使用多余客室空调容量来冷却电动车辆电池制造技术

一种电池热量管理系统包括乘客舱空调制冷剂回路和与冷却器流体连通的电池组冷却剂回路，该乘客舱空调制冷剂回路包括与冷却器流体连通的至少一个蒸发器。控制器被配置为确定至少一个蒸发器的温度是否落入预定的温度范围内，并且如果是这样，则使阀将制冷剂从空调制冷剂回路旁路到冷却器。通过提供至少一个蒸发器温度传感器来确定蒸发器温度。

The use of excess capacity to cool the air conditioning room electric vehicle battery

A battery heat management system includes a passenger compartment air conditioner refrigerant loop and a battery pack coolant loop connected to the cooler. The passenger compartment air conditioner refrigerant loop includes at least one evaporator connected with the cooler. The controller is configured to determine whether at least one evaporator temperature falls into a predetermined temperature range, and if so, the valve will bypass the refrigerant from the air conditioner refrigerant loop to the cooler. The evaporator temperature is determined by providing at least one evaporator temperature sensor.

【技术实现步骤摘要】
使用多余客室空调容量来冷却电动车辆电池
本专利技术总体上涉及机动车辆领域，并且更具体地，涉及电动车辆电池的冷却系统和相关方法。
技术介绍
正在开发减少或完全消除对内燃发动机依赖的车辆，其中，目标是减少或消除机动车辆燃料消耗和排放。电动车辆是当前为此目的开发的一种类型的车辆。通常，电动车辆与常规机动车辆不同，因为它们由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相比之下，传统的机动车辆完全依靠内燃发动机来驱动车辆。高压电池组通常部分或全部地为电动车辆的电机和其它电负载供电。电池组包括多个电池单元，其必须周期性地再充电以补充为这些负载供电所需的能量。众所周知，在诸如充电和放电的操作期间，电池单元产生必须被管理的热量。因此，需要创新的电池热量管理系统来管理由电池单元产生的热量。为了解决这些和其它问题，本专利技术描述了使用由车辆空调(A/C)系统产生的多余冷却容量的电动车辆冷却系统，并且还描述了用于电动车辆中的电池热量管理的相关方法。
技术实现思路
根据本文描述的目的和益处，提供了一种电池热量管理系统，其包括乘客舱空调制冷剂回路、与冷却器流体连通的电池组冷却剂回路和控制器，该乘客舱空调制冷剂回路包括与冷却器流体连通的至少一个蒸发器，该控制器被配置为确定至少一个蒸发器的温度是否落入预定的温度范围内，并且如果是这样，则使阀将制冷剂从空调制冷剂回路旁路到冷却器。控制器还被配置为仅在确定电池组温度已经达到或超过预定的温度上限时使阀将空调制冷剂回路制冷剂旁路到冷却器。至少一个蒸发器温度传感器被设置为监测至少一个蒸发器的温度。在实施例中，阀是控制引入到冷却器中的制冷剂的热膨胀阀(TXV)。至少一个电池组温度传感器可以被设置为监测电池组的温度。乘客舱空调制冷剂回路还可以包括压缩机。在实施例中，控制器还被配置为防止压缩机在预定的最大工作压力以上运行。在另一方面，描述了一种用于电池组热量管理的方法，该方法包括将控制器配置为确定乘客舱空调制冷剂回路中的至少一个蒸发器的温度是否落入预定温度范围内，进一步地其中，如果是这样，则控制器被配置为使阀将来自乘客舱空调制冷剂回路的制冷剂引入到与乘客舱空调制冷剂回路和电池组冷却剂回路二者流体连通的冷却器中。在实施例中，该方法包括通过至少一个蒸发器温度传感器确定至少一个蒸发器的温度。该方法也可以包括将热膨胀阀(TXV)设置为控制引入到冷却器中的制冷剂。此外，该方法可以包括将控制器配置为确定电池组温度是否已经超过预定的上限。这可以通过提供至少一个电池组温度传感器来实现。在实施例中，该方法包括将控制器配置为仅在确定电池组温度已达到或超过预定上限时使阀将空调制冷剂回路制冷剂引入到冷却器中。在实施例中，该方法还包括提供包括压缩机的乘客舱空调制冷剂回路，并且还将控制器配置为防止压缩机在预定的最大工作压力以上运行。在下面描述中，示出并且描述了电动车辆电池冷却系统和方法的若干优选实施例。应当意识到，该电池冷却系统和方法能够具有其它不同的实施例并且其若干细节能够在各种显而易见的方面进行修改，而不脱离在下面权利要求中阐明和描述的系统和方法。因此，附图和说明书应当认为是说明性的而不是限制性的。附图说明并入本文并且形成说明书的一部分的附图示出电池冷却系统和方法的若干方面并且连同说明书用于解释其某些原理。附图中：图1示意性地示出了电动车辆；图2示意性地示出了根据本专利技术的电池冷却系统；以及图3描绘了用于图1的电动车辆的电池冷却操作策略的代表性逻辑。现详细地参考所描述的电池冷却系统和方法的本优选实施例，其示例在附图中示出。具体实施方式现在参考图1，其示意性地示出了具有大体上常规设计的电动或混合动力车辆100。最初，尽管本说明书和附图主要描述了在电池电动或混合动力车辆的情况下所公开的电动车辆加热分配系统和方法，但是本领域技术人员将容易理解的是，所公开的主题容易适用于任何电动车辆。在高水平上，本文所用的术语“电动车辆”包括电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆或任何具有电动车辆范围的车辆。实际上，所要求保护的主题适用于任何电动车辆或其它车辆，其组合使用用于乘客舱气候控制的A/C制冷剂回路和用于电池组热量管理的电池组冷却剂回路。因此，本专利技术不应被视为限制性的。作为
技术介绍
，BEV包括电动马达，其中用于马达的能源是牵引电池。BEV牵引电池可从外部电网重新充电。BEV牵引电池实际上是用于车辆推进的唯一车载能源。HEV包括内燃发动机和电动马达，其中发动机的能源是燃料，并且马达的能源是牵引电池。发动机是用于车辆推进的主要能源，其中，HEV牵引电池为车辆推进提供补充能量(HEV牵引电池缓冲燃料能量并以电的形式恢复动能)。PHEV与HEV的不同之处在于，PHEV牵引电池具有比HEV牵引电池更大的容量，并且PHEV牵引电池可从电网重新充电。PHEV牵引电池是用于车辆推进的主要能源，直到PHEV牵引电池消耗到低能量水平，此时PHEV就像用于车辆推进的HEV一样运行。返回到图1，所描述的电动车辆100包括电池电动控制模块(BECM)110、电池组120(在所示实施例中为高压(HV)电池)以及与电力逆变器140相关联的变速器控制模块(TCM)130。电动车辆100还包括电动马达150，电动马达150将驱动力提供给齿轮箱160，齿轮箱160又将驱动力提供给车轴/地面接合轮胎170。车辆控制器180可监测/控制上述系统的各种相互作用和功能。现在参考图2，车辆100包括气候控制系统200，该气候控制系统200包括至少一个乘客舱空调(A/C)子系统210和电池冷却剂子系统220。各种热量管理系统的部分可以位于车辆的各个区域内，像诸如发动机舱和车厢。如将要描述的，乘客舱空调(A/C)子系统210在一些操作模式期间提供乘客舱的空调，并且还可以在某些操作模式期间冷却电池组120。乘客舱空调(A/C)子系统210可以是蒸气压缩热泵，其将传递热能的制冷剂循环到气候控制系统200的各种部件。乘客舱空调子系统210可以包括乘客舱制冷剂回路230，该乘客舱制冷剂回路230具有压缩机240、外部热交换器250(例如，冷凝器)、第一内部热交换器(例如，前蒸发器260)、第二内部热交换器(例如，后蒸发器270)、蓄电池、配件、阀、膨胀装置以及通常与制冷剂子系统相关联的其它部件。蒸发器每个都可以具有相关联的鼓风机280。冷凝器250可以位于车辆前部附近的格栅后面，并且前后蒸发器260、270可以设置在一个或多个暖通空调(HVAC)壳体内。应当理解的是，如果乘客舱空调(A/C)子系统210是热泵，则标记为“冷凝器”的热交换器也可以用作蒸发器。风扇290可以循环冷凝器250上方的空气。乘客舱制冷剂回路230部件通过多个导管、管道、软管或管线连接成闭合回路。例如，第一导管300使压缩机240和冷凝器250流体连通，第二导管310将冷凝器250连接到中间热交换器320，并且另一导管330将蒸发器260、270置于与中间热交换器320流体连通。前蒸发器260经由导管340与导管330连接，并且后蒸发器270经由导管350与导管330连接。第一膨胀装置360设置在导管340上并控制制冷剂流到前蒸发器260。膨胀装置被配置为改变子系统2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池热量管理系统，包括：乘客舱空调制冷剂回路，所述乘客舱空调制冷剂回路包括至少一个与冷却器流体连通的蒸发器；电池组冷却剂回路，所述电池组冷却剂回路与所述冷却器流体连通；以及控制器，所述控制器配置为确定所述至少一个蒸发器的温度是否落入预定温度范围内，并且如果所述温度落入所述预定温度范围内，则使阀将制冷剂从所述空调制冷剂回路旁路到所述冷却器。

【技术特征摘要】
2016.10.04 US 15/285,0671.一种电池热量管理系统，包括：乘客舱空调制冷剂回路，所述乘客舱空调制冷剂回路包括至少一个与冷却器流体连通的蒸发器；电池组冷却剂回路，所述电池组冷却剂回路与所述冷却器流体连通；以及控制器，所述控制器配置为确定所述至少一个蒸发器的温度是否落入预定温度范围内，并且如果所述温度落入所述预定温度范围内，则使阀将制冷剂从所述空调制冷剂回路旁路到所述冷却器。2.根据权利要求1所述的电池热量管理系统，还包括至少一个蒸发器温度传感器。3.根据权利要求1所述的电池热量管理系统，其中，所述阀是控制引入到所述冷却器中的所述制冷剂的热膨胀阀(TXV)。4.根据权利要求2所述的电池热量管理系统，还包括至少一个电池组温度传感器。5.根据权利要求4所述的电池热量管理系统，其中，所述控制器还被配置为仅在确定电池组温度已经达到或超过预定上限时使所述阀将所述空调制冷剂回路的制冷剂旁路到所述冷却器。6.根据权利要求1所述的电池热量管理系统，其中，所述乘客舱空调制冷剂回路还包括压缩机。7.根据权利要求6所述的电池热量管理系统，其中，所述控制器还被配置为防止所述压缩机在预定最大运行压力之上运行。8.一种电动车辆，包括根据权利要求1所述的电池热量管理系统。9.一种用于在电动车辆中进行电池组热量管理的方法，包括：将控制器配置为确定乘客舱空调制冷剂回路中的至少一个蒸发器的温度是否落入预定温度范围内；以及将所述控制器配置为，如果所述温度落入所述预定温度范围内，则使阀将来自所述乘客舱空调制冷剂回路的制冷剂引入到与所述乘客舱空调制冷剂回路和...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·迦利利万德，曼弗雷德·科贝尔施泰因，肯恩·J·杰克逊，迈克尔·史蒂文·沃利斯，威廉·斯图尔特·约翰斯顿，
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