本發(fā)明涉及一種車(chē)輛加熱、通風(fēng)和空調(diào)(hvac)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著對(duì)能源效率和環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注，需要開(kāi)發(fā)可替代內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的環(huán)保車(chē)輛。此類(lèi)環(huán)保車(chē)輛分為使用燃料電池或電力作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)輛、以及使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電池驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力車(chē)輛。

2、電動(dòng)車(chē)輛或混合動(dòng)力車(chē)輛可包括用于車(chē)廂(或乘客艙)中的空氣調(diào)節(jié)的加熱、通風(fēng)和空調(diào)(hvac)系統(tǒng)。hvac系統(tǒng)可被配置成加熱和冷卻車(chē)廂內(nèi)的空氣以使乘客舒適。

3、為了確保駕駛安全，電動(dòng)車(chē)輛或混合動(dòng)力車(chē)輛可包括被設(shè)計(jì)成將pe系統(tǒng)的pe部件維持在適當(dāng)?shù)臏囟鹊碾娏﹄娮?pe)冷卻系統(tǒng)和被設(shè)計(jì)成將電池維持在適當(dāng)?shù)臏囟鹊碾姵乩鋮s系統(tǒng)。pe冷卻系統(tǒng)可冷卻pe部件，諸如電動(dòng)機(jī)、逆變器、車(chē)載充電器(obc)和低dc-dc轉(zhuǎn)換器(ldc)，從而將pe部件保持在它們各自適當(dāng)?shù)臏囟?。電池冷卻系統(tǒng)可冷卻電池，從而將電池保持在其適當(dāng)?shù)臏囟取?/p>

4、hvac系統(tǒng)和pe冷卻系統(tǒng)可通過(guò)水冷式熱交換器進(jìn)行熱連接。當(dāng)hvac系統(tǒng)在加熱模式下操作時(shí)，制冷劑可通過(guò)水冷式熱交換器從在pe冷卻系統(tǒng)中循環(huán)的pe冷卻劑中吸收熱量。也就是說(shuō)，制冷劑可被配置成通過(guò)水冷式熱交換器吸收pe部件的廢熱。

5、當(dāng)hvac系統(tǒng)在加熱模式下操作時(shí)，由壓縮機(jī)壓縮了的制冷劑可由內(nèi)部冷凝器冷凝，并且制冷劑可加熱經(jīng)過(guò)內(nèi)部冷凝器的外表面的空氣，使得可執(zhí)行車(chē)廂的加熱。從內(nèi)部冷凝器排出的制冷劑可通過(guò)膨脹閥膨脹，并且膨脹了制冷劑可由水冷式熱交換器蒸發(fā)。

6、當(dāng)hvac系統(tǒng)在加熱和除濕模式下操作時(shí)，由壓縮機(jī)壓縮了的制冷劑可由內(nèi)部冷凝器冷凝，并且制冷劑可加熱經(jīng)過(guò)內(nèi)部冷凝器的外表面的空氣，使得可執(zhí)行車(chē)廂的加熱。從內(nèi)部冷凝器排出的制冷劑可通過(guò)膨脹閥膨脹。膨脹了的制冷劑的一部分可由水冷式熱交換器蒸發(fā)，膨脹了的制冷劑的剩余部分可由蒸發(fā)器蒸發(fā)，并且經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的外表面的空氣可被冷卻，使得可執(zhí)行車(chē)廂的除濕。

7、然而，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的hvac系統(tǒng)中，當(dāng)制冷劑未能通過(guò)水冷式熱交換器充分吸收熱量時(shí)，制冷劑的蒸發(fā)量可能減少，并且因此壓縮機(jī)的吸入壓力可能降低到閾值壓力以下。當(dāng)壓縮機(jī)的吸入壓力低于閾值壓力時(shí)，壓縮機(jī)的效率可能降低，并且因此壓縮機(jī)的rpm可能降低到閾值rpm以下或者壓縮機(jī)可能停止。因此，hvac系統(tǒng)的性能系數(shù)(cop)會(huì)降低。由于沒(méi)有使用制冷劑執(zhí)行車(chē)廂的加熱，而是僅通過(guò)hvac系統(tǒng)的電加熱器對(duì)車(chē)廂進(jìn)行加熱，因此電動(dòng)車(chē)輛的電效率可能降低。

8、在相關(guān)技術(shù)的hvac系統(tǒng)中，隨著制冷劑的熱吸收減少，制冷劑的蒸發(fā)量可能不足。因此，由于壓縮機(jī)的rpm降低或停止，使用制冷劑對(duì)車(chē)廂進(jìn)行的加熱和除濕可能無(wú)法順利執(zhí)行，并且車(chē)廂的加熱可由電加熱器執(zhí)行，使得電動(dòng)車(chē)輛的電效率可能降低。

9、本背景部分中描述的上述信息用于幫助理解本發(fā)明概念的背景，并且可能包括不被認(rèn)為是公眾已知的現(xiàn)有技術(shù)的各種技術(shù)概念。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明涉及一種車(chē)輛加熱、通風(fēng)和空調(diào)(hvac)系統(tǒng)。特別實(shí)施例涉及一種車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成通過(guò)使用控制閥單元和設(shè)置在壓縮機(jī)與內(nèi)部冷凝器之間的制冷劑熱交換器來(lái)改進(jìn)利用制冷劑的加熱性能和/或除濕性能，從而改進(jìn)電動(dòng)車(chē)輛的電效率。

2、本發(fā)明的實(shí)施例能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并且維持由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

3、本發(fā)明的實(shí)施例提供一種車(chē)輛加熱、通風(fēng)和空調(diào)(hvac)系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成通過(guò)使用控制閥單元和設(shè)置在壓縮機(jī)與內(nèi)部冷凝器之間的制冷劑熱交換器來(lái)改進(jìn)利用制冷劑的加熱性能和/或除濕性能，從而改進(jìn)電動(dòng)車(chē)輛的電效率。

4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，車(chē)輛hvac系統(tǒng)可包括壓縮機(jī)，設(shè)置在壓縮機(jī)的下游側(cè)的內(nèi)部冷凝器，位于內(nèi)部冷凝器與壓縮機(jī)之間的制冷劑熱交換器，設(shè)置在內(nèi)部冷凝器的下游側(cè)并且在制冷劑與在冷卻劑系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻劑之間傳遞熱量的水冷式熱交換器，設(shè)置在內(nèi)部冷凝器的下游側(cè)并且在制冷劑與環(huán)境空氣之間傳遞熱量的外部熱交換器，以及控制在內(nèi)部冷凝器、水冷式熱交換器、外部熱交換器和制冷劑熱交換器之間的制冷劑的流動(dòng)和制冷劑的膨脹和/或非膨脹的控制閥單元。制冷劑熱交換器可被配置成在從內(nèi)部冷凝器排出的制冷劑中的膨脹制冷劑與未膨脹制冷劑之間傳遞熱量。

5、制冷劑熱交換器可包括供未膨脹制冷劑通過(guò)的第一通道和供膨脹制冷劑通過(guò)的第二通道。

6、控制閥單元可包括第一控制閥，其允許從內(nèi)部冷凝器排出的制冷劑被引導(dǎo)到外部熱交換器或旁通外部熱交換器。

7、第一控制閥可包括流體連接到內(nèi)部冷凝器的輸入口、流體連接到制冷劑熱交換器的第一通道和外部熱交換器的出口的第一輸出口、以及流體連接到外部熱交換器的入口的第二輸出口。

8、第一控制閥可被配置成允許輸入口選擇性地與第一輸出口或第二輸出口連通。

9、控制閥單元可包括第二控制閥，其允許從內(nèi)部冷凝器排出的制冷劑或從制冷劑熱交換器的第一通道排出的制冷劑被引導(dǎo)到水冷式熱交換器。

10、第二控制閥可包括流體連接到內(nèi)部冷凝器的第一輸入口、流體連接到制冷劑熱交換器的第一通道的第二輸入口、以及流體連接到水冷式熱交換器的第一通道的輸出口。

11、第二控制閥可被配置成允許第一輸入口或第二輸入口選擇性地與輸出口連通。

12、當(dāng)?shù)谝惠斎肟诨虻诙斎肟谂c輸出口連通時(shí)，可調(diào)節(jié)第二控制閥的開(kāi)度。

13、控制閥單元可包括第三控制閥，其允許從內(nèi)部冷凝器或外部熱交換器排出的制冷劑被引導(dǎo)到制冷劑熱交換器的第二通道。

14、第三控制閥可包括流體連接到內(nèi)部冷凝器的第一輸入口、流體連接到外部熱交換器的第二輸入口、以及流體連接到制冷劑熱交換器的第二通道的入口的輸出口。

15、第三控制閥可被配置成允許第一輸入口或第二輸入口選擇性地與輸出口連通。

16、水冷式熱交換器和外部熱交換器可并聯(lián)連接到制冷劑循環(huán)路徑。

17、車(chē)輛hvac系統(tǒng)可還包括位于制冷劑熱交換器的第一通道的下游側(cè)的冷卻側(cè)膨脹閥，和位于冷卻側(cè)膨脹閥的下游側(cè)的蒸發(fā)器。

18、制冷劑熱交換器的第一通道的入口可位于內(nèi)部冷凝器的下游側(cè)和外部熱交換器的下游側(cè)，制冷劑熱交換器的第二通道的入口可位于內(nèi)部冷凝器的下游側(cè)和水冷式熱交換器的下游側(cè)，并且制冷劑熱交換器的第二通道的出口可位于壓縮機(jī)的上游側(cè)。

技術(shù)特征：

1.一種進(jìn)行車(chē)輛加熱、通風(fēng)和空調(diào)的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其包含：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，還包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中：

15.一種進(jìn)行車(chē)輛的加熱、通風(fēng)和空調(diào)的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其包含：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中，

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中：

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中：

19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，其中：

20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車(chē)輛hvac系統(tǒng)，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的HVAC系統(tǒng)包括壓縮機(jī)；內(nèi)部冷凝器，其設(shè)置在壓縮機(jī)的下游側(cè)；制冷劑熱交換器，其位于內(nèi)部冷凝器與壓縮機(jī)之間，制冷劑熱交換器被配置成在從內(nèi)部冷凝器排出的制冷劑中的膨脹制冷劑與未膨脹制冷劑之間傳遞熱量；水冷式熱交換器，其設(shè)置在內(nèi)部冷凝器的下游側(cè)，并且被配置成在制冷劑與在冷卻劑系統(tǒng)中循環(huán)的冷卻劑之間傳遞熱量；外部熱交換器，其設(shè)置在內(nèi)部冷凝器的下游側(cè)，并且被配置成在制冷劑與環(huán)境空氣之間傳遞熱量；和控制閥單元，其被配置成控制在內(nèi)部冷凝器、水冷式熱交換器、外部熱交換器和制冷劑熱交換器之間的制冷劑的流動(dòng)以及制冷劑的膨脹和/或非膨脹。

技術(shù)研發(fā)人員：金光玟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8