CN111688433A - 带可控蒸发器阀的车辆蒸汽注入热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“带可控蒸发器阀的车辆蒸汽注入热泵系统”。一种包括蒸汽注入热泵的车辆，所述蒸汽注入热泵具有：制冷剂环路，其具有被配置为冷却舱室空气的蒸发器，所述蒸发器联接到具有近零压降的全开位置的可电控压力调节阀；和舱室调节冷却剂环路，其具有被配置为选择性地加热所述舱室空气的加热器芯体。控制器被配置为控制所述阀将所述制冷剂环路的温度和压力维持在冻结阈值以上，以抑制或防止蒸发器结冰。可以控制所述阀在并联除湿模式期间节流，并在其他操作模式(诸如冷却模式、加热模式、除冰模式和串联除湿模式)期间全开以使压降最小化。

Description

带可控蒸发器阀的车辆蒸汽注入热泵系统
技术领域
本公开涉及一种在提供舱室冷却的蒸发器出口处具有可控阀的蒸汽注入热泵系统。
背景技术
当前的热泵设计可以使用蒸发器压力调节器(EPR)来启用某些操作模式(诸如并联除湿)以防止一个或多个车舱蒸发器结冰。通过使用EPR启用的附加操作模式可以在更宽范围的操作条件下提供更高的系统操作效率。然而，EPR会降低热泵在其他操作模式(例如冷却模式或串行除湿模式)下的效率和容量。
发明内容
一个或多个实施例包括一种车辆，所述车辆具有包括制冷剂环路的蒸汽注入热泵系统，所述制冷剂环路具有至少一个被定位成选择性地冷却舱室空气的蒸发器。所述蒸发器具有出口，所述出口联接到与控制器连通的阀，以响应于相对于相关联压力阈值的吸入压力和相对于相关联温度阈值的蒸发器翼片温度中的至少一个来调节阀开度，以在至少第一操作模式(诸如并联除湿模式)期间抑制蒸发器结冰，并且在至少第二操作模式(诸如加热或冷却模式)期间使所述阀全开，以允许流量以近零压降流过其中。在至少一个实施例中，可控阀包括电动或电子蒸发器压力调节器阀。实施例还可包括可控阀，所述可控阀包括电子或电动膨胀阀，或任何多位置制冷剂阀，所述多位置制冷剂阀能够响应于相应控制信号来节流制冷剂流量(所述控制信号响应于来自一个或多个传感器的信号来控制开度)，并在全开时允许流量以近零压降流过其中。
在一个实施例中，车辆具有蒸汽注入热泵，所述蒸汽注入热泵包括：具有被配置为冷却舱室空气的蒸发器的制冷剂环路，所述蒸发器联接到具有近零压降的全开位置的可电控压力调节阀；和具有被配置为选择性地加热所述舱室空气的加热器芯体的舱室调节冷却剂环路。控制器被配置为控制所述阀将所述制冷剂环路的温度和压力维持在冻结阈值以上，以抑制或防止蒸发器结冰。
实施例包括一种具有制冷剂环路的车辆，所述制冷剂环路包括联接到舱室调节热交换器的电可操作的压缩机、电控膨胀阀、外部空气热交换器和被配置为冷却舱室空气的蒸发器，其中所述蒸发器联接到被定位在所述蒸发器与所述压缩机之间的电控蒸发器压力调节器。舱室调节环路包括所述舱室调节热交换器、电动冷却剂加热器和被配置为加热所述舱室空气的加热器芯体。电池调节环路通过流体控制阀选择性地流体联接到所述舱室调节环路，并由电池热交换器联接到所述制冷剂环路。控制器被配置为操作所述电动加热器加热所述舱室空气并同时操作所述压缩机冷却所述舱室空气以提供并联除湿模式，并控制所述电控蒸发器压力调节器仅在所述并联除湿模式期间节流制冷剂流量。
一种用于控制具有热泵的车辆的方法，所述热泵包括具有压缩机的制冷剂环路和具有热交换器、电加热器的舱室调节冷却剂环路，所述压缩机通过蒸发器压力调节器联接到被配置为选择性地提供舱室冷却的蒸发器，所述热交换器被配置为与所述制冷剂环路交换热量，所述电加热器被配置为在舱室调节环路中加热冷却剂以供应给被配置为选择性地提供舱室加热的加热器芯体，所述方法包括：当在除湿模式下同时操作所述压缩机与所述电加热器时，通过控制器控制所述蒸发器压力调节器节流开度。所述方法还包括当不在除湿模式下操作时控制所述蒸发器压力调节器全开，其中所述全开位置在所述蒸发器压力调节器上提供近零压降。
本文所述的车辆热泵系统的实施例可提供一个或多个优点。例如，在全开时并入具有近零压降的可电控或智能蒸发压力调节器，可以使气候控制系统在并联除湿模式下操作，同时通过不限制制冷剂系统吸入压力而在所有其他操作模式下实现更高的效率和热容量。根据本公开的实施例中对EPR的控制在某些条件或模式期间促进了制冷剂流量的节流，而在其他操作条件或模式期间允许具有近零压降的流量将制冷剂压力和温度保持在冻结阈值以上，以抑制或防止舱室蒸发器结冰。
附图说明
图1是具有蒸汽注入热泵系统的代表性车辆的示意图，所述蒸汽注入热泵系统具有可控蒸发器阀。
图2是车辆的电池热管理系统和气候控制系统的示意图。
图3是流程图，示出了用于控制蒸汽注入热泵系统中的蒸发器阀的车辆系统或方法的操作。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，将理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以采取各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而仅应解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域一般技术人员应理解，参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他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。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是所期望的。
图1描绘了典型的插电式混合动力车辆(PHEV)的示意图，所述插电式混合动力车辆包括具有根据本公开的可电控蒸发器阀的蒸汽注入热泵系统。但是，某些实施例也可以在以下情况下实现：非插电式混合动力和纯电动车辆。车辆12包括机械地连接至混合动力变速器16的一个或多个电机14。电机14可以能够作为马达或发电机进行操作。此外，混合动力变速器16可以机械地连接至发动机18。混合动力变速器16还可以机械地连接至驱动轴20，所述驱动轴机械地连接至车轮22。当发动机18打开或关闭时，电机14可以提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且可以经由通过再生制动回收能量来提供燃料经济性益处。电机14通过减少发动机18的工作负荷来减少污染物排放并提高燃料经济性。
动力电池或电池组24存储可由电机14使用的能量。动力电池24通常提供来自动力电池24内的一个或多个电池单体阵列(有时称为电池单体堆)的高压直流(DC)输出。电池单体阵列可以包括一个或多个电池单体。
电池单体(诸如方形电池单体、软包电池单体、圆柱形电池单体或任何其他类型的电池单体)将存储的化学能转换成电能。所述单体可以包括壳体、正电极(阴极)和负电极(阳极)。电解质可以允许离子在放电期间在阳极和阴极之间移动，然后在再充电期间返回。端子可以允许电流流出单体以供车辆使用。
可以使用不同的电池组配置和化学成分来满足各个车辆变量，包括封装约束和功率要求。可以利用热管理系统对电池单体进行热调节。热管理系统的示例包括空气冷却系统、液体冷却系统以及空气系统和液体系统的组合。图2的示意图示出了代表性的热管理系统。
如图1所示，动力电池24可以通过一个或多个接触器(未示出)电连接至一个或多个电力电子模块26。一个或多个接触器在断开时将动力电池24与其他部件隔离，并且在闭合时将动力电池24连接至其他部件。电力电子模块26可以电连接至电机14，并且可以提供在动力电池24和电机14之间双向传递电能的能力。例如，典型的动力电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相交流(AC)电压来正常工作。电力电子模块26可以根据电机14的要求将DC电压转换为三相AC电压。在再生模式中，电力电子模块26可以将来自作为发电机的电机14的三相AC电压转换成动力电池24所需的DC电压。本文的描述同样适用于纯电动车辆。在纯电动车辆中，混合动力变速器16可以是连接至电机14的齿轮箱，并且发动机18是不存在的。
动力电池24除了提供用于推进的能量之外，还可以为其他车辆电气系统提供能量。典型的系统可以包括DC/DC转换器模块28，所述DC/DC转换器模块将动力电池24的高压DC输出转换成与其他车辆部件兼容的低压DC电源。其他高压负载(诸如压缩机和电加热器)可以直接连接至高压电源而不使用DC/DC转换器模块28。在典型的车辆中，低压系统电连接至辅助电池30(例如，12V、24V或48V电池)。
电池能量控制模块(BECM)33可以与动力电池24通信。BECM 33可以充当动力电池24的控制器，并且还可以包括电子监测系统，所述电子监测系统管理电池单体中的每一个的温度和荷电状态。动力电池24可以具有温度传感器31，诸如热敏电阻或其他温度传感器。温度传感器31可以与BECM 33通信以提供关于动力电池24的温度数据。
车辆12可以由连接至外部电源36的充电站再充电。外部电源36可以电连接至电动车辆供电装备(EVSE)38。外部电源36可以向EVSE 38提供DC或AC电力。EVSE 38可以具有充电连接器40，用于插入车辆12的充电端口34中。充电端口34可以是被配置为将电力从EVSE38传送到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可以电连接至充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可以调节从EVSE 38供应的电力以向动力电池24提供适当的电压和电流水平。电力转换模块32可以与EVSE 38接口连接以协调向车辆12的电力递送。EVSE连接器40可以具有插脚，所述插脚与充电端口34的对应凹部配合。
所讨论的各种部件可以具有一个或多个控制器，以控制和监测部件的操作。控制器可以经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由专用电气导管进行通信。控制器通常包括任何数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如，快闪、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)以及软件代码以彼此协作执行一系列操作。控制器还包括预定数据或“查找表”，所述查找表是基于计算和测试数据并且存储在存储器内。控制器可以使用公共总线协议(例如，CAN和LIN)通过一种或多种有线或无线车辆连接与其他车辆系统和控制器进行通信。如本文所用，所提到的“控制器”是指一个或多个控制器，每个控制器可包括一个或多个处理器以及在没电的情况下维持其内容的相关联持久性非瞬态存储器和在没电的情况下丢失其内容的易失性非瞬态存储器。
动力电池24和其他车辆部件利用一个或多个热管理系统进行热调节。参照图2示出并描述了包括蒸汽注入热泵系统的热管理系统的代表性示例。
参照图2，车辆12包括热管理系统200，所述热管理系统包括蒸汽注入热泵系统。可以采用热管理系统200来管理由各种车辆部件(诸如包括相关联电池冷板202的电池总成24、动力传动系统部件和电力电子部件)生成的热负荷。例如，热管理系统200可以使冷却剂选择性地循环通过电池调节乙二醇环路或流体电路204到达电池总成24，以根据操作条件来冷却或加热电池总成。
热管理系统200可以包括一个或多个车辆控制器210。虽然在所示实施例中示意性地示出为单个模块，但控制器210可以是较大控制系统的一部分并且可以与整个车辆中的各种其他控制器诸如车辆系统控制器(VSC)通信，所述车辆系统控制器包括动力传动系统控制单元、变速器控制单元、发动机控制单元、电池电子控制模块(BECM)或电池系统控制器(BSC)等。应理解，控制器210和一个或多个其他控制器可以统称为“控制器”或处理器，其响应于来自各种传感器的信号而诸如通过多种算法来控制各种致动器，以控制与车辆(以及在这种情况下，与热管理系统200的蒸汽注入热泵系统)相关联的功能。组成VSC的各种控制器可以使用许多标准或专有协议(如例如，控制器局域网(CAN)协议)中的任一种来彼此通信。
在一个实施例中，电池热管理系统200包括制冷剂环路或流体电路212、以及舱室调节乙二醇环路或流体电路214。电池调节环路204、制冷剂环路212和舱室调节环路214可根据舱室调节、电池调节、以及发动机(如果提供的话)冷却要求、环境空气温度及其他因素以协调的方式或彼此独立地操作。制冷剂环路子系统212可以是蒸汽注入热泵系统，其使制冷剂循环，从而将热能传递到车舱气候控制系统的各种部件。制冷剂子系统212可以为整体由参考数字216表示的车舱提供空气调节(AC)。利用舱室AC可能比动力电池24具有专用的制冷剂系统更具成本效益。电池调节环路204将冷却剂循环到电池总成24。舱室调节环路214使冷却剂循环通过加热器芯体218以加热舱室。冷却剂可以是常规类型的冷却剂混合物，诸如与乙二醇混合的水。根据特定的应用和实现方式，也可以使用其他冷却剂。制冷剂环路212使可压缩制冷剂循环，如例如R-134a、二氧化碳、或HFO-1234yf。
舱室调节环路214作为车辆气候控制系统的一部分通过加热器芯体218向舱室216提供热量，所述舱室调节环路包括由控制器210控制的马达220和泵222，以使冷却剂选择性地循环通过舱室调节环路214的各种部件。在图2所示的代表性实施例中，舱室调节环路包括冷却剂至制冷剂的热交换器(HX)224，将来自舱室调节环路214的热量或热能与制冷剂环路212进行交换。电加热器226可以由高压电池24供电并由控制器210控制。在一个实施例中，加热器226是正温度系数(PTC)加热器，其由控制器210控制以选择性地加热舱室调节环路214内的冷却剂。控制器210可以选择性地操作电池加热控制阀228流体联接舱室调节环路214和电池调节环路204以加热电池24。在图2所示的位置，阀228将舱室调节环路214内的冷却剂与电池调节环路204内的冷却剂分离或隔离。
同样如图2的示意图所示，电池调节环路204包括由控制器210控制的马达230和相关联泵232，以使冷却剂选择性地循环通过电池调节环路204。制冷剂至冷却剂的热交换器234在电池调节环路204与制冷剂环路212之间提供热能或热传递，以通过电池冷板202选择性地冷却电池24。
制冷剂环路212包括压缩机240，所述压缩机由控制器210控制并接收来自双功能蓄积器/分离器242的低压低温制冷剂。压缩机240包括中温中压出口246和高温高压出口248。出口246联接到第一旋风分离器250和第二旋风分离器252。出口248联接到制冷剂至冷却剂的热交换器224，然后通过控制器210控制的电子膨胀阀(EXV)254联接到第一旋风分离器250。第一旋风分离器250联接到外部空气热交换器260，所述外部空气热交换器通过控制器210控制的截止阀(SOV)262联接到蓄积器/分离器242，通过控制器210控制的可电控膨胀阀264联接到第二旋风分离器252，并通过恒温热膨胀阀(TXV)(具有截止功能)266联接到制冷剂至冷却剂的热交换器234。
热交换器或蒸发器270向车舱216选择性地提供冷却，并且具有连接至第二旋风分离器252的入口和通过控制器210控制的可电控蒸发器压力调节器(EPR)阀280联接到蓄积器/分离器242的出口。可电控EPR阀280除了可控位置之外还可以包括具有近零压降的全开位置，以提供通过其中的流量的可变节流。如参照图3更详细地描述的，可在并联除湿模式期间控制可电控EPR阀280以抑制或防止蒸发器270的翼片冻结。蒸发器270可具有用于提供相关联翼片的温度的相关联温度传感器282以及用于测量出口处的压力的相关联压力传感器284。温度传感器282和压力传感器284可以连接至控制器210，以提供相关联数据供控制器210用于控制热管理系统200，所述热管理系统可以以多种模式或功能进行操作，诸如加热模式、冷却模式、并联除湿模式和串联除湿模式。
在加热模式下，压缩机240将制冷剂加压成热蒸汽，并循环到热交换器224。来自制冷剂的热能被传递到循环通过热交换器224的冷却剂侧的冷却剂中，以加热冷却剂环路214中的冷却剂。PTC电加热器226可以提供额外的热量。由马达220操作的泵222将经加热的冷却剂循环到加热器芯体218以加热舱室216。根据阀228的位置，加热的冷却剂也可以循环通过电池调节环路204以加热电池24。热交换器224用作冷凝器，使制冷剂凝结成液体。接下来，制冷剂穿过膨胀装置254，所述膨胀装置在加热模式下处于节流位置。在制冷剂穿过旋风分离器250之后进入外部或外侧空气热交换器260之前，膨胀装置254降低制冷剂的压力并降低制冷剂的温度。控制器210可以节流膨胀装置254以确保制冷剂的温度低于外部空气温度，以促进制冷剂在热交换器260内的蒸发。制冷剂离开热交换器260返回压缩机240的路径可以由截止阀262、截止阀290和膨胀阀264控制。
当以冷却模式操作时，电池调节环路204和舱室调节环路214可以根据动力电池24的操作条件而为开或关。压缩机240将制冷剂加压成热蒸汽，所述热蒸汽循环通过热交换器224到达膨胀装置254，所述膨胀装置在这种操作模式下可以处于全开位置。热交换器260用作冷凝器，并且热量被从制冷剂传递到外部空气，使制冷剂凝结成大致液态。截止阀262被关闭，膨胀阀264被打开或节流，以便离开热交换器260的制冷剂行进通过旋风分离器252到达蒸发器270。智能EPR 280全开，以便离开蒸发器270的制冷剂经历近零压降，并通过蓄积器/分离器242返回压缩机240。舱室热交换器或蒸发器270从在壳体内循环的空气中提取热量以冷却舱室216。制冷剂作为蒸汽离开蒸发器270，并循环通过蓄积器242回到压缩机240。还可以根据温度传感器282检测到的散热片的温度来节流智能EPR，或者调节由压力传感器284检测到的制冷剂压力以抑制或防止蒸发器结冰。可以对双功能阀266进行操作以允许一些制冷剂流过热交换器234以向电池调节环路204提供冷却。
可以至少一种除湿模式对系统200进行操作，其中加热器芯体218和内部热交换器或蒸发器270被同时操作。舱室调节环路214在除湿模式期间被激活，以将加热的冷却剂提供给加热器芯体218，如先前关于加热模式所描述的。在除湿模式中，通风系统内的空气首先吹过蒸发器270，使空气冷却和除湿，然后再吹过加热器芯体218，以在循环到乘客座位区中之前重新加热空气。系统200可以具有多种除湿模式，如例如并联除湿模式和串联除湿模式。还提供了一种除冰模式。
在并联除湿模式下，压缩机240将制冷剂加压成高温高压蒸汽，并循环到热交换器224。来自制冷剂的热能被传递到循环通过舱室调节环路214的冷却剂中，以加热冷却剂。也可以对PTC电加热器226进行操作以向冷却剂提供额外的热量。泵222和相关联马达220进行操作以将加热的冷却剂循环到加热器芯体218以加热舱室216。在穿过热交换器224之后，高温高压制冷剂的第一部分行进通过膨胀阀254和旋风分离器250，所述膨胀阀和旋风分离器降低了压力和温度，以便低压低温制冷剂穿过热交换器260。截至阀290被打开，以便高温高压制冷剂的第二部分穿过膨胀阀264，所述膨胀阀提供适度的膨胀以将温度和压力降低至中级二相混合物。旋风分离器252允许一些蒸汽返回至压缩机240，并且包括第二膨胀阀，进一步降低离开分离器252并且行进至蒸发器270的二相混合物的温度和压力，这冷却了舱室空气以去除水分。智能蒸发器压力调节器阀280由控制器基于压力传感器284确定的制冷剂压力和/或温度传感器282确定的蒸发器翼片温度进行控制以抑制或防止蒸发器结冰。低压低温制冷剂排出阀280与来自热交换器260的低压低温二相混合物组合，然后所述低压低温二相混合物穿过分离器蓄积器242并返回至压缩机240。
系统200也可以在串联除湿模式下操作。在串联除湿模式下，压缩机240将制冷剂加压成热蒸汽，并循环到热交换器224。来自制冷剂的热能被传递到循环通过舱室调节环路214的冷却剂中，以加热冷却剂。马达220和泵222将经加热的冷却剂循环到加热器芯体218以加热舱室216。热交换器224用作冷凝器，使制冷剂凝结成液体。接下来，制冷剂穿过处于节流位置的第一膨胀装置254到达外部空气热交换器260。在串联除湿模式下，阀290被关闭，引导所有制冷剂通过热交换器260。制冷剂以混合液/汽相离开热交换器260。阀262也被关闭，将所有制冷剂引导至阀264、旋风分离器252进入蒸发器270以对舱室空气除湿。智能EPR阀280在全开位置操作，提供近零压降，并且离开蒸发器270的制冷剂被引导回到压缩机240。
参照图1至图3提供了一种用于控制车辆的方法。所述方法可以由控制车辆的控制器或处理器实现，所述车辆具有热泵，所述热泵包括：具有压缩机的制冷剂环路，所述压缩机通过蒸发器压力调节器联接到被配置为选择性地提供舱室冷却的蒸发器；和具有热交换器、电加热器的舱室调节冷却剂环路，所述热交换器被配置为与所述制冷剂环路交换热量，所述电加热器被配置为在舱室调节环路中加热冷却剂以供应给被配置为选择性地提供舱室加热的加热器芯体。所述方法可以包括：当在除湿模式下同时操作所述压缩机与所述电加热器时，控制所述蒸发器压力调节器节流开度；以及当不在除湿模式下操作时，控制所述蒸发器压力调节器全开。
如图3的流程图300所示，一种代表性的方法可以如框310所示监测车辆和/或环境操作条件。例如，这可以包括温度和相对湿度312、车辆气候控制设置314、蒸发器翼片温度316和蒸发器吸入压力318。然后，控制器基于当前条件确定热泵的操作模式，如320处所示。例如，代表性的操作模式可以包括加热模式、冷却模式、电池调节模式、串行除湿模式和并联除湿模式。然后，控制器如先前所描述的控制各种系统部件的致动。
当控制器如框322所示确定在并联除湿模式下通过同时操作舱室加热器和蒸发器对系统进行操作时，控制器控制蒸发器压力调节器的位置以节流制冷剂流量，如324处所示。可以响应于制冷剂压力和温度来控制EPR以抑制或防止蒸发器结冰。在一个实施例中，响应于蒸发器吸入压力和/或翼片温度来控制EPR，以将蒸发器翼片维持在冻结条件以上。当控制器在322处以并联除湿模式以外的模式对系统进行操作时，EPR被控制在具有近零压降的全开位置，如326处所示。
为此，本文所述的车辆热泵系统的各种实施例可提供一个或多个优点。例如，在全开时并入具有近零压降的可电控或智能蒸发压力调节器，可以使气候控制系统在并联除湿模式下操作，同时通过不限制制冷剂系统吸入压力而在所有其他操作模式下实现更高的效率和热容量。根据本公开的实施例中对EPR的控制在某些条件或模式期间促进了制冷剂流量的节流，而在其他操作条件或模式期间允许具有近零压降的流量将制冷剂压力和温度保持在冻结阈值以上，以抑制或防止舱室蒸发器结冰。
虽然上面描述了示例实施例，但这些实施例不意图描述权利要求书所涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制词语，并且应理解，可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如先前所描述的，可以组合各种实施例的特征以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。为此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例也在本公开的范围内，并且对于特定应用而言可能是所期望的。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：蒸汽注入热泵，所述蒸汽注入热泵包括具有蒸发器的制冷剂环路和具有加热器芯体的舱室调节冷却剂环路，所述蒸发器被配置为冷却舱室空气，所述蒸发器联接到具有近零压降的全开位置的可电控压力调节阀，所述加热器芯体被配置为选择性地加热所述舱室空气；和控制器，所述控制器被配置为控制所述阀将所述制冷剂环路的温度和压力维持在冻结阈值以上。
根据一个实施例，所述蒸发器包括散热片，并且其中所述控制器还被配置为响应于所述散热片的温度来操作所述阀。
根据一个实施例，所述控制器还被配置为响应于所述蒸发器的吸入压力来操作所述阀。
根据一个实施例，所述制冷剂环路包括压缩机，并且其中所述阀被定位在所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口之间。
根据一个实施例，所述冷却剂环路包括电加热器和冷却剂泵，其中所述制冷剂环路包括压缩机，并且其中所述控制器还被配置为以并联除湿模式操作所述热泵，以控制所述冷却剂泵和所述电加热器加热所述舱室空气，同时响应于蒸发器散热片温度和吸入压力中的至少一个来控制所述压缩机冷却所述舱室空气并节流所述阀。
根据一个实施例，本发明的特征还在于动力电池、第二冷却剂环路，所述动力电池联接到电机上以向车轮提供推进力，所述第二冷却剂环路被配置为与所述动力电池交换热量，并且被配置用于以下中的一者：与所述冷却剂环路选择性地联接以加热所述动力电池；以及与所述制冷剂环路交换热量以冷却所述动力电池。
根据一个实施例，所述阀包括多位置制冷剂阀，所述多位置制冷剂阀被配置为响应于来自所述控制器的信号而节流制冷剂流量。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：制冷剂环路，所述制冷剂环路包括联接到舱室调节热交换器的电可操作的压缩机、电控膨胀阀、外部空气热交换器和被配置为冷却舱室空气的蒸发器，其中所述蒸发器联接到被定位在所述蒸发器与所述压缩机之间的电控蒸发器压力调节器；舱室调节环路，所述舱室调节环路包括所述舱室调节热交换器、电动冷却剂加热器和被配置为加热所述舱室空气的加热器芯体；电池调节环路，所述电池调节环路通过流体控制阀选择性地流体联接到所述舱室调节环路，并由电池热交换器联接到所述制冷剂环路；和控制器，所述控制器被配置为操作所述电动冷却剂加热器加热所述舱室空气并同时操作所述压缩机冷却所述舱室空气以提供并联除湿模式，并控制所述电控蒸发器压力调节器仅在所述并联除湿模式期间节流制冷剂流量。
根据一个实施例，本发明的特征还在于温度传感器，所述温度传感器被配置为向所述控制器提供指示所述蒸发器的散热片的温度的信号，其中所述控制器还被配置为响应于所述散热片的温度来控制所述电控蒸发器压力调节器。
根据一个实施例，本发明的特征还在于压力传感器，所述压力传感器被配置为向所述控制器提供指示所述蒸发器中的制冷剂压力的信号，其中所述控制器还被配置为响应于所述蒸发器中的制冷剂压力来控制所述电控蒸发器压力调节器。
根据一个实施例，所述控制器还被配置为，当不在所述并联除湿模式下操作时，将所述电控压力调节器控制在全开位置。
根据一个实施例，所述控制器还被配置为操作所述流体控制阀在所述电池调节环路中提供冷却剂的加热或冷却。
根据一个实施例，本发明的特征还在于联接到所述电动冷却剂加热器的动力电池。
根据一个实施例，所述动力电池为所述压缩机供电。
根据本发明，一种用于控制具有热泵的车辆的方法，所述热泵包括具有压缩机的制冷剂环路和具有热交换器、电加热器的舱室调节冷却剂环路，所述压缩机通过蒸发器压力调节器联接到被配置为选择性地提供舱室冷却的蒸发器，所述热交换器被配置为与所述制冷剂环路交换热量，所述电加热器被配置为在舱室调节环路中加热冷却剂以供应给被配置为选择性地提供舱室加热的加热器芯体，所述方法包括通过控制器：当在除湿模式下同时操作所述压缩机与所述电加热器时，控制所述蒸发器压力调节器节流开度；并且当不在所述除湿模式下操作时控制所述蒸发器压力调节器全开。
根据一个实施例，所述控制器节流所述蒸发器压力调节器的开度以将蒸发器制冷剂压力和温度维持在冻结条件以上。
根据一个实施例，所述蒸发器压力调节器包括阀，在全开时所述阀上具有近零压降。
根据一个实施例，所述控制器节流所述蒸发器压力调节器以将蒸发器翼片温度维持在冻结以上。
根据一个实施例，所述控制器响应于蒸发器吸入压力节流所述蒸发器压力调节器。
根据一个实施例，所述除湿模式包括并联除湿模式。

Claims (10)

1.一种车辆，其包括：
制冷剂环路，所述制冷剂环路包括联接到舱室调节热交换器的电可操作的压缩机、电控膨胀阀、外部空气热交换器和被配置为冷却舱室空气的蒸发器，其中所述蒸发器联接到被定位在所述蒸发器与所述压缩机之间的电控蒸发器压力调节器；
舱室调节环路，所述舱室调节环路包括所述舱室调节热交换器、电动冷却剂加热器和被配置为加热所述舱室空气的加热器芯体；
电池调节环路，所述电池调节环路通过流体控制阀选择性地流体联接到所述舱室调节环路，并由电池热交换器联接到所述制冷剂环路；和
控制器，所述控制器被配置为操作所述电动冷却剂加热器加热所述舱室空气并同时操作所述压缩机冷却所述舱室空气以提供并联除湿模式，并控制所述电控蒸发器压力调节器仅在所述并联除湿模式期间节流制冷剂流量。
2.如权利要求1所述的车辆，其还包括温度传感器，所述温度传感器被配置为向所述控制器提供指示所述蒸发器的散热片的温度的信号，其中所述控制器还被配置为响应于所述散热片的所述温度来控制所述电控蒸发器压力调节器。
3.如权利要求2所述的车辆，其还包括压力传感器，所述压力传感器被配置为向所述控制器提供指示所述蒸发器中的制冷剂压力的信号，其中所述控制器还被配置为响应于所述蒸发器中的所述制冷剂压力来控制所述电控蒸发器压力调节器。
4.如权利要求3所述的车辆，其中所述控制器还被配置为，当不在所述并联除湿模式下操作时，将所述电控压力调节器控制在全开位置。
5.如权利要求4所述的车辆，其中所述控制器还被配置为操作所述流体控制阀在所述电池调节环路中提供冷却剂的加热或冷却。
6.如权利要求1所述的车辆，其还包括联接到所述电动冷却剂加热器的动力电池。
7.一种用于控制具有热泵的车辆的方法，所述热泵包括具有压缩机的制冷剂环路和具有热交换器、电加热器的舱室调节冷却剂环路，所述压缩机通过蒸发器压力调节器联接到被配置为选择性地提供舱室冷却的蒸发器，所述热交换器被配置为与所述制冷剂环路交换热量，所述电加热器被配置为在舱室调节环路中加热冷却剂以供应给被配置为选择性地提供舱室加热的加热器芯体，所述方法包括通过控制器：
当在除湿模式下同时操作所述压缩机与所述电加热器时，控制所述蒸发器压力调节器节流开度；和
当不在所述除湿模式下操作时，控制所述蒸发器压力调节器全开。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述控制器节流所述蒸发器压力调节器的所述开度，以将蒸发器制冷剂的压力和温度维持在冻结条件以上。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述蒸发器压力调节器包括阀，当全开时所述阀上具有近零压降。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述控制器节流所述蒸发器压力调节器，以将蒸发器翼片温度维持在冰点以上。
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