带有涡流管的车辆热管理系统技术方案

公开了带有涡流管的车辆热管理系统。用于车辆的热管理系统包括：涡流管，具有热空气出口和冷空气出口。热交换器选择性地与热空气出口和冷空气出口中的一者流体连通。冷却剂回路与电气部件热连通，并且布置为使冷却剂穿过热交换器，以在冷却剂与热空气出口和冷空气出口中的一者的气流之间传递热能。

Vehicle thermal management system with vortex tube

A vehicle thermal management system with vortex tube is disclosed. The thermal management system for vehicles includes vortex tube, hot air outlet and cold air outlet. The heat exchanger is selectively communicated with one of the hot air outlets and one of the cold air outlets. The coolant circuit is thermally connected to the electrical components and is arranged so that the coolant passes through the heat exchanger to transfer heat energy between the coolant and the air flow at the hot air outlet and one of the cold air outlets.

【技术实现步骤摘要】
带有涡流管的车辆热管理系统
本公开涉及用于加热和冷却车辆部件的热管理系统，并且更具体地，涉及包括涡流管的热管理系统。
技术介绍
对减少汽车和其他车辆燃料消耗和排放的需求是众所周知的。正在开发减少或完全消除依赖内燃发动机的车辆。电动车辆和混合动力车辆是目前正在为此目的而开发的一种车辆。电动车辆和混合动力车辆包括由牵引电池供电的一个或更多个牵引马达/发电机。来自电池的电力由电力电子装置来调节以向马达提供期望的电压和电流。电力电子装置包括逆变器、电感器、电路、DC/DC转换器和控制器。牵引电池、马达/发电机和电力电子装置可能需要热管理系统来调节部件的温度以实现最佳工况。
技术实现思路
根据一个实施例，用于车辆的热管理系统包括：涡流管，具有热空气出口和冷空气出口。热交换器选择性地与热空气出口和冷空气出口中的一者流体连通。冷却剂回路与电气部件热连通，并且布置为使冷却剂穿过热交换器，以在冷却剂与热空气出口和冷空气出口中的一者的气流之间传递热能。根据另一实施例，一种车辆包括：高电压系统，具有需要热管理的部件。冷却剂系统具有导管，所述导管布置为使冷却剂循环通过所述部件和热交换器以对所述部件进行热调节。涡流管被构造为产生热气流和冷气流，热气流和冷气流选择性地与热交换器流体连通以加热或冷却冷却剂。根据又一实施例，一种车辆包括构造为输出热气流和冷气流的涡流管。阀连接到涡流管以接收热气流和冷气流并具有排气口和出口。热交换器与出口和部件流体连通。控制器被配置为将阀致动到加热位置，以将热气流引导至阀的出口并将冷气流引导至排气口。根据本专利技术，提供一种车辆，所述车辆包括：涡流管，构造为输出热气流和冷气流；阀，连接到涡流管以接收热气流和冷气流并包括排气口和出口；部件；热交换器，与所述出口和所述部件流体连通；控制器，被配置为将阀致动到加热位置，以将热气流引导至阀的出口并将冷气流引导至排气口。根据本专利技术的一个实施例，控制器还被配置为将阀致动到冷却位置，以将冷气流引导至热交换器并将热气流引导至排气口。根据本专利技术的一个实施例，所述阀还包括第二排气口和第二阀出口并且限定内部通道，所述内部通道选择性地将热空气入口连接到阀的出口和第二排气口，并且将冷空气入口连接到第二阀出口和排气口，并且其中，控制器被进一步配置为将阀致动至冷却位置，以将冷气流引导至第二阀出口并且将热气流引导至第二排气口。根据本专利技术的一个实施例，所述阀是滑阀。根据本专利技术的一个实施例，所述部件从由以下部件组成的组中选择：牵引电池；逆变器；可变电压转换器；电感器；电子控制模块。附图说明图1是示例性混合动力车辆的示意图。图2是用于车辆的高电压系统的空气冷却式热管理系统的示意图。图3是图2的热管理系统的涡流管的示意图。图4是根据一个或更多个实施例的高电压系统的牵引电池的透视图。图5是用于车辆的高电压系统的另一空气冷却式热管理系统的示意图。图6A是示出处于冷却位置的旋转分流阀的截面图。图6B是示出处于加热位置的旋转分流阀的截面图。图7A是示出处于加热位置的滑阀的截面图。图7B是示出处于冷却位置的滑阀的截面图。图8是示出用于操作车辆的高电压系统的热管理系统的算法的流程图。图9是用于车辆的高电压系统的液体冷却式热管理系统的示意图。图10是示出用于操作图9的热管理系统的算法的流程图。图11是根据一个或更多个实施例的高电压系统的牵引电池的透视图。图12是用于车辆的高电压系统的另一液体冷却式热管理系统的示意图。图13是用于车辆的高电压系统的又一液体冷却式热管理系统的示意图。图14是根据一个实施例的阀和热交换器组合组件的截面图。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，其他实施例可采取各种替代的形式。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。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种形式利用本专利技术的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征结合，以产生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。参照图1，示例性插电式混合动力电动车辆(PHEV)被描绘并且总体上称为车辆20。车辆20包括具有传动装置26、至少一个电机(例如马达22和发电机24)以及内燃发动机30的混合动力动力传动系统。每个电机可以是交流(AC)电动马达。所述至少一个电机接收电力并为车辆推进提供扭矩。所述至少一个电机也用作通过再生制动将机械动力转换成电力的发电机。传动装置26可以是功率分流构造。传动装置26可以容纳马达22和发电机24。传动装置输出齿轮连接到传动轴28，传动轴28通过差速器33连接到一对驱动轮35。在其他实施例中，传动装置可以不具有功率分流构造。车辆20包括用于向马达22和发电机24供电的高电压系统32。高电压系统32包括能量存储装置，例如用于存储电能的牵引电池34。电池34是高电压电池，当马达22和发电机24用作马达时，该电池能够输出电力来操作马达22和发电机24。当马达22和发电机24用作发电机时，电池34还从马达22和发电机24接收电力。电池34可以是由多个电池模块(未示出)构成的电池组，其中每个电池模块包含可以布置成阵列的多个电池单元(未示出)。车辆20的其他实施例设想不同类型的能量存储装置，诸如补充或替换电池34的电容器和燃料电池(未示出)。高电压总线将电池34电连接到马达22和发电机24。车辆包括用于控制车辆操作的控制器36。控制器36可以是包括电池能量控制模块、传动装置控制模块、车辆系统控制器等的多个控制器。控制器36被配置为接收输入并将控制信号输出到多个车辆部件(包括电池34、发动机30、马达22、发电机24和传动装置26)。车辆控制器36通常包括彼此协作执行一系列操作的任何数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如FLASH、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)以及软件代码。控制器36还包括预定数据或基于计算和测试数据并存储在存储器内的“查找表”。控制器36使用公共总线协议(例如CAN和LIN)通过一个或更多个有线或无线车辆连接与其他车辆系统和控制器通信。本文使用的对“控制器”的任何引用是指一个或更多个控制器。高电压系统32还包括DC/DC转换器44、可变电压转换器(VVC)38和逆变器40。VVC38和逆变器40电连接在牵引电池34与马达22之间以及电池34和发电机24之间。VVC38“升压”或增加由电池34提供的电力的电压电位。根据一个或更多个实施例，VVC38还“降压”或减小提供给牵引电池34的电力的电压电位。逆变器40将由牵引电池34(通过VVC38)供应的DC电力逆变成用于操作电机22、24的AC电力。逆变器40还将由电机22、24提供的AC电力整流为DC而对牵引电池34充电。传动装置26的其他实施例包括多个逆变器(未示出)，例如每个电机22、24关联有一个逆变器。VVC38包括电感器组件42。除了提供用于推进的能量之外，牵引电池组34还可以为其他车辆电气系统提供能量。DC/DC转换器模块44可以将牵引电池34的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的热管理系统，包括：涡流管，包括热空气出口和冷空气出口；热交换器，选择性地与热空气出口和冷空气出口中的一者流体连通；电气部件；和冷却剂回路，与电气部件热连通，并且布置为使冷却剂穿过热交换器，以在冷却剂与热空气出口和冷空气出口中的一者的气流之间传递热能。

【技术特征摘要】
2017.04.05 US 15/479,6381.一种用于车辆的热管理系统，包括：涡流管，包括热空气出口和冷空气出口；热交换器，选择性地与热空气出口和冷空气出口中的一者流体连通；电气部件；和冷却剂回路，与电气部件热连通，并且布置为使冷却剂穿过热交换器，以在冷却剂与热空气出口和冷空气出口中的一者的气流之间传递热能。2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，电气部件是牵引电池组件。3.根据权利要求1所述的热管理系统，还包括：阀，与热空气出口和冷空气出口流体连通，并且能够操作为选择性地将来自热空气出口的热气流或来自冷空气出口的冷气流引导至热交换器。4.根据权利要求3所述的热管理系统，其中，所述阀还包括：冷空气入口，连接到冷空气出口；热空气入口，连接到热空气出口；排气口，选择性地与热空气入口和冷空气入口中的至少一个流体连通；阀出口，选择性地与热空气入口和冷空气入口中的至少一个流体连通并连接到热交换器。5.根据权利要求4所述的热管理系统，其中，所述阀限定内部流体通道，所述内部流体通道布置为当所述阀处于加热位置时将热空气入口与阀出口流体连通地连接，并且布置为当所述阀处于冷却位置时将热空气入口与排气口流体连通地连接。6.根据权利要求5所述的热管理系统，其中，所述阀进一步限定内部流体通道，所述内部流体通道布置为当所述阀处于加热位置时将冷空气入口与排气口流体连通地连接，并且布置为当所述阀处于冷却位置时将冷空气入口与阀出口流体连通地连接。7.根据权利要求3所述的热管理系统，其中，所述阀进一步包括：冷空气入口，连接到冷空气出口；热空气入口，连接到热空气出口；第一排气口；第二排气口；第一出口和第二出口，均连接到热交换器，其中，在所述阀处于加热位置时，冷空气入口与第一排气口流体连通，并且热空气入口与第二阀出口流体连通，以将热气流引导到热交换器。8.根据权利要求7所述的热管理系统，其中，在所述阀处于冷却位置时，热空气入口与第二排气口流体连通，并且冷空气入口与第一出口流体连通，以将冷气流...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·梅耶斯，约翰·彼得·比勒西克基安，
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