DE102011012241A1 - Waste heat accumulator/distributor system - Google Patents
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Abstract
Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System zur Verwendung in einem Fahrzeug. Das System umfasst einen Motorkühlmittelkreislauf, der Motorkühlmittel durch eine Antriebsmaschine lenkt, einen Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf, der Elektronikkühlmittel durch ein Antriebsstrangelektroniksystem lenkt; und einen Getriebefluidkreislauf, der Getriebefluid durch ein Getriebe lenkt. Das System umfasst einen Mehrfluid-Wärmetauscher mit einem Motorkühlmitteleinlass, der das Motorkühlmittel von dem Motorkühlmittelkreislauf aufnimmt, einem Elektronikkühlmitteleinlass, der das Elektronikkühlmittel von dem Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf aufnimmt, und einem Getriebefluideinlass, der das Getriebefluid von dem Getriebefluidkreislauf aufnimmt; ein erstes Ventil, das steuerbar ist, um zu bewirken, dass Motorkühlmittel in den Motarkühlmitteleinlass strömt oder an dem Motorkühlmitteleinlass vorbei geführt wird; und ein zweites Ventil, das steuerbar ist, um zu bewirken, dass Elektronikkühlmittel in den Elektronikkühlmitteleinlass strömt oder an dem Elektronikkühlmitteleinlass vorbei geführt wird.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kühlsysteme für Fahrzeugsubsysteme und insbesondere ein Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System, das in Fahrzeugkühlsystemen enthalten ist.
- Herkömmlich besitzen Fahrzeuge, die Verbrennungsmotoren und Automatikgetriebe verwenden, separate Kühlsysteme für die beiden Fahrzeugsubsysteme. In dem Fall von Hybridelektrofahrzeugen und Elektrofahrzeugen mit erweiterter Reichweite wird auch oftmals ein drittes separates Kühlsystem für die Antriebsstrangelektronik verwendet. Diese separaten Kühlsysteme besetzen eine signifikante Größe an Einbauraum und tragen Gewicht bei, ohne einen Synergienutzen, da die drei Kühlsysteme separat sind.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Eine Ausführungsform betrifft ein Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System zur Verwendung in einem Fahrzeug. Das System kann einen Motorkühlmittelkreislauf, der Motorkühlmittel durch eine Antriebsanlage lenkt, einen Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf, der Elektronikkühlmittel durch ein Antriebsstrangelektroniksystem lenkt; und einen Getriebefluidkreislauf aufweisen, der Getriebefluid durch ein Getriebe lenkt. Das System kann auch einen Mehrfluid-Wärmetauscher mit einem Motorkühlmitteleinlass, der selektiv das Motorkühlmittel von dem Motorkühlmittelkreislauf aufnimmt, einem Elektronikkühlmitteleinlass, der selektiv das Elektronikkühlmittel von dem Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf aufnimmt, und einem Getriebefluideinlass, der selektiv das Getriebefluid von dem Getriebefluidkreislauf aufnimmt, wodurch eine Wärmeübertragung zwischen dem Motorkühlmittel, dem Elektronikkühlmittel und dem Getriebefluid in dem Mehrfluid-Wärmetauscher stattfinden kann; ein erstes Ventil, das steuerbar ist, um selektiv zu bewirken, dass das Motorkühlmittel in den Motorkühlmitteleinlass strömt oder an dem Motorkühlmitteleinlass des Mehrfluid-Wärmetauschers vorbei geführt wird; und ein zweites Ventil aufweisen, das steuerbar ist, um selektiv zu bewirken, dass das Elektronikkühlmittel in den Elektronikkühlmitteleinlass strömt oder an dem Elektronikkühlmitteleinlass des Mehrfluid-Wärmetauschers vorbei geführt wird.
- Eine Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Abwärme-Akkumulator/Verteiler-Systems in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: Motorkühlmittel durch einen Motor in einem Motorkühlmittelkreislauf gelenkt wird; Elektronikkühlmittel durch ein Antriebsstrangelektroniksystem in einem Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf gelenkt wird; Getriebefluid durch ein Getriebe in einem Getriebefluidkreislauf gelenkt wird; selektiv das Motorkühlmittel durch einen Mehrfluid-Wärmetauscher gelenkt oder an diesem vorbei geführt wird, wenn das Motorkühlmittel durch den Motorkühlmittelkreislauf strömt; selektiv das Elektronikkühlmittels durch den Mehrfluid-Wärmetauscher gelenkt oder an diesem vorbei geführt wird, wenn das Elektronikkühlmittel durch den Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf strömt; und das Getriebefluid durch den Mehrfluid-Wärmetauscher gelenkt wird, wenn das Getriebefluid durch den Getriebefluidkreislauf strömt.
- Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass das Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System Abwärme selektiv von dem Motor, der Antriebsstrangelektronik oder dem Getriebe abfangen und diese Wärme an Systeme übertragen kann, die einen gegenwärtigen Bedarf nach der thermischen Energie oder die Kapazität zur Absorption der erzeugten Wärmeenergie und Dissipation derselben aus den Systemen heraus besitzen. Die Wärmeabsorption zwischen den verschiedenen Kühlkreisläufen kann leicht durch Verwendung von zwei elektronisch gesteuerten Ventilen in zwei der drei Kühlkreisläufe und einem einzelnen Mehrfluid-Wärmetauscher reguliert werden. Dieses System kann eine verbesserte Fahrzeugkraftstoffwirtschaftlichkeit, einen verbesserten Nur-Elektro-Reichweite des Fahrzeugs, einen verbesserten HVAC-Systembetrieb und einen verbesserten Fahrzeugaufbau aufweisen. Überdies können die Kosten des Getriebekühlsystems durch Beseitigung des Bedarfs nach einem separaten Getriebefluidkühler reduziert werden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Zeichnung eines Abwärmeakkumulator-Verteilersystems zur Verwendung in einem Fahrzeug. -
2 ist eine schematische Zeichnung eines Mehrfluid-Wärmetauschers zur Verwendung in dem Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System. -
3 ist eine schematische Zeichnung des Mehrfluid-Wärmetauschers ähnlich zu2 , jedoch aus einer anderen Richtung betrachtet. -
4 ist eine schematische Zeichnung ähnlich zu1 , die einen ersten Betriebsmodus zeigt. -
5 ist eine schematische Zeichnung ähnlich zu1 , die einen zweiten Betriebsmodus zeigt. -
6 ist eine schematische Zeichnung ähnlich zu1 , die einen dritten Betriebsmodus zeigt. -
7 ist eine schematische Zeichnung ähnlich zu1 , die einen vierten Betriebsmodus zeigt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Bezug nehmend auf
1 ist ein in einem Fahrzeug verwendetes Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System20 gezeigt. Das System20 steht mit einer Antriebsmaschine, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor22 , einem Getriebe24 und einem Antriebsstrangelektroniksystem26 in Wechselwirkung. Ein derartiges System20 kann beispielsweise in einem Hybridelektrofahrzeug oder einem Elektrofahrzeug mit erweiterter Reichweite verwendet werden. - Das System
20 ist mit dem Motor22 über einen Motorkühlmittelkreislauf28 gekoppelt. Der Motorkühlmittelkreislauf28 kann einen Thermostat30 aufweisen, der auf Grundlage der Temperatur des Motorkühlmittels selektiv eine Motorkühlmittelströmung durch einen Motorkühler32 lenkt oder an diesem vorbei führt. Der Motorkühlmittelkreislauf kann auch eine Wasserpumpe34 zum Pumpen des Motorkühlmittels durch den Kreislauf28 aufweisen. Ein elektronisch gesteuertes Ventil36 befindet sich in dem Motorkühlmittelkreislauf28 und kann so gesteuert werden, dass es selektiv das Kühlmittel, das von dem Motor22 zu dem Motorkühler32 oder der Kühlerbypassleitung38 strömt, oder das Kühlmittel, das von dem Motor22 zu einem Motorkühlmitteleinlass44 strömt, an einen Mehrfluid-Wärmetauscher40 lenkt. Eine Rückführleitung42 ist mit einem Motorkühlmittelauslass46 an dem Wärmetauscher40 verbunden und lenkt das Motorkühlmittel zurück zu dem Motorkühler32 und der Kühlerbypassleitung38 . Somit kann das elektronisch gesteuerte Ventil36 Motorkühlmittel so lenken, dass es durch den Mehrfluid-Wärmetauscher40 strömt oder an diesem vorbei geführt wird. - Das System
20 ist mit dem Getriebe24 über einen Getriebefluidkreislauf48 gekoppelt. Der Getriebefluidkreislauf48 kann eine Getriebefluidpumpe50 aufweisen, die ein Getriebefluid durch den Kreislauf48 pumpt. Das durch das Getriebe24 strömende Fluid wird von einem Getriebefluideinlass52 in dem Mehrfluid-Wärmetauscher40 aufgenommen und strömt von einem Getriebefluidauslass54 von dem Wärmetauscher40 zurück zu dem Getriebe24 . - Das System
20 ist mit dem Antriebsstrangelektroniksystem26 über einen Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf56 gekoppelt. Der Kreislauf56 kann eine Elektronikkühlmittelpumpe58 aufweisen, die Elektronikkühlmittel durch den Kreislauf56 pumpt. Elektronikkühlmittel, das aus einem Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 strömt, kann durch die Pumpe56 zu einem elektronisch gesteuerten Ventil62 strömen. Das Ventil62 kann gesteuert sein, um das aus dem Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 strömende Kühlmittel selektiv zu einem Antriebsstrangelektronikkühler64 oder einer Elektronikkühlerbypassleitung66 zu lenken. Das Antriebsstrangelektroniksystem26 kann beispielsweise ein an Bord befindliches Lademodul68 , ein Zubehör-Wechselrichtermodul70 und ein Traktionswechselrichtermodul72 sein, durch das das Elektronikkühlmittel strömt. Ein zweites elektronisch gesteuertes Ventil74 in dem Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf56 kann gesteuert werden, um das aus dem Antriebsstrangelektroniksystem26 strömende Elektronikkühlmittel selektiv zu einem Elektronikkühlmitteleinlass76 zu dem Mehrfluid-Wärmetauscher40 oder zu dem Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 zu lenken. Eine Rückführleitung78 ist mit einem Elektronikkühlmittelauslass80 an dem Wärmetauscher40 verbunden und lenkt das Elektronikkühlmittel zu dem Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 . Der Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 ist optional und muss nicht mit dem Antriebsstrangelektronikkühlmittlekreislauf56 verbunden sein, da die Fahrgastraumerwärmung auf verschiedene Wege erreicht werden kann. - Es können verschiedene Temperatursensoren (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Temperatur der Fluide in den verschiedenen Kühlkreisläufen und anderen Fahrzeugkomponenten zu bestimmen. Diese Temperatursensoren sind in der Technik bekannt und werden hier nicht weiter detailliert beschrieben.
- Die
2 und3 zeigen einen Mehrfluid-Wärmetauscher40 , der mit dem Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System20 von1 verwendet werden kann. Der Wärmetauscher40 kann ein Außengehäuse82 aufweisen, das von einem Innengehäuse84 durch eine Isolationsschicht86 getrennt ist. Der Wärmetauscher40 kann Rohre88 ,90 ,92 aufweisen, die das Elektronikkühlmittel, Getriebefluid bzw. Motorkühlmittel durch den Wärmetauscher40 lenken. Die Rohre88 ,90 ,92 umfassen jeweilige Einlässe76 ,52 ,54 und Auslässe80 ,54 und46 . Die Rippen94 können verwendet werden, um eine Wärmeübertragung zwischen den Rohren88 ,90 ,92 zu erhöhen. Das Getriebefluidrohr90 kann zwischen dem Elektronikkühlmittelrohr88 und dem Motorkühlmittelrohr92 angeordnet sein, um eine bessere Wärmeübertragung in und aus dem Getriebefluid auf die anderen beiden Kühlmittel zu ermöglichen. - Der verbleibende Raum
96 in dem Innengehäuse84 kann nur mit Luft gefüllt sein. Alternativ dazu kann der verbleibende Raum96 mit einem Phasenänderungsmaterial gefüllt sein. Nicht beschränkende Beispiele des Phasenänderungsmaterials umfassen Bariumhydroxid (Ba(OH)2-8H2O) oder Glaubersalz (Na2SO4-10H2O). Das Phasenänderungsmaterial erzeugt eine Wärmespeicherfähigkeit für den Wärmetauscher40 . Durch Verwendung des Phasenänderungsmaterials kann überschüssige Abwärme in dem Phasenänderungsmaterial aufgrund von Spitzenwärmelastbedingungen gespeichert werden, um Kreislauftemperaturen während dieser Spitzenbedingungen zu reduzieren, wobei die Wärme dann über eine längere Zeitperiode dissipiert wird. Dies kann die Beseitigung von Zusatz-Fahrgastraumerwärmungsvorrichtungen ermöglichen. - Die herkömmliche Vorgehensweise mit mehreren Kühlsystemen, die unabhängig und isoliert voneinander reguliert werden, berücksichtigt nicht die Tatsache, dass bei alternativen Vortriebsanwendungen verschiedene Fälle existieren, bei denen ein System eine Kühlung erfordert, während ein anderes gleichzeitig eine Erwärmung erfordert. Diese herkömmliche Vorgehensweise berücksichtigt auch nicht Fälle, bei denen ein System eine signifikante Größe an Kühlkapazität erfordern kann, während ein anderes eine zusätzliche verfügbare Kapazität besitzt, und die Fähigkeit zur Übertragung dieser Wärme von einem Kreislauf auf den anderen minimiert die Belastung an jedem der Systeme. Mit dem Mehrfluid-Wärmetauscher
40 , der Einlässe44 ,52 ,76 und Auslässe46 ,54 ,80 für Motorkühlmittel, Getriebefluid bzw. Elektronikkühlmittel aufweist, und mit den elektronischen Steuerventilen36 ,74 kann die Wärmeübertragung zwischen den verschiedenen Kühlmitteln/Fluiden gesteuert werden, um die Gesamtfahrzeugleistung zu verbessern. Dies erlaubt zumindest vier verschiedene Betriebsmoden für Kühlmittel/Fluidströmung in dem Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System20 , was nachfolgend unter Bezugnahme auf die4 –7 diskutiert ist. Die Pfeile zeigen die Strömungsrichtung der Fluide in den Kreisläufen28 ,48 ,56 . -
4 ist eine schematische Ansicht ähnlich zu1 , die einen ersten Betriebsmodus zeigt. In diesem Modus wird das Ventil36 betätigt, um ein Vorbeiführen des Motorkühlmittels an dem Mehrfluid-Wärmetauschers40 zu bewirken. Abhängig von der Aktivierung des Thermostaten30 kann das Motorkühlmittel durch den Motorkühler32 strömen, wie gezeigt ist, oder es kann stattdessen durch die Kühlerbypassleitung38 strömen. Das Ventil74 wird betätigt, um ein Vorbeiführen des Elektronikkühlmittels an dem Mehrfluid-Wärmetauscher40 zu bewirken. Abhängig von der Position des Ventils62 kann das Elektronikkühlmittel durch den Antriebsstrangelektronikkühler64 strömen, wie gezeigt ist, oder es kann stattdessen durch die Elektronikkühlerbypassleitung66 strömen. Das Getriebefluid wird von dem Getriebe24 durch den Mehrfluid-Wärmetauscher40 und zurück zu dem Getriebe24 gelenkt. Bei diesem ersten Betriebsmodus strömen dann, während das Getriebefluid durch den Wärmetauscher40 strömt, weder das Motorkühlmittel noch das Elektronikkühlmittel durch den Wärmetauscher40 , und somit sind sie beide von dem Getriebefluid thermisch isoliert. - Dieser Modus wird beispielsweise bevorzugt verwendet, wenn das Getriebe
24 in seinem Solltemperaturbereich arbeitet, oder beispielsweise, wenn das Getriebe unterhalb seines Solltemperaturbereiches, jedoch oberhalb der Motorkühlmitteltemperatur und der Elektronikkühlmitteltemperatur arbeitet. -
5 ist eine schematische Ansicht ähnlich zu1 , zeigt jedoch einen. zweiten Betriebsmodus. In diesem Modus wird das Ventil36 betätigt, um eine Strömung des Motorkühlmittels von dem Motor22 und durch den Mehrfluid-Wärmetauscher40 vor einem Strömen durch den Motorkühler32 zu bewirken. Abhängig von der Aktivierung des Thermostaten30 kann das Motorkühlmittel durch den Motorkühler32 strömen, wie gezeigt ist, oder es kann stattdessen durch die Kühlerbypassleitung38 strömen. Das Ventil74 wird betätigt, um ein Vorbeiführen des Elektronikkühlmittels um den Mehrfluid-Wärmetauscher40 zu bewirken. Abhängig von der Position des Ventils62 kann das Elektronikkühlmittel durch den Antriebsstrangelektronikkühler64 strömen, wie gezeigt ist, oder es kann stattdessen durch die Elektronikkühlerbypassleitung66 strömen. Das Getriebefluid wird von dem Getriebe24 durch den Wärmetauscher40 und zurück zu dem Getriebe24 gelenkt. In diesem zweiten Betriebsmodus strömen dann sowohl das Getriebefluid als auch das Motorkühlmittel durch den Wärmetauscher40 , während die Elektronikkühlmittelströmung an dem Wärmetauscher40 vorbei geführt wird. Somit findet eine Wärmeübertragung zwischen dem Motorkühlmittel und dem Getriebefluid statt. - Dieser Modus wird beispielsweise bevorzugt verwendet, wenn der Motor
22 eingeschaltet ist, das Getriebe24 unterhalb seines Solltemperaturbereiches arbeitet und die Getriebefluidtemperatur geringer als die Motorkühlmitteltemperatur ist, wodurch eine Wärmeübertragung von dem Motorkühlmittel auf das Getriebefluid zugelassen wird. Dieser Modus kann beispielsweise auch verwendet werden, wenn das Getriebe24 nahe oder oberhalb des oberen Teils seines Solltemperaturbereiches arbeitet und der Motor22 abgeschaltet ist. Bei diesem zweiten Beispiel ist die Wasserpumpe34 eine, die elektrisch betrieben werden kann, anstatt ausschließlich durch den Motor betrieben zu werden, und die Pumpe34 wird aktiviert, um eine Zirkulation des Motorkühlmittels durch den Motorkühlmittelkreislauf28 aufrechtzuerhalten. In diesem Fall absorbiert das Motorkühlmittel Wärme von dem Getriebefluid, und die Wärme wird dissipiert, wenn das Motorkühlmittel durch den Motorkühler32 strömt. Bei einem anderen Beispiel wird das Getriebe24 nahe oder oberhalb des oberen Teils seines Solltemperaturbereiches betrieben und der Motor22 ist eingeschaltet. Wiederum wird Wärme von dem Getriebefluid auf das Motorkühlmittel übertragen. Dieser Betriebszustand ist erwünscht, wenn der Motorkühlmittelkreislauf28 die Kombination der Wärmelasten sowohl des Getriebes24 als auch des Motors22 durch den Motorkühler32 regulieren kann. -
6 ist eine schematische Ansicht ähnlich zu1 , die jedoch einen dritten Betriebsmodus zeigt. Bei diesem Modus wird das Ventil36 betätigt, um ein Vorbeiführen des Motorkühlmittels an dem Mehrfluid-Wärmetauscher40 zu bewirken. Abhängig von der Aktivierung des Thermostaten30 kann das Motorkühlmittel durch den Motorkühler32 strömen, wie gezeigt ist, oder es kann stattdessen durch die Kühlerbypassleitung38 strömen. Das Ventil74 wird betätigt, um eine Strömung des Elektronikkühlmittels durch den Mehrfluid-Wärmetauscher40 zu bewirken. Abhängig von der Position des Ventils62 kann das Elektronikkühlmittel durch den Antriebsstrangelektronikkühler64 strömen, wie gezeigt ist, oder es kann stattdessen durch die Elektronikkühlerbypassleitung66 strömen. Das Getriebefluid wird von dem Getriebe24 durch den Wärmetauscher40 und zurück zu dem Getriebe24 gelenkt. In diesem dritten Betriebsmodus strömen dann sowohl das Getriebefluid als auch das Elektronikkühlmittel durch den Wärmetauscher40 , während die Motorkühlmittelströmung an dem Wärmetauscher40 vorbei geführt wird. Somit findet eine Wärmeübertragung zwischen dem Elektronikkühlmittel und dem Getriebefluid statt. - Dieser Modus wird beispielsweise bevorzugt verwendet, wenn das Antriebsstrangelektroniksystem
26 arbeitet, das Getriebe24 unterhalb seines Solltemperaturbereichs arbeitet und die Getriebefluidtemperatur geringer als die Elektronikkühlmitteltemperatur ist, wodurch eine Wärmeübertragung von dem Elektronikkühlmittel auf das Getriebefluid zugelassen wird. Bei einem anderen Beispiel befindet sich das Getriebe24 nahe oder oberhalb des oberen Teils seines Solltemperaturbereiches, und das Antriebsstrangelektroniksystem26 ist im Betrieb. Wärme wird von dem Getriebefluid auf das Elektronikkühlmittel übertragen. Dieser Betriebszustand ist erwünscht, wenn der Elektronikkühlmittelkreislauf56 die Kombination der thermischen Lasten sowohl des Getriebes24 als auch der Antriebsstrangelektronik26 durch den Antriebsstrangelektronikkühler64 regulieren kann. -
7 ist eine schematische Ansicht ähnlich zu1 , zeigt jedoch einen vierten Betriebsmodus. In diesem Modus wird das Ventil36 betätigt, um eine Motorkühlmittelströmung von dem Motor22 und durch den Mehrfluid-Wärmetauscher40 vor einem Strömen durch den Motorkühler32 zu bewirken. Das Ventil74 wird betätigt, um die Strömung des Elektronikkühlmittels durch den Mehrfluid-Wärmetauscher40 vor einem Strömen durch den Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 zu bewirken. Das Getriebefluid wird von dem Getriebe24 durch den Wärmetauscher40 und zurück zu dem Getriebe24 gelenkt. In diesem dritten Betriebsmodus strömen dann das Getriebefluid, das Elektronikkühlmittel und das Motorkühlmittel durch den Wärmetauscher40 . - Dieser Modus wird beispielsweise bevorzugt verwendet, wenn der Motor
22 und das Getriebe24 innerhalb oder oberhalb ihrer jeweiligen Solltemperaturbereiche arbeiten und zusätzliche Motor- oder Getriebekühlkapazität gewünscht ist. Dieser Modus erlaubt, dass das Elektronikkühlmittel Wärme von dem Motorkühlmittel und dem Getriebefluid absorbieren kann. In einer ähnlichen Situation kann, wenn das Getriebe24 nahe oder oberhalb der oberen Grenze seines Solltemperaturbereiches arbeitet und der Motorkühlmittelkreislauf28 keine Wärme für beide Kreisläufe28 ,48 schnell genug dissipieren kann, dann der Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf56 einen Teil der Wärme absorbieren und diese durch den Antriebsstrangelektronikkühler64 dissipieren. Dieser Modus kann auch beispielsweise verwendet werden, wenn der Motor22 und das Getriebe24 innerhalb oder oberhalb ihrer jeweiligen Solltemperaturbereiche arbeiten und eine zusätzliche Fahrgastraumerwärmung (für Systeme, bei denen der Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 mit dem Elektronikkühlmittelkreislauf56 gekoppelt ist) erwünscht ist. Das Elektronikkühlmittel absorbiert dann Wärme von dem Motorkühlmittel und/oder dem Getriebefluid, wobei die Wärme nun für den Fahrgastraumerwärmungskreislauf60 verfügbar ist. - Während gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
Claims (10)
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System zur Verwendung in einem Fahrzeug, umfassend: einen Motorkühlmittelkreislauf, der derart konfiguriert ist, dass er Motorkühlmittel durch eine Antriebsmaschine lenkt; einen Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf, der derart konfiguriert ist, dass er Elektronikkühlmittel durch ein Antriebsstrangelektroniksystem lenkt; einen Getriebefluidkreislauf, der derart konfiguriert ist, dass er Getriebefluid durch ein Getriebe lenkt; einen Mehrfluid-Wärmetauscher mit einem Motorkühlmitteleinlass, der derart konfiguriert ist, dass er das Motorkühlmittel selektiv von dem Motorkühlmittelkreislauf aufnimmt, einem Elektronikkühlmitteleinlass, der derart konfiguriert ist, dass er das Elektronikkühlmittel selektiv von dem Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf aufnimmt, und einem Getriebefluideinlass, der derart konfiguriert ist, dass er das Getriebefluid selektiv von dem Getriebefluidkreislauf aufnimmt, wobei eine Wärmeübertragung zwischen dem Motorkühlmittel, dem Elektronikkühlmittel und dem Getriebefluid in dem Mehrfluid-Wärmetauscher stattfinden kann; ein erstes Ventil, das steuerbar ist, um selektiv zu bewirken, dass das Motorkühlmittel in den Motorkühlmitteleinlass strömt oder an dem Motorkühlmitteleinlass des Mehrfluid-Wärmetauschers vorbei geführt wird; und ein zweites Ventil, das steuerbar ist, um selektiv zu bewirken, dass das Elektronikkühlmittel in den Elektronikkühlmitteleinlass strömt oder an dem Elektronikkühlmitteleinlass des Mehrfluid-Wärmetauschers vorbei geführt wird.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 1, mit einem Fahrgastraumerwärmungskreislauf, und wobei der Mehrfluid-Wärmetauscher einen Elektronikkühlmittelauslass aufweist, und der Elektronikkühlmittelauslass und das zweite Ventil selektiv das Elektronikkühlmittel zu dem Fahrgastraumerwärmungskreislauf lenken.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 1, wobei der Motorkühlmittelkreislauf ein Thermostatventil, einen Motorkühler und eine Kühlerbypassleitung aufweist, der Mehrfluid-Wärmetauscher einen Motorkühlmittelauslass aufweist und das Thermostatventil betätigbar ist, so dass der Motorkühlmittelauslass selektiv das Motorkühlmittel durch den Motorkühler oder die Kühlerbypassleitung lenkt.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 1, wobei der Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf ein steuerbares Ventil, einen Antriebsstrangelektronikkühler und eine Kühlerbypassleitung aufweist, der Mehrfluid-Wärmetauscher einen Elektronikkühlmittelauslass aufweist, und das steuerbare Ventil so betätigbar ist, dass der Elektronikkühlmittelauslass selektiv das Elektronikkühlmittel durch den Antriebsstrangelektronikkühler oder die Bypassleitung lenkt.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 1, wobei der Mehrfluid-Wärmetauscher ein Außengehäuse, ein Innengehäuse, das von dem Außengehäuse beabstandet und in diesem angeordnet ist, und eine Isolation aufweist, die zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 1, wobei der Mehrfluid-Wärmetauscher ein Motorkühlmittelrohr, das derart konfiguriert ist, das Motorkühlmittel hindurchzulenken, ein Elektronikkühlmittelrohr, das derart konfiguriert ist, das Elektronikkühlmittel hindurchzulenken, ein Getriebefluidrohr, das derart konfiguriert ist, das Getriebefluid hindurchzulenken, ein Gehäuse, das das Motorkühlmittelrohr, das Elektronikkühlmittelrohr und das Getriebefluidrohr umgibt, und einen Hohlraum zwischen dem Gehäuse und den Rohren umfasst, wobei der Hohlraum mit Luft gefüllt ist.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 1, wobei der Mehrfluid-Wärmetauscher ein Motorkühlmittelrohr, das derart konfiguriert ist, das Motorkühlmittel hindurchzulenken, ein Elektronikkühlmittelrohr, das derart konfiguriert ist, das Elektronikkühlmittel hindurchzulenken, ein Getriebefluidrohr, das derart konfiguriert ist, das Getriebefluid hindurchzulenken, ein Gehäuse, das das Motorkühlmittelrohr, das Elektronikkühlmittelrohr und das Getriebefluidrohr umgibt, und einen Hohlraum zwischen dem Gehäuse und den Rohren aufweist, wobei der Hohlraum mit einem Phasenänderungsmaterial gefüllt ist.
- Abwärme-Akkumulator/Verteiler-System nach Anspruch 7, wobei das Phasenänderungsmaterial Bariumhydroxid und/oder Glaubersalz ist.
- Verfahren zum Betrieb eines Abwärme-Akkumulator/Verteiler-Systems in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: (a) Motorkühlmittel durch einen Motor in einem Motorkühlmittelkreislauf gelenkt wird; (b) Elektronikkühlmittel durch ein Antriebsstrangelektroniksystem in einem Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf gelenkt wird; (c) Getriebefluid durch ein Getriebe in einem Getriebefluidkreislauf gelenkt wird; (d) selektiv das Motorkühlmittels durch einen Mehrfluid-Wärmetauscher gelenkt oder an diesem vorbei geführt wird, wenn das Motorkühlmittel durch den Motorkühlmittelkreislauf strömt; (e) selektiv Elektronikkühlmittels durch den Mehrfluid-Wärmetauscher gelenkt oder an diesem vorbei geführt wird, wenn das Elektronikkühlmittel durch den Antriebsstrangelektronik-Kühlmittelkreislauf strömt; und (f) das Getriebefluid durch den Mehrfluid-Wärmetauscher gelenkt wird, wenn das Getriebefluid durch den Getriebefluidkreislauf strömt.
- Verfahren nach Anspruch 9, mit dem Schritt (g), der ein Phasenänderungsmaterial in dem Mehrfluid-Wärmetauscher bereitstellt und Wärmeenergie in dem Phasenänderungsmaterial speichert.
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Legal Events
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Effective date: 20110224 |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20141107 |