CN107639996A - 一种用于冷却部件和车辆内部的使用冷却剂回路的车辆辅助暖通空调系统 - Google Patents

一种用于冷却部件和车辆内部的使用冷却剂回路的车辆辅助暖通空调系统 Download PDF

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Abstract

一种车辆，包括用于加热和冷却乘客舱的暖通空调(HVAC)系统。该HVAC系统包括制冷剂回路和冷却剂回路，以及辅助暖通空调(HVAC)系统。该辅助HVAC系统包括用于控制制冷剂向第一热交换器的流动的连接到所述制冷剂回路的膨胀装置，和连接到用于调节部件的温度的辅助冷却剂回路的第二热交换器。该辅助HVAC系统还包括用于产生通过第一热交换器的空气流的鼓风机、用于将空气流引导通过第二热交换器和/或出口的第一混合门、用于将空气流引导通过出口和/或再循环管道的第二混合门以及用于控制空气流通过再循环通道的第三混合门。

Description

一种用于冷却部件和车辆内部的使用冷却剂回路的车辆辅助 暖通空调系统
技术领域
本发明总体上涉及一种车辆加热/冷却系统，并且更具体地涉及具有使部件冷却的辅助冷却剂回路的辅助车辆暖通空调系统。
背景技术
在车辆中利用辅助暖通空调(HVAC)系统是众所周知的。这些辅助HVAC系统通常是混合空气系统，其类似于用作主要HVAC系统的强制通气HVAC系统，或仅用作空调或仅用作加热器的系统。这些辅助HVAC系统通常位于车辆的乘客舱内。更具体地说，辅助HVAC系统通常位于后装饰总成、中控台、座椅下、车辆下方、或其它室内。
与主要HVAC系统一样，考虑到它们在乘客舱内的定位，这些辅助HVAC系统通常具有大的占地面积或包装尺寸。事实上，这些辅助HVAC系统通常包括以下部分或全部：蒸发器芯、加热器芯、电加热器、鼓风机马达和轮总成、鼓风机速度控制器、门、致动器以及管道。更重要的是，用于大型车辆(诸如运动型多功能车(SUV)，跨界型多功能车(CUV)，厢式货车以及混合动力车辆)中的辅助HVAC系统的管道系统通常是广泛的并且延伸贯穿整个乘客舱，以便将调节空气分配到隔室内的不同位置(例如车辆的第二，第三，第四或第五排)。
虽然较大的车辆可以比较小的、更紧凑的车辆在乘客舱内提供更多的立方英尺的空间，但是额外的空间通常用于各种期望的特征(例如，乘客舱的每一排三个人座位)。在这些情况下，乘客舱内的空间可能会受到限制。例如，适应这种类型的座椅布置或其他期望的特征以及大的辅助HVAC系统对于车辆设计者来说可能是困难和繁重的。因此，需要一种辅助HVAC系统，其能够加热和冷却乘客舱或乘客舱内的区域，同时保持最小的占地面积或包装尺寸以为车辆设计者提供增加的灵活性。
辅助HVAC系统将利用尺寸小的辅助冷却剂回路系统，并允许在整个乘客舱内进行多区域调节的较短管道延伸。甚至可以利用更少和/或可能更小的热交换器来限制辅助HVAC系统的总体封装尺寸或占地面积。与全车厢解决方案相比，这种辅助HVAC系统还可以提供低能量消耗的点加热和冷却，以及温度关键部件(例如，电池组)的部件冷却。
发明内容
根据本文所述的目的和益处，提供了一种车辆。该车辆可以广泛地描述为包括用于加热和冷却乘客舱的暖通空调(HVAC)系统和辅助暖通空调(HVAC)系统，HVAC系统包括制冷剂回路和冷却剂回路，辅助暖通空调(HVAC)系统包括用于控制制冷剂向第一热交换器的流动的连接到制冷剂回路的膨胀装置和连接到辅助冷却剂回路的第二热交换器，该辅助冷却剂回路包括用于使辅助冷却剂回路内的冷却剂在部件附近移动以便调节部件的温度的泵。
使用流量控制阀和泵来控制辅助冷却剂回路内的冷却剂的温度。
在一个可能的实施例中，辅助HVAC系统还包括用于产生通过辅助HVAC系统的空气流的鼓风机，并且第一热交换器是制冷剂与空气的热交换器，第二热交换器是空气与冷却剂的热交换器。
在另一个可能的实施例中，辅助HVAC系统还包括用于产生通过辅助HVAC系统的空气流的鼓风机和第一混合门，第一混合门定位在第一热交换器的下游以用于以乘客舱冷却模式将空气流至少部分地引导通过出口。
在另一个可能的实施例中，辅助HVAC系统还包括用于产生通过辅助HVAC系统的空气流的鼓风机和第一混合门，第一混合门定位在第一热交换器的下游以用于以部件冷却模式将空气流至少部分地引导通过第二热交换器。
在又一可能的实施例中，辅助HVAC系统还包括再循环管道，至少部分地引导通过第二热交换器的空气流通过该再循环管道返回到鼓风机。
在另一可能的实施例中，辅助HVAC系统还包括第二混合门，第二混合门定位在第一混合门的下游以用于将至少部分地引导通过第二热交换器的空气流进一步引导通过再循环管道。
另一方面，辅助HVAC系统还包括用于产生通过辅助HVAC系统的空气流的鼓风机、定位在第一热交换器下游的第一混合门、以及均定位在第一混合门下游的第二混合门和第三混合门，该第一混合门用于将空气流的第一部分引导通过出口以及进入乘客舱并且将空气流的第二部分引导通过第二热交换器，该第二混合门和第三混合门用于将空气流的第二部分进一步引导通过出口、通过再循环管道返回鼓风机或者通过出口和再循环管道返回鼓风机。
在第二可能的实施例中，一种用于加热和冷却乘客舱并经由辅助冷却剂回路冷却部件的辅助暖通空调(HVAC)系统，包括用于控制制冷剂流向第一热交换器的膨胀装置、连接到用于调节部件温度的辅助冷却剂回路的第二热交换器、用于产生通过第一热交换器的空气流的鼓风机、用于引导空气流通过第二热交换器和/或出口进入乘客舱的处于第一热交换器下游的第一混合门、用于将空气流引导通过出口和/或再循环管道返回鼓风机的处于第一混合门下游的第二混合门、以及用于控制通过再循环管道的空气流的处于第一混合门下游的第三混合门。
在一个可能的实施例中，部件是一个或多个储能装置(例如电池)，第一热交换器是制冷剂与空气的热交换器，并且第二热交换器是空气与冷却剂的热交换器。
在另一可能的实施例中，第一混合门以乘客舱冷却模式将空气流引导通过出口。另一方面，第一混合门以部件冷却模式将空气流引导通过第二热交换器。
在又一可能的实施例中，第二混合门在部件冷却模式中将空气流引导通过第三混合门和再循环管道。
在另一可能的实施例中，第一混合门在混合冷却模式中将空气流的第一部分引导通过出口并且将空气流的第二部分引导通过第二热交换器。
在另一可能的实施例中，第二混合门将通过第二热交换器的空气流的第二部分引导通过出口。在另一可能的实施例中，第三混合门将通过第二热交换器的空气流的第二部分的至少一部分引导通过再循环管道。
根据本文所述的目的和益处，提供了一种冷却具有包括辅助冷却剂回路的辅助暖通空调(HVAC)系统的车辆中的部件的方法，包括以下步骤：(a)产生通过第一热交换器的空气流以降低空气流的温度；(b)将降低温度的空气流的至少一部分引导通过第二热交换器；(c)将冷却剂泵送通过辅助冷却剂回路以将热量从部件吸走；以及(d)利用第二热交换器来改变辅助冷却剂回路内的冷却剂的温度。
在另一可能的实施例中，改变冷却剂温度的步骤包括利用流量阀控制通过第二热交换器的冷却剂流。
在另一个可能的实施例中，在部件冷却模式中，基本上所有的降低温度的空气流被引导通过第二热交换器。
在另一可能的实施例中，该方法还包括以下步骤：(e)将引导通过第二热交换器的降低温度的空气流再循环回鼓风机。
在另一可能的实施例中，该方法还包括以下步骤：在混合冷却模式中，(f)再循环引导通过第二热交换器的部分降低温度的空气流的第一部分，以及(g)将引导通过第二热交换器的部分降低温度的空气流的第二部分引导通过出口而进入乘客舱。
在下面的描述中，示出和描述了使用辅助HVAC系统的车辆的几个实施例，该辅助HVAC系统包括用于控制部件的温度的辅助冷却剂回路。应当理解，该方法和系统能够具有其它不同的实施例，并且它们的几个细节能够在各种显而易见的方面进行修改，而全部不脱离如所附权利要求中陈述和描述的车辆和方法。因此，附图和描述应当被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
结合本文并形成说明书的一部分的附图说明了车辆和方法的几个方面，并与说明书一起用于解释其某些原理。附图中：
图1是车辆暖通空调(HVAC)系统和辅助HVAC系统的示意图，辅助HVAC系统包括用于控制车辆部件的温度的辅助冷却剂回路；
图2是包括用于产生空气流的鼓风机、第一和第二热交换器、出口、再循环管道以及膨胀装置的辅助(HVAC)系统的俯视图；
图3是辅助(HVAC)系统的侧视图，该辅助系统包括配置为以乘客舱冷却模式将空气流引导到乘客舱中的第一、第二以及第三混合门；
图4是辅助(HVAC)系统的侧视图，该辅助系统包括配置为以乘客舱冷却模式将空气流引导通过再循环管道的第一、第二以及第三混合门；以及
图5是辅助(HVAC)系统的侧视图，该辅助系统包括配置为以混合冷却模式将部分空气流引导通过出口和再循环管道的第一、第二以及第三混合门。
现在将详细参考使用辅助HVAC系统的车辆的本实施例，该辅助HVAC系统包括用于控制车辆部件的温度的辅助冷却剂回路，其示例在附图中示出，其中，相同的附图标记用于表示相同的元件。
具体实施方式
现在参考图1，其示出了连接到用于加热和冷却乘客舱14的辅助暖通空调(HVAC)系统12的典型车辆加热和冷却系统10的示意图。车辆冷却和加热系统10包括主暖通空调(HVAC)系统，其包括制冷剂回路16和发动机冷却剂回路17(虚线所示)，用于通过定位在仪表板20内的通风口18加热和冷却乘客舱14。
在所描述的实施例中，制冷剂回路16包括由压缩机带24驱动的传统压缩机22，压缩机带24又由车辆的曲轴26驱动。在操作中，压缩机22压缩在所述实施例中为制冷剂的流体，从而升高制冷剂的温度(T)。如动作箭头28所示，高温高压气体制冷剂离开压缩机22并流入冷凝器30。
一般来说，冷凝器30在所述实施例中定位在发动机室的前部并且冷却制冷剂。在冷凝器或外部热交换器30中，高温高压气体制冷剂主要由于外部空气的作用而冷凝并且液化。车辆可以包括活动格栅百叶窗32，其控制允许通过外部热交换器30的空气量。如图所示，在所描述的实施例中还使用风扇34来产生和调节越过外部热交换器30和发动机散热器36通过活动格栅百叶窗32的空气流。
如动作箭头42和44所示，高压液化的制冷剂然后分别发送到第一(冷却)膨胀装置38和第二(冷却)膨胀装置40。在第一(冷却)膨胀装置38中，液体制冷剂膨胀成为低温、低压液体和蒸气混合制冷剂。这种低温、低压液体和蒸气混合制冷剂被供给到附图标记46指示的制冷剂与空气热交换器或蒸发器。调节制冷剂流量或节流用于控制蒸发器46内的制冷剂的温度。
在冷却模式中，流过蒸发器46的温暖潮湿的空气将其热量传递到蒸发器内的较冷的制冷剂。副产物是低温空气和来自空气的冷凝物。冷凝物从蒸发器46路由到车辆的外部。鼓风机48将空气吹过蒸发器46并且通过一个或多个排气口18到达乘客舱14。该方法导致乘客舱14中具有较冷的干燥空气。
如上所述，系统10还包括发动机冷却剂回路17，其包括将冷却剂或者防冻剂泵送通过发动机56的冷却剂泵(未示出)。冷却剂吸收来自发动机56的热量并且将一部分加热的冷却剂路由通过定位在车辆HVAC壳体60内的冷却剂与空气的热交换器58。
在加热模式中，混合门(未示出)用于调节由鼓风机48产生的空气流，允许空气穿过或部分地穿过冷却剂与空气的热交换器58。流过冷却剂与空气的热交换器58的加热的冷却剂将其热量传递到流过冷却剂与空气的热交换器的空气。副产物是通过通风口18进入乘客舱14的升高温度的空气和降低温度的冷却剂。如动作箭头62所示，从冷却剂与空气的热交换器58流出的现在降低温度的发动机冷却剂回流通过发动机56，其中，冷却剂通过如上所述的系统10被再加热和循环。
辅助HVAC系统12通过管道68和定位在乘客舱内的一个或多个通风口70提供至少部分乘客舱14的辅助冷却。在第二(冷却)膨胀装置40中，液体制冷剂类似地膨胀成为低温、低压液体和蒸气混合制冷剂。该低温、低压液体和蒸汽混合制冷剂被供给到附图标记72指示的制冷剂与空气的热交换器或蒸发器。调节制冷剂流量或节流用于控制蒸发器72内制冷剂的温度。在图1示出的所描述的实施例中，蒸发器72定位在位于乘客舱14中的辅助HVAC壳体130内。然而，在替选实施例中，辅助HVAC壳体和/或蒸发器72可位于车辆下，或在发动机或其它隔室内。
在冷却模式中，流过蒸发器72的温暖潮湿的空气将其热量传递到蒸发器内的较冷的制冷剂。副产物是降低温度的空气和来自空气的冷凝物。冷凝物从蒸发器72路由到车辆的外部。鼓风机64产生穿过蒸发器72并且通过一个或多个通风口70到达乘客舱14的空气流。该方法导致乘客舱14中具有较冷的干燥空气。
如动作箭头74所示，低压制冷剂排出制冷剂与空气的热交换器72，并且如动作箭头76所示，与离开蒸发器46的低压制冷剂在点80处重新组合。如动作箭头82所示，组合的低压制冷剂再次进入压缩机22，其中制冷剂再次被压缩并且循环通过系统10。
辅助HVAC系统12还包括用于调节隔室86内的部件84(例如，电池、电子设备或食品/饮料)的温度的辅助冷却剂回路66。如动作箭头90所示，辅助冷却剂回路66包括将冷却剂或防冻剂泵送通过隔室86的冷却剂泵88。如动作箭头94所示，冷却剂在被泵送到空气与冷却剂的热交换器92之前，辅助冷却剂回路66中的冷却剂当其穿过隔室86时从部件84吸收热量。
泵88和流量控制阀96一起工作以控制辅助冷却剂回路66内的冷却剂的温度。在上述冷却模式中，其中，需要乘客舱14的最大冷却，流量控制阀96和泵88限制(如果不停止)冷却剂在辅助冷却剂回路66内的移动。可替选地，在最大部件冷却模式中，流量控制阀96和泵88允许冷却剂流过隔室86内的部件84。
通常如图2所示，辅助HVAC系统12包括膨胀阀40、鼓风机64、制冷剂与空气的热交换器或蒸发器72、空气与冷却剂的热交换器或加热器芯92、连接到管道68的出口98以及再循环管道106和混合门104。更重要的是，如图3所示，辅助HVAC系统12分别包括第一、第二以及第三混合门100、102以及104。混合门用于控制和/或调节由鼓风机64产生的空气流。
在图3中示出的最大乘客舱冷却模式中，第一混合门100和第二混合门102被移动到完全闭合的位置。在这些位置中，第一和第二混合门100、102防止吹出的空气通过空气与冷却剂的热交换器92和再循环管道106返回到鼓风机64。在这种模式中，冷却剂泵88被关闭，冷却剂不会通过辅助冷却剂回路66和部件隔室86循环，并且如动作箭头110所示吹出的空气通过管道68直接流到乘客舱14中。
在图4示出的最大部件冷却模式中，第一混合门100移动到大体防止吹出的空气经由出口98进入乘客舱14的完全打开的位置。在该模式中，如动作箭头112所示，第一混合门100将吹出的空气引导通过冷却剂与空气的热交换器92。流过冷却剂与空气的热交换器92的部分加热的冷却剂将其热量传递到流过冷却剂与空气的热交换器的空气。副产物是升高温度的空气和辅助冷却剂回路66内的降低温度的冷却剂。
类似地，第二混合门102在最大部件冷却模式中移动到因此大体防止升高温度的空气经由出口98进入乘客舱14的完全闭合的位置。相反，第三混合门104被打开，如动作箭头114所示，允许加热的空气流过冷却剂与空气的热交换器92而进入再循环管道106。加热的空气通过再循环管道106流回到鼓风机64，其中，加热的空气再循环通过蒸发器72并在进入冷却剂与空气的热交换器92之前冷却。换句话说，在最大部件冷却模式中，第一和第二混合门100和102被定位成防止空气流进入乘客舱14，并且第三混合门104被定位成将加热的空气引导进入再循环管道106并且返回鼓风机64。
在图5所示的一种混合模式中，第三混合门104移动到大体防止空气进入再循环管道106的完全闭合位置。同时，第一和第二混合门100和102被用于调节由鼓风机64产生的空气流。如图所示，第一和第二门均被定位成允许空气流如动作箭头116所示部分地穿过冷却剂与空气的热交换器92，并且如动作箭头118所示部分地绕过冷却剂与空气的热交换器92而进入乘客舱14。
流过冷却剂与空气的热交换器92的部分加热的冷却剂将其热量传递到流过冷却剂与空气的热交换器的空气。副产品是如动作箭头120所示经由出口98进入乘客舱14的升高温度的空气和降低温度的冷却剂。在进入乘客舱14之前，如动作箭头118所示，升高温度的空气与允许绕过冷却剂与空气的热交换器92进入乘客室14的部分空气流混合。第一和第二混合门102和104的定位是控制进入乘客舱14的混合空气的温度的一种方法。在替选的操作模式中，第三混合门104可以打开或部分打开，允许至少一部分升高温度的空气进入如上所述的再循环管道106。
在加热模式中，随着压缩机关闭，没有制冷剂通过第二(冷却)膨胀装置40或者制冷剂与空气的热交换器72移动。在这种模式中，泵88同样可以被关闭，使得没有冷却剂在辅助冷却剂回路66内移动。可替选地，泵88可以继续操作以通过辅助冷却剂回路66泵送冷却剂，使得冷却剂通过隔室86内的热传递而加热。加热的冷却剂然后移动到冷却剂与空气的热交换器92，其中，加热的冷却剂将热量传递到由鼓风机64产生的流过冷却剂与空气的热交换器的空气。加热的空气通过出口98并且通过管道68流到定位在乘客舱14内的一个或多个通风口70。该方法导致至少一部分乘客舱14中具有较暖的空气并且向隔室86内的部件84提供冷却。
在其它替选实施例中，阀可以被添加到辅助冷却剂回路66中用于选择性地将移动的冷却剂引导通过用于容纳一个或多个附加部件的一个或多个附加隔室，以便调节部件的温度。该阀将操作为允许冷却剂正常在辅助冷却剂回路内移动，或者当需要部件冷却时转向通过一个或多个附加隔室。当然，如果在车辆内使用多个隔室，则一个或多个阀门可以被添加到辅助冷却剂回路中。
总而言之，由车辆利用辅助HVAC系统借助本文件示出的辅助冷却剂回路来控制乘客舱内的温度并且冷却部件而带来许多益处。辅助冷却剂回路将部件保持在最佳温度范围内，同时利用来自部件的废热再加热辅助排放的空气。使用辅助HVAC系统为车辆设计者提供了更大的灵活性，包括允许在整个乘客舱内进行多区域空气调节的更短的管道延伸以及更少和/或可能更小的热交换器的使用。更重要的是，与完整的客舱解决方案相比，该系统允许点加热和冷却，导致了更低的能量消耗，并且允许不会显著地影响乘客舱的温度(如果有的话)的部件冷却。
为了说明和描述的目的提出了前述内容。它不是旨在穷举或将实施例限制为所公开的精确形式。例如，所描述实施例中的膨胀装置可以是电子膨胀装置。依据上述教导，可以进行明显的修改和变化。当根据它们公平，合法地和公平地享有的宽度来解释时，所有这些修改和变化落入所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：
用于加热和冷却乘客舱的暖通空调(HVAC)系统，所述HVAC系统包括制冷剂回路和冷却剂回路；以及
辅助暖通空调(HVAC)系统，所述辅助HVAC系统包括用于控制制冷剂向第一热交换器的流动的连接到所述制冷剂回路的膨胀装置、和连接到辅助冷却剂回路的第二热交换器，所述辅助冷却剂回路包括用于使所述辅助冷却剂回路内的冷却剂在部件附近移动以便调节所述部件的温度的泵。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述辅助HVAC系统还包括用于产生通过所述辅助HVAC系统的空气流的鼓风机，并且其中，所述第一热交换器是制冷剂与空气的热交换器，并且所述第二热交换器是空气与冷却剂的热交换器。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述辅助HVAC系统还包括用于产生通过所述辅助HVAC系统的空气流的鼓风机和第一混合门，所述第一混合门定位在所述第一热交换器的下游以用于在乘客舱冷却模式中将所述空气流至少部分地引导通过出口。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述辅助HVAC系统还包括用于产生通过所述辅助HVAC系统的空气流的鼓风机和第一混合门，所述第一混合门定位在所述第一热交换器的下游以用于在部件冷却模式中将所述空气流至少部分地引导通过所述第二热交换器。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述辅助HVAC系统还包括再循环管道，至少部分地引导通过所述第二热交换器的所述空气流通过所述再循环管道返回到所述鼓风机。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述辅助HVAC系统还包括第二混合门，所述第二混合门定位在所述第一混合门的下游以用于将至少部分地引导通过所述第二热交换器的所述空气流进一步引导通过所述再循环管道。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述辅助HVAC系统还包括用于产生通过所述辅助HVAC系统的空气流的鼓风机、定位在所述第一热交换器下游的第一混合门、以及均定位在所述第一混合门下游的第二混合门和第三混合门，所述第一混合门用于将所述空气流的第一部分引导通过出口以及进入所述乘客舱并且将所述空气流的第二部分引导通过所述第二热交换器，所述第二混合门和所述第三混合门用于将所述空气流的所述第二部分进一步引导通过所述出口、通过再循环管道返回所述鼓风机或者通过所述出口和所述再循环管道返回所述鼓风机。
8.一种用于经由辅助冷却剂回路加热和冷却乘客舱并冷却部件的辅助暖通空调(HVAC)系统，包括：
膨胀装置，所述膨胀装置用于控制制冷剂向第一热交换器的流动；
第二热交换器，所述第二热交换器连接到用于调节所述部件的温度的所述辅助冷却剂回路；
鼓风机，所述鼓风机用于产生通过所述第一热交换器的空气流；
所述第一热交换器下游的第一混合门，所述第一混合门用于引导所述空气流通过所述第二热交换器和/或出口进入所述乘客舱；
所述第一混合门下游的第二混合门，所述第二混合门用于将所述空气流引导通过所述出口和/或再循环管道返回所述鼓风机；以及
所述第一混合门下游的第三混合门，所述第三混合门用于控制通过所述再循环管道的空气流。
9.根据权利要求8所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述部件是一个或多个储能装置，所述第一热交换器是制冷剂与空气的热交换器，并且所述第二热交换器是空气与冷却剂的热交换器。
10.根据权利要求8所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述第一混合门在乘客舱冷却模式中将所述空气流引导通过所述出口。
11.根据权利要求8所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述第一混合门在部件冷却模式中将所述空气流引导通过所述第二热交换器。
12.根据权利要求11所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述第二混合门在所述部件冷却模式中将所述空气流引导通过所述第三混合门和所述再循环管道。
13.根据权利要求8所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述第一混合门在混合冷却模式中将所述空气流的第一部分引导通过所述出口并且将所述空气流的第二部分引导通过所述第二热交换器。
14.根据权利要求13所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述第二混合门将通过所述第二热交换器的所述空气流的所述第二部分引导通过所述出口。
15.根据权利要求13所述的辅助暖通空调(HVAC)系统，其中，所述第三混合门将通过所述第二热交换器的所述空气流的所述第二部分的至少一部分引导通过所述再循环管道。
16.一种冷却具有包括辅助冷却剂回路的辅助暖通空调(HVAC)系统的车辆中的部件的方法，包括以下步骤：
产生通过第一热交换器的空气流以降低所述空气流的温度；
将所述降低温度的空气流的至少一部分引导通过第二热交换器；
将冷却剂泵送通过所述辅助冷却剂回路以将热量从所述部件吸走；以及
利用所述第二热交换器来改变所述辅助冷却剂回路内的所述冷却剂的温度。
17.根据权利要求16所述的冷却具有包括辅助冷却剂回路的辅助暖通空调(HVAC)系统的车辆中的部件的方法，其中，改变所述冷却剂温度的所述步骤包括控制通过所述第二热交换器的冷却剂流。
18.根据权利要求16所述的冷却具有包括辅助冷却剂回路的辅助暖通空调(HVAC)系统的车辆中的部件的方法，其中，在部件冷却模式中，大体上所有的所述降低温度的空气流被引导通过所述第二热交换器。
19.根据权利要求18所述的冷却具有包括辅助冷却剂回路的辅助暖通空调(HVAC)系统的车辆中的部件的方法，还包括将引导通过所述第二热交换器的所述降低温度的空气流再循环回鼓风机的步骤。
20.根据权利要求16所述的冷却具有包括辅助冷却剂回路的辅助暖通空调(HVAC)系统的车辆中的部件的方法，还包括以下步骤：在混合冷却模式中，再循环引导通过所述第二热交换器的所述部分降低温度的空气流的第一部分，以及将引导通过所述第二热交换器的所述部分降低温度的空气流的第二部分引导通过出口而进入乘客舱。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110292837A (zh) * 2018-03-23 2019-10-01 波音公司 空气干燥系统及其方法
CN112714701A (zh) * 2018-09-28 2021-04-27 戴森技术有限公司 车辆空调

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109228962B (zh) * 2017-06-27 2021-04-09 杭州三花研究院有限公司 热管理系统
JP2020185863A (ja) * 2019-05-14 2020-11-19 株式会社デンソー 冷却システム
US11338641B2 (en) * 2020-01-31 2022-05-24 Denso International America, Inc. System for cooling vehicle electronic control unit with HVAC
US20230031077A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Rivian Ip Holdings, Llc Heating, ventilation, and air conditioning case with multi-position door for case recirculation
US20230031346A1 (en) * 2021-07-29 2023-02-02 Rivian Ip Holdings, Llc Heating, ventilation, and air conditioning case with extractor port to ambient

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090071178A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Vehicle HVAC and Battery Thermal Management
US20090133415A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Gm Global Technology Operations, Inc. HVAC Thermal Storage for Hybrid Vehicle
US20100012295A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Vehicle HVAC and RESS Thermal Management
US20140096550A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Guangning Gao Control of compressor outlet pressure based on temperature of thermal load cooled by coolant in electric vehicle
CN203744622U (zh) * 2013-02-15 2014-07-30 福特环球技术公司 暖通空调系统及装置与辅助暖通空调装置
US20150032318A1 (en) * 2012-02-21 2015-01-29 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Determination and display of expected range of vehicle having electric traction motor

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008074377A (ja) 2006-03-02 2008-04-03 Denso Corp 車両用ブライン式冷却装置およびその運転制御方法
JP2008049796A (ja) 2006-08-23 2008-03-06 Denso Corp 車載電子機器の冷却装置
US7789176B2 (en) 2007-04-11 2010-09-07 Tesla Motors, Inc. Electric vehicle thermal management system
US7861547B2 (en) * 2008-05-28 2011-01-04 Gm Global Technology Operations, Inc. HVAC system control for improved vehicle fuel economy
DE102010000990B4 (de) * 2010-01-19 2018-01-11 Hanon Systems Verfahren zum Betrieb eines Klimatisierungssystems
US8753762B2 (en) 2011-03-03 2014-06-17 Chrysler Group Llc Thermal management of cabin and battery pack in HEV/PHEV/BEV vehicles
JP5772334B2 (ja) * 2011-07-20 2015-09-02 スズキ株式会社 車両用空調装置
US20140014421A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Neil Carpenter Thermal management of electric vehicle battery pack in the event of failure of battery pack heater
US20140062228A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-06 Neil Carpenter Thermal management of electric motor in the event of failure of primary cooling system for powertrain on electric vehicle
US20140144160A1 (en) * 2012-11-25 2014-05-29 Kenneth J. Jackson Hv battery thermal control system and method
EP3025887B1 (en) * 2013-07-26 2018-04-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Vehicle air conditioner
JP6192434B2 (ja) * 2013-08-23 2017-09-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
DE102013227034A1 (de) * 2013-12-20 2015-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermomanagement für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Verfahren zur Konditionierung des Innenraums eines solchen Kraftfahrzeugs
US9819063B2 (en) * 2015-08-18 2017-11-14 Ford Global Technologies, Llc Climate control system for a vehicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090071178A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Vehicle HVAC and Battery Thermal Management
US20090133415A1 (en) * 2007-11-28 2009-05-28 Gm Global Technology Operations, Inc. HVAC Thermal Storage for Hybrid Vehicle
US20100012295A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-21 Gm Global Technology Operations, Inc. Vehicle HVAC and RESS Thermal Management
CN101633306A (zh) * 2008-07-21 2010-01-27 通用汽车环球科技运作公司 车辆hvac和ress热力管理
US20150032318A1 (en) * 2012-02-21 2015-01-29 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Determination and display of expected range of vehicle having electric traction motor
US20140096550A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Guangning Gao Control of compressor outlet pressure based on temperature of thermal load cooled by coolant in electric vehicle
CN203744622U (zh) * 2013-02-15 2014-07-30 福特环球技术公司 暖通空调系统及装置与辅助暖通空调装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110292837A (zh) * 2018-03-23 2019-10-01 波音公司 空气干燥系统及其方法
CN110292837B (zh) * 2018-03-23 2022-06-03 波音公司 空气干燥系统及其方法
CN112714701A (zh) * 2018-09-28 2021-04-27 戴森技术有限公司 车辆空调

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US20180022181A1 (en) 2018-01-25

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