CN103648808A - 用于在运动运行模式中运行机动车的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行带至少一个电驱动部件（18、20、22）的机动车的方法，所述电驱动部件通过至少一个冷却介质回路（14、16）冷却，所述冷却介质回路与致冷剂回路（12）热耦合。在机动车的第一运行模式中通过借助于致冷剂回路（12）的主动冷却将所述至少一个冷却介质回路（14、16）的冷却介质的流入温度调节至第一值。在机动车的第二运行模式、特别是运动运行模式中，该流入温度比第一运行模式降低。由此在第二运行模式中实现了对部件（18、20、22）的较强冷却，由此提高了机动车的最大驱动功率。

Description

用于在运动运行模式中运行机动车的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行具有至少一个电驱动部件的机动车的方法，所述电驱动部件通过至少一个冷却回路冷却。
背景技术
电运行的机动车的功率输出主要由电驱动部件——如电机、电力设备、直流变压器、电池等——的热负载能力决定。因此，通常设有至少一个冷却介质回路，借助于其使这些部件的热量能散出并能借助于换热器将所述热量排放至环境空气中。为了保证额外的冷却，该冷却介质回路还经常与机动车的致冷剂回路耦合。
在致冷剂回路的运行中，冷却介质被压缩并同时液化且接着通过环境换热器来冷却。冷却介质的部分体积流在第一气化器中又转变为气相，由此进一步降温。该气化器被空气流经以用于机动车的车内空调，该空气在从气化器出来后被引导至机动车内部空间中。另一部分体积流被引导经过第二气化器，该第二气化器与用于冷却电驱动部件的冷却介质回路热接触。由此可以将冷却介质回路中冷却介质的流入温度（Vorlauftemperatur）调节为低于环境温度。
如果例如在机动车的运动或赛车运行模式中电驱动部件的负荷特别大，则这也不足以始终保证电驱动部件的充分冷却。因此，其仅能以预先给定的持续功率（Dauerleistung）运行，该持续功率比最大可能的峰值运行功率小。尽管可以短时地超过该持续功率，然而一旦电部件达到了预先给定的最大温度，则必须再次使功率降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种前述类型的方法，其能够使机动车尽可能长时间地在特别高的功率输出下运行。
该目的通过具有权利要求1所述特征的方法实现。
在这种方法中，机动车的至少一个电驱动部件借助于至少一个冷却回路冷却。该冷却回路主要设计成被动冷却，即可以仅通过环境换热器将吸收的热量释放至环境空气中。为了改进冷却功率，使所述至少一个冷却回路与机动车致冷剂回路热耦合。该致冷剂回路被主动冷却，即具有制冷剂压缩机、至少一个冷凝器和至少一个气化器。通过使这两个回路的热耦合，可以将致冷剂回路的冷却功率的一部分用于在至少一个致冷剂回路中使冷却介质的流入温度降低至环境温度以下，也就是使得冷却介质进入待冷却的部件时的温度降低至环境温度以下。
根据本发明提出，在机动车的第一运行模式中将流入温度调节至第一值，而在第二运行模式中将流入温度调节至比第一值低的第二值。
在第二运行模式中的较低的流入温度实现了，机动车的电驱动部件在比在第一运行模式中更高的持续功率下运行或者以比在第一运行模式中更长的时间以峰值运行功率运行，因为能在运行中出现的热量能更好地被散出。此外，通过更好的冷却延长了驱动部件的寿命。
优选使用两个冷却介质回路，其中借助于致冷剂回路分别调节流入温度。由此可以特别好地满足不同的驱动部件的不同冷却需求。在此有利的是，所述至少两个冷却介质回路的流入温度对机动车的不同运行模式来说是不同的，从而能够使相应冷却的部件达到其相应的最优运行温度。
在另一个优选的实施方案中，其中一个冷却介质回路仅被设置用于对机动车的高压电池进行冷却或调温。该高压电池对运行温度的要求明显与其它驱动部件不同。对高压电池来说，尤其例如在外部温度较低时，加热也可能是必要的。
另一个冷却介质回路优选用于冷却电力电子装置和/或直流变压器和/或电池充电器和/或驱动电机和/或传动装置。在这些部件中，在环境温度低时通常不需要加热，因此在此可以不必与机动车的加热部件耦合。
在本发明的尤其优选的实施方案中，在第二运行模式中，将致冷剂回路的最大冷却功率用于降低所述至少一个冷却介质回路的流入温度。换句话说，在该运行模式中，冷却功率不再被用于机动车的车内空调。然而，通过这种舒适性放弃，可以实现驱动部件的极高的功率提高，从而该运行模式尤其适合用于机动车的运动运行或赛车运行且必要时可以集成在机动车的相应的运动程序或赛车程序中。
此外，优选在至少一个冷却介质回路中冷却介质的总体积流被分为至少两个部分体积流，借助于所述部分体积流分别冷却不同的驱动部件。由此也可以在这两个部分体积流的流入温度相同的情况下对不同驱动部件实现不同的冷却功率，而无需额外的单独的冷却介质回路。
在此尤其有利的是，在这两个运行模式中，在所述两个运行模式中所设定的部分体积流间的关系不同。由此可以考虑不同部件的冷却需求的不同的功率相关性。例如，具有相对较小热质的部件、如功率电子部件在高负荷下与热质较高的部件、如传动装置相比需要更多的冷却。因此在本发明的该实施方案中，在机动车的运动运行中可以为功率电子部件和类似部件提供更高的冷却介质部分体积流。由此避免了，这种部件的低热质作为机动车的最大可实现的持续功率的限制因素起作用。
此外，本发明还涉及一种机动车，其设计用于执行所述方法。这种机动车具有操纵元件，借助于该操纵元件通过驾驶员能在第一运行模式与第二运行模式之间作出选择。也就是说，基于驾驶员的期望给电驱动装置的部件提供增强的冷却，从而能够在实际上提高驱动装置的功率要求之前便降低冷却介质回路的流入温度。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明及其实施方案。在此，唯一的附图示出了机动车的冷却系统的示意图，该冷却系统与本发明方法的实施例一同被应用。
具体实施方式
整体上用“10”标记的机动车冷却系统包括致冷剂回路12以及用于冷却机动车的电驱动装置的部件18、20、22的两个冷却介质回路14、16。在此，第一冷却介质回路14仅用于冷却高压电池18。由第二冷却介质回路16冷却的部件20、22例如可以是电力电子装置、直流变压器、驱动电机或传动装置。为高压电池18和其它部件20、22使用两个分开的冷却介质回路14、16是有利的，因为高压电池18的最优运行温度与部件20、22的最优运行温度差别很大。
冷却介质回路14、16中的每个具有换热器24、26并且具有用于循环冷却介质的循环泵28、30，所述换热器在机动车行驶中被行驶风流经。在换热器24、26中在流经部件18、20、22后升温的冷却介质能被再次冷却并将所吸收的热量释放至环境中。
在致冷剂回路12中，制冷剂首先被压缩机32压缩且接着同样流经一承受行驶风的换热器34。随后，被压缩并降温的制冷剂借助于膨胀阀36膨胀，在此其进一步降温。最后在气化器38中，制冷剂吸收来自用于机动车车内空调的空气流的热量并使该空气流冷却。在流经气化器后，制冷剂最后再次被引导至压缩机32。
除了车内空调外，致冷剂回路12也用于对冷却介质回路14和16中的冷却介质进行预冷却。为此设有另外的气化器40、42，致冷剂回路的制冷剂能被引导通过所述另外的气化器以便使冷却介质回路14、16的相应的流入通路44、46中的冷却介质在到达部件18、20、22之前被冷却。在此，可以借助于附图中未示出的阀为每个气化器单独地调节通过气化器38、40、42的制冷剂的相应流率。
正是在电驱动的机动车中，驱动装置的最大功率输出受到驱动装置的部件18、20、22的热负载能力的限制，进而受到冷却介质回路14、16的冷却功率的限制。通过对流入通路44、46中的冷却介质的额外的预冷却可以提高该冷却功率，从而使驱动装置能提供更高的功率。
出于舒适性的原因，在机动车的常规运行中，致冷剂回路12的制冷剂主要被引导通过气化器38或仅被引导通过气化器38，以实现最优的车内空调。然而如果机动车驾驶员期望的是特别具有运动性的行驶性能，则驾驶员借助于机动车驾驶室中的操纵元件选择运动模式或赛车模式。机动车的控制器接收一相应的信号，且如此操控冷却系统的阀和泵：即在机动车的这种运行模式中使制冷剂主要被引导通过气化器40、42，以便因此对流入通路44、46中的冷却介质进行特别强烈的预冷却。必要时，可以在这种运行模式中通过旁通通路48完全桥接用于车内空调的气化器38。部件18、20、22的特别好的散热实现了：超过在常规运行中存在的最大功率且实现了所期望的机动车运动性能。
除了降低冷却介质回路14、16中的流入温度外，在运动运行模式中还可以采取其它措施来改进冷却。因此，例如可以为在冷却介质回路16中并行地被冷却介质流经的部件20、22供给不同的冷却介质体积流。例如，如果部件20是具有特别小的热质的装置、如电力电子装置，则在高负荷下该部件比部件22更快地过热。为了对此进行预防，可以在运动运行模式中使用于冷却部件20的冷却介质部分体积流比用于冷却部件22的冷却介质部分体积流大，以避免部件20过热。
总之由此实现了一种方法：其在选择运动运行模式时实现了对机动车电驱动装置的部件18、20、22的特别高效的冷却。因此，在这种运行模式中可以实现比常规运行高得多的驱动功率。

Claims (9)

1.一种用于运行具有至少一个电驱动部件（18、20、22）的机动车的方法，所述电驱动部件通过至少一个冷却介质回路（14、16）冷却，所述冷却介质回路与致冷剂回路（12）热耦合，其中在机动车的第一运行模式中通过借助于致冷剂回路（12）的主动冷却将所述至少一个冷却介质回路（14、16）的冷却介质的流入温度设定至第一值，而在机动车的第二运行模式中通过借助于致冷剂回路（12）的主动冷却将所述至少一个冷却介质回路（14、16）的冷却介质的流入温度设定至更低的第二值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于致冷剂回路（12）在至少两个冷却介质回路（14、16）中分别设定出各自的流入温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两个冷却介质回路（14、16）中各自的流入温度彼此不同。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，其中一个冷却介质回路（14）仅用于冷却机动车的高压电池（18）。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，机动车的另一个冷却介质回路（16）用于冷却电力电子装置和/或直流变压器和/或电池充电器和/或驱动电机和/或传动装置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在第二运行模式中，将致冷剂回路（12）的最大冷却功率用于降低所述至少一个冷却介质回路（14、16）的流入温度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个冷却介质回路（16）中，将冷却介质的总体积流划分为至少两个部分体积流，借助于所述部分体积流分别对不同的驱动部件（20、22）进行冷却。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述两个运行模式中设定出不同的部分体积流关系。
9.一种具有操纵元件的机动车，借助于所述操纵元件能由驾驶员在第一运行模式和第二运行模式之间作出选择，其特征在于，所述机动车用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
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