CN116923051A - 汽车热管理系统、热管理方法及汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种汽车热管理系统、热管理方法及汽车。汽车热管理系统的压缩机、冷凝器与蒸发器依次连接并形成冷媒循环回路,旁通支路连接于压缩机的进口和出口之间,旁路开关阀设于旁通支路,回路开关阀设于冷媒循环回路;控制器与旁路开关阀和回路开关阀连接,控制器用于控制回路开关阀,使冷媒循环回路连通,且用于根据所述压缩机的出口的排气压力控制所述旁路开关阀的通断,以及用于根据压缩机的进口的吸气压力、蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制旁路开关阀的开度;及根据压缩机的出口的排气过热度,控制回路开关阀的开度。本申请防止冷媒倒灌至蒸发器,保证系统正常运行,且降低能耗。
Description
技术领域
本申请涉及汽车技术领域,尤其涉及一种汽车热管理系统、热管理方法及汽车。
背景技术
随着汽车工业的快速发展和人们对低能耗、高效率、环保的需求,汽车热交换技术也在不断创新和发展。为了能让汽车高效可靠的运行,热管理系统也是极其重要。相关技术中,当环境温度较低时,当冷却器的出口压力大于蒸发器的出口压力时,冷媒会从系统循环过程中倒灌到蒸发器,导致压缩机缺少冷媒,造成系统无法控制或运行不稳定。
发明内容
本申请提供一种能防止冷媒倒灌至蒸发器的汽车热管理系统、热管理方法及汽车。
本申请提供一种汽车热管理系统,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、旁通支路、旁路开关阀、回路开关阀及控制器;其中所述压缩机、所述冷凝器与所述蒸发器依次连接并形成冷媒循环回路,该冷媒循环回路内填充冷媒,所述旁通支路连接于所述压缩机的进口和出口之间,所述旁路开关阀设于所述旁通支路,所述回路开关阀设于所述冷媒循环回路,且位于所述蒸发器的上游和所述冷凝器的下游之间;所述控制器与所述旁路开关阀和所述回路开关阀连接,所述控制器用于控制所述回路开关阀,使所述冷媒循环回路连通,且用于根据所述压缩机的出口的排气压力控制所述旁路开关阀的通断,以及用于根据所述压缩机的进口的吸气压力、所述蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与所述蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制所述旁路开关阀的开度;及用于根据所述压缩机的出口的排气过热度,控制所述回路开关阀的开度。
可选的,所述汽车热管理系统还包括排气口压力传感器,设于所述压缩机的出口,且与所述控制器连接;所述排气口压力传感器用于检测所述压缩机的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号;所述控制器用于在所述排气口压力电信号表示所述压缩机的出口的排气压力达到排气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀打开,使所述压缩机的出口与进口连通。
可选的,所述汽车热管理系统还包括吸气口压力传感器,设于所述压缩机的进口,且与所述控制器连接;所述吸气口压力传感器用于检测所述压缩机的进口的吸气压力并输出吸气口压力电信号;
所述控制器用于在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力大于吸气口压力阈值时,控制所述压缩机的驱动件的转速增加;和/或
所述控制器用于在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力小于吸气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
可选的,所述汽车热管理系统还包括冷媒出口温度传感器和进风口温度传感器,均与所述控制器连接;所述冷媒出口温度传感器设于所述蒸发器的冷媒出口,所述进风口温度传感器设于所述蒸发器的进风口;所述冷媒出口温度传感器用于检测所述蒸发器的冷媒出口的冷媒温度并输出冷媒温度电信号,所述进风口温度传感器用于检测所述蒸发器的进风口的进风温度并输出进风口温度电信号;
所述控制器用于根据所述冷媒温度电信号和所述进风口温度电信号确定所述蒸发器的冷媒出口的所述冷媒温度与所述蒸发器的进风口的所述进风温度的温差,并根据所述温差控制所述旁路开关阀的开度,使所述温差位于温差范围内;
所述控制器用于在所述温差大于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度减小;或
所述控制器用于在所述温差小于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
可选的,所述汽车热管理系统还包括排气口温度传感器,设于所述压缩机的出口,且与所述控制器连接;所述排气口温度传感器用于检测所述压缩机的出口的冷媒温度并输出排气口温度电信号;所述控制器用于根据所述排气口温度电信号和所述排气口压力电信号确定所述压缩机的排气过热度,并根据所述排气过热度控制所述回路开关阀的开度,使所述排气过热度位于排气过热度范围内;
所述控制器用于在所述排气过热度大于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度增大;或
所述控制器用于在所述排气过热度小于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度减小。
可选的,所述控制器用于控制所述回路开关阀的初始开度至少为10.5%;和/或
所述控制器用于控制所述旁路开关阀的初始开度至少为10.5%。
本申请还提供一种汽车热管理系统的热管理方法,应用于如上述实施例中任一项所述的汽车热管理系统,所述热管理方法包括:
控制回路开关阀,使冷媒循环回路连通;
根据压缩机的出口的排气压力控制旁路开关阀的通断;
根据所述压缩机的进口的吸气压力,控制旁路开关阀的开度;
根据蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与所述蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制所述旁路开关阀的开度;及
根据所述压缩机的出口的排气过热度,控制所述回路开关阀的开度。
可选的,所述根据压缩机的出口的排气压力控制旁路开关阀的通断,包括:
检测所述压缩机的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号;
在所述排气口压力电信号表示所述压缩机的出口的排气压力达到排气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀打开,使所述压缩机的出口与进口连通。
可选的,所述根据所述压缩机的进口的吸气压力,控制旁路开关阀,以调节所述旁路开关阀的开度,包括:
检测所述压缩机的进口的吸气压力并输出吸气口压力电信号;
在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力大于吸气口压力阈值时,控制所述压缩机的驱动件,使所述驱动件的转速增加;和/或
在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力小于吸气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
可选的,所述根据蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与所述蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制所述旁路开关阀,以调节所述旁路开关阀的开度,包括:
检测所述蒸发器的冷媒出口的冷媒温度并输出冷媒温度电信号;
检测所述蒸发器的进风口的进风温度并输出进风口温度电信号;
根据所述冷媒温度电信号和所述进风口温度电信号确定所述蒸发器的冷媒出口的所述冷媒温度与所述蒸发器的进风口的所述进风温度的温差,并根据所述温差控制所述旁路开关阀的开度,使所述温度位于温差范围内;其中,
在所述温差大于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度减小;或
在所述温差小于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
可选的,所述根据所述压缩机的出口的排气过热度,控制所述回路开关阀,以调节所述回路开关阀的开度,包括:
检测所述压缩机的出口的冷媒温度并输出排气口温度电信号;
检测所述压缩机的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号;
根据所述排气口温度电信号和所述排气口压力电信号确定所述压缩机的排气过热度,并根据所述排气过热度控制所述回路开关阀的开度,使所述排气过热度位于排气过热度范围内;其中,
在所述排气过热度大于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度增大;或
在所述排气过热度小于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度减小。
可选的,所述热管理方法还包括:
控制所述回路开关阀的初始开度至少为10.5%;和/或
控制所述旁路开关阀的初始开度至少为10.5%。
本申请还提供一种汽车,包括:如上述实施例中任一项所述的汽车热管理系统。
本申请实施例的汽车热管系统、热管理方法及汽车。汽车热管理系统通过设置压缩机、冷凝器与蒸发器依次连接并形成冷媒循环回路,且将旁通支路连接于压缩机的进口和出口之间,设置控制器与旁路开关阀和回路开关阀连接,通过控制器控制回路开关阀,使冷媒循环回路连通,且根据压缩机的出口的排气压力控制旁路开关阀的通断,及根据压缩机的进口的吸气压力及蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制旁路开关阀的开度;及根据压缩机的出口的排气过热度,控制回路开关阀的开度。如此设置,在控制回路开关阀打开时,冷媒循环回路连通,冷媒能从蒸发器回到压缩机;再控制旁路开关阀的通断,及控制旁路开关阀和回路开关阀的开度,防止冷媒倒灌至蒸发器,在保证系统正常运行的基础上,降低能耗。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1所示为本申请的汽车热管理系统的一个状态的原理框图。
图2所示为图1所示的汽车热管理系统的另一个状态的原理框图。
图3所示为图1所示的汽车热管理系统的控制原理框图。
图4所示为本申请的汽车热管理系统的其他一个状态的部分原理框图。
图5所示为图4所示的汽车热管理系统的热管理方法的一个实施例的步骤流程图。
图6所示为图5所示的汽车热管理系统的热管理方法的步骤S2的一个实施例的步骤流程图。
图7所示为图5所示的汽车热管理系统的热管理方法的步骤S3的一个实施例的步骤流程图。
图8所示为图5所示的汽车热管理系统的热管理方法的步骤S4的一个实施例的步骤流程图。
图9所示为图5所示的汽车热管理系统的热管理方法的步骤S5的一个实施例的步骤流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。除非另作定义,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
本申请提供一种汽车热管理系统、热管理方法及汽车。汽车热管理系统,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、旁通支路、旁路开关阀、回路开关阀及控制器;其中压缩机、冷凝器与蒸发器依次连接并形成冷媒循环回路,该冷媒循环回路内填充冷媒,旁通支路连接于压缩机的进口和出口之间,旁路开关阀设于旁通支路,回路开关阀设于冷媒循环回路,且位于蒸发器的上游和冷凝器的下游之间;控制器与旁路开关阀和回路开关阀连接,控制器用于控制回路开关阀,使冷媒循环回路连通,且用于根据压缩机的出口的排气压力控制旁路开关阀的通断,以及用于根据压缩机的进口的吸气压力及蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制旁路开关阀的开度;及用于根据压缩机的出口的排气过热度,控制回路开关阀的开度。
汽车热管理系统通过设置压缩机、冷凝器与蒸发器依次连接并形成冷媒循环回路,且将旁通支路连接于压缩机的进口和出口之间,设置控制器与旁路开关阀和回路开关阀连接,通过控制器控制回路开关阀,使冷媒循环回路连通,且根据压缩机的出口的排气压力控制旁路开关阀的通断,及根据压缩机的进口的吸气压力及蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制旁路开关阀的开度;及根据压缩机的出口的排气过热度,控制回路开关阀的开度。如此设置,在控制回路开关阀打开时,冷媒循环回路连通,冷媒能从蒸发器回到压缩机;再控制旁路开关阀的通断,及控制旁路开关阀和回路开关阀的开度,防止冷媒倒灌至蒸发器,在保证系统正常运行的基础上,降低能耗。
汽车包括汽车热管理系统。汽车包括多个工作模式。工作模式包括空调制热模式、电池加热模式、电池预热模式、空调制冷模式、电池冷却模式、电机冷却模式、除湿模式中的一种或多种组合。汽车热管理系统用于控制上述一个或多种组合的工作模式运行。
图1所示为本申请的汽车热管理系统1的一个状态的原理框图。图2所示为图1所示的汽车热管理系统1的另一个状态的原理框图。如图1所示,汽车热管理系统1包括压缩机101、冷凝器102、冷却器103、电池组件105、加热组件106、暖风芯体107和电机组件108。在图1所示的实施例中,汽车热管理系统1用于实现空调制热模式、电池预热模式、电池加热模式、电机冷却模式。
在图1和图2所示的实施例中,压缩机101、冷凝器102与冷却器103依次连通并形成第一换热回路11,第一换热回路11内填充第一换热介质,第一换热介质为冷媒。冷凝器102、电池组件105连通并形成第二换热回路12,第二换热回路12内填充第二换热介质,第二换热介质为冷却水。冷凝器102用于对第一换热介质与第二换热介质进行热交换,并通过加热组件106加热第二换热介质,使第二换热介质给电池组件105加热。在本实施例中,冷凝器102可以是水冷冷凝器。压缩机101压缩第一换热介质(冷媒)后输出高温高压气体,经过冷凝器102,冷凝器102冷凝散热,输出的是高温高压的制冷液体。此时,第一换热介质(冷媒)的热量被第二换热介质(冷却水)带走,使第二换热介质(冷却水)的温度升高,第二换热介质(冷却水)在第二换热回路12内循环以加热电池组件105,如此实现电池加热功能。
在图1和图2所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括预热控制阀109和预热支路110。预热控制阀109设于第二换热回路12,预热控制阀109可以控制第二换热回路12的通断。预热支路110与电池组件105连接。在本实施例中,电池组件105包括多个电芯(未图示)。多个电芯之间可能会出现温度不均匀的情况,在多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制预热控制阀109,使电池组件105与第二换热回路12切断,且控制预热支路110,使电池组件105与预热支路110连通并形成电池预热回路13(如图2所示),多个电芯通过该电池预热回路13进行预热,如此实现电池预热功能。在本实施例中,多个电芯之间的温差不能超过8°~10°。该温差阈值可以是8°或9°或10°,在本申请中不作限定。
汽车热管理系统1通过设置预热控制阀109和预热支路110,将预热控制阀109设于第二换热回路12,预热支路110与电池组件105连接,在电池组件105的多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制预热控制阀109,使电池组件105与第二换热回路12切断,且控制预热支路110,使电池组件105与预热支路110连通并形成电池预热回路13,多个电芯通过该电池预热回路13进行预热。如此设置,使电池组件105的多个电芯中的温度均匀,延长电池组件105的使用寿命,提高电池组件105的电池容量和输出功率,减少电池故障风险,延长整车使用寿命和提高整车性能和续航里程,减少整车故障风险,从而降低维护成本。
图3所示为图1所示的汽车热管理系统1的控制原理框图。结合图1至图3所示,预热控制阀109可以是电子预热控制阀。汽车热管理系统1还包括控制器121,与预热控制阀109连接。在图1和图2所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括第一电池温度传感器111、第二电池温度传感器112,控制器121分别与第一电池温度传感器111与第二电池温度传感器112连接,第一电池温度传感器111和第二电池温度传感器112分别位于电池组件105的上游和下游。第一电池温度传感器111用于检测进入电池组件105的第二换热介质(冷却水)的温度并输出第一电池信号。第二电池温度传感器112用于检测从电池组件105流出的第二换热介质(冷却水)的温度并输出第二电池信号。控制器121用于根据第一电池信号和第二电池信号确定多个电芯之间的温差,并在多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制预热控制阀109和预热支路110。在此过程中,控制器121根据第一电池信号和第二电池信号确定多个电芯中位于首尾两端的电芯的温差,并根据该多个电芯中位于首尾两端的电芯的温差超过8°或9°或10°时,控制预热控制阀109,使电池组件105与第二换热回路12切断,且控制预热支路110,使电池组件105与预热支路110连通并形成电池预热回路13,多个电芯通过该电池预热回路13进行预热,使电池组件105的多个电芯之间的温度均匀,如此延长电池组件105的使用寿命,提高电池组件105的电池容量和输出功率,减少电池故障风险。
在图1和图2所示的实施例中,暖风芯体107设于第二换热回路12,且位于汽车的客舱2。将暖风芯体107设于第二换热回路12,可利用温度升高后的第二换热介质(冷却水)对暖风芯体107加热,且将暖风芯体107布置于汽车的客舱2,如果客舱需要采暖时,可以利用暖风芯体107给客舱2加热,如此实现空调制热功能。
在图1至图3所示的实施例中,预热控制阀109包括第一控制端1091、第二控制端1092及第三控制端1093,第一控制端1091与冷凝器102连接,第二控制端1092与暖风芯体107连接,第三控制端1093与电池组件105连接。在一些实施例中,在多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制器121控制第三控制端1093关闭,且控制预热支路110与多个电芯连通并形成电池预热回路13。在一些实施例中,控制器121控制第二控制端1092关闭,控制暖风芯体107停止加热。
在图1至图3所示的实施例中,预热支路110包括预热管路113与设于预热管路113的预热开关阀114,预热开关阀114可以是电子开关阀,与控制器121连接。在多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制器121控制第三控制端1093关闭,且控制预热开关阀114打开,使电池组件105的多个电芯与预热支路110连通并形成电池预热回路13(如图2所示)。通过预热控制阀109与预热开关阀114的配合使用,可使电池组件105的多个电芯与预热支路110形成电池预热回路13,以保证电池组件105的多个电芯之间的温度均匀,延长其使用寿命,提高其电池容量和输出功率,减少电池故障风险。
在一些实施例中,预热控制阀109包括三通阀。在一些实施例中,预热开关阀114包括单向阀。通过三通阀与单向阀的配合使用,可使电池组件105的多个电芯与预热支路110形成电池预热回路13,结构简单,便于操作。
在图1和图2所示的实施例中,加热组件106设于第二换热回路12,加热组件106用于加热第二换热回路12内的第二换热介质。通过设置加热组件106,使第二换热回路12内的第二换热介质温度更高,一方面起到加热暖风芯体107的作用,可以提高客舱2的温度,另一方面起到加热电池组件105的作用。
在图1和图2所示的实施例中,冷却器103与电机组件108连通并形成第三换热回路14。第三换热回路14内填充第三换热介质,第三换热介质为冷却水。冷却器103用于对第一换热介质与第三换热介质进行热交换,使第三换热介质给电机组件108降温。在本实施例中,冷却器103可以是水冷冷却器。
压缩机101压缩第一换热介质(冷媒)后输出高温高压气体,经过冷凝器102,冷凝器102冷凝散热,输出的是高温高压的制冷液体。然后经过冷却器103,冷却器103可以作为蒸发器,吸热降温,输出低温低压的液体。在汽车运行的过程中,电机组件108一直处于工作状态,电机组件108会产生大量的热量。冷却器103输出的第一换热介质(低温低压的制冷液体)与第三换热介质(冷却水)进行热交换,第三换热介质(冷却水)温度降低可以给电机组件108进行降温,如此实现电机冷却功能,延长电机组件108的使用寿命,降低电机组件108的故障风险。
如此设置,通过设置第一换热回路11、第二换热回路12及第三换热回路14,不仅可以给客舱2的暖风芯体107进行加热,还可以给电池组件105进行预热,还可以在电池组件105的多个电芯的温差不超过温差阈值时,保持给电池组件105加热,还可以给电机组件108进行降温,延长整车使用寿命和提高整车性能和续航里程,减少整车故障风险,从而降低维护成本。
在图1和图2所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括第一动力组件115,第一动力组件115设于第二换热回路12,且位于冷凝器102的上游。在本实施例中,第一动力组件115可以是暖风水泵。第一动力组件115可以提供驱动力,使第二换热介质(冷却水)在第二换热回路12内进行循环流动,使第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)温度均匀。
在图1和图2所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括第二动力组件116,第二动力组件116设于第二换热回路12,且位于电池组件105的上游。在本实施例中,第二动力组件116可以是电池水泵。第二动力组件116可以提供驱动力,一方面可以使第二换热介质(冷却水)在第二换热回路12内进行循环流动,使第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)温度均匀,另一方面可以使电池预热回路13内的第二换热介质(冷却水)温度均匀,从而使电池组件105的多个电芯之间的温度均匀。
在图1和图2所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括第三动力组件117。第三动力组件117设于第三换热回路14。在本实施例中,第三动力组件117可以是电机水泵。第三动力组件117可以提供驱动力,使第三换热介质(冷却水)在第三换热回路14内进行循环流动,使第三换热回路14内的第三换热介质(冷却水)温度均匀。
在图1所示的实施例中,当电池组件105的多个电芯之间的温差不超过温差阈值时,预热支路110断开,控制预热控制阀109的第一控制端1091、第二控制端1092及第三控制端1093均导通。此时,电池组件105与冷凝器102连通,通过第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)加热。暖风芯体107也与冷凝器102连通,通过第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)加热。
图2所示的实施例中,当电池组件105的多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制预热开关阀114导通,控制预热控制阀109的第三控制端1093断开。此时,电池组件105与预热支路110连通,且与预热支路110形成电池预热回路13。电池组件105的多个电芯通过电池预热回路13进行预热,如此实现电池预热功能。同时,暖风芯体107与冷凝器102连通,通过第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)加热。
在图1至图3所示的实施例中,在汽车热管理系统1刚启动后,控制预热控制阀109的第一控制端1091、第二控制端1092及第三控制端1093均导通,且控制预热开关阀114断开,此时电池组件105通过第二换热回路12开始加热。加热预设时段后,且在检测到电池组件105的多个电芯之间的温差超过温差阈值时,控制预热开关阀114导通,且控制预热控制阀109的第三控制端1093断开。此时,电池组件105与预热支路110连通,且与预热支路110形成电池预热回路13。电池组件105的多个电芯通过电池预热回路13进行预热。同时,暖风芯体107与冷凝器102连通,且通过第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)加热。电池组件105在经过一段时间预热后,当电池组件105的多个电芯之间的温差均匀且不超过温差阈值时,控制预热开关阀114断开,且控制预热控制阀109的第三控制端1093导通。此时,电池组件105再次与冷凝器102连通,且通过第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)加热。同时暖风芯体107也与冷凝器102连通,且通过第二换热回路12内的第二换热介质(冷却水)加热。如此可保证电池组件105的多个电芯中的温度均匀,延长电池组件105的使用寿命,提高电池组件105的电池容量和输出功率,减少电池故障风险,延长整车使用寿命和提高整车性能和续航里程,减少整车故障风险,降低维护成本。
在图1和图2所示的实施例中,压缩机101包括压缩机进口1011和压缩机出口1012。汽车热管理系统1还包括旁通支路118,旁通支路118连接于压缩机101的进口与出口之间。旁通支路118连接于压缩机进口1011与压缩机出口1012之间。当外界温度达到低温阈值时,使旁通支路118连通压缩机进口1011与压缩机出口1012,以启动压缩机101。当外界温度较低时,冷媒往往处于液态或过冷状态下,其流动性和气化能力都会变差,降低了压缩机101启动的效率。因此,通过在压缩机101的进口1011与出口1012之间设置旁通支路118,使压缩机出口1012的高温高压气体通过该旁通支路118引到压缩机进口1011,可有效帮助压缩机101在低温环境下启动,以在极低温下快速提升压缩机101的转速,为汽车热管理系统1提供更大的热量。可以确保压缩机101能够在-35℃极低温下启动,且性能能够达到8-10KW能量。本实施例还可以在冷凝器102后加干燥瓶的形式,以实现汽车热管理系统1在旁通支路118过热度控制,可有效地降低压缩机101的液击风险。
在图1至图3所示的实施例中,旁通支路118包括旁通管路119和设于旁通管路119的旁路开关阀120。旁通管路119连接于压缩机101的进口与出口之间。旁通管路119连接于压缩机进口1011与压缩机出口1012之间。旁路开关阀120用于控制旁通管路119的通断,以控制压缩机进口1011与压缩机出口1012的通断。在本实施例中,旁路开关阀120包括电子开关阀。控制器121包括第一控制端口1211,第一控制端口1211与旁路开关阀120连接,且通过第一控制端口1211控制旁路开关阀120。在外界温度达到低温阈值时,控制器121通过第一控制端口1211控制旁路开关阀120打开,使旁通管路119与压缩机进口1011与压缩机出口1012连通。如此使压缩机出口1012的高温高压气体通过该旁通支路118引到压缩机进口1011,可有效帮助压缩机101在低温环境下启动,以在极低温下快速提升压缩机101的转速,为汽车热管理系统1提供更大的热量。
在图1至图3所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括外界温度传感器122(如图3所示),设于汽车外部。外界温度传感器122用于检测外界温度并输出外界温度电信号。控制器121包括第一检测端口1212,第一检测端口1212与外界温度传感器122连接。控制器121通过第一检测端口1212检测外界温度电信号,并根据该外界温度电信号控制旁路开关阀120的通断。如此可根据外界温度,确定是否控制旁路开关阀120导通,控制方式简单。
在一些实施例中,控制器121通过第一检测端口1212检测到该外界温度电信号表示外界温度低于温度阈值时,通过第一控制端口1211控制旁路开关阀120打开,使旁通管路119连通压缩机进口1011与压缩机出口1012。在本实施例中,温度阈值可以是-10°或-15°或-20°或-25°或-30°或-35°,在本申请中不作限定。例如,当控制器121检测到的外界温度低于-10°时,此时表示压缩机101可能会出现启动慢或启动不了的问题,因此将控制旁路开关阀120打开,使旁通管路119与压缩机进口1011与压缩机出口1012连通。在一些实施例中,控制器121通过第一检测端口1212检测到在该外界温度电信号表示外界温度高于温度阈值时,此时表示压缩机101可以正常启动起来,因此控制器121通过第一控制端口1211控制旁路开关阀120关闭,使压缩机进口1011与压缩机出口1012断开。如此设置,根据外界温度在确定压缩机101可能会出现启动慢或启动不了的问题时,控制旁路开关阀120有效帮助压缩机101在-10°以下的低温环境下快速启动,保证压缩机101的工作状态的良好和正常,提高压缩机101的启动效率和使用寿命。
本实施例中,在旁通支路118开启的同时,可以利用冷却器103从环境吸热或电器废热利用,从而提高旁通支路118时的制热效率,实现控制旁通支路118导通时,COP(Coefficient of Performance,热泵性能系数)>1,COP表示压缩机101输出的热量与输入的电能的比值,COP越高,压缩机101的效率就越高。如果压缩机101能提供更大的热量时,能提供给第一换热介质(冷媒)更多的热量,使冷凝器102进行热交换的第二换热介质(冷却水)的温度升高,能保证第二换热回路12的第二换热介质(冷却水)的温度较高,可以取消或不设置加热组件106,降低成本。
汽车热管理系统1还包括蒸发器123和换热开关阀130。在图1至图2所示的实施例中,通过将压缩机101、冷凝器102与冷却器103依次连接并形成第一换热回路11进行换热。换热开关阀130设于第一换热回路11,位于冷却器103的上游和冷凝器102的下游。控制换热开关阀130打开,使第一换热回路11连通。在此循环中,蒸发器123不需要工作。上述压缩机101的进口1011与冷却器103连通,与蒸发器123未连通。当外界温度较低时,冷媒往往处于液态或过冷状态下,为提高压缩机101的启动速度,将设置旁通支路118,以连通压缩机进口1011与压缩机出口1012。当冷却器103出口压力大于蒸发器123的出口压力时,冷媒会从系统循环过程中倒灌到蒸发器123,导致压缩机101缺少冷媒,造成系统无法控制。
因此,本申请还提供一种能防止冷媒倒灌至蒸发器123的汽车热管理系统1。图4所示为本申请的汽车热管理系统1的其他一个状态的部分原理框图。结合图3至图4所示,压缩机101、冷凝器102与蒸发器123依次连接并形成冷媒循环回路15,该冷媒循环回路15内填充冷媒。旁通支路118连接于压缩机101的进口1011和出口1012之间。旁路开关阀120设于旁通支路118。回路开关阀124设于冷媒循环回路15,且位于蒸发器123的上游和冷凝器102的下游之间。控制器121与旁路开关阀120和回路开关阀124连接。控制器121用于控制回路开关阀124,使冷媒循环回路15连通。此时,控制器121控制换热开关阀130关闭,使冷却器103停止工作。控制器121还用于根据压缩机101的进口1011的吸气压力及蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差,控制旁路开关阀120的开度。控制器121用于根据压缩机101的出口1012的排气过热度,控制回路开关阀124的开度。
如此设置,在控制回路开关阀124打开时,冷媒循环回路15连通,冷媒能从蒸发器123回到压缩机101。再控制旁路开关阀120的通断,及控制旁路开关阀120和回路开关阀124的开度,防止冷媒倒灌至蒸发器123,在保证系统正常运行的基础上,降低能耗。
在图4所示的实施例中,为保证冷媒循环回路15连通,控制器121控制回路开关阀124的初始开度至少为10.5%,以此使冷媒循环回路15内的冷媒循环流动,保证系统正常运行。
在图3和图4所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括排气口压力传感器129,设于压缩机101的出口,且与控制器121连接。排气口压力传感器129用于检测压缩机101的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号。该排气口压力电信号表示压缩机101的出口的冷媒压力值。控制器121用于在排气口压力电信号表示压缩机101的出口的排气压力达到排气口压力阈值时,控制旁路开关阀120打开,使压缩机101的出口1012与进口1011连通。为保证冷媒循环回路15连通,控制器121控制旁路开关阀120的初始开度至少为10.5%,以此使冷媒循环回路15内的冷媒循环流动,保证系统正常运行。
在一些实施例中,排气口压力阈值可以是500KPa,不仅限于此。在本实施例中,控制器121在排气口压力电信号表示压缩机101的出口的冷媒压力达到500KPa时,表示压缩机101的出口的冷媒压力达到了很高,如果超过该500KPa可能会导致压缩机101的各个部件受到损坏,因此控制旁路开关阀120打开,使压缩机101的出口1012与进口1011连通,使压缩机101的出口的冷媒压力降低,旁路开关阀120起到泄压的作用。同时,控制旁路开关阀120打开,使压缩机101的出口的高温的冷媒气体通过旁通管路119传输至压缩机101的进口,以提高压缩机101的进口的冷媒的温度。在提高冷媒温度的基础上,也有利于压缩机101的快速启动,从而保证冷媒循环回路15能够正常运行。
在图3和图4所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括吸气口压力传感器125,设于压缩机101的进口1011,且与控制器121连接。吸气口压力传感器125用于检测压缩机101的进口1011的吸气压力并输出吸气口压力电信号。吸气口压力电信号用于表示压缩机101的进口1011的吸气压力值。在一些实施例中,控制器121可以根据吸气口压力电信号表征的吸气压力值,控制旁路开关阀120的开度。在一些实施例中,控制器121可以根据吸气口压力电信号表征的吸气压力值,控制压缩机101的驱动件的转速。如此设置,使压缩机101的进口的吸气压力值位于一定的吸气压力范围,该吸气压力范围可以是105KPa~110KPa。在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
在一些实施例中,控制器121还用于在吸气口压力电信号表示压缩机101的进口1011的吸气压力大于吸气口压力阈值时,控制压缩机101的驱动件,使驱动件的转速增加。在本实施例中,吸气口压力阈值不得大于110Kpa。在表示压缩机101的进口1011的吸气压力大于110KPa时,表示压缩机101的进口1011的吸气压力值较高,如果再高,可能会使压缩机101超负荷运行,安全隐患多,因此提升压缩机101的驱动件的转速,如此降低压缩机101的进口1011的吸气压力,使压缩机101的进口1011的吸气压力位于吸气压力范围内,在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
在一些实施例中,控制器121用于在吸气口压力电信号表示压缩机101的进口1011的吸气压力小于吸气口压力阈值时,控制旁路开关阀120的开度增大。在本实施例中,吸气口压力阈值不得小于105Kpa。在表示压缩机101的进口1011的吸气压力值小于105KPa时,表示压缩机101的进口1011的吸气压力值较低,将旁路开关阀120的开度调大,使压缩机出口1012的高温高压气体更多的经过旁通支路118引到压缩机进口1011,一方面使压缩机101的进口1011的吸气压力位于吸气压力范围内,保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗,另一方面也能有效提高冷媒循环回路15内的冷媒的流量,提供更多的热量。
在上述方案中,通过检测压缩机101的进口的吸气压力值,判断吸气压力值是否位于吸气压力范围内,根据判断结果通过控制压缩机101的驱动件的转速和调节旁路开关阀120的开度,使压缩机101的进口的吸气压力值位于一定的吸气压力范围,在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
在图3和图4所示的实施例中,汽车热管理系统1还包括冷媒出口温度传感器126和进风口温度传感器127,均与控制器121连接。冷媒出口温度传感器126设于蒸发器123的冷媒出口,进风口温度传感器127设于蒸发器123的进风口。冷媒出口温度传感器126用于检测蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度并输出冷媒温度电信号。该冷媒温度电信号表示蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度值。进风口温度传感器127用于检测蒸发器123的进风口的进风温度并输出进风口温度电信号。该进风口温度电信号表示蒸发器123的进风口的进风温度值。控制器121用于根据冷媒温度电信号和进风口温度电信号确定蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差,并根据该温差控制旁路开关阀120的开度,使该温差位于温差范围内。为保证整个系统的稳定运行,确保在压缩机101的进口的吸气压力位于吸气压力范围的基础上,还确保冷媒循环回路15内的冷媒温度不宜过高也不宜过低。因此,通过蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差确定控制旁路开关阀120,使冷媒循环回路15内的冷媒温度合适,保证系统稳定运行。
在本实施例中,该温差通过蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度减去蒸发器123的进风口的进风温度得到。本实施例中,该温差范围可以是-2℃~3℃,但不仅限于此。通过控制旁路开关阀120的开度,确保该温度位于温差范围内。如此设置,保证蒸发器123不结冰或结霜,也能够使冷媒循环回路15内的冷媒温度合适,能耗较低。
在一些实施例中,控制器121用于在该温差大于温差阈值时,控制旁路开关阀120的开度减小,直至该温差位于温差阈值范围内。在一些实施例中,该温差阈值的范围可以是-2℃~3℃。在本实施例中,在该温差大于3℃时,说明蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度高于蒸发器123的进风口的进风温度,且高于3℃,表示蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差较大。如果不控制旁路开关阀120的开度,压缩机101所需的能耗较大。如果控制旁路开关阀120的开度减小,可减少压缩机101的出口1012的高温高压气体的流向压缩机101的进口1011流量,如此降低压缩机101的能耗。
在一些实施例中,控制器121用于在该温差小于温差阈值时,控制旁路开关阀120的开度增大,直至该温差位于温差阈值范围内。在本实施例中,在该温差小于-2℃时,说明蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度低于蒸发器123的进风口的进风温度,且低于2℃,此时冷媒循环回路15内的冷媒温度较低。如果不控制旁路开关阀120的开度,冷媒循环回路15内的冷媒温度无法提高,蒸发器123可能会出现结冰或结霜情况。要想冷媒循环回路15内的冷媒温度提高,控制旁路开关阀120的开度增大,提高吸气压力,进而可增加压缩机101的出口1012的高温高压气体的流量,从而使冷媒循环回路15内的冷媒的升温。如此设置,避免因蒸发器123的冷媒出口温度和进风口温度的温差过大,而导致蒸发器123结冰或结霜的情况发生,保证整个系统稳定运行。
在一些实施例中,汽车热管理系统1还包括排气口温度传感器128,设于压缩机101的出口1012,且与控制器121连接。在本实施例中,排气口温度传感器128和排气口压力传感器129集成为一体结构。排气口温度传感器128用于检测压缩机101的出口1012的冷媒温度并输出排气口温度电信号。该排气口温度电信号表示压缩机101的出口1012的冷媒温度值。控制器121用于根据排气口温度电信号和排气口压力电信号确定压缩机101的排气过热度,并根据该排气过热度控制回路开关阀124的开度,使该排气过热度位于排气过热度范围内。排气过热度表示压缩机101的出口的当前的实际温度比实际压力所对应的饱和温度高出的温度。在本实施例中,通过压缩机101的出口1012的冷媒温度值和冷媒压力值确定排气过热度,根据该排气过热度控制回路开关阀124的开度,使该排气过热度位于排气过热度范围内,保证压缩机101的安全运行。
在一些实施例中,控制器121用于在该排气过热度大于排气过热度阈值时,控制回路开关阀124的开度增大。在本实施例中,过热度阈值至少可以为15℃。在该排气过热度大于15℃时,表示此时压缩机101的出口的排气过热度较高,调节回路开关阀124开度增大,可降低冷媒循环回路15内的冷媒温度,从而降低压缩机101的排气过热度,使该排气过热度位于排气过热度阈值范围内,保证压缩机101的安全运行。
在一些实施例中,控制器121用于在该排气过热度小于排气过热度阈值时,控制回路开关阀124的开度减小。并同时检测排气过热度的变化,当其位于排气过热度阈值范围内,不再调节回路开关阀124的开度。在本实施例中,在该排气过热度小于15℃时,表示此时压缩机101的出口的排气过热度过低,控制回路开关阀124的开度减小,且同时检测排气过热度的变化,直至该排气过热度位于排气过热度阈值范围内,不再调节,可提高冷媒循环回路15内的冷媒温度,从而提升压缩机101的排气过热度,使该排气过热度位于排气过热度阈值范围内,保证压缩机101的安全运行。
本实施例的汽车热管理系统1中,调节旁路开关阀120的开度,前半段是受压缩机101的进口1011的吸气压力值来调节。待压缩机101的进口1011的吸气压力值稳定后,后半段通过蒸发器123的冷媒出口温度和进风口温度的温差来调节。在调节的过程中,也需要同时检测蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度。如此设置,压缩机101的吸气口压力值与蒸发器123的冷媒出口温度和进风口温度的温差相互关联,共同来调节旁路开关阀120的开度。以及结合根据压缩机101的出口的排气过热度来控制回路开关阀124的开度,如此来防止冷媒倒灌至蒸发器123,在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
图5所示为图4所示的汽车热管理系统1的热管理方法的一个实施例的步骤流程图。如图5所示,热管理方法包括步骤S1至步骤S5。其中,
步骤S1、控制回路开关阀124,使冷媒循环回路15连通。
步骤S2、根据压缩机101的出口1012的排气压力,控制旁路开关阀120的通断。
步骤S3、根据压缩机101的进口1011的吸气压力,控制旁路开关阀120的开度。
步骤S4、根据蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差,控制旁路开关阀120的开度。
步骤S5、根据压缩机101的出口1012的排气过热度,控制回路开关阀124的开度。
在本实施例的热管理方法中,控制回路开关阀124打开,冷媒循环回路15连通,冷媒能从蒸发器123回到压缩机101。再控制旁路开关阀120的通断,及控制旁路开关阀120和回路开关阀124的开度,防止冷媒倒灌至蒸发器123,在保证系统正常运行的基础上,降低能耗。
图6所示为图5所示的汽车热管理系统1的热管理方法的步骤S2的一个实施例的步骤流程图。结合图4至图6所示,步骤S2包括步骤S21至步骤S22。
步骤S21、检测压缩机101的出口1012的冷媒压力并输出排气口压力电信号。该排气口压力电信号表示压缩机101的出口的冷媒压力值。
步骤S22、在排气口压力电信号表示压缩机101的出口1012的排气压力达到排气口压力阈值时,控制旁路开关阀120打开,使压缩机101的出口1012与进口1011连通。
步骤S23、在排气口压力电信号表示压缩机101的出口1012的排气压力未达到排气口压力阈值时,保持旁路开关阀120关闭。
在执行步骤S21之后,判断该排气口压力电信号表示的压缩机101的出口的冷媒压力值是否达到排气口压力阈值,之后分别执行步骤S22和步骤S23。为保证整个冷媒循环回路15稳定运行,控制旁路开关阀120的初始开度至少为10.5%,以此使冷媒循环回路15内的冷媒循环流动,保证系统正常运行。
在一些实施例中,排气口压力阈值可以是500KPa,不仅限于此。在本实施例中,控制器121在排气口压力电信号表示压缩机101的出口的冷媒压力达到500KPa时,表示压缩机101的出口的冷媒压力达到了很高,如果超过该500KPa可能会导致压缩机101的各个部件受到损坏,因此控制旁路开关阀120打开,使压缩机101的出口1012与进口1011连通,使压缩机101的出口的冷媒压力降低,旁路开关阀120起到泄压的作用。同时,控制旁路开关阀120打开,使压缩机101的出口的高温的冷媒气体通过旁通管路119传输至压缩机101的进口,以提高压缩机101的进口的冷媒的温度。在提高冷媒温度的基础上,也有利于压缩机101的快速启动,从而保证冷媒循环回路15能够正常运行。
图7所示为图5所示的汽车热管理系统1的热管理方法的步骤S3的一个实施例的步骤流程图。结合图4至图7所示,步骤S3包括步骤S31至步骤S32。
步骤S31、检测压缩机101的进口1011的吸气压力并输出吸气口压力电信号。该吸气口压力电信号表示压缩机101的进口1011的吸气压力值。
步骤S32、根据吸气口压力电信号,在吸气口压力电信号表示压缩机101的进口1011的吸气压力大于吸气口压力阈值时,控制压缩机101的驱动件,使驱动件的转速增加。在本实施例中,吸气口压力阈值不得大于110Kpa。在表示压缩机101的进口1011的吸气压力大于110KPa时,表示压缩机101的进口1011的吸气压力值较高,如果再高,可能会使压缩机101超负荷运行,安全隐患多,因此提升压缩机101的驱动件的转速,如此降低压缩机101的进口1011的吸气压力,使压缩机101的进口1011的吸气压力位于吸气压力范围内,在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
步骤S33、根据吸气口压力电信号,在吸气口压力电信号表示压缩机101的进口1011的吸气压力小于吸气口压力阈值时,控制旁路开关阀120的开度增大。在本实施例中,吸气口压力阈值不得小于105Kpa。在表示压缩机101的进口1011的吸气压力值小于105KPa时,表示压缩机101的进口1011的吸气压力值较低,将旁路开关阀120的开度调大,使压缩机出口1012的高温高压气体更多的经过旁通支路118引到压缩机进口1011,一方面使压缩机101的进口1011的吸气压力位于吸气压力范围内,保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗,另一方面也能有效提高冷媒循环回路15内的冷媒的流量,提供更多的热量。
在执行步骤S31之后,判断该吸气口压力电信号表示的压缩机101的进口1011的吸气压力值是否大于吸气口压力阈值,之后分别执行步骤S32和步骤S33。
如此设置,通过检测压缩机101的进口的吸气压力值,判断吸气压力值是否位于吸气压力范围内,根据判断结果通过控制压缩机101的驱动件的转速和调节旁路开关阀120的开度,使压缩机101的进口的吸气压力值位于一定的吸气压力范围,在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
图8所示为图5所示的汽车热管理系统1的热管理方法的步骤S4的一个实施例的步骤流程图。结合图4至图8所示,步骤S4包括步骤S41至步骤S43。
步骤S41、检测蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度并输出冷媒温度电信号。该冷媒温度电信号表示蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度值。
步骤S42、检测蒸发器123的进风口的进风温度并输出进风口温度电信号。该进风口温度电信号表示蒸发器123的进风口的进风温度值。
步骤S43、根据冷媒温度电信号和进风口温度电信号确定蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差,并根据所述温差控制旁路开关阀120的开度,使该温差位于温差范围内。
如此设置,为保证整个系统的稳定运行,确保在压缩机101的进口的吸气压力位于吸气压力范围的基础上,还确保冷媒循环回路15内的冷媒温度不宜过高也不宜过低。因此,通过蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差确定控制旁路开关阀120,使冷媒循环回路15内的冷媒温度合适,保证系统稳定运行。
在本实施例中,该温差通过蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度减去蒸发器123的进风口的进风温度得到。本实施例中,该温差范围可以是-2℃~3℃,但不仅限于此。通过控制旁路开关阀120的开度,确保该温度位于温差范围内。如此设置,保证蒸发器123不结冰或结霜,也能够使冷媒循环回路15内的冷媒温度合适,能耗较低。
在图8所示的实施例中,步骤S43包括步骤S431至步骤S432。在执行步骤S43之后,判断该温差是否大于温差阈值,之后分别执行步骤S431和步骤S432。
步骤S431、在该温差大于温差阈值时,控制旁路开关阀120的开度减小,直至该温差位于温差阈值范围内。在一些实施例中,该温差阈值的范围可以是-2℃~3℃。在本实施例中,在该温差大于3℃时,说明蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度高于蒸发器123的进风口的进风温度,且高于3℃,表示蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度与蒸发器123的进风口的进风温度的温差较大。如果不控制旁路开关阀120的开度,压缩机101所需的能耗较大。如果控制旁路开关阀120的开度减小,可减少压缩机出口1012的高温高压气体流向压缩机101的进口1011的流量,如此降低压缩机101的能耗。
步骤S432、在该温差小于温差阈值时,控制旁路开关阀120的开度增大,直至该温差位于温差阈值范围内。在本实施例中,在该温差小于-2℃时,说明蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度低于蒸发器123的进风口的进风温度,且低于2℃,此时冷媒循环回路15内的冷媒温度较低。如果不控制旁路开关阀120的开度,冷媒循环回路15内的冷媒温度无法提高,蒸发器123可能会出现结冰或结霜情况。要想冷媒循环回路15内的冷媒温度提高,控制旁路开关阀120的开度增大,提高吸气压力,进而可增加压缩机101的出口1012的高温高压气体的流量,从而使冷媒循环回路15内的冷媒的升温。如此设置,避免因蒸发器123的冷媒出口温度和进风口温度的温差过大,而导致蒸发器123结冰或结霜的情况发生,保证整个系统稳定运行。
图9所示为图5所示的汽车热管理系统1的热管理方法的步骤S5的一个实施例的步骤流程图。结合图4至图9所示,步骤S5包括步骤S51至步骤S53。
步骤S51、检测压缩机101的出口1012的冷媒温度并输出排气口温度电信号。所述排气口温度电信号表示压缩机101的出口1012的冷媒温度值。
步骤S52、检测压缩机101的出口1012的冷媒压力并输出排气口压力电信号。所述排气口压力电信号表示压缩机101的出口1012的冷媒压力值。
步骤S53、根据排气口温度电信号和排气口压力电信号确定压缩机101的排气过热度,并根据所述排气过热度控制回路开关阀124的开度,使该排气过热度位于排气过热度范围内。排气过热度表示压缩机101的出口的当前的实际温度比实际压力所对应的饱和温度高出的温度。在本实施例中,通过压缩机101的出口1012的冷媒温度值和冷媒压力值确定排气过热度,根据该排气过热度控制回路开关阀124的开度,使该排气过热度位于排气过热度范围内,保证压缩机101的安全运行。
在图9所示的实施例中,步骤S53包括步骤S531至步骤S532。在执行步骤S53之后,判断该排气过热度是否大于排气过热度阈值,之后分别执行步骤S531和步骤S532。
步骤S531、在所述排气过热度大于排气过热度阈值时,控制回路开关阀124的开度增大。并同时检测排气过热度的变化,当其位于排气过热度阈值范围内,不再调节回路开关阀124的开度。在本实施例中,过热度阈值至少可以为15℃。在该排气过热度大于15℃时,表示此时压缩机101的出口的排气过热度较高,调节回路开关阀124开度增大,可降低冷媒循环回路15内的冷媒温度,从而降低压缩机101的排气过热度,使该排气过热度位于排气过热度阈值范围内,保证压缩机101的安全运行。
步骤S532、在该排气过热度小于排气过热度阈值时,控制回路开关阀124的开度减小。并同时检测排气过热度的变化,当其位于排气过热度阈值范围内,不再调节回路开关阀124的开度。在本实施例中,在该排气过热度小于15℃时,表示此时压缩机101的出口的排气过热度过低,控制回路开关阀124的开度减小,且同时检测排气过热度的变化,直至该排气过热度位于排气过热度阈值范围内,不再调节,可提高冷媒循环回路15内的冷媒温度,从而提升压缩机101的排气过热度,使该排气过热度位于排气过热度阈值范围内,保证压缩机101的安全运行。
本实施例的热管理方法中,调节旁路开关阀120的开度,前半段是受压缩机101的进口1011的吸气压力值来调节。待压缩机101的进口1011的吸气压力值稳定后,后半段通过蒸发器123的冷媒出口温度和进风口温度的温差来调节。在调节的过程中,也需要同时检测蒸发器123的冷媒出口的冷媒温度。如此设置,压缩机101的吸气口压力值与蒸发器123的冷媒出口温度和进风口温度的温差相互关联,共同来调节旁路开关阀120的开度。以及结合根据压缩机101的出口的排气过热度来控制回路开关阀124的开度。如此来防止冷媒倒灌至蒸发器123,在保证整个系统稳定运行的基础上,降低负载压力和能耗。
本申请还提供一种汽车,包括:如上述实施例中任一项的汽车热管理系统1。汽车通过设置上述图1至图4实施例所示的汽车热管理系统1,及采用图5至图9实施例所示的热管理方法,系统稳定运行,安全性更好。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (13)
1.一种汽车热管理系统,其特征在于,包括压缩机、冷凝器、蒸发器、旁通支路、旁路开关阀、回路开关阀及控制器;其中所述压缩机、所述冷凝器与所述蒸发器依次连接并形成冷媒循环回路,该冷媒循环回路内填充冷媒,所述旁通支路连接于所述压缩机的进口和出口之间,所述旁路开关阀设于所述旁通支路,所述回路开关阀设于所述冷媒循环回路,且位于所述蒸发器的上游和所述冷凝器的下游之间;所述控制器与所述旁路开关阀和所述回路开关阀连接,所述控制器用于控制所述回路开关阀,使所述冷媒循环回路连通,且用于根据所述压缩机的出口的排气压力控制所述旁路开关阀的通断,以及用于根据所述压缩机的进口的吸气压力、所述蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与所述蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制所述旁路开关阀的开度;及用于根据所述压缩机的出口的排气过热度,控制所述回路开关阀的开度。
2.根据权利要求1所述的汽车热管理系统,其特征在于,所述汽车热管理系统还包括排气口压力传感器,设于所述压缩机的出口,且与所述控制器连接;所述排气口压力传感器用于检测所述压缩机的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号;所述控制器用于在所述排气口压力电信号表示所述压缩机的出口的排气压力达到排气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀打开,使所述压缩机的出口与进口连通。
3.根据权利要求2所述的汽车热管理系统,其特征在于,所述汽车热管理系统还包括吸气口压力传感器,设于所述压缩机的进口,且与所述控制器连接;所述吸气口压力传感器用于检测所述压缩机的进口的吸气压力并输出吸气口压力电信号;
所述控制器用于在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力大于吸气口压力阈值时,控制所述压缩机的驱动件的转速增加;和/或
所述控制器用于在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力小于吸气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
4.根据权利要求3所述的汽车热管理系统,其特征在于,所述汽车热管理系统还包括冷媒出口温度传感器和进风口温度传感器,均与所述控制器连接;所述冷媒出口温度传感器设于所述蒸发器的冷媒出口,所述进风口温度传感器设于所述蒸发器的进风口;所述冷媒出口温度传感器用于检测所述蒸发器的冷媒出口的冷媒温度并输出冷媒温度电信号,所述进风口温度传感器用于检测所述蒸发器的进风口的进风温度并输出进风口温度电信号;
所述控制器用于根据所述冷媒温度电信号和所述进风口温度电信号确定所述蒸发器的冷媒出口的所述冷媒温度与所述蒸发器的进风口的所述进风温度的温差,并根据所述温差控制所述旁路开关阀的开度,使该温差位于温差范围内;
所述控制器用于在所述温差大于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度减小;或
所述控制器用于在所述温差小于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
5.根据权利要求3或4所述的汽车热管理系统,其特征在于,所述汽车热管理系统还包括排气口温度传感器,设于所述压缩机的出口,且与所述控制器连接;所述排气口温度传感器用于检测所述压缩机的出口的冷媒温度并输出排气口温度电信号;所述控制器用于根据所述排气口温度电信号和所述排气口压力电信号确定所述压缩机的排气过热度,并根据所述排气过热度控制所述回路开关阀的开度,使该排气过热度位于排气过热度范围内;
所述控制器用于在所述排气过热度大于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度增大;或
所述控制器用于在所述排气过热度小于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度减小。
6.根据权利要求5所述的汽车热管理系统,其特征在于,所述控制器用于控制所述回路开关阀的初始开度至少为10.5%;和/或
所述控制器用于控制所述旁路开关阀的初始开度至少为10.5%。
7.一种汽车热管理系统的热管理方法,其特征在于,应用于如权利要求1至6中任一项所述的汽车热管理系统,所述热管理方法包括:
控制回路开关阀,使冷媒循环回路连通;
根据压缩机的出口的排气压力,控制旁路开关阀的通断;
根据所述压缩机的进口的吸气压力,控制旁路开关阀的开度;
根据蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与所述蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制所述旁路开关阀的开度;及
根据所述压缩机的出口的排气过热度,控制所述回路开关阀的开度。
8.根据权利要求7所述的热管理方法,其特征在于,所述根据压缩机的出口的排气压力,控制旁路开关阀的通断,包括:
检测所述压缩机的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号;
在所述排气口压力电信号表示所述压缩机的出口的排气压力达到排气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀打开,使所述压缩机的出口与进口连通。
9.根据权利要求8所述的热管理方法,其特征在于,所述根据所述压缩机的进口的吸气压力,控制旁路开关阀,以调节所述旁路开关阀的开度,包括:
检测所述压缩机的进口的吸气压力并输出吸气口压力电信号;
在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力大于吸气口压力阈值时,控制所述压缩机的驱动件,使所述驱动件的转速增加;和/或
在所述吸气口压力电信号表示所述压缩机的进口的吸气压力小于吸气口压力阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
10.根据权利要求9所述的热管理方法,其特征在于,所述根据蒸发器的冷媒出口的冷媒温度与所述蒸发器的进风口的进风温度的温差,控制所述旁路开关阀,以调节所述旁路开关阀的开度,包括:
检测所述蒸发器的冷媒出口的冷媒温度并输出冷媒温度电信号;
检测所述蒸发器的进风口的进风温度并输出进风口温度电信号;
根据所述冷媒温度电信号和所述进风口温度电信号确定所述蒸发器的冷媒出口的所述冷媒温度与所述蒸发器的进风口的所述进风温度的温差,并根据所述温差控制所述旁路开关阀的开度,使所述温度位于温差范围内;其中,
在所述温差大于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度减小;或
在所述温差小于温差阈值时,控制所述旁路开关阀的开度增大。
11.根据权利要求9或10所述的热管理方法,其特征在于,所述根据所述压缩机的出口的排气过热度,控制所述回路开关阀,以调节所述回路开关阀的开度,包括:
检测所述压缩机的出口的冷媒温度并输出排气口温度电信号;
检测所述压缩机的出口的冷媒压力并输出排气口压力电信号;
根据所述排气口温度电信号和所述排气口压力电信号确定所述压缩机的排气过热度,并根据所述排气过热度控制所述回路开关阀的开度,使所述排气过热度位于排气过热度范围内;其中,
在所述排气过热度大于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度增大;或
在所述排气过热度小于排气过热度阈值时,控制所述回路开关阀的开度减小。
12.根据权利要求11所述的热管理方法,其特征在于,所述热管理方法还包括:
控制所述回路开关阀的初始开度至少为10.5%;和/或
控制所述旁路开关阀的初始开度至少为10.5%。
13.一种汽车,其特征在于,包括:如权利要求1至6中任一项所述的汽车热管理系统。
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