CN111727127A - 用于电动车辆中的制冷剂管理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供了用于电动车辆(150)的热通量管理系统(1)中的制冷剂管理系统(10)和制冷剂管理的方法，该制冷剂管理系统包括车辆空调回路，该车辆空调回路包括具有供热功能的热泵回路(4)和制冷循环制冷剂回路(6)，该空调回路包括与热源(19)热连通的热泵冷凝器(17)、与热源(19)热连通的制冷剂蒸发器(25)、与膨胀阀(29)相关联的蒸发器(31)以及制冷剂压缩机(11)，其中，这些部件通过制冷剂管线(9)彼此流体连接，储液器(37)流体地联接在制冷剂管线中在热泵冷凝器(17)、制冷剂蒸发器(25)及蒸发器(31)的下游和制冷剂压缩机(11)的上游，其中，空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在供热模式下，热泵回路(4)与压缩机(11)流体连通并且热泵冷凝器(17)被隔断与压缩机(11)的流体连通，在冷却模式下，通过致动至少一个阀(15，21，41，47)使制冷剂回路(6)与压缩机流体连通；其中，空调回路包括压缩机入口(239)处的传感器(39)，该传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且其中，当该系统处于供热模式时，在传感器(39)检测到以下中的一者或两者的情况下热泵冷凝器(17)与储液器(37)之间的管线中的截止阀41可操作成打开从而发起在热泵回路中的储液器与热泵冷凝器(17)之间提供临时流体连通的冷启动模式：压缩机入口(239)处的过热制冷剂；以及在环境(T3)与压缩机入口(239)之间大于3开尔文的温度梯度。

Description

用于电动车辆中的制冷剂管理的系统和方法
技术领域
本公开内容涉及制冷剂管理系统，并且特别地但非排他地涉及用于电动车辆的热通量管理系统的制冷剂管理系统。本发明的各方面涉及制冷剂管理系统、包括该制冷剂管理系统的热通量管理系统、车辆以及制冷剂管理的方法，其中制冷剂管理系统、包括该制冷剂管理系统的热通量管理系统、车辆以及制冷剂管理的方法是各独立权利要求的主题。
背景技术
电动车辆中的热通量管理系统包括空调回路，该空调回路包括具有供热功能的热泵回路和蒸气压缩循环制冷剂回路，每个回路经由制冷剂管线或导管流体联接至压缩机。
制冷剂管线输送多相流体(例如，制冷剂)通过供热回路和制冷回路两者。在这样的分体式(split volume)系统中，当系统空闲时，制冷剂流体往往积聚在系统的最冷部分中。当系统启动并且制冷剂压缩机在空闲一段时间之后首次运行时，如果制冷剂已经离开压缩机而积聚(例如可能在寒冷环境条件下发生)，则当热泵回路运转时可能没有足够的制冷剂量来运行压缩机。在这样的情况下，压缩机有发生故障的危险。
本发明适用于纯电动车辆，并且改善了在压缩机长期不活动之后的制冷剂管理。在环境温度低时，本发明特别适用。
本发明的目的是改善热通量管理系统中的制冷剂管理。
本发明的实施方式的目的是至少缓解现有技术的一个或更多个问题。
发明内容
本发明的方面和实施方式提供了如所附权利要求中所要求保护的制冷剂管理系统、包括制冷剂管理系统的热通量管理系统、车辆和制冷剂管理的方法。
根据本发明的一方面，提供了一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，该制冷剂管理系统包括车辆空调回路，该车辆空调回路包括具有供热功能的热泵回路和制冷循环制冷剂回路，该热泵回路包括位于制冷剂压缩机下游并与散热装置热连通的冷凝器；该制冷循环制冷剂回路包括与压缩机流体连通的冷凝器；其中，空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在供热模式下，热泵回路与压缩机流体连通并且冷凝器被隔离成不与压缩机流体连通，在冷却模式下，制冷剂回路与压缩机流体连通；其中，空调回路包括压缩机入口处的传感器，该传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且其中，当系统处于供热模式时，在传感器检测到以下中的一者或两者时冷凝器与压缩机之间的阀能够操作成打开以发起在热泵回路中的冷凝器与压缩机之间提供临时流体连通的冷启动模式：压缩机入口处的过热制冷剂；以及环境与压缩机入口之间的大于3开尔文的温度梯度。
根据本发明的一方面，提供了一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，该制冷剂管理系统包括车辆空调回路，车辆空调回路包括具有供热功能的热泵回路和制冷循环制冷剂回路，空调回路包括与热源热连通的热泵冷凝器、与热源热连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)、与膨胀阀相关联的蒸发器以及制冷剂压缩机，其中，这些部件通过制冷剂管线彼此流体连接，储液器流体地联接在制冷剂管线中在热泵冷凝器、制冷剂蒸发器及蒸发器的下游和制冷剂压缩机的上游，热泵回路包括：位于制冷剂压缩机的下游并与散热装置热连通的间接冷凝器；以及与制冷剂压缩机(11)和间接冷凝器流体连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)(25)和蒸发器(31)；制冷循环制冷剂回路(6)包括与压缩机(11)流体连通的热泵冷凝器(17)；其中，空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在供热模式下，热泵回路(4)与压缩机(11)流体连通并且热泵冷凝器(17)被隔离成未与压缩机(11)流体连通，在冷却模式下，通过致动至少一个阀(15，21，41，47)使制冷剂回路(6)与压缩机流体连通；其中，空调回路包括压缩机入口(239)处的传感器(39)，该传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且其中，当该系统处于供热模式时，在传感器(39)检测到压缩机入口(239)处的过热制冷剂以及在环境(T3)与压缩机入口(239)之间大于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时热泵冷凝器(17)与储液器(37)之间的管线中的截止阀41能够操作成打开从而发起在热泵回路中的储液器与热泵冷凝器(17)之间提供临时流体连通的冷启动模式。
在某些实施方式中，储液器的存在允许控制系统中的蒸气品质。
在某些实施方式中，热泵冷凝器、制冷剂蒸发器和蒸发器均与至少一个阀相关联。更具体地，热泵冷凝器、制冷剂蒸发器和蒸发器中的每一者在其下游具有至少一个相关联的阀。
在某些实施方式中，压缩机与至少一个阀相关联。更具体地，压缩机在压缩机出口的下游处具有至少一个相关联的阀。再更具体地，压缩机出口的下游处的所述至少一个相关联的阀是以下阀中的一者或更多者：三通阀、截止阀和多个截止阀。
在某些实施方式中，所述至少一个阀与压缩机的出口相关联，并且能够进行操作以在供热模式下将压缩机的出口切换成与热泵回路流体连通或者在冷却模式下将压缩机的出口切换成与制冷循环制冷剂回路流体连通。
在某些实施方式中，与压缩机相关联的所述至少一个阀和与热泵冷凝器相关联的所述至少一个阀能够进行操作以将系统从供热模式切换至冷却模式。
在某些实施方式中，其中，压缩机出口的下游处的所述至少一个相关联的阀是两个截止阀，这两个阀能够进行操作以在供热模式下将压缩机的出口切换成与热泵回路流体连通或者在冷却模式下将压缩机的出口切换成与制冷循环制冷剂回路流体连通。更具体地，在冷却模式下，相关联的阀中的一个阀被打开以允许压缩机的出口与热泵冷凝器之间的流体连通，并且相关联的阀中的另一个阀被关闭以防止热泵回路中的压缩机的出口与热力循环仪之间的流体连通，在供热模式下，相关联的阀中的一个阀被关闭以防止压缩机的出口与热泵冷凝器之间的流体连通，并且相关联的阀中的另一个阀被打开以允许热泵回路中的压缩机的出口与热力循环仪之间的流体连通。
在某些实施方式中，在供热模式下，通过致动至少两个阀将热泵冷凝器与压缩机流体隔离。更具体地，所述至少两个阀将热泵冷凝器与热泵回路隔离。
在某些实施方式中，在供热模式下，通过关闭至少两个阀将热泵冷凝器与压缩机流体隔离，所述至少两个阀中的一个阀与热泵冷凝器的入口相关联，另一个阀与热泵冷凝器的出口相关联。
在某些实施方式中，在供热模式下，热泵冷凝器与压缩机的入口和出口流体隔离。
在某些实施方式中，在供热模式下，热泵冷凝器与制冷剂蒸发器和蒸发器(如果存在)以及制冷剂压缩机流体隔离。
在某些实施方式中，在供热模式下，通过关闭压缩机下游的截止阀将热泵冷凝器与压缩机的出口隔离，并且通过关闭热泵冷凝器下游的相关联的膨胀阀将热泵冷凝器与制冷剂蒸发器和蒸发器隔离，并且通过关闭储液器上游和热泵冷凝器下游的截止阀来将热泵冷凝器与储液器隔离。
在某些实施方式中，在供热模式下，通过关闭压缩机出口处的至少一个阀将热泵冷凝器与热泵回路隔离。
在某些实施方式中，在冷却模式下，热泵冷凝器与压缩机流体连通。
在某些实施方式中，在冷却模式下，通过致动多个相关联的阀，热泵冷凝器与压缩机的出口、储液器以及制冷剂蒸发器流体连通。更具体地，多个阀在制冷循环制冷剂回路中并且都打开。再更具体地，当压缩机下游和热泵冷凝器上游的阀打开时，压缩机的出口与热泵回路之间的阀关闭。
在某些实施方式中，在冷启动模式下，当传感器检测到以下中的一者或两者时，热泵冷凝器与储液器之间的管线中的截止阀关闭：压缩机入口处的非过热制冷剂；以及环境与压缩机入口之间的等于或小于3开尔文的温度梯度。以这种方式，一旦系统不再检测到用于发起冷启动模式的条件，则关闭允许热泵冷凝器与储液器(或压缩机)之间的反向制冷剂流的阀。然后，系统准备好根据需要在供热或冷却模式下运行。如果压缩机的入口温度高于环境(例如，系统周围的环境空气)温度，或者比环境温度低至少3开尔文，则系统中的制冷剂可能已经移动或积聚在热泵冷凝器(或热泵冷凝器和蒸发器/除湿器)中。如果要致动压缩机，则压缩机处的制冷剂可能不足以防止压缩机的损坏或故障。实际上，在这样的环境中，制冷剂被卡在系统中最接近周围环境的部件中。本发明的制冷剂管理系统能够进行操作以发起冷启动模式，以使制冷剂以临时反向流动的方式从热泵冷凝器或储液器(或压缩机)中移出。此后，可以在不存在压缩机的损坏或故障的危险的情况下发起供热或冷却模式。
在某些实施方式中，可以在发起供热模式之前发起冷启动模式。
在某些实施方式中，可以在系统已经处于冷却模式——接着是空闲时段——之后发起冷启动模式。以这种方式，可以将滞留在系统外部的制冷剂重新分配给压缩机(或者储液器，如果存在的话)。
在某些实施方式中，压缩机能够进行操作以在冷启动模式下将制冷剂流从热泵冷凝器反向抽吸至储液器(或压缩机)。
在某些实施方式中，传感器监测压缩机入口处的制冷剂的过热。
在某些实施方式中，当过热值至少为10开尔文时，传感器发起冷启动模式。更具体地，传感器可操作地连接至控制器，该控制器能够进行操作以启动系统中的冷启动模式。在根据本发明的制冷剂管理系统中，目标制冷剂蒸气品质为85％至90％。在希望不受理论的束缚的情况下，当蒸气品质在100％到90％之间时，压缩机能够进行操作以开始压缩制冷剂，因此，在任何供热和冷却操作模式下，制冷剂管理系统通过传感器监测压缩机入口处的制冷剂的过热值，并且如果该过热值至少为10开尔文，则满足冷启动模式发起标准之一。检测到在压缩机入口处的过热制冷剂意味着，压缩机上游的储液器是干的，并且如果运行该压缩机，则压缩机将有损坏或发生故障的危险。
在某些实施方式中，控制器能够进行操作以启用系统中的多个阀中的一个阀。更具体地，控制器能够进行操作以启用空调回路中的多个阀中的一个阀。
在某些实施方式中，控制器可操作地连接至压缩机的入口处和环境处的传感器。更具体地，该环境是周围环境。再更具体地，该环境是环境空气热源。
在某些实施方式中，该系统包括至少一个温度传感器，该温度传感器能够进行操作(被布置、被适配)以监测供热回路和冷却回路中的每一个回路中的制冷剂的温度。
在某些实施方式中，来自蒸发器的冷却剂回路与热源热连通。更具体地，该热源是动力系。再更具体地，该动力系是电动车辆动力系。
根据本发明的另一方面，提供了一种热通量管理系统，该热通量管理系统包括根据本发明的制冷剂管理系统。
在某些实施方式中，热通量管理系统包括制冷剂管理系统，在该制冷剂管理系统中，热泵回路包括至少一个热力循环仪，该至少一个热力循环仪热连接至作为舱室和电池中的一者或更多者的散热装置。
根据本发明的又一方面，提供了一种车辆，该车辆包括发动机和根据本发明的热通量管理系统。
在某些实施方式中，该发动机是以电化学的方式供以动力的。
根据本发明的另一方面，提供了一种电动车辆中的制冷剂管理的方法，该方法包括：提供根据本发明的制冷剂管理系统；当压缩机空闲时，利用至少一个传感器感测压缩机入口处的制冷剂的温度和压力：在传感器检测到压缩机入口处的过热制冷剂以及在环境与压缩机入口之间大于3开尔文的温度梯度中的一者或两者的情况下，发起冷启动模式；当传感器检测到压缩机入口处的非过热制冷剂以及在环境与压缩机入口之间等于或小于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时，终止冷启动模式并且启动供热模式或冷却模式。
在某些实施方式中，该方法包括利用至少一个传感器来感测在热泵冷凝器的环境入口处以及在压缩机入口处的流体的温度。
在某些实施方式中，在发起冷启动模式时，在打开截止阀之前启用压缩机，以允许制冷剂从热泵冷凝器反向流动至储液器。
在某些实施方式中，在冷却模式之后发起冷启动模式。
在某些实施方式中，在压缩机已经空闲一段时间并且先前的模式是冷却模式之后，发起冷启动模式。
在某些实施方式中，压缩机空闲的时间段超过60分钟。
其中，本文提及的“蒸气品质”是作为蒸气的饱和混合物中的质量分数，因此，饱和蒸气的“蒸气品质”为100％，饱和液体的“蒸气品质”为0％。
其中，本文提及的热力循环仪是系统的能够进行操作以执行使系统返回至其初始状态的一系列热力过程(热力循环)中的一个或更多个热力过程的部件。
当在本文中使用术语“上游”和“下游”时，术语“上游”和“下游”是一个或更多个部件相对于通过回路的流体流动方向的相对位置，在该回路中，(一个或更多个)部件处于冷却和供热操作模式下。
本文描述的任何(一个或更多个)控制器可以适当地包括具有一个或更多个电子处理器的控制单元或计算装置。因此，系统可以包括单个控制单元或电子控制器，或者替选地，控制器的不同功能可以体现或者驻留在不同的控制单元或控制器中。如本文中所使用的，术语“控制器”或“控制单元”将被理解为包括单个控制单元或控制器以及共同操作以提供任何所述控制功能的多个控制单元或控制器。为了配置控制器，可以提供在被执行时使所述控制单元或计算装置实现本文中指定的控制技术的合适的指令集。该指令集可以被适当地嵌入在所述一个或更多个电子处理器中。替选地，该指令集可以作为保存在与所述控制器相关联的一个或更多个存储器上的软件来提供，以在所述计算装置上执行。第一控制器可以以在一个或更多个处理器上运行的软件来实现。一个或更多个其他控制器可以以在一个或更多个处理器——可选地，与第一控制器的处理器相同的一个或更多个处理器——上运行的软件来实现。也可以使用其他合适的布置。
在本申请的范围内，明确地旨在，可以独立地采用或者以任意组合的方式采用前面段落中、权利要求中和/或下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替选方案以及尤其其各个特征。也就是说，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合来进行组合，除非这些特征不相容。申请人相应地保留更改任何原始提交的权利要求或者提交任何新的权利要求的权利，包括对任何原始提交的权利要求进行修改以从属于任何其他权利要求和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初并非以该方式要求权利。
附图说明
现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的一个或更多个实施方式，在附图中：
图1是根据本发明的实施方式的用于电动车辆的热通量管理系统的示意图；
图2是根据本发明的实施方式的制冷剂管理系统的示意图，该制冷剂管理系统可以在冷却模式下操作；
图3是根据本发明的实施方式的制冷剂管理系统的示意图，该制冷剂管理系统可以在供热模式下操作；
图4是根据本发明的又一实施方式的制冷剂管理系统的示意图，该制冷剂管理系统可以在冷启动模式下操作；
图5是根据本发明的另一实施方式的图1的车辆热通量管理系统的示意图，其包括附加的热源回路；以及
图6示出了包括图1的热通量管理系统的电动车辆。
具体实施方式
在可能的情况下，相似的附图标记始终用于描述类似的特征。
如图1所示，用于电动车辆150(参见图6)的热通量管理系统1包括制冷循环制冷剂回路6和热泵回路4。在相应回路内的操作期间，在流体的流动路径中指示这些部件。当在本文中使用时，“上游”和“下游”涉及流体将在系统中流动的方向。
在图1中，制冷循环制冷剂回路6包括：制冷剂管线9a，其被布置成将压缩机11、压力和温度传感器13以及截止阀15流体连接至外部空气-制冷剂热交换器17，该外部空气-制冷剂热交换器17可作为热泵冷凝器操作并且热连接至热源，即环境空气19；第二制冷剂管线9b，其被布置成流体连接可以作为热泵冷凝器操作的外部热交换器17和与外部热交换器17相关联的膨胀阀21；以及另一制冷剂管线9f，其被布置成流体连接外部热交换器17、截止阀41、温度和压力传感器43以及储液器37。与热泵冷凝器17相关联的膨胀阀21通过相关联的阀23和管线9j流体连接至蒸发器/除湿器25。蒸发器/除湿器25经由制冷剂管线9c经由截止阀341流体连接至储液器37。
热泵回路4包括：制冷剂管线45b、9d以及9j，其布置成将接收来自环境空气19的热量的蒸发器/除湿器25和相关联的截止阀23与间接冷凝器49和相关联的截止阀51流体连接。蒸发器/除湿器25经由制冷剂管线9c经由截止阀341与储液器37流体连通。制冷剂管线9d流体连接截止阀23和与蒸发器31相关联的膨胀阀29，并且管线45b分别经由相关联的阀51和29流体连接间接冷凝器49与蒸发器31。制冷剂管线9e经由压缩机入口239将储液器37与压缩机11流体连接，其中，温度和压力传感器39位于该压缩机入口239中以监测该压缩机入口239处的制冷剂的参数。
热泵回路4包括制冷剂管线9g，该制冷剂管线9g被布置成流体连接压缩机11的出口213和截止阀47，该截止阀47在热泵回路4中处于其打开位置。压力和温度传感器13监测离开压缩机出口213的流体。制冷剂管线45a被布置成流体连接打开的截止阀47和内部制冷剂至冷却剂热交换器——间接冷凝器49。间接冷凝器49通过制冷剂管线45b中的截止阀51流体连接至与蒸发器/除湿器25相关联的阀23和与蒸发器31相关联的阀29。在供热模式下，当相关联的阀51、23、29、341打开时，蒸发器/除湿器25和蒸发器31均经由截止阀341流体连接至储液器37。储液器37流体连接至压缩机11的入口239，并且压力和温度传感器39与压缩机11的吸入侧相关联并且能够进行操作以监测管线9e中的在压缩机的入口239处的流体。制冷管线允许制冷剂从中流过。
热泵回路4包括冷却剂回路8，在冷却剂回路8中，管线45c被布置成流体连接间接冷凝器49的冷却剂侧、温度传感器53、热泵55以及第二内部冷却剂至热联接至散热装置即客舱59的空气热交换器57。热交换器57下游的三通阀61能够进行操作以经由管线30b将冷却剂流引导回至间接冷凝器49，或者在第二位置时，经由管线30b将冷却剂流引导至间接冷凝器49以及经由管线30c将冷却剂流引导至冷却剂回路10，其中，在管线30c中冷却剂被引导至热交换器149，冷却剂从该热交换器149经由管线30e和与热交换器149流体联接的阀161流动，经由管线30h流动至另一热交换器151，并且经由管线30j流动至第二散热装置159，即电动车辆的动力电池。冷却剂回路10中的冷却剂经由管线30e、膨胀集液箱167和泵155返回至热交换器149。
在冷却剂回路10中，处于第二位置的三通阀161经由管线30f将热交换器149与冷却剂-制冷剂热交换器131流体连接，当相关联的阀129打开时，该冷却剂-制冷剂热交换器131可以在其制冷剂侧处流体连接至热泵回路4(即，储液器37)。热交换器131的冷却剂侧流体连接至电池159。
热泵回路4的部件通过制冷剂管9、30、45连接，在使用中，所述制冷剂管允许制冷剂流过回路4。
仍然参照图1，车辆热通量管理系统1包括附加的冷却剂回路2，该冷却剂回路2包括作为动力系65的热源，该热源经由管线63流体连接至膨胀集液箱67和泵69。三通阀73能够进行操作以将冷却剂回路2切换成经由蒸发器31的冷却剂侧与热泵回路4流体连通。管线63包括温度传感器71以监测动力系65和管线63中的冷却剂的温度。
当冷却剂回路被隔离成未与热泵回路4流体连通时，三通阀73能够进行操作以将冷却剂回路2切换为与热交换器217流体连通。
压缩机11分别通过截止阀15和截止阀47与制冷循环制冷剂回路6和热泵回路4中的每一个流体联接。阀15和47中的每一个都在压缩机11的下游。车辆热通量管理系统1(更具体地，制冷剂管理系统100)的操作模式可以根据制冷剂从压缩机11高压侧向下游分别流入这些截止阀15、47中的一个的方向而从供热模式变成冷却模式。在冷却模式下，阀47关闭并且阀15打开，从而将制冷剂从压缩机出口213引导至热泵冷凝器17。在供热模式下，阀15关闭并且阀47打开，从而将制冷剂从压缩机出口213引导至热泵回路4和间接冷凝器49。
如图2所示，通过链接至车辆中央管理系统(未示出)的控制器20将制冷剂管理系统100切换到冷却模式。
在附图中，控制器20可操作地连接至系统1、100及其部件。为了清楚起见，未示出控制器20与系统1、100的部件之间的连接。
在冷却模式下，当膨胀阀21、截止阀41和截止阀15处于打开位置时，用作冷凝器17的外部空气-制冷剂热交换器经由管线9a、9b、9c、9j、9g和9f与压缩机11流体连通。热泵回路阀47、51、29关闭。制冷剂不再通过管线45a被引导至间接冷凝器49，因为截止阀47是关闭的。阀23在冷却模式下打开，并且制冷循环制冷剂回路6和冷凝器17通过蒸发器/除湿器25和储液器37与压缩机11流体连通。冷却剂回路2中的阀73处于将冷却剂引导至冷却剂回路2内的热交换器217的位置。以这种方式，冷却剂回路2与制冷循环制冷剂回路6隔离。在冷却模式下，通过制冷剂流入制冷管线9b和制冷管线9c中的均热联接至外部环境空气19的外部热交换器17、25中，来自车辆客舱25的热能被传递到外部。这种向外部环境空气19的散热使得热量能够从车辆的内部舱室59侧流向制冷循环制冷剂回路6。
在制冷剂管理系统100的冷却模式下的制冷循环制冷剂回路6的操作中，低温低压状态下的制冷剂被吸入压缩机11的入口239，该压缩机11能够进行操作以将制冷剂转变成在压缩机11的出口213处的高温高压气体。压缩机11出口处的温度和压力由压力和温度传感器13监测。然后制冷剂在制冷管线9a中流动，通过打开的截止阀15流入用作冷凝器的外部热交换器17，该外部热交换器17将热能传递到热联接的环境空气19，从而从系统1中移除热量，这同时使制冷剂凝结成液态。然后液态制冷剂通过管线9b到达与冷凝器17相关联的膨胀阀21，在管线9b中，流被引导朝向打开的截止阀23，通过制冷管线9j，并且进入蒸发器/除湿器25。在蒸发器/除湿器25的下游，制冷剂通过管线9c流至打开的截止阀341并且进入储液器37。蒸发器/除湿器25热联接至环境空气19，并且能够进行操作以在制冷剂被引导至制冷剂储液器37之前进一步从系统100中移除热量，该制冷剂储液器37用作用于供应至压缩机11吸入侧的制冷剂的收集器，压力和温度传感器39位于该吸入侧。制冷循环制冷剂回路6能够进行操作以允许制冷剂在被收集在储液器37中之前从制冷管线9a中的第一截止阀15向下游流入制冷管线9f中，通过截止阀41进入压力和温度传感器43。在系统100的冷却模式下，关闭供热回路中的阀47，从而将热泵回路4与压缩机11的出口213隔离。
如图3所示，通过关闭制冷管线9a中的截止阀15并打开热泵管线45a中的截止阀47，从而将压缩机11从与制冷循环制冷剂回路6中的热泵冷凝器17流体连通切换成与热泵回路4中的间接冷凝器49流体连通，车辆热通量管理系统1(并且更具体地，制冷剂管理系统100)可以在热泵操作模式下操作。以这种方式，发起了空调回路的供热模式。通过关闭制冷管线9f中的截止阀41，并且关闭制冷管线9b中的膨胀阀21，热泵冷凝器17与压缩机的出口213和入口239流体隔离。
通过关闭截止阀15并打开截止阀47，压缩机11出口下游的制冷剂被引导进入热泵回路4，而不是制冷剂管理系统1中的空调系统的制冷循环制冷剂回路6。关闭制冷管线9f中的截止阀41和制冷管线9b中的膨胀阀21使外部热交换器17从系统脱离。在该供热模式下，热的加压制冷剂气体从压缩机11的出口213经由管线45a向下游流入热泵冷却剂回路8和间接冷凝器49。管线45c将冷却剂传递至空气-冷却剂热交换器57，从而通过舱室59与用作冷凝器的内部热交换器57之间的热联接将热能传递至内部舱室59。冷却剂通过冷却剂回路8中的阀61和管线30b返回至间接冷凝器49。
制冷剂分别通过打开的相关联的阀51、23和29从间接冷凝器49返回至蒸发器/除湿器25和蒸发器31。热泵回路4通过以下操作而完成：来自蒸发器/除湿器25和蒸发器31的制冷剂通过截止阀341流入储液器37，并继续流向压缩机的入口239。
在图2和图3所示的实施方式中，制冷循环制冷剂回路6和热泵回路4需要足够的制冷剂以使压缩机11操作。例如，如果当车辆停止时热通量管理系统1已经在制冷模式(参见图2)下运行，并且当系统1、10(以及车辆)处于空闲时，环境温度下降到压缩机11入口的温度以下(如果压缩机入口与环境之间的温差小于3开尔文，即，环境更冷或者温度高出不到3开尔文)，则制冷剂往往被吸向作为系统的最冷部分的第一外部热交换器17并聚集在该第一外部热交换器处。如果系统长时间处于空闲状态，制冷剂可能通过制冷管线9f中的截止阀41、制冷管线9a中的截止阀15和制冷管线9b中的膨胀阀21从制冷剂储液器37泄漏到第一外部热交换器17中。在这种情况下，压缩机11将没有足够的制冷剂来继续其操作，并且因此有发生故障的危险。因此，需要将在第一外部热交换器17处的不期望的和不利的过量制冷剂传送回至储液器37。另外，在这些条件下，传感器39可能检测到在压缩机的入口239处的过热的制冷剂，这意味着储液器37是干燥的并且没有包含足够的制冷剂以在压缩机11启动时使压缩机11运行。
系统100能够进行操作以运行如图4所示的冷启动模式。在冷启动模式下，制冷管线9f中的截止阀41能够进行操作以允许第一内部热交换器17与储液器37之间的临时流体连通，使得制冷剂能够从第一内部热交换器17反向流回至储液器37。位于压缩机11入口处的压力和温度传感器39与位于外部热交换器17处的压力和温度传感器43之间的联接系统确定入口239处是否存在过热制冷剂蒸气，并且因此确定制冷剂储液器37是干燥的。在传感器39和环境空气热源19处的传感器T3之间的联接的传感器系统确定在压缩机11与热泵冷凝器17之间是否存在3开尔文或更大的温度梯度过剩。如果检测到以下条件中的一者或两者，则制冷剂管理系统100能够进行操作以发起启动模式：过热的制冷剂蒸气；以及压缩机11入口与第一内部热交换器17之间的-3开尔文的温度梯度过剩。当这些条件被满足时，截止阀41能够进行操作以打开以发起冷启动模式。在这种模式下，压缩机11被启用以允许制冷剂通过制冷管线9f中的截止阀41从第一内部热交换器17流回到制冷剂储液器37中。这允许在这种冷启动模式之后，有足够的制冷剂供压缩机11在制冷模式(图2)或供热模式(图3)下继续其操作。在图4的冷启动模式下，阀21和15保持/被关闭。以这种方式，热泵冷凝器17与制冷循环制冷剂回路6的其余部件及热泵回路4隔离。
如图5所示，附加的冷却剂回路2包括：低级热能源、动力系65以及蒸发器31的冷却剂侧，从而为冷却剂回路2提供与热泵回路4的流体连接和供热模式。通过使冷却剂流体通过另一个热源(例如，动力系65)，蒸发器31将更多的低级热量收集到热泵回路4中。在蒸发器31内，制冷剂流被热联接至该冷却剂回路2，并且被向下游引导至储液器37，并且继续被引导至压缩机11入口239。在冷却剂回路2中，冷却剂从蒸发器31向下游流动，并且热联接至热能源65。定位温度传感器71以便监测回路2中的冷却剂温度。膨胀集液箱67和热泵69包括在回路2中以允许制冷剂流动。蒸发器31与附加的热回路2之间的这种热联接是通过致动相关联的阀73以在冷却剂回路2与热泵回路4的蒸发器31之间提供流体连通来实现的。
在图1至图5的回路中的每一个中，控制器20可以是控制器、控制单元或诸如可编程CPU的模块，其能够进行操作以在多种模式中的任一种之间切换制冷剂管理系统100。控制器20可以是车辆中央管理系统处理器。
图6示出了包括热通量管理系统1的电动车辆150，该热通量管理系统1包括本发明的制冷剂管理系统100。车辆的中央管理系统(未示出)可操作地链接至系统1的控制器20。
在本说明书的整个说明书和权利要求书中，词语“包括”和“包含”及它们的变型意味着“包括但不限于”，并且它们不旨在(并且不)排除其他部分、添加物、部件、整数或步骤。在本说明书的整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有要求，否则单数包含复数。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书应当被理解为考虑复数以及单数。
应当理解，本发明的实施方式可以以硬件、软件、或硬件和软件的组合的形式来实现。任何这样的软件可以以易失性或非易失性存储装置(例如像ROM之类的存储装置，无论是否可擦除或可重写)的形式存储，或者以存储器(例如RAM、存储器芯片、装置或集成电路)的形式存储，或者存储在光或磁可读介质(例如CD、DVD、磁盘或磁带)上。应当理解，存储装置和存储介质是适于存储一个或更多个程序的机器可读存储装置的实施方式，当执行所述一个或更多个程序时，实现本发明的实施方式。因此，实施方式提供了包括用于实现任何前述权利要求中要求保护的系统或方法的代码的程序以及存储这样的程序的机器可读存储装置。更进一步地，可以经由任何介质例如通过有线或无线连接携载的通信信号电子地传达本发明的实施方式，并且实施方式适当地包含这样的内容。
本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合(除了这样的特征和/或步骤中的至少一些特征和/或步骤是相互排斥的组合之外)进行组合。
除非另有明确说明，否则本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的每个特征可以由用作相同、等效或类似目的的替选特征代替。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每个特征仅是通用系列的等效或类似特征的一个示例。
本发明不限于任何前述实施方式的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的特征中的任何新颖特征或特征的任何新颖组合，或者延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤中的任何新颖步骤或步骤的任何新颖组合。权利要求不应被解释为仅涵盖前述实施方式，而是应被解释为也涵盖落入权利要求范围内的任何实施方式。

Claims (15)

1.一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，所述制冷剂管理系统包括车辆的空调回路，所述空调回路包括制冷循环制冷剂回路和具有供热功能的热泵回路，所述空调回路包括与热源热连通的热泵冷凝器、与所述热源热连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)、与膨胀阀相关联的蒸发器以及制冷剂压缩机，其中，这些部件通过制冷剂管线彼此流体连接，储液器流体地联接在所述制冷剂管线中且位于所述热泵冷凝器、所述制冷剂蒸发器及所述蒸发器的下游和所述制冷剂压缩机的上游，
所述热泵回路包括位于所述制冷剂压缩机的下游并与散热装置热连通的间接冷凝器，并且所述蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)和所述蒸发器与所述制冷剂压缩机和所述间接冷凝器流体连通；
所述制冷循环制冷剂回路包括与所述压缩机流体连通的所述热泵冷凝器；
其中，所述空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在所述供热模式下，所述热泵回路与所述压缩机流体连通并且所述热泵冷凝器被隔离而不与所述压缩机流体连通；在所述冷却模式下，通过致动至少一个阀使所述制冷剂回路与所述压缩机流体连通；
其中，所述空调回路包括所述压缩机入口处的传感器，所述传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且
其中，当所述系统处于所述供热模式时，在所述传感器检测到所述压缩机入口处的过热制冷剂和在环境与所述压缩机入口之间大于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时，所述热泵冷凝器与所述储液器之间的管线中的截止阀能够操作成打开从而发起在所述热泵回路中的所述储液器与所述热泵冷凝器之间提供临时流体连通的冷启动模式。
2.根据权利要求1所述的制冷剂管理系统，其中，所述热泵冷凝器、所述蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)和所述蒸发器中的每一者均与至少一个阀相关联。
3.根据权利要求1或2所述的制冷剂管理系统，其中，所述压缩机与至少一个阀相关联。
4.根据权利要求3所述的制冷剂管理系统，其中，所述至少一个阀与所述压缩机的出口相关联，并且能够进行操作以在所述供热模式下将所述压缩机的出口切换成与所述热泵回路流体连通或者在所述冷却模式下将所述压缩机的出口切换成与所述制冷循环制冷剂回路流体连通，可选地，其中，与所述压缩机相关联的所述至少一个阀和与所述热泵冷凝器相关联的至少一个阀能够进行操作以将所述系统从所述供热模式切换至所述冷却模式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，在所述供热模式下，通过致动至少两个阀使所述热泵冷凝器与所述压缩机流体隔离，可选地，其中，在所述供热模式下，通过关闭至少两个阀使所述热泵冷凝器与所述压缩机流体隔离，所述至少两个阀中的一个阀与所述热泵冷凝器的入口相关联，所述至少两个阀中的另一个阀与所述热泵冷凝器的出口相关联。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，在所述供热模式下，所述热泵冷凝器与所述压缩机的入口和出口流体隔离，并且/或者所述热泵冷凝器与所述制冷剂蒸发器、所述蒸发器和所述制冷剂压缩机流体隔离；并且/或者通过关闭截止阀使所述热泵冷凝器与所述压缩机的出口隔离，并且通过关闭相关联的膨胀阀使所述热泵冷凝器与所述制冷剂蒸发器和所述蒸发器隔离，并且通过关闭所述截止阀使所述热泵冷凝器与所述储液器隔离；并且/或者通过关闭所述压缩机的出口处的至少一个阀使所述热泵冷凝器与所述热泵回路隔离。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，在所述冷却模式下，所述热泵冷凝器与所述压缩机流体连通，并且/或者通过致动多个相关联的阀使所述热泵冷凝器与所述压缩机的出口、所述储液器以及所述制冷剂蒸发器流体连通。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，在所述冷启动模式下，当所述传感器检测到所述压缩机入口处的非过热制冷剂和在环境与所述压缩机入口之间等于或小于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时，关闭所述热泵冷凝器与所述储液器之间的管线中的所述截止阀。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，所述冷启动模式在发起所述供热模式之前是可用的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，所述压缩机能够进行操作以在所述冷启动模式下将制冷剂流从所述热泵冷凝器反向抽吸至所述储液器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，所述传感器监测所述压缩机入口处的制冷剂的过热，可选地，其中，当过热值为至少10开尔文时，所述传感器发起所述冷启动模式。
12.一种热通量管理系统，包括根据权利要求1至11中任一项所述的制冷剂管理系统，可选地，其中，所述热泵回路包括至少一个热力循环仪，所述至少一个热力循环仪热连接至散热装置，所述散热装置为舱室和电池中的一者或更多者。
13.一种车辆，包括发动机和根据权利要求12所述的热通量管理系统，可选地，其中，所述发动机是以电化学的方式供以动力的。
14.一种电动车辆中的制冷剂管理的方法，包括：
a.提供根据权利要求1至11中任一项所述的制冷剂管理系统；
b.当所述压缩机空闲时，利用至少一个传感器感测所述压缩机入口处的制冷剂的温度和压力：
c.在所述传感器检测到以下中的一者或两者的情况下发起所述冷启动模式：所述压缩机入口处的过热制冷剂；以及在环境与所述压缩机入口之间大于3开尔文的温度梯度；
d.当所述传感器检测到以下中的一者或两者时，终止所述冷启动模式并且启动所述供热模式或所述冷却模式：所述压缩机入口处的非过热制冷剂；以及在环境与所述压缩机入口之间等于或小于3开尔文的温度梯度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在发起所述冷启动模式时，在打开所述截止阀之前启用所述压缩机，以允许制冷剂从所述热泵冷凝器反向流动至所述储液器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114379313A (zh) * 2020-10-22 2022-04-22 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于车辆的整体热管理热泵系统
CN114425936A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于车辆的集成热管理系统
CN114379313B (zh) * 2020-10-22 2024-05-24 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于车辆的整体热管理热泵系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108482064B (zh) * 2018-04-18 2023-07-14 上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 新能源车用集成乘员舱空调及电池包热管理热泵系统
DE102019207993A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Mahle International Gmbh Thermomanagementsystem für ein Fahrzeug
DE102021200937A1 (de) * 2021-02-02 2022-08-04 Mahle International Gmbh Klimatisierungsanlage für ein Kraftfahrzeug
FR3121203B1 (fr) * 2021-03-23 2023-02-10 Psa Automobiles Sa Dispositif de climatisation reversible pour vehicule automobile et procede de fonctionnement d’un tel dispositif

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641016A (en) * 1993-12-27 1997-06-24 Nippondenso Co., Ltd. Air-conditioning apparatus for vehicle use
JP2005098660A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Calsonic Kansei Corp ヒートポンプ式空調装置
US20130219939A1 (en) * 2012-02-27 2013-08-29 Nissan North America, Inc. Vehicle heat pump system
CN103968600A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用中间气体再压缩的车辆热泵系统和方法
WO2015032599A1 (de) * 2013-09-04 2015-03-12 Pierburg Gmbh Heiz-/kühlsystem für fahrzeuge und verfahren zum betreiben eines heiz-/ kühlsystems für fahrzeuge
DE102013021360A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Audi Ag Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs und korrespondierendes Verfahren zum Betreiben eines Thermomanagementsystems eines Kraftfahrzeugs
DE102016008743B3 (de) * 2016-07-14 2017-10-19 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage eines Fahrzeugs

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3421339A (en) * 1967-05-31 1969-01-14 Trane Co Unidirectional heat pump system
US4342200A (en) * 1975-11-12 1982-08-03 Daeco Fuels And Engineering Company Combined engine cooling system and waste-heat driven heat pump
US5245836A (en) * 1989-01-09 1993-09-21 Sinvent As Method and device for high side pressure regulation in transcritical vapor compression cycle
JP3182773B2 (ja) * 1991-02-05 2001-07-03 株式会社デンソー 自動車用空気調和装置
US5410889A (en) * 1994-01-14 1995-05-02 Thermo King Corporation Methods and apparatus for operating a refrigeration system
JP2677966B2 (ja) * 1994-02-14 1997-11-17 カルソニック株式会社 車両用ヒートポンプ式空気調和装置
US5596878A (en) * 1995-06-26 1997-01-28 Thermo King Corporation Methods and apparatus for operating a refrigeration unit
JPH09300951A (ja) * 1996-05-13 1997-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気自動車用空調制御装置
DE50212488D1 (de) * 2001-12-21 2008-08-21 Daimler Ag Aufbau und regelung einer klimaanlage für ein kraftfahrzeug
JP5659925B2 (ja) * 2011-04-04 2015-01-28 株式会社デンソー 車両用空調装置
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
DE102013105747B4 (de) * 2012-07-18 2022-06-09 Hanon Systems Vorrichtungen zur Wärmeverteilung in einem Kraftfahrzeug
US8931440B2 (en) * 2012-07-26 2015-01-13 General Electric Company Engine cooling system and method for engine cooling
KR102170463B1 (ko) * 2015-03-16 2020-10-29 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
JP6078575B2 (ja) * 2015-03-30 2017-02-08 富士重工業株式会社 車両用エアーコンディショナ装置
US9819063B2 (en) * 2015-08-18 2017-11-14 Ford Global Technologies, Llc Climate control system for a vehicle
EP3361192B1 (en) * 2017-02-10 2019-09-04 Daikin Europe N.V. Heat source unit and air conditioner having the heat source unit
DE102017211256B4 (de) * 2017-07-03 2023-11-16 Audi Ag Kälteanlage für ein Fahrzeug mit einem einen Wärmeübertrager aufweisenden Kältemittelkreislauf

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641016A (en) * 1993-12-27 1997-06-24 Nippondenso Co., Ltd. Air-conditioning apparatus for vehicle use
JP2005098660A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Calsonic Kansei Corp ヒートポンプ式空調装置
US20130219939A1 (en) * 2012-02-27 2013-08-29 Nissan North America, Inc. Vehicle heat pump system
CN103968600A (zh) * 2013-01-25 2014-08-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用中间气体再压缩的车辆热泵系统和方法
WO2015032599A1 (de) * 2013-09-04 2015-03-12 Pierburg Gmbh Heiz-/kühlsystem für fahrzeuge und verfahren zum betreiben eines heiz-/ kühlsystems für fahrzeuge
DE102013021360A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Audi Ag Thermomanagementsystem eines Kraftfahrzeugs und korrespondierendes Verfahren zum Betreiben eines Thermomanagementsystems eines Kraftfahrzeugs
DE102016008743B3 (de) * 2016-07-14 2017-10-19 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage eines Fahrzeugs

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114379313A (zh) * 2020-10-22 2022-04-22 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于车辆的整体热管理热泵系统
CN114379313B (zh) * 2020-10-22 2024-05-24 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于车辆的整体热管理热泵系统
CN114425936A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 瑞维安知识产权控股有限责任公司 用于车辆的集成热管理系统

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Publication number Publication date
US20210086586A1 (en) 2021-03-25
GB201802560D0 (en) 2018-04-04
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US11479082B2 (en) 2022-10-25
WO2019158317A1 (en) 2019-08-22
DE112019000815T5 (de) 2020-10-22

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