車輛及控制電池電動車輛的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車輛及控制電池電動車輛的方法，所述車輛包括電熱源、熱交換器、牽引電池、熱連接至熱交換器和熱源的第一熱回路以及熱連接至牽引電池并配置用于選擇性地熱連接至熱源的第二熱回路。車輛包括電熱源、被配置為用于與電熱源選擇性地熱連接的熱交換系統(tǒng)以及被配置為用于選擇性地熱連接至電熱源的牽引電池系統(tǒng)。控制電池電動車輛的方法包括探測車輛狀態(tài)輸入并運轉(zhuǎn)電加熱器以加熱流體。驅(qū)動閥門裝置以提供流體通過第一流體管道至牽引電池、通過第二流體管道至熱交換器以及通過第一和第二流體管道至電池和熱交換器。
【專利說明】車輛及控制電池電動車輛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的多個實施例涉及熱系統(tǒng)和控制用于具有牽引電池的車輛的熱系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動車輛需要用于推進電池和乘客廂兩者的熱源。由于通常的內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)的發(fā)動機廢熱對于電池電動車輛(BEV)來說不存在，并且對于其它的混合動力車輛(比如插電式電動混合動力車輛(PHEV)河能受到限制，所以需要在車輛中提供替代的加熱系統(tǒng)?；谠跇O端溫度性能或充電能力的降低而加熱高壓電池。為了乘客舒適而需要使用暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)來加熱乘客廂或艙。車輛電池和乘客廂可以在車輛使用期間被加熱并且還可以在充電期間或使用前被預(yù)先調(diào)節(jié)或加熱?，F(xiàn)有技術(shù)中用于車輛的多個熱系統(tǒng)使用具有完全一樣功能的多個加熱裝置，使得乘客廂具有加熱裝置而電池具有獨立的加熱裝置，這導(dǎo)致了額外的布線、高電流電子部件和控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個實施例中，提供了用于電動車輛的具有電熱源、熱交換器和牽引電池的熱系統(tǒng)。第一熱回路熱連接(thermally coupled)至熱交換器并熱連接至熱源。第二熱回路熱連接至牽引電池并被配置為用于選擇性地熱連接至熱源。
[0004]在另一個實施例中，提供了具有電熱源、被配置為用于與電熱源選擇性地熱連接的熱交換系統(tǒng)以及被配置為用于選擇性地熱連接至電熱源的牽引電池系統(tǒng)的車輛。
[0005]在又一實施例中，提供了控制電池電動車輛的方法。探測車輛狀態(tài)輸入。運轉(zhuǎn)電加熱器來加熱流體。響應(yīng)于探測的車輛狀態(tài)輸入而驅(qū)動閥門裝置以提供流體通過第一流體管道至牽弓I電池和通過第二流體管道至熱交換器中的至少一者。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的多個實施例具有關(guān)聯(lián)的優(yōu)點。例如，根據(jù)本發(fā)明的多個實施例提供單個加熱器來加熱電池并用作HVAC系統(tǒng)的加熱源，這減少了車載加熱器的數(shù)量并提供較高的功率容量(power capability)以滿足極端低溫期間牽引電池的加熱需求。電池熱回路和HVAC熱回路之間的閥門裝置允許控制電池和HVAC系統(tǒng)的熱交換器之間的熱量傳輸。例如，可以基于車輛狀態(tài)和任何用戶輸入而控制閥門裝置在兩個回路之間可變或混合加熱。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于電動車輛的熱系統(tǒng)，包含:電熱源；熱交換器；牽引電池；熱連接至熱交換器并熱連接至熱源的第一熱回路；以及熱連接至牽引電池并且被配置為用于選擇性地熱連接至熱源的第二熱回路。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一熱回路被配置為用于與第二熱回路選擇性流體連通。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步包含被配置為用于控制第一和第二熱回路使得熱量提供至熱交換器和牽引電池中至少一者的控制器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制器被配置為用于控制第一熱回路和第二熱回路使得提供至熱交換器的熱量的量獨立于提供至牽引電池的熱量的量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，熱交換器被配置為用于提供熱量至車輛的乘客廂。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一熱回路包含泵。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第二熱回路包含泵和制冷機。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步包含控制閥門裝置使得通過第一管道提供的流體的量獨立于通過第二管道提供的流體的量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1說明了能執(zhí)行實施例的車輛的示意圖；
[0016]圖2說明根據(jù)實施例的熱系統(tǒng)的示意圖；以及
[0017]圖3說明了根據(jù)實施例使用圖2中熱系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]根據(jù)需要，本說明書中公開了本發(fā)明具體的實施例；但是，應(yīng)理解公開的實施例僅為本發(fā)明的示例并且可以以多種替代形式實施。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細節(jié)。所以，此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式實施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0019]參考圖1，根據(jù)一個或多個實施例說明了電動車輛20，比如電池電動車輛(BEV)。圖1只代表BEV構(gòu)架的一種類型，并不意味著限制。本發(fā)明可應(yīng)用于任何適用的BEV以及具有發(fā)動機和連接至被配置為用于使用外部電源充電的牽引電池的電機兩者的其它混合動力車輛構(gòu)架(比如插電式電動車輛(PHEV))。
[0020]參考圖1,在顯示的實施例中，車輛20或BEV可以是通過電力推動(例如通過電動馬達)的純電動車輛而不需要來自內(nèi)燃發(fā)動機的輔助。馬達24接收電力并提供機械旋轉(zhuǎn)輸出動力。馬達24連接至通過預(yù)定傳動比調(diào)節(jié)馬達24的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的變速箱38。變速箱38通過輸出軸42連接至一組驅(qū)動輪40。車輛20的其它實施例還包括用于推動車輛20的多個馬達(未顯示)。馬達24還可作為將機械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機。高壓總線44通過逆變器48將馬達24電連接至能量存儲系統(tǒng)46。
[0021]根據(jù)一個或多個實施例，能量存儲系統(tǒng)46包括主電池50和電池能量控制模塊(BECM) 52。主電池50是可以輸出電力來運轉(zhuǎn)馬達24的高壓電池或牽引電池。例如，主電池50是一個或多個電池模塊(未顯示)構(gòu)成的電池包。每個電池模塊可以包含一個電池單元或多個電池單元。使用下文關(guān)于圖2-3更詳細描述的冷卻劑系統(tǒng)和方法加熱和冷卻電池單元。BECM52用作主電池50的控制器。BECM52還包括管理每個電池單元的溫度和荷電狀態(tài)的電子監(jiān)視系統(tǒng)。電池50具有至少一個溫度傳感器，比如電熱調(diào)節(jié)器或類似的傳感器。電池溫度傳感器與BECM52通信以提供關(guān)于電池50的溫度數(shù)據(jù)。
[0022]在本說明書中馬達24、變速器控制模塊(TCM) 30、變速箱38和逆變器48統(tǒng)稱為傳動裝置54。車輛控制器26與傳動裝置54通信以協(xié)調(diào)傳動裝置54和其它車輛系統(tǒng)的功能?？刂破?6、BECM52和TCM30說明為獨立的控制模塊。用于車輛20的控制系統(tǒng)可以包括任何數(shù)量的控制器，或者可以集成為單個控制器，或者具有多個模塊?？赏ㄟ^控制器局域網(wǎng)(CAN)或其它系統(tǒng)連接部分或所有控制器?？刂葡到y(tǒng)可以被配置為:用于在任意數(shù)量的不同狀況下，包括以熱管理(thermally manage)電池50和車廂或乘客艙中溫度的方式控制傳動裝置54的多個部件和電池50的運轉(zhuǎn)，以及用于電池50的充電和放電運轉(zhuǎn)。
[0023]TCM30被配置為用于控制傳動裝置54內(nèi)具體的部件，比如馬達24和/或逆變器48。車輛控制器26監(jiān)視馬達24的溫度并從駕駛員接收節(jié)氣門請求(或希望的馬達扭矩請求)。車輛控制器26使用該信息提供馬達扭矩請求至TCM30。TCM30和逆變器48將主電池50提供的直流(DC)電轉(zhuǎn)換為用于響應(yīng)于馬達扭矩請求而控制馬達24的信號。
[0024]車輛控制器26通過用戶界面60向駕駛員提供信息。用戶界面可包括允許用戶將車輛的要求或希望的運轉(zhuǎn)或充電參數(shù)或者其它車輛運轉(zhuǎn)參數(shù)輸入控制器26的特征。用戶界面可包括觸摸屏界面、至遠程機站(比如移動裝置或計算機)的無線連接以及本領(lǐng)域中已知的其它輸入界面。車輛控制器26還接收指示車輛系統(tǒng)當前工況的輸入信號。例如，車輛控制器26可接收來自BECM52的代表電池50狀況的輸入信號以及來自傳動裝置54的代表馬達24和逆變器48狀況的輸入信號。車輛控制器26被配置為用于將輸出(比如馬達狀態(tài)或荷電水平狀態(tài))提供至用戶界面60，該輸出可以可視化地或語音地傳遞給駕駛員。
[0025]例如，用戶可以使用用戶界面60輸入離開時間、離開時希望的車廂溫度等或?qū)㈦x開時間、離開時希望的車廂溫度輸入至與充電器76通信的界面?？商娲?，控制器26包括確定包括行駛的里程、行駛的路徑、離開時間、車廂氣候偏好等的用戶駕駛習慣的概率或其它邏輯模塊。控制器26在多個用戶請求之間仲裁以熱管理充電中或運轉(zhuǎn)中的車輛20。
[0026]車輛20包含用于加熱或冷卻多個車輛部件的氣候控制系統(tǒng)62。根據(jù)下文關(guān)于圖2進一步描述的一個或多個實施例，氣候控制系統(tǒng)62包括高壓正溫度系數(shù)(PTC，positivetemperature coefficient)電加熱器64和高壓電暖通空調(diào)(HVAC)壓縮機66。PTC64和HVAC壓縮機66分別用于加熱和冷卻循環(huán)至主電池50的流體。PTC64和HVAC壓縮機66都可以直接從主電池50汲取電能。氣候控制系統(tǒng)62可以包括通過CAN總線56與車輛控制器26通信的或者集成在控制器26中的控制器(未顯不)。氣候控制系統(tǒng)62的開啟/關(guān)閉狀態(tài)被傳輸至車輛控制器26，并且可以基于例如駕駛員操作的開關(guān)的狀態(tài)或者基于相關(guān)功能(比如車窗除霜)的氣候控制系統(tǒng)62的自動控制。氣候控制系統(tǒng)62可連接至用戶界面60以允許用戶設(shè)置車廂溫度或車輛將來運轉(zhuǎn)循環(huán)的預(yù)編程溫度。
[0027]根據(jù)一個實施例，車輛20包括輔助電池68，比如12伏的電池。輔助電池68可用于驅(qū)動多個車輛附件，比如大燈等(其在此處統(tǒng)稱為附件70)。直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器72可以電連接在主電池50和輔助電池68之間。DC-DC轉(zhuǎn)換器72調(diào)節(jié)或者“步降”(st印down)電壓水平以允許主電池50向輔助電池68充電。低壓總線74將DC-DC轉(zhuǎn)換器72電連接至輔助電池68和附件70。
[0028]車輛20包括用于給主電池50充電的交流電(AC)76。電子連接器78將AC充電器76連接至外部電源(未顯示)以接收AC電力。AC充電器76包括用于將接收自外部電源的AC電源轉(zhuǎn)換或“整流”成用于給主電池50充電的DC電源的電力電子件(power electronics)。AC充電器76被配置為用于適配來自外部電源(例如110伏、220伏、兩相、三相、電平1、電平2等)的一個或多個常規(guī)電壓源。在一個或多個實施例中，外部電源包括利用再生能源(t匕如光伏(PV)太陽電池板或風輪機(未顯示))的裝置。
[0029]圖1顯示的是駕駛員控制系統(tǒng)80、電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)82和導(dǎo)航系統(tǒng)84的簡化示意代表。駕駛員控制系統(tǒng)80包括制動、加速和檔位選擇(換擋)系統(tǒng)。制動系統(tǒng)包括制動踏板、位置傳感器、壓力傳感器或它們的組合以及至車輪(比如主驅(qū)動輪40)的機械連接以產(chǎn)生摩擦制動。制動系統(tǒng)還可配置再生制動，其中制動能量被捕獲并作為電能存儲在主電池50中。加速系統(tǒng)包括具有一個或多個傳感器的加速器踏板，其類似于制動系統(tǒng)中的傳感器，提供信息(比如節(jié)氣門請求)至車輛控制器26。擋位選擇系統(tǒng)包括手動地選擇變速箱38的擋位設(shè)置的變速桿。擋位選擇系統(tǒng)可包括用于提供擋位選擇信息(例如PRNDL)至車輛控制器26的擋位位置傳感器。
[0030]導(dǎo)航系統(tǒng)84可包括導(dǎo)航顯示器、全球定位系統(tǒng)(GPS)單元、導(dǎo)航控制器以及用于接收來自駕駛員的目的地信息或其它數(shù)據(jù)的輸入(都未顯示)。在一些實施例中導(dǎo)航系統(tǒng)可以和用戶界面60集成。導(dǎo)航系統(tǒng)84還可傳輸與車輛20關(guān)聯(lián)的距離和/或位置信息、其目標目的地或其它相關(guān)的GPS航路點。
[0031]圖2說明和圖1中顯示的車輛20或根據(jù)另一個實施例的車輛(比如另一種BEV構(gòu)架、PHEV或其它的電動或混合動力電動車輛)使用的熱系統(tǒng)100。電池熱循環(huán)102可加熱和冷卻牽引電池50。氣候控制系統(tǒng)熱循環(huán)104為車廂加熱空氣或在其它實施例中提供用于另一個車輛部件的加熱?；芈?02、104共享共用的加熱器64以加熱回路102、104—者或兩者中的流體。兩個熱回路102、104可以彼此分離并獨立運轉(zhuǎn)，或者可以被選擇性地連接而運轉(zhuǎn)使得回路中的流體在兩個回路102、104之間流動或在兩個回路102、104之間部分地流動。閥門裝置(比如閥門106、108)控制兩個回路102、104之間的流體流動或用于分離回路?？刂破?10控制熱系統(tǒng)100的運轉(zhuǎn)。
[0032]熱回路102熱管理電池50而調(diào)整單元溫度以保持電池50的使用壽命、允許適當?shù)暮呻姴M足車輛性能屬性。熱回路102通過用于電池50的流體熱傳遞提供主動的加熱或主動的冷卻。熱回路102包含流動通過鄰近于電池單元的冷卻通道的流體以主要使用對流熱傳遞來加熱或冷卻電池50。泵112控制回路102中流體的流動。電池回路102還可流動通過電池充電器76以主動地加熱或冷卻充電器76和充電部件。
[0033]加熱器64作為熱源而加熱流體并從而主動地加熱電池50。加熱元件64可以是與車輛中另一個熱系統(tǒng)熱交換而回收利用廢熱的熱交換器，或者可以是獨立的加熱器(比如燃料內(nèi)燃機加熱器)或者電力驅(qū)動的加熱器。電力驅(qū)動的加熱器可以是正熱系數(shù)(PTC)加熱器或者本領(lǐng)域中已知的另一種加熱器。
[0034]電池熱循環(huán)102還具有冷卻流體而主動冷卻電池50的制冷機元件114或吸熱設(shè)備。制冷機114可以是蒸汽壓縮或吸收循環(huán)的一部分、與車輛熱系統(tǒng)中另一個元件熱交換的換熱器或本領(lǐng)域中已知的吸熱設(shè)備。
[0035]熱回路104提供用于氣候控制系統(tǒng)62或HVAC系統(tǒng)的熱空氣。回路104提供主動加熱并包含流體。盡管在其它實施例中可以使用具有變化的熱和流體屬性的不同流體，在顯示的實施例中，回路102、104中的流體是相同的流體?；芈?04提供加熱的流體至在加熱的流體和HVAC系統(tǒng)中的空氣之間傳輸熱量的熱交換器116以提供加熱的空氣來加熱乘客廂、用于車窗除霜或除霧等。熱交換器116可以是同向流動式、逆流式或本領(lǐng)域中已知的其它熱交換器。加熱器64作為熱源來加熱回路104中的流體并從而將加熱的流體提供至熱交換器116。泵118控制回路104中流體的流動。
[0036]回路102、104可以具有一個或多個除氣的瓶子來捕集流體中的蒸汽并增加系統(tǒng)100的熱效率。除氣的瓶子可以是空氣捕集器、分離器或本領(lǐng)域中已知的其它裝置。如果需要，比如在保養(yǎng)事件期間除氣的瓶子還可作為填充位置(fill location)來添加額外的流體至系統(tǒng)100。
[0037]控制器110 (該控制器可以是與電池控制模塊52通信或與模塊集成的車輛控制器)監(jiān)視電池狀態(tài)、乘客廂狀態(tài)、車輛狀態(tài)和任何用戶請求并控制系統(tǒng)100來響應(yīng)?？刂破?10被配置為用于控制加熱器64、制冷機114、泵112、118和閥門106、108的運轉(zhuǎn)而提供熱量至氣候系統(tǒng)和/或加熱和冷卻電池50。
[0038]控制器110監(jiān)視電池50以確定電池50的荷電狀態(tài)和容量以及使用被配置為用于測量電池中一些或所有單元的溫度的關(guān)聯(lián)溫度傳感器來確定電池中單元的溫度?？刂破?10通過測量或估算多個電池單元的溫度而確定電池50的溫度?？商娲兀刂破?10從BECM52接收關(guān)于電池50的信息。
[0039]控制器110還與車輛控制器26通信以接收關(guān)于用戶對HVAC系統(tǒng)的請求或輸入的信息以及車廂溫度。通過車廂溫度傳感器測量車廂溫度以提供用于HVAC系統(tǒng)的反饋用于車廂的氣候控制。
[0040]控制器110還與車輛上的環(huán)境溫度傳感器通信或者從車輛控制器26接收該信息。環(huán)境溫度傳感器被配置為用于測量環(huán)境的溫度以與電池50或HVAC系統(tǒng)的熱管理一起使用。
[0041]可在多個配置或模式中使用系統(tǒng)100。在一個示例中，通過驅(qū)動閥門106、108進入適當?shù)呐渲枚鴮㈦姵鼗芈?02和HVAC回路104彼此分離。當系統(tǒng)處于該配置中時流體保持在回路102或104中，并不通到另一回路中。當回路102、104分離時多個運轉(zhuǎn)模式可用于系統(tǒng)100。
[0042]電池回路102可以對電池50提供主動冷卻，或者可以不運轉(zhuǎn)而允許電池溫度以被動的方式改變。如果通過控制器Iio命令回路102來主動地冷卻電池50，則運轉(zhuǎn)泵112和制冷機114以循環(huán)回路102內(nèi)的流體來冷卻電池50。獨立地，HVAC回路104可以通過熱交換器116為HVAC系統(tǒng)提供主動的加熱，或者可以不運轉(zhuǎn)而允許車廂溫度以被動的方式改變或者使用HVAC中的另一個子系統(tǒng)來冷卻。如果通過控制器110命令回路104為氣候控制系統(tǒng)主動地提供加熱，則運轉(zhuǎn)泵118和加熱器64以循環(huán)回路104內(nèi)的流體來將加熱的流體提供至熱交換器116并將熱空氣用于氣候系統(tǒng)。所以，通過閥106、108分離回路102、104，回路102可以以冷卻模式運轉(zhuǎn)，回路104可以以加熱模式運轉(zhuǎn)，或者回路102、104兩者同時運轉(zhuǎn)。
[0043]在另一個示例中，驅(qū)動閥106、108使得加熱器64被包含進電池回路102，并且HVAC回路104停用。電池回路中的流體從電池50流動穿過閥108至加熱器64，并且隨后流動穿過閥106再返回進回路102并通過泵112。泵112運轉(zhuǎn)以循環(huán)回路102中的流體。電池回路102為電池50提供主動加熱。
[0044]在又一示例中，驅(qū)動閥106、108使得合并電池回路102和HVAC回路104。兩個回路102、104中的流體可以在回路102、104之間混合。電池回路102可為電池50提供主動加熱，而HVAC回路104可以為氣候系統(tǒng)的熱交換器提供主動加熱。流體流出加熱器64并流動通過閥106，在該處流體被導(dǎo)引以繼續(xù)沿回路104和回路102流動?；芈?04中的流體流動穿過熱交換器116、通過泵118并返回至熱交換器64。被引導(dǎo)至回路102的流體流動通過泵112、通過電池50并至閥108，在該處流體被引導(dǎo)以與回路104中流體的其它部分混合并流動通過加熱器64?；谙到y(tǒng)100中希望的流量，可以運轉(zhuǎn)泵112、118中的一個或兩個來循環(huán)流體。如果一個泵當前沒有運轉(zhuǎn)，可以命令它憑慣性運轉(zhuǎn)，或者可以驅(qū)動旁通閥調(diào)節(jié)，使得最低限度影響流體的流動。
[0045]在一些實施例中，閥106、108可以是定向控制流體并且還測量流體的閥門。閥106、108可以是三通閥門?？梢悦铋y106、108在回路102、104之間提供可變流量。通過改變閥門配置，可以控制回路102、104之間流體流動的比例。例如，如果流出加熱器64的混合流體是100CFM(立方英尺每分鐘)，可以控制閥106使得所有流體流向回路104而沒有流體至回路102 (例如分離的回路102、104)?？梢钥刂崎y106使得一定百分比的流體流向回路104，而剩下的流體流向回路102。例如，在系統(tǒng)中流出加熱器64的流量是100CFM，可以控制閥106、108使得通過閥106使得回路102具有零CFM引導(dǎo)至它而100CFM在回路104中循環(huán)?？商娲?，可以控制閥106、108使得回路102具有50CFM并且回路104具有50CFM ；回路102具有10CFM而回路104具有90CFM，回路102具有80CFM而回路104具有20CFM等。這些值僅出于示例的目的，并且可預(yù)想還有用于混合流量的其它值以及回路102、104之間其它的流體比例。通過命令泵112、118可以改變流體流量以產(chǎn)生不同的流量，即靜液力泵的情況下不同的轉(zhuǎn)速。
[0046]還可預(yù)想用于系統(tǒng)100的其它實施例和配置。例如，可以設(shè)置電池熱回路和HVAC回路使得液體不能從一個回路流到另一個。兩個回路可以流動通過共用加熱器中獨立的通道而加熱一個或兩個回路中的流體。在另一個示例中，加熱器可以主要設(shè)置在電池熱回路中，具有允許來自HVAC回路的流體流動通過電池回路中的加熱器的閥門調(diào)節(jié)設(shè)置。這些示例是非限制性的并且代表本發(fā)明的多個配置和實施。
[0047]參考圖3，根據(jù)實施例流程圖說明使用系統(tǒng)100的方法。在150處控制器110探測多個車輛狀態(tài)輸入，包括電池50的溫度、車廂溫度、環(huán)境溫度、電池荷電、充電中和未充電的狀態(tài)、用戶請求以及來自車輛控制器26或其它車輛系統(tǒng)的車輛狀態(tài)輸入。在152處如果電池溫度高于閾值上限，控制器110前進至154并將回路102、104彼此分離，并運轉(zhuǎn)制冷機114和泵112以冷卻電池50。控制器110然后前進至156并確定針對熱交換器116是否請求用于HVAC系統(tǒng)的加熱。在156處如果存在加熱的請求，那么在158處控制器110運轉(zhuǎn)加熱器64和泵118以加熱和循環(huán)回路104中的流體。使用閥106、108將回路102、104彼此分離，并且在回路之間不傳輸流體。
[0048]在152處如果電池溫度不高于溫度閾值上限，控制器110前進至160以確定電池溫度是否低于溫度閾值下限。在160處如果電池溫度不低于溫度閾值下限，控制器110前進至156并確定針對熱交換器116是否請求用于HVAC系統(tǒng)的加熱。在156處如果存在加熱的請求，在158處控制器110運轉(zhuǎn)加熱器64和泵118以加熱和循環(huán)回路104中的流體。此時使用閥106、108將回路102、104彼此分離，并且在回路之間不傳輸流體。
[0049]在160處如果電池溫度低于溫度閾值下限，控制器110前進至162并確定是否還存在車廂加熱或者HVAC系統(tǒng)加熱的請求。在162處如果不存在用于車廂加熱的請求，控制器110前進至164并驅(qū)動閥106、108以設(shè)置加熱器64與電池回路102流體連通，并實際上停用回路104?？刂破?10運轉(zhuǎn)加熱器64和泵112以加熱電池50。
[0050]在162處如果存在車廂加熱的請求，控制器前進至166并驅(qū)動106、108以合并回路102、104使得流體流動并且可以在回路102、104之間混合?？刂破?10運轉(zhuǎn)加熱器64和泵112、118中的至少一個以加熱電池50并提供熱量至熱交換器116。在168處控制器110可基于電池50和熱交換器116希望的加熱量和/或速率而調(diào)節(jié)閥門位置將回路102、104之間的流體流動按比例分為不同程度。
[0051]這樣，根據(jù)本發(fā)明的多個實施例提供單個加熱器來加熱電池并用作HVAC系統(tǒng)的加熱源，這減少了車載加熱器的數(shù)量并提供較高的可能功率以滿足極端低溫期間牽引電池的加熱需求。電池熱回路和HVAC熱回路之間的閥門裝置允許控制電池和HVAC系統(tǒng)的熱交換器之間的熱量傳輸。例如，可以基于車輛狀態(tài)和任何用戶輸入而控制閥門裝置在兩個回路之間可變或混合加熱。
[0052]雖然上文描述了示例實施例，但是并不意味著這些實施例描述了本發(fā)明所有可能的形式。相反，說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限定，并且應(yīng)理解可作出各種改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。此外，可組合多個執(zhí)行實施例的特征以形成沒有明確描述或說明的進一步的實施例。已經(jīng)對一個或多個希望的特征描述了提供優(yōu)點的或優(yōu)于其它實施例和/或現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個實施例，本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)理解可在多個特性中作出折中以實現(xiàn)希望的系統(tǒng)屬性，該屬性可取決于具體的應(yīng)用或?qū)嵤?。這些屬性包括但不限于:成本、強度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、可維修性、重量、可制造性、裝配的便利性等。這樣，對于一個或多個特性描述的可取性低于其它實施例的任何實施例沒有在權(quán)利要求主體的范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛，包含: 電熱源； 被配置為用于選擇性地熱連接至所述電熱源的熱交換器；以及 被配置為用于選擇性地熱連接至所述電熱源的牽引電池系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，進一步包含與所述電熱源和所述熱交換器流體連通的第一熱回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛，進一步包含與所述電池流體連通并與所述電熱源選擇性流體連通的第二熱回路，其中所述第二熱回路與所述第一熱回路選擇性流體連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛，進一步包含連接所述第一熱回路和第二熱回路的閥門>j-U ρ?α裝直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，進一步包含被配置為用于控制閥門裝置使得熱量提供至所述熱交換器和所述牽引電池中至少一者的控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛，其特征在于，所述控制器被配置為用于控制閥門裝置使得提供至所述熱交換器的熱量的量獨立于提供至所述牽引電池的熱量的量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛，其特征在于，所述控制器被配置為用于基于所述車輛的狀態(tài)而控制所述閥門裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所 述的車輛，其特征在于，所述狀態(tài)是未充電、充電中和行駛中的一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其特征在于，所述電熱源是正溫度系數(shù)加熱器。
10.一種控制電池電動車輛的方法，包含: 探測車輛狀態(tài)輸入； 運轉(zhuǎn)電加熱器以加熱流體；以及 響應(yīng)于探測的所述車輛狀態(tài)輸入而驅(qū)動閥門裝置以提供所述流體通過第一流體管道至牽引電池和通過第二流體管道至熱交換器中的至少一者。
【文檔編號】B60H1/22GK103660968SQ201310271970
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】約瑟夫·F·斯塔奈克, 布萊恩·吉拉斯培, 肯尼斯·J·杰克遜, 馬克·G·史密斯, 斯科特·沃杰特科伊斯, 安迪·庫默爾, 克里斯多夫·亞當·奧喬奇恩斯基 申請人:福特全球技術(shù)公司