CN102548780A - 用于电力推进式机动车辆的总体热控制的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆中的乘客舱(33)和电气单元的总体热控制的系统(10)，该机动车辆完全或部分通过由电池供电的电动发动机推进，该系统包括热控制流体回路(3)，该热控制流体回路联接到加热装置(27)和/或冷却装置(4)，从而当该系统(10)被插入到车辆外部的电网时使所述流体能够储存热量或冷量。所述流体回路能通过所述回路与所述乘客舱的空气之间的热交换器(11c，11f)或者使用形成热泵和/或空调系统的气候回路(4)以交替的方式将该热量和/或冷量释放到该乘客舱(33)的空气中。

Description

用于电力推进式机动车辆的总体热控制的系统

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆、特别是电动或混合动力型机动车辆的乘客舱的热调节装置。

背景技术

就像具有内燃发动机的机动车辆那样，电动或混合动力机动车辆必须结合用于调节乘客舱中空气的温度的系统。这些空调系统确保乘客的舒适并提供诸如对玻璃表面除雾和除冰之类的附加功能。电力推进式车辆还必须结合温度调节系统，所述温度调节系统调节诸如充电器、计算机和电子元件之类的附件的温度，以及电动发动机的温度(其在投入使用时必须保持在大约20℃下，且不许超过50℃)和电池的温度(其否则将在快速充电循环期间存在上升至高温的风险，而其运行范围为例如-10℃与35℃之间)。

内燃车辆的空调系统的运行使用大量能量，这些能量以热的形式“命中注定地消散”，并且在电动车辆或甚至混合动力车辆中无法获得，若在后者中，则热发动机可能停止相当长的时间。

目前在具有内燃发动机的车辆中实行的方案要求使用具有正温度系数的电阻元件(或CTP，即避免过热的自调式电阻器)或使用燃料燃烧器来产生热能，并使用常规空调系统来在乘客舱中产生冷空气。然而，燃料燃烧器具有污染和噪音大并且需要充填燃料的缺点，而CTP元件或常规空调系统耗电。此外，加热/冷却系统是分开的并且在一年中仅工作一段时间，这意味着显著的成本，且驾驶者的行为要根据在冬季(可能要充填加热燃料)还是在夏季(车辆的续驶里程由于空调系统的电耗而缩短)而更改。

目前已有可提供加热和空调功能的用于调节乘客舱的温度的装置，例如文献EP 1 302 731或甚至FR 2 850 060中记载的装置。然而，这些系统仍然耗能，并因此缩短了车辆的续驶里程。

专利申请FR 2 709 097提出一种包括形式为比热的能量的蓄积器的调节装置，该调节装置可作为蓄热器或作为蓄冷器运行。所述蓄积器通过在对电池充电时使用车辆外部的电网的能量来进行预热或预冷，例如通过使用电池所释放的热来进行预热。然而，该系统的构型允许仅使用蓄积器来调节乘客舱的空气的温度，并且只能达到蓄积器的温度呈现足以确保所需的热交换的与乘客舱的温差的程度。

发明内容

本发明的目的是通过特别是在能耗方面改善机动车辆的乘客舱的热调节以便保持车辆的续驶里程来补救这些缺点。本发明的另一个目的是确保电气单元的温度控制以便提高它们的效率和它们的寿命。

本发明的主题是一种用于机动车辆的乘客舱和电气单元的热调节系统，该机动车辆完全或部分地通过由电池供电的电动发动机(电动机)推进，该系统包括热调节流体回路，该热调节流体回路联接到加热装置和/或冷却装置，以使得当该系统连接到车辆外部的电网时所述热调节流体回路能储存热量或冷量。该流体回路能通过回路与乘客舱的空气之间的热交换器或者经由形成热泵和/或空调系统的气候控制回路而以交替的方式将热量和/或冷量释放到乘客舱的空气中。

优选地，该系统包括：

-用于乘客舱的独立的(自主的)第一热调节流体回路，它由第一泵供给，并且经过第一热交换器以便调节进入乘客舱的空气流的温度或者调节电池的温度，

-用于发动机的独立的第二热调节流体回路，它由第二泵供给，经过与车辆外部的空气换热的热交换散热器，并且经过调节发动机温度的第二热交换器，

-第三热储存流体回路，它能交替地(轮流地)连接到第一回路和/或连接到发动机温度调节热交换器，并且它在其它时间能够形成单独的(分离的)独立流体循环回路，

-气候控制回路，它形成热泵和/或空调系统，能够经由第一冷凝器-蒸发器从第三流体回路获取热量或冷量，并且能够经由第二冷凝器-蒸发器将该热量/冷量释放到第一流体回路，

-至少一个电加热元件，它连结到第一流体回路或第三流体回路，并用于将第三回路的温度或连接在一起的两个回路的温度升高数十摄氏度。

有利地，该系统包括至少三个三通阀或三个等效装置，这些三通阀特别是用于停止第一回路与第三回路之间的流体交换，并且同时用于交替地获得下列构型，所述构型包括：

-在发动机温度调节热交换器、第一冷凝器-蒸发器和第三流体回路之间建立流体循环，

-或者在与车辆外部的空气换热的热交换散热器与第一冷凝器-蒸发器之间建立流体循环，然后使这两个元件的流体循环与第三流体回路隔离，

-或者在与车辆外部的空气换热的热交换散热器、发动机温度调节热交换器和第一冷凝器-蒸发器之间建立流体循环，然后使这三个元件的流体循环与第三流体循环隔离。

根据一个优选实施例，所述阀还用于中断或重新建立第二回路与第三回路之间的流体循环。

第三回路可包括用于将第一冷凝器-蒸发器从该回路排除的阀和旁通管线，或者可包括用于选择性地将一个或更多个冷凝器-蒸发器从该回路排除的多个阀和多个旁通管线。

有利地，该系统可包括外部空气温度传感器、布置在第一流体回路上或车辆的乘客舱中的热传感器、布置在第二流体回路上或发动机上的热传感器以及布置在第三流体回路上的热传感器。

优选地，第三回路中包含的流体的体积大于第一回路中包含的流体的体积和第二回路中包含的流体的体积。

第三流体回路可包括具有蓄热装置例如相变蓄热器的热交换器。

根据另一方面，本发明的主题是一种用于机动车辆的乘客舱和电气单元的热调节方法，该机动车辆完全或部分地通过由电池供电的电动发动机推进。该方法借助于这样的装置实施，该装置包括联接到加热装置和/或冷却装置的用于热调节流体的管线的回路。该方法包括下列步骤：

-当车辆特别是为了对其电池充电而连接到车辆外部的电网时，将热量或冷量储存在流体回路中，

-然后，首先经所述回路与乘客舱的空气之间的热交换器、然后经由形成热泵和/或空调系统的气候控制回路将热量(或冷量)从流体回路供应到乘客舱的空气中。

优选地，为实施所述方法，该车辆装备有：

-用于乘客舱的独立的第一热调节流体回路，它由第一泵供给并且经过第一热交换器以便调节进入乘客舱的空气流的温度或调节电池的温度，

-用于发动机的独立的第二热调节流体回路，它由第二泵供给，经过与车辆外部的空气换热的热交换散热器，并且经过第二发动机温度调节热交换器，

-用于热储存的第三流体回路，它能交替地连接到第一回路和/或连接到发动机温度调节热交换器，并且它在其它时间能形成单独的独立流体循环环路，

-气候控制回路，它形成热泵和/或空调系统，能够经由第一冷凝器-蒸发器从第三流体回路获取热量/冷量，并且能够经由第二冷凝器-蒸发器将该热量/冷量释放到第一流体回路，

所述方法还包括以下步骤：

-在车辆起动前，使用车辆外部的电网的能量以便通过相对于车辆外部的空气的温度升高(或降低)该第三热储存流体回路的温度而利用加热元件或气候控制回路将热量(或冷量)蓄积在可能地连结到第一回路的该第三热储存流体回路中，

-在车辆起动后，停用(使之不起作用，使之失效)气候控制回路，将第三回路连结到第一回路和/或发动机温度调节热交换器，并且使用储存在第三流体回路中的热量(或冷量)来调节乘客舱和可能地发动机和/或电池的温度，

-当第三回路的流体的温度跨过(越过)一代表与乘客舱的空气温度间差异的最小偏差(差距)时，分离第一回路与第三回路之间的流体循环，并且使热泵或空调系统首先在第一回路或乘客舱与第三回路之间、然后在第一回路或乘客舱与第二回路的至少一部分之间运行，然后停用专用于(特定于)第三回路的管线的流体循环。

根据一个优选实施方案，将外部空气的温度、发动机的热交换器上的温度、车辆的乘客舱中的温度和第三流体回路的温度互相比较，以决定第一流体回路、第二流体回路和第三流体回路应该如何连接，以及决定气候控制回路的运行模式或运行的有无。

附图说明

通过研读作为非限制性的示例给出并通过附图图示的几个实施例的详细描述，本发明的其它目的、优点和特征将变得明显，在附图中：

-图1图示了在第一冬季运行模式下的根据本发明的热调节系统；

-图2图示了在第二冬季运行模式下的图1的热调节系统；

-图3图示了在第三冬季运行模式下的图1的热调节系统；

-图4图示了在第四冬季运行模式下的图1的热调节系统；

-图5图示了在第五冬季运行模式下的图1的热调节系统；

-图6图示了在第一夏季运行模式下的图1的热调节系统；

-图7图示了在第二夏季运行模式下的图1的热调节系统；

-图8图示了在第三夏季运行模式下的图1的热调节系统；

-图9图示了在第四夏季运行模式下的图1的热调节系统；

-图10图示了在第五夏季运行模式下的图1的热调节系统；

-图11图示了在第一冬季运行模式下的根据本发明的另一热调节系统；

-图12图示了在第二冬季运行模式下的图11的热调节系统；

-图13图示了在第三冬季运行模式下的图11的热调节系统；

-图14图示了在第四冬季运行模式下的图11的热调节系统；

-图15图示了在第五冬季运行模式下的图11的热调节系统；

-图16图示了在第一夏季运行模式下的图11的热调节系统；

-图17图示了在第二夏季运行模式下的图11的热调节系统；

-图18图示了在第三夏季运行模式下的图11的热调节系统；

-图19图示了在第四夏季运行模式下的图11的热调节系统；

-图20图示了在其冬季运行模式之一下的根据本发明的第三热调节系统；和

-图21图示了在其夏季运行模式之一下的图20的热调节系统。

具体实施方式

在图1至21中，图号旁边的“雪花”(或“太阳”)象形符号用于提醒运行模式为冬季(或夏季)运行模式。

如图3所示，根据本发明的热调节系统包括气候控制回路4和三个独立的流体回路1、2和3，这三个流体回路被相同的传热流体例如乙二醇水经过。气候控制回路4包括管线的两个半环路28和29，制冷剂例如甲烷或乙烷的氟化和/或氯化衍生物(氟利昂)、碳氢化合物、氨、二氧化碳等经过这些半环路。

按惯例，在图1至21中，以白色背景示出的管线部分示意性地代表其中流体循环停止的管线。

按惯例，在图1至21中，能够输送同类流体(制冷剂或传热流体)的管线部分-其宽度具有黑色或阴影背景(阴影可为虚线)-示意性地代表流体在其中循环的管线。黑色背景或每种阴影则均象征不同的流体温度。然而，输送不同类型的流体并用相同的黑色背景或同类阴影代表的两个管线不一定必须温度相同。

半环路28和29在一侧通过恒温膨胀阀9连结，并在另一侧通过压缩机8连结，这些半环路通过切换阀14连接到该压缩机。半环路28经过第一冷凝器-蒸发器41。半环路29经过第二冷凝器-蒸发器42。沿着回路4的箭头指示了制冷剂的循环方向。制冷剂始终沿相同方向或者在图3的图示中从左至右经过压缩机。取决于切换阀的位置，制冷剂可沿顺时针方向或逆时针方向经过回路4。

通常，制冷剂在已经经过恒温膨胀阀9之后通过从冷凝器-蒸发器获得的热量蒸发，所述冷凝器-蒸发器是制冷剂随后经过的冷凝器-蒸发器、在此为冷凝器-蒸发器41，它用作相对于待冷却的传热流体的冷源。压缩机8吸入所蒸发的流体并将该流体排放到该流体在其中通过释放热量而冷凝的另一个半环路的冷凝器-蒸发器，这里为冷凝器-蒸发器42，该冷凝器-蒸发器用作相对于待再加热的传热流体的热源。

压缩机8可由车辆的电动发动机驱动，或者可设置有它自身的电动机，或者可以是混合动力压缩机，或者可以是由车辆的热发动机驱动的压缩机。

第一独立流体回路1包括泵5，该泵5经由止回阀26向冷凝器-蒸发器42传送流体。在已经经过冷凝器-蒸发器42之后，该传热流体经由三通阀15流向加热分支Ic或冷却分支If。所述分支Ic和If然后接合以使传热流体到达泵5。沿着回路1的管线布置的箭头指示传热流体的循环方向。分支Ic和If中的每一个均包括热交换器、分别为11e和11f，这两个热交换器均位于车辆的乘客舱33内部，用于将热量或冷量从传热流体回路1传递到乘客舱的空气。为了改善回路1与乘客舱的空气之间的热交换，使用风扇25来从乘客舱抽吸空气通过热交换器11e和11f。

用于加热和冷却的两个单独的交换器的使用使得可以限制窗户起雾问题，所述问题特别可能在将热的传热流体传送到先前被用于冷却乘客舱并且水已在其上冷凝的交换器中的情况下发生。

在图3的构型中，用作用于气候控制回路4的热源的冷凝器-蒸发器42将热量传递到传热流体，所述传热流体然后被传送到热交换器11e以便再加热乘客舱的空气。CTP加热元件27布置在回路1的路径上以便能作为由冷凝器-蒸发器42提供的热量的附加或独立于所述热量来再加热该回路的传热流体。该CTP元件在图3中是停用的。根据不同的实施例，它可以由另一加热装置例如热泵(未示出)代替。第二热调节回路2包括泵7，该泵7经由三通阀18将传热流体传送到热交换器12，该热交换器12用于调节电动发动机例如用于推进车辆的电动发动机的温度和/或根据其它变型实施例用于调节任何其它电气或电子元件(充电器、蓄电池、电源电子元件)的温度。

传热流体然后从该热交换器12被引导到散热器13，该散热器包括传热流体与经过该散热器的空气之间的热交换器、用于抽吸空气通过该散热器的风扇24和用于限制通过该散热器的空气的流动并从而改善车辆的空气动力特性的百叶窗(挡板，活门)30的系统。

第三热调节回路3包括泵6，该泵传送传热流体通过冷凝器-蒸发器41，第三回路3可经由该冷凝器-蒸发器41与气候控制回路4交换热量或冷量。

在已经过冷凝器-蒸发器41之后，传热流体经过三通阀17，然后经过三通阀16，并被重新注入泵6。可以使用旁通管线31来使传热流体从泵6的上游直接到达位于两个三通阀16和17之间的部位而不经过泵6或冷凝器-蒸发器41，该旁通管线31可以借助于阀32打开或关闭。

在调节回路2和3中，与调节回路1中一样，传热流体的循环方向通过沿着所述管线布置的箭头指示。管线19布置在回路3的三通阀16与回路1的冷凝器-蒸发器42的上游侧之间。

因此，根据三通阀16的构型，到达该阀16上游的传热流体可从三通阀15、两个热交换器11e或11f中的一个直接或者通过冷凝器-蒸发器42被引导到泵6，并在最终返回泵6之前，流过布置在回路1的分支1c和1f下游并且布置在泵5的上游侧与泵6的上游侧之间的管线20。

可在三通阀16与管线20之间在回路3上布置截面节流装置(restriction de section)21，以确保不同传热流体回路之间的流体流速的平衡。

在回路3的三通阀17与回路2的三通阀18之间布置管线22。该管线使得来自冷凝器-蒸发器41的传热流体的全部或一部分能够流向用于调节电动发动机的温度的热交换器12。

管线23将电动发动机的热交换器12的上游侧连结到回路3的泵6的上游侧。该管线23使得来自发动机的热交换器12的传热流体的全部或一部分能够流经泵6。在图3所述的构型中，三通阀16、17和18设定成既不允许传热流体在管线19中循环，又不允许传热流体在管线22中循环。然后针对回路1、2和3中的每一个建立传热流体的一独立循环，使传热流体不进入或最低限度地进入管线20和23。

在实践中，由于管线20和23中的流体在回路1与回路3之间或回路2与回路3之间流动，所以将存在例如增加回路3中的液体的总量的趋势，这是该回路的构造和液体的不可压缩性所不容许的。

在图3的构型中，热调节回路2作为用于电动或非电动发动机的常规冷却回路运行，泵7使传热流体相继在发动机空调热交换器12和与发动机外部的空气换热的热交换散热器13中循环。因此，由发动机释放到交换器12中的传热流体的热量然后可被传热流体释放到在散热器13处通过风扇24抽吸的外部空气。散热器的百叶窗30是打开的。

回路1作为加热回路运行，使热量从两个热源-即冷凝器-蒸发器42和可能地CTP电阻器27-来到通过风扇25抽吸的乘客舱33的空气所经过的热交换器11e。在图3的示例性实施例中，CTP 27是停用的。回路1的传热流体由泵5推进。

在图3中，调节回路3用作通过冷凝器-蒸发器41的冷源，热量由气候控制回路4从调节回路3获取，然后在冷凝器-蒸发器42处被释放到回路1。因此，气候控制回路4作为热泵运行。当冷源的温度、也就是经过回路3的传热流体的温度与热源的温度、也就是经过回路1的传热流体的温度之间的温度差小时，这种热泵的效率更加有利。

现将参考图1至10描述图3的调节系统10的不同运行模式。图1至10包含与图3公共的元件，并且相同的元件因此被赋予相同的附图标记。

在图1所述的运行模式中，车辆(未示出)连接到外部电网(未示出)以便对电池(未示出)充电。电网的能量还被用于借助于CTP电阻器27升高回路1的传热流体的温度。阀16和17被设定成通过使回路1和3与回路2隔离来将回路1和回路3互相连接。因此，传热流体在回路1、3以及管线19和20中循环。

气候控制回路4是停用的，与回路2和它的泵7一样。阀15被设定成使得传热流体被传送到热交换器11e中并且传热流体的循环在交换器11f中停止。通过泵5和/或6来确保传热流体的循环。由CTP电阻器产生并由经过交换器11e的传热流体运送的热量用于通过致动风扇25而升高乘客舱的温度。一旦获得希望的乘客舱温度，就可停用风扇25，和/或定期重新起动风扇25，以将乘客舱的温度维持在它的设定点值。在此期间，回路1和3中包含的传热流体的温度持续通过CTP元件再加热至例如由液体的沸点温度和/或管线的热阻决定的温度。凭借传热流体的高比热以及因此回路1和3、特别是回路3中包含的液体的体积，因此以比热的形式储存了一定量的能量，该能量不必从电池获取以加热乘客舱。回路3可设置有传热流体的罐(未示出)，也就是说，用于在给定的线性长度上就地储存回路的管线的若干等同长度的等价量的储存容积。该罐可以是隔热的。增加这种罐使得可以增加回路3的液体的总量。罐的外表面的隔热使得可以通过减小的绝热表面积而基本上限制每单位液体体积的液体的热损失。回路3或其它传热流体回路的管线的特定部分也可以被隔热。

一旦热调节系统10已例如根据与图1相对应的运行模式被预先调节温度，则车辆可与外部电网分离并且可通过将热调节系统10置于与图2相对应的构型下而开始行驶。在此构型下，与图3的构型一样，调节回路2作为独立的回路运行，泵7使传热流体经过电动发动机空调交换器12，然后经过散热器13，由通过风扇24经由打开的百叶窗30抽吸的外部空气冷却。

在图2中，气候控制回路4被停用。三通阀15被设定成将传热流体传送到回路1的分支1c中并通过热交换器11e以便加热乘客舱。CTP电阻器27被停用。三通阀16被设定成允许传热流体经过管线19，并使传热流体的通过节流装置21的循环停止。调节回路1和3因此互相连接，通过泵5和6来确保传热流体的循环。也可以设想仅通过这两个泵中的一个来确保流体的循环。回路1和3中包含的传热流体因此可经热交换器11e将所储存的热能逐渐释放到乘客舱的空气。为了还利用储存在经过节流装置21的回路3的分支中的热，可以以由调节系统决定的时间间隔改变三通阀16的设定以便允许该分支的液体的循环。

在此构型下，为了调节乘客舱33的温度而消耗的唯一电能是致动泵5和6中的一个或多个所需的能量和可能地致动风扇25所需的电能。

与乘客舱热交换的强度例如可通过借助于泵5和6更改传热流体通过交换器11e的流速并借助于风扇25更改通过该同一交换器的空气的流量来调节。只要传热流体的温度保持大于所希望的乘客舱的空气温度和传热流体与乘客舱的空气之间以理想速度发生热交换所需的特定温差，并允许补偿乘客舱的空气的冷却引起的其它热损失，就可维持该运行模式。

当传热流体的温度变得过于接近乘客舱的空气温度时，则在它变成略小于乘客舱的空气的该温度时，可根据与图3相对应的运行模式来致动热调节系统10。

在图3的这种构型下，CTP电阻器27保持停用，并且调节回路2持续独立地运行以借助于散热器13冷却电动发动机。制冷回路4启用(使之起作用)，切换阀14被设定成使得冷凝器-蒸发器41作为冷源运行并且冷凝器-蒸发器42作为热源运行。三通阀15始终被设定成将传热流体传送通过回路1的分支1c和热交换器11e以便加热乘客舱。三通阀16被设定成防止传热流体通过管线19循环。因此，调节回路1和3以分离的方式运行，也就是说，这两个回路之间不存在传热流体交换。通过泵5来确保流体在回路1中的循环，通过泵6来确保液体在回路3中的循环。

可以致动风扇25以增加回路1的传热流体与乘客舱的空气之间的热交换。空调回路4在此作为热泵运行，从回路3的传热流体获取热量并将该热量传递到回路1的传热流体。由于回路3的液体的温度在此阶段保持高于外部空气的温度并且高于回路2的温度，所以由回路4构成的热泵的效率和性能保持比冷源将为外部空气或电动发动机的冷却回路2的热泵的效率和性能更有利。因此限制了将乘客舱的空气持续维持在理想水平所需的电耗。此外，热泵使得在所述的构型下即使对于很低的外部温度也可以确保乘客舱的加热，也就是说，冷源将是外部空气或回路2的热泵的温度将不足并因此有必要追加CTP电阻器的温度。此时，CTP电阻器的效率明显没有热泵的效率那么有利。可设想变型实施例，所述变型实施例将包括在回路3上的CTP(CTP电阻器)，该CTP用于减缓回路3的传热流体的逐渐冷却。回路3上的这种CTP可取代回路1的CTP 27并用于图1中所述的预热步骤。也可设想其中设有两个CTP的变型实施例，即回路1上的CTP 27和回路3上的第二CTP，这使得可以使用功率较低的CTP来维持图3的构型中的回路3的温度。

图4图示类似于图3的冬季运行模式，它可以例如接着图3的模式采用。在图4中，三通阀17和18被设定成允许传热流体在管线22和23中循环，并阻止流体循环到散热器13。泵7是停用的，与风扇24一样。百叶窗30可以关闭以改善车辆的空气动力特性。调节回路1和3继续作为不交换任何传热流体的两个独立的回路运行。电动发动机温度调节热交换器12连接到调节回路3。当回路3的传热流体的温度已变得足够低而能确保由交换器12冷却的电动发动机充分冷却时推荐该构型。凭借该构型，可借助于气候控制回路4利用从电动发动机回收的热。因此限制了气候控制回路的冷源和热源之间的温差，并且提高了所述气候控制回路的效率。

图5示出图1至4的热调节系统10的另一构型，一旦回路3的传热流体的温度已下降到特定阈值以下，就例如可在已经过图3或图4的热调节系统的类型的构型之后采用该构型。在图5的构型中，调节回路1继续作为独立的回路运行，与图3和4的构型一样。CTP电阻器27停用，传热流体经过热交换器11e，并且风扇25可根据传热流体与乘客舱33的空气之间的期望热交换程度来进行速度控制。气候控制回路4继续在用作冷源的冷凝器-蒸发器41与用作热源的冷凝器-蒸发器42之间作为热泵运行。调节回路3停用，也就是说三通阀16和17构造成仅允许传热流体进入包括泵6和冷凝器-蒸发器41的回路3的分支。三通阀17和18构造成将该分支的循环与调节回路2的传热流体的循环联接。于是，调节回路2包括泵7、电动发动机空调热交换器12、散热器13、泵6和冷凝器-蒸发器41。

可设想仅使用两个泵6和7中的一个来推进该回路中的传热流体。

在图5的构型中，与图4的构型中一样，电动发动机所释放的热被用于提高构成气候控制回路4的热泵的效率。与图4的构型相比，通过来自电动发动机的热再加热的传热流体的体积较小，这使得可以将回路2的传热流体再加热至比通过将来自该发动机的热分配到体积例如与回路3的容积相对应的传热流体上而获得的温度高的温度。然而，回路2的温度必须维持低于由电动发动机的最大运行温度所决定的最高水平。当回路的该温度变得过高时，可致动风扇24并打开百叶窗30。然而，如果该温度足够低，则可以关闭百叶窗30并停用风扇24，这使得可以回收有利于气候控制回路4的运行的由电动发动机释放的最大量的热。在后一种情况下，也可致动三通阀18以防止传热流体在散热器13和泵7中循环。回路2的传热流体于是仅在交换器12和41中循环，由泵6推进。

图6图示了当车辆停止、连接到外部电网以便对其电池充电和当外部温度(例如，在夏季)高于乘客希望的乘客舱中的温度时热调节系统10的一种可能的运行模式。三通阀15此时被设定成使回路1的传热流体经过分支1f和热交换器11f以便冷却乘客舱33。三通阀16处于与图1相同的构型下，从而经管线19和20提供调节回路1和3之间的联接。在图1至5中关闭的旁通回路31的阀32在这里是打开的，从而允许流体传热流体从回路1经三通阀16到达旁通回路31。三通阀17处于与图5中相同的构型下，从而排除了包括回路3的泵6和冷凝器-蒸发器41的分支，而另一方面将该分支联接到调节回路2。三通阀18被设定成允许从冷凝器-蒸发器41到散热器13的循环但阻止传热流体循环到电动发动机空调热交换器12。

例如可通过泵6确保传热流体在回路2中的循环，泵7被停用。散热器的百叶窗30是打开的且风扇24被致动以允许凭借经过散热器13的外部空气流来冷却回路1的传热流体。气候控制回路4在空调模式下运行，也就是说切换阀14被设定成使用冷凝器-蒸发器42作为冷源并使用冷凝器-蒸发器41作为热源。因此，气候控制回路4从联接的回路1和3获取热量并将该热量排放到回路2，回路2的温度升高。风扇25可首先被致动直到乘客舱的空气下降到乘客期望的温度，然后至少定期被切断，而气候控制回路4持续被致动直到两个联接的回路1和3的温度下降到传热流体增稠风险和/或管线的冷阻风险所允许的最低温度。因此尽可能多的冷量被储存到在回路3中循环并可能在回路3的储罐(未示出)中循环的传热流体中。

一旦到达该最低温度，风扇24和泵6便可继续被致动片刻，以便使回路2的温度回到接近环境空气温度的值。在这些运行之后，冷量已被储存在两个环路1和3上，所述冷量在车辆正行驶时将能被用于冷却乘客舱并且可冷却电气单元而不从车辆的电池获取能量。

图7描述了与图2的运行模式相对类似的运行模式，也就是说调节回路2独立地运行以借助于交换器12来冷却电动发动机，传热流体相继经过泵7、热交换器12和散热器13，百叶窗30是打开的并且风扇24能根据发动机的冷却需求被致动。三通阀16同样构造成经管线19和20与回路1和3的传热流体的循环联接。三通阀15构造成传送传热流体通过回路1的分支1f和热交换器11f以便冷却乘客舱的空气。风扇25可被起动或不起动，视乘客舱的空气的冷却需求而定。阀32以及三通阀17和18被设定成排除包括泵6和回路3的冷凝器-蒸发器41的分支，并且相反允许传热流体循环通过旁通回路31。应指出，可以设想根据图7的运行的变型，其将允许传热流体进入包括泵7和冷凝器-蒸发器41的分支，而不是经过旁通回路31。类似地，可以设想根据图2的变型运行模式，其中回路3的传热流体将经过旁通回路31，而不是经过泵6和冷凝器-蒸发器41。气候控制回路4被停用。借助于回路1和3的传热流体经热交换器11f释放的冷量来确保乘客舱的空气的冷却，这些热交换的强度能够一方面通过更改泵5所施加的传热流体的流速调节，而另一方面通过借助于风扇25调整经过交换器11f的空气流速来调节。

在该运行模式下，保持乘客舱的空气的适当温度因此仅要求致动泵5和风扇25所需的电能。

图8图示了热调节系统10的一种运行模式，在夏季当回路1和3的传热流体的温度仍足够低以确保乘客舱的空气的冷却并且外部空气的温度过高而不能借助于调节回路2来确保电动发动机的(和/或，根据变型，发动机的附件(充电器、电子元件)和/或电池的)理想冷却时可使用该模式。

图8的构型与图7的构型的不同之处在于旁通回路31的阀32是关闭的，并且三通阀17和18被设定成允许回路3的流体进入电动发动机温度调节热交换器12。因此，储存在回路1和3的传热流体中的冷量部分地在交换器11f处释放到乘客舱的空气并且部分地在交换器12处释放到电动发动机。

图9图示了热调节系统10的一种夏季运行模式，其在宽范围上类似于图3中所述的冬季运行模式。调节回路2作为独立的回路运行，泵7推进传热流体通过内燃发动机空调交换器12，然后通过由风扇24抽吸的外部空气所经过的散热器13。三通阀16和17被设定成施加用于回路1和回路3的传热流体的分开循环。在图3中，阀32是关闭的。与图3中不一样，三通阀15设定成迫使传热流体进入回路1的分支1f并进入交换器11f以便冷却乘客舱的空气。

泵5、6和7各自确保传热流体分别在调节回路1、3和2之一中的循环。切换阀14处于与图3的设定相反的设定下，以使冷凝器-蒸发器41作为用于气候控制回路4的热源运行并使冷凝器-蒸发器42作为用于该气候控制回路4的冷源运行。因此，气候控制回路4作为常规空调系统运行以便冷却乘客舱的空气，然而，该空调回路具有温度没有外部空气那么高的热源，这使得可以提高回路的效率并及减少电耗。

当在已根据图6的运行模式储存回路1和3中的冷量之后回路1和3的传热流体已被逐渐再加热至与乘客舱的空气的温度过于接近或者甚至比乘客舱的空气的温度高的温度且同时仍保持比车辆外部的空气的温度低时，该运行模式是有利的。于是，图9中所述的运行模式使得可使用气候控制回路4作为空调系统，其具有比在该空调系统使用外部空气作为热源的情况下更有利的效率。

图10图示了热调节系统10的另一种运行模式，该运行模式可在以下时间实行：车辆在炎热的夏日行驶，并且在已使用图6至9的运行模式之后，回路3的传热流体的温度已变成与回路2的传热流体的温度相当，也就是说回路3的传热流体的温度仍低于回路2的传热流体的温度，但这两个温度之差低于偏差阈值。图10的运行模式几乎与图5中所述的冬季运行模式完全相同，除以下两个事实外：切换阀14设定成使回路4的制冷剂循环以使用冷凝器-蒸发器41作为热源并使用冷凝器-蒸发器42作为冷源，以及三通阀15被设定成将回路1的传热流体传送到分支1f和热交换器11f中而不是将该传热流体传送到分支1c中。

另一方面，对比于图5的运行模式-在该模式中要在回路2的传热流体上施加的温度是电动发动机的冷却要求与制冷回路4的效率之间的权衡结果，在图10的运行模式的情况下，存在将回路2的传热流体的温度维持在最低可能的水平的优点。因此，散热器13的百叶窗30始终保持打开。可根据风扇24所产生的电耗是否通过在气候控制回路4上获得的效率增益而补偿并根据电动发动机的冷却要求来作出该风扇是否运行的选择。

调节回路3被停用，因此节省了使传热流体在该回路中循环所需的泵6的能量。

图11至20图示了本发明的另一实施例，其中气候控制回路4未设置有切换阀。因此，制冷剂在该气候控制回路的管线中始终沿相同的方向循环。另一方面，该气候控制回路4不是设置有两个、而是设置有四个热交换器40、42b、43和41，并且设置有两个膨胀阀9a、9b以及两个旁通管线56和59。这些旁通管线56和59可分别借助于三通阀45和54来打开或关闭，从而允许制冷剂绕开两个膨胀阀9b、9a中的一个或另一个，以便能使至少两个热交换器-在这种情况下为热交换器41、43-作为冷源和热源交替地运行。

如图13所示，热调节系统10包括设置有压缩机8的气候控制回路4。压缩机8首先将制冷剂传送到经过热交换器42b、膨胀阀9b和三通阀45的回路的第一部分55中。取决于三通阀45的位置，制冷剂首先经过交换器42b，然后经过膨胀阀9b，或者首先经过交换器42b，然后经过绕开膨胀阀9b并在三通阀45处终止的旁通管线56。然后，制冷剂经过回路的第二部分57，相继经过热交换器43和热交换器41，然后经过三通阀54。取决于三通阀54的位置，制冷剂然后可经旁通部分59直接返回压缩机8，或者经过回路的第三部分58，相继经过膨胀阀9a，然后在返回压缩机8之前经过热交换器40。热交换器40布置在车辆的乘客舱33中以便允许回路4的制冷剂与借助于风扇25抽吸通过热交换器40的乘客舱的空气之间的热交换。热交换器43布置在车辆的乘客舱33外部并且与通过车辆的向前运动抽吸通过该交换器和/或借助于风扇24抽吸的车辆外部的空气相接触。交换器41和42b布置在乘客舱33外部，以便允许气候控制回路4的制冷剂与在热调节系统10的其它管线中循环的传热流体之间的热交换。热调节系统10包括互相连接的管线1a，1b，1c；3a，3b，3c；2a，2b；51a，51b，51c；52a，52b，53a，53b，523的组件，相同的传热流体可在这些管线中循环。管线1a经过乘客舱33，其中该管线经过热交换器11e，从而使在管线中循环的传热流体与通过风扇25抽吸经过交换器11e的乘客舱的空气之间能够换热。

在该管线1a上，还布置有用于再加热传热流体的CTP电阻器27。CTP电阻器27可位于乘客舱33外部或内部。管线1a还经过热交换器42b从而允许经过管线1a的传热流体与气候控制回路4的制冷剂之间换热。热交换器42b位于乘客舱33外部。管线1b设置有泵5，该泵传送传热流体通过热交换器42a，以允许经过该管线的传热流体与气候控制回路4的制冷剂之间换热。管线1b在位于交换器42a和42b之间的三通阀44处与管线1a重新接合。在它们与三通阀44相对的一端，管线1a和1b互相连接并且连接到三个其它管线51a、52a和53a。三通阀44可用于连接管线1a、1b和51b中的两个或三个的端部。可借助于阀32a打开或关闭的管线3a在它的通向三通阀44的入口处并在泵5的上游侧连结管线51b。管线51b连结三通阀44和三通阀49，三通阀49连接管线51b、2b和3c的端部。管线2b包括能将传热流体从三通阀49推进到也沿管线2b定位的热交换散热器13的泵7。散热器13允许管线2b的传热流体与通过风扇24抽吸通过散热器13的车辆外部的空气之间的热交换。散热器13可设置有可定向的百叶窗30，从而使得可避免空气流经散热器，以便改善车辆的空气动力特性。管线3c设置有能将传热流体朝三通阀49推进的泵6。在该管线3c上，布置有用于再加热经过该管线的传热流体的CTP电阻器27a。

在CTP电阻器27a下游，管线3c经过热交换器41，从而允许经过该管线的传热流体与气候控制回路4的制冷剂之间换热。管线3c借助于管线53a在其相对于泵6的上游端连结到泵5上游的管线1b。管线2b借助于管线52a在其相对于泵7的上游端连结到管线1b在泵5上游的端部。管线3b连结管线2b相对于泵7的上游端和管线51b。可通过阀32b停止或起动传热流体在管线3b中的循环。管线52a和53a通过接合管线60而基本上在它们的中间连结。管线51a依次连结管线2b的下游端(相对于泵7和散热器13)、管线3b与三通阀49相对的端部、管线3a与三通阀44相对的端部和管线1b相对于泵5的上游端。在该管线51a上，可布置有能容纳数量为数升的传热流体的罐50，使得当传热流体在管线51a中循环时经过该罐50。有利地，该罐将在其外表面上被隔热，以便避免容纳在罐中的传热流体与罐外部之间的热交换，并且相反，将布置成有利于到达罐内并离开罐的传热流体与罐中存在的传热流体之间的热交换。

管线2a在旁通部分60与泵5的上游侧之间连接到管线52a。该管线2a经过热交换器12以使得可调节电动发动机的温度，并且在它与管线52a相对的一端与三通阀47重新结合。管线1c在旁通部分60与泵5的上游侧之间连接到管线53a。在另一端，管线1c与三通阀46重新结合。管线1c经过热交换器11f，从而使得可调节车辆的供电电池的温度。管线51c连结三通阀44与三通阀46。管线53b连结三通阀44与三通阀47。三通阀48通过第一通道在热交换器41与三通阀49之间连结到管线3c。该三通阀48在第二位置经管线52b在泵7与三通阀49之间连结到管线2b。该三通阀48还在其第三位置同时连接到三通阀46的入口和三通阀48的入口。

图11图示了图13的热调节系统的一种运行模式，例如在冬季，当车辆连接到外部电网以便对其电池充电并且外部温度低于乘客舱中希望的温度时可实行该运行模式。在该构型中，气候控制回路4被启用，三通阀45和54被设定成不将制冷剂传送到热交换器40中-或通过冷凝器-蒸发器42a或通过膨胀阀9a，而是相反地设定成使得制冷剂经过膨胀阀9b。在该构型中，热交换器43作为用于气候控制回路4的冷源运行且交换器42b作为用于该同一气候控制回路的热源运行。回路4的制冷剂经过压缩机8，然后通过液化而向冷凝器-蒸发器42b释放热，经过膨胀阀9b，该膨胀阀通过使随后经过冷凝器-蒸发器43-其中它通过从通过风扇24抽吸的外部空气获取热而蒸发-的制冷剂蒸发而降低其压力，然后经过冷凝器-蒸发器41并从经过管线3c的传热流体获取一些更多的附加热，并且经三通阀54返回压缩机8。泵7是停用的。阀32a和32b是关闭的。三通阀44、46、47、48、49被设定成使得传热流体仅经过管线51b、1b、51a、3c和1a。由这些管线组成的回路包括两个环路，即，通过分支1a和分支1b形成的第一环路-流体在该环路中的循环基本上通过泵5来确保，和由分支1a、51a、3c和51b组成的第二环路-传热流体在该环路中的循环基本上通过泵6来确保。可设想仅使用两个泵5和6中的一个来推进该双环路中的液体。经过该双环路的传热流体通过借助于气候控制回路从车辆外部空气获取的热而在冷凝器-蒸发器42b被再加热。也可通过使CTP电阻器27与热泵回路4并联运行来再加热该传热流体。通过经过风扇25抽吸乘客舱33的空气通过的热交换器11e，传热流体可被用于将乘客舱的空气的温度升高至对车辆出发所希望的水平。通过作为热泵运行的气候控制回路4这样获取的热被蓄积在经过双环路的传热流体中，所述双环路特别是包括被容纳在罐50中的传热流体的体积。在已停止风扇25之后，传热流体的温度可被升高至例如由传热流体的沸点温度或由电阻器和管线决定的理想最大值。当例如通过停用气候控制回路4并通过使传热流体在与图11中相同的管线中循环-通过仅启用CTP电阻器27-而在冬季对电池充电时，可设想用于热调节系统10的另一种预调整模式。

图12图示了图13的调节系统10的另一种运行模式，该运行模式可在车辆已起动之后接着例如图11中所述的预空气调节步骤使用。在图12中，气候控制回路4被停用。由管线1a、51a、3b、51b和1b组成的传热流体在其中循环的双环路继续由泵5和6如图11中那样致动，风扇25根据乘客舱33的空气的再加热需求而被致动。储存在该双环路中且特别是罐50中的热借助于热交换器11e逐渐释放，以便再加热乘客舱33的空气。通过泵7来确保独立于双环路中的循环的传热流体的第二循环，所述泵7传送传热流体通过由风扇24抽吸的车辆外部的空气所经过的散热器13，然后经过管线1c和2a，以便经过热交换器11f和热交换器12，从而同时冷却车辆的电池和电动发动机。三通阀46、47、48和49被设定成随后将已经过交换器11f和12的传热流体朝泵7重新定向。在由分支1a、1b和3c界定的储存双环路中，可以例如在管线52a和53a上在这些管线与管线1b重新结合的部位布置截面节流装置，以便限制传热流体从由分支1c、2a和2b界定的冷却回路泄漏的风险。如果这些节流装置被正确地标定并且三通阀46、47、48和49处于适当的设定，则一方面对热储存双环路而另一方面对冷却回路确立与图12中一样的两种独立的循环。

图13图示了图11和12的调节系统10当在该系统已经过图11和12的运行模式之后热储存双环路的传热流体的温度已下降到阈值温度以下-该温度不再可能充分再加热通过热交换器11e的乘客舱33的空气-时的运行模式。图13的运行模式原理上与图3中所述的运行模式相当。气候控制回路4被启用，并且处于与图11中相同的构型下，也就是说冷凝器-蒸发器42b作为热源运行并且冷凝器-蒸发器43和41作为冷源运行。分支1c、2a和2b继续由泵7经散热器13独立地供给传热流体。阀32a打开并且三通阀44和49设定成通过管线3c、31b、3a和51a建立独立的传热流体循环环路。

包括罐50的该环路形成热储存环路，该热储存环路含有其温度高于外部温度但没有乘客舱的空气的温度那么高或者仅高出一点点的传热流体。当用于气候控制回路4的冷源作为热泵运行时该热储存环路充当热储备。因此，与直接使用外部空气作为冷源的热泵相比提高了系统的效率。三通阀44被设定成允许在管线1b和1a中建立传热流体的独立循环，通过泵5来确保该循环。通过泵5致动的该传热流体循环环路用于将传热流体在冷凝器-蒸发器42b处接收的热量经热交换器11e传递到乘客舱的空气。该循环环路的温度保持高于乘客舱的空气的温度。应指出，在该实施例中，气候控制回路4包括两个“分阶段的”冷源，换言之制冷剂首先经过外部空气所经过的冷凝器-蒸发器43，在这里它通过从该外部空气获取热而部分蒸发，然后经过冷凝器-蒸发器41，在这里它通过从热储存回路的传热流体获取热而继续蒸发，通过泵6来确保其循环。可通过启用CTP电阻器27a来延迟该热储存回路的冷却。

图14图示了图11至13的热调节系统的另一种运行模式，例如当经过由泵6致动的热储存回路的传热流体的温度变得足够低以确保借助于热交换器12充分冷却电动发动机时，可采用该运行模式来代替图13的运行模式。该运行模式与本发明的第一实施例的在图4中描述的运行模式相当。在图14中，与图13中不一样，泵7是停用的。气候控制回路4处于与图13中相同的构型。三通阀44被设定成允许用于再加热由管线1a和1b界定的乘客舱的空气的环路的、通过泵5确保的独立循环。三通阀47和48被设定成允许循环到泵6的传热流体的一部分进入包括管线3a和3c的热储存回路，进入经过电动发动机温度调节热交换器12的分支2a。也可设想将三通阀46也设定成将来自该热储存回路的传热流体的一部分传递到分支1c和电池温度调节交换器11f中。凭借通过交换器11f和/或12以此方式回收的热量，延迟了热储存回路的冷却并且提高了作为热泵运行的气候控制回路4的效率。

图15图示了图11至14的调节系统10的一种运行模式，该运行模式可在冬季在已使用图11至14的运行模式中的一个或多个并且罐50中存在的传热流体的温度变成低于特定阈值之后使用。

该运行模式在原理上类似于图5中所述的运行模式，也就是说气候控制回路4在例如图14中所述的构型下作为热泵运行，泵5局限于管线1a和1b供给用于再加热乘客舱的空气的回路(或环路)。通过三通阀44的设定而使传热流体的循环被局部限制于该回路。三通阀46、47、48和49被设定成将罐50从传热流体的循环排除。阀32a和32b关闭。三通阀46、47、48和49的设定用于建立传热流体在冷却回路中的独立循环，所述冷却回路包括经过散热器13的管线2b、经过冷凝器-蒸发器41的管线3c、经过发动机温度调节热交换器12的管线2a和经过电池温度调节热交换器11f的管线1c。可通过泵6和7或者仅通过这两个泵中的一个来确保传热流体的循环。

气候控制回路4作为热泵运行，对于所述热泵，冷源一方面由车辆外部的空气在冷凝器-蒸发器43处供应，另一方面由经过管线3c的传热流体在冷凝器-蒸发器41处供应。图15的构型与图14的构型相比的优点是包括冷凝器-蒸发器41的回路的传热流体的总体积较小，这使得在电动发动机和电池上回收的热量的较少“稀释”。取决于外部空气的温度，如果外部温度足够高以允许回收额外的热量，则散热器13的百叶窗30可保持打开并且风扇24起动，或者，另一方面，百叶窗30可以关闭，以避免在散热器13处的热交换。

图16图示了当外部温度高于乘客舱中希望的温度时图11至15的热调节系统的运行模式，这次为夏季。当车辆停止、连接到外部电网以便对其电池充电时可实施该运行模式。气候控制回路4这次构造成关于乘客舱33在空调模式下运行。气候控制回路4使用冷凝器-蒸发器43作为热源并且使用冷凝器-蒸发器40和42a作为冷源。为此，三通阀54被设定成允许制冷剂进入包括膨胀阀9a和冷凝器-蒸发器40的回路的部分58，且另一方面防止制冷剂进入旁通部分59。三通阀45被设定成使得制冷剂经由旁通部分56绕开膨胀阀9b。

气候控制回路4朝借助于风扇24抽吸通过冷凝器-蒸发器43的车辆外部空气排热。另一方面，气候控制回路4一方面从通过风扇25抽吸通过冷凝器-蒸发器40的乘客舱33的空气获取热量，另一方面从热储存回路获取热量，通过泵5来确保传热流体在该热储存回路中的循环。该热储存回路特别包括泵5和罐50。阀32b打开，阀32a关闭，并且三通阀46、47、48、49被设定成允许传热流体在一方面由管线1b、51b、3b、51a组成而另一方面由管线1b、51c、1c和53a组成的双环路中循环。

管线1e经过电池温度调节热交换器11f。从热储存回路获取的热量(换言之，释放到热储存回路的冷量)一方面用于冷却传热流体以便在车辆已起动之后具有可在车辆已起动之后特别是恢复到乘客舱的空气的“比冷”储备，而另一方面用于在电池充电期间重新冷却电池。它们还用于通过热交换器40将乘客舱的温度降低到对车辆出发所希望的水平。如果外部温度不太高，则可设想在电池充电期间采用类似于图16中所述的运行模式，但其中不会使传热流体在分支51b、3b、51a以及在罐50中循环，并且其中风扇25不会被致动。从气候控制回路4获取的热量于是将主要取自冷凝器-蒸发器42a，并且将用于借助于交换器11f来冷却电池。

图17图示了图11至16的热调节系统10的一种运行模式，当车辆刚在已根据图16中所述的运行模式执行预空气调节步骤之后起动时可使用该运行模式。在图17中，气候控制回路4被停用，并且传热流体管线的阀和泵全部处于与图12中所述的运行模式中完全相同的构型下。然而，在图17的运行模式下，当传热流体经过交换器11e时释放到乘客舱33的空气的是冷量，而非图12的运行模式中释放的热量。因此，储存在传热流体中的冷量使得可以在不使用致动泵5和风扇25所需的电能以外的任何电能的情况下重新冷却乘客舱的空气。

图18描述了图11至17的热调节系统10的一种运行模式，当罐50中存在的传热流体的温度不再足够冷以仅通过传热流体进入交换器11e来确保乘客舱33的空气的冷却时，当车辆在已使用图16和17中描述的运行模式之后在夏季行驶时使用该运行模式。气候控制回路4在空调模式下被启用，这意味着它处于与图16中相同的构型下，冷凝器-蒸发器40作为冷源运行并冷却乘客舱33的空气。阀32a打开，阀32b关闭。三通阀46、47、48和49被设定成建立三个独立的传热流体循环环路。第一环路包括管线1b、51c、1c、53a，通过泵5来确保传热流体在该环路中的循环。热量由气候控制回路4经冷凝器-蒸发器42a从该环路获取并被用于经热交换器11f冷却电池。

第二环路包括管线2b、52a、2a、52b和三通阀47和48之间的管线。通过泵7来确保传热流体在该环路中的循环。传热流体经过散热器13，在这里它被通过风扇24抽吸的外部空气冷却，然后在返回泵7之前经过电动发动机温度调节交换器12。

第三环路包括管线51b、3a、51a和3c。通过泵6来确保传热流体在该环路中的循环，并且该环路与气候控制回路4之间的热交换经冷凝器-蒸发器41发生。只要罐50中存在的传热流体的温度保持低于经过散热器13的传热流体的温度或车辆外部的空气的温度，图18的构型就可以是有利的。在该构型中，制冷剂通过从冷凝器-蒸发器42a获取热量而蒸发，经过压缩机8，经过冷凝器-蒸发器42b而不发生显著的热交换，因为传热流体未在管线1a中循环，然后制冷剂通过向由风扇24抽吸的外部空气释放热量而在冷凝器-蒸发器43液化，并且可在冷凝器-蒸发器41释放额外的热量。只要罐50的传热流体的温度保持低于车辆外部的空气的温度，便因此存在“冷的”热源，从而与其中热源例如将由包括散热器13和发动机冷却环路的回路组成或者由车辆外部的空气组成的气候控制回路相比，可以使气候控制回路4的效率最优化。

图19图示了图1至18的热调节系统10的一种运行模式，可在夏季例如当在已经过图16至18的运行模式之后罐50中存在的传热流体的温度已变成高于车辆外部的空气的温度时使用该运行模式。气候控制回路4处于空调模式下，也就是说，处于与图18中相同的构型下，阀32a和32b关闭，三通阀46、47、48、49被设定成建立单个公共的传热流体循环网络，该网络不包括罐50而包括管线1c、2a、3c、2b。

可通过泵6和7或者通过这两个泵中的一个来确保传热流体的循环。传热流体经过发动机温度调节热交换器12，经过电池热调节热交换器11f，通过电池获取电动发动机所释放的热量，并且还在冷凝器-蒸发器41获取热量。传热流体然后通过经过由风扇24抽吸的空气所经过的散热器13而被冷却。气候控制回路4具有两个热源：由风扇24抽吸的车辆外部的空气所经过的冷凝器-蒸发器43，和温度本身略高于外部空气的传热流体所经过的冷凝器-蒸发器41。由于传热流体相对于空气的较高比热，由冷凝器-蒸发器41构成的第二热源，尽管温度高于经过冷凝器-蒸发器43的空气，却保持对从气候控制回路4获取额外的热量有利。制冷剂然后通过经过膨胀阀9a和冷凝器-蒸发器40而蒸发，以冷却经过该冷凝器-蒸发器的乘客舱33的空气。与图18中一样，制冷剂然后经过冷凝器-蒸发器42b而不发生任何显著的热交换，因为传热流体未在管线1a中循环。

图20至21包含与图1至19中共同的元件，相同的元件于是具有相同的附图标记。图20和21描述了本发明的一个实施例，其中气候控制回路4这次设置有压缩机8和单个膨胀阀9，冷凝器42b作为热源运行并且三个蒸发器40、42a和43相对于气候控制回路4始终作为冷源运行。气候控制回路4包括连结压缩机8和膨胀阀9并经过冷凝器42b的热的半环路61。在压缩机8的入口上游，设有通过两个冷的半环路62和63连结到膨胀阀9的三通阀66。到达膨胀阀9的流体首先经过蒸发器42a，然后根据阀66的设定通过经过蒸发器40而经过半环路62，或者通过经过蒸发器43而经过半环路63。在到达半环路62或半环路63后，制冷剂随后经过三通阀66并到达压缩机8。蒸发器43由通过风扇24抽吸通过蒸发器43的车辆外部的空气再加热。蒸发器40布置在车辆的乘客舱33内部并且被通过风扇25抽吸的乘客舱的空气经过。能够传送相同传热流体的管线网络70的管线71和72经过蒸发器42a和冷凝器42b，通过三个泵5、6和7中的一个或多个来确保传热流体在管线网络70中的循环。

在管线网络中，在三个不同管线上插入了用于调节电动发动机的温度的热交换器12、用于调节蓄电池的温度的热交换器11f和在传热流体与车辆外部的空气之间换热的热交换散热器13。通过风扇24抽吸的外部空气经过散热器13，并且散热器13设置有活动百叶窗30。在管线中的两个上，设有可用于停止或重新建立传热流体在管线中的循环的阀32a和32b。在管线网络的五个节点，设有可用于建立传热流体循环环路的三通阀64、65、67、68、69，所述循环环路能够被联接或分离。

泵5位于蒸发器42a上游的管线71上，泵6位于冷凝器42b上游的管线72上，泵7位于散热器13上游的另一管线上。在图20的构型中，气候控制回路4的三通阀66被设定成将制冷剂传送到半环路63中。制冷剂因此未在经过乘客舱33的半环路62中循环。传热流体循环环路被建立在泵6、冷凝器42b和布置在乘客舱33内部的热交换器11e之间。在该循环环路上还布置有在此停用的CTP电阻器27b。通过冷凝器42b从制冷回路4获取的热量被释放到通过风扇25抽吸通过交换器11e的乘客舱的空气。该热量由气候控制回路4一方面在与车辆外部的空气相接触的蒸发器43处获取，另一方面从蒸发器42a获取，从三个联接的循环环路到达的传热流体经过所述蒸发器42a。这些环路中的一个经过发动机温度调节热交换器12，另一个经过电池温度调节热交换器11f，第三个经过传热流体储罐50。图20中所述的运行模式为冬季运行模式，该运行模式使得可以通过回收电动发动机和电池所释放的热量并通过利用预先储存在特别是罐50中存在的传热流体中的热量而升高乘客舱的温度。根据外部空气的温度，散热器13的百叶窗30可打开或关闭，风扇24可被启用或停用以便仅使用蒸发器42a作为冷源或者同时使用蒸发器42a和43两者作为冷源。

图21描述了图20的热调节系统10的运行模式，在夏季当乘客舱中希望的温度低于车辆外部的温度时可使用该运行模式。该运行模式可在已执行系统预空气调节步骤之后使用，例如，当车辆连接到外部电网以便对其电池充电且罐50中存在的传热流体的温度已经降至比车辆外部的温度低的温度时。在图21的构型中，泵7启用，阀32b关闭，阀32a打开，并且三通阀64、65、67、68、69构造成建立从泵7到发动机温度调节热交换器12、然后到与车辆外部的空气换热的热交换器散热器13的独立的传热流体循环环路。散热器的百叶窗30打开并且风扇24抽吸外部空气通过散热器13。三通阀也设定成允许建立另一个独立的传热流体循环环路，该环路从泵6到冷凝器42b，然后到热储罐50，此后再次返回泵6。

通过经过CTP电阻器27、然后经过蒸发器42a、然后在返回泵5之前经过电池温度调节热交换器11f而从泵5建立另一个独立的传热流体循环环路。气候控制回路4的阀66被设定成传送制冷剂通过半环路62和乘客舱33，制冷剂在已首先经过蒸发器42a之后经所述乘客舱33经过蒸发器40。因此，制冷剂未在半环路63或蒸发器43中循环。制冷剂在已经过膨胀阀9之后通过降低经过电池温度调节热交换器11f的循环环路的传热流体的温度而在蒸发器42a中部分蒸发。然后，制冷剂通过降低通过风扇25抽吸通过蒸发器40的乘客舱33的空气的温度而继续蒸发，从而降低乘客舱的空气的温度，返回压缩机8。压缩机8使压力较高的制冷剂返回冷凝器42b，在这里制冷剂通过释放它已储存在经过储罐50的“预冷”传热流体中的热量而液化。因此，电动发动机独立于气候控制回路4的运行而被冷却，且乘客舱的空气和电池借助于气候控制回路4冷却，该气候控制回路凭借储存在经过罐50和冷凝器42b的传热流体中的冷量提高了效率。

当罐50中存在的传热流体的温度高于乘客舱中希望的空气温度但低于经过散热器13的传热流体的温度时，此构型会是特别有利的。

本发明不限于所述的示例性实施例，并且可以具有多种变型。车辆的其它元件、特别是其它电气单元可具有热交换器或温度调节冷凝器-蒸发器。本发明可适用于仅通过电力推进的车辆、混合动力车辆或甚至具有内燃发动机的车辆，以便减少总体能耗并因此减少该车辆的燃料消耗。可采用许多其它运行模式，包括用于图1至21中所述的系统。例如，在暖和的天气起动车辆之前，电池充电步骤可伴以气候控制回路在空调模式下的起动，以便冷却循环通过电池温度调节热交换器的传热流体。因此，不论对于将热量和冷量储存在体积较大的传热流体中，还是对于调节乘客舱的空气的温度，都避免了电池再充电期间的过热，同样避免了额外能量的消耗。

可设想在传热流体回路的其它部位增加其它补充CTP，并且还可设想增加用于直接加热乘客舱的空气的CTP。也可仅借助于气候控制回路的蒸发器和冷凝器来实现乘客舱的空气的温度调节而不使传热流体回路经过乘客舱。“冷的”传热流体环路(即，比车辆外部的空气冷)于是可仅专用于车辆的电气单元和电池。

可设想对乘客舱的空气借助于与CTP电阻器相关的气候控制回路的冷凝器来调节该乘客舱空气的加热，以及调节通过传热流体回路的交换器的乘客舱的空气的冷却。

可设想借助于气候控制回路的蒸发器来调节乘客舱的空气的冷却，以及调节通过传热流体回路的交换器的乘客舱空气的加热，所述交换器可联接到布置在传热流体回路上的CTP电阻器，或直接再加热乘客舱的空气。

可以使传热流体的循环直接连结热交换器与车辆的发动机，以及连接热交换器与乘客舱的空气。

也可设想本发明的变型，所述变型包括简单、不可逆的制冷环路，但具有调节传热流体的循环的可能性，从而使得可以替换地将制冷环路的冷源和热源一方面与经过乘客舱的传热流体环路连接而另一方面与用作热储存环路的传热流体环路连接。

传热流体可更一般地由能够改变相位的热调节流体代替。

根据本发明的热调节系统使得可以通过使在乘客舱与发动机之间通过热泵并通过最大化热泵的效率回收热量或冷量的潜能最优化而管理乘客舱和发动机舱两者的温度。该系统还使得可以在车辆起动之前以比热的形式储存一定量的热量或冷量，由此将不从电池的能量获取所述热量或冷量。因此，总能耗和车辆的续驶里程两者都被增强。

Claims (12)

1.用于机动车辆的乘客舱和电气单元的热调节系统(10)，该机动车辆完全或部分地通过由电池供电的电动发动机推进，该系统包括热调节流体回路(3)，该热调节流体回路联接到加热装置(27)和/或联接到冷却装置(4)，以使得当该系统(10)连接到车辆外部的电网时能储存热量或冷量，该流体回路能通过该回路与乘客舱的空气之间的热交换器(11e，11f)或者经由形成热泵和/或空调系统的气候控制回路(4)以交替的方式将热量和/或冷量释放到该车辆的乘客舱(33)的空气中。

2.如权利要求1所述的热调节系统(10)，包括：

-用于所述乘客舱(33)的第一独立热调节流体回路(1)，它通过第一泵(5)供给并且经过第一热交换器(11e，11f)以便调节进入所述乘客舱(33)的空气流的温度或调节所述电池的温度，

-用于发动机的第二独立热调节流体回路(2)，它通过第二泵(7)供给、经过与车辆外部的空气换热的散热器(13)并且经过调节发动机的温度的第二热交换器(12)，

-第三热储存流体回路(3)，它能交替地连接到该第一回路(1)和/或连接到该发动机温度调节热交换器(12)，它在其它时间能形成单独的独立流体循环回路，

-气候控制回路(4)，它形成热泵和/或空调系统、能经由第一冷凝器-蒸发器(41)从该第三流体回路(3)获取热量或冷量并且能经由第二冷凝器-蒸发器(42，42a，42b)将该热量/冷量释放到该第一流体回路(1)，

-至少一个电加热元件(27，27a，27b)，它连结到该第一流体回路(1)或连结到该第三流体回路(3)，并用于将该第三回路(3)的温度或将连接在一起的两个回路的温度升高数十摄氏度。

3.如权利要求2所述的热调节系统(10)，包括至少三个三通阀(15，16，17，18，44，46，47，48，49，64，65，67，68，69)或三个相当的装置，该至少三个三通阀特别用于使第一回路(1)与第三回路(3)之间的流体交换停止，并且同时用于交替地获得以下构型，所述构型包括：

-在该发动机温度调节热交换器(12)、该第一冷凝器-蒸发器(41)和该第三流体回路(3)之间建立流体循环，

-或者在与车辆外部的空气换热的该热交换散热器(13)与该第一冷凝器-蒸发器(41)之间建立流体循环，然后使这两个元件的流体循环与第三流体回路(3)隔离，

-或者在与车辆外部的空气换热的该热交换散热器(13)、该发动机温度调节热交换器(12)和该第一冷凝器-蒸发器之间(41)建立流体循环，然后使这三个元件的流体循环与该第三流体回路(3)隔离。

4.如权利要求3所述的热调节系统(10)，其中，所述三通阀(17，18，47，48，49，65，67，69)还用于中断或重新建立该第二回路(2)与该第三回路(3)之间的流体循环。

5.如前述权利要求中任一项所述的热调节系统(10)，该第三回路(3)还包括阀(32)和旁通管线(31)，以用于将所述第一冷凝器-蒸发器(41)从该回路(3)排除。

6.如权利要求5所述的热调节系统(10)，该第三回路(3)包括用于选择性地将一个或更多个冷凝器-蒸发器(42a，42b)从该回路(3)排除的多个阀(32a，32b)和多个旁通管线(3a，3b)。

7.如前述权利要求中任一项所述的热调节系统(10)，包括外部空气温度传感器，包括布置在该第一流体回路(1)上或该车辆的乘客舱(33)中的热传感器，包括布置在该第二流体回路(2)上或该发动机温度调节热交换器(12)上的热传感器，并且包括布置在该第三流体回路(3)上的热传感器。

8.如前述权利要求中任一项所述的热调节系统(10)，其中，该第三回路(3)中包含的流体的体积大于该第一回路(1)中包含的流体的体积以及该第二回路(2)中包含的流体的体积。

9.如前述权利要求中任一项所述的热调节系统(10)，其中，该第三流体回路(3)包括具有蓄热装置例如相变蓄热器的热交换器。

10.用于机动车辆的乘客舱(33)和电气单元的热调节方法，该机动车辆完全或部分地通过由电池供电的电动发动机推进，该方法借助于一装置实施，该装置包括联接到加热装置(27，27a，27b)和/或联接到冷却装置(4)的用于热调节流体的管线(1a，1b，1c，3a，3b，3c，2a，2b，51a，51b，51c，52a，52b，53a，53b，523，70)的回路，该方法包括以下步骤：

-当该车辆连接到车辆外部的电网、特别是为了对该车辆的电池充电而连接到该电网时，将热量或冷量储存在该流体回路中，

-然后将该热量(或冷量)从流体回路供应到乘客舱(33)的空气中，

--首先经过该回路与乘客舱(33)的空气之间的热交换器(11e，11f)，

--然后经由形成热泵和/或空调系统的气候控制回路(4)。

11.用于机动车辆的乘客舱(33)和电气单元的热调节方法，该机动车辆完全或部分地通过由电池供电的电动发动机推进，该车辆装备有：

-用于乘客舱(33)的第一独立热调节流体回路(1)，它由第一泵(5)供给并且经过第一热交换器(11e，11f)以便调节进入该乘客舱(33)的空气流的温度或者调节该电池的温度，

-用于发动机的第二独立热调节流体回路(2)，它由第二泵(7)供给、经过与车辆外部的空气换热的热交换散热器(13)并且经过第二发动机温度调节热交换器(12)，

-第三热储存流体回路(3)，它能交替地连接到该第一回路(1)和/或连接到该发动机温度调节热交换器(12)，并且它能在其它时间形成单独的独立流体循环环路，

-气候控制回路(4)，它形成热泵和/或空调系统、能经由第一冷凝器-蒸发器(41)从该第三流体回路(3)获取热量/冷量、并且能经由第二冷凝器-蒸发器(42，42a，42b)将该热量/冷量释放到该第一流体回路(1)，

所述方法包括以下步骤：

-在车辆起动前，使用车辆外部的电网的能量来通过相对于车辆外部的空气的温度升高(或降低)第三热储存流体回路的温度而利用加热元件(27，27a，27b)或者利用气候控制回路(4)将热量(或冷量)蓄积在该第三热储存流体回路(3)中，该第三热储存流体回路可能地连结到该第一回路(1)，

-在车辆起动后，停用该气候控制回路(4)，使该第三回路(3)连结到第一回路(1)和/或连结到发动机温度调节热交换器(12)，并使用储存在该第三回路(3)中的热量(或冷量)来调节该乘客舱(33)以及可能地该发动机和/或电池的温度，

-当第三回路(3)的流体的温度跨过一代表与乘客舱(33)的空气之间的温差的最小偏差时，使第一回路(1)与第三回路(3)之间的流体循环分离，并且使该热泵(4)或空调系统(4)首先在第一回路(1)或乘客舱(33)与第三回路(3)之间、然后在第一回路(1)或乘客舱(33)与第二回路(2)的至少一部分之间运行，然后停用专用于该第三回路(3)的管线的流体循环。

12.如权利要求11所述的热调节方法，其中，将外部空气的温度、发动机的热交换器上的温度、车辆的乘客舱(33)中的温度和该第三流体回路(3)的温度互相比较，以决定该第一(1)、第二(2)和第三流体回路(3)应当如何连接，并决定该气候控制回路(4)的运行模式或该气候控制回路(4)的运行的有无。

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