冷却系统和控制冷却系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及冷却系统和控制冷却系统的方法，所述冷却系统用于由电机推进的车辆。所述冷却系统被布置成当车辆以制动模式操作时控制第一散热器阀和第二散热器阀，以引导来自散热器的流体流通过第一流体回路，并防止来自散热器的流体流进入第二流体回路，控制压缩机装置，以使制冷剂在从热交换器到第三流体管道的冷凝器的方向上流动，并控制第二回路阀装置，以引导热源流体循环通过热交换器和电热源。以引导热源流体循环通过热交换器和电热源。以引导热源流体循环通过热交换器和电热源。

【技术实现步骤摘要】
冷却系统和控制冷却系统的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于由电机推进的车辆的冷却系统。本专利技术还涉及一种控制冷却系统的方法以及包括这种冷却系统的车辆。尽管本专利技术将主要针对使用燃料电池来为电力牵引马达产生电力的呈卡车形式的车辆，但是本专利技术也可适用于由电机推进的其它类型的车辆，例如从电力电网充电的电池接收电力的电动车辆、包括用于推进的电机以及内燃发动机的混合动力车辆等。本专利技术还适用于例如呈作业机械、公共汽车、小汽车等形式的车辆。

技术介绍

[0002]车辆的推进系统不断发展以满足市场需求。一个特别的方面涉及对环境有害的废气的排放。因此，由从氢燃料电池接收电力的多个电机和/或一个电机推进的车辆越来越受欢迎，特别是对于卡车和其它重型车辆。
[0003]由于车辆电气存储系统有时可能不能接收额外的电能，因此由电机推进的车辆在特定的操作条件期间通常难以进行能量管理以消耗多余的能量。例如，这种情况可以是在再生制动事件期间，其中电气存储系统由于电池的充电状态(SOC)水平高于预定的阈限值而不能接收更多的电能。在这种情况下，必须以另一种方式控制能量。
[0004]同时，包括在电力系统中的部件在操作期间需要可控的冷却。
[0005]因此，期望提供一种电推进车辆的冷却系统，其包括先进的能量耗散管理。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的是至少部分地提供一种解决上述期望的方案。
[0007]根据第一方面，提供了一种用于由电机推进的车辆的冷却系统，其中，所述冷却系统包括：散热器，所述散热器被配置成接收环境空气，所述散热器包括散热器入口和散热器出口，所述散热器入口连接到第一散热器阀，所述散热器出口连接到第二散热器阀，第一流体回路，所述第一流体回路包括第一泵和发热装置，所述第一流体回路被布置成在所述第一散热器阀和所述第二散热器阀之间流体连通，第二流体回路，所述第二流体回路被布置成在所述第一散热器阀和所述第二散热器阀之间流体连通，所述第二流体回路包括电热源和第二回路阀装置，所述第二回路阀装置被布置成在所述电热源和所述散热器的入口之间流体连通，以及第三流体回路，所述第三流体回路被配置成包含制冷剂流体，所述第三流体回路包括冷凝器、热交换器和压缩机装置，其中所述冷凝器被配置为与环境空气交换热量，其中，所述热交换器在所述电热源和所述散热器的出口之间的位置处流体连接到所述第二回路阀装置和所述第二流体回路，其中，所述冷却系统还包括控制单元，所述控制单元连接到所述第一散热器阀、所述第二散热器阀、所述第二回路阀装置和所述压缩机装置，所述控制单元包括控制电路，所述控制电路被配置成：接收指示车辆操作模式的信号，并且当所述车辆操作模式是车辆制动模式时：控制所述第一散热器阀和所述第二散热器阀，以引导来自所述散热器的流体流通过所述第一流体回路，并防止来自所述散热器的流体流进入所述
第二流体回路，控制所述压缩机装置，以使制冷剂在从所述热交换器到所述冷凝器的方向上流动，以及控制所述第二回路阀装置，以引导热源流体循环通过所述热交换器和所述电热源。
[0008]发热装置在下文中应该被解释为被配置成产生热量的装置。根据示例实施例，所述发热装置可以是电阻器、减速器和热交换器中的一种。优选地，发热装置连接到电源，或者连接到车辆的另一个电气存储系统。在这种情况下，发热装置是电气发热装置，并且在车辆制动模式期间，该发热装置被配置成将电力耗散到第一流体回路中的流体流。此外，冷凝器可以优选地定位成与从散热器接收的环境空气进行热交换。这里，环境空气被引导通过散热器，然后到达冷凝器。
[0009]此外，电热源可以是例如电池、逆变器、超级电容器、电阻器或其它电气存储或转换装置等。根据另一示例实施例，所述电热源可以是燃料电池系统。燃料电池系统可优选包括一个或多个燃料电池组，该一个或多个燃料电池组被布置成产生电力。电力优选用于操作推进车辆的电机。燃料电池可以直接连接到电机，即，将产生的电力直接传输到电机。燃料电池也可以连接到能量存储系统，该能量存储系统继而连接到电机。因此，燃料电池中产生的电力被传输到能量存储系统，由此电力此后被传输到电机。能量存储系统例如可以是包括一个或多个电池模块的电池。
[0010]此外，车辆制动模式应该被解释为当车辆降低车辆速度时或者当车辆制动以维持期望的车辆速度时车辆的操作条件。例如，后一种情况可以是车辆在下坡行驶并且期望维持期望的稳定车辆速度的操作条件。如果在这种情况下不制动，下坡会使车辆增加车辆速度。车辆制动模式优选是执行辅助制动的模式。
[0011]此外，控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一种可编程设备。控制单元还可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在控制单元包括可编程设备(例如上述的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，处理器还可以包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。虽然上面没有描述，但是控制单元也可以连接到冷却系统的附加部件，以用于控制其操作。例如，控制单元也可以连接到第一泵。
[0012]通过本专利技术的冷却系统，在车辆制动模式期间，可以控制流体流通过第一流体回路的发热装置。由此，电力可以在制动操作模式期间被消耗，并且发热装置被操作以制动车辆速度。通过耗散电力将会因此增强车辆在制动期间的冷却能力。因此，本专利技术的冷却系统能够将电热源和发热装置彼此解耦。因此，电热源和发热装置并联布置，并且与串联连接相比，能够改善这两个部件的温度控制。更详细地，电热源和发热装置因此能够在不同的热势下操作，由此可以改善各种部件的温度水平的优化。
[0013]根据示例实施例，所述压缩机装置可包括换向阀装置，所述换向阀装置连接到所述控制单元，其中，所述换向阀装置被布置在所述第三流体回路中，在所述热交换器和所述冷凝器之间流体连通。换向阀装置有利地可操作以在第三流体管道的不同方向上引导制冷剂。更详细地，换向阀装置可以在从热交换器到冷凝器的方向上引导制冷剂，或者在从冷凝器到热交换器的相反方向上引导制冷剂。使用换向阀装置的一个优点是压缩机可以制造得不太复杂，这是因为制冷剂的流动方向仅通过换向阀装置来控制。
[0014]根据示例实施例，当所述车辆操作模式是车辆起动模式时，所述控制电路还可以
被配置成控制所述第一散热器阀和所述第二散热器阀以分别布置在关闭位置，从而防止来自所述第一流体回路和所述第二流体回路的流体流流入到所述散热器中，控制所述压缩机装置以使制冷剂在从所述冷凝器到所述热交换器的方向上流动，以及控制所述第二回路阀装置以引导包含在所述第二回路管道中的流体循环通过所述热交换器和所述电热源。
[0015]车辆起动模式应该被理解为车辆在静止一段预定时间段后起动的模式。车辆起动模式也可以涉及这样的情况，其中电热源具有相对低的温度并且需要加热以便能够在最佳操作点操作。控制单元因此可以接收指示电热源的当前温度水平的信号，并且当电热源的当前温度水平低于预定的阈值温度限值时控制冷却系统来操作起动模式。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于由电机推进的车辆(10)的冷却系统(200)，其中，所述冷却系统包括：散热器(202)，所述散热器(202)被配置成接收环境空气，所述散热器包括散热器入口(206)和散热器出口(208)，所述散热器入口(206)被连接到第一散热器阀(210)，所述散热器出口(208)被连接到第二散热器阀(212)，第一流体回路(300)，所述第一流体回路(300)包括第一泵(302)和发热装置(304)，所述第一流体回路被布置成在所述第一散热器阀(210)和所述第二散热器阀(212)之间流体连通，第二流体回路(400)，所述第二流体回路(400)被布置成在所述第一散热器阀(210)和所述第二散热器阀(212)之间流体连通，所述第二流体回路包括电热源(402)和第二回路阀装置(406)，所述第二回路阀装置(406)被布置成在所述电热源和所述散热器的入口之间流体连通，以及第三流体回路(500)，所述第三流体回路(500)被配置成包含制冷剂流体，所述第三流体回路包括冷凝器(502)、热交换器(504)和压缩机装置(506)，所述冷凝器(502)被配置为与环境空气(204)交换热量，其中，所述热交换器在所述电热源和所述散热器的出口之间的位置处流体被连接到所述第二回路阀装置和所述第二流体回路，其中，所述冷却系统(200)还包括控制单元(114)，所述控制单元(114)被连接到所述第一散热器阀、所述第二散热器阀、所述第二回路阀装置和所述压缩机装置，所述控制单元包括控制电路，所述控制电路被配置成：接收指示车辆操作模式的信号，并且当所述车辆操作模式是所述车辆制动模式时：控制所述第一散热器阀和所述第二散热器阀，以引导来自所述散热器的流体流通过所述第一流体回路，并且防止来自所述散热器的流体流进入所述第二流体回路，控制所述压缩机装置，以使制冷剂在从所述热交换器到所述冷凝器的方向上流动，以及控制所述第二回路阀装置，以引导热源流体循环通过所述热交换器和所述电热源。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述压缩机装置(506)包括换向阀装置(505)，所述换向阀装置(505)被连接到所述控制单元，其中，所述换向阀装置被布置在所述第三流体回路(500)中与所述热交换器和所述冷凝器之间流体连通。3.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，当所述车辆操作模式是车辆起动模式时，所述控制电路还被配置成：控制所述第一散热器阀(210)和所述第二散热器阀(212)，以被分别布置在关闭位置，从而防止来自所述第一流体回路(300)和所述第二流体回路(400)的流体流流入到所述散热器(202)中，控制所述压缩机装置(506)，以使制冷剂在从所述冷凝器(502)到所述热交换器(504)的方向上流动，以及控制所述第二回路阀装置(406)，以引导被包含在所述第二回路管道中的流体循环通过所述热交换器和所述电热源。4.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述第三流体管道还包括膨胀器(508)，所述膨胀器(508)被布置成在所述冷凝器(502)和所述热交换器(504)之间流体连通，所述膨胀器(508)相比于所述压缩机装置被布置在所述热交换器的相反侧。
5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述第二流体回路还包括热源泵(404)，所述热源泵(404)被布置成在所述电热源和所述第二回路阀装置之间流体连通。6.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述第二流体回路(400)还包括附加阀装置(460)，所述附加阀装置被连接在所述电热源(402)和所述发热装置(304)之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：