CN109203909A - 用于车辆的加热、通风和空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆HVAC系统，包括：电池循环管线，包括电池散热器、高压电池以及布置为允许第一冷却剂循环通过的第一阀；分支管线，通过阀选择性地连接至循环管线，并且具有配置为与室内空调制冷剂管线进行热交换的冷却热交换器；电池加热管线，包括热水器、室内空调加热器芯以及布置为允许第二冷却剂循环通过的第二阀，电池加热管线通过第二阀选择性地连接至循环管线；以及控制器，配置为分阶段地控制第一阀以冷却高压电池，控制第二阀和热水器以选择性地加热电池，以及控制热水器或制冷剂管线上的冷却设备以对车辆进行空气调节。

Description

用于车辆的加热、通风和空调系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的加热、通风和空调(HVAC)系统，并且更具体地，涉及一种用于车辆的HVAC系统，其可以同时或分别进行车辆的室内加热和高压电池的升温，并且使能量传递最小化以减少能量消耗，由此延长车辆的行驶距离。
背景技术
近来，为了实施环保技术并解决例如能源耗尽的问题，电动车辆得到了广泛的推广。电动车辆使用从电池接收电力以输出动力的电动机来操作。因此，由于电动车辆具有电动车辆不排放二氧化碳、具有非常低的噪音水平以及具有能量效率比内燃机高的电动机，所以电动车辆已经成为关注的焦点。
实现这种电动车辆的核心技术之一是与电池模块有关的技术。近来，正在积极进行对电池的减重、小型化和缩短充电时间的研究。应当在最佳温度环境中使用电池模块以保持最佳性能和长使用寿命。然而，由于操作期间产生的热量和外部温度的变化，所以难以在最佳温度环境下使用电池模块。
另外，与内燃机不同，由于电动车辆不具有由单独的发动机中的燃烧产生的废热源，所以电动车辆在冬季使用电加热设备来用于室内加热，并且电动车辆电池可能必须加热以改善在寒冷天气下的电池充电/放电性能。因此，电动车辆采用单独的电动冷却剂加热型加热器。即，为了维持电池模块的最佳温度环境，在车辆中分别操作用于控制电池模块的温度的冷却和加热系统与用于空调的冷却和加热系统。换句话说，电动车辆采用两个独立的冷却和加热系统，其中一个用于室内冷却和加热，另一个用于控制电池模块的温度。
然而，以上述方法操作的电动车辆可能无法有效地管理能量，因此具有较短的行驶距离，并且因此可能无法长距离行驶。具体地，在夏季制冷时，电动车辆的行驶距离可能减少30％或更多，而在冬季加热时，可能减少40％或更多。因此，与具有内燃机的车辆不同，电动车辆在冬季可能具有严重的室内加热问题。
特别地，在冬季的情况下，电气组件侧产生的热量可能比高压电池部件产生的热量多，并且高压电池与空气大面积接触。因此，在车辆在冬季行驶期间，高压电池被室外温度冷却的程度高于被高压电池产生的热量加热的程度，并且高压电池可能无法达到其适当的操作温度，因此可能输出降低的电压。因此，在冬季，为了有效地管理高压电池，可能需要在车辆行驶期间同时加热高压电池和室内空间。
应当理解，背景技术的前述描述仅仅是为了促进对本发明的背景的理解，而不应被解释为承认描述是本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
为了解决上述问题提出本发明，并且本发明的方面在于提供一种用于车辆的加热、通风和空调(HVAC)系统，其可以通过有效地管理加热车辆的室内空间和电池所需的能量来降低生产成本并且有效地延长行驶距离。
根据本发明的用于车辆的加热、通风和空调(HVAC)系统包括：电池循环管线，包括电池散热器、高压电池以及布置为允许第一冷却剂循环通过的第一阀；分支管线，通过第一阀选择性地连接至电池循环管线，并且具有配置为与室内空调制冷剂管线进行热交换的冷却热交换器；电池加热管线，包括热水器、室内空调加热器芯以及布置为允许第二冷却剂循环通过的第二阀，电池加热管线通过第二阀选择性地连接至电池循环管线；以及控制器，配置为分阶段地控制第一阀以冷却高压电池，控制第二阀和热水器以选择性地加热高压电池，以及控制热水器或室内空调制冷剂管线上的冷却设备以对车辆进行空气调节。
分支管线具有从第一阀分支的一端和连接至高压电池的上游位置处的另一端，并且共用包括电池循环管线的高压电池的管线的一部分以构成闭环，使得可以冷却高压电池。
第一阀是三通阀，并且包括电池散热器侧的第一端口、分支管线侧的第二端口以及高压电池侧的第三端口。控制器配置为：当冷却高压电池时，闭合第一阀的第一端口并且第一冷却剂在分支管线中循环以与冷却热交换器进行热交换。
电池加热管线还包括分流(bypass)管线，该分流管线具有从第二阀分支的一端和连接至加热器芯的另一端，并且分流管线共用包括电池加热管线的热水器的管线的一部分以构成闭环，使得可以加热室内空间。
电池加热管线还包括分流管线，该分流管线具有从第二阀分支的一端和连接至加热器芯的另一端。第二阀是三通阀，并且包括电池循环管线侧的第一端口、加热器芯侧的第二端口以及热水器上的第三端口。控制器配置为：当加热室内空间时，闭合第二阀的第一端口并且操作加热器芯以使第二冷却剂在分流管线中循环，从而与加热器芯进行热交换。
电池循环管线可以包括由控制器控制的第一泵，并且第一泵可以设置在第一阀的上游位置和分支管线的不连接至第一阀的端部之间。
电池加热管线可以包括由控制器控制的第二泵，并且第二泵可以设置在加热器芯和第二阀之间并且设置在包括热水器的管线中。
控制器可以配置为：当同时加热高压电池和室内空间时，控制第二泵的转数或第二阀的打开量。
在冷却模式下，控制器可以配置为控制第一阀以使分支管线中的第一冷却剂和由冷却热交换器冷却的第一冷却剂循环来冷却高压电池。
在室内加热模式下，控制器可以配置为控制第二阀以使分流管线中的第二冷却剂和由热水器加热的第二冷却剂循环来加热室内空间。
第二阀是三通阀，并且包括电池循环管线侧的第一端口、加热器芯侧的第二端口以及热水器上的第三端口。控制器配置为：当加热高压电池时，闭合第二阀的第二端口，并且将由热水器或加热器芯加热的第二冷却剂流经的电池加热管线连接至电池循环管线。
在电池加热模式下，控制器可以配置为：当加热高压电池时，控制第二阀以使电池加热管线中的第二冷却剂循环，并且使得由热水器或加热器芯加热的第二冷却剂在电池加热管线中循环并且进行热交换。
在电池加热模式下，控制器可以配置为控制由热水器加热的第二冷却剂流经加热器芯以加热高压电池，然后再次流入热水器，使得第二冷却剂在电池加热管线中循环以加热高压电池。
第二阀是三通阀，并且包括电池循环管线侧的第一端口、加热器芯侧的第二端口以及热水器侧的第三端口。控制器配置为：当同时加热高压电池和室内空间时，闭合第二阀的第二端口，使得第二冷却剂在电池加热管线中循环以与热水器和加热器芯进行热交换，并且电池加热管线连接至电池循环管线。
控制器可以配置为控制第二阀以使电池加热管线中的第二冷却剂和通过经由加热器芯或热水器进行的热交换加热的第二冷却剂循环，以同时加热高压电池和室内空间。
加热热交换器可以进一步包括在电池循环管线和电池加热管线彼此分离的位置处。电池循环管线的第一冷却剂和电池加热管线的第二冷却剂在加热热交换器中彼此进行热交换，使得电池循环管线和电池加热管线彼此连接。
控制器可以配置为控制第一阀和第二阀以使分支管线中的第一冷却剂循环并控制第二冷却剂在循环通过电池加热管线中的加热器芯、热水器和加热热交换器的同时进行热交换，使得在加热高压电池之前，由热水器加热的第二冷却剂在加热热交换器中与第一冷却剂进行热交换。
该系统还可以包括位于加热热交换器的下游位置处的直接循环管线，冷却剂可以通过直接循环管线分流至热水器的上游位置处。
根据如上所述配置的用于车辆的HVAC系统，该HVAC系统可以在高压电池连接至室外或室内空调制冷剂管线的状态下冷却高压电池，可以通过使用用于加热室内空调加热器芯的热水器加热的冷却剂来降低用于加热室内空调加热器芯和室内空间中的每一个的能量消耗。因此，HVAC系统可以增加车辆的行驶距离。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他方面和特征将变得更加显而易见，其中：
图1示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的冷却模式；
图2示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的室外温度冷却模式；
图3示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的电池加热模式；
图4示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的室内加热模式；
图5示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统，其同时具有电池加热模式和室内加热模式；
图6示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统的冷却模式；
图7示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统的室外温度冷却模式；
图8示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统的电池加热模式；
图9示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统的室内加热模式；以及
图10示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统，其同时实现电池加热模式和室内加热模式。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述根据本发明的实施例的用于车辆的加热、通风和空调(HVAC)系统。
图1至图5分别示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的每个模式。图6至图10分别示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统的每个模式。
根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统包括电池循环管线10，该电池循环管线包括布置为允许第一冷却剂循环通过的电池散热器200、高压电池100和第一阀810。HVAC还包括分支管线30，该分支管线通过第一阀810选择性地连接至电池循环管线10并且具有可以与室内空调制冷剂管线50进行热交换的冷却热交换器400。包括布置为允许第二冷却剂循环通过的热水器700、室内空调加热器芯930和第二阀820的电池加热管线40通过第二阀820选择性地连接至电池循环管线10。控制器600配置为控制HVAC系统以通过分阶段控制第一阀810冷却高压电池100、通过控制第二阀820和热水器700选择性地加热高压电池100以及通过控制热水器700或室内空调制冷剂管线50上的冷却设备对车辆进行空气调节。
控制器600是通过执行嵌入或存储在外部存储器上的指令来实现本文描述的各种功能的电路。
电池循环管线10包括布置为允许第一冷却剂循环通过的电池散热器200、高压电池100和第一阀810。电池循环管线10还包括控制为通过控制器600操作和停止的第一泵850。第一泵850设置在电池循环管线10上，并且设置在第一阀810的上游位置和分支管线30的另一端之间。更具体地，第一泵850可以设置在介于分支管线30的另一端和第一阀810之间的任何位置处。因此，第一冷却剂可以影响第一冷却剂循环的管线，而不管第一冷却剂是在电池循环管线10中循环并由此循环通过电池散热器200，还是在第一冷却剂不通过电池散热器200时在分支管线30中循环。
分支管线30通过第一阀810选择性地连接至电池循环管线10，并且包括用于冷却高压电池100的冷却热交换器400。冷却热交换器400配置为与室内空调制冷剂管线50进行热交换。因此，当仅使用电池散热器200没有提供足够的冷却时，使第一冷却剂通过冷却热交换器400以与制冷剂管线50的制冷剂进行热交换增强了高压电池100的冷却。分支管线30具有从第一阀810分支的一端和连接至高压电池100的上游位置处的另一端，并且共用包括电池循环管线10的高压电池100的管线的一部分以构成闭环，使得可以冷却高压电池100。
制冷剂管线50包括压缩机800、气冷式冷凝器900、膨胀阀830和蒸发器910。另外，制冷剂管线50包括分支的管线，使得制冷剂管线50的制冷剂可以在冷却热交换器400中进行热交换，并且分支管线包括由控制器600控制的辅助阀840，以向冷却热交换器400供应或阻断制冷剂。因此，当高压电池100正在被冷却时，第一冷却剂在与制冷剂管线50进行热交换之后，冷却高压电池100。
制冷剂管线50还包括室内空调加热器芯930。加热器芯930可以通过制冷剂管线50中的制冷剂的循环而被加热，或者可以被电或PTC元件加热，或者可以被第二冷却剂加热。在本发明中，示出并描述通过第二冷却剂加热的“芯”的情况，但是这是用于在电动车辆(EV)的情况下降低功率消耗的实施例，并且不限于这种配置。
第一阀810是三通阀，并且包括电池散热器200侧的第一端口811、分支管线30侧的第二端口812以及高压电池100侧的第三端口813。通过控制器600控制第一阀810打开或闭合。第一阀810可以是恒温器。将在后面描述其详细操作。
电池加热管管线40包括布置为允许第二冷却剂循环通过的热水器700、加热器芯930和第二阀820。电池加热管线40通过第二阀820选择性地连接至电池循环管线10。在第一实施例中，第二冷却剂按照加热器芯930、第二阀820和热水器700的顺序循环，并且在第二实施例中，按照加热器芯930、热水器700和第二阀820的顺序循环。然而，本发明不限于这种配置。
另外，电池加热管线40还包括分流管线60，该分流管线具有从第二阀820分支的一端和连接至加热器芯930的另一端。分流管线60共用包括电池加热管线40的热水器700的管线的一部分以构成闭环，使得可以加热室内空间。
电池加热管线40还包括由控制器600控制的第二泵870。第二泵870设置在加热器芯930和第二阀820之间并且设置在包括热水器700的管线中。因此，不管第二冷却剂是在电池加热管线40中循环还是在分流管线60中循环，第二冷却剂都可以影响第二冷却剂循环通过的管线。
例如，当同时进行加热高压电池100和室内加热时，控制器600可以控制第二泵870的转数或第二阀820的打开量，以便控制流量。这是因为，为了室内加热，需要使加热器芯930处于60度或以上的温度下，并且为了加热高压电池100，需要使该加热器芯处于60度以下的温度下。在高压电池100是锂离子电池的实施例中，60度以上的温度可能增加电池的灾难性故障的可能性。作为用于室内加热的车辆的最低温度条件，需要至少60度或以上的冷却剂温度来在低速(50km/h)下维持约40度的通气排出温度。因此，在本发明中，可以通过控制第二阀820的打开量或第二泵870的转数来分别提供适于加热器芯930和高压电池100的温度。
第二阀820是三通阀，并且包括电池循环管线10侧的第一端口821、加热器芯930侧的第二端口822以及热水器700侧的第三端口823。将在后面描述第二阀820的详细操作。
控制器600控制为通过分阶段控制第一阀810以冷却高压电池100、通过控制第二阀820和热水器700以选择性地加热高压电池100以及通过控制热水器700或室内空调制冷剂管线50上的冷却设备以对车辆进行空气调节。之后将参考附图描述控制器600的操作。
根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统还包括电气组件冷却管线20，该电气组件冷却管线包括电散热器300和电气组件芯部500，第三冷却剂在该管线中独立地循环。电气组件冷却管线20包括第三泵860，并且控制器600操作或停止第三泵860。第三泵860可以设置在闭环中的任何地方。
将参考附图描述每种模式下的冷却剂的流动。
图1和图6示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的冷却模式。第一实施例(图1)和第二实施例(图6)中的操作相同。在冷却模式下，控制器600控制第一阀810以使分支管线30中的第一冷却剂循环并且控制由设置在分支管线30中的冷却热交换器400冷却的第一冷却剂来冷却高压电池100。也就是说，当高压电池100要被冷却时，控制器600闭合第一阀810的第一端口811、将第二端口812连接至第三端口813以及控制第一冷却剂在分支管线30中循环。
另外，控制器600控制制冷剂管线50的辅助阀840，并且控制制冷剂管线50的制冷剂以在冷却热交换器400中与第一冷却剂进行热交换。因此，第一冷却剂通过在冷却热交换器400中进行热交换而被冷却，并且冷却的第一冷却剂通过第一泵850流向高压电池100，并且因此高压电池100被第一冷却剂冷却。
图2和图7示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的室外温度冷却模式。第一实施例和第二实施例中的操作相同。在室外温度冷却模式下，控制器600控制第一阀810以使电池循环管线10中的第一冷却剂循环并且控制由电池散热器200冷却的第一冷却剂来冷却高压电池100。也就是说，当高压电池100要通过室外温度自然冷却时，控制器600闭合第一阀810的第二端口812、将第一端口811连接至第三端口813以及控制第一冷却剂在电池循环管线10中循环。因此，第一冷却剂通过经由电池散热器200与室外空气进行热交换而被冷却，冷却的第一冷却剂通过第一泵850流向高压电池100，并且因此高压电池100被第一冷却剂冷却。
图4和图9示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的冷却模式，其中，第一实施例和第二实施例中仅第二冷却剂的方向相反并且其操作相同，但是第二冷却剂的循环方向可以相同。在室内加热模式下，控制器600可以控制第二阀820以使分流管线60中的第二冷却剂循环，并且控制由热水器700加热的第二冷却剂来加热室内空间。也就是说，当室内空间要被加热时，控制器600闭合第二阀820的第一端口821、将第二端口822连接至第三端口823以及操作加热器芯930。因此，第二冷却剂被热水器700加热，然后在分流管线60中循环以与加热器芯930进行热交换，使得室内空间被加热。第二冷却剂循环通过第二泵870。
图3示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的电池加热模式。在电池加热模式下，控制器600控制第二阀820以使电池加热管线40中的第二冷却剂循环，并且由热水器700或加热器芯930加热的第二冷却剂到达电池循环管线10的高压电池100，使得高压电池100被加热。也就是说，当需要加热高压电池100时，控制器600闭合第二阀820的第二端口822、将第一端口821连接至第三端口823以及控制第二冷却剂在电池加热管线40中循环并到达电池循环管线10的高压电池100。
因此，由热水器700加热的第二冷却剂通过加热器芯930流向高压电池100，使得高压电池100被加热。也就是说，在电池加热模式下，在第二冷却剂被热水器700加热之后，控制器600控制第二冷却剂通过加热器芯930以加热高压电池100，并且然后再次流入热水器700。因此，第二冷却剂在电池加热管线40中循环以加热高压电池100。否则，在由制冷剂管线50或由电力操作的加热器芯930的情况下，即使热水器700未被操作，第二冷却剂也被加热器芯930加热，并且加热的第二冷却剂流向高压电池100，使得高压电池100被加热。
图5示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统，其同时实现电池加热模式和室内加热模式。在同时进行电池加热模式和室内加热模式的情况下，控制器600控制第二阀820以使电池加热管线40中的第二冷却剂循环，并且控制通过加热器芯930或热水器700经由热交换加热的第二冷却剂以同时加热高压电池100和室内空间。也就是说，在需要同时加热高压电池100和室内空间的情况下，控制器600闭合第二阀820的第二端口822并且将第一端口821连接至第三端口823，以便使电池加热管线40中的第二冷却剂循环并且连接至电池循环管线10的高压电池100。
因此，通过热水器700被加热到60度或以上的第二冷却剂通过加热器芯930加热室内空间，并且在加热室内空间之后具有60度以下的温度的第二冷却剂流向高压电池100，使得高压电池100被加热。否则，在通过制冷剂管线50或通过电力操作的加热器芯930的情况下，即使热水器700未被操作，第二冷却剂也被加热器芯930加热以加热室内空间，并且在进行室内加热之后具有降低的温度的第二冷却剂流向高压电池100，以便加热高压电池100。在这种情况下，可以通过控制第二泵870的转数或第二阀820的打开量来控制供应至加热器芯930和高压电池100的第二冷却剂的温度。
图8示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统的电池加热模式。图10示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统，其同时实现电池加热模式和室内加热模式。在本发明的第二实施例中，加热热交换器450可以进一步包括在电池循环管线10和电池加热管线40彼此分离的位置处。因此，电池循环管线10中的第二冷却剂和电池加热管线40在加热换热器450中彼此进行热交换，使得电池循环管线10和电池加热管线40彼此连接。加热热交换器450可以设置在高压电池100的上游或下游位置处。然而，将加热热交换器450设置在高压电池100的上游位置处可以提高加热高压电池100的效率。
在本发明的第二实施例中，控制器600控制第一阀810和第二阀820，使得第一冷却剂在分支管线30中循环，并且第二冷却剂在循环通过电池加热管线40中的加热器芯930、热水器700和加热热交换器450的同时进行热交换。此外，控制器600控制由热水器700或加热器芯930加热的第二冷却剂以与加热热交换器450中的第一冷却剂进行热交换，并且然后加热高压电池100。这将参考附图进行更详细地描述。
图8示出根据本发明的实施例的用于车辆的HVAC系统的电池加热模式。在电池加热模式的情况下，控制器600控制第一阀810和第二阀820以使分支管线30中的第一冷却剂循环并且使电池加热管线40中的第二冷却剂循环。此外，控制器600控制由热水器700加热的第二冷却剂以与加热热交换器450中的第一冷却剂进行热交换以加热高压电池100。也就是说，当需要加热高压电池100时，控制器600闭合第一阀810的第一端口811以将第二端口812连接至第三端口813，并且闭合第二阀820的第二端口822以将第一端口821连接至第三端口823，使得电池加热管线40连接至电池循环管芯10。
因此，第一冷却剂在分支管线30中循环，第二冷却剂在电池加热管线40中循环，并且第一冷却剂和第二冷却剂可以通过电池循环管线10和加热热交换器450彼此进行热交换。因此，由热水器700加热的第二冷却剂在加热热交换器450中与第一冷却剂进行热交换，并且通过加热器芯930再循环至热水器700。第一冷却剂在加热热交换器450中被加热，然后加热高压电池100。然后，第一冷却剂在分支管线30中再循环并且在加热热交换器450中循环。
在通过制冷剂管线50或通过电力操作的加热器芯930的情况下，即使热水器700未被操作，第二冷却剂也被加热器芯930加热，加热的第二冷却剂在加热热交换器450中与第一冷却剂进行热交换，并且加热的第一冷却剂流向高压电池100以便加热高压电池100。特别地，在高压电池100被加热的情况下，直接循环管线(冷却剂通过该直接循环管线分流至热水器700的上游位置处)进一步包括在加热热交换器450的下游位置处，使得尽管第二冷却剂不循环通过加热器芯930，也可以加热高压电池100。
图10示出根据本发明的另一实施例的用于车辆的HVAC系统，其同时实现电池加热模式和室内加热模式。在同时进行电池加热模式和室内加热模式的情况下，控制器600控制第一阀810和第二阀820以使分支管线30中的第一冷却剂循环并且使电池加热管线40中的第二冷却剂循环。此外，控制器600控制由热水器700加热的第二冷却剂以在加热热交换器450和加热器芯930中进行热交换，并且同时加热高压电池100和室内空间。
也就是说，在需要同时加热高压电池100和室内空间的情况下，控制器600闭合第一阀810的第一端口811以将第二端口812连接至第三端口813，并且闭合第二阀820的第二端口822以将第一端口821连接至第三端口823，使得电池加热管线40连接至电池循环管芯10。因此，第一冷却剂在分支管线30中循环，第二冷却剂在电池加热管线40中循环，并且第一冷却剂和第二冷却剂可以通过电池循环管线10和加热热交换器450彼此进行热交换。
因此，由热水器700加热的第二冷却剂在加热热交换器450中与第一冷却剂进行热交换，加热室内空间，并且然后通过加热器芯930再循环至热水器700。第一冷却剂在加热热交换器450中被加热，然后加热高压电池100。然后，第一冷却剂在分支管线30中再循环并且在加热热交换器450中循环。此时，可以通过控制第二阀820的打开量或第二泵870的转数来分别向加热器芯930和高压电池100供应具有适当温度的第二冷却剂。因此，可以加热高压电池100并且可以同时进行室内加热。
在通过制冷剂管线50或通过电力操作的加热器芯930的情况下，即使热水器700未被操作，第二冷却剂也被加热器芯930加热，加热的第二冷却剂在加热热交换器450中与第一冷却剂进行热交换，并且加热的第一冷却剂流向高压电池100以便加热高压电池100。
例如，在第二实施例中，可以通过电池循环管线10冷却高压电池100，并且可以同时进行室内加热。另外，在第二实施例中，能够冷却高压电池100的电池循环管线10和能够加热高压电池100和室内空间的电池加热管线40彼此分离，并且电池加热管线40包括冷却剂可以通过第二阀分流的分流管线60。第二实施例可以包括独立的冷却剂管线，该独立的冷却剂管线配置为当由于热水器700损坏而不能控制温度时，防止具有等于或高于预定温度的高温的第二冷却剂流入高压电池100，并且使通过加热器芯930的第二冷却剂在加热热交换器450中进行热交换，并且因此加热高压电池100。
根据本发明的各个实施例的HVAC系统在高压电池100连接至室外或室内空调制冷剂管线50的状态下冷却该高压电池，可以通过使用用于加热室内空调加热器芯930的热水器700加热的冷却剂来降低用于加热室内空调加热器芯930和室内空间中的每一个的能量消耗。因此，根据本发明的HVAC系统可以增加车辆的行驶距离。
尽管已经针对具体实施例示出并描述了本发明，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求提供的本发明的技术思想的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。

Claims (18)

1.一种用于车辆的加热、通风和空调系统，包括：
电池循环管线，包括布置为使第一冷却剂循环通过的电池散热器、高压电池和第一阀；
分支管线，通过所述第一阀选择性地连接至所述电池循环管线并且具有配置为与室内空调制冷剂管线进行热交换的冷却热交换器；
电池加热管线，包括布置为使第二冷却剂循环通过的热水器、室内空调加热器芯和第二阀，所述电池加热管线通过所述第二阀选择性地连接至所述电池循环管线；以及
控制器，配置为分阶段地控制所述第一阀以冷却所述高压电池、控制所述第二阀和所述热水器以选择性地加热所述高压电池以及控制所述热水器或所述室内空调制冷剂管线上的冷却设备，以对所述车辆进行空气调节。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述分支管线具有从所述第一阀分支的一端和连接至所述高压电池的上游位置处的另一端，并且共用包括所述电池循环管线的高压电池的管线的一部分以构成闭环，使得冷却所述高压电池。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一阀是三通阀，并且包括电池散热器侧的第一端口、所述分支管线侧的第二端口以及所述高压电池侧的第三端口，并且所述控制器配置为：当冷却所述高压电池时，闭合所述第一阀的第一端口以使所述第一冷却剂在所述分支管线中循环以与所述冷却热交换器进行热交换。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池加热管线还包括分流管线，所述分流管线具有从所述第二阀分支的一端和连接至所述加热器芯的另一端，并且所述分流管线共用包括所述电池加热管线的热水器的管线的一部分以构成闭环，使得加热室内空间。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池加热管线还包括所述分流管线，所述分流管线具有从所述第二阀分支的一端和连接至所述加热器芯的另一端，所述第二阀是三通阀并且包括所述电池循环管线侧的第一端口、所述加热器芯侧的第二端口以及所述热水器侧的第三端口，并且所述控制器配置为：当加热室内空间时，闭合所述第二阀的第一端口并且操作所述加热器芯以使所述第二冷却剂在所述分流管线中循环以与所述加热器芯进行热交换。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池循环管线包括由所述控制器控制的第一泵，并且所述第一泵设置在所述第一阀的上游位置和所述分支管线的不连接至所述第一阀的端部之间。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池加热管线包括由所述控制器控制的第二泵，并且所述第二泵设置在所述加热器芯和所述第二阀之间并且设置在包括所述热水器的管线中。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制器配置为：当同时加热所述高压电池和所述室内空间时，控制所述第二泵的转数或所述第二阀的打开量。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，在冷却模式下，所述控制器配置为控制所述第一阀以使所述分支管线中的第一冷却剂和由所述冷却热交换器冷却的第一冷却剂循环来冷却所述高压电池。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，在室内加热模式下，所述控制器配置为控制所述第二阀以使所述分流管线中的第二冷却剂和由所述热水器加热的第二冷却剂循环来加热所述室内空间。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二阀是三通阀，并且包括所述电池循环管线侧的第一端口、所述加热器芯侧的第二端口以及所述热水器侧的第三端口，并且所述控制器配置为：当加热所述高压电池时，闭合所述第二阀的第二端口，并且将由所述热水器或所述加热器芯加热的第二冷却剂流经的电池加热管线连接至所述电池循环管线。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，在电池加热模式下，所述控制器配置为：当加热所述高压电池时，控制所述第二阀以使所述电池加热管线中的第二冷却剂循环，使得由所述热水器或所述加热器芯加热的第二冷却剂在所述电池加热管线中循环以进行热交换。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，在电池加热模式下，所述控制器配置为控制由所述热水器加热的第二冷却剂流经所述加热器芯以加热所述高压电池，并且然后再次流入所述热水器，使得所述第二冷却剂在所述电池加热管线中循环以加热所述高压电池。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二阀是三通阀，并且包括所述电池循环管线侧的第一端口、所述加热器芯侧的第二端口以及所述热水器侧的第三端口，并且所述控制器配置为：当同时加热所述高压电池和所述室内空间时，闭合所述第二阀的第二端口，使得所述第二冷却剂在所述电池加热管线中循环以与所述热水器和所述加热器芯进行热交换，并且所述电池加热管线连接至所述电池循环管线。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器配置为控制所述第二阀以使所述电池加热管线中的第二冷却剂循环，并且控制通过经由所述加热器芯或所述热水器进行的热交换加热的第二冷却剂以同时加热所述高压电池和所述室内空间。
16.根据权利要求1所述的系统，还包括位于所述电池循环管线和所述电池加热管线彼此分离的位置处的加热热交换器，其中，所述电池循环管线的第一冷却剂和所述电池加热管线的第二冷却剂在所述加热热交换器中彼此进行热交换，使得所述电池循环管线和所述电池加热管线彼此连接。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述控制器还配置为控制所述第一阀和所述第二阀以使所述分支管线中的第一冷却剂循环并控制所述第二冷却剂在循环通过所述电池加热管线中的加热器芯、热水器和加热热交换器的同时进行热交换，使得在加热所述高压电池之前，由所述热水器加热的第二冷却剂在所述加热热交换器中与所述第一冷却剂进行热交换。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括位于所述加热热交换器的下游位置处的直接循环管线，冷却剂通过所述直接循环管线分流至所述热水器的上游位置处。
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