CN115402058A - 用于机动车的调温系统 - Google Patents

用于机动车的调温系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115402058A
CN115402058A CN202210584252.8A CN202210584252A CN115402058A CN 115402058 A CN115402058 A CN 115402058A CN 202210584252 A CN202210584252 A CN 202210584252A CN 115402058 A CN115402058 A CN 115402058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coolant
circuit
coolant circuit
valve
integrated
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.)
Pending
Application number
CN202210584252.8A
Other languages
English (en)
Inventor
M·迪德里希
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen 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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of CN115402058A publication Critical patent/CN115402058A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • 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
    • B60H1/3205Control means therefor
    • 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
    • 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
    • B60H1/00278HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • 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
    • B60H1/004Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for vehicles having a combustion engine and electric drive means, e.g. hybrid electric vehicles
    • 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
    • B60H1/00485Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • 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
    • B60H1/00885Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • 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
    • B60H1/3227Cooling devices using compression characterised by the arrangement or the type of heat exchanger, e.g. condenser, evaporator
    • 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
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • 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
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/18Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P2005/105Using two or more pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/02Intercooler
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08Cabin heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/12Arrangements for cooling other engine or machine parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (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机动车的调温系统,所述调温系统包括:空调系统(1),其在制冷剂回路中集成压缩机(3)、冷凝器(5)和蒸发器(9);冷却系统(11),其在第一冷却剂回路(12)中集成要冷却的第一部件和第一冷却剂冷却器(13),且在第二冷却剂回路(17)中集成要冷却的第二部件和第二冷却剂冷却器(19);以及作为冷冻机(4)的热交换器,其具有第一热交换侧(4a)和第二热交换侧(4b),所述第一热交换侧集成到所述制冷剂回路中或能够借助第一阀装置(27)集成,所述第二热交换侧能够借助第二阀装置(21)不仅集成到第一冷却剂回路(12)中而且集成到第二冷却剂回路(17)中。

Description

用于机动车的调温系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的调温系统,该调温系统一方面包括用于按需求冷却多个部件、例如内燃机和增压空气冷却器的的冷却系统,以及用于按需求冷却应供应到机动车内部空间的空气的空调系统。
背景技术
这种调温系统由US2019/0375270A1已知。该调温系统还包括所谓的冷冻机,该冷冻机是如下热交换器,该热交换器以第一热交换侧集成到空调系统中并且以第二热交换侧集成到冷却系统中。由此,冷却系统的冷却剂可以按需求并且附加于借助冷却剂冷却器进行冷却而借助空调系统的制冷剂冷却,在该冷却剂冷却器中发生到环境空气上的热转移。
US2016/0082805A1公开了一种用于机动车的调温系统,在该调温系统中,空调系统的蒸发器和冷凝器分别集成到冷却系统的冷却剂回路中。
发明内容
本发明的任务在于,给出一种用于机动车的调温系统,该调温系统尽管设计简单但仍实现机动车的部件的有利的冷却。
所述任务在一种用于机动车的调温系统中实现,该调温系统一方面包括冷却系统,该冷却系统在第一冷却剂回路中集成了至少一个要至少暂时冷却的第一部件和第一冷却剂冷却器并且在第二冷却剂回路中集成了至少一个要至少暂时冷却的第二部件和第二冷却剂冷却器。在此,所述要冷却的第一部件/要冷却的第一部件优选地可以是内燃机或电动马达,尤其是电动牵引马达,借助所述内燃机或电动马达可以实现机动车的行驶驱动。所述要冷却的第二部件/要冷却的第二部件优选地可以是增压空气冷却器或电池、尤其是牵引电池,或电池充电器,借助该牵引电池可以为电动牵引马达的运行提供电能。此外,调温系统包括空调系统,该空调系统在制冷剂回路中集成了至少一个压缩机、冷凝器和蒸发器,以及优选地还集成了膨胀阀和/或干燥器。蒸发器尤其也可以用于按需求冷却要供应到机动车内部空间的空调空气。尤其是,冷凝器和/或蒸发器在此不能相应于第一冷却剂冷却器和/或第二冷却剂冷却器。冷凝器和/或第一冷却剂冷却器和/或第二冷却剂冷却器尤其可以设计为空气冷却的,从而实现从流过冷凝器和/或第一冷却剂冷却器和/或第二冷却剂冷却器的所述热交换侧或一热交换侧的制冷剂或冷却剂到环境空气上的热转移,该环境空气流过冷凝器和/或第一冷却剂冷却器和/或第二冷却剂冷却器的另一热交换侧,其中,该环境空气不设置用于供应至机动车的内部空间。此外,热交换器设置为冷冻机,其具有第一热交换侧和第二热交换侧,该第一热交换侧集成到制冷剂回路中或能够借助第一阀装置集成,该第二热交换侧能够借助第二阀装置不仅集成到第一冷却剂回路中而且集成到第二冷却剂回路中。
如下部件的流体互连理解为“冷却剂回路”或“制冷剂回路”,在所述部件中可以按需求实现冷却剂或制冷剂的回路,其中,冷却剂或制冷剂能够流过集成到相应回路中的部件或在相应系统运行时流过集成到相应回路中的部件。
尽管结构构造相对简单,但根据本发明的调温系统仍实现借助流过相应冷却剂回路的冷却剂不仅冷却集成到第一冷却剂回路中的要冷却的部件而且冷却集成到第二冷却剂回路中的要冷却的部件,其中,冷却功率在此不仅通过相应的冷却剂冷却器提供,而且按需求也通过冷冻机提供。因此,可以按需求实现针对两个冷却剂回路的特别高的冷却功率。
按照根据本发明的调温系统的一种设计方式,所述冷冻机的第二热交换侧不仅到第一冷却剂回路中而且到第二冷却剂回路中的可集成性仅选择性地实现或不能同时实现,从而可以实现调温系统的相对简单的设计,尤其是在第二阀装置方面相对简单的设计。
与此相对,集成到冷却系统中的部件的更灵活的冷却可以通过以下方式实现:第二阀装置如此设计,使得所述热交换器的第二热交换侧不仅到第一冷却剂回路中而且到第二冷却剂回路中的可集成性(也就是,除了两个冷却剂回路的单个集成的基本可能性之外)同时实现。
优选地,加热热交换器可以集成到第一冷却剂回路中或能够借助第三阀装置集成。该加热热交换器可用于按需求加热应供应到机动车的内部空间的空气。因此,调温系统不仅实现借助空调系统冷却机动车的内部空间,而且实现借助冷却系统的废热来加热机动车的内部空间。
第二阀装置和/或第三阀装置可以优选地设计为旋转滑阀,从而也能以相对简单的方式实现集成到冷却系统中的部件的相对复杂的互连。对此备选地,第二阀装置和/或第三阀装置也可以具有一个或多个传统的、可主动操控的切换阀或比例阀。
根据本发明的调温系统或其冷却系统可以优选地包括至少一个绕过第二阀装置的冷却剂旁通管路,从而在穿流第二阀装置时(将)产生的流动损失可以保持低或被避免,如果没有冷却剂或只有一部分冷却剂经由冷冻机被引导。冷却剂旁通管路可以优选地仅绕过第二阀装置并且因此也不能绕过冷却系统的所提及的要冷却的部件之一。这种冷却剂旁通管路可以特别优选地设置为第一冷却剂回路的一部分,因为第一冷却剂回路可以设计用于冷却剂的相对大的最大质量流。因此有利的可以是,如果这不是要求的,则在需要时不将在第一冷却剂回路中流动的冷却剂的至少一部分流量或还有全部流量经由第二阀装置引导。替代地或补充地,这样的冷却剂旁通管路也可以设置为第二冷却剂回路的一部分。
一方面,冷却剂旁通管路可以不包括旁通阀,从而根据一方面冷却剂旁通管路和另一方面经由第二阀装置的流动路径所引起的不同的流动阻力,总是至少一部分冷却剂经由冷却剂旁通管路被引导。当通过冷冻机提供的冷却功率基本上不那么高,从而为了利用这种冷却功率需要将可流过相应冷却剂回路的冷却剂的全部质量流也经由冷冻机引导时,则这种设计方案可以尤其是有意义的。因此,由于穿流冷冻机以及为了将该冷冻机按需求接入到冷却剂回路中所设置的第二阀装置而产生的流动损失可以保持相对低。
然而按照根据本发明的调温系统的一种设计方式,冷却剂旁通管路还可以包括旁通阀,从而可以根据需求并且因此可以尽可能最优地控制,冷却剂是否以及以何种程度经由第二阀装置和如有可能还有冷冻机被引导。
此外,根据本发明的调温系统或空调系统的制冷剂回路可以包括绕过冷冻机的第一热交换侧的制冷剂旁通管路,从而由于穿流冷冻机的第一热交换侧(将)产生的流动损失可以保持低或被避免,如果冷冻机不用于或仅在相对较小的程度上用于为冷却系统提供附加的冷却功率,这可以借助第一阀装置控制。制冷剂旁通管路可以优选地仅绕过冷冻机的第一热交换侧并且因此也不能绕过空调系统的所提及的其它部件中之一。
按照根据本发明的调温系统的一种设计方式,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路可以完全分开。这理解为,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路不包括整体式区段,即没有如下区段,该区段同时是两个冷却剂回路的一部分。然而在此,分开的各冷却剂回路可以与共同的补偿容器间接地连接,尤其是经由分别至少一个基本上只引导冷却剂的补偿管路和分别至少一个基本上只引导空气的通风管路间接地连接。然而,如下设计方案也是可行的,在该设计方案中,每个冷却剂回路配属有自身的补偿容器。用于冷却系统的冷却剂的储存器在此被理解为“补偿容器”,其用于通过补偿容器中冷却剂的液位的变化补偿冷却剂的尤其是由温度引起的体积变化。为此,这种补偿容器可以部分地填充有冷却剂并且部分地填充有气体、尤其是空气。如果调温系统如此设计,使得冷冻机的第二热交换侧可以同时不仅集成到第一冷却剂回路中而且集成到第二冷却剂回路中,则可以优选地设置成,第一冷却剂回路和第二冷却剂回路除了在第二阀装置的冷却剂排出部和冷却剂进入部之间延伸的(尤其是仅)包括冷冻机的整体式区段之外分开地设计。
冷却剂回路的分开设计实现:为包含在冷却剂回路中的不同的冷却剂量设置不同的运行温度范围,其中,运行温度尤其能够在相应的冷却剂冷却器的下游确定。然后,第一冷却剂回路优选地可以是高温冷却剂回路并且第二冷却剂回路可以是低温冷却剂回路,从而针对在第一冷却剂回路中包含的冷却剂的温度的限定的运行温度范围高于针对在第二冷却剂回路中包含的冷却剂的温度的限定的运行温度。在此,高温冷却剂回路的运行温度范围的下限值可以低于或优选地高于低温冷却剂回路的运行温度范围的上限值。
如果根据本发明的调温系统包括内燃机,则该内燃机可以是例如(自点火和质量调节的)柴油发动机或(外部点火和数量调节的)奥托发动机或其组合,例如具有均匀压缩点火的内燃机。内燃机在此不仅能以液态燃料(即柴油或汽油)而且以气态燃料(尤其是天然气、液化天然气LNG或液化石油气LPG)运行。
本发明还涉及具有根据本发明的调温系统的机动车,尤其是基于轮的和非结合轨道的机动车(优选乘用车或载货车)。
附图说明
下面借助附图中所示的实施例更详细地阐释本发明。附图中分别以简化图示示出:
图1示出处于第一运行状态下的根据第一设计形式的根据本发明的调温系统;
图2示出处于第二运行状态下的调温系统;
图3示出处于第三运行状态下的调温系统;
图4示出根据第二设计形式的根据本发明的调温系统;
图5示出根据第三设计形式的根据本发明的调温系统;
图6示出根据第四设计形式的根据本发明的调温系统;以及
图7示出根据第五设计形式的根据本发明的调温系统。
具体实施方式
图1至图3示出根据第一实施方式的根据本发明的调温系统,该调温系统用于其余部分未示出的机动车。
调温系统包括空调系统1,该空调系统一方面用于按需求冷却(空调)空气10,该空气应被供应到机动车的内部空间。为此,空调系统1包括压缩机3,该压缩机可以例如通过电动马达或借助机动车的内燃机2驱动,借助该压缩机可以将处于气态状态下的制冷剂压缩。压缩的气态的制冷剂接着经由用作冷冻机4的热交换器的第一热交换侧4a并且接着经由冷凝器5被引导,从而制冷剂被冷却到使该制冷剂冷凝的程度。在此,进行从制冷剂到(冷却)空气6上的热转移,该空气流过冷凝器5并围绕冷凝器流动。液态的制冷剂然后引导通过干燥器7,并且接着通过膨胀阀8,借助该膨胀阀使制冷剂雾化。接着进行至蒸发器9的供应,在该蒸发器中,雾化的制冷剂由于压力水平的突然下降而蒸发,其中,热能被流过蒸发器9并围绕蒸发器流动的空调空气10吸收。接着,气态的制冷剂又经由膨胀阀8被引导,膨胀阀由此根据气态的制冷剂的压力和温度如此自动调节来自干燥器7的液态的制冷剂膨胀所经过的流动横截面,使得刚好与在当前运行状态下可以蒸发的一样多的液态的制冷剂被供应到蒸发器9。
调温系统还包括冷却系统11,该冷却系统在第一冷却剂回路12中集成内燃机2作为要冷却的部件和第一冷却剂冷却器13。此外,由第一冷却剂回路12包括加热热交换器14,其中,加热热交换器14和内燃机2在第一冷却剂回路12中并联连接。借助呈主动可操控的旋转滑阀形式的(第三)阀装置15可以按需求促使将冷却剂配属到仅包括内燃机2的分支或包括加热热交换器14和还有内燃机2的分支上。经由仅包括内燃机2的分支引导的冷却剂经由内燃机2的第一冷却剂进入部2a流动到构造在内燃机2中的冷却剂通道(未示出)中,并且再次经由内燃机2的冷却剂排出部2b离开所述冷却剂通道。而经由还集成了加热热交换器14的分支被引导的冷却剂在流过加热热交换器14之后经由内燃机2的第二冷却剂进入部2c流动到内燃机1的冷却剂通道中,并且经由内燃机2的冷却剂排出部2b再次引走。在此,冷却剂的输送可以经由主冷却剂泵进行,该主冷却剂泵集成到第三阀装置15中并且该主冷却剂泵可以借助内燃机2或借助电动马达驱动。此外,设置有附加冷却剂泵16,该附加冷却剂泵在加热热交换器14的上游集成到第一冷却剂回路12的也包括加热热交换器14的分支中。该附加冷却剂泵16确保了在冷却剂一方面到仅包括内燃机2的分支上和另一方面到还集成了加热热交换器14的分支上的配属方面的相对大的灵活性。附加冷却剂泵16还实现在主冷却剂泵由内燃机2驱动的情况下在内燃机2不运行时输送冷却剂,例如用于内燃机2的再冷却和/或用于加热要供应到机动车的内部空间的空调空气10。
冷却系统11还包括第二冷却剂回路17,第二冷却剂回路具有作为要冷却的部件的增压空气冷却器18、第二冷却剂冷却器19和冷却剂泵20。在内燃机2运行时,增压空气冷却器18用于冷却被供应到内燃机2以用于与燃料一起燃烧的新鲜气体。
冷却系统11还包括呈旋转滑阀形式的(第二)阀装置21,该阀装置不仅集成到第一冷却剂回路12中而且集成到第二冷却剂回路17中,并且借助该阀装置,冷冻机4的第二热交换侧4b能够集成到第一冷却剂回路12中以及第二冷却剂回路17中。为此,第二阀装置21包括第一冷却剂进入部21a、第二冷却剂进入部21b、第三冷却剂进入部21c、第一冷却剂排出部21d、第二冷却剂排出部21e和第三冷却剂排出部21f。第二阀装置21的第一冷却剂进入部21a与第一冷却剂冷却器13的冷却剂排出部13a流体导引连接,并且第二阀装置21的第一冷却剂排出部21d与第三阀装置15的第一冷却剂进入部15a流体导引连接。第二阀装置21的第二冷却剂进入部21b与第二冷却剂冷却器19的冷却剂排出部19a连接,并且第二阀装置21的第二冷却剂排出部21e与第二冷却剂回路17的冷却剂泵20的冷却剂进入部20a连接。第二阀装置21的第三冷却剂排出部21f与冷冻机4的第二热交换侧4b的冷却剂进入部4b1流体导引连接,并且第二阀装置21的第三冷却剂进入部21c与冷冻机4的第二热交换侧4b的冷却剂排出部4b2流体导引连接。
在内燃机2运行时,要冷却的部件、即内燃机2和增压空气冷却器18(或流过增压空气冷却器的增压空气22)通过在冷却剂回路12、17中流动的冷却剂进行冷却,其中,冷却剂的再冷却(如果足够的话)仅通过将热转移到流过冷却剂冷却器13、19的冷却空气6上来引起。如果对于要供应到机动车的内部空间的空调空气10存在加热需求,则可以同时借助第三阀装置15按需求将在第一冷却剂回路12中流动的冷却剂部分地或完全地经由加热热交换器14引导。图1示出第二阀装置21的相应的运行位置,在该运行位置中,该第二阀装置在第一冷却剂进入部21a和第一冷却剂排出部21d之间以及在第二冷却剂进入部21b和第二冷却剂排出部21e之间引起直接的流体导引连接。如果在该运行状态下对于要供应到机动车的内部空间的空调空气10存在冷却需求,则空调系统1可以根据该冷却需求运行。通过空调系统1的运行基本上借助冷冻机4针对冷却系统的冷却剂所提供的冷却功率在此由于冷冻机5的第二热交换侧4b被排除在冷却系统11的冷却剂回路12、17之外而没有被利用。由此,空调系统1的压缩机3能以尽可能小的仅由针对空调空气10的冷却需求决定的功率运行,这在为此所需的能量消耗具方面产生有利作用。
如果冷却功率可以合理地用于增压空气冷却器18,该冷却功率不能通过借助第二冷却剂冷却器19仅再冷却在第二冷却剂回路17中流动的冷却剂来实现,则可以根据图2设置成,通过相应调节第二阀装置21将该阀装置21的第二冷却剂进入部21b与第三冷却剂排出部21f流体导引连接并且将第三冷却剂进入部21c与第二冷却剂排出部21e流体导引连接,从而冷冻机4的第二热交换侧4b接入到第二冷却剂回路17中。而在第二阀装置21的第一冷却剂进入部21a和第一冷却剂排出部21d之间的直接的流体导引连接得到保持,从而冷冻机4也没有集成到第一冷却剂回路12中。通过这种借助冷冻机4对在第二冷却剂回路17中流动的冷却剂进行的附加的再冷却(在专门运行的空调系统1或也为此运行的空调系统1的情况下)可以实现针对供应给内燃机2的增压空气22的提高的冷却功率。这可以尤其是在内燃机2(尤其是具有至少200kW额定功率或至少100kW每升排量的特定额定功率的相对功率强的内燃机2)以满负荷(和尤其是还在满负荷时在结合机动车的相对低的速度和因此冷却剂冷却器13、19的相对低的冷却功率的情况下)运行时设置。由此,可以使得内燃机2能够尤其是在外部点火设计的情况下,还有在这种以化学计量燃烧空气比(λ=1)的满负荷运行时运行,这可以在内燃机2或包括内燃机2的燃烧机器的有害物质排放行为方面产生有利作用。这种化学计量的满负荷运行可以尤其是在集成到未示出的燃烧机器的排气系中的三元催化器和/或颗粒过滤器的有效性方面产生有利作用。
根据图3,借助冷冻机4也可以实现针对在第一冷却剂回路12中流动的冷却剂和因此(还)针对集成在其中的内燃机2的附加的冷却功率,为此通过第二阀装置21的相应位置,第二阀装置21的第一冷却剂进入部21a与第三冷却剂排出部21f流体导引连接并且第三冷却剂进入部21c与第一冷却剂排出部21d流体导引连接。此外,在第二阀装置21的该运行位置中,在第二冷却剂进入部21b和第二冷却剂排出部21e之间存在直接的流体导引连接。冷冻机4由此被集成到第一冷却剂回路12中,但被排除在第二冷却剂回路17之外。通过冷冻机4提供的附加的冷却功率尤其可以在内燃机2的异常高的且通常仅很少和/或短时间存在的冷却需求时使用,例如在以满负荷运行同时机动车的行驶速度相对低时(例如在机动车进行上坡行驶时)。由于针对流过第一冷却剂回路12的冷却剂而言总体所需的再冷却功率的份额则通过冷冻机4或经由冷冻机4通过空调系统1满足,因此可实现:使第一冷却剂冷却器13和尤其是还有与第一冷却剂冷却器13(并且优选也同时与第二冷却剂冷却器19以及冷凝器5)相配属的鼓风机(未示出)尺寸设计成相对功率弱,这在针对鼓风机的空间需求方面以及在针对鼓风机的电功率需求方面可以产生有利作用。如果设置成空调系统1的压缩机3借助内燃机2驱动,则电功率需求的这种降低在设计为混合动力车辆时在机动车的纯电动续驶里程方面也可以产生有利作用。
如果机动车如此运行使得可以借助冷冻机4提供的附加的冷却功率不仅可以合理地用于第一冷却剂回路12而且可以用于第二冷却剂回路17或用于分别集成在第一冷却剂回路和第二冷却剂回路中的要冷却的部件,则可以设置成,第二阀装置21在根据图2和图3的运行位置之间多次地或循环地切换。但原则上,为此第二阀装置21的如下设计方案也是可行的,在该设计方案中,冷冻机4的第二热交换侧4b将同时不仅集成到第一冷却剂回路12中而且集成到第二冷却剂回路17中。然而,在此不利的是一方面源自第一冷却剂回路12和另一方面源自第二冷却剂回路17的冷却剂在冷冻机4中的混合。这种混合尤其是在如其优选设置的那样,第一冷却剂回路12设计为高温冷却剂回路并且第二冷却剂回路17设计为低温冷却剂回路,从而在第一冷却剂回路12中流动的冷却剂的所设置的运行温度范围高于在第二冷却剂回路17中流动的冷却剂的所设置的运行温度范围时则可能是不利的。为了针对在不同的冷却剂回路12、17中流动的冷却剂量实现不同的运行温度范围,根据图1至3的冷却系统的冷却剂回路12、17分开地设计。在此,这些冷却剂量的混合仅以很小的程度在与两个冷却剂回路12、17连接的补偿容器23中进行。为此,补偿容器23的在重力方向上处于下部的包含冷却剂的区段经由第三阀装置15内的连接管路24与两个冷却剂回路12、17连接。此外,补偿容器23的处于上部的包含空气的区段经由多个通风管路25与两个冷却剂回路12、17的不同区段连接。
图4示出根据本发明的调温系统的一种备选的设计方式。该调温系统与根据图1至图3的调温系统的不同之处在于,空调系统1包括仅绕过冷冻机4的第一热交换侧4a的制冷剂旁通管路26,其中,借助呈可主动操控的开关或比例阀形式的(第一)阀装置27能够控制以何种程度使制冷剂经由冷冻机4和/或制冷剂旁通管路26引导。例如,通过这种设计实现:当空调系统1运行以冷却要供应到机动车辆的内部空间的空调空气10,而同时不存在通过冷冻机4提供用于冷却系统11的冷却剂的冷却功率的需求时,制冷剂则不经由冷冻机4的第一热交换侧4a被引导。
图5中所示的根据本发明的调温系统的设计方式与根据图1至图3的调温系统的不同之处在于,第一冷却剂回路12包括仅绕过第二阀装置21的制冷剂旁通管路28,该制冷剂旁通管路没有配属旁通阀。由此,当第二阀装置21如图5中所示如此调节使得冷冻机4的第二热交换侧4b集成到第一冷却剂回路12中时,在第一冷却剂回路12中流动的冷却剂的一部分则也绕过冷冻机4的第二热交换侧4b。
图6示出根据本发明的调温系统的一种设计方式,该调温系统基本上相应于图5的设计方式,其中然而冷却剂旁通管路28配属有可主动操控的旁通阀29。由此,当冷冻机4的第二热交换侧4b通过第二阀装置21的相应位置集成到第一冷却剂回路12中时,那么可以控制冷却剂是否以及以何种程度也经由冷却剂旁通管路28被引导。
根据图7的根据本发明的调温系统的设计方式结合了根据图4和5的调温系统的区别特征(与根据图1至3的调温系统相比)。但根据另一种备选的设计方式(未示出),根据图7的调温系统的冷却剂旁通管路28也可以配属有根据图6的旁通阀29。
附图标记列表
1 空调系统
2 内燃机
2a 内燃机的第一冷却剂进入部
2b 内燃机的冷却剂排出部
2c 内燃机的第二冷却剂进入部
3 压缩机
4 冷冻机
4a 冷冻机的第一热交换侧
4b 冷冻机的第二热交换侧
4b1 冷冻机的第二热交换侧的冷却剂进入部
4b2 冷冻机的第二热交换侧的冷却剂排出部
5 冷凝器
6 冷却空气
7 干燥器
8 膨胀阀
9 蒸发器
10 空调空气
11 冷却系统
12 第一冷却剂回路
13 第一冷却剂冷却器
13a 第一冷却剂冷却器的冷却剂排出部
14 加热热交换器
15 具有第一冷却剂回路的集成的主冷却剂泵的第三阀装置
15a 第三阀装置的第一冷却剂进入部
16 第一冷却剂回路的附加冷却剂泵
17 第二冷却剂回路
18 增压空气冷却器
19 第二冷却剂冷却器
19a 第二冷却剂冷却器的冷却剂排出部
20 第二冷却剂回路的冷却剂泵
20a 第二冷却剂回路的冷却剂泵的冷却剂进入部
21 第二阀装置
21a 第二阀装置的第一冷却剂进入部
21b 第二阀装置的第二冷却剂进入部
21c 第二阀装置的第三冷却剂进入部
21d 第二阀装置的第一冷却剂排出部
21e 第二阀装置的第二冷却剂排出部
21f 第二阀装置的第三冷却剂排出部
22 增压空气
23 补偿容器
24 连接管路
25 通风管路
26 制冷剂旁通管路
27 第一阀装置
28 冷却剂旁通管路
29 旁通阀。

Claims (10)

1.一种用于机动车的调温系统,所述调温系统包括:
•空调系统(1),所述空调系统在制冷剂回路中集成压缩机(3)、冷凝器(5)和蒸发器(9),
•冷却系统(11),所述冷却系统
-在第一冷却剂回路(12)中集成要冷却的第一部件和第一冷却剂冷却器(13),并且
-在第二冷却剂回路(17)中集成要冷却的第二部件和第二冷却剂冷却器(19),以及
•作为冷冻机(4)的热交换器,其具有
-第一热交换侧(4a),所述第一热交换侧集成到所述制冷剂回路中或能够借助第一阀装置(27)集成,以及
-第二热交换侧(4b),所述第二热交换侧能够借助第二阀装置(21)不仅集成到所述第一冷却剂回路(12)中而且集成到所述第二冷却剂回路(17)中。
2.根据权利要求1所述的调温系统,其特征在于,要冷却的第一部件是内燃机(2)或电动马达和/或要冷却的第二部件是增压空气冷却器(18)或电池或电池充电器。
3.根据权利要求1或2所述的调温系统,其特征在于,所述第二阀装置(21)如此设计,使得所述冷冻机(4)的第二热交换侧(4b)不仅到所述第一冷却剂回路(12)中而且到所述第二冷却剂回路(17)中的可集成性仅选择性地实现。
4.根据前述权利要求中任一项所述的调温系统,其特征在于,加热热交换器(14)被集成到所述第一冷却剂回路(12)中或能够借助第三阀装置(15)集成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的调温系统,其特征在于,所述第二阀装置(21)和/或所述第三阀装置(15)设计为旋转滑阀。
6.根据前述权利要求中任一项所述的调温系统,其特征在于,所述第一冷却剂回路(12)包括绕过所述第二阀装置(21)的冷却剂旁通管路(28)。
7.根据权利要求6所述的调温系统,其特征在于,所述冷却剂旁通管路(28)不包括旁通阀。
8.根据权利要求6所述的调温系统,其特征在于,所述冷却剂旁通管路(28)包括旁通阀(29)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的调温系统,其特征在于,所述制冷剂回路包括绕过所述冷冻机(4)的第一热交换侧(4a)的制冷剂旁通管路(26)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的调温系统,其特征在于,所述第一冷却剂回路(12)和所述第二冷却剂回路(17)设计成完全分开的或仅在包括所述冷冻机(4)的并且从所述第二阀装置(21)的冷却剂排出部(21f)引导至所述第二阀装置(21)的冷却剂进入部(21c)的区段中整体式地设计。
CN202210584252.8A 2021-05-27 2022-05-27 用于机动车的调温系统 Pending CN115402058A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021205405.6A DE102021205405A1 (de) 2021-05-27 2021-05-27 Temperiersystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlsystem, einem Klimasystem und einem Chiller
DE102021205405.6 2021-05-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115402058A true CN115402058A (zh) 2022-11-29

Family

ID=83997323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210584252.8A Pending CN115402058A (zh) 2021-05-27 2022-05-27 用于机动车的调温系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115402058A (zh)
DE (1) DE102021205405A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011107540B4 (de) 2011-07-16 2013-05-23 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens in einem Sportbetriebsmodus
DE102014113526A1 (de) 2014-09-19 2016-03-24 Halla Visteon Climate Control Corporation Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102016003076B4 (de) 2016-03-12 2021-09-02 Audi Ag Temperierungssystem für eine Hybridantriebsvorrichtung sowie Verfahren zum Betreiben eines Temperierungssystems
DE102019207993A1 (de) 2018-06-08 2019-12-12 Mahle International Gmbh Thermomanagementsystem für ein Fahrzeug
DE102018212691A1 (de) 2018-07-30 2020-01-30 Mahle International Gmbh Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb und Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021205405A1 (de) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110194044B (zh) 机动车的空调系统和用于运行空调系统的方法
US11091007B2 (en) System for thermal management of the components of a hybrid vehicle
CN110576717B (zh) 用于车辆的热管理系统
EP2110274B1 (en) Improved heating and air conditioning unit for an automotive vehicle
KR100812457B1 (ko) 차량용 공조 시스템
EP2524830B1 (en) Air conditioning system for vehicle
US20140331710A1 (en) Compact hvac system for a motor vehicle
US20050061497A1 (en) Temperature control device for motor vehicle, for example electrical or hybrid
KR20120057655A (ko) 자동차 냉각 시스템
JP2014019438A (ja) 自動車の熱分散のための装置及び方法
CN102120412A (zh) 用于控制电动车辆乘客室温度的方法和空调系统
JP2012081955A (ja) 自動車の空気調和装置の冷媒サイクル
KR20110016997A (ko) 과급식 연소 기관용 장치
CN102795095A (zh) 复合式换热器
JP2021147044A (ja) 車室の空気を空調して自動車の駆動部品を通じて熱伝達するためのシステム及びそのシステムの動作方法
CN116529098A (zh) 机动车辆的热系统和操作该热系统的方法
CN112895843A (zh) 用于机动车的热管理系统和具有这种热管理系统的机动车
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
KR102483110B1 (ko) 냉각 시스템을 구비한 하이브리드 차량
CN115402058A (zh) 用于机动车的调温系统
CN112670615B (zh) 用于能量储存装置的温度控制的装置
CN115516193A (zh) 用于车辆的热管理装置和用于操作热管理装置的方法
CN113738490B (zh) 带有冷却系统的混合动力车辆
CN112112722B (zh) 具有包括废气再循环冷却器的冷却系统的内燃机
CN217374080U (zh) 车辆热管理系统和具有其的车辆

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