CN113015637A

CN113015637A - 用于车辆的冷却回路

Info

Publication number: CN113015637A
Application number: CN201980070603.XA
Authority: CN
Inventors: M.雅希亚
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-06-22
Also published as: EP3856555A1; US11679642B2; JP2022501252A; KR102480203B1; EP3856555B1; FR3086334A1; JP7198916B2; US20220048358A1; WO2020065230A1; KR20210064309A; FR3086334B1

Abstract

本发明涉及一种用于冷却剂(47)的回路(1)，包括主管(3)、第一分支(4)、第二分支(5)和第三分支(25)，主管(3)包括压缩装置(2)和主热交换器(8)，主热交换器(8)布置成被外部空气流(EF)穿过，第一分支(4)包括热联接到用于传热液体(48)的环路(14)的第一热交换器(13)和积聚装置(15)，第二分支(5)包括第二热交换器(17)，第三分支(25)包括第三热交换器(26)，其特征在于，第一分支(4)和第二分支(5)并联并且在汇聚点(6)相遇，第一分支(4)和第三分支(25)在第一接合点(19)相遇。一种应用于机动车辆的用途。

Description

用于车辆的冷却回路

技术领域

本发明的领域是用于车辆、特别是用于机动车辆的制冷剂回路。

背景技术

当前，机动车辆装备有用于加热或冷却车辆的各个区域或各个部件的制冷剂回路。特别已知的实践是，该制冷剂回路用于热处理送入配备有这种回路的车辆的内部的空气流。

在该回路的另一应用中，已知的实践是使用该回路来冷却车辆的电力牵引传动系统的一部分。该部分尤其是用于向能够使所述车辆行驶的电马达供电的蓄电装置。因此，当在驱动阶段使用制冷剂回路时，制冷剂回路提供能够冷却蓄电装置的能量。因此，制冷剂回路被设计为冷却该蓄电装置以保持适度的温度。

还已知的实践是通过将车辆的蓄电装置连接至家用电网数小时来给车辆的蓄电装置充电。这种长久的充电技术允许蓄电装置的温度保持在一定阈值以下，从而可以省去任何用于冷却蓄电装置的系统。

最近开发了一种新的快速充电技术。其涉及以高电压和电流对蓄电装置进行充电，以便在几分钟的短时间内对蓄电装置进行充电。这种快速充电导致蓄电装置加热，需要对其进行冷却。这种加热控制部件的额定值，因为这是最严重的情况。该额定值对快速充电之外的正常操作有很大影响，特别是由于在蓄电装置的冷却器下游产生的过热。

因此，技术问题在于，一方面耗散由车辆的电力牵引传动系统的一部分产生的热能的能力，另一方面冷却车辆内部、同时维持被认为可接受的回路性能水平的能力。

发明内容

本发明属于这种情况，并且提出了一种寻求实现该目的的技术解决方案，即通过制冷剂回路将蓄电装置保持在阈值温度以下和/或将车辆内部冷却到给定的性能水平，该制冷剂回路被巧妙设计成与专用于冷却车辆的电力牵引传动系统的一部分的两个热交换器和专用于冷却车辆内部的第三热交换器一起操作，使得可以以简单和经济的方式在压缩装置的入口处实现过热。

因此，本发明的一个主题是用于车辆的制冷剂回路，该回路至少包括主管、第一支路、第二支路和第三支路，所有这三个支路与主管串联，主管至少包括用于压缩制冷剂的压缩装置和主热交换器，该主热交换器布置成使在车辆内部的外部的外部空气流通过，第一支路至少包括热联接到传热液体环路的第一热交换器和用于积聚制冷剂的积聚装置，第二支路至少包括热联接到传热流体环路的第二热交换器，第三支路至少包括第三热交换器，该第三热交换器设计为使得被送入车辆内部的内部空气流穿过它，其特征在于，第一支路和第二支路并联并且在位于积聚装置和压缩装置之间的汇聚点处相遇，并且第一支路和第三支路在位于第一热交换器和积聚装置之间的第一接合点处相遇。第一热交换器和第三热交换器旨在向积聚装置供应制冷剂，而第二热交换器以绕过积聚装置的方式连接。从制冷剂的观点来看，第二热交换器实际上连接在积聚装置的下游。第二热交换器能够在制冷剂中产生过热。该制冷剂在过热时呈气态形式。因此，来自第二热交换器的气态制冷剂直接到达压缩装置，这有助于提高回路的性能系数。“直接”的意思是在第二热交换器和压缩装置之间没有瓶或积聚装置。

当第一热交换器和第二热交换器一起操作时，来自积聚装置的接近饱和蒸汽状态的制冷剂(特别是接近0.95的蒸汽含量)和直接来自第二热交换器的过热气态制冷剂在汇聚点汇聚在主管中。因此，该制冷剂被混合并适度过热。这种过热导致回路性能系数的整体改善。

从制冷剂的角度来看第一热交换器连接在积聚装置的上游且第二热交换器连接在积聚装置的下游，这意味着积聚装置的操作可以与第三热交换器的操作分离，例如在高速公路行驶期间，蓄电装置的适度冷却远低于快速充电期间的最大冷却能力。在没有这种设置的情况下，回路可以被操作成淹没(flood)第一热交换器，以补偿第二热交换器的过热，尽管这使优化和控制装置变得复杂。

第一热交换器被配置成对车辆的电力牵引传动系统的至少一部分进行热处理，例如用于向能够使所述车辆移动的电马达供电的蓄电装置和/或电子单元和/或电动机本身。因此，第一热交换器作为蒸发器操作。

第二热交换器被配置成对车辆的电力牵引传动系统的至少一部分进行热处理，例如用于向能够使所述车辆移动的电马达供电的蓄电装置和/或电子单元和/或电马达。因此，第二热交换器作为蒸发器操作。

有利地，第一热交换器和第二热交换器被分配给车辆的电力牵引传动系统的相同部分的热处理，例如蓄电装置。

第一热交换器和第二热交换器各自允许制冷剂和车辆的电力牵引传动系统的部分之间的热能交换，或者直接地，即通过第一热交换器和车辆的电力牵引传动系统的部分之间的对流，和/或第二热交换器和车辆的电力牵引传动系统的部分之间的对流。在这种情况下，车辆的电力牵引传动系统的元件的冷却是直接的。可选地，热能的交换可以经由传热液体环路间接进行，该环路旨在将热能从车辆的电力牵引传动系统的一部分向第一热交换器和/或第二热交换器传送。因此，应当理解，车辆的电力牵引传动系统的元件的冷却可以是间接的。

第一热交换器和第二热交换器各自是独立的，也就是说，它们可以位于车辆中不同的位置，在物理上彼此远离。

第三热交换器可以安装在通风、供暖和/或空调设备中。该第三热交换器因此可以用作蒸发器，以便冷却发送到车辆内部中的空气流。

第一接合点是回路的汇聚点。来自第一热交换器和第三热交换器的制冷剂可以在第一接合点汇聚。

压缩装置例如是压缩机，并且当压缩机是固定缸容量的变速电动压缩机时，本发明特别适用。因此可以控制根据本发明的回路的热功率。

主热交换器可用作冷凝器。它位于车辆的前部面上，以便在行驶阶段从外部空气流的供应中获益。当回路能够作为热泵操作时，主热交换器可以用作蒸发器。

制冷剂例如是亚临界流体，如以引用参考R134A或R1234yf已知。根据本发明的制冷剂回路是实现热力学循环的闭合回路。

从制冷剂的角度来看，回路的第一支路和第二支路是并联的。从制冷剂的角度来看，回路的第一支路和第二支路均与主管串联。

根据本发明的一个方面，主管在汇聚点和分歧点之间延伸，分歧点是第一支路和第二支路分开的点。

根据本发明的一个方面，主管包括位于主热交换器和分歧点之间的过冷单元。主热交换器与制冷剂过冷单元相关联。过冷单元能够产生制冷剂的过冷，即降低制冷剂的温度至低于其冷凝温度。

根据本发明的一个方面，过冷单元是第四热交换器，该第四热交换器被设计成使车辆内部外部的外部空气流穿过它，并且被安装成使得外部空气流在该空气穿过主热交换器之前穿过它。过冷单元因此可以与主热交换器一起位于车辆的前部面上，以便在行驶阶段期间受益于外部空气流的供应。外部空气流首先通过过冷单元。然后，在离开过冷单元时，外部空气流通过主热交换器。

当过冷单元和主热交换器都用于冷却制冷剂时，外部空气流依次与过冷单元进行第一次热交换，然后与主热交换器进行第二次热交换。

根据本发明的一个方面，第一支路包括第一接合点，第二支路包括第二接合点，回路的第三支路在第一接合点和第二接合点之间延伸。

第二接合点是回路的分歧点。来自主管的制冷剂可以在第二接合点处分流，以供给第二热交换器和第三热交换器。

第三支路与第一支路的至少第一部分并联，第一支路的第一部分至少包括第一热交换器，第一支路的第二部分至少包括积聚装置。

根据本发明的一个方面，主管包括主膨胀构件。从制冷剂的角度来看，主膨胀构件位于主热交换器的上游。当主热交换器作为冷凝器操作时，主膨胀部件不工作。因此它是完全打开的。当主热交换器作为蒸发器操作时，主膨胀构件膨胀制冷剂。

根据本发明的一个方面，第一支路包括第一膨胀构件。从制冷剂的角度来看，第一膨胀构件在第一热交换器的上游。

根据本发明的一个方面，第二支路包括第二膨胀构件。从制冷剂的角度来看，第二膨胀构件在第二热交换器的上游。

根据本发明的一个方面，第三支路包括第三膨胀构件。从制冷剂的角度来看，第三膨胀构件在第三热交换器的上游。

主膨胀构件、第一膨胀构件、第二膨胀构件和/或第三膨胀构件是例如电子膨胀阀。它们可能配备有截止功能。当截止功能不是膨胀构件中的一个和/或另一个的一部分时，截止功能在所述相关膨胀构件的上游偏移，并由专用部件执行。

这些膨胀构件中的一个和/或另一个可以完全打开或部分打开。打开时，它们不改变流经它们的制冷剂的状态：然后它们被认定为不工作并完全打开。当它们关闭时，它们阻止制冷剂通过。当它们部分打开时，它们使制冷剂膨胀，从而影响由相关热交换器提供的制冷功率。

根据本发明的一个方面，积聚装置位于第一接合点和汇聚点之间。因此，积聚装置可以由第一热交换器和/或第三热交换器和/或主热交换器供应。

根据本发明的一个方面，主管包括位于压缩装置和主热交换器之间的第五热交换器，第五热交换器被设计成使送入车辆内部的内部空气流穿过它。第五热交换器可以安装在加热、通风和/或空调设备中。第五热交换器用作冷凝器，以加热送入车辆内部的空气流。因此，该第五热交换器可以与第三热交换器一起安装在加热、通风和/或空调设备中。当存在第五热交换器作为冷凝器操作时，主热交换器能够在热泵模式下作为蒸发器操作。

根据本发明的一个方面，主管包括位于主热交换器和分歧点之间的第三接合点，第四支路在第三接合点和第一接合点之间延伸，第四支路包括至少一个截止阀。第三接合点是回路的分歧点。截止阀可以打开或关闭，允许或不允许制冷剂在第四支路中流通。第一接合点是来自第四支路、第一热交换器和第三热交换器的制冷剂的汇聚点。

根据本发明的一个方面，第三接合点位于主热交换器和过冷单元之间。来自主热交换器的制冷剂可在第三接合点处分流，以供给第四支路，并因此供给第一接合点、积聚装置和过冷单元。

根据本发明的一个方面，该回路包括将主管连接到分歧点的第五支路，该第五支路包括至少一个截止阀。截止阀可以打开或关闭，以允许或不允许制冷剂在第五支路中流通。

第五支路在位于第五热交换器和主热交换器之间的主管中的第四接合点与分歧点之间延伸。有利地，第四接合点位于第五热交换器和主膨胀构件之间。因此，当主膨胀构件关闭时，制冷剂经过第五支路到达回路的分歧点。

根据本发明的一个方面，第一热交换器被配置成产生比第二热交换器的热功率更大的热功率。第一热交换器和第二热交换器具有不同的热性能。这种差异可能源于这样的事实，即第一热交换器和第二热交换器是不同的模型，例如在尺寸、形状和/或使用赋予它们不同热性能特征的技术和/或材料设计方面。例如，第一热交换器被配置用于较高的制冷剂流率。根据另一个示例，其中这些热交换器是相同的板式热交换器，第一热交换器具有比第二热交换器更多的板。

第一热交换器和/或第二热交换器根据电力牵引传动系统的部分被传热液体环路冷却的冷却需求来使用。在行驶阶段期间，冷却需求较低，因此使用第二热交换器。在快速充电阶段，第一热交换器提供大部分所需功率。第二热交换器提供支撑，并允许在压缩装置的入口处有过热的操作点，因此改善了操作循环。

根据本发明的一个方面，该回路包括具有两个通道的内部热交换器，低压通道位于汇聚点和压缩装置之间的主管中，高压通道位于过冷单元和分歧点之间的主管中。

根据本发明的替代方面，该回路包括具有两个通道的内部热交换器，低压通道位于积聚装置和汇聚点之间，高压通道位于过冷单元和分歧点之间的主管中。

本发明还涉及一种用于车辆的热处理的系统，该系统包括如上所述的用于制冷剂的制冷剂回路和经由第一热交换器和第二热交换器热联接到制冷剂回路的传热液体环路，第一热交换器和第二热交换器被分配给车辆的电力牵引传动系统的至少一个相同部分的热处理。

传热液体环路是闭合回路，其至少包括主管、第一热交换器和第二热交换器以及能够使传热液体在主管中流通的流通诱导器件，例如泵。

因此，第一热交换器和第二热交换器形成制冷剂回路和传热液体环路的部分。这些是双流体、特别是双液体热交换器，被配置为使制冷剂和传热液体都通过它们。一方面在第一热交换器内，另一方面在第二热交换器内，在制冷剂和传热液体之间存在热能传递：当第一热交换器和/或第二热交换器作为蒸发器操作时，传热液体被冷却。

车辆的电力牵引传动系统的部分例如是车辆的蓄电装置，例如电池或电池组。电力牵引传动系统的该部分也可以对应于车辆的电力牵引马达，或者对应于电力牵引马达的电子控制单元。换句话说，所述部分可以对应于需要被冷却的车辆的电力牵引传动系统的任何部分。热处理也可以针对许多这些部件。

附图说明

参考附图，通过阅读以下出于信息目的提供的描述，本发明的进一步特征、细节和优点将变得更加清楚，在附图中:

图1是在第一实施例中根据本发明的回路的示意图；

图2至图6示出了作为第一实施例的主题的回路，其根据包括冷却车辆的内部和/或车辆的电力牵引传动系统的一部分在内的不同的操作模式进行操作；

图7是在第二实施例中根据本发明的回路的示意图。

具体实施方式

首先应该注意的是，附图详细地阐述了本发明以用于实施本发明，当然，如果必要的话，所述附图可以用来更好地定义本发明。这些图是示意图，说明了回路如何构成，回路由什么组成以及制冷剂在回路中如何流通。特别地，根据本发明的回路主要包括用于压缩制冷剂的装置，联接到传热液体环路的两个热交换器，与空气进行交换的两个热交换器，至少三个膨胀构件和连接这些部件中的每一个的管。

在以下描述中使用的术语上游和下游指的是所讨论的流体的流通方向，流体即制冷剂、送到车辆的内部的内部空气流或送到车辆内部的外部空气流。

在图2至6中，制冷剂由箭头表示，该箭头示出了制冷剂在所讨论的管中的流通方向。实线示出了制冷剂在其中流通的回路的一部分，而虚线示出了没有制冷剂的流通。高压、高温制冷剂用实线箭头表示。低压、低温制冷剂用虚线箭头表示。

标识符“主”、“第一”、“第二”等并非旨在指示其所伴随术语的层级或顺序。这些标识符用来区分它们所伴随的术语并且可互换而不影响本发明的范围。

因此，图1示出了根据第一实施例的回路1。该回路1是闭合环路，其中制冷剂通过第二压缩装置2流通。应当注意，压缩装置2可以采用电动压缩机的形式，也就是说，包括压缩机构、电马达以及可能的控制器的压缩机。

根据所示的第一实施例，回路1至少包括主管3、第一支路4和第二支路5。第一支路4和第二支路5均与主管3串联。第一支路4和第二支路5是并联的，并且在汇聚点6处相遇。主管3在汇聚点6和分歧点7之间延伸，分歧点7是第一支路4和第二支路5分开的点。

主管3至少包括制冷剂压缩装置2和主热交换器8。主热交换器8被设计为使位于车辆内部的外部的外部空气流通过该主热交换器。因此，主热交换器8位于车辆的前部面，从而被供给该外部空气流。主热交换器8能够作为冷凝器操作。

主管3包括主膨胀构件9。从制冷剂的观点来看，它位于主热交换器8的上游。因此，与主膨胀构件9相关联，主热交换器8能够作为蒸发器操作。主膨胀构件9可以是完全打开的或部分打开或关闭的，其中结合有截止功能。

主管3包括位于主热交换器8和分歧点7之间的过冷却单元10。过冷单元10是第四热交换器。过冷单元10位于车辆的前部面上，从而被供应有外部空气流。因此，主热交换器8和过冷却单元10一起位于车辆的前部。过冷单元10被安装成使得外部空气流在穿过主热交换器8之前穿过它。从外部空气流的观点来看，第四热交换器在主热交换器8的上游。

主管3包括止回阀11。止回阀11位于过冷单元10和分歧点7之间。止回阀11防止制冷剂从分歧点7流向过冷单元10。

主管3包括第一热交换器12，其位于压缩装置2和主热交换器8之间。在该示例中，第五热交换器12位于压缩装置2与主膨胀构件9之间。第五热交换器12被设计成使被送入到车辆内部的内部空气流穿过该第五热交换器。它被配置为在供暖、通风和/或空调设备中作为冷凝器操作。

第一支路4至少包括热联接至传热液体环路14的第一热交换器13以及用于积聚制冷剂的积聚装置15。

第一热交换器13构造成作为蒸发器操作。第一热交换器13与位于第一热交换器13上游的第一膨胀构件16相关联。主膨胀构件16可以是完全打开的或部分打开或关闭的，其中结合有截止功能。

从制冷剂的观点来看，积聚装置15在汇聚点6的上游。积聚装置15能够从制冷剂的气相中分离出液相，并且能够积聚制冷剂的液相。因此，回路1没有干燥剂瓶。

第二支路5至少包括第二热交换器17，第二热交换器17热联接至传热液体环路14。第二热交换器17构造成作为蒸发器操作。第二热交换器17与位于第二热交换器17上游的第二膨胀构件18相关联。第二膨胀构件18可以是完全打开的或部分打开或关闭的，其结合有截止功能。

传热液体环路14的使用条件可在第二热交换器17内产生制冷剂的过热。对于相同的压力，该过热对应于制冷剂的温度升高到其饱和温度以上。

汇聚点6位于累积装置15和压缩装置2之间。因此，能够通过第一热交换器13而不是第二热交换器17向积聚装置15供给制冷剂。

第一热交换器13被配置为产生比第二热交换器17的热功率更大的热功率。例如，与第二热交换器17相比，第一热交换器13的尺寸更大。

第一支路4包括第一接合点19，第二支路5包括第二接合点20，回路1的第三支路25在第一接合点19和第二接合点20之间延伸。

第一支路4分为第一部分21和第二部分22。第一部分21从分歧点7延伸到第一接合点19。第二部分22从第一接合点19延伸到汇聚点6。第一膨胀构件16和第一热交换器13被包括在第一支路4的第一部分21中。积聚装置15本身包括在第一支路4的第二部分22中。

第二支路5分为第一部分23和第二部分24。第一段23在分歧点7和第二接合点20之间延伸。第二段24在第二接合点20和汇聚点6之间延伸。第二膨胀构件18和第二热交换器17被包括在第二支路5的第二段24中。

第三支路25包括至少第三热交换器26，第三热交换器26被设计为使送入车辆内部的内部空气流穿过该第三热交换器。第三热交换器26构造成在车辆配备的加热、通风和/或空调设备27中作为蒸发器操作。第三热交换器26与位于第三热交换器26上游的第三膨胀构件28相关联。第三膨胀构件28可以是完全打开的或部分打开或关闭的。

第三热交换器26与第五热交换器12一起位于加热、通风和/或空调设备27中。例如，从内部空气流的观点来看，第三热交换器26位于第五热交换器12的上游。

第三热交换器26能够将制冷剂供应到积聚装置15，该积聚装置位于第三热交换器26的下游，在第一接合点19和汇聚点6之间。

该回路被构造成使得第一热交换器13单独操作。然后关闭第二膨胀构件18和第三膨胀构件28。

主管3包括位于主热交换器8和第一接合点19之间的第三接合点29，第四支路30在第三接合点29和第一接合点19之间延伸。主热交换器8能够经由第四支路30将制冷剂供应到积聚装置15。

第四支路30包括至少一个截止阀31。该截止阀31在打开时，允许制冷剂在第四支路30中流通，并且在关闭时阻止该流通。

回路1包括第五支路32，该第五支路32将主管3连接到分歧点7。

第五支路32在第四接合点33和分歧点7之间延伸。第四接合点33位于第五热交换器12与主热交换器8之间的主管3中。有利地，第四接合点33位于第五热交换器12和主膨胀构件9之间。

第五支路32包括至少一个截止阀34。当该截止阀阀34打开时，允许制冷剂在第五支路32中流通，并且在关闭时阻止该流通。

主管3分为第一部分35，第二部分36和第三部分37。第一部分35在汇聚点6和第四接合点33之间延伸。压缩装置2和第五热交换器12包括在主管3的第一部分35中。第二支路36在第四接合点33和第三接合点29之间延伸。主膨胀构件9和主热交换器8被包括在主管3的第二部分36中。第三部分37在第三接合点29和分歧点7之间延伸。在主管3的第三部分37中包括过冷却单元10和止回阀11。

制冷剂回路1被包括在车辆的热处理系统38中。热处理系统38包括制冷剂回路1和传热液体环路14。传热液体环路14和制冷剂回路1经由第一热交换器13和第二热交换器17热联接。

第一热交换器13和第二热交换器17被分配给车辆的电力牵引传动系统的至少一个相同部分39的热处理。在图1的示例中，第一热交换器13和第二热交换器17分配给车辆的蓄电装置40的热处理。

传热液体环路14是闭合回路1，其至少包括主管41，第一热交换器13和第二热交换器17以及流通诱导器件42。在图1的示例中，传热液体环路14包括在第一连接点45和第二连接点46之间延伸的第二管道44、第一管道43和主管41。从传热液体的角度来看，主管41与第一管道43和第二管道44串联。从相同的观点来看，第一管道43和第二管道44彼此并联。

主管41包括蓄电装置40和流通诱导器件42。蓄电装置40位于第二连接点46和流通诱导器件42之间。第一管道43包括第一热交换器13。第二管道44包括第二热交换器17。

流通诱导器件42能够使传热液体在主管41内流通。例如，流通诱导器件42是泵。

图2至图6示出了图1所示实施例中的根据本发明的回路1。图2至图6对应于需要对车辆的内部和/或蓄电装置40进行热处理的各种情况。所需的冷却功率根据所提供的操作模式而有所不同。结果，需要热交换器或第五热交换器12中的一个和/或另一个。

图2示出了根据本发明的回路1，其在空调模式下使用并且在行驶阶段期间对蓄电装置40进行热处理。这种操作模式允许同时冷却车辆内部和蓄电装置40。内部的冷却由第三热交换器26进行。蓄电装置40的冷却仅由第二热交换器17进行。

在图2的示例中，压缩装置2对主管3内的制冷剂47施加高压和高温。在这种状态下，制冷剂47穿过第五热交换器12，从而不起作用。

制冷剂47穿过第四接合点33以进入主管3的第二部分36，截止阀34然后关闭，以防止其穿过第五支路32。

在主管3的第二部分36中，制冷剂47穿过完全打开的主膨胀构件9。因此，它在其中不经历任何膨胀。

在图2的示例中，主热交换器8作为冷凝器操作。外部空气流FE穿过它，至少一部分空气流先前已经穿过过冷单元10。制冷剂47将热能传递到外部空气流FE并冷凝。在主热交换器8之外，制冷剂47经过第三接合点29并到达主管3的第三部分37，截止阀31被关闭。它在穿过过冷单元10时经历过冷，过冷单元10同时使外部空气流FE穿过它。

接下来，制冷剂47穿过止回阀11到达分歧点7。因为第一膨胀构件16关闭，制冷剂47进入第二支路5和第三支路25，第二膨胀构件18和第三膨胀构件28允许制冷剂通过，因为它们部分打开。

在第二支路5中，处于高压和高温的制冷剂47经历由第二膨胀构件18引起的膨胀。它在低压和低温下通过第二热交换器17。这样，制冷剂47与第二热交换器17内的用于传热液体48的环路14进行热交换，以便冷却传热液体48。由电力牵引传动系统39的所述部分施加的热条件允许制冷剂47过热，因此制冷剂47完全处于气相。正是在这种过热状态下，制冷剂47到达汇聚点6。

在第三支路25中，处于高压和高温的制冷剂47经历由第三膨胀构件28引起的膨胀。它在低压和低温下通过第三热交换器26。这样，制冷剂47与意图用于车辆内部的内部空气流FA进行热交换。在离开第三热交换器26时，制冷剂47呈双相形式。在积聚装置15内，液相被分离，并且到达汇聚点6的基本上是气相。

在汇聚点6处，来自第二支路5的过热制冷剂47和来自第三支路25的制冷剂47在以适度的过热到达压缩装置2，在压缩装置2处完成热力循环。

在图2的例子中，制冷剂47流通通过整个主管3、第二支路5和第三支路25。由于第一膨胀构件16的关闭，它不在第一支路4中流通，由于截止阀31的关闭，它也不在第四支路30中流通，并且由于截止阀34的关闭，它也不在第五支路32中流通。第二接合点20是制冷剂47分流的点，而汇聚点6是制冷剂47汇聚的点。

在图2的示例中，传热液体48至少在主管41和第二管道44中流通，以便冷却电力牵引传动系统的部分39，例如蓄电装置40。

图3示出了在行驶阶段期间，根据本发明的回路1专门在空调模式下操作。这种操作模式允许通过使用加热、通风和/或空调设备27的第三热交换器26来冷却车辆内部。

下文将描述与图2中描述的相比的差异。除了这些差异之外，图2的描述经过必要的修改后适用，并且可以参考图3中描述的本发明的实现。

在图3的例子中，第一膨胀构件16和第二膨胀构件18是关闭的。结果，制冷剂47不在第二支路5的第二段24中流通。在第二接合点20，它只采用第二支路25。汇聚点6不接收来自第二支路5的过热制冷剂47。

在图3的例子中，制冷剂47流通通过整个主管3、第二支路5的第一段23和第三支路25。由于第一膨胀构件16的关闭，它不在第一支路4中流通，由于第二膨胀构件18的关闭，它也不在第二支路5的第二段24中流通，由于截止阀31的关闭，它也不在第四支路30中流通，并且由于截止阀34的关闭，它也不在第五支路32中流通。

图4示出了根据本发明的回路1，其用于空调模式，并在所述蓄电装置40快速充电期间对所述蓄电装置40进行热处理。这种操作模式用于例如当乘客留在车辆内而车辆静止并充电时。这种操作模式允许同时冷却车辆内部和蓄电装置40，与行驶阶段相比，蓄电装置40具有更大的冷却需求。内部的加热由第五热交换器12执行。蓄电装置40的冷却由第一热交换器13和第二热交换器17执行。汇聚点6接收过热和非过热制冷剂47的混合物。

在图4的例子中，除了第一支路4，制冷剂47如图2所述那样流通。下文将描述第一支路4中的流通。在其它支路的情况下，以及在主管3的情况下，可以参考图2给出的描述，其在细节上作必要的修改后适用。

在第一支路4中，制冷剂47流通并经历由第一膨胀构件16引起的膨胀。接下来，已经被因此降低到低温和低压，它在第一热交换器13内交换热量，传热液体48同时通过第一热交换器13。在第二支路5中，制冷剂47如图2所描述的那样流通。因此，蓄电装置40通过第一热交换器13和第二热交换器17的联合热处理被冷却，以满足其增加的冷却需求。

来自第一支路4和第三支路25的制冷剂47在进入积聚装置15之前到达第一接合点19。在该积聚装置15之外，气态制冷剂47与来自第二支路5的过热制冷剂47混合，该过热制冷剂47已在第二热交换器17中蒸发。

在图4的示例中，传热液体48在用于传热液体48的整个环路14中流通，以便借助于第一热交换器13和第二热交换器17的同时操作来冷却蓄电装置40。

图5示出了根据本发明的回路1在行驶阶段期间以内部加热模式操作。

在图5的示例中，压缩装置2对主管3内的制冷剂47施加高压和高温。是在这种状态下制冷剂47穿过第五热交换器12。制冷剂47在通过第五热交换器12时与内部空气流FA交换。第五热交换器12因此被用作制冷剂47的冷凝器。这样，内部空气流FA被加热并加热车辆内部。

制冷剂47通过第四接合点33进入主管3的第二部分36和第五支路32，截止阀34关闭。

在主管3的第二部分36中，主膨胀构件9膨胀制冷剂47，制冷剂47从高压和高温转变为低压和低温。作为蒸发器操作的主热交换器8允许制冷剂47回收来自外部空气流FE的热能。

在第三接合点29处，制冷剂47通过第四支路30到达第一接合点19，截止阀31打开。制冷剂47实际上被下游的压缩装置2吸入。因此，制冷剂47不沿主管3的第三部分37流动。制冷剂47经由积聚装置15到达压缩装置2。

在图5的例子中，制冷剂47流通通过主管3的第一部分35和第二部分36，通过第四支路30和通过第一支路4的第二部分22。由于第一膨胀构件16的关闭，它不在主腿的第三部分37中流通，也不在第一支路4中流通，并且由于第二膨胀构件18的关闭它也不在第二支路5中流通，并且由于第三膨胀构件28的关闭，它也不在第三支路25中流通，并且由于截止阀34的关闭，它也不在第五支路32中流通。

图6示出了在行驶阶段期间，根据本发明的回路1以提供内部加热的模式和提供电力牵引传动系统的部分39的冷却的模式运行。这种操作模式因此允许同时加热车辆内部和冷却蓄电装置40。根据图5中描述的实施例，车辆内部的加热由第五热交换器12执行。根据图2中描述的实施例，蓄电装置40的冷却由第二热交换器17执行。汇聚点6接收过热和非过热制冷剂47的混合物。

下文将描述与图5中列出的内容相比的差异。除了这些差异之外，图5的描述经过必要的修改后适用，并且可以参考根据图6的本发明的实现。

在第四接合点33处，制冷剂47采用第五支路32，截止阀34打开。然后，它在第二支路5中流通，如图4中所述，可以参考该图来实施图6中所述的发明。

在图6的例子中，制冷剂47流通通过主管3的第一部分35和第二部分36，通过第四支路30，通过第一支路4的第二部分22，通过第一支路32和通过第二支路5。由于第一膨胀构件16的关闭，它不在第一支路4的第三部分37中流通，也不在第一支路4中流通，并且由于第三膨胀构件28的关闭，它也不在第三支路25中流通。第四接合点33是制冷剂47分流的点，汇聚点6是制冷剂47汇聚的点。

在图6的例子中，传热液体48至少在主管41和第二管道44中流通，以便在制冷剂47和传热液体48之间进行热交换。

图7示出了包括根据本发明的回路1的热管理系统38的第二实施例。下文将描述与图1中列出的内容相比的差异。除了这些差异之外，图1的描述经过必要的修改后适用，并且可以参考根据图7的本发明的实现。差异在于根据本发明的回路1和用于传热液体48的环路14。然而，在其他实施例中，这些差异中的任何一个都可以单独找到。

在图7的例子中，根据本发明的回路1包括具有两个通道61、62的内部热交换器60。

低压通道61优选位于汇聚点6和压缩装置2之间的主管3中。替代地，低压通道61位于积聚装置15和汇聚点6之间。

高压通道62位于主管3中，在过冷单元10和汇聚点7之间，更具体地说，在止回阀11和分歧点7之间。

为了使图7更容易理解，低压通道61和高压通道62在图7中没有明显的连接。然而，必须认识到，低压通道61和高压通道62形成同一个内部热交换器60的一部分，使得在低压通道61中流通的低压制冷剂和在高压通道62中流通的高压制冷剂之间能够进行热交换。

在图7的示例中，第一热交换器13和第二热交换器17被分配给车辆的电力牵引传动系统的同一部分39的热处理，即蓄电装置40。图7所示的用于传热液体48的环路14能够对车辆的电力牵引传动系统的另外两个部分39进行热处理，即电马达49和用于控制该电马达49的电子控制单元50。为了补充可由第一热交换器13和第二热交换器17提供的冷却，蓄电装置40享有额外的冷却，这通过位于车辆前部面上的散热器51以及过冷单元10来实现。散热器51被构造成使车辆外部的外部空气流FE穿过它。关于该外部空气流FE，散热器51位于主热交换器8的上游。

散热器51能够为其中的传热液体产生两个温度水平。为此，散热器51包括彼此平行的入口52、第一出口53和第二出口54。第一出口53能够以第一温度水平输送传热液体，第二出口54能够以不同于第一温度水平的第二温度水平输送传热液体。得益于第一温度水平，第一出口53能够供应电马达49。得益于第二温度水平，第二出口54能够供应蓄电装置40和电子单元50。

用于传热液体48的环路14包括第三连接点55和第四连接点56。第三连接点55是用于分流传热液体48的点，使得它一方面朝向第二连接点46，另一方面朝向电子单元50。第四连接点56是旨在使一方面来自第一连接点45、另一方面来自电马达49的传热液体48汇聚的点。

为了使来自散热器51的第一出口53的传热液体48流通，用于传热液体48的环路14设置有用于使传热液体移动的附加位移器件57。附加位移器件57位于第一出口53和电马达49之间。例如它是泵。

在散热器51的第一出口53和用于使传热液体移动的附加位移器件57之间，存在第五连接点58。第五连接点58是能够使来自第一出口53的传热液体48和来自电子单元50的传热液体汇聚的汇聚区域。

第一管道43包括三通阀59。三通阀49是传热液体48可分散的点。传热液体49通过流通诱导器件52流通，流通诱导器件52施加传热液体49流通的方向。特别地，从传热液体49的观点来看，第一热交换器13和第二热交换器17位于蓄电装置40的上游。因此，由于装置42施加的引起传热液体49流通的流通方向，来自第一连接点45的传热液体49能够供给三通阀59，三通阀59本身能够一方面向第一热交换器13输送传热液体48，另一方面向第四连接点56输送传热液体48。三通阀59具有截止功能，能够阻止或允许这些输送中的一个和/或另一个。

从前述内容可以理解，本发明因此使得可以在没有过度消耗和降低的噪声水平的情况下简单地确保：冷却车辆的电力牵引传动系统的一部分，诸如被配置为向车辆的电驱动马达供应电能的蓄电装置；以及通过冷却发送到车辆内部中的内部气流来对车辆内部进行热处理。回路的性能系数因此得到改善，特别是在快速充电且同时冷却车辆内部模式期间。

本发明决不限于在此描述和说明的装置和构造，它还扩展到任何等效的装置或构造以及这种装置的任何技术上可操作的组合。特别地，制冷剂回路的结构可以在不偏离本发明的情况下进行修改，只要它最终满足本文件中描述的功能。

Claims

1.一种用于车辆的制冷剂回路(1)，回路(1)至少包括主管(3)、第一支路(4)、第二支路(5)和第三支路(25)，所有这三个支路与所述主管(3)串联，所述主管(3)至少包括用于压缩所述制冷剂(47)的压缩装置(2)和主热交换器(8)，所述主热交换器布置成使在车辆内部的外部的外部空气流(FE)穿过该主热交换器，所述第一支路(4)至少包括热联接到用于传热液体(48)的环路(14)的第一热交换器(13)和用于积聚所述制冷剂(47)的积聚装置(15)，所述第二支路(5)至少包括热联接到用于传热流体(48)的所述环路(14)的第二热交换器(17)，所述第三支路(25)至少包括第三热交换器(26)，所述第三热交换器设计为使得被送入车辆内部的内部空气流(FA)穿过该第三热交换器，其特征在于，所述第一支路(4)和所述第二支路(5)并联并且在位于所述积聚装置(15)和所述压缩装置(2)之间的汇聚点(6)处相遇，并且所述第一支路(4)和所述第三支路(25)在位于所述第一热交换器(13)和所述积聚装置(15)之间的第一接合点(19)处相遇。

2.根据权利要求1所述的回路(1)，其中，所述主管(3)在所述汇聚点(6)和分歧点(7)之间延伸，所述分歧点(7)是所述第一支路(4)和所述第二支路(5)分开的点。

3.根据权利要求2所述的回路(1)，其中，所述主管(3)包括位于所述主热交换器(8)和所述分歧点(7)之间的过冷却单元(10)。

4.根据权利要求3所述的回路(1)，其中，所述过冷单元(10)是第四热交换器，所述第四热交换器被设计成使在车辆内部的外部的所述外部空气流(FE)穿过所述第四热交换器，并且被安装成使得所述外部空气流(FE)在穿过所述主热交换器(8)之前穿过所述第四热交换器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的回路(1)，其中，所述第一支路(4)包括第一接合点(19)，所述第二支路(5)包括第二接合点(20)，回路(1)的第三支路(25)在所述第一接合点(19)和所述第二接合点(20)之间延伸。

6.根据权利要求5所述的回路(1)，其中，所述主管(3)包括位于所述压缩装置(2)和所述主热交换器(8)之间的第五热交换器(12)，所述第五热交换器(12)被设计成使送入车辆内部的所述内部空气流(FA)穿过该第五热交换器(12)。

7.根据权利要求2和5所述的回路(1)，其中，所述主管(3)包括位于所述主热交换器(8)和所述分歧点(7)之间的第三接合点(29)，第四支路(30)在所述第三接合点(29)和所述第一接合点(19)之间延伸，所述第四支路(30)包括至少一个截止阀(31)。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的回路(2)，包括将所述主管(3)连接到所述分歧点(7)的第五支路(32)，所述第五支路(32)包括至少一个截止阀(34)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的回路(1)，其中，所述第一热交换器(13)被配置为产生比所述第二热交换器(17)的热功率更大的热功率。

10.根据结合权利要求3的前述权利要求中任一项所述的回路(1)，包括具有两个通道(61,62)的内部热交换器(60)，低压通道(61)位于所述主管(3)中在所述汇聚点(6)和所述压缩装置(2)之间，高压通道(62)位于所述主管(3)中在所述过冷单元(10)和所述分歧点(7)之间。

11.根据结合权利要求3的前述权利要求中任一项所述的回路(1)，包括具有两个通道(61，62)的内部热交换器(60)，低压通道(61)位于所述积聚装置(15)和所述汇聚点(6)之间，高压通道(62)位于所述主管道(3)中在所述过冷单元(10)和所述分歧点(7)之间。

12.一种用于车辆的热处理的系统(38)，包括根据前述权利要求中任一项所述的用于制冷剂(47)的制冷剂回路(1)和用于传热液体(48)的环路(14)，所述环路(14)经由第一热交换器(13)和第二热交换器(17)热联接到用于制冷器流体(47)的制冷剂回路(1)，第一热交换器(13)和第二热交换器(17)被分配给车辆的电力牵引传动系统的至少一个相同部分(39)的热处理。