DE102009015653A1 - Temperaturverwaltung für HVAC und Batterie von Fahrzeugen - Google Patents

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Abstract

Es werden ein HVAC-System für ein Fahrzeug mit einem Batteriestapel und ein Betriebsverfahren offenbart. Das HVAC-System kann einen Kältemittelkreislauf mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel und einem Kältemittelkompressor in dem Kältemittelkreislauf umfassen. In dem ersten Schenkel stellt ein Verdampfer eine Kühlung für eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs bereit, ein Verdampferabsperrventil sperrt selektiv die Kältemittelströmung durch den Verdampfer, und ein Verdampfertemperaturexpansionsventil befindet sich oberstromig des Verdampfers. In dem zweiten Schenkel empfängt ein Batteriewärmetauscher das Kältemittel, ein Batterietemperaturexpansionsventil ist oberstromig des Batteriewärmetauschers angeordnet und ein Batteriekühlungsabsperrventil sperrt selektiv die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher. Die Absperrventile und der Kompressor werden gesteuert, um die Kühlung der Fahrgastzelle und des Batteriestapels zu steuern.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensysteme (HVAC-Systeme) und Temperatursysteme für Batteriestapel in Fahrzeugen.
  • Gegenwärtig werden fortschrittliche Kraftfahrzeuge vorgestellt, die einen Batteriestapel verwenden, um große Energiemengen für Elektroantriebssysteme zu speichern. Diese Fahrzeuge können beispielsweise Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeuge, Elektrofahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine, die als Generator zum Aufladen von Batterien verwendet wird, und Brennstoffzellenfahrzeuge umfassen. Diese Batteriestapel benötigen im Allgemeinen eine Art von Temperatursystem, um den Batteriestapel zu kühlen und zu erwärmen.
  • Typische Batterietemperatursysteme, die zum Kühlen und Erwärmen des Batteriestapels verwendet werden, stützen sich auf einen Luftstrom aus dem HVAC-System des Fahrzeugs. Dies kann Fahrgastzellenluft sein, die durch den Batteriestapel hindurchgeleitet wird. Dieses Systeme leiden jedoch an Nachteilen, wie etwa einer niedrigen Wärmeabstoßung aufgrund des niedrigen Wärmetransferkoeffizienten von Luft, Geräuschen, Vibrationen und Rauhigkeit (NVH, NVH von noise, vibration and harshness) im Inneren der Fahrgastzelle aufgrund eines Batterielüftermotors und von Luftströmungsgeräuschen, begrenzter Fähigkeit zur Batteriekühlung, wenn das Fahrzeug in der Sonne geparkt wurde (aufgrund der hohen Lufttemperaturen in der Fahrgastzelle zu Beginn des Fahrzyklus) und der Schwierigkeit beim Sicherstellen, dass ein Lufteinlass-Lüftungsgitter zwischen der Fahrgastzelle und dem Batterietemperatursystem nicht unbeabsichtigt von Fahrzeuginsassen blockiert wird (was zu einem verringerten oder keinem Kühlungsluftstrom für die Batterie führt).
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Ausführungsform betrachtet ein HVAC-System für ein Fahrzeug mit einem Batteriestapel. Das HVAC-System kann einen Kältemittelkreislauf mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel und einen Kältemittelkompressor in dem Kältemittelkreislauf umfassen. In dem ersten Schenkel sorgt ein Verdampfer für die Kühlung einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs, ein Verdampferabsperrventil sperrt selektiv die Kältemittelströmung durch den Verdampfer und ein Verdampfertemperaturexpansionsventil befindet sich oberstromig des Verdampfers. In dem zweiten Schenkel empfängt ein Batteriewärmetauscher das Kältemittel, ein Batterietemperaturexpansionsventil ist oberstromig des Batteriewärmetauschers angeordnet und ein Batteriekühlungsabsperrventil sperrt selektiv die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher.
  • Eine Ausführungsform betrachtet ein Verfahren zum Kühlen einer Fahrgastzelle und eines Batteriestapels eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Kühlungsniveau detektiert wird, das für die Fahrgastzelle angefordert ist; ein Kühlungsniveau detektiert wird, das für den Batteriestapel benötigt wird; dann, wenn eine Kühlung der Fahrgastzelle angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung auf einem relativ gleich hohen Niveau detektiert wird, ein Kältemittelkompressor aktiviert wird, ein Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um eine Kältemittelströmung durch einen Verdampfer zu ermöglichen, und ein Batterieküh lungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch einen Batteriewärmetauscher zu ermöglichen; dann, wenn keine Fahrgastzellenkühlung und keine Batteriestapelkühlung detektiert werden, der Kältemittelkompressor nicht betätigt wird; dann, wenn ein höheres Niveau an angeforderter Fahrgastzellenkühlung gegenüber einem relativ niedrigeren Niveau an benötigter Batteriestapelkühlung detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen, und das Batteriekühlungsabsperrventil zwischen einem Ermöglichen und einem Sperren der Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zyklisch hin- und hergeschaltet wird; und dann, wenn ein höheres Niveau an benötigter Batteriestapelkühlung gegenüber einem relativ niedrigeren Niveau an angeforderter Fahrgastzellenkühlung detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu ermöglichen, und das Verdampferabsperrventil zwischen dem Ermöglichen und Sperren der Kältemittelströmung durch den Verdampfer zyklisch hin- und hergeschaltet wird.
  • Eine Ausführungsform betrachtet ein Verfahren zum Kühlen einer Fahrgastzelle und eines Batteriestapels eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein für die Fahrgastzelle angefordertes Kühlungsniveau detektiert wird; ein für den Batteriestapel benötigtes Kühlungsniveau detektiert wird; dann, wenn keine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung benötigt wird, ein Kältemittelkompressor zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, ein Verdampferabsperrventil geschlossen wird, um eine Kältemittelströmung durch einen Verdampfer zu verhindern, und ein Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch einen Batteriewärmetauscher zu ermöglichen; und dann, wenn keine benötigte Batteriestapelkühlung benötigt wird und eine Fahrgastzellenkühlung angefordert wird, der Kältemittelkompressor zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, das Batteriekühlungsabsperrventil geschlossen wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu verhindern, und das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen.
  • Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass das HVAC-System des Fahrzeugs schwankende Klimaanlagenlasten der Fahrgastzelle befriedigen kann, wobei es auch dazu in der Lage ist, schwankende Batteriekühlungslasten zu befriedigen. Die Verwendung von Kältemittelabsperrungen in dem Kältemittelkreislauf direkt oberstromig des Verdampfers und eines Batteriewärmetauschers ermöglicht zusätzliche HVAC-Betriebsstati, um die schwankenden Kühlungslasten der Fahrgastzelle und der Batterie zu befriedigen. Die Absperrventile können zyklisch geöffnet und geschlossen werden und die Kompressordrehzahl (RPM) kann verändert werden, um die Fähigkeit zur Berücksichtigung der schwankenden Kühlungslasten zu maximieren. Dadurch, dass die Solltemperatur in dem Batteriestapel beibehalten wird, kann es darüber hinaus ermöglicht werden, die Lebensdauer der Batterie zu maximieren.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines Fahrzeugs mit einem HVAC-System gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • 2 ist eine schematische Veranschaulichung eines Fahrzeugs mit einem HVAC-System gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 3 ist eine schematische Veranschaulichung eines Fahrzeugs mit einem HVAC-System gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • 4 ist eine Tabelle, die Betriebsstati zeigt, die bei einem Verfahren zum Befriedigen verschiedener Kühlungsbedürfnisse der Fahrgastzelle und des Batteriestapels verwendet werden.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Mit Bezug auf 1 umfasst ein Abschnitt eines Fahrzeugs, das allgemein mit 20 bezeichnet ist, ein Fahrzeug-HVAC-System 22. Das HVAC-System 22 umfasst einen Klimaanlagenabschnitt 24 mit einem Kältemittelkreislauf 26. Der Kältemittelkreislauf 26 umfasst einen Kältemittelkompressor 28 in Fluidverbindung mit einem Kondensator 30. Der Kältemittelkompressor 28 kann mit der Möglichkeit, die Drehzahl (RPM) des Kompressors im Betrieb einzustellen, elektrisch angetrieben sein. Der Kondensator 30 wiederum leitet ein Kältemittel in eine Kältemittelleitung 32, die in zwei Schenkel 35, 37 des Kältemittelkreislaufs 26 verzweigt, um das Kältemittel sowohl an ein Verdampferabsperrventil 34 als auch ein Batteriekühlungsabsperrventil 36 zu leiten. Das Verdampferabsperrventil 34 ermöglicht und verhindert selektiv die Kältemittelströmung durch es hindurch in ein Verdampfertemperaturexpansionsventil 38. Das Verdampfertemperaturexpansionsventil 38 steht wiederum in Fluidverbindung mit einem Verdampfer 40, der in einem Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagenmodul (HVAC-Modul) 42 in einer Fahrgastzelle 44 des Fahrzeugs 20 angeordnet ist. Kältemittel, das den Verdampfer 40 verlässt, wird durch einen Rückführungsabschnitt des Verdampfertemperaturexpansionsventils 38 und zurück an den Kompressor 28 geleitet, um einen Schenkel 35 des Kältemittelkreislaufs 26 zu vervollständigen.
  • Das Batteriekühlungsabsperrventil 36 ermöglicht und verhindert selektiv die Kältemittelströmung durch es hindurch in ein Batterietemperaturexpansionsventil 46. Das Batterietemperaturexpansionsventil 46 steht wiederum in Fluidverbindung mit einem Batteriewärmetauscher 48 von Kältemittel zu Kühlmittel. Kältemittel, das den Wärmetauscher 48 verlässt, wird durch einen Rückführungsabschnitt des Batterietemperaturexpansionsventils 46 und zurück an den Kompressor 28 geleitet, um den zweiten Schenkel 37 des Kältemittelkreislaufs 26 zu vervollständigen.
  • Der Wärmetauscher 48 steht auch in Fluidverbindung mit einem Kühlmittelkreislauf 50. Die gestrichelten Linien in 1–3 stellen Leitungen dar, durch welche ein Kältemittel strömt, während die gestrichelt-gepunkteten Linien Leitungen darstellen, durch welche eine Kühlmittelflüssigkeit strömt. Das Kühlmittel kann eine herkömmliche flüssige Mischung, wie etwa eine Mischung aus Ethylenglykol und Wasser sein, oder es kann ein anderer Typ von Flüssigkeit mit geeigneten Wärmeübertragungseigenschaften sein. Der Kühlmittelkreislauf 50 kann auch eine Kühlmittelpumpe 52 zum Pumpen des Kühlmittels durch den Kreislauf 50 enthalten. Der Kühlmittelkreislauf 50 strömt durch einen Batteriestapel 54, bei dem das Kühlmittel verwendet wird, um den Batteriestapel 54 zu kühlen.
  • Das HVAC-System 22 kann auch verschiedene Sensoren zum Detektieren einer Temperatur oder eines Drucks an einigen Punkten in dem System umfassen. Zum Beispiel kann das HVAC-System 22 einen niederseitigen Drucksensor 56 zum Messen eines Kältemitteldrucks direkt vor dem Eintritt des Kältemittels in den Kompressor 28 und einen hochseitigen Drucksensor 58 zum Messen des Kältemitteldrucks direkt nach dem Austritt des Kältemittels aus dem Kompressor 28 umfassen. Ein Verdampferlufttemperatursensor 60 kann verwendet werden, um die Temperatur von Luft zu messen, die aus dem Verdampfer 40 herausströmt. Es kann auch ein Kühlmitteltemperatursensor 62 verwendet werden, um die Temperatur von Kühlmittel zu messen, das aus dem Wärmetauscher 48 austritt.
  • 2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform. Da diese Ausführungsform der ersten ähnelt, werden gleiche Elementbezugszeichen für gleiche Elemente verwendet und die genaue Beschreibung derselben wird weggelassen. Bei dieser Ausführungsform gibt es keinen Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf 26 des HVAC-Systems 22 ist im Vergleich zu der ersten Ausführungsform nur ein wenig abgeändert. Das Batterietemperaturexpansionsventil 46 leitet das Kältemittel an einen Batteriewärmetauscher 70 in den Batteriestapel 54. Folglich strömt das Kältemittel durch den Batteriestapel 54 hindurch, statt dass ein Kühlmittel durch den Batteriestapel 54 hindurchströmt. Das Verdampferabsperrventil 34 und das Batteriekühlungsabsperrventil 36 verhindern immer noch selektiv die Kältemittelströmung durch die zwei Schenkel 35, 37 des Kältemittelkreislaufs 26.
  • 3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform. Da diese Ausführungsform der ersten ähnelt, werden gleiche Elementbezugszeichen für gleiche Elemente verwendet und die genaue Beschreibung derselben wird weggelassen. Bei dieser Ausführungsform sind das Verdampferabsperrventil und das Verdampfertemperaturexpansionsventil der ersten Ausführungsform durch ein elektronisches Verdampfertemperaturexpansionsventil 74 ersetzt und das Batteriekühlungsabsperrventil und das Batterietemperaturexpansionsventil der ersten Ausführungsform sind durch ein elektronisches Batterietemperaturexpansionsventil 76 ersetzt. Die zwei elektronischen Temperaturexpansionsventile 74, 76 verhindern nun selektiv die Kältemittelströmung durch die zwei Schenkel des Kältemittelkreislaufs 26. Aufgrund der Betriebskennlinien der elektronischen Temperaturexpansionsventile 74, 76 misst ein erster Druck- und Temperatursensor 78 das Kältemittel, nachdem es den Verdampfer 40 verlässt, während ein zweiter Druck- und Temperatursensor 80 das Kältemittel misst, nachdem es den Wärmetauscher 48 verlässt. Der Kühlmittelkreislauf 50 kann im Wesentlichen gleich wie in der ersten Ausführungsform bleiben.
  • Alternativ können die elektronischen Temperaturexpansionsventile der Ausführungsform von 3 in der in 2 gezeigten Ausführungsform verwendet werden, indem die Absperrventile und die Temperaturexpansionsventile von 2 durch die elektronischen Temperaturexpansionsventile ersetzt werden, wie es in 3 gezeigt ist.
  • 4 veranschaulicht eine Tabelle, die Betriebsstati zeigt, die bei einem Verfahren zum Befriedigen verschiedener Kühlungsbedürfnisse der Fahrgastzelle 44 und des Batteriestapels 54, die in 1 veranschaulicht sind, verwendet werden. Obwohl das Betriebsverfahren von 4 mit Bezug auf 1 erörtert wird, kann das im Wesentlichen gleiche Betriebsverfahren mit den Ausführungsformen von 2 und 3 verwendet werden.
  • Der Bedarf für eine Batteriekühlung kann von der aktuellen Verwendung elektrischer Leistung sowie der aktuellen Batterietemperatur abhängen und kann sich von der aktuellen Kühlungslast der Fahrgastzelle unterscheiden. Die Verwendung des Verdampferabsperrventils 34 in dem Kältemittelkreislauf 26 direkt oberstromig des Verdampfers 40 und des Batteriekühlungsabsperrventils 36 direkt oberstromig des Wärmetauschers 48 ermöglicht zusätzliche HVAC-Betriebsstati. Das Absperrventil an der Komponente, welche die niedrigere Kühlungslast fordert, kann geschlos sen oder zyklisch geöffnet und geschlossen werden, um den Unterschied bei den Kühlungslasten zu berücksichtigen.
  • Bei Betriebsmodus 1 ist die Klimaanlage der Fahrgastzelle ausgeschaltet und eine Batteriekühlung wird aktuell nicht benötigt (angezeigt durch Nullen in der Tabelle von 4). In diesem Betriebsmodus ist der Kompressor 28 dann ausgeschaltet, so dass kein Kältemittel strömen wird. Die Ventile 34, 36 können auch geschlossen sein.
  • Bei Betriebsmodus 2 ist die Klimaanlage der Fahrgastzelle ausgeschaltet (so dass eine Kältemittelströmung durch den Verdampfer 40 nicht benötigt wird) und das Fahrzeug 20 kann sich in einem Elektrobetriebsmodus mit einer niedrigen Batteriekühlungslast befinden. Das Verdampferabsperrventil 34 ist geschlossen und das Batteriekühlungsabsperrventil 36 ist geöffnet. Der Kompressor 28 wird lediglich auf der Grundlage des aktuellen Batteriekühlungsbedarfs zyklisch ein- und ausgeschaltet. Der niederseitige Drucksensor 56 und der Kühlmitteltemperatursensor 62 können verwendet werden, um Daten bereitzustellen, die zur Ermittlung des Zeitpunkts des zyklischen Kompressorschaltens benötigt werden. Der Kompressor 28 kann auch bei weniger als der maximalen Drehzahl betrieben werden, um der begrenzten benötigten Batteriekühlung Rechnung zu tragen, wenn es so gewünscht ist.
  • Bei Betriebsmodus 3 kann sich die Fahrgastzelle in einem Entfeuchtungsmodus befinden (und somit eine niedrige Zellenkühlungslast aufweisen), während gegenwärtig keine Batteriekühlung benötigt wird. Das Verdampferabsperrventil 34 ist geöffnet und das Batteriekühlungsabsperrventil 36 ist geschlossen. Der Kompressor 28 wird zyklisch ein- und ausgeschaltet, wobei der Verdampferlufttemperatursensor 60 und der niederseitige Drucksensor 56 als zwei der Eingänge zum Ermitteln des Zeitpunkts des zyklischen Schaltens verwendet werden. Der Kompressor 28 kann auch bei weniger als der maximalen Drehzahl betrieben werden, um der begrenzten benötigten Fahrgastzellenkühlung Rechnung zu tragen, wenn es so gewünscht ist.
  • Bei Betriebsmodus 4 ist die Klimaanlage der Fahrgastzelle ausgeschaltet und das Fahrzeug 20 kann in einem Elektrofahrzeugmodus mit einem hohen Batteriekühlungsbedarf betrieben werden (etwa einem Betrieb in einem Elektrofahrzeugmodus während man lange steil ansteigende Straßen hochfährt). Das Verdampferabsperrventil 34 ist geschlossen und das Batteriekühlungsabsperrventil 36 ist geöffnet. Der Kompressor 28 ist eingeschaltet, wobei Einstellungen der Drehzahl des Kompressors (RPM-Steuerung) verwendet werden, um den Batteriekühlungsbedarf genau zu befriedigen. Bei diesem Betriebsmodus kann ein minimaler Kältemitteldruck an der Ansaugseite niedriger eingestellt werden als bei typischen Fahrgastzellenverdampferbedingungen, was folglich effektiv die Wirksamkeit des Batteriewärmetauschers 48 von Kältemittel zu Kühlmittel erhöht, wenn es so gewünscht ist. Dies kann auftreten, da bei diesem Betriebsmodus ein Bedarf zum Vermeiden von Eisbildung an dem Verdampfer 40 kein Problem ist.
  • Bei Betriebsmodus 5 ist die Klimaanlage der Fahrgastzelle auf hoher Stufe eingeschaltet, während der Batteriestapel 54 nur einen kleinen Kühlungsbetrag benötigt. Dies kann beispielsweise bei einer anfänglichen Abkühlung einer aufgeheizten Fahrgastzelle 44 auftreten, während nur leichte elektrische Lasten an den Batteriestapel 54 angelegt werden. Das Verdampferabsperrventil 34 ist geöffnet und der Kompressor 28 arbeitet (obwohl eine Drehzahlsteuerung bei Bedarf verwendet werden kann), während das Batteriekühlungsabsperrventil 36 zyklisch geöffnet und geschlossen wird, um die geringere für den Batteriestapel 54 benötigte Kühlungslast zu berücksichtigen. Der Kältemitteltemperatursensor 62 kann als ein Eingang verwendet werden, um zu ermitteln, wann das zyklische Schalten des Ventils auftreten muss.
  • Bei Betriebsmodus 6 ist die Klimaanlage der Fahrgastzelle auf niedriger Stufe eingeschaltet und das Fahrzeug 20 kann in einem Elektrofahrzeugmodus mit einem hohen Batteriekühlungsbedarf arbeiten (etwa einem Betrieb in einem Elektrofahrzeugmodus während man lange steil ansteigende Straßen hochfährt). Das Batteriekühlungsabsperrventil 36 ist geöffnet und der Kompressor 28 arbeitet (obwohl eine Drehzahlsteuerung bei Bedarf verwendet werden kann), während das Verdampferabsperrventil zyklisch geöffnet und geschlossen wird, um den für die Fahrgastzelle 44 benötigten niedrigeren Kühlungsbedarf zu berücksichtigen. Der Verdampferlufttemperatursensor 60 kann als ein Eingang verwendet werden, um zu ermitteln, wann das zyklische Schalten auftreten muss.
  • Bei Betriebsmodus 7 sind die Kühlungslasten sowohl der Fahrgastzelle als auch der Batterie hoch. Dies kann beispielsweise bei einem anfänglichen Abkühlen einer aufgeheizten Fahrgastzelle auftreten, während das Fahrzeug 20 in einem Elektrofahrzeugmodus mit hohem Batteriekühlungsbedarf arbeiten kann (etwa einem Betrieb in einem Elektrofahrzeugmodus während man lange steil ansteigende Straßen hochfährt). Beide Absperrventile 34, 36 sind geöffnet und der Kompressor 28 arbeitet, um die maximale Kühlung für sowohl die Fahrgastzelle 44 als auch den Batteriestapel 54 bereitzustellen.
  • Obwohl einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genau beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis erkennen, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert sind.

Claims (20)

  1. HVAC-System für ein Fahrzeug mit einem Batteriestapel, wobei das HVAC-System umfasst: einen Kältemittelkreislauf mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel; einen Kältemittelkompressor in dem Kältemittelkreislauf; einen Verdampfer in dem ersten Schenkel, der so ausgestaltet ist, dass er für eine Kühlung einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs sorgt; ein Verdampferabsperrventil in dem ersten Schenkel, das so ausgestaltet ist, dass es die Kältemittelströmung durch den Verdampfer selektiv sperrt; ein Verdampfertemperaturexpansionsventil in dem ersten Schenkel oberstromig des Verdampfers; einen Batteriewärmetauscher in dem zweiten Schenkel; ein Batterietemperaturexpansionsventil in dem zweiten Schenkel oberstromig des Batteriewärmetauschers; und ein Batteriekühlungsabsperrventil in dem zweiten Schenkel, das so ausgestaltet ist, dass es die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher selektiv sperrt.
  2. HVAC-System nach Anspruch 1, wobei der Batteriewärmetauscher in dem Batteriestapel angeordnet ist.
  3. HVAC-System nach Anspruch 1, wobei der Batteriewärmetauscher ein Wärmetauscher von Kältemittel zu Kühlmittel ist und das HVAC-System einen Kühlmittelkreislauf umfasst, der ein Kühlmittel bereitstellt, das durch den Wärmetauscher von Kältemittel zu Kühlmittel strömt, wobei der Kühlmittelkreislauf die Kühlmittelströmung durch den Batteriestapel leitet.
  4. HVAC-System nach Anspruch 2, das einen Kühlmitteltemperatursensor umfasst, der benachbart zu und unterstromig des Wärmetauschers von Kältemittel zu Kühlmittel angeordnet ist, wobei der Kühlmitteltemperatursensor so ausgestaltet ist, dass er eine Temperatur des Kühlmittels misst, das aus dem Wärmetauscher von Kältemittel zu Kühlmittel strömt.
  5. HVAC-System nach Anspruch 1, das einen niederseitigen Drucksensor, der so ausgestaltet ist, dass er einen Kältemitteldruck direkt oberstromig des Kältemittelkompressors in dem Kältemittelkreislauf misst, und einen hochseitigen Drucksensor umfasst, der so ausgestaltet ist, dass er den Kältemitteldruck direkt unterstromig des Kältemittelkompressors in dem Kältemittelkreislauf misst.
  6. HVAC-System nach Anspruch 1, wobei ein elektronisches Verdampfertemperaturexpansionsventil das Verdampferabsperrventil und das Verdampfertemperaturexpansionsventil umfasst.
  7. HVAC-System nach Anspruch 6, wobei ein elektronisches Batterietemperaturexpansionsventil das Batteriekühlungsabsperrventil und das Batterietemperaturexpansionsventil umfasst.
  8. HVAC-System nach Anspruch 7, das einen ersten Druck- und Temperatursensor, der in dem ersten Schenkel unterstromig des Verdampfers angeordnet ist, und einen zweiten Druck- und Tempera tursensor umfasst, der in dem zweiten Schenkel unterstromig des Batteriewärmetauschers angeordnet ist.
  9. HVAC-System nach Anspruch 1, wobei ein elektronisches Batterietemperaturexpansionsventil das Batteriekühlungsabsperrventil und das Batterietemperaturexpansionsventil umfasst.
  10. Verfahren zum Kühlen einer Fahrgastzelle und eines Batteriestapels eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: (a) ein Kühlungsniveau detektiert wird, das für die Fahrgastzelle angefordert ist; (b) ein Kühlungsniveau detektiert wird, das für den Batteriestapel benötigt wird; (c) dann, wenn eine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung auf einem relativ gleich hohen Niveau detektiert wird, ein Kältemittelkompressor aktiviert wird, ein Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um eine Kältemittelströmung durch einen Verdampfer zu ermöglichen, und ein Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um eine Kältemittelströmung durch einen Batteriewärmetauscher zu ermöglichen; (d) dann, wenn keine Fahrgastzellenkühlung und keine Batteriestapelkühlung detektiert werden, der Kältemittelkompressor nicht betrieben wird; (e) dann, wenn ein höheres Niveau angeforderter Fahrgastzellenkühlung gegenüber einem relativ niedrigeren Niveau benötigter Batteriestapelkühlung detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen, und das Batteriekühlungsabsperrventil zwischen einem Ermöglichen und einem Sperren der Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zyklisch hin- und hergeschaltet wird; und (f) dann, wenn ein höheres Niveau benötigter Batteriestapelkühlung gegenüber einem relativ niedrigeren Niveau angeforderter Fahrgastzellenkühlung detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu ermöglichen, und das Verdampferabsperrventil zwischen einem Ermöglichen und einem Sperren der Kältemittelströmung durch den Verdampfer zyklisch hin- und hergeschaltet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst, dass (g) dann, wenn keine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung benötigt wird, der Kältemittelkompressor zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, das Verdampferabsperrventil geschlossen wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu verhindern, und das Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu ermöglichen.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst, dass (g) dann, wenn keine benötigte Batteriestapelkühlung benötigt wird und eine Fahrgastzellenkühlung angefordert wird, der Kältemittelkompressor zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, das Batteriekühlungsabsperrventil geschlossen wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu verhindern, und das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst, dass (g) dann, wenn keine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung benötigt wird, eine Drehzahl des Kältemittelkompressors so gesteuert wird, dass die erforderliche Batteriestapelkühlung befriedigt wird, das Verdampferabsperrventil geschlossen wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu verhindern, und das Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu ermöglichen.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt (c) ferner dadurch definiert ist, dass eine Drehzahl des Kältemittelkompressors gesteuert wird, um die benötigte Batteriestapelkühlung und die angeforderte Fahrgastzellenkühlung zu befriedigen.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst, dass (g) wenn eine benötigte Batteriestapelkühlung detektiert wird, ein Kältemittel durch den Batteriewärmetauscher und den Batteriestapel strömen gelassen wird.
  16. Verfahren zum Kühlen einer Fahrgastzelle und eines Batteriestapels eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: (a) ein Kühlungsniveau detektiert wird, das für die Fahrgastzelle angefordert ist; (b) ein Kühlungsniveau detektiert wird, das für den Batteriestapel benötigt wird; (c) dann, wenn keine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung benötigt wird, ein Kältemittelkompressor zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, ein Verdampferabsperrventil geschlossen wird, um eine Kältemittelströmung durch einen Verdampfer zu verhindern, und ein Batteriekühlungsabsperr ventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch einen Batteriewärmetauscher zu ermöglichen; und (d) dann, wenn keine benötigte Batteriestapelkühlung benötigt wird und eine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist, der Kältemittelkompressor zyklisch ein- und ausgeschaltet wird, das Batteriekühlungsabsperrventil geschlossen wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu verhindern, und das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, das umfasst, dass (e) dann, wenn ein höheres Niveau an angeforderter Fahrgastzellenkühlung gegenüber einem relativ niedrigeren Niveau benötigter Batteriestapelkühlung detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen, und das Batteriekühlungsabsperrventil zwischen einem Ermöglichen und einem Sperren der Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zyklisch hin- und hergeschaltet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, das umfasst, dass (e) dann, wenn ein höheres Niveau an benötigter Batteriestapelkühlung gegenüber einem relativ niedrigeren Niveau an angeforderter Fahrgastzellenkühlung detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu ermöglichen, und das Verdampferabsperrventil zwischen einem Ermöglichen und einem Sperren der Kältemittelströmung durch den Verdampfer zyklisch hin- und hergeschaltet wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, das umfasst, dass (e) dann, wenn eine Fahrgastzellenkühlung angefordert ist und eine Batteriestapelkühlung auf einem relativ gleich hohen Niveau detektiert wird, der Kältemittelkompressor aktiviert wird, das Verdampferabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Verdampfer zu ermöglichen, und das Batteriekühlungsabsperrventil geöffnet wird, um die Kältemittelströmung durch den Batteriewärmetauscher zu ermöglichen.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, das umfasst, dass (e) wenn eine benötigte Batteriestapelkühlung detektiert wird, ein Kältemittel durch den Batteriewärmetauscher und den Batteriestapel strömen gelassen wird.
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