[发明专利]用于控制电动车辆乘客室温度的方法和空调系统

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于控制具有电池组的电动车辆(electrically operated vehicle)乘客室温度的方法，并涉及一种用于电动车辆的空调系统。

背景技术

已知用于车辆的空调系统(称作HVAC系统)加热或冷却车辆乘客室内的空气。在具有内燃机的车辆中，空调系统可以利用内燃机的废热加热空气。用于车辆乘客室冷却的能量需求与充满燃料的燃油箱内所携带的能量的量相比相对较低。相反地，在具有电池组的电动车辆中，电池组充电器(battery charge)中携带的能量的量要小得多。当具有传统能量需求的空调系统运行时，会极大减小只具有一个电池组充电器的车辆的里程(range)，当电马达根本不输出废热或只有少量废热时尤其如此，这些废热不能相应地用于加热车辆乘客室。此外，夏天乘客室的冷却极度需要密集的能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制具有电池组的电动车辆乘客室温度的方法和一种用于电动车辆的空调系统，允许在车辆运行期间通过具有低额外能量需求的空调系统来控制乘客室温度。从而电动车辆的里程尽可能不因为空调系统的运行而减少。

本发明的目的通过一种用于控制具有电池组的电动车辆的乘客室温度的方法来实现，该方法具有以下步骤：设置具有冷却剂回路的空调系统；冷却剂回路热联接至电池组，以便电池组形成冷却剂回路的蓄热器；并且当电池组联接到用于给电池组充电的充电站时选择性地冷却或加热电池组。这样，电池组执行它作为电能累积器和热能累积器的功能，热能可用来操作空调系统。对蓄热器来说既不需要额外的放置空间也不需要额外的重量。

冷却或加热优选发生在电池组在固定的供电系统处进行充电期间。

蓄热器例如可以联接到冷却剂回路并从该冷却剂回路热脱离。从而在加热或冷却后，可以将蓄热器从冷却剂回路断开，以便隔绝所述蓄热器并仅当需要时将其连接到回路中。

在充电期间电池组的温度可以在冷却模式降低到预定的最小值或者在电池组加热模式加热到预定的最大值。

预定的最大值优选相应于电池组的最大工作温度，和/或最小值相应于电池组的预定最小工作温度。这样，蓄热器的容量最大化，同时电池组作为蓄电器的功能和它的使用寿命不会受到不利影响。

根据一个优选的方法变型，存储在电池组中的热能在加热乘客室期间供应给冷却剂回路。这减少了加热乘客室所需的电能。

在车辆乘客室排气中的热能和/或要被冷却的电动车辆元件、尤其是逆变器的能量，和/或车辆的电驱动装置的能量，优选供应给冷却剂回路。这样冷却剂回路作为热泵，其中，尤其是，要冷却的车辆电器元件被冷却并且同时车辆乘客室被加热，因此所需的电能可以优化的方式使用。

电池组可以通过冷却剂回路和连接到冷却剂回路中的热交换器直接被加热或冷却。

散热器、尤其是蒸发器，可以在电池组的区域被设置在冷却剂回路中，电池组通过该散热器被冷却。散热器可选择性地联接到热交换器或集成在其中。

在充电过程中电池组冷却期间，冷却剂通过例如膨胀阀膨胀，膨胀阀可在电池组区域连接入回路以便所述冷却剂以后可以从电池组吸收热量。这允许直接经由冷却剂回路良好地冷却电池组。

加热装置、尤其是冷凝器，可以在电池组的区域设置在冷却剂回路中，电池组经由该加热装置被加热。

根据一个优选方法变型，在联接到充电站期间，冷却剂回路用作热气回路，以便通过热气回路加热电池组。

在联接到充电站期间，电池组的冷却或加热可以人工选择，尤其在充电过程开始时。车辆的驾驶员可以这种方式选择由电池组支持的空调系统的运行模式(加热/冷却)，例如作为车辆的下一计划用途的功能。

另外，冷却模式或加热模式的选择是基于外部温度或在一年中的时间自动进行的。

根据又一个优选的方法变型，提供联接到冷却剂回路的流体回路，在该流体回路中设置有电池组和至少一个热源、尤其是排气热交换器或要被冷却的车辆元件的热交换器，其中，在电池组加热期间热从冷却剂回路供应给流体回路并且在车辆运行期间热能被输出到冷却剂回路，和/或在电池组冷却期间热能被提取并且在车辆运行期间热源的热能被电池组吸收。这允许，例如，空调系统与各种装置组合，这些装置可以布置在单独的流体回路中并且不得不被冷却。此处冷却是由冷的电池组实现的。

冷却剂回路优选以这种方式工作，即冷却剂温度不会低于0℃。这防止在空调系统的各元件上形成冻结的冰。