用于电气化车辆的车舱和电池冷却控制制造技术

公开了一种用于电气化车辆的车舱和电池冷却控制。车辆包括：电池装置；冷却器；冷却液回路，被配置为用于引导冷却液通过冷却器和电池装置；制冷剂回路，包括压缩机、阀和蒸发器；以及控制器。控制器被配置为基于从冷却器输出的制冷剂的压力和温度改变压缩机速度和阀的位置，以改变冷却液的温度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种用于电气化车辆的车舱和电池冷却系统。
技术介绍
混合动力电动车辆和电动车辆使用马达来推进车辆。电力通过电池供应给马达。电池被配置为存储也可用于为车辆其他部件供电的电荷。电池的有效使用允许车辆通过马达进行推进。这可通过使用冷却装置来实现。利用由电池供电的马达来推进车辆减少了车辆使用内燃发动机来运行的必要性。减少内燃发动机的运行增加了车辆的燃料经济性。
技术实现思路
一种气候控制系统，包括牵引电池装置、冷却系统和控制器。冷却系统包括：冷却器；蒸发器；第一管道和第一阀，被布置为选择性地形成包括冷却器的冷却液回路，以冷却牵引电池装置；第二管道和第二阀，被布置为基于第二阀的开启状态选择性地形成包括冷却器和蒸发器的第一制冷剂回路或旁通冷却器而包括蒸发器的第二制冷剂回路；以及压缩机，被配置为用于使流体流过制冷剂回路。控制器被配置成能够响应于在流体流过至少一个制冷剂回路的同时收到车舱冷却请求而调整压缩机速度来改变车舱的冷却，以及改变第二阀的开启状态而改变牵引电池装置的冷却。根据本专利技术的一个实施例，控制器还可被配置成能够响应于第一制冷剂回路内的制冷剂的过热值降低至阈值以下，改变第二阀的开启状态以使过热值保持于阈值。根据本专利技术的一个实施例，控制器还可被配置成能够响应于第一制冷剂回路内的制冷剂的过热值升高至阈值以上，改变第二阀的开启状态以使过热值保持于阈值。所根据本专利技术的一个实施例，控制器还可被配置成能够响应于来自牵引电池装置的冷却需求以及第一制冷剂回路内的制冷剂的过热值超过阈值的冷
却需求而改变第二阀的开启状态并调整压缩机速度，以使制冷剂流过第一制冷剂回路。根据本专利技术的一个实施例，控制器还可被配置成能够响应于来自牵引电池装置的冷却需求，改变第一阀的开启状态以使冷却液通过冷却液回路。根据本专利技术的一个实施例，控制器还可被配置成能够响应于仅用于车舱冷却的需求，改变第二阀的开启状态以引导制冷剂通过第二制冷剂回路，并调整压缩机速度以调整流过第二制冷剂回路的制冷剂的质量流量。一种用于车辆的气候控制方法，车辆包括被配置为用于引导冷却液通过冷却器和电池装置的冷却液回路以及包括压缩机、阀和蒸发器的制冷剂回路，所述车辆温度控制方法包括以下步骤：基于从冷却器输出的制冷剂的压力和温度，改变压缩机速度和阀的位置，以使制冷剂的温度接近制冷剂的过热值并改变冷却液的温度。根据本专利技术的一个实施例，所述温度控制方法还包括在压缩机正在使制冷剂流过冷却器的同时，改变包含于冷却液回路内的另一阀的位置，以使冷却液流经冷却器。根据本专利技术的一个实施例，所述温度控制方法还包括改变设置于冷却液回路内的另一阀的位置和包含于制冷剂回路内的所述阀的位置以使制冷剂流过制冷剂回路，以及改变压缩机的速度以改变蒸发器制冷。根据本专利技术的一个实施例，所述温度控制方法还包括改变包含于制冷剂回路内的所述阀的位置以使制冷剂流经制冷剂回路，以及改变压缩机的速度以改变冷却器制冷。一种车辆，包括：电池装置；冷却器；冷却液回路，被配置为用于引导冷却液通过冷却器和电池装置；制冷剂回路，包括压缩机、阀及蒸发器；和控制器。控制器被配置为用于基于从冷却器输出的制冷剂的压力和温度改变压缩机的速度和阀的位置，以改变冷却液的温度。附图说明图1为电动车辆的示意图；图2为描绘冷却液流过电池冷却器和车舱蒸发器的流体回路图；图3为描绘冷却系统的运行的控制逻辑流程图；图4为描绘冷却器和蒸发器控制模式的运行的控制系统图；图5为描绘冷却器控制模式的运行的控制系统图；图6为描绘蒸发器控制模式的运行的控制系统图；具体实施方式在此描述了本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采用各种替代的形式。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定部件的细节。所以，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本专利技术的代表性基础。如本领域内的技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。图1描绘了一种典型混合动力电动车辆10的示意图。然而，某些实施例也可在插电式混合动力车辆和纯电动车辆的情况下实施。车辆10包括机械地连接到混合动力变速器14的一个或更多个电机12。在至少一个实施例中，单个电机12可机械地连接到混合动力变速器14。电机12能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力变速器14可机械地连接到发动机16。混合动力变速器14也可机械地连接到驱动轴18，所述驱动轴18机械地连接到车轮20。当发动机16打开或关闭时，电机12可通过驱动轴18向车轮20提供推进力和减速能力。电机12也可充当发电机，并能通过再生制动回收能量而提供燃料经济效益。电机12减少污染物排放，并通过减少发动机16的工作负载来提高燃料经济性。牵引电池或电池组22储存可被电机12使用的能量。牵引电池22一般从牵引电池22内部的一个或更多个电池单元阵列(有时被称为电池单元堆)输出高压直流电(DC)。电池单元阵列可包括一个或更多个电池单元。使用电机12推进需要来自电池22的电力。为电机12供应电力会导致电池22产生热能。对电池22充电也可导致电池22产生热能。热能，以热量的形式存在，会使储存在电池22内的荷电衰减。这会使车辆10利用电机12进行推进的时间长度减少。因此，冷却电池22会是有益处的。电池的冷却可消散来自电池22的热能，并增加由电池22至电机12的电力传输效率。这会允
许电机推进车辆10的时间段更长，并减少车辆通过发动机16被推进的时间段。所述的各种部件可具有一个或更多个关联的控制器来控制和监控部件的操作。多个控制器之间可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由专用电导管(electrical conduit)进行通信。图2描绘了用于冷却电池22的冷却系统24的流体回路图。冷却系统24利用不同热回路中的制冷剂和冷却液来优化电池22的性能。第一热回路23和第二热回路25可用于控制冷却液的温度。第三热回路27和第四热回路29可用于控制制冷剂的温度。第三热回路27也可用于优化冷却液和制冷剂两者的温度。冷却液可为传统冷却液混合物，例如水和乙二醇。制冷剂可为传统制冷剂，例如R134a或1234yf。当需要车舱和电池热管理时，第三热回路27和第四热回路29可同时运行。第一热回路23和第二热回路25可包括冷却液泵34、电池22、散热器42、冷却器28和导流阀(diverter valve)44。泵34被用于使冷却液通过第一热回路23和第二热回路25进行循环。泵34泵送冷却液至电池22。冷却液在与电池22互相作用前经过冷却液温度传感器36，以监测冷却液的温度。电池温度传感器38可被用于监测电池22的温度。控制器40(或控制模块)与冷却液温度传感器36和电池温度传感器38进行通信，从而基于电池22的温度需求，优化地控制冷却液流动通过第一热回路23和第二热回路25。在至少一个其它实施例中，控制器可与多个温度传感器38进行通信。冷却液与电池22互相作用以从电池22中吸收热量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，包括：电池装置；冷却器；冷却液回路，被配置为用于引导冷却液通过冷却器和电池装置；制冷剂回路，包括压缩机、阀和蒸发器；以及控制器，被配置为基于从冷却器输出的制冷剂的压力和温度改变压缩机速度和阀的位置，以改变冷却液的温度。

【技术特征摘要】
2015.05.20 US 14/716,9331.一种车辆，包括：电池装置；冷却器；冷却液回路，被配置为用于引导冷却液通过冷却器和电池装置；制冷剂回路，包括压缩机、阀和蒸发器；以及控制器，被配置为基于从冷却器输出的制冷剂的压力和温度改变压缩机速度和阀的位置，以改变冷却液的温度。2.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为用于在压缩机使制冷剂流过冷却器以改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：布雷特·艾伦·邓恩，安吉娜·弗南德·珀拉斯，马克·G·史密斯，蒂莫西·诺亚·布兰兹勒，
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