[发明专利]车辆热泵系统和利用蓄热的方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆热泵系统和方法，其利用蓄热来向车辆乘客车厢提供热。

背景技术

混合电动车辆选择地单独地或者结合（一个或者多个）牵引马达地利用内燃机作为向传动装置的输入扭矩源，而增程电动车（EREV）仅在需要时使用较小的发动机，并且仅给发电机提供动力。电池电动车先使用小型燃气发动机，并代替使用存储的电能或者再生的刹车能的操作。所有的三种车辆结构可以仅在电力下操作，这被称为电动车（EV）模式。

在上述车辆的实施例的一些中，可再充能量存储系统（RESS）被用于交替地存储和释放用于驱动（一个或者多个）牵引马达所需的实质量的电能。RESS可以包括具有多个电池模块的电池组，每个电池模块包含多个圆柱状或者平坦/扁平状的单电池。电池组在操作中产生热。有效地消散产生的热对于优化车辆性能是必要的。因此，热管理系统被结合电池组使用，以使得一定体积的合适的冷却剂循环通过电池组和任何关联的电力电子件，并且使得另一合适的冷却剂循环通过有功的冷却回路，来控制乘客车厢的温度。

发明内容

在这样的系统中，存在从可再充能量存储系统（RESS）或者其它蓄热部件向另一介质进行热交换的可能性。这种热交换允许在车辆充电事件的过程中存储热量，并且使得该存储的热量通过有效的冷却系统传送到乘客车厢中，允许在更寒冷的环境温度下有更有效的热泵系统。

因此，提供了用在车辆中的热泵系统，车辆具有乘客车厢和电池组。车辆可具有在EV模式下的主动电驱动状态和非主动状态。热泵系统可以包括蓄热介质，其配置为用于存储在非主动状态期间产生的热量和/或使用加热器主动地增加的热量。该由蓄热介质在车辆充电事件期间存储的热量可以从蓄热介质通过热泵系统在主动电驱动状态下输送到乘客车厢，该主动电驱动状态包括在驱动之前进行舱室预调节。

该热泵系统可进一步包括第一冷却剂回路、制冷回路和第二冷却剂回路。第一冷却剂回路可构造为用于循环第一冷却剂，以吸收来自蓄热介质的热量，该蓄热介质具有可与流体介质进行交换的热容量。制冷回路可构造为用于让制冷剂循环流动，以通过第一换热器吸收来自第一冷却剂的热量。第二冷却剂回路可构造为用于让第二冷却剂循环流动，以通过第二换热器吸收来自制冷剂的热量，并且加热乘客车厢。

蓄热介质可以是能够蓄热的任何装置。该蓄热介质例如可以是容纳电池组的可再充能量存储系统（RESS）、容纳电力电子件的RESS、围绕电池组定位在绝缘体周围并且用作电池组周围的绝缘体的相变材料中的一种，或者仅为一块相变材料。

还提供了用于向车辆乘客车厢提供热的方法。该方法可以包括如下步骤：在非主动状态期间在蓄热介质中存储热量；和，在主动电驱动状态期间使得热量从蓄热介质传输到车辆乘客车厢，以加热车辆乘客车厢，这包括在驱动之前进行舱室预调节。

使得热量从蓄热介质传输到车辆乘客车厢可包括如下步骤：通过循环流动通过第一冷却剂回路的第一冷却剂吸收存储在蓄热介质中的热量；通过第一换热器在第一冷却剂和制冷剂之间进行热交换；通过第二换热器使得热量从制冷剂传输到第二冷却剂，第二冷却剂循环流动通过第二冷却剂回路；让第二冷却剂循环流过加热器芯；并且使得热量从第二冷却剂和加热器芯传输到流动通过加热器芯并且进入到车辆乘客车厢中的空气，以加热所述车辆乘客车厢。

当结合附图来考虑时，从下面的用于实现由所附的权利要求书限定的本发明的一些最佳方式和其他实施例的具体说明中，容易地显而易见本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势。

附图说明

图1是具有蓄热介质的车辆热泵系统的示意回路图。

图2是蓄热介质是RESS的车辆热泵系统的示意回路图。

图3是蓄热介质是相变材料的车辆热泵系统的示意回路图。

图4是示出了向处于电动车（EV）模式下的车辆乘客车厢提供热的方法的步骤的流程图。

图5是使得将热从蓄热介质转移到车辆乘客车厢所需的步骤具体化的流程图。

具体实施方式

下面的说明和附图指的是典型的实施例，并且实际上仅是为了说明，不是为了限制本发明、其应用或者用途。附图中，有些部件以合乎标准或者基本的符号示出。这些符号是表示性的并且仅用作解释说明，绝不是限定为所示的任何具体的结构、所示的不同结构之间的组合或者权利要求。所有的部件的说明都是开放型的，并且部件的任何示例都是非穷举的。

参照附图，其中，在几幅图中，相同的附图标记对应相同或者相似的部件，提供了用在车辆100中的用于利用热存储来加热乘客车厢102的热泵系统101。