CN112839836A - 冷却系统、包含这种冷却系统的车辆以及冷却电池的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在特定温度区间内对电池(4)进行调温的冷却系统(1)，冷却系统包括冷却器(2)和布置成与所述冷却器(2)进行热交换的冷却器线路(2a)、热源(5)和布置成与所述热源(5)进行热交换的高温线路(5a)、布置成与电池(4)进行热交换的电池线路(4a)、布置成在操作中在至少一个所述线路中输送冷却流体的至少一个泵(2b、4b、5b)、以及冷凝器(3)和布置成与所述冷凝器(3)进行热交换的制冷回路(3a)，其中，工作介质布置成在操作中在所述制冷回路(3a)中循环，其中，阀(17)布置成选择性地将冷却器线路(2a)连接成与电池线路(4a)进行热交换，以便为电池(4)提供冷却，以及其中，阀(18)布置成选择性地连接高温线路(5a)用于与电池线路(4a)进行热交换，以加热电池(4)。

Description

冷却系统、包含这种冷却系统的车辆以及冷却电池的方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的冷却系统和包括这样的冷却系统的车辆。本发明还涉及一种冷却车辆中的电池的方法。
背景技术
在汽车工业中，有效利用包括余热的资源变得越来越重要。通常情况下，车辆包含需要被冷却的不同热源，其中的余热可以用来加热车辆的驾驶室和/或车辆的其他特征。
在由电动机驱动的车辆中，电动机和为电动机提供动力的电池都可能需要不同程度的冷却。电池通常应保持在15至30℃的温度区间中，这意味着虽然它们会产生废热并且大部分时间需要被冷却，但在某些情况下也需要对电池进行加热。
这就要求系统能够取决于当前的操作条件和环境温度既能提供热量又能去除热量。通常情况下，这可能会导致冷却系统包括单独的加热和冷却系统，这可能对空间要求较高，而且可能仍不能完全适于以令人满意的方式处理不同的操作条件和温度。
有利的是实现一种克服或至少减轻现有技术的至少一个或一些缺点的冷却系统。特别有利的是利用一种冷却系统，其适于以令人满意的方式处理不同的操作条件和环境温度。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷却系统，其适于处理不同的操作条件和不同的环境温度，并且其中冷却系统资源可以被有效地利用。
根据第一方面，本发明涉及一种用于在特定温度区间内对电池进行调温的冷却系统，该冷却系统包括：
-冷却器和布置成与所述冷却器进行热交换的冷却器线路，
-热源和布置成与所述热源进行热交换的高温线路，
-布置成与电池进行热交换的电池线路，
-布置成在操作中在至少一个所述线路中输送冷却流体的至少一个泵，以及
-冷凝器和布置成与所述冷凝器进行热交换的制冷回路，其中，工作介质布置成在操作中在所述制冷回路中循环，其中，冷却器线路选择性地可连接成与电池线路进行至少部分热交换，以便为电池提供冷却，并且其中，高温线路选择性地可连接成与电池线路进行至少部分热交换，以加热电池。
利用本发明的冷却系统，无论环境温度如何，也无论当前的操作模式如何，都可以向电池提供期望的温度。
本发明的冷却系统特别提供了这样的可能性，即在冷却器线路中具有一个温度，而在电池线路中具有另一个优选的较高温度来冷却电池。这允许冷却器在最佳温度处操作，同时向电池线路提供最佳温度的冷却流体，用于冷却电池。
在本发明的实施方式中，制冷回路的工作介质布置成通过与所述冷凝器中的高温线路中的冷却流体进行热交换来冷却。
在本发明的实施方式中，制冷回路布置成经由冷却器，所述冷却器布置成通过与冷却器线路中的冷却流体进行热交换来加热制冷回路的工作介质，该冷却流体由此被冷却。由此，冷却器和冷凝器将会有助于在典型的夏季条件下和在典型的冬季条件下对电池进行调温，在该夏季条件下，电池可以由冷却器冷却，而在该冬季条件下，电池可以由冷凝器加热。
在本发明的实施方式中，冷却系统包括可连接到冷却器的至少一个散热器，以选择性地加热所述冷却器。
在本发明的实施方式中，冷却系统包括可连接到高温线路的散热器，以便选择性地冷却所述高温线路中的冷却流体，所述散热器与可连接到冷却器的至少一个散热器为同一散热器，或者为单独的散热器。
在本发明的实施方式中，至少一个阀布置成选择性地将冷却器线路连接成与电池线路进行热交换，以便为电池提供冷却，并且其中，至少一个阀布置成选择性地将高温线路连接成与电池线路进行热交换，以加热电池。阀可以在极低流量到全流量之间调节，允许进行期望的热交换，以便正确地对电池进行调温。
在本发明的实施方式中，热源是电动发动机、燃式发动机和/或电加热器。
在本发明的实施方式中，冷却系统包括混合线路，其中，冷却器线路和/或高温线路可经由所述混合线路与电池线路连接，用于进行热交换。混合线路可以用作向电池提供正确温度的仪器。混合线路提供了一种可能性，即在高温线路、冷却器线路和电池线路中分别具有不同的温度，这可以针对每个线路进行优化。这一点可以实现，因为每个线路具有独立控制的与混合线路的部分热交换。在现实中，该系统可以包括一个以上的混合线路，这些混合线路可互连，也可以不连接。
在本发明的实施方式中，冷却系统还包括用于向驾驶室提供期望温度的空气流的空调(AC)回路，冷凝器布置成冷却在所述空调回路中循环的工作介质，并且其中，所述空调回路包括蒸发器，用于在所述工作介质在所述蒸发器中蒸发时，从要提供给驾驶室的空气流中吸收热量给所述工作介质。利用这个实施方式，冷凝器将会具有双重功能，即既可以在环境温度的所有条件下对电池进行调温，也可以在环境温度的所有条件下对驾驶室进行气候调节。
在本发明的实施方式中，冷却器线路、电池线路和高温线路是可互连的，这样，同一冷却流体可以在所有的所述线路中循环。这是实现冷却系统的各相关部分之间的热交换的一种紧凑而有效的方式。
在本发明的实施方式中，主混合阀布置成选择性地将冷却器线路连接到电池线路，和/或其中，电池出口阀布置成选择性地将电池线路连接到高温线路。
在本发明的实施方式中，电池线路包括多个子线路，用于冷却单独的电池或电池的单独部分，每个子线路设有单独的泵。
在本发明的实施方式中，各传感器布置成监测不同线路中的温度，并且其中，控制单元布置成基于所述监测到的温度来控制冷却器线路与电池线路之间和/或高温线路与电池线路之间的热交换。控制单元使得冷却系统的自动调节成为可能。
根据第二方面，本发明涉及一种包括如上文所公开的冷却系统的车辆。
根据第三方面，本发明涉及一种对车辆中的电池进行调温的方法，该方法包括以下步骤：
-监测所述电池的当前温度，
-基于所述监测到的温度，决定是否需要对所述电池进行冷却或加热，其中，如果当前温度高于高阈值温度，则决定需要冷却；如果当前温度低于低阈值温度，则决定需要加热，
-如果当前温度高于所述高阈值温度，则提供温度低于所述高阈值温度的冷却流体，以利用在冷却器中冷却的冷却流体来冷却所述电池，所述冷却器由此加热被循环到冷凝器、在该冷凝器中被冷却的工作介质，
-如果当前温度低于所述低阈值温度，则从热源和/或所述冷凝器提供温度高于所述低阈值温度的冷却流体来加热所述电池。
该方法还可以包括用于对车辆中的驾驶室进行空气气候化的步骤，该方法因此包括以下步骤：
-监测所述驾驶室的当前温度，
-基于所述监测到的温度，决定是否需要对所述驾驶室进行冷却或加热，其中，如果当前温度高于高阈值温度，则决定需要冷却；如果当前温度低于低阈值温度，则决定需要加热，
-如果当前温度高于所述高阈值温度，则在蒸发器中为进入驾驶室的空气流提供与从所述冷却器到达的工作流体的热交换，
-如果当前温度低于所述低阈值温度，则为进入驾驶室的空气流提供与由所述热源和/或所述冷凝器加热的冷却流体的热交换。
其他实施方式和优点将从详细描述和附图中显而易见。
附图说明
下面，将参照附图描述本发明的具体实施方式，其中。
图1是根据第一实施方式的冷却系统的示意图，
图2是根据第二实施方式的冷却系统的示意图，
图3是根据第三实施方式的冷却系统的示意图，
图4是根据第四实施方式的冷却系统的示意图，
图5是根据第五实施方式的冷却系统的示意图，
图6是根据第六实施方式的冷却系统的示意图，
图7是根据第七实施方式的冷却系统的示意图，
图8是一种对电池进行气候化的方法的框图，以及
图9是一种对汽车的驾驶室进行调温的方法的框图。
具体实施方式
下面，根据本发明的冷却系统1将会被描述为车辆23的冷却系统。然而，冷却系统也可用于其它应用。车辆23非常示意地由带有断续线的结合有冷却系统1的箱体23来展示。图2-8中所示的冷却系统和方法也适于在车辆上使用，尽管这些图中没有展示车辆。
下面所述的冷却系统1包括多个阀、泵和互相连接的线路。为了将它们彼此区分开来，这些特征中的一些的名称只与它们在系统中的具体位置有关，通常是基于它们与另一特征的邻近程度而定。
在图1中呈现冷却系统1的第一实施方式。冷却系统包括冷却器2，该冷却器布置在这里表示为冷却器线路2a的线路上，其中，这里表示为冷却器泵2b的泵布置成使冷却流体经由所述冷却器2在所述冷却器线路2a中循环。冷却器线路2a可与经过电池4的电池线路4a连接，用于进行热交换，该电池包括一个或多个部件或电池组。在整个本说明书中，术语“可连接用于/到”用于涵盖通过混合冷却流体的热交换和冷却流体在热交换器上的热交换。
可以提供电池泵4b以使冷却流体沿电池线路4a循环。在所示的实施方式中，电池4包括三个独立的电池组，这些电池组经由单独的子线路4a'、4a"和4a'"并联调温，每个子线路设有单独的泵4b'、4b"和4b'"。这些子线路4a'、4a"和4a'"的出口相对于相同的子线路4a'、4a"和4a'"的进口在上游到达电池线路4a上。因此，经过电池组的冷却流体的一部分在已经与从电池线路4a到达的一部分混合后再循环。
取决于电池当前的温度需要，电池线路4a可以从不同的来源供给。在夏季条件下，电池通常需要被冷却以维持在15-30℃的典型的期望温度区间。因此，在这样的条件下，来自冷却器线路2a的冷却流体布置成冷却电池4。在所示的实施方式中，冷却器线路2a经由混合线路9连接到电池线路4a，其他线路也可以连接到该混合线路。混合线路9允许控制从冷却器线路2a等到达电池线路的冷却流体的温度。主混合阀17布置成允许电池线路4a中的一部分流量进入到混合线路9中。在所示的实施方式中，混合线路9可以被看作是冷却器线路2a的一部分。
在所示的实施方式中，混合线路9还可与经过热源5的高温线路5a连接，用于进行热交换。热源5可以是电加热器，也可以是需要被冷却的动力构件，诸如车辆的动力电子装置、用于驱动车辆的电动机，如果车辆上设有内燃机，也可以是内燃机。在所示的实施方式中，热回流阀16布置成允许回流进入到电池线路4a中。当电池4需要被加热时，热回流阀16因此可以从高温线路5a打开。通常，允许冷的冷却介质经由电池出口阀18从电池线路4a退出到高温线路5a，从而电池线路4a经由热回流阀16充满相对较热的冷却介质。
在夏季条件下，不需要对电池4进行加热，并且各阀被控制以允许高温线路5a的冷却流体绕过电池线路4a。换言之，电池出口阀18将会被关闭。相反，在混合线路9中经过的一部分流量(在图1中从右到左)将会经由热回流阀16和电池泵4b被重新引导到电池线路4a。主混合阀17因此可以布置成在电池线路4a与混合线路9之间分流。电池4需要的冷却量越大，流量的越大部分将会被导向混合线路9。高温线路5a在这种模式下布置成冷却热源5和冷却冷凝器3。
冷凝器3布置在制冷回路3a上，该制冷回路还包括压缩机6和膨胀阀7。制冷回路3a包括与冷却系统其余部分的冷却流体分离的工作介质。制冷回路3a经由冷却器2布置，该冷却器对冷却系统的冷却流体进行冷却，由此在同一时间，冷却器2对制冷回路3a中的工作介质进行加热。制冷回路3a中的工作介质随后在冷凝器3中被冷却和冷凝，其中，冷凝器3发出的热量将会加热高温线路5a中的冷却流体。
此外，冷却系统1包括散热器10，该散热器除其他外布置成冷却通过高温线路5a的冷却流体。这在产生过量的热量并且需要向周围环境释放的夏季条件下是有用的。这因此是通过向散热器10打开散热器旁通阀12和散热器进口阀14以由此让散热器10从冷却流体向环境空气中散发热量来完成的。
该发明的冷却系统的优点是，冷却系统的各部分可以在不同的条件下以不同的方式和不同的目的加以利用。
在典型的冬季条件下，电池4的各电池将需要被加热以维持在期望的温度区间内。在这样的条件下，散热器阀12将会被控制以允许高温线路5a中的冷却流体绕过散热器10。这种模式的想法是，来自冷凝器3和来自热源5(例如车辆的动力电子装置)的热量将会被利用以使电池保持在期望的温度。这一点是以这样一种可控的方式实现的，即布置在冷却器2的出口处的冷却器阀13朝向散热器10的进口端打开。散热器进口阀14布置成将来自冷却器2的流量引导到散热器10。来自散热器10的出口由散热器出口阀15控制，经由冷却器泵2b通向冷却器2。在这种模式下，散热器10将会被用于加热目的，以加热通过冷却器线路2a的冷却流体。冷却器2由此将会加热制冷回路3a的工作介质，该工作介质通过膨胀泵6到达冷凝器3，该工作介质将会在该冷凝器处被冷凝，从而热量将会从制冷回路3a的工作介质释放到高温线路5a的冷却流体。
电池4由高温线路5a中的冷却流体加热。这一点是这样实现的，即热回流阀16允许冷却流体从高温线路5a流入到电池线路4a中，由此提高电池线路4a中的冷却流体的温度。电池出口阀18布置成允许与高温线路5a的热交换，例如到高温线路5a中的回流。作为备选方案，热交换器可以布置成提供所述热交换。
由此，实现了电池线路4a和高温线路5a中的温度的平衡。电池线路4a的温度升高，使得电池4可以保持在期望的温度，而高温线路5a的温度降低，使得可以实现热源5和冷凝器3的相关冷却。
传感器优选地布置成监测不同线路中的温度。响应于监测到的温度来控制各阀，以便在不同的线路中，通常是高温线路5a和电池线路4a中提供期望的温度。如果温度平衡效果不理想，则可采用其他调节手段。如果需要进一步冷却高温线路5a，则可以通过对阀的适当调节，使平衡量的冷却流体通过高温散热器10'。此外，如果期望进一步加热电池4，还可以提供辅助加热器5'以加热与电池线路4a连接的冷却流体。在所示的实施方式中，在电池线路4a上提供辅助加热器5'。
膨胀罐19沿高温线路5a布置，以补偿冷却系统1中的温度差和相关的压力差。在所有所示的实施方式中都使用了脱气线路(未示出)，用于确保系统内的空气被引导到膨胀罐19。可以使用脱气线路上的截止阀来防止抽气损失、热损失或不同温度的冷却流体的混合。
在图2中公开了本发明的冷却系统的第二实施方式。在所示的第二实施方式中，空调回路3b布置成在车辆的布置有冷却系统1的驾驶室(未示出)中提供舒适的温度。所示实施方式的空调回路与由冷凝器3冷却的制冷回路3a共享工作介质。空调回路3b包括蒸发器8、膨胀阀21和截止阀22。蒸发器8布置成蒸发空调回路3b中的工作介质，并向车辆的驾驶室提供冷却。HVAC风扇24布置成提供经过蒸发器8的受迫空气流，其中HVAC代表加热通风空调(Heating Ventilation Air Condition)。以传统的方式，工作介质在蒸发器8中被蒸发，从而从经过的空气流中获取热量，该空气流在其进入驾驶室时被冷却。
在这个包括用于对驾驶室进行气候化的空调回路3b的第二实施方式中，冷凝器3具有双重功能，因为其为冷却器2和蒸发器8两者冷凝工作介质。由此，冷凝器3可能更需要冷却，在这种情况下，输送到高温线路5a的热量将会更为重要。
在图中，高温线路5a中的全部流量经过驾驶室加热器26。在未示出的实施方式中，高温线路5a中的仅一部分流量经过驾驶室加热器26，其中，另一部分布置成绕过所述驾驶室加热器。这可能是有利的，以避免所述高温线路5a中的压力下降。
在夏季条件下，在典型的环境温度约为25℃或更高的情况下，电池4需要被冷却以维持在典型的期望温度区间15-30℃中。在这样的条件下，冷却流体从冷却器阀13经由冷却器线路2a朝向混合线路9传递，并从电池线路4a经由主混合阀17传递到混合线路9。冷却流体从混合线路9经由热回流阀16重新进入电池线路4a，并经由电池泵4b流入到单独的电池线路4a'、4a"、4a'"中。
冷却器线路2a上的经过冷却器2的冷却流体由从冷凝器3到达制冷回路3a中的蒸发的工作介质冷却。冷凝器3继而由经过高温线路5a的冷却流体冷却，该高温线路可以由散热器10中的环境空气冷却。驾驶室加热器26布置成与蒸发器8连接，并且混合空气挡板25布置成控制空气流，用于与蒸发器8或驾驶室加热器26进行热交换，或经过它们二者而不相互作用。在夏季条件下，空气流将会被控制成与蒸发器8进行热交换，由此将会被冷却。
在冬季条件下，典型的环境温度约为5℃或更低，可能需要优选在不同的温度下对驾驶室和电池两者进行加热。因此，在这种条件下，经过高温线路5a的相对较暖的冷却流体将会经由与驾驶室加热器26的热交换来加热被提供到驾驶室中的空气。空调(AC)阀22在这种模式下是关闭的，并且在蒸发器8中不会发生蒸发。可能，在冬季条件下，不需要进一步冷却高温线路5a中的冷却流体。因此，可以控制散热器旁通阀12，以使高温线路5a中的冷却流体的全部流量绕过散热器10。
相反，在这种模式下，散热器10布置成从周围环境中吸收热量，这些热量在冷却器中被利用以加热冷凝器，该冷凝器继而加热高温线路5a，使得可以经由驾驶室加热器26加热驾驶室。因此，在这种模式下，冷却器阀13经由散热器进口阀14朝向散热器10打开。散热器出口阀15因此布置成将已经在散热器10内被加热的冷却流体经由冷却泵2b引导到冷却器线路2a，并通过冷却器2。
在典型的春季或秋季环境温度约为10-15℃的条件下，散热器10由环境空气冷却。空调回路3b不活动，并且没有工作介质流经制冷回路3a或空调回路3b。经过冷却器2的冷却流体因此在温度上不受影响。从散热器10经由散热器出口阀15到达的冷却流体进入冷却器线路2a。热回流阀16打开到期望的程度，以使电池线路4a实现期望的温度。通常，从散热器10到达的冷却流体的温度约为10-15℃，并且用于冷却的冷却流体的适当温度约为20℃。各传感器布置成监测温度，并且控制单元可以布置成控制各阀和各泵，以便实现适当的温度。
在典型的春季条件下的一个问题是，不仅电池4，而且高温线路5a也可能需要冷却。这一点可以实现，因为允许高温线路5a中的一部分流量经由热回流阀16进入混合线路，并且相对较冷的冷却流体经由电池出口阀18返回到高温线路5a中。作为备选方案，散热器10可以利用一部分时间以冷却高温线路5a，一部分时间以对冷却器线路2进行冷却。然而，在特定条件下，冷却能力是不够的。因此，可以提供更多的冷却能力。
在图3中示出了根据第三实施方式的冷却系统1。在该实施方式中，第二散热器布置成提供更多的冷却能力。这两个散热器可以描绘为高温散热器10'和低温散热器11，尽管它们的功能可能相似。低温散热器风扇27可以布置成提供经过低温散热器11的受迫流动并增加其热交换效率，而高温散热器风扇20可以布置成提供经过高温散热器10'的受迫流动。高温散热器10'专门用于冷却高温线路5a。散热器旁通阀12布置成连接高温线路5a中的经过高温散热器10'的可选择部分流量。因此，散热器旁通阀12可以被控制以循环高温线路5e并且绕过高温散热器10'，以允许流量经过高温散热器10'，或将该处的流量分流到任何所需程度。
低温散热器11布置成在冬季条件期间以热泵模式加热冷却器线路2a，并且在夏季和春季条件下经由混合线路9冷却电池4，除非电池线路4a需要低于环境温度的温度。
图3所示的冷却系统的主要优点是，在冷却方面不存在任何限制。在夏季条件下，可以利用高温散热器10'和低温散热器11两者以对冷却流体进行冷却。膨胀罐19布置并且连接到将高温线路5a连接到电池线路4a的线路。与第一和第二实施方式相比，根据第三实施方式的冷却系统1不涉及热回流阀16。尽管如此，电池线路4a的加热和冷却仍可以通过调节主控制阀17、电池出口阀18和电池泵4b来实现，该电池泵管理电池线路4a中的总流量。
在图4中示出根据第四实施方式的冷却系统。在该实施方式中，热交换器28布置成取代上述实施方式的混合线路，并且在不混合不同流体的情况下提供冷却器线路2a与电池线路4a之间的热交换。热交换器旁通阀29布置在电池线路4a中以将在电池线路中循环的冷却流体的期望的部分引导到热交换器28。除此之外，该冷却系统与根据图3所示的第三实施方式的冷却系统几乎相同。热回流阀16布置成与上述实施方式中的功能略有不同，因为其可以控制从高温线路5a或冷却器线路2a到电池线路4a的流量。
在图5中示出根据第五实施方式的冷却系统。根据该实施方式的冷却系统在大多数细节上与图4中所示的第四实施方式相同。第一个区别是热交换阀29'布置在冷却器线路2a中，而不是电池线路4a中。然而结果是相似的，因为热交换通过打开到热交换器28的热交换阀29'来实现，并且热交换可以通过打开到绕过热交换器28的线路的热交换阀29'来在期望的程度上避免。热回流阀16布置成将来自高温线路5a的进口连接到电池线路4a，从而允许对应的流量经由电池出口阀18退出电池线路4a，用于高温线路5a。热回流阀16也可以布置成将来自冷却器线路2a的进口连接到电池线路4a，以冷却电池线路4a，但在本实施方式中，这种热交换通常经由热交换器28实现，并且由热交换器阀29'控制。
第四和第五实施方式相对于其他实施方式的主要区别在于，在第四和第五实施方式中，冷却流体至少部分地保持分离。因此，冷却器线路2a与电池线路4a之间的热交换通过热交换器28来执行，而在其它实施方式中，热交换通过对分离的各线路的冷却流体进行混合来实现。如上所述，术语“成热交换”用于涵盖通过对冷却流体进行混合的热交换和在热交换器上实现的冷却流体的热交换而不对冷却流体进行混合两者。
在图6中示出根据第六实施方式的冷却系统，其与图2中所示的根据第二实施方式的冷却系统完全相同，除了三个细节。首先，高温泵5b定位在来自散热器10的出口的下游。此外，通常为电加热器的形式的第一和第二辅助热源布置在该系统中。第一辅助热源5'布置在电池线路中，以在需要这种加热时，向电池4提供专用热量。第二辅助热源5"沿高温线路5a布置在冷凝器3与驾驶室加热器26之间，以确保始终有足够的热量以加热驾驶室。
在图7中示出根据第七实施方式的冷却系统。该第七实施方式展示，鉴于冷却流体的循环将会由电池线路4a的子线路4a'、4a"和4a'"的各个泵4b'、4b"和4b'"提供，所有其它实施方式的电池泵4b可以省略。
至于其他的实施方式，主混合阀17管理从冷却器线路2a循环到电池线路4a中的冷却流体的多少。此外，在期望对电池4进行加热的情况下，将会允许冷却后的冷却流体经由电池出口阀18从电池线路4a退出到高温线路5a中。
子线路4a'、4a"和4a'"的各个泵4b'、4b"和4b'"可以被独立管理，以便提供每个电池组的独立的冷却(或加热)。进入不同的子线路4a'、4a"和4a'"的冷却流体的温度将会是相同的，但各个电池组的冷却可以通过由各个泵4b'、4b"和4b'"施加不同的流体流量来管理，使得每个电池组将会获得所述电池组所需的最佳冷却(或加热)。
在图8中，以示意框图的形式示出一种对电池进行调温的方法。
该方法适于与根据任一实施方式的上述冷却系统一起执行。该方法除其他外包括以下步骤：
首先，对电池4的温度T进行连续地或在预定的场合的监测，诸如每隔特定时间段监测一次，或者在特定场合监测。为了最佳状态工作，电池应该被保持在特定的温度范围中，即电池的温度应该高于低阈值温度TL，低于高阈值温度TH；TL<T<TH。在典型的实施方式中，低阈值温度TL是约15℃，高阈值温度TH是约30℃。然而，这些仅仅是示例温度，并且各阈值取决于所使用的电池的具体类型。各阈值之间的间隔也可以更宽或更窄，和/或其可能取决于其它参数，诸如外界温度、所使用的电机容量等。
如果电池4的温度T低于低阈值温度TL，则认为需要加热，并且控制单元将会控制冷却系统的相关阀和泵，以从加热线路，即高温线路5a，向电池4提供冷却流体。高温线路5a通常由热源5加热，该热源典型的形式是车辆的发动机和/或动力电子装置，所述发动机和/或动力电子装置由此被冷却到适当的工作温度。
与从高温线路向电池提供冷却流体的该步骤有关，对所述高温线路中冷却流体的温度进行监测。如果所述高温线路中的温度足以加热电池，则将会通过调节冷却系统的相关阀来进行加热，以便从高温线路向电池4提供适量的冷却流体。
另一方面，如果所述高温线路5a中的冷却流体的温度不足以加热电池，则将会对所述冷却流体进行加热。在第一步骤中，如果低温散热器11在使用中，则其将会被旁路，从而避免对冷却流体进行冷却。其次，加热可以通过与冷凝器3的热交换来完成。冷却器2经由冷却器线路2a向冷凝器提供热量。如果冷却器线路2a中的冷却流体比环境空气温度低，则热量可以从高温散热器10、10'获取，并且在冷却器线路2a中循环到冷却器2。然后可以连续地坚持对电池的加热，以便将电池4的温度T保持在期望的温度范围内。如果加热变得过于有效，以至于电池的温度T超过可以与高阈值温度TH相同也可以低于高阈值温度TH的上阈值，则将会对各阀进行调节以降低加热效率，或者可以降低冷却器的输出。在具体的实施方式中，当加热进行时，将不会启动借助于空调回路3b的冷却。
如果相反，电池4的温度T高于高阈值温度TH；T>TH，则认为需要冷却，并且控制单元将会控制冷却系统的各相关阀和泵以提供冷却流体以冷却电池4。这一点通过将冷却器线路2a直接或经由热交换器28连接到与电池线路4a的热交换来实现。
此时，将会对冷却器线路2a中的冷却流体的温度进行测量。如果所述冷却流体的温度足够冷，则可以通过调节所关注的阀和泵来完成电池4的冷却。如果冷却器线路2a的温度不够低，则需要对其进行冷却。然后将冷却器线路2a的温度与环境温度进行比较。如果环境温度比冷却器线路温度低，则将会控制冷却器阀13以打开散热器10、11，以便借助于环境空气以对冷却器线路2a进行冷却。如果这还不够，则制冷回路3a将会被激活。冷却器2从而将会经由冷凝器3向高温线路5a放出热量。如果必要的话，高温线路5a可以通过与散热器，例如高温散热器10、10'中的环境空气进行热交换来冷却。
在图9中，以示意性框图的形式示出一种对车辆的驾驶室进行调温的方法。这种方法可以与上述对电池进行调温的方法同时进行，使用相同的功能，或者其也可以是一种单独的方法。
首先，对驾驶室的温度T2进行连续地或在预定的场合的监测，诸如每隔特定时间段监测一次，或者在特定场合监测。为了方便驾驶室中的驾驶员和乘客，驾驶室内的温度应该保持在通常从驾驶室内设置的很窄的温度范围内。电池的温度应该高于低阈值温度TL2，低于高阈值温度TH2；TL2<T2<TH2。在典型的实施方式中，设定温度的温度范围非常窄，使得不允许有大于半摄氏度的偏差。
如果驾驶室的温度T2低于低阈值温度TL2，则认为需要加热，并且控制单元将会控制冷却系统的各相关阀和泵，以在驾驶室加热器中提供与从加热线路，即高温线路5a到驾驶室的冷却流体的热交换。
另一方面，如果所述加热线路中的冷却流体的温度不足以加热驾驶室，则将会对所述冷却流体进行加热。在第一步骤中，如果低温散热器11正在使用，则其将会被旁路，使得避免冷却流体的冷却。其次，加热可通过与冷凝器3的热交换来完成。冷却器2经由冷却器线路2a向冷凝器提供热量。如果冷却器线路2a中的冷却流体比环境空气温度低，则热量可以从低温散热器10、11获取，并且在冷却器线路2a中循环到冷却器2。然后可以连续地坚持对电池的加热，以便将驾驶室的温度T2保持在期望的温度范围内。如果加热变得过于有效，使得电池的温度T2超过可以与高阈值温度TH2相同也可以低于高阈值温度TH2的上阈值，则进口温度可以很容易地由混合空气挡板25调节。另外，可以对各阀进行调节以降低加热效率，或者降低冷却器的输出。通常，在加热时，不会借助于空调回路3b启动冷却。高温线路5a的冷却流体可以永远不被加热到高于动力电气设备可以操作的温度。具体地，所述冷却流体布置成对车辆的动力电气设备进行冷却。
如果相反，驾驶室内的温度T2高于高阈值温度TH2；T2>TH2，则认为需要冷却，控制单元将会命令空调系统开始工作。
在空调系统运行的情况下，以常规方式执行驾驶室的冷却。
以上，已经参照具体实施方式对本发明进行了描述。然而，本发明不限于这些实施方式。对于本领域的技术人员来说，很明显，在以下权利要求的范围内，其他实施方式也是可能的。

Claims (14)

1.一种用于在特定温度区间内对电池(4)进行调温的冷却系统(1)，所述冷却系统包括：
-冷却器(2)和布置成与所述冷却器(2)进行热交换的冷却器线路(2a)，
-热源(5、5")和布置成与所述热源(5、5")进行热交换的高温线路(5a)，
-与电池(4)进行热交换的电池线路(4a)，
-布置成在操作中在至少一个所述线路中输送冷却流体的至少一个泵(2b、4b、5b)，以及
-冷凝器(3)和布置成与所述冷凝器(3)进行热交换的制冷回路(3a)，其中，工作介质布置成在操作中在所述制冷回路(3a)中循环，
其中，冷却器线路(2a)能够选择性地连接成与电池线路(4a)进行热交换，以便提供电池(4)的冷却，并且其中，高温线路(5a)能够选择性地连接成与电池线路(4a)进行热交换，以加热电池(4)，其中，制冷回路(3a)的工作介质布置成通过在所述冷凝器(3)中与高温线路(5a)中的冷却流体进行热交换来冷却，并且其中，制冷回路(3a)由冷却器(2)布置，所述冷却器布置成通过与冷却器线路(2a)中的冷却流体进行热交换来加热制冷回路(3a)的工作介质，所述冷却流体由此被冷却，其中，冷却系统包括能够连接到冷却器(2)的至少一个散热器(10、11)，以选择性地加热所述冷却器(2)。
2.根据权利要求1所述的冷却系统(1)，其中，冷却系统包括能够连接到高温线路(5a)的散热器(10、10')，以便选择性地冷却所述高温线路(5a)中的冷却流体，所述散热器与能够连接到冷却器(2)的所述至少一个散热器(10)是相同的散热器，或者是单独的散热器(10')。
3.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，所述至少一个阀(17、29、29')布置成选择地将冷却器线路(2a)连接成与电池线路(4a)进行热交换，以便为电池(4)提供冷却，并且其中，至少一个阀(18)布置成选择性地连接高温线路(5a)，用于与电池线路(4a)进行热交换，以加热电池(4)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，热源(5、5')是电动发动机、燃式发动机和/或电加热器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，冷却系统包括混合线路(9)，并且其中，冷却器线路(4a)能够经由所述混合线路(9)连接，用于与电池线路(4a)进行至少部分热交换。
6.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，冷却系统包括混合线路(9)，并且其中，高温线路(5a)能够经由所述混合线路(9)连接，用于与电池线路(4a)以进行至少部分热交换。
7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，冷却系统还包括空调回路(3b)，用于向驾驶室提供期望温度的空气流，冷凝器(3)布置成冷却在所述空调回路(3b)中循环的工作介质，并且其中，所述空调回路包括蒸发器(8)，用于在所述工作介质在所述蒸发器(8)中蒸发时，从要提供给驾驶室的空气流吸收热量给所述工作介质。
8.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，冷却器线路(2a)、电池线路(4a)和高温线路(5a)是可互连的，使得相同的冷却流体能够在所有所述线路中循环。
9.根据权利要求8所述的冷却系统(1)，其中，主混合阀(17)布置成选择性地将冷却器线路(2a)连接到电池线路(4a)，并且其中，电池出口阀(18)布置成选择性地将电池线路(4a)连接到高温线路(5a)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，电池线路(4a)包括多个子线路(4a'、4a"、4a'")，用于冷却单独的电池组或电池(4)的单独部分，每个子线路设有单独的泵(4b'、4b"、4b'")。
11.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其中，传感器布置成监测不同线路中的温度，并且其中，控制单元布置成基于所述监测到的温度来控制冷却器线路(2a)与电池线路(4a)之间和/或高温线路(5a)与电池线路(4a)之间的热交换。
12.一种车辆(23)，其特征在于，其包括根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)。
13.一种对车辆中的电池(2)进行调温的方法(23)，所述方法包括以下步骤：
-监测所述电池的当前温度(T)，
-基于所述监测到的温度(T)，决定是否需要对所述电池进行冷却或加热，其中，如果当前温度(T)高于高阈值温度(TH)，则决定需要冷却；如果当前温度(T)低于低阈值温度(TL)，则决定需要加热，
-如果当前温度(T)高于所述高阈值温度(TH)，则提供温度低于所述高阈值温度(TH)的冷却流体，以利用在冷却器(2)中冷却的冷却流体对所述电池进行冷却，所述冷却器(2)由此加热被循环到冷凝器(3)中、在该冷凝器中被冷却的工作介质，
-如果当前温度(T)低于所述低阈值温度(TL)，则从热源(5、5'、5")和/或所述冷凝器(3)提供温度高于所述低阈值温度(TL)的冷却流体来加热所述电池，
-监测高温线路(5a)中所述冷却流体的温度，
-如果所述高温线路(5a)中的冷却流体的温度不足以加热电池，并且布置成与所述冷却器(2)进行热交换的冷却器线路(2a)中的冷却流体的温度比环境温度低，则通过从至少一个散热器(10，11)获取的热量来加热所述冷却器(2)。
14.权利要求13的方法，还包括用于对车辆(23)的驾驶室进行空气气候化的步骤，所述方法包括以下步骤：
-监测所述驾驶室的当前温度(T2)，
-基于所述监测到的温度(T2)，决定是否需要对所述驾驶室进行冷却或加热，其中，如果当前温度(T2)高于高阈值温度(TH2)，则决定需要冷却；如果当前温度(T2)低于低阈值温度(TL2)，则决定需要加热，
-如果当前温度(T2)高于所述高阈值温度(TH2)，则在蒸发器(8)中为进入驾驶室的空气流提供与从所述冷却器(2)到达的工作流体的热交换，
-如果当前温度(T2)低于所述低阈值温度(TL2)，则为进入驾驶室的空气流提供与由所述热源(5、5'、5")和/或所述冷凝器(3)加热的冷却流体的热交换。
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