CN111284364A - 用于车辆的热管理系统 - Google Patents

用于车辆的热管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111284364A
CN111284364A CN201910370863.0A CN201910370863A CN111284364A CN 111284364 A CN111284364 A CN 111284364A CN 201910370863 A CN201910370863 A CN 201910370863A CN 111284364 A CN111284364 A CN 111284364A
Authority
CN
China
Prior art keywords
refrigerant
voltage battery
core
line
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910370863.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李尚信
吴万周
朴昭玧
金才熊
郑韶螺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Kia Corp
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co, Kia Motors Corp filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN111284364A publication Critical patent/CN111284364A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00828Ventilators, e.g. speed control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307Component temperature regulation using a liquid flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/34Cabin temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60Navigation input
    • B60L2240/66Ambient conditions
    • B60L2240/662Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08Cabin heater
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的热管理系统。所述系统包括内部空气调节装置和在第一制冷剂和第二制冷剂之间进行热交换的制冷机。第一管线,其引导第一制冷剂顺序循环通过制冷机,高压电池冷却芯以及暖通空调(HVAC)芯。第二管线,其引导第二制冷剂顺序循环通过压缩机、冷凝器和制冷机。控制器,当需要冷却高压电池时,所述控制器基于车辆的外部温度以及是否需要内部空气调节操作送风机、第一泵和压缩机。

Description

用于车辆的热管理系统
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的热管理系统,更具体地,涉及一种热管理系统,其实现高压电池的冷却和内部加热,同时最小化能量浪费。
背景技术
由于电动车辆和燃料电池车辆使用电机驱动而不是用发动机驱动,因此重要的是确保高压电池的容量。随着高压电池的容量增加并且充电时间减少,使得用于在快速充电时对高压电池进行冷却的需求增加。然而,为了改善电动车辆的利润率,需要降低成本。另外,在内部加热期间功率消耗可能过高。
特别地,在冬季或较冷的环境温度条件下,当启动时高压电池的温度较低时,加热电池。然而,当高压电池的温度变得等于或者高于某一温度(例如,约20至25℃)时,由于充电电流的量快速地增加以增加电池的热值,因此需要对高压电池进行冷却。因此,需要高压电池的内部加热和冷却。由于高压电池的冷却以及内部加热需要高能量消耗,因此需要适当地执行高压电池的冷却和内部加热以减少能量消耗的技术。
公开于该部分的内容仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示这些内容构成已为相关技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供一种用于车辆的热管理系统,其能够实现高压电池的冷却和内部加热,同时最小化能量浪费。
根据本发明的一个方面,上述和其它目的可以通过用于车辆的热管理系统来实现,所述用于车辆的热管理系统可以包括:内部空气调节装置,其具有送风机、暖通空调芯,以及用于在送风机工作期间引入车辆的外部空气以冷却暖通空调芯并且将流过暖通空调芯的空气排放到车辆的内部空间或外部的门;制冷机,其配置为在第一制冷剂和第二制冷剂之间交换热量;第一管线,其包括第一泵,其中第一制冷剂顺序循环通过制冷机,高压电池冷却芯以及暖通空调芯;第二管线,其中第二制冷剂顺序循环通过压缩机、冷凝器和制冷机;以及控制器,其配置为:当需要冷却高压电池时,基于车辆的外部温度以及是否需要内部空气调节,来操作送风机、第一泵和压缩机。
所述暖通空调芯可以是加热器芯,所述第一管线可以包括布置在所述暖通空调芯与所述高压电池冷却芯之间的电加热器。第一制冷剂可以是冷却水,第二制冷剂可以是空调制冷剂。所述用于车辆的热管理系统进一步可以包括第一旁通管线,其从高压电池冷却芯的下游点和制冷机的上游点分支,并且引导第一制冷剂流动到热交换器。
所述热管理系统进一步可以包括第三管线,其从热交换器的上游点和下游点分支,以引导第一制冷剂流动到电池散热器。此外,所述热管理系统进一步可以包括第四管线,其引导第三制冷剂流动到主散热器(亦称电气部件散热器)然后流动到热交换器。当外部温度满足高温标准或者高温条件,需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,所述控制器可以配置为操作压缩机并且使第一制冷剂能够流过制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线。
当外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池,并且需要内部加热时,所述控制器可以配置为:操作压缩机和送风机,使第一制冷剂能够流过第一管线,操作所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到内部空间。当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,所述控制器可以配置为:操作压缩机和送风机,使第一制冷剂能够流过第一管线,操作所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到车辆的外部。当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池,并且需要内部加热时,所述控制器可以配置为操作压缩机和送风机,使第一制冷剂能够流过第一管线,操作所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到内部空间。
所述用于车辆的热管理系统进一步可以包括第二旁通管线,其引导第一制冷剂流过第一管线中的暖通空调芯,以绕开制冷机和高压电池冷却芯。当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,当第一制冷剂的温度等于或大于设定温度时,所述控制器可以配置为:通过由制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线组成的管线以及由第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线组成的管线,分流并且循环第一制冷剂。
当外部温度满足低温标准,不需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,控制器可以配置为:操作压缩机和送风机,使第一制冷剂能够流过第一管线和第一旁通管线,使第三制冷剂能够在主散热器和热交换器之间循环,并且操作所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到在车辆的外部。
当外部温度满足低温标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,当第一制冷剂的温度等于或大于设定温度时,所述控制器可以配置为:通过由制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线组成的管线以及由第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线组成的管线,分流并且循环第一制冷剂。
此外,当外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,所述控制器可以配置为操作送风机,使第一制冷剂能够流过第一管线和第一旁通管线,使第三制冷剂能够在主散热器和热交换器之间循环,并且操作所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到车辆的外部。
当外部温度满足极低温标准,需要冷却所述高压电池,并且需要内部加热时,当第一制冷剂的温度等于或高于设定温度时,所述控制器可以配置为:操纵所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到内部空间,通过由制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线组成的管线以及由第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线组成的管线,分流并且循环第一制冷剂。
另外,当需要冷却高压电池时,所述控制器可以配置为:在高温条件、温和条件和低温条件下操作所述压缩机;在极低温度条件下停止所述压缩机的操作。当需要冷却高压电池时,所述控制器可以配置为:在低温条件下,操作压缩机和送风机并且使第三制冷剂能够循环通过主散热器和热交换器。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其它优点,在这些附图中:
图1是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池而不需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图2是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图3是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池而不需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图4是示出根据本发明的另一个示例性实施方案的在外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图5是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足低温标准,需要冷却高压电池而不需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图6是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足低温标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图7是示出根据本发明的另一个示例性实施方案的在外部温度满足低温标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图8是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池而不需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;
图9是示出根据本发明的示例性实施方案的在外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,热管理系统的操作的视图;以及
图10是示出根据本发明的另一个示例性实施方案的在外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,热管理系统的操作的视图。
具体实施方式
应当理解,此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆,例如包括运动型多用途车辆(SUV)、客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车,包括各种舟艇、船舶的船只,航空器等等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的,混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆,例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
虽然示例性的实施方案描述为使用多个单元以执行示例性的过程,但是应当理解,示例性的过程也可以由一个或多个模块执行。此外,应当理解的是术语控制器/控制器单元指代的是包含有存储器和处理器的硬件设备。该存储器被配置为存储模块,并且处理器具体配置为执行所述模块以执行以下进一步描述的一个或多个过程。
此外,本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质,其包含由处理器、控制器/控制器单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的计算机系统上,使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)以分布方式存储和执行。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本发明。正如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有清楚的说明。还将进一步理解当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包括有”的时候,指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除存在或者加入一种或者多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、部件和/或其群体。正如本文所述的,术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。
除非特别声明或者从上下文显而易见的,本文所使用的术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内,例如在平均2个标准偏差内。“大约”可被理解为在指定值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%之内。除非从上下文清楚的,本文提供的所有数值通过术语“大约”来进行修饰。
图1至图10是示出根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的热管理系统的每个模式的操作的视图。
根据本发明的用于车辆的热管理系统可以包括内部空气调节装置500、制冷机300、第一管线100、第二管线200、以及控制器400;所述内部空气调节装置500具有送风机510,暖通空调(HVAC)芯520,以及用于在送风机工作期间引入车辆的外部空气以冷却HVAC芯520并且将流过HVAC芯520的空气排放到车辆的内部空间或外部的门;所述制冷机300配置为在第一制冷剂和第二制冷剂之间进行热交换;所述第一管线100包括第一泵120并且引导第一制冷剂顺序地循环通过制冷机300、高压电池冷却芯110和HVAC芯520;所述第二管线200引导第二制冷剂顺序地循环通过压缩机220、冷凝器210和制冷机300;所述控制器400配置为当需要冷却高压电池时,基于车辆的外部温度以及是否需要内部空气调节,来操作送风机510、第一泵120和压缩机220。
在本发明中,用于与高压电池进行热交换的高压电池冷却芯110可以配置为冷却和加热高压电池。第一制冷剂(其为冷却水)可以流过高压电池冷却芯110,制冷机300可以配置为冷却第一制冷剂。制冷机300可以作为热交换器工作,以在其中流动的两个制冷剂之间交换热量。同时,高压电池冷却芯110可以连接到电池散热器720以执行冷却。
可以使用主散热器(亦称电气部件散热器)630冷却车辆的电气部件610,例如电机、逆变器或者充电器。换而言之,本发明的主散热器630可以是如图所示的电气部件散热器。另外,用于内部空气调节的内部空气调节装置500可以配置为选择性地引入车辆的内部空气或外部空气。可以设置送风机510和HVAC芯,使得经过HVAC芯520的空气可以通过送风机510流向门530。门530可以将经过HVAC芯520的空气排放到车辆的外部或者车辆的内部空间。
具体地,制冷机300可以作为热交换器操作以在第一制冷剂和第二制冷剂之间交换热量。第一管线100可以包括第一泵120,并且可以引导第一制冷剂顺序地循环通过制冷机300、高压电池冷却芯110以及HVAC芯520。第二管线200可以引导第二制冷剂顺序地循环通过压缩机220、冷凝器210以及制冷机300。HVAC芯520可以是内部空气调节装置500的加热器芯。第一管线100可以包括电加热器,例如布置在HVAC芯520与高压电池冷却芯110之间的热水器。第一制冷剂可以是冷却水,第二制冷剂可以是空调制冷剂。
第一旁通管线700可以从第一管线的高压电池冷却芯110的下游点和制冷机300的上游点分支,并且可以引导第一制冷剂流动到热交换器710。第三管线750可以从热交换器710的上游和下游点分支,以引导第一制冷剂流动到电池散热器720。第四管线600可以引导第三制冷剂流动到主散热器630然后流动到热交换器710,因此,可以在第一制冷剂与第三制冷剂之间交换热量。控制器400可以配置为当需要冷却高压电池时,基于车辆的外部温度以及是否需要内部空气调节,来操作包括送风机510、第一泵120和压缩机220的部件。
在下文中,将参照图1至图10描述根据情况执行高压电池的冷却和内部加热的方法。例如,假设大约10℃或更高的外部温度是高温标准,大约0到10℃的外部温度是温和标准,大约-10到0℃的外部温度是低温标准,以及大约-10℃或更低的外部温度是极低温度标准。
首先,当外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池并且不需要内部加热时,控制器400可以配置为执行如图1所示的控制。换而言之,可以操作压缩机220,使得第二制冷剂(其为空调制冷剂)循环通过压缩机220、冷凝器210、膨胀阀230以及制冷机300,从而冷却制冷机300。通过操作阀730和泵740,第一制冷剂(其为冷却水)可以通过混合室150、制冷机300、高压电池冷却芯110以及第一旁通管线700流过热交换器710。因此,可以将制冷机300冷却并且可以在制冷机300中冷却冷却水,然后可以通过高压电池冷却芯110冷却高压电池。
此外,当外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,控制器可以配置为执行如图2所示的控制。控制器400可以配置为操作压缩机220并且冷却制冷机300。控制器可以配置为操作阀140和730以及泵120,使得第一制冷剂流过第一管线100,操作送风机510且调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到内部空间。在制冷机300中冷却的第一制冷剂可以冷却高压电池,加热的第一制冷剂可以在通过HVAC芯520冷却之后再次流入到制冷机300中,从而提高能量效率。另外,已经经过HVAC芯520的空气可以使用于内部加热,以防止需要额外的能量来加热。换而言之,可以不操作电加热器130。
此外,当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池并且不需要内部加热时,控制器可以配置为执行如图3所示的控制。具体地,控制器400可以配置为操作压缩机220和送风机510,引导第一制冷剂流过第一管线100,并且调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到车辆的外部。换而言之,由于不需要加热,HVAC芯520仅散发第一制冷剂的热量并且将已经经过HVAC芯520的空气排放到外部。
当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,控制器可以配置为执行如图2所示的控制。换而言之,控制器400可以配置为操作压缩机220和送风机510,引导第一制冷剂流过第一管线100,并且调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到内部空间。
当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,当第一制冷剂的温度等于或大于设定温度时,如图4所示,可以调节阀140使得第一制冷剂分流到由制冷机300、高压电池冷却芯110和第一旁通管线700组成的管线以及由第一泵120、HVAC芯520和第二旁通管线160组成的管线中,并且使得第一制冷剂循环通过由制冷机300、高压电池冷却芯110和第一旁通管线700组成的管线以及由第一泵120、HVAC芯520和第二旁通管线160组成的管线。此外,可以操作电加热器130以执行内部加热。在第二旁通管线160中,流过第一管线100中的HVAC芯520的第一制冷剂可以循环通过电加热器130和HVAC芯520,同时绕开制冷机300和高压电池冷却芯110。
同时,当外部温度满足低温标准,需要冷却高压电池并且不需要内部加热时,控制器可以配置为执行如图5所示的控制。特别地,控制器400可以配置为操作压缩机220和送风机510,引导第一制冷剂流过第一管线100和第一旁通管线700,操作泵640和阀620以使第三制冷剂循环通过主散热器630和热交换器710,并且调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到车辆的外部。因此,冷却水可以在其热量直接或间接地通过HVAC芯520和主散热器630散发之后经过制冷机300,从而提高能量效率。
此外,当外部温度满足低温标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,控制器可以配置为执行如图6所示的控制。控制器400可以配置为调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到内部空间。此外,当第一制冷剂的温度等于或高于设定温度时,可以如图7所示进行控制。特别地,控制器可以配置为执行控制,使得第一制冷剂分流到由制冷机300、高压电池冷却芯110和第一旁通管线700组成的管线以及由第一泵120、HVAC芯520和第二旁通管线160组成的管线中,并且使得第一制冷剂循环通过由制冷机300、高压电池冷却芯110和第一旁通管线700组成的管线以及由第一泵120、HVAC芯520和第二旁通管线160组成的管线。此外,可以操作电加热器130以执行内部加热。
另外,当外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池并且不需要内部加热时,控制器可以配置为执行如图8所示的控制。特别地,控制器400可以配置为操作送风机510,引导第一制冷剂流过第一管线100和第一旁通管线700,引导第三制冷剂在主散热器630和热交换器710之间循环,并且调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到车辆的外部。
此外,当外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,控制器可以执行如图9所示的控制。控制器400可以配置为调节门530以将流过HVAC芯520的空气排放到内部空间。此外,当第一制冷剂的温度等于或高于设定温度时,可以如图10所示进行控制。特别地,控制器400可以配置为执行控制,使得第一制冷剂分流到由制冷机300、高压电池冷却芯110和第一旁通管线700组成的管线以及由第一泵120、HVAC芯520和第二旁通管线160组成的管线中,并且使得第一制冷剂循环通过由制冷机300、高压电池冷却芯110和第一旁通管线700组成的管线以及由第一泵120、HVAC芯520和第二旁通管线160组成的管线。此外,可以操作电加热器130以执行内部加热。
当需要冷却高压电池时,控制器400可以配置为在高温条件、温和条件以及低温条件下操作压缩机220,并且在极低温度条件下可以不操作压缩机220(例如,停止操作压缩机220)。当需要冷却高压电池时,控制器400可以配置为:在低温条件下,操作压缩机220和送风机510并且引导第三制冷剂在主散热器630和热交换器710之间循环。
根据本发明的用于车辆的热管理系统,其可以实现高压电池的冷却和内部加热,同时最小化能量浪费。
尽管出于说明的目的已公开了本发明的示例性实施方案,但是本领域技术人员应当理解,各种修改、增加和删减是可能的,并不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (17)

1.一种用于车辆的热管理系统,其包括:
内部空气调节装置,其包括送风机、暖通空调芯,以及用于在送风机工作期间引入车辆的外部空气以冷却暖通空调芯并且将流过暖通空调芯的空气排放到车辆的内部空间或外部的门;
制冷机,其配置为在第一制冷剂与第二制冷剂之间交换热量;
第一管线,其包括第一泵,所述第一管线引导第一制冷剂顺序循环通过制冷机、高压电池冷却芯以及暖通空调芯;
第二管线,其引导第二制冷剂顺序循环通过压缩机、冷凝器和制冷机;以及
控制器,其配置为:当需要冷却高压电池时,基于车辆的外部温度以及是否需要内部空气调节,来操作送风机、第一泵和压缩机。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的热管理系统,其中,所述暖通空调芯是加热器芯,所述第一管线包括布置在所述暖通空调芯与所述高压电池冷却芯之间的电加热器。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的热管理系统,其中,所述第一制冷剂是冷却水,所述第二制冷剂是空调制冷剂。
4.根据权利要求1所述的用于车辆的热管理系统,进一步包括:
第一旁通管线,其从高压电池冷却芯的下游点和制冷机的上游点分支,并且引导第一制冷剂流动到热交换器。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的热管理系统,进一步包括:
第三管线,其从热交换器的上游点和下游点分支,以引导第一制冷剂流动到电池散热器。
6.根据权利要求4所述的用于车辆的热管理系统,进一步包括:
第四管线,其引导第三制冷剂流动到主散热器然后流动到热交换器。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,所述控制器配置为操作压缩机并且引导第一制冷剂流过制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线。
8.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足高温标准,需要冷却高压电池,并且需要内部加热时,所述控制器配置为:操作压缩机和送风机,引导第一制冷剂流过第一管线,调节所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到内部空间。
9.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,所述控制器配置为:操作压缩机和送风机,引导第一制冷剂流过第一管线,调节所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到车辆的外部。
10.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池,并且需要内部加热时,所述控制器配置为操作压缩机和送风机,引导第一制冷剂流过第一管线,调节所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到内部空间。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的热管理系统,进一步包括第二旁通管线,其引导第一制冷剂流过第一管线中的暖通空调芯,以绕开制冷机和高压电池冷却芯,
其中,当外部温度满足温和标准,需要冷却高压电池并且需要内部加热时,当第一制冷剂的温度等于或大于设定温度时,所述控制器配置为执行控制使得第一制冷剂分流到包括制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线的管线以及包括第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线的管线中,并且使得第一制冷剂循环通过包括制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线的管线以及包括第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线的管线。
12.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足低温标准,不需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,控制器配置为:操作压缩机和送风机,引导第一制冷剂流过第一管线和第一旁通管线,引导第三制冷剂在主散热器与热交换器之间循环,并且调节所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到在车辆的外部。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足低温标准时,需要冷却高压电池并且需要内部加热,当第一制冷剂的温度等于或大于设定温度时,所述控制器配置为执行控制使得第一制冷剂分流到包括制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线的管线以及包括第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线的管线中,并且使得第一制冷剂循环通过包括制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线的管线以及包括第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线的管线。
14.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足极低温度标准,需要冷却高压电池,并且不需要内部加热时,所述控制器配置为操作送风机,引导第一制冷剂流过第一管线和第一旁通管线,引导第三制冷剂在主散热器与热交换器之间循环,并且调节所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到车辆的外部。
15.根据权利要求14所述的用于车辆的热管理系统,其中,当外部温度满足极低温标准,需要冷却所述高压电池,并且需要内部加热时,当第一制冷剂的温度等于或高于设定温度时,所述控制器配置为:调节所述门以将流过暖通空调芯的空气排放到内部空间,并且执行控制使得第一制冷剂分流到包括制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线的管线以及包括第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线的管线中,并且循环通过包括制冷机、高压电池冷却芯和第一旁通管线的管线以及包括第一泵、暖通空调芯和第二旁通管线的管线。
16.根据权利要求6所述的用于车辆的热管理系统,其中,当需要冷却高压电池时,所述控制器配置为:在高温条件、温和条件和低温条件下操作所述压缩机;在极低温度条件下停止所述压缩机的操作。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的热管理系统,其中,当需要冷却高压电池时,所述控制器配置为:在低温条件下,操作压缩机和送风机并且引导第三制冷剂循环通过主散热器和热交换器。
CN201910370863.0A 2018-12-06 2019-05-06 用于车辆的热管理系统 Pending CN111284364A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180156387A KR20200072599A (ko) 2018-12-06 2018-12-06 차량 열관리 시스템
KR10-2018-0156387 2018-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111284364A true CN111284364A (zh) 2020-06-16

Family

ID=70776435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910370863.0A Pending CN111284364A (zh) 2018-12-06 2019-05-06 用于车辆的热管理系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11390135B2 (zh)
KR (1) KR20200072599A (zh)
CN (1) CN111284364A (zh)
DE (1) DE102019112443A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102533382B1 (ko) * 2019-01-09 2023-05-19 한온시스템 주식회사 열관리 시스템
CN113557353B (zh) * 2019-03-08 2024-03-08 翰昂汽车零部件有限公司 用于车辆的热管理系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952545B2 (ja) * 1997-07-24 2007-08-01 株式会社デンソー 車両用空調装置
US6640889B1 (en) * 2002-03-04 2003-11-04 Visteon Global Technologies, Inc. Dual loop heat and air conditioning system
DE502007004125D1 (de) * 2007-02-23 2010-07-29 Behr America Inc Klimaanlage für ein Fahrzeug
JP5861495B2 (ja) * 2011-04-18 2016-02-16 株式会社デンソー 車両用温度調整装置、および車載用熱システム
JP5642881B2 (ja) * 2011-08-17 2014-12-17 株式会社日立製作所 車両用機器温調システム
JP6064753B2 (ja) * 2013-04-05 2017-01-25 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP2015186989A (ja) * 2014-03-12 2015-10-29 カルソニックカンセイ株式会社 車載温調装置、車両用空調装置及びバッテリ温調装置
JP6398764B2 (ja) * 2015-02-06 2018-10-03 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
KR102510377B1 (ko) 2017-04-05 2023-03-16 한온시스템 주식회사 차량용 열관리 시스템의 수가열식 ptc 히터 제어 방법
US10118460B1 (en) * 2017-05-02 2018-11-06 Ford Global Technologies, Llc Vehicle charge and climate control system
KR102399618B1 (ko) * 2017-05-30 2022-05-18 현대자동차주식회사 차량의 공조시스템
JP6997558B2 (ja) * 2017-08-24 2022-01-17 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 車両用空気調和装置
KR102565350B1 (ko) * 2018-04-09 2023-08-16 현대자동차주식회사 차량의 난방시스템
DE102019207993A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Mahle International Gmbh Thermomanagementsystem für ein Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200072599A (ko) 2020-06-23
US11390135B2 (en) 2022-07-19
DE102019112443A1 (de) 2020-06-10
US20200180392A1 (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11173769B2 (en) Thermal management system for vehicle
EP2392486B1 (en) Thermal management system with dual mode coolant loops
US10899191B2 (en) Heating and cooling system for vehicle
CN109383221B (zh) 车辆的hvac系统
US10215450B2 (en) Heating, ventilation and/or air-conditioning equipment comprising a device for controlling the temperature of a battery, and method for implementing same
CN109203909B (zh) 用于车辆的加热、通风和空调系统
CN112078323A (zh) 车辆的热管理系统
CN111347934B (zh) 燃料电池汽车热管理系统及方法
US11679643B2 (en) HVAC system of vehicle
KR20160133028A (ko) 차량용 히트펌프 시스템
CN113752776A (zh) 车辆热管理
US11390135B2 (en) Thermal management system for vehicle
US11065935B2 (en) Thermal management system for electric vehicle
KR102531580B1 (ko) 차량용 배터리 히팅 장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치
CN114364552A (zh) 用于车辆的制冷剂回路和用于控制这种回路的方法
US11607925B2 (en) Method for a thermal management of a motor vehicle
CN113954697A (zh) 燃料电池辅助系统与电池热管理集成系统及其控制方法
CN113352840A (zh) 车辆的热管理系统
CN114340923A (zh) 用于车辆的冷却剂回路和用于控制这种回路的方法
CN113276627B (zh) 一种车辆的热管理系统及车辆
US20220305885A1 (en) Integrated thermal management circuit for vehicle
CN117863825A (zh) 集成式热管理系统
CN115723632A (zh) 一种电动汽车温控装置及温控方法
CN116278582A (zh) 车厢舒适性管理系统
CN115556535A (zh) 用于电动车辆的空调系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination