车辆中的热管理系统和用于操作所述系统的方法技术方案

本公开提供了“车辆中的热管理系统和用于操作所述系统的方法”。提供了用于分配车辆中的冷却剂流的热管理系统和用于操作其的方法。所述热管理系统包括与加热器流体连通的车厢热交换器和与所述加热器流体连通的能量存储装置热交换器。所述热管理系统被设计为在第一模式中，在第一冷却剂环路中使加热的冷却剂从所述加热器流动到所述车厢热交换器，并且在与所述第一冷却剂环路暂时分离的第二冷却剂环路中使冷却的冷却剂从能量存储装置冷却器流动到所述能量存储装置热交换器；以及在第二模式中，使加热的冷却剂串联地从所述加热器流动到所述车厢热交换器并且然后流动到所述能量存储装置热交换器。

【技术实现步骤摘要】
车辆中的热管理系统和用于操作所述系统的方法
本说明书总体涉及一种用于车辆的热管理系统和一种用于操作热管理系统的方法。
技术介绍
先前的车辆已经利用单独的加热器来对各种车辆系统(诸如为电动马达供电的牵引电池、车厢加热器等)进行温度调节。具体地，电池电动车辆(BEV)已被设计为具有用于加热牵引电池的一个专用加热器和仅向加热器芯体提供热量的另一个加热器。提供用于电池和车厢加热的专用加热器成本很高，并且增加了车辆系统的故障模式。因此，增加了加热系统劣化的可能性以及加热系统维修的成本。已经进行了设计加热系统的尝试，所述加热系统将加热的冷却剂从加热器导引到多个车辆系统。由Porras等人在U.S.9,950,638B2中示出一种示例性方法。Porras的系统使用加热器和热泵生成热量，并且在不同工况期间向加热器芯体和牵引电池提供所述热量。然而，本文的专利技术人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，当加热车厢时，Porras的系统无法向电池提供冷却。因此，在某些工况期间，可能无法实现车厢和电池的期望的冷却和加热设定点。此外，Porras的系统包括高度复杂的冷却剂回路，所述冷却剂回路引导冷却剂通过各种环路行进到加热器、热泵、车厢热交换器、电池热交换器、电池制冷机等。复杂的系统设计增加了系统故障的机会，并且还增加了系统维护和维修成本。这进而增加了车辆制造和操作成本。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过车辆中的热管理系统来解决，所述热管理系统包括与加热器流体连通的车厢热交换器和与所述加热器流体连通的能量存储装置热交换器。所述热管理系统还包括控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器在第一模式中，在第一冷却剂环路中使加热的冷却剂从所述加热器流动到所述车厢热交换器，并且在与所述第一冷却剂环路暂时分离的第二冷却剂环路中使冷却的冷却剂从能量存储装置冷却器流动到所述能量存储装置热交换器。所述系统还包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器在第二模式中，使加热的冷却剂串联地从所述加热器流动到所述车厢热交换器并且然后流动到所述能量存储装置热交换器。以此方式，实现了一种流线型系统，所述流线型系统的功能是加热所述车厢和所述能量存储装置以及在加热所述车厢的同时冷却所述电池。因此，在满足所述车辆车厢和能量存储装置的加热和冷却需要的同时，增加了所述系统的效率。在一个示例中，所述加热器是所述热管理系统中的唯一加热器。以此方式，在所述系统中提供了单一加热器，从而允许高效加热所述车厢热交换器和所述能量存储装置两者。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出包括热管理系统的车辆的示意图。图2示出图1中所示的热管理系统的详细示例。图3示出处于第一配置的图2中所示的热管理系统的详细示例。图4示出处于第二配置的图2中所描绘的热管理系统。图5示出处于第三配置的图2中所描绘的热管理系统。图6示出用于操作热管理系统的方法。图7示出用于操作热管理系统的详细方法。图8示出具有曲线图、控制信号等的时序图，其体现了用于热管理系统的用例操作方法。具体实施方式以下描述涉及一种车辆(例如，电池电动车辆(BEV))中的热管理系统和用于在系统中进行高效冷却剂导引的方法。热管理系统包括加热器，在一个操作模式期间，加热器首先将加热的冷却剂提供到车厢热交换器，并且然后提供到能量存储装置。以此方式，可经由共用加热器串联地高效加热车辆车厢和能量存储装置两者。在一个示例中，加热的冷却剂可从车厢热交换器导引至能量存储装置，而不行进通过任何中间热交换器。因此，可以增加系统的效率。在另一个操作模式中，热管理系统在第一冷却剂环路中使加热的冷却剂从加热器流动到车厢热交换器，并且在第二冷却剂环路中使冷却的冷却剂从能量存储装置冷却器流动到电池。在这一模式期间，第一冷却剂环路与第二冷却剂环路暂时流体分离。以此方式，系统可以被重新配置为使冷却剂在并行的冷却剂环路中流动，以允许实现电池和车辆车厢的不同的加热和冷却设定点。在一个示例中，在第二模式期间，阻止冷却剂通过能量存储装置冷却器的流动。以此方式，可以避免使加热的冷却剂流动通过冷却器，以防止冷却器劣化。此外在一个示例中，加热器可以是向车厢热交换器和能量存储装置提供加热的冷却剂的唯一加热器。因此，增加了系统的效率并且减少了制造成本。图1示出具有热管理系统的车辆(例如，电池电动车辆(BEV))的示意图。图2至图5示出处于不同操作模式的图1的热管理系统的详细说明。图6示出用于操作热管理系统的方法。图7示出用于操作热管理系统的更详细的方法。图8示出对应于操作方案用例的热管理系统的时序图。参考图1，该图示意性地描绘具有推进系统12的车辆10。在这个示例中，推进系统12包括能量转换装置14，所述能量转换装置14可包括马达、发电机等等以及它们的组合。具体地，在一个示例中，能量转换装置14包括马达。能量转换装置14耦接到变速器16。变速器16可包括变矩器、齿轮和其他机械装置，以允许在期望的速度范围内或以特定的速度将动力传递到一个或多个驱动轮18。变速器16被示为耦接到驱动轮18，所述驱动轮18进而与路面20接触。能量转换装置14进一步被示出为耦接到能量存储装置22，所述能量存储装置22可包括电池、电容器、飞轮、压力容器等。具体地，在一个示例中，能量存储装置22可以是牵引电池。能量转换装置可以被操作来从车辆运动和/或发动机中吸收能量，并且将所吸收的能量转换成适合于由能量存储装置存储的能量形式(即，提供发电机操作)。能量转换装置还可以被操作来向驱动轮18供应输出(功率、功、扭矩、速度等)。应当理解，在一些实施例中，在用于在能量存储装置与车辆驱动轮之间提供适当的能量转换的各种其他部件之中，能量转换装置可以包括仅马达、仅发电机或马达和发电机两者。在能量转换装置14、变速器16与驱动轮18之间所描绘的连接指示机械能从一个部件传输到另一个部件，而在能量转换装置与能量储存装置之间的连接可以指示多种能量形式(诸如电、机械等)的传输。例如，可从能量转换装置14传输扭矩以经由变速器16驱动车辆驱动轮18。如上所述，能量存储装置22可被配置为在发电机模式和/或马达模式中操作。在发电机模式中，系统12吸收来自变速器16的输出中的一些或全部，这减少了递送到驱动轮18的驱动输出量或到驱动轮18的制动扭矩量。例如，可采用此类操作以通过再生制动、提高的发动机效率等来实现效率增益。此外，由能量转换装置接收的输出可用来给能量存储装置22充电。在马达模式中，能量转换装置可例如通过使用存储在电池中的电能通过变速器16向驱动轮18供应机械输出。能量存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆中的热管理系统，其包括：/n车厢热交换器，所述车厢热交换器与加热器流体连通；/n能量存储装置热交换器，所述能量存储装置热交换器与所述加热器流体连通；/n能量存储装置，所述能量存储装置耦接到所述能量存储装置热交换器；以及/n控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：/n在第一模式中，在第一冷却剂环路中使加热的冷却剂从所述加热器流动到所述车厢热交换器，并且在与所述第一冷却剂环路暂时分离的第二冷却剂环路中使冷却的冷却剂从能量存储装置冷却器流动到所述能量存储装置热交换器；以及/n在第二模式中，使加热的冷却剂串联地从所述加热器流动到所述车厢热交换器并且然后流动到所述能量存储装置热交换器。/n

【技术特征摘要】
20190115 US 16/248,6581.一种车辆中的热管理系统，其包括：
车厢热交换器，所述车厢热交换器与加热器流体连通；
能量存储装置热交换器，所述能量存储装置热交换器与所述加热器流体连通；
能量存储装置，所述能量存储装置耦接到所述能量存储装置热交换器；以及
控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：
在第一模式中，在第一冷却剂环路中使加热的冷却剂从所述加热器流动到所述车厢热交换器，并且在与所述第一冷却剂环路暂时分离的第二冷却剂环路中使冷却的冷却剂从能量存储装置冷却器流动到所述能量存储装置热交换器；以及
在第二模式中，使加热的冷却剂串联地从所述加热器流动到所述车厢热交换器并且然后流动到所述能量存储装置热交换器。


2.如权利要求1所述的热管理系统，其中所述车辆是电池电动车辆(BEV)，并且所述能量存储装置是牵引电池。


3.如权利要求1所述的热管理系统，其还包括存储在所述非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：
在第三模式中，使加热的冷却剂从所述加热器流动到所述车厢热交换器并且阻止在所述第二冷却剂环路中的冷却剂加热或冷却。


4.如权利要求3所述的热管理系统，其还包括存储在所述非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：
当能量存储装置温度在期望的操作范围内时，从所述第一模式或所述第二模式转变成所述第三模式。


5.如权利要求1所述的热管理系统，其还包括存储在所述非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：
当能量存储装置温度低于阈值时并且当接收到车厢加热命令时，从所述第一模式转变成所述第二模式。


6.如权利要求1所述的热管理系统，其中当能量存储装置温...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯汀·舍尼曼，彼得·罗琳，范思新，
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