CN103415409A - 用于调整蓄热/蓄冷器的方法以及带有蓄热/蓄冷器的车辆 - Google Patents
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Abstract
用于借助电能对车辆的蓄热/蓄冷器进行调整的方法,所述蓄热/蓄冷器被设置为用于对车辆部件或车辆的乘员厢室进行加热或者冷却。用于所述调整的电能部分地或完全地在车辆的制动过程期间或惯性行驶中由车辆的动能借助设置于车辆内的发电机而产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的方法以及一种如权利要求2前序部分所述的车辆。
背景技术
由DE 10 2010 018 906 A1已知一种这样的方法或者一种这样的车辆。
DE 10 2010 018 906 A1介绍了一种用于车辆的乘员厢室的空调系统,其带有至少一个可被供给电能的非中央式“空调装置”。对于该“空调装置”,例如可涉及一种潜热蓄存器。所述潜热蓄存器可以在车辆停置时由外部的电源“加荷装载”。所述潜热蓄存器可以用作蓄热器或者用作蓄冷器。如果它起蓄热器的作用的话,那么它可以通过外部的电源进行加热。
发明内容
本发明的目的是,进一步发展上述配置或者装备有这种配置的车辆,从而进一步改善该配置的或者该车辆的能效。
上述目的通过权利要求1或2的特征得以实现。可以由从属权利要求获得本发明的一些有益构成和发展设计。
本发明的出发点是一种带有蓄热/蓄冷器的车辆,特别是电动车辆或混合动力车辆,该蓄热/蓄冷器设置为用于对车辆部件或车辆的乘员厢室进行加热或者冷却。所述蓄热/蓄冷器可以设置为
·或者是仅仅用于加热
·或者是仅仅用于冷却
·或者是-根据车辆的当时的运行状态-选择性地用于加热或用于冷却。
蓄热器可以包含一种蓄热介质,该蓄热介质在所述蓄热/蓄冷器在车辆中通常运行的运行温度范围内发生相变(“相变材料”),其具有如下优点:在这样的介质中可以储存很高的热量并且在需要时可以提取(蓄热器)或者在需要时可以吸收非常大量的热量(蓄冷器)。
当所述蓄热/蓄冷器应该用作蓄热器时,也就是说作为“可以在需要时将热量从其抽出并输送给车辆部件或乘员厢室的装置”,那么该蓄热/蓄冷器必须经过相应的“调整”。在此方面,所说调整意味着:必须通过一个加热装置将热量输送给所述蓄热/蓄冷器,该热量可以在以后需要时被提取;于是它必须被置入高能状态。
当所述蓄热/蓄冷器应该用作“蓄冷器”时,那么该蓄热/蓄冷器必须被相反地调整,也就是说热量必须被从它抽走,从而,它在需要时,当车辆部件或者乘员厢室应该被冷却时,便可以吸收热量;于是它必须被置入低能状态。
对于两种调整方式,也就是说无论作为蓄热器的调整还是作为蓄冷器的调整,都必须使用能量,具体而言,根据本发明是使用电能。
本发明的核心在于:至少部分地、但优选完全地通过“回收/再生”来产生用于所述调整的电能。用于所述调整的电能至少部分地或完全地在车辆的制动过程期间或者惯性行驶(Schubbetrieb)中由车辆的动能借助设置于车辆内的“发电机”而产生。
在混合动力车辆的情况下,所述发电机可以是一台作为发电机运行的电机,该电机在电动机方式运行中用于产生“车辆牵引力”。在纯电动车辆的情况下,所述发电机可以是车辆的驱动电机,该驱动电机在惯性行驶中或者在制动阶段期间以发电机方式工作。在纯内燃机驱动的传统车辆中,所述发电机可以是所谓的“启动发电机(Lichtmaschine)”。
如果车辆的电能蓄存器应基本上或者完全地为充满的话,那么所述蓄热/蓄冷器可以用作附加的“能量蓄存器”,其中,在车辆的制动过程期间或惯性行驶中回收的电能不是继续地储存到电能蓄存器中,而是(根据作为蓄热器或者作为蓄冷器的需要)用于“热蓄存器的加荷装载”。
因此,利用本发明的蓄热/蓄冷器,可以通过回收车辆的动能部分地或完全地满足乘员厢室的空气调节或者某些车辆部件的调温(诸如高电压蓄存器或者功率电子系统)所需的能量需要,由此可以改善整车的能效。
根据本发明的一种发展设计,配置有本发明的蓄热/蓄冷器的车辆具有一个电源接头,通过该电源接头,它可以与外部电网相连接。所述蓄热/蓄冷器于是便可以在车辆停置的情况下利用来自电网的电能进行“预先调整”。
通过一个例如可以是电加热装置的加热装置,所述蓄热/蓄冷器作为蓄热器可以利用来自电网的电能进行加荷装载,这一点特别是在寒冷的环境条件下是有利的。
反过来,在温热的环境条件下,就是说特别是在夏季,所述蓄热/蓄冷器作为蓄冷器可以利用电能进行预先调整。为此,在车辆中可以设置有一个可电驱动的“冷却装置”,特别是带有电驱动风扇的车辆通风设备和/或带有电驱动压缩机的车辆空调设备,借助该冷却装置,热量可以从蓄热/蓄冷器抽走。作为此外的可选方案,也可以利用其它形式的、例如以帕尔贴元件为基础的冷却装置,将热量抽走,并且所述蓄热/蓄冷器能够以这种方式作为蓄冷器进行预先调整。
为了对蓄热/蓄冷器进行调整,可以设置一个空气流过的“热交换器”。所述蓄热/蓄冷器可以沿着空气的流动方向如此地设置在热交换器之后,即,使得该蓄热/蓄冷器由来自所述热交换器的空气穿流或者环流。
根据运行状态,“热交换器”例如可以由一种加热热交换器或者由车辆空调设备的蒸发器所构成。在所述蓄热/蓄冷器应该用于加热的运行状态中,就是说作为蓄热器调整,则所述蓄热/蓄冷器可以通过车辆空调设备的加热热交换器进行热加荷装载。在所述蓄热/蓄冷器应该用于冷却的运行状态中,就是说作为蓄冷器调整,则可以通过车辆空调设备的蒸发器将热量从该蓄热/蓄冷器抽走。
为了将蓄热/蓄冷器作为蓄冷器调整,所述蓄热/蓄冷器例如可以与车辆空调设备的制冷剂循环回路热耦联,并且由制冷剂循环回路的制冷剂穿流或环流,或者与制冷剂循环回路的由制冷剂流过的部件热耦联。
附图说明
下文将参照附图进一步阐述本发明。附图中:
图1为本发明的基本原理,其中,蓄热/蓄冷器被作为蓄热器调整;以及
图2为本发明的基本原理,其中,蓄热/蓄冷器被作为蓄冷器调整。具体实施方式
图1示出的是此处未进一步示出的车辆空调设备的加热循环回路的部分1。该加热循环回路具有一个冷却剂泵2和一个通过冷却剂管路3与之相连接的加热热交换器4,该加热热交换器沿着冷却剂的流动方向设置在冷却剂泵2之后。冷却剂泵2设置为用于泵送冷却剂通过车辆的需冷却的部件,例如通过内燃机的冷却系统。被冷却剂吸收的热量可以通过散热器散发于环境或者通过加热热交换器散发于被输送给车辆乘员厢室的空气。需加热的空气5流过所述加热热交换器4。
沿着需加热的空气5的流动方向看在加热热交换器4之后设置有一个蓄热/蓄冷器6。该蓄热/蓄冷器6在图1中示出的“加热情况”中应该起蓄热器的作用。因此它是处于热加荷装载状态或者被热加荷装载,也就是说达到高能水平。为了给作为蓄热器的所述蓄热/蓄冷器加荷装载而设置有一个电加热装置7,该加热装置优选利用车辆的制动阶段期间或者推进阶段期间回收的电能来运行。作为此外的选择或者对此的补充,蓄热/蓄冷器6也可以利用被所述加热热交换器4加热的空气进行热加荷装载。
这样的蓄热器特别是在冬天冷启动时具有优点,也就是说,在冷却剂循环回路中流动的冷却剂还是冷的并且还没有热量可供使用的时候。而通过加热装置7经过相应地预先调整的蓄热器能够几乎无迟滞地、也就是说就在车辆冷启动之后便马上提供热量以供使用。经过加热的空气8然后可以输送给乘员厢室或者车辆的需要加热的车辆部件,例如高电压蓄存器或者其他的电子部件。
作为在图1中示出的标记为附图标记6的蓄热器的设置方式以外的可选方案,该蓄热器也可以设置在冷却剂循环回路中,其通过附图标记6a、7a标出。如果蓄热器6a设置在车辆的“冷却剂循环回路”中的话,那么它可以由冷却剂穿流或者环流,或者与冷却剂循环回路的部件热耦联。在这种情况下,蓄热器用于在车辆冷启动时,也就是说当冷却剂还是冷的时候,使所述冷却剂更快地达到运行温度。
图2示出的是用作蓄冷器的所述蓄热/蓄冷器的应用情况。在该运行状态中,蓄冷器与车辆空调设备9配合作用。车辆空调设备沿流动方向看具有一个(优选电驱动的)制冷剂压缩机10,该制冷剂压缩机将制冷剂压缩并泵送穿过一个冷凝器11。在冷凝器11之后设置有一个膨胀机构12,通过该膨胀机构,经过压缩的制冷剂被卸压。制冷剂从膨胀机构12中出来后流过一个蒸发器13。制冷剂从蒸发器流回到制冷剂压缩机10的吸入侧。例如应该输送给乘员厢室或者需冷却的车辆部件的、需冷却的空气14流过蒸发器13。经冷却的空气15然后可以被输送给乘员厢室或者需冷却的车辆部件。沿着需冷却的空气14的流动方向看在蒸发器13之后可以设置一个此处起到蓄冷器作用的所述蓄热/蓄冷器6。可以通过借助蒸发器13冷却的空气将热量从所述蓄热/蓄冷器6抽走,因此该蓄热/蓄冷器被当作蓄冷器得以调整。
作为以附图标记6设置的蓄热/蓄冷器的“空气侧的设置方式”以外的可选方案,所述蓄热/蓄冷器也可以设置在制冷剂循环回路内。例如可以规定:将蓄热/蓄冷器设置在蒸发器13与制冷剂压缩机10的吸入侧之间,其以附图标记6b加以说明。作为此外的可选方案,也可以规定:将蓄热/蓄冷器设置在膨胀机构12与蒸发器13之间,其通过附图标记6c标出。两种情况下蓄热/蓄冷器都可以由制冷剂穿流或者环流,或者与车辆空调设备9的部件热耦联。
当然可以规定:蓄热/蓄冷器可以在图1中所示的其作为蓄热器被加荷装载或者说起到蓄热器作用的状态之一与图2中所示的其作为蓄冷器被“加荷装载”或者说起到蓄冷器作用的状态之一之间进行转换。“转换”可以通过相应配设的阀(未示出)简单地实现,若所述蓄热/蓄冷器被整合到加热循环回路或者制冷剂循环回路中的话,这就是说,在一种运行状态中由冷却剂流过而在另一种运行状态中由制冷剂流过。
Claims (9)
1.用于借助电能对车辆的蓄热/蓄冷器(6)进行调整的方法,所述蓄热/蓄冷器被设置为用于对车辆部件或车辆的乘员厢室进行加热或者冷却,其特征在于:用于所述调整的电能至少部分地或完全地在车辆的制动过程期间或惯性行驶中由车辆的动能借助设置于车辆内的发电机而已经产生或者得以产生。
2.带有蓄热/蓄冷器(6)的车辆,所述蓄热/蓄冷器设置为用于对车辆部件或车辆的乘员厢室进行加热或者冷却,其特征在于:设置有发电机,借助该发电机,在车辆的制动过程期间或惯性行驶中将车辆的动能转换为电能并且将该电能用于对所述蓄热/蓄冷器(6)进行调整。
3.如权利要求1或2所述的方法或者车辆,其特征在于:该车辆具有用于与固定电网相连接的电源接头,其中,所述蓄热/蓄冷器(6)在车辆停置的情况下能够利用来自电网的电能进行预先调整。
4.如前述权利要求之任一项所述的方法或者车辆,其特征在于:设置有电加热装置(7),借助该加热装置能够为所述蓄热/蓄冷器(6)提供热量。
5.如前述权利要求之任一项所述的方法或者车辆,其特征在于:设置有能够电驱动的冷却装置,特别是带有电驱动风扇的车辆通风设备和/或带有电驱动压缩机(10)的车辆空调设备(9),借助该冷却装置能够从所述蓄热/蓄冷器(6)抽走热量。
6.如前述权利要求之任一项所述的方法或者车辆,其特征在于:设置有空气流过的热交换器(4,13),并且所述蓄热/蓄冷器(6)沿空气的流动方向(5,14)被设置在所述热交换器(4,13)之后,使得该蓄热/蓄冷器(6)由来自所述热交换器(4,13)的空气(5,14)穿流或者环流。
7.如权利要求6所述的方法或者车辆,其特征在于:所述热交换器(4,13)在所述蓄热/蓄冷器(6)用于加热的运行状态中是由车辆的加热或冷却剂循环回路(1)的加热热交换器(4)所构成,而在所述蓄热/蓄冷器(6)用于冷却的运行状态中是由车辆空调设备(9)的蒸发器(13)所构成。
8.如前述权利要求之任一项所述的方法或者车辆,其特征在于:所述蓄热/蓄冷器(6)根据运行状态与加热循环回路或与车辆空调设备的制冷剂循环回路热耦联,并且由冷却剂循环回路或者制冷剂循环回路的冷却剂或者制冷剂穿流或者环流,或者与加热循环回路或者冷却循环回路的由冷却剂或者制冷剂流过的部件导热地耦联。
9.如前述权利要求之任一项所述的方法或者车辆,其特征在于:所述蓄热/蓄冷器(6)包含这样一种物质,该物质在处于预定的运行温度范围之内的温度时发生相变,在该运行温度范围中所述蓄热/蓄冷器(6)在车辆内运行。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |