用于向自主车辆的车厢提供加热和冷却的系统和方法

本申请是申请日为2018年06月21日、申请号为201810642013.7、发明名称为“用于向自主车辆的车厢提供加热和冷却的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本文描述的实施例一般而言涉及利用由车辆部件生成的废热的系统，并且更具体而言涉及利用由特别位于自主或半自主车辆中的部件生成的废热的系统和方法。

背景技术

电动车辆，特别是自主电动车辆和半自主电动车辆，具有生成大量热量的各种部件。这种部件在非电动车辆中一般不会出现，或者是在非电动车辆中不会出现太多热量的修改版本。

用于捕获由电动车辆产生的热能并将其用于各种其它功能的现有系统(诸如用于发电、加热和/或冷却车厢部件等的源)倾向于使用典型的热交换部件(诸如热交换器、散热器等)。而且，这种系统还会需要用于向车厢提供适当的加热或冷却供应的压缩机等。但是，这种部件体积庞大且效率低下，由此极大地降低了电动车辆尽可能高效的能力。

因而，需要相对于电动车辆中的发热设备和车厢专门定位的车辆部件以高效地利用来自发热设备的热能来加热和/或冷却车厢。

发明内容

在实施例中，车辆系统包括：生成作为操作的副产品的热能的一个或多个自主或半自主车辆部件；流体耦合到一个或多个车辆部件并定位在所述一个或多个车辆部件的下游的散热器，使得散热器接收热能的至少一部分；热耦合到散热器并位于散热器的下游的热电冷却器；以及控制来自散热器的流体流动的一个或多个旁通阀，使得流体直接流到车辆的车厢或在流入车厢之前流经热电冷却器。

在另一个实施例中，一种自主或半自主电动车辆中的系统包括：生成作为操作的副产品的热能的一个或多个自主或半自主车辆部件；流体耦合到一个或多个车辆部件并定位在所述一个或多个车辆部件的下游的散热器，使得散热器接收热能的至少一部分；热耦合到散热器并定位在散热器的下游的热电冷却器；流体耦合到散热器并定位在散热器的下游的热电发电机，该热电发电机从来自散热器的流体中输送的过量热能生成电能；电耦合到所述一个或多个电动车辆部件、热电冷却器和热电发电机的能量存储装置；以及一个或多个旁通阀，其控制来自散热器的流体流动，使得流体直接流到车辆的车厢或在流入车厢之前流经热电冷却器。能量存储装置存储由热电发电机生成的电能并将电能供给所述一个或多个电动车辆部件和热电冷却器。

在又一个实施例中，自主或半自主电动车辆包括系统。该系统包括：生成作为操作的副产品的热能的一个或多个自主或半自主电动车辆部件；流体耦合到一个或多个电动车辆部件并定位在所述一个或多个电动车辆部件的下游的散热器，使得散热器接收热能的至少一部分；热耦合到散热器并定位在散热器的下游的热电冷却器；以及控制来自散热器的流体流动的一个或多个旁通阀，使得流体直接流向车辆的车厢或在流入车厢之前流经热电冷却器。

鉴于以下详细描述并结合附图，将更全面地理解由本公开的实施例提供的这些和附加特征。

附图说明

在附图中阐述的实施例本质上是说明性和示例性的，并且不旨在限制本公开。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，其中相似的结构用相同的标号来指示，并且其中：

图1示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于向自主或半自主电动车辆的车厢提供加热和冷却的说明性系统；

图2示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于向自主或半自主电动车辆的车厢提供加热和冷却的另一个说明性系统；

图3描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆停放并充电时向自主或半自主电动车辆的车厢提供冷却的说明性方法的流程图；

图4示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆停放并充电时向自主或半自主电动车辆的车厢提供冷却的说明性系统；

图5描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆停放并充电时向自主或半自主电动车辆的车厢提供加热的说明性方法的流程图；

图6示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆停放并充电时向自主或半自主电动车辆的车厢提供加热的说明性系统；

图7描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆停放并充电时不需要加热或冷却时维持车厢内的热平衡的说明性方法的流程图；

图8示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆停放并充电时不需要加热或冷却时维持车厢内的热平衡的说明性系统；

图9描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆正在操作自主或半自主驾驶模式时向自主或半自主车辆的车厢提供冷却的说明性方法的流程图；

图10示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆正在操作自主或半自主驾驶模式时向自主或半自主车辆的车厢提供冷却的说明性系统；

图11描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆正在操作自主或半自主驾驶模式时向自主或半自主车辆的车厢提供加热的说明性方法的流程图；

图12示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆正在操作自主或半自主驾驶模式时向自主或半自主车辆的车厢提供加热的说明性系统；

图13描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆正在操作自主或半自主驾驶模式时不需要加热或冷却时维持车厢内的热平衡的说明性方法的流程图；以及

图14示意性地描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的当车辆正在操作自主或半自主驾驶模式时不需要加热或冷却时维持车厢内的热平衡的说明性系统。

具体实施方式

本文公开的实施例包括用于向电动车辆(特别是自主或半自主电动车辆)的车厢提供加热和冷却的系统和方法。本文描述的系统和方法结合来自各种车辆部件(诸如车辆充电器、空调系统和散热器)下游的热电冷却器。以这样的方式使用热电冷却器允许本文所述的系统和方法通过利用尽可能多的作为在自主和半自主电动车辆中特别存在的各种车辆部件的副产品而生成的热能来更高效地操作。下文将更详细地描述用于向结合热电冷却器的电动车辆的车厢提供加热和冷却的系统和方法。

如本文所使用的，“电动车辆”是指包括电动马达作为用于车辆推进的动力源的任何车辆。虽然在本文一般性地描述了汽车，但应当理解的是，本公开不限于此，并且其它车辆也包括在本公开的范围内。电动车辆的说明性示例包括但不限于纯电动车辆(EV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、扩展范围电动车辆(EREV)等。在一些实施例中，电动车辆可以是将内燃机与电动马达结合的混合动力车辆。

如本文所使用的，“自主”和“半自主”电动车辆是指具有可以控制车辆的驾驶方面的至少一个车辆系统的电动车辆。自主系统可以能够在完全没有人为干预的情况下操作，而半自主系统可以为人类驾驶员提供辅助功能。半自主系统的例子包括但不限于自适应巡航控制系统、平行停车系统、反向移动引导系统(reverse movement guidance system)、车道偏离警告/控制系统、防撞系统等。自主和半自主系统可以利用常规车辆中不存在的部件，诸如特定图形处理单元(GPU)、自主驱动马达系统、自主功率电子器件等。因为运行自主或半自主系统需要大量的处理能力，所以这些系统可以由于正常操作而生成过量的热量。

现在参考附图，图1描绘了在向车辆100的车厢105提供加热和冷却的车辆100内的总体标记为102的说明性系统。在一些实施例中，车辆100一般而言可以是在其中结合一个或多个自主或半自主系统的任何车辆，如本文更详细描述的。在其它实施例中，车辆100一般而言可以是使用电动马达或混合动力推进系统的任何车辆(例如，包括或耦合到至少一个电动马达的内燃系统)。上述车辆100的示例中的任何一个都可以包含发热部件，因此车辆100可以在本文可互换地被称为电动车辆、自主车辆、自主电动车辆、半自主车辆或半自主电动车辆。

系统102可以包括向车辆100提供加热或冷却功能的各种车辆部件、作为其操作的副产品而生成热能的部件和/或操作以交换热能和/或将热能转换成电能的部件。包含在系统102内的说明性部件包括但不限于热电冷却器115、热电发电机120、能量存储装置125、充电器130、空调系统135、散热器140、辅助鼓风机145、鼓风机150、泵155、自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165、一个或多个电动车辆功率电子器件模块170、冷却剂储存器175以及一个或多个旁通阀180a-180d(统称为180)。在一些实施例中，代替电动驱动马达和一个或多个电动车辆功率电子器件模块，系统102可以包括组合的集成马达驱动系统168，如图2中所描绘的。

仍然参考图1，也可以被称为Peltier设备、Peltier热泵或固态冰箱的热电冷却器115一般而言是利用Peltier效应在两种不同类型材料的接合处之间创建热通量并向输送到车厢105的流体提供附加冷却的设备。更具体而言，热电冷却器115包括充当固态活动热泵以利用电能的输入将热量从热电冷却器115的一侧转移到另一侧的Peltier冷却器、加热器、热电热泵等，其中热能是例如由能量存储装置125提供的。热电冷却器115可以包括彼此平行地热放置并且电串联、然后在每一侧上与导热板接合的两个独特的半导体材料(n型和p型)。当DC电流施加到热电冷却器115时，热电冷却器115将热量从其一侧带到另一侧，使得一侧变得更冷，而另一侧变得更热。热的一侧附连到散热片，使其保持在环境温度，而冷的一侧表现出低于环境温度的温度。在一些实施例中，热电冷却器115可以包括多个冷却器，这些冷却器级联在一起，以实现比单个冷却器可能实现的更低的温度。

热电冷却器115可以被配置为使得其从充电器130、空调系统135和散热器140中的一个或多个接收流体。热电冷却器115还被配置为在将流体传递到车厢105和/或座椅加热或冷却部件110之前冷却流体。

应当理解的是，使用热电冷却器115来提供对供给车厢105的空气的附加冷却允许从车辆100中省略体积更庞大且效率低下的部件(诸如热交换器等)，特别是在包含本文描述的各种自主或半自主部件的电动车辆中。

也可以被称为Seebeck发电机的热电发电机120一般而言是使用Seebeck效应将热通量直接转换成电能的固态设备。如一般理解的那样，热电发电机120可以包括多种热电材料，每种热电材料具有不同的Seebeck系数(例如，p掺杂和n掺杂的半导体材料)。合适的热电材料的说明性示例可以包括但不限于碲化铋(Bi

热电发电机120可以被配置为使得其从一个或多个设备(诸如例如散热器140)接收加热的流体并且从中生成电力。电力被输送到与其电耦合的一个或多个部件(诸如例如能量存储装置125)。

应当理解的是，使用热电发电机120从由散热器140供给的加热空气捕获能量允许从车辆100中省略体积更庞大且效率低下的部件(诸如热交换器等)，特别是在包含本文描述的各种自主或半自主部件的电动车辆中。

能量存储装置125是可以从一个或多个部件接收电能、存储电能并向一个或多个部件提供电能的任何设备。能量存储装置125的说明性示例是电池，诸如通常在车辆(尤其是电动车辆)中找到的一个或多个电池。

充电器130是一般而言从外部源向能量存储装置125提供电能的设备。例如，充电器130可以是从EV充电座等接收连接器的端口。在另一个示例中，充电器130可以是生成电力的感应板。在又一个示例中，充电器130可以是从另一个能量源(诸如再生制动系统等)生成电力的设备。

充电器130可以作为电力生成或电力接收的副产品而生成热能(热量)，该热能可以被用于加热车厢105或者可以在不需要加热的空气时被耗尽，如本文更详细地描述的。照此，在一些实施例中，可以通过辅助鼓风机145(其是风扇、涡轮机等)促进热空气从充电器130到车厢105的移动或者排气。即，辅助鼓风机145在操作时将来自充电器130的空气吹入导管，该导管将空气指引到车厢105(其可以可选地包括由第三旁通阀180c通过热电冷却器115的路由，如本文更详细描述的)。

空调系统135一般而言是在车辆中通常存在的用于向车厢105提供冷却空气的系统。照此，空调系统135在本文不再详细描述。在一些实施例中，冷却空气从空调系统135到车厢105的移动可以通过鼓风机150(其是风扇、涡轮机等)来促进。即，鼓风机150在操作时将来自空调系统135的空气吹入导管，该导管将空气指引到车厢105(其可以可选地包括由第三旁通阀180c通过热电冷却器115的路由，如本文更详细描述的)。

散热器140一般而言是在车辆中常见的热交换设备，以从发热设备携带的冷却剂中提取废热。例如，散热器140可以从自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165和一个或多个电动车辆功率电子器件模块170(或者可替代地，集成马达驱动系统168，如本文关于图2所描述的)循环的冷却剂中提取热量。由于散热器140的功能应当被一般地理解，因此在本文不再进一步详细描述。在一些实施例中，由散热器140抽取到车厢105的加热的空气的移动可以由鼓风机150来促进。即，鼓风机150在操作时将来自散热器140的空气吹入导管，该导管将空气指引到车厢105(其可以可选地包括由第四旁通阀180d通过热电冷却器115和/或热电发电机120的路由，如本文更详细描述的)。

供给散热器140的冷却剂可以经由泵155从冷却剂储存器175输送。即，泵155可以将冷却剂从冷却剂储存器175和/或生成过量热量的部件泵送到散热器140用于热交换，然后返回到冷却剂储存器175和/或生成过量热量的部件，以重复该过程，如本文更详细描述的。

自主或半自主系统GPU 160是操纵和分析从一个或多个传感器(例如，自主车辆相机、LIDAR传感器、GPS传感器等)接收的传感器数据、生成命令信号并将命令信号发送到其它车辆部件的单元。即，自主或半自主系统GPU 160是中央单元，其用作自主或半自主车辆的接收传感器数据并基于接收到的传感器数据指导车辆100的控制的大脑。一般应当理解的是，自主或半自主系统GPU 160需要大量的处理能力以便完成自主或半自主地直接控制车辆100所需的各种过程，并且大量的热能(热量)是由于那种处理能力而生成的。照此，为了防止对自主或半自主系统GPU160的损坏，通过存在于冷却剂储存器175、泵155、散热器140和自主或半自主系统GPU 160之间的冷却剂回路将热能从自主或半自主系统GPU 160带走，如本文更详细描述的。

电动驱动马达165一般是指用于移动车辆100的一个或多个马达。即，电动驱动马达165可以是中央马达、补充马达(例如，在一些混合动力内燃机系统中使用的马达)或多个马达(例如，机械地耦合到车辆100的每个车轮上以控制车轮移动的马达)。这种马达应当被一般地理解，并且在本文不再详细描述。作为操作的副产品，电动驱动马达165可以生成热能。照此，为了防止对电动驱动马达165的损坏，通过存在于冷却剂储存器175、泵155、散热器140和电动驱动马达165之间的冷却剂回路将热能从电动驱动马达165带走，如本文更详细描述的。

功率电子器件模块170一般而言是指通常包括在电动车辆(特别是自主或半自主电动车辆)中用于其操作的各种电子设备、系统和模块。这种功率电子模块170可以包括例如控制系统、传感器设备/感测系统、能量生成系统、能量回收系统等。由于这些模块被一般地理解，因此在本文不再进一步详细描述。功率电子器件模块170可以生成作为操作的副产品的热能。照此，为了防止对功率电子器件模块170的损坏，通过存在于冷却剂储存器175、泵155、散热器140和功率电子器件模块170之间的冷却剂回路将热能从功率电子器件模块170带走，如本文更详细描述的。

参考图2，集成电动马达驱动系统168一般而言可以结合上文关于图1描述的电动驱动马达165和功率电子器件模块170的特征。即，集成马达驱动系统168可以是以类似于上面关于图1描述的电动驱动马达165和功率电子器件模块170运作的方式运作的单个设备。类似于这些部件，集成马达驱动系统168可以生成作为操作的副产品的热能。照此，为了防止对集成马达驱动系统168的损坏，通过存在于冷却剂储存器175、泵155、散热器140和集成马达驱动系统168之间的冷却剂回路将热能从集成马达驱动系统168带走，如本文更详细描述的。

再次参考图1，车厢105可以通过一个或多个通风口(未示出)接收冷却和/或加热的空气。在一些实施例中，车厢105可以包括一个或多个座椅加热或冷却部件110。座椅加热或冷却部件110可以被配置为加热或冷却车辆100的座椅，以提供乘客舒适度。例如，座椅加热或冷却部件110可以包括位于一个或多个车辆座椅中的一个或多个加热线圈和/或位于一个或多个车辆座椅中的一个或多个通风口。加热线圈可以被供以电流，以便生成热能以加热线圈被集成在其中的座椅。通风口可以被供以加热或冷却的空气，以将加热或冷却的空气提供给通风口被集成在其中的座椅。虽然在本文具体地讨论了车厢105内的通风口和座椅加热或冷却部件110，但是本公开不限于此。即，可以提供加热或冷却的其它车厢部件也是预期的并且包括在本公开的范围内。其它说明性部件可以包括但不限于方向盘加热或冷却设备、换档旋钮加热或冷却设备，等等。

在各种实施例中，系统102可以被特别布置成使得各种部件彼此流体耦合(由长虚线指示)、各种部件电耦合(由实线指示)，并且包含在冷却剂流动回路(由短虚线指示)。此外，系统102可以被布置成使得热电冷却器115流体地位于各种其它部件(诸如充电器130、空调系统135和散热器140)下游。

彼此流体耦合的部件内的流体一般而言可以是任何流体，并且不受本公开的限制。在特定实施例中，流体可以是空气。冷却剂流动回路内的冷却剂同样不受本公开的限制，并且可以是通常被理解为用于传热的任何冷却剂。冷却剂的说明性示例可以包括但不限于水、空气、氢气、氦气、二氧化碳、六氟化硫、乙二醇、二甘醇、丙二醇、氟利昂

关于流体耦合，鼓风机150可以流体耦合到空调系统135和散热器140并在其上游，使得流体从鼓风机150流到空调系统135和/或散热器140，如本文更详细描述的。此外，辅助鼓风机145可以流体耦合到充电器130并在其上游，使得流体从辅助鼓风机145流到充电器130。充电器130、空调系统135和散热器140可以各自单独地流体耦合到车厢105并在其上游，使得分别从充电器130、空调系统135和散热器140流出的流体可以流入车厢105中。旁通阀180(例如，第一旁通阀180a、第二旁通阀180b、第三旁通阀180c和第四旁通阀180d)中的一个或多个可以位于充电器130与车厢105之间、空调系统135与车厢105之间和/或散热器140与车厢105之间，以控制部件之间的流体流动。例如，旁通阀180中的一个或多个可以重新指引来自充电器130、空调系统135和/或散热器140的流体流动，使得流体流到热电冷却器115而不是车厢105(或除了车厢105以外)，如本文更详细描述的。散热器140还可以流体耦合到热电发电机120并位于其上游。第四旁通阀180d可以在散热器140的流体输出处流体耦合，以便控制流体从散热器140到热电冷却器115和/或热电发电机120的流动，如本文更详细描述的。除了流体耦合到充电器130、空调系统135和/或散热器140并在其下游之外，热电冷却器115还可以流体耦合到车厢105并在其上游，使得流体可以从热电冷却器115流到车厢105。系统102还可以包括用于排出过量流体的一个或多个排气装置(exhaust)位置。例如，在第一旁通阀180a处可以存在排气装置以从充电器130排出过量流体。在另一个示例中，排气装置可以作为从热电发电机120输出的流体而存在，以从热电发电机120排出过量流体。

流体耦合可以通过允许流体流经其中的任何部件、设备或装置来实现，使得流体在本文描述的部件之间被指引。可以用于流体耦合的部件的说明性示例包括但不限于导管、管道、管子等。

关于电耦合，能量存储装置125可以电耦合到一个或多个部件，以向一个或多个部件提供电能。例如，能量存储装置125可以电耦合到(并提供电能给)热电冷却器115、空调系统135、辅助鼓风机145、鼓风机150、自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165以及一个或多个电动车辆功率电子器件模块170(或者可替代地，如本文关于图2描述的集成马达驱动系统168)中的一个或多个。仍然参考图1，能量存储装置125还可以电耦合到向能量存储装置125提供电能的一个或多个部件。例如，能量存储装置125可以电耦合到热电发电机120和充电器130中的一个或多个(并且从其接收电能)。

电耦合可以通过允许电能在本文描述的部件之间转移的任何部件、设备或装置来实现。可以用于电耦合的部件的说明性示例包括但不限于电线等。

关于冷却剂流动回路，冷却剂可以在本文描述的多个部件之间流动，以实现传热。使用冷却剂的传热应当被一般地理解并且在本文不作更详细的描述。冷却剂可以流经的部件的示例包括但不限于冷却剂储存器175、泵155、散热器140、自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165以及一个或多个电动车辆功率电子器件模块170(或者可替代地，如本文关于图2描述的集成马达驱动系统168)。仍然参考图1，冷却剂可以流经允许冷却剂流动并且至少部分地由导热材料构成的任何部件、设备或装置。可以用于冷却剂流动的部件的说明性示例包括但不限于导管、管道、管子等。

系统102可以以不同的方式操作以加热或冷却车辆100，这取决于用户是期望或选择加热还是冷却、车辆100内部和外部的环境温度以及车辆100如何被操作(即，处于自主/半自主驾驶模式、停放模式、充电模式等)。以下参考图3-14描述各种加热/冷却模式和驾驶/停放/充电模式的说明性示例，但应当理解的是，这种示例并非穷举。

图3描绘了系统102的一种这样的操作方法的流程图，其也在图4中示意性地描绘。更具体而言，图3和4涉及操作系统102的方法，其中当车辆100停放并充电时，向车厢105提供冷却。参考图3和4，用于充电模式的车厢冷却-EV停放(park)可以在步骤310开始。这可以例如在系统102或其部件感测到车辆100处于停放状态、充电器130操作以对车辆100进行充电(即，将电能转移到能量存储装置125)并且车厢105将被冷却(例如，因为车厢105内的用户已经选择了HVAC控制设备上的冷却功能、给冷却的座椅通电等)时发生。

在步骤315，能量存储装置125可以向空调系统135和辅助鼓风机145提供电能。照此，空调系统135冷却提供给其的空气。

在步骤320，来自充电器130的能量被指引到能量存储装置125。由于充电器130的操作可以生成热量并且热量对于车厢105是不需要的，因此辅助鼓风机145可以吹来自充电器130的加热的空气并且第一旁通阀180a可以被定位成使得加热的空气在步骤325被排出，如由从第一旁通阀180a延伸的粗虚线所指示的。

从空调系统135移出的冷却的空气可以被指引到车厢105，并且在一些实施例中，可以被热电冷却器115进一步冷却。照此，如由离开空调系统135的粗虚线所指示的，在步骤330设置第三旁通阀180c，使得冷却的空气通过第三旁通阀180c被指引到车厢105中。应当理解的是，除非本文另有明确说明，否则任何空气(无论是冷却的还是加热的)在被指引到车厢105时被指引到车厢105内的一个或多个通风口、端口等和/或指引到一个或多个座椅加热或冷却部件110，如本文更详细描述的。

在步骤335确定附加冷却是否是必要的。即，如果空调系统135不能向车厢105提供充分冷却的空气，那么离开空调系统135的空气的至少一部分可以在被供给车厢105之前被指引通过热电冷却器115。例如，如果用户选择低于空调系统135可实现的最小冷却的期望空气温度、需要非常低的温度来快速冷却热的车厢105等，那么附加冷却是有必要的。如果附加冷却是必要的，那么可以在步骤340设置第三旁通阀180c，以将离开空调系统135的空气的至少一部分指引到热电冷却器115中，如由空调系统135与热电冷却器115之间的粗虚线所指示的。在步骤345，来自能量存储装置125的电力也被提供给热电冷却器115，使得其可以在步骤350操作，以冷却从空调系统135接收的空气。

图5描绘了系统102的另一种操作方法的流程图，其也在图6中示意性地描绘。更具体而言，图5和6涉及操作系统102的方法，其中当车辆100停放并充电时向车厢105提供加热。参考图5和6，用于充电模式的车厢加热-EV停放可以在步骤510开始。例如，当系统102或其部件感测到车辆100处于停放状态、充电器130操作以对车辆100进行充电并且车厢105将被加热(例如，因为车厢105内的用户已经选择了HVAC控制设备上的加热功能、在加热座椅上供电等)时，可以发生这种情况。

在步骤515，能量存储装置125可以向辅助鼓风机145提供电能。照此，辅助鼓风机145可以被通电以将空气吹到充电器130和/或将加热的空气吹出充电器130。

在步骤520，来自充电器130的能量被指引到能量存储装置125。由于充电器130的操作可以生成热量并且热量对于车厢105是需要的，因此辅助鼓风机145可以吹来自充电器130的加热的空气并且第一旁通阀180a可以被定位成使得加热的空气在步骤530被指引到车厢105，如由从第一旁通阀180a延伸的粗虚线所指示的。

在一些实施例中，从充电器130吹出的空气可能太热并且因此可以被热电冷却器115冷却。照此，在步骤535确定附加冷却是否是必要的。即，如果充电器130向车厢105提供过度加热的空气，那么离开充电器130的空气的至少一部分可以在被供给车厢105之前被指引通过热电冷却器115。例如，如果用户选择了比由充电器130等生成的热量低的期望空气温度，那么冷却过度加热的空气可以是必要的。如果冷却是必要的，那么可以在步骤540设置第二旁通阀180b，以将离开充电器130的空气的至少一部分指引到热电冷却器115中，如由第一旁通阀180a与热电冷却器115之间的粗虚线所指示的。在步骤545，来自能量存储装置125的电力也被提供给热电冷却器115，使得热电冷却器115可以在步骤550操作，以冷却从充电器130接收的过度加热的空气。

图7描绘了系统102的还有另一种操作方法的流程图，其也在图8中示意性地描绘。更具体而言，图7和8涉及操作系统102的方法，其中当车辆100停放并充电时，加热和冷却都不提供给车厢105。参考图7和8，用于充电模式的车厢热平衡-EV停放可以在步骤710开始。这可以例如在系统102或其部件感测到车辆100处于停放状态、充电器130操作以对车辆100进行充电并且车厢105不需要被加热或冷却(例如，因为车厢105内的用户已经关闭了HVAC系统、车厢105未被占用等)时发生。

在步骤715，能量存储装置125可以向辅助鼓风机145提供电能。照此，辅助鼓风机145可以被通电以将空气吹到充电器130和/或将加热的空气吹出充电器130。

在步骤720，来自充电器130的能量被指引到能量存储装置125。由于充电器130的操作可以生成热量并且热量对于车厢105是不需要的，因此辅助鼓风机145可以吹来自充电器130的加热的空气并且第一旁通阀180a可以被定位成使得加热的空气在步骤725被排出，如由从第一旁通阀180a延伸的粗虚线所指示的。

图9描绘了系统102的另一种操作方法的流程图，其也在图10中示意性地描绘。更具体而言，图9和10涉及操作系统102的方法，其中当车辆100处于自主或半自主驾驶模式时，向车厢105提供冷却。如果车辆没有以自主或半自主模式操作(例如，人类驾驶员正在配备(manning)车辆的所有方面)，那么可以不使用关于图9和10描述的过程。参考图9和10，可以在步骤910开始车厢冷却-EV AI驾驶模式。这可以例如当系统102或其部件感测到车辆100处于自主或半自主驾驶模式并且车厢105将被冷却(例如，因为车厢105内的用户已经选择了HVAC控制设备上的冷却功能、给冷却的座椅通电等)时发生。

给车辆100供电并向车辆100提供自主或半自主功能的各种系统可以在这种模式下通电。照此，在步骤915，能量存储装置125可以向各种车辆部件(包括例如自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165以及一个或多个电动车辆功率电子器件模块(或者可替代地，如本文关于图2描述的集成马达驱动系统168))提供电力。除了各种车辆部件之外，能量存储装置125还可以向鼓风机150和空调系统135提供电力，使得冷空气被输送到车厢105，如本文所述。

为了确保上述各种车辆部件不会由于操作而变得过热(即，避免对各种车辆部件的热相关损坏)，冷却剂循环通过与各种车辆部件接触的冷却剂回路，如本文所述。照此，可以在步骤920激活泵155，使得泵155循环各种车辆部件周围的冷却剂。因而，功率可以从能量存储装置125供给泵155。

作为冷却剂循环通过冷却剂回路的结果，来自各种车辆部件的热量可以被转移到冷却剂，然后冷却剂被循环到散热器140。散热器140将来自冷却剂的热量转移到空气，使得冷却剂被冷却并且可以被再循环回到各种车辆部件以进行附加冷却，如在步骤925所指示的。由散热器140加热的空气被相应地指引，使得热量被适当地利用和/或防止对各种部件的损坏。照此，可以在步骤930定位第四旁通阀180d，使得在步骤935将来自散热器140的加热的空气指引到热电发电机120。这由散热器140与热电发电机120之间的粗虚线指示。

在步骤940，热电发电机120将加热的空气转换成电能，电能被发送并存储在能量存储装置125中。如所描述的，热电发电机120可以使用Seebeck效应将加热的空气转换成电能，如本文所述。

为了确保由空调系统135冷却并由鼓风机150吹动的空气被适当地指引到车厢105，第三旁通阀180c可以在步骤945被定位。更具体而言，第三旁通阀180c可以被定位成使得冷却的空气被指引到车厢105，如由空调系统135与车厢105之间的粗虚线所指示的。

在步骤950确定附加冷却是否是必要的。即，如果空调系统135不能向车厢105提供充分冷却的空气，那么离开空调系统135的空气的至少一部分可以在被供给车厢105之前被指引通过热电冷却器115。例如，如果用户选择低于空调系统135可实现的最小冷却的期望空气温度、需要非常低的温度来快速冷却热的车厢105等，那么附加冷却是必要的。如果附加冷却是必要的，那么可以在步骤955定位第三旁通阀180c，以将离开空调系统135的空气的至少一部分指引到热电冷却器115中，如由空调系统135与热电冷却器115之间的粗虚线所指示的。在步骤960，来自能量存储装置125的电力也被提供给热电冷却器115，使得其可以在步骤965中操作以冷却从空调系统135接收的空气。

图11描绘了系统102的另一种操作方法的流程图，其也在图12中示意性地示出。更具体而言，图11和12涉及操作系统102的方法，其中当车辆100处于自主或半自主驾驶模式时向车厢105提供加热。即，图11和12不涉及在没有来自自主或半自主系统的任何辅助的情况下车辆100完全由人类驾驶员配备时操作系统102的方法。参考图11和12，可以在步骤1110开始车厢加热-EV AI驾驶模式。这可以例如在系统102或其部件感测到车辆100处于自主或半自主驾驶模式并且车厢105要被加热(例如，因为车厢105内的用户已经选择了HVAC系统上的加热功能、给加热的座椅通电等)时发生。

给车辆100供电并向车辆100提供自主或半自主功能的各种系统可以在这种模式下通电。照此，在步骤1115，能量存储装置125可以向各种车辆部件(包括例如自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165以及一个或多个电动车辆功率电子器件模块170(或者可替代地，如本文关于图2描述的集成马达驱动系统168))提供电力。除了各种车辆部件之外，能量存储装置125还可以向鼓风机150和泵155提供电力，使得温暖的空气被输送到车厢105，如本文所述。

为了确保上述各种车辆部件不会由于操作而变得过热(即，避免对各种车辆部件的热相关损坏)，冷却剂循环通过与各种车辆部件接触的冷却剂回路，如本文所述。照此，可以在步骤1120激活泵155，使得泵155循环各种车辆部件周围的冷却剂。因而，电力可以从能量存储装置125供给泵155(如上面关于步骤1115所描述的)。

作为冷却剂循环通过冷却剂回路的结果，来自各种车辆部件的热量可以被转移到冷却剂，然后冷却剂被循环到散热器140。散热器140将来自冷却剂的热量转移到空气，使得冷却剂被冷却并且可以被再循环回到各种车辆部件以进行附加冷却，如在步骤1125所指示的。由散热器140加热的空气被相应地指引，使得热量被适当地利用和/或防止对各种部件的损坏。照此，可以在步骤1130定位第三旁通阀180c和第四旁通阀180d，使得在步骤1135将来自散热器140的加热的空气指引到车厢105。这由散热器140与车厢105之间通过第三旁通阀180c和第四旁通阀180d的粗虚线指示。

在一些实施例中，从散热器140吹出的空气可能太热并且因此可以被热电冷却器115冷却。照此，在步骤1150确定来自散热器140的加热的空气是否是过度的。即，如果散热器140向车厢105提供过度加热的空气，那么在被供给车厢105之前，离开散热器140的空气的至少一部分可以被指引通过热电冷却器115。例如，如果用户选择比由散热器140等生成的热量低的期望空气温度等，那么冷却过度加热的空气可以是必要的。如果冷却是必要的，那么可以在步骤1155设置第三旁通阀180c，以将离开散热器140的空气的至少一部分指引到热电冷却器115中，如由散热器140与热电冷却器115之间通过第三旁通阀180c和第四旁通阀180d的粗虚线所指示的。在步骤1160，还将来自能量存储装置125的电力提供给热电冷却器115，使得热电冷却器115可以在步骤1165操作，以冷却从散热器140接收到的过度加热的空气。

图13描绘了系统102的另一种操作方法的流程图，其也在图14中示意性地示出。更具体而言，图13和14涉及操作系统102的方法，其中当车辆100处于自主或半自主驾驶模式时加热和冷却都不被提供给车厢105。参考图13和14，车厢热平衡-EV AI驾驶模式可以在步骤1310开始。这可以例如当系统102或其部件感测到车辆100处于自主或半自主驾驶模式并且车厢105不需要被加热或冷却(例如，因为车厢105内的用户已经关闭了HVAC系统等)时发生。

在这种模式下，给车辆100供电并向车辆100提供自主或半自主功能的各种系统被供电。照此，在步骤1315，能量存储装置125可以向各种车辆部件(包括例如自主或半自主系统GPU 160、电动驱动马达165以及一个或多个电动车辆功率电子器件模块170(或者可替代地，如本文关于图2描述的集成马达驱动系统168))提供电力。除了各种车辆部件之外，能量存储装置125还可以向鼓风机150和泵155提供电力，使得散热器140适当地起作用以冷却各种车辆部件，如本文所述。

为了确保上述各种车辆部件不会由于操作而变得过热(即，避免对各种车辆部件的热相关损坏)，冷却剂循环通过与各种车辆部件接触的冷却剂回路，如本文所述。照此，可以在步骤1320激活泵155，使得泵155循环各种车辆部件周围的冷却剂。因而，功率可以从能量存储装置125供给泵155(如上面关于步骤1315所描述的)。

作为冷却剂循环通过冷却剂回路的结果，来自各种车辆部件的热量可以被转移到冷却剂，然后冷却剂被循环到散热器140。散热器140将来自冷却剂的热量转移到空气，使得冷却剂被冷却并且可以被再循环回到各种车辆部件以进行附加冷却，如步骤1325所指示的。由散热器140加热的空气被相应地指引，使得热量被适当地利用和/或防止对各种部件的损坏。照此，可以在步骤1330定位第三旁通阀180c和第四旁通阀180d，使得在步骤1335中将来自散热器140的加热的空气指引到热电发电机120和/或车厢105。这由散热器140与热电发电机120和车厢105之间通过第三旁通阀180c和第四旁通阀180d的粗虚线指示。仅在需要维持车厢内的热平衡(即，不会导致车厢温度上升或下降)的程度上向车厢105供给加热的空气。剩余的加热的空气被供给热电发电机120，使得热电发电机120将加热的空气转换成电能，然后在步骤1340电能由能量存储装置125供给并存储。

现在应当理解的是，本文描述的系统和方法可以以这样一种方式向自主或半自主电动车辆的车厢提供加热和/或冷却，从而减少实现加热和/或冷却所需的部件的数量，并提高加热或冷却的效率。这种系统和方法一般而言包括将热电冷却器和/或热电发电机定位在各种车辆加热源或冷却源的下游，但在车厢的上游。因此，输送到车厢的空气可以首先通过热电冷却器，以在必要时进一步冷却空气，并且来自过度加热的空气的能量可以作为电能由热电发电机回收。

虽然本文已经说明和描述了本公开的特定实施例和方面，但是可以在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种其它改变和修改。而且，虽然本文已经描述了各个方面，但是这些方面不需要组合使用。因而，所附权利要求旨在覆盖在本文所示和描述的实施例的范围内的所有此类改变和修改。