[發明專利]車輛氣候控制系統及溫度控制方法

有效

• 申請號: 201080065010.3
• 申請日: 2010-12-11
• 公開（公告）號: CN102781693A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 奧特弗里德·施瓦茨科普夫
• 申請（專利權）人: 福士汽車配套部件責任有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00
• 代理公司: 北京瑞盟知識產權代理有限公司 11300
• 代理人: 劉昕

技術領域

本發明涉及車輛氣候控制系統，其包括至少一個制冷劑回路和至少一個溫度控制回路，用于控制車輛內部腔室和至少一個車輛組件的溫度，特別是用于電動車輛或混合動力車輛；一種控制車輛組件溫度的方法，其使用至少一個制冷劑回路和至少一個溫度控制回路；以及具有這種氣候控制系統的車輛。

背景技術

車輛的氣候控制系統以及控制車輛內部腔室氣候的方法已眾所周知。例如，EP0991536B1公開了一種空調系統和加熱驅動單元的制冷劑的方法。該申請中的車輛空調系統包括由至少一個冷凝器、膨脹元件、蒸發器、壓縮機以及跨接所述冷凝器的旁路和用于打開和閉合所述旁路的旁路閥組成的制冷劑回路，其中在制冷劑回路設置有熱交換器，該熱交換器在一側受到制冷劑的作用，在另一側受到驅動單元的冷凍劑的作用。制冷劑回路中的熱交換器設置在壓縮機和冷凝器之間。為了加熱所述驅動單元的冷凍劑，制冷劑經由熱交換器被帶到更高壓力下，通過在壓縮機內壓縮制冷劑來加熱制冷劑，因此產生熱量并且從制冷劑轉移到冷凍劑，更快地加熱驅動單元。在冷凍劑的加熱階段，冷凝器被跨接，壓縮機內產生的熱量或者在熱交換器內被唯一轉移至冷凍劑，或者通過蒸發器轉移至流經蒸發器的空氣。

DE10207128A1公開了一種車輛空調系統，具體講是二氧化碳空調系統。其制冷劑回路包括壓縮機、制冷劑冷卻器、冷凍劑冷卻器和蒸發器一側之間的內部熱交換器、膨脹閥和蒸發器，其中在壓縮機和制冷劑冷卻器之間設有與引擎側冷卻回路相對應的輔助熱交換器，用于將該空調系統從冷卻模式切換為加熱模式。膨脹閥位于輔助熱交換器下游位置處，借助于膨脹閥可使制冷劑在加熱模式中節流為較低的壓強。輔助膨脹閥是自輔助熱交換器和制冷劑冷卻器之間的制冷劑管路分流出的旁路的一部分。旁路與制冷劑管路平行連接，同時跨接制冷劑管路中設置的止回閥。

DE4408960C1公開了一種用于冷卻動力電池的裝置，具體講，其用于電動車輛。該申請提供一種電池冷卻回路，其包括空冷熱交換器和電池供電循環泵。進一步，提供一種冷卻系統，其包括電池供電壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，該冷卻系統插入到電池冷卻回路內并與電池蛇形冷卻線圈部件和空冷熱交換器串聯，且與后者熱接觸。在電池冷卻回路內設置有旁路以旁路空冷熱交換器，切換閥位于其上游位置。

混合動力車輛、電動車輛和燃料電池驅動的車輛的電池系統和電池帶來了電池溫度控制的需求，即，獨立于所產生的任何引擎廢熱來加熱和冷卻電池，因為在電動車輛中，這種諸如在具有內燃機的車輛中集聚的引擎廢熱不再產生。在混合動力車輛中，引擎熱量可能用于加熱電池。原則上，在所述類型的車輛中沒有引擎熱量可用于加熱客廂。

目前最常用的能量存儲裝置是鎳金屬氫化物電池（NiNH電池）。進一步，在所謂智能領域，鈉鎳氯化物電池（NaNiCl電池）是眾所周知的。這種電池具有90Wh/kg至140Wh/kg的高能量密度，但是需要較高的工作溫度。因此，當車輛靜止時需要加熱來保持這種電池的使用狀態。鋰離子電池在目前所有可使用的可充電能量存儲裝置中具有最高的能量密度。與傳統的鎳金屬氫化物電池相比，鋰離子高電壓電池具有更高的能量密度和更好的導電效率，同時體積小且重量輕。具體的能量密度例如可為120Wh/kg至150Wh/kg。因此，冷卻和加熱這種電池對于保持使用狀態特別重要。

使用上述公知的車輛空調系統或冷卻動力電池的裝置，可能確保特別是具有高能量密度的電池的使用狀態，因為使用任何上述系統都不能既冷卻又加熱電池，同時控制車輛內部腔室的溫度，而所有這些功能又彼此相互獨立。

發明內容

因此，本發明的目的是提供用來控制車輛組件的溫度的氣候控制系統和控制車輛組件溫度方法，其通過提供一個單獨的系統來相互獨立地實現在運轉中的各種情形下均需要的、對各個車輛組件，比如電池、燃料電池、電力電子器件、用于例如燃料電池、流體系統等的DC/DC轉換器，和車輛內部腔室的溫度控制。

對于權利要求1的前序所述的氣候控制系統，以上目的通過提供至少一個從溫度控制回路吸收熱量的裝置和至少一個向溫度控制回路釋放熱量的裝置來實現。對于權利要求11的前序所述的方法，以上目的通過在制冷劑回路的低壓側，將來自溫度控制回路的熱量吸入制冷劑回路，以及在制冷劑回路的高壓側，使熱量通過制冷劑回路釋放至溫度控制回路來實現。本發明的具體實施方式在從屬權利要求中描述。