[发明专利]用于控制组合的供暖和冷却蒸气压缩系统的方法和设备

说明书

技术领域

本公开涉及用在车辆中的用于控制组合的供暖和冷却蒸气压缩系统的方法。

背景技术

混合电动车辆选择性地使用内燃机作为给变速器的输入扭矩源，单独或与牵引马达（一个或多个）结合地，同时，增程式电动车辆仅在需要时使用较小的发动机，且仅仅为发电机提供动力。电池电动车辆在使用小气体发动机之前，且替代地利用被存储的电能或再生制动能量操作。所有三种车辆构造可仅依靠电力操作，称为电动车辆（EV）模式。

在一些上述车辆实施例中，可再充电能量存储系统（RESS）用于替换地存储和发送驱动牵引马达（一个或多个）所需的电能的大部分量。RESS可包括具有多个电池模块的电池组，其每个包含多个柱形或平/扁平的电池单元。

期望的是，在上述车辆实施例中使用蒸气压缩系统，其可高效地操作，同时对于增加的电动里程允许各种环境温度。

发明内容

提供了一种用于控制组合的供暖和冷却蒸气压缩系统的方法和设备。设备可以是车辆，且可包括车舱、可再充电能量存储系统（RESS）、RESS冷却器和蒸气压缩系统。蒸气压缩系统可包括至少一个控制器、压缩机、车舱蒸发器、至少两个热交换器、和电加热器。蒸气压缩系统可在多个模式中操作，至少包括第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。各模式中的每个可被选择为辅助车舱的冷却、供暖和除湿。所述至少一个控制器构造为经由本方法控制和优化蒸气压缩系统的供暖和冷却能力。

用于控制组合的供暖和冷却蒸气压缩系统的方法包括多个步骤。该方法可包括：通过至少一个控制器检测第一前置条件、第二前置条件和第三前置条件中的一个。第一前置条件是对车舱中的冷却的需求。第二前置条件是对车舱中的供暖和除湿的需求。第三前置条件是仅对车舱中的供暖的需求。方法可还包括：当第一前置条件被检测到时，通过所述至少一个控制器执行第一控制动作。执行第一控制动作允许蒸气压缩系统以第一模式操作，其中，需要车舱的冷却。方法可还包括：当第二前置条件被检测到时，通过所述至少一个控制器执行第二控制动作。执行第二控制动作允许蒸气压缩系统以第二模式操作，其中，需要车舱的供暖和车舱的除湿的每个。最后，方法可包括：当第三前置条件被检测到时，通过所述至少一个控制器执行第三控制动作。执行第三控制动作允许蒸气压缩系统以第三模式操作，其中，仅需要车舱的供暖。

第一控制动作可还包括辅助车舱的冷却所需的步骤。

第二控制动作可还包括辅助车舱蒸发器的蒸发器空气温度的优化的步骤，和调节热泵性能的步骤。蒸发器空气温度可确定为以便通过调节压缩机的速度控制车舱舒适度、车舱雾化和车舱味道。热泵性能可通过调节加热器的输出和调节通过RESS或RESS冷却器的制冷剂流而被调整。

第三控制动作可还包括最大化蒸气压缩系统的效率和其热泵性能的步骤。蒸气压缩系统的效率和热泵性能可通过评估和优化压缩机的排放压力和吸入压力而最大化，评估和优化通过调整压缩机速度和通过调整通过第二热交换器的制冷剂流实现。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施如所附的权利要求中定义的本发明的一些最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是在第一模式中操作的蒸气压缩系统的第一实施例的示意图；

图2是在第一模式中操作的蒸气压缩系统的第二实施例的示意图；

图3是在第二模式中操作的蒸气压缩系统的第一实施例的示意图；

图4是在第二模式中操作的蒸气压缩系统的第二实施例的示意图；

图5是在第三模式中操作的蒸气压缩系统的第一实施例的示意图；

图6是在第三模式中操作的蒸气压缩系统的第二实施例的示意图；

图7是在第四模式中操作的蒸气压缩系统的第一实施例的示意图；

图8是在第四模式中操作的蒸气压缩系统的第二实施例的示意图；

图9是详细显示检测车舱冷却、车舱供暖和除湿中的一个，仅在车舱中进行车舱供暖，执行第一控制动作、第二控制动作和第三控制动作中的一个的方法的流程图。

图10是详细显示执行第一控制动作所需的步骤的流程图；

图11是详细显示执行第二控制动作所需的步骤的流程图；

图12是详细显示第二控制动作的第三步骤的流程图，即操作压缩机以使制冷剂循环通过蒸气压缩系统；

图13是详细显示第二控制动作的第四步骤的流程图，即，当压缩机在预定速度操作时蒸气压缩系统的排空加热泵性能；和

图14是详细显示执行第三控制动作所需的步骤的流程图。