DE102012019005B4 - Thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive - Google Patents
Thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012019005B4 DE102012019005B4 DE102012019005.0A DE102012019005A DE102012019005B4 DE 102012019005 B4 DE102012019005 B4 DE 102012019005B4 DE 102012019005 A DE102012019005 A DE 102012019005A DE 102012019005 B4 DE102012019005 B4 DE 102012019005B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- heat
- heat exchanger
- valve
- transport medium
- 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.)
- Active
Links
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims abstract description 123
- 239000006163 transport media Substances 0.000 claims abstract description 109
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000003570 air Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 36
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 10
- 230000009057 passive transport Effects 0.000 claims description 4
- 230000009056 active transport Effects 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 28
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
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
- B60H1/00478—Air-conditioning devices using the Peltier effect
-
- 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
- B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
-
- 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
- B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Klimatisierungsanordnung (51, 251) zum thermischen Konditionieren eines einen Elektroantrieb (53, 253) aufweisenden Kraftfahrzeugs (55, 255) mit:- einem mit einem Wärmetransportmedium (57, 257) betriebenen und von einer ersten Pumpe (15, 215) angetriebenen ersten Kreislauf (10, 210),- einem mit dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder einem weiteren Wärmetransportmedium betriebenen und von einer zweiten Pumpe (25, 225) angetriebenen zweiten Kreislauf (20, 220),- einem in den ersten Kreislauf (10, 210) geschalteten Frontend-Wärmetauscher (59, 259), der einen in den ersten Kreislauf (10, 210) geschalteten ersten Wärmetauscher (93, 293) aufweist, mittels dem ein erster Wärmestrom (61, 261) zwischen einem von einer Umgebung (69, 269) des Kraftfahrzeugs (55, 255) herkommenden Umgebungsluftstrom (63, 263) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) passiv transportierbar ist,- einem in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschalteten Kühlungswärmetauscher (65, 265), mittels dem ein zweiter Wärmestrom (67, 267) zwischen einem in einen die Umgebung (69, 269) des Kraftfahrzeugs (55, 255) zumindest teilweise abgrenzenden Innenraum (71, 271) des Kraftfahrzeugs (55, 255) einmündenden Innenraumluftstrom (73, 273) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20, 220) passiv transportierbar ist,- einer eine in den ersten Kreislauf (10, 210) geschaltete Warmseite (75, 275) und in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschaltete Kaltseite (77, 277) aufweisende Peltier-Wärmepumpe (79, 279), mittels der ein dritter Wärmestrom (81, 281) von dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20, 220) in das Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) unter einem Verbrauch von elektrischer Energie (83, 283) aktiv transportierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den zweiten Kreislauf (20, 220) ein zweiter Wärmetauscher (95, 295) des Frontend-Wärmetauschers (59, 259) geschaltet ist.Air conditioning arrangement (51, 251) for the thermal conditioning of a motor vehicle (55, 255) having an electric drive (53, 253), with: - a first circuit operated with a heat transport medium (57, 257) and driven by a first pump (15, 215). (10, 210), - a second circuit (20, 220) operated with the heat transport medium (57, 257) or another heat transport medium and driven by a second pump (25, 225), - a circuit (10, 210 ) connected front-end heat exchanger (59, 259), which has a first heat exchanger (93, 293) connected to the first circuit (10, 210), by means of which a first heat flow (61, 261) is transferred between one of an environment (69, 269) of the motor vehicle (55, 255) incoming ambient air flow (63, 263) and the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) can be transported passively, - in the second circuit (20, 220) connected cooling heat exchanger ( 65, 265), by means of which a second heat flow (67, 267) flows between an interior (71, 271) of the motor vehicle (55, 255) that at least partially delimits the surroundings (69, 269) of the motor vehicle (55, 255). interior air flow (73, 273) and the heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium of the second circuit (20, 220) can be transported passively,- a warm side (75, 275) connected to the first circuit (10, 210) and Peltier heat pump (79, 279) connected into the second circuit (20, 220) and having a cold side (77, 277), by means of which a third heat flow (81, 281) is transferred from the heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium of the second Circuit (20, 220) can be actively transported into the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) while consuming electrical energy (83, 283), characterized in that in the second circuit (20, 220) a second heat exchanger (95, 295) of the front-end heat exchanger (59, 259) is connected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 sowie ein verfahrensgemäßes und/oder anordnungsgemäßes Kraftfahrzeug.The invention relates to an air conditioning arrangement according to the preamble of
Derartige Klimatisierungsanordnungen, Verfahren und Kraftfahrzeuge sind aus der gattungsbildenden
Das thermische Konditionieren von Kraftfahrzeugen ist bekannt. Solche Kraftfahrzeuge können beispielsweise einen Elektroantrieb aufweisen, wobei vielfältige Elektrokomponenten des Elektroantriebs thermisch konditioniert werden, beispielsweise gekühlt oder erwärmt. Es ist bekannt, dazu ein Wärmetransportmedium zu verwenden und dieses durch entsprechende den Elektrokomponenten zugeordnete Wärmetauscher zum Übertragen entsprechender Wärmeströme zu führen. Entsprechende Wärme kann beispielsweise zum Beheizen eines Innenraums des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Außerdem ist es bekannt, mittels Klimakompressoren Wärme und/oder Kälte zum thermischen Konditionieren der Elektrokomponenten, des Innenraums und/oder weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Die
Aus der eingangs genannten, gattungsbildenden
Auch aus der
Nachteilig an den bekannten Klimatisierungsanordnungen ist, dass die Anzahl ihrer möglichen Betriebsmodi begrenzt ist. Insbesondere ist es nicht möglich, den ersten Kreislauf mitsamt seiner darin angeordneten Komponenten aktiv mittels der Peltier-Wärmepumpe zu kühlen, ohne dass der Kfz-Innenraum über den Kühlungswärmetauscher im zweiten Kreislauf erwärmt wird.A disadvantage of the known air conditioning arrangements is that the number of their possible operating modes is limited. In particular, it is not possible to actively cool the first circuit together with its components arranged therein by means of the Peltier heat pump without the vehicle interior being heated via the cooling heat exchanger in the second circuit.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Klimatisierungsanordnung derart zu gestalten, dass sie mehrere Betriebsmodi ermöglicht.The object of the invention is to design a generic air conditioning arrangement in such a way that it enables a number of operating modes.
Die Aufgabe ist durch eine Klimatisierungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist eine Peltier-Wärmepumpe vorgesehen, die gleichzeitig als Wärmequelle und als Wärmesenke dient, so dass sich ein besonders einfacher Aufbau der Klimatisierungsanordnung ergibt. Vorteilhaft kann mittels der Peltier-Wärmepumpe ein Wärmestrom aktiv transportiert werden. Die Peltier-Wärmepumpe ist eine Maschine, die unter Aufwendung von technischer Arbeit thermische Energie aus einem Reservoir mit niedrigerer Temperatur aufnimmt und - zusammen mit der Antriebsenergie - als Wärme auf ein System mit höherer Temperatur überträgt. Unter einem passiven Transportieren eines Wärmestroms kann verstanden werden, dass sich der Wärmestrom entlang eines Temperaturgefälles ohne weiteres Zutun fortbewegt. Unter aktivem Transportieren des Wärmestroms kann verstanden werden, dass dies entgegen eines vorhandenen Temperaturgefälles erfolgt. Dieses Phänomen tritt bei sogenannten Peltier-Wärmepumpen auf, die unter Zuführung von elektrischer Energie den Wärmestrom entgegen des Temperaturgefälles antreiben. Die Erfindung umfasst eine in den ersten Kreislauf geschaltete Warmseite und in den zweiten Kreislauf geschaltete Kaltseite aufweisende Peltier-Wärmepumpe, mittels der ein dritter Wärmestrom von dem Wärmetransportmedium oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs in das Wärmetransportmedium des ersten Kreislaufs unter einem Verbrauch von elektrischer Energie aktiv transportierbar ist. Damit ist eine bedarfsgerechte Temperierung von an den ersten und zweiten Kreislauf gekoppelten thermischen Komponenten des Fahrzeugs möglich.The object is achieved by an air conditioning arrangement according to the preamble of
Die Erfindung ermöglicht es insbesondere ein Ladegerät bedarfsgerecht thermisch zu konditionieren und/oder Elektrokomponenten bedarfsgerecht zu konditionieren und/oder einen möglichst einfach aufgebauten Frontend-Wärmetauscher bereitzustellen und/oder einen Strömungswiderstand entsprechender Kreisläufe zum thermischen Konditionieren mittels eines Wärmetransportmedium zu minimieren und/oder mit möglichst wenig Antriebspumpen für das Wärmetransportmedium auszukommen und/oder fluidseitig getrennte Kreisläufe zum thermischen Konditionieren von Elektrokomponenten und eines Innenraums des Kraftfahrzeugs bereitzustellen und/oder auch bei vergleichsweise hohen Außentemperaturen eine Kühlung der Elektrokomponenten und/oder des Innenraums zu ermöglichen und/oder auf einfache Art und Weise eine Abwärme eines Ladegeräts zum Aufwärmen einer Batterie zu verwenden und/oder bedarfsgerecht entweder Abwärme der Elektrokomponenten an eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abzuführen oder in einem Winterbetriebsfall für ein Aufwärmen des Innenraums des Kraftfahrzeugs zu verwenden und/oder eine Batterie bedarfsgerecht thermisch zu konditionieren und/oder einen Elektromotor, einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sowie eine Leistungselektronik bedarfsgerecht thermisch zu konditionieren und/oder für einen Winterbetriebsfall eine zu den Elektrokomponenten zusätzliche Wärmequelle zur Erwärmung des Innenraums bereitzustellen und/oder eine möglichst einfach aufgebaute Klimatisierungsanordnung bereitzustellen, die mit möglichst wenig Wärmequellen auskommt und/oder eine möglichst flexibel ansteuerbare und/oder regelbare Klimatisierungsanordnung bereitzustellen. Der Wärmetauscher ist als Frontend-Wärmetauscher ausgebildet, so dass er durch seine Anordnung im Frontend und damit im Vorderwagen einer direkten Luftanströmung ausgesetzt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich den Wärmetauscher an anderer Stelle als dem Frontend eines Fahrzeugs anzuordnen.The invention makes it possible, in particular, to thermally condition a charger as required and/or to condition electronic components as required and/or to provide a front-end heat exchanger that is as simple as possible and/or to minimize a flow resistance of corresponding circuits for thermal conditioning by means of a heat transport medium and/or with as little as possible drive pumps for the heat transport medium and/or to provide separate circuits on the fluid side for the thermal conditioning of electrical components and an interior of the motor vehicle and/or to enable cooling of the electrical components and/or the interior even at comparatively high outside temperatures and/or in a simple manner To use waste heat from a charger to heat up a battery and/or to either dissipate waste heat from the electrical components to an environment of the motor vehicle as required or to use it to heat up the interior of the motor vehicle in winter operation and/or to thermally condition a battery as required and/or an electric motor to thermally condition a DC-DC converter and power electronics as required and/or to provide a heat source in addition to the electrical components for heating the interior for winter operation and/or to provide an air conditioning arrangement that is as simple as possible and uses as few heat sources as possible and/or to provide an air conditioning arrangement that can be controlled and/or regulated as flexibly as possible. The heat exchanger is designed as a front-end heat exchanger so that it is exposed to a direct flow of air due to its location in the front end and thus in the front end of the vehicle. It is of course also possible to arrange the heat exchanger at a location other than the front end of a vehicle.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 2 ausgebildet. Vorteilhaft kann ein Wärmestrom zum Erwärmen und/oder Beheizen mittels des Innenraumluftstroms in den Innenraum des Kraftfahrzeugs eingebracht werden.A preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 3 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des ersten Ventils der erste Kreislauf so umgeschaltet werden, dass die von der Peltier-Wärmepumpe erzeugte Wärme entweder dem Innenraum zugeführt wird oder an die Umgebung abgegeben wird. Vorteilhaft kann so zwischen einem Sommer- und einem Winterbetrieb umgeschaltet werden.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 4 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels der Elektrokomponenten-Anordnung ein thermisches Konditionieren der Elektrokomponenten erfolgen. Dazu kann die Elektrokomponenten-Anordnung pro Elektrokomponente zumindest einen separaten Wärmetauscher aufweisen, der von dem Wärmetransportmedium durchströmt wird. Dabei kann, je nach Bedarf und Betriebszustand der Klimatisierungsanordnung der jeweiligen Elektrokomponente entweder Wärme zugeführt werden oder von dieser abgeführt werden.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 5 ausgebildet. Vorteilhaft können mittels des zweiten Kreislaufes die Elektrokomponenten-Anordnung thermisch konditioniert werden.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 6 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des Ventils die Elektrokomponenten-Anordnung von dem übrigen zweiten Kreislauf abgetrennt werden. Dadurch ist es möglich, auf Betriebszustände zu reagieren, bei denen keine thermische Konditionierung der Elektrokomponenten erforderlich ist. Vorteilhaft kann dadurch bedarfsweise ein fluidseitiger Widerstand des zweiten Kreislaufs minimiert werden.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 7 ausgebildet. Vorteilhaft ist das Ladegerät in dem Parallelzweig angeordnet. Das Ladegerät kann also mittels des Parallelzweigs separat konditioniert werden, so dass dieses nur für den Fall, dass dieses auch tatsächlich thermisch konditioniert werden muss, beispielsweise sich in einem Ladebetrieb befindet und gekühlt werden muss, entsprechend mit dem Wärmetransportmedium beschickt werden kann. Vorteilhaft kann dadurch wahlweise zwischen einem Ladebetrieb und einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs unterschieden werden, wobei sich vorteilhaft in jedem der beiden Betriebszustände ein optimaler Strömungswiderstand ergibt.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 8 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels der Ventilanordnung der Parallelzweig abgetrennt werden. Vorteilhaft kann dies in einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs erfolgen, wenn dieses nicht geladen wird, also in einem Stillstand und/oder während eines Fahrbetriebs. Vorteilhaft muss das Ladegerät während des Fahrbetriebs nicht von dem Wärmetransportmedium durchströmt werden.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 9 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des Ventils gewählt werden, ob eine Abwärme der Elektrokomponenten-Anordnung über den Frontend-Wärmetauscher in die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgegeben wird oder in dem Kraftfahrzeug gehalten wird, beispielsweise um den Innenraum thermisch zu konditionieren beziehungsweise zu erwärmen. Vorteilhaft kann dadurch eine Abwärme der Elektrokomponenten-Anordnung bedarfsweise und optimal genutzt werden. Gegebenenfalls kann auch mittels der Peltier-Wärmepumpe ein entsprechender Wärmestrom, der von der Elektrokomponenten-Anordnung herrührt, aufgenommen werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, falls in der Umgebung des Kraftfahrzeugs sehr niedrige Temperaturen herrschen.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 10 ausgebildet. Vorteilhaft sind in dem Frontend-Wärmetauscher nur der erste Wärmetauscher und der zweite Wärmetauscher erforderlich. Vorteilhaft ergibt sich ein besonders einfach aufgebauter Frontend-Wärmetauscher.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 11 ausgebildet. Vorteilhaft kann der Wärmetauscher wahlweise mittels des Ventils angesteuert werden. Vorteilhaft kann so der Frontend-Wärmetauscher für unterschiedliche Aufgaben verwendet werden, so dass dieser vorteilhaft besonders gut ausgenutzt wird und kein weiterer Wärmetauscher des Frontend-Wärmetauschers erforderlich ist.A further preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 12 ausgebildet. Vorteilhaft kann der dritte Kreislauf mittels der dritten Pumpe separat von dem ersten und/oder zweiten Kreislauf angesteuert werden.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 12. Advantageously, the third circuit can be activated separately from the first and/or second circuit by means of the third pump.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 13 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des dritten Kreislaufes die Elektrokomponenten-Anordnung separat angesteuert werden, insbesondere kann eine Durchflussrate des Wärmetransportmediums und damit entsprechende Wärmeströme separat mittels des dritten Kreislaufs, insbesondere mittels einer entsprechenden Ansteuerung der dritten Pumpe, angesteuert werden.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 13. The electrical component arrangement can advantageously be controlled separately by means of the third circuit, in particular a flow rate of the heat transport medium and thus corresponding heat flows can be controlled separately by means of the third circuit, in particular by means of a corresponding control of the third pump.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 14 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des Wasser-Wasser-Wärmetauschers der fünfte Wärmestrom zwischen dem zweiten Kreislauf und dem dritten Kreislauf ausgetauscht werden. Vorteilhaft kann dadurch mittels der Peltier-Wärmepumpe bereitgestellte Kälteleistung über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher zum Kühlen der Elektrokomponenten verwendet werden. Vorteilhaft sind dennoch der zweite und der dritte Kreislauf gänzlich separiert voneinander betreibbar, steuerbar und/oder regelbar.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 14. The fifth heat flow can advantageously be exchanged between the second circuit and the third circuit by means of the water-water heat exchanger. Advantageously, as a result, the cooling power provided by means of the Peltier heat pump can be used via the water-water heat exchanger to cool the electrical components. Nevertheless, the second and the third circuit can advantageously be operated, controlled and/or regulated completely separately from one another.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 15 ausgebildet. Vorteilhaft können sowohl der zweite Kreislauf als auch der dritte Kreislauf mit von der Peltier-Wärmepumpe bereitgestellter Kälteleistung versorgt werden. Vorteilhaft sind dazu diese gleichermaßen in einen gemeinsamen Leitungsabschnitt geschaltet, nämlich die Kaltseite der Peltier-Wärmepumpe. In diesem Leitungsabschnitt sind entsprechende Volumenströme des zweiten Kreislaufs und des dritten Kreislaufs gemeinsam führbar, so dass diese sich dort durchmischen, so dass dort auch eine entsprechende Übertragung von Heiz- und/oder Kälteleistung beziehungsweise eine entsprechende Gleichschaltung auftritt.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 16 ausgebildet. Vorteilhaft sind der zweite Kreislauf und der dritte Kreislauf parallel geschaltet, wobei vorteilhaft sich ein minimaler fluidseitiger Widerstand des zweiten Kreislaufs und des dritten Kreislaufs ergibt. Insbesondere kann auf den Wasser-Wasser-Wärmetauscher, der einen zusätzlichen Widerstand darstellt, verzichtet werden.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 16. The second is advantageous Circuit and the third circuit connected in parallel, which advantageously results in a minimal fluid-side resistance of the second circuit and the third circuit. In particular, the water-water heat exchanger, which represents an additional resistance, can be dispensed with.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 17 ausgebildet. Vorteilhaft können der zweite Kreislauf und der dritte Kreislauf mit dem gemeinsamen Wärmetransportmedium betrieben werden, sind also fluidseitig einander zugeordnet. Dadurch ergibt sich ein vorteilhaft geringer fluidseitiger Widerstand beim Betreiben des zweiten und dritten Kreislaufes.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 17. Advantageously, the second circuit and the third circuit can be operated with the common heat transport medium, ie they are assigned to one another on the fluid side. This results in an advantageously low resistance on the fluid side when operating the second and third circuits.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 18 ausgebildet. Vorteilhaft kann der dritte Kreislauf wahlweise so geschaltet werden, dass er durch die Kaltseite der Peltier-Wärmepumpe führt oder nicht. Vorteilhaft kann dadurch also gewählt werden, ob die in den dritten Kreislauf geschaltete Elektrokomponenten-Anordnung mittels der Peltier-Wärmepumpe gekühlt werden soll oder nicht. Vorteilhaft steht die maximale Durchflussmenge der Peltier-Wärmepumpe gegebenenfalls gänzlich dem zweiten Kreislauf, also dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zur Verfügung. Vorteilhaft kann dadurch ein fluidseitiger Widerstand der Klimatisierungsanordnung bedarfsgerecht optimiert werden.Another preferred exemplary embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 18. The third circuit can advantageously be switched in such a way that it leads through the cold side of the Peltier heat pump or not. It is thus advantageously possible to choose whether the electrical component arrangement connected to the third circuit should be cooled by means of the Peltier heat pump or not. The maximum flow rate of the Peltier heat pump is advantageously available entirely to the second circuit, ie the interior of the motor vehicle. Advantageously, a fluid-side resistance of the air conditioning arrangement can be optimized as needed.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 19 ausgebildet. Vorteilhaft wird der dritte Wärmestrom entweder nur mit dem zweiten Kreislauf ausgetauscht, so dass der zweite Kreislauf eine maximale Wärmemenge abgeben kann oder gegebenenfalls zusammen mit dem dritten Kreislauf, so dass vorteilhaft ein Teil der dem zweiten und dritten Kreislauf entzogenen Wärmemenge zum Kühlen der Elektrokomponenten verwendet werden kann.A further preferred exemplary embodiment of the air-conditioning arrangement is designed according to claim 19. Advantageously, the third heat flow is exchanged either only with the second circuit, so that the second circuit can emit a maximum amount of heat, or possibly together with the third circuit, so that advantageously part of the amount of heat extracted from the second and third circuits can be used to cool the electrical components can.
Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 durch das Kennzeichen des Anspruchs 20 gelöst. Das Verfahren wird mittels einer vorab beschriebenen Klimatisierungsanordnung durchgeführt. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The object is also achieved in a method according to the preamble of
Die Aufgabe ist außerdem durch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Klimatisierungsanordnung und/oder eingerichtet, ausgelegt, konstruiert und/oder ausgestattet mit einer Software zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The object is also achieved by a motor vehicle with an air conditioning arrangement described above and/or set up, designed, constructed and/or equipped with software for carrying out a method described above. The advantages described above result.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description, in which an exemplary embodiment is described in detail with reference to the drawing. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.
Es zeigen:
-
1 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsanordnung zum thermischen Konditionieren eines einen Elektroantrieb aufweisenden Kraftfahrzeugs; -
2 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in1 gezeigten, wobei ein Wasser-Wasser-Wärmetauscher vorgesehen ist; -
3 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der inden 1 und2 gezeigten, wobei im Unterschied nur zwei Kreisläufe vorgesehen sind; -
4 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in den1 -3 gezeigten, wobei im Unterschied eine kompakter aufgebaute Elektrokomponenten-Anordnung vorgesehen ist; -
5 eine Detailansicht der in4 gezeigten kompakten Elektrokomponenten-Anordnung; -
6 eine Detailansicht einer in3 gezeigten Elektrokomponenten-Anordnung mit einem zusätzlichen Parallelzweig, wobei der Parallelzweig ein Ladegerät aufweist und -
7 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in1 gezeigten mit einer reduzierten Anzahl von Verzweigungen und Ventilen.
-
1 a particularly preferred exemplary embodiment of an air conditioning arrangement for thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive; -
2 another air conditioning arrangement similar to that in1 shown, wherein a water-water heat exchanger is provided; -
3 another air conditioning arrangement similar to that in FIGS1 and2 shown, in difference only two circuits are provided; -
4 another air conditioning arrangement similar to that in FIGS1 -3 shown, the difference being a more compact electrical component arrangement is provided; -
5 a detailed view of the in4 shown compact electrical component assembly; -
6 a detailed view of an in3 Electrical component arrangement shown with an additional parallel branch, the parallel branch having a charger and -
7 another air conditioning arrangement similar to that in1 shown with a reduced number of branches and valves.
Die in
Außerdem weist die Klimatisierungsanordnung 51 einen zweiten Kreislauf 20 auf. Der zweite Kreislauf 20 wird ebenfalls mittels des Wärmetransportmediums 57 betrieben. Alternativ oder zusätzlich kann dieser auch mit einem weiteren Wärmetransportmedium betrieben werden. Unter einem Wärmetransportmedium kann insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl, Wasser und/oder Ähnliches verstanden werden. Der zweite Kreislauf 20 wird von einer zweiten Pumpe 25 angetrieben.In addition, the
In den ersten Kreislauf 10 ist ein Frontend-Wärmetauscher 59 geschaltet. Der Frontend-Wärmetauscher 59 ist von einem Umgebungsluftstrom 63 durchströmt. Dazu kann ein Gebläse vorgesehen sein, das in
Der Frontend-Wärmetauscher 59 weist einen ersten Wärmetauscher 93 auf, der ebenfalls in den ersten Kreislauf 10 geschaltet ist. Zwischen dem ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 und dem Umgebungsluftstrom 63 kann ein erster Wärmestrom 61 ausgetauscht werden.The front-
In den zweiten Kreislauf 20 ist ein Kühlungswärmetauscher 65 geschaltet. Der Kühlungswärmetauscher 65 ist einem Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 zugeordnet. Der Innenraum 71, das Innere des Kraftfahrzeugs 55, ist von der Umgebung 69 abgegrenzt. In den Innenraum 71 mündet ein Innenraumluftstrom 73, der durch den Kühlungswärmetauscher 65 geführt ist und/oder führbar ist. Zwischen dem Innenraumluftstrom 73 und dem Kühlungswärmetauscher 65 kann ein zweiter Wärmestrom 67 ausgetauscht werden. Dadurch kann vorteilhaft der Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 gekühlt werden.A
Der erste Wärmestrom 61 und der zweite Wärmestrom 67 werden passiv, also in Richtung eines Temperaturgefälles angetrieben.The
Die in
In den ersten Kreislauf 10 ist ein Heizungswärmetauscher 85 geschaltet. Mittels des Heizungswärmetauschers 85 kann ein vierter Wärmestrom 87 mit dem Innenraumluftstrom 73 ausgetauscht werden. Entsprechende Wärme kann von der Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 herkommend durch den Heizungswärmetauscher 85 gepumpt werden, so dass vorteilhaft dadurch der Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 beheizt werden kann.A
Die in
Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 weist einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, eine Leistungselektronik 43, den Elektromotor 45, ein Ladegerät 47 und eine Hochvolt-Batterie 49 auf. Die Hochvolt-Batterie 49, die auch als Traktionsbatterie bezeichnet werden kann, dient zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 55 mittels des Elektroantriebs 53. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 dient zum Bereitstellen einer Bordnetzspannung. Die Leistungselektronik 43 dient zum Steuern entsprechender Energieströme. Das Ladegerät 47 dient zum Aufladen der Hochvolt-Batterie 49 an einem nicht zu dem Kraftfahrzeug 55 gehörenden Stromnetz. Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist in einen dritten Kreislauf 30 geschaltet. Der dritte Kreislauf 30 wird ebenfalls mit dem Wärmetransportmedium 57 betrieben und von einer dritten Pumpe 35 angetrieben. Der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 sind parallel geschaltet und werden mit einem gemeinsamen Wärmetransportmedium 57 betrieben. Dazu sind der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 in einem gemeinsamen Leitungsabschnitt gemeinsam durch die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geführt.The
In den dritten Kreislauf 30 ist ein dritter Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. In den zweiten Kreislauf 20 ist ein zweiter Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet.A
Bei dem Frontend-Wärmetauscher 59 kann es sich um einen an einer Front des Kraftfahrzeugs 55 angeordneten Wärmetauscher handeln, wobei der Frontend-Wärmetauscher 59 gegebenenfalls passiv mittels eines Fahrtwindes von dem Umgebungsluftstrom 63 durchströmt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Umgebungsluftstrom 63 mittels eines Gebläses, das in
Der erste Kreislauf 10 weist der ersten Pumpe 15 nachgeschaltet ein erstes Ventil 1 auf. Dieses ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch betätigtes 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem ersten Ventil 1 der Heizungswärmetauscher 85 nachgeschaltet. Dem Heizungswärmetauscher 85 ist die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Der Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 wiederum ist die erste Pumpe 15 nachgeschaltet. In einem weiteren Zweig des ersten Kreislaufs 10 ist dem ersten Ventil 1 der erste Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Dem ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 ist die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet.The
Der zweiten Pumpe 25 des zweiten Kreislaufs 20 ist das gemeinsame Leitungsstück und mit diesem die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Dem zweiten Kreislauf 20 weiter folgend, ist über eine Abzweigung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 ein zweites Ventil 2 in den zweiten Kreislauf 20 geschaltet. Das zweite Ventil des zweiten Kreislaufs 20 ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch verstellbares 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem zweiten Ventil 2 des zweiten Kreislaufs 20 der Kühlungswärmetauscher 65 nachgeschaltet. Dem Kühlungswärmetauscher 65 des zweiten Kreislaufs 20 ist die zweite Pumpe 25 des zweiten Kreislaufs 20 nachgeschaltet. In einem weiteren Zweig des zweiten Kreislaufs 20 ist dem zweiten Ventil 2 des zweiten Kreislaufs 20 der zweite Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Diesem wiederum ist die zweite Pumpe 25 des zweiten Kreislaufs 20 nachgeschaltet. Abhängig von einer Schaltstellung des zweiten Ventils 2 kann also ein von der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 herstammender Volumenstrom des zweiten Kreislaufs 20 wahlweise durch den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 oder durch den Kühlungswärmetauscher 65 geführt werden.The
Der dritten Pumpe 35 des dritten Kreislaufs 30 ist ein achtes Ventil 8 nachgeschaltet. Das achte Ventil 8 ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch verstellbares 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem achten Ventil 8 des dritten Kreislaufs 30 die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Dadurch sind vorteilhaft der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 parallel schaltbar beziehungsweise in dem gemeinsamen Leitungsabschnitt der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 gemeinsam führbar. An der der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschalteten Verzweigung trennen sich der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 wieder auf, wobei der dritte Kreislauf 30 in Richtung der Elektrokomponenten-Anordnung 40 abzweigt. Stromabwärts dieser Abzweigung ist eine Einmündung angeordnet, wobei diese Einmündung dem achten Ventil 8 des dritten Kreislaufs 30 nachgeschaltet ist.An
Dadurch ist also dem achten Ventil 8 des dritten Kreislaufs 30 in einem weiteren Zweig die Elektrokomponenten-Anordnung 40 nachgeschaltet.As a result, the
Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist Teil des dritten Kreislaufs 30 und weist eine Ventilanordnung 91 auf. Die Ventilanordnung 91 weist ein drittes Ventil 3, ein viertes Ventil 4, ein fünftes Ventil 5 und ein sechstes Ventil 6 auf. Die Ventile 3 - 6 sind jeweils als federrückgestellte, elektromagnetisch verstellbare 2/2-Wegeventile beziehungsweise Schaltventile ausgeführt. Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 weist einen Parallelzweig 89 auf. In den Parallelzweig 89 ist das Ladegerät 47 geschaltet. Vorteilhaft kann das Ladegerät 47 mittels der Ventilanordnung 91 bedarfsweise in den dritten Kreislauf 30 hineingeschaltet oder aus diesem herausgeschaltet werden.The
Das dritte Ventil 3 ist in einem weiteren Parallelzweig der Elektrokomponenten-Anordnung 40 angeordnet und ist dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 vorgeschaltet. Außerdem befindet sich in dem weiteren Parallelzweig dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler nachgeschaltet die Leistungselektronik 43 und der Elektromotor 45. In einem Batterie-Parallelzweig der Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist die Hochvolt-Batterie 49 geschaltet. Parallel zu der Hochvolt-Batterie 49 ist das sechste Ventil 6 geschaltet. Vorteilhaft kann so mittels der Ventilanordnung 91 die Hochvolt-Batterie 49 bedarfsweise in den dritten Kreislauf 30 hineingeschaltet oder aus diesem herausgeschaltet werden.The
Vorteilhaft kann der weitere Parallelzweig, der den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, die Leistungselektronik 43 und den Elektromotor 45 aufweist, mittels des dritten Ventils 3 bedarfsweise in den dritten Kreislauf 30 hineingeschaltet oder aus diesem herausgeschaltet werden. Einer Dreifach-Einmündungsstelle der Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist der Elektrokomponenten-Anordnung 40 nachgeschaltet ein siebtes Ventil 7 in dem dritten Kreislauf 30 vorgesehen. Das siebte Ventil 7 ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch verstellbares 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem siebten Ventil 7 des dritten Kreislaufs 30 die dritte Pumpe 35 direkt nachgeschaltet. In einem weiteren Zweig ist dem siebten Ventil 7 der dritte Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Dem dritten Wärmetauscher 97 des dritten Kreislaufs 30 ist die dritte Pumpe 35 des dritten Kreislaufs 30 nachgeschaltet.Advantageously, the further parallel branch, which has the DC-
Vorteilhaft können, insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung der zweiten Pumpe 25 und der dritten Pumpe 35 der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 separat angesteuert und/oder geregelt werden. Vorteilhaft ergibt sich ein optimaler fluidseitiger Widerstand, so dass der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 besonders energieeffizient mittels der zweiten Pumpe 25 und der dritten Pumpe 35 angetrieben werden können. Insgesamt können die zweite Pumpe 25 und die dritte Pumpe 35 vergleichsweise klein ausgelegt werden. An einem Eingang der Peltier-Wärmepumpe 79 werden der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 zusammengeführt. An einem Ausgang der Peltier-Wärmepumpe 79 werden der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 wieder auseinandergeführt.Advantageously, the
In einem Betriebsmodus einer aktiven Kühlung des Innenraums 71 des Kraftfahrzeugs 55 und der Elektrokomponenten des Elektroantriebs 53 beziehungsweise der Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist das erste Ventil 1 so geschaltet, dass von dem ersten Kreislauf 10 die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 und dieser nachgeschaltet der erste Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 durchströmt sind. Vorteilhaft kann dadurch von der Peltier-Wärmepumpe 79 gepumpte Wärme, also der dritte Wärmestrom 81, mittels des ersten Wärmestroms 61 an den Umgebungsluftstrom 63 und damit an die Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 abgegeben werden. Ein entsprechender Wärmetransport erfolgt über das in dem ersten Kreislauf 10 mittels der ersten Pumpe 15 zirkulierenden Wärmetransportmediums 57.In an operating mode of active cooling of the interior 71 of the
Außerdem ist in diesem Betriebsmodus der zweite Kreislauf 20 von der zweiten Pumpe 25 kommend, über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, dieser nachgeschaltet über das zweite Ventil 2, diesem nachgeschaltet über den Kühlungswärmetauscher 65 und diesem nachgeschaltet wieder zurück zu der zweiten Pumpe 25 geführt.In addition, in this operating mode, the
Der dritte Kreislauf 30 ist stromabwärts der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, diesem nachgeschaltet über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, dieser nachgeschaltet über das dritte Ventil 3, diesem nachgeschaltet in den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, diesem nachgeschaltet über die Leistungselektronik 43, dieser nachgeschaltet über den Elektromotor 45 des Elektroantriebs 53, diesem nachgeschaltet über das siebte Ventil 7, diesem nachgeschaltet durch den dritten Wärmetauscher 97 und über diesen schließlich wieder zurück zur dritten Pumpe 35. Dieser Betriebsmodus kann in einem Sommerbetrieb, also bei vergleichsweise hohen Temperaturen in der Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 eingestellt werden.The
Ebenfalls in einem Sommerbetrieb kann eine aktive Kühlung des Innenraums 71 und eine passive Kühlung über die Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen.Active cooling of the interior 71 and passive cooling via the
In diesem zweiten Betriebsmodus ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie in dem vorab beschriebenen Betriebsmodus. Es wird auf diese Beschreibung verwiesen.In this second operating mode, the
Außerdem ist in dem zweiten Betriebsmodus der zweite Kreislauf 20 wie bei dem vorab beschriebenen Betriebsmodus geschaltet. Es wird auf diese Beschreibung verwiesen. Im Unterschied zum vorhergehenden Betriebsmodus ist bei dem zweiten Betriebsmodus der dritte Kreislauf 30 von der dritten Pumpe 35 ausgehend über das achte Ventil 8, diesem nachgeschaltet über das geöffnete dritte Ventil 3, diesem nachgeschaltet über den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, die Leistungselektronik 43, den Elektromotor 45, über die dreifache Einmündungsstelle, über das siebte Ventil 7 und diesem nachgeschaltet über den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 und von diesem schließlich wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Vorteilhaft ist also der dritte Kreislauf 30 nicht über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Dazu weist das zweite Ventil 2 des zweiten Kreislaufs 20 eine entsprechende Schaltstellung auf. Vorteilhaft kann dennoch eine passive Kühlung der dem dritten Ventil 3 nachgeschalteten Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Das vierte Ventil 4, das fünfte Ventil 5 und das sechste Ventil 6 der Ventilanordnung 91 der Elektrokomponenten-Anordnung 40 sind in diesem zweiten Betriebsmodus geschlossen.In addition, in the second operating mode, the
In einem dritten Betriebsmodus kann ein Beheizen des Innenraums 71 des Kraftfahrzeugs 55 mit einer Abwärmenutzung der Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Vorteilhaft kann also eine mittels der Elektrokomponenten erzeugte Abwärme zum Erwärmen des Innenraums 71 mit verwendet werden. Vorteilhaft ist so eine Stromentnahme zum Beheizen des Innenraums 71 aus der Hochvolt-Batterie 49 möglichst gering.In a third operating mode, the
Im dritten Betriebsmodus ist der erste Kreislauf 10 ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1, den Heizungswärmetauscher 85, die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 und von dieser wieder zurück zu der ersten Pumpe 15 geschaltet.In the third operating mode, the
Der zweite Kreislauf 20 ist im dritten Betriebsmodus ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, über das zweite Ventil 2 und schließlich über den zweiten Wärmetauscher 95 des zweiten Kreislaufs 20 wieder zurück zu der zweiten Pumpe 25 geschaltet.In the third operating mode, the
Der dritte Kreislauf 30 ist stromabwärts der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 über die Einmündungsstelle, über das dritte Ventil 3, den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, die Leistungselektronik 43, den Elektromotor 45, die dreifache Einmündungsstelle und schließlich über das siebte Ventil 7 wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Vorteilhaft kann die von der Elektrokomponenten-Anordnung 40 stammende Abwärme in die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 eingebracht werden, wobei die Peltier-Wärmepumpe 79 diese auf einem höheren Temperaturniveau dem ersten Kreislauf 10 zum Erwärmen des Innenraums 71 zur Verfügung stellen kann. Vorteilhaft kann die Abwärme auf einem vergleichsweise niedrigen Temperaturniveau der Kaltseite 77 abgegriffen und entsprechend verwendet werden. Vorteilhaft ergibt sich dadurch ein thermodynamisch guter Wirkungsgrad der Elektrokomponenten-Anordnung 40.The
In einem vierten Betriebsmodus kann eine Entfeuchtung des Innenraums 71 in einem sogenannten Reheat-Betrieb erfolgen. Unter einem Reheat-Betrieb kann verstanden werden, dass der in den Innenraum 71 mündende Innenraumluftstrom 73 zunächst mittels des Kühlungswärmetauschers 65 abgekühlt wird, um anschließend mittels des Heizungswärmetauschers 85 wieder erwärmt zu werden. Dabei unterschreitet der Innenraumluftstrom 73 zunächst an dem Kühlungswärmetauscher 65 einen Taupunkt, so dass Tauwasser ausfällt und damit die vorteilhafte Entfeuchtung des Innenraums 71 stattfinden kann. In a fourth operating mode, the interior 71 can be dehumidified in a so-called reheat operation. A reheat operation can be understood to mean that the
In diesem vierten Betriebsmodus ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie im dritten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Kreislaufs 10 in dem dritten Betriebsmodus verwiesen.In this fourth operating mode, the
Der zweite Kreislauf 20 beziehungsweise dessen zweites Ventil 2 ist in dem vierten Betriebsmodus gleich geschaltet wie im ersten Betriebsmodus und im zweiten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten und zweiten Betriebsmodus verwiesen.The
Außerdem ist im vierten Betriebsmodus der dritte Kreislauf 30 abgeschaltet. Dabei ist die dritte Pumpe 35 ohne Förderleistung.In addition, the
Vorteilhaft kann in dem vierten Betriebsmodus der mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 erzeugte dritte Wärmestrom 81 vollständig dem Kühlungswärmetauscher 65 entzogen und anschließend dem Heizungswärmetauscher 85 wieder zur Verfügung gestellt werden, so dass die vorab beschriebene Entfeuchtung stattfinden kann.In the fourth operating mode, the
In einem fünften Betriebsmodus kann gleichzeitig eine Entfeuchtung des Innenraums 71 in dem sogenannten Reheat-Betrieb und eine Kühlung und/oder Abwärmenutzung der Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Dabei sind der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 gleich geschaltet wie in dem vierten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des vierten Betriebsmodus verwiesen. Als Unterschied ist in dem fünften Betriebsmodus die dritte Pumpe 35 des dritten Kreislaufs 30 eingeschaltet. Dabei ist der dritte Kreislauf 30 gleich geschaltet wie bei dem Winterbetrieb des dritten Betriebsmodus. Es wird diesbezüglich auf die Beschreibung des dritten Betriebsmodus verwiesen.In a fifth operating mode, the
In einem sechsten Betriebsmodus der in
Der dritte Kreislauf 30 ist unter Umgehung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 gleich geschaltet wie im zweiten Betriebsmodus. Insofern wird bezüglich des dritten Kreislaufs 30 auf die Beschreibung des zweiten Betriebsmodus verwiesen.The
In einem siebten Betriebsmodus der in
Bei hohen Temperaturen, also einem Sommerbetrieb, kann vorteilhaft in einem achten Betriebsmodus eine passive Kühlung der Hochvolt-Batterie 49 und des Ladegeräts 47 während eines Netzladebetriebs erfolgen. Eine entsprechende Wärmeabgabe kann vorteilhaft über den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 an die Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 erfolgen.At high temperatures, ie summer operation, passive cooling of the high-
In dem achten Betriebsmodus sind ebenfalls der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 abgeschaltet. Der dritte Kreislauf 30 ist ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8 über das Ladegerät 47 und diesem nachgeschaltet das sechste Ventil 6 sowie dem Ladegerät 47 und dem sechsten Ventil 6 parallel geschaltet über das vierte Ventil 4 und die Hochvolt-Batterie 49, über die dreifache Einmündungsstelle, über das siebte Ventil 7 und schließlich über den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Vorteilhaft wird das Wärmetransportmedium 57 über den Parallelzweig 89 und den weiteren Parallelzweig parallel durch das Ladegerät 47 und die Hochvolt-Batterie 49 geführt. Es kann also sowohl von dem Ladegerät 47 als auch von der Hochvolt-Batterie 49 ein Wärmestrom abgeführt und mittels des dritten Wärmetauschers 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 über den Umgebungsluftstrom 63 an die Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 abgeführt werden. Dazu sind das dritte Ventil 3 und das fünfte Ventil 5 geschlossen. Die übrigen Ventile der Ventilanordnung 91, also das vierte Ventil 4 und das sechste Ventil 6 sind geöffnet.The
In einem neunten Betriebsmodus, der ebenfalls in einem Sommerbetrieb vorteilhaft zum Einsatz kommen kann, kann eine aktive Kühlung der Hochvolt-Batterie 49 und des Ladegeräts 47 erfolgen. In diesem Fall ist die Peltier-Wärmepumpe 79 mittels der elektrischen Energie 83 bestromt, kann also einen Wärmestrom in den ersten Kreislauf 10 pumpen. Dazu ist der erste Kreislauf 10 so geschaltet wie in dem ersten und zweiten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten und zweiten Betriebsmodus verwiesen.In a ninth operating mode, which can also be used advantageously in summer operation, the high-
Der dritte Kreislauf 30 ist bis auf eine Schaltstellung des achten Ventils 8 identisch geschaltet wie in dem achten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des achten Betriebsmodus verwiesen. Als einziger Unterschied ist der dritte Kreislauf 30 über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geführt, so dass die aktive Kühlung stattfinden kann. Konkret ist der dritte Kreislauf 30 ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, die Elektrokomponenten-Anordnung 40 wie vorab beschrieben, das siebte Ventil 7, den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 und von diesem schließlich wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet.The
Die in
Außerdem benötigt die in
Vorteilhaft können ebenfalls der erste Kreislauf 10, der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 separat angesteuert werden. Als weiterer Unterschied sind der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 fluidseitig komplett voneinander getrennt, so dass diese alternativ auch mittels unterschiedlichen Wärmetransportmedien 57 betreibbar sind. Der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 sind also im Unterschied nicht fluidseitig und thermisch einander zugeordnet, sondern lediglich thermisch einander zugeordnet mittels des Wasser-Wasser-Wärmetauschers 99, über den der fünfte Wärmestrom 101 führbar ist. Der fünfte Wärmestrom 101 wird ebenfalls passiv mittels eines Wärmegefälles zwischen dem dritten Kreislauf 30 und dem zweiten Kreislauf 20 angetrieben. Über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 kann der dritte Kreislauf 30, der die Elektrokomponenten-Anordnung 40 aufweist, zur Abwärmenutzung und/oder zur aktiven Kühlung der E-Komponenten an die Peltier-Wärmepumpe 79 angekoppelt werden. Diese Verschaltung hat den Vorteil, dass ein Massenstrom des Wärmetransportmediums 57 über die Elektrokomponenten beziehungsweise die Elektrokomponenten-Anordnung 40 unabhängig eingestellt werden kann, was hinsichtlich einer Betriebssicherheit vorteilhaft ist. Des Weiteren ergibt sich eine vergleichsweise kurze Leitungslänge und damit ein vergleichsweise geringer Druckverlust, wobei die zweite Pumpe 25 und die dritte Pumpe 35 vergleichsweise klein dimensioniert werden können.The
Die in
In einem ersten Betriebsmodus, der für eine Kühlung des Innenraums 71 und der Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 in einem Sommerbetrieb genutzt werden kann, verläuft der erste Kreislauf 10 ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1, den ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59, über die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 schließlich wieder zurück zur ersten Pumpe 15. Der zweite Kreislauf 20 verläuft ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den Kühlungswärmetauscher 65, den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zur zweiten Pumpe 25 zurück.In a first operating mode, which can be used to cool the interior 71 and the electrical components of the
Der dritte Kreislauf 30 verläuft ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das dritte Ventil 3, den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, die Leistungselektronik 43, den Elektromotor 45, das siebte Ventil 7, den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 und schließlich über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 wieder zurück zur dritten Pumpe 35. Vorteilhaft kann mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 bereitgestellte Kälte einerseits über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 zur Kühlung der Elektrokomponenten und über den Kühlungswärmetauscher 65 zur Kühlung des Innenraums 71 verwendet werden.The
In einem zweiten Betriebsmodus kann die Klimatisierungsanordnung 51 in einem Winterbetrieb zum Heizen des Innenraums 71 mit einer Abwärmenutzung der Elektrokomponenten-Anordnung 40 verwendet werden. Der erste Kreislauf 10 verläuft dabei ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1, den Heizungswärmetauscher 85 und schließlich über die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur ersten Pumpe 15.In a second operating mode, the
Der Kühlungswärmetauscher 65 und der Heizungswärmetauscher 85 sind Teil eines dem Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 zugeordneten Klimageräts. Zum Antreiben des Innenraumluftstroms 73 kann das Klimagerät ein separates Gebläse aufweisen. Außerdem kann das Klimagerät eine Umluftklappe aufweisen, mittels der wahlweise der Innenraumluftstrom 73 von dem Innenraum 71 oder von der Umgebung 69 angesaugt werden können. Auf jeden Fall mündet der Innenraumluftstrom 73 zur Klimatisierung des Innenraums in den Innenraum 71.The
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem zweiten Betriebsmodus ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59, über den Kühlungswärmetauscher 65 des Klimageräts, über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25.In the second operating mode, the
Der dritte Kreislauf 30 verläuft ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das dritte Ventil 3 der Ventilanordnung 91 der Elektrokomponenten-Anordnung 40, den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41, die Leistungselektronik 43, den Elektromotor 45, das siebte Ventil 7 und schließlich über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 wieder zurück zur dritten Pumpe 35.The
Ein dritter Betriebsmodus der in
Der zweite Kreislauf 20 ist in dem dritten Betriebsmodus so geschaltet wie in dem ersten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Betriebsmodus verwiesen. The
Der dritte Kreislauf 30 ist in dem dritten Betriebsmodus so geschaltet wie im zweiten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des zweiten Betriebsmodus verwiesen. Vorteilhaft kann mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlungswärmetauscher 65 und dem Heizungswärmetauscher 85 eingestellt werden, so dass es zu der vorteilhaften Entfeuchtung des Innenraumluftstroms 73 kommt. Vorteilhaft kann dabei noch eine Kühlung beziehungsweise eine Ausnutzung einer Abwärme der Elektrokomponenten erfolgen. Ein entsprechender Wärmestrom kann über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 übertragen werden.The
In einem vierten Betriebsmodus der in
In dem vierten Betriebsmodus sind der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 abgeschaltet, also die erste Pumpe 15 und die zweite Pumpe 25 ohne Förderleistung.In the fourth operating mode, the
Der dritte Kreislauf 30 ist so geschaltet wie im siebten Betriebsmodus der in
Im Unterschied zur Darstellung gemäß den
Außerdem weist die Klimatisierungsanordnung 51 gemäß
Das erste Ventil 1, das zweite Ventil 2, das neunte Ventil 9 und das zehnte Ventil 100 sind jeweils als federrückgestelltes, elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil ausgeführt.The
Vorteilhaft kann mittels der Beschaltung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 mittels des neunten Ventils 9 dieser für unterschiedlichste Betriebszustände genutzt werden, so dass ein weiterer, beispielsweise der dritte Wärmetauscher 97 verzichtbar ist. Gegebenenfalls mit dem Umgebungsluftstrom 63 auszutauschende Wärme kann wahlweise mit unterschiedlichsten Komponenten des zweiten Kreislaufs 20 ausgetauscht werden, insbesondere mit der Peltier-Wärmepumpe 79, dem Kühlungswärmetauscher 65 und/oder der Elektrokomponenten-Anordnung 40.Advantageously, by connecting the
Die in
In einem ersten Betriebszustand ist der erste Kreislauf 10 so geschaltet wie im ersten Betriebsmodus der in
In dem ersten Betriebszustand der in
In einem zweiten Betriebszustand der in
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem zweiten Betriebszustand ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, über den Kühlungswärmetauscher 65, über das zehnte Ventil 100, in allen drei Parallelzweigen über die Elektrokomponenten-Anordnung 40, über das siebte Ventil 7, über den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59, über das neunte Ventil 9 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25. Vorteilhaft kann in einer Reihenschaltung die Kühlung des Innenraums 71 und der Elektrokomponenten erfolgen. Das noch vergleichsweise kühl aus dem Kühlungswärmetauscher 65 ausströmende Wärmetransportmedium 57 kann vorteilhaft noch zur Kühlung der Elektrokomponenten mittels der Elektrokomponenten-Anordnung 40 verwendet werden. Nach diesem zweifachen Temperaturanstieg kann Wärme an den Umgebungsluftstrom 63 abgeführt werden. Das so wieder vorgekühlte Wärmetransportmedium kann vorteilhaft dann wieder über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder auf ein zur Kühlung des Innenraums 71 notwendiges niedriges Temperaturniveau gebracht werden.In the second operating state, the
In einem dritten Betriebszustand kann die in
Der erste Kreislauf 10 ist so geschaltet wie im ersten Betriebsmodus der in
Vorteilhaft kann wie vorab beschrieben die Entfeuchtung des Innenraums 71 des Kraftfahrzeugs 55 erfolgen.Advantageously, the
Ein vierter Betriebszustand kann gleichermaßen für die Entfeuchtung des Innenraums 71 bei einer gleichzeitigen Kühlung beziehungsweise Abwärmenutzung der Elektrokomponenten mittels der Elektrokomponenten-Anordnung 40 verwendet werden. Dabei ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie im dritten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Kreislaufes 10 in dem dritten Betriebszustand der in
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem vierten Betriebszustand ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über den Kühlungswärmetauscher 65, über das zehnte Ventil 100, über die Elektrokomponenten-Anordnung 40, über das siebte Ventil 7 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 zurück zur zweiten Pumpe 25.In the fourth operating state, the
In einem fünften Betriebszustand kann ein Beheizen des Innenraums 71, insbesondere mittels einer Umgebungswärme, erfolgen. Dabei ist der erste Kreislauf 10 so geschaltet wie im dritten und vierten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des dritten und vierten Betriebszustandes verwiesen. Der zweite Kreislauf 20 verläuft ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59, das neunte Ventil 9, den Kühlungswärmetauscher 65, das zehnte Ventil 100 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25.In a fifth operating state, the interior 71 can be heated, in particular by means of ambient heat. In this case, the
In einem sechsten Betriebszustand kann die in
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem sechsten Betriebszustand ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59, den Kühlungswärmetauscher 65, das zehnte Ventil 100, die Elektrokomponenten-Anordnung 40, das siebte Ventil 7, und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25. Vorteilhaft kann zum Erwärmen der Peltier-Wärmepumpe 79 mittels des zweiten Wärmetauschers 95 und mittels des Kühlungswärmetauschers 65 Umgebungswärme aufgenommen werden. Diese kann vorteilhaft zur Erwärmung des Innenraums mittels des Heizungswärmetauschers 85 mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 in den ersten Kreislauf 10 gepumpt werden.In the sixth operating state, the
In einem siebten Betriebszustand kann die in
In diesem siebten Betriebszustand ist der erste Kreislauf 10 ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1, den ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 und schließlich über die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur ersten Pumpe 15 geführt. Abhängig von einem Umgebungstemperaturniveau der Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 kann gegebenenfalls die Schaltstellung des ersten Ventils 1 geändert werden.In this seventh operating state, the
Der zweite Kreislauf 20 ist in dem siebten Betriebszustand gleich geschaltet wie in dem vierten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des vierten Betriebszustandes verwiesen.In the seventh operating state, the
Gegebenenfalls kann abweichend davon das siebte Ventil 7 abhängig von einem Umgebungstemperaturniveau umgeschaltet werden, so dass der zweite Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 in den zweiten Kreislauf 20 geschaltet ist.If necessary, in deviation from this, the
Vorteilhaft kann die in
Vorteilhaft ist in der Klimatisierungsanordnung 51 gemäß
Die in
Als weiterer Unterschied ist das erste Ventil 1 des ersten Kreislaufs 10 nicht der ersten Pumpe 15 nachgeschaltet. Gemäß der Darstellung der
Gemäß der Darstellung der
Der zweite Kreislauf 20 fungiert in einem Sommerbetriebsfall als Kühlkreislauf für den Innenraum 71 sowie der Elektrokomponenten und im Winterbetriebsfall als Kreislauf zur Aufnahme von Umgebungswärme aus der Umgebung 69 beziehungsweise zur Aufnahme von Abwärme der Elektrokomponenten.In summer operation, the
Der zweite Kreislauf 20 stellt also stets den kälteren der beiden Kreisläufe dar. In diesem zweiten Kreislauf 20 wird mit Hilfe der Peltier-Wärmepumpe 79 ein Temperaturniveau an den Wärmetauschern des Frontend-Wärmetauschers 59 und des Klimageräts erzeugt, mit dem je nach Betriebsfall Wärme aus der Umgebung 69 und von den Elektrokomponenten aufgenommen werden kann beziehungsweise der Innenraum 71 gekühlt und entfeuchtet werden kann. Die in den zweiten Kreislauf 20 geschalteten Komponenten sind dabei entsprechend dem zu erwartenden Temperaturniveau angeordnet. Im Winterbetriebsfall wird an dem Frontend-Wärmetauscher 59 möglichst viel Wärme aus der Umgebung 69 aufgenommen. Eine Austrittstemperatur des Wärmetransportmediums 57 an einem Austritt der Peltier-Wärmepumpe 79 beziehungsweise an einem Eintritt des Frontend-Wärmetauschers 59 ist dazu vorteilhaft dementsprechend unterhalb eines Temperaturniveaus der Umgebung 69.The
Anschließend wird der Kühlungswärmetauscher 65 durchströmt.Flow then flows through the
Dies hat den Zweck, eine möglichst hohe Umluftrate durch permanenten Entfeuchtungsbetrieb zu realisieren.The purpose of this is to achieve the highest possible recirculation rate through permanent dehumidification.
An dem Kühlungswärmetauscher 65 kondensiert durch das niedrige Temperaturniveau die Luftfeuchte aus einer Mischung von Umluft und Frischluft aus. Dabei wird vorteilhaft eine latente Wärmeleistung durch das Auskondensieren der Luftfeuchte mitgenutzt. Für einen reinen Entfeuchtungsbetrieb kann der Frontend-Wärmetauscher 59 mit Hilfe des zweiten Ventils 2 des zweiten Kreislaufs 20 abgekoppelt werden. Dadurch wird am Kühlungswärmetauscher 65 ein niedrigeres Temperaturniveau erzeugt als mit vorgeschaltetem Frontend-Wärmetauscher 59 und es kann stärker entfeuchtet werden. An den Elektrokomponenten kann in einem Winterbetriebsfall die zur Verfügung stehende Abwärme für den Wärmepumpenbetrieb mit genutzt werden.Due to the low temperature level, the air humidity condenses out of a mixture of circulating air and fresh air at the
In einem Sommerbetriebsfall wird in dem zweiten Kreislauf 20 der dritte Wärmetauscher 97 in Strömungsrichtung mit Hilfe des siebten Ventils 7, das als Umschaltventil ausgeführt ist, abgekoppelt. Über den Kühlungswärmetauscher 65 wird der Innenraum 71 thermisch konditioniert. Anschließend werden die Elektrokomponenten durchströmt und gekühlt. Sobald die Temperatur des Wärmetransportmediums 57 nach den Elektrokomponenten oberhalb der Umgebungstemperatur ist, wird die dabei aufgenommene Wärme zunächst so gut wie möglich an den den E-Komponenten nachgeschalteten Frontend-Wärmetauscher 59 abgegeben. Dementsprechend kann das siebte Ventil 7 umgeschaltet werden. Über die Peltier-Wärmepumpe 79 wird dann wiederum das niedrige Temperaturniveau zur Konditionierung des Innenraums 71 erzeugt.In summer operation, the
In dem ersten Kreislauf 10 wird im Sommerbetriebsfall Wärme an die Umgebung 69 abgegeben und im Winterbetriebsfall wird die Heizleistung über den Heizungswärmetauscher 85 in den Innenraum 71 gebracht.In the
Als Regelparameter stehen in dem gegebenen Kreislauf eine Leistung der Peltier-Wärmepumpe 79, ein jeweiliger Massenstrom in den Kreisläufen sowie Luftmassenströme des Innenraumluftstroms 73 sowie des Umgebungsluftstroms 63 sowie entsprechende Lüfterdrehzahlen und/oder Klappenstellungen, beispielsweise Kühlergrilllamellen, Umluftklappen sowie dem Heizungswärmetauscher 85 vorgeschaltete Klappen und/oder Ähnliches zur Verfügung.In the given circuit, the control parameters are an output of the
Zur Regelung und/oder Steuerung kann eine in den
In einer ersten Variante ist das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geöffnet, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Diese erste Variante kann vorteilhaft für einen Ladebetrieb bei tiefen Temperaturen verwendet werden, wobei vorteilhaft eine thermische Konditionierung der Hochvolt-Batterie 49 unter einer Abwärmenutzung des Ladegeräts 47 erfolgen kann.In a first variant, the
In einer zweiten Variante ist das vierte Ventil 4 geöffnet das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung des dritten Wärmetauschers 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese zweite Variante kann vorteilhaft für einen Ladebetrieb bei hohen Temperaturen und/oder für eine Kühlung des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 verwendet werden.In a second variant, the
In einer dritten Variante ist das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet.In a third variant, the
Diese dritte Variante kann vorteilhaft für einen Anfahrbetrieb in einem Winter und/oder für einen Wärmepumpenbetrieb bei einer thermischen Konditionierung der Hochvolt-Batterie 49 nach einem Ladebetrieb verwendet werden.This third variant can advantageously be used for starting operation in winter and/or for heat pump operation with thermal conditioning of the high-
In einer vierten Variante ist das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung des dritten Wärmetauschers 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese vierte Variante kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Sommer und/oder für einen Kühlbetrieb des Elektromotors 45, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und der Leistungselektronik 43 verwendet werden.In a fourth variant, the
In einer fünften Variante ist das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Dieser Schaltzustand kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb unter Abwärmenutzung der Leistungselektronik 43, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und des Elektromotors 45 verwendet werden.In a fifth variant, the
In einer ersten Variante ist das dritte Ventil 3 geöffnet, das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geöffnet, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. In diesem Schaltzustand der ersten Variante sind vorteilhaft alle drei Parallelzweige der Elektrokomponenten-Anordnung 40 mit dem Wärmetransportmedium 57 durchströmt, wobei alle Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 gleichermaßen thermisch konditioniert werden können.In a first variant, the
In einer zweiten Variante ist das dritte Ventil 3 geschlossen, das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geöffnet, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet.In a second variant, the
Vorteilhaft kann diese zweite Variante für einen Ladebetrieb bei tiefen Temperaturen und/oder eine thermische Konditionierung der Hochvolt-Batterie 49 unter einer Abwärmenutzung des Ladegeräts 47 verwendet werden. Es ist ersichtlich, dass dabei das Wärmetransportmedium 57 zunächst durch das Ladegerät 47 strömt, dort erwärmt wird, so dass die anschließend durchströmte Hochvolt-Batterie 49 entsprechend aufgewärmt werden kann.This second variant can advantageously be used for charging at low temperatures and/or thermal conditioning of the high-
Die Leistungselektronik 43, der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 sowie der Elektromotor 45 sind aufgrund des geschlossenen dritten Ventils 3 nicht durchströmt.The
In einer dritten Variante ist das dritte Ventil 3 geschlossen, das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese dritte Variante kann vorteilhaft für einen Ladebetrieb bei hohen Temperaturen verwendet werden, wobei vorteilhaft eine Kühlung des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 erfolgen können. Es ist ersichtlich, dass dabei das Ladegerät 47 und die Hochvolt-Batterie 49 parallel durchströmt werden können, so dass diese gleichermaßen gekühlt werden können.In a third variant, the
Vorteilhaft sind dabei aufgrund des geschlossenen dritten Ventils 3 die Leistungselektronik 43, der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 sowie der Elektromotor 45 nicht durchströmt, so dass der gesamte Volumenstrom des Wärmetransportmediums 57 zur Kühlung des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 verwendet werden kann.Due to the closed
In einer vierten Variante ist das dritte Ventil 3 geschlossen, das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet.In a fourth variant, the
Diese vierte Variante kann vorteilhaft für einen Anfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb bei thermisch konditionierter Batterie nach einem Ladebetrieb verwendet werden. Dabei wird vorteilhaft lediglich die Hochvolt-Batterie 49 durchströmt. Die übrigen Parallelzweige, in denen das Ladegerät 47 beziehungsweise die Leistungselektronik 43, der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 und der Elektromotor 45 geschaltet sind, sind nicht von dem Wärmetransportmedium 57 durchströmt.This fourth variant can advantageously be used for starting operation in winter and/or heat pump operation with a thermally conditioned battery after charging operation. Advantageously only the high-
In einer fünften Variante ist das dritte Ventil 3 geöffnet, das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Diese fünfte Variante kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb unter einer Abwärmenutzung der Leistungselektronik 43 und/oder des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und/oder des Elektromotors 45 verwendet werden. Vorteilhaft sind dabei sowohl das Ladegerät 47 als auch die Hochvolt-Batterie 49 nicht durchströmt, so dass vorteilhaft diese keinen Widerstand und auch kein ungenutztes Durchströmen des Wärmetransportmediums 57 verursachen. Aufgrund des geöffneten dritten Ventils 3 und der übrigen geschlossenen Ventile 4, 5, 6 ist lediglich der Parallelzweig der Leistungselektronik 43, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und des Elektromotors 45 durchströmt.In a fifth variant, the
In einer sechsten Variante ist das dritte Ventil 3 geöffnet, das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet.In a sixth variant, the
Vorteilhaft kann diese sechste Variante für einen Dauerfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb unter Abwärmenutzung der Leistungselektronik 43, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41, des Elektromotors 45 und der Hochvolt-Batterie 49 genutzt werden. Vorteilhaft ist lediglich der Parallelzweig 89, in den das Ladegerät 47 geschaltet ist, nicht durchströmt. Die übrigen Elektrokomponenten können vorteilhaft von dem Wärmetransportmedium 57 zur Nutzung der Abwärme durchströmt werden.This sixth variant can advantageously be used for continuous driving in winter and/or heat pump operation using waste heat from the
In einer siebten Variante sind alle Ventile bis auf das siebte Ventil 7 gleich geschaltet wie bei der fünften Variante. Als einziger Unterschied ist das siebte Ventil 7 in Richtung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese siebte Variante kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Sommer und/oder einen Kühlbetrieb des Elektromotors 45, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und der Leistungselektronik 43 verwendet werden. Es ist zu erkennen, dass das Ladegerät 47 und die Hochvolt-Batterie 49 aus dem zweiten Kreislauf 20 beziehungsweise der Elektrokomponenten-Anordnung 40 herausgeschaltet sind, also nicht von dem Wärmetransportmedium 57 durchströmt sind. Vorteilhaft wird dieses lediglich über den übrigen Zweig in Richtung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 zur Abgabe von Wärme an die Umgebung 69 geführt.In a seventh variant, all the valves except for the
Die Ventile 1 bis 10 können auch als 2/2 beziehungsweise 3/2-Wege-Proportional-Ventile ausgeführt sein. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders genaues Steuern oder in Verbindung mit Messgliedern und einer Regelvorrichtung ein Regeln des Wärmehaushalts des Kraftfahrzeugs 55 erfolgen, insbesondere der Wärmeströme 61, 67, 81, 87 und/oder 101.The
Die dargestellte Klimatisierungsanordnung 251 weist wiederum einen ersten Kreislauf 210 auf, der mit einem Wärmetransportmedium 257 betrieben wird, wobei eine erste Pumpe 215 für dessen Umwälzung sorgt. In Strömungsrichtung der ersten Pumpe 215 folgend ist im Kreislauf 210 die Warmseite 275 einer Peltier-Wärmepumpe 279 vorgesehen und dieser folgend eine Verzweigungsmöglichkeit über zwei als 2/2 Wegeventile ausgebildete Ventile 300a, 300b. Über den ersten Zweig und damit ein geöffnetes Ventil 300a ist ein Weitertransport des Wärmetransportmediums 257 durch einen Frontend-Wärmetauscher 259, vorliegend dem ersten Wärmetauscher 293, möglich und ausgehend von diesem zurück zur ersten Pumpe 215. Der Frontend-Wärmetauscher ist, wie in dem in
Die zweite Verzweigungsmöglichkeit am Ventil 300b führt das Wärmetransportmedium 257 über einen Heizungswärmetauscher 285, über welchen ein vierter Wärmestrom 287 mit dem Innenraumluftstrom 273 ausgetauscht wird. Anschließend ist das Wärmetransportmedium 257 in den Saugbereich der Pumpe 215 rückführbar.The second branching possibility at the
Die Klimatisierungsanordnung 251 weist analog zu dem in
Ein erster über das Ventil 302a durchströmbarer Zweig führt zu einem Kühlungswärmetauscher 265, der einem Innenraum 271 des Kraftfahrzeugs 255 zugeordnet ist. Der in den Innenraum 271 führende Innenraumluftstrom 273 wird durch Wärmeübertragung eines zweiten Wärmestroms 267 mit dem Kühlungswärmetauscher 265 generiert. Vom Kühlungswärmetauscher 265 ist das Wärmetransportmedium 257 zur Saugseite der zweiten Pumpe 225 rückführbar.A first branch through which the
Ein zweiter Zweig des Kreislaufs 220 ist über das Ventil 302b in Richtung einer Elektrokomponenten-Anordnung 240 leitbar. Dieser Zweig führt in einen Leitungsabschnitt der zudem in einen dritten Kreislauf 230, der über eine dritte Pumpe 235 betrieben wird, eingebunden ist. In Strömungsrichtung des Wärmetransportmediums 257 ist nach dem Ventil 302b ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 241, 241 a, der wie vorliegend zweiteilig, beispielsweise zum Bereitstellen der Spannung zweier voneinander unabhängiger Bordnetze oder einteilig (nicht dargestellt) ausgebildet ist, angeordnet. Im Anschluss daran sind eine Leistungselektronik 243 und ein Elektromotor 245, insbesondere der Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Über ein siebtes Ventil 207, genauer ein 3/2- Wegeventil, ist das Wärmetransportmedium 257 entweder über einen zweiten Wärmetauscher 295 des Frontend-Wärmetauschers 259 oder einen diesen umgehenden Bypass 303 führbar. Je nach Schaltzustand eines achten Ventils 208, ebenfalls ein 3/2 Wegeventil, wird das Wärmetransportmedium 257 zum Saugbereich der zweiten Pumpe 225 des zweiten Kreislaufs 220 oder zum Saugbereich der dritten Pumpe 235 des dritten Kreislaufs 230 geführt. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß
Ein dritter Zweig des Kreislaufs 220 wird über das 2/2-Ventil 302c geöffnet oder verschlossen, wobei dem Ventil 302c folgend die Hochvolt-Batterie 249 und ein Ladegerät 247 als Teil der Elektrokomponenten-Anordnung mit dem Wärmetransportmedium 257 versorgbar sind. Anschließend wird das Wärmetransportmedium 257 über den Parallelzweig 289 zur zweiten Pumpe 225 rückgeführt.A third branch of the
Im Folgenden werden die Betriebsmodii der Anordnung gemäß
Über die zweite Pumpe 225 im zweiten Kreislauf 220 wird das Wärmetransportmedium 257 an der Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279 gekühlt und in weiterer Folge über das geöffnete Ventil 302b dem Kühlungswärmetauscher 265 zugeführt, wobei der über den Wärmestrom 267 gekühlte Innenraumluftstrom 273 dem Innenraum 271 zugeführt werden kann. Ebenfalls aktiv können über das geöffnete Ventil 302b die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 241 241 a, die Leistungselektronik 243 und der Elektromotor 245 gekühlt werden. Das Ventil 207 ist dabei so eingestellt, dass das Wärmetransportmedium 257 über den Bypass 303 unter Umgehung des zweiten Wärmetauschers 295 zurück zur zweiten Pumpe 225 strömt. Das achte Ventil 208 befindet sich dann in einer Schaltstellung, die den Weg zur dritten Pumpe 235 unterbindet. Das Ventil 303c ist in geschlossener Stellung, so dass das Ladegerät 247 und die Hochvolt-Batterie 249 nicht mit dem Wärmetransportmedium 257 versorgt werden. Eine solche Betriebsart stellt einen typischen Sommerbetrieb dar.The
In einem zweiten Betriebsmodus, ebenfalls eine typische Sommerbetriebsart, ist es möglich nur den Innenraum 271 aktiv und die oben beschriebenen Bauteile der Elektrokomponenten-Anordnung 240 nur passiv zu kühlen. Dabei erfolgt die Kühlung des Innenraums, wie zur ersten Betriebsart beschrieben, unter Ausnutzung der Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279. Für die passive Kühlung der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 241, 241 a, der Leistungselektronik 243 und des Elektromotors 245 sorgt lediglich der dritte Kreislauf 230. Über die dritte Pumpe 235 wird das Wärmetransportmedium 257 über die genannten Elektrokomponenten und unter entsprechender Schaltstellung des Ventils 207 über den zweiten Wärmetauscher 295 des Frontend-Wärmetauschers 259 geführt und mittels des Umgebungsluftstromes 263 gekühlt. Anschließend wird das Wärmetransportmedium 257 bei entsprechender Schaltstellung des achten Ventils 208 der dritten Pumpe 235 zugeführt. Der dritte Kreislauf 230 ist demnach vom zweiten Kreislauf 220 getrennt, so dass die Kühlung der Elektrokomponenten-Anordnung 240 ohne Zuschaltung der Peltier-Wärmepumpe 279 passiv erfolgt. Das Ventil 302b ist dann geschlossen - ebenso wie das Ventil 302c.In a second operating mode, also a typical summer operating mode, it is possible to actively cool only the interior 271 and only passively cool the components of the
Im dritten Betriebsmodus erfolgt, wie im Ausführungsbeispiel nach
Im vierten Betriebsmodus kann, analog zum Ausführungsbeispiel gemäß
In einem fünften Betriebsmodus erfolgt neben dem Reheat-Betrieb eine Kühlung und/oder Abwärmenutzung der Elektrokomponenten-Anordnung 240. Der erste Kreislauf 210 ist dabei wie im vierten Betriebsmodus geschaltet. Der zweite Kreislauf 220 ist insofern verändert, als dass im Unterschied zum vierten Betriebsmodus neben dem Ventil 302a auch das Ventil 302b geöffnet ist, so dass die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 241, 241a, die Leistungselektronik 243 und der Elektromotor 245 mit dem Wärmetransportmedium 257 versorgt werden. Die Schaltstellung des Ventils 207 ist so gewählt, dass der Bypass 303 unter Umgehung des zweiten Wärmetauschers 295 durchströmt und zur zweiten Pumpe 225 zurückgeführt wird.In a fifth operating mode, cooling and/or waste heat utilization of the
In einem sechsten Betriebsmodus erfolgt vorteilhaft ausschließlich eine rein passive Kühlung der Elektrokomponenten-Anordnung 240 unter ausschließlicher Nutzung des dritten Kreislaufs 230. Das Wärmetransportmedium 257 wird über die dritte Pumpe 235 den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern 241, 241 a der Leistungselektronik 243 und dem Elektromotor 245 zugeführt und das Ventil 207 ist so geschaltet, dass der Bypass 303 geschlossen und das Wärmetransportmedium 257 am zweiten Wärmetauscher 295 unter Wärmeaustausch mit dem Umgebungsluftstrom 263 gekühlt wird. Das achte (2/3-Wege-)Ventil 208 ist so geschaltet, dass der dritte Kreislauf 230 vollständig vom zweiten Kreislauf 220 entkoppelt ist und eine Rückführung des Wärmetransportmediums 257 zur dritten Pumpe 235 erfolgt. Der erste und zweite Kreislauf 210, 220 sind vollständig stillgelegt, das heißt, das insbesondere die erste und zweite Pumpe 215, 225 abgeschaltet sind. Ebenso ist die Peltier-Wärmepumpe 279 außer Betrieb gesetzt.In a sixth operating mode, there is advantageously only purely passive cooling of the
Während des Netzladebetriebs erfolgt insbesondere im Sommerbetrieb vorteilhaft eine aktive Kühlung des Ladegeräts 247 und der Hochvolt-Batterie 249 in einem siebten Betriebsmodus. Über die zweite Pumpe 225 wird das Wärmetransportmedium 257 über die Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279 im zweiten Kreislauf 220 bei geöffnetem Ventil 302c zur Aufnahme einer beim Laden der Hochvolt-Batterie 249 freiwerdenden Wärme zur Hochvolt-Batterie 249 und zum Ladegerät 247 geführt. Der erste Kreislauf 210 ist wie im ersten Betriebsmodus dieses Ausführungsbeispiels gemäß
Das in
In jedem Fall, weist das Ausführungsbeispiel gemäß
Des Weiteren kann für den Fall, dass die Hochvolt-Batterie 249 keiner Flüssigkeitskühlung bedarf, der Parallelzweig 289 mit dem Ventil 302c im zweiten Kreislauf 220 entfallen. Das Ladegerät 247 kann dann in den dritten Kreislauf 230 in Serie mit den weitern Komponenten wie Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 241, 241 a, Leistungselektronik 243 oder Elektromotor 245.Furthermore, in the event that the high-
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- erstes Ventilfirst valve
- 22
- zweites Ventilsecond valve
- 33
- drittes Ventilthird valve
- 44
- viertes Ventilfourth valve
- 55
- fünftes Ventilfifth valve
- 66
- sechstes Ventilsixth valve
- 7, 2077, 207
- siebtes Ventilseventh valve
- 8, 2088, 208
- achtes Ventileighth valve
- 99
- neuntes Ventilninth valve
- 10, 21010, 210
- erster Kreislauffirst cycle
- 15, 21515, 215
- erste Pumpefirst pump
- 20, 22020, 220
- zweiter Kreislaufsecond cycle
- 25, 22525, 225
- zweite Pumpesecond pump
- 30, 23030, 230
- dritter Kreislaufthird cycle
- 35, 23535, 235
- dritte Pumpethird pump
- 40, 24040, 240
- Elektrokomponenten-AnordnungElectrical Components Arrangement
- 41, 241, 241a41, 241, 241a
- Gleichstrom-Gleichstrom-WandlerDC-DC converter
- 43, 24343, 243
- Leistungselektronikpower electronics
- 45, 24545, 245
- Elektromotorelectric motor
- 47,24747.247
- Ladegerätcharger
- 49, 24949, 249
- Hochvolt-Batteriehigh-voltage battery
- 51, 25151, 251
- Klimatisierungsanordnungair conditioning arrangement
- 53, 25353, 253
- Elektroantriebelectric drive
- 55, 25555, 255
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 57,25757.257
- Wärmetransportmediumheat transport medium
- 59, 25959, 259
- Frontend-WärmetauscherFront-end heat exchanger
- 61, 26161, 261
- erster Wärmestromfirst heat flow
- 63, 26363, 263
- Umgebungsluftstromambient airflow
- 65, 26565, 265
- Kühlungswärmetauschercooling heat exchanger
- 67, 26767, 267
- zweiter Wärmestromsecond heat flow
- 69, 26969, 269
- UmgebungVicinity
- 71, 27171, 271
- Innenrauminner space
- 73, 27373, 273
- Innenraumluftstromindoor airflow
- 75,27575.275
- Warmseitewarm side
- 77,27777.277
- Kaltseitecold side
- 79, 27979, 279
- Peltier-WärmepumpePeltier heat pump
- 81, 28181, 281
- dritter Wärmestromthird heat flow
- 83, 28383, 283
- elektrische Energieelectrical power
- 85, 28585, 285
- Heizungswärmetauscherheating heat exchanger
- 87, 28787, 287
- vierter Wärmestromfourth heat flow
- 89, 28989, 289
- Parallelzweigparallel branch
- 9191
- Ventilanordnungvalve assembly
- 93, 29393, 293
- erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
- 95, 29595, 295
- zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
- 9797
- dritter Wärmetauscherthird heat exchanger
- 9999
- Wasser-Wasser-Wärmetauscherwater-water heat exchanger
- 100100
- zehntes Ventiltenth valve
- 101101
- fünfter Wärmestromfifth heat flow
- 300a, 300b300a, 300b
- VentilValve
- 302a, 302b, 302c302a, 302b, 302c
- VentilValve
- 303303
- Bypass-Kanalbypass channel
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012019005.0A DE102012019005B4 (en) | 2011-09-30 | 2012-09-27 | Thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011114617 | 2011-09-30 | ||
DE102011114617.6 | 2011-09-30 | ||
DE102012019005.0A DE102012019005B4 (en) | 2011-09-30 | 2012-09-27 | Thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012019005A1 DE102012019005A1 (en) | 2013-04-04 |
DE102012019005B4 true DE102012019005B4 (en) | 2023-08-17 |
Family
ID=47088782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102012019005.0A Active DE102012019005B4 (en) | 2011-09-30 | 2012-09-27 | Thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012019005B4 (en) |
WO (1) | WO2013045089A1 (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013020426B4 (en) | 2013-12-05 | 2020-06-25 | Audi Ag | Active cooling of an electrical machine in the drive train of a vehicle |
DE102013227034A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Thermal management for an electric or hybrid vehicle and a method for conditioning the interior of such a motor vehicle |
DE102014211447A1 (en) | 2014-06-16 | 2015-12-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and control device for controlling the heat loss generated by an electric vehicle |
DE102014217959A1 (en) | 2014-09-09 | 2016-03-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and air conditioning device for air conditioning an interior of an electrically driven vehicle |
CN106042826A (en) * | 2016-06-01 | 2016-10-26 | 肇庆高新区凯盈顺汽车设计有限公司 | Vehicle-mounted air conditioner |
DE102017215018A1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-02-28 | Robert Bosch Gmbh | Heating / cooling system for a motor vehicle |
DE102017222684A1 (en) | 2017-12-14 | 2019-06-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for controlling a loss of heat in an electric drive machine of a motor vehicle, electric drive unit for a motor vehicle and motor vehicle |
US10906377B2 (en) | 2018-01-19 | 2021-02-02 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for heating passenger cabin with inverter waste heat boosted by a heater |
DE102018219859B4 (en) | 2018-11-20 | 2020-09-03 | Audi Ag | Refrigeration system for a vehicle and vehicle with a refrigeration system |
DE102019102060A1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-07-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Vehicle, in particular motor vehicle, with a temperature control device for temperature control of an interior of the vehicle |
EP3770010B1 (en) * | 2019-07-22 | 2021-08-11 | FCA Italy S.p.A. | Thermal regulation system provided with peltier cell for electric drive vehicles |
IT201900018704A1 (en) * | 2019-10-14 | 2021-04-14 | Ind Saleri Italo Spa | FLUID CONTROL DEVICE OF A VEHICLE |
FR3117411A1 (en) * | 2020-12-15 | 2022-06-17 | Valeo Systemes Thermiques | Vehicle heat treatment system |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19542125A1 (en) | 1994-11-29 | 1996-05-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Heating and cooling circuit e.g. for electric vehicle propulsion battery |
WO1999010191A1 (en) | 1997-08-27 | 1999-03-04 | Eloir Fernando Protasiewytch | Automotive air conditioning device with thermoelectric elements and pwm control circuit |
DE10154595A1 (en) | 2000-11-09 | 2002-05-29 | Valeo Thermique Moteur Sa | Cooling device for a vehicle with an electric motor fed by a fuel cell |
DE102005048660A1 (en) | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Renault S.A.S. | Device and method for regulating the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle |
DE60303654T2 (en) | 2002-08-07 | 2006-12-21 | Peugeot Citroën Automobiles S.A. | air conditioning |
US20080028768A1 (en) | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Lakhi Nandlal Goenka | HVAC system |
DE102006042160A1 (en) | 2006-09-06 | 2008-03-27 | Visteon Global Technologies Inc., Van Buren | Heating ventilation and air conditioning system for e.g. hybrid-electric vehicle, has control system receiving electric pulse generated by vehicle and directing pulse to one of thermoelectric modules and thermal storage device |
US20090020620A1 (en) | 2006-02-09 | 2009-01-22 | Societe De Vehicules Electriques (Sas) | Electrical or hybrid motor vehicle with thermal conditioning system upgrading low-level sources |
DE60319291T2 (en) | 2002-01-16 | 2009-02-26 | Renault S.A.S. | Arrangement for thermal management, in particular for a vehicle equipped with a fuel cell |
DE102007044466A1 (en) | 2007-09-18 | 2009-03-19 | Volkswagen Ag | Heating and air conditioning system for vehicle to keep moderate temperature, has front air conditioner with that fresh air from environment or circulating air is transferred to vehicle interior |
US20100155018A1 (en) | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Lakhi Nandlal Goenka | Hvac system for a hybrid vehicle |
DE102011016613A1 (en) | 2011-04-09 | 2011-11-10 | Daimler Ag | Thermal management system for motor car, has low temperature circuit and high temperature circuit as coolant circuits such that air supplied to vehicle cabin is directly heated by circuits |
DE102010023178A1 (en) | 2010-06-09 | 2011-12-15 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Air conditioner for inner chamber air-conditioning of motor vehicle and for cooling or heating drive system, has chiller which is connected with vehicle cooler and auxiliary devices over cooling component circuit |
DE102011008552A1 (en) | 2010-12-24 | 2012-06-28 | Volkswagen Ag | Motor vehicle with an air conditioner |
US20120174602A1 (en) | 2009-08-07 | 2012-07-12 | Renault S.A.S. | System for the overall control of heat for electrically propelled motor vehicle |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2808738B1 (en) * | 2000-05-15 | 2002-08-23 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | IMPROVED HEAT PUMP THERMAL REGULATION DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE |
FR2829432B1 (en) * | 2001-09-07 | 2005-06-24 | Renault | THERMAL MANAGEMENT DEVICE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH A FUEL CELL |
US7743614B2 (en) * | 2005-04-08 | 2010-06-29 | Bsst Llc | Thermoelectric-based heating and cooling system |
-
2012
- 2012-09-27 DE DE102012019005.0A patent/DE102012019005B4/en active Active
- 2012-09-27 WO PCT/EP2012/004046 patent/WO2013045089A1/en active Application Filing
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19542125A1 (en) | 1994-11-29 | 1996-05-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Heating and cooling circuit e.g. for electric vehicle propulsion battery |
WO1999010191A1 (en) | 1997-08-27 | 1999-03-04 | Eloir Fernando Protasiewytch | Automotive air conditioning device with thermoelectric elements and pwm control circuit |
DE10154595A1 (en) | 2000-11-09 | 2002-05-29 | Valeo Thermique Moteur Sa | Cooling device for a vehicle with an electric motor fed by a fuel cell |
DE60319291T2 (en) | 2002-01-16 | 2009-02-26 | Renault S.A.S. | Arrangement for thermal management, in particular for a vehicle equipped with a fuel cell |
DE60303654T2 (en) | 2002-08-07 | 2006-12-21 | Peugeot Citroën Automobiles S.A. | air conditioning |
DE102005048660A1 (en) | 2004-10-12 | 2006-04-27 | Renault S.A.S. | Device and method for regulating the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle |
US20090020620A1 (en) | 2006-02-09 | 2009-01-22 | Societe De Vehicules Electriques (Sas) | Electrical or hybrid motor vehicle with thermal conditioning system upgrading low-level sources |
US20080028768A1 (en) | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Lakhi Nandlal Goenka | HVAC system |
DE102006042160A1 (en) | 2006-09-06 | 2008-03-27 | Visteon Global Technologies Inc., Van Buren | Heating ventilation and air conditioning system for e.g. hybrid-electric vehicle, has control system receiving electric pulse generated by vehicle and directing pulse to one of thermoelectric modules and thermal storage device |
DE102007044466A1 (en) | 2007-09-18 | 2009-03-19 | Volkswagen Ag | Heating and air conditioning system for vehicle to keep moderate temperature, has front air conditioner with that fresh air from environment or circulating air is transferred to vehicle interior |
US20100155018A1 (en) | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Lakhi Nandlal Goenka | Hvac system for a hybrid vehicle |
US20120174602A1 (en) | 2009-08-07 | 2012-07-12 | Renault S.A.S. | System for the overall control of heat for electrically propelled motor vehicle |
DE102010023178A1 (en) | 2010-06-09 | 2011-12-15 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Air conditioner for inner chamber air-conditioning of motor vehicle and for cooling or heating drive system, has chiller which is connected with vehicle cooler and auxiliary devices over cooling component circuit |
DE102011008552A1 (en) | 2010-12-24 | 2012-06-28 | Volkswagen Ag | Motor vehicle with an air conditioner |
DE102011016613A1 (en) | 2011-04-09 | 2011-11-10 | Daimler Ag | Thermal management system for motor car, has low temperature circuit and high temperature circuit as coolant circuits such that air supplied to vehicle cabin is directly heated by circuits |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102012019005A1 (en) | 2013-04-04 |
WO2013045089A1 (en) | 2013-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012019005B4 (en) | Thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive | |
EP0575402B1 (en) | Process for cooling drive components and heating the passenger compartment of a motor vehicle, especially an electrically driven vehicle, and arrangement for implementing the process | |
EP3711983B1 (en) | Heat system for electric or hybrid vehicle, electric or hybrid vehicle, method for operating a heat system | |
DE102015220623B4 (en) | Warming system for an electric or hybrid vehicle | |
DE4433836C1 (en) | Device for heating an interior of an electric vehicle | |
DE102015218824B4 (en) | Heat pump system and method for operating such a system | |
DE102010030892B4 (en) | Air conditioning system for vehicles with battery cooling | |
DE102010000990B4 (en) | Method for operating an air conditioning system | |
EP1961593B1 (en) | Air conditioning system for a vehicle | |
DE102020107111B4 (en) | Heat pump arrangement for vehicles with a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit | |
DE102019207993A1 (en) | Thermal management system for a vehicle | |
DE102019125197A1 (en) | HEAT PUMP SYSTEM FOR A VEHICLE | |
DE10242464B4 (en) | Device for air conditioning a vehicle interior | |
WO2015091969A1 (en) | Thermal management for an electric or hybrid vehicle, and a method for air-conditioning the interior of such a motor vehicle | |
DE112013001908T5 (en) | Temperature control systems with thermoelectric devices | |
DE102013110965A1 (en) | Air conditioning system for a motor vehicle | |
DE102014104969A1 (en) | Air conditioning system for a motor vehicle | |
DE102010000342A1 (en) | Device for using the heat generated by a component of a plug-in hybrid electric vehicle | |
DE102015212726A1 (en) | Heating system for a vehicle and method for air conditioning a vehicle | |
DE102020117471A1 (en) | Heat pump arrangement with indirect battery heating for battery-operated motor vehicles and method for operating a heat pump arrangement | |
DE102016203045A1 (en) | Tempering device for tempering an interior of a vehicle and method for operating such a tempering device | |
DE102012019459A1 (en) | Temperature control device for vehicle e.g. passenger car, has supplementary heating unit arranged at and/or in bypass of control circuit, which interconnects heat forward and heat return flows of space heating unit with each other | |
DE102018211559B4 (en) | Vehicle with an air conditioning device for heating and cooling an electrical energy store | |
DE102014219944A1 (en) | Charged internal combustion engine | |
DE9202466U1 (en) | Device for cooling drive components and for heating a passenger compartment of a motor vehicle, in particular an electric vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20130228 |
|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: FIEDLER, OSTERMANN & SCHNEIDER - PATENTANWAELT, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |