CN107635802B - 用于车辆的热系统和用于对车辆进行空气调节的方法 - Google Patents

用于车辆的热系统和用于对车辆进行空气调节的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107635802B
CN107635802B CN201680026664.2A CN201680026664A CN107635802B CN 107635802 B CN107635802 B CN 107635802B CN 201680026664 A CN201680026664 A CN 201680026664A CN 107635802 B CN107635802 B CN 107635802B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
heat exchanger
heating
cooler
thermal system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680026664.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107635802A (zh
Inventor
C·阿尔戈伊尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of CN107635802A publication Critical patent/CN107635802A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107635802B publication Critical patent/CN107635802B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3228Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307Component temperature regulation using a liquid flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的热系统(2),包括制冷回路(4)和NT回路(6)及HT回路(8),所述NT回路及HT回路可彼此独立地运行并且在其中设有NT冷却器(10)或HT冷却器(12),所述两个冷却回路(6、8)通过两个耦合点(16)彼此连接以便交换冷却剂并且具有一个共同的管路区段(18),该共同的管路区段在所述两个耦合点(16)之间延伸并且在其上设有用于内部空间加热的加热热交换器(20)。在所述两个冷却回路(6、8)中分别设有一个热交换器(22、24)、即NT热交换器(24)或HT热交换器(22),用于从相应的车辆部件吸收废热。所述冷却回路(6、8)可在冷却运行和加热运行之间切换。

Description

用于车辆的热系统和用于对车辆进行空气调节的方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆、尤其是电动车辆或混合动力车辆的热系统,包括一个制冷回路和两个冷却回路、即NT回路和HT回路,所述冷却回路可彼此独立地运行并且在其中分别设有一个冷却器、即NT冷却器或HT冷却器,所述两个冷却回路通过两个耦合点彼此连接以便交换冷却剂并且具有一个共同的管路区段,该共同的管路区段在所述两个耦合点之间延伸并且在其上设有用于内部空间加热的加热热交换器。本发明还涉及一种用于借助这种热系统对车辆进行空气调节的方法。
背景技术
例如在DE 102013227034A1中描述了一种相应的热系统。
热系统主要用于对各种车辆部件、如乘客车厢或驱动部件进行空气调节。散热或供热在此通常借助热交换器进行,所述热交换器被冷却剂穿流并且与相应车辆部件热连接以便进行热交换。在此常常导致高的连接费用。
在上述DE 102013227034A1中例如描述了一种用于电动车辆或混合动力车辆的热管理系统,其包括两个可彼此独立地运行的冷却回路,在这两个冷却回路上分别连接有一个环境热交换器。第一冷却回路用于对传动系的电气部件进行温度控制,第二冷却回路设计用于较低的运行温度并且用于对车辆内部空间进行调节。在第二冷却回路中为了对内部空间进行温度控制集成有调节单元的加热热交换器以及以热泵形式工作的温度控制装置。在第一种加热模式中加热热交换器接通并且与第一冷却剂回路连接,在第二种加热模式中温度控制装置接通。在冷却模式中两个冷却回路解耦并且分别向环境释放热量。
发明内容
有鉴于此,本发明的任务在于提供一种设计尽可能简单并且效率尽可能高的热系统。此外,应提供一种用于借助这种热系统对车辆进行空气调节的方法。
根据本发明所述任务通过一种用于车辆的热系统以及一种用于对车辆进行空气调节的方法来解决。与热系统有关的说明在此也按意义适用于方法,并且反之亦然。
所述热系统设计用于车辆、尤其是电动车辆或混合动力车辆。热系统包括一个制冷回路两个冷却回路,制冷剂在该制冷回路中循环并且冷却剂、如水/乙二醇混合物在所述冷却回路中循环。冷却回路之一是NT回路、即低温回路,另一个是HT回路、即高温回路,HT回路通常具有比NT回路更高的冷却剂温度、例如与50至90℃相比在约90和130℃之间。首先两个冷却回路可彼此独立地运行并且为此分别具有一个尤其是用于输送冷却剂的泵。在这两个冷却回路中还分别设有一个尤其是单独的冷却器,即在NT回路中设有NT冷却器并且在HT回路中设有HT冷却器。冷却器尤其是设计用于与环境进行热交换、即构造为环境热交换器。这两个单独的冷却器适宜地组合成共同的冷却器组件。
两个冷却回路通过两个耦合点彼此——尤其是液压地——连接以便交换冷却剂并且具有一个共同的管路区段,该共同的管路区段在两个耦合点之间延伸。在其它位置上两个冷却回路优选不具有另外的共同管路区段。在耦合点上两个冷却回路优选通过T形件以特别简单的方式彼此连接,从而有利地省却阀。此外,在共同的管路区段上还设有加热热交换器用于内部空间加热、即用于向车辆的乘客车厢释放热量。两个冷却器不设置在所述共同的管路区段上,而是分别配置给一个冷却回路。
此外,在两个冷却回路中分别设有至少一个热交换器,即在NT回路中设有NT热交换器并且在HT回路中设有HT热交换器。所述热交换器与相应的车辆部件热连接,以便吸收相应车辆部件的废热。在一种变型方案中,通过这种方式多个车辆部件可通过一个相应的热交换器连接到相应的冷却回路之一上。在此,热交换器不设置在所述共同的管路区段上,而是设置在其之外,从而相应的车辆部件根据其运行温度和/或产生的废热量连接到HT回路或NT回路上,而不是连接到两者上。通过NT回路冷却的车辆部件例如是充电电子设备、用于驱动车辆的电动机或用于为驱动装置供电的高压蓄电池。通过HT回路冷却的车辆部件例如是内燃机或排气系。
两个冷却回路可彼此独立地分别在冷却运行和加热运行之间切换,冷却运行用于通过相应的冷却器释放相应的车辆部件的废热,而加热运行用于通过加热热交换器释放相应的车辆部件的废热。在NT回路的加热运行中、即在NT加热运行中,相应的车辆部件的废热被NT热交换器吸收到NT回路中并且通过加热热交换器用于内部空间加热。类似地,在HT回路的加热运行中、即在HT加热运行中,另一车辆部件的废热相应地被HT热交换器吸收到HT回路中并且通过加热热交换器也用于内部空间加热。这两种加热运行可彼此独立地调节,使得内部空间可选择性地仅通过车辆部件之一或两个车辆部件的废热被加热。
在NT回路的冷却运行中、即在NT冷却运行中,相应的车辆部件的废热被NT热交换器吸收到NT回路中并且通过NT冷却器释放到环境中。类似地,在HT回路的冷却运行中、即在HT冷却运行中,所述另一车辆部件的废热相应地被HT热交换器吸收到HT回路中并且通过HT冷却器释放到环境中。当两个冷却回路都在相应冷却运行中运行时,因此不通过加热热交换器进行内部空间的加热。
现在本发明的优点尤其是在于,借助热系统进行特别有效的空气调节并且热系统同时在设计方面特别简单。在此重要的核心思想尤其是在于HT回路和NT回路的几乎完全分离,“几乎完全”尤其是理解为除了加热热交换器的共同供应之外的分离。因此在冷却运行中两个车辆部件以有利的方式彼此独立被冷却。尤其是在两个车辆部件不同的冷却要求下,在相应的冷却回路中设定相应最佳的冷却剂流以及相应最佳的温度水平。这是特别有利的,因为在两个冷却回路之间通常具有例如约30℃的一定温差。
另一优点尤其是通过省却用于连接两个冷却回路的阀得到,由此热系统在整体上是特别低成本和低维护的。此外,由此也尤其是减少了结构空间以及减轻了重量。
适合的是,在NT回路中NT冷却器和加热热交换器彼此并联连接。为了在NT回路的加热运行和冷却运行之间切换,在此设置NT阀。因而在该实施方式中借助仅一个阀就可在两个运行模式之间切换,从而热系统在设计方面特别简单并且尤其也是低维护的。在一种优选实施方式中,NT阀是二位三通阀,其根据运行模式将冷却剂从NT热交换器导向到加热热交换器或NT冷却器。在一种同样适合的变型方案中,NT阀构造为混合阀,从而第一部分流被导向到加热热交换器并且第二部分流被导向到NT冷却器。
适合的是,在HT回路中HT冷却器和加热热交换器彼此并联连接。为了在HT回路的加热运行和冷却运行之间切换,在此设置HT阀。因此,在该实施方式中与上面关于NT阀的描述类似借助仅一个阀就可在两个运行模式之间切换,从而热系统在设计方面特别简单并且尤其也是低维护的。在一种适合的实施方式中,HT阀是二位三通阀,其根据运行模式将冷却剂从HT热交换器导向通过加热热交换器或HT冷却器。同样适合的是,将HT阀构造为混合阀,从而第一部分流被导向到加热热交换器并且第二部分流被导向到HT冷却器。
特别优选是具有上述两种并联回路的实施方式。热系统因此具有三个相互平行的分支,第一分支仅仅是NT回路的一部分并且具有NT冷却器,第二分支仅仅是HT回路的一部分并且具有HT冷却器,第三分支是共同的管路区段,其既是NT回路也是HT回路的一部分并且具有加热热交换器。借助该实施方式实现特别灵活的内部空间加热,在此加热热交换器以特别简单的方式经由NT热交换器或HT热交换器或经由两个热交换器供热。此外,热系统在设计方面特别简单,因为仅需要两个阀来将两个冷却回路彼此独立地切换到相应的冷却运行或加热运行中。
在一种特别有利的实施方式中,HT阀构造为混合阀、也称为热管理模块,其具有与HT冷却器连接的第一入口、与加热热交换器连接的第二入口和与HT热交换器连接的出口。这种混合阀被设计成特别有利于流动的并且适合用于高流量的冷却剂并且因此优选安装于HT回路中,因为在此基于通常较高的温度水平和所连接车辆部件的通常较高的冷却要求需要相应更高的冷却功率。传统的阀基于横截面减小通常不适合于此或仅一般地适合于此。但混合阀具有与此相比更大的横截面并且因此允许最佳的冷却剂流量、优选约1000至10000升/小时。
混合阀尤其是具有室或混合室,入口和出口通入其中。在此“入口”和“出口”首先通常被理解为阀的接口,因而无需预规定流动方向。换言之,HT阀设置在HT热交换器上游并且将来自HT冷却器和加热热交换器的部分流汇合在一起或者作为替代方案设置在HT热交换器下游,从而冷却剂通过出口流入并且通过入口分配到通往HT冷却器或加热热交换器的部分流中。适合的是,在设计工程方面、例如在考虑可用的结构空间的情况下进行精确定位。为了使加热的冷却剂对HT阀的热负荷尽可能低,优选HT阀设置在HT热交换器上游。在一种适合的扩展方案中也可在HT热交换器上游并且在此优选在HT阀下游设置用于在HT回路中输送冷却剂的泵,以便既在HT回路的冷却运行中又在其加热运行中确保冷却剂的输送。
HT阀的入口和出口分别具有优选可调节的横截面。尤其是各个横截面在此也可彼此独立地调节,使得在运行中可设定最佳的混合比并且优选也可调节用于例如实现乘客车厢的某个预定温度控制。
在一种有利的变型方案中,HT阀具有与HT热交换器连接的第三入口,由此形成预热回路,该预热回路与加热热交换器和HT冷却器并联连接。由此尤其是可在HT回路的预热运行中预热连接到HT热交换器上的部件,即通过HT阀将流过HT热交换器的冷却剂再次供应给HT热交换器。在该预热运行中HT阀的另外两个入口优选关闭。但在一种适合的变型中,至少第二入口至少部分打开,以便附加地实现加热、尤其是乘客车厢的预热。
预热回路与HT回路的其余两个分支并联连接并且因此尤其是形成相对于HT冷却器和加热热交换器的旁路,因而HT回路总共具有三个部分回路,它们具有一个共同的区段,在该共同的区段上设有HT热交换器作为共同的热源,用于在需要时并且特别灵活地分配由相应车辆部件产生的废热。
在一种优选实施方式中,HT热交换器与作为车辆部件的内燃机热连接。换言之,连接到HT热交换器上的车辆部件是车辆的内燃机。这种内燃机通常在高温下运行,使得用于冷却的冷却剂具有约90至130℃范围内的温度。因此,内燃机适合通过HT回路冷却。所描述的热系统特别适合用于冷却混合动力车辆或具有内燃机运行的发电机的电动车辆的内燃机,因为在此内燃机通常不是连续、而是仅暂时或间隔地被需要和运行并且因此不能持续为内部空间加热提供废热。借助本文所描述的热系统可有利地在不由HT回路提供废热的情况下通过NT回路为加热热交换器供热以便加热内部空间。
在另一种优选实施方式中,在制冷回路上连接有冷凝器,该冷凝器作为车辆部件与NT热交换器热耦合,用于将制冷回路的热量传递到NT回路中。代替通过环境释放冷凝器的热量,有利的是,该热量可用于内部空间加热。在此,冷凝器和NT热交换器尤其是构成共同的构件,即水冷式制冷剂冷凝器。冷凝器因此构成热源,其废热借助NT热交换器传递到NT回路中。在NT回路的加热运行中该热量被供应给加热热交换器并且由其释放到乘客车厢中。
在一种特别优选的扩展方案中,冷凝器与附加蒸发器构成热泵,在此附加蒸发器在NT冷却器下游与NT回路热耦合,用于将NT回路的热量传递到制冷回路中。通过这种方式在NT回路中由热泵实现了特别有效的热源。该热源尤其是用于在加热热交换器存在加热需求、但通过HT回路仅提供很少或不提供热量时。在这种情况下借助热泵将热量输入NT回路中。
适合的是,热泵通过NT冷却器从车辆环境吸收热量。为此,附加蒸发器与附加热交换器组合成所谓的制冷器(Chiller),其用于将热量由NT回路传递到制冷回路中。适合的是,NT冷却器在NT回路中设置在附加热交换器上游。为了内部空间加热,首先通过NT冷却器从环境吸收热量,该热量通过制冷器被传递到制冷回路的低压侧,借助制冷回路高压侧的冷凝器和NT热交换器再次被传递到NT回路中并且从那里被供应给加热热交换器。在该实施方式中尤其是车辆环境用作热泵的热量储存器。
在一种有利变型方案中,在NT回路中设有至少另一NT热交换器,其尤其是用于冷却另一车辆部件。在此,所述冷却相应地以与HT回路相比较低的温度水平进行,例如在约50至90℃中。所述另一车辆部件尤其是在电动或混合动力车辆中例如是功率电子设备、用于驱动车辆的电动机或用于供电的高压蓄电池。所述另一NT热交换器优选设置在制冷器上游、更确切地说在制冷器的附加热交换器的上游连接到NT回路上,使得所述另一车辆部件的废热也能借助热泵被传递给加热热交换器。在此,所述另一NT热交换器尤其是连接在NT冷却器下游。当例如不能从环境吸收热量时,至少所述另一车辆部件的废热可有利地通过制冷器和水冷式制冷剂冷凝器被传递给加热热交换器。
适合的是,空调蒸发器连接到制冷回路上并且与加热热交换器形成空调系统。由此也可通过借助空调蒸发器从乘客车厢吸收热量并通过制冷回路将其排出来有利地冷却乘客车厢。尤其是以这种方式吸收的热量可通过冷凝器和NT热交换器特别简单地传递到NT回路中并且随后例如通过NT冷却器释放到环境中或替代地在再加热或除湿运行中用于内部空间空气除湿。NT阀为此尤其是适合地切换。因此冷凝器和NT热交换器的组合有利地满足了多个功能:一方面,在NT回路的冷却运行中、尤其是在借助空调蒸发器冷却内部空间时热量通过NT冷却器排出。另一方面,在NT回路的加热运行中实现热泵,用于为内部空间加热提供热量。为了除湿、即为了冷却和再加热空气,加热热交换器和空调蒸发器适宜地同时运行。
在一种具有空调蒸发器和附加蒸发器的实施方式中,这两个蒸发器尤其是彼此并联连接并且分别形成制冷回路的一个回路。为此在冷凝器下游设置一个分支,在该分支上制冷剂在两个部分流中被分配到两个蒸发器上。在冷凝器上游、尤其是在制冷回路的压缩机上游,这两个部分流重新汇合。在一种适合的变型方案中,至少另一蒸发器连接到制冷回路上、即与空调蒸发器和附加蒸发器并联连接。所述另一蒸发器例如用于冷却车辆的高压蓄电池。
为了提高效率,在另一种变型中在制冷回路中附加地设置内部热交换器,其连接在压缩机上游以及下游,由此可实现在制冷回路的低压侧和高压侧之间的热交换。
在一种有利变型中,在共同的管路区段上在加热热交换器上游设置加热元件,用于在需要时附加地供热。由此当加热要求超过两个冷却回路可提供的最大热量时,尤其是提供附加热量。例如在特别低的环境温度下有可能无法通过热泵提供足够的热量。当同时不使用内燃机时,通过加热元件生成所需热量。加热元件例如是PTC加热元件或燃料运行的燃烧器。
在一种适合的变型中,热系统具有控制单元,其构造用于在热系统的多个空调模式之间进行切换,即:第一空调模式,在其中两个冷却回路都切换到相应的冷却运行中;第二空调模式,在其中NT回路切换到冷却运行中并且HT回路切换到加热运行中;第三空调模式,在其中NT回路切换到加热运行中并且HT回路切换到冷却运行中;和第四空调模式,在其中两个冷却回路都切换到相应的加热运行中。根据要求由控制单元设定空调模式之一。为此由控制单元尤其是相应切换NT阀和HT阀。在同时特别简单和紧凑的热系统中多种空调模式能够针对不同要求分别提供最佳解决方案。在此多种空调模式尤其是基于可彼此独立切换的冷却回路、即尤其是基于可彼此独立切换的阀实现。
第二、第三和第四空调模式在此尤其是分别表示内部空间加热模式,在其中通过加热热交换器向乘客车厢释放热量。第一空调模式主要用于通过两个冷却器散热。在一种变型方式中,第一空调模式同时是内部空间冷却模式,在其中附加地激活空调蒸发器,以便冷却乘客车厢。
在一种适合的扩展方案中,控制单元将热系统切换到第五空调模式中,其也被称为除湿模式,在其中同时借助空调蒸发器进行冷却并借助加热热交换器进行加热,以便将供应到乘客车厢中的空气除湿。
与HT热交换器热耦合的车辆部件的预热原则上可在任何一种空调模式中进行,即预热适合附加地在空调模式之一中或替代地在单独的第六空调模式中进行。适合的是,控制单元为此打开HT阀的第三入口,使在HT回路中的冷却剂完全或部分直接供应给HT热交换器。
附图说明
下面参考附图详细说明一种实施例。在此,唯一的图1示意性示出用于车辆的热系统。
具体实施方式
在图1中示出用于未详细示出的车辆的、尤其是用于混合动力车辆的热系统2。该热系统包括一个制冷回路4和两个冷却回路6、8,即NT回路6和HT回路8。两个冷却回路6、8分别具有一个自身的冷却器10、12,即NT回路6具有NT冷却器10并且HT回路8具有HT冷却器12。这两个冷却器10、12尤其是组合成一个冷却器组件并且例如安装在车辆的前部区域中,以便在行驶运行中被加载环境空气。
两个冷却回路6、8基本上彼此分离并且可独立地通过相应的泵14运行。用于冷却剂交换的液压连接仅通过两个耦合点16实现,在这两个耦合点16之间延伸有一个属于两个冷却回路6、8的共同的管路区段18。所有其余管路仅属于NT回路6或HT回路8。在该管路区段18上设有用于内部空间加热、即用于加热未详细示出的车辆乘客车厢的加热热交换器20。加热所需的热量经由两个冷却回路6、8供应给加热热交换器20。为此多个热交换器22、24连接到所述冷却回路上,这些热交换器与未示出的车辆部件热连接以便冷却它们。在HT回路中设有HT热交换器22,其在此尤其是用于冷却车辆的内燃机。在NT回路中设有NT热交换器24,其在这里所示的实施例中用于冷却制冷回路4的冷凝器26。因此,NT热交换器24和冷凝器26构成水冷式制冷剂冷凝器28,借助该水冷式制冷剂冷凝器将热量从制冷回路4传递到NT回路6中。
冷却回路6、8可彼此独立地分别切换到加热运行和冷却运行中,由相应的热交换器22、24吸收的热量在冷却运行中通过相应的冷却器10、12排出并且在加热运行中供应给加热热交换器20。通过这种方式可在需要时使用来自NT回路6或HT回路8的热量或来自两个冷却回路6、8的热量用于内部空间加热。
为了进行切换,设置有两个阀28、30、即NT回路6中的NT阀28和HT回路8中的HT阀30。NT阀在这里所示的实施例中是二位三通阀,其设置在NT热交换器24下游并且因此允许将加热的冷却剂分配到共同的管路区段18和NT冷却器10上。因此,借助NT阀28实现了NT冷却器10和加热热交换器20的并联连接。
与NT阀28类似,HT阀30允许将HT回路8中的冷却剂分配到HT冷却器12和加热热交换器20上,由此它们相应彼此并联连接。此外,在此还设有预热回路32,用于将冷却剂在不经过HT冷却器12或加热热交换器20散热的情况下送回HT热交换器,以便预热连接到HT热交换器上的车辆部件。因此,HT冷却器12、加热热交换器20和预热回路32彼此并联连接并且相应形成HT回路的三个并联分支,这些分支可分别由HT热交换器22供应热量。
在这里所示的实施方案中,HT阀30构造为混合阀、即所谓的热管理模块,其具有多个分别用于一个并联分支的入口30A、30B、30C和一个出口30D。混合阀设计用于极高流量的冷却剂、如约5000升/小时、并且具有混合室,入口30A、30B、30C和出口30D通入该混合室中。入口30A、30B、30C分别可彼此独立地调节,使得可最佳地调节在HT回路8的并联分支中的冷却剂量。为了加热内部空间,打开入口30C、为了通过HT冷却器12散热打开入口30B并且为了预热打开入口30A。在此原则上可进行混合调节,在其中多个所述入口30A、30B、30C完全或部分打开。
热系统2因此具有至少四种空调模式,它们由两种加热运行和两种冷却运行的组合产生并且通过控制单元33设定。对此,控制单元33尤其是控制所述阀28、30。在第一种空调模式中借助阀28、30将冷却剂导向相应的冷却器10、12。而在第二种空调模式中将HT回路8切换到加热运行中并且HT阀30将冷却剂导向加热热交换器20。在第三种空调模式中HT回路8处于冷却运行中并且在NT回路中借助NT阀28将冷却剂引导通过加热热交换器20,而非NT冷却器10。在第四种空调模式中这样控制两个阀28、30,使得实现分别经过加热热交换器20的导向,而不经过相应的冷却器10、12。仅在NT回路6中并联于NT阀28向冷却器10供应冷却剂,以便从环境中吸取热量并实现热泵功能,
制冷回路4除了冷凝器26之外还具有两个蒸发器34、36,即空调蒸发器34,其与加热热交换器20共同构成车辆的空调系统,和附加蒸发器36,其在制冷回路4中与空调蒸发器34并联连接。附加蒸发器36与附加热交换器38组合成制冷器(Chiller)40,以便在需要时通过附加热交换器38将NT回路6的热量传递到制冷回路4中。通过这种方式,冷凝器26和附加蒸发器36构成热泵,该热泵用作热源并且在NT回路的加热运行中提供热量用于内部空间加热。热泵例如通过NT冷却器10从车辆环境吸收热量。作为替代方案,在NT回路6中并联于NT热交换器24连接有另一NT热交换器42,其用于冷却另一车辆部件。所述另一NT热交换器42设置在附加热交换器38下游,使得由该NT热交换器吸收的热量附加地或替代来自NT冷却器40的热量通过制冷器40传递到制冷回路中。
制冷回路4还包括在冷凝器26上游的压缩机44、分别位于蒸发器34、36上游的两个膨胀机构46以及在压缩机44上游、即在制冷回路4的低压侧上的制冷剂收集器48。作为替代方案,制冷剂收集器48设置在高压侧、即压缩机44的下游。
当加热热交换器20需要比通过两个冷却回路6、8以上述方式可提供的热量更多的热量时,激活附加加热元件50,其在共同的管路区段18上设置在加热热交换器20上游。所述加热元件50例如是PTC加热元件或燃烧器。
附图标记列表
2 热系统
4 制冷回路
6 NT回路
8 HT回路
10 NT冷却器
12 HT冷却器
14 泵
16 耦合点
18 共同的管路区段
20 加热热交换器
22 HT热交换器
24 NT热交换器
26 冷凝器
28 水冷式制冷剂冷凝器
30 HT阀
30A、30B、30C 入口
30D 出口
32 预热回路
33 控制单元
34 空调蒸发器
36 附加蒸发器
38 附加热交换器
40 制冷器
42 另一NT热交换器
44 压缩机
46 膨胀机构
48 制冷剂收集器
50 加热元件

Claims (13)

1.用于车辆的热系统(2),该热系统包括一个制冷回路(4)并且包括两个冷却回路(6、8)、即一个NT回路(6)和一个HT回路(8),这两个冷却回路能彼此独立地运行并且在这两个冷却回路中分别设有一个冷却器(10、12)、即NT冷却器(10)或HT冷却器(12),所述两个冷却回路(6、8)通过两个耦合点(16)彼此连接以便交换冷却剂并且具有一个共同的管路区段(18),该共同的管路区段在所述两个耦合点(16)之间延伸并且在该共同的管路区段上设有用于内部空间加热的加热热交换器(20),
其特征在于,在所述两个冷却回路(6、8)中分别设有一个热交换器(22、24)、即NT热交换器(24)或HT热交换器(22),用于从相应的车辆部件吸收废热,并且所述冷却回路(6、8)能相互独立地在冷却运行和加热运行之间切换,所述冷却运行用于通过相应的冷却器(10、12)释放相应的车辆部件的废热,并且所述加热运行用于通过加热热交换器(20)释放相应的车辆部件的废热。
2.根据权利要求1所述的热系统(2),其特征在于,所述车辆是电动车辆或混合动力车辆。
3.根据权利要求1所述的热系统(2),其特征在于,在NT回路(6)中NT冷却器(10)和加热热交换器(20)彼此并联连接,并且在NT回路中设有NT阀(28),用于在NT回路(6)的加热运行和冷却运行之间切换。
4.根据权利要求1至3之一所述的热系统(2),其特征在于,在HT回路(8)中HT冷却器(12)和加热热交换器(20)彼此并联连接,并且在HT回路中设有HT阀(30),用于在HT回路(8)的加热运行和冷却运行之间切换。
5.根据权利要求4所述的热系统(2),其特征在于,所述HT阀(30)构造为混合阀,该HT阀具有与HT冷却器(12)连接的第一入口(30B)、与加热热交换器(20)连接的第二入口(30C)和与HT热交换器(22)连接的出口(30D)。
6.根据权利要求5所述的热系统(2),其特征在于,所述HT阀(30)具有与HT热交换器(22)连接的第三入口(30A),由此形成与加热热交换器(20)和HT冷却器(12)并联连接的预热回路(32)。
7.根据权利要求1至3之一所述的热系统(2),其特征在于,所述HT热交换器(22)与作为车辆部件的内燃机热连接。
8.根据权利要求1至3之一所述的热系统(2),其特征在于,在制冷回路(4)上连接有冷凝器(26),该冷凝器作为车辆部件与NT热交换器(24)热耦合,用于将热量从制冷回路(4)传递到NT回路(6)中。
9.根据权利要求8所述的热系统(2),其特征在于,所述冷凝器(26)与一个附加蒸发器(36)构成热泵,所述附加蒸发器(36)在NT冷却器(10)和/或另一NT热交换器(42)下游与NT回路(6)热耦合,用于将热量从NT回路(6)传递到制冷回路(4)中。
10.根据权利要求1至3之一所述的热系统(2),其特征在于,在所述制冷回路(4)上连接有空调蒸发器(34),该空调蒸发器与加热热交换器(20)形成空调系统。
11.根据权利要求1至3之一所述的热系统(2),其特征在于,在所述共同的管路区段(18)上在加热热交换器(20)上游设有加热元件(50),用于在需要时附加地供热。
12.根据权利要求1至3之一所述的热系统(2),其特征在于,所述热系统包括控制单元(33),该控制单元构造用于在多个空调模式之间进行切换,即
-第一空调模式,其中,两个冷却回路(6、8)都切换到相应的冷却运行中,
-第二空调模式,其中,NT回路(6)切换到冷却运行中并且HT回路(8)切换到加热运行中,
-第三空调模式,其中,NT回路(6)切换到加热运行中并且HT回路(8)切换到冷却运行中,和
-第四空调模式,其中,两个冷却回路(6、8)都切换到相应的加热运行中。
13.用于对车辆进行空气调节的方法,所述车辆包括根据权利要求1至12之一所述的热系统(2),其中,通过将NT回路(6)和/或HT回路(8)切换到相应的加热运行中来加热车辆的乘客车厢。
CN201680026664.2A 2015-07-08 2016-06-02 用于车辆的热系统和用于对车辆进行空气调节的方法 Active CN107635802B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015212726.5A DE102015212726B4 (de) 2015-07-08 2015-07-08 Wärmesystem für ein Fahrzeug und Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs
DE102015212726.5 2015-07-08
PCT/EP2016/062433 WO2017005418A1 (de) 2015-07-08 2016-06-02 Wärmesystem für ein fahrzeug und verfahren zur klimatisierung eines fahrzeugs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107635802A CN107635802A (zh) 2018-01-26
CN107635802B true CN107635802B (zh) 2020-09-04

Family

ID=56132891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680026664.2A Active CN107635802B (zh) 2015-07-08 2016-06-02 用于车辆的热系统和用于对车辆进行空气调节的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10245918B2 (zh)
CN (1) CN107635802B (zh)
DE (1) DE102015212726B4 (zh)
WO (1) WO2017005418A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017201206A1 (de) * 2017-01-25 2018-07-26 Mahle International Gmbh Abwärmenutzungseinrichtung für ein Elektrofahrzeug
WO2018155871A1 (ko) * 2017-02-21 2018-08-30 한온시스템 주식회사 차량용 히트펌프 시스템
CN108608829A (zh) * 2018-04-16 2018-10-02 中国科学院广州能源研究所 基于热管理的电动汽车空调系统及其控制方法
DE102019109796A1 (de) * 2018-05-31 2019-12-05 Hanon Systems Wärmestrommanagementvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Wärmestrommanagementvorrichtung
CN110843452A (zh) * 2018-08-02 2020-02-28 威马智慧出行科技(上海)有限公司 集成式电动汽车热泵空调系统及其控制方法
JP7260986B2 (ja) * 2018-09-28 2023-04-19 株式会社Subaru 車両の熱管理システム
JP7151575B2 (ja) * 2019-03-20 2022-10-12 トヨタ自動車株式会社 熱要求調停装置
KR20210013425A (ko) * 2019-07-24 2021-02-04 현대자동차주식회사 차량용 공조시스템
DE102021102355A1 (de) 2021-02-02 2022-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmemanagementsystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem solchen
DE102022129502A1 (de) 2022-11-08 2024-05-08 Daimler Truck AG Temperiervorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101652544A (zh) * 2004-04-07 2010-02-17 丰田自动车株式会社 控制系统及其控制方法和机动车辆
CN102470723A (zh) * 2009-07-17 2012-05-23 标致·雪铁龙汽车公司 混合式车辆的空调系统管理方法
DE102012010697A1 (de) * 2012-05-30 2013-12-05 Audi Ag Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
WO2014162702A1 (ja) * 2013-04-05 2014-10-09 株式会社デンソー 車両用熱管理システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004003504B4 (de) * 2004-01-23 2007-03-08 Audi Ag Klimaanlage für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
JP4201011B2 (ja) * 2006-03-27 2008-12-24 トヨタ自動車株式会社 蓄熱装置
DE102009039364A1 (de) * 2009-08-29 2011-03-03 Daimler Ag Fahrzeug mit wenigstens einem Kühlkreislauf zum Kühlen eines Brennstoffzellensystems
DE102009059237B4 (de) * 2009-12-21 2013-09-12 Webasto Ag Fahrzeugheizkreislauf
US9046006B2 (en) * 2010-06-21 2015-06-02 Paccar Inc Dual cycle rankine waste heat recovery cycle
DE102013006356A1 (de) * 2013-04-12 2014-10-16 Daimler Ag Fahrzeugklimatisierungseinrichtung
DE102013206630B4 (de) * 2013-04-15 2023-08-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühl- und Heizsystem für ein Hybrid-Fahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kühl- und Heizsystems
DE102013227034A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermomanagement für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Verfahren zur Konditionierung des Innenraums eines solchen Kraftfahrzeugs
DE102014217960A1 (de) 2014-09-09 2016-03-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmepumpenanlage zur Klimatisierung eines Fahrzeuges und Verfahren zum Betrieb einer solchen Wärmepumpenanlage
DE102014226346A1 (de) 2014-12-18 2016-06-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmesystem für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101652544A (zh) * 2004-04-07 2010-02-17 丰田自动车株式会社 控制系统及其控制方法和机动车辆
CN102470723A (zh) * 2009-07-17 2012-05-23 标致·雪铁龙汽车公司 混合式车辆的空调系统管理方法
DE102012010697A1 (de) * 2012-05-30 2013-12-05 Audi Ag Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
WO2014162702A1 (ja) * 2013-04-05 2014-10-09 株式会社デンソー 車両用熱管理システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20180065444A1 (en) 2018-03-08
CN107635802A (zh) 2018-01-26
US10245918B2 (en) 2019-04-02
WO2017005418A1 (de) 2017-01-12
DE102015212726A1 (de) 2017-01-12
DE102015212726B4 (de) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107635802B (zh) 用于车辆的热系统和用于对车辆进行空气调节的方法
CN109466272B (zh) 具有冷却系统的机动车
CN107848368B (zh) 用于电动车或混合动力车的热系统以及用于运行这种热系统的方法
US11065937B2 (en) Heat system for an electric or hybrid vehicle
CN111315609B (zh) 用于机动车的冷却系统和具有这种冷却系统的机动车
CN108136875B (zh) 热系统、具有热系统的电动或混合动力车辆以及用于运行热系统的方法
CN111716987B (zh) 热系统、电动或混合动力车辆及用于运行热系统的方法
KR102320361B1 (ko) 차량 객실 가열 회로 및 배터리 가열 회로를 구비한 차량용 열 펌프 장치
KR101933166B1 (ko) 차량 공조 장치 및 차량 배터리의 온도 조절을 위해 상기 차량 공조 장치를 제어하기 위한 방법
KR102294593B1 (ko) 자동차의 열 시스템 및 상기 열 시스템의 작동 방법
US20160001635A1 (en) Vehicular air conditioning device, and component unit thereof
KR20180122272A (ko) 자동차의 공조 시스템 및 공조 시스템의 작동 방법
WO2017163594A1 (ja) 車両用空調装置
KR102505571B1 (ko) 차실의 공기를 공기 조화하고 자동차의 구동 부품들을 통해 열을 전달하기 위한 시스템 및 상기 시스템의 작동 방법
CN116583420A (zh) 用于电池供电车辆的具有冷却器的热泵组件和操作热泵组件的方法
CN115768639A (zh) 电池供电机动车辆的具有间接电池加热的热泵布置和操作热泵布置的方法
CN112313098A (zh) 车辆热处理系统
WO2019203675A1 (en) Vehicle thermal management system
US20230123676A1 (en) Thermal management system for an electric vehicle and method for operating said thermal management system
US20230118870A1 (en) Heat transfer medium circuit for a motor vehicle
CN113748032A (zh) 用于机动车的热管理系统、用于机动车热管理的方法和包括热管理系统的机动车
US11827076B2 (en) Refrigerant system with two inner heat exchangers
US11837708B2 (en) Device for the temperature of an energy storage device
US20230339293A1 (en) System for air-conditioning the air of a passenger compartment and for heat transfer by way of components of a powertrain of a motor vehicle, as well as method for operating the system
US20220379687A1 (en) Method for a Thermal Management of a Motor Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant