蒸汽压缩式热泵系统中的除冰控制技术方案

公开了蒸汽压缩式热泵系统中的除冰控制。提供一种用于电气化车辆的蒸汽压缩式热泵(VCHP)系统和用于VCHP系统除冰的方法。电气化车辆可包括车舱、VCHP系统和控制器。蒸汽压缩式热泵系统与车舱热连通，并包括外部热交换器和压缩机。控制器可被配置为，响应于检测到与外部热交换器关联的预定义结冰状况，输出命令调节压缩机速度以影响流经压缩机的制冷剂的温度，使制冷剂携带的热量足以在预先选择的时间段内消除预定义结冰状况。所述预定义结冰状况可以是热交换器中已经积冰或有可能积冰的状况。

De icing control in a vapor compression heat pump system

The de icing control in a vapor compression heat pump system is disclosed. A vapor compression heat pump (VCHP) system for an electrically powered vehicle and method for deicing VCHP system. The electrification vehicle may include the cabin, the VCHP system and the controller. The vapor compression heat pump system is in thermal communication with the cabin and includes an external heat exchanger and compressor. The controller may be configured to response to the detected predefined icy conditions associated with external heat exchangers, adjust the compressor speed to affect output commands through the compressor temperature of the refrigerant, the refrigerant carries enough heat to eliminate in the time of pre selected within predefined freezing condition. The predefined icing condition can be heat exchanger has been icing or are likely to icing conditions.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及蒸汽压缩式热泵技术和用于蒸汽压缩式热泵系统的除冰模式。
技术介绍
诸如电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)或完全混合动力电动车辆(FHEV)的电气化车辆包含诸如高压(HV)电池的能量储存装置，以充当车辆的推进源。HV电池可包括多个组件和系统以协助管理车辆的性能和运行。通过在热泵系统中流动的制冷剂和冷却液，车舱气候控制系统可与发动机热管理系统一起运行以提供热量的有效分配。基于从监测车辆和环境状况的传感器接收的输入，控制系统可指导(direct)气候控制系统和热管理系统的各个组件的操作。
技术实现思路
公开了一种用于车辆的蒸汽压缩式热泵系统除冰方法，包括响应于检测到热交换器预定义结冰状况，由控制器输出命令以将压缩机的输出从第一速度调节到第二速度，第二速度足以在流经热交换器的制冷剂中产生能够减少结冰状况(icecondition)的热量。结冰状况可以是在热交换器已经积冰或有可能积冰的状况。所述检测到热交换器预定义结冰状况可基于环境状况和热交换器的运行模式。控制器可执行无扰动切换算法来调整第一速度和第二速度之间的调节，以符合预定义的噪声、振动和声振粗糙度标准。所述调节可以将压缩机速度调节到预先选择的恒定速度。响应于未检测到预定义结冰状况达预定时间段，控制器可以输出命令以进一步调节压缩机输出，以使压缩机的速度降低。响应于制冷剂中预定义热量和压缩机预定义速度的存在，控制器可以输出控制信号以激活气候控制系统，以将车舱气候状况更改为预定状态。控制器可执行算法以控制气候控制系统执行器的输出，以将气候状况更改为预定状态。一种电气化车辆，包括车舱、蒸汽压缩式热泵系统和控制器。蒸汽压缩式热泵系统与车舱热连通，并包括外部热交换器和压缩机。控制器被配置为，响应于检测到与外部热交换器关联的预定义结冰状况，输出命令来调节压缩机速度，以影响流经压缩机的制冷剂的温度，使得制冷剂携带的热量足以在预先选择的时间段内消除预定义结冰状况。可以调节压缩机的速度以使车舱的气候状况在预定范围以内。预定义结冰状况可以是热交换器已经积冰或有可能积冰的情况。可以调节压缩机的速度以使制冷剂达到足以至少部分融化积冰的温度。控制器可以被进一步配置为执行用来调整速度调节的无扰动切换算法，从而防止速度扰动事件。控制器可以被进一步配置为执行用来调整速度调节的无扰动切换算法，以符合预定义的噪声、振动和声振粗糙度标准。用于电气化车辆的蒸汽压缩式热泵系统，包括热交换器、一个或更多个传感器、压缩机、分配管路和控制器。一个或更多个传感器监测热交换器状况和预先选择的环境状况。分配管路分配通过系统的制冷剂。控制器被配置为响应于来自传感器的指示检测到热交换器结冰状况的输入而开始除冰模式，该除冰模式执行速度命令过渡映射以调节压缩机速度，以使流经热交换器的制冷剂达到足以融化冰的温度。在除冰模式中，控制器可以被进一步配置以执行用来调整速度调节的无扰动切换算法，以符合预定义的噪声、振动和声振粗糙度标准。结冰状况可以是热交换器已经积冰或有可能积冰的状况。调节速度包括提高速度。控制器可以被进一步配置为预定义时间段结束时降低速度。附图说明图1是示出电气化车辆示例的示意图；图2是示出蒸汽压缩式热泵(VCHP)系统的系统结构示例的示意图；图3是示出图2中VCHP系统的冷却模式示例的示意图；图4是示出图2中VCHP系统的加热模式示例的示意图；图5是示出用于图2中VCHP系统的控制子系统架构示例的框图；图6是示出用于图5中控制子系统架构的操作算法示例的流程图。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例并且其它实施例可以采用各种替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征会被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。所以，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限定，而仅作为教导本领域的技术人员以多种方式使用本公开的实施例的代表性基础。本领域技术人员应理解，参考任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的组合特征提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征变型可以期望用于特定应用或实施。图1描绘一种插电式混合动力电动车辆(PHEV)示例的示意图。插电式混合动力电动车辆12可包括机械地连接到混合动力变速器16的一个或更多个电机14。电机14可以作为马达或发电机运行。此外，混合动力变速器16机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地连接到车轮22。当发动机18开启或关闭时，电机14可以提供推进和减速的能力。电机14还用作发电机，并且能够通过回收在摩擦制动系统中正常情况下作为热量损失掉的能量来提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆12可在一定条件下按照电动模式或者混合模式运行以减少车辆12的整体燃料消耗，因此电机14还可提供降低的污染物排放。牵引电池或电池组(batterypack)24储存和提供可以被电机14使用的能量。牵引电池24基本上从牵引电池24中的一个或更多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆)提供高电压直流(DC)输出。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。牵引电池24通过一个或更多个接触器(未示出)电连接到一个或更多个电力电子模块26。所述一个或更多个接触器在断开时使牵引电池24与其它组件隔离，而在闭合时将牵引电池24连接到其它组件。电力电子模块26还电连接到电机14，并且在牵引电池24和电机14之间提供双向传输电能的能力。例如，典型的牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可能需要三相交流(AC)电压来运转。电力电子模块26可以将DC电压转换为电机14所需要的三相AC电压。在再生模式下，电力电子模块26可以将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引电池24所需要的DC电压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力传动装置16可以是连接到电机14的齿轮箱并且发动机18会不存在。牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可以提供用于其它车辆电气系统的能量。典型的系统可包括将牵引电池24的高电压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低电压DC供应的DC/DC转换器模块28。其它高电压负载(例如，压缩机和电加热器)可不使用DC/DC转换器模块28直接连接到高电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气化车辆的蒸汽压缩式热泵系统，包括：热交换器；一个或更多个传感器，监测热交换器状况和预先选择的环境状况；压缩机；分配管路，分配通过所述蒸汽压缩式热泵系统的制冷剂；控制器，被配置为响应于来自传感器的指示检测到热交换器结冰状况的输入开始除冰模式，该模式执行速度命令过渡映射来调节压缩机速度，以使流经热交换器的制冷剂达到足以融化冰的温度。

【技术特征摘要】
2015.01.15 US 14/597,6241.一种用于电气化车辆的蒸汽压缩式热泵系统，包括：
热交换器；
一个或更多个传感器，监测热交换器状况和预先选择的环境状况；
压缩机；
分配管路，分配通过所述蒸汽压缩式热泵系统的制冷剂；
控制器，被配置为响应于来自传感器的指示检测到热交换器结冰状况的
输入开始除冰模式，该模式执行速度命令过渡映射来调节压缩机速度，以使
流经热交换器的制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，安东尼·大卫·撒克里斯，布雷特·艾伦·邓恩，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US