CN110573364A - 用于管理电动车辆内部的空气温度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管理电动车辆内部的空气温度的装置，该装置包括高压网络、空调电路(1)、能够在空气扩散到所述内部之前冷却空气的设备(15)和加热空气的设备(16)。根据本发明的管理装置的关键特征在于，能够冷却空气的设备(15)和能够加热空气的设备(16)是分开的，并且彼此独立地被操作。

Description

用于管理电动车辆内部的空气温度的装置
本发明涉及一种用于管理电动车辆内部的空气温度的装置。
为了管理具有热力发动机的汽车内部的热舒适度，车辆配备有通常位于车辆的仪表板下方的称为空调或“HVAC”(加热、通风以及空气调节)的部件。
该部件涉及塑料零件，该塑料零件通常包括：
-带有可控阀瓣的进气装置，该进气装置允许源自外部的空气进入，或者甚至允许内部里面的空气进入，这称为再循环进气；
-风扇，该风扇允许系统的强制空气运行；
-“冷”温度交换器(通常称为“蒸发器”)，该“冷”温度交换器在空调冷却剂流体穿过该交换器时允许冷却源自进气装置的空气；
-“热”温度交换器(通常称为空气加热器)，该“热”温度交换器具有允许重新加热通常源自冷蒸发器交换器的空气的温度。此操作称为“重新加热”，因为其涉及重新加热可能之前已经冷却或尚未冷却的空气。热力发动机的冷却水穿过该热交换器。该热交换器允许添加发动机产生的卡路里并将其用于加热车辆；
-温度混合阀瓣，该温度混合阀瓣允许混合源自冷交换器的空气和源自热交换器的空气。温度混合的目的是为吹出的空气提供理想的温度，以便提供在汽车内部的热舒适度。为了正确地提供混合物，必须研究“热”交换器和“冷”交换器的位置，并且在混合区的出口处还需要称为“混合室”的空间，以实现该空气受控的均匀性；
-混合空气随后被引向空调的各个出口，这些出口通常包括朝向乘员脚的出口、朝向用于对仪表板顶部处的挡风玻璃除雾的开口的出口、以及朝向通常使得乘员变冷的通气孔的出口。这些出口通常配备有阀瓣，该阀瓣允许根据外部条件对空气到各个出口的分布进行最佳管理。
然而，电动车辆不具有用于基于冷却流体的循环来冷却发动机的电路。因此，对于这种电动车辆，HVAC尤其不能提供基于这种循环的“热交换器”部件。
根据本发明的用于管理车辆内部的空气温度的装置尤其被适配成用于不具有基于冷却流体的循环的冷却电路的电动车辆。
本发明的目的是一种用于管理电动车辆内部的空气温度的装置，该装置包括高压网络、空调电路、能够在空气扩散到所述内部之前冷却空气的设备和加热空气的设备。
根据本发明的管理装置的主要特征在于，能够冷却空气的设备和能够加热空气的设备是分开的，并且彼此独立地被控制。以此方式，可以自主地控制每个设备而不考虑另一设备的操作状态，以便在内部获得期望温度的空气。通过自主并且能够彼此独立地进行控制，这意味着在这两个设备之间没有交互，该交互具体地允许将热空气与冷空气混合以便获得期望温度的最终空气。这使得可以消除用于将热空气与冷空气混合的混合阀瓣和混合室，伴随着显著减小了用于容纳用于管理内部的空气温度的装置的体积。因此，根据本发明的用于管理温度的装置带来在车辆内部节省出大量空间，从而允许为其他功能腾出空间。优选地，每个设备都使用已经存在于电动车辆中的电源来操作，从而允许省去特别是专用于该设备的特定电源的实施。
有利地，能够冷却空气的设备包括由该高压网络供电的电动压缩机，其中，所述压缩机的转速被控制以便在给定时刻使其适配于该内部的热需求。换句话说，该压缩机的转速是可变的并且可以被调整以获得预期的冷水平。
优选地，能够加热空气的设备包括电阻散热器。这种散热器依靠已经存在于电动车辆中的电力运行。
优选地，电阻具有正温度系数。
根据本发明的装置的另一优选实施例，如果该空调电路是可逆的，则能够加热空气的设备包括冷凝器而不是空气加热器，其中，所述设备然后相当于热泵。
根据本发明的装置的另一优选实施例，能够加热空气的设备包括由乙二醇水/空气交换器形成的空气加热器，所述装置包括能够加热所述水的电阻器，然后使用循环泵产生水流。
根据本发明的装置的另一优选实施例，根据本发明的用于管理温度的装置包括由乙二醇水/空气交换器形成的空气加热器，如果该空调电路是可逆的，则所述装置包括水冷凝器形式的冷却剂/水交换器。
优选地，根据本发明的用于管理温度的装置包括使用基于至少一个IGBT(绝缘栅双极型晶体管)类型晶体管的控制模块的纯电动控制源。
有利地，根据本发明的用于管理温度的装置包括热力类型控制源。
有利地，根据本发明的用于管理温度的装置包括两个并排放置的交换器，一个交换器能够制冷，而另一个交换器能够制热。
根据本发明的用于管理电动车辆内部的空气温度的装置具有如下优点：与当前使用的并且使用混合阀瓣和混合室的装置相比，空间需求减小。该装置还具有使用灵活的优点，因为能够供冷的设备和能够供热的设备被独立控制，并且因此可以组合在一起以产生具有可变温度的最终空气。最后，根据本发明的管理装置具有由于消除了需要一定的定位精度的混合阀瓣而得到更好地控制的优点。
参照以下附图，在下文中提供了用于管理电动车辆内部的空气温度的装置的优选实施例的详细描述：
-图1是根据现有技术的用于管理车辆内部的空气温度的装置的示意性截面视图；
-图2A是根据本发明的装置的第一操作模式的示意性侧视图；
-图2B是根据本发明的装置的第二操作模式的示意性侧视图。
参照图1，设置有热力发动机的机动车辆的空调单元1或HVAC示意性地包括新鲜空气进气口2、风扇11、蒸发器3、混合阀瓣4、空气加热器5、混合室6以及期望温度空气的出口7、8，这些出口例如朝向车辆乘员的脚和/或朝向所述车辆的挡风玻璃。混合阀瓣4被放置在空气加热器5的上游，并且允许空气根据当前需求朝向混合室6分布。实际上，该阀瓣4可以采用第一端位置，在该第一端位置中，该阀瓣允许源自蒸发器3的所有入射空气经过空气加热器5，从而允许对位于混合室6中的空气进行重新加热。该阀瓣还可以采用第二端位置，在该第二端位置中，该阀瓣允许源自蒸发器3的所有入射空气避开空气加热器，从而允许位于混合室6中的空气处于与源自蒸发器3的空气的温度相同的温度。最后，阀瓣4可以被放置在位于这两个端位置之间的至少一个中间位置，以允许已经经过空气加热器5的第一气流9和避开所述空气加热器5的第二直接气流10通过。因此，当混合阀瓣4采用中间位置时，混合室6接收第一空气流7和第二空气流8，该第一空气流和第二空气流在朝向空气出口7、8扩散之前混合在一起。由于存在混合阀瓣4和混合室6而导致这种空调单元1是庞大的。该空调单元还需要精确控制混合阀瓣4的位置，这增加了其结构和操作的复杂性。
根据本发明的用于管理电动车辆内部的空气温度的装置允许控制注入到该内部的空气的温度，同时省去混合阀瓣4和混合室6的存在。
该管理装置包括能够在空气扩散到内部之前冷却空气的设备15和能够在空气扩散到内部之前重新加热空气的设备16。该装置的具体特征在于，所述两个设备15、16是分开的，并且彼此独立地被控制。换句话说，这两个设备15、16之一的操作状态不取决于另一个设备15、16的操作状态。这两个设备15、16仅被操作以达到目标空气温度，并且分别被激活以实现该目的。在电动车辆中，由于空调电路可能不再得益于用于基于冷却流体循环来冷却热力发动机的冷却电路，因此每个设备15、16都有其自己优选为电动和/或热力的电源。
以此方式，能够冷却空气的设备15包括电动压缩机，该电动压缩机由电动车辆的高压网络供电且其转速被控制以便可以在给定时刻使其适配于内部的热需求。换句话说，该压缩机的转速是可变的并且可以被调整以获得预期的冷水平。
根据本发明的管理方法的第一优选实施例，能够重新加热空气的设备16包括电阻散热器。这种散热器依靠已经存在于电动车辆中的电力运行。出于安全的原因，电阻具有正温度系数。
根据本发明的管理方法的另一优选实施例，如果空调电路是可逆的，则能够加热空气的设备16包括冷凝器而不是空气加热器，其中，所述设备然后相当于热泵。
根据本发明的管理方法的另一优选实施例，能够加热空气的设备16包括由乙二醇水/空气交换器形成的空气加热器，所述设备进一步包括能够加热所述水的电阻器，然后使用循环泵产生水流。
根据本发明的管理方法的另一优选实施例，能够加热空气的设备包括由乙二醇水/空气交换器形成的空气加热器，如果空调电路是可逆的，则所述设备包括水冷凝器形式的冷却剂/水交换器。
当能够加热空气的设备16使用电阻器或电散热器时，根据本发明的管理装置包括使用基于至少一个IGBT类型晶体管的控制模块的纯电动控制源。
当能够加热空气的设备16实施冷凝器或交换器时，根据本发明的管理装置包括热力类型控制源。
由于可以独立且精确地控制加热功率和制冷功率，因此在HVAC中不再需要具有混合阀瓣4或混合室6。
总而言之，在电动车辆的HVAC中所有需要的是两个并排的交换器15、16：一个交换器15专用于制冷，并且另一交换器16专用于制热。
然后，以下两种操作配置是可能：
-参照图2A，当试图产生冷空气时，源自车辆外部或内部里面的热空气经过冷却交换器15，而加热交换器16被停用；
-参照图2B，当试图产生热空气时，源自车辆外部或内部里面的冷空气经过加热交换器16，而冷却交换器15被停用。

Claims (10)

1.一种用于管理电动车辆内部的空气温度的装置，该装置包括高压网络、空调电路(1)、能够在空气扩散到所述内部之前冷却空气的设备(15)和加热空气的设备(16)，其特征在于，能够冷却空气的设备(15)和能够加热空气的设备(16)是分开的，并且彼此独立地被控制。
2.如权利要求1所述的用于管理空气温度的装置，其特征在于，能够冷却空气的设备(15)包括由该高压网络供电的电动压缩机，并且其特征在于，所述压缩机的转速被控制以便在给定时刻使其适配于该内部的热需求。
3.如权利要求1或2中任一项所述的用于管理温度的装置，其特征在于，能够加热空气的设备(16)包括电阻散热器。
4.如权利要求3所述的用于管理温度的装置，其特征在于，电阻具有正温度系数。
5.如权利要求1或2中任一项所述的用于管理温度的装置，其特征在于，如果该空调电路(1)是可逆的，则能够加热空气的设备(16)包括冷凝器而不是空气加热器，其中，所述设备(16)然后相当于热泵。
6.如权利要求1或2中任一项所述的用于管理温度的装置，其特征在于，能够加热空气的设备(16)包括由乙二醇水/空气交换器形成的空气加热器，并且其特征在于，该设备包括能够加热所述水的电阻器，然后使用循环泵产生水流。
7.如权利要求1或2中任一项所述的用于管理温度的装置，其特征在于，能够加热空气的设备(16)包括由乙二醇水/空气交换器形成的空气加热器，并且其特征在于，如果该空调电路(1)是可逆的，则该设备包括水冷凝器形式的冷却剂/水交换器。
8.如权利要求3或6中任一项所述的用于管理空气温度的装置，其特征在于，该装置包括使用基于至少一个IGBT类型晶体管的控制模块的纯电动控制源。
9.如权利要求5或7中任一项所述的用于管理空气温度的装置，其特征在于，该装置包括热力类型控制源。
10.如权利要求1至9中任一项所述的用于管理空气温度的装置，其特征在于，该装置包括两个并排放置的交换器(15，16)，一个交换器(15)能够制冷，而另一个交换器(16)能够制热。
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