用于控制车辆的乘客舱的温度的设备,特别是机动车辆

摘要

本发明涉及一种用于车辆的温度控制设备(3)，所述车辆特别是电动车辆，所述设备(3)允许分配在车辆的乘客舱(H)中的空气流的气动热调整，包括至少一个热处理模块(8)，能够对空气流进行热处理；和分配模块(9)，能够将空气流分配到乘客舱(H)。热处理模块(8)包括用于加热要被分配到乘客舱(H)中的空气流的单个器件(21)，所述单个器件由电散热器(21)构成。

说明书

技术领域

本发明的技术领域是用于机动车辆的乘客舱的热调节设备，所述机动车 辆特别是电动车辆。

背景技术

已知的是借助布置在车辆乘客舱中的供暖、通风和/或空调设备提供车辆 乘客舱的热管理。这样的供暖、通风和/或空调设备包括界定用于空气流的流 通沟道的壳体，所述空气流意图被扩散到乘客舱中。热交换器布置在流通沟 道中，以在空气流被扩散到乘客舱中之前改变空气流的温度，这取决于车辆 乘客确定的命令。这样的壳体还包括分配系统，所述分配系统将空气流引导 至乘客舱的各区域中，特别是布置在车辆风挡处的区域中，以及车辆乘客舱 的下部区域、中间区域或上部区域中。

供暖、通风和/或空调设备的壳体安装在乘客舱中，位于车辆仪表板和将 车辆的乘客舱与发动机舱分开的壁之间。

车辆的推进可通过燃烧发动机或通过混合动力发动机或全电动马达确 保。

但是，现有技术中已知的供暖、通风和/或空调设备不适于电动车辆的乘 客舱的热管理。具体地，这样的电动车辆的自主性至少部分地通过例如由电 池形成的能量源被调节。

此外，对于车辆乘客的舒适性，期望乘客舱的内部空间尽可能大。但是， 车辆的总尺寸被限定为对应于具体应用。特别地，对于城市用途，减小车辆 的尺寸。

在这样的配置中，为了保持可接受水平的舒适性，特别是对于用于城市 用途的车辆，期望减小一些部件的尺寸，所述部件例如仪表板。这样的尺寸 减小因此使得可以如现有技术中已知的那样定位供暖、通风和/或空调设备。

此外，在电动车辆中，供暖功能通过电散热器提供，特别是高电压电散 热器。这样的电散热器的使用与涉及人的安全性的约束相关，以避免车辆乘 客触电的任何风险。

最后，为了为乘客提供最理想的舒适性，有必要提供额外的分层功能， 所述分层功能使得可以在两个空气出口开口之间建立温度差，以将空气流扩 散到乘客舱的两个不同区域中，特别是在车辆乘客舱的下部区域的空气出口 开口和中间区域的空气出口开口之间，它们处于不同的温度下。

发明内容

为了考虑以上详细描述的缺陷和约束，本发明的主题因此是用于车辆的 热调节设备，所述车辆特别是电动车辆，所述热调节设备允许意图被分配到 车辆的乘客舱中的空气流的气动热调整，包括能够对空气流进行热处理的至 少一个热处理模块，和能够将空气流分配在乘客舱中的分配模块。此外，热 处理模块包括用于加热意图被分散到乘客舱中的空气流的单个器件，所述分 散器件由电散热器形成。

此外，热调节设备包括旁通管道，所述旁通管道包括布置在电散热器的 下游的下游开口和布置在电散热器的上游的上游开口。

此外，有利地，热调节设备包括布置在电散热器下游的至少一个空气分 配腔室。

优选地，空气分配腔室设置在分配模块中。

特别地，热调节设备包括至少一个“搁脚空间”分配沟道和“吹风”分配沟 道，所述“搁脚空间”分配沟道和“吹风”分配沟道布置在空气分配腔室的下游。

根据特定实施例，旁通管道的下游开口敞开到“吹风”分配沟道中。

替代地或另外地，旁通管道包括至少一个调节构件，用于校准在旁通管 道中流通的空气流的量。根据本发明，这样的调节构件布置在旁通管道的下 游开口和/或上游开口处。

优选地，旁通管道在热处理模块和分配模块中延伸。

最后，根据附加的特征，热处理模块包括热处理壳体，电散热器容置在 所述热处理壳体中，且有利地，热处理模块包括至少一个发动机风扇，所述 发动机风扇能够迫使热调节设备中的空气流的流通。

当然，本发明的各特征、变形例和/或实施例可在各组合中彼此相关，因 为它们没有相互不兼容或排他。

附图说明

从阅读以下详细描述将更好地理解本发明且进一步的特征和优势将变 得显而易见，包括已通关关于附图的说明给出的实施例，所述实施例通过非 限制性实施例示出并可用于补充理解本发明和解释其如何被体现，以及适当 的时候，有助于限定本发明，在附图中：

图1是根据本发明的热调节系统的部分分解透视图；

图2是图1的热调节系统的透视图；

图3是图1的热调节系统的侧视图；

图4是图3的热调节系统在中间平面P上的横截面图。

具体实施方式

应注意到，在图中，各实施例共用的结构和/或功能元件具有相同的附图 标记。因此，除非另外提及，这样的元件具有相同的结构、尺寸和材料特性。

根据本发明，术语“下游”、“上游”、“串联”和“并联”满足一个部件相对 于另一个部件沿空气流在根据本发明的热调节设备中的流通方向中的位置。

图1和2分别是用于乘客舱的热调节系统1的透视图，特别是电动车辆 的乘客舱。这样的热调节系统1包括，首先，将车辆的乘客舱H与前部舱A 分开的分隔壁2，以及，其次，用于空气流的气动热调整的热调节设备3， 所述空气流意图被扩散到乘客舱H中。

更特别地，图1示出在分隔壁2和热调节设备3安装之前的热调节系统 1。图2示出在分隔壁2和热调节设备3安装之后的热调节系统1。

分隔壁2采用例如在车辆的前风挡和底板(这些未示出)之间大致垂直 延伸的金属板的形式。

车辆的前部舱A可例如保持车辆的传动系的一个或多个部件，例如电马 达、逆变器、计算机等。

分隔壁2还包括至少一个贯通通道6。优选地，分隔壁2包括匹配条， 所述匹配条绕贯通通道6布置，且热调节设备3支承抵靠该匹配条。

根据本发明，热调节设备3包括热处理模块3和分配模块9，所述热处 理模块3用于意图被扩散到乘客舱H中的空气流的气动热调整，所述分配模 块9用于将在热处理模块8中被热处理的空气流分配到乘客舱H的不同区域 中，特别是位于车辆风挡处的区域、或“除霜区域”，位于乘客舱H的下部部 分中的区域、或“搁脚空间区域”，位于车辆仪表板的中间部分中的区域或车 辆乘客舱H的侧向区域、或“吹风区域”。

根据特定非限制性示例实施例，热处理模块8和分配模块9是热调节设 备3的两个不同且分立的子组件。更特别地，热处理模块8和分配模块9仅 通过位于贯通通道6处的紧固器件连接在一起。但是，热处理模块8和分配 模块9气体(aeraulic)连通，使得被热处理模块8气动热调整的空气流在扩 散到乘客舱H之前在分配模块9中流通且通过贯通通道6。

根据一个变形实施例，热处理模块8布置在前部舱A中，分配模块9 布置在乘客舱H中。

优选地，热调节设备3固接到分隔壁2(在专用于该目的的固接器件的 帮助下)。通过示例的方式，分配模块9包括一个或多个固定突片15，用于 将热调节设备3固定至分隔壁2。

图3是图1的热调节系统1的侧视图，并示出能够气动热调整意图分散 到乘客舱H中的空气流的热调节设备3。在图3中，布置在车辆的乘客舱H 和前部舱A之间的分隔壁2已经以点线示出。此外，图4是图3的热调节系 统3的平面P上的横截面。更具体地，平面P是热调节设备3的中间平面， 所述平面布置为平行于从乘客舱H延伸至前部舱A的纵向方向。

热处理模块8是热调节设备3的迫使意图扩散到乘客舱H中的空气流的 运动的那个部件，例如通过发动机风扇18。此外，热处理模块8还热调整意 图扩散到乘客舱H中的空气流，特别是通过加热空气流和/或冷却空气流， 例如借助至少一个热交换器进行。热处理模块8包括热处理模块8的至少一 个经处理空气出口11。

热处理模块8包括热处理壳体17，至少用于迫使热调节设备3中的空气 流流通的发动机风扇18布置在所述热处理壳体17中。这样的发动机风扇18 包括例如电马达，所述电马达使布置在界定热处理模块8的热处理壳体17 中的径向涡轮机旋转。

热处理壳体17还包括至少一个空气流通沟道10，所述空气流通沟道10 在至少一个空气入口(有利地，为外侧空气入口19和/或内侧空气入口20) 和经处理空气出口11之间引导空气流。

根据所示的示例实施例，热处理模块8包括外侧空气入口19和内侧空 气入口20。外侧空气入口19是乘客舱H外部的空气流穿入热处理模块8中 所通过的入口，内侧空气入口20是源自于乘客舱H的空气流穿入热处理模 块8中所通过的入口。

有利地，根据未示出的特定实施例，分隔壁2包括互补开口，与用于在 热处理模块8和分配模块9之间提供气体连接的贯通通道6分立。这样的互 补开口允许源自于乘客舱H的空气流被引入到热处理模块8中。

根据所示的示例实施例，热处理模块8包括两个外侧空气入口19和单 个内侧空气入口20，所述两个外侧空气入口19侧向地布置在热处理壳体17 的每一侧，所述内侧空气入口20设置在中间部分中并布置在两个外侧空气 入口19之间。

热处理模块8还包括用于选择的器件22，用于选择被允许从外侧空气入 口19和/或内侧空气入口20进入热处理壳体17的空气流。因此可以允许仅 外侧空气流或仅内侧空气流或外侧空气流和内侧空气流的混合物的进入。这 样的选择器件22采用例如一个或多个瓣部的形式，所述瓣部布置在外侧空 气入口19和内侧空气入口20之间。

在图4中，以点线示出被允许进入热调节设备3中并在热处理模块8和 分配模块9中流通的空气流。

以互补方式，热处理模块8可还包括过滤装置24，该过滤装置特别地由 过滤器形成。优选地，过滤装置24布置在外侧空气入口19和内侧空气入口 20以及发动机风扇18之间。

热处理模块8还使得可以通过改变意图扩散到乘客舱H中的空气流的温 度而气动热处理所述空气流。为此，热处理模块8包括加热器件21，为第一 热交换器21的形式。根据本发明，这样的第一热交换器21为包括加热元件 的电散热器21，该加热元件特别是电阻器，特别是具有正温度系数的电阻器， 当其被供应有电流时，其能够加热穿过电散热器的空气流并与所述空气流进 行热交换，所述电流特别是高电压电流，例如在150V至500V之间。

根据本发明，电散热器21是用于加热意图扩散到乘客舱H中的空气流 的仅有的器件21，器件21设置在热处理模块8中。因此，根据本发明，电 散热器21是用于升高意图扩散到乘客舱H中的空气流的温度的仅有的器件。

以互补的方式，热处理模块8可还保持第二热交换器(未示出)，能够 冷却意图扩散到乘客舱H中的冷却剂流体有利地通过所述第二热交换器。第 二热交换器因此用作蒸发器。这样的第二热交换器继而借助两个管和膨胀构 件连接至冷却剂流体回路。因此，根据本发明，第二热交换器仅有助于降低 意图扩散到乘客舱H中的空气流的温度。第二热交换器不能升高意图扩散到 乘客舱H中的空气流的温度。

分配模块9包括分配壳体16，至少一个空气分配沟道布置在所述分配壳 体16中。根据图中所示的示例实施例，分配模块9包括多个空气分配沟道， 特别是“搁脚空间”分配沟道26、“吹风”分配沟道和“除霜”分配沟道(图中未 示出)，所述沟道一方面由分配模块9的经处理空气入口12和另一方面由至 少一个相应空气出口开口分别界定，所述空气出口开口特别是第一空气出口 开口13a、第二空气出口开口13b和第三空气出口开口13c。

根据图中所示的示例实施例，“搁脚空间”分配沟道26通向第一空气出 口开口13a，所述第一空气出口开口13a被指派给“搁脚空间区域”并形成在 分配模块9的下部部分中。“吹风”分配沟道28通向第二空气出口开口13b， 所述第二空气出口开口13b被指派给“吹风区域”并形成在分配模块9的上部 部分中。“除霜”分配沟道通向第三空气出口开口13c，所述第三空气出口开 口13c被指派给“除霜区域”并形成在分配模块9的上部部分中。

根据本发明，有利地，分配模块9不具有热交换器。这样的改变空气流 的温度的功能被指派给热处理模块8，由此使得可以显著地减小分配模块9 的外部尺寸，以便限制仪表板下方占据的空间。

分配模块9可包括至少一个瓣部，所述瓣部设置在分配壳体16中且能 够管理发送到各空气出口开口中的一个和/或另一个的空气流的量，特别是第 一空气出口开口13a、第二空气出口开口13b和第三空气出口开口13c。特 别地，分配模块9至少包括：

-“搁脚空间”瓣部32，设置在“搁脚空间”分配沟道26中，以便管理发送 到第一空气出口开口13a中的空气流，

-“吹风”瓣部34，设置在“吹风”分配沟道28中，以便管理发送到第二空 气出口开口13b中的空气流，和

-“除霜”瓣部(图中不可见)，设置在“除霜”分配沟道中，以便管理发送 到第三空气出口开口13c中的空气流。

分配模块9是热调节设备3的将来自热处理模块8的空气流分配至乘客 舱H的各区域的那个部件，特别是位于车辆风挡处的区域、或“除霜区域”， 位于乘客舱H的下部部分中的区域、或“搁脚空间区域”，位于车辆仪表板的 中间部分中的区域或车辆乘客舱H的侧向区域、或“吹风区域”。

此外，根据未示出的特定实施例，分配模块9可包括空气管道，特别是 通向布置在车辆风挡处的区域的空气管道和通向车辆乘客舱的中间区域和/ 或上部区域的空气管道。

分配模块9的经处理空气入口12与热处理模块8的经处理空气出口11 气体连通。

优选地，经热处理且意图扩散到乘客舱H中的所有空气流通过电散热器 21。因此，为了热调整空气流，通过电散热器21的电控制来管理温度。电 散热器21的供电电压被调制，以便限定由电散热器21消散的不同加热功率。

根据本发明，热调节设备3包括空气进入腔室44，该空气进入腔室布置 在发动机风扇18的下游和电散热器21的上游。因而，空气进入腔室44接 收离开发动机风扇18的空气流。根据变形实施例，空气进入腔室44设置在 热处理模块8中。

此外，热处理设备3包括布置在电散热器21的下游的经处理空气腔室 46。因而，经处理空气腔室46在经热处理空气流已经通过电散热器21之后 接收该经热处理的空气流。根据变形实施例，经处理空气腔室46设置在热 处理模块8中和/或分配模块9中。

最后，热调节设备3包括空气分配腔室48，所述空气分配腔室48布置 在电散热器21的下游，优选地在经处理空气腔室46的下游，以及布置在各 分配沟道的上游，特别是“搁脚空间”沟道26、“吹风”分配沟道28和“除霜” 分配沟道。空气进入腔室48接收离开经处理空气腔室46的空气流。根据变 形实施例，空气分配腔室48设置在分配模块9中。

空气分配腔室48气体地(aeraulically)连接至各空气分配沟道，特别是 连接至“搁脚空间”分配沟道26、“吹风”分配沟道28和/或“除霜”分配沟道。

因此，从空气分配腔室48，空气流被分配在各空气分配沟道中，特别是 “搁脚空间”分配沟道26、“吹风”分配沟道28和/或“除霜”分配沟道中。

为了提供额外的分层(stratification)功能，可以在两个空气出口开口之 间建立温度差，特别是在第一空气出口开口13a和第二空气出口开口13b之 间，热调节设备3包括旁通管道40。优选地，旁通管道40在热处理模块8 和分配模块9中延伸。

更具体地，旁通管道40包括敞开到空气进入腔室44中的上游开口。另 外，旁通管道40包括敞开到至少一个空气分配通道中的下游开口。

优选地，为了确保在敞开到“搁脚空间”中的第一空气出口开口13a和敞 开到“吹风区域”中的第二空气出口开口13b之间的温度差，旁通管道40的 下游开口布置在“吹风”分配沟道28中。

因而，在旁通管道40中流通的空气流不通过电散热器21。因此，空气 流可通过在旁通管道40中流通而至少旁通电散热器21。为此，旁通管道40 的上游开口40布置在电散热器21的上游，旁通管道40的下游开口布置在 电散热器21的下游。

优选地，旁通管道40出现在空气分配腔室48的下游。因此，空气流可 通过在旁通管道40中流通而绕过电散热器21、经处理空气腔室46和空气分 配腔室48。

在旁通管道40中流通的空气流不被电散热器21热处理。因此，在旁通 管道40中流通并达到“吹风”分配沟道28中的空气流与来自空气分配腔室48 的空气流混合，其中，空气流已经被热处理且朝向“吹风”分配沟道28引导。

因而，通过敞开到“吹风区域”中的第二空气出口开口13b扩散的空气流 的温度低于通过敞开到“搁脚区域”中的第一空气出口开口13a扩散的空气流 的温度。

具体地，在旁通管道40中流通的空气流使得可以弱化来自空气分配通 道48的空气流。

为了校准在旁通管道40中流通并进入专用的空气分配沟道(特别是“吹 风”分配沟道28)的空气流的量，旁通管道40包括至少一个调节构件42， 例如为一个或多个瓣部的形式。优选地，调节构件42布置在旁通管道40的 下游开口处。替代地或另外地，调节构件42布置在旁通管道40的上游开口 处。

当然，本发明不限于上述的和仅通过例子提供的实施例。其并入在本发 明的范围内本领域技术人员可以想到的各种变化例、替换形式和其他变化 例，特别是上述各操作模式的任何组合，所述操作模式可被单独地或结合地 采用。