[發明專利]用于控制電動車輛乘客室溫度的方法和空調系統

有效

• 申請號: 201010582932.3
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN102120412A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 羅蘭·豪斯曼
• 申請（專利權）人: 法雷奧空調系統有限責任公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32;H01M10/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本申請涉及一種用于控制具有電池組的電動車輛(electrically?operated?vehicle)乘客室溫度的方法，并涉及一種用于電動車輛的空調系統。

背景技術

已知用于車輛的空調系統(稱作HVAC系統)加熱或冷卻車輛乘客室內的空氣。在具有內燃機的車輛中，空調系統可以利用內燃機的廢熱加熱空氣。用于車輛乘客室冷卻的能量需求與充滿燃料的燃油箱內所攜帶的能量的量相比相對較低。相反地，在具有電池組的電動車輛中，電池組充電器(battery?charge)中攜帶的能量的量要小得多。當具有傳統能量需求的空調系統運行時，會極大減小只具有一個電池組充電器的車輛的里程(range)，當電馬達根本不輸出廢熱或只有少量廢熱時尤其如此，這些廢熱不能相應地用于加熱車輛乘客室。此外，夏天乘客室的冷卻極度需要密集的能量。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于控制具有電池組的電動車輛乘客室溫度的方法和一種用于電動車輛的空調系統，允許在車輛運行期間通過具有低額外能量需求的空調系統來控制乘客室溫度。從而電動車輛的里程盡可能不因為空調系統的運行而減少。

本發明的目的通過一種用于控制具有電池組的電動車輛的乘客室溫度的方法來實現，該方法具有以下步驟：設置具有冷卻劑回路的空調系統；冷卻劑回路熱聯接至電池組，以便電池組形成冷卻劑回路的蓄熱器；并且當電池組聯接到用于給電池組充電的充電站時選擇性地冷卻或加熱電池組。這樣，電池組執行它作為電能累積器和熱能累積器的功能，熱能可用來操作空調系統。對蓄熱器來說既不需要額外的放置空間也不需要額外的重量。

冷卻或加熱優選發生在電池組在固定的供電系統處進行充電期間。

蓄熱器例如可以聯接到冷卻劑回路并從該冷卻劑回路熱脫離。從而在加熱或冷卻后，可以將蓄熱器從冷卻劑回路斷開，以便隔絕所述蓄熱器并僅當需要時將其連接到回路中。

在充電期間電池組的溫度可以在冷卻模式降低到預定的最小值或者在電池組加熱模式加熱到預定的最大值。

預定的最大值優選相應于電池組的最大工作溫度，和/或最小值相應于電池組的預定最小工作溫度。這樣，蓄熱器的容量最大化，同時電池組作為蓄電器的功能和它的使用壽命不會受到不利影響。

根據一個優選的方法變型，存儲在電池組中的熱能在加熱乘客室期間供應給冷卻劑回路。這減少了加熱乘客室所需的電能。

在車輛乘客室排氣中的熱能和/或要被冷卻的電動車輛元件、尤其是逆變器的能量，和/或車輛的電驅動裝置的能量，優選供應給冷卻劑回路。這樣冷卻劑回路作為熱泵，其中，尤其是，要冷卻的車輛電器元件被冷卻并且同時車輛乘客室被加熱，因此所需的電能可以優化的方式使用。

電池組可以通過冷卻劑回路和連接到冷卻劑回路中的熱交換器直接被加熱或冷卻。

散熱器、尤其是蒸發器，可以在電池組的區域被設置在冷卻劑回路中，電池組通過該散熱器被冷卻。散熱器可選擇性地聯接到熱交換器或集成在其中。

在充電過程中電池組冷卻期間，冷卻劑通過例如膨脹閥膨脹，膨脹閥可在電池組區域連接入回路以便所述冷卻劑以后可以從電池組吸收熱量。這允許直接經由冷卻劑回路良好地冷卻電池組。

加熱裝置、尤其是冷凝器，可以在電池組的區域設置在冷卻劑回路中，電池組經由該加熱裝置被加熱。

根據一個優選方法變型，在聯接到充電站期間，冷卻劑回路用作熱氣回路，以便通過熱氣回路加熱電池組。

在聯接到充電站期間，電池組的冷卻或加熱可以人工選擇，尤其在充電過程開始時。車輛的駕駛員可以這種方式選擇由電池組支持的空調系統的運行模式(加熱/冷卻)，例如作為車輛的下一計劃用途的功能。

另外，冷卻模式或加熱模式的選擇是基于外部溫度或在一年中的時間自動進行的。

根據又一個優選的方法變型，提供聯接到冷卻劑回路的流體回路，在該流體回路中設置有電池組和至少一個熱源、尤其是排氣熱交換器或要被冷卻的車輛元件的熱交換器，其中，在電池組加熱期間熱從冷卻劑回路供應給流體回路并且在車輛運行期間熱能被輸出到冷卻劑回路，和/或在電池組冷卻期間熱能被提取并且在車輛運行期間熱源的熱能被電池組吸收。這允許，例如，空調系統與各種裝置組合，這些裝置可以布置在單獨的流體回路中并且不得不被冷卻。此處冷卻是由冷的電池組實現的。

冷卻劑回路優選以這種方式工作，即冷卻劑溫度不會低于0℃。這防止在空調系統的各元件上形成凍結的冰。