CN109130773A - 用于管理车辆热状况的方法和系统 - Google Patents

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蒂莫西·诺亚·布兰兹勒
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安东尼·大卫·撒克里斯
詹姆士·乔治·加比
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Abstract

本公开涉及用于管理车辆热状况的方法和系统。提供一种用于电气化车辆的车辆气候控制系统，其包括热回路和控制器。热回路包括热泵和正温度系数(PTC)加热器。控制器被配置为：响应于接收到基于热源模式表的同时进行冷却和加热的请求，并检测到允许流动通过固定孔口膨胀装置(FOT)、热膨胀阀(TXV)和电子膨胀阀(EXV)中的一个的系统配置，指导热泵和PTC加热器的操作。当加热器芯冷却剂被识别为暖并且环境温度大于预定阈值时，所述热源模式表可以要求热泵以冷却模式操作，并要求PTC加热器以加热模式操作。

Description

用于管理车辆热状况的方法和系统
技术领域
本公开涉及用于辅助管理车辆的热状况的热泵系统。
背景技术
诸如电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)或全混合动力电动车辆(FHEV)的电气化车辆包括诸如高电压电池的能量储存装置，以用作用于车辆的推进源。高电压电池可以包括用于辅助管理车辆性能和操作的部件和系统。车辆车厢气候控制系统可以与发动机热管理系统一起操作，以经由在整个热泵系统中流动的制冷剂和冷却剂提供有效的热分布。控制系统可以基于从监测车辆和环境状况的传感器接收的输入而指导气候控制系统和热管理系统的各个部件的操作。
发明内容
一种用于电气化车辆的车辆气候控制系统包括热回路和控制器。热回路包括热泵和正温度系数(PTC)加热器。控制器被配置为：响应于接收到基于热源模式表的同时进行冷却和加热的请求，并检测到允许流动通过固定孔口膨胀装置(FOT)、热膨胀阀(TXV)和电子膨胀阀(EXV)中的一个的系统配置，指导热泵和PTC加热器的操作。当加热器芯冷却剂被识别为暖并且环境温度大于预定阈值时，所述热源模式表可以要求热泵以冷却模式操作并要求PTC加热器以加热模式操作。当加热器芯冷却剂被识别为热并且环境温度大于预定阈值时，所述热源模式表可以要求热泵以冷却模式操作并要求停用PTC加热器。当加热器芯冷却剂被识别为暖并且环境温度小于或等于预定阈值时，所述热源模式表可以要求PTC加热器输出热。同时进行冷却和加热操作的启用还可以基于加热器芯冷却剂温度和目标加热器芯冷却剂温度之间的关系、气候加热请求、气候冷却请求以及环境温度。加热器芯冷却剂温度可以由传感器测量并基于可校准常数以冷、暖和热中的一个被输入到所述热源模式表中。在冷却模式期间，FOT、TXV或EXV的操作状态可以是启用的。在加热模式期间，FOT、TXV或EXV的操作状态可以是不启用的。车辆气候控制系统可以包括另一个FOT、TXV或EXV。在除湿模式期间，对于冷却用膨胀装置而言所述FOT、TXV或EXV的操作状态可以是启用的，对于加热用膨胀装置而言所述另一个FOT、TXV或EXV的操作状态可以是启用的。热泵和PTC加热器的操作可以是基于预定的温度阈值和测量的环境温度的。
一种用于电气化车辆的车辆气候控制系统包括热回路和控制器。热回路包括FOT、TXV或EXV中的一个、热泵和辅助热源。控制器被配置为基于FOT、TXV或EXV的操作状态以及模式命令表启用辅助热源。在加热模式期间，辅助热源可以被启用，并且FOT、TXV或EXV可以被指导操作为启用。辅助热源可以是正温度系数加热器。当加热器芯冷却剂的温度被识别为暖并且环境温度大于预定阈值时，所述模式命令表可以要求热泵以除湿模式操作，并要求正温度系数加热器停用。当加热器芯冷却剂被识别为热并且环境温度大于预定阈值时，所述模式命令表可以要求热泵以冷却模式操作，并要求正温度系数加热器停用。当加热器芯冷却剂被识别为冷并且环境温度大于预定阈值时，所述模式命令表可以要求热泵以除湿模式操作，并要求正温度系数加热器停用。辅助热源可以是发动机。
一种用于操作车辆气候控制系统的方法包括：响应于同时接收到冷却模式请求和加热模式请求，经由控制器输出基于环境温度和预定的可校准恒定温度来启用辅助热源的命令。所述方法还可包括：响应于检测到固定孔口膨胀装置、热膨胀阀和电子膨胀阀中的一个的流动变化，经由控制器输出基于环境温度、加热器芯冷却剂温度、目标加热器芯冷却剂温度和气候控制请求来调节车辆气候的热泵操作命令。辅助热源可以是正温度系数加热器和发动机中的一个。
附图说明
图1是车辆的示例的示意性表示。
图2A是阀膨胀装置的示例的示意性表示。
图2B是阀膨胀装置的另一示例的示意性表示。
图3是示出在用于图1的车辆的蒸气压缩式热泵(VCHP)子系统的示例的各个操作模式期间的部件操作状态的示例的表格。
图4是示出用于图1的车辆的VCHP子系统的控制策略的示例的状态图。
图5是示出包括固定孔口膨胀装置、热膨胀阀和电子膨胀阀中的一个的VCHP子系统的热泵模式控制策略的示例的表。
图6是示出用于VCHP子系统的操作的算法的示例的流程图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，应理解，公开的实施例仅为示例，其它实施例可采取各种可替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本公开的实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。
在特定情况下，诸如BEV和PHEV的电气化车辆可能需要可供选择的热源来替代或增补由传统的内燃发动机排出的热的量，从而满足车辆车厢加热目标。蒸气压缩式热泵(VCHP)技术可以通过从车辆的周围环境提取能量来提供可接受的车辆车厢加热。
参照图1，示出了车辆10的示意图。车辆10可以是机动车辆，诸如汽车或卡车。车辆10可以具有任何合适的传动系，并且可以包括可以用于推进车辆10和/或为车辆部件提供动力的一个或更多个动力源12。在图1中，车辆10被示出为具有单个动力源12，该动力源12可以被配置为可适于燃烧任何合适类型的燃料(诸如，汽油、柴油燃料或氢)的内燃发动机。作为另一选择，车辆10可以被配置为可以具有多个动力源(诸如，电动力源和类似发动机的非电动力源)的混合动力车辆。
车辆10可以包括乘客舱20、发动机舱22和气候控制系统24。乘客舱20可以设置在车辆10内并且可以容纳一个或更多个乘客。气候控制系统24的一部分可以设置在乘客舱20中。发动机舱22可以邻近乘客舱20设置。一个或更多个动力源12以及气候控制系统24的一部分可以设置在发动机舱22中。发动机舱22可以通过隔板(bulkhead)26与乘客舱20分开。气候控制系统24可以循环空气和/或控制或改变在乘客舱20中循环的空气的温度。气候控制系统24可以包括冷却剂子系统30、热泵子系统32和通风子系统34。
冷却剂子系统30(也可以被称为冷却剂回路)可以循环诸如冷却剂的流体，以冷却动力源12。例如，在动力源运行或操作时由动力源12产生的废热可以被传递到冷却剂，然后被循环到一个或更多个热交换器，从而从冷却剂传递热能。在至少一个实施例中，冷却剂子系统30可以包括可通过诸如管、软管、导管等管道流体地相互连接的冷却剂泵40、中间热交换器42、加热器芯44和旁通回路48。冷却剂子系统30可以包括可设置在发动机舱22中用于将热能传递到车辆10周围的环境空气的散热器(未示出)。冷却剂子系统30可以包括辅助热源49。辅助热源49可以是(例如)正温度系数(PTC)加热器。在包括发动机的实施例中，发动机也可以作为辅助热源运转。
冷却剂泵40可以使冷却剂循环通过冷却剂子系统30。冷却剂泵40可以由电动力源或非电动力源提供动力。例如，冷却剂泵40可以经由皮带可操作地结合到被构造为内燃发动机的动力源12，或者可以由电动马达驱动。冷却剂泵40可以从动力源12接收冷却剂并使冷却剂在闭合回路中循环。例如，当气候控制系统24处于加热模式时，冷却剂可以从冷却剂泵40流动到中间热交换器42，然后在返回到动力源12之前流动到加热器芯44，如由带箭头的线所表示的。
中间热交换器42可以促进冷却剂子系统30和热泵子系统32之间的热能传递。中间热交换器42可以是冷却剂子系统30和热泵子系统32的一部分。中间热交换器42可以具有任何合适的构造。例如，中间热交换器42可以具有板翅式、管翅式或管壳式构造，其可以促进热能的传递而不会使冷却剂子系统30和热泵子系统32中的传热流体混合。当气候控制系统24处于加热模式时，热可以经由中间热交换器42从热泵子系统32传递到冷却剂，如将在下面更详细讨论的。
加热器芯44可以将热能从冷却剂传递到乘客舱20中的空气。加热器芯44可以在乘客舱20中设置在通风子系统34中并且可以具有任何合适的构造。例如，在一个或更多个实施例中，加热器芯44可以具有板翅式或管翅式构造。
冷却剂子系统30可以可选地包括用于加热冷却剂的辅助热源49。在至少一个实施例中，辅助热源49可以是可设置在加热器芯44的上游并且可使用电能来加热冷却剂的电冷却剂加热器，诸如高电压冷却剂加热器或低电压冷却剂加热器。电冷却剂加热器可以从车辆10上的电动力源和/或远离车辆10的电动力源(诸如，经由电插座)接收电力。可选地或附加地，辅助热源49可以是非电的冷却剂加热器，诸如燃料运转的或燃料驱动的加热器。
旁通回路48可以引导冷却剂，使得冷却剂不被动力源12或发动机加热。旁通回路控制阀50可以控制通过旁通回路48的冷却剂的流动。更具体地，当旁通回路控制阀50处于第一位置时，旁通回路控制阀50可以允许冷却剂流动通过旁通线路52并且阻止冷却剂从动力源12流动到中间热交换器42。在这样的位置中，第二冷却剂泵54可以使冷却剂循环通过旁通回路48，从中间热交换器42到加热器芯44，到旁通线路52并返回到第二冷却剂泵54。因此，在一些操作模式中，冷却剂子系统30中的冷却剂可以经由中间热交换器42被热泵子系统32独立地加热。第二冷却剂泵54也可以被称为辅助冷却剂泵。当旁通回路控制阀50处于第二位置时，旁通回路控制阀50还可以阻止冷却剂流动通过旁通线路52。当冷却剂不流动通过旁通线路52时，第二冷却剂泵54可以循环或不循环冷却剂。
热泵子系统32可以将热能传递至乘客舱20或从乘客舱20传递热能，以及将热能传递至冷却剂子系统30或从冷却剂子系统30传递热能。在至少一个实施例中，热泵子系统32可以被构造为VCHP子系统，其中流体循环通过热泵子系统32，以将热能传递至乘客舱20或从乘客舱20传递热能。在该示例中，VCHP子系统可以与膨胀装置一起操作。膨胀装置可响应于接收到的控制信号而操作，(例如)操作马达以选择性地使电子膨胀阀(EXV)的操作状态在阀出口的打开位置和关闭位置之间转换。热泵子系统32可以以各种模式操作，包括但不限于冷却模式、加热模式、除湿模式和除冰模式。
在冷却模式中，热泵子系统32可以循环可称为制冷剂的传热流体，以将热能从乘客舱20内部传递到乘客舱20外部。在加热模式中，热泵子系统32可以经由中间热交换器42将热能从制冷剂传递到冷却剂，而不使制冷剂循环通过乘客舱20中的热交换器，如将在下面更详细讨论的。为简洁起见，以下提供热泵子系统32的简要讨论，其着重于可在加热模式下采用的蒸汽压缩循环。在这样的配置中，热泵子系统32可以包括泵60、第一控制阀62、第一膨胀装置64、外部热交换器66、第二控制阀68、第三控制阀70、蓄液器72、第二膨胀装置74、内部热交换器76以及可选的内部热交换器78。热泵子系统32的部件可以经由一个或更多个管道(诸如管、软管等)以闭合回路的方式流体连接。在图1中，通过带箭头的线来表示处于加热模式时的制冷剂循环路径。
第一膨胀装置64和第二膨胀装置74中的每个可以是冷却用膨胀装置或加热用膨胀装置。第一膨胀装置64和第二膨胀装置74可以是EXV。VCHP子系统的另一示例可以使用包括替代EXV的固定孔口膨胀装置(FOT)或热膨胀阀(TXV)的组件来操作。图2A示出了组件77的示例，在组件77中，第一膨胀装置64包括FOT或TXV 79和旁通截止阀81。图2B示出了组件83的示例，在组件83中，第二膨胀装置74包括FOT或TXV 79和截止阀85。通常，EXV可以用热回路中的FOT或TXV和旁通截止阀或截止阀代替。
再次参照图1，泵60(也可以被称为压缩机)可以使制冷剂增压并使冷却剂循环通过热泵子系统32。泵60可以由电动力源或非电动力源提供动力。例如，泵60可以经由皮带可操作地结合到被构造为内燃发动机的动力源12，或者可以由电动马达驱动。在加热模式中，泵60可以将高压制冷剂提供至中间热交换器42，中间热交换器42继而可以将热从高压制冷剂传递至经过中间热交换器42的冷却剂，以加热冷却剂。
第一控制阀62可以沿着旁通路径80设置，旁通路径80可以设置在中间热交换器42和第一膨胀装置64之间。当第一控制阀62打开时，旁通路径80可以允许一些制冷剂绕过第一膨胀装置64和外部热交换器66，并流到内部热交换器78(如果设置的话)、第二膨胀装置74和内部热交换器76。当处于加热模式时，第一控制阀62可以被关闭，以阻止制冷剂通过旁通路径80流动到内部热交换器76。
第一膨胀装置64可以设置在中间热交换器42和外部热交换器66之间并且可以流体连接到中间热交换器42和外部热交换器66。第一膨胀装置64可以被设置用于改变制冷剂的压力。第一膨胀装置64可以降低从中间热交换器42经过第一膨胀装置64至外部热交换器66的制冷剂的压力。因此，在加热模式中，从中间热交换器42接收的高压制冷剂可以以较低的压力并以液体和蒸汽的混合物的形式离开第一膨胀装置64。
外部热交换器66可以设置在乘客舱20的外部。在冷却模式或空气调节环境中，外部热交换器66可以用作冷凝器并且可以将热传递到周围环境，以将制冷剂从蒸汽冷凝为液体。在加热模式下，外部热交换器66可以用作蒸发器并且可以将热从周围环境传递到制冷剂，从而使制冷剂蒸发。
第二控制阀68可以设置在外部热交换器66和旁通路径80之间。第二控制阀68可以被构造为止回阀并且可以阻止制冷剂从旁通路径80流动至外部换热器66。因此，当气候控制系统24处于加热模式时，离开外部换热器66的制冷剂可以被引导至第三控制阀70。
第三控制阀70可以设置在外部热交换器66和蓄液器72之间。第三控制阀70可以帮助控制离开外部热交换器66的制冷剂的流动。在加热模式中，第三控制阀70可以打开，以允许制冷剂从外部热交换器66流动到蓄液器72。在其它模式(诸如冷却模式)中，第三控制阀70可以关闭并且第二膨胀装置74可以打开。
蓄液器72可以用作用于存储任何残余的液体制冷剂的储存器，使得蒸汽式制冷剂而不是液体制冷剂可以被提供给泵60。蓄液器72可以包括从制冷剂吸收少量水分的干燥剂。
第二膨胀装置74可以设置在外部热交换器66和内部热交换器76之间并且可以流体连接到外部热交换器66和内部热交换器76。第二膨胀装置74可以具有与第一膨胀装置64类似的构造并且类似于第一膨胀装置64可以被设置用于改变制冷剂的压力。此外，第二膨胀装置74可以关闭以阻止制冷剂的流动。更具体地，在加热模式中，第二膨胀装置74可以关闭以阻止制冷剂从外部热交换器66流动至内部热交换器76。因此，关闭第二膨胀装置74可以阻止制冷剂通过第二控制阀68流动到内部热交换器78(如果提供的话)和流动通过内部热交换器76。
内部热交换器76可以流体连接到第二膨胀装置74。内部热交换器76可以设置在乘客舱20内部。在冷却模式或空气调节环境中，内部热交换器76可以用作蒸发器并且可以接收来自乘客舱20中的空气的热，以蒸发制冷剂。离开内部热交换器76的制冷剂可以被引导至蓄液器72。在加热模式中，由于第二膨胀装置74的关闭，制冷剂可以不被引导至内部热交换器76。
内部热交换器78(如果提供的话)可以在流动通过热泵子系统32的不同区域的制冷剂之间传递热能。内部热交换器78可以设置在乘客舱20的外部。在冷却模式或空气调节环境中，热可以从自外部热交换器66引导到内部热交换器76的制冷剂传递到自蓄液器72引导到泵60的制冷剂。在加热模式中，由于第二膨胀装置74关闭，所以内部热交换器78不在这些制冷剂流动路径之间传递热能，从而阻止制冷剂流动通过内部热交换器78的一部分。
在串联除湿模式中，除了第三控制阀70关闭和第二膨胀装置74允许冷却剂流动之外，VCHP子系统类似于加热模式进行操作。在并联除湿模式中，除了第一控制阀62打开和第二膨胀装置74允许冷却剂流动之外，VCHP子系统类似于加热模式进行操作。
在除冰模式中，VCHP子系统类似于加热模式进行操作，尽管在第二膨胀装置74关闭的情况下第一膨胀装置64可以被节流或可以不被节流(如果是EXV)或被绕过(如果是FOT或TXV)。
通风子系统34可以使空气在车辆10的乘客舱20中循环。通风子系统34可以具有壳体90、鼓风机92和温度门94。
壳体90可以容纳通风子系统34的部件。在图1中，为了清楚起见，壳体90被示出为使得内部部件可见而不是被隐藏。此外，通过壳体90和内部部件的气流由带箭头的线表示。壳体90可以至少部分地设置在乘客舱20中。例如，壳体90或壳体90的一部分可以被设置在车辆10的仪表板下方。壳体90可以具有进气部100，进气部100可以接收来自车辆10外部的空气和/或来自乘客舱20内部的空气。例如，进气部100可以经由进气通道、导管或开口接收来自车辆10外部的环境空气，该进气通道、导管或开口可以位于任何合适的位置，诸如靠近前围板、轮舱或其他车身面板。进气部100还可以接收来自乘客舱20内部的空气并且使这样的空气通过通风子系统34进行再循环。可以设置一个或更多个门或百叶窗以允许或阻止空气再循环。
鼓风机92可以被设置在壳体90中。鼓风机92(其也可以被称为鼓风机风扇)可以被设置在进气部100附近，并且可以被构造为可以使空气循环通过通风子系统34的离心式风扇。
温度门94可以被设置在内部热交换器76和加热器芯44之间。在示出的实施例中，温度门94被设置在内部热交换器76的下游和加热器芯44的上游。温度门94可以阻挡或允许气流通过加热器芯44，以帮助控制乘客舱20中的空气的温度。例如，在加热模式中，温度门94可以允许气流通过加热器芯44，使得热可以从冷却剂传递到经过加热器芯44的空气。然后，该加热的空气可以被提供到气室，以分配到位于乘客舱20中的导管和通风口或出口。温度门94可以在多个位置之间运动，以提供具有期望温度的空气。在图1中，温度门94被示出处于全加热位置，在该位置，气流被引导通过加热器芯44。
以上描述的气候控制系统可以通过补充由发动机或车辆动力源提供的热量来帮助减少所提供的热的能量成本。更具体地，热泵子系统可以产生额外的热并将所述额外的热提供给可用于加热车辆的乘客舱的冷却剂。此外，气候控制系统可以促进气候控制系统部件(诸如，加热器芯和/或通风系统设计)的通用化。因此，可以为具有不同的动力传动系统构造的车辆(诸如，具有内燃发动机和混合动力电动传动系选项的车型)设置通用的加热器芯和/或通风系统。这种通用化可以通过在不同的车辆车型之间(提供多种动力传动系统配置)和/或不同的车辆平台之间提供通用的部件设计来显着减少相关的加工和制造成本。
图3是示出在VCHP子系统的各种操作模式期间的部件状态的示例的表250。在该示例中，示出了用于包括EXV的VCHP子系统的部件状态，然而，应该理解，如下文关于图5进一步描述的，示出用于包括FOT或TXV的VCHP子系统的部件状态的表将被修改，以根据不同的膨胀装置组件(诸如，图2A和2B中示出的那些)进行操作。栏252中标识硬件部件，在操作模式栏254中标识操作模式。例如，在行256中表示泵60，在行258中表示第二冷却剂泵54，在行262中表示第一膨胀装置64，在行260中表示第二膨胀装置74，在行266中表示第一控制阀62，在行264中表示第三控制阀70。操作模式栏254进一步被划分为包括冷却模式栏270、加热模式栏272、串联除湿模式栏274、并联除湿模式栏276和除冰模式栏278的多个栏。如上所述，可以使用表250来识别在VCHP子系统的操作模式期间的部件状态。例如，在加热模式期间，泵60打开，第二冷却剂泵54打开，第一膨胀装置64节流，第二膨胀装置74被关闭，第一控制阀62关闭，并且第三控制阀70打开。
图4示出了用于VCHP子系统的控制策略的示例，在本文中总体上称为控制策略300。操作304表示控制策略300中的决策节点。在操作304中，控制器检查实际的加热器芯温度与请求的加热器芯温度的比较，以识别是否转换到操作306、操作308或操作310。操作306、操作308和操作310涉及加热器芯温度条件以及请求的加热器芯温度和实际的加热器芯温度之间的关系。系统可以在操作306、操作308或操作310处保持预定的时间量，或无限期，或者直到预定的条件发生为止。例如，如果实际的加热器芯温度小于加热器芯温度请求，则在操作306中加热器芯以冷模式操作。如果实际的加热器芯温度大于或等于加热器芯温度请求，则在操作308中加热器芯以暖模式操作。如果实际的加热器芯温度大于或等于加热器芯温度请求与预定的滞后(如下文描述的第二滞后)之和，则在操作310中加热器芯以热模式操作。控制器将继续监视实际的加热器芯温度和加热器芯温度请求之间的关系，并在操作306、操作308和操作310之间指导合适的转换。所得到的状态(例如，冷、暖或热)被用在控制策略中以命令期望的系统模式，如下面进一步描述并在图5中示出的。期望的系统模式被用于确定用于系统的各种致动器或阀的命令。
图5示出了与用于包括膨胀装置的VCHP子系统的控制策略一起使用的表的示例，总体上被称为表354。在一个示例中，表354可以经由指导VCHP子系统的操作的控制器而被访问。包括在表354中的命令辅助指导热泵模式和辅助热源的操作，以基于硬件条件和环境条件来识别有效的操作。在这个示例中，T1和T2可以是可校准的常数。例如，T1可以为近似负十摄氏度，T2可以为近似零摄氏度。表354包括案例类型栏358、气候冷却请求栏360、气候加热请求栏362、加热器芯冷却剂温度状态(hct_stat)栏364以及指示各种VCHP模式命令的栏组368。基于热状况，栏组368被分成三栏。栏368A包括针对环境温度(AAT)小于T1的情况的命令。栏368B包括针对T1小于或等于AAT且AAT小于T2的情况的命令。栏368C包括针对AAT大于或等于T2的情况的命令。包括“*”以指示基于热泵是否能够满足所需求的热的量可以使辅助热源运行以实现期望的热状况的情况。
在表354的气候冷却请求栏360中，“0”表示无冷却请求，“1”表示伺机性冷却请求，“2”表示快速降温冷却请求，“3”表示除霜/除雾请求。案例类型栏358可以表示来自另一系统的请求、用户手动输入或自动模式。在表354的气候加热请求栏362中，“0”表示无加热请求，“1”表示伺机性加热请求，“2”表示快速加热升温请求，“3”表示除霜/除雾请求。
hct_stat栏364表示来自状态机(诸如控制策略300)的结果，并描述加热器芯冷却剂温度与目标加热器芯冷却剂温度的关系。例如，当加热器芯冷却剂温度被测量为小于目标加热器芯冷却剂温度时，hct_stat栏364指示冷(COLD)。当加热器芯冷却剂温度被测量为大于目标加热器芯冷却剂温度但小于目标加热器芯冷却剂温度与第一滞后之和时，则hct_stat栏364指示暖(WARM)。当加热器芯冷却剂温度被测量为大于目标加热器芯冷却剂温度与第二滞后之和时，则hct_stat栏364指示热(HOT)。
由VCHP模式栏368A、368B和368C表示的VCHP模式可基于参考表354来选择。表354可以帮助确定最有效的热泵操作模式，以实现期望的车辆操作状况，从而(例如)允许车辆以较低的能量状态运行。如果同时请求冷却和加热，则将基于环境条件确定冷却或加热的优先级，以提高热泵子系统32的效率并且还改善电动行驶里程。在特定情况下，辅助热源49或动力源12可以替代热泵进行操作，以向系统提供补充的热。
在另一示例中，如果环境温度被测量为低于预定阈值，则可能更高效的是：使热泵以加热模式操作直到hct_stat为WARM为止，然后通过使热泵以冷却模式操作并使用辅助热源(诸如PTC加热器)来加热冷却剂而提供车辆除湿。以这种方式操作还可以使让车辆乘客感到舒适所需的时间量加快。在又一示例中，如果环境温度被测量为大于预定阈值，则将指导热泵以冷却模式操作并使用辅助热源来加热冷却剂。
图6示出了用于VCHP子系统的操作的算法的示例。该算法总体上由标号500表示。在操作502中，一个或更多个传感器可以测量环境温度，并且控制器可以经由车辆传感器来监测车辆状况(诸如，热状况)。一个或更多个传感器可以向控制器发送包括与所测量的状况有关的信息的信号。车辆状况的示例包括实际的加热器芯冷却剂温度、目标加热器芯冷却剂温度、气候控制加热请求的发生以及气候控制冷却请求的发生。在操作506中，控制器可以访问包括用于热泵和辅助热源的操作方向的表(诸如表354)。如上所述，辅助热源的示例包括PTC加热器和发动机。在操作510中，控制器可以基于该表来指导热泵和/或辅助热源的操作，以影响车辆热管理的效率。
虽然上文描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述了权利要求书所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下能够进行各种变化。如前所述，各个实施例的特征可组合，以形成本公开的可能没有明确描述或说明的进一步的实施例。虽然各个实施例已经被描述为在一个或更多个期望特性方面提供优势或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特点或特性可被折衷，以实现期望的总体系统属性。这些属性可以包括但不限于，可销售性、外观、一致性、鲁棒性、顾客可接收性、可靠性、准确性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可期望用于特定应用。

Claims (15)

1.一种用于电气化车辆的车辆气候控制系统，包括：
热回路，包括热泵和正温度系数(PTC)加热器；
控制器，被配置为：响应于接收到基于热源模式表的同时进行冷却和加热的请求，并检测到允许流动通过固定孔口膨胀装置(FOT)、热膨胀阀(TXV)和电子膨胀阀(EXV)中的一个的系统配置，指导热泵和正温度系数加热器的操作。
2.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，当加热器芯冷却剂被识别为暖并且环境温度大于预定阈值时，所述热源模式表要求热泵以冷却模式操作并要求正温度系数加热器以加热模式操作。
3.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，当加热器芯冷却剂被识别为热并且环境温度大于预定阈值时，所述热源模式表要求热泵以冷却模式操作并要求停用正温度系数加热器。
4.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，当加热器芯冷却剂被识别为暖并且环境温度小于或等于预定阈值时，所述热源模式表要求正温度系数加热器输出热。
5.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，同时进行冷却和加热操作还基于加热器芯冷却剂温度和目标加热器芯冷却剂温度之间的关系以及气候加热请求、气候冷却请求和环境温度。
6.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，加热器芯冷却剂的温度由传感器测量并基于可校准常数以冷、暖和热中的一个被输入到所述热源模式表中。
7.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，在冷却模式期间，固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀的操作状态是启用的。
8.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，在加热模式期间，固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀的操作状态是不启用的。
9.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，还包括另一个固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀，其中，在除湿模式期间，对于冷却用膨胀装置而言所述固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀的操作状态是启用的，对于加热用膨胀装置而言所述另一个固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀的操作状态是启用的。
10.根据权利要求1所述的车辆气候控制系统，其中，热泵和正温度系数加热器的操作是基于预定的温度阈值和测量的环境温度的。
11.一种用于电气化车辆的车辆气候控制系统，包括：
热回路，包括固定孔口膨胀装置(FOT)、热膨胀阀(TXV)和电子膨胀阀(EXV)中的一个、热泵和辅助热源；
控制器，被配置为：基于固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀的操作状态以及模式命令表启用辅助热源。
12.根据权利要求11所述的车辆气候控制系统，其中，在加热模式期间，当辅助热源被启用时，固定孔口膨胀装置、热膨胀阀或电子膨胀阀被指导操作为启用。
13.一种用于操作车辆气候控制系统的方法，包括：
响应于同时接收到冷却模式请求和加热模式请求，经由控制器输出基于环境温度和预定的可校准恒定温度来启用辅助热源的命令。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：响应于检测到固定孔口膨胀装置、热膨胀阀和电子膨胀阀中的一个的流动变化，经由控制器输出基于环境温度、加热器芯冷却剂温度、目标加热器芯冷却剂温度和气候控制请求来调节车辆气候的热泵操作命令。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，辅助热源是正温度系数加热器和发动机中的一个。
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