CN102858563A - 尤其用于电动车辆的供暖、通风和/或空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目标在于提供一种用于机动车辆的供暖、通风和/或空调系统(10)，其包括供暖、通风和/或空调壳体(100)，所述供暖、通风和/或空调壳体能够允许用于维持座舱内所希望温度的空调空气流的热处理，该供暖、通风和/或空调壳体(100)包含车辆座舱内空调空气的主分配装置(132b，133b，134b)以便确定有限数目的分配布局。该供暖、通风和/或空调系统(10)包括附加模块(200)，其包含座舱外空调空气流的附加分配装置(212b，213b)。

Description

尤其用于电动车辆的供暖、通风和/或空调系统

技术领域

本发明涉及用于空气流分配的供暖、通风和/或空调系统，尤其是用于电动车辆。

本发明发现了在设置于电动车辆中的电池的温度调节领域中特别有利的应用。

背景技术

在电动车辆中，确保推进车辆的能源通过电池或电池组来确保。考虑到所要求的电流的高强度，电池或电池组是应当掌控的重大热现象的中心。

特别地，电池的温度应当不超过最大值，在该最大值以外，电池有劣化，甚至毁坏的危险。另一方面，对于每个电池类型，存在最佳工作温度范围，电池的温度应当优选地保持在该范围内。这是因为，如果温度过低，可以证实所释放的电流不足，而如果温度过高，则电池倾向于放电或衰减。

因此需要在电动车辆中设置使得能够确保电池的热调节，特别是维持电池温度在最佳工作范围内的装置。

目前，已知的装置包括具有载热流体循环的热调节系统。作为例子，可以设想通过通风机产生的空气流循环、水循环，尤其是用于确保热力发动机的冷却的那些循环类型，或者冷却流体，尤其是在空调回路中使用的那些的类型的，例如以名称R134A、氟利昂等而已知的制冷流体的循环。

热调节系统由电池的管理单元控制，每次需要调节电池的温度时，即，使它们冷却或加热它们，特别是为了将电池的温度置于最佳工作范围中时，电池的管理单元就向热调节系统的驱动器发送命令信号。

已知的热调节系统是专门用于电池热调节的单一功能的自主系统。它们不依赖可以在车辆中存在的任何其他回路，尤其是空调回路。

结果是，为了实现热调节功能，必须腾出足够的空间以便能够安装专门用于电池的热调节系统。这造成在电池存放区中额外的体积，特别是当将电池存放在车盖下时，为此添加了与应当特别为热调节系统本身开发的部件有关的超额费用。

发明内容

因此，本发明的目标是提出一种供暖、通风和/或空调系统，其使得能够确保与电池的热交换调节，而没有体积和花费的明显增加。

按照本发明，该目标凭借一种机动车辆的供暖、通风和/或空调系统达到，该系统包括供暖、通风和/或空调壳体，其能够允许用于维持座舱内所希望温度的空调空气流的热处理，该供暖、通风和/或空调壳体包含车辆座舱内空调空气的主分配装置以便限定有限数目的分配布局。更特别地，该供暖、通风和/或空调系统包括附加模块，所述附加模块包含座舱外空调空气流的附加分配装置。

因此，应当理解，本发明设置除了供暖、通风和/或空调系统的现有出口之外的至少一个空调空气流补充出口，该现有出口专门用于座舱的唯一空调，该补充出口旨在确保空调空气流与安置在座舱外的车辆部件之间的热交换，该座舱外的车辆部件尤其是电动车辆的电池。

在该后一项应用中，电池的热调节系统因而是相当简单化的，因为它不需要设置用于使用特殊的载热流体的特殊装置。这是因为，本发明所使用的用于调节电池温度的流体不是别的，而就是从别处所产生的用于维持座舱舒适性的空调空气流。在这种情况下，只需简单地将根据本发明的供暖、通风和/或空调系统的附加分配装置的出口引向电池就够了。

这种简单化导致热调节系统的有限体积和较少花费。

根据本发明的一个实施方案，所述供暖、通风和/或空调系统包含能够控制主分配装置和附加分配装置的控制设备，以便同时地或接连地关闭座舱内空调空气流的分配和打开座舱外空调空气流的分配，以及反之亦然。

以该方式，获得了由根据本发明的供暖、通风和/或空调系统所确保的空调空气流的两种分配模式之间的完全独立，两种分配模式之间的完全独立在于一方面座舱内空调空气流的分配，以及另一方面座舱外空调空气流的分配，例如朝向车辆电池的。

特别地，当关闭座舱外空调空气流的分配时，座舱内空调空气流的分配可以以它通常所进行的方式，通过主分配装置，在所有车辆上进行，无论车辆是电推进或热推进的，而没有与附加分配装置有关的任何改变。

该遵守使得能够设想特别有利的实施方案，其中根据本发明的供暖、通风和/或空调系统由，一方面包括分配座舱内空调空气流的主分配装置的主壳体和，另一方面增添在主壳体上的附加模块构成，所述附加模块包括分配座舱外空调空气流的附加分配装置。

在该背景下，本发明的目标，供暖、通风和/或空调系统，呈现为两个不同元件的模块组合件，即一方面主壳体，其与专门用于座舱内空调空气流分配的空调空气流热处理壳体相似，其被固定地安装在空调化车辆中，和另一方面，附加模块，其在电动车辆的情况下可以任选地与主壳体合并以确保电池温度的调节。因此，主壳体构成基础元件，其可以仅用于热推进的车辆，并且可以在其上增添用于电推进的车辆的附加模块。

根据本发明的供暖、通风和/或空调系统因此使得能够安装附加模块而没有主壳体的重大改变，无论在其结构方面还是功能方面的。特别地，当不使用附加模块以调节电池温度时，主壳体以与缺失附加模块时相同的方式工作。反过来，在证实需要调节电池温度的时期中，将全部或部分由供暖、通风和/或空调系统的主壳体所产生的空调空气流经由附加模块引向电池。

在一个特定实施方案中，所述附加模块包括至少一个在车辆座舱外的空调空气流出口附加管。

有利地，供暖、通风和/或空调壳体包括至少一个朝向座舱的空调空气主出口段。在该构造中，所述出口附加管与所述朝向座舱的空调空气主出口段相连通。

因此，所述附加分配装置能够将通过主出口段流出的空调空气流引向所述附加管和/或至少一个通向座舱中的扩散器。

此外，所述主分配装置能够控制主出口段的打开和/或关闭，更特别地，根据一个优选的实施方案，朝向座舱的空调空气主出口段是中心主出口段。在该特别的设置中，所述出口附加管与所述中心出口段相连通。

因此，本发明有利地在于，所述供暖、通风和/或空调系统包括控制设备，所述控制设备能够将主分配装置设置在给定的分配布局中和将附加分配装置设置在座舱外空调空气流分配的打开位置中。

优选地，所述供暖、通风和/或空调壳体还包括至少一个足部出口段。因而所述给定的分配布局使得所述主分配装置能够关闭足部出口段和打开中心出口段。

此外，所述供暖、通风和/或空调壳体包括至少一个侧出口段。所述给定的分配布局使得所述主分配装置能够打开侧出口段和所述附加分配装置能够关闭侧出口段。

本发明发现了在电动车辆的电池冷却中的特殊应用。

附图说明

参照附图，阅读下面包括作为以非限制性目的示出的示例性实施例的详细描述，将会更好地理解本发明并看出其他特征和优点，这些附图可以用来补充对本发明的理解，和说明其实现，必要时有助于它的定义，附图中：

-图1是根据本发明的供暖、通风和/或空调系统的壳体的透视图，

-图2是根据本发明的供暖、通风和/或空调系统的附加模块的透视图，

-图3是包括增添在图1的壳体上的图2的附加模块的根据本发明的供暖、通风和/或空调系统的透视图，和

-图4是图3的供暖、通风和/或空调系统的中间截面视图。

具体实施方式

在图1上，示出了包括供暖、通风和/或空调壳体100的供暖、通风和/或空调系统10。供暖、通风和/或空调系统10是可以通常在热推进的车辆的座舱的供暖、通风和/或空调装置中找到的那些的类型。在本说明书的下文中，也将供暖、通风和/或空调壳体100视为主壳体100。

主壳体100包含能够热处理用于维持座舱内所希望温度的空调空气流的常规部件。特别地，主壳体100包含空气压送器101、蒸发器102、至少一个散热器104。此外，主壳体100包含混合腔室103，其允许混合热空气流C和冷空气流F以便获得能够分配到座舱内的所希望温度的空气流。主壳体100还可以包含例如过滤器(未示出)、附加散热器104’等的附加部件。

这些部件在描绘产生空气流的空气压送器101的图4上是可见的，所述空气流来自车辆的外部和/或座舱的内部，被朝向蒸发器102的方向引导，该空气流通过蒸发器102被冷却和除湿以便产生冷空气流F。一部分冷空气流F被直接引向空气混合腔室103，而另一部分冷空气流F被引向加热部件(例如散热器104)，以便产生热空气流C。热空气流C在空气混合腔室103中与冷空气流F重聚。

在空气混合腔室103中混合的空气流的温度取决于进入空气混合腔室103中的分别来自于蒸发器102和散热器104的冷空气流F和热空气流C的比例。为了允许使用者将空调空气流的温度调节至所希望的值，在主壳体100中设置至少一个混合阀门105，根据本实施例是“转筒”类型的，可旋转活动以便使空气混合腔室103中的热空气流C的比例从0％至100％变化，和反过来，使空气混合腔室103中的冷空气流F的比例从100％至0％变化。根据图4所描绘的实施例，混合阀门105是在所谓的“全冷”位置中，在该位置中，供给混合阀门105以100％的冷空气流F和0％的热空气流C。在本发明的背景下，混合阀门105不限于“转筒”类型的阀门并且可以采取其他的形式。

除了热处理部件本身，主壳体100还包含从空气混合腔室103离开的空调空气的主分配装置，以便把所希望温度的空气流按照车辆乘客的需要分散至座舱内的各个区域中。

根据图1上所描绘的优选的实施例，主壳体100包括扩散器，空调空气流穿过其可以从主壳体100出来以便进入座舱。尤其区别，

-除霜扩散器121，其被引向车辆的挡风玻璃，

-座舱扩散器，其包括侧扩散器122a和122b以及中心扩散器123a和123b，分别被引向车辆座舱的侧面和中心区域，和

-足部扩散器124a和124b，其被引向车辆座舱的较低区域。

有利地，将侧扩散器122a和122b、中心扩散器123a和123b以及足部扩散器124a和124b关于主壳体100的中平面对称布置。此外，还希望的是，将除霜扩散器121设置在主壳体100上的中间位置和/或关于主壳体100的中平面对称地设置。

根据所描述的实施例，主壳体100包含两个侧扩散器122a和122b、两个中心扩散器123a和123b以及两个足部扩散器124a和124b。然而，本发明还涵盖包含不同数目的侧扩散器、中心扩散器和足部扩散器的设置。

空气混合腔室103下游的空调空气流的不同扩散器之间的布局通过与不同扩散器相连通的主出口段来实现。

图4是图3的供暖、通风和/或空调系统的中间截面视图。它描绘了与侧扩散器122b相连通的侧出口段112b、与中心扩散器123b相连通的中心出口段113b以及与足部扩散器124b相连通的足部出口段114b。

此外，根据本发明的主壳体100关于中平面对称地设置。因此，主壳体100还包含未示出的与侧扩散器122a相连通的侧出口段112a、与中心扩散器123a相连通的中心出口段113a以及与足部扩散器124a相连通的足部出口段114a。

主壳体100还包含在图4上不可见的与除霜扩散器121相连通的主除霜出口段。

空调空气流通过侧出口段112a和112b、中心出口段113a和113b以及足部出口段114a和114b由主闭塞装置来控制。优选地，然而没有限制地，所述主闭塞装置由“蝶”型阀门构成。

在图4上，显示了包括主闭塞阀门132b、133b和134b的空调空气的主分配装置，所述主闭塞阀门132b、133b和134b使得能够打开或关闭空调空气流的分别朝向侧扩散器122b、中心扩散器123b和足部扩散器124b的循环。

同样，对称地，主壳体100包含在图4上未示出的具有主闭塞阀门132a、133a和134a的空调空气的主分配装置，所述主闭塞阀门132a、133a和134a使得能够打开或关闭空调空气流的分别朝向侧扩散器122a、中心扩散器123a和足部扩散器124a的循环。

主闭塞阀门132a、133a和134a的打开或关闭位置由将主闭塞阀门132a、133a和134a彼此之间进行联系的运动学决定，以便确定分配布局的类型，使用者可以从其中选择他中意的类型，以维持座舱内所希望的舒适度水平。

在刚进行的描述中，仅提到图4上可见的主闭塞阀门，即主闭塞阀门132b、133b和134b。很显然，主闭塞阀门132a、133a和134a也处于不同的打开和关闭位置。因此，侧出口段112a和112b、中心出口段113a和113b以及足部出口段114a和114b分别由主闭塞阀门对132a-132b、133a-133b和134a-134b控制。

根据供暖、通风和/或空调系统10的所设想的不同布局的设置，主阀门对的每个主阀门可以与同一主阀门对的另一个阀门独立地或相协调地移动。特别地，主阀门的设置和数目可以与所希望的供暖、通风和/或空调系统10的类型(该系统可以是“单区域”、“双区域”或“多区域”类型)相联系。

图4显示所谓“通风座舱”的主闭塞阀门布局的例子，其中分别控制侧扩散器122b、中心扩散器123b的主闭塞阀门132b和133b处于打开位置，其允许空调空气流通过侧出口段112b和中心出口段113b以及相应的扩散器朝向座舱流出，除霜扩散器121和控制与足部扩散器124b相连通的足部出口段114b的主闭塞阀门134b处于关闭位置，不给足部扩散器124b供应空调空气。

在位于座舱外面的车辆部件应当被冷却或加热的情况下，部件例如用于推进电动车辆的电池，根据本发明的供暖、通风和/或空调系统10包括主壳体100，在主壳体100上增添包含座舱外空调空气流附加分配装置的附加模块200。

图2是根据本发明的供暖、通风和/或空调系统10的附加模块200的透视图。而且，图3显示由例如图1上所描绘的主壳体100组成的供暖、通风和/或空调系统10，在该供暖、通风和/或空调系统100上组装例如在图2上所描绘的附加模块200。

如图4更精确地显示的那样，附加模块200包括座舱外空调空气流的出口附加管210。出口附加管210与中心出口段113b相连通，后者与中心扩散器123b连接。经如此设置，经过中心出口段113b给出口附加管210供应以来自混合腔室103的空调空气流。根据变化实施形式，出口附加管210可以与主壳体100的其他出口段相连通。

为了允许混合腔室103的空调空气流朝向出口附加管210的通过，控制中心出口段113b的主闭塞阀门133b处于打开位置。

此外，空调空气流不应当通过中心扩散器123b向座舱内扩散。因此，需要设置中心附加闭塞装置213b。根据图4的实施例，中心附加闭塞装置213b以“转筒”类型的阀门来实现。中心附加闭塞装置213b能够采取两个极端的位置，其在于：

-一方面，附加管210的关闭位置，用于主壳体100的常规工作，和

-另一方面，中心扩散器123b的关闭位置，如在图4上所表示的，用于附加模块200的工作以便调节电池的温度。

作为补充，中心附加闭塞装置213b可以采取附加管210的关闭位置与中心扩散器123b的关闭位置之间的中间位置。

对称地，将中心附加闭塞装置213a，特别是与在图4上所表示的相同的“转筒”类型的阀门，布置在中心扩散器123a的进口处，如图2和3所显示的。

主闭塞阀门的打开和关闭位置由使得能够定义限定数目的分配布局类型的运动学规律来确定。考虑到主闭塞阀门的可能设置，可能需要使主闭塞阀门133a和133b与在打开位置的足部扩散器124a和124b相连接。另一方面，还可能需要使其他的主阀门，例如使空调空气流通过侧出口段112b向侧扩散器122b循环的主闭塞阀门132b，处于打开位置。该情况由有限数目的分配布局导致。在所描绘的实施例中，通向中心扩散器123a和123b的主闭塞阀门133a和133b的打开仅可以在所谓的“通风座舱”布局的背景下进行，在该背景下，通向侧扩散器122a和122b的主闭塞阀门132a和132b也是打开的。

为了避免空气通过侧扩散器122a和122b的泄漏，设置空调空气流循环的侧附加闭塞装置212b朝向侧扩散器122b，当主闭塞阀门132b处于打开位置时，侧附加闭塞装置212b可以处于关闭位置。图2显示与附加模块200连接的这样的侧附加闭塞装置212b，以及对称设置的侧附加闭塞装置212a。

附加模块200与主壳体100的整合，例如如此来进行，通过去除例如在图1上描绘的存在于主壳体上的中心扩散器123a和123b，然后通过将附加模块200添加在主壳体100上，该附加模块200包括与主壳体100上起初存在的那些相同的中心通风口123a和123b。

在该操作中，附加模块200的中心扩散器123a和123b与在主壳体100中起初准备的采用完全相同的位置，并且将侧附加闭塞装置212a和212b安置在主闭塞阀门132a和132b上游的侧扩散器122a和122b中。

接着参看图3，其是由在图1的主壳体100上增添的图2的附加模块200组成的根据本发明的供暖、通风和/或空调系统10的透视图。图3的供暖、通风和/或空调系统10以下面的方式运行。

根据本发明，车辆电池的管理单元(未示出)被布置为控制温度调节。当电池的管理单元决定应当执行电池温度的调节以便使它们冷却或加热它们时，就向供暖、通风和/或空调系统10的控制设备发送命令，指出通过附加模块200的空调空气流的分配是必要的并且明确指出对于在附加模块200出口处的空调空气流的设定温度。

响应于所接收的命令，供暖、通风和/或空调系统10的控制设备因而执行两个动作。第一个动作在于使混合阀门105处于这样的位置，其中送入混合腔室103中的热空气流C和冷空气流F的比例使得能够获得电池的管理单元所强制规定的设定温度。

第二个动作涉及分配装置本身。在所描绘的主壳体100的一个特定实施例中，供暖、通风和/或空调系统10的控制设备将专门用于主壳体100的侧扩散器122b和中心扩散器123b的主闭塞阀门132b和133b置于相应于主分配的“通风座舱”布局类型的位置中，而将侧附加闭塞装置212b置于关闭位置中和将中心附加闭塞装置213b置于其中心扩散器123b的闭塞位置中。

根据一个特别的实施方案，侧附加闭塞装置212b与中心附加闭塞装置213b的运动的同时性通过机械联接连杆220而获得。

当将电池温度置于最佳工作范围内时，电池的管理单元发送停止空调空气流通过附加模块200的附加分配的命令。

在这种情况下，供暖、通风和/或空调系统10的控制设备设置侧附加闭塞装置212b在打开位置中并将中心附加闭塞装置213b置于附加管210的闭塞位置中，以便恢复至主壳体100的常规工作的“通风座舱”布局。

还必须强调的是，如果本发明是在其中侧扩散器和中心扩散器的主闭塞阀门连在一起打开和关闭的所谓“通风座舱”布局的背景下描述的，那么可以定义其他的布局类型。特别是，可以设置其中仅专门用于中心扩散器123a和123b的主闭塞阀门133a和133b是打开的这样的布局。在该情况下，侧附加闭塞装置212a和212b不是必需的。

很显然，本发明还涵盖这样的实施方案，其中供暖、通风和/或空调系统10的控制设备，作为第二动作，将主壳体100的专门用于中心扩散器123a和123b的主闭塞阀门133a和133b置于相应于特定的布局，而非所谓“通风座舱”布局的位置中。

因此，从本发明得出结论：电池的附加热管理功能是简单化的。该功能不需要补充的分配模式。这是因为，将附加模块200叠放在供暖、通风和/或空调系统10的主壳体100上。此外，附加模块200中的空气流分配通过将设置在主壳体100中的主闭塞阀门布置在由主壳体100起初准备的空气流分配布局中来获得。

因此，附加模块中的空气流的特殊管理通过附加闭塞装置得以确保。

最后，注意根据本发明的原理可以实现各种不同的实施方案。然而应当容易理解，这些工作实施例作为本发明的目标的举例说明给出。很显然，本发明不限于前面所描述和仅作为实施例提供的这些实施方案。它包含在本发明的背景下本领域技术人员将可以设想的各种不同的改变、替换形式和其他变化形式，和尤其是上面所描述的不同实施方案的任何组合。

此外，可以单独地或结合地采取上面所描述的不同工作模式，以便实现例如根据本发明所定义的供暖、通风和/或空调系统的实施替换方案和各种不同的布局。

Claims (10)

1.一种机动车辆的供暖、通风和/或空调系统(10)，其包括供暖、通风和/或空调壳体(100)，该供暖、通风和/或空调壳体能够允许用于维持座舱内所希望温度的空调空气流的热处理，该供暖、通风和/或空调壳体(100)包含车辆座舱内空调空气的主分配装置(132a，132b，133a，133b，134a，134b)以便限定有限数目的分配布局，其特征在于，该供暖、通风和/或空调系统(10)包括附加模块(200)，所述附加模块包含座舱外空调空气流的附加分配装置(212a，212b，213a，213b)。

2.根据权利要求1的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述附加模块(200)包括至少一个在车辆座舱外的空调空气出口附加管(210)。

3.根据权利要求2的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述供暖、通风和/或空调壳体(100)包括至少一个朝向座舱的空调空气主出口段(112a，112b，113a，113b，114a，114b)，并且所述出口附加管(210)与朝向座舱的空调空气主出口段(112a，112b，113a，113b，114a，114b)相连通。

4.根据权利要求3的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述附加分配装置(212a，212b，213a，213b)能够将通过主出口段(112a，112b，113a，113b，114a，114b)流出的空调空气流引向附加管(210)和/或引向至少一个通到座舱中的扩散器(122a，122b，123a，123b，124a，124b)。

5.根据权利要求3或4的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述主分配装置(132a，132b，133a，133b，134a，134b)能够控制主出口段(112a，112b，113a，113b，114a，114b)的打开和/或关闭。

6.根据权利要求3至5中任一项的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述朝向座舱的空调空气主出口段是中心出口段(113a，113b)并且所述出口附加管(210)与所述中心出口段(113a，113b)相连通。

7.根据权利要求6的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述供暖、通风和/或空调系统(10)包括控制设备，所述控制设备适于将主分配装置(132a，132b，133a，133b，134a，134b)设置在给定的分配布局中和将附加分配装置(212a，212b，213a，213b)设置在座舱外空调空气流分配的打开位置中。

8.根据权利要求7的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述供暖、通风和/或空调壳体(100)包括至少一个足部出口段(114a，114b)并且所述给定的分配布局使得所述主分配装置能够关闭足部出口段(114a，114b)和打开中心出口段(113a，113b)。

9.根据权利要求8的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述供暖、通风和/或空调壳体(100)包含至少一个侧出口段(112a，112b)并且所述给定的分配布局使得所述主分配装置(132a，132b，133a，133b，134a，134b)能够打开侧出口段(112a，112b)和所述附加分配装置(212a，212b)能够关闭侧出口段(112a，112b)。

10.根据前述权利要求中任一项的供暖、通风和/或空调系统(10)，其中，所述供暖、通风和/或空调系统(10)包含这样的控制设备，其能够控制主分配装置(132a，132b，133a，133b，134a，134b)和附加分配装置(212a，212b，213a，213b)以便同时地或接连地关闭座舱内空调空气流的分配和打开座舱外空调空气流的分配，以及反之亦然。

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