欧盟的Horizon 2020研究和创新计划的资助，资助协议号为848620。

背景技术

车辆(例如小汽车和公共汽车)用于将能量转换为车辆的运动。目前使用的汽车中的很大一部分具有内燃机，内燃机燃烧化石燃料以驱动汽车。通过燃烧化石燃料，化学能被转换为汽车的运动。

近年来，电动汽车变得越来越流行。电动汽车使用电能来驱动电机，使电动汽车运动。电能通常存储在电池中。电动汽车具有很大的环境益处，因为它们在其使用时不会排放二氧化碳。此外，电动汽车不具有像配备内燃机的汽车所具有的废气，这减少了空气污染。此外，与配备内燃机的汽车将化学能转换为运动相比，电动汽车在将电能转换为运动方面更为高效。当将电能转换为运动时，并非所有电能都转换为运动，而是电能中的一小部分转换为热量。由于其高效率，电动汽车与配备内燃机的相当汽车相比产生更少的热量。

汽车产生的热量通常用于加热汽车的乘员舱。乘员舱是汽车中由驾驶员和乘客所占据的部分。为了向乘员舱提供热量，汽车设有用于加热、通风和空气调节(HVAC)的单元。这样的单元称为HVAC单元。HVAC单元能够提供对乘员舱的加热，从汽车外的环境提供新鲜空气，并经由空气调节系统提供对乘员舱的冷却。HVAC单元可具有热交换器，该热交换器将热量从汽车传递到空气流。通常，汽车的热量是由汽车的电机产生的。所述空气流被引导到乘员舱中。

尽管电动汽车与配备内燃机的汽车相比产生较少的热量，但电动汽车需要将来自汽车的电气部件的热量传递到环境中的装置。例如，这些电气部件是电机、电池和电子部件。如果没有这些装置，则这些电气部件的温度在汽车的使用过程中可能会变得过高，迫使驾驶员停车或对部件造成损坏。为了将热量从电气部件传递到汽车外的环境，汽车通常设有连接到冷却回路的散热器。所述冷却回路提供水流，以将来自所述电气部件的热量传递到散热器。散热器将热量传递到与散热器接触的外部空气。散热器通常布置在汽车的格栅中，即布置在汽车的前侧，以便在汽车行驶时尽可能多地接触空气。散热器的表面积需要足够大，以即使在低速行驶时也能传递足够的热量。

尽管汽车的热控制需要散热器，但散热器的形状会干扰汽车的空气动力学。需要将大量空气推到散热器上，以便散热器将热量传递到汽车外的空气。结果，散热器会导致阻力。由于这种阻力，汽车需要更多的能量来达到一定速度。使散热器更小或更符合空气动力学有助于减少阻力，但会降低散热器可以传递到外部空气的热量的量。散热器的尺寸需要考虑一些仅仅偶尔发生的情况。例如，散热器需要足够大，以便在炎热的天气牵引拖车或开车上陡坡时传递足够的热量。尽管散热器的最大容量只是偶尔使用，但散热器始终会干扰汽车的空气动力学形状。