CN107867143B - 将热能传递至分配向车辆客舱的空气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种将热能传递至分配向车辆的客舱的空气方法，该方法包括使用流体加热器加热第一流体。第一流体流动通过蓄热元件以将热能传递至蓄热元件。第一流体的加热和蓄热元件的加热发生在用于为车辆提供动力的可充电动力源的充电期间。在车辆运行期间以及在可充电动力源的充电中止之后，储存至蓄热元件的热能通过使第一流体流动通过与分配向车辆客舱的空气热连通的第一热交换器而传递至待分配向车辆的客舱的空气，从而延长车辆的最大行程。

Description

将热能传递至分配向车辆客舱的空气的方法
技术领域
本发明涉及用于车辆的热能管理系统，并且更具体地涉及与待分配向车辆的客舱的空气进行热能交换的方法。
背景技术
车辆一般包括气候控制系统，该气候控制系统通过提供加热、冷却以及通风将车辆的客舱内的温度维持在舒适的水平。通过在本领域内的被称为供热通风与空气调节(HVAC)系统的一体式机构来维持客舱内的舒适。HVAC系统对流过其中的空气进行调节并在整个客舱中分配被调节过的空气。
一般地，制冷系统的压缩机为布置在HVAC系统内的蒸发器提供具有所需温度的流体流以调节空气。压缩机通常由车辆的燃料动力发动机驱动。然而，近年来，具有比燃料动力发动机更具改进的燃料经济性的车辆正变得越来越普遍。具有改进的燃料经济性的车辆的一个示例包括利用至少一个可充电电池作为能源的电动车辆或者混合电动车辆。可充电电池在车辆使用期间可以用来为电动马达或者车辆的各种其他部件提供动力。车辆在可充电电池完全充满之后能够行驶的距离可以称为车辆或可充电电池的最大行程。在车辆使用之后，通过将可充电电池与能源电气连通来对可充电电池充电。在许多例子中，可充电电池与能源经由形成在可充电电池与能源之间的电线和插头组件电气连通。该电线和插头组件可以包括室外充电站或者形成在车库或者室外停车区域中的电输出口。
例如由于与内燃发动机相比，电动车辆产生的废热量减少，因此与燃料基能源的车辆的气候控制系统相比，必须对以可充电电池为能源的电动车辆或者混合电动车辆的气候控制系统进行修改。在许多例子中，能量必须从可充电电池直接吸收以为气候控制系统的各种部件提供动力。例如，可充电电池可以经由电动马达为压缩机直接或者间接地提供动力，以使制冷剂循环通过用于对分配向电动车辆的客舱的空气进行冷却和/或加热的制冷和/或加热泵回路。可充电电池也可以用于为电加热器比如用于加热分配向客舱的空气的正温度系数(PTC)加热器提供动力。替代性地，可充电电池可以用于加热流体比如与分配向客舱的空气交换热能的冷却剂。由可充电电池提供动力的这些部件具有从可充电电池汲取能量——不然这些能量可以用于为驱动电动车辆的电动马达提供动力——的需求，这一需求使得在利用气候控制系统时减小了车辆的有效最大行程。
该问题在电动车辆暴露在非常低的环境温度比如低于0℃下时尤其明显。为了确保乘客的舒适并且消除可能积聚在车辆窗户上的任何的霜、雾或者薄雾等，在可充电电池与能量源之间的电气连通中止后以及乘客进入客舱之后使温暖的空气立即分配向客舱通常很重要。因此，可能需要在充电过程结束之后立即开始操作电动车辆的气候控制系统，同时使传送至压缩机、电加热器或冷却剂加热器的用于对分配向客舱的空气进行加热的能量最大化，因此减小了在刚结束充电过程之后的可充电电池和车辆的最大行程。另外，这种加热方法由于与如对冷却剂进行加热以使热能与分配向客舱的空气进行交换的方法相比需要额外的时间以达到理想的加热程度而不能够及时地提供足够的热能。
因此期望生产既能够将热能有效地传递至车辆的客舱又能够使用于为车辆提供动力的动力源的动力需求最小化以使车辆的最大行程最小化的热管理系统。
发明内容
根据本发明并且与本发明一致，展示了一种用于将热能有效地传递至车辆的客舱、同时使车辆的最大行程最大化的热能管理系统。
在本发明的一个实施方式中，公开了一种将热能传递至分配向车辆的客舱的空气的方法。车辆由可充电动力源提供动力。该方法包括在可充电动力源充电期间将热能增加至蓄热元件的步骤和在可充电动力源的充电中止之后将热能从蓄热元件传递至分配向客舱的空气的步骤。
在本发明的另一个实施方式中，公开了一种对分配向由可充电动力源提供动力的车辆的客舱的空气进行加热的方法。该方法包括：对第一流体进行加热，使第一流体流动通过蓄热元件以对蓄热元件进行加热，以及将热从蓄热元件传递至分配向客舱的空气的步骤。
附图说明
对本领域技术人员而言，通过结合附图考虑并阅读本发明的各个实施方式的详细描述，本发明的以上和其他目的和优点将变得明显，在附图中：
图1是当操作热能管理系统的冷却部件时由可充电动力源提供动力的车辆的热能管理系统的不完整的示意流程图；
图2是当执行调节功能时的图1的热能管理系统的不完整的示意流程图；
图3是当执行冷却和调节双重功能时的图1的热能管理系统的不完整的示意流程图。
具体实施方式
以下详细的叙述和附图描述并示出了本发明的各种示例性实施方式。叙述和附图用于使本领域技术人员制造并使用本发明，并且叙述和附图无意于在以任何方式限制本发明的范围。
图1示出了根据本发明的实施方式的车辆(未示出)的热能管理系统1。热管理系统1总体上指车辆的构造成传递热能以用于车辆的有效运行的系统和部件。作为非限制性示例，热管理系统1可以包括车辆的构造成冷却车辆部件、执行工作或者调节分配向车辆客舱的空气的任何系统或者子系统。
热能管理系统1可以形成由电动力源比如可充电动力源2提供动力的车辆的一部分。可充电动力源2因此可以是在本领域内已知的用于为电动车辆提供动力的任何形式的可充电电池2。可充电电池2可以指共同储存待用于为车辆运行提供动力的能量的多个电池或电池单元(未示出)。然而，可以在不脱离本发明的范围的情况下使用替代的可充电动力源。
车辆可以是纯电动系统或者在一些例子中车辆可以是混合动力系统。在可充电电池2充电期间，可充电电池2与动力源3建立电气连通。在可充电电池2与动力源3之间建立的电气连通可以包括在它们之间延伸的线或者线缆4。动力源3可以例如是动力输出部，并且线或线缆4可以包括用于在动力源3与可充电电池2之间建立电气连通的一个或者多个插头或者其它电连接器。可充电电池2与动力源3之间的电气连通可以由车辆的使用者在使用车辆期间选择性地设置以对可充电电池2充电。由动力源3提供的电能可以用于既对可充电电池2进行充电也为通常由可充电电池2提供动力的车辆的部件提供动力。因此，在充电过程期间，动力源3可以用于为车辆的部件提供动力而不会从可充电电池2逆向消耗能量。
应当理解的是，动力源3独立于车辆的任何系统而形成，该动力源3用于在车辆运行期间恢复或产生能量。换句话说，动力源3不形成车辆的部件——例如诸如执行工作以产生电能从而对车辆的电池进行充电的部件比如内燃发动机。动力源3可以形成静止的充电位置，相应地，该位置在车辆运行期间对车辆而言通常不可用。
热能管理系统1包括空气调节模块12和第一流体回路40。空气调节模块12形成车辆的供热通风与空气调节(HVAC)系统的一部分。HVAC系统通常为车辆的客舱提供加热、通风和空气调节。空气调节模块12用于控制至少客舱的温度。示出的模块12包括中空的主壳体14，在该壳体14中形成有气流管道15。壳体14包括入口部段16、混合和调节部段18以及出口和分配部段(未示出)。在示出的实施方式中，空气入口22形成在入口部段16中。空气入口22与空气供给源(未示出)流体连通。空气供给源可以例如由车辆的外部、车辆客舱区域中的再循环、或者是这两者的结合来提供。入口部段16适于在其中接纳鼓风机叶轮17以使空气流动通过空气入口22。如果需要，可以在入口部段16的上游或者下游设置过滤器(未示出)。
壳体14的混合和调节部段18包括第一热交换器24、第二热交换器26和加热装置28。第一热交换器24紧接着第二热交换器26布置在第二热交换器26的上游。在示出的实施方式中，加热装置28布置在混合门29的下游。混合门29适于选择性地允许空气流动通过加热装置28。在其它实施方式中，混合门29可以布置在加热装置28的下游。应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用包括流动路径和用于控制通过流动路径的流量的致动装置等混合和调节部段18的替代性装置的各种不同构型。
如图1中所示，第二热交换器26可以形成制冷回路80的一部分，该制冷回路80还包括压缩机81、第三热交换器82和膨胀构件83。在图1中描绘的实施方式中，在用于使流动穿过混合和调节部段18的空气冷却以及/或者干燥的制冷操作模式下，第二热交换器26用作制冷回路80的蒸发器，而示出的第三热交换器82用作用于从流动通过制冷回路80的冷却剂中去除热能的冷凝器。然而，尽管在图1中没有绘制，但本领域的技术人员应当理解的是，制冷回路80能够适于包括下述结构(未示出)，该结构比如是在以热泵模式操作时用于使制冷剂流动通过第二热交换器26和第三热交换器82的顺序颠倒的额外的管道和阀，其中，第二热交换器26用作用于对流动通过混合和调节部段18的空气进行加热的冷凝器，而第三热交换器82用作蒸发器。在该例子中，压缩机81由可充电电池2提供动力以为第二热交换器26的热泵操作提供动力，从而从可充电电池2汲取能量。
尽管第二热交换器26示出为形成制冷回路的蒸发器，但应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用能够使流动通过混合和调节部段18的空气冷却以及/或者干燥的任何装置。另外，如果需要，第二热交换器26可以替代性地与图1中示出的制冷回路80的冷却剂之外的流体流体连通。
第一热交换器24可以是适于与流动通过其中的空气进行热交换的任何形式的热交换器。第一热交换器24例如可以包括形成在入口歧管箱与出口歧管箱之间的多个热交换管，其中，待分配向车辆的客舱的空气流动通过形成在热交换器管之间的开口，以提高承载在第一热交换器24内的流体与待分配向客舱的空气之间的热能传递。
热能管理系统1的第一流体回路40可以形成车辆的冷却环路，该冷却环路构造成用于冷却车辆的各种部件、特别是车辆的电动部件。作为非限制性示例，这些部件可以包括用于为车辆提供动力的电动马达、可充电电池2以及与车辆的操作相关联的其它电气部件比如转换器。应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，第一流体回路40可以用于与车辆的任何各种不同的部件或系统交换热能。第一流体循环通过第一流体回路40以与部件交换热能。第一流体可以是用于交换热能的任何适合的流体。作为非限制性示例，第一流体可以是例如由乙二醇、水或者乙二醇和水的混合物形成的冷却剂。
第一流体回路40包括用作循环通过第一流体回路40的第一流体的供给源的储液器42。通过泵44使第一流体从储液器42移出并且循环通过第一流体回路40。在车辆运行期间，泵44由可充电电池2直接或者间接地电力驱动。在可充电电池2的充电操作期间，泵44可以由动力源3直接或者间接地电力驱动，使得其中不论泵44被如何提供动力，可充电电池2的充电水平以及因此与车辆相关联的驾驶最大行程保持相同或增大。因此，在由动力源3为可充电电池2充电期间，泵44的操作不会对车辆的最大行程产生负面影响。
流体加热器50相对于穿过第一流体回路40的第一流体的流动布置在泵44的下游。流体加热器50可以是适用于加热流动通过其中的流体的任何类型的直接或间接电力驱动的加热装置。作为非限制性示例，流体加热器50可以例如是已知的乙二醇加热器的形式。在车辆运行期间，流体加热器50可以由可充电电池2直接或间接地提供动力。在可充电电池2的充电操作期间，流体加热器50可以由动力源3直接或者间接地电力驱动，使得其中，不论流体加热器50被如何提供动力，可充电电池2的充电水平以及因此的与车辆相关联的驾驶最大行程保持相同或者增大。因此，在由动力源3为可充电电池2充电期间，流体加热器50的操作不会对车辆的最大行程产生负面的影响。
在流体加热器50的下游布置有蓄热元件60。蓄热元件60可以由循环通过第一流体回路40的第一流体流体连通并且/或者具有热交换关系的任何结构形成。蓄热元件60可以由在上文讨论的车辆的需要冷却的电气部件中的一个电气部件形成。例如，蓄热元件60可以由配置成用于在需要冷却的电气部件与循环通过第一流体回路40的第一流体之间进行热能交换的电气部件的冷却系统形成。例如，蓄热元件60可以形成与待冷却的部件相关联的散热装置。替代性地，蓄热元件60可以是构造成使由蓄热元件60储存的热能的量最大化的结构。蓄热元件60例如可以包括室(未示出)，该室包括构造成用于将热能储存在其中的材料。该材料可以是构造成当与第一流体交换热能时发生相变的相变材料。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用用于储存热能的任何已知的结构或系统来作为蓄热元件60。另外，根据需要，蓄热元件60可以指与循环通过第一流体回路40的第一流体流体连通并且/或者热交换连通的多个不同结构或部件的集成装置。
需要冷却的额外的部件70可以布置在蓄热元件60的下游。切换阀65可以布置在蓄热元件60与额外的部件70之间。额外的部件70可以是需要与第一流体有热交换关系的任何部件比如在车辆运行期间可能需要冷却的电气部件。部件70可以是在上文被描述为可能形成适于用作蓄热元件60的电气部件中的任意电气部件。部件70例如可以包括逆变器、可充电电池2、车辆的电动马达或者与车辆的运行相关联的任何其它电气部件。对本领域技术人员而言明显的是，蓄热元件60可以基于例如与车辆的包装装置、车辆的各个系统之间传递能量的方式以及各个不同部件的热传导性相关联的各种条件而选自车辆的各种部件70。相应地，用于使来自部件70中的其余部件的第一流体的流动转向的切换阀65的定位可以基于具有第一流体回路40的车辆的具体需要来选择，以最有效地操作第一流体回路40。
第四热交换器72在第一流体回路40上布置在部件70的下游。第四热交换器72可以形成第一流体回路40的散热器以用于去除从部件70带走了热能之后的第一流体的热能。第四热交换器72可以与由风扇或者鼓风机73供给的空气流成热交换关系。根据需要，当第三热交换器82用作制冷回路80的冷凝器时，也可以使风扇73引导第三热交换器82上的空气流。在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用第三热交换器82、第四热交换器72和风扇73的替代构型。一旦第一流体离开第四热交换器72，第一流体重新进入储液器42以再次循环通过第一流体回路40。
第一流体回路40包括具有第一热交换器24的调节分支45。调节分支45的第一部分46从切换阀65延伸至第一热交换器24，并且调节分支45的第二部分47从第一热交换器24延伸至第一流体回路40的储液器42。如图1中所示，调节分支45的第二部分47可选地包括回并线48，该回并线48将调节分支45的第二部分47流体地联接至切换阀65和第一流体回路40的需要冷却的部件70的中间。回并线48可以包括阀66，阀66用于选择性地允许第一流体流动通过调节分支45的第二部分47以在部件70上游重新进入第一流体回路40，从而允许第一流体在进入储液器42之前与部件70和可能的第四热交换器72进行热能交换。然而，如下文解释的，如果需要，热管理系统1可以在缺少回并线48和阀66的情况下操作。
在一些环境条件下，车辆的电子部件比如部件70(以及在一些实例中的蓄热元件60)在车辆运行期间(以及因此在当可充电电池2不与动力源3电气连通期间)会产生足够的热从而需要经由第一流体循环通过第一流体回路40来冷却。因此，在这种环境条件下，第一流体回路40可以在下述情况下使用，其中，切换阀65被调节至使得第一流体从切换阀65朝向部件70流动而不循环通过调节分支45的位置。
图1包括沿着第一流体回路40延伸的箭头，该箭头表示当车辆正在运行并且第一流体回路40用于冷却部件70(和可能的蓄热元件60，根据需要)而不使第一流体流动通过调节分支45时的第一流体的流动方向。第一流体通过泵44从储液器42被泵送出来而流体加热器50未处于操作状态。如此一来，当第一流体流动通过流体加热器50时，流体加热器50未将热量加至第一流体并且第一加热器50不需要从可充电电池2中汲取能量。第一流体继续流动通过第一流体回路40，包括穿过蓄热元件60和车辆的需要冷却的其它部件70。蓄热元件60和其它部件70的热能被传递至第一流体以加热第一流体。第一流体然后流动至用作散热器的第四热交换器72，第四热交换器72通过使用风扇或鼓风机73而使空气流穿过第四热交换器72从而去除由第一流体接收的热能。第一流体由此被冷却并且返回储液器42以用于额外的冷却循环的再循环。
除了起到用于对车辆的需要冷却的各个部件70进行冷却的冷却剂环路的功能之外，第一流体回路40也可以起到调节功能，其中，热能在第一流体与待分配向客舱的空气之间传递。调节功能可以包括加热调节功能，其中，除了经由加热装置28(以及在一些系统中通过压缩机81的操作经由第二热交换器26)传递至第一流体的任何热能之外，还有额外的热能被供给至待分配向客舱的空气。加热调节功能是适合在如下情况下使用的功能：环境温度较低比如低于例如0℃，并且车辆的乘客要求立即分配经加热的空气以适当地实施除霜或去雾功能以满足乘客的舒适性需求。
在第一流体回路40没有调节功能时，热管理系统1最初主要依赖加热装置28来提供对待分配向车辆客舱的空气进行加热，其中，加热装置28由可充电电池2直接提供动力。在一些系统中，在热泵模式期间，当第二热交换器26用作制冷回路80的冷凝器时，待分配向客舱的空气也可以由第二热交换器26加热。第二热交换器26作为冷凝器的操作需要压缩机81的操作，压缩机由可充电电池2直接或者间接地提供动力。因此，加热装置28或者压缩机81的操作需要从可充电电池2中汲取能量，由此减小了车辆的最大行程。
热能管理系统1的调节功能至少包括热能储存阶段和热能采收阶段。热能储存阶段包括在可充电电池2充电期间热能传递至蓄热元件60。热能采收阶段包括在充电过程中止之后以及在从可充电电池2汲取动力的车辆运行期间将储存至蓄热元件60的热能传递至待分配向车辆的客舱的空气。每个阶段在下文中依次进行描述。
图2包括沿着第一流体回路40的一部分以及调节分支45延伸的箭头，这些箭头表示当第一流体回路40执行调节功能的热能储存阶段时第一流体的流动方向。图2中示出的流动构型最初在车辆没有运行并且车辆的可充电电池2通过建立在动力源3与可充电电池2之间的电气连通而充电的期间实施。如上文中所述的，可充电电池2能够在与动力源3电气连通时将电能分配向车辆的各个部件而不会负面地减小可充电电池2的充电水平或者车辆的最大行程。替代性地，应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，只要所使用的过程没有减小可充电电池2的充电水平，那么也可以使用其中使动力源3为车辆的部件直接提供动力同时对可充电电池2独立地充电的替代构型。
在热能储存阶段期间，由动力源3传送的电能被直接或者间接地(经由可充电电池2)分配至泵44和流体加热器50，以为这些部件的运行提供动力。第一流体通过泵44从储液器42被泵送出来，同时流体加热器50启动。流体加热器50因此将热能增加至第一流体以加热第一流体。经加热的第一流体然后流动通过蓄热元件60。增加至第一流体的至少一部分热能从第一流体传递至蓄热元件60。如上文所述的，蓄热元件60可以包括适于储存第一流体的热能的任何热传导结构、流体或者材料。
切换阀65被致动至使得穿过第一流体回路40的流被引导朝向调节分支45的第一部分46而非朝向布置在蓄热元件60下游的部件70的位置。第一流体流动通过调节分支45的第一部分46并且进入第一热交换器24。增加至第一流体的热能的至少一部分被传递至形成第一热交换器24的结构。第一流体然后离开第一热交换器24并且穿过调节分支45的第二部分47流回储液器42。第一流体然后能够再次循环通过第一流体回路40和调节分支45以继续加热第一流体并且将热能继续储存在蓄热元件60中。
可以持续加热第一流体以及在蓄热元件60中储存热能直到动力源3与可充电电池2之间的电气连通中止为止，以期望在周围环境中运行车辆。在电气连通中止后，流体加热器50和泵44不再运行以防止可充电电池2在没有动力源3充电时消耗能量。
当暴露在较低的环境温度下的车辆开始启动后，车辆的客舱通常需要立即加热。在客舱的初始加热期间，加热装置28和/或压缩机81的使用不理想地从可充电电池2汲取能量。另外，与正常操作条件相比，在较低的周围环境温度与车辆客舱所需温度之间通常存在的较大的温度差异，使得为加热装置28和/或压缩机81提供动力所需要的能量增大。热能管理系统1的调节功能通过利用储存在蓄热元件60中的热能来提供加热待分配向客舱的空气所需要的热能的至少一些热能而提供了该问题的解决方案。
第一流体在热能采收阶段期间包括与在热能储存阶段期间相同的构型，因此热能采收阶段也可以参照图2描述。在充电过程中止之后，车辆的乘客启动车辆的运行。在该阶段，对车辆的需要可充电电池2的电能的任何部件(在没有由动力源3提供能量的情况下)进行操作都会引起可充电电池2的充电水平的下降，从而减小了车辆的最大行程。因此，在热能储存阶段之后的车辆运行期间，流体加热器50不运行以防止能量从可充电电池2流失。泵44操作成使得第一流体流动通过第一流体回路40。切换阀65保持在使第一流体在返回至储液器42之前流动通过调节分支45的位置。
布置在空气调节模块12的入口部段16中的鼓风机17被启动以使待分配向客舱的空气流动通过气流管道15。空气然后遇到第一热交换器24。如之前所述的，形成第一热交换器24的结构可以储存由流体加热器50增加至第一流体的热能的至少一部分。另外，应当理解的是，第一流体自身储存通过流体加热器50增加至该第一流体的热能的至少一部分。空气与穿过第一热交换器24的结构的第一流体进行热交换，以增大待分配向客舱的空气的温度同时减小流动通过第一热交换器24的第一流体的温度。第一流体然后返回至储液器42，其中泵44使得第一流体循环通过蓄热元件60。蓄热元件60将储存在蓄热元件60中的热能传递至第一流体以加热第一流体。经加热的第一流体然后被引导返回至第一热交换器24。从蓄热元件60传递至第一流体的热能然后经由第一热交换器24传递至待分配向客舱的空气。第一流体继续循环通过第一流体回路40和调节分支45以重复热能从蓄热元件60至待分配向客舱的空气的传递。
在一些情况下，流动通过第一热交换器24的第一流体根据乘客的要求提供需要被传递至待分配向客舱的空气的所有热能。在这种情况下，加热装置28和/或压缩机81不需要运行，因此在客舱的初始加热期间，从可充电电池2获得的用于向HVAC系统提供动力所需要的能量最少化。在其他情况下，由循环通过第一热交换器24的第一流体供给的热能根据乘客的要求不足以对待分配向客舱的空气进行适当地加热。加热装置28和/或压缩机81因此可以被启动以操作为热能的补充源，但是加热装置28和压缩机81可以以减小的速度和/或从可充电电池2获得设定的需要的最小电能量来操作以为加热装置28和/或压缩机81提供动力。因此，第一热交换器24在任一情况下都增大了车辆的最大行程，这是由于为客舱加热所需的热能的至少一部分从蓄热元件60处重新获得，代替了否则会由储存在可充电电池2中的电能产生的热能。
可以使第一流体继续流动通过第一热交换器24直到储存在蓄热元件60的热能降低到第一热交换器24不再向待分配向客舱的空气增加热能的程度为止。第一热交换器24可以用于甚至在客舱最初已经达到所需的温度之后继续将热能增加至待分配向客舱的空气，从而还防止在开始加热客舱之后需要从可充电电池2汲取额外的能量以用于向加热装置28和/或压缩机81提供动力。
如之前讨论的，调节分支45的第二部分47可选地包括用于选择性地将调节分支45流体联接至部件70上游的第一流体回路40的回并线48。回并线48通过对阀66进行调节而打开以使得离开第一热交换器24的第一流体的流的至少一部分重新进入第一流体回路40。如图3中所示，图3包括表示在调节分支45使用时并且阀66打开时第一流体的流动的箭头，离开第一热交换器24的流的至少一部分在返回至储液器42以通过泵44再循环之前流动通过部件70和第四热交换器72。
回并线48可以用于重新获得来自部件70的热能，同时使用蓄热元件60的热能对待分配向客舱的空气进行加热。如果部件70是在使用期间产生热量的电气部件，则在第一流体已经将热能传递至待分配向客舱的空气之后部件70可以达到其中部件70的温度比第一流体的温度高的温度。因此，流动通过回并线48的第一流体的至少一部分接收来自于部件70的热能以加热第一流体。当第一流体流动通过第四热交换器72时，鼓风机或者风扇73可以被关闭以使待从第一流体中去除的热能的量最小化。经加热的第一流体然后能够再循环通过第一流体回路40的包括蓄热元件60和第一热交换器24的其余部分以使调节功能的热能采收阶段更长，从而进一步增大了车辆的最大行程。相应地，当第一流体回路40从使用调节分支45的调节功能向由图1的流动构型示出的没有第一流体流动通过调节分支45的正常冷却功能转换时，可以使用回并线48。
已经描述了热能管理系统的1的适于在环境温度较低并且在车辆启动之后需要立即对客舱进行加热的情况下使用的调节功能。由于这种调节可能不出现在可充电电池2的每次充电过程中，比如在温暖的季节或者当车辆在经加热的室内环境中充电时，车辆的控制系统(未示出)可以配置成在将可充电电池2放置成与动力源3电气连通的充电过程开始时确定应当在何时采用该调节功能。控制系统可以在充电过程之前或在充电过程期间被乘客选择时启动调节功能。在车辆启动之后，控制系统可以例如替代性地仅在测量环境温度或内部舱温度的温度传感器(未示出)确定可能需要调节功能来满足乘客需求时启动调节功能。控制系统可以替代性地在传送至控制系统的信息比如通过无线通信方法传送至控制系统的天气信息指示可能需要调节功能时启动调节功能。控制系统可以替代性地在车辆的数据和地理位置指示可能需要调节功能时启动调节功能。在不脱离本发明的范围的情况下，也可以使用用于启动并控制调节功能的替代性的控制方法。
车辆的控制系统也可以用于确定蓄热元件60的热容何时减小至第一流体的连续循环不再有益于加热待分配向客舱的空气的水平。例如，在调节功能的整个热能采收阶段中，沿着第一流体回路40和调节分支45布置有一个或者多个温度传感器(未示出)以确定第一流体或蓄热元件60的温度。控制系统也可以鉴于蓄热元件60的减小的热容来确定泵44的操作不再能量有效，因此可以中止通过调节分支45和第一热交换器24的流动。相应地，控制系统可以停止泵44的运行以中止第一流体通过调节分支45的循环，或者控制系统可以继续泵44的操作同时将切换阀65切换至使第一流体流动通过部件70和第四热交换器72以执行第一流体回路40的冷却功能的位置。在其它实施方式中，控制系统在车辆运行期间在热能采收阶段中在使第一流体通过第一热交换器24的流动中止之前使第一流体回路40运行预定的时间段。在其它实施方式中，与部件70中的一个部件相关联的温度传感器(未示出)指示需要第一流体回路40的冷却功能，则通过将切换阀65进行切换来结束在热能采收阶段中的运行，以将第一流体引导至部件70和第四热交换器72。在不脱离本发明的范围的情况下，还可以使用用于控制第一流体回路40的运行的替代的控制方法。
第一流体回路40因此还被描述为当车辆暴露于较低的环境温度时执行用于加热客舱的加热调节功能。然而，本领域技术人员应当理解的是，上文描述的加热调节功能可以通过对第一流体回路40进行适当地修改而适用于冷却调节功能。例如，流体加热器50可以由电气部件或者能够执行冷却功能的电驱动系统代替。相应地，流体加热器50可以由构造成从第一流体去除热能的电驱动冷却装置(未示出)代替。作为非限制性示例，冷却装置可以例如是具有在通过动力源3对可充电电池2充电期间由可充电电池2提供动力的压缩机的制冷回路的蒸发器。
在使用中，在可充电电池2的充电期间，泵44和冷却装置启动。作为非限制性示例，当车辆周围的环境温度较高比如高于25℃时，可以使用冷却调节功能。泵44使得第一流体循环通过冷却装置以去除第一流体的热量。被冷却的第一流体然后流动至蓄热元件60，其中热能从蓄热元件60传递至被冷却的第一流体。热能因此从蓄热元件60去除从而冷却蓄热元件60。当可充电电池2的充电被中止并且车辆第一次启动运行时，使第一流体循环通过第一热交换器24同时冷却装置不再运行。第一流体接收来自穿过第一热交换器24的空气的热能以冷却空气同时使第一流体升温。升温后的第一流体然后继续循环通过第一流体回路40，其中第一流体再次遇到蓄热元件60。蓄热元件60然后接收来自经升温后的第一流体的热能，从而冷却第一流体。第一流体然后能够穿过第一热交换器24以再次冷却待分配向客舱的空气。这个过程不断重复直到蓄热元件60的冷却容量减小成使得冷却调节功能的运行不再有效或者不再需要为止。
根据上面的描述，本领域技术人员能够轻易地确定本发明的关键特征，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员能够对本发明进行各种改变和修改以使其适应各种用途和环境。

Claims (16)

1.一种将热能传递至分配向车辆的客舱的空气的方法，所述车辆由可充电动力源提供动力，所述方法包括下述步骤：
在所述可充电动力源充电期间将热能增加至蓄热元件；以及
在所述可充电动力源的充电中止之后将热能从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气，
其中，第一流体将热能从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气，
其中，所述第一流体流动通过与分配向所述客舱的空气热连通的第一热交换器，并且
其中，所述第一流体循环通过包括所述蓄热元件的冷却剂回路，并且其中，所述第一热交换器布置在从所述冷却剂回路延伸的调节分支上，所述调节分支的第一部分从切换阀延伸至所述第一热交换器，并且所述调节分支的第二部分从所述第一热交换器延伸至所述冷却剂回路的储液器，所述切换阀布置在所述蓄热元件和需要与所述第一流体有热交换关系的额外的部件之间，所述调节分支的所述第二部分包括回并线，所述回并线将所述调节分支的所述第二部分流体地联接至所述切换阀和所述冷却剂回路的所述额外的部件的中间，并且所述回并线包括阀，所述阀用于选择性地允许所述第一流体流动通过所述调节分支的所述第二部分以在所述额外的部件的上游重新进入所述冷却剂回路。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一流体至少部分地由乙二醇形成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一热交换器布置在供分配向所述客舱的空气流动通过的壳体中，其中，所述第一热交换器在所述壳体中相对于分配向所述客舱的空气穿过所述壳体的流动方向布置在冷却装置和加热装置的上游。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使所述第一流体流动通过所述蓄热元件而将热能增加至所述蓄热元件。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述第一流体流动通过所述蓄热元件之前，所述第一流体流动通过流体加热器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可充电动力源通过独立于所述车辆的动力源充电。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述可充电动力源是为所述车辆的电动马达提供动力的电池。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，将热能增加至所述蓄热元件包括泵和流体加热器的运行，其中，在所述可充电动力源充电期间，所述泵和所述流体加热器由独立于所述车辆的所述动力源提供动力。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在热能从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气期间，所述流体加热器不运行而所述泵运行，其中，在所述可充电动力源的充电中止之后，所述泵由所述可充电动力源提供动力。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述可充电动力源的充电中止之后，电加热装置将热能增加至分配向所述客舱的空气。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，热能从所述蓄热元件至分配向所述客舱的空气的传递发生在所述车辆的运行期间，并且其中，所述车辆仅由所述可充电动力源提供动力。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蓄热元件是供第一流体流动通过的热传导结构，所述第一流体将热能从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蓄热元件是其中设置有热能储存材料的结构，其中，所述热能储存材料与将热能从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气的第一流体交换热能。
14.一种对分配向由可充电动力源提供动力的车辆的客舱的空气进行加热的方法，所述方法包括：
对第一流体进行加热的加热步骤；
使所述第一流体流动通过蓄热元件以对所述蓄热元件进行加热的流动步骤；以及
将热从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气的传递步骤，
其中，所述第一流体将热能从所述蓄热元件传递至分配向所述客舱的空气，
其中，所述第一流体流动通过与分配向所述客舱的空气热连通的第一热交换器，并且
其中，所述第一流体循环通过包括所述蓄热元件的冷却剂回路，并且其中，所述第一热交换器布置在从所述冷却剂回路延伸的调节分支上，所述调节分支的第一部分从切换阀延伸至所述第一热交换器，并且所述调节分支的第二部分从所述第一热交换器延伸至所述冷却剂回路的储液器，所述切换阀布置在所述蓄热元件和需要与所述第一流体有热交换关系的额外的部件之间，所述调节分支的所述第二部分包括回并线，所述回并线将所述调节分支的所述第二部分流体地联接至所述切换阀和所述冷却剂回路的所述额外的部件的中间，并且所述回并线包括阀，所述阀用于选择性地允许所述第一流体流动通过所述调节分支的所述第二部分以在所述额外的部件的上游重新进入所述冷却剂回路。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述加热步骤和所述流动步骤发生在通过独立于所述车辆的动力源对所述可充电动力源充电期间，并且所述传递步骤发生在所述可充电动力源的充电中止之后。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一热交换器相对于分配向所述客舱的空气的流动方向紧接着第二热交换器布置在所述第二热交换器的上游。
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