基于空气的混合动力车辆电池热调节系统技术方案

本发明专利技术涉及基于空气的混合动力车辆电池热调节系统。具体地，提供了一种用于混合动力车辆的能量储存系统的热调节系统。不同于持久地打开的空气源的至少一个辅助空气源具有可选择性地操作的致动器门，致动器门将辅助空气源连接到能量储存系统的风机或者将其与风机断开，并且对空气流量进行选择以对能量储存系统进行最佳的温度调节。优选地，辅助空气源包括HVAC管道。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及结合使用在混合动力机动车中的电池组中的能量储存系统，尤其涉及对能量储存系统的热调节。更具体地，本专利技术涉及通过选择性地采用机动车的不同空气源的热调节。
技术介绍
混合动力机动车使用结合了内燃发动机和电系统的推进系统，这种电系统典型地用于推进和再生制动。电系统包括机械连接到机动车的一个或多个车桥的至少一个电动马达以及由电池单元构成的电池组，电池单元构成的电池组是电连接到该至少一个马达的能量储存系统(ESS)的集成部件。当至少一个马达推进机动车时，从ESS提取电能(电池组放电)。在再生制动期间，马达作为发电机，并且生成的电能被输送到ESS (电池组充电)。图1和图2示意性地图示了传统的混合动力车辆ESS以及用于其的现有技术的热调节装置的情形。在混合动力机动车的客舱10内设置ESS 12，例如，其可以坐落于车辆地板14上， 位于纵向地板“通道” 16上方。ESS 12通过经由ESS风机18的座舱空气AC的运动被进行热调节，通过ESS风机18座舱空气循环通过ESS，起始于至少一个持久开放的进入通风孔20，并且在至少一个持久开放的出口通风孔22排出，在与客舱持久并且完全开放流体连通的意义上来讲，这两个通风孔持久地打开。现有技术有时将进入通风孔置于HVAC管道的输出附近，由此座舱空气AC和HVAC空气AH能够在不经选择地进入到进入通风孔之前混合。ESS风机18的操作由混合动力车辆集成控制模块(VICM) 24使用来自(除了其它之外的)入口管道传感器、出口管道传感器^b以及ESS温度传感器^c的温度数据进行控制。VICM对通过不同的数据线连接到输入和输出(例如，参看图2中的虚线)。这些部件要遵守车载诊断(OBD)的要求，由此在检测到任何部件中的故障时将提供信号给驾驶者。客舱包括加热、通风及空调(HVAC)模块观，该模块通常包括乘客输入仪器30以及HVAC控制器32，该控制器响应于乘客输入而操作HVAC模块。典型地，该HVAC模块包括 HVAC风机34、用于冷却至客舱的HVAC空气的蒸发器36以及加热器芯38，该加热器芯用于将通过HVAC管道40到达客舱的HVAC空气加热。这些部件并不遵守OBD的要求。利用现有技术中的客舱环境向ESS的热调节提供空气只有在客舱的空气不太热也不太冷时才有效。例如，在经过炽热的阳光或冰冷的环境之后，ESS也将类似地热或冷， 并且用于热调节ESS的客舱空气将也会同样地热或冷。这就意味着ESS的充电/放电性能会有问题，这种性能依赖于温度。正如下面参考图3所论述的那样，存在着最佳的ESS性能温度范围，并且客舱空气温度极限很容易处于此范围之外(高于和低于)。而且，仅通过将进入通风孔置于靠近HVAC管道的出口附近的某个位置并不能“解决”现有技术中管理ESS热调节的该问题，因为客舱空气与HVAC空气的混合是随意的、无法选择的并且耗费太多时间。相应地，本领域仍需要混合动力车辆ESS的热调节系统，这种系统比仅简单地利用客舱空气更有用。
技术实现思路
本专利技术是一种ESS热调节系统，除了现有技术中至少一个持久地开放的进入通风孔，其选择性地利用来自至少一个辅助空气源的空气，例如，一个或多个客舱区域、行李箱、 外部通风孔、以及最优选的为HVAC管道。与每个辅助空气源接口的是可选择性地操作的致动器门，其可将辅助空气源连接到ESS风机或与之断开。作为实例，VICM利用与这些不同的辅助空气源中的每一个相关联的温度传感器来将每一个相应的致动器门打开、关闭或者部分地打开，以使ESS得到最佳的温度调节。就此方面而言，若有多于一个的辅助空气源可用，那么VICM会基于例如在与座舱空气的感测温度以及ESS和/或ESS入口中的一个或二者的感测温度有关的辅助空气源的感测温度来选择适合于这些辅助空气源中任何一个的致动器门开启量。应注意到， VICM并不具有在对这些空气源中的任何一个处的可用温度中的变化的任何控制。在根据本专利技术的ESS热调节系统的最优选形式中，选择性辅助空气源是HVAC管道。HVAC ESS管道与HVAC模块的HVAC管道接口。致动器门或“换气”门安装到HVAC ESS 管道，并且响应于VICM而被电操作到位于关闭位置和打开位置之间的任意处。VICM基于其编程和来自在换气门的任意一侧上的温度传感器以及例如其它温度传感器的数据来操作换气门。这样，就能够将ESS的温度保持在最佳性能温度范围内，或者使其尽可能快地处于该温度范围内。应注意到，VICM并不对HVAC模块进行任何控制。在操作中，若机动车已经历过低温，则希望驾驶者选择HVAC模块的加热模式。 VICM会感测到HVAC管道中的HVAC空气的温度上升并因此而打开换气门以允许ESS风机导入(换气)来自HVAC管道的HVAC受调节空气的被选择的一部分。另一方面，若机动车已经历过高温，则希望驾驶者选择HVAC模块的冷却模式。现在，VICM会感测到HVAC空气中的温度下降，并由此而打开换气门以允许ESS风机导入(换气)来自HVAC管道的HVAC受调节空气的被选择的一部分。当ESS (和客舱)的最佳ESS性能温度范围出现时，VICM将检测到无需HVAC空气来协助ESS的热调节，并且将关闭换气门，以及在需要时将该门打开，以将 ESS的温度保持在其最佳温度范围内。此外，本专利技术还涉及以下技术方案。1. 一种机动车的热调节系统，包括 客舱；能量储存系统；至少一个持久地打开的入口通风孔，所述入口通风孔与所述客舱以及所述能量储存系统流体连通；至少一个持久地打开的出口通风孔，所述出口通风孔与所述客舱以及所述能量储存系统流体连通；电子控制系统；至少一个辅助空气源，所述辅助空气源中的每一个包括管道，所述管道与不同于所述至少一个持久地打开的入口通风孔的预先确定的空气源流体连通，所述管道还与所述能量储存系统选择性地流体连通；以及致动器门，所述致动器门相对于所述管道可在关闭位置与打开位置之间选择性地移动，其中，在所述关闭位置，所述能量储存系统基本上不与相对于所述管道的所述预先确定的空气源流体连通，并且所述致动器门响应于所述电子控制系统可选择性地移动；以及风机，所述风机连接到所述电子控制系统，并且与所述能量储存系统、所述至少一个入口通风孔、每个所述辅助空气源的相应所述管道、以及所述至少一个出口通风孔流体连通。2.如技术方案1所述的热调节系统，其中，所述电子控制系统包括混合动力车辆集成控制模块；并且在每个所述辅助空气源处进一步包括上游温度传感器，所述上游温度传感器置于所述致动器门的上游并且电连接到所述电子控制模块；下游传感器，所述下游传感器置于所述致动器门的下游并且电连接到所述电子控制模块；以及致动器，所述致动器机械连接到所述致动器门并且电连接到所述混合动力车辆集成控制模块。3.如技术方案1所述的热调节系统，其中，所述至少一个辅助空气源包括多个所述辅助空气源；其中所述电子控制系统将每个相应的致动器门移动到相应选择的位置，以提供所述能量储存系统的预先确定最佳热管理。4.如技术方案3所述的热调节系统，其中，所述电子控制系统包括混合动力车辆集成控制模块；并且在每个所述辅助空气源处进一步包括上游温度传感器，所述上游温度传感器置于所述致动器门的上游并且电连接到所述电子控制模块；下游传感器，所述下游本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种机动车的热调节系统，包括：客舱；能量储存系统；至少一个持久地打开的入口通风孔，所述入口通风孔与所述客舱以及所述能量储存系统流体连通；至少一个持久地打开的出口通风孔，所述出口通风孔与所述客舱以及所述能量储存系统流体连通；电子控制系统；至少一个辅助空气源，所述辅助空气源中的每一个包括：管道，所述管道与不同于所述至少一个持久地打开的入口通风孔的预先确定的空气源流体连通，所述管道还与所述能量储存系统选择性地流体连通；以及致动器门，所述致动器门相对于所述管道可在关闭位置与打开位置之间选择性地移动，其中，在所述关闭位置，所述能量储存系统基本上不与相对于所述管道的所述预先确定的空气源流体连通，并且所述致动器门响应于所述电子控制系统可选择性地移动；以及风机，所述风机连接到所述电子控制系统，并且与所述能量储存系统、所述至少一个入口通风孔、每个所述辅助空气源的相应所述管道、以及所述至少一个出口通风孔流体连通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MG勒菲尔特，TJ皮尔格拉姆，IL汉娜，EL梅贝里，JR施瓦茨，
申请(专利权)人：MG勒菲尔特，TJ皮尔格拉姆，IL汉娜，EL梅贝里，JR施瓦茨，
类型：发明
国别省市：US