CN116625036A - 用于防止电动化车辆中的低制冷剂充注的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于防止电动化车辆中的低制冷剂充注的方法和系统”。一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的系统和方法包括：控制器，所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述车辆的部件。

Description

用于防止电动化车辆中的低制冷剂充注的方法和系统
技术领域
本发明涉及防止被配置为冷却电动化车辆的牵引电池的制冷系统的低制冷剂充注。
背景技术
一种电动化车辆包括用于向车辆的马达提供电力以推进车辆的牵引电池。牵引电池在其操作期间的温度应保持在最佳温度范围内。许多电动化车辆包括热管理系统，所述热管理系统管理包括牵引电池的车辆部件在操作期间的热需求。某些热管理系统包括制冷系统，所述制冷系统使用制冷剂来提供牵引电池的主动冷却。
发明内容
提供了一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的系统。所述系统包括控制器，所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述车辆的部件。
所述控制器还可以被配置为当所述压缩机的转速小于第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于可变吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注。所述第一压缩机转速阈值和所述可变吸入压力阈值可以根据所述环境温度而变化。所述可变吸入压力阈值还可以根据所述压缩机的转速而成反比地变化。
所述控制器还可以被配置为当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述可变吸入压力阈值且大于第一固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注。
所述控制器还可以被配置为当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值且大于第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第一吸入压力阈值且大于第二固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注。所述第二压缩机转速阈值可以根据所述环境温度而变化。
所述控制器还可以被配置为当所述压缩机的转速小于所述第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第二固定吸入压力阈值时关闭所述压缩机。
所述控制器还可以被配置为当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力大于所述可变吸入压力阈值时检测到充足的制冷剂充注。
所述控制器还可以被配置为当所述压缩机的转速大于所述第一压缩机转速阈值时检测到充足的制冷剂充注。在这种情况下，所述控制器还可以被配置为在所述压缩机的转速大于所述第一压缩机转速阈值时将所述压缩机的转速逐步降低可变降低压缩机转速量，直到所述吸入压力变得大于第一固定吸入压力阈值为止。所述可变降低压缩机转速阈值量可以根据所述环境温度而变化。
所述系统还可以包括：温度传感器，所述温度传感器用于感测所述制冷剂子系统的环境温度；压力传感器，所述压力传感器用于感测进入所述压缩机的制冷剂的吸入压力；以及转速传感器，所述转速传感器用于感测所述压缩机的转速。所述温度传感器、所述压力传感器和所述转速传感器与所述控制器进行通信。
此外，提供了一种包括牵引电池的电动化车辆。所述车辆还包括：制冷剂子系统，所述制冷剂子系统被配置为冷却所述牵引电池；以及控制器。所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述车辆的部件。
所述车辆的部件可以是所述牵引电池、所述制冷剂子系统的一个或多个部件、所述车辆的指示器和/或所述制冷剂子系统的压缩机。
此外，提供了一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的方法。所述方法包括由与所述制冷剂子系统进行通信的控制器基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速来检测低制冷剂充注。所述方法还包括由所述控制器响应于所述低制冷剂充注而控制所述制冷剂系统的一个或多个部件和/或所述车辆的被配置为由所述制冷剂子系统冷却的一个或多个部件。
附图说明
图1示出了电动化车辆的框图；
图2示出了电动化车辆的热管理系统的制冷系统的示意图，所述制冷系统具有制冷剂子系统和冷却剂子系统；
图3示出了描绘由电动化车辆的控制器实施以防止制冷系统的低制冷剂充注的低制冷剂充注保护策略的操作的流程图；以及
图4示出了由低制冷剂充注保护策略使用以检测低制冷剂充注的可变压缩机转速阈值、可变降低压缩机转速量和可变吸入压力阈值的一组示例性表，所述可变压缩机转速阈值涉及制冷剂子系统的压缩机的转速，所述可变降低压缩机转速量涉及压缩机的转速的受控降低，并且所述可变吸入压力阈值涉及制冷剂子系统的制冷剂的吸入压力，所述可变压缩机转速阈值、所述可变降低压缩机转速量和所述可变吸入压力阈值取决于制冷剂子系统的环境温度，并且所述可变吸入压力阈值进一步成反比地取决于压缩机的转速。
具体实施方式
本文公开了本发明的详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅仅是可以体现为各种形式和替代形式的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能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并不解释为限制性，而仅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。
现在参考图1，示出了示例性电动化车辆12的框图。在该示例中，电动化车辆12是具有发动机18和牵引电池24的插电式混合动力电动车辆(PHEV)。在其他实施例中，电动化车辆12是非插电式混合动力电动车辆。在其他实施例中，电动化车辆12是电池电动车辆(BEV)。在BEV配置中，电动化车辆12不包括发动机18。
电动化车辆12包括一个或多个电机14，所述一个或多个电机机械地连接到变速器16。电机14能够充当马达和发电机。变速器16机械地连接到发动机18和驱动轴20，所述驱动轴机械地连接到车轮22。当发动机18开启或关闭时，电机14可以提供推进和减速能力。充当发电机的电机14可以回收通常可能在摩擦制动系统中作为热量损失的能量。电机14可以通过允许发动机18在更有效的速度下操作并且允许电动化车辆12在某些条件下发动机18关闭的情况下以电动模式操作来减少车辆排放物。
牵引电池24存储可以由电机14使用以推进电动化车辆12的电能。牵引电池24通常提供高压(HV)直流(DC)输出。牵引电池24电连接到电力电子模块26，所述电力电子模块电连接到电机14。电力电子模块26提供在牵引电池24和电机之间双向传递能量的能力。例如，牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相交流(AC)电流来起作用。电力电子模块26可以将DC电压转换为三相AC电流以操作电机14。在再生模式中，电力电子模块26可将来自充当发电机的电机14的三相AC电流转换为与牵引电池24兼容的DC电压。
除了提供用于推进的能量之外，牵引电池24还可以为其他车辆电气系统提供能量。典型的车辆电气系统可包括DC/DC转换器模块28，所述DC/DC转换器模块将牵引电池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)可直接连接到高压供应而不使用DC/DC转换器模块28。通常，低电压系统电连接到辅助电池30(例如，十二伏DC电池)。
电池能量控制模块(BECM)33可与牵引电池24进行通信。BECM33可充当牵引电池24的控制器并且可包括电子监测系统，所述电子监测系统管理牵引电池24的电池单元的温度和荷电状态。牵引电池24可具有温度传感器31，诸如热敏电阻或其他温度计。温度传感器31可与BECM 33进行通信以提供关于牵引电池24的温度数据。
牵引电池24可由外部电源36(例如，电网)再充电。电动车辆供电装备(EVSE)38连接到外部电源36。EVSE 38提供用于控制和管理外部电源36与电动化车辆12之间的能量传递的电路和控件。外部电源36可以向EVSE 38提供DC或AC电力。EVSE 38可具有充电连接器40，用于插入到电动化车辆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传送到电动化车辆12的任何类型的端口。电动化车辆12的电力转换模块32可以调节从EVSE 38供应的电力以向牵引电池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对接，以协调向牵引电池24的电力输送。替代地，被描述为电连接的各种部件可以使用无线电感耦合来传递电力。
牵引电池24的充电导致牵引电池被加热。随着充电电流/电压的增加，产生更多热量。因而，主动冷却牵引电池24可以防止过热。
上述各种部件可以具有一个或多个相关联的控制器以控制和监测部件的操作。控制器可以是基于微处理器的装置。控制器可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由分立的导体进行通信。
例如，存在系统控制器以48(“车辆控制器”)以协调各种部件的操作。控制器48包括电子装置、软件或两者，以执行用于操作电动化车辆12的必要控制功能。在实施例中，控制器48是组合式车辆系统控制器和动力传动系统控制模块(VSC/PCM)。虽然控制器48被示为单个装置，但是控制器48也可以包括呈多个硬件装置的形式的多个控制器，或具有一个或多个硬件装置的多个软件控制器。在这方面，本文中对“控制器”的引用可以指代一个或多个控制器。
电动化车辆12还包括热管理系统50。热管理系统50被配置为热控制牵引电池24。热管理系统50还可以被配置为热控制其他车辆部件。热管理系统50包括制冷系统52(在图2中示出)，所述制冷系统可操作以在牵引电池的操作期间(包括在经由EVSE 38对牵引电池充电时、在牵引电池提供电能以推进电动化车辆12时以及在用再生能量对牵引电池充电时)将牵引电池24的温度保持在最佳温度范围内。
现在参考图2且继续参考图1，示出了热管理系统50的制冷系统52的示意图。制冷系统52被配置为使制冷剂和冷却剂在工况期间选择性地循环以主动冷却牵引电池24。如本领域普通技术人员已知的，制冷系统52通常包括一个或多个压缩机、热交换器(蒸发器、冷却器、风冷式/水冷式冷凝器、外部热交换器)和/或热膨胀阀。
在该示例性实施例中，制冷系统52包括制冷剂子系统54和冷却剂子系统56。制冷剂子系统54形成用于使制冷剂循环通过其中的制冷剂回路。冷却剂子系统56形成用于使冷却剂循环到牵引电池24以冷却牵引电池的冷却剂回路。如本领域普通技术人员已知的，制冷剂子系统54和冷却剂子系统56相互作用以使来自冷却剂的热量传递到制冷剂。
在该示例性实施例中，制冷剂子系统54包括压缩机58、冷凝器60和冷却器62。在操作中，压缩机58将制冷剂从液体加压成蒸气。冷凝器60接收离开压缩机58的制冷剂，并且通过将制冷剂从蒸气冷凝回液体来将热量从制冷剂传递到周围环境。冷却器62经由冷却器热膨胀阀(TEV)66接收离开冷凝器60的制冷剂。冷却器TEV 66适于改变制冷剂的压力。在冷却器62内，制冷剂与冷却剂子系统56的较热冷却剂交换热量，由此使制冷剂被加热并且冷却剂被冷却。压缩机58从冷却器62接收制冷剂以使制冷剂再循环通过制冷剂回路。制冷剂子系统54还包括用于监测离开压缩机58的制冷剂的压力的高压传感器64、用于监测进入压缩机58的制冷剂的温度的温度传感器68以及用于监测进入压缩机58的制冷剂的温度的低压传感器70。
在该示例性实施例中，冷却剂子系统56包括冷却器62和冷却剂泵72。在操作中，冷却剂泵72将冷却的冷却剂从冷却器62泵送到牵引电池24。冷却的冷却剂经由延伸穿过牵引电池或在牵引电池旁边的冷却剂通道(未示出)的入口进入牵引电池24，行进通过冷却剂通道，并且经由冷却剂通道的出口离开牵引电池。当冷却剂行进通过冷却剂通道时，冷却剂从牵引电池24吸收热量，由此冷却牵引电池。通过这种方式，牵引电池24由制冷系统52冷却。冷却器62接收离开牵引电池24的加热的冷却剂。如上所述，在冷却器62内，来自加热的冷却剂的热量被交换到制冷剂子系统54的制冷剂，由此使制冷剂被加热并且冷却剂被冷却。冷却剂泵72从冷却器62接收冷却的冷却剂以使其再循环通过冷却剂回路。冷却剂子系统56还包括用于监测提供给牵引电池24的冷却剂的温度的温度传感器74。
冷却剂子系统56还包括连接在冷却剂通道的出口与入口之间的旁通管线76。旁通管线76允许冷却剂绕过冷却器62。可选择性地激活的阀78用于控制冷却剂通过旁通管线76的循环。例如，当确定离开牵引电池24的冷却剂的温度未足够温暖到需要冷却器62进行冷却时，激活阀78以使冷却剂循环通过旁通管线76。
制冷系统52还包括控制器(图2中未示出)，诸如控制器48。控制器48与制冷剂子系统54的压缩机58、冷凝器60和冷却器62进行通信并且可操作以控制它们的操作。控制器48还与高压传感器64进行通信以监测离开压缩机58的制冷剂的压力、与温度传感器68进行通信以监测进入压缩机58的制冷剂的温度并与低压传感器70进行通信以监测进入压缩机58的制冷剂的温度。
控制器48还与冷却剂子系统56的冷却器62、冷却剂泵72和阀78进行通信并且可操作以控制它们的操作。控制器48还与温度传感器74进行通信以监测进入牵引电池24的冷却剂的温度。
“制冷剂充注”是指示制冷系统52的制冷剂水平的术语。过度充注的制冷系统具有太多的制冷剂，而充注不足的制冷系统的制冷剂太少。制冷系统52的问题是制冷剂泄漏(诸如通过软管和配件泄漏)可能导致低制冷剂充注。低制冷剂充注可能导致牵引电池24的冷却不足以及由制冷系统52处理的其他车辆部件的冷却(诸如车厢冷却和电子器件冷却)不充分。此外，由于质量流速降低以及压缩机58的润滑油流量较低，因此低制冷剂充注可能导致制冷剂子系统54的压缩机58的操作温度升高。
基于高压制冷剂传感器(例如，制冷剂子系统54的高压传感器64)的常规低制冷剂充注保护的问题在于不能足够早地检测到低制冷剂充注状态。
根据本发明的实施例的低制冷剂充注保护策略(“低制冷剂充注保护策略”)通过使用创新的解决方案来检测电动化车辆的制冷系统中的低制冷剂充注来防止低制冷剂充注。这些创新的解决方案使得低制冷剂充注保护策略能够相对更早地检测到低制冷剂充注状态。
更详细地，低制冷剂充注保护策略为电动化车辆的制冷系统中配备有吸入侧压力传感器(例如，制冷剂子系统54的低压传感器70)的制冷剂子系统提供准确且早期的制冷剂充注检测。低制冷剂充注保护策略使用制冷剂子系统54中的制冷剂的低压(即，吸入侧压力)(即，由低压传感器70测量的进入压缩机58的制冷剂的压力)作为检测到低制冷剂充注的指标。更具体地，低制冷剂充注保护策略在检测低制冷剂充注时使用以下因素的组合：(i)吸入侧压力(即，由低压传感器70测量的制冷剂压力)，(ii)制冷剂子系统54的环境温度(诸如由温度传感器68或制冷剂子系统54的某个其他温度传感器测量的环境温度)，以及(iii)压缩机58的转速(诸如由与压缩机58相关联的转速传感器(未示出)测量的转速)。
控制器48实施低制冷剂充注保护策略。在这方面，控制器48根据低制冷剂充注保护策略的低制冷剂充注检测算法(关于图3更详细地描述)来处理受监测传感器输出信号，其包括吸入侧压力、环境温度和压缩机转速。每当检测到低制冷剂充注时，控制器48就产生低制冷剂充注信号。
控制器48使用吸力侧压力作为用于检测低制冷剂充注的指标使得能够比使用高侧压力传感器更快地进行低制冷剂充注检测。因此，在低制冷剂充注的情况下可能发生损坏之前，控制器48可以相对更快地控制牵引电池24、制冷系统52和/或其他车辆部件。
现在参考图3且继续参考图1和图2，示出了描绘由控制器48实施以防止低制冷剂充注的低制冷剂充注保护策略的操作的流程图80。
最初，由于制冷剂子系统54的环境温度显著影响制冷剂的压力，因此基于环境温度在不同的温度区下实施低制冷剂充注量保护策略的低制冷剂充注检测算法。
在每个单独的温度区处，压缩机转速阈值被设计成将操作分成(i)“压缩机转速控制区”或(ii)“低充注检测区”。在这方面，如流程图80中所示，在检测到对应的环境温度区内的环境温度之后，低制冷剂充注保护策略的操作最初包括控制器48将压缩机58的转速与可变第一压缩机转速阈值(SPD1)进行比较的“进入条件”，如框82中所指示。
第一压缩机转速阈值(SPD1)是可校准的并且取决于环境温度区。例如，对于“最热”环境温度区(即，当制冷剂系统54的环境温度高于“最热”温度时)，第一压缩机转速阈值(SPD1)是4000rpm，而对于“最冷”环境温度区(即，当制冷剂系统54的环境温度低于“最冷”温度时)，第一压缩机转速阈值(SPD1)是890rpm。
当压缩机转速大于第一压缩机转速阈值(SPD1)时，操作在压缩机转速控制区中继续进行。在压缩机转速控制区中，所述操作包括控制器48将吸入压力(即，由制冷剂子系统54的低压传感器70测量的制冷剂压力)与预定第一吸入压力阈值(例如，40kPa)进行比较，如框84所指示。当吸入压力低于第一吸入压力阈值(40kPa)时，控制器48控制压缩机58以将压缩机转速降低可变压缩机转速降低量(ΔSPD)，如框86中所指示。
降低压缩机转速量(ΔSPD)也是可校准的并且取决于环境温度区。例如，对于最热环境温度区，降低压缩机转速量(ΔSPD)是500rpm，而对于最冷环境温度区，降低压缩机转速量(ΔSPD)是50rpm。
降低压缩机转速导致吸入压力增加。吸入压力与第一吸入压力阈值(40kPa)的比较以及压缩机转速降低所述降低压缩机转速量(ΔSPD)继续进行，直到吸入压力变得大于第一吸入压力阈值为止。当吸入压力变得大于第一吸入压力阈值时，控制器48在正常操作下进一步控制制冷系统52，如框88中所指示。
如所描述的，在压缩机转速控制区中，当吸入压力下降到低于第一吸入压力阈值(40kPa)时，控制器48首先降低压缩机58的转速。由于以下两个原因，控制器48在压缩机转速控制区中不做出制冷剂充注水平决策。首先，吸入压力将没有准确的解决方案来区分不同的制冷剂充注水平。其次，从压缩机可靠性的角度来看，控制算法涉及控制器48在吸入压力下降到低于第一吸入压力阈值时命令压缩机54降低转速。
当压缩机转速小于第一压缩机转速阈值(SPD1)时，操作在低充注检测区中继续进行。在低充注检测区中，所述操作包括控制器48将吸入压力与可变吸入压力阈值进行比较，如框90中所指示。如果吸入压力大于可变吸入压力阈值，则控制器48在正常操作下进一步控制制冷系统52，如框92中所指示。
可变吸入压力阈值也是可校准的并且取决于环境温度区并且是压缩机58的转速的反函数。例如，对于最热环境温度区，当压缩机转速小于800rpm时，可变吸入压力阈值是273.7kPA；当压缩机转速大于800rpm且小于2000rpm时，可变吸入压力阈值是125.4kPA；并且当压缩机转速大于2000rpm且小于8600rpm时，可变吸入压力阈值是40kPa。相反地，例如，对于最冷环境温度区，当压缩机转速小于800rpm时，可变吸入压力阈值是44.41kPA；并且当压缩机转速大于800rpm且小于8600rpm时，可变吸入压力阈值是40kPA。
当吸入压力小于可变吸入压力阈值时，所述操作还包括控制器48将吸入压力与预定第一吸入压力阈值(40kPa)进行比较，如框94中所指示。如果吸入压力小于第一吸入压力阈值，则控制器48检测制冷系统52的低制冷剂充注状态。响应于检测到低制冷剂充注，控制器48产生低制冷剂充注指示器信号，如框96中所指示。控制器48可以响应于低制冷剂充注状态而采取其他动作，诸如通过减少或禁用压缩机58和/或制冷系统52的其他部件的操作而减少或禁用所述制冷系统的操作、减少或禁用引起牵引电池24被加热的活动的操作(例如，减少或禁用对牵引电池24的EVSE充电、减少或禁用牵引电池24的车辆推进能量、控制发动机18以处理更多的能量需求等)。
如果吸入压力小于预定第一吸入压力阈值(40kPa)，则所述操作还包括控制器48将压缩机58的转速与可变第二压缩机转速阈值(SPD2)进行比较，如框98中所指示。第二压缩机转速阈值(SPD2)也是可校准的并且取决于环境温度区。例如，对于最热环境温度区，第二压缩机转速阈值(SPD2)是3500rpm，而对于最冷环境温度区，第二压缩机转速阈值(SPD2)是840rpm。对于每个环境温度区，第二压缩机转速阈值(SPD2)小于或等于第一压缩机转速阈值(SPD1)。
如果压缩机58的转速大于第二压缩机转速阈值(SPD2)，则所述操作还包括控制器48将吸入压力与预定第二吸入压力阈值(例如，35kPa)进行比较，如框100中所指示。如果吸入压力大于第二吸入压力阈值(35kPa)，则控制器48检测制冷系统52的低制冷剂充注状态。响应于检测到低制冷剂充注，控制器48产生低制冷剂充注指示器信号，如框102中所指示。如上文指示，控制器48可以响应于低制冷剂充注状态而采取其他动作来控制制冷系统52和/或牵引电池24。应注意，第二吸入压力阈值小于第一吸入压力阈值。
如果压缩机58的转速小于第二压缩机转速阈值(SPD2)或者吸入压力小于第二吸入压力阈值(35kPa)，则所述操作还包括控制器48切断压缩机58(即，禁用压缩机58)，如框104中所指示。除了切断压缩机58之外，控制器48还可以采取上文指示的其他动作来控制制冷系统52和/或牵引电池24。
如所描述的，在低充注检测区中，当吸入压力下降到低于第一吸入压力阈值(40kPa)时，所述控制算法使得系统能够对低制冷剂充注具有快速且准确的响应并为系统提供低制冷剂充注信号。在该“低充注检测区”处做出制冷剂充注水平决策还有两个原因。首先，吸入压力将具有准确的解决方案来区分当前“低充注检测区”处的不同的制冷剂充注水平。其次，从压缩机可靠性的角度来看，所述控制算法在系统低制冷剂充注期间提供诊断故障代码(DTC)，或者在制冷剂充注水平极低时命令压缩机切断。
如进一步描述的，低制冷剂充注保护策略在检测低制冷剂充注时使用的第一吸入压力阈值、第二吸入压力阈值和可变吸入压力阈值涉及制冷剂子系统的制冷剂的吸入压力。也由低制冷剂充注保护策略用于检测低制冷剂充注的可变第一压缩机转速阈值(SPD1)和可变第二压缩机转速阈值(SPD2)涉及制冷剂子系统的压缩机的转速。也由低制冷剂充注保护策略用于检测低制冷剂充注的可变降低压缩机转速量(ΔSPD)涉及压缩机转速的受控降低。
一方面，第一吸入压力阈值和第二吸入压力阈值是预定的，并且不随环境温度而变化。此外，第一吸入压力阈值大于第二吸入压力阈值(例如，第一压力阈值是例如40kPa；并且第二吸入压力阈值是例如35kPa)。
另一方面，可变第一压缩机转速阈值(SPD1)、可变第二压缩机转速阈值(SPD2)和可变降低压缩机转速量(ΔSPD)是可校准的并且取决于环境温度区。可变吸入压力阈值也是可校准的并且取决于环境温度区并且进一步成反比地取决于压缩机转速。
现在参考图4且继续参考图2和图3，示出了由低制冷剂充注保护策略用于检测低制冷剂充注的可变压缩机转速阈值(SPD1和SPD2)、可变降低压缩机转速量(ΔSPD)和可变吸入压力阈值的一组示例性表110。
一组示例性表110包括具有一组示例性十一个不同环境温度区(“区1”至“区11”)中的每一者的可变第一压缩机转速阈值(SPD1)、可变第二压缩机转速阈值(SPD2)和可变降低压缩机转速量(ΔSPD)的示例性表112。例如，示例性表112规定当制冷剂系统52的环境温度落在“区5”中时(即，当环境温度在20℃至25℃之间时)，第一压缩机转速阈值(SPD1)是2000rpm，第二压缩机转速阈值(SPD2)是1800rpm，并且降低压缩机转速量(ΔSPD)是200rpm。
一组示例性表110还包括用于每个环境温度区的示例性子表114。因此，由于存在一组示例性的十一个不同的环境温度区，因此存在十一个示例性子表114。因而，示例性子表114包括与环境温度区5相关联的示例性子表114a。示例性子表114a包括当环境温度处于区5中时用于一组示例性的不同压缩机转速中的每一者的可变吸入压力阈值。如上所述，可变吸入压力阈值成反比地取决于压缩机的转速。示例性子表114a规定当环境温度落在区5中时，当压缩机转速是800rpm时，可变吸入压力阈值是133.1kPa，当压缩机转速是2000rpm时，可变吸入压力阈值是40kPa，并且当压缩机转速是8000rpm时，可变吸入压力阈值是40kPa。所述压缩机转速可以与压缩机转速范围有关(例如，当压缩机转速小于800rpm时，可变吸入压力阈值是133.1kPa，而当压缩机转速大于800rpm时，可变吸入压力阈值是40kPa)。
如所描述的，本发明的实施例提供了一种控制策略，所述控制策略将进入制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的压力、压缩机的转速和制冷剂子系统的环境温度集成到控制算法中以准确地检测低制冷剂充注，并确保用于电动化车辆的车厢、牵引电池和/或电子装置的充分冷却。
尽管上面描述了示例性实施例，但是并不旨在这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。而是，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以组合各种实施实施例的特征以形成本发明的另外的实施例。
根据本发明，提供了一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的系统，所述系统具有：控制器，所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述车辆的部件。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为当所述压缩机的转速小于第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于可变吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注，并且所述第一压缩机转速阈值和所述可变吸入压力阈值根据所述环境温度而变化。
根据一个实施例：所述可变吸入压力阈值进一步根据所述压缩机的转速而成反比地变化。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述可变吸入压力阈值且大于第一固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值且大于第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第一吸入压力阈值且大于第二固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注，并且所述第二压缩机转速阈值根据所述环境温度而变化。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为当所述压缩机的转速小于所述第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第二固定吸入压力阈值时关闭所述压缩机。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力大于所述可变吸入压力阈值时检测到充足的制冷剂充注。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为当所述压缩机的转速大于所述第一压缩机转速阈值时检测到充足的制冷剂充注。
根据一个实施例：所述控制器还被配置为在所述压缩机的转速大于所述第一压缩机转速阈值时将所述压缩机的转速逐步降低可变降低压缩机转速量，直到所述吸入压力变得大于第一固定吸入压力阈值为止。
根据一个实施例：所述可变降低压缩机转速阈值量根据所述环境温度而变化。
根据一个实施例，本发明的特征还在于：温度传感器，所述温度传感器与所述控制器进行通信以用于感测所述制冷剂子系统的环境温度；压力传感器，所述压力传感器与所述控制器进行通信以用于感测进入所述压缩机的制冷剂的吸入压力；以及转速传感器，所述转速传感器与所述控制器进行通信以用于感测所述压缩机的转速。
根据本发明，提供了一种电动化车辆，所述电动化车辆具有：牵引电池；制冷剂子系统，所述制冷剂子系统具有压缩机并且被配置为冷却所述牵引电池；以及控制器，所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述车辆的部件。
根据一个实施例：所述车辆的所述部件是所述牵引电池和/或所述制冷剂子系统的一个或多个部件。
根据一个实施例：所述车辆的部件是所述车辆的指示器。
根据一个实施例：所述车辆的部件是压缩机。
根据本发明，一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的方法包括：由与所述制冷剂子系统进行通信的控制器基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速来检测低制冷剂充注；以及由所述控制器响应于所述低制冷剂充注而控制所述制冷剂系统的一个或多个部件和/或所述车辆的被配置为由所述制冷剂子系统冷却的一个或多个部件。
在本发明的一个方面：检测所述低制冷剂充注包括当所述压缩机的转速小于第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于可变吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注；并且所述第一压缩机转速阈值和所述可变吸入压力阈值根据所述环境温度而变化，并且所述可变吸入压力阈值进一步根据所述压缩机的转速而成反比地变化。
在本发明的一个方面：检测所述低制冷剂充注包括当所述压缩机的转速小于所述第一压缩机转速阈值且大于第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于比所述可变吸入压力阈值小的第一固定吸入压力阈值且大于比所述第一固定吸入压力阈值小的第二固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注，并且所述第二压缩机转速阈值根据所述环境温度而变化。
在本发明的一个方面，所述方法包括：当所述压缩机的转速小于所述第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第二固定吸入压力阈值时关闭所述压缩机。
在本发明的一个方面，所述方法包括：在所述压缩机的转速大于所述第一压缩机转速阈值时将所述压缩机的转速逐步降低可变降低压缩机转速量，直到所述吸入压力变得大于第一固定吸入压力阈值为止。

Claims (15)

1.一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的系统，其包括：
控制器，所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述车辆的部件。
2.如权利要求1所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为当所述压缩机的所述转速小于第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于可变吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注，并且所述第一压缩机转速阈值和所述可变吸入压力阈值根据所述环境温度而变化。
3.如权利要求2所述的系统，其中：
所述可变吸入压力阈值进一步根据所述压缩机的所述转速而成反比地变化。
4.如权利要求2所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为当所述压缩机的所述转速小于所述第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述可变吸入压力阈值且大于第一固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注。
5.如权利要求4所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为当所述压缩机的所述转速小于所述第一压缩机转速阈值且大于第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第一吸入压力阈值且大于第二固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注，并且所述第二压缩机转速阈值根据所述环境温度而变化。
6.如权利要求5所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为当所述压缩机的所述转速小于所述第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第二固定吸入压力阈值时关闭所述压缩机。
7.如权利要求2所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为当所述压缩机的所述转速小于所述第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力大于所述可变吸入压力阈值时检测到充足的制冷剂充注。
8.如权利要求2所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为当所述压缩机的所述转速大于所述第一压缩机转速阈值时检测到充足的制冷剂充注。
9.如权利要求8所述的系统，其中：
所述控制器还被配置为在所述压缩机的所述转速大于所述第一压缩机转速阈值时将所述压缩机的所述转速逐步降低可变降低压缩机转速量，直到所述吸入压力变得大于第一固定吸入压力阈值为止。
10.如权利要求9所述的系统，其中：
所述可变降低压缩机转速阈值量根据所述环境温度而变化。
11.一种电动化车辆，其包括：
牵引电池；
制冷剂子系统，所述制冷剂子系统具有压缩机并且被配置为冷却所述牵引电池；以及
控制器，所述控制器被配置为响应于基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速检测到低制冷剂充注而控制所述牵引电池和/或所述制冷剂子系统的一个或多个部件。
12.一种用于防止车辆中的制冷剂子系统的低制冷剂充注的方法，其包括：
由与所述制冷剂子系统进行通信的控制器基于所述制冷剂子系统的环境温度、进入所述制冷剂子系统的压缩机的制冷剂的吸入压力以及所述压缩机的转速来检测低制冷剂充注；以及
由所述控制器响应于所述低制冷剂充注而控制所述制冷剂系统的一个或多个部件和/或所述车辆的被配置为由所述制冷剂子系统冷却的一个或多个部件。
13.如权利要求12所述的方法，其中：
检测所述低制冷剂充注包括当所述压缩机的所述转速小于第一压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于可变吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注；并且
所述第一压缩机转速阈值和所述可变吸入压力阈值根据所述环境温度而变化，并且所述可变吸入压力阈值进一步根据所述压缩机的所述转速而成反比地变化。
14.如权利要求13所述的方法，其中：
检测所述低制冷剂充注包括当所述压缩机的所述转速小于所述第一压缩机转速阈值且大于第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于比所述可变吸入压力阈值小的第一固定吸入压力阈值且大于比所述第一固定吸入压力阈值小的第二固定吸入压力阈值时检测到所述低制冷剂充注，并且所述第二压缩机转速阈值根据所述环境温度而变化。
15.如权利要求14所述的方法，其还包括：
当所述压缩机的所述转速小于所述第二压缩机转速阈值并且所述吸入压力小于所述第二固定吸入压力阈值时关闭所述压缩机。
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