用于电动车辆的加热、通风和空调系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于电动车辆的加热、通风和空调系统，其可以包括加热管线、第一加热管线、第二加热管线以及控制器；所述加热管线上设置有电加热器和加热泵；所述第一加热管线通过主阀门连接至加热管线，第一加热管线设置有加热器芯用于车内加热，并且有冷却水在第一加热管线中流过以沿着加热管线形成第一加热通道；所述第二加热管线的一个端部通过主阀门连接至加热管线的一个端部，其另一个端部连接至加热管线的另一个端部，有冷却水在第二加热管线中流过以沿着加热管线形成第二加热通道；所述控制器配置为用于控制主阀门的开度，以控制第一加热通道或第二加热通道的冷却水的流动。

Heating, ventilation and air conditioning systems for electric vehicles

The invention discloses a heating, ventilation and air conditioning system for an electric vehicle, which may include a heating line, a first heating line, a second heating line and a controller; the heating line is provided with an electric heater and a heating pump; the first heating line is connected to a heating line through a main valve, and the first heating pipe is a heating pipe. The line is provided with a heater core for in-car heating, and cooling water flows through the first heating line to form a first heating channel along the heating line; one end of the second heating line is connected to one end of the heating line through a main valve, and the other end is connected to another end of the heating line; and Cooling water flows through the second heating line to form a second heating channel along the heating line; the controller is configured to control the opening of the main valve to control the flow of cooling water in the first or second heating channels.

【技术实现步骤摘要】
用于电动车辆的加热、通风和空调系统
本专利技术涉及电动车辆的加热、通风和空调(heating,ventilationandairconditioning，HVAC)系统，更具体地，本专利技术涉及这样一种电动车辆的HVAC系统，其配置为用于有效地管理车内加热所需的能量和电池的温度上升，从而延长行驶里程。
技术介绍
近年来，为了解决包括实现环保技术和能源消耗的各种问题，电动车辆正在成为社会话题。电动车辆由电机驱动，电机由电池供电以输出动力。作为一种环保车辆，由于不排放二氧化碳、几乎不产生噪声、并且电机的能量效率高于发动机的能量效率，因此电动车已备受瞩目。实现电动车辆的核心技术正是电池模块的相关技术。近来，已经积极地进行了对电池的减重、小型化、以及缩短充电时间等方面的研究。只有在最佳温度环境下使用时，电池模块才能保持最佳性能和较长的使用寿命。然而，由于行驶时所产生的温度和车外温度的变化，电池模块可能难以在最佳温度环境下使用。此外，由于电动车辆不具有单独的发动机(如内燃机)在燃烧期间所产生的废热源，所以在冬季需要使用电加热器对车内进行加热，并且由于电动车辆需要预热，以提高电池在寒冷天气中的充电/放电性能，因此需要单独的电冷却水预热系统。也就是说，为了保持电池模块的最佳温度环境，电动车辆采用操作冷却和加热系统的技术，以将电池模块的温度与车内空调的冷却和加热系统分开控制。换句话说，需要安装两种单独的冷却和加热系统。一种用于冷却和加热车辆的内部，而另一种用于控制电池模块的温度。然而，当电动车辆根据上述的方法进行驱动时，可能无法有效管理能量，因此行驶里程较短，以致电动车辆不能行驶较长的距离，在夏季，行驶里程减少约30％来用于冷却，而在冬季，行驶里程减少40％或更多来用于加热，因而电动车辆在冬季存在更严重的加热问题，但是这在内燃机车辆中并不是问题。现有的用于冷却/预热电动车辆的电池的系统通过操作空调利用车内空气来进行冷却，以及通过操作加热器来进行预热。然而，现有的系统在冷却/预热期间增加了能量消耗，并且利用空气进行电池的冷却/预热时比利用液体(冷却水)进行电池的冷却/预热时在电池单元之间需要更大的空间，因此进一步增加了封装空间和重量，使得现有的系统在提高电池单元的数量方面存在限制。此外，当空气流经电池单元时，空气温度逐渐上升，因此入口单元和出口单元之间的温度偏差变化得非常剧烈，使得现有系统以最大效率操作电池时可能会出现故障。因此，在需要提高电池的温度时，利用单独的电气装置来升高冷却水的温度以将电池预热，将电池的温度保持在38至42℃，使得电池以最佳效率工作。然而，分别应用用于车内加热的电加热器和用于提高电池温度的电加热器，这导致了在加热器操作期间增加了花费并且浪费了大量能量。公开于本专利技术背景部分的信息仅仅旨在增强对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面致力于提供一种电动车辆的HVAC系统，其配置有用于有效地管理车辆的车内加热所需的能量，并且提高了电池的温度，以延长行驶里程并且减少生产成本。根据本专利技术的示例性实施方案，提供了一种用于电动车辆的HVAC系统，其包括：加热管线、第一加热管线、第二加热管线以及控制器；所述加热管线上设置有电加热器和加热泵；所述第一加热管线的一个端部通过主阀门连接至加热管线的一个端部，另一个端部连接至加热管线的另一个端部，该第一加热管线上设置有用于车内加热的加热器芯，并且有冷却水在第一加热管线中流过，以沿着加热管线形成第一加热通道；所述第二加热管线的一个端部通过主阀门连接至加热管线的一个端部，另一个端部连接至加热管线的另一个端部，该第二加热管线与高压电池交换热量，并且有冷却水在第二加热管线中流过，以沿着加热管线形成第二加热通道；所述控制器配置为用于控制主阀门的开度，以控制第一加热通道或第二加热通道的冷却水的流动。在所述第一加热管线上，根据冷却水的流动，在所述加热器芯的上游点处可以设置有第一水温检测器，并且所述控制器可以基于第一水温检测器的测量值来控制所述电加热器的操作。当所述第一水温检测器的测量值等于或大于第一参考值时，所述控制器可以减少所述电加热器的操作量。在所述第二加热管线上，根据冷却水的流动，在与高压电池交换热量的部分的上游点处可以设置有第二水温检测器，并且所述控制器可以基于第二水温检测器的测量值来控制所述主阀门的开度。当第二水温检测器的测量值等于或大于第二参考值时，所述控制器可以控制所述主阀门的开度，使得冷却水流入第二加热通道的流量与第二水温检测器的测量值成反比。该种用于电动车辆的加热、通风和空调系统可以进一步包括：冷却管线，其包括散热器和冷却泵，并且有冷却水在其中流过，以与电气装置交换热量，其中，所述冷却管线可以并联连接至第二加热管线。所述冷却管线连接到第二加热管线的点处可以设置有分离管线，以通过将冷却管线与第二加热管线分离来使冷却水单独地循环。所述冷却管线与第二加热管线并联连接的点处可以设置有第一辅助阀，分离管线与冷却管线分离的点处可以设置有第二辅助阀，并且所述控制器可以控制第一辅助阀和第二辅助阀，使得有冷却水在冷却管线和第二加热管线中单独地流过，或者有冷却水在冷却管线和第二加热管线中同时流过。所述控制器可以控制第一辅助阀和第二辅助阀，使得当高压电池被加热时，冷却水单独地流入第二加热管线，而当高压电池被冷却时，冷却水可以同时流入冷却管线和第二加热管线。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明图1为示出了根据本专利技术示例性实施方案的用于电动车辆的HVAC系统的示意图；图2为示出了进行图1的车内加热的情况的示意图；图3为示出了进行图1的电池升温的情况的示意图；图4为示出了同时进行图1的车内加热和电池升温的情况的示意图；图5、图6和图7为示出了控制主阀门的开度的方法的示意图；图8和图9为示出了对主阀门应用节温器时的操作的示意图。应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本专利技术的基本原理。本文所公开的本专利技术的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本专利技术的同样的或等同的部分。具体实施方式下面将详细参考本专利技术的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本专利技术，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本专利技术限制于那些示例性实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。在下文中，将参考所附附图，对根据本专利技术示例性实施方案的用于电动车辆的HVAC系统进行描述。图1为示出了根据本专利技术示例性实施方案的用于电动车辆的HVAC系统的示意图，图2为示出了进行图1的车内加热的情况的示意图，图3为示出了进行图1的电池升温的情况的示意图，以及图4为示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动车辆的加热、通风和空调系统，其包括：加热管线，在该加热管线上设置有电加热器和加热泵；第一加热管线，该第一加热管线的第一端部通过主阀门连接至加热管线的第一端部，第一加热管线的第二端部连接至加热管线的第二端部，该第一加热管线设置有用于车内加热的加热器芯，并有冷却水在该第一加热管线中流过，以沿着加热管线形成第一加热通道；第二加热管线，该第二加热管线的第一端部通过主阀门连接至加热管线的第一端部，第二加热管线的第二端部连接至加热管线的第二端部，该第二加热管线与高压电池交换热量，并有冷却水在该第二加热管线中流过，以沿着加热管线形成第二加热通道；以及控制器，该控制器配置为用于控制主阀门的开度，以控制第一加热通道或者第二加热通道的冷却水的流动。

【技术特征摘要】
2017.03.30 KR 10-2017-00409861.一种用于电动车辆的加热、通风和空调系统，其包括：加热管线，在该加热管线上设置有电加热器和加热泵；第一加热管线，该第一加热管线的第一端部通过主阀门连接至加热管线的第一端部，第一加热管线的第二端部连接至加热管线的第二端部，该第一加热管线设置有用于车内加热的加热器芯，并有冷却水在该第一加热管线中流过，以沿着加热管线形成第一加热通道；第二加热管线，该第二加热管线的第一端部通过主阀门连接至加热管线的第一端部，第二加热管线的第二端部连接至加热管线的第二端部，该第二加热管线与高压电池交换热量，并有冷却水在该第二加热管线中流过，以沿着加热管线形成第二加热通道；以及控制器，该控制器配置为用于控制主阀门的开度，以控制第一加热通道或者第二加热通道的冷却水的流动。2.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热、通风和空调系统，其中，在所述第一加热管线上，基于冷却水的流动，在所述加热器芯的上游点处设置有第一水温检测器，并且所述控制器配置为基于该第一水温检测器的测量值来控制所述电加热器的操作。3.根据权利要求2所述的用于电动车辆的加热、通风和空调系统，其中，当所述第一水温检测器的测量值等于或大于第一参考值时，所述控制器配置为减少所述电加热器的操作量。4.根据权利要求1所述的用于电动车辆的加热、通风和空调系统，其中，在所述第二加热管线上，基于冷却水的流动，在与高压电池交换热量...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴宰佑，李尚信，朴昭玧，吴万周，金才熊，郑韶螺，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR