用于电动车辆中的制冷剂管理的系统和方法技术方案

本发明专利技术的实施方式提供了用于电动车辆(150)的热通量管理系统(1)中的制冷剂管理系统(10)和制冷剂管理的方法，该制冷剂管理系统包括车辆空调回路，该车辆空调回路包括具有供热功能的热泵回路(4)和制冷循环制冷剂回路(6)，该空调回路包括与热源(19)热连通的热泵冷凝器(17)、与热源(19)热连通的制冷剂蒸发器(25)、与膨胀阀(29)相关联的蒸发器(31)以及制冷剂压缩机(11)，其中，这些部件通过制冷剂管线(9)彼此流体连接，储液器(37)流体地联接在制冷剂管线中在热泵冷凝器(17)、制冷剂蒸发器(25)及蒸发器(31)的下游和制冷剂压缩机(11)的上游，其中，空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在供热模式下，热泵回路(4)与压缩机(11)流体连通并且热泵冷凝器(17)被隔断与压缩机(11)的流体连通，在冷却模式下，通过致动至少一个阀(15，21，41，47)使制冷剂回路(6)与压缩机流体连通；其中，空调回路包括压缩机入口(239)处的传感器(39)，该传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且其中，当该系统处于供热模式时，在传感器(39)检测到以下中的一者或两者的情况下热泵冷凝器(17)与储液器(37)之间的管线中的截止阀41可操作成打开从而发起在热泵回路中的储液器与热泵冷凝器(17)之间提供临时流体连通的冷启动模式：压缩机入口(239)处的过热制冷剂；以及在环境(T3)与压缩机入口(239)之间大于3开尔文的温度梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电动车辆中的制冷剂管理的系统和方法
本公开内容涉及制冷剂管理系统，并且特别地但非排他地涉及用于电动车辆的热通量管理系统的制冷剂管理系统。本专利技术的各方面涉及制冷剂管理系统、包括该制冷剂管理系统的热通量管理系统、车辆以及制冷剂管理的方法，其中制冷剂管理系统、包括该制冷剂管理系统的热通量管理系统、车辆以及制冷剂管理的方法是各独立权利要求的主题。
技术介绍
电动车辆中的热通量管理系统包括空调回路，该空调回路包括具有供热功能的热泵回路和蒸气压缩循环制冷剂回路，每个回路经由制冷剂管线或导管流体联接至压缩机。制冷剂管线输送多相流体(例如，制冷剂)通过供热回路和制冷回路两者。在这样的分体式(splitvolume)系统中，当系统空闲时，制冷剂流体往往积聚在系统的最冷部分中。当系统启动并且制冷剂压缩机在空闲一段时间之后首次运行时，如果制冷剂已经离开压缩机而积聚(例如可能在寒冷环境条件下发生)，则当热泵回路运转时可能没有足够的制冷剂量来运行压缩机。在这样的情况下，压缩机有发生故障的危险。本专利技术适用于纯电动车辆，并且改善了在压缩机长期不活动之后的制冷剂管理。在环境温度低时，本专利技术特别适用。本专利技术的目的是改善热通量管理系统中的制冷剂管理。本专利技术的实施方式的目的是至少缓解现有技术的一个或更多个问题。
技术实现思路
本专利技术的方面和实施方式提供了如所附权利要求中所要求保护的制冷剂管理系统、包括制冷剂管理系统的热通量管理系统、车辆和制冷剂管理的方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，该制冷剂管理系统包括车辆空调回路，该车辆空调回路包括具有供热功能的热泵回路和制冷循环制冷剂回路，该热泵回路包括位于制冷剂压缩机下游并与散热装置热连通的冷凝器；该制冷循环制冷剂回路包括与压缩机流体连通的冷凝器；其中，空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在供热模式下，热泵回路与压缩机流体连通并且冷凝器被隔离成不与压缩机流体连通，在冷却模式下，制冷剂回路与压缩机流体连通；其中，空调回路包括压缩机入口处的传感器，该传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且其中，当系统处于供热模式时，在传感器检测到以下中的一者或两者时冷凝器与压缩机之间的阀能够操作成打开以发起在热泵回路中的冷凝器与压缩机之间提供临时流体连通的冷启动模式：压缩机入口处的过热制冷剂；以及环境与压缩机入口之间的大于3开尔文的温度梯度。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，该制冷剂管理系统包括车辆空调回路，车辆空调回路包括具有供热功能的热泵回路和制冷循环制冷剂回路，空调回路包括与热源热连通的热泵冷凝器、与热源热连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)、与膨胀阀相关联的蒸发器以及制冷剂压缩机，其中，这些部件通过制冷剂管线彼此流体连接，储液器流体地联接在制冷剂管线中在热泵冷凝器、制冷剂蒸发器及蒸发器的下游和制冷剂压缩机的上游，热泵回路包括：位于制冷剂压缩机的下游并与散热装置热连通的间接冷凝器；以及与制冷剂压缩机(11)和间接冷凝器流体连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)(25)和蒸发器(31)；制冷循环制冷剂回路(6)包括与压缩机(11)流体连通的热泵冷凝器(17)；其中，空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在供热模式下，热泵回路(4)与压缩机(11)流体连通并且热泵冷凝器(17)被隔离成未与压缩机(11)流体连通，在冷却模式下，通过致动至少一个阀(15，21，41，47)使制冷剂回路(6)与压缩机流体连通；其中，空调回路包括压缩机入口(239)处的传感器(39)，该传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且其中，当该系统处于供热模式时，在传感器(39)检测到压缩机入口(239)处的过热制冷剂以及在环境(T3)与压缩机入口(239)之间大于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时热泵冷凝器(17)与储液器(37)之间的管线中的截止阀41能够操作成打开从而发起在热泵回路中的储液器与热泵冷凝器(17)之间提供临时流体连通的冷启动模式。在某些实施方式中，储液器的存在允许控制系统中的蒸气品质。在某些实施方式中，热泵冷凝器、制冷剂蒸发器和蒸发器均与至少一个阀相关联。更具体地，热泵冷凝器、制冷剂蒸发器和蒸发器中的每一者在其下游具有至少一个相关联的阀。在某些实施方式中，压缩机与至少一个阀相关联。更具体地，压缩机在压缩机出口的下游处具有至少一个相关联的阀。再更具体地，压缩机出口的下游处的所述至少一个相关联的阀是以下阀中的一者或更多者：三通阀、截止阀和多个截止阀。在某些实施方式中，所述至少一个阀与压缩机的出口相关联，并且能够进行操作以在供热模式下将压缩机的出口切换成与热泵回路流体连通或者在冷却模式下将压缩机的出口切换成与制冷循环制冷剂回路流体连通。在某些实施方式中，与压缩机相关联的所述至少一个阀和与热泵冷凝器相关联的所述至少一个阀能够进行操作以将系统从供热模式切换至冷却模式。在某些实施方式中，其中，压缩机出口的下游处的所述至少一个相关联的阀是两个截止阀，这两个阀能够进行操作以在供热模式下将压缩机的出口切换成与热泵回路流体连通或者在冷却模式下将压缩机的出口切换成与制冷循环制冷剂回路流体连通。更具体地，在冷却模式下，相关联的阀中的一个阀被打开以允许压缩机的出口与热泵冷凝器之间的流体连通，并且相关联的阀中的另一个阀被关闭以防止热泵回路中的压缩机的出口与热力循环仪之间的流体连通，在供热模式下，相关联的阀中的一个阀被关闭以防止压缩机的出口与热泵冷凝器之间的流体连通，并且相关联的阀中的另一个阀被打开以允许热泵回路中的压缩机的出口与热力循环仪之间的流体连通。在某些实施方式中，在供热模式下，通过致动至少两个阀将热泵冷凝器与压缩机流体隔离。更具体地，所述至少两个阀将热泵冷凝器与热泵回路隔离。在某些实施方式中，在供热模式下，通过关闭至少两个阀将热泵冷凝器与压缩机流体隔离，所述至少两个阀中的一个阀与热泵冷凝器的入口相关联，另一个阀与热泵冷凝器的出口相关联。在某些实施方式中，在供热模式下，热泵冷凝器与压缩机的入口和出口流体隔离。在某些实施方式中，在供热模式下，热泵冷凝器与制冷剂蒸发器和蒸发器(如果存在)以及制冷剂压缩机流体隔离。在某些实施方式中，在供热模式下，通过关闭压缩机下游的截止阀将热泵冷凝器与压缩机的出口隔离，并且通过关闭热泵冷凝器下游的相关联的膨胀阀将热泵冷凝器与制冷剂蒸发器和蒸发器隔离，并且通过关闭储液器上游和热泵冷凝器下游的截止阀来将热泵冷凝器与储液器隔离。在某些实施方式中，在供热模式下，通过关闭压缩机出口处的至少一个阀将热泵冷凝器与热泵回路隔离。在某些实施方式中，在冷却模式下，热泵冷凝器与压缩机流体连通。在某些实施方式中，在冷却模式下，通过致动多个相关联的阀，热泵冷凝器与压缩机的出口、储液器以及制冷剂蒸发器流体连通。更具体地，多个阀在制冷循环制冷剂回路中并且都打开。再更具体地，当压缩机下游和热泵冷凝器上游的阀打开时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，所述制冷剂管理系统包括车辆的空调回路，所述空调回路包括制冷循环制冷剂回路和具有供热功能的热泵回路，所述空调回路包括与热源热连通的热泵冷凝器、与所述热源热连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)、与膨胀阀相关联的蒸发器以及制冷剂压缩机，其中，这些部件通过制冷剂管线彼此流体连接，储液器流体地联接在所述制冷剂管线中且位于所述热泵冷凝器、所述制冷剂蒸发器及所述蒸发器的下游和所述制冷剂压缩机的上游，/n所述热泵回路包括位于所述制冷剂压缩机的下游并与散热装置热连通的间接冷凝器，并且所述蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)和所述蒸发器与所述制冷剂压缩机和所述间接冷凝器流体连通；/n所述制冷循环制冷剂回路包括与所述压缩机流体连通的所述热泵冷凝器；/n其中，所述空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在所述供热模式下，所述热泵回路与所述压缩机流体连通并且所述热泵冷凝器被隔离而不与所述压缩机流体连通；在所述冷却模式下，通过致动至少一个阀使所述制冷剂回路与所述压缩机流体连通；/n其中，所述空调回路包括所述压缩机入口处的传感器，所述传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且/n其中，当所述系统处于所述供热模式时，在所述传感器检测到所述压缩机入口处的过热制冷剂和在环境与所述压缩机入口之间大于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时，所述热泵冷凝器与所述储液器之间的管线中的截止阀能够操作成打开从而发起在所述热泵回路中的所述储液器与所述热泵冷凝器之间提供临时流体连通的冷启动模式。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 GB 1802560.11.一种用于电动车辆的热通量管理系统中的制冷剂管理系统，所述制冷剂管理系统包括车辆的空调回路，所述空调回路包括制冷循环制冷剂回路和具有供热功能的热泵回路，所述空调回路包括与热源热连通的热泵冷凝器、与所述热源热连通的蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)、与膨胀阀相关联的蒸发器以及制冷剂压缩机，其中，这些部件通过制冷剂管线彼此流体连接，储液器流体地联接在所述制冷剂管线中且位于所述热泵冷凝器、所述制冷剂蒸发器及所述蒸发器的下游和所述制冷剂压缩机的上游，
所述热泵回路包括位于所述制冷剂压缩机的下游并与散热装置热连通的间接冷凝器，并且所述蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)和所述蒸发器与所述制冷剂压缩机和所述间接冷凝器流体连通；
所述制冷循环制冷剂回路包括与所述压缩机流体连通的所述热泵冷凝器；
其中，所述空调回路能够在供热模式与冷却模式之间切换，在所述供热模式下，所述热泵回路与所述压缩机流体连通并且所述热泵冷凝器被隔离而不与所述压缩机流体连通；在所述冷却模式下，通过致动至少一个阀使所述制冷剂回路与所述压缩机流体连通；
其中，所述空调回路包括所述压缩机入口处的传感器，所述传感器能够进行操作以监测制冷剂温度和压力；并且
其中，当所述系统处于所述供热模式时，在所述传感器检测到所述压缩机入口处的过热制冷剂和在环境与所述压缩机入口之间大于3开尔文的温度梯度中的一者或两者时，所述热泵冷凝器与所述储液器之间的管线中的截止阀能够操作成打开从而发起在所述热泵回路中的所述储液器与所述热泵冷凝器之间提供临时流体连通的冷启动模式。


2.根据权利要求1所述的制冷剂管理系统，其中，所述热泵冷凝器、所述蒸发器(例如，制冷剂蒸发器)和所述蒸发器中的每一者均与至少一个阀相关联。


3.根据权利要求1或2所述的制冷剂管理系统，其中，所述压缩机与至少一个阀相关联。


4.根据权利要求3所述的制冷剂管理系统，其中，所述至少一个阀与所述压缩机的出口相关联，并且能够进行操作以在所述供热模式下将所述压缩机的出口切换成与所述热泵回路流体连通或者在所述冷却模式下将所述压缩机的出口切换成与所述制冷循环制冷剂回路流体连通，可选地，其中，与所述压缩机相关联的所述至少一个阀和与所述热泵冷凝器相关联的至少一个阀能够进行操作以将所述系统从所述供热模式切换至所述冷却模式。


5.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，在所述供热模式下，通过致动至少两个阀使所述热泵冷凝器与所述压缩机流体隔离，可选地，其中，在所述供热模式下，通过关闭至少两个阀使所述热泵冷凝器与所述压缩机流体隔离，所述至少两个阀中的一个阀与所述热泵冷凝器的入口相关联，所述至少两个阀中的另一个阀与所述热泵冷凝器的出口相关联。


6.根据前述权利要求中任一项所述的制冷剂管理系统，其中，在所述供热模式下，所述热泵冷凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯·查塔姆，迪利普·阿索肯，凯特·劳斯，奥利弗·斯托克斯，盖尔·舒什拉曼，理查德·库克，
申请(专利权)人：捷豹路虎有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB