CN113994157A - 用于管理机动车辆的热管理装置的方法和相关的热管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管理机动车辆的热管理装置(1)的方法，包括以下步骤：将压缩机(3)的转速增加到其最大速度，确定第三元件(300)的修正设定温度(T15‑sp3)大于第一设定点温度(T15‑sp1)，使得第一蒸发器(11)出口处的第二元件(200)的温度趋于其设定温度(T11‑sp)，调节第二膨胀装置(13)的开口直径，使得第三元件的温度第二蒸发器(15)出口处的(300)达到修正设定温度(T15‑sp3)，直到第一蒸发器(11)出口处的第二元件(200)的温度达到设定点温度(T11‑sp)。本发明还涉及用于实施所述管理方法的热管理装置(1)。

Description

用于管理机动车辆的热管理装置的方法和相关的热管理装置
技术领域
本发明涉及一种用于管理机动车辆的热管理装置的方法，以及用于实施这种方法的热管理装置。
背景技术
更具体地，本发明涉及一种用于热管理装置的管理方法，该热管理装置包括冷却剂回路，该冷却剂回路包括彼此平行布置的两个蒸发器，并且每个蒸发器包括布置在上游的专用冷却剂膨胀装置。
作为一般规则，两个蒸发器专用于冷却单独的元件，例如对于第一蒸发器是用于机动车辆的乘客舱的内部空气流，对于第二蒸发器是电子和/或电气元件，例如电池。然而，有时为了达到这些元件中的每一个所需的温度，同时使用两个平行的蒸发器需要的冷却功率大于热管理装置能够提供的最大冷却功率。因此，分配给蒸发器中的任何一个的功率需要根据优先级被降低，该优先级由参数确定，例如待冷却元件的温度、这些元件中的每一个要达到的设定温度以及由汽车制造商定义的条件。
发明内容
因此，本发明的目的之一是提出一种用于管理热管理装置的方法，以便优先蒸发器中的任一个，以及提出一种适用于这种管理方法的热管理装置。
因此，本发明涉及一种用于管理机动车辆的热管理装置的方法，该热管理装置包括冷却剂回路，冷却剂将在该冷却剂回路中流通，所述冷却剂回路包括：
-主环路，在冷却剂的流通方向上包括压缩机、构造成与第一元件交换热能的冷凝器、第一膨胀装置和构造成与第二元件交换热能的第一蒸发器；
-平行于第一膨胀装置和第一蒸发器布置的旁路分支，所述旁路分支包括第二膨胀装置和第二蒸发器，第二蒸发器布置在第二膨胀装置下游并构造成与第三元件交换热能，
当至少使用第一蒸发器使得第一蒸发器的出口处的第二元件的温度达到设定温度时，
发出使用第二蒸发器的请求，使得第三元件达到第一设定温度，
使得第一蒸发器和第二蒸发器同时操作所需的冷却功率大于热管理装置的最大冷却能力，和
使得热管理装置接收经由第一蒸发器的冷却优先的请求，
该管理方法包括以下步骤：
-将压缩机的转速提高到最大速度；
-确定大于第一设定温度的第三元件的修正设定温度，使得第一蒸发器的出口处的第二元件的温度趋向于其设定温度；
-调节第二膨胀装置的开口直径，使得第二蒸发器的出口处的第三元件的温度达到修正设定温度，直到第一蒸发器的出口处的第二元件的温度达到设定温度。
根据本发明方法的一个方面，
当至少使用第一蒸发器使得第一蒸发器的出口处的第二元件的温度达到设定温度时，
发出使用第二蒸发器的请求，使得第三元件达到第一设定温度，
使得所需的冷却功率大于热管理装置的最大冷却能力，以及
使得热管理装置接收经由第二蒸发器的冷却优先的请求，
该管理方法包括以下步骤:
-将压缩机的旋转速度提高到最大速度；
-调节第二膨胀装置的开口直径，直到第二蒸发器的出口处的第三元件的温度达到第一设定温度。
根据根据本发明的方法的另一方面，管理方法包括调节第一膨胀装置的开口直径的步骤，使得冷凝器的出口处的冷却剂的过冷达到过冷设定值，过冷根据以下公式计算：
SBC-calc＝TreCO-Tsat(PreCO),
SBC-calc为计算的过冷，TreCO为冷凝器出口处的冷却剂温度，Tsat(PreCO)为在冷凝器的出口处的冷却剂的压力下的冷却剂饱和温度。
根据根据本发明的方法的另一方面，过冷设定值根据以下公式确定：
SBC-sp＝(((Mr/ln(Pd+β))/k)-1)/α，
其中mr为冷却剂的流速，Pd为压缩机出口处的冷却剂压力，a＝4.525-2，β＝1.7308，k＝14.089×d2，d为对于最优性能系数而言的第一膨胀装置的理论开口直径，单位为毫米。
本发明还涉及一种用于机动车辆的热管理装置，该热管理装置包括冷却剂回路，冷却剂将在该冷却剂回路中流通，所述冷却剂回路包括：
-主环路，在冷却剂的流通方向上包括压缩机、构造成与第一元件交换热能的冷凝器、第一膨胀装置和构造成与第二元件交换热能的第一蒸发器；
-平行于第一膨胀装置和第一蒸发器布置的旁路分支，所述旁路分支包括第二膨胀装置和布置在第二膨胀装置下游并构造成与第三元件交换热能的第二蒸发器；
该热管理装置还包括：
-第一比例积分控制器，其被构造为根据第一蒸发器出口处的第二元件的温度和第一蒸发器出口处的第二元件的设定温度之间的差来控制压缩机的转速；
-第二比例积分控制器，其被构造为根据第二蒸发器出口处的第三元件的温度和第二蒸发器出口处的第三元件的第一设定温度之间的差来控制压缩机的转速；
-第一加法器，布置在压缩机的上游，并被构造为将从第一和第二比例积分控制器输出的转速信号相加；
-第三比例积分控制器，其被构造为根据第二蒸发器出口处的第三元件的温度和第二蒸发器出口处的第三元件的设定温度之间的差来调节第二膨胀装置的开口直径；
-电子控制单元，其被构造为根据第一蒸发器出口处的第二元件的温度和第一蒸发器出口处的第二元件的设定温度之间的差来确定第二蒸发器出口处的第三元件的第二设定温度；
-第二加法器，被构造为将第二蒸发器出口处的第三元件的第一和第二设定温度相加，以便确定第三比例积分控制器的设定温度。
根据本发明的另一方面，热管理装置包括第四比例积分控制器，其被构造为根据由电子控制单元确定的设定点来控制第二蒸发器出口处的第三元件的第二设定温度。
根据本发明的另一方面，热管理装置包括第五比例积分控制器，其被构造为根据冷凝器出口处的冷却剂的计算过冷和冷凝器出口处的冷却剂的过冷的设定值之间的差来调节第一膨胀装置的开口直径。
根据本发明的另一方面：
-冷凝器是布置在机动车辆前部面中的热交换器，第一元件是外部空气流；
-第一蒸发器是布置在加热、通风和空调装置内的热交换器，第二元件是用于乘客舱的内部空气流，
-第二蒸发器被构造成冷却电气和/或电子元件，例如电池。
根据本发明的另一方面，热管理装置包括辅助回路，第三元件在该辅助回路中流通，第二蒸发器是双流体热交换器，其被构造为允许冷却剂和第三元件之间的热交换。
根据本发明的另一方面，热管理装置包括布置在第一加法器和压缩机之间的限制器。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从下面的描述中变得清楚明了，下面的描述是通过非限制性例子并参考附图提供的，在附图中：
图1示出了根据第一实施例的热管理装置的示意图；
图2示出了根据第二实施例的热管理装置的示意图；
图3示出了当发出经由第一蒸发器的冷却优先的请求时，热管理方法的步骤流程图；
图4示出了当发出经由第二蒸发器的冷却优先的请求时，热管理方法的步骤流程图；
图5示出了热管理装置的功能图。
在各个附图中，相同的元件使用相同的附图标记。
具体实施方式
以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考都涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。各个实施例的简单特征也可以被组合和/或互换以便提供其他实施例。
在本说明书中，一些元素或参数可以被编号，例如第一元素或第二元素，以及第一参数和第二参数或者甚至第一标准和第二标准等。在这种情况下，简单编号用于区分和命名相似但不相同的元素或参数或标准。这种编号并不意味着一个元素、参数或标准优先于另一个元素、参数或标准，并且在不脱离本说明书的范围的情况下，这种命名可以容易地互换。这种编号也不意味着一段时间内的顺序，例如，用于评估特定标准。
在本说明书中，“放置在上游”被理解为相对于流体的流通方向，一个元件放置在另一个元件之前。相比之下，“放置在下游”被理解为相对于流体的流通方向，一个元件被防止在另一个元件之后。
图1示出了根据简单实施例的用于机动车辆的热管理装置1的示意图。热管理装置1包括冷却剂回路，冷却剂打算在其中流通。该冷却剂回路包括主环路A，主环路A在冷却剂的流通方向上包括压缩机3、构造成与第一元件100交换热能的冷凝器5、第一膨胀装置7和第一蒸发器11。该第一蒸发器11更具体地被构造成与第二元件200交换热能。
主环路A还可以包括布置在压缩机3上游的相分离装置50。
冷却剂回路还包括平行于第一膨胀装置7和第一蒸发器11布置的旁路分支B。该旁路分支B包括第二膨胀装置13和布置在第二膨胀装置13下游的第二蒸发器15。第二蒸发器15更具体地构造成与第三元件300交换热能。
更具体地，旁路分支B将第一连接点31和第二连接点32连接到主环路A。第一连接点31布置在第一膨胀装置7的上游，在冷凝器5和所述第一膨胀装置7之间。第二连接点32布置在第一蒸发器11的下游，在所述第一蒸发器11和压缩机3之间。
冷凝器5、第一蒸发器11和第二蒸发器15在这里被理解为是指由其功能限定的热交换器。冷凝器则将具有加热与其交换热能的元件的功能，蒸发器将具有冷却与其交换热能的元件的功能。
如图1所示，分别与冷凝器5以及第一蒸发器11和第二蒸发器15交换的第一元件100、第二元件200和第三元件300可以是通过所述热交换器的空气流。然而，根据热交换器的类型，显然没有任何东西阻止第一元件100、第二元件200和第三元件300是其他类型，例如传热流体或与蒸发器直接接触的元件，例如电池。因此，当第一元件100、第二元件200和第三元件300是空气流时，冷凝器5和第一蒸发器11及第二蒸发器15可以是例如空气热交换器，当它们与第一元件100、第二元件200和第三元件300直接接触时，可以是板式热交换器，或者当第一元件100、第二元件200和第三元件300是在辅助热管理回路中流通的传热流体时，甚至可以是双流体热交换器。
图2则示出了更复杂的热控制装置1的例子。在该示例中，热管理装置1是可逆的，即，它可以同样冷却和加热打算用于乘客舱的内部空空气流。
在这种情况下，热管理装置1包括冷却剂回路，该冷却剂回路包括主环路A(在图2中以粗线示出)，该主环路首先在冷却剂的流通方向上包括压缩机3和第一热交换器17，该第一热交换器17被构造成与第二元件200交换热能，在这种情况下，该第二元件200是用于乘客舱的内部空气流。该第一热交换器17尤其可以布置在加热、通风和空调装置(也称为HVAC)X内。该第一热交换器17特别地用作内部冷凝器，即，其被构造为例如在热泵模式下向第二元件200产生热能，第二元件200在这种情况下是内部空气流。当不需要内部空气流时，瓣片X1可以阻挡内部空气流并防止其通过第一热交换器17。
主环路A则包括布置在第二热交换器5上游的第三膨胀装置19，第二热交换器5构造成与第一元件100交换热能，第一元件100在这种情况下是外部空气流。特别地，当第三膨胀装置19完全打开时，该第三膨胀装置19可以允许冷却剂通过而没有任何压力损失。第二热交换器5尤其可以是蒸发器-冷凝器，即，其被构造为充当外部蒸发器，即，例如在热泵模式下吸收第一元件100中的热能。第二热交换器5也可以被构造为充当外部冷凝器，即，其被构造为例如在冷却模式下向第一元件100产生热能。
主环路A然后包括布置在第三热交换器11上游的第一膨胀装置7，第三热交换器11被构造成与第二元件200交换热能，在这种情况下，第二元件200是用于乘客舱的内部空气流。第一膨胀装置7尤其可以具有停止功能，以便阻塞冷却剂。该第三热交换器11尤其可以在加热、通风和气调节装置X内在内部空气流的流通方向上布置在第一热交换器17上游。该第三热交换器11尤其可以构造成用作内部蒸发器，即例如在冷却模式下吸收第二元件200中的热能。
主环路A还可以包括布置在压缩机3上游的相分离装置50。
与图1的情况一样，冷却剂回路还包括平行于第一膨胀装置7和第三热交换器11布置的旁路分支B。该旁路分支B包括第二膨胀装置13和布置在第二膨胀装置13下游的第四热交换器15。第四热交换器15更具体地被构造成与第三元件300交换热能。
更具体地，旁路分支B将第一连接点31和第二连接点32连接到主环路A。第一连接点31布置在第一膨胀装置7的上游，在第二热交换器5和所述第一膨胀装置7之间。第二连接点32布置在第三热交换器11的下游，在所述第三热交换器11和压缩机3之间。
第二膨胀装置7尤其可以包括停止功能，以便阻塞冷却剂。该第四热交换器15尤其可以构造成用作蒸发器，即例如在冷却模式下吸收第三元件300中的热能。因此，第四热交换器15可以充当第二蒸发器15。
在图2所示的例子中，热管理装置1包括辅助回路E，在该辅助回路E中，作为第三元件300的传热流体流通。第四热交换器15是双流体热交换器，其被构造为允许冷却剂和第三元件300之间的热能交换。
在传热流体的流通方向上，辅助回路E尤其可以包括泵60、热交换器61和第四热交换器15。热交换器61更具体地可以与电子和/或电气元件例如电池接触，以便管理它们的操作温度。
仍然如图2所示，冷却剂回路包括允许第三膨胀装置19和第二热交换器5被旁路的第一旁路管C。该第一旁路管C更具体地连接第三连接点33和第四连接点34。第三连接点33布置在第三膨胀装置19的上游，在第一热交换器17和所述第三膨胀装置19之间。第四连接点33则布置在第一膨胀装置7的上游，在第二热交换器5和所述第一膨胀装置7之间，更具体地，在第二热交换器5和第一连接点31之间。
第一旁路管C特别包括截止阀21，以便控制冷却剂是否通过所述管。主环路A还可以包括第四连接点34上游的止回阀23，以防止冷却剂从第一旁路管C向第二热交换器5回流。
冷却剂回路还包括第二旁路管D，其允许第一膨胀装置7、第三热交换器11以及旁路分支B被旁路。该第二旁路管D更具体地连接第五连接点35和第六连接点36。第五连接点35布置在第二热交换器5的下游，在所述第二热交换器5和第一膨胀装置7之间，更具体地，在所述第二热交换器5和第四连接点34之间。第六连接点36则布置在第二连接点32的下游，在第二连接点32和压缩机3之间。
第二旁路管D还包括截止阀22，以便控制冷却剂是否通过所述管。
图2所示的这种体系结构能够实现热管理装置1的各种操作模式，例如：
-冷却模式，其中不使用第一热交换器17，并且其中第二热交换器5充当冷凝器，第三热交换器11充当第一蒸发器，第四热交换器15充当第二蒸发器，与第一蒸发器平行；
-加热模式，其中第一热交换器17充当冷凝器，第二热交换器5充当第一蒸发器，第四热交换器15充当第二蒸发器，与第一蒸发器平行(其中第三热交换器不被使用)；或甚至
-除湿模式，其中第一热交换器17充当冷凝器，第二热交换器5充当第一蒸发器，第三热交换器11充当第二蒸发器，与第一蒸发器平行，其中第四热交换器15不被使用、或者充当第三蒸发器与第一和第二蒸发器平行。
只要热管理装置1包括冷却剂回路，冷却剂将在该冷却剂回路中流通，在不脱离本发明的范围的情况下，显然可以设想其他体系结构和其他操作模式，所述冷却剂回路包括:
-主环路，在冷却剂的流通方向上包括压缩机、构造成与第一元件交换热能的冷凝器、第一膨胀装置和构造成与第二元件交换热能的第一蒸发器；
-平行于第一膨胀装置和第一蒸发器布置的旁路分支，所述旁路分支包括第二膨胀装置和布置在第二膨胀装置下游并构造成与第三元件交换热能的第二蒸发器。
在本说明书的剩余部分中，为了清楚起见，使用了冷却模式的示例，在该模式中，冷凝器是第二热交换器5，第一蒸发器是第三热交换器11，第二蒸发器是第四热交换器15。
因此，本发明涉及一种用于管理热管理装置1的方法。
在本说明书中，将使用参考标记来确定某些参数：
T11-sp对应于第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度设定值；
T11-m对应于第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度的测量值或确定值；
T15-sp1、T15-sp2和T15-sp3对应于第二蒸发器15出口处的第三元件300的温度设定值；
T15-m对应于第二蒸发器15出口处的第三元件300的温度的测量值或确定值；
SBC-sp对应于第一蒸发器11出口处的冷却剂的过冷的设定值；
SBC-calc对应于第一蒸发器11出口处的冷却剂的过冷的计算值。
只要热管理装置1的最大冷却能力大于或等于每个蒸发器所需的冷却功率之和，每个蒸发器就能够提供所需的冷却功率。
然后可以发出优先请求，以定义两个蒸发器中的哪一个关于可用冷却功率的分配是优先的。因此，当热管理装置的最大冷却能力小于每个蒸发器所需的冷却功率之和时，该方法将允许被指定为优先蒸发器的蒸发器向该蒸发器提供所需的冷却功率。另一个蒸发器将仅提供总可用功率和分配给优先蒸发器的功率之间的差值，该差值小于所需功率。
经由第一蒸发器11的冷却优先：
当：
-至少使用第一蒸发器11，使得第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度达到设定温度T11-sp，
-发出使用第二蒸发器15的请求，使得第三元件300达到第一设定温度T15-sp1，
-第一蒸发器11和第二蒸发器15同时操作所需的冷却功率大于热管理装置1的最大冷却能力，
-热管理装置1接收经由第一蒸发器11的冷却优先的请求，
管理方法包括图3的流程图中所示的步骤。
第一步骤501是将压缩机3的转速增加到其最大速度的步骤。压缩机3的这个最大速度尤其可以由压缩机3特有的阻力约束来限定，或者甚至由强加的限制来限定，例如能量消耗限度或受限可用功率。例如，根据压缩机型号3，最大速度可以是5,000rpm(每分钟转数)。
第二步骤502是确定第三元件300的修正设定温度T15-sp3的步骤，该修正设定温度高于第一设定温度T15-sp1，使得第一蒸发器11的出口处的第二元件200的温度趋向于其设定温度T11-SP1。第一蒸发器11的出口处的第二元件200的温度可以例如通过在第一蒸发器11出口处设置在第二元件200处的第一温度传感器41来测量。
第三步骤503是调节第二膨胀装置13的开口直径的步骤，使得第二蒸发器15的出口处的第三元件300的温度达到修正设定温度T15-sp3，直到第一蒸发器11的出口处的第二元件200的温度达到设定温度T11-sp。第二蒸发器15的出口处的第三元件300的温度可以例如通过在第二蒸发器15的出口处设置在第三元件300处的第二温度传感器42来测量。
将压缩机3的转速增加到其最大速度允许热管理装置1达到其最大冷却能力。将第二蒸发器15出口处的第三元件300的设定温度T15-sp1修正为修正设定温度T15-sp3允许优先冷却第二元件200，例如内部空气流。因此，分配给第一蒸发器11用于冷却第二元件200的冷却功率大于分配给第二蒸发器15用于冷却第三元件300的冷却功率。
根据第一个例子，其中条件如下：
-环境温度为40℃；
-热管理装置1具有5600W的最大冷却能力；
-压缩机3的最大速度为5000rpm；
-仅第一蒸发器11用于将第二元件200冷却至11℃的设定温度T11-sp；
-压缩机3的速度约为2400rpm；和
-分配用于冷却第二元件200的冷却功率为3000W；
如果要求经由第二蒸发器15以3600W的功率冷却第三元件300，以便达到20℃的设定温度T15-sp1，则超过热管理装置1的冷却能力1000W。
同时，如果发出经由第一蒸发器11的冷却优先的请求，则压缩机3的速度增加到5,000rpm。设定温度T15-sp1被增加到设定温度T15-sp3，使得分配用于冷却第三元件300的功率仅为2600W。然后调节第二膨胀装置13的开口，使得第二蒸发器15的出口处的第三元件300温度T15-m达到修正设定温度T15-sp3，直到第一蒸发器11的出口处的第二元件200的温度T11-m达到其11℃的设定温度T11-sp。
管理方法还可以包括调节第一膨胀装置7的开口直径的步骤504，使得冷凝器5的出口处的冷却剂的过冷达到过冷设定值SBC-sp。过冷SBC-calc根据以下公式计算:
SBC-calc＝TreCO-Tsat(PreCO),
TreCO是冷凝器5出口处的冷却剂的温度，Tsat(PreCO)是在冷凝器5出口处的冷却剂压力下的冷却剂的饱和温度。冷凝器5出口处的冷却剂温度TreCO可以例如通过在冷却剂回路中布置在冷凝器5出口处的第三温度传感器43来测量。冷凝器5出口处的冷却剂的压力可以例如通过在冷却剂回路中布置在冷凝器5出口处的压力传感器44来测量。第三温度传感器43和压力传感器44可以组合在同一压力-温度传感器内。
过冷设定值SBC-sp可根据以下公式确定:
SBC-sp＝(((Mr/ln(Pd+β))/k)-1)/α，
其中mr是冷却剂的流速，Pd是压缩机3出口处的冷却剂压力，α＝4.525-2，β＝1.7308，且
k＝14.089x d2，
d是对于最优性能系数而言的第一膨胀装置7的理论开口直径，单位为毫米。该直径d特别是根据不同的温度条件从实验表中获得的。
经由第二蒸发器15的冷却优先：
当：
-至少使用第一蒸发器11，使得第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度达到设定温度T11-sp，
-发出使用第二蒸发器15的请求，使得第三元件300达到第一设定温度T15-sp1，
-所需的冷却功率大于热管理装置1的最大冷却能力，
-热管理装置1接收经由第二蒸发器15的冷却优先的请求，
管理方法包括图4的流程图中所示的步骤。
如之前所述，第一步骤601是将压缩机3的转速增加到其最大速度的步骤。压缩机3的这个最大速度尤其可以由压缩机3特有的阻力约束来限定，或者甚至由强加的限制来限定，例如能量消耗限度或受限可用功率。例如，根据压缩机型号3，最大速度可以是5,000rpm。
第二步骤602是调节第二膨胀装置13的开口直径、直到第二蒸发器15出口处的第三元件300的温度达到第一设定温度T15-sp1的步骤。与之前不同，设定温度T15-sp1没有修正。
将压缩机3的转速增加到其最大速度允许热管理装置1达到其最大冷却能力。直接调节第二膨胀装置13的开口，使得第三元件300的温度在第三蒸发器15的出口处达到其设定温度T15-sp1，允许优先冷却第三元件300，例如用于冷却电池。因此，分配给第二蒸发器15用于冷却第三元件300的冷却功率大于分配给第一蒸发器11用于冷却第二元件200的冷却功率。
根据第二个例子，其中条件如下：
-环境温度为40℃；
-热管理装置1具有5600W的最大冷却能力；
-压缩机3的最大速度为5000rpm；
-第一蒸发器11用于将第二元件200冷却至11℃的设定温度T11-sp，分配功率为2000W；
-第二蒸发器15用于将第三元件300冷却至24℃的设定温度T15-sp1，分配功率为1000W；和
-压缩机3的速度约为2400rpm。
要求经由第二蒸发器15以3600W的功率增加第三元件300的冷却，以达到20℃的设定温度T15-sp1，那么超过热管理装置1的冷却能力1000W。
同时，如果发出经由第二蒸发器15的冷却优先的请求，则压缩机3的速度增加到5,000rpm。然后调节第二膨胀装置13的开口，直到第二蒸发器15出口处的第三元件300的温度T15-m达到设定温度T15-sp1。
同样如前所述，管理方法还可以包括调节第一膨胀装置7的开口直径的步骤604，使得冷凝器5的出口处的冷却剂的过冷达到过冷设定值SBC-sp。过冷SBC-calc根据以下公式计算:
SBC-calc＝TreCO-Tsat(PreCO),
TreCO是冷凝器5出口处的冷却剂的温度，Tsat(PreCO)是在冷凝器5出口处的冷却剂压力下的冷却剂的饱和温度。冷凝器5出口处的冷却剂温度TreCO可以例如通过在冷却剂回路中布置在冷凝器5出口处的第三温度传感器43来测量。冷凝器5出口处的冷却剂的压力可以例如通过在冷却剂回路中布置在冷凝器5出口处的压力传感器44来测量。第三温度传感器43和压力传感器44可以组合在同一压力-温度传感器内。
过冷设定值SBC-sp可根据以下公式确定:
SBC-sp＝(((Mr/ln(Pd+β))/k)-1)/α，
其中mr是冷却剂的流速，Pd是压缩机3出口处的冷却剂压力，α＝4.525-2，β＝1.7308，且
k＝14.089 x d2，
d是对于最优性能系数而言的第一膨胀装置7的理论开口直径，单位为毫米。该直径d特别是根据不同的温度条件从实验表中获得的。
图5示出了用于实现上述管理方法的热管理装置1的部分功能图。
因此，热管理装置1可以包括第一比例积分控制器PIreg1。该第一比例积分控制器PIreg1被特别构造为控制压缩机3的转速。该控制例如根据由第一温度传感器41测量的第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度T11-m和第一蒸发器11出口处的第二元件200的设定温度T11-sp之间的差值来执行。
温度T11-m和设定温度T11-sp之间的差值尤其可以由设置在第一比例积分控制器PIreg1上游的第一比较器81来建立。
热管理装置1还可以包括第二比例积分控制器PIreg2。该第二比例积分控制器PIreg2还被构造为根据第二蒸发器15出口处的第三元件300的温度T15-m和第二蒸发器15出口处的第三元件300的第一设定温度T15-sp1之间的差值来控制压缩机3的转速。
温度T15-m和设定温度T15-sp1之间的差值尤其可以由设置在第二比例积分控制器PIreg2上游的第二比较器82来建立。
热管理装置1还可以包括第一加法器85，该第一加法器85布置在压缩机3的上游，并且被构造为将从第一比例积分控制器1和第二比例积分控制器2输出的转速信号相加。压缩机3的速度因此根据第一蒸发器11和第二蒸发器15的使用以及它们的设定温度T11-sp和T15-sp1被管理。
热管理装置1还可以包括设置在第一加法器85和压缩机3之间的限制器86，以便限制到达压缩机3的控制信号，从而防止所述压缩机超过其推荐的最大速度。
热管理装置1还可以包括第三比例积分控制器PIreg3。该第三比例积分控制器PIreg3特别构造成根据第二蒸发器15出口处的第三元件300的温度T15-m和第二蒸发器15出口处的第三元件300的设定温度T15-sp3之间的差值来调节第二膨胀装置13的开口直径。
温度T15-m和设定温度T15-sp3之间的差值尤其可以通过设置在第三比例积分控制器PIreg3上游的第三比较器83来建立。
热管理装置1还可以包括电子控制单元ECU，其被构造为根据第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度T11-m和第一蒸发器11出口处的第二元件200的设定温度T11-sp之间的差值来确定第二蒸发器15出口处的第三元件300的第二设定温度T15-sp2。为此，电子控制单元ECU可以接收来自第二比较器82的信号。
此外，热管理装置1可以包括第二加法器85，其被构造为将第二蒸发器15的出口处的第三元件300的第一温度设定点T15-sp1和第二温度设定点T5-sp2相加，以便为第三比例积分控制器PIreg3确定设定温度T15-sp3。
因此，电子控制单元ECU可以通过改变第二设定温度T15-sp2来修正设定温度T15-sp3。
在发出经由第一蒸发器11的冷却优先的请求的情况下，电子控制单元ECU应用第二设定温度T15-sp2以增加设定温度T15-sp3。实际上，借助于第二加法器85，T15-sp3＝T15-sp1+T15-sp2。
在发出经由第二蒸发器15的冷却优先的请求的情况下，电子控制单元ECU不应用第二设定温度T15-sp2，因此，在第二加法器85的输出端，T15-sp3＝T15-sp1。
经由第一蒸发器11的冷却优先的请求和经由第二蒸发器15的冷却优先的请求是在电子控制单元ECU中具体定义的请求。这些优先要求取决于机动车辆的使用条件和使用方式。这些优先级请求也可以根据汽车制造商的建议而变化。
仍然如图5所示，热管理装置1可以进一步包括第四比例积分控制器PIreg4，其被构造为根据由电子控制单元ECU确定的设定点来控制第二蒸发器15的出口处的第三元件300的第二设定温度T15-sp2。该设定点是优先请求的函数。
如果电子控制单元ECU接收到经由第二蒸发器15的冷却优先的请求，则它将误差设定点传输到第四比例积分控制器PIreg4，使得第二设定值温度T15-sp2为零。
如果电子控制单元ECU接收到经由第一蒸发器11的冷却优先的请求，则它根据第一蒸发器11出口处的第二元件200的温度T11-m和第一蒸发器11出口处的第二元件200的设定温度T11-sp之间的差值将控制设定点传送到第四比例积分控制器PIreg4，使得第二设定温度T15-sp2不为零。
仍然如图5所示，热管理装置1可以包括第五比例积分控制器5。该第五比例积分控制器PIreg5被特别构造为根据冷凝器5出口处的冷却剂的计算过冷SBC-calc和冷凝器5出口处的冷却剂的过冷的设定值SBC-sp之间的差值来调节第一膨胀装置7的开口直径。
因此，很明显，当热管理装置1的最大冷却能力不足以使第二元件200和第三元件300都达到它们各自的设定温度时，热管理方法以及相关联的热管理装置允许关于第一蒸发器11或第二蒸发器15的使用的良好优先管理。

Claims (10)

1.一种用于管理热管理装置(1)的管理方法，所述热管理装置用于机动车辆，且包括冷却剂回路，冷却剂用于在所述冷却剂回路中流通，所述冷却剂回路包括：
主环路(A)，在所述冷却剂的流通方向上包括压缩机(3)、构造成与第一元件(100)交换热能的冷凝器(5)、第一膨胀装置(7)和构造成与第二元件(200)交换热能的第一蒸发器(11)；
平行于所述第一膨胀装置(7)和所述第一蒸发器(11)布置的旁路分支(B)，所述旁路分支(B)包括第二膨胀装置(13)和第二蒸发器(15)，所述第二蒸发器布置在所述第二膨胀装置(13)下游并构造成与第三元件(300)交换热能，
当至少使用所述第一蒸发器(11)使得所述第一蒸发器(11)的出口处的所述第二元件(200)的温度达到设定温度(T11-sp)时，
发出使用所述第二蒸发器(15)的请求，使得所述第三元件(300)达到第一设定温度(T15-sp1)，
使得所述第一蒸发器(11)和所述第二蒸发器(15)同时操作所需的冷却功率大于所述热管理装置(1)的最大冷却能力，和
使得所述热管理装置(1)接收经由所述第一蒸发器(11)的冷却优先的请求，
所述管理方法包括以下步骤：
将所述压缩机(3)的转速提高到最大速度；
确定所述第三元件(300)的大于所述第一设定温度(T15-sp1)的修正设定温度(T15-sp3)，使得所述第一蒸发器(11)的出口处的所述第二元件(200)的温度趋向于其设定温度(T11-sp)；
调节所述第二膨胀装置(13)的开口直径，使得所述第二蒸发器(15)的出口处的所述第三元件(300)的温度达到修正设定温度(T15-sp3)，直到所述第一蒸发器(11)的出口处的所述第二元件(200)的温度达到所述设定温度(T11-sp)。
2.根据权利要求1所述的用于管理热管理装置(1)的管理方法，其特征在于，
当至少使用所述第一蒸发器(11)使得所述第一蒸发器(11)的出口处的所述第二元件(200)的温度达到设定温度(T11-sp)时，
发出使用所述第二蒸发器(15)的请求，使得所述第三元件(300)达到第一设定温度(T15-sp1)，
使得所需的冷却功率大于所述热管理装置(1)的所述最大冷却能力，以及
使得所述热管理装置(1)接收经由所述第二蒸发器(15)的冷却优先的请求，
所述管理方法包括以下步骤：
将所述压缩机(3)的转速提高到最大速度；
调节所述第二膨胀装置(13)的开口直径，直到所述第二蒸发器(15)的出口处的所述第三元件(300)的温度达到所述第一设定温度(T15-sp1)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的用于管理热管理装置(1)的管理方法，其特征在于，所述管理方法包括调节所述第一膨胀装置(7)的开口直径、使得所述冷凝器(5)的出口处的冷却剂的过冷达到过冷设定值(SBC-sp)的步骤，所述过冷根据以下公式计算：
SBC-calc＝TreCO-Tsat(PreCO),
其中，SBC-calc为计算的过冷，TreCO为所述冷凝器(5)的出口处的冷却剂的温度，Tsat(PreCO)为在所述冷凝器(5)的出口处的冷却剂压力下的冷却剂的饱和温度。
4.根据权利要求3所述的用于管理热管理装置(1)的管理方法，其特征在于，所述过冷设定值(SBC-sp)根据以下公式确定：
SBC-sp＝(((Mr/ln(Pd+β))/k)–1)/α，
其中mr为所述冷却剂的流速，Pd为所述压缩机(3)的出口处的冷却剂压力，a＝4.525-2，β＝1.7308，k＝14.089×d2，d为对于最优性能系数而言的所述第一膨胀装置(7)的理论开口直径，单位为毫米。
5.一种用于机动车辆的热管理装置(1)，包括冷却剂回路，冷却剂用于在所述冷却剂回路中流通，所述冷却剂回路包括：
主环路(A)，在所述冷却剂的流通方向上包括压缩机(3)、构造成与第一元件(100)交换热能的冷凝器(5)、第一膨胀装置(7)和构造成与第二元件(200)交换热能的第一蒸发器(11)；
平行于所述第一膨胀装置(7)和所述第一蒸发器(11)布置的旁路分支(B)，所述旁路分支(B)包括第二膨胀装置(13)和第二蒸发器(15)，所述第二蒸发器布置在所述第二膨胀装置(13)下游并构造成与第三元件(300)交换热能；
所述热管理装置(1)还包括：
第一比例积分控制器(PIreg1)，被构造为根据所述第一蒸发器(11)出口处的所述第二元件(200)的温度(T11-m)和所述第一蒸发器(11)出口处的所述第二元件(200)的设定温度(T11-sp)之间的差来控制所述压缩机(3)的转速；
第二比例积分控制器(PIreg2)，被构造为根据所述第二蒸发器(15)出口处的所述第三元件(300)的温度(T15-m)和所述第二蒸发器(15)出口处的所述第三元件(300)的第一设定温度(T15-sp1)之间的差来控制所述压缩机(3)的转速；
第一加法器(85)，布置在所述压缩机(3)的上游，并被构造为将从所述第一比例积分控制器(PIreg1)和所述第二比例积分控制器(PIreg2)输出的转速信号相加；
第三比例积分控制器(PIreg3)，构造成根据所述第二蒸发器(15)出口处的所述第三元件(300)的温度(T15-m)和所述第二蒸发器(15)出口处的所述第三元件(300)的设定温度(T15-sp3)之间的差来调节所述第二膨胀装置(13)的开口直径；
电子控制单元(ECU)，被构造为根据所述第一蒸发器(11)出口处的所述第二元件(200)的温度(T11-m)和所述第一蒸发器(11)出口处的所述第二元件(200)的设定温度(T11-sp)之间的差来确定所述第二蒸发器(15)出口处的所述第三元件(300)的第二设定温度(T15-sp2)；
第二加法器(85)，被构造为将所述第二蒸发器(15)的出口处的所述第三元件(300)的第一设定温度(T15-sp1)和第二设定温度(T5-sp2)相加，以便为所述第三比例积分控制器(PIreg3)确定设定温度(T15-sp3)。
6.根据权利要求5所述的热管理装置(1)，其特征在于，所述热管理装置(1)包括第四比例积分控制器(PIreg4)，所述第四比例积分控制器被构造为根据由所述电子控制单元(ECU)确定的设定点来控制所述第二蒸发器(15)的出口处的所述第三元件(300)的所述第二设定温度(T15-sp2)。
7.根据权利要求5或6所述的热管理装置(1)，其特征在于，所述热管理装置(1)包括第五比例积分控制器(PIreg5)，所述第五比例积分控制器被构造为根据所述冷凝器(5)出口处的冷却剂的计算过冷(SBC-calc)和所述冷凝器(5)出口处的冷却剂的过冷的设定值(SBC-sp)之间的差来调节所述第一膨胀装置(7)的开口直径。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的热管理装置(1)，其特征在于：
所述冷凝器(5)是布置在所述机动车辆的前部面中的热交换器，所述第一元件(100)是外部空气流；
所述第一蒸发器(11)是布置在加热、通风和空调装置(X)内的热交换器，所述第二元件(200)是用于乘客舱的内部空气流，
所述第二蒸发器(15)被构造成冷却电气和/或电子元件，例如电池。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的热管理装置(1)，其特征在于，所述热管理装置(1)包括辅助回路(E)，所述第三元件(300)在所述辅助回路中流通，所述第二蒸发器(15)是构造为允许所述冷却剂和所述第三元件(300)之间的热交换的双流体热交换器。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的热管理装置(1)，其特征在于，所述热管理装置包括布置在所述第一加法器(85)和所述压缩机(3)之间的限制器(86)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3120118A1 (fr) * 2021-02-23 2022-08-26 Valeo Systemes Thermiques Procédé de régulation d’un circuit de fluide réfrigérant
FR3120426A1 (fr) * 2021-03-08 2022-09-09 Valeo Systemes Thermiques Procédé de contrôle d’un circuit de fluide réfrigérant
CN117168201A (zh) * 2022-01-25 2023-12-05 山东大学 一种环路热管

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101551174A (zh) * 2008-04-04 2009-10-07 通用汽车环球科技运作公司 车辆的暖通空调和电池热管理
CN101551175A (zh) * 2008-04-04 2009-10-07 通用汽车环球科技运作公司 车辆的暖通空调和电池热管理
JP2013151231A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Denso Corp 車両空調システム
JP2013199251A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Denso Corp 車両用空調システム
CN103644617A (zh) * 2013-12-30 2014-03-19 安徽江淮汽车股份有限公司 纯电动汽车双蒸发器空调系统及其控制方法
CN104169112A (zh) * 2012-03-14 2014-11-26 株式会社电装 制冷循环装置
US20150013367A1 (en) * 2012-03-28 2015-01-15 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Vehicle cooling with adjustable flow expansion valve
CN106004338A (zh) * 2016-07-27 2016-10-12 宁波吉利汽车研究开发有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN106169627A (zh) * 2015-05-20 2016-11-30 福特全球技术公司 用于电气化车辆的车舱和电池冷却控制
CN107433870A (zh) * 2016-04-29 2017-12-05 福特全球技术公司 具有冷却剂比例阀的牵引电池冷却系统
CN107499091A (zh) * 2016-06-14 2017-12-22 福特全球技术公司 利用电子膨胀装置的电池冷却器控制
CN108116183A (zh) * 2016-11-28 2018-06-05 杭州三花研究院有限公司 一种热管理系统的控制方法
CN108357333A (zh) * 2017-01-27 2018-08-03 福特全球技术公司 电气化车辆中使用电池冷却剂泵控制电池冷却的方法
CN109028676A (zh) * 2018-05-29 2018-12-18 浙江吉利控股集团有限公司 一种新能源汽车的电动压缩机的控制方法、装置及系统
CN109599609A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 比亚迪股份有限公司 车载电池的温度调节方法和温度调节系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8973379B2 (en) * 2008-07-25 2015-03-10 Hill Phoenix, Inc. Refrigeration control systems and methods for modular compact chiller units
US8978412B2 (en) * 2009-12-04 2015-03-17 Halla Visteon Climate Control Corporation Air conditioner for vehicles
DE102012210221B4 (de) * 2012-06-18 2023-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Kühleinrichtung für Fahrzeuge
DE102015212550A1 (de) * 2015-07-06 2017-01-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kältekreis, Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs und Fahrzeug
CN105757888B (zh) * 2016-03-09 2019-09-20 华为技术有限公司 一种精密空调内外机联动的控制方法及装置
CN107284193B (zh) * 2016-03-31 2022-06-14 杭州三花研究院有限公司 空调系统、该空调系统的控制系统及控制方法
FR3070316B1 (fr) * 2017-08-30 2019-08-16 Valeo Systemes Thermiques Circuit de climatisation inversible indirect de vehicule automobile et procede de gestion associe
DE102018201165B3 (de) * 2018-01-25 2019-05-29 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer einen Kältemittelkreislauf aufweisenden Kälteanlage eines Fahrzeugs im Kältebetrieb

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101551175A (zh) * 2008-04-04 2009-10-07 通用汽车环球科技运作公司 车辆的暖通空调和电池热管理
CN101551174A (zh) * 2008-04-04 2009-10-07 通用汽车环球科技运作公司 车辆的暖通空调和电池热管理
JP2013151231A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Denso Corp 車両空調システム
CN104169112A (zh) * 2012-03-14 2014-11-26 株式会社电装 制冷循环装置
JP2013199251A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Denso Corp 車両用空調システム
US20150013367A1 (en) * 2012-03-28 2015-01-15 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Vehicle cooling with adjustable flow expansion valve
CN103644617A (zh) * 2013-12-30 2014-03-19 安徽江淮汽车股份有限公司 纯电动汽车双蒸发器空调系统及其控制方法
CN106169627A (zh) * 2015-05-20 2016-11-30 福特全球技术公司 用于电气化车辆的车舱和电池冷却控制
CN107433870A (zh) * 2016-04-29 2017-12-05 福特全球技术公司 具有冷却剂比例阀的牵引电池冷却系统
CN107499091A (zh) * 2016-06-14 2017-12-22 福特全球技术公司 利用电子膨胀装置的电池冷却器控制
CN106004338A (zh) * 2016-07-27 2016-10-12 宁波吉利汽车研究开发有限公司 汽车热管理系统及汽车
CN108116183A (zh) * 2016-11-28 2018-06-05 杭州三花研究院有限公司 一种热管理系统的控制方法
CN108357333A (zh) * 2017-01-27 2018-08-03 福特全球技术公司 电气化车辆中使用电池冷却剂泵控制电池冷却的方法
CN109599609A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 比亚迪股份有限公司 车载电池的温度调节方法和温度调节系统
CN109028676A (zh) * 2018-05-29 2018-12-18 浙江吉利控股集团有限公司 一种新能源汽车的电动压缩机的控制方法、装置及系统

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