CN113738490A - 带有冷却系统的混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车，其带有具有燃烧发动机的内燃机；带有电牵引马达；带有牵引电池且带有包括主冷却回路组件的冷却系统，燃烧发动机、冷却剂冷却器、加热热交换器、(第一)加热装置、油冷却器和分配系统集成到主冷却回路组件中；在分配系统的第一运行位置中冷却剂可在包括加热热交换器和(第一)加热装置的第一冷却回路中输送，在分配系统的第二运行位置中冷却剂可在包括冷却剂冷却器和油冷却器的第二冷却回路中输送，在分配系统的第三运行位置中冷却剂可在第一冷却回路中且在包括燃烧发动机且将冷却剂冷却器排除在外的第三冷却回路中输送，在分配系统的第四运行位置冷却剂可在包括燃烧发动机和加热热交换器的第四冷却回路中输送。

Description

带有冷却系统的混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆(HEV)、即这样的机动车，该机动车除了燃烧发动机以外还包括电牵引马达。混合动力车辆尤其可以构造为插电式混合动力车辆(PHEV)，从而设置成用于给牵引马达供应电功率的牵引电池不仅可以在机动车的行驶运行中通过尤其牵引马达的发电机运行来充电，而且附加地也可以通过联接到外部的电能供应装置处、例如联接到家用插座或充电站处来充电。
背景技术
机动车与其是构造为常规的机动车还是构造为混合动力车辆无关地而通常具有冷却系统，该冷却系统基于冷却液体在至少一个冷却回路中的循环。在穿流机动车的一个或多个集成到冷却系统中的且待冷却的部件时，冷却剂吸收热能，该热能在至少一个环境热交换器中至少部分地又输出给环境空气。由此，可以实现对待冷却的部件的冷却，该冷却与直接的空气冷却相比特别简单且良好地与待冷却的部件的不同的冷却功率要求相适配。
在混合动力车辆中，不仅由常规的、即借助于仅一个燃烧发动机驱动的机动车已知的部件、即尤其燃烧发动机必须借助于这种冷却系统冷却，而且通常电驱动部件、即尤其电牵引马达、与该电牵引马达相关联的功率电子设备以及牵引电池也必须借助于这种冷却系统冷却。如有可能，在混合动力车辆设计为PHEV的方案中，附加地充电设备（借助于该充电设备可以通过联接到外部的能量供应装置处对牵引电池进行充电）的冷却也可以借助于这种冷却系统来设置。这种冷却系统此时不仅用于冷却机动车的部件，而且至少有时候用于加热机动车的部件，即用于将热能功能性地传递到所述部件上，从而这种冷却系统也可以称为调温系统。热能的至少有时候的功能性传递可以尤其设置成用于加热热交换器、燃烧发动机和牵引电池。对于燃烧发动机而言由此尤其可以力求尽可能快速的加热直至在效率和有害物质排放方面有利的运行温度范围。而对于牵引电池而言，在限定的温度范围内的尽可能持久的调温对于功率能力和使用寿命而言是有利的。
DE 10 2007 005 391 A1描述了一种带有冷却系统的混合动力车辆，该冷却系统包括第一冷却剂回路和第二冷却剂回路，冷却剂冷却器分别集成到所述第一冷却剂回路和第二冷却剂回路中。第一冷却剂回路此外集成混合动力车辆的燃烧发动机且第二冷却剂回路集成这样的总成组件，即该总成组件可以包括混合动力车辆的电牵引马达、变速器和功率电子设备。经由连接可以按需要地实现冷却剂在所述两个冷却剂回路之间的交换。
DE 10 2018 212 693 A1公开了一种带有内燃机和电动驱动装置的混合动力车辆。内燃机包括用于压缩供应给内燃机的新鲜空气的增压装置、例如废气涡轮增压器，和用于冷却经压缩的新鲜空气的增压空气冷却器。电动驱动装置包括电动马达、电蓄能器和功率电子设备。此外，混合动力车辆具有冷却系统，该冷却系统带有至少一个高温冷却剂回路、中温冷却剂回路、低温冷却剂回路和制冷剂回路。制冷剂回路包括压缩机、冷凝器、蒸发器和至少一个冷冻机，经由所述至少一个冷冻机可以冷却所述冷却剂回路中的至少一个冷却剂回路。此外，在高温冷却剂回路与其他冷却剂回路之一之间设置有至少一个可控制的流体连接。
发明内容
本发明基于如下任务：开发一种有利的用于混合动力车辆的冷却系统。尤其地，冷却系统应在尽可能简单的结构的情况下实现集成到冷却系统中的部件的符合需求的冷却。
该任务借助于这样的机动车解决：该机动车带有具有燃烧发动机的内燃机；带有电牵引马达；带有牵引电池；且带有包括主冷却回路组件的冷却系统，燃烧发动机、冷却剂冷却器、加热热交换器、(第一)加热装置、油冷却器和分配系统集成到该主冷却回路组件中；其中在分配系统的第一运行位置中冷却剂能够在包括加热热交换器和(第一)加热装置的第一冷却回路中输送，在分配系统的第二运行位置中冷却剂能够在包括冷却剂冷却器和油冷却器的第二冷却回路中输送，在分配系统的第三运行位置中，冷却剂能够在第一冷却回路中以及在包括燃烧发动机且将冷却剂冷却器排除在外的第三冷却回路中输送，并且在分配系统的第四运行位置中，冷却剂能够在包括燃烧发动机和加热热交换器的第四冷却回路中输送。根据本发明的机动车的有利的设计方式由下面对本发明的描述得出。
根据本发明的机动车为混合动力车辆(HEV)并且尤其为插电式混合动力车辆(PHEV)，即为这样的机动车，即该机动车不仅包括内燃机而且包括电牵引马达，所述内燃机和电牵引马达分别至少有时候设置成用于提供用于机动车的行驶驱动功率的所述部分或一部分。为了按需要地给电牵引马达供应电功率，根据本发明的机动车还包括牵引电池。在机动车设计为插电式混合动力车辆的方案中，该机动车还包括充电设备，该充电设备能够联接到外部的能量供应装置处。
根据本发明的机动车还包括冷却系统，该冷却系统具有主冷却回路组件，该主冷却回路组件实现冷却剂、尤其冷却液体的循环。至少燃烧发动机(或者至少一个集成到燃烧发动机中的冷却剂通道)、冷却剂冷却器、加热热交换器、优选地电的(第一)加热装置、油冷却器和(可主动操控的)分配系统集成到主冷却回路组件中。燃烧发动机尤其可以包括缸体壳体和缸体盖，其中，至少各一个冷却剂通道不仅可以构造在缸体壳体中而且可以构造在缸体盖中。缸体壳体和缸体盖的冷却剂通道在此可以串联或至少区段式地并联。
冷却系统的这样的热交换器理解为“冷却剂冷却器”，即该热交换器仅或主要用于将热能从冷却剂传递到同样绕流和/或穿流该热交换器的(环境)空气上。
冷却系统的这样的热交换器理解为“加热热交换器”，即该热交换器仅或主要用于将热能从冷却剂传递到供应给机动车的内部空间以用于其调温的(环境-)空气上。
这样的热交换器理解为“油冷却器”，即在该热交换器中，在冷却剂与(和冷却剂分开地)同样穿流油冷却器的油或可对照的液态的润滑剂之间实现热转移。
冷却系统和相配的部件标记有术语“冷却”基于用于冷却机动车部件的冷却系统的主要功能。这不排除如下，即借助于冷却系统也实现加热功能并且由此原则上机动车的部件的调温。
在分配系统的第一运行位置中，冷却剂借助于至少一个冷却剂泵(优选地只)能够在包括加热热交换器和(第一)加热装置的第一冷却回路中输送。该第一运行位置尤其可以在机动车的非运行中或在机动车的E运行中设立，在E运行中，该机动车在内燃机不运行的情况下处于行驶运行中，从而在行驶运行期间所需的行驶驱动功率仅由所述(至少一个)电牵引马达提供。加热热交换器的加热功率需求则能够有利地借助于(第一)加热装置提供。通过仅将所提及的功能部件集成到第一冷却回路中，在此可以使该冷却回路的热质量保持尽可能小，从而由(第一)加热装置提供的加热功率的尽可能大的部分可以在加热热交换器中用于机动车的内部空间的调温。
在分配系统的第二运行位置中，冷却剂(优选地只)能够在至少包括冷却剂冷却器和油冷却器、如有可能还有燃烧发动机的第二冷却回路中输送。当已经存在针对至少一个借助于主冷却回路组件直接或间接地待冷却的功能部件的冷却功率需求时，该第二运行位置尤其可以在机动车的E运行中设立。在此，尤其也可以存在针对电牵引马达的冷却功率需求，其中，该电牵引马达可以经由油管路与油冷却器连接。电牵引马达因此能够有利地构造成借助于油冷却，这实现机动车的结构上有利的设计方案，因为可以省去将电牵引马达集成到冷却系统中从而使得该冷却系统被冷却剂穿流。借助于冷却系统则仅实现在油管路中引导的油的再冷却(Rückkühlung,有时也称为循环冷却、中间冷却)，其中，该油此外优选地也可以用于机动车的另外的功能部件、尤其是与燃烧发动机相关联的切换变速器的润滑和/或冷却。通过在分配系统的第二运行位置中将冷却剂引导通过燃烧发动机（这尤其可以设置在冷却剂冷却器上游），可以实现从冷却剂到燃烧发动机上的热转移，由此该燃烧发动机可以为了可能短时间地出现的起动而被预调温。这在燃烧发动机效率和有害物质排放行为方面在这种起动之后可以有利地起作用。
此外，优选地可以设置成，在分配系统的第二运行位置中，冷却剂附加地也可以(至少按需要地)穿流因此集成到第二冷却回路中的加热热交换器，这实现：将储存在冷却剂中的热能用于机动车的内部空间的调温。
在分配系统的第三运行位置中，冷却剂(优选地只)能够在第一冷却回路中以及在包括燃烧发动机且将冷却剂冷却器排除在外的第三冷却回路中输送，其中，第三冷却回路与第一冷却回路分开。该第三运行位置可以尤其在机动车的V运行中设置，在该V运行中，该机动车处于行驶运行中，其中，在行驶运行期间所需的行驶驱动功率至少部分地由燃烧发动机提供。特别优选地，第三运行位置可以在燃烧发动机的冷起动之后设置，即当该燃烧发动机在起动时具有仍低于限定的理论运行温度范围的运行温度时。在第三运行位置中，一方面机动车的内部空间可以借助于(第一)加热装置和加热热交换器根据第一运行位置调温，而并行地能够在包括燃烧发动机且将冷却剂冷却器排除在外的(第三)冷却回路中输送冷却剂，由此燃烧发动机可以尽可能快速地加热直至到达理论运行温度范围。
在分配系统的第四运行位置中，冷却剂(优选地只)能够在包括燃烧发动机和加热热交换器的第四冷却回路中输送。该第四运行位置也可以尤其在机动车的V运行中设置，其中，则燃烧发动机的废热可以通过在加热热交换器中的相应的热转移而设置成用于机动车的内部空间的调温。因此，当燃烧发动机具有处于理论运行温度范围内的运行温度时，则尤其可以有利地设定第四运行位置。
在分配系统的另外的(如有可能第五或第六)运行位置中，冷却剂(优选地只)能够在第四冷却回路中以及在包括燃烧发动机和冷却剂冷却器的另外的(如有可能第五或第六)冷却回路中输送，其中，另外的冷却回路区段地可以与第四冷却回路集成地构造(即流过不同的冷却回路的冷却剂在一区段中混合)。第四或第五运行位置的选择尤其可以根据如下来进行，即传递到冷却剂中的废热、尤其燃烧发动机的传递到冷却剂中的废热是否处于加热热交换器的加热功率需求之上，并且因此应部分地经由冷却剂冷却器引出。
按照根据本发明的机动车的一种优选的设计方式可以设置成，附加地优选地电的第二加热装置集成到主冷却回路组件中，其中，在分配系统的附加的(如有可能第六或第五)运行位置中，冷却剂(优选地只)能够在包括加热热交换器以及第二加热装置的附加的(如有可能第六或第五)冷却回路中输送。该附加的运行位置尤其可以在机动车的非运行中设定。加热热交换器的加热功率需求则可以有利地借助于第二加热装置提供。通过仅将所提及的功能部件集成到附加的冷却回路中，在此也可以使该冷却回路的热质量保持尽可能小，从而由第二加热装置提供的加热功率的尽可能大的部分可以在加热热交换器中用于机动车的内部空间的调温。第二加热装置可以如有可能在最大加热功率和/或如下方面与第一加热装置区别，即，第一加热装置只能由牵引电池供应电能，而第二加热装置仅或附加于来自牵引电池的这种能量供应能够由外部的能量源、例如家用插座供应电能。
按照根据本发明的机动车的一种进一步优选的设计方式，主冷却回路组件的分配系统可以包括可优选机电地操纵的分配装置，该分配装置：
-具有用于冷却剂的第一入口，该第一入口可能在中间连接有至少一个分配器、至少一个冷却剂泵和/或至少一个控制阀的情况下分别与加热热交换器和油冷却器的(用于冷却剂的)出口连接；并且
-具有用于冷却剂的第一出口，该第一出口与燃烧发动机的(用于冷却剂的)入口连接，并且
-具有(用于冷却剂的)第二入口，该第二入口与燃烧发动机的(用于冷却剂的)出口连接；并且
-具有(用于冷却剂的)第二出口，该第二出口与冷却剂冷却器的(用于冷却剂的)入口连接；并且
-具有(用于冷却剂的)第三入口，该第三入口与冷却剂冷却器的(用于冷却剂的)出口连接；并且
-具有(用于冷却剂的)第三出口，该第三出口分别与第一加热装置和油冷却器的(用于冷却剂的)入口连接或能连接。
特别优选地然后还可以设置成，借助于至少一个转动滑阀且优选地借助于两个转动滑阀能够实现在分配装置的至少一些入口与出口之间的按需要的导引流体的连接。借助于这种分配装置能够以相对简单的方式很大程度上中央地、即借助于分配装置能建立且能中断冷却剂在主冷却回路组件中的尽可能符合需求的分配。
如果如其优选地设置那样燃烧发动机不仅包括缸体壳体的冷却通道而且包括缸体盖的冷却通道，则此外可以优选地设置成，分配装置具有(至少)两个第二入口，所述两个第二入口中，一个第二入口与燃烧发动机的由缸体盖的冷却通道构造的出口连接，而另一/所述另外的第二入口与燃烧发动机的由缸体壳体的冷却通道构造的出口连接。此外，优选地然后还可以设置成，分配装置的与燃烧发动机的由缸体壳体的冷却通道构造的出口连接的入口能够按需要地封闭。由此，实现一方面缸体盖的冷却通道和另一方面缸体壳体的冷却通道的穿流的彼此独立的适配。由此，尤其也可以实现：在分配系统的所限定的运行位置中的每个任意的运行位置中，尤其也在第三和/或第四运行位置中，防止缸体壳体的冷却通道被冷却剂穿流，这导致尽可能快速地到达理论运行温度范围或可以辅助燃烧发动机的运行温度保持在该理论运行温度范围中。
按照根据本发明的机动车的一种优选的改进方案，该机动车包括分配系统的这种分配装置，还可以设置有分配系统的布置在加热热交换器的出口与分配装置的第一入口之间的第一控制阀和分配系统的布置在分配装置的第三冷却剂出口与油冷却器的冷却剂入口之间的第二控制阀。特别优选地，主冷却回路组件的分配系统可以仅包括分配装置以及所述两个控制阀，所述两个控制阀尤其能够以切换阀的形式构造，所述切换阀具有仅两个切换位置。由此，尽管分配系统的相对简单的设计方案仍可以实现冷却剂在主冷却回路组件中的符合需求的分配。
为了在主冷却回路组件的分配系统的所有设置的运行位置以及由此产生的冷却回路中确保冷却剂的输送，此外优选地可以设置：
-布置在第一控制阀的(用于冷却剂的)出口与燃烧发动机的(用于冷却剂的)入口之间的优选地可机械地、即借助于燃烧发动机驱动的第一冷却剂泵，以及
-布置在一方面加热热交换器和油冷却器的相应的(用于冷却剂的)出口与第一控制阀的(用于冷却剂的)入口之间的优选地可电动马达驱动的第二冷却剂泵，以及
-如有可能（即如果包括优选地设置的带有第二加热装置的附加的冷却回路）布置在加热热交换器的(用于冷却剂的)出口与第二加热装置的(用于冷却剂的)入口之间的优选地可电动马达驱动的第三冷却剂泵。
根据本发明的机动车的冷却系统此外可以优选地包括与主冷却回路组件分开的副冷却回路组件，在该副冷却回路组件中，冷却剂能够在包括增压空气冷却器和内燃机的废气涡轮增压器以及冷却剂冷却器的冷却回路中输送。增压空气冷却器和废气涡轮增压器(或者废气涡轮增压器的废气涡轮机和/或压缩机和/或轴承座的至少一个冷却剂通道)在此可以优选地以并行的布置集成到副冷却回路组件的冷却回路中。此外，优选地副冷却回路组件可以不包括可主动操控的分配系统。由此可以仅存在如下可行方案，即冷却剂要么借助于优选地可电动马达驱动的冷却剂泵在副冷却回路组件的冷却回路中输送(如有可能，带有可借助于冷却剂泵的相应的功率操控装置适配的体积流)要么通过以下方式不执行冷却剂的这种输送，即不将冷却剂泵投入运行。冷却剂在副冷却回路组件的冷却回路中的输送可以原则上与主冷却回路组件的分配系统的每个任意的运行位置相组合地进行或不进行，其中，冷却剂在副冷却回路组件的冷却回路中的输送主要在机动车的V运行中是有意义的，因为副冷却回路组件主要或仅设置用于冷却内燃机的废气涡轮增压器以及借助于废气涡轮增压器压缩的增压空气，即供应给燃烧发动机以用于紧接着的燃烧的新鲜气体。
此外，根据本发明的机动车的冷却系统优选可以包括与主冷却回路组件分开且如有可能(即如果存在)与副冷却回路组件分开的附加冷却回路组件，用于牵引电池的充电设备和/或功率电子设备以及此外牵引电池、冷却剂冷却器、冷冻机和分配系统集成到该附加冷却回路组件中。充电设备尤其可以设有插接连接器，以用于将充电设备联接到外部的能量供应装置、例如家用插座或充电站处。
制冷机的冷却剂-制冷剂-热交换器（该制冷机尤其可以基于热力学的循环过程）理解为“冷冻机”。制冷机在此尤其也可以设置为空调设备，借助于该空调设备可以按需要地对待供应给机动车的内部空间的空气进行冷却。
在附加冷却回路组件的分配系统的第一运行位置中，冷却剂可以(优选地只)能够在附加冷却回路组件的包括充电设备和/或功率电子设备以及冷却剂冷却器的第一冷却回路中以及在附加冷却回路组件的包括牵引电池和冷冻机的第二冷却回路中输送，该第二冷却回路优选地与第一冷却回路分开。这实现：符合需求地借助于冷冻机或者借助于包括冷冻机的制冷机对特别温度敏感的牵引电池调温、尤其冷却，而不太温度敏感的充电设备和/或功率电子设备可以借助于附加冷却回路组件的冷却剂冷却器按需要地冷却，这不同于使用制冷机而可以没有能量耗费或与仅非常小的能量耗费相关联。
在附加冷却回路组件的分配系统的第二运行位置中，冷却剂可以(优选地只)能够在附加冷却回路组件的包括充电设备和/或功率电子设备以及附加地牵引电池、冷却剂冷却器和优选还有冷冻机的第三冷却回路中输送。这实现：仅借助于冷却剂冷却器冷却牵引电池以及充电设备和/或功率电子设备，这避免与制冷机的运行相关联的能量消耗。备选地，当冷却剂冷却器和冷冻机或者制冷机的冷却功率组合地使用时，可以实现特别高的冷却功率或减小制冷机的能量消耗。
按照这种根据本发明的带有附加冷却回路组件的机动车的一种优选的改进方案，优选地可以设置有附加冷却回路组件的控制阀，该控制阀优选地可以是附加冷却回路组件的唯一的控制阀。在此，控制阀的(用于冷却剂的)入口可以与牵引电池的(用于冷却剂的)出口连接。此外，控制阀的(用于冷却剂的)第一出口，如有可能在中间连接有(仅一个)冷却剂泵的情况下，可以与冷冻机的(用于冷却剂的)入口连接。并且最终，控制阀的(用于冷却剂的)第二出口，如有可能在中间连接有(仅一个)冷却剂泵的情况下，可以与充电设备或功率电子设备的(用于冷却剂的)入口连接。优选地，控制阀能够以切换阀的形式构造，其中，根据切换位置所述出口中的相应一个出口是封闭的，而另一个出口是释放的。根据本发明的机动车或者附加冷却回路组件的这种设计方案使能够以结构上简单的方式实现为附加冷却回路组件设置的冷却回路。
按照根据本发明的机动车的一种优选的设计方式可以设置成，主冷却回路组件设计为高温冷却回路组件且副冷却回路组件和/或附加冷却回路组件设计为一个或多个低温冷却回路组件。与此相应地，与副冷却回路组件和/或附加冷却回路组件相比，主冷却回路组件可以设计成用于位于其中的冷却剂的更高的运行温度范围。此外，与附加冷却回路组件相比，优选地副冷却回路组件可以设计成用于位于其中的冷却剂的更高的运行温度范围，从而副冷却回路组件也可以是中温冷却回路组件。主冷却回路组件在此可以例如设计成用于容纳在其中的冷却剂的处于70°C与110°C之间的运行温度，和/或，副冷却回路组件可以例如设计成用于容纳在其中的冷却剂的处于环境温度与90°C之间的运行温度，和/或，附加冷却回路组件可以例如设计成用于容纳在其中的冷却剂的处于环境温度与40°C之间的运行温度。
冷却回路或冷却回路组件的“分开的”构造根据本发明理解为：所述冷却回路或冷却回路组件不包括集成式的区段，也就是说不包括这样的区段，即该区段既不是一个冷却回路/冷却回路组件的一部分又不是另一个冷却回路/冷却回路组件的一部分。由此在分开的冷却回路/冷却回路组件之间基本上不发生冷却剂的交换。但分开的冷却回路/冷却回路组件可以与共同的平衡容器尤其经由分别至少一个平衡管路以及分别至少一个通风管路间接地连接。在此用于冷却系统的冷却剂的如下贮存装置理解为“平衡容器”，该贮存装置用于通过改变冷却剂在平衡容器中的液位来平衡冷却剂的尤其由温度引起的膨胀。为此，这种平衡容器尤其可以部分地以冷却剂并且部分地以气体、尤其空气来填充。
附图说明
下面借助在附图中示出的实施例详细阐述本发明。在附图中分别在简化的图示中：
图1以侧视图示出根据本发明的机动车；
图2示出根据本发明的带有处于第一运行位置中的主冷却回路组件的分配系统的机动车的冷却系统的主冷却回路组件和副冷却回路组件；
图3示出带有处于第二运行位置中的主冷却回路组件的分配系统的冷却系统的主冷却回路组件和副冷却回路组件；
图4示出带有处于第三运行位置中的主冷却回路组件的分配系统的冷却系统的主冷却回路组件和副冷却回路组件；
图5示出带有处于第四运行位置中的主冷却回路组件的分配系统的冷却系统的主冷却回路组件和副冷却回路组件
图6示出带有处于第五运行位置中的主冷却回路组件的分配系统的冷却系统的主冷却回路组件和副冷却回路组件；
图7示出带有处于第六运行位置中的主冷却回路组件的分配系统的冷却系统的主冷却回路组件和副冷却回路组件；
图8示出带有处于第一运行位置中的附加冷却回路组件的分配系统的冷却系统的附加冷却回路组件；以及
图9示出带有处于第二运行位置中的附加冷却回路组件的分配系统的冷却系统的附加冷却回路组件。
具体实施方式
图1示出根据本发明的机动车。该机动车以插电式混合动力车辆的形式构造并且因此包括容纳在机动车的发动机舱1中的燃烧发动机2作为内燃机的一部分，该内燃机按需要设置成用于提供用于机动车的行驶驱动功率。此外，机动车包括电牵引马达3，该电牵引马达同样按需要地设置成用于提供用于机动车的行驶驱动功率并且为此可以由牵引电池4供应为此所需的电功率。牵引马达3在燃烧发动机2的驱动轴与力传递装置、优选自动的切换变速器5之间集成到机动车的传动系中。
燃烧发动机2可以例如构造为根据奥托原理或狄塞尔原理(Otto- oder Diesel-Prinzip)工作的往复活塞式发动机，该往复活塞式发动机可以包括缸体壳体6连同构造在其中的缸体以及缸体盖7。
燃烧发动机2、电牵引马达3和牵引电池4以及机动车的另外的功能部件集成到冷却系统中。这种冷却系统根据一种示例性的设计方式在图2至9中示出。该冷却系统包括主冷却回路组件8和副冷却回路组件9(参照图2至7)以及附加冷却回路组件10(参照图8和9)，其中，所述冷却回路组件8,9,10彼此分开地构造。所述冷却回路组件8,9,10中的每个构造一个或多个冷却回路，在所述一个或多个冷却回路内可以按需要地输送液态的冷却剂。为此，一个或多个冷却剂泵11-16分别集成到冷却回路组件8,9,10中。
主冷却回路组件8用于由用于润滑燃烧发动机2的发动机油，由切换变速器5的(变速器)油直接地对燃烧发动机2调温，以及经由电牵引马达3的变速器油、即间接地对燃烧发动机调温。主冷却回路组件8为此包括燃烧发动机2的缸体壳体6和缸体盖7(以及属于缸体盖7的废气弯管)的冷却通道17,18、发动机油冷却器19和变速器油冷却器20。此外，主冷却回路组件8包括冷却剂冷却器21、所述冷却剂泵中的三个(冷却剂泵11,12,13)、加热热交换器22以及两个电加热装置23,24。冷却剂冷却器21用于通过将热能转移到同样穿流冷却剂冷却器21的环境空气上将主冷却回路组件8的按需要地穿流该冷却剂冷却器的冷却剂冷却。而加热热交换器22用于在需要时加热用于对机动车的内部空间25进行空气调节的环境空气，并且由此对该环境空气调温。为了即使在燃烧发动机2停止时并且由此在停止燃烧发动机2的情况下也确保加热热交换器22作为用于对机动车的内部空间25进行空气调节的主要热源的功能，电加热装置23,24可以按需要投入运行，通过所述加热装置因此充分地将热能传递到紧接着穿流加热热交换器22的冷却剂中。
为了使冷却剂符合需求地分配到主冷却回路组件8的冷却回路中，该主冷却回路组件包括分配系统，该分配系统包括分配装置26以及两个切换阀27,28。分配装置26具有两个转动滑阀58,59，借助于所述转动滑阀可以符合需求地释放或阻断分配装置26的不同的入口和出口。在图2至7中借助于阀切换标记示出转动滑阀58,59的功能。
具体地，分配装置26包括：
-第一入口29，该第一入口，在中间连接有分配器30、主冷却回路组件8的(第二)冷却剂泵12和主冷却回路组件8的第一切换阀27的情况下，分别与加热热交换器22和变速器油冷却器20的出口31,32连接；
-第一出口33，该第一出口与燃烧发动机2的入口34连接；
-两个第二入口35，所述两个第二入口中，一个第二入口与缸体盖的出口36，而另一个第二入口与缸体壳体6的出口37连接；
-一个第二出口38，该第二出口与冷却剂冷却器21的入口39连接；
-一个第三入口40，该第三入口与冷却剂冷却器21的出口41连接；以及
-一个第三出口42，该第三出口经由分配器30分别与第一加热装置23和变速器油冷却器20的入口43,44连接(附加地经由第二切换阀28与变速器油冷却器的入口连接)。
在根据图2的主冷却回路组件8的分配系统的第一运行位置中，冷却剂只能够在包括加热热交换器31和第一加热装置23的第一冷却回路中输送。为此，第一切换阀27被切换到这样的位置中，在该位置中该第一切换阀将由电动马达驱动的第二冷却剂泵12输送的冷却剂经由旁通管路45引导，从而使该冷却剂不引导至分配装置26并且由此也不引导至连接在该分配装置下游的功能部件、即发动机油冷却器19、燃烧发动机2和冷却剂冷却器21。此外，第二切换阀28被调节到阻断位置中，在该阻断位置中该第二切换阀将冷却剂穿流阻断。可机械驱动的第一冷却剂泵11和可电动马达驱动的第三冷却剂泵13在此不运行。第一运行位置在机动车的E运行中设立，在该E运行中该机动车在燃烧发动机2不运行的情况下处于行驶运行中。加热热交换器22的可能的加热功率需求则符合需求地通过第一加热装置23满足，该第一加热装置例如由牵引电池4供应为此所需的电能。
在根据图3的主冷却回路组件8的分配系统的第二运行位置中，冷却剂只能够在至少包括冷却剂冷却器21、变速器油冷却器20、第一加热装置27和加热热交换器22的第二冷却回路中输送，其中，一方面变速器油冷却器20和另一方面第一加热装置23以及加热热交换器22并联。为此，第一切换阀27将由第二冷却剂泵12输送的冷却剂导引至分配装置26的第一入口29，其中，该冷却剂在分配装置26的交叉分配器60处被引导至冷却剂冷却器21和紧接于此被引导至第二冷却回路的两条并行的支路，所述两条并行的支路中，一条支路包括第一加热装置23和加热热交换器22，而另一条支路包括变速器油冷却器20。第二切换阀28的通过位置在此确保变速器油冷却器20的穿流。
根据分配装置26的第二转动滑阀59的功能位置，到达交叉分配器60处的冷却剂的(较小)部分也可以经由第一出口33引导至燃烧发动机2的入口34，这在图3中通过冷却剂流动的划虚线的示图来示出。在燃烧发动机2内，该冷却剂然后一方面被分配到缸体盖7的冷却剂通道18、缸体壳体6的冷却剂通道17上以及被分配到集成发动机油冷却器19的冷却剂管路上，该冷却剂管路在端侧通入到缸体盖7的冷却剂通道18之一中。在此，借助于分配装置26可以影响：冷却剂是被引导还是不被引导通过缸体壳体6的冷却剂通道17。在燃烧发动机2出口侧引导返回到分配装置26中的冷却剂流则与来自冷却剂冷却器21的冷却剂流动汇聚并且被引导返回至变速器油冷却器20、第一加热装置23和加热热交换器22。如果第二转动滑阀59释放通过燃烧发动机2的冷却剂流动，则第二冷却回路一方面包括两个并联的第一子支路以及另一方面包括两个并联的第二子支路，所述两个并联的第一子支路一方面带有变速器油冷却器20并且另一方面带有第一加热装置23和加热热交换器22，所述两个并联的第二子支路一方面带有冷却剂冷却器21并且另一方面带有燃烧发动机2。
第三冷却剂泵13在主冷却回路组件的分配系统的第二运行位置中不运行。相同情况可以设置成用于可机械驱动的第一冷却剂泵11，如果如优选地所设置的那样第二运行位置在机动车的E运行中设立并且因此燃烧发动机不投入运行，则这尤其适用。当已经存在针对至少一个借助于主冷却回路组件直接或间接地待冷却的功能部件的冷却功率需求时，则第二运行位置尤其可以被设立。在此，尤其是也可以存在针对电牵引马达3的冷却功率需求，该电牵引马达经由油管路46(参照图1)与变速器油冷却器20连接并且也与切换变速器5连接。
在根据图4的主冷却回路组件的分配系统的第三运行位置中，冷却剂或者不同的冷却剂流只能够在第一冷却回路中(根据主冷却回路组件8的分配系统的第一运行位置，带有切换阀27,28的相应的切换位置；参照图2)以及借助于第一冷却剂泵11在包括燃烧发动机2和发动机油冷却器19的且将冷却剂冷却器21排除在外的第三冷却回路中输送，其中，第三冷却回路与第一冷却回路分开。该第三运行位置在机动车的V运行中设置，在该V运行中，该机动车处于行驶运行中，其中，在行驶运行期间所需的行驶驱动功率至少部分地由燃烧发动机2提供。第三运行位置尤其可以在燃烧发动机2的冷起动之后设置。在第三运行位置中，一方面机动车的内部空间25可以借助于第一加热装置23和加热热交换器22根据第一运行位置调温，而燃烧发动机2可以并行地尽可能快速地被加热直至到达其理论运行温度范围。
在根据图5的主冷却回路组件8的分配系统的第四运行位置中，冷却剂能借助于第一冷却剂泵11并且按需要也借助于第二冷却剂泵12在包括燃烧发动机2、第一加热装置23和加热热交换器22的第四冷却回路中输送。该第四运行位置也可以尤其在机动车的V运行中设置，其中，然后燃烧发动机2的废热可以通过在加热热交换器22中的相应的热转移而用于机动车的内部空间25的调温。因此，当燃烧发动机2具有处于其理论运行温度范围内的运行温度时，那么第四运行位置尤其可以有利地被设定。在主冷却回路组件8的分配系统的第四运行位置中，冷却剂基本上不输送通过冷却剂冷却器21，其原因在于冷却剂冷却器21所具有的相对大的流动阻力。
反之，在根据图6的另外的第五运行位置中，冷却剂附加地也引导通过冷却剂冷却器21或者附加地(除了第四冷却回路以外)还引导通过包括冷却剂冷却器21和燃烧发动机2的另外的第五冷却回路(该第五冷却回路在燃烧发动机2的区域中与第四冷却回路集成地构造)，这通过分配装置26的如下功能位置实现，在该功能位置中，该分配装置对经由第三出口42的冷却剂流动相应地节流。该节流在此也可以是可变的，以便实现冷却剂到第四和第五冷却回路上的符合需求的分配。
第四或第五运行位置的选择在此尤其是可以根据如下来进行，即，燃烧发动机2的传递到冷却剂中的废热是否处于加热热交换器22的加热功率需求之上。
在根据图7的主冷却回路组件8的分配系统的附加的第六运行位置中，冷却剂借助于第三冷却剂泵13只能够在包括加热热交换器22和第二加热装置24的(第六)冷却回路中输送。该第六运行位置设置成用于机动车的非运行，以便实现停车加热功能。加热热交换器22的加热功率需求则借助于第二加热装置24满足，该第二加热装置例如由牵引电池4供应为此所需的电能。通过仅将加热热交换器22和第二加热装置24集成到相应小的第六冷却回路中，可以使该冷却回路的热质量保持尽可能小，从而可以将由第二加热装置24提供的加热功率的尽可能大的部分在加热热交换器22中用于机动车的内部空间25的调温。
副冷却回路组件9用于机动车的内燃机的废气涡轮增压器47以及借助于废气涡轮增压器47压缩的新鲜气体(增压空气)的直接调温，该增压空气为此被引导经过增压空气冷却器48，该增压空气冷却器（同样如废气涡轮增压器47的新鲜气体压缩机(未示出)那样）集成到内燃机的新鲜气体支路(未示出)中。废气涡轮增压器47或者至少一个构造在废气涡轮增压器中的冷却剂通道以及增压空气冷却器48在此集成到副冷却回路组件9的唯一的冷却回路的并行地伸延的区段中。在该冷却回路中此外还集成冷却剂冷却器49以及副冷却回路组件9的可电动马达驱动的冷却剂泵14。当燃烧发动机2投入运行时，冷却剂借助于冷却剂泵14至少有时候且以可适配的输送功率在副冷却回路组件9的冷却回路中输送。这尤其是可以与主冷却回路组件8连同与其相配的分配系统的运行相组合地在根据图4至6的第三至第五运行位置中设置。
附加冷却回路组件10(参照图8和9)用于牵引电池4、功率电子设备50和用于牵引电池4的充电设备51的直接调温。
在附加冷却回路组件10的分配系统的第一运行位置中（该分配系统仅包括唯一的切换阀54），根据图8，冷却剂能借助于附加冷却回路组件10的可电动马达驱动的第一冷却剂泵15在附加冷却回路组件10的包括功率电子设备50、充电设备51和冷却剂冷却器52的第一冷却回路中输送以及能借助于可电动马达驱动的第二冷却剂泵16在附加冷却回路组件10的包括牵引电池4和冷冻机53的第二冷却回路中输送。这实现了：特别温度敏感的牵引电池4符合需求地借助于冷冻机53或者借助于包括冷冻机53的制冷机(其余部分未示出)来冷却，而不太温度敏感的充电设备51和功率电子设备50可以按需要地借助于附加冷却回路组件10的冷却剂冷却器52冷却。
在附加冷却回路组件10的分配系统或者切换阀54的第二运行位置中，冷却剂根据图9只能够在附加冷却回路组件10的包括充电设备21、功率电子设备50、冷却剂冷却器52、冷冻机53和牵引电池4的第三冷却回路中输送。这实现了：牵引电池4以及充电设备51和功率电子设备50仅借助于冷却剂冷却器52冷却，这可以避免与制冷机的运行相关联的能量消耗。
附加冷却回路组件10的运行可以完全独立于主冷却回路组件8和副冷却回路组件9的可能的运行或非运行进行。
此外，机动车的冷却系统包括两个平衡容器55，所述两个平衡容器部分地以冷却剂填充并且部分地以空气填充。所述平衡容器55之一在此与主冷却回路组件8和副冷却回路组件9相关联，而另一个平衡容器与附加冷却回路组件10相关联。经由各一个连接管路56（该连接管路从相配的平衡容器55的容纳相应的冷却剂的(下部)区段5伸出），平衡容器55分别与相配的冷却回路组件8,9,10导引流体地连接。但如有可能，可以省却引导至副冷却回路组件9的连接管路56。此外，通风管路57将各个冷却回路组件8,9,10与分别相配的平衡容器55的容纳空气的(上部)区段连接。
根据图2至9中所示出的冷却系统的一种备选的设计方案可以设置成，来自发动机油冷却器19的冷却剂不引导至燃烧发动机2，而是导入到冷却剂管路中，该冷却剂管路从冷却剂冷却器21引导至分配装置的第三入口40。由此可以至少有时候实现通过发动机油冷却器19的提高的冷却剂质量流。
附图标记列表
1机动车的发动机舱
2燃烧发动机
3电牵引马达
4牵引电池
5切换变速器
6缸体壳体
7缸体盖
8主冷却回路组件
9副冷却回路组件
10附加冷却回路组件
11主冷却回路组件的第一冷却剂泵
12主冷却回路组件的第二冷却剂泵
13主冷却回路组件的第三冷却剂泵
14副冷却回路组件的冷却剂泵
15附加冷却回路组件的第一冷却剂泵
16附加冷却回路组件的第二冷却剂泵
17缸体壳体的冷却通道
18缸体盖的冷却通道
19发动机油冷却器
20变速器油冷却器
21主冷却回路组件的冷却剂冷却器
22加热热交换器
23第一加热装置
24第二加热装置
25机动车的内部空间
26主冷却回路组件的分配系统的分配装置
27主冷却回路组件的分配系统的第一切换阀
28主冷却回路组件的分配系统的第二切换阀
29分配装置的第一入口
30分配器
31加热热交换器的出口
32变速器油冷却器的出口
33分配装置的第一出口
34燃烧发动机的入口
35分配装置的第二入口
36缸体盖的出口
37缸体壳体的出口
38分配装置的第二出口
39冷却剂冷却器的入口
40分配装置的第三入口
41冷却剂冷却器的出口
42分配装置的第三出口
43第一加热装置的入口
44变速器油冷却器的入口
45主冷却回路组件的旁通管路
46油管路
47废气涡轮增压器
48增压空气冷却器
49副冷却回路组件的冷却剂冷却器
50功率电子设备
51充电设备
52附加冷却回路组件的冷却剂冷却器
53冷冻机
54附加冷却回路组件的分配系统的切换阀
55平衡容器
56连接管路
57通风管路
58分配装置的第一转动滑阀
59分配装置的第二转动滑阀
60分配装置的交叉分配器。

Claims (12)

1.一种机动车，带有：
- 内燃机，所述内燃机具有燃烧发动机(2)；
- 电牵引马达(3)；
- 牵引电池(4)；和
- 冷却系统，所述冷却系统包括主冷却回路组件(8)，所述燃烧发动机(2)、冷却剂冷却器(21)、加热热交换器(22)、(第一)加热装置(23)、油冷却器(20)和分配系统集成到所述主冷却回路组件中；
其特征在于，
- 在所述分配系统的第一运行位置中，冷却剂能够在包括
·所述加热热交换器(22)和
·所述(第一)加热装置(23)
的第一冷却回路中输送，
- 在所述分配系统的第二运行位置中，冷却剂能够在包括
·所述冷却剂冷却器(21)和
·所述油冷却器(20)
的第二冷却回路中输送，
- 在所述分配系统的第三运行位置中，冷却剂能够
·在所述第一冷却回路中和
·在包括所述燃烧发动机(2)且将所述冷却剂冷却器(21)排除在外的第三冷却回路中输送，并且
- 在所述分配系统的第四运行位置中，冷却剂能够在包括
·所述燃烧发动机(2)和
·所述加热热交换器(22)
的第四冷却回路中输送。
2. 根据权利要求1所述的机动车，其特征在于，所述油冷却器(20)经由油管路(46)与所述电牵引马达(3)连接。
3. 根据权利要求1或2所述的机动车，其特征在于，在所述分配系统的另外的运行位置中，冷却剂能够
-在所述第四冷却回路中以及
-在包括所述燃烧发动机(2)且包括所述冷却剂冷却器(21)的另外的冷却回路中
输送。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，附加地第二加热装置(24)集成到所述主冷却回路组件(8)中，其中，在所述分配系统的附加的运行位置中，冷却剂能够在包括所述加热热交换器(22)和所述第二加热装置(24)的附加的冷却回路中输送。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，所述分配系统包括分配装置(26)，所述分配装置：
-具有第一入口(29)，所述第一入口分别与所述加热热交换器(22)和所述油冷却器(20)的出口(30,31)连接；并且
-具有第一出口(33)，所述第一出口与所述燃烧发动机(2)的入口(34)连接，并且
-具有第二入口(35)，所述第二入口与所述燃烧发动机(22)的出口(36,37)连接；并且
-具有第二出口(38)，所述第二出口与所述冷却剂冷却器(21)的入口(39)连接；并且
-具有第三入口(40)，所述第三入口与所述冷却剂冷却器(21)的出口(41)连接；并且
-具有第三出口(42)，所述第三出口分别与所述第一加热装置(23)和所述油冷却器(20)的入口(43,44)连接。
6.根据权利要求5所述的机动车，其特征在于，借助于转动滑阀(58,59)能够建立且能够中断在所述分配装置26的至少一些所述入口(29,35,40)与所述出口(33,38,42)之间的导引流体的连接。
7. 根据权利要求5或6所述的机动车，其特征在于：
-所述分配系统的布置在所述加热热交换器(22)的所述出口(31)与所述分配装置(26)的所述第一入口(29)之间的第一控制阀(27)，以及
-所述分配系统的布置在所述分配装置(26)的所述第三出口(42)与所述油冷却器(20)的所述入口(44)之间的第二控制阀(28)。
8. 根据权利要求7所述的机动车，其特征在于：
-布置在所述第一控制阀(27)的出口与所述燃烧发动机(2)的所述入口(34)之间的第一冷却剂泵(11)，以及
-分别布置在一方面所述加热热交换器(22)和所述油冷却器(20)的所述出口(31,32)与所述第一控制阀(27)的入口之间的第二冷却剂泵(12)，以及
-如有可能布置在所述加热热交换器(22)的所述出口与所述第二加热装置(24)的入口之间的第三冷却剂泵(13)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于与所述主冷却回路组件(8)分开的副冷却回路组件(9)，在所述副冷却回路组件中，冷却剂能够在包括增压空气冷却器(48)和/或所述内燃机的废气涡轮增压器(47)以及冷却剂冷却器(49)的冷却回路中输送。
10.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于与所述主冷却回路组件(8)且如有可能与所述副冷却回路组件(9)分开的附加冷却回路组件(10)，用于所述牵引电池(4)的充电设备(51)和/或功率电子设备(50)以及所述牵引电池(4)、冷却剂冷却器(52)、冷冻机(53)和分配系统集成到所述附加冷却回路组件中，其中，
-在所述附加冷却回路组件(10)的所述分配系统的第一运行位置中，冷却剂：
·能够在包括所述充电设备(51)和/或所述功率电子设备(50)以及所述冷却剂冷却器(52)的第一冷却回路中输送，并且
·能够在包括所述牵引电池(4)和所述冷冻机(53)的第二冷却回路中输送；
并且
-在所述附加冷却回路组件(10)的所述分配系统的第二运行位置中，冷却剂能够在包括所述充电设备(51)和/或所述功率电子设备(50)以及所述牵引电池(4)、所述冷却剂冷却器(52)和所述冷冻机(35)的第三冷却回路中输送。
11. 根据权利要求10所述的机动车，其特征在于所述附加冷却回路组件的控制阀(54)，其中，
-所述控制阀(54)的入口与所述牵引电池(4)的出口连接；并且
-所述控制阀(54)的第一出口与所述冷冻机(53)的入口连接；并且
-所述控制阀(54)的第二出口与所述充电设备(51)和/或所述功率电子设备(51)的入口连接。
12.根据前述权利要求中任一项所述的机动车，其特征在于，所述主冷却回路组件(8)设计为高温冷却回路组件，并且所述副冷却回路组件(9)和/或所述附加冷却回路组件(10)设计为一个或多个低温冷却回路组件。
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