[發(fā)明專(zhuān)利]熱泵系統(tǒng)及用于操作所述系統(tǒng)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011066118.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112606652A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂莫西·諾亞·布拉奇利;安吉爾·費(fèi)爾南多·波拉斯;羅漢·什里瓦斯塔瓦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60H1/00
• 分類(lèi)號(hào): B60H1/00
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤;陳黎明

本公開(kāi)提供了“熱泵系統(tǒng)及用于操作所述系統(tǒng)的方法”。提供了用于操作氣候控制系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)示例中，一種用于操作車(chē)輛氣候控制系統(tǒng)的方法包括對(duì)聯(lián)接到熱泵的車(chē)廂加熱回路中的溫度建模。所述方法還包括基于所述建模溫度來(lái)操作所述熱泵以將熱能遞送到車(chē)廂熱交換器。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書(shū)總體上涉及用于車(chē)廂氣候控制的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

車(chē)輛已經(jīng)結(jié)合了具有例如加熱器芯體和空調(diào)裝置的車(chē)廂氣候控制系統(tǒng)，以達(dá)到期望的車(chē)廂調(diào)節(jié)設(shè)定點(diǎn)。熱泵系統(tǒng)也已經(jīng)結(jié)合到車(chē)輛中以更有效地加熱和冷卻車(chē)廂。熱泵系統(tǒng)在其中期望節(jié)省能量的插電式車(chē)輛(諸如電池電動(dòng)車(chē)輛(BEV))中可能特別有益。例如，與使用僅電動(dòng)的加熱器進(jìn)行車(chē)廂加熱并使用單獨(dú)的空調(diào)(A/C)環(huán)路進(jìn)行車(chē)廂冷卻的系統(tǒng)相比，熱泵可以增加車(chē)輛的續(xù)航里程。然而，車(chē)輛可能經(jīng)歷源自車(chē)輛中采用的熱泵控制策略的低效氣候控制能量管理。

將熱泵結(jié)合到車(chē)廂調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一種示例性方法由Ragazzi在U.S.2015/0183296A1中示出。Ragazzi公開(kāi)了一種通過(guò)操作正溫度系數(shù)(PTC)加熱器和熱泵來(lái)控制車(chē)廂加熱的車(chē)廂調(diào)節(jié)系統(tǒng)。反饋PTC加熱器控制策略在Ragazzi中用于車(chē)廂加熱調(diào)節(jié)。

申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到Ragazzi的車(chē)廂氣候控制系統(tǒng)和其他車(chē)廂氣候控制策略的若干缺點(diǎn)。例如，Ragazzi協(xié)調(diào)PTC加熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)操作一起使用。該P(yáng)TC加熱器操作策略不適用于BEV，從而限制了系統(tǒng)的適用性。此外，在其他車(chē)輛熱泵系統(tǒng)中，許多傳感器輸入在用于熱泵操作的反饋控制策略中。熱泵傳感器可能是昂貴的，并且因此增加了車(chē)輛系統(tǒng)的制造成本和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決至少一些前述問(wèn)題，提供了一種用于操作車(chē)輛氣候控制系統(tǒng)的方法。所述方法包括對(duì)經(jīng)由制冷劑對(duì)冷卻劑熱交換器聯(lián)接到熱泵回路的車(chē)廂加熱回路中的溫度進(jìn)行建模，所述制冷劑對(duì)冷卻劑熱交換器被配置為在所述熱泵回路和所述車(chē)廂加熱回路之間傳遞熱能。所述方法還包括基于所述建模溫度來(lái)操作所述熱泵回路以將熱能遞送到車(chē)廂熱交換器。以這種方式，對(duì)虛擬溫度進(jìn)行建模以促進(jìn)準(zhǔn)確的車(chē)廂加熱和快速的車(chē)廂升溫。如果需要，虛擬化溫度還使得能夠減少系統(tǒng)中用于部件控制(例如，反饋控制)的溫度傳感器的數(shù)量。因此，可以降低系統(tǒng)的制造成本，從而降低車(chē)輛成本。

在一個(gè)示例中，所述方法還可以包括：在操作所述熱泵回路之前，基于來(lái)自溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)來(lái)操作定位在所述制冷劑對(duì)冷卻劑熱交換器下游的加熱器以向所述車(chē)廂熱交換器遞送熱能，所述溫度傳感器聯(lián)接到在所述電動(dòng)加熱器和所述車(chē)廂熱交換器之間延伸的導(dǎo)管。在這種示例中，所述方法還可以包括響應(yīng)于所述車(chē)廂達(dá)到目標(biāo)溫度而減小所述電動(dòng)加熱器的輸出，同時(shí)所述熱泵回路繼續(xù)向所述車(chē)廂熱交換器遞送熱能以維持所述目標(biāo)溫度。以這種方式，如果需要，可以在初始階段操作所述熱泵和所述電動(dòng)加熱器兩者以快速使所述車(chē)廂升溫，并且在隨后的階段期間，可以逐步結(jié)束電動(dòng)加熱器操作，同時(shí)所述熱泵將所述車(chē)廂維持在期望溫度或在期望溫度范圍內(nèi)，從而導(dǎo)致增加能量節(jié)省。在其中降低的能量消耗可以增加車(chē)輛續(xù)航里程的BEV中，提高車(chē)輛中的系統(tǒng)效率可能特別有益。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上發(fā)明內(nèi)容是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的一系列概念。這并不意味著識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或本質(zhì)特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由具體實(shí)施方式之后的權(quán)利要求唯一地限定。另外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上文或本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。

附圖說(shuō)明

圖1示出了車(chē)輛的示意圖。

圖2示出了用于車(chē)輛的在加熱模式下操作的氣候控制系統(tǒng)。

圖3示出了在冷卻模式下操作的圖2所描繪的氣候控制系統(tǒng)。

圖4示出了用于操作氣候控制系統(tǒng)的方法。

圖5和圖6示出了氣候控制系統(tǒng)操作方法的用例時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式