DE102012013253A1 - Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit - Google Patents

Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit Download PDF

Info

Publication number
DE102012013253A1
DE102012013253A1 DE201210013253 DE102012013253A DE102012013253A1 DE 102012013253 A1 DE102012013253 A1 DE 102012013253A1 DE 201210013253 DE201210013253 DE 201210013253 DE 102012013253 A DE102012013253 A DE 102012013253A DE 102012013253 A1 DE102012013253 A1 DE 102012013253A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat pump
cooling circuit
cooling
passenger compartment
voltage battery
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.)
Withdrawn
Application number
DE201210013253
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Müller
Yun Zhang
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler 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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE201210013253 priority Critical patent/DE102012013253A1/en
Publication of DE102012013253A1 publication Critical patent/DE102012013253A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569—Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

The device (10) has a heat pump (24) for heating a passenger compartment (22) of a motor vehicle, where a high-voltage battery (14) of the vehicle is attached to the heat pump. A cooling circuit (16) is provided for cooling the battery, and a vaporizer (34) of the heat pump is arranged in the cooling circuit. Another cooling circuit (48) is provided for cooling components (50, 52) e.g. pump and power electronics, of the vehicle and coupled with the former cooling circuit. The heat pump has a compressor (32) for compressing working medium i.e. water, of the heat pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung für einen Kraftwagen.The invention relates to a tempering device for a motor vehicle.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Elektrofahrzeuge sowie Hybrid-Fahrzeuge bekannt. Diese umfassen wenigstens einen Elektromotor, mittels welchem das Hybrid-Fahrzeug bzw. das Elektrofahrzeug antreibbar ist. Zum Betreiben des Elektromotors wird dieser mit elektrischem Strom aus einer elektrischen Speichereinrichtung, insbesondere aus einer Batterie, des Hybrid-Fahrzeugs bzw. des Elektrofahrzeugs versorgt.From the general state of the art electric vehicles and hybrid vehicles are known. These include at least one electric motor, by means of which the hybrid vehicle or the electric vehicle is drivable. To operate the electric motor, it is supplied with electric current from an electrical storage device, in particular from a battery, the hybrid vehicle or the electric vehicle.

Elektrische Speichereinrichtungen weisen einen Betriebstemperaturbereich auf, innerhalb welchem sie effizient betrieben werden, d. h. mit elektrischem Strom geladen oder entladen werden können. Dabei sind die elektrischen Speichereinrichtungen insbesondere vor einer Überhitzung und daraus resultierenden Beschädigungen zu schützen.Electrical storage devices have an operating temperature range within which they operate efficiently, i. H. can be charged or discharged with electric current. In this case, the electrical storage devices are to be protected in particular from overheating and resulting damage.

Des Weiteren hat es sich gezeigt, dass zum Beheizen von Fahrgasträumen der Elektrofahrzeuge bzw. der Hybrid-Fahrzeuge elektrische Energie aufzuwenden ist, da keine oder nicht genügend Abwärmezur Verfügung steht, welche zum Beheizen der Fahrgasträume genutzt werden könnte. Die Verwendung von elektrischer Energie zum Beheizen hat jedoch starke Auswirkung auf die Reichweite der Elektrofahrzeuge bzw. Hybrid-Fahrzeuge.Furthermore, it has been found that electrical energy is needed to heat passenger compartments of the electric vehicles or hybrid vehicles because there is no or not enough waste heat available, which could be used to heat the passenger compartments. The use of electrical energy for heating, however, has a strong impact on the range of electric vehicles or hybrid vehicles.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Temperiereinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere eines Hybrid-Fahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, bereitzustellen, welche ein energieeffizientes Temperieren der elektrischen Speichereinrichtung und des Fahrgastraums auf unaufwändige Weise ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a tempering device for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle, which enables an energy-efficient temperature control of the electrical storage device and the passenger compartment in an inefficient manner.

Diese Aufgabe wird durch eine Temperiereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a tempering device having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the further claims.

Eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung für einen Kraftwagen, insbesondere eines Hybrid-Fahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, umfasst wenigstens eine Wärmepumpe mit zumindest einem Verdichter, zumindest einem Kondensator, zumindest einer Drossel und mit zumindest einem Verdampfer. Mittels der Wärmepumpe ist ein Fahrgastraum des Kraftwagens beheizbar. Der Wärmepumpe ist dabei wenigstens eine elektrische Speichereinrichtung des Kraftwagens zugeordnet, welche mittels der Wärmepumpe kühlbar ist. Dies bedeutet, dass mittels der Wärmepumpe Wärmeenergie von der elektrischen Speichereinrichtung abgeführt werden kann, so dass die elektrische Speichereinrichtung gekühlt wird. Die von der elektrischen Speichereinrichtung abgeführte Wärme kann dem Fahrgastraum zugeführt werden, um diesen zu beheizen.A tempering device according to the invention for a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle, comprises at least one heat pump with at least one compressor, at least one condenser, at least one throttle and with at least one evaporator. By means of the heat pump, a passenger compartment of the motor vehicle can be heated. The heat pump is associated with at least one electrical storage device of the motor vehicle, which can be cooled by means of the heat pump. This means that by means of the heat pump thermal energy can be dissipated by the electrical storage device, so that the electrical storage device is cooled. The heat dissipated by the electric storage device may be supplied to the passenger compartment to heat it.

Dadurch ist eine effiziente Kühlung der elektrischen Speichereinrichtung sowie ein effizientes Beheizen des Fahrgastraums auf einfache Weise mit einer nur sehr geringen Teileanzahl ermöglicht, da die Wärmepumpe, insbesondere ihr Verdichter, sowohl zum Kühlen der elektrischen Speichereinrichtung als auch zum Erwärmen des Fahrgastraums genutzt wird. Das Aufwenden von zusätzlicher Energie, insbesondere elektrischer Energie, zum Beheizen des Fahrgastraums und/oder zum Kühlen der elektrischen Speichereinrichtung kann vermieden oder zumindest gering gehalten werden.As a result, efficient cooling of the electrical storage device and efficient heating of the passenger compartment is made possible in a simple manner with only a very small number of parts, since the heat pump, in particular its compressor, is used both for cooling the electrical storage device and for heating the passenger compartment. The expenditure of additional energy, in particular electrical energy, for heating the passenger compartment and / or for cooling the electrical storage device can be avoided or at least minimized.

Daraus resultiert eine sehr hohe Reichweite des Kraftwagens, über die der Kraftwagen beispielsweise mittels wenigstens eines Elektromotors elektrisch angetrieben werden kann. Hierbei kann die elektrische Speichereinrichtung, welche beispielsweise als Batterie und insbesondere als Hochvolt-Batterie ausgebildet ist, zum Versorgen des Elektromotors mit elektrischem Strom genutzt werden.This results in a very high range of the motor vehicle, via which the motor vehicle can be electrically driven, for example by means of at least one electric motor. Here, the electrical storage device, which is designed for example as a battery and in particular as a high-voltage battery, be used to supply the electric motor with electric power.

Mittels der Wärmepumpe kann die elektrische Speichereinrichtung auch in einem vorteilhaften Temperaturbereich gehalten werden, in dem die elektrische Speichereinrichtung effizient betreibbar ist. Mittels der Temperiereinrichtung kann somit sowohl thermische als auch elektrische Energie effizient genutzt werden, um den Kraftwagen zu betreiben. Dadurch, dass die Wärmepumpe sowohl zum Kühlen der elektrischen Speichereinrichtung als auch zum Beheizen des Fahrgastraums verwendet wird, können auch das Gewicht und die Kosten des Kraftwagens gering gehalten werden.By means of the heat pump, the electrical storage device can also be kept in an advantageous temperature range in which the electrical storage device can be operated efficiently. By means of the tempering device can thus be used efficiently both thermal and electrical energy to operate the car. The fact that the heat pump is used both for cooling the electrical storage device as well as for heating the passenger compartment, the weight and the cost of the motor vehicle can be kept low.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Fig. alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine Prinzipdarstellung einer Temperiereinrichtung für einen Kraftwagen, welche eine Wärmepumpe umfasst, mittels welcher ein Fahrgastraum des Kraftwagens beheizbar sowie eine elektrische Speichereinrichtung des Kraftwagens kühlbar ist; 1 a schematic diagram of a temperature control for a motor vehicle, which includes a heat pump, by means of which a passenger compartment of the motor vehicle heated and a electrical storage device of the motor vehicle is coolable;

2 eine Prinzipdarstellung der Temperiereinrichtung gemäß 1, wobei sich die Temperiereinrichtung in einem ersten Betriebszustand befindet; 2 a schematic diagram of the tempering according to 1 , wherein the tempering device is in a first operating state;

3 eine Prinzipdarstellung der Temperiereinrichtung gemäß 1 und 2, wobei sich die Temperiereinrichtung in einem zweiten Betriebszustand befindet; und 3 a schematic diagram of the tempering according to 1 and 2 , wherein the tempering device is in a second operating state; and

4 eine Prinzipdarstellung der Temperiereinrichtung gemäß 1 bis 3, wobei sich die Temperiereinrichtung in einem dritten Betriebszustand befindet. 4 a schematic diagram of the tempering according to 1 to 3 , wherein the tempering device is in a third operating state.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Temperiereinrichtung 10 für einen Kraftwagen, welcher vorliegend als Omnibus ausgebildet ist. In 1 ist sehr schematisch ein Dach 12 des Kraftwagens dargestellt. Der Kraftwagen (Omnibus) ist vorliegend als Hybrid-Fahrzeug ausgebildet und umfasst wenigstens einen in 1 nicht dargestellten Elektromotor, mittels welchem der Kraftwagen elektrisch antreibbar ist. Zum Betreiben des Elektromotors ist eine elektrische Speichereinrichtung in Form einer Hochvolt-Batterie 14 vorgesehen, mittels welcher der Elektromotor mit elektrischem Strom versorgbar ist. 1 shows a schematic diagram of a tempering device 10 for a motor vehicle, which is designed here as a bus. In 1 is very schematically a roof 12 of the motor vehicle. The motor vehicle (omnibus) is presently designed as a hybrid vehicle and comprises at least one in 1 Electric motor, not shown, by means of which the motor vehicle is electrically driven. For operating the electric motor is an electrical storage device in the form of a high-voltage battery 14 provided by means of which the electric motor can be supplied with electric current.

Um die Hochvolt-Batterie 14 zu kühlen und dadurch in einem vorteilhaften Temperaturbereich zu halten, umfasst die Temperiereinrichtung 10 einen ersten Kühlkreislauf 16, in welchem die Hochvolt-Batterie 14 angeordnet ist. Der erste Kühlkreislauf 16 umfasst entsprechende Leitungselemente, welche von einem ersten Kühlmedium, beispielsweise einer ersten Kühlflüssigkeit, des ersten Kühlkreislaufs 16 durchströmbar sind. Zum Fördern des ersten Kühlmediums durch die Leitungselemente ist eine erste Pumpe 18 des ersten Kühlkreislaufs 16 vorgesehen. Der erste Kühlkreislauf 16 umfasst zudem ein erstes Ventil 20.To the high-voltage battery 14 to cool and thereby keep in an advantageous temperature range, includes the tempering 10 a first cooling circuit 16 in which the high-voltage battery 14 is arranged. The first cooling circuit 16 includes corresponding line elements, which of a first cooling medium, for example, a first cooling liquid, the first cooling circuit 16 can be flowed through. For conveying the first cooling medium through the line elements is a first pump 18 of the first cooling circuit 16 intended. The first cooling circuit 16 also includes a first valve 20 ,

In 1 ist auch sehr schematisch ein Fahrgastraum 22 des Kraftwagens gezeigt. Um den Fahrgastraum 22 zu beheizen, umfasst die Temperiereinrichtung 10 eine Wärmepumpe 24. Die Wärmepumpe 24 umfasst einen ersten Kondensator 26 mit einem ersten Lüfter 28, eine erste Drossel 30, einen ersten Verdichter 32, welcher auch als Kompressor bezeichnet wird, sowie einen ersten Verdampfer 34. Zudem umfasst die Wärmepumpe 24 Ventile 36, 38, 40 sowie entsprechende Leitungselemente, welche von einem entsprechenden Arbeitsmedium der Wärmepumpe 24, beispielsweise von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durchströmbar sind. Die Wärmepumpe 24 umfasst vorliegend auch eine zweite Drossel 42. Darüber hinaus ist der Wärmepumpe 24 ein zweiter Kondensator 44 mit einem zweiten Lüfter 46 zugeordnet.In 1 is also very schematic a passenger compartment 22 shown the motor vehicle. To the passenger compartment 22 to heat, includes the tempering 10 a heat pump 24 , The heat pump 24 includes a first capacitor 26 with a first fan 28 , a first throttle 30 , a first compressor 32 , which is also referred to as a compressor, and a first evaporator 34 , In addition, the heat pump includes 24 valves 36 . 38 . 40 and corresponding line elements, which of a corresponding working fluid of the heat pump 24 , For example, by liquid, in particular water, are flowed through. The heat pump 24 in the present case also includes a second throttle 42 , In addition, the heat pump 24 a second capacitor 44 with a second fan 46 assigned.

Der Verdichter 32 dient dabei dazu, das Arbeitsmedium der Wärmepumpe 24 zu verdichten. Das verdichtete und flüssige Arbeitsmedium wird im Kondensator 26 unter Wärmeabgabe verflüssigt. Anschließend wird das flüssige Arbeitsmedium aufgrund einer durch die entsprechende Drossel 30, 42 – je nachdem, welche der Drosseln 30, 42 vom Arbeitsmedium durchströmt wird – entspannt. In dem nachgestalteten Verdampfer 34 verdampft das Arbeitsmedium unter Wärmeaufnahme.The compressor 32 serves to the working medium of the heat pump 24 to condense. The compressed and liquid working fluid is in the condenser 26 liquefied under heat. Subsequently, the liquid working fluid due to a through the corresponding throttle 30 . 42 - depending on which of the chokes 30 . 42 flows through the working medium - relaxed. In the redesigned evaporator 34 evaporates the working fluid under heat absorption.

Die Temperiereinrichtung 10 umfasst weiterhin einen zweiten Kühlkreislauf 48 zum Kühlen von in 1 sehr schematisch dargestellten, weiteren Komponenten 50, 52 des Kraftwagens. Bei den weiteren Komponenten 50, 52 kann es sich beispielsweise um eine Pumpe, einen Kompressor, einen Ölkühler und/oder dergleichen handeln, welche sich während des Betriebs des Kraftwagens erwärmen und mittels des zweiten Kühlkreislaufs 48 zu kühlen sind.The tempering device 10 further comprises a second cooling circuit 48 for cooling in 1 very schematically illustrated, other components 50 . 52 of the motor vehicle. For the other components 50 . 52 it may for example be a pump, a compressor, an oil cooler and / or the like, which heat up during operation of the motor vehicle and by means of the second cooling circuit 48 to cool.

Die weiteren Komponenten 50, 52 können auch insbesondere wenigstens eine elektrische Komponente, insbesondere eine der Hochvolt-Batterie 14 zugeordnete Leistungselektronik zum Betreiben der Hochvolt-Batterie 14 umfassen, die sich beim Betrieb erwärmt und mittels des zweiten Kühlkreislaufs 48 zu kühlen ist.The other components 50 . 52 can also in particular at least one electrical component, in particular one of the high-voltage battery 14 associated power electronics for operating the high-voltage battery 14 include, which heats up during operation and by means of the second cooling circuit 48 to cool.

Im Kühlkreislauf 48 sind die weiteren Komponenten 50, 52 sowie ein Kühlelement 54 mit einem dritten Lüfter 56, ein zweiter Verdampfer 58 und eine zweite Pumpe 60 angeordnet. Mittels der Pumpe 60 kann ein zweites Kühlmedium, beispielsweise eine zweite Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, durch entsprechende Leitungselemente des zweiten Kühlkreislaufs 48 gefördert werden. Ferner ist ein sowohl dem ersten Kühlkreislauf 16 als auch dem zweiten Kühlkreislauf 48 gemeinsames Ventil 62 vorgesehen.In the cooling circuit 48 are the other components 50 . 52 and a cooling element 54 with a third fan 56 , a second evaporator 58 and a second pump 60 arranged. By means of the pump 60 a second cooling medium, for example a second cooling liquid, in particular water, by corresponding line elements of the second cooling circuit 48 be encouraged. Furthermore, one is the first cooling circuit 16 as well as the second cooling circuit 48 common valve 62 intended.

Wie 1 zu entnehmen ist, ist der zweite Verdampfer 58 vom zweiten Kühlmedium des zweiten Kühlkreislaufs 48 sowie vom Arbeitsmedium der Wärmepumpe 24 durchströmbar, so dass zwischen dem Arbeitsmedium und dem zweiten Kühlmedium Wärme übertragen werden kann.As 1 it can be seen, is the second evaporator 58 from the second cooling medium of the second cooling circuit 48 as well as the working medium of the heat pump 24 permeable, so that heat can be transferred between the working fluid and the second cooling medium.

2 zeigt die Temperiereinrichtung 10 in einem ersten Betriebszustand, in welchem die Temperiereinrichtung 10 betrieben wird, wenn die Umgebungstemperatur geringer ist als die minimal zulässige Betriebstemperatur der Hochvolt-Batterie 14. Diese minimal zulässige Betriebstemperatur beträgt beispielsweise –10°C. In 2 bis 4 sind dabei diejenigen der Leitungselemente, welche aufgrund entsprechender Stellungen der Ventile 20, 36, 38, 40, 62 nicht von dem entsprechenden Kühlmedium bzw. dem Arbeitsmedium durchströmt werden, der Übersicht wegen nicht dargestellt. 2 shows the tempering device 10 in a first operating state, in which the tempering device 10 is operated when the ambient temperature is lower than the minimum permissible operating temperature of the high-voltage battery 14 , This minimum permissible operating temperature is for example -10 ° C. In 2 to 4 are those of the line elements, which due to appropriate positions of the valves 20 . 36 . 38 . 40 . 62 not from the corresponding cooling medium or the working medium to be flowed through, not shown for the sake of clarity.

Im ersten Betriebszustand ist der erste Kühlkreislauf 16 über das Ventil 62 mit dem zweiten Kühlkreislauf 48 gekoppelt. Darüber hinaus sind die Drossel 30, der Verdichter 32 und der Kondensator 26 mit dem Lüfter 28 über die Ventile 38, 40 mit dem zweiten Kühlkreislauf 48 gekoppelt.In the first operating state, the first cooling circuit 16 over the valve 62 with the second cooling circuit 48 coupled. In addition, the throttle 30 , the compressor 32 and the capacitor 26 with the fan 28 over the valves 38 . 40 with the second cooling circuit 48 coupled.

Im ersten Betriebszustand wird die Hochvolt-Batterie 14 über den ersten Kühlkreislauf 16 durch den zweiten Kühlkreislauf 48 gekühlt. Ebenso werden die weiteren Komponenten 50, 52 durch den zweiten Kühlkreislauf 48, welcher ein Niedertemperaturkreislauf ist, gekühlt. Die von der Hochvolt-Batterie 14 und den weiteren Komponenten 50, 52 über den ersten Kühlkreislauf 16 und den zweiten Kühlkreislauf 48 abgeführte Wärme wird dabei – wie durch einen Richtungspfeil 64 angedeutet ist – über das Kühlelement 54 teilweise an die Umgebung abgeführt.In the first operating state, the high-voltage battery 14 over the first cooling circuit 16 through the second cooling circuit 48 cooled. Likewise, the other components 50 . 52 through the second cooling circuit 48 , which is a low-temperature circuit, cooled. The from the high-voltage battery 14 and the other components 50 . 52 over the first cooling circuit 16 and the second cooling circuit 48 Dissipated heat is thereby - as by a directional arrow 64 is indicated - via the cooling element 54 partly dissipated to the environment.

Die Wärmepumpe 24 unterstützt hierbei die Kühlung des Niedertemperaturkreislaufs (zweiter Kühlkreislauf 48), indem ein Teil von der von der Hochvolt-Batterie 14 und den weiteren Komponenten 50, 52 abgeführten Wärme zunächst der Wärmepumpe 24 zugeführt wird. Dies ist in 2 durch einen Richtungspfeil 66 angedeutet. Die Wärmepumpe 24 transportiert somit Abwärme vom zweiten Kühlkreislauf 48 weiter zum und in den Fahrgastraum 22, was in 2 durch einen Richtungspfeil 68 angedeutet ist.The heat pump 24 hereby supports the cooling of the low-temperature circuit (second cooling circuit 48 ) by putting part of it from the high-voltage battery 14 and the other components 50 . 52 heat dissipated first the heat pump 24 is supplied. This is in 2 by a directional arrow 66 indicated. The heat pump 24 thus transports waste heat from the second cooling circuit 48 on to and into the passenger compartment 22 , what in 2 by a directional arrow 68 is indicated.

3 zeigt einen zweiten Betriebszustand der Temperiereinrichtung 10, in welchem die Temperiereinrichtung 10 beispielsweise dann betrieben wird, wenn die Umgebungstemperatur größer als die minimal zulässige Betriebstemperatur der Hochvolt-Batterie 14 und kleiner als eine maximal zulässige Betriebstemperatur der Hochvolt-Batterie 14 ist. 3 shows a second operating state of the tempering 10 in which the tempering device 10 For example, then operated when the ambient temperature is greater than the minimum allowable operating temperature of the high-voltage battery 14 and smaller than a maximum allowable operating temperature of the high-voltage battery 14 is.

Im zweiten Betriebszustand ist der erste Kühlkreislauf 16 durch entsprechende Stellungen der Ventile 20, 62 vom zweiten Kühlkreislauf 48 entkoppelt, d. h. fluidisch getrennt. Auch die Wärmepumpe 24 ist durch entsprechende Stellungen der Ventile 38, 40 vom zweiten Kühlkreislauf 48 fluidisch getrennt und durch entsprechende Stellungen der Ventile 36, 38, 40 mit dem ersten Kühlkreislauf 16 gekoppelt, d. h. fluidisch verbunden sowie von der Drossel 42 und dem Kondensator 44 mit dem Lüfter 46 fluidisch getrennt.In the second operating state, the first cooling circuit 16 by appropriate positions of the valves 20 . 62 from the second cooling circuit 48 decoupled, ie fluidly separated. Also the heat pump 24 is by appropriate positions of the valves 38 . 40 from the second cooling circuit 48 fluidly separated and by appropriate positions of the valves 36 . 38 . 40 with the first cooling circuit 16 coupled, ie fluidly connected and from the throttle 42 and the capacitor 44 with the fan 46 fluidly isolated.

Hierbei wird die Hochvolt-Batterie 14 durch die Wärmepumpe 24 gekühlt. Wie durch einen Richtungspfeil 70 angedeutet ist, wird über den ersten Kühlkreislauf 16 bzw. sein erstes Kühlmedium Wärme von der Hochvolt-Batterie 14 abtransportiert und über den Verdampfer 34 dem Arbeitsmedium der Wärmepumpe 24 zugeführt. Die Wärmepumpe 24 gibt dann die so aufgenommene Wärme – wie durch einen Richtungspfeil 72 angedeutet ist – über ihren Kondensator 26 mit dem Lüfter 28 an den Fahrgastraum 22 ab.This is the high-voltage battery 14 through the heat pump 24 cooled. Like a directional arrow 70 is hinted about the first cooling circuit 16 or its first cooling medium heat from the high-voltage battery 14 transported away and over the evaporator 34 the working medium of the heat pump 24 fed. The heat pump 24 then gives the heat so absorbed - as by a directional arrow 72 is indicated - via its capacitor 26 with the fan 28 to the passenger compartment 22 from.

Im zweiten Betriebszustand erfolgt die Kühlung der weiteren Komponenten 50, 52 mittels des nun separaten, zweiten Kühlkreislaufs 48 unter Wärmeabgabe an die Umgebung, wie es durch einen Richtungspfeil 74 dargestellt ist.In the second operating state, the cooling of the other components takes place 50 . 52 by means of the now separate, second cooling circuit 48 under heat to the environment, as indicated by a directional arrow 74 is shown.

4 zeigt einen dritten Betriebszustand der Temperiereinrichtung 10, in welchem die Temperiereinrichtung 10 betrieben wird, wenn die Umgebungstemperatur größer oder gleich der maximal zulässigen Betriebstemperatur der Hochvolt-Batterie 14 ist. Hierbei wird die Hochvolt-Batterie 14 durch die Wärmepumpe 24 gekühlt. Wie im zweiten Betriebszustand ist der zweite Kühlkreislauf 48 sowohl vom ersten Kühlkreislauf 16 als auch von der Wärmepumpe 24 entkoppelt. Durch entsprechende Stellungen der Ventile 36, 38, 40 sind nun der Verdichter 32, der Kondensator 44 mit dem Lüfter 46, die Drossel 42 sowie der Verdampfer 34 fluidisch miteinander verbunden, wobei der Kondensator 26 und die Drossel 30 von diesem fluidisch getrennt sind. 4 shows a third operating state of the tempering 10 in which the tempering device 10 is operated when the ambient temperature is greater than or equal to the maximum allowable operating temperature of the high-voltage battery 14 is. This is the high-voltage battery 14 through the heat pump 24 cooled. As in the second operating state, the second cooling circuit 48 both from the first cooling circuit 16 as well as from the heat pump 24 decoupled. By appropriate positions of the valves 36 . 38 . 40 are now the compressor 32 , the capacitor 44 with the fan 46 , the throttle 42 as well as the evaporator 34 fluidly connected to each other, wherein the capacitor 26 and the throttle 30 are fluidly separated from this.

Zum Kühlen der Hochvolt-Batterie 14 erfolgt zunächst ein Wärmeübergang von der Hochvolt-Batterie 14 auf das erste Kühlmedium, welches dann die aufgenommene Wärme über den Verdampfer 34 an das Arbeitsmedium der Wärmepumpe 24 abgibt. Dies ist durch einen Richtungspfeil 76 dargestellt.For cooling the high-voltage battery 14 First, a heat transfer from the high-voltage battery 14 on the first cooling medium, which then the heat absorbed through the evaporator 34 to the working medium of the heat pump 24 emits. This is by a directional arrow 76 shown.

Die Wärmepumpe 24 gibt die aufgenommene Wärme über den Kondensator 44 mit dem Lüfter 46, welche auf dem Dach 12 angeordnet sind, an die Umgebung ab. Dies ist durch einen Richtungspfeil 78 dargestellt.The heat pump 24 gives the absorbed heat over the capacitor 44 with the fan 46 which on the roof 12 are arranged, to the environment. This is by a directional arrow 78 shown.

Die Kühlung der weiteren Komponenten 50, 52 erfolgt über den zweiten Kühlkreislauf 48 unter Wärmeabgabe an die Umgebung, was durch einen Richtungspfeil 80 dargestellt ist.The cooling of the other components 50 . 52 takes place via the second cooling circuit 48 under heat to the environment, resulting in a directional arrow 80 is shown.

Die Temperiereinrichtung 10 wird somit sowohl zum Kühlen der Hochvolt-Batterie 14 als auch zum Beheizen des Fahrgastraums 22 verwendet, so dass ein zusätzlicher Verbrauch von Energie, insbesondere elektrischem Strom, zum Kühlen der Hochvolt-Batterie 14 und zum Heizen des Fahrgastraums 22 vermieden oder nur sehr gering gehalten werden kann. Dadurch steht eine besonders große Menge an elektrischer Energie zur Verfügung, um den wenigstens einen Elektromotor zu betreiben und um somit den Kraftwagen über eine besonders hohe Reichweite elektrisch anzutreiben. Darüber hinaus können dadurch, dass der Verdichter 32 sowohl für die Wärmepumpe 24 zum Beheizen des Fahrgastraums 22 als auch für eine Klimaanlage zum Kühlen der Hochvolt-Batterie 14 genutzt wird, die Teileanzahl und das Gewicht des Kraftwagens besonders gering gehalten werden. Ein zusätzlicher Verdichter ist nicht vorgesehen und nicht vonnöten.The tempering device 10 will thus both cool the high-voltage battery 14 as well as for heating the passenger compartment 22 used, allowing an additional consumption of energy, especially electric power, to cool the high-voltage battery 14 and for heating the passenger compartment 22 avoided or can be kept very low. As a result, a particularly large amount of electrical energy is available to operate the at least one electric motor and thus to electrically drive the motor vehicle over a particularly long range. In addition, this can cause the compressor 32 both for the heat pump 24 for heating the passenger compartment 22 as well as an air conditioner for cooling the high-voltage battery 14 is used, the number of parts and the weight of the motor vehicle are kept particularly low. An additional compressor is not provided and not needed.

Claims (6)

Temperiereinrichtung (10) für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer, zumindest einen Verdichter (32), zumindest einen Kondensator (26), zumindest eine Drossel (30) und zumindest einen Verdampfer (34) umfassenden Wärmepumpe (24), mittels welcher ein Fahrgastraum (22) des Kraftwagens beheizbar ist, wobei der Wärmepumpe (24) wenigstens eine elektrische Speichereinrichtung (14) des Kraftwagens zugeordnet ist, welche mittels der Wärmepumpe (24) kühlbar ist.Tempering device ( 10 ) for a motor vehicle, with at least one, at least one compressor ( 32 ), at least one capacitor ( 26 ), at least one throttle ( 30 ) and at least one evaporator ( 34 ) comprehensive heat pump ( 24 ), by means of which a passenger compartment ( 22 ) of the motor vehicle is heatable, wherein the heat pump ( 24 ) at least one electrical storage device ( 14 ) of the motor vehicle, which by means of the heat pump ( 24 ) is coolable. Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (24) einen Kühlkreislauf (16) zum Kühlen der elektrischen Speichereinrichtung (14) umfasst, in welchem der Verdampfer (34) der Wärmepumpe (24) angeordnet sind.Tempering device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the tempering device ( 24 ) a cooling circuit ( 16 ) for cooling the electrical storage device ( 14 ) in which the evaporator ( 34 ) of the heat pump ( 24 ) are arranged. Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (10) einen weiteren Kühlkreislauf (48) zum Kühlen wenigstens einer weiteren Komponente (50, 52) des Kraftwagens umfasst, wobei zum Kühlen der elektrischen Speichereinrichtung (14) der erste Kühlkreislauf (16) mit dem weiteren Kühlkreislauf (48) koppelbar ist.Tempering device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the tempering device ( 10 ) a further cooling circuit ( 48 ) for cooling at least one further component ( 50 . 52 ) of the motor vehicle, wherein for cooling the electrical storage device ( 14 ) the first cooling circuit ( 16 ) with the further cooling circuit ( 48 ) can be coupled. Temperiereinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des weiteren Kühlkreislaufs (48) von der wenigstens einen weiteren Komponente (50, 52) abgeführte Wärme durch Kopplung der Wärmepumpe (24) mit dem weiteren Kühlkreislauf (48) der Wärmpumpe (24) und über diese dem Fahrgastraum (22) zuführbar ist.Tempering device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that by means of the further cooling circuit ( 48 ) of the at least one further component ( 50 . 52 ) dissipated heat by coupling the heat pump ( 24 ) with the further cooling circuit ( 48 ) of the heat pump ( 24 ) and via this the passenger compartment ( 22 ) can be fed. Temperiereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (34) dem Fahrgastraum (22) zugeordnet ist, wobei der Wärmepumpe (24) wenigstens ein weiterer Kondensator (44) zugeordnet ist, über welchen beim Kühlen der elektrischen Speichereinrichtung (14) mittels der Wärmepumpe (24) von der elektrischen Speichereinrichtung (14) abgeführte Wärme an die Umgebung des Kraftwagens abführbar ist.Tempering device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor ( 34 ) the passenger compartment ( 22 ), wherein the heat pump ( 24 ) at least one further capacitor ( 44 ), over which during cooling of the electrical storage device ( 14 ) by means of the heat pump ( 24 ) from the electrical storage device ( 14 ) Dissipated heat to the environment of the motor vehicle can be discharged. Kraftwagen mit einer Temperiereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a tempering device ( 10 ) according to any one of the preceding claims.
DE201210013253 2012-07-04 2012-07-04 Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit Withdrawn DE102012013253A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210013253 DE102012013253A1 (en) 2012-07-04 2012-07-04 Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210013253 DE102012013253A1 (en) 2012-07-04 2012-07-04 Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012013253A1 true DE102012013253A1 (en) 2013-01-24

Family

ID=47502233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210013253 Withdrawn DE102012013253A1 (en) 2012-07-04 2012-07-04 Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012013253A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111231769A (en) * 2020-01-20 2020-06-05 东风汽车集团有限公司 Electric vehicle heat management method and system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111231769A (en) * 2020-01-20 2020-06-05 东风汽车集团有限公司 Electric vehicle heat management method and system
CN111231769B (en) * 2020-01-20 2021-07-06 东风汽车集团有限公司 Electric vehicle heat management method and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009059240B4 (en) Automotive cooling system
DE102011000796B4 (en) Air conditioning system for, in particular, a hybrid vehicle
DE102016006682B4 (en) Method for operating an air conditioning system of an electric or hybrid vehicle and air conditioning system for carrying out the method
DE102010060230A1 (en) Temperature control system for a drive device of a motor vehicle, method for operating such a temperature control system and motor vehicle with such a temperature control system
DE102013209045A1 (en) Cooling system for a hybrid vehicle and method for operating such a cooling system
DE102016003076A1 (en) Temperierungssystem for a hybrid drive device and method for operating a Temperierungssystems
DE102011101003A1 (en) cooling system
DE102012024080A1 (en) Vehicle with electric motor
DE102015110571A1 (en) Vehicle air conditioning system and method for controlling the vehicle air conditioning system for temperature control of a vehicle battery
DE102011012723A1 (en) Cooling system for controlling temperature of e.g. lithium-ion-battery and converter of mobile working machine e.g. industrial truck, has cooling circuit arranged in circulation direction of cooling fluid of energy storage heat exchanger
DE102013009749A1 (en) A device for cooling or tempering a traction power source and of electronic components of a vehicle drivable by electric current
EP2559879A1 (en) Drive unit with two couple-able cooling circuits to preheat a combustion engine and method
DE102018002708A1 (en) Temperature control device for a vehicle
DE102017108400A1 (en) Temperieranordnung for an electrical energy storage
DE102012012820A1 (en) Battery device for electric car, has temperature control device having thermo-chemical heat accumulator formed by sorbing a sorbing mediums to control temperature of electric storage device
WO2014037216A1 (en) Method from the thermal conditioning of an internal combustion engine and/or of a passenger compartment of a vehicle, and vehicle
DE102016015455A1 (en) Temperierungssystem for an electric drive of a motor vehicle and method for operating a Temperierungssystems for an electric drive of a motor vehicle
DE102014019659A1 (en) Temperature control device for a vehicle and vehicle
DE102010002018A1 (en) Heating system for an electrically driven vehicle and operating method
DE102018214211A1 (en) Device and method for tempering an electrical energy store for a motor vehicle
DE102019132816A1 (en) Thermal management system for a motor vehicle and motor vehicle with one
DE102017201686A1 (en) Method for operating a refrigeration system of a vehicle
DE102012013253A1 (en) Tempering device for e.g. omnibus, has heat pump for heating passenger compartment, and cooling circuit provided for cooling high-voltage battery of vehicle, where vaporizer of heat pump is arranged in cooling circuit
DE102018112108A1 (en) Method for tempering a current storage
DE102021204380A1 (en) Thermal management system for a battery in a motor vehicle and motor vehicle with a thermal management system

Legal Events

Date Code Title Description
R230 Request for early publication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee