CN117836159A - 用于机动车的热管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的热管理系统，其包括：冷却器回路(31)，在该冷却器回路中，冷却器(32)、冷却器回路泵(33)和第一热源(35)串联连接；电池线路(40)，在该电池线路中，降温器(6)和牵引电池(46)串联连接；第一连接部(39)，该第一连接部布置在第一热源(35)下游，在第一连接部处能选择性地将冷却剂导入电池线路(40)中；第二连接部(48)，该第二连接部从电池线路(40)通至冷却器回路(31)的在第一热源(35)上游的一部位(52)处；还包括在第二连接部(48)和第一连接部(39)之间延伸的冷凝器线路(57)，冷凝器线路(57)具有液体冷却的冷凝器(3)。此外，本发明涉及一种包括这种热管理系统的机动车。

Description

用于机动车的热管理系统

技术领域

本发明涉及一种热管理系统，该热管理系统具有调温回路和与该调温回路配合作用的制冷剂回路。该热管理系统用于对车辆部件调温以及用于对车辆乘客舱调温。本发明还涉及一种具有这种热管理系统的机动车。

背景技术

EP 3 711 983 A1公开了一种按照权利要求1前序部分所述的热管理系统。在该热管理系统中，借助热泵功能经由冷凝器42和电辅助加热器46对车辆乘客舱进行加热。例如经由驱动马达24的低效运行(微调)对高压储存器16进行加热。为了经由电辅助加热器46或热泵功能对高压储存器进行加热，冷却器26必须被穿流，这会导致热量损失到环境中。这又会导致效率和加热功率损失。

发明内容

因此，本发明的任务是至少部分解决上述缺点。所述任务通过一种根据权利要求1所述的热管理系统和一种根据权利要求14所述的机动车来解决。本发明的有利的进一步改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于机动车的热管理系统，该热管理系统包括：冷却器回路，在该冷却器回路中，冷却器、冷却器回路泵和第一热源串联连接；电池线路，在该电池线路中，降温器和牵引电池串联连接，降温器在流体方面与电池线路分开地能被制冷剂回路穿流；第一连接部，该第一连接部在冷却器回路中布置在第一热源下游并且在冷却器上游，在第一连接部处借助第一阀装置能选择性地将冷却剂导入电池线路中；第二连接部，该第二连接部从电池线路通至冷却器回路的在冷却器下游并且在第一热源上游的一部位处，该部位具有第二阀装置，利用该第二阀装置能选择性地将电池线路和冷却器回路以传导流体的方式连接，和/或降温器和牵引电池能连接成环状的电池回路；以及在电池线路和冷却器回路之间的第三连接部，降温器在电池线路中布置在第一连接部和第三连接部之间。热管理系统还配备有冷凝器线路，该冷凝器线路在第二连接部和第一连接部之间延伸，冷凝器线路具有冷凝器并且冷凝器在流体方面与冷凝器线路分开地也能被制冷剂回路穿流。通过液冷式冷凝器的该改进的连接，可以在绕过冷却器的情况下直接加热牵引电池。也可经由热泵功能有效地实现加热车辆乘客舱。由此得到在效率方面的改进以及加热功率优点。

根据本发明的另一个实施例，所述冷凝器线路在绕过第一热源的情况下在第二连接部和第一连接部之间延伸。尤其是冷凝器线路与第一热源并联连接。这开辟了附加的运行模式，因为冷凝器线路和第一热源可被相互独立地穿流。

根据本发明的另一个实施例，借助流量控制阀或第一阀装置能调整通过冷凝器线路的流量。

根据本发明的另一个实施例，热管理系统还配备有在绕过第一热源的情况下并与冷凝器线路并行地在第二连接部和第一连接部之间延伸的线路，其中，在该另外的线路中布置有第二热源。将第二热源连接在与第一热源不同的线路中能实现特定地满足各个热源的调温要求。

根据本发明的另一个实施例，所述电池线路在第一连接部和降温器之间包括热源。

根据本发明的另一个实施例，所述电池线路在第三连接部和牵引电池之间包括热源。

根据本发明的另一个实施例，在冷凝器线路中布置有加热热交换器。由此，冷凝器线路也用作用于加热车辆乘员舱的加热线路。

根据本发明的另一个实施例，热管理系统还具有电池旁通管路，该电池旁通管路从电池线路分支出来，绕过牵引电池并且重新通入电池线路中。由此能实现电池线路被穿流、但牵引电池被绕过的运行状态。

根据本发明的另一个实施例，热管理系统还具有降温器旁通管路，该降温器旁通管路在降温器上游从电池线路分支出来并在降温器下游重新通入电池线路中。由此，在不需要降温器的运行状态下，可以避免通过降温器的液压损失或者抑制到冷却回路上的热量损失，如果降温器无法在制冷剂侧被截止的话。

根据本发明的另一个实施例，第二连接部还具有连接管路，该连接管路直接连接到第二阀装置上并通向冷却器回路的在冷却器下游并且在第一热源上游的所述部位。

根据本发明的另一个实施例，冷凝器线路从连接管路分支出来。

根据本发明的另一个实施例，热管理系统还配备有NT冷却器，从冷却器回路分支出该NT冷却器的供应管路，并且该NT冷却器的排出管路通入连接管路中，在连接管路中在该通入部和冷却器回路之间布置有单向阀，该单向阀阻断从冷却器回路到连接管路中的流动。通过NT冷却器可降低连接在下游的部件的前行温度。

根据本发明的另一个实施例，冷凝器线路直接连接到第二阀装置上，并且第二阀装置具有如下的切换位置，在该切换位置中同时截止连接管路和冷凝器线路。由此可节省单向阀，因为通过阀侧的截止在某些运行状态下防止回流。

根据本发明的另一个实施例，第二阀装置至少具有三个切换位置，其中：在第一切换位置中，降温器和牵引电池能连接成环状闭合的电池回路；在第二切换位置中，电池线路与冷凝器线路以传导流体方式连接，并且连接管路被阻断；以及在第三切换位置中，电池线路同时与冷凝器线路和连接管路以传导流体方式连接。

此外，本发明提供了一种包括这种热管理系统的机动车。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的优选实施例。在这些附图中示出以下内容：

图1示意性地示出第一实施方式的制冷回路；

图2示意性地示出第二实施方式的制冷回路；

图3示意性地示出第三实施方式的制冷回路；

图4示意性地示出第四实施方式的制冷回路；

图5示出根据本发明第一实施例的调温回路30；

图6示出根据本发明第二实施例的调温回路70；

图7示出根据第二实施例的调温回路70的第一运行状态；

图8示出根据第二实施例的调温回路70的第二运行状态；

图9示出根据第二实施例的调温回路70的第三运行状态；

图10示出根据第二实施例的调温回路70的第四运行状态；

图11示出根据第二实施例的调温回路70的第五运行状态；

图12示出根据第二实施例的调温回路70的第六运行状态；

图13示出根据本发明第三实施例的调温回路80；

图14示出根据本发明第四实施例的调温回路90；

图15示出根据本发明第五实施例的调温回路100；

图16示出图15中的调温回路100的第一运行状态；

图17示出图15中的调温回路100的第二运行状态；

图18示出根据本发明第六实施例的调温回路110；

图19示出根据本发明第七实施例的调温回路120；

图20示出根据本发明第八实施例的调温回路130；

图21示出根据第八实施例的图20中的调温回路130的运行状态，以及

图22示出根据本发明第九实施例的调温回路140。

具体实施方式

根据本发明的热管理系统的下文阐述的制冷剂回路和调温回路可单独地或组合地安装在未示出的机动车、特别是轿车、例如电动车中。

图1示意性地示出第一实施方式的制冷回路1。制冷回路1具有制冷剂压缩机2、带有液体收集器4的冷凝器3、空调蒸发器5、降温器6和内部热交换器7或内部传热器。此外，还设有蒸发器阀8和降温器阀9。这些阀8和9适配成用于(部分或完全地)阻断或释放穿流。此外，它们在部分打开的状态下用作膨胀机构。

空调蒸发器5和降温器6彼此并联连接。更确切地，由蒸发器阀8、空调蒸发器5和单向阀10或止回阀构成的串联连接结构并行于由降温器阀9和降温器6构成的串联连接结构布置。提到的这些元件特别是在流动方向上按所提到的顺序布置在各自的串联连接结构中。

制冷剂，例如R134a、R1234yf、R290、R744或类似制冷剂在制冷回路1中循环，特别是通过制冷回路1的各部件。

在制冷回路1中制冷剂压缩机2、冷凝器3以及由空调蒸发器5和降温器6构成的并联连接结构串联连接。特别是，在制冷剂的流动方向上看，所提到的部件按该顺序成环状闭合地串联连接。

空调蒸发器5尤其是空气-液体传热器，该空气-液体传热器能被制冷剂穿流并布置在空调器11中。更确切地，空调蒸发器5布置在空调器11的空气引导部中，空气(外部空气或循环空气)可经由该空气引导部供应给车辆乘员舱，使得借助空调蒸发器5能对该空气进行调整、特别是能冷却。

冷凝器3可被制冷剂和被稍后阐述的调温回路的冷却剂穿流。在此，制冷剂和冷却剂在冷凝器3中在流体方面相互分开并且相互热交换。因此，冷凝器3是所谓的液冷式冷凝器。

降温器6是传热器，该传热器在制冷回路1的制冷剂和调温回路的冷却剂之间传递热能(图5及以下)。为此，制冷剂和冷却剂在流体方面彼此分开地并且彼此热交换地穿流降温器6。

为了调整穿流空调蒸发器5，为了调整制冷剂在空调蒸发器5前面的膨胀并且从而为了调整其冷却功率，蒸发器阀8连接在该空调蒸发器上游。为了调整穿流降温器6以及为了调整制冷剂在降温器6前面的膨胀，降温器阀8连接在该降温器上游。例如可以涉及自调节的、可电截止的膨胀机构，或具有可自由选择的开口横截面的马达操控的膨胀机构。

制冷回路1还具有内部热交换器7，该内部热交换器具有两个热接触的、但在流体方面能被彼此分开地穿流的腔室。在此，一个腔室布置在冷凝器3与由空调蒸发器5和降温器6构成的并联连接结构之间，并且另一个腔室布置该并联连接结构与制冷剂压缩机2之间。这些腔室优选被沿反的方向穿流并且从而构成一个对流热交换器。因此，在一个腔室中在制冷剂压缩机2上游气态的处于低压水平的制冷剂穿流内部热交换器7，并且在所述另一个腔室中来自冷凝器3的处于高压的液态制冷剂穿过该内部热交换器。通过内部热交换器7，从液态制冷剂带走热能，这导致制冷剂进一步冷却。所述能量被供应给主要为气态的制冷剂，这导致还要更大的份额蒸发并以气态存在。这用于提高制冷回路1的功率和效率。然而，内部热交换器7对于制冷回路1的功能并非强制必要的。

此外，在制冷剂压缩机2的入口侧布置有压力-温度传感器12，并且在出口侧布置有压力-温度传感器13。

图2示意性地示出第二实施方式的制冷回路14。该制冷回路14与图1中的制冷回路1的不同之处仅在于：在制冷回路14中附加地设有加热冷凝器15、与加热冷凝器15相配的空气侧的温度传感器16和布置在冷凝器3下游且在内部热交换器7上游的压力温度传感器17。

因此，在制冷回路14中制冷剂压缩机2、加热冷凝器15、冷凝器3以及由空调蒸发器5和降温器6构成的并联连接结构串联连接。特别是，沿制冷剂的流动方向看，所提到的部件按该顺序呈环状闭合地串联连接。但，其他的顺序也是可能的，例如加热冷凝器15和冷凝器3在顺序方面可以互换。

加热冷凝器15尤其是空气-液体传热器，该空气-液体传热器可被制冷剂穿流并布置在空调器11中。更确切地，加热冷凝器15连同空调蒸发器5一起布置在空调器11的空气引导部中，通过该空气引导部，能将空气供应给车辆内室，使得借助加热冷凝器15能对该空气进行调温、特别是能加热。通常，加热冷凝器15可在空气侧在空调器11中经由空气翻门完全或部分地截止。

除了这些不同之处之外，为了避免重复，请参阅对图1中的制冷回路1的描述。

图3示意性地示出第三实施方式的制冷回路18。该制冷回路18与图2中的制冷回路14的不同之处仅在于：附加地设有第一阀19、导回管路20以及设置在导回管路中的第二阀21。阀19和21被适配成用于阻断或释放、特别是阻断、部分释放或完全释放穿流。此外，它们在部分打开的状态下用作膨胀机构。

在制冷回路18中构成有主回路22，制冷剂压缩机2、第一阀19、加热冷凝器15、冷凝器3以及由蒸发器5和降温器6组成的并联连接结构在该主回路中串联连接。特别是，沿制冷剂的流动方向看，所提到的部件按该顺序呈环状闭合地串联连接。

导回管路20在制冷剂压缩机2的高压侧、特别是在制冷剂压缩机2和第一阀19之间从主回路22分支出来并且在降温器6上游、更确切地在降温器阀9和降温器6之间回到主回路22中。

可想到：代替这两个阀19和21，设置一个唯一的阀、例如具有一个入口和两个出口的二位三通阀。该唯一的阀便可设置在导回管路20从主回路22的分支处。

在第一阀19阻断穿流并且第二阀21释放穿流的运行状态下，经由导回管路20构成短路回路，该短路回路只具有制冷剂压缩机2、导回管路20(包括第二阀21)、降温器6和内部热交换器7。在该运行状态下，制冷剂只在该短路回路中并且由于第一阀19的阻断而不在主回路22中循环。

热气体形式的制冷剂经由该短路回路从高压侧被提取，由第二阀21膨胀到低压水平并在其低压侧输送给制冷剂压缩机2。通过在制冷剂压缩机2的低压侧这样喷射制冷剂热气体，尤其是在启动阶段中可实现制冷回路18的非常快速的启动，因为将热能经由制冷剂压缩机2供应给制冷剂，其然后返回循环回到制冷剂压缩机2的入口并重新获得热能，而不从制冷剂重新主要地提取这些热能。

制冷回路18还可以在第一阀19部分或完全打开并且第二阀21阻断穿流的运行状态下运行，从而主回路22处于运行中(循环制冷剂)、而短路回路不处于运行中(不循环制冷剂)。例如，当制冷回路功率要求(例如为了加热车辆乘客舱)不如此之高，使得不需要短路回路的上述的额外热能时，该运行状态便是适合的。

此外，制冷回路18可以在第一阀19部分或完全打开并且第二阀21也部分或完全打开的运行状态下运行，使得不仅短路回路而且主回路22都处于运行中。该运行状态例如在启动阶段之后是适合的，其中，在持续运行中一如既往地需要高的制冷回路功率(例如用于加热车辆乘客舱)。

图4示意性地示出第四实施方式的制冷回路23。该制冷回路23与图3中的制冷回路18的不同之处在于：由空调蒸发器5和降温器6构成的并联连接结构略有不同地构造。因此，在降温器6下游设有单向阀24或止回阀。更确切地，由蒸发器阀8、空调蒸发器5和止回阀10构成的串联连接结构并行于由降温器阀9、降温器6和止回阀24构成的串联连接结构布置。所提到的元件在各自的串联连接结构中特别是沿流动方向按上述顺序布置。

此外，制冷回路23与制冷回路18的不同之处在于，为了空调蒸发器5和降温器6的并联连接而设有旁通管路25，该旁通管路并行于由空调蒸发器5和降温器6构成的并联连接结构延伸。在旁通管路25中布置有旁通阀26，该旁通阀适配成用于阻断或释放、特别是阻断、部分释放或完全释放穿流。

旁通阀26尤其是被这样操控，使得在短路回路和主回路22处于运行时，该旁通阀(完全或部分)释放穿流。通过如下方式抑制空调蒸发器5的和降温器6的穿流，即，该空调蒸发器和降温器在高压侧经由蒸发器阀8和降温器阀9并且在低压侧经由止回阀10和24截止。因此避免：在短路回路运行时经由止回阀10和24在降温器6的和空调蒸发器5的出口处存在比在它们的入口处低的压力，从而可将制冷剂吸入降温器6和蒸发器5中。

此外，制冷回路23与制冷回路18的不同之处在于：在制冷剂压缩机2的高压侧，特别是在制冷剂压缩机2和第一阀19之间，其中布置有第二阀21的导回管路27从主回路22分支出来并且在降温器6下游、更确切地在止回阀10下游和止回阀24下游以及在内部热交换器7上游返回通入主回路22中。

除上述不同之处之外，制冷回路23与制冷回路18相对应，这也是为什么要参阅其说明的原因。

图5示出根据本发明第一实施例的调温回路30。该调温回路30包括冷却器回路31，在该冷却器回路中串联布置有冷却器32、冷却器回路泵33、单向阀34、第一热源35和第一阀装置36。在第一阀装置36的图5所示的切换状态下，冷却器回路31的各部件构成一个闭合的回路，当冷却器回路泵33启动时，冷却剂可在该闭合的回路中循环，冷却剂例如是混合有添加剂的水。

冷却器32尤其是所谓的高温冷却器。该高温冷却器以已知的方式配设有风扇37。此外以已知的方式设有冷却剂平衡容器38。

冷却剂的流动方向由单向阀34和/或冷却器回路泵33的输送方向预定。在第一热源35下游并且在冷却器32上游布置有第一连接部39，在该连接部处分支出电池线路40。电池线路40的延伸走向在图5和图6中用虚线表示。在所示的实施例中，第一连接部39由第一阀装置36构成，但需要注意的是，这并不一定必须如此。因此，例如第一连接部39也可以简单地是一个管路分支，并且第一阀装置可以以两个截止阀(一个在电池线路40中，并且另一个在冷却器回路31中在第一连接部39下游)的形式形成。

在电池线路40中，第三热源41、降温器6、电池泵43、第四热源44、电池旁通阀45、牵引电池46和单向阀47串联布置，尤其是按照上述顺序串联布置。单向阀47连同电池旁通阀45一起在牵引电池内部泄漏的情况下防止冷却剂尾随渗入牵引电池46中。牵引电池46具有多个电化学储存单体，这些电化学储存单体储存电能并且至少为驱动机动车而提供电能。此外，储存单体和因而牵引电池46是可反复充电的。

此外设有第二连接部48，该第二连接部在图示的实施例中包括第二阀装置49以及连接管路50。连接管路50从第二阀装置49通至冷却器回路31到在冷却器回路泵33下游并且在第一热源35上游、特别是在单向阀34下游并且在第一热源35上游的一部位52处。此外设有循环管路51，该循环管路从第二阀装置49返回通至电池线路40到在第一连接部39和降温器6之间、特别是在第一连接部39和第三热源41之间的一部位处。

第二阀装置49具有在图5中所示的第一切换状态，在该第一切换状态下，来自电池线路40的冷却剂被导入回路管路51中并且连接管路50被第二阀装置49截止，从而构成一个能被环状穿流的电池冷却回路53(用点划线表征)，在该电池冷却回路中，电池线路40的部件能串联地并且以环状回路的形式被冷却剂穿流。

此外，第二阀装置49具有第二切换状态，在该第二切换状态下，来自电池线路40的冷却剂被导入连接管路50中，而回路管路51被第二阀装置49截止，使得来自电池线路40的冷却剂能被引入冷却器回路31中。

也可想到中间位置，使得冷却剂同时流入回路管路51中和连接管路50中。

电池旁通管路54从电池线路40分支出来，绕过牵引电池46和单向阀47、特别是仅绕过牵引电池46和单向阀47，并且返回通入电池线路40中，更确切地说在单向阀47和第二阀装置49之间的一部位处。利用电池旁通阀45，来自冷却器回路泵33的冷却剂流能选择性地被引入电池旁通管路54中或通过牵引电池46。也可想到中间位置，使得电池旁通管路54和牵引电池46被同时穿流。

此外设有第三连接部55，该第三连接部将电池线路40在降温器6和电池泵43之间的一部位处与冷却器回路31在第一连接部39下游并且冷却器32上游的一部位处相连接。在所示的实施例中，第三连接部包括一条不带阀的连接管路56，但也可以设有阀。

在第二连接部48和第一连接部39之间设有冷凝器线路57。特别是，冷凝器线路57布置在第二连接部48下游并且在第一连接部39上游。冷凝器线路57在所示的实施例中与第一热源35并联连接。不过，也可想到冷凝器线路57与第一热源35串联连接的实施方式，这也会需要对制冷回路进行适配。在所示的实施例中，冷凝器线路57在部位52下游从冷却器回路31分支出来。冷凝器线路泵58、冷凝器3(已结合图1至图4中描述)、电加热器59、加热热交换器60以及冷凝器线路阀61在冷凝器线路57中串联布置，尤其是在从第二连接部48到第一连接部39的方向上按所述顺序布置。电加热器59是辅助加热器，该辅助加热器能用电运行并且选择性地加热穿流冷凝器线路57的冷却剂。加热热交换器61是能用空气环绕冲刷的传热器，该传热器布置在空调器11中、特别是在空调器11的空气引导部中，用以因此加热要供应给车辆乘员舱的空气。冷凝器线路阀61是比例阀，利用该比例阀能控制冷凝器线路57的穿流。在加热热交换器60和冷凝器线路阀61之间分支出返回管路62，该返回管路通至冷凝器线路泵58的入口侧。在返回管路62中设有单向阀63，该单向阀只允许朝向冷凝器线路泵58的入口侧的流动。

此外，第二热源64与第一热源53并联且与冷凝器线路57并联连接。

例如，第一热源35和第二热源64是驱动电机、电加热器、控制器、功率电子设备、DC-DC转换器。它们可以在高效的运行点或低效的运行点运行，以产生加热功率。

例如，第三热源41和第四热源44是电加热器、控制器、功率电子装置、DC-DC转换器。它们同样可以在高效的工作点或低效的工作点运行，以产生加热功率。

此外，在冷却器32的下游出口处设有温度传感器65。另一个温度传感器66设置在冷却器32上游，更确切地在冷却器回路31中在第三连接部56和冷却器32之间。此外，在第四热源44和电池旁通阀45之间设有一温度传感器67。

例如，图5中的调温回路30与图1中的制冷回路1配合作用。例如，在制冷回路1中热能经由蒸发器5和/或降温器6被吸收并经由冷凝器3被散发到冷凝器线路57中。在那里，借助加热热交换器60将热能传递到空调器11的气流中，该气流对车辆乘员舱进行调温。

稍后阐述调温回路30的不同的具体运行模式。

图6示出根据本发明第二实施例的调温回路70。该调温回路70与图5中的调温回路30的不同之处仅在于改动了冷凝器线路71和缺少了返回管路62。与冷凝器线路57相比，在冷凝器线路71中缺少了冷凝器线路泵58、电加热器59和加热热交换器60。换句话说，在冷凝器线路71中串联有冷凝器3和冷凝器线路阀61。

除了这些提到的不同之处之外，调温回路70与调温回路30相对应，这也是为什么参阅其描述以避免重复的原因。

在调温回路70中不存在的加热热交换器61通过使用制冷剂侧的加热冷凝器15(见图2至图4)而被代替，用以加热车辆乘客舱。这就是说，调温回路70尤其是与在图2至图4中已描述的第二至第四实施方式的制冷回路配合作用。经由冷凝器线路阀61可以控制冷凝器15到调温回路70中的散热，从而为车辆乘员舱提供足够的加热功率。

在图7至图12中示出根据第二实施例的调温回路70的不同运行状态，下文将对其进行描述。但是该描述相应地适用于按照第一实施例的调温回路30，利用该调温回路能实现相同的运行状态。在图7至图12以及图14、图16、图17和图21中，作为实线示出的冷却剂线路均被冷却剂穿流，即冷却剂相对于线路运动。而用虚线示出的冷却剂线路没有被穿流或者说冷却剂相对于各线路不运动地位于这些线路中。此外，与运行状态无关地，各阀总是在同一切换位置中标出，但本领域技术人员当然通过标出的和/或描述的在调温回路中的流动路径识别出：这与阀的哪个切换位置相对应。

在图7中示出根据第二实施例的调温回路70的第一运行状态。在该运行状态下，冷却器回路泵33未启动，单向阀34抑制经过冷却器32的回流。第一阀装置36、第二阀装置49和电池旁通阀45这样连接，使得第一和第二热源35和64以及冷凝器3被彼此并行地穿流。这个并联连接结构又与第四热源44和牵引电池46串联地被穿流。由此可以借助第一热源35的、第二热源64的、第四热源44的和冷凝器3的废热加热牵引电池46。借助冷凝器线路阀61调整通过冷凝器3的冷却剂体积流，使得在这里向冷凝器线路71中限定地散热。这尤其是当借助加热冷凝器15同时加热车辆乘员舱时、即借助加热冷凝器15并同时借助冷凝器3从制冷回路中导出热量时是必需的。借助冷凝器线路阀61调节体积流是必要的，以便不从制冷回路带走过多的热量，因为由此会降低对车辆乘员舱的加热功率以及在制冷回路中的压力和温度水平并且因而对车辆乘员舱的舒适的调温会变难。

在该第一运行状态下，降温器6和第三热源41被绕过并且不被穿流。这可能出于两个原因是有意义的。第一，避免通过降温器6和第三热源41的液压压力损失，这可导致更好的效率、增大的体积流或电池泵43的更小的尺寸。第二，在带有压缩机短路的制冷回路配置中(如例如在图3中)，不宜用冷的冷却剂(约小于15℃)穿流降温器6，因为由此会从制冷回路带走过多的热量，因为降温器6无法在制冷剂侧截止。因此不会提供足够的加热功率，尤其是为车辆乘客舱。第四实施方式的制冷回路(图4)没有该限制，因为借助用作膨胀机构的旁通阀26，可在短路运行中在制冷剂侧绕过降温器6。因此，需要冷却剂持续穿流和较低温度水平的热源、例如许多电子部件在该运行状态下只能定位在第四热源44的部位处或直接在第二阀装置49上游。

在图8中示出根据第二实施例的调温回路70的第二运行状态。在该运行状态下，第一阀装置36这样切换，使得与图7中的第一运行状态不同，降温器6和第三热源41也被穿流，即串联连接。这尤其是与图1、图2和图4的制冷回路相结合是有意义的。从约大于15℃的冷却剂温度起，该第二运行状态也可与图3的制冷回路23相结合地想到，因为在该情况下热量会从调温回路70转移到制冷回路23中。一旦在调温回路70中的温度水平高于在制冷回路23中的与抽吸压力相对应的温度水平(在压力-温度传感器12处的压力水平)，就可以经由降温器6在制冷回路23中施加附加的负载作为提高加热功率的措施。由此，制冷剂压缩机2的功耗消耗增大，这导致加热功率提高。这可用于车辆乘客舱或者可用于牵引电池41。

附加地，在相同的切换状态下可实现如下的运行状态，在该运行状态下，通过绕过冷却器32，将动力传动系、尤其是驱动马达预热到关于效率优化的温度(约50℃)。当没有进行热泵运行并且室外温度例如高于20℃时这是有利的。

在图9中示出根据第二实施例的调温回路70的第三运行状态。在该运行状态下构成环状闭合的电池冷却回路53(见图5和图6)以及环状闭合的冷却器回路31，冷却剂同时在这两个回路中循环，而在这两个回路之间没有进行明显的冷却剂交换。第三运行状态是冷却运行，在该冷却运行中，第一至第四热源35、64、41、44在高效运行点运行。热经由冷却器32散发给周围环境。将第三和第四热源41、44的以及牵引电池46的废热借助降温器6导入制冷回路中。

在特别高效的运行中，可想到将第三热源41的和第四热源44的废热缓冲在牵引电池46的热质量中。这具有如下优点：只须运行电池泵43，但无须运行降温器6。废热可在较冷的温度下用于加热牵引电池46或用于下游的热泵应用以有效加热车辆乘客舱。

在图10中示出根据第二实施例的调温回路70的第四运行状态。在第四运行状态下，第一阀装置36、第二阀装置49和电池旁通阀45这样切换，使得第四热源44与第一和第二热源35、64以及与冷凝器3并联连接。在此，牵引电池46经由电池旁通管路54被绕过并且第四热源44以及电池泵43(未启动)被反向穿流。换句话说，冷却器回路31被环状地穿流，在部位52处分支出一条并行线路，该并行线路沿着连接管路50、电池旁通管路54、第四热源44和连接管路56延伸，以便在第三连接部55处重新通入冷却器回路31中。在这里得到第四热源44的冷却特别节能的优点，因为电池泵43和降温器6不必运行。

可选地，可想到通过切换电池旁通阀45也穿流牵引电池46，但为此必须省去单向阀47。

在图11中示出根据第二实施例的调温回路70的第五运行状态。在第五运行状态下，与图10中的第四运行状态不同，第一阀装置36处于其另一个切换位置中并且这样切换，使得第三热源41和降温器6与由第一热源35、第二热源64和冷凝器线路57构成的并联连接结构串联连接。该连接结构又与被反向穿流的第四热源44并联连接。该运行状态特别是对于有效冷却第三和第四热源41、44是有意义的。换句话说，在该运行状态下，由冷却器32的、冷却器回路泵33的串联连接结构、并联连接结构(第一热源35、第二热源64和冷凝器3)、第三热源41、降温器6和第三连接部55形成一个环状回路。为此形成一个并行线路，该并行线路在部位52处分支出来并具有一个由连接管路50、电池旁通管路54、第四热源44构成的串联连接结构并在第三连接部55处返回通入上述回路中。

在图12中示出根据第二实施例的调温回路70的第六运行状态。在该运行状态下，第二阀装置49这样切换，使得不穿流连接管路50并且在绕过牵引电池46的情况下构成电池冷却回路53(见图5和图6)。同时，由冷却器32的、冷却器回路泵33的串联连接结构、并联连接结构(第一热源35、第二热源64和冷凝器3)、第三热源41、降温器6和第三连接部55形成环状的回路。当电池泵43启动时，第四热源44被逆时针穿流，使得回路管路51在第三热源41上游的通入口处，一方面来自第四热源44的并且另一方面来自第一热源35、第二热源64和冷凝器3的冷却剂流混合。该运行模式特别是在热泵运行中是有意义的，因为第四热源44的废热因此可经由降温器6用来加热车辆乘员舱。

如果电池泵43未启动，则它被被动地向后穿流，从而第四热源44被与降温器6和第三热源41并行地穿流。该运行状态尤其是在泵功率方面是有利的，因为电池泵43不必运行。相对于第四和第五运行状态得到如下优点：第四热源44是与第一和第二热源以及冷凝器3串联、而非并联布置的并且因此不减小经过它们的体积流。

图13示出根据本发明第三实施例的调温回路80。该调温回路80与调温回路70的不同之处仅在于：第二连接部48只有一个第二阀装置81，而没有连接管路50。第二阀装置81在电池冷却回路53中的定位与第二阀装置49的定位相对应。例如，第二阀装置81实施成两位两通阀。第二阀装置81具有两个切换位置，其中，在第一切换位置中，来自电池旁通管路54或牵引电池46的冷却剂流被导入回路管路51中。同时，在第二阀装置81的该切换位置中，来自冷却器32的冷却剂被传导至由冷凝器线路71、第一热源35和第二热源64构成的并联连接结构。在功能上，按照图13的第二连接部48与按照图5和图6的第二连接部48相对应，仅仅在于：在图5和图6中连接结构借助第二阀装置49加上连接管路50实现，而在图13中连接结构仅借助第二阀装置81实现。

此外，与调温回路70不同，冷却器回路泵33在冷却器回路31中布置在第二连接部48下游或在第二阀装置81下游。

在第二切换位置中，回路管路51在第二阀装置81处被阻断并且来自冷却器32的线路也在第二阀装置81处被阻断。来自电池旁通管路54或牵引电池46的冷却剂流被引导至冷却器回路泵33和由第一热源35、第二热源64和冷凝器3构成的并联连接结构。这导致：在第二切换位置中，例如并联连接结构(第一和第二热源35、64以及冷凝器3)、第四热源44以及选择性地牵引电池46和/或电池旁通管路54环状闭合地串联连接。根据第一阀装置36的切换位置，选择性地在并联连接结构与第四热源44之间带有或没有由第三热源41和降温器6构成的串联连接结构。

因此，该第三实施例能在上述的第一和第二运行状态下实现冷却器回路泵33和电池泵43的串联连接。在这些运行状态下，冷却器回路泵33和电池泵43都被操控，这可减小电池泵43的尺寸。单向阀34可以省去。此外设有布置在第二阀装置82和冷却器回路泵33之间的温度传感器82，因为由此能检测牵引电池46的或冷却器32的回行温度。

图14示出根据本发明第四实施例的调温回路90。相对于调温回路70，本实施例还具有降温器旁通阀91和降温器旁通管路92。

降温器旁通管路92从电池线路40分支出来，绕过(仅绕过)降温器6并且重新返回通入电池线路40中。利用降温器旁通阀91，可将来自第三热源41的冷却剂流选择性地引导通过降温器旁通管路92或通过降温器6。也可想到中间位置，使得降温器旁通管路92和降温器6被同时穿流。

如已经提到的，在图14中作为实线示出的冷却剂线路分别被冷却剂穿流，而用虚线示出的冷却剂线路未被穿流。

利用该实施例，在第一运行状态下，可穿流第三热源41并且然后穿流降温器旁通管路92。

图15示出根据本发明第五实施例的调温回路100。相对于调温回路70，本实施例还具有NT冷却器(所谓的低温冷却器)。该冷却器布置在NT冷却器线路102中，该NT冷却器线路在冷却器回路泵33下游、特别是在冷却器回路泵33和单向阀34之间、从冷却器回路31分支出来并通入第二连接部103、更确切地连接管路104中。连接管路104与连接管路50的不同之处仅在于：NT冷却器线路102在节点105处通入其中，冷凝器线路71在节点105处从其分支出来，第二热源64的线路也在节点105处从其分支出来并且在节点105与部位52之间布置有单向阀106。单向阀106只允许从节点105穿流至部位52。除了连接管路104相对于连接管路50的这些区别之外，第二连接部104与第二连接部48相对应。

此外，在节点105和NT冷却器101之间布置有单向阀107，该单向阀只允许从NT冷却器101朝向节点105的流动。

此外，请参阅对图6中的调温回路70的描述。

本实施例可降低冷凝器3的和第二热源64的前行温度。

图16示出图15中的调温回路100的第一运行状态。

调温回路100的该第一运行状态代表加热运行。在此，冷却回路泵33未启动，单向阀34和107防止回流通过这两个冷却器32和101。就功能而言，第一运行状态在其他方面与在图7中所示的第一运行状态相对应。

如已经提到的，在图16和图17中，作为实线示出的冷却剂线路分别被冷却剂穿流，而用虚线示出的冷却剂线路没有被穿流。

图17示出图15中的调温回路100的第二运行状态。

调温回路100的第二运行状态代表冷却运行。在此，冷却回路泵33是启动的。通过单向阀106，防止不希望地从部位52流向冷凝器线路71和/或第二热源64，因为在部位52处由于冷却回路泵33和通过NT冷却器101的压力损失而存在比在节点105处高的压力水平。

第二运行状态基本上与图9中所示的运行状态相对应，但与此不同，两个冷却器32和101都被穿流，如已经提到的，这导致冷凝器3和第二热源64的前行温度较低。

图18示出根据本发明第六实施例的调温回路110。在本实施例中，仅探讨与按照图15中的第五实施例的调温回路100的不同之处，并且在其他方面参阅其描述。

第二阀装置111与第二阀装置49的不同之处在于，在其中一个阀接口处连接有两条分开的管路。在第二阀装置111的第一切换位置中，该阀接口是未启动的或者说被阻断的，使得这两条管路在第二阀装置111上也相互分开。在第二切换位置中，第二阀装置111将单向阀47和电池旁通管路54连接于两条所述分开的管路。在此，其中一条管路是连接管路50，并且另一条管路通向一个节点112，冷凝器线路71从该节点延伸出来，第二热源64与之并联连接。

与图15不同，NT冷却器线路102通入节点112中。因此可以省去图15中的单向阀106。通过第二阀装置111抑制不希望的在冷却运行中从部位52经由连接管路50至冷凝器线路71和/或第二热源64的流动。

图19示出按照本发明第七实施例的调温回路120。对于本实施例，仅描述与按照图6的第二实施例的调温回路70的不同之处。其余参阅其描述。

与调温回路70不同，调温回路120具有第二阀装置121，该第二阀装置与第二阀装置49的不同之处在于：该第二阀装置具有三个切换位置。连接管路50在第二阀装置121和部位52之间延伸。由冷凝器线路71和第二热源64构成的并联连接结构从第二阀装置121通至第一连接部39。在该并联连接结构的连接在第二阀装置121上的那侧和部位52之间设有单向阀122。

在第二阀装置121的第一切换位置中，来自牵引电池46或电池旁通管路54的冷却剂流被导入回路管路51中，使得例如构成电池冷却回路53。阻断冷却剂从第二阀装置121流入冷凝器线路71中、至第二热源64和到连接管路50中。

在第二阀装置121的第二切换位置中，第二阀装置121阻断冷却剂流入回路管路51中，释放冷却剂流入到冷凝器线路71中和至第二热源64以及阻断冷却剂流入到连接管路50中。

在第二阀装置121的第三切换位置中，第二阀装置121阻断冷却剂流入到回路管路51中，释放冷却剂流入到冷凝器线路71中和至第二热源64以及也释放冷却剂流入到连接管路50中。

图20示出根据本发明第八实施例的调温回路130。对于本实施例，仅解释了与按照图18中的第六实施例的调温回路110的不同之处，并且其余参阅其描述。

调温回路130具有第二阀装置131，该第二阀装置与第二阀装置111的不同之处在于该第二阀装置具有三个切换位置，而不是两个切换位置。

在第二阀装置131的第一切换位置中，冷却剂流被从牵引电池46或电池旁通管路54导入到回路管路51中，从而例如构成电池冷却回路53。阻断冷却剂从第二阀装置131流入到冷凝器线路71中、至第二热源64和到连接管路50中。

在第二阀装置131的第二切换位置中，第二阀装置131阻断冷却剂流入到回路管路51中，释放冷却剂流入到冷凝器线路71中和至第二热源64以及也阻断冷却剂流入到连接管路50中。

在第二阀装置131的第三切换位置中，第二阀装置131阻断冷却剂流入到回路管路51中，释放冷却剂流入到冷凝器线路71中和至第二热源64以及也释放冷却剂流入到连接管路50中。

图21示出图20中的调温回路130的一种运行状态。如已经提到的，在图21中作为实线示出的冷却剂线路分别被冷却剂穿流，而用虚线示出的冷却剂线路没有被穿流。

在该运行状态下，冷却剂回路泵33未启动。通过将连接管路50截止，抑制穿流第一热源35。这尤其是当第一热源35不提出体积流量要求并且也不产生加热功率时是有意义的。因此，冷凝器3和第二热源64的加热功率可以针对目标地供应给牵引电池46或降温器6，使得不必加热第一热源35的热物质。此外得到液压方面的优点，因为第一热源35不必被穿流，这导致更好的效率、经过冷凝器线路71和第二热源64的更大的体积流量或者电池泵43的更小的尺寸。

图22示出根据本发明第九实施例的调温回路140。对于本实施例，仅解释了与按照图13中的第三实施例的调温回路80的不同之处，并且其余参阅其描述。

如调温回路80那样，调温回路140也在第二连接部48处只有一个第二阀装置141并且没有连接管路50。在此，第二阀装置141与第二阀装置81的不同之处在于：除了第二阀装置81的所描述的那两个切换位置外，第二阀装置141还具有一个第三切换位置。第二阀装置141在电池冷却回路53中的定位与第二阀装置81的定位相对应。

在阀装置141的第三切换位置中，电池冷却回路53被中断，即来自电池旁通管路54或牵引电池46的冷却剂流被阻断。同时构成冷却器回路31，即来自冷却器32的冷却剂流被继续传导到由冷凝器线路71、第一热源35和第二热源64构成的并联连接结构。

调温回路140相对于调温回路80的另一个不同之处在于：在调温回路140中，调温回路80的冷凝器线路阀61与第一阀装置36组合成第一阀装置142。亦即，调温回路140的第一阀装置142一起允许与冷凝器线路阀61和第一阀装置36相同的连接和功能，为此，阀装置142具有至少四个切换位置。第一阀装置142布置在第一连接部39上。

通过将阀组合连接在一起，冷凝器线路143具有冷凝器3，但不再具有冷凝器线路阀。冷凝器线路143在一个端部连接于第一热源35的和第二热源64的输入侧。冷凝器线路143的另一端部直接连接到第一阀装置142的输入接口上。第一热源35的和第二热源64的输出侧连接到一个与之单独的输入接口上。电池线路40连接在阀装置142的两个输出接口之中的一个输出接口上并且另一个输出接口将冷却剂沿冷却器回路31继续传导至第三连接部56。

在上面描述的所有实施例中，可以使用第一阀装置142代替冷凝器线路阀61和第一阀装置36。

在本说明书中解释的运行状态并非穷举，并且本领域技术人员肯定能够依据热管理系统的所示的连接示意图和功能有利地利用另外的运行模式。

虽然在附图和前面的说明书中已对本发明进行了详细说明和描述，但这些描述应被理解为示例性的而非限制性的，并且无意将本发明限于所公开的实施例。在不同的从属权利要求中提及特定特征这一纯粹事实并不应意味着这些特征的组合也不能有利地利用。

附图标记列表

1 制冷回路

2 制冷剂压缩机

3 冷凝器

4 液体收集器

5 空调蒸发器

6 制冷机

7 内部的热交换器

8 蒸发器阀

9 降温器阀

10 单向阀

11 空调器

12 压力温度传感器

13 压力温度传感器

14 制冷回路

15 加热冷凝器

16 温度传感器

17 压力温度传感器

18 制冷回路

19 第一阀

20 导回管路

21 第二阀

22 主回路

23 制冷回路

24 止回阀

25 旁通管路

26 旁通阀

27 导回管路

30 调温回路

31 冷却器回路

32 冷却器

33 冷却器回路泵

34 单向阀

35 第一热源

36 第一阀装置

37 风扇

38 冷却剂平衡容器

39 第一连接部

40 电池线路

41 第三热源

43 电池泵

44 第四热源

45 电池旁通阀

46 牵引电池

47 单向阀

48 第二连接部

49 第二阀装置

50 连接管路

51 回路管路

52 部位

53 电池冷却回路

54 电池旁通管路

55 第三连接部

56 连接管路

58 冷凝器线路泵

59 电加热器

60 加热热交换器

61 冷凝器线路阀

62 返回管路

63 单向阀

64 第二热源

65 温度传感器

66 温度传感器

67 温度传感器

70 调温回路

71 冷凝器线路

80 调温回路

81 第二阀装置

82 温度传感器

90 调温回路

91 降温器旁通阀

92 降温器旁通管路

100 调温回路

101 NT冷却器

102 NT冷却器线路

103 第一连接部

104 连接管路

105 节点

106 单向阀

107 单向阀

110 调温回路

111 第二阀装置

112 节点

120 调温回路

121 第二阀装置

122 单向阀

130 调温回路

131 第二阀装置

140 调温回路

141 第二阀装置

142 第一阀装置

143 冷凝器串

Claims (15)

1.用于机动车的热管理系统，包括：

冷却器回路(31)，在该冷却器回路中，冷却器(32)、冷却器回路泵(33)和第一热源(35)串联连接；

电池线路(40)，在该电池线路中，降温器(6)和牵引电池(46)串联连接，降温器(6)在流体方面与电池线路(40)分开地能被制冷剂回路(1；14；18；23)穿流；

第一连接部(39)，该第一连接部在冷却器回路(31)中布置在第一热源(35)下游并且在冷却器(32)上游，在第一连接部(39)处借助第一阀装置(36；142)能选择性地将冷却剂导入电池线路(40)中；

第二连接部(48；103)，该第二连接部从电池线路(40)通至冷却器回路(31)的在冷却器(32)下游并且在第一热源(35)上游的一部位(52)处，该部位具有第二阀装置(49；81；111；121；131；141)，利用该第二阀装置能选择性地将电池线路(40)和冷却器回路(31)以传导流体的方式连接，和/或降温器(6)和牵引电池(46)能连接成环状的电池回路(53)；和

在电池线路(40)和冷却器回路(31)之间的第三连接部(55)，其中，降温器(6)在电池线路(40)中布置在第一连接部(39)和第三连接部(48；103)之间；

其特征在于：

在第二连接部(48；103)和第一连接部(39)之间延伸有冷凝器线路(57；71；143)，冷凝器线路(57；71；143)具有冷凝器(3)并且冷凝器(3)在流体方面与冷凝器线路(57；71；143)分开地也能被制冷剂回路(1；14；18；23)穿流。

2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中，所述冷凝器线路(57；71；143)在绕过第一热源(35)的情况下在第二连接部(48；103)和第一连接部(39)之间延伸。

3.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，其中，借助流量控制阀(61)或第一阀装置(142)能调整通过冷凝器线路(57；71；143)的流量。

4.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，还包括在绕过第一热源(35)的情况下并与冷凝器线路(57；71；143)并行地在第二连接部(48；103)和第一连接部(39)之间延伸的线路，其中，第二热源(64)布置在该另外的线路中。

5.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，其中，所述电池线路(40)在第一连接部(39)和降温器(6)之间包括热源(41)。

6.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，其中，所述电池线路(40)在第三连接部(55)和牵引电池(46)之间包括热源(44)。

7.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，其中，在所述冷凝器线路(57)中布置有加热热交换器(60)。

8.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，还具有电池旁通管路(54)，该电池旁通管路从电池线路(40)分支出来，绕过牵引电池(46)并且重新通入电池线路(40)中。

9.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，还具有降温器旁通管路(92)，该降温器旁通管路在降温器(6)上游从电池线路(40)分支出来并在降温器(6)下游重新通入电池线路(40)中。

10.根据前述权利要求之一所述的热管理系统，其中，所述第二连接部(48；103)还具有连接管路(50；104)，该连接管路直接连接到第二阀装置(49；111；121；131)上并通至冷却器回路(31)的在冷却器(32)下游并且在第一热源(35)上游的所述部位(52)。

11.根据权利要求10所述的热管理系统，还包括NT冷却器(101)，从冷却器回路(31)分支出该NT冷却器的供应管路，并且该NT冷却器的排出管路通入连接管路(104)中，在连接管路(104)中在该通入部和冷却器回路(31)之间布置有单向阀(106)，该单向阀截止从冷却器回路(31)到连接管路(104)中的流动。

12.根据权利要求10所述的热管理系统，其中，所述冷凝器线路(57；71)从连接管路(104)分支出来。

13.根据权利要求10所述的热管理系统，其中，所述冷凝器线路(57；71)直接连接到第二阀装置上，并且第二阀装置(111；121；131)具有如下的切换位置，在该切换位置中同时截止连接管路(111；121；131)和冷凝器线路(57；71)。

14.根据权利要求10所述的热管理系统，其中，第二阀装置(111；121；131)具有至少三个切换位置，其中：

在第一切换位置中，降温器(6)和牵引电池(46)能连接成环状闭合的电池回路(53)；

在第二切换位置中，电池线路(40)与冷凝器线路(57；71)以传导流体方式连接，并且连接管路(50)被阻断；以及

在第三切换位置中，电池线路(40)同时与冷凝器线路(57；71)和连接管路(50)以传导流体方式连接。

15.包括根据权利要求1至14之一所述的热管理系统的机动车。