CN102476572B - 车辆用温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆用温度控制装置，包括：电力装置，其通过循环的冷却流体而被冷却；加热器芯，其被布置成与热泵的内部热交换器相邻以接收已经对电力装置进行了冷却的冷却流体；以及第一阀，其控制冷却流体从电力装置到加热器芯的供应。根据本发明的示例性实施例，当车辆(诸如混合动力车或电动车)配备有电力装置(诸如电动机、逆变器和转换器)并且通过热泵进行空气调节时，可以使用从电力装置产生的热量以及热泵来提高车辆的空气调节性能。

Description

车辆用温度控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用温度控制装置，并且更特别地涉及一种提高使用热泵来实现空气调节的混合动力车和电动车的空气调节效率的技术。
背景技术
如图1中所示的热泵被设计成使用位于内部的内部热交换器500和位于外部的外部热交换器502来对例如车辆的内部进行空气调节，其中根据通过4通阀506对由压缩机504压缩的冷却剂的流向进行的切换，内部热交换器500和外部热交换器502被切换从而独立地充当蒸发器和冷凝器。
图1例证性地示出当外部状况是湿度低于零的空气在外部热交换器502周围时的内部加热模式。在这种情况下，外部热交换器502可能会变得覆盖有霜而且霜降低外部热交换器502的性能，使得内部加热性能被降低。
因此，有必要在除霜模式下操作热泵以便去除霜，这需要将加热模式切换到除霜模式，使得难以适当地控制车辆的内部温度。
混合动力车或电动车配备有电力装置，诸如电动机、逆变器和转换器。典型地，特定冷却系统被设置在混合动力车中以便去除在电力装置工作时产生的热量，并且在相关技术中，来自电力装置的热量简单地通过冷却系统被排放到外部。
本背景技术部分中公开的信息只是为了增强对本发明的一般背景的理解，并且不应被当作是承认或以任何形式暗示该信息形成了本领域技术人员已经知晓的现有技术。
发明内容
本发明是致力于提供一种车辆用温度控制装置而做出的，当车辆(诸如混合动力车或电动车)配备有电力装置(诸如电动机、逆变器和转换器)时，所述车辆用温度控制装置使用从电力装置产生的热量以及热泵来提高车辆的空气调节效率。
本发明的示例性实施例提供了一种车辆用温度控制装置，包括：电力装置，其通过循环的冷却水而被冷却；加热器芯(heatercore)，其被布置成与热泵的内部热交换器相邻以接收已经对电力装置进行了冷却的冷却水；以及第一阀，其控制冷却水从电力装置到加热器芯的供应。
根据本发明的示例性实施例，可以使用从电力装置产生的热量以及热泵来提高车辆的空气调节性能。
在结合在本说明书中的附图以及与附图一起用于解释本发明的某些原理的本发明的以下详细说明中，将体现出或更详细地阐述本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点。
附图说明
图1是示出相关技术的热泵的视图。
图2是举例说明根据本发明的示例性实施例的车辆用温度控制装置的配置的视图。
图3至5是示出本发明的操作的视图。
应该理解的是，附图不一定要依比例，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文中公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由期望的特定应用和使用环境来确定。
在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，其实例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合示例性实施例来描述本发明，但应理解的是，本说明并非旨在将本发明限于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖这些示例性实施例，而且涵盖可包括在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、改型、等效形式和其它实施例。
应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆(诸如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车)、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车(例如从除石油以外的资源中取得的燃料)。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。
参考图2，根据本发明的示例性实施例的车辆用温度控制装置包括：电力装置1，其通过循环的冷却流体(例如水)而被冷却；加热器芯5，其接收已经对电力装置1进行了冷却的冷却水并被布置成与热泵的内部热交换器3相邻；以及第一阀7，其控制冷却水从电力装置1到加热器芯5的供应。
此外，作为允许来自电力装置1的冷却水循环并交换热量的热交换器的热泵加温器11被进一步布置在用于将冷却剂(例如制冷剂)供应到热泵的外部热交换器9的冷却剂管路中，并且第二阀13被进一步设置以控制冷却水从电力装置1到热泵加温器11的供应。
即，该配置被设计成通过使用来自可以是电动机、逆变器或转换器的电力装置1(诸如在驱动电动车或混合动力车时使用的那些装置)的热量，除了对内部加热之外，还从热泵的外部热交换器9去除霜。
用于排放冷却水的公共供应管线15和用于收集冷却水的公共收集管线17被连接到电力装置1，其中公共供应管线15被分成连接到加热器芯5的第一供应管线19和连接到热泵加温器11的第二供应管线21，并且公共收集管线17被分成连接到加热器芯5的第一收集管线23和连接到热泵加温器11的第二收集管线25。
在该配置中，冷却水泵27被布置在公共供应管线15中以将冷却水从电力装置1供应到加热器芯5和热泵加温器11，第一阀7被布置在第一供应管线19中，并且第二阀13被布置在第二供应管线21中。
因此，当操作冷却水泵27并且打开第一阀7时，由电力装置1加热的冷却水通过第一供应管线19供应到加热器芯5，并且其中，当打开第二阀13时，冷却水通过第二供应管线21供应到热泵加温器11。
加热器芯5布置在当与热泵的内部热交换器3交换热量时借以把空气送到内部的通道中，并且使得可以通过额外地加热经由热泵的内部热交换器3加热的空气，或者当热泵工作在加热模式时独立地加热送到内部的空气，来提供适当的对内部加热的性能。
此外，在示例性实施例中，通过进一步将正温度系数(PTC)加热器29布置在当与热泵的内部热交换器3交换热量时借以把空气送到内部的通道中，甚至在利用热泵的加热和利用加热器芯5的加热难以进行的车辆初始冷起动的情况下，也可以通过激活PTC加热器29来对内部进行加热。
在下文中参考图3至5来描述具有上述配置的本发明的操作。
图3示出了当内部由加热器芯5加热时的情况，其中，当通过冷却水泵27来泵送经由电力装置1加热的冷却水时，冷却水通过打开的第一阀7被供应到加热器芯5并且对经过加热器芯5的空气进行加热，使得可以对内部进行加热。
在该处理中，如果需要更多的加热，则可以操作热泵或PTC加热器29，并且当仅使用加热器芯5就足以进行加热时可以仅操作加热器芯5，使得可以减少用于操作热泵或PTC加热器29的不必要的能量消耗。
图4示出了用于去除热泵的外部热交换器9上的霜的除霜模式。在本发明中，在除霜模式中不操作热泵来去除霜，但是冷却水泵27通过第二阀13将来自电力装置1的废热供应到热泵加温器11，且热泵工作在内部加热模式下，以便使热泵加温器11提高流到外部热交换器9中的冷却剂的温度，从而去除霜。
因此，霜被热泵加温器11去除，并且甚至热泵保持工作在内部加热模式下，外部热交换器9也能平稳地工作，使得可以确保对内部的更稳定和平稳的加热。
尽管图3和4示出了当来自电力装置1的冷却水仅被供应到加热器芯5或热泵加温器11之一时的情况，但是当足够的废热从电力装置1产生时，可以通过将冷却水同时供应到加热器芯5和热泵加温器11对内部进行加热，来去除霜。
图5示出除湿功能，与加热不同，其通过将热泵的内部热交换器3切换为蒸发器并送入空气来去除空气中的湿气。
在该处理中，已经经过内部热交换器3的空气在经过加热器芯5时被加热到所需内部温度的水平，使得可以从内部环境中去除湿气。
在该实施例中，打开第一阀7，并且使冷却水泵27工作。
为了例证和描述的目的，已经给出了本发明的具体示例性实施例的前述说明。它们并非意在是无遗漏的或者将本发明限制于所公开的精确形式，并且根据上述教导显然有许多改型和变型是可能的。选择并描述示例性实施例是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使其他的本领域技术人员能够做出并利用本发明的各种示例性实施例及其各种替代形式和改型。本发明的范围应由所附权利要求及其等价形式来限定。

Claims (12)

1.一种车辆用温度控制装置，包括：
电力装置，其通过循环的冷却流体而被冷却；
加热器芯，其被布置成与热泵的内部热交换器相邻以接收已经对所述电力装置进行了冷却的冷却流体；和
第一阀，其控制冷却流体从所述电力装置到所述加热器芯的供应，
其中，所述车辆用温度控制装置还包括：
热泵加温器，其是允许来自所述电力装置的冷却流体循环并交换热量的热交换器，并且布置在用于将冷却剂供应到所述热泵的外部热交换器的冷却剂管路中；和
第二阀，其控制冷却流体从所述电力装置到所述热泵加温器的供应。
2.如权利要求1所述的车辆用温度控制装置，还包括冷却流体泵，该冷却流体泵泵送来自所述电力装置的冷却流体以将其供应到所述加热器芯和所述热泵加温器。
3.如权利要求2所述的车辆用温度控制装置，其中，用于排放冷却流体的公共供应管线和用于收集冷却流体的公共收集管线被连接到所述电力装置，
所述公共供应管线被分成连接到所述加热器芯的第一供应管线和连接到所述热泵加温器的第二供应管线，
所述公共收集管线被分成连接到所述加热器芯的第一收集管线和连接到所述热泵加温器的第二收集管线，
所述冷却流体泵被布置在所述公共供应管线中，
所述第一阀被布置在所述第一供应管线中，并且
所述第二阀被布置在所述第二供应管线中。
4.如权利要求3所述的车辆用温度控制装置，其中，所述加热器芯布置在当与所述热泵的所述内部热交换器交换热量时借以把空气送到内部的通道中。
5.如权利要求4所述的车辆用温度控制装置，还包括位于当与所述热泵的所述内部热交换器交换热量时借以把空气送到内部的通道中的正温度系数加热器。
6.如权利要求1所述的车辆用温度控制装置，其中，所述冷却流体是水。
7.如权利要求1所述的车辆用温度控制装置，其中，所述电力装置是从电动机、逆变器和转换器中选出的。
8.如权利要求7所述的车辆用温度控制装置，其中，所述装置位于混合动力车内。
9.一种权利要求1所述的车辆用温度控制装置的操作方法，包括：
通过使冷却流体循环经过电力装置来冷却所述电力装置；
在布置成与热泵的内部热交换器相邻的加热器芯处接收已经对所述电力装置进行了冷却的冷却流体；
控制冷却流体从所述电力装置到所述加热器芯的供应，
操作作为允许来自所述电力装置的冷却流体循环并交换热量的热交换器的热泵加温器，所述热泵被布置在用于将冷却剂供应到所述热泵的外部热交换器的冷却剂管路中；和
控制冷却流体从所述电力装置到所述热泵加温器的供应。
10.如权利要求9所述的操作方法，还包括：
通过冷却流体泵泵送来自所述电力装置的冷却流体以将其供应到所述加热器芯和所述热泵加温器。
11.如权利要求9所述的操作方法，其中，所述电力装置是从电动机、逆变器和转换器中选出的。
12.如权利要求11所述的操作方法，其中，所述电力装置是混合动力车的部件。
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