具体实施方式

出于本文描述的目的，术语“上部”、“下部”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应与如图1中定向的公开内容相关。然而，应当理解，除了明确规定相反的情况之外，本公开可采取各种替代性定向和步骤顺序。还将理解，在附图中说明以及在以下说明书中描述的特定装置和过程仅仅是在所附权利要求中界定的发明性概念的示例性实施例。因此，不应将与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性视为具有限制性，除非权利要求明确另外规定。

本申请涉及与本案在同一日期提交的标题为“MODULAR CLIMATE SYSTEMENABLING FLEXIBLE MULTI-ZONE TEMPERATURE AND MODE CONTROL IN AUTOMOTIVE HVACSYSTEMS”(代理人案号：84160630)的美国专利申请号16/595,856，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文。本申请还涉及在2019 年3月21日提交且标题为“DUAL ZONEAUXILIARY CLIMATE CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE”的美国专利申请号 16/360,773，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文。

参考图1至图3，根据本发明的一个方面的机动车辆1包括车身结构2和乘客舱/内部空间3。车辆1包括：前排座椅4，其包括前座椅4A和4B；以及后排座椅5，其包括后座椅5A和5B。车辆1还包括发动机6以实现机动车辆1的电动移动。发动机6可包括电动马达、内燃发动机或电动马达与内燃发动机的组合(例如，混合动力发动机系统)。虽然发动机6被示意性地示出为在车辆1的前面部分7(例如，动力传动系统隔室)中的单个单元，但将理解，发动机6可包括(例如) 定位在车辆1的不同位置的多个电动马达。

车辆1还包括多区HVAC系统10，所述多区HVAC系统包括前方HVAC单元12，所述前方HVAC单元向分别与前座椅4A和4B 相对应的前区41和42供应经过调节的空气。如在下文更详细地论述，前方HVAC单元12可包括加热单元38和冷却单元40。车辆1还包括辅助控制台HVAC系统14，所述辅助控制台HVAC系统向单个后区43(图4)或分别与后座椅5A和5B相对应的两个后区53和54(图5)供应经过调节的空气。如在下文更详细地论述，辅助控制台HVAC系统14经由冷空气管道16从前方HVAC单元12接收冷空气，并且向在前排4后面加热的一个或多个区提供经过调节(经过加热和/或冷却)的空气。任选的鼓风机18致使来自冷空气管道16的冷空气流过加热器20，并且诸如模式门组件22等空气分配单元将经过调节的空气选择性地引导到一个或多个下部(例如，地板)出口24和/或上部(例如，面板)出口25，进而向车辆1的后排5提供经过调节的空气。如在下文更详细地论述，可关闭(停用)加热器20，使得冷空气管道16 通向地板和面板出口24和25以向后排5提供冷却空气。可替代地，加热器20可将来自冷空气管道16的冷空气加热选定的量，借此，可按照后排5和/或附加的后区(未示出)中的乘客所要求或请求的冷暖范围来控制分别供应给地板出口和面板出口24和25的空气的温度。

进一步参考图1A，前方HVAC单元12可包括引入环境空气75 的空气入口74。加热单元38可包括设置在空气通路77中的流体-空气热交换器76，借此，进入空气入口74的空气75流过流体空气热交换器76。热交换器76可流体地连接至加热液体源80。在所说明的示例中，热源80包括邻近于冷却系统40的冷凝器82而定位的内燃发动机的辐射器，使得进入入口83的空气81流过冷凝器82和辐射器80，进而对流过管线78和79的液体(例如，冷却剂)进行加热。然而，热源80可包括电动加热器，所述电动加热器对供应给热交换器 76的液体(例如，冷却剂)进行加热。可替代地，可通过电加热元件直接对热交换器76电加热，所述电加热元件通过导热材料(例如，金属) 热连接至热交换器76，使得不需要液体来传递来自远程源的热。将理解，热交换器76可被配置为从多个源(例如，直接电加热和远程液体热源80)接收热。

冷却系统40包括压缩机84，所述压缩机压缩通过管线85流动到冷凝器82的制冷剂。离开冷凝器82的制冷剂通过管线86流动到膨胀阀87，以及通过管线88流动到蒸发器核心89。制冷剂从蒸发器核心89通过管线90流动到压缩机84。流过通道77的空气75流过蒸发器核心89，进而将空气冷却和除湿，并且所述空气随后流过热交换器76。可按照已知方式通过阀(未示出)来控制流体通过管线78 和79的流量，进而将空气选择性地加热期望的量。可替代地，HVAC 单元12可被配置为利用混合门(未示出)来使已经被热交换器76加热的空气与已经被蒸发器核心89冷却的空气混合。经过调节的空气随后按照特定应用所要求被模式门单元72引导到选定的出口24和25。加热器38和A/C单元40的基本操作是已知的，相信不需要更多的详细描述。

前方HVAC单元12可包括辅助空气通道77A，所述辅助空气通道接收传入空气的部分75A并且沿着辅助通路74A转移所述空气。流过辅助通路77A的空气75A流过蒸发器核心89，借此，空气75A 被冷却以提供流过辅助空气通路74A的下游部分74B的冷却空气 75B。冷却空气75B在冷空气出口45处离开到冷空气管道16中。在所说明的示例中，辅助空气通路77A未可操作地连接至加热单元38 的热交换器76，使得流出冷空气出口45的空气无法被加热。将理解，提供冷空气出口45的众多方式是可能的，并且图1A的布置仅仅是可能的配置的示例。

如果车辆1包括电动车辆，则所述车辆可包括在底板34下方支撑电池32的地板结构30(图2)。地板结构30可包括电池支撑结构31，所述电池支撑结构可包括在电池32下方延伸的下部盘或覆盖物31A。车辆1可包括在车辆1的中心部分28中前后延伸的中心控制台36。辅助控制台HVAC系统14可分别在左前座椅与右前座椅4A和4B 之间至少部分地设置在控制台36内。底板34可跨车辆1连续地延伸，其中左边缘部分和右边缘部分34A和34B以及中心部分34C设置在辅助控制台HVAC单元14和中心控制台36下方。因此，底板34可被配置为将辅助控制台HVAC单元14与定位在底板34下方的电池 32分离(隔离)。底板34可以任选地包括升高的中心部分34D(图3)。如果通过此方式配置车辆1，则控制台单元14可定位在电池32上方的升高的中心底板部分34D上方。

进一步参考图4，前方HVAC单元12可被配置为经由管道26 向单独的地板出口24A-24B和单独的面板出口25A-25D供应经过调节的空气。如在下文结合图4更详细地论述，前方HVAC系统12 可包括以期望的温度向前方出口24A-24B和25A-25D供应经过调节的空气的加热单元38和冷却(AC)单元40。左前座椅4A可限定第一前区41，并且座椅4B可限定第二前区42。出口24A、25A和25B 向第一前区41供应经过调节的空气，并且出口24B、25C和25D向第二前区42提供空气。一般来说，可单独地控制供应给第一前区和第二前区41和42的空气的温度。举例来说，前方HVAC单元12可包括混合门(未示出)，以通过通常已知的方式将来自加热单元38和 AC单元40的冷空气和温暖空气的混合物提供给前方出口24和25。可替代地，可对由加热单元38供应给已经被AC单元40冷却的空气的热的量进行调整，以控制供应给前方出口24和25的空气的温度。

前方HVAC单元12的冷空气出口45流体地连接至冷空气管道 16。冷空气出口45优选地仅将来自AC单元40的冷空气提供到冷空气管道16。任选的鼓风机马达单元18流体地连接至冷空气管道16，以致使来自前方HVAC单元12的冷空气流动到加热器20中。图4 的加热器20包括单区加热器核心。因此，进入加热器20的基本上所有空气都被加热至相同的温度(在加热器20被致动的情况下)，并且随后将经过加热(经过调节)的空气供应给模式门组件22并且分配到地板出口24C和24D以及面板出口25E和25F。模式门组件22被配置为将空气流分配到地板出口24C和24D以及面板出口25E和25F。举例来说，用户可调整模式门组件22，使得来自加热器20的基本上所有空气都流过地板出口24C和24D，或者可对模式门进行调整以致使基本上所有空气都流过面板出口25A和25F。还可调整模式门组件 22以通过地板出口24C和24D且同时通过面板出口25E和25F来分配空气。后座椅5A和5B可一起限定第三区或后区43。将理解，第一后座椅和第二后座椅5A和5B可包括单个后方长座椅的部分或单独的座位单元。

进一步参考图5，车辆1可以可替代地被配置为具有分别与第一后座椅或座位区域和第二后座椅或座位区域5A、5B相对应的第三区和第四区53和54。图5的HVAC系统14A基本上类似于图4的系统14，不同之处在于，系统14A包括双区加热器20A和双模式门单元22A。如在下文更详细地论述，双区加热器20A被配置为独立地对供应给第三区和第四区53和54的空气进行加热，并且模式门单元 22A被配置为提供对第三区和第四区53和54中的空气的独立控制。因此，系统14A准许与第四区54独立地控制第三区53的温度，并且还可独立地控制去往地板出口和面板出口24C、24D、25E和25F 的空气的流量。将理解，通过与图4的第一区和第二区41和42基本上相同的方式来控制对图5的第一和第二区41和42的温度控制。

进一步参考图6，单区加热器20可包括通过管线51A和51B连接至加热液体源50的液体-空气热交换器48。源50可包括对液体(例如，冷却剂)进行加热的电加热器，或者源50可包括对液体冷却剂进行加热的内燃发动机(例如，常规的辐射器)。如果车辆1包括电动车辆，则源50可包括定位在动力传动系统隔室7中的高电压PTC加热器，并且管线51A和51B可布设在控制台36之内(例如，参见图2)。类似地，如果发动机6包括内燃发动机，则管线51A和51B还可定位在中心控制台36中。来自前方HVAC单元12的出口45的冷空气 17在流过热交换器48时被加热，并且将经过调节(经过加热)的空气 21供应给模式门组件22。可停用加热器20，使得冷空气17在不被加热的情况下流过加热器20。而且，可调整供应给冷空气17的热量，进而控制离开加热器20的经过调节的空气21的温度。具体地，可通过电动阀55或其他合适的布置来控制由热交换器48从管线51A接收的热冷却剂的量。可替代地，可控制流过管线51A的冷却剂的温度。举例来说，如果源50包括电加热器，则可控制供应给加热器20 的电力量，进而控制离开源50的冷却剂的温度。将理解，可改变供应给管线51A的冷却剂的量和温度两者，进而控制离开加热器20的加热空气21的温度。

进一步参考图7，双区加热器核心20A包括双区液体-空气热交换器48A，所述双区液体-空气热交换器具有单独控制的第二加热器核心49A和49B，进而独立地加热离开热交换器48A的空气。具体地，双区加热器20A接收冷空气管道16中的冷空气17，并且包括被分隔物56分隔的第一出口和第二出口57A和57B，并且可将离开第一加热器核心区段和第二加热器核心区段49A和49B的经过调节(经过加热)的空气21A和21B加热到不同的温度。因此，将单独的流21A 和21B供应给双模式门组件22A的第一部分和第二部分58A和58B。如上文结合图5所论述，双区模式门单元22A被配置为单独地控制去往第三区和第四区53和54的出口24和25的空气的流量。

进一步参考图8，根据本公开的另一方面的单区加热器20包括可按照与上文结合图6论述的加热器核心48基本上相同的方式操作的单区热交换器48。加热器20通过冷空气管道16从冷空气出口45 接收冷空气17，并且所述冷空气进入加热器20的壳体61的内部空间60。通过混合门62控制穿过内部空间60的空气流，所述混合门可如箭头“A”所示进行转换，以选择性地使空气转向通过旁路63或通过加热器核心48。一般来说，可调整混合门62的位置以致使所有冷空气17都流过旁路63。可替代地，混合门62可定位成完全阻断旁路63，进而致使所有冷空气17都流过加热器核心48以对空气进行加热。混合门62还可被配置为允许一些空气流过加热器核心48且流过旁路63，进而部分地对冷空气17进行加热。混合门62可以通过已知的方式可操作地连接至电动致动器(未示出)。在图8中，示出混合门62是通过直线方式进行平移的滑动混合门62。然而，混合门62 可包括已知类型的旋转或枢转混合门。通过与上文结合图6所论述的布置基本上类似的方式将离开加热器20的加热空气21供应给模式门组件22。

进一步参考图9，根据本公开的另一方面的双区加热器20A包括具有旁路区域66A和66B的壳体65，其中在旁路区域66A和66B之间设置有分隔物67。双区加热器核心68包括可通过与上文论述的图 7的布置基本上类似的方式独立控制的第一部分和第二部分69A和69B。混合门70A和70B选择性地控制穿过加热器核心区段69A和 69B和穿过旁路区域66A和66B的空气的流量，进而控制离开双区加热器20A的经过调节的空气21A和21B的温度。通过与上文结合图7所论述的布置基本上类似的方式将加热空气21A和21B供应给模式门组件22A。

将理解，在不脱离本公开的概念的情况下，可对前述结构作出变化和修改，并且将进一步理解，此类概念意图被所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的语言明确地另外规定。

根据本发明，提供一种电动车辆，所述电动车辆具有：乘客舱和包括左前座椅和右前座椅的前排座椅，所述左前座椅和右前座椅限定乘客舱的第一前区和第二前区；第二排座椅，所述第二排座椅在左前座椅和右前座椅后方，所述第二排座椅限定乘客舱的至少一个后区；中心控制台，所述中心控制台在左前座椅和右前座椅之间在前后方向上延伸；以及高电压牵引电池，所述高电压牵引电池设置在中心控制台的至少一部分下方，所述电动车辆还包括多区气候控制系统，所述多区气候控制系统包括：前方HVAC单元，所述前方HVAC单元安装在所述电动车辆的在左前座椅和右前座椅前面的前面部分中，其中前方HVAC单元适于选择性地对空气进行加热和冷却，前方HVAC 单元包括左前方空气出口和右前方空气出口，所述左前方空气出口和所述右前方空气出口被配置为分别向第一前区和第二前区提供具有不相等的第一和第二温度的经过加热和冷却的空气，并且其中前方 HVAC单元还包括冷空气出口，并且前方HVAC单元被配置为向冷空气出口提供冷空气；电动鼓风机，所述电动鼓风机流体地连接至冷空气出口并且在前方HVAC单元后方定位在中心控制台中；加热器核心，所述加热器核心流体地连接至电动鼓风机，借此，来自前方 HVAC单元的冷空气出口的冷空气穿过电动鼓风机并且进入加热器核心，所述加热器核心包括液体-空气热交换器，所述液体-空气热交换器流体地连接至加热液体源，以选择性地对进入加热器核心的冷空气进行加热，并且其中所述加热器核心包括热控制系统，所述热控制系统被配置为控制离开加热器核心的空气的温度，所述热控制系统包括以下至少一者：1)基于液体的热控制，所述基于液体的热控制被配置为调整流过液体-空气热交换器的加热液体的温度和体积流率中的至少一者，以及2)具有混合门的空气混合器，所述混合门被配置为选择性地使来自前方HVAC单元的冷空气与已经被液体-空气热交换器加热的空气混合以控制离开加热器核心的空气的温度，所述加热器核心还包括至少一个空气出口，所述至少一个空气出口被配置为向乘客舱的至少一个后区供应来自加热器核心的加热空气。

根据一个实施例，所述多区气候控制系统包括至少一个模式门，所述至少一个模式门可操作地连接至加热器核心以控制从至少一个空气出口到至少一个后区的至少一个面板出口和至少一个后区的至少一个地板出口的空气的流量。

根据一个实施例，所述加热器核心定位在电动鼓风机后面的中心控制台中。

根据一个实施例，所述电动车辆包括在乘客舱前方的动力传动系统隔室；并且包括：设置在动力传动系统隔室中的电动正热系数(PTC) 加热器，其中所述PTC加热器被配置为加热液体；至少一根流体管线，所述至少一根流体管线将PTC加热器流体地连接至加热器核心的液体-空气热交换器，借此，来自PTC加热器的加热液体被供应给加热器核心的液体-空气热交换器。

根据一个实施例，穿过液体-空气热交换器的液体的流率是可调整的，进而调整离开加热器核心的空气的温度。

根据一个实施例，进入液体-空气热交换器的液体的温度可以是可调整的，进而调整离开加热器核心的空气的温度。

根据一个实施例，所述加热器核心包括双区加热器核心，所述双区加热器核心具有第一液体-空气热交换器和第二液体-空气热交换器和被配置为向乘客舱的第三后区和第四后区供应加热空气的对应的第一空气出口和第二空气出口。

根据一个实施例，可独立地调整流过第一液体-空气热交换器和第二液体-空气热交换器的加热液体的流率，以独立地控制离开第一空气出口和第二空气出口的加热空气的温度。

根据一个实施例，双混合门单元具有第一能够独立移动的混合门和第二能够独立移动的混合门，所述第一能够独立移动的混合门和所述第二能够独立移动的混合门被配置为使进入双区加热器核心的冷空气与来自第一空气出口和第二空气出口的加热空气混合，进而独立地控制供应给第三后区和第四后区的空气的温度。

根据一个实施例，所述电动车辆包括对液体冷却剂进行加热的液冷式内燃发动机；并且包括：至少一个液体通路，所述至少一个液体通路使所述液冷式内燃发动机与加热器核心的液体-空气热交换器流体地互连。

根据一个实施例，前方HVAC单元不能向冷空气出口供应加热空气。

根据一个实施例，本发明的特征还在于将前方HVAC单元的冷空气出口流体地互连到电动鼓风机的冷空气管道；并且其中所述冷空气管道、所述电动鼓风机以及所述加热器核心定位成在中心控制台中在前后方向上延伸的基本上直线的排。

根据一个实施例，本发明的特征还在于分别在左前座椅和右前座椅的前方的左搁脚空间和右搁脚空间，以及在左搁脚空间和右搁脚空间上方设置在前排座椅的前方的面板；并且其中：左前方空气出口和右前方空气出口包括面板中的左面板出口和右面板出口，并且左地板出口和右地板出口分别设置在左搁脚空间和右搁脚空间中；前方 HVAC单元被配置为向左面板出口和右面板出口以及左地板出口和右地板出口供应经过加热和冷却的空气。

根据一个实施例，所述电动车辆包括在乘客舱的前方的动力传动系统隔室和设置在高电压牵引电池上方的底板；中心控制台在左搁脚空间与右搁脚空间之间以及在左前座椅与右前座椅之间延伸，其中底板在中心控制台下方延伸，中心控制台在底板的中心部分正上方形成细长HVAC通路，其中前方HVAC单元的冷空气出口设置在HVAC 通路的前端处，前方HVAC单元的冷空气出口通过设置在HVAC通路中的冷空气管道流体地连接至电动鼓风机，并且其中电动鼓风机和加热器核心设置在HVAC通路中。

根据本发明，一种用于车辆的多区气候控制系统具有：乘客舱，所述乘客舱限定第一前区和第二前区以及至少一个后区，提供具有前方HVAC单元的所述多区气候控制系统，所述前方HVAC单元被配置为安装在车辆的前面部分中，其中前方HVAC单元被配置为选择性地对供应给左前方空气出口和右前方空气出口的空气进行加热和冷却，以分别向车辆的第一前区和第二前区提供经过加热和冷却的空气，并且其中前方HVAC单元还包括冷空气出口并且仅向冷空气出口提供冷空气；电动鼓风机，所述电动鼓风机流体地连接至冷空气；加热器核心，所述加热器核心流体地连接至电动鼓风机，借此，来自前方HVAC单元的冷空气出口的冷空气穿过电动鼓风机并且进入加热器核心，所述加热器核心包括液体-空气热交换器，所述液体-空气热交换器被配置为流体地连接至加热液体源以选择性地对进入加热器核心的冷空气进行加热，并且其中所述加热器核心包括控制系统，所述控制系统被配置为控制离开加热器核心的空气的温度，热控制系统包括以下至少一者：1)基于液体的热控制，所述基于液体的热控制被配置为调整流过液体-空气热交换器的加热液体的温度和体积流率中的至少一者，以及2)具有混合门的空气混合器，所述混合门被配置为选择性地使来自前方HVAC单元的冷空气与已经被液体-空气热交换器加热的空气混合以控制离开加热器核心的空气的温度，所述加热器核心还包括至少一个空气出口，所述至少一个空气出口被配置为向乘客舱的至少一个后区供应来自加热器核心的加热空气。

根据一个实施例，本发明的特征还在于至少一个模式门，所述至少一个模式门可操作地连接至加热器核心以控制从至少一个空气出口到至少一个后区的至少一个面板出口和至少一个后区的至少一个地板出口的空气的流量。

根据一个实施例，本发明的特征还在于：电动加热器，所述电动加热器向液体-空气热交换器供应加热的冷却剂；阀，所述阀被配置为控制从电动加热器到液体-空气热交换器的加热的冷却剂的流率。

根据一个实施例，液体-空气热交换器包括具有第一液体-空气热交换器和第二液体-空气热交换器的双液体-空气热交换器，每个液体- 空气热交换器具有液体入口和出口，借此，可单独地控制去往第一液体-空气热交换器和第二液体-空气热交换器的加热的冷却剂的流率。

根据本发明，一种控制机动车辆的乘客舱的多个区中的空气温度的方法包括：利用前方HVAC单元向乘客舱的第一前区和第二前区提供独立控制的经过调节的空气；致使来自前方HVAC单元的冷空气向后流过机动车辆的中心控制台到达设置在中心控制台中的加热器核心；使用加热器核心的液体-空气热交换器对来自前方HVAC单元的冷空气进行加热；将必须被液体-空气热交换器加热的空气分配到乘客舱的定位在乘客舱的第一前区和第二前区后方的后区。

在本发明的一个方面，所述方法包括当离开前方HVAC单元的冷空气已经离开前方HVAC单元之后，致使所述冷空气在不被进一步冷却的情况下分配到后区。