给热泵去冰的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及给热泵去冰的系统和方法。提出了用于提供为热泵热交换器去冰和加热车辆乘客舱的方法和系统。在一个示例中，经历外部热交换器翅片结冰的热泵可以冷却模式操作，其中乘客舱加热交换器作为蒸发器操作，从而改善外部热交换器翅片的去冰。

【技术实现步骤摘要】

本说明书涉及用于改善车辆热泵中的外部热交换器去冰的系统和方法。该系统和方法可特别用于在较低环境温度下操作的车辆并为乘客舱提供加热。
技术介绍
混合动力车辆或电动车辆可包括热泵，其用于响应于所需的乘客舱温度加热和冷却乘客舱。在环境空气温度低且要求客舱加热的某些状况期间，外部热交换器可作为蒸发器操作从而从环境空气中汲取热来加热乘客舱。然而，环境空气中的湿气可在空气通过热交换器翅片时在外部热交换器的翅片上结冰。进一步地，外部热交换器可在其它状况下结冰，例如，如果雪花碰撞到外部热交换器上。如果外部热交换器翅片保持在结冰状态，那么乘客舱加热会减缓，从而引起乘客不适。一种从外部热交换器除冰的方式是使热泵以去冰模式操作。在去冰模式中，制冷剂经压缩机加热并通过外部热交换器从而升温外部热交换器。然而，返回到热泵压缩机的制冷剂的温度比理想的温度高。因此，如果热泵以去冰模式操作达延长的时间段，则热泵的压缩机可恶化。此外，已知的去冰方法不允许在热泵以去冰模式操作时加热乘客舱。
技术实现思路
在此，本专利技术人已经认识到上述缺点，并且已经开发了一种用于操作车辆热泵的方法，其包括：接收车辆热泵传感器数据到控制器；经由控制器判断外部热交换器结冰的存在或者不存在；以及响应于判断外部热交换器结冰的存在，经由控制器以冷却模式操作车辆热泵。通过响应于外部热交换器结冰的存在以冷却模式操作车辆热泵，可以提供增加外部热交换器去冰速率的技术结果。进一步地，以冷却
模式操作热泵可降低热泵压缩机恶化的可能性。例如，热泵可首先以去冰模式操作从而减少外部热交换器结冰。然而，如果去冰的时间比理想的时间长，则热泵可从去冰模式切换到冷却模式从而继续外部热交换器去冰，因为当热泵以冷却模式操作时，热被排出到外部热交换器。在某些实例中，当热泵以冷却模式操作时，可在外部热交换器以冷却模式去冰的同时，通过激活正温度系数(PTC)加热器保持乘客舒适度。在另一个实施例中，其中车辆热泵包括制冷剂回路和冷却剂回路。在另一个实施例中，其中冷却剂回路供应冷却剂到乘客舱中的加热器芯，且其中制冷剂回路供应制冷剂到乘客舱中的热交换器，冷却剂回路与制冷剂回路隔离，且进一步包括激活冷却剂回路中的正温度系数加热器。在另一个实施例中，该方法进一步包括响应于判断外部热交换器结冰的存在，以去冰模式操作车辆热泵。在另一个实施例中，其中在以冷却模式操作车辆热泵之前，车辆热泵响应于外部热交换器结冰的存在而以去冰模式操作。在另一个实施例中，其中在以冷却模式操作车辆热泵之前，车辆热泵以去冰模式操作达预定时间量。在另一个实施例中，其中内部热交换器在冷却模式中运转为蒸发器，并且其中外部热交换器在冷却模式中运转为冷凝器。在另一个实施例中，其中热泵经由控制器进一步响应车辆热泵操作的车辆被电耦合到固定电网(stationary power grid)以冷却模式操作。在另一个实施例中，提供了用于操作车辆热泵的方法。该方法包括：接收车辆热泵传感器数据到控制器；经由控制器判断制冷剂回路中的外部热交换器结冰的存在或不存在；并且激活冷却剂回路中的加热装置，以及响应于判断外部热交换器结冰的存在，经由控制器以冷却模式操作车辆热泵。在另一个实施例中，其中加热装置是正温度系数(PTC)加热器。在另一个实施例中，其中加热装置是发动机。在另一个实施例中，其中在车辆热泵响应判断外部热交换器结冰的存在以去冰模式操作后，加热装置被激活。在另一个实施例中，其中在加热装置被激活之前，去冰模式激活达预定的时间量。在另一个实施例中，其中外部热交换器结冰的存在基于外部热交换器翅片的温度。本说明书可提供若干优点。例如，该方法可通过给外部热交换器去冰以加热模式改善热泵效率。此外，该方法可在外部热交换器去冰过程中，通过使用电冷却剂加热器排出空气进入在所需温度的乘客舱而保持乘客舒适度。进一步地，该方法可应用于电动车辆和混合动力车辆二者。本说明书的上述优点和其它优点、以及特征可独立或结合附图，易于从下面的具体实施例中显然看出。应该理解，提供上面的
技术实现思路
是为了介绍下面具体实施例中进一步描述的一组概念的简化形式。而不是指明所要求主旨的关键或基本特征，所要求主旨的保护范围由本说明书随附权利要求唯一定义。而且，所要求的主旨不限于解决上面或本公开任何部分中指出的任何缺点的实施。附图说明当独立或参考附图时，这里描述的优点可通过阅读实施例的示例更完整地理解，实施例这里被称为具体实施方式，其中：图1是车辆的示意图；图2示出用于图1的车辆的示例性车辆加热系统；图3示出用于图1的车辆的示例性车辆传动系统；图4-6示出用于操作车辆热泵的方法；以及图7示出根据图4-6的方法操作车辆热泵的模拟示例序列。具体实施方式本说明书涉及提供改善车辆热泵去冰。具体地，根据热泵操作状况，车辆外部热交换器(如在乘客舱外面的热交换器)可以不同模式去冰。车辆可以是乘用车，如图1中所示，或商用车(未示出)。车辆包括
气候控制系统，气候控制系统包括热泵，如图2所示。气候控制系统可包括发动机，发动机是混合动力系的部件，如图3所示。外部热交换器去冰可基于图4-6的方法提供。去冰过程可以如图7的操作序列执行。参考图1，其示出包括发动机12、电动机器14和电能存储装置11的车辆10。在一个示例中，车辆可仅经由发动机12推进、仅经由电动机器14推进、或经由发动机12与电动机器14二者推进。电动机器14可经由电能存储装置11供应电力。电能存储装置11也可经由提供功率给电动机器14的发动机12和输出电能到电能存储装置11的电动机器再充电。可替换地，电能存储装置可在车辆减速或下坡过程中通过电动机器14转换车辆动能为电能而被再充电。电能存储装置11也可通过家用充电系统或远程充电系统(如，充电站)和电气导线18由固定电网17再充电。在一个示例中，电能存储装置11是电池。可替换地，电能存储装置11可以是电容器或其它电能存储装置。下面参考图2，其示出车辆加热系统或气候控制系统224。装置和流体通道或导管被示为实线。电气连接被示为虚线。车辆10可包括如图3所示的传动系统或另一个合适的传动系统从而推进车辆10和/或驱动车辆部件。所示车辆10具有内燃机12，且其可选择性地耦合到电动机器(未示出)。内燃机12可燃烧汽油、柴油、乙醇、氢气、或燃料组合。车辆10可包括乘客隔间或乘客舱220、发动机隔间222、以及气候控制系统224。乘客隔间220可以在车辆10内，且其接收一个或更多乘用人。一部分气候控制系统224可设置在乘客隔间220内。发动机隔间222可靠近乘客隔间220设置。一个或更多动力源，如内燃机12、以及一部分气候控制系统224可在发动机隔间222内。发动机隔间222可与乘客隔间220经由舱壁226隔离。气候控制系统224可循环空气和/或控制或调节在乘客隔间220内循环的空气的温度。进一步地，内燃机12可经由气候控制系统224加热，从而减少燃料消耗和排放。气候控制系统224可包括冷却剂子系统230、热泵子系统232和通风子系统234。冷却剂子系统230也可称为冷却剂环路，其可循环冷却剂，如乙二
醇，从而冷却内燃机12。例如，当发动机运行或操作时由内燃机12产生的废热可传递到冷却剂，然后循环到散热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆系统，其包括：热泵，其包括内部热交换器和外部热交换器；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用于响应于所述外部热交换器处的结冰，以冷却模式操作所述热泵。

【技术特征摘要】
2015.05.15 US 14/713,8421.一种车辆系统，其包括：热泵，其包括内部热交换器和外部热交换器；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，用于响应于所述外部热交换器处的结冰，以冷却模式操作所述热泵。2.根据权利要求1所述的车辆系统，进一步包括发动机和在冷却剂回路和制冷剂回路之间提供热连通的热交换器。3.根据权利要求2所述的车辆系统，进一步包括响应于进入所述冷却模式，激活所述发动机的额外指令。4.根据权利要求1所述的车辆系统，进一步包括用于进一步响应所述热泵在其中操作的车辆被电气耦合到固定电网，以所述冷却模式激活热泵的额外指令。5.根据权利要求4所述的车辆系统，其中在所述冷却模式中，热从乘客舱传递到所述外部热交...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·N·布兰兹勒，F·拉格斯，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US