CN114364552A - 用于车辆的制冷剂回路和用于控制这种回路的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的热调节回路，所述回路包括第一热交换器(2)和第二热交换器(4)，所述第一热交换器和第二热交换器沿着旨在以该顺序通过它们的空气流的流通方向上串联设置，所述回路包括被环境空气流通过的第三热交换器(6)，所述回路被配置为允许制冷剂在第一热交换器(2)和第三热交换器(6)中串联流通，并且允许传热流体在第二热交换器(4)中流通。

Description

用于车辆的制冷剂回路和用于控制这种回路的方法

技术领域

本发明的领域是用于车辆(特别是用于机动车辆)的制冷剂回路领域。本发明还涉及一种用于控制这种回路的方法。

背景技术

机动车辆目前配备有制冷剂回路，用于加热或冷却车辆的各个区域或各个部件。特别地，已知的实践是这种制冷剂回路用于对送入车辆内部的空气流进行热处理。

在该回路的另一应用中，已知的做法是冷却用于向车辆的电动力传动系的部件提供能量的电存储装置，特别是能够使所述车辆移动的电马达，以及相关的电转换器，该电转换器旨在将由电存储装置输送的DC电流转换成用于给电马达供电的AC电流。因此，当在驱动阶段使用电存储装置时，制冷剂回路提供能够冷却电存储装置的能量。因此，制冷剂回路设计成冷却该电存储装置保持适中的温度。

将车辆的电存储装置连接到家用电网上持续多个小时来充电也是已知的做法。这种长时间充电技术允许电存储装置的温度保持在某个阈值以下，这允许省去用于冷却电存储装置的任何系统。

也可以采用快速充电技术。它包括以高电压和安培数对电存储装置充电，以便在几分钟的短时间内对电存储装置充电。这种快速充电导致电存储装置的加热，从而需要被冷却。这种加热控制部件的额定值，因为这是必须提供的冷却功率方面最严重的情况之一。例如，即使环境空气温度可能很高，例如40℃，它也必须能够耗散超过17kW。

对于必须提供的冷却功率方面最严重的条件而言的设备额定值中的另一个因素是以等于或接近最大可用功率的耗散功率操作。这对应于环境空气温度很高(即45℃)且可用于冷却的空气流的速度为3m/s的条件。然后，在冷却电转换器之后，要求用于冷却车辆电动力传动系部件的液体冷却剂的温度低于最大可允许温度Tmax(例如70℃)。

为了耗散需要移除的热量，每个回路包括交换器，该交换器用于分别在外部空气流与制冷剂流体和液体冷却剂之间进行热交换。为了优化热效率，理想的是每个交换器能够有环境空气流穿过它，即还没有通过另一交换器的空气流，此目的是避免穿过随后位于更下游的交换器的空气流的温度因被它上游的交换器加热而高于环境温度。

也就是说，在车辆中，这些交换器(顺便称为前端交换器)通常位于车辆的前部，在散热器格栅的后面，并且可用的表面积有限。因此，有必要在空气流的流通方向上将交换器一个接一个地定位，并且只有它们中位于最上游的交换器能够受益于环境空气，穿过位于更下游的交换器的空气流的温度高于环境空气的温度。

因此，第一选择是通过将相关的前端交换器定位在最前面(即根据空气流流通的方向定位在上游)来优先冷却液体冷却剂回路。制冷剂流体的冷却则受到限制，并且该回路的部件(特别是其压缩机)则需要过大尺寸，以便具有对它们可用的必要冷却功率。

另一选择是通过将相关的前端交换器定位在最前面(即根据空气流流通的方向定位在上游)来优先冷却制冷剂流体回路。也就是说，传热流体的冷却则受到限制。

已经设想了替代解决方案，其对应于以申请人公司名义的未公开专利申请。这包括在两个交换器(即与制冷剂流体回路相关的交换器和与液体冷却剂回路相关的交换器)之间共享最前面位置，并且将第二位置分配给专用于制冷剂流体的交换器。尽管它提供了显著改进，但该解决方案还可以进一步改进。

发明内容

本发明寻求至少部分地缓解上述问题，并且为此目的，在第一方面，提出了一种用于车辆的热调节的回路，所述回路包括第一和第二热交换器，所述第一和第二热交换器在旨在以此顺序穿过它们的空气流流通所沿的方向上串联定位，所述回路包括环境空气流意图穿过的第三热交换器，所述回路配置成允许制冷剂流体串联流通通过第一和第三交换器，并且允许传热流体流通通过第二交换器。

“环境空气流”是指在通过第三交换器之前既没有通过第一交换器也没有通过第二交换器的空气流。换句话说，当空气流穿过第三交换器时，相关的空气流处于环境温度，即处于车外空气的温度，因为它没有事先被另一交换器加热。

以这种方式，本发明提供了相对于制冷剂流体回路的高水平散热功率，特别是能够提供对应于恶劣使用条件的一个或多个操作点，比如能量存储装置的快速充电，并且借助于补充第一交换器的散热功率的第三热交换器来这样做，并且在第三交换器旨在与环境空气进行热交换的情况下更加有效地实现。同时，传热流体回路的散热能力通过第二交换器得以保持，第二交换器与它跟另一交换器共享可用前表面积的情况相比能够具有增加的前表面积。

根据本发明的回路还可以包括以下特征，这些特征单独地或者根据任何技术上可能的组合形成为本发明的许多实施例：

-所述回路配置成使得传热流体的流通允许冷却车辆的电动力传动系的一个或多个部件，

-所述回路配置成使得制冷剂流体通过第一和第三交换器的串联流通提供电能存储装置的所谓快速冷却和/或车辆内部的热处理。

-所述第一和第二热交换器意图定位在车辆的前部面，

-所述第一和第二热交换器具有基本相同的前表面积，

-所述第三交换器的前表面积小于第一和/或第二交换器的前表面积，

-所述第三交换器意图定位在车辆的前部面，根据穿过第一和第二交换器的空气流的流通方向在它们的上游，

-所述回路包括第四交换器，配置成使传热流体穿过它，

-所述回路配置成还选择性地允许传热流体流通通过第二热交换器和允许传热流体流通通过第二和第四热交换器，

-传热流体通过第二热交换器和通过第四热交换器的流通是串联的，

-第三交换器和第四交换器在空气流的流通方向上并排定位，

-所述第三交换器和所述第四交换器在一起考虑时具有与所述第一和/或所述第二热交换器的前表面积基本相同的前表面积，

-所述回路包括至少一个阀，用于根据所述传热流体的流通方向，选择性地将第二交换器下游的传热流体引向所述第四交换器或者引向车辆电动力传动系的一个或多个部件，

-所述回路配置成选择性地允许制冷剂流体流通通过第一交换器，或者制冷剂流体串联流通通过第一和第三交换器，

-所述回路配置成使得制冷剂流体通过第一热交换器的流通提供电存储装置的所谓操作冷却和/或车辆内部的热处理，

-所述回路包括被称为双流体热交换器的第五交换器，其配置成允许所述制冷剂流体和所述传热流体之间的热交换，

-所述回路包括旨在使传热流体穿过它的加热散热器，所述回路配置成使得在所述回路的至少一种操作模式下，流通通过双流体交换器的传热流体流通通过所述散热器，

-所述回路配置成使得，在至少一种操作模式下，所述第五交换器在制冷剂流体的流通方向上位于所述第一交换器的上游，

-所述回路包括配置用于分离所述制冷剂流体的气相和液相的瓶子，

-所述瓶子被结合到所述第一交换器中，

-所述瓶子在制冷剂流体的流通方向上位于所述第一交换器和所述第三交换器之间。

在本发明的另一方面，申请人已经注意到，在电池快速充电和以最大功率进行操作的条件在不同时间发生的情况下，可以采取另一种方法来优化散热。

因此，根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于控制车辆的热调节回路的方法，所述回路包括第一和第二热交换器，所述第一和第二热交换器在旨在以此顺序穿过它们的空气流流通所沿的方向上串联定位，所述回路还包括根据空气流的流通方向位于第一热交换器上游的附加热交换器，所述回路配置成允许制冷剂流体流通通过第一交换器并且允许传热流体流通通过第二交换器并通过附加交换器，所述方法包括根据回路的操作模式产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤。

换句话说，根据本发明的该方面，位于最前面的热交换器(即附加热交换器)并不总是有传热流体穿过它。因此，它不会加热入射空气流。因此，当附加热交换器没有传热流体穿过它时，例如当车辆静止且车辆电存储装置需要冷却时，可以保持制冷剂流体的良好散热能力。相反，当附加热交换器确实有传热流体穿过它时，传热流体提供的耗散功率被优化，并允许冷却车辆动力传动系，甚至在最恶劣的条件下，比如以最大功率操作时。

根据本发明的方法还可以包括以下特征，这些特征单独地或者根据任何技术上可能的组合形成为本发明的许多实施例：

-所述回路配置成使得穿过所述附加热交换器的空气流是环境空气流，

-所述方法包括控制与传热流体相关的至少一个参数的步骤，

-所述参数是传热流体的温度，

-根据所述参数的值执行产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤，

-通过将参数值与阈值进行比较来执行产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤，

-所述回路配置成使得传热流体的流通允许冷却车辆的电动力传动系的一个或多个部件，

-所述回路配置成使得传热流体的流通允许冷却电转换器，该电转换器旨在将由电存储装置输送的DC电流转换成用于给能够使所述车辆移动的电马达供电的AC电流，

-如果传热流体的温度稍微低于、等于或大于最大可允许温度，则产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤发生，

-所述方法包括选择性地允许传热流体流通通过第二交换器和允许传热流体流通通过第二交换器并通过附加热交换器的步骤，

-所述回路包括至少一个阀，用于根据所述传热流体的流通方向，选择性地将第二交换器下游的传热流体引向所述附加热交换器或者引向车辆电动力传动系的一个或多个部件，

-所述产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤包括以全有或全无模式和/或部分地打开/关闭所述阀的步骤，

-所述阀由恒温器和/或电子控制阀形成，

-传热流体通过第二热交换器和通过附加热交换器的流通是串联的，

-所述第一和第二热交换器具有基本相同的前表面积，

-所述附加交换器的前表面积小于或等于第一和/或第二交换器的前表面积，

-所述第一和第二热交换器以及所述附加热交换器意图定位在车辆的前部面，

-冷却流体在以下子步骤中被冷却：

子步骤(a)，其中，使用马达风扇单元来产生和/或加速所述空气流，和/或子步骤(b)，其中，通过打开旨在限制所述空气流的流速的一个或多个活动挡板或遮板来增加所述空气流通过的横截面，

子步骤(c)，其中，产生和/或增加通过所述附加热交换器的传热流体的流动。

-根据车辆的速度修改所述子步骤的顺序，

-当车辆速度高于阈值速度时，具有设想的初始情况，其中挡板或遮板关闭以使得所述空气流通过的横截面为零或最小，

-当车速高于阈值速度时，首先执行子步骤(c)，如果仍不足以达到所需的设定点，则随后执行子步骤(b)，

-当车辆静止和/或当车辆速度低于阈值速度时，首先执行子步骤(a)，然后，如果仍不足以达到所需的设定点，则执行子步骤(c),

-当车辆静止时和/或当车辆速度低于阈值速度时，如果在子步骤(a)结束时没有达到设定值，则执行子步骤(b)，并且如果在子步骤(b)结束时没有达到设定值，则执行子步骤(c)，

-如果尽管实施了子步骤(a)、(b)和(c)仍未达到设定点，则制冷剂流体流通环路上的负荷降低，

-根据环境温度调整车辆的所述阈值速度，

-所述回路包括被称为双流体交换器的交换器，其配置成允许所述制冷剂流体和所述传热流体之间的热交换，

-所述回路包括旨在使传热流体穿过的加热散热器，所述回路配置成使得在所述回路的至少一种操作模式下，流通通过双流体交换器的传热流体流通通过所述散热器，

-所述回路配置成使得，在至少一种操作模式下，双流体交换器在制冷剂流体的流通方向上位于所述第一交换器的上游，

-所述回路包括配置用于分离所述制冷剂流体的气相和液相的瓶子，

-所述瓶子被结合到所述第一交换器中。

本发明的该方面可以与本发明的第一方面相结合。所述回路则包括如上所述的第三热交换器。此外，附加热交换器对应于本发明的所述第一方面的第四交换器。

本发明还涉及一种热交换模块，其包括第一、第二以及第三热交换器和/或第四热交换器，即上述回路的附加热交换器。有利地，所述模块还包括允许选择性地引导第二交换器下游的传热流体的阀。

附图说明

通过阅读下面的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见，为了理解这些详细描述，请参考附图，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的第一回路的一个示例性实施例，该第一回路包括用于制冷剂流体流通的环路和用于传热流体流通的环路，

图2示意性地示出了根据图1的回路的第一操作模式的各种流体的流通，

图3示意性地示出了根据图1的回路的第二操作模式的各种流体的流通，

图4示意性地示出了根据图1的回路的第三操作模式的各种流体的流通，

图5是示出根据本发明的控制方法的一个示例性实施例的流程图。

具体实施方式

如图1至4所示，本发明涉及一种用于车辆(尤其是机动车辆)的热调节回路。它在该实例中包括用于制冷剂流体流通的环路，特别是闭合环路，以及用于传热流体的环路，特别是闭合环路。

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，也就是说制冷剂流体、传热流体、车辆内部的外部空气流和/或发送到车辆内部的内部空气流。

在图1中，制冷剂流体环路用实线表示，传热流体环路用虚线表示。在图2至4中，对于每个环路，它们各自的流体正穿过的部分用实线表示，没有流通流体的部分用虚线表示。此外，制冷剂流体的流通以其由箭头指示的流通方向示出。还可以使用不同线宽度的实线。更具体地，最厚的线对应于制冷剂流体回路的高压部分，中等厚度的线对应于中间部分，而最薄的线对应于低压部分。

下文中使用的标识符“第一”、“第二”等并不旨在指示它们所伴随的术语的层级或顺序。这些标识符用于区分它们所伴随的术语且可以互换，而不会缩小本发明的范围。

例如，在回路的温度和压力条件下，制冷剂流体是能够从液相转变为气相的流体，反之亦然。它可以是被称为R134a的流体，也可以是被称为R1234yf的流体。它甚至可以是基本保持气态的流体，比如R744。

传热流体例如是液体，特别是添加了防冻剂(比如乙二醇)的水。

所述回路包括第一热交换器2、第二热交换器4和第三热交换器6。所述回路配置成允许制冷剂流体串联流通通过第一和第三交换器2、6，并且传热流体流通通过第二交换器4。换句话说，在该实例中，第一和第三交换器在制冷剂流体流通环路中，而第二交换器4在传热流体环路中。

此外，第一交换器2和第三交换器6在空气流的流通方向上串联定位，如由F1标识的箭头所示，该空气流旨在以该顺序穿过它们。就其本身而言，第三热交换器6旨在使环境空气流穿过它，换句话说是还没有被第一和/或第二热交换器2和/或4加热的空气。如稍后将详细描述，在所示的实施例中，这与穿过第一和第二交换器2、4的是同一空气流F1，因此空气流F1以该顺序穿过第三交换器6、第一交换器2和第二交换器4。

通过关于制冷剂流体串联放置第一和第三热交换器2和6，获得了高散热功率，尤其是当第三热交换器6有新鲜空气穿过它时，且因此更有效地冷却制冷剂流体。制冷剂流体因此可以用于冷却车辆的各种部件或区域，即使在回路使用的最恶劣条件下。此外，第二交换器4可以用于使用传热流体冷却其他部件，这具有展现大的前表面积的可能性，因为它在空气流的流通方向上位于第一交换器2的下游。因此，该前表面积不与第三交换器6的前表面积干涉，该第三交换器6在空气流的流通方向上位于第一交换器2的上游，或者位于车辆中的其他地方，只要它能够有环境空气流穿过它。

如稍后将展开的，回路可以配置成使得制冷剂流体串联通过第一和第三交换器2和6不会系统地发生，而是仅在某些操作模式下发生。在所示的示例中就是这种情况，其中在图2和4的操作模式下发生串联流通，但在图3的操作模式下没有。

第一交换器2例如由气体冷却器或冷凝器形成。第三交换器6配置成例如在所述制冷剂流体已经穿过气体冷却器或冷凝器之后对其进行过冷。例如，这些可以是包括热交换芯管束和翅片的交换器。这些管用于制冷剂流体的流通。翅片与管接触并用于使空气流穿过它们。所述冷凝器具有用于制冷剂流体流通的一个或多个通道。

所述回路在此配置成使得传热流体的流通可以用于例如冷却车辆的电动力传动系的一个或多个部件，比如能够使所述车辆移动的电马达8，以及相关的电转换器10，其旨在将由电存储装置输送的DC电流转换成用于给电马达8供电的AC电流。为此，传热流体流通环路有利地包括根据传热流体的流通方向以此顺序穿过电转换器10和电马达8的第一支路12。作为替代，转换器10和/或马达8不具有直接穿过它们的传热流体，而是由辅助流体穿过，所述辅助流体通过由特定的辅助流体流通环路连接到相关部件的热交换器与传热流体进行热交换。

在所示的实施例中，这种冷却在图2所示的操作模式下发生。

所述回路此外在该实例中配置成使得制冷剂流体通过第一和第三交换器2和6的串联流通提供电能存储装置的所谓快速冷却和/或车辆内部的热处理。电能存储装置没有被这样描述。它可以与制冷剂流体流通环路的部件比如冷却器14直接接触。作为替代，它可以由辅助流体冷却，辅助流体本身与制冷剂流体进行热交换，例如通过所述冷却器14进行热交换。在图示的实施例中，见到称为电能存储装置的快速冷却的相关操作模式，参见图4。

作为优选，所述第一和第二热交换器2、4旨在定位在车辆的前部面，例如位于其散热器格栅的后面。它们有利地具有基本相同的前表面积，尤其使得每个可以占据最大的可用面积。前表面积是指交换器在垂直于空气流F1的平面中(即在基本平行于散热器格栅的平面中)的表面积。

有利地，如已经提到，所述第三交换器6也旨在定位在车辆的前部面，并且使空气流F1穿过它。因此，它在空气流的流通方向上位于第一和第二交换器2和4的上游。

根据这样的位置，所述第三交换器6的前表面积小于第一和/或第二交换器2、4的前表面积。也就是说，当第三交换器6位于另一个位置时，该特征也可以适用。在这点上，所述第三交换器6可以位于例如轮拱(wheel arc)中。它的前表面积则根据可用空间进行定制。

有利地，所述回路包括第四交换器16，其在该实例中位于第三交换器6旁边，使得第三和第四交换器6和16有平行穿过它们的所述空气流F1。作为优选，所述第三交换器6和所述第四交换器16在一起考虑时具有与所述第一和第二热交换器2和4的前表面积基本相同的前表面积。

第二交换器4例如由冷却散热器形成。它可够格用作低温散热器。第四交换器16配置成例如执行所述传热流体的附加冷却。它可够格用作非常低温交换器(very-low-temperature exchanger)。例如，这些可以是包括热交换芯管束和翅片的交换器。这些管用于冷却流体的流通。翅片与管接触且旨在使空气流穿过它们。

所述回路配置成还选择性地允许传热流体流通通过第二交换器4，而不通过第四交换器16，如图4中的情况，并且允许传热流体流通通过第二和第四热交换器4、16，如图2和3中的情况。换句话说，在该实例中，所述第四交换器16结合到传热流体流通环路中。当第四交换器16中没有传热流体的流通时，这提高了第一交换器2的效率，因为穿过第一交换器2的空气流则是环境温度下的空气流，至少在所述第一交换器2的面向第四交换器16的那部分上。当传热流体既流通通过第二交换器4和也流通通过第四交换器16时，这促进了传热流体流通环路在前部面散热的更大能力，特别是当第四交换器16具有穿过它的环境空气流时，如在所示的实施例中。

在该实例中，传热流体通过第二热交换器4和通过第四热交换器16的流通是串联的。作为替代，它是并联的。

所述回路还包括至少一个阀18，用于根据所述传热流体的流通方向，选择性地将第二交换器4下游的传热流体引向所述第四交换器16，如图2和3所示，或者直接引向回路的其余部分，如图4所示。这是例如三通阀，在该实例中具有第一入口、第二入口和公共出口。

所述第一入口例如连接到包括所述第二交换器4的冷却剂流体流通环路的第二支路22的部分20，所述部分20允许在离开第二交换器4之后所述第四交换器16被旁路。所述第二入口连接到第四热交换器16。所述公共出口特别地连接到所述冷却流体流通环路的第一支路12。

作为替代，所述阀18包括公共入口、第一出口和第二出口。入口则连接到第二交换器4，第一出口连接到冷却流体流通环路的第二支路22的部分20，而第二出口连接到第四热交换器16。

所述阀18特别地由恒温器和/或电子控制阀形成，允许在所述阀的第一和/或第二入口和公共出口之间和/或公共入口和第一和/或第二出口之间选择性地建立连通。

如上所述，作为优选，所述回路配置成允许制冷剂流体选择性地流通通过第一交换器2而不穿过第三交换器6，如图3所示，或者允许制冷剂流体串联流通通过第一和第三交换器2、6，如图2和4所示。这样，第三交换器6可以不被系统地使用，当散热需求被限制时，这对于限制制冷剂流体环路中的压降是潜在有利的。

这种操作模式例如用于电存储装置的所谓操作冷却，也就是说，与快速再充电的情况相比，这种冷却需要较少的散热，和/或用于车辆内部的热处理。例如，在热泵模式下操作的情况就是这样，如图3所示。在这样的实施例中，根据所示的实施例，从穿过第一交换器2的空气流F1中获取热能，并且如稍后将展开，该热能被恢复至图示为F2的空气流，该空气流旨在进入车辆内部以对其进行加热。所述回路因此配置成使得制冷剂流体流通通过第一热交换器2而不穿过第三热交换器6允许实现这样的结果。

作为优选，所述回路包括被称为双流体交换器的第五交换器24，其配置成允许在所述传热流体中的所述制冷剂流体之间的热交换。因此，这种交换器位于制冷剂流体环路和冷却流体环路二者中。例如，这是冷凝器，特别是叠板式冷凝器。

作为优选，所述回路，特别是所述传热流体流通环路，包括传热流体意图穿过的加热散热器26。所述回路配置成使得根据所述回路的至少一种操作模式，特别是上述热泵模式，在双流体交换器24中流通的传热流体流通通过所述加热散热器26。

在该模式下，如图3所示，热能取自穿过第一交换器2的空气流F1，并由所述交换器2传递至制冷剂流体。因此，该能量通过所述第五交换器24传递至冷却流体，并通过加热散热器26传递至旨在进入车辆内部的空气流F2。

作为优选，所述回路配置成使得，在至少一种操作模式下，根据制冷剂流体的流通方向，所述第五交换器24位于所述第一交换器2的上游。所涉及的操作模式例如是根据所示实施例的在图2中见到的空调模式，和/或电能存储装置的快速冷却模式(请记住这在图4中示出)。因此，在相关模式下，制冷剂流体经历所有以下情况：在第五交换器24中的预冷却；在第一交换器2中的冷却，可能具有相变；以及如果需要的话，在第三交换器6中的过冷。因此，制冷剂流体的焓的变化被优化，使得对于相同性能而言可以限制必须提供给制冷剂流体环路的功率量。

所述回路可以包括未示出的瓶子，其配置用于分离所述制冷剂流体的气相和液相。所述瓶子例如被结合到所述第一交换器2中，该第一交换器2则可以包括或者可以不包括在其芯束内的一个或多个过冷通道。在发生串联流通通过第一和第三交换器2和6的操作模式下，这种过冷与第三交换器6提供的冷却相结合。作为替代，所述瓶子在制冷剂流体的流通方向上位于所述第一和第三交换器2和6之间。所述瓶子有利地配备有过滤器和/或干燥剂。

根据所示的实施例，冷却流体流通环路包括已经提到的第一支路8和第二支路22，以及第三支路28和第四支路30，所有所述支路12、22、28、30彼此并行延伸。

第一支路12包括电转换器10和电马达8。它还包括用于使冷却流体流通的第一泵32。

第二支路22包括第二交换器4和三通阀18。与其部分20并行，它还包括配备有所述第四交换器16的子支路34。

第三支路28包括双流体交换器26和用于流通传热流体的第二泵36。

第四支路30包括第一双向阀38和加热散热器26。在该实例中，它还包括用于加热冷却流体的电加热装置40，如果需要，该电加热装置40将与加热散热器26结合使用。

所述冷却流体流通环路还可以包括第二双向阀42，其一方面位于第一和第二支路12和22之间，另一方面位于第二泵36的下游侧在第三和第四支路28和30之间。

所述回路，特别是所述制冷剂流体流通环路，包括允许所述制冷剂流体流通的压缩装置50。应当注意，压缩装置50可以采取电动压缩机的形式，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。

在所述压缩装置50的下游，所述制冷剂流体流通环路包括所述双流体交换器24、第三双向阀52、所述第一交换器2、所述第三交换器6、止回阀54、内部交换器58的第一通道56以及在各自的支路中彼此平行的蒸发器58和冷却器14，然后是内部交换器58的收集器60和第二通道62。这些部件在子环路中以此顺序相继出现，制冷剂流体在穿过内部交换器58的第二通道62之后通过该子环路返回到压缩装置50。

所述回路还包括第一、第二和第三旁路支路64、66和80，用于改变制冷剂流体的路径。

第一旁路支路64位于第一发散点68和第一会聚点70之间。第一发散点68位于第三双向阀52和第一交换器2之间。第一会聚点70位于止回阀54和内部交换器58的第一通道56之间。所述第一旁路支路64包括第一膨胀构件76。所述膨胀构件配置成选择性地完全打开所述第一旁路支路64，完全关闭所述第一旁路支路64，或者膨胀流通通过所述第一旁路支路64的制冷剂流体。

第二旁路支路66位于第二发散点72和第二会聚点74之间。第二发散点72位于双流体交换器24和第三双向阀52之间。第二会聚点74位于内部交换器58的第一通道56和上述子环路的允许蒸发器58和冷却器14被并行供应的部分(在该实例中是点)之间。所述第二旁路支路66包括第四双向阀78。

第三旁路支路80位于第三发散点82和第三会聚点84之间。第三发散点82位于第一交换器2和第三交换器6之间。第三会聚点84位于一方面上述子环路的允许离开蒸发器58和离开冷却器14的制冷剂流体被并行收集的部分(在该实例中是点)和另一方面收集器60之间。所述第三旁路支路80包括第五双向阀86。

制冷剂流体流通环路还包括第二和第三膨胀构件88和90，这些分别位于蒸发器58的和相关支路中的冷却器14的上游。所述膨胀构件配置成选择性地完全打开所述支路，完全关闭所述支路，或者膨胀流通通过所述支路的制冷剂流体。

根据图2所示的操作模式，该回路提供了空调模式和这样的模式：在后者模式下，由车辆的电动力传动系的一个或多个部件8、10释放的热量散发成使得将冷却流体冷却到转换器10下游的最大可允许温度Tmax以下，甚至在比如以最大功率操作的使用条件下也是如此。

在这种操作模式下，冷却流体在第一支路12、第二支路22中流通，经过子支路34，并在第三支路28中流通，但不流通通过第四支路30。如上所述，三通阀18打开以使冷却流体流通通过第四交换器16。第一双向阀38关闭。第二双向阀42打开。第一和/或第二泵32、36起作用。因此，冷却流体在环路中流通通过第一和第二支路12、22，使得由动力传动系8、10的部件释放的热量通过第二和第四交换器4、16耗散到空气中。如果冷却需求仍被限制，冷却流体可以穿过旁路部分20，而不是穿过子支路34。冷却流体也流通通过与第一支路12并行的第三支路28，以便允许在双流体交换器24处冷却制冷剂流体。

仍在该操作模式下，制冷剂流体遵循上述子环路。第四双向阀52打开，并且所述第二和第三膨胀构件88和90像膨胀阀一样操作。第一膨胀构件76关闭，第四双向阀78和第五双向阀86也关闭。由双流体交换器24执行的热量耗散到冷却流体中以及由第一和第三交换器2和6执行的热量耗散到空气流F1中一方面允许使用冷却器14冷却电能存储装置，另一方面允许使用蒸发器58冷却车辆内部的空气调节，所述蒸发器58冷却空气流F2，特别是在车辆移动的阶段。

根据图3所示的操作模式，如已经提及，该回路提供热泵模式，在该实例中不冷却电存储设备，即使热泵模式与使用所示回路的所述存储装置的操作冷却保持兼容。

在这种操作模式下，冷却流体在第一支路12、第二支路22中流通，经过子支路34，并在第三支路28和第四支路30中流通。如上所述，三通阀18打开以使冷却流体流通通过第四交换器16。第一双向阀38和第二双向阀42打开。第一和/或第二泵32、36起作用。因此，冷却流体在第三和第四支路28和30中的环路中流通，使得由双流体交换器24传递的热量通过加热散热器26耗散到空气流F2中，以为车辆内部供暖。通过第一支路12进行的流通与第三支路28中的流通并行，以便回收由电动力传动系的部件8、10释放的热量。作为替代，冷却流体通过第二支路22的流通可被切断，在该实例中使用所述三通阀18。

仍在这种操作模式下，制冷剂流体遵循与上述子环路不同的路径。第三双向阀52关闭，所述第二和第三膨胀构件88和90也关闭。第一膨胀构件76作为膨胀阀操作。第四双向阀78和第五双向阀86打开。因此，在压缩装置50的下游，制冷剂流体相继穿过所述双流体交换器24、第五双向阀52、内部交换器58的第一通道56、第一膨胀构件76、所述第一交换器2、所述第六阀86，然后穿过收集器60和内部交换器58的第二通道62。因此，第一交换器2用作蒸发器，并从空气流F1收集热量，该热量将通过双流体交换器24和加热散热器26传递至空气流F2。

根据图4所示的操作模式，如已经提及，该回路提供能量存储装置的快速冷却。这种操作通常发生在车辆静止且其他冷却要求或加热要求通常较低时。

在这种操作模式下，冷却流体在第二支路22中流通，经过所述部分20，并在第三支路28中流通，但既不流通通过第一支路12，也不流通通过第四支路30。如上所述，三通阀18打开以使冷却流体流通通过部分20。第一双向阀38关闭。第二双向阀42打开。第一部分32不起作用，而第二泵36起作用。这样，冷却流体在通过第二支路12和第三支路28的环路中流通，以提供通过双流体交换器24的最小冷却流体流，使得所述冷却流体不会在制冷剂流体散发的热量的作用下开始沸腾。

仍是这种操作模式，制冷剂流体遵循与图2的情况相同的路径，即上述子环路。由双流体交换器24执行的热量耗散到冷却流体中且由第一和第三交换器2和6执行的热量耗散到空气流F1中允许使用冷却器14快速冷却能量存储装置。

本发明的另一方面涉及一种用于控制用于车辆的热调节的回路的方法。这可以是所描述的回路，只要它包括所述第四交换器16，第四交换器16则够格用作根据本发明该方面的附加交换器。也就是说，更广泛地，所述方法也可以应用于没有第三交换器6的配置，然后环路的剩余部分有利地保持相同。

在没有所述第三交换器6的情况下，所述附加热交换器16优选地具有的前表面积基本等于第一和/或第二热交换器2、4的前表面积。

根据本发明的该另一方面，所述方法包括根据回路的操作模式产生或增加通过附加交换器16的传热流体流动的步骤。这样，不管第三交换器6是否可用，这都通过在必要时组合第二交换器4和附加交换器16来促进由冷却流体进行散热，如例如在图2的操作模式下的情况，以已经看到的方式，当所述附加热交换器16有环境空气流穿过它时，这更加有效。

更具体地，所述方法包括选择性地允许传热流体流通通过第二交换器4而不穿过附加交换器16以及传热流体流通通过第二交换器4并通过附加热交换器16的步骤。散热功率因此根据需求进行修改。

作为优选，所述方法包括控制与传热流体相关的至少一个参数的步骤。这尤其是传热流体的温度。

基于所述参数的值，特别是通过将该参数的值与阈值进行比较，来执行产生或增加附加交换器16中的传热流体流动的步骤。

举例来说，如果传热流体的温度稍微低于、等于或大于最大可允许温度，则发生产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤。

所述产生或增加附加交换器中的传热流体流动的步骤在该实例中包括以全有或全无模式和/或部分地打开/关闭所述三通阀18的步骤。

如图5所示，冷却流体在以下子步骤中被冷却：

-子步骤(a)，其中，使用马达风扇单元来产生和/或加速所述空气流，和/或子步骤(b)，其中通过打开旨在限制所述空气流的流速的一个或多个活动挡板或遮板来增加所述空气流通过的横截面，

-子步骤(c)，其中，产生和/或增加通过所述附加热交换器16的传热流体流动。

有利地，所述子步骤的顺序还可以根据车辆的速度来修改，特别是根据相对于阈值速度的车辆速度。

特别地，当车辆速度高于阈值速度时，具有设想的初始情况，其中挡板或遮板关闭以使得所述空气流通过的横截面为零或最小。

当车辆速度高于阈值速度时，首先执行子步骤(c)，如果仍不足以达到要求的设定点，则随后执行子步骤(b)。另一方面，子步骤(a)的作用很小。

接下来，在第一步骤100获取关于车辆的信息。在第二步骤102测量冷却流体的流速和温度以及空气流F1的速度和温度。在第三步骤104获取关于制冷剂流体流通环路的信息，然后在第四步骤106执行测试以检查液体冷却剂的温度高于设定点，可能包含测量不确定性。

如果第四步骤106的结果是否定的，监控继续，流通回到第一步骤100。

如果第四步骤106的结果是肯定的，则在第五步骤108执行测试以检查马达风扇单元的旋转速度是否是最大速度。

如果第五步骤108的结果是否定的，则增加马达风扇单元的速度，这在第六步骤110完成，并且监控继续，流通回到第一步骤100。

如果第五步骤108的结果是肯定的，则在第七步骤112执行测试以检查挡板或遮板是否打开至最大程度。

如果第七步骤112的结果是否定的，则增加挡板或遮板打开的程度，这在第八步骤114完成，并且监控继续，流通回到第一步骤100。

如果第七步骤112的结果是肯定的，则在第九步骤116执行测试以检查通过附加热交换器16的流速是否处于最大值。

如果结果是否定的，则增加通过附加热交换器16的流速，特别是使用上述三通阀18，这在一个或多个第十步骤118完成，并且监控继续，流通回到第一步骤100。

换句话说，当车辆静止和/或当车辆速度低于阈值速度时，首先执行子步骤(a)，然后，如果仍不足以达到所需的设定点，则执行子步骤(b)，并且然后，如果仍不足以达到所需的设定点，则执行子步骤(c)。

使用这种策略，即使在诸如以最大功率操作的PTC操作条件下，也优化将冷却流体的温度保持在转换器10下游的最大可允许温度Tmax以下的可能性。

如果没有达到这样的结果，无论是高速还是低速，仍可以降低制冷剂流体流通环路的操作负荷，例如通过限制压缩装置50的最大速度。

这在图5的实施例中示出，用于车辆低速移动的情况，且因此在第十一步骤120中示出。然后针对是否在第十二步骤122中使车辆空调的良好操作优先或者在第十三步骤124中使电存储装置的冷却优先做出选择。然后，在第十四步骤126中，调整制冷剂流体通过相关交换器的流通，随后监控继续，流通回到第一步骤100。

有利地，所述阈值车辆速度(即低于或高于该速度，步骤(a)、(b)和(c)的顺序发生变化)可以根据环境温度进行调节。

本发明还涉及未示出的热交换模块，包括第一、第二以及第三热交换器2、4和6和/或第四交换器16。所述模块还可以有利地包括三通阀18。

该模块包括例如框架，所述第一热交换器2、第二热交换器4、第三热交换器6、第四热交换器16和/或所述三通阀18固定在该框架上。所述框架配置成直接或间接地固定到车辆的底盘。

Claims (10)

1.一种用于车辆的热调节回路，所述回路包括第一热交换器(2)和第二热交换器(4)，所述第一热交换器和第二热交换器在空气流意图以该顺序穿过它们而流通所沿的方向上串联定位，所述回路包括第三热交换器(6)，环境空气流意图通过所述第三热交换器，所述回路被配置为允许制冷剂流体串联地流通通过所述第一热交换器(2)和第三交换器(6)并且允许传热流体流通通过所述第二交换器(4)。

2.根据权利要求1所述的回路，被配置为使得所述传热流体的流通允许冷却所述车辆的电动力传动系的一个或多个部件(8、10)，并且使得所述制冷剂流体通过所述第一交换器(2)和所述第三交换器(6)的串联流通提供电能存储装置的所谓快速冷却和/或车辆内部的热处理。

3.根据前述权利要求中任一项所述的回路，其中，所述第一热交换器(2)和所述第二热交换器(4)意图定位在所述车辆的前部面，并且具有基本相同的前表面积。

4.根据权利要求3所述的回路，其中，所述第三交换器(6)意图定位所述车辆的所述前部面上，根据空气流通过所述第一交换器(2)和所述第二交换器(4)的流通方向位于所述第一交换器(2)和所述第二交换器(4)的上游。

5.根据权利要求4所述的回路，包括第四交换器(16)，所述回路被配置为附加地选择性地允许所述传热流体经过所述第二交换器(4)的流通和所述传热流体经过所述第二热交换器(4)和第四热交换器(16)的流通。

6.根据权利要求5所述的回路，其中，所述第三交换器(6)和所述第四交换器(16)在所述空气流的流通方向上并排设置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的回路，被配置为选择性地允许所述制冷剂流体流通通过所述第一交换器(2)，或者允许所述制冷剂流体串联地流通通过所述第一交换器(2)和所述第三交换器(6)。

8.根据权利要求7所述的回路，被配置为使得所述制冷剂流体通过所述第一热交换器(2)的流通提供所述电存储装置的所谓操作冷却和/或车辆内部的热处理。

9.根据前述权利要求中任一项所述的回路，包括第五交换器(24)和加热散热器(26)，所述第五交换器被称为双流体热交换器，所述第五交换器被配置为允许所述制冷剂流体和所述传热流体之间的热交换，所述加热散热器旨在有所述传热流体通过，所述回路被配置为使得在所述回路的至少一种操作模式下，流通通过所述双流体交换器(24)的传热流体流通经过所述散热器(26)。

10.一种热交换模块，包括前述权利要求的回路的第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器。

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