DE102012200837A1 - HVAC APU systems for electric battery vehicles - Google Patents

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Abstract

Es wird ein HVAC-APU-System für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug bereitgestellt. Das System beinhaltet ein Kühlmittelfluid, ist jedoch nicht darauf begrenzt. Ein Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, ein Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und ein Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt sind in selektiver fluider Kommunikation miteinander, um das Kühlmittelfluid durch das System zu befördern. Eine Kompressor-Ausdehnungsglied-Maschinenausrüstung beinhaltet, ist jedoch nicht darauf beschränkt, ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied und eine Hochdruckpumpe, welche betrieblich an eine Welle angeschlossen sind. Die Hochdruckpumpe setzt das Kühlmittelfluid unter Druck, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. Eine Hilfsbrennstoffzelle und eine Verbrennungseinheit erwärmen ein Wärmeübertragungsfluid. Ein Wärmetauscher überträgt Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-Kühlmittelfluid, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. Das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied dehnt das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid aus, um die Welle in einer ersten Richtung in Drehung zu versetzen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben.An HVAC APU system for an electric battery vehicle is provided. The system includes, but is not limited to, a coolant fluid. A power recirculation section, a passenger compartment heating circuit recirculation section, and a passenger compartment cooling circuit recirculation section are in selective fluid communication with one another to convey the coolant fluid through the system. Compressor expansion link machinery includes, but is not limited to, a reversing compressor expansion link and high pressure pump operatively connected to a shaft. The high pressure pump pressurizes the coolant fluid to form a high pressure coolant fluid. An auxiliary fuel cell and a combustion unit heat a heat transfer fluid. A heat exchanger transfers heat from the heated transfer fluid to the high pressure coolant fluid to form a heated high pressure coolant fluid. The reverse compressor expansion member expands the heated high pressure refrigerant fluid to rotate the shaft in a first direction to drive the high pressure pump.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Der technische Bereich bezieht sich im Allgemeinen auf das Heizen, das Lüften und das Klimatisieren (HVAC) und auf Hilfsstromaggregat-(APU-)Systeme für den Gebrauch in Fahrzeugen, und spezieller ausgedrückt bezieht er sich auf HVAC- und APU-Systeme für den Gebrauch in elektrischen Batterie-Fahrzeugen.The technical field generally relates to heating, ventilation and air conditioning (HVAC) and auxiliary power unit (APU) systems for use in vehicles, and more particularly relates to HVAC and APU systems for use in electric battery vehicles.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Fahrzeuge, welche mit einer Maschine für interne Verbrennung angetrieben werden, wurden über ein Jahrhundert lang kommerziell vermarktet und dominieren die Fahrzeugindustrie. Trotz ihres weit verbreiteten Gebrauchs sind mit Benzin angetriebene Maschinen mit interner Verbrennung mit einer Anzahl von Problemen verbunden. Erstens sind gewöhnlich aufgrund der begrenzten Abmessung und der begrenzten regionalen Verfügbarkeit von fossilen Kraftstoffen größere Preisfluktuationen und ein genereller Trend für einen Preisanstieg für die Kosten von Benzin vorhanden, welche beide einen Einfluss auf die Abnehmerhöhe haben können. Als Zweites wurde die Verbrennung von fossilem Kraftstoff immer mit Umweltproblemen verbunden, wie beispielsweise mit dem Ausstoßen von Emissionen, welches Bedenken über die Emissionen von Carbondioxid, einem Gewächshausgas, und einem Beitragenden für die globale Erwärmung beinhaltet. Entsprechend wurde beträchtliche Anstrengung für das Finden alternativer Antriebssysteme sowohl für private als auch kommerzielle Fahrzeuge erbracht.Vehicles powered by an internal combustion engine have been commercially marketed for over a century and dominate the vehicle industry. Despite their widespread use, gasoline powered internal combustion engines are associated with a number of problems. Firstly, due to the limited size and limited regional availability of fossil fuels, there are usually larger price fluctuations and a general trend for a price increase for the cost of gasoline, both of which may influence the level of buyers. Second, the burning of fossil fuel has always been associated with environmental issues, such as emissions, which include concerns about emissions of carbon dioxide, a greenhouse gas, and a contributor to global warming. Accordingly, considerable effort has been devoted to finding alternative propulsion systems for both private and commercial vehicles.

Elektrische Batterie-Fahrzeuge bieten eine versprechende Alternative für Fahrzeuge, welche interne Verbrennungs-Antriebsstränge benutzen. Ein elektrisches Batterie-Fahrzeug ist ein Typ eines elektrischen Fahrzeugs (EV), welches chemische Energie benutzt, welche in einer aufladbaren Batterie gespeichert ist, z. B. aufladbaren Batteriepackungen, um elektrische Leistung an einen elektrischen Motor anstatt an eine Maschine für interne Verbrennung für den Antrieb zu liefern. Jedoch gibt es zwei Hauptprobleme für das Benutzen eines elektrischen Batterie-Fahrzeugs.Electric battery vehicles offer a promising alternative for vehicles using internal combustion powertrains. An electric battery vehicle is a type of electric vehicle (EV) that uses chemical energy stored in a rechargeable battery, e.g. As rechargeable battery packs to provide electrical power to an electric motor instead of an internal combustion engine for the drive. However, there are two main problems for using a battery electric vehicle.

Die zwei Hauptprobleme betreffen Bedenken über die Reichweite vor dem Zu-Ende-Gehen einer Batterieladung, welches im Allgemeinen als Reichweite-Ängstlichkeit bezeichnet wird, und was zu unternehmen ist, wenn die Energie der Batteriepackungen zu Ende geht. Typische fahrbare Reichweiten bzw. Fahrreichweiten für elektrische Batterie-Fahrzeuge sind ungefähr 70 Meilen. Jedoch hängen diese Reichweiten in beträchtlicher Weise von dem Alter der Batteriepackungen, den Fahrzuständen und den Fahrgewohnheiten des Fahrers ab. Darüber hinaus sind viele elektrische Batterie-Fahrzeuge für das Abschleppen aufgrund des möglichen Schadens, welcher an dem Getriebe auftreten kann, wenn das Fahrzeug abgeschleppt wird, ungeeignet. In derartigen Fällen kann es erforderlich sein, dass ein elektrisches Batterie-Fahrzeug, welches auf einer Fahrbahn liegen geblieben ist, das Nutzen eines Flachbett-Lastwagens benötigt, um das elektrische Batterie-Fahrzeug zu der am nächsten verfügbaren Leistungssteckdose für das Wiederaufladen der Batteriepackungen zu transportieren.The two major issues are concerns about the reach before going to the end of a battery charge, which is commonly referred to as range anxiety, and what to do when the energy of the battery packs comes to an end. Typical travel ranges for electric battery vehicles are about 70 miles. However, these ranges are significantly dependent on the age of the battery packs, the driving conditions and the driving habits of the driver. In addition, many electric battery vehicles are unsuitable for towing due to the potential damage which may occur to the transmission when the vehicle is being towed. In such cases, a battery-powered electric vehicle that has been left on a lane may require the use of a flatbed truck to transport the battery electric vehicle to the nearest available power outlet for recharging the battery packs ,

Bedenken über die Reichweite-Ängstlichkeit hinaus und was zu tun ist, wenn die Batteriepackungen an Energie zu Ende gehen, werden noch weiter verschlimmert, wenn ein elektrisches Batterie-Fahrzeug in einer Umgebung gefahren wird, welche bei Bedarf eine Heizung und/oder Kühlung innerhalb der Fahrzeugkabine erfordert, um dem Fahrzeuginsassen Komfort und/oder Sicherheit zu liefern. Dies rührt daher, dass das HVAC-System für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug typischerweise betrieben wird, indem elektrische Energie von den Batteriepackungen benutzt wird, und die Energie, welche notwendig ist, um die Fahrgastkabine komfortabel bei verhältnismäßig extremen Zuständen zu halten, kann gleich sein mit den gleichen Energieanforderungen, welche benötigt werden, um das elektrische Batterie-Fahrzeug auf der Straße zu bewegen.Concerns about range anxiety and what to do when the battery packs are depleted of energy are further exacerbated when an electric battery vehicle is driven in an environment that provides heating and / or cooling within the environment when needed Vehicle cabin required to provide the vehicle occupant comfort and / or safety. This is because the HVAC system for an electric battery vehicle is typically operated using electric power from the battery packs, and the energy necessary to comfortably hold the passenger cabin in relatively extreme conditions may be the same with the same power requirements needed to move the battery electric vehicle on the road.

Beispielsweise kann das Betreiben des Heizmodus eines HVAC-Systems für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug bei 10°F Außenbedingungen die Fahrreichweite des elektrischen Batterie-Fahrzeugs von ungefähr 70 Meilen auf ungefähr 35 Meilen reduzieren. Darüber hinaus, wenn die Energieladung der Batteriepackungen zu Ende geht und das elektrische Batterie-Fahrzeug auf einer Fahrbahn gestrandet bzw. liegen geblieben ist, gibt es keine elektrische Energie von den Batteriepackungen, um das HVAC-System zu betreiben, während die Fahrzeuginsassen darauf warten, zu der am nächsten verfügbaren Leistungssteckdose transportiert zu werden, um die Batteriepackungen wiederaufzuladen.For example, operating the heating mode of an HVAC system for an electric battery vehicle at 10 ° F outdoor conditions may reduce the driving range of the electric battery vehicle from about 70 miles to about 35 miles. In addition, when the energy charge of the battery packs comes to an end and the battery electric vehicle is stranded on a roadway, there is no electrical energy from the battery packs to operate the HVAC system while the vehicle occupants are waiting for it, to be transported to the nearest available power outlet to recharge the battery packs.

Entsprechend ist es wünschenswert, ein HVAC-System für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug bereitzustellen, welches betreibbar ist, wenn die Energieladung der Batteriepackungen zu Ende geht. Darüber hinaus ist es wünschenswert, ein elektrisches Fahrzeug mit einer erweiterten Reichweitefähigkeit bereitzustellen, um die Reichweiten-Ängstlichkeit zu reduzieren. Es ist auch wünschenswert, ein elektrisches Batterie-Fahrzeug mit besseren Optionen und weniger Aufwand bereitzustellen, wenn die Batteriepackungen an Energie zu Ende gehen und das Fahrzeug zu der nächsten verfügbaren Leistungssteckdose transportiert werden muss, um die Batteriepackungen wiederaufzuladen. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angehängten Ansprüchen offensichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und diesem Hintergrund gegeben werden.Accordingly, it is desirable to provide a HVAC system for a battery electric vehicle that is operable when the energy charge of the battery packs is over. In addition, it is desirable to provide an electric vehicle with enhanced range capability to reduce range anxiety. It is also desirable to provide an electric battery vehicle with better options and less expense as the battery packs run out of energy and the vehicle must be transported to the next available power outlet to recharge the battery packs. Furthermore Other desirable features and characteristics of the present invention will become apparent from the subsequent detailed description and the appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings and background.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

HVAC-APU-Systeme für elektrische Batterie-Fahrzeuge, welche Fahrgastkabinen besitzen, werden hier bereitgestellt. In einer beispielhaften Ausführungsform weist ein HVAC-APU-System ein Kühlmittelfluid auf. Ein Leistungs-Kreisumlaufabschnitt ist konfiguriert, um das Kühlmittelfluid zu befördern. Ein Fahrgastraum-Heizungsumlaufabschnitt ist in selektiver Fluidkommunikation mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und ist konfiguriert, um das Kühlmittelfluid zu befördern. Ein Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt ist in selektiver Fluidkommunikation mit dem Kreisumlaufabschnitt und dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und ist konfiguriert, um das Kühlmittelfluid mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und dem Fahrgastraum-Heizung-Kreisumlaufabschnitt zu befördern. Eine Kompressor-Ausdehnungs-Maschinenausrüstung weist ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied auf, eine Hochdruckpumpe und eine Welle, welche das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied mit der Hochdruckpumpe betrieblich koppelt. Die Hochdruckpumpe ist entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes angeordnet und ist konfiguriert, um das Kühlmittelfluid unter Druck zu setzen, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. Eine Hilfsbrennstoffzelle und Verbrennungseinheit enthält ein Wärmeübertragungsfluid und ist konfiguriert, um das Wärmeübertragungsfluid zu erwärmen, um ein erwärmtes Übertragungsfluid zu bilden. Ein Wärmetauscher ist entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet, um das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und ist in flüssiger Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit, um das erwärmte Übertragungsfluid zu empfangen. Der Wärmetauscher ist konfiguriert, um Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid an das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu übertragen, um eine erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. Das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied ist in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und ist konfiguriert, um die erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu expandieren, um die Welle in einer ersten Richtung zum Drehen zu bringen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben.HVAC APU systems for electric battery vehicles having passenger cabins are provided herein. In an exemplary embodiment, an HVAC APU system includes a coolant fluid. A power circulating section is configured to convey the coolant fluid. A passenger compartment heater recirculation section is in selective fluid communication with the power circuit recirculation section and is configured to convey the coolant fluid. A cabin cooling circulating section is in selective fluid communication with the circulating section and the cabin heating circulating section, and is configured to convey the coolant fluid having the circulating power section and the cabin heating circulating section. Compressor-expansion engine equipment includes a reverse-compressor expansion member, a high-pressure pump, and a shaft operably coupling the reverse-compressor expansion member to the high-pressure pump. The high pressure pump is disposed along the power circulation section and is configured to pressurize the coolant fluid to form a high pressure refrigerant fluid. An auxiliary fuel cell and combustion unit contains a heat transfer fluid and is configured to heat the heat transfer fluid to form a heated transfer fluid. A heat exchanger is disposed along the power circulating section for receiving the high-pressure refrigerant fluid, and is in fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit to receive the heated transmission fluid. The heat exchanger is configured to transfer heat from the heated transfer fluid to the high pressure refrigerant fluid to form a heated high pressure refrigerant fluid. The inverse compressor expansion member is in selective fluid communication with the heat exchanger to receive the heated high pressure refrigerant fluid and is configured to expand the heated high pressure refrigerant fluid to rotate the shaft in a first direction to drive the high pressure pump.

Entsprechend einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird hier ein HVAC-APU-System für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Fahrgastkabine besitzt. Das HVAC-APU-System ist konfiguriert, um eine Hilfsbrennstoffzelle und eine Verbrennungseinheit aufzunehmen, welche ein Wärmeübertragungsfluid enthält, und welches betreibbar ist, um das Wärmeübertragungsfluid zu erwärmen, um ein erwärmtes Übertragungs-fluid zu bilden. Das System weist ein Kühlmittelfluid auf. Ein Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, ein Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und ein Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisum-laufabschnitt sind in selektiver fluider Kommunikation miteinander, um das Kühlmittelfluid durch das System zu befördern, um verschiedene Betriebsmoden bereitzustellen. Eine Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung bzw. -Gerätesatz weist ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied, eine Hochdruckpumpe und eine Welle auf, welche betrieblich das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied mit der Hochdruckpumpe koppelt. Die Hochdruckpumpe ist entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet und ist konfiguriert, um das Kühlmittelfluid im Druck aufzubauen, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. Ein Wärmetauscher ist entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet, um das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen. Der Wärmetauscher ist für die fluide Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit konfiguriert, um das erwärmte Übertragungsfluid zu empfangen und um die Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-Kühl-mittelfluid zu übertragen, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmit-telfluid zu bilden. Das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied ist in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und ist konfiguriert, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid auszudehnen, um die Welle in einer ersten Richtung in Drehung zu versetzen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben.According to another exemplary embodiment, there is provided herein an HVAC APU system for a battery electric vehicle having a passenger cabin. The HVAC-APU system is configured to receive an auxiliary fuel cell and a combustion unit that includes a heat transfer fluid and that is operable to heat the heat transfer fluid to form a heated transfer fluid. The system has a coolant fluid. A power circulating section, a passenger compartment heating circulating section and a passenger compartment cooling circuit bypass section are in selective fluid communication with one another to convey the refrigerant fluid through the system to provide various modes of operation. A compressor-expansion-member equipment kit includes a reverse-compressor expansion member, a high-pressure pump, and a shaft operatively coupling the reverse-compressor expansion member to the high-pressure pump. The high pressure pump is disposed along the power circulating section and is configured to pressurize the coolant fluid to form a high pressure refrigerant fluid. A heat exchanger is disposed along the power circulation section to receive the high pressure refrigerant fluid. The heat exchanger is configured for fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit to receive the heated transfer fluid and to transfer the heat from the heated transfer fluid to the high pressure refrigerant fluid to form a heated high pressure coolant fluid. The inverse compressor expansion member is in selective fluid communication with the heat exchanger to receive the heated high pressure refrigerant fluid and is configured to expand the heated high pressure refrigerant fluid to rotate the shaft in a first direction to rotate the high pressure refrigerant fluid To drive high pressure pump.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:Embodiments of the present invention will hereinafter be described in conjunction with the following drawings, wherein like numerals denote like elements, and wherein:

1 eine schematische Darstellung eines HVAC-APU-Systems für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug in einem Erwärmungsmodus entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist; 1 FIG. 3 is a schematic illustration of an HVAC APU system for a battery-electric vehicle in a warm-up mode according to an exemplary embodiment; FIG.

2 eine schematische Darstellung eines HVAC-APU-Systems für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug in einem Kühlungsmodus entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist; 2 FIG. 4 is a schematic diagram of an HVAC APU system for a battery electric vehicle in a cooling mode according to an exemplary embodiment; FIG.

3 eine schematische Darstellung eines HVAC-APU-Systems für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug in einem Heizungsmodus und einem Leistungserzeugungsmodus entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist; 3 a schematic representation of a HVAC APU system for a battery-electric vehicle in a heating mode and a Power generation mode according to an exemplary embodiment;

4 eine schematische Darstellung eines HVAC-APU-Systems für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug in einem Kühlungsmodus und einem Leistungserzeugungsmodus entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist; und 4 FIG. 4 is a schematic diagram of an HVAC APU system for a battery electric vehicle in a cooling mode and a power generation mode according to an exemplary embodiment; FIG. and

5 eine schematische Darstellung eines HVAC-APU-Systems für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug in einem Entfeuchtungsmodus und einem Leistungserzeugungsmodus entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist. 5 FIG. 4 is a schematic illustration of an HVAC APU system for a battery electric vehicle in a dehumidification mode and a power generation mode according to an exemplary embodiment. FIG.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende detaillierte Beschreibung ist in ihrer Art nur beispielhaft, und es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung oder die Anwendung und das Benutzen der Erfindung einzugrenzen. Außerdem besteht keine Absicht, an irgendwelche Theorie gebunden zu sein, welche in dem vorausgegangenen Hintergrund oder der folgenden detaillierten Beschreibung präsentiert wird.The following detailed description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention or the application and use of the invention. Furthermore, there is no intention to be bound by any theory presented in the preceding background or the following detailed description.

Verschiedene Ausführungsformen, welche hier betrachtet werden, beziehen sich auf HVAC-APU-Systeme für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug. Das System besitzt einen Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, einen Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und einen Fahrzeugraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt, welche in selektiver fluider Kommunikation miteinander sind, um ein Kühlmittelfluid durch das System zu führen, um verschiedene HVAC- und/oder APU-Betriebsmoden bereitzustellen. Im Einzelnen ist der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt konfiguriert, um einen Leistungserzeugungsmodus zu unterstützen, um elektrische Energie herzustellen, welche in den Batteriepackungen gespeichert werden kann, um die Fahrreichweite des Fahrzeugs auszudehnen, oder alternativ, welche an den elektrischen Motor des Fahrzeugs geführt werden kann, um als ein Not-Reichweite-Ausdehnungsglied benutzt zu werden, um das Fahrzeug ohne die Hilfe der elektrischen Energie von den Batteriepackungen anzutreiben. Der Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt ist konfiguriert, um einen Fahrgastraum-Heizungsmodus zu unterstützen, um die Fahrgastkabine des elektrischen Batterie-Fahrzeugs zu erwärmen, und der Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt ist konfiguriert, um einen Fahrgastraum-Kühlmodus für das Kühlen der Fahrgastkabine zu unterstützen. Der Fahrgastraum-Heizungsmodus und/oder der Fahrgastraum-Kühlmodus können durchgeführt werden, indem elektrische Energie von den Batteriepackungen benutzt wird, oder alternativ kann er in Verbindung mit dem Leistungserzeugungsmodus durchgeführt werden, ohne das Benutzen von elektrischer Energie aus den Batteriepackungen.Various embodiments contemplated herein relate to HVAC APU systems for a battery electric vehicle. The system has a power circuit recirculation section, a passenger compartment heating circuit recirculation section, and a vehicle compartment cooling circuit recirculation section which are in selective fluid communication with one another to guide coolant fluid through the system to provide various HVAC and / or APU modes of operation , Specifically, the power cycle section is configured to assist a power generation mode to produce electrical energy that may be stored in the battery packs to extend the range of travel of the vehicle or, alternatively, that may be routed to the electric motor of the vehicle to be used as an emergency range expansion member to power the vehicle without the help of electrical energy from the battery packs. The passenger compartment heating circuit circulation section is configured to support a passenger compartment heating mode to heat the passenger compartment of the electric battery vehicle, and the passenger compartment cooling circuit circulation section is configured to support a passenger compartment cooling mode for cooling the passenger compartment , The passenger compartment heating mode and / or the passenger compartment cooling mode may be performed by using electric power from the battery packs, or alternatively, may be performed in conjunction with the power generation mode without using electric power from the battery packs.

In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der APU-Teilbereich des Systems eine entfernbare Hilfsbrennstoffzelle und eine Verbrennungseinheit und eine Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung, welche mit dem HVAC-Teilbereich des Systems integriert ist. Die Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung besitzt ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied, eine Hochdruckpumpe, eine Welle und vorzugsweise einen Motor-Generator. Die Welle koppelt betrieblich das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied an die Hochdruckpumpe und den Motor-Generator. Die Hochdruckpumpe ist entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet und ist konfiguriert, um das Kühlmittelfluid im Druck aufzubauen, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. Die Hilfsbrennstoffzelle und die Verbrennungseinheit enthalten ein Wärmeübertragungsfluid, welches durch das Verbrennen von Kraftstoff, welcher in der Einheit gespeichert ist, erwärmt wird.In an exemplary embodiment, the APU portion of the system includes a removable auxiliary fuel cell and a combustion unit and compressor-expander equipment that is integrated with the HVAC portion of the system. The compressor-expander member equipment has a reversing compressor expansion member, a high pressure pump, a shaft, and preferably a motor generator. The shaft operatively couples the inverse compressor expansion member to the high pressure pump and motor generator. The high pressure pump is disposed along the power circulating section and is configured to pressurize the coolant fluid to form a high pressure refrigerant fluid. The auxiliary fuel cell and the combustion unit include a heat transfer fluid which is heated by the burning of fuel stored in the unit.

Ein Wärmetauscher ist entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet, um das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und ist in fluider Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit, um das erwärmte Übertragungsfluid zu empfangen. Der Wärmetauscher überträgt die Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-Kühlmittelfluid, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Hochdruck-Kühlmittelfluid in fluider Kommunikation mit dem Umkehrkompressor-Ausdehnungsglied und wird durch dieses ausgedehnt, um die Welle in Drehung zu versetzen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben, und außerdem, um den Motor-Generator anzutreiben, um elektrische Energie für den Leistungserzeugungsmodus zu erzeugen.A heat exchanger is disposed along the power circulation section to receive the high pressure refrigerant fluid, and is in fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit to receive the heated transmission fluid. The heat exchanger transfers the heat from the heated transfer fluid to the high pressure refrigerant fluid to form a heated high pressure refrigerant fluid. In one exemplary embodiment, the high pressure refrigerant fluid is in fluid communication with and is expanded by the reverse compressor expansion member to rotate the shaft to drive the high pressure pump and also to drive electric power to drive the motor generator to generate the power generation mode.

In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird der Fahrgastraum-Heizungsmodus durchgeführt, ohne das Benutzen von elektrischer Energie aus den Batteriepackungen des Fahrzeugs. Im Einzelnen wird das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid in dem Wärmetauscherfluid zu einem Fahrgastraum-Verdampfungsglied in fluider Weise kommuniziert, welches entlang des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist. Das Fahrgastraum-Verdunstungsglied extrahiert Wärme von dem erwärmten Hochdruck-Kühlmittelfluid, um Wärme für die Fahrgastkabine für den Fahrgastraum-Heizungsmodus bereitzustellen.In another exemplary embodiment, the cabin heating mode is performed without using electrical energy from the battery packs of the vehicle. Specifically, the heated high-pressure refrigerant fluid in the heat exchange fluid is fluidly communicated to a passenger compartment evaporating member disposed along the cabin-heater circulating section. The passenger compartment evaporator extracts heat from the heated high pressure refrigerant fluid to provide heat to the passenger cabin for the cabin heating mode.

In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird der Fahrgastraum-Kühlmodus ohne das Benutzen von elektrischer Energie aus den Batteriepackungen des Fahrzeugs durchgeführt. Im Einzelnen wird das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid von dem Wärmetauscher durch eine lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe befördert, welche in fluider Kommunikation mit dem Fahrgastraum-Kühlmittel-Kreisumlaufabschnitt ist, wobei ein Druckabbau entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts ausgelöst wird. Ein Ausdehnungsventil und ein Fahrgastraum-Kondensierglied sind entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet, und der Druckabfall veranlasst das Kühlmittelfluid, in dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt durch das Expansionsventil und das Fahrgastraum-Kondensierglied befördert zu werden, wobei sich das Kühlmittelfluid ausdehnt und kühlt, um eine Kühlung für die Fahrgastkabine für den Fahrgastraum-Kühlmodus bereitzustellen.In another exemplary embodiment, the cabin cooling mode is performed without the use of electrical energy from the battery packs of the vehicle. Specifically, the heated high-pressure refrigerant fluid is conveyed from the heat exchanger through a linear solenoid-injector AC pump, which is in fluid communication with the cabin coolant circulating section, thereby initiating depressurization along the cabin cooling circulating section. An expansion valve and a cabin condenser are disposed along the cabin cooling circulating section, and the pressure drop causes the refrigerant fluid to be conveyed in the cabin cooling circulating section through the expansion valve and the cabin condenser, whereby the coolant fluid expands and cools to provide passenger compartment cabin cooling for the passenger compartment cooling mode.

Damit ist das HVAC-APU-System betreibbar, um die Fahrgastraumheizung und/oder Kühlmoden durchzuführen, ohne elektrische Energie von den Batteriepackungen des Fahrzeugs zu benutzen, wie z. B., wenn die Energieladung der Batteriepackungen zu Ende geht. Außerdem kann die elektrische Energie, welche während des Leistungserzeugungsmodus produziert wird, in den Batteriepackungen gespeichert werden, um die Fahrreichweite des Fahrzeugs zu erweitern, um die Reichweiten-Ängstlichkeit zu reduzieren. Außerdem kann Energie, welche während des Leistungserzeugungsmodus produziert wird, an den elektrischen Motor des Fahrzeugs geführt werden, um als ein Not-Reichweite-Ausdehnungsglied benutzt zu werden, um das Fahrzeug zu der am nächsten verfügbaren Leistungssteckdose anzutreiben, wenn die Batteriepackungen an Energie zu Ende gehen, ohne auf andere Weise Ausgaben für das Transportieren des Fahrzeuges zu haben, z. B. über einen Flachbett-Lastwagen oder Ähnliches.Thus, the HVAC APU system is operable to perform the passenger compartment heating and / or cooling modes without using electrical energy from the vehicle's battery packs, such as. B., when the energy charge of the battery packs comes to an end. In addition, the electrical energy produced during the power generation mode may be stored in the battery packs to extend the driving range of the vehicle to reduce range anxiety. In addition, power produced during the power generation mode may be routed to the vehicle's electric motor to be used as an emergency range expansion member to drive the vehicle to the nearest available power outlet when the battery packs are depleted of energy without having any other expenses for transporting the vehicle, e.g. B. on a flatbed truck or the like.

Mit Bezug auf 1 wird eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des HVAC-APU-Systems 10 für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug bereitgestellt, welches in einem Fahrgastraum-Heizungsmodus betrieben wird, wobei batteriegespeicherte elektrische Energie benutzt wird. Das System 10 beinhaltet einen HVAC-Teilbereich 12 und einen teilweise integrierten APU-Teilbereich 14. Der HVAC-Teilbereich 12 wird mit Kühlmittelfluid geladen und ist konfiguriert, um vorzugsweise unter Rankine-Umlaufbedingungen zu arbeiten, wie es in der Fachwelt gut bekannt ist, so dass das Kühlmittelfluid sich typischerweise in einer Gasphase ausdehnt und in einer flüssigen Phase gepumpt wird. Der APU-Teilbereich 14 beinhaltet eine Hilfsbrennzelle und eine Verbrennungseinheit 15 und verschiedene Funktionselemente, welche in dem HVAC-Teilbereich 12 zusammen mit einer Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung 16 integriert ist. Die Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung 16 beinhaltet ein Umkehrkompressor-Ausdehnungsglied 18, eine Hochdruckpumpe 20, einen Motor-Generator 22 und eine Welle 24, welche betrieblich die Hochdruckpumpe 20 und den Motor-Generator 22 mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 koppelt. Die verschiedenen Funktionselemente des APU-Teilbereichs 14, welche zusammen mit der Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung 16 integriert sind, beinhalten eine Fluid-Ausdehnungsglied-Funktion des Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglieds 18, der Hochdruckpumpe 20 und der elektrischen Generatorfunktion des Motor-Generators 22, wie dies in größerem Detail nachfolgend erklärt wird.Regarding 1 FIG. 12 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of the HVAC APU system. FIG 10 for a battery electric vehicle operated in a passenger compartment heating mode using battery stored electric power. The system 10 includes a HVAC subarea 12 and a partially integrated APU subarea 14 , The HVAC subarea 12 is charged with coolant fluid and is configured to operate preferably under Rankine recycle conditions, as is well known in the art, such that the coolant fluid typically expands in a gaseous phase and is pumped in a liquid phase. The APU subarea 14 includes an auxiliary fuel cell and a combustion unit 15 and various functional elements included in the HVAC subrange 12 together with a compressor-expansion device equipment 16 is integrated. The compressor expander equipment 16 includes a reversing compressor expansion member 18 , a high pressure pump 20 , a motor generator 22 and a wave 24 which operationally the high pressure pump 20 and the motor generator 22 with the inverse compressor expansion member 18 coupled. The various functional elements of the APU subarea 14 , which together with the compressor-expansion-device equipment 16 include a fluid expansion member function of the inverse compressor expansion member 18 , the high pressure pump 20 and the electric generator function of the motor-generator 22 as explained in more detail below.

Wie dargestellt, arbeitet das System 10 in einem Fahrzeug-Heizungsmodus, in welchem das Kühlmittelfluid entlang eines Heizungs-Kreisumlaufes 26 befördert wird, welcher durch die Linien bzw. Leitungen 1, 2, 3, 4 und 5 angezeigt wird, und einem Fahrzeug-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt 28, welche fettgedruckt dargestellt sind. Im Einzelnen wird der Motor-Generator 22 durch elektrische Energie angetrieben, welche von den Batteriepackungen 30 geliefert wird, um die Welle 24 in einer Richtung in Drehung zu versetzen (z. B. in Kompressionsrichtung), welche das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 antreibt, um das Kühlmittelfluid zu komprimieren, welches von der Linie 1 bereitgestellt wird, um ein komprimiertes erwärmtes Kühlmittelfluid zu bilden. Das komprimierte erwärmte Kühlmittelfluid wird entlang der Linie 2 zu einem Modus-Auswahlventil 32 geführt, welches das komprimierte erwärmte Kühlmittelfluid zu dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt 28 über die Linie 3 und das Modus-Auswahlventil 34 lenkt.As shown, the system works 10 in a vehicle heating mode in which the coolant fluid is circulating along a heating circuit 26 which is conveyed through the lines or lines 1 . 2 . 3 . 4 and 5 is displayed, and a vehicle heating circulation section 28 , which are shown in bold. In detail, the motor generator 22 powered by electrical energy coming from the battery packs 30 is delivered to the shaft 24 to rotate in one direction (e.g., in the compression direction), which is the inverse compressor expansion member 18 drives to compress the coolant fluid, which is from the line 1 is provided to form a compressed heated coolant fluid. The compressed heated coolant fluid is taken along the line 2 to a mode selector valve 32 leading the compressed heated coolant fluid to the passenger compartment heating circuit circulation section 28 over the line 3 and the mode selector valve 34 directs.

Entlang des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitts 28 sind ein Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 und ein Ausdehnungsventil 38 angeordnet. Wie in der Fachwelt bekannt ist, extrahiert das Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 Wärme aus dem komprimierten erwärmten Kühlmittelfluid, und Luft, welche über das Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 läuft, trägt wenigstens einen Teilbereich der Wärme in die Fahrgastkabine. Das Ausdehnungsventil 38 expandiert das Kühlmittelfluid, welches dann über einen Kondensor 40, welcher auch als der Primärkreislaufkondensor bezeichnet wird, einen Rückhol-Wärmetauscher 42, ein Flüssiggas-Trennglied 44, ein Bypass-Ventil 46, eine lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 48 und das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 über die Linien 4, 5 und 1 jeweils, um den Heizungs-Kreisumlauf 26 zu vervollständigen.Along the passenger compartment heating cycle circuit section 28 are a passenger compartment evaporator 36 and an expansion valve 38 arranged. As is known in the art, the passenger compartment evaporator extracts 36 Heat from the compressed heated coolant fluid, and air flowing through the passenger compartment evaporator 36 runs, carries at least a portion of the heat in the passenger cabin. The expansion valve 38 expands the coolant fluid, which then via a condenser 40 , which is also referred to as the primary circuit condenser, a return heat exchanger 42 , a liquid gas separator 44 , a bypass valve 46 , a linear solenoid injector AC pump 48 and the inverse compressor expansion member 18 over the lines 4 . 5 and 1 each to the heating circuit 26 to complete.

Mit Bezug auf 2 wird eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des HVAC-APU-Systems 10 dargestellt, welches in einem Fahrgastraum-Kühlmodus betrieben wird, wobei batteriegespeicherte elektrische Energie bereitgestellt wird. Wie dargestellt ist, wird das Kühlmittelglied entlang eines Kühlungs-Kreisumlaufes 50, welcher durch die Linien 1, 2, 3, 6, 4 und 7 angezeigt ist, und einen Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52, welcher fettgedruckt dargestellt ist, befördert. Im Einzelnen wird der Motor-Generator 22 durch die elektrische Energie getrieben, welche von den Batteriepackungen 30 geliefert wird, um die Welle 24 in der Kompressionsrichtung drehen zu lassen, wobei das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 angetrieben wird, um das Kühlmittelfluid, welches von der Linie 1 geliefert wird, zu komprimieren, um ein komprimiertes erwärmtes Kühlmittelfluid zu bilden. Das komprimierte erwärmte Kühlmittelfluid wird entlang der Linie 2 zu dem Modus-Auswahlventil 32 geführt, welches das komprimierte erwärmte Kühlmittelfluid an den Kondensor 40 über das Modus-Auswahlventil 34 und die Linie 6 lenkt. Ein Teil der Wärme wird von dem komprimierten erwärmten Kühlmittelfluid in dem Kondensor 40 und dem Rückholwärmetauscher 42 entfernt, um ein komprimiertes, von der Wärme entferntes Kühlmittelfluid zu bilden, bevor es in den Fahrzeugraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 über die Linie 4 und das Flüssiggas-Trennglied 44 eingeführt wird. Entlang dem Fahrzeug-Kühlungskreis-Umlaufabschnitt 52 sind ein Expansionsventil 54 und ein Fahrzeugraumkondensor 56 angeordnet. Wie in der Fachwelt gut bekannt ist, dehnen das Ausdehnungsventil 54 und der Fahrzeugraumkondensor 56 das komprimierte, von der Wärme entfernte Kühlmittelfluid aus und kühlen es, und Luft, welche über den Fahrzeugraum-Kondensor 56 läuft, wird gekühlt und in die Fahrgastkabine für das Kühlen geführt. Das expandierte Kühlmittelfluid wird von dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 durch den Rückholwärmetauscher 42 geführt, um einiges der Wärme von dem entgegenfließenden komprimierten, von der Wärme befreiten Kühlmittelfluid zu entfernen, und wird dann an das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 über die Linie 7, die lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 48 und die Linie 1 jeweils in fluider Weise kommuniziert, um den Kühlungs-Kreisumlauf 50 zu vervollständigen.Regarding 2 FIG. 12 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of the HVAC APU system. FIG 10 which operates in a cabin cooling mode, providing battery stored electrical energy. As shown, the coolant member becomes along a cooling circuit circulation 50 which through the lines 1 . 2 . 3 . 6 . 4 and 7 appropriate is, and a passenger compartment cooling cycle circulation section 52 , which is shown in bold, transported. In detail, the motor generator 22 driven by the electrical energy coming from the battery packs 30 is delivered to the shaft 24 in the compression direction, wherein the inverse compressor expansion member 18 is driven to the coolant fluid coming from the line 1 is supplied to compress to form a compressed heated coolant fluid. The compressed heated coolant fluid is taken along the line 2 to the mode selector valve 32 guided, which the compressed heated coolant fluid to the condenser 40 via the mode selector valve 34 and the line 6 directs. Part of the heat is from the compressed heated coolant fluid in the condenser 40 and the return heat exchanger 42 to form a compressed, heat-removed refrigerant fluid before entering the vehicle compartment cooling circuit circulation section 52 over the line 4 and the LPG separator 44 is introduced. Along the vehicle cooling circuit circulation section 52 are an expansion valve 54 and a vehicle room condenser 56 arranged. As is well known in the art, stretch the expansion valve 54 and the vehicle room condenser 56 the compressed, removed from the heat refrigerant fluid and cool it, and air, which over the vehicle compartment condenser 56 is cooled, and led into the passenger cabin for cooling. The expanded refrigerant fluid is discharged from the cabin cooling circulating section 52 through the return heat exchanger 42 to remove some of the heat from the opposing compressed, heat-removed refrigerant fluid, and then to the inverse compressor expansion member 18 over the line 7 , the linear solenoid injector AC pump 48 and the line 1 each communicates in a fluid manner to the cooling circuit circulation 50 to complete.

Mit Bezug auf 3 wird eine beispielhafte Ausführungsform des HVAC-APU-Systems 10 für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug, welches in einem Fahrgastraum-Heizungsmodus und einem Lei-stungs-Erzeugungsmodus betrieben wird, bereitgestellt. In dieser Ausführungsform kooperieren der HVAC-Teilbereich 12 und der APU-Teilbereich 14, um elektrische Energie für den Lei-stungs-Erzeugungsmodus zu erzeugen. Im Einzelnen beinhaltet die Hilfsbrennstoffzelle und die Verbrennungseinheit 15 eine Brennstoffzelle 58, welche in fluider Kommunikation über die Linie 62 mit einem Verbrennungsglied 60 steht, um Kraftstoff für die Verbrennung zu liefern. Die Hilfsbrennstoffzelle und die Verbrennungseinheit 15 sind entfernbar an das System 10 über eine Vielzahl von Schnellanschlüssen 64 angeschlossen, welche abdichtend miteinander gekoppelt sind, um den Übertragungsfluid-Kreislauf 66 zu vervollständigen. Eine Zirkulierpumpe 68 ist entlang des Übertragungs-Fluid-Kreislaufs 66 angeordnet, um die Wärmeübertragungsfluid durch den Übertragungs-Fluid-Kreislauf 66 zirkulieren zu lassen. Das Verbrennungsglied 60 erzeugt Wärme durch das Verbrennen von Kraftstoff aus der Brennstoffzelle 58, um das Wärmeübertragungsfluid auf eine Temperatur von vorzugsweise ungefähr 200 bis ungefähr 300°C zu erwärmen.Regarding 3 FIG. 10 is an exemplary embodiment of the HVAC APU system. FIG 10 for an electric battery vehicle operated in a passenger compartment heating mode and a power generation mode. In this embodiment, the HVAC subarea cooperates 12 and the APU subsection 14 to generate electrical energy for the power generation mode. Specifically, the auxiliary fuel cell and the combustion unit include 15 a fuel cell 58 which is in fluid communication over the line 62 with a combustion member 60 stands to deliver fuel for combustion. The auxiliary fuel cell and the combustion unit 15 are removable to the system 10 over a variety of quick connections 64 connected, which are sealingly coupled together to the transmission fluid circuit 66 to complete. A circulating pump 68 is along the transmission fluid circuit 66 arranged to transfer the heat transfer fluid through the transfer fluid circuit 66 to circulate. The combustion member 60 generates heat by burning fuel from the fuel cell 58 to heat the heat transfer fluid to a temperature of preferably about 200 to about 300 ° C.

Wie dargestellt wird, wird das System 10 sowohl in dem Fahrzeugraum-Heizungsmodus als auch in dem Leistungs-Erzeugungsmodus betrieben. Für den Leistungs-Erzeugungsmodus wird das Kühlmittelfluid entlang eines Leistungs-Kreisumlaufes 70, welcher durch die Linien 1, 8, 6, 4 und 9 angezeigt ist, und einen Leistungs-Kreisumlaufabschnitt 72, welcher fett dargestellt ist, befördert. Entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts 72 sind die Hochdruckpumpe 20, ein Vorwärmer-Wärmetauscher 74 und ein Kühlmittel-zu-Wärme-Übertragungsfluid-Wärmetauscher 76 angeordnet. Die Hochdruckpumpe 20 baut den Druck des Kühlmittelfluids auf, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden, welches in flüssiger Form mit dem Vorwärmer-Wärmetauscher 74 kommuniziert, welcher in moderater Weise die Temperatur des Hochdruck-Kühlmittelfluids mit dem entgegenfließenden Kühlmittelfluid in Linie 8 erhöht, des Gesamtsystem-Wirkungsgrades wegen, bevor sie zu dem Kühlmittel-zu-Wärmeübergangfluid-Wärmetauscher 76 eingeführt wird. Der Kühlmittel-zu-Wärmeübergang-Fluid-Wärmetauscher 76, welcher in flüssiger Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit 15 ist, überträgt Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-gekühlte-Fluid, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden.As shown, the system becomes 10 operated in both the vehicle room heating mode and the power generation mode. For the power generation mode, the coolant fluid will flow along a power loop 70 which through the lines 1 . 8th . 6 . 4 and 9 is displayed, and a power circulation section 72 , which is shown in bold, transported. Along the Performance Circuit section 72 are the high pressure pump 20 , a preheater heat exchanger 74 and a coolant-to-heat transfer fluid heat exchanger 76 arranged. The high pressure pump 20 builds up the pressure of the refrigerant fluid to form a high pressure refrigerant fluid which is in liquid form with the preheater heat exchanger 74 communicating moderately the temperature of the high pressure refrigerant fluid with the countercurrent refrigerant fluid in line 8th because of the overall system efficiency, before going to the coolant to heat transfer fluid heat exchanger 76 is introduced. The coolant to heat transfer fluid heat exchanger 76 which is in fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit 15 , transfers heat from the heated transfer fluid to the high pressure cooled fluid to form a heated high pressure coolant fluid.

Das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 ist in fluider Kommunikation mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt 72 über die Linie 9. Das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 empfängt das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und dehnt es aus, um die Welle 24 in einer Leistungserzeugungsrichtung (z. B. entgegengesetzt der Kompressionsrichtung) in Drehung zu versetzen, wobei die Hochdruck-Flüssigkeitspumpe 20, die Umlaufpumpe 68 und ein Motor-Generator 22 angetrieben werden. Der Motor-Generator 22 erzeugt elektrische Energie in Antwort darauf, dass er durch die rotierende Welle in der Leistungs-Erzeugungsrichtung angetrieben wird. Die erzeugte elektrische Energie kann beispielsweise in den Batteriepackungen 30 gespeichert werden, um die Fahrreichweite des Fahrzeugs auszudehnen, oder alternativ kann sie zu dem elektrischen Motor 78 des Fahrzeugs geführt werden, um als ein Not-Reichweite-Ausdehnungsglied benutzt zu werden, um das Fahrzeug ohne die Hilfe der elektrischen Energie von den Batteriepackungen 30 anzutreiben.The inverse compressor expansion member 18 is in fluid communication with the power cycle section 72 over the line 9 , The inverse compressor expansion member 18 receives the heated high pressure refrigerant fluid and expands it around the shaft 24 in a power generation direction (eg, opposite to the compression direction) to rotate, wherein the high-pressure liquid pump 20 , the circulation pump 68 and a motor generator 22 are driven. The motor generator 22 generates electric power in response to being driven by the rotating shaft in the power generation direction. The generated electrical energy may, for example, in the battery packs 30 stored to extend the driving range of the vehicle, or alternatively it can to the electric motor 78 of the vehicle to be used as an emergency range expansion member to power the vehicle without the aid of electrical energy from the battery packs 30 drive.

Für den Fahrgastraum-Heizmodus, welcher in Verbindung mit dem Leistungserzeugungsmodus durchgeführt wird, lenken die Modus-Auswahlventile 32 und 34 einen Teilbereich des erwärmten Hochdruck-Kühlmittelfluids von dem Kühlmittel-zu-Wärme-Übergangsfluid-Wärmetauscher 76 an den Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt 28 über die Linien 2 und 3. Das Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 extrahiert Wärme aus dem erwärmten Hochdruck-Kühlmittelfluid, und Luft, welche über das Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 läuft, trägt einiges an Wärme in die Fahrgastkabine. Das Expansionsventil 38 expandiert das Kühlmittelfluid, welches dann an den Leistungs-Kreisumlauf 70 in fluider Weise kommuniziert wird. For the passenger compartment heating mode, which is performed in conjunction with the power generation mode, the mode selection valves steer 32 and 34 a portion of the heated high pressure refrigerant fluid from the coolant to heat transfer fluid heat exchanger 76 to the passenger compartment heating circuit section 28 over the lines 2 and 3 , The passenger compartment evaporator 36 Extracts heat from the heated high-pressure refrigerant fluid, and air, through the passenger compartment evaporator 36 runs, carries a lot of heat into the passenger cabin. The expansion valve 38 expands the coolant fluid, which then to the power circuit 70 is communicated in a fluid way.

Mit Bezug auf 4 wird eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des HVAC-APU-Systems 10, welches in einem Fahrgastraum-Kühlungsmodus und in einem Leistungs-Erzeugungsmodus betrieben wird, bereitgestellt. Der HVAC-Teilbereich 12 und der APU-Teilbereich 14 arbeiten zusammen, um elektrische Energie für den Leistungs-Erzeugungsmodus zu erzeugen, wie dies in den vorausgegangenen Abschnitten in Bezug auf 3 diskutiert wurde.Regarding 4 FIG. 12 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of the HVAC APU system. FIG 10 provided in a passenger compartment cooling mode and in a power generation mode. The HVAC subarea 12 and the APU subsection 14 work together to generate electrical power for the power generation mode, as discussed in the previous sections 3 was discussed.

Für den Fahrgastraum-Kühlungsmodus, welcher in Verbindung mit dem Leistungs-Erzeugungsmodus durchgeführt wird, werden die Modus-Auswahlventile 32 und 34 so eingestellt, um das Kühlmittelfluid nicht durch den Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt zu lenken. Die lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 4 ist in fluider Kommunikation mit dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 und dem Kühlmittel-zu-Wärme-Übertragungsfluid-Wärmetauschers 76, um zwei Zuführströme zu empfangen, welche das Kühlmittelfluid aus dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 und das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid über die Linien 7 und 11 jeweils beinhalten. Mit den zwei Zuführströmen funktioniert die lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 48 als ein thermischer Kompressor, welcher das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid als ein Hochenergie-Bewegungsfluid besitzt, welches durch eine Beschleunigungsdüse läuft (z. B. ein Venturi-Effekt, welcher durch eine enge zu einer großen Diffusionsdüse hergestellt wird), bei einer Überschallgeschwindigkeit, so dass das langsamere benachbarte Kühlmittelfluid aus dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 absorbiert wird und sich mit dem erwärmten Hochdruck-Kühlmittelfluid mischt, um einen Druckabfall über die Linie 7 und den Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 32 herzustellen. Die Kühlmittelfluidmischung expandiert und tritt über die lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 48 bei einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit und bei hohem Druck aus. Die austretende Kühlmittelfluidmischung wird mit dem Kühlmittel kombiniert, welches aus dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 bei der Linie 8 austritt. Die lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 48 kann so moduliert werden, dass die austretende Kühlmittel-Fluidmischung ungefähr bei dem gleichen Druck und der Temperatur ist, beispielsweise ungefähr 100 bis ungefähr 120°C, wie der Kühlmittel-Fluidstrom, aus dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 entlang der Linie 1. Die kombinierte Kühlmittelfluidmischung wird dann an den Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 durch den Vorwärmer-Wärmetauscher 74, Linie 6, den Kondensor 40, den Rückhol-Wärmetauscher 42, Linie 4 und das Flüssiggas-Trennglied 44 in fluider Weise kommuniziert.For the passenger compartment cooling mode, which is performed in conjunction with the power generation mode, the mode selection valves become 32 and 34 adjusted so as not to direct the coolant fluid through the passenger compartment heating circuit circulation section. The Linear Solenoid Injector AC Pump 4 is in fluid communication with the passenger compartment cooling circuit circulation section 52 and the coolant-to-heat transfer fluid heat exchanger 76 to receive two feed streams containing the refrigerant fluid from the cabin cooling circulating section 52 and the heated high pressure refrigerant fluid over the lines 7 and 11 each include. With the two supply currents, the linear solenoid-injector AC pump works 48 as a thermal compressor having the heated high-pressure refrigerant fluid as a high-energy moving fluid passing through an accelerating nozzle (e.g., a Venturi effect produced by a close to a large diffusion nozzle) at a supersonic speed, so that the slower adjacent coolant fluid from the passenger compartment cooling circuit circulation section 52 is absorbed and mixes with the heated high pressure refrigerant fluid to cause a pressure drop across the line 7 and the passenger compartment cooling circuit circulation section 32 manufacture. The coolant fluid mixture expands and passes through the linear solenoid-injector AC pump 48 at a relatively low speed and at high pressure. The exiting coolant fluid mixture is combined with the coolant, which from the reversing compressor expansion member 18 at the line 8th exit. The Linear Solenoid Injector AC Pump 48 can be modulated such that the exiting refrigerant-fluid mixture is at about the same pressure and temperature, for example, about 100 to about 120 ° C, such as the refrigerant fluid flow, from the inverse compressor expansion member 18 along the line 1 , The combined coolant fluid mixture is then sent to the passenger compartment cooling circuit circulation section 52 through the preheater heat exchanger 74 , Line 6 , the condenser 40 , the return heat exchanger 42 , Line 4 and the LPG separator 44 communicates in a fluid way.

Der Druckabfall über den Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 beschleunigt das Kühlmittelfluid, welches bei einem verhältnismäßig hohen Druck ist, durch das Ausdehnungsventil 54 und den Fahrgastraumkondensor 56, um das Kühlmittelfluid zu expandieren und zu kühlen. Luft, welche über den Fahrgastraumkondensor 56 läuft, wird durch das gekühlte Kühlmittelfluid gekühlt und wird in die Fahrgastkabine zum Kühlen gelenkt.The pressure drop across the passenger compartment cooling circuit circulation section 52 accelerates the coolant fluid, which is at a relatively high pressure, through the expansion valve 54 and the passenger compartment condenser 56 to expand and cool the coolant fluid. Air passing over the passenger compartment condenser 56 is cooled by the cooled coolant fluid and is directed into the passenger cabin for cooling.

Mit Bezug auf 5 wird eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des HVAC-APU-Systems 10 bereitgestellt, welches in einem Fahrgastraum-Entfeuchtungsmodus und einem Leistungs-Erzeugungsmodus betrieben wird. Der HVAC-Teilbereich 12 und der APU-Teilbereich 14 arbeiten zusammen, um elektrische Energie für den Leistungserzeugungsmodus zu erzeugen, wie dies in den vorhergegangenen Abschnitten in Bezug auf 3 diskutiert wurde.Regarding 5 FIG. 12 is a schematic illustration of an exemplary embodiment of the HVAC APU system. FIG 10 which is operated in a passenger compartment dehumidification mode and a power generation mode. The HVAC subarea 12 and the APU subsection 14 work together to generate electrical power for the power generation mode as discussed in the previous sections 3 was discussed.

Für den Fahrgastraum-Entfeuchtungsmodus, welcher in Verbindung mit dem Leistungs-Erzeugungsmodus durchgeführt wird, werden sowohl der Fahrgastraum-Heizungsmodus als auch der Fahrgastraum-Kühlungsmodus, wie in Bezug auf 3 und 4 diskutiert, zur gleichen Zeit durch das Lenken der fluiden Kommunikation zwischen dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt 72, dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt 28 und dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt 52 durchgeführt, so dass das Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 durch das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid erwärmt wird, und das verhältnismäßige Hochdruck-Kühlmittelfluid von der linearen Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe 48 und dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied 18 wird durch das Ausdehnungsventil 54 und den Fahrgastraumkondensor 56 beschleunigt, um den Fahrgastraumkondensor 56 zu kühlen. Ein Luftstrom wird über den gekühlten Fahrgastraumkondensor 56 gelenkt, welcher die Luft kühlt und entfeuchtet, und wird nachfolgend über das erwärmte Fahrgastraum-Verdampfungsglied 36 gelenkt, welches die Wärme zurück in die kühl-getrocknete Luft schickt, um einen warmen trockenen Luftstrom zu bilden, welcher in Richtung der Fahrgastkabine für das Entfeuchten gelenkt wird.For the passenger compartment dehumidification mode, which is performed in conjunction with the power generation mode, both the passenger compartment heating mode and the passenger compartment cooling mode, as described with reference to FIGS 3 and 4 discussed, at the same time by directing the fluid communication between the power circulation section 72 , the passenger compartment heating cycle circulation section 28 and the passenger room cooling circuit circulation section 52 performed so that the passenger compartment evaporator 36 is heated by the heated high-pressure refrigerant fluid, and the relatively high-pressure refrigerant fluid from the linear solenoid-injector AC pump 48 and the inverse compressor expansion member 18 is through the expansion valve 54 and the passenger compartment condenser 56 accelerates to the passenger compartment condenser 56 to cool. An airflow is passed over the cooled passenger compartment condenser 56 which cools and dehumidifies the air and subsequently passes over the heated passenger compartment evaporator 36 which sends the heat back into the cool-dried air to give a warm dry Air flow, which is directed towards the passenger cabin for dehumidifying.

Entsprechend wurden die HVAC-APU-Systeme für elektrische Batterie-Fahrzeuge beschrieben. Die verschiedenen Ausführungsformen weisen einen Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, einen Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und einen Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt auf, welche in selektiver fluider Kommunikation miteinander stehen, um ein Kühlmittelfluid durch das System zu lenken, um verschiedene HVAC- und/oder APU-Betriebsmoden zu lenken. Im Einzelnen ist der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt konfiguriert, um einen Leistungserzeugungsmodus zu unterstützen, um elektrische Energie herzustellen, welche in den Batteriepackungen gespeichert werden kann, um die Fahrreichweite des Fahrzeugs auszudehnen, oder alternativ, welcher an den elektrischen Motor des Fahrzeugs gelenkt werden kann, um als ein Not-Reichweite-Ausdehnungsglied benutzt zu werden, um das Fahrzeug ohne die Unterstützung der elektrischen Energie von den Batteriepackungen anzutreiben. Der Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt ist konfiguriert, um einen Fahrgastraum-Heizungsmodus für das Heizen der Fahrgastkabine des elektrischen Batterie-Fahrzeugs zu unterstützen, und der Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt ist konfiguriert, um einen Fahrgastraum-Kühlungsmodus für das Kühlen der Fahrgastkabine zu unterstützen. Der Fahrgastraum-Heizungsmodus und/oder der Fahrgastraum-Kühlungsmodus können durchgeführt werden, indem elektrische Energie von den Batteriepackungen benutzt wird, oder können alternativ in Verbindung mit dem Leistungserzeugungsmodus durchgeführt werden, ohne elektrische Energie von den Batteriepackungen zu benutzen. Demnach ist das HVAC-APU-System betriebsbereit, um die Fahrgastraum-Heizungs- und/oder -Kühlungsmoden ohne elektrische Energie von den Batteriepackungen des Fahrzeugs zu benutzen, wie z. B., wenn die Energie der Batteriepackungen zu Ende geht. Darüber hinaus kann elektrische Energie, welche während des Leistungserzeugungsmodus hergestellt wird, in den Batteriepackungen gespeichert werden, um die Fahrreichweite des Fahrzeugs zu erweitern, um die Reichweiten-Ängstlichkeit zu reduzieren. Außerdem kann Energie, welche während des Leistungserzeugungsmodus hergestellt wird, an den elektrischen Motor des Fahrzeugs gelenkt werden, um als ein Not-Reichweite-Ausdehnungsglied benutzt zu werden, um das Fahrzeug zu der am nächsten verfügbaren Leistungssteckdose anzutreiben, wenn die Batteriepackungen zu Ende gehen, ohne statt dessen die Ausgabe für das Transportieren des Fahrzeugs zu haben, z. B. über einen Flachbett-Lastwagen oder Ähnliches.Accordingly, the HVAC APU systems for electric battery vehicles have been described. The various embodiments include a power circulating section, a passenger compartment heating circulating section, and a passenger compartment cooling circuit circulating section that are in selective fluid communication with one another for directing a coolant fluid through the system to provide various HVAC and / or APU functions. To steer operating modes. Specifically, the power cycle section is configured to assist a power generation mode to produce electrical energy that may be stored in the battery packs to extend the range of travel of the vehicle or, alternatively, that may be routed to the electric motor of the vehicle to be used as an emergency range expansion member to power the vehicle without the assistance of electrical energy from the battery packs. The passenger compartment heating circuit circulation section is configured to assist a passenger compartment heating mode for heating the passenger cabin of the electric battery vehicle, and the passenger compartment cooling circuit circulation section is configured to assist a passenger compartment cooling mode for cooling the passenger cabin. The passenger compartment heating mode and / or the passenger compartment cooling mode may be performed by using electric power from the battery packs, or alternatively, may be performed in conjunction with the power generation mode without using electric power from the battery packs. Thus, the HVAC APU system is operable to use the cabin heating and / or cooling modes without electrical energy from the battery packs of the vehicle, such as the vehicle. For example, when the energy of the battery packs comes to an end. In addition, electrical energy produced during the power generation mode may be stored in the battery packs to extend the driving range of the vehicle to reduce range anxiety. In addition, power produced during the power generation mode may be directed to the vehicle's electric motor to be used as an emergency range expansion member to drive the vehicle to the nearest available power outlet when the battery packs are exhausted. without instead having the output for transporting the vehicle, e.g. B. on a flatbed truck or the like.

Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung präsentiert wurde, sollte gewürdigt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen nur Beispiele sind, und es ist nicht beabsichtigt, dass diese den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise begrenzen. Vielmehr wird die vorausgegangene detaillierte Beschreibung Fachleuten eine bequeme Anleitung für das Implementieren einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei davon auszugehen ist, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente, welche in einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben sind, durchgeführt werden können, ohne vom Umfang abzuweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen und deren rechtlichen Äquivalenten dargelegt ist.While at least one exemplary embodiment has been presented in the foregoing detailed description, it should be appreciated that a large number of variations exist. It should also be appreciated that the exemplary embodiment or exemplary embodiments are only examples, and are not intended to limit the scope, applicability, or configuration in any way. Rather, the foregoing detailed description will provide those skilled in the art with a convenient guide to implementing an exemplary embodiment, it being understood that various changes in the function and arrangement of the elements described in an exemplary embodiment may be made without departing from the scope as set forth in the appended claims and their legal equivalents.

WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMENOTHER EMBODIMENTS

  • 1. HVAC-APU-System für ein elektrisches Fahrzeug, wobei das System aufweist: ein Kühlmittelfluid; einen Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, welcher konfiguriert ist, das Kühlmittelfluid zu befördern; einen Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt in selektiver fluider Kommunikation mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und konfiguriert, um das Kühlmittelfluid zu befördern; einen Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt in selektiver fluider Kommunikation mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und konfiguriert, um das Kühlmittelfluid mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt zu befördern; eine Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung, welche ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied, eine Hochdruckpumpe und eine welle aufweist, welche das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied mit der Hochdruckpumpe koppelt, wobei die Hochdruckpumpe entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist und konfiguriert ist, um das Kühlmittelfluid unter Druck zu setzen, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden; eine Hilfsbrennstoffzelle und eine Verbrennungseinheit, welche ein Wärmeübertragungsfluid enthalten und welche konfiguriert sind, das Wärmeübertragungsfluid zu erwärmen, um ein erwärmtes Übertragungsfluid zu bilden; und einen Wärmetauscher, welcher entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes angeordnet ist, um das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und welcher in fluider Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit ist, um das erwärmte Übertragungsfluid zu empfangen, wobei der Wärmetauscher konfiguriert ist, um Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu übertragen, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden, wobei das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid auszudehnen, um die Welle in einer ersten Richtung in Drehung zu versetzen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben.An HVAC APU system for an electric vehicle, the system comprising: a coolant fluid; a power circulation section configured to convey the coolant fluid; a cabin heating circulating section in selective fluid communication with the power circulating section and configured to convey the refrigerant fluid; a cabin cooling circulating section in selective fluid communication with the circulating power section and the cabin heating circulating section and configured to convey the coolant fluid having the circulating power section and the cabin heating circulating section; compressor-expansion-device equipment comprising a reverse-compressor expansion member, a high-pressure pump, and a shaft coupling the reverse-compressor expansion member to the high-pressure pump, the high-pressure pump being disposed along the power circulation circuit and configured to rotate the high-pressure pump Pressurizing refrigerant fluid to form a high pressure refrigerant fluid; an auxiliary fuel cell and a combustion unit containing a heat transfer fluid and configured to heat the heat transfer fluid to form a heated transfer fluid; and a heat exchanger disposed along the power circulation section to receive the high-pressure refrigerant fluid and in fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit to receive the heated transmission fluid, the heat exchanger configured; to transfer heat from the heated transfer fluid to the high pressure refrigerant fluid to form a heated high pressure refrigerant fluid, wherein the inverse compressor expansion member is in selective fluid communication with the heat exchanger to receive the heated high pressure refrigerant fluid and configured is to expand the heated high pressure refrigerant fluid to rotate the shaft in a first direction to drive the high pressure pump.
  • 2. System nach Ausführungsform 1, wobei die Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung ferner einen Motor-Generator aufweist, welcher an das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied betrieblich durch die Welle gekoppelt ist und wobei der Motor-Generator konfiguriert ist, um durch die Welle, welche sich in der ersten Richtung dreht, angetrieben zu werden, um elektrische Energie zu erzeugen, um einen Leistungs-Erzeugungsmodus zu definieren.2. The system of embodiment 1, wherein the compressor-expansion-member equipment further comprises a motor-generator operatively coupled to the inverse compressor expansion member by the shaft and wherein the motor-generator is configured to move through the shaft rotating in the first direction to be driven to generate electrical energy to define a power generation mode.
  • 3. System nach Ausführungsform 2, welches ferner eine Batterie aufweist, welche konfiguriert ist, um die elektrische Energie, welche während des Leistungs-Erzeugungsmodus erzeugt wird, zu speichern,3. The system of embodiment 2, further comprising a battery configured to store the electrical energy generated during the power generation mode.
  • 4. System nach Ausführungsform 2, welches ferner einen elektrischen Motor aufweist, welcher konfiguriert ist, um betrieblich das elektrische Fahrzeug während des Leistungs-Erzeugungsmodus mit der elektrischen Energie anzutreiben.4. The system of embodiment 2, further comprising an electric motor configured to operatively drive the electric vehicle with electrical energy during the power generation mode.
  • 5. System nach Ausführungsform 2, welches ferner ein Fahrgastraum-Verdampfungsglied aufweist, welches entlang des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welches in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher ist und konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei das Fahrgastraum-Verdampfungsglied ferner konfiguriert ist, um Wärme aus dem erwärmten Hochdruck-Kühlmittelfluid für das Heizen einer Fahrgastkabine des elektrischen Fahrzeugs zu extrahieren.5. The system of embodiment 2, further comprising a passenger compartment evaporator disposed along the cabin heater circular recirculation section which is in selective fluid communication with the heat exchanger and configured to receive the heated high pressure coolant fluid, wherein the Passenger compartment evaporator is further configured to extract heat from the heated high-pressure refrigerant fluid for heating a passenger cabin of the electric vehicle.
  • 6. System nach Ausführungsform 5, wobei das System in einem Fahrgastraum-Heizungsmodus und dem Leistungserzeugungsmodus betreibbar ist, wenn der Leistungs-Kreiumlaufabschnitt und der Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt in fluider Kommunikation sind.6. The system of embodiment 5, wherein the system is operable in a cabin heating mode and the power generation mode when the power circuit section and the cabin heating circuit circuit section are in fluid communication.
  • 7. System nach Ausführungsform 5, welches ferner aufweist: einen ersten Kreislaufkondensor in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied und konfiguriert, um das Kühlmittelfluid zu empfangen; ein Ausdehnungsventil, welches entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welches in selektiver fluider Kommunikation mit dem Primärkreislaufkondensor ist, um das Kühlmittelfluid zu empfangen; einen Fahrgastraumkondensor, welcher entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welcher in selektiver fluider Kommunikation mit dem Primärkreislaufkondensor ist, um das Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei das Ausdehnungsventil und der Fahrgastraumkondensor zusammenarbeitend konfiguriert sind, um das Kühlmittelfluid für das Kühlen der Fahrgastkabine zu expandieren und zu kühlen; und eine lineare Magnetspule-Ejektor-AC-Pumpe in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher und dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt und konfiguriert, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und das Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei die lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe ferner konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und das Kühlmittelfluid zu befördern, wobei ein Druckabfall über dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt erzeugt wird, um das Kühlmittelfluid durch das Ausdehnungsventil und den Fahrgastraumkondensor zu befördern.7. The system of embodiment 5, further comprising: a first circuit condenser in fluid communication with the inverse compressor expansion member and configured to receive the coolant fluid; an expansion valve disposed along the cabin cooling circulating section that is in selective fluid communication with the primary circuit condenser to receive the coolant fluid; a passenger compartment condenser disposed along the cabin cooling circulating section that is in selective fluid communication with the primary circuit condenser to receive the coolant fluid, the expansion valve and the cabin condenser configured cooperatively to expand the coolant fluid for cooling the passenger cabin and to cool; and a linear solenoid-ejector AC pump in selective fluid communication with the heat exchanger and cabin cooling circulating section and configured to receive the heated high-pressure refrigerant fluid and the refrigerant fluid, the linear solenoid-injector AC pump further configured is to convey the heated high-pressure refrigerant fluid and the coolant fluid, wherein a pressure drop across the passenger compartment cooling circuit circulation section is generated to convey the coolant fluid through the expansion valve and the passenger compartment condenser.
  • 8. System nach Ausführungsform 7, wobei das System in einem Fahrgastraum-Kühlungsmodus und dem Leistungs-Erzeugungsmodus betreibbar ist, wenn der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und der Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt in fluider Kommunikation sind.8. The system of embodiment 7, wherein the system is operable in a cabin cooling mode and the power generation mode when the power circuit section and the cabin cooling circuit circuit section are in fluid communication.
  • 9. System nach Ausführungsform 7, wobei das System in einem Fahrgastraum-Entfeuchtungsmodus und dem Leistungs-Erzeugungsmodus betreibbar ist, wenn der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, der Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und der Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt in fluider Kommunikation sind.9. The system of embodiment 7, wherein the system is operable in a passenger compartment dehumidification mode and the power generation mode when the power circuit section, the passenger compartment heating circuit circulation section, and the passenger compartment cooling circuit circulation section are in fluid communication.
  • 10. System nach Ausführungsform 7, wobei der Motor-Generator konfiguriert ist, um durch in der Batterie gespeicherte elektrische Energie angetrieben zu werden, um die Welle in einer zweiten Richtung in einem Nicht-Leistungs-Erzeugungsmodus in Drehung zu versetzen, wenn das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied nicht in fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes ist, und wobei das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied konfiguriert ist, um das Kühlmittelfluid zu komprimieren, wenn es durch die Welle in die zweite Richtung in Drehung versetzt wird, um ein komprimiertes Kühlmittelfluid zu bilden.10. The system of embodiment 7, wherein the motor generator is configured to be driven by electrical energy stored in the battery to rotate the shaft in a second direction in a non-power generation mode when the reverse Compressor expansion member is not in fluid communication with the heat exchanger of the power circuit section, and wherein the reversing compressor expansion member is configured to compress the refrigerant fluid when it is rotated by the shaft in the second direction to a compressed To form coolant fluid.
  • 11. System nach Ausführungsform 10, wobei das Fahrgastraum-Verdampfungsglied konfiguriert ist, um die Wärme aus dem komprimierten Kühlmittelfluid für das Heizen der Fahrgastkabine zu extrahieren, wenn das Fahrgastraum-Verdampfungsglied des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnittes nicht in fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes ist, sondern in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied ist, um das komprimierte Kühlmittelfluid zu empfangen.11. The system of embodiment 10, wherein the passenger compartment evaporator is configured to extract the heat from the compressed refrigerant fluid for heating the passenger cabin when the passenger compartment evaporator of the cabin heater circuit section is not in fluid communication with the heat exchanger of the power Circulation section is, but in fluid communication with the inverse compressor expansion member is to receive the compressed refrigerant fluid.
  • 12. System nach Ausführungsform 10, wobei das Ausdehnungsventil und der Fahrgastraumkondensor zusammenarbeitend konfiguriert sind, um das komprimierte Kühlmittelfluid für das Kühlen der Fahrgastkabine zu expandieren, wenn die lineare Magnetspule-Ejektor-AC-Pumpe nicht in fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts ist, sondern der primäre Umlaufkondensor in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied ist, um das komprimierte Kühlmittelfluid zu empfangen.12. The system of embodiment 10, wherein the expansion valve and passenger compartment condenser are cooperatively configured to expand the compressed coolant fluid for cabin cabin cooling when the solenoid linear ejector AC pump is not in fluid communication with the heat exchanger of the power circuit section but is the primary circulating condenser in fluid communication with the inverse compressor expansion member to receive the compressed refrigerant fluid.
  • 13. System nach Ausführungsform 1, welches ferner eine Zirkulations- bzw. Umlaufpumpe in fluider Kommunikation mit dem Wärmeübergangfluid aufweist und an die Welle betrieblich gekoppelt ist, um das erwärmte Übertragungsfluid von der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit an den Wärmetauscher zu befördern, in Antwort auf das Drehen der Welle in der ersten Richtung.13. The system of embodiment 1, further comprising a circulation pump in fluid communication with the heat transfer fluid and operably coupled to the shaft to convey the heated transfer fluid from the auxiliary fuel cell and the combustion unit to the heat exchanger in response Turn the shaft in the first direction.
  • 14. System nach Ausführungsform 1, wobei die Hilfsbrennstoffzelle und die Verbrennungseinheit entfernbar an das System gekoppelt sind.14. The system of embodiment 1, wherein the auxiliary fuel cell and the combustion unit are removably coupled to the system.
  • 15. HVAC-APU-System für ein elektrisches Batterie-Fahrzeug, welches eine Fahrgastkabine besitzt, wobei das HVAC-APU-System konfiguriert ist, um eine Hilfsbrennstoffzelle und eine Verbrennungseinheit aufzunehmen, welche ein Wärmeübertragungsfluid enthält und welches betreibbar ist, um das Wärmeübertragungsfluid zu erwärmen, um ein erwärmtes Übertragungsfluid zu bilden, wobei das System aufweist: ein Kühlmittelfluid; einen Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, einen Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und einen Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt, welche in selektiver fluider Kommunikation miteinander sind, um das Kühlmittelfluid durch das System zu befördern, um verschiedene Betriebsmoden bereitzustellen; eine Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung, welche ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied, eine Hochdruckpumpe und eine Welle besitzt, welche betrieblich das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied mit der Hochdruckpumpe koppelt, wobei die Hochdruckpumpe entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist und konfiguriert ist, um das Kühlmittelfluid unter Druck zu setzen, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden; und einen Wärmetauscher, welcher entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, um das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei der Wärmetauscher für die fluide Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit konfiguriert ist, um das erwärmte Übertragungsfluid zu empfangen und um Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu übertragen, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden, wobei das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid auszudehnen, um die Welle in einer ersten Richtung in Drehung zu versetzen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben.15. An HVAC APU system for a battery electric vehicle having a passenger cabin, wherein the HVAC APU system is configured to receive an auxiliary fuel cell and a combustion unit that includes a heat transfer fluid and that is operable to supply the heat transfer fluid to form a heated transfer fluid, the system comprising: a coolant fluid; a power circulating section, a passenger compartment heating circuit circulating section and a passenger compartment cooling circuit circulating section which are in selective fluid communication with each other for conveying the refrigerant fluid through the system to provide various operation modes; compressor-expansion-member equipment comprising a reverse-compressor expansion member, a high-pressure pump, and a shaft operably coupling the reverse-compressor expansion member to the high-pressure pump, the high-pressure pump being disposed along the power circulation circuit and configured to pressurizing the coolant fluid to form a high pressure coolant fluid; and a heat exchanger disposed along the power circuit section for receiving the high pressure refrigerant fluid, the heat exchanger configured for fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit to receive the heated transmission fluid and receive heat from the heated transmission fluid transferring the high pressure refrigerant fluid to form a heated high pressure refrigerant fluid, wherein the inverse compressor expansion member is in selective fluid communication with the heat exchanger to receive the heated high pressure refrigerant fluid and configured to receive the heated high pressure refrigerant fluid; Expanding coolant fluid to rotate the shaft in a first direction to drive the high pressure pump.
  • 16. System nach Ausführungsform 15, wobei die Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung ferner einen Motor-Generator aufweist, welcher betrieblich an das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied durch die Welle gekoppelt ist, und wobei der Motor-Generator konfiguriert ist, um durch die in die erste Richtung drehende Welle angetrieben zu werden, um elektrische Energie zu erzeugen, um einen Leistungs-Erzeugungsmodus zu definieren.16. The system of embodiment 15, wherein the compressor-expansion-member equipment further comprises a motor-generator, which is operatively coupled to the inverter-compressor-expansion member by the shaft, and wherein the motor-generator is configured by the in the first direction rotating shaft to be driven to generate electrical energy to define a power generation mode.
  • 17. System nach Ausführungsform 15, welches ferner ein Fahrgastraum-Verdampfungsglied aufweist, welches entlang des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnittes angeordnet ist, welches in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei das Fahrgastraum-Verdampfungsglied konfiguriert ist, die Wärme von dem erwärmten Hochdruck-Kühlmittelfluid für das Heizen der Fahrgastkabine zu extrahieren.17. The system of embodiment 15, further comprising a passenger compartment evaporator disposed along the cabin heater circular recirculation section which is in selective fluid communication with the heat exchanger to receive the heated high pressure refrigerant fluid, the passenger compartment evaporator is configured to extract the heat from the heated high-pressure refrigerant fluid for heating the passenger cabin.
  • 18. System nach Ausführungsform 15, welches ferner aufweist: einen Primärumlaufkondensor in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied, um das Kühlmittelfluid zu empfangen; ein Ausdehnungsventil und einen Fahrgastraumkondensor, welche entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welcher in selektiver fluider Kommunikation mit dem Primärumlaufkondensor ist, um das Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei das Ausdehnungsventil und der Fahrgastraumkondensor zusammenarbeitend konfiguriert sind, um das Kühlmittelfluid für das Kühlen der Fahrgastkabine zu expandieren und zu kühlen; und eine lineare Magnetspule-Ejektor-AC-Pumpe in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher und dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt, um jeweils das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und das Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei die lineare Magnetspule-Ejektor-AC-Pumpe konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und das Kühlmittelfluid durch diese zu befördern, um so einen Druckabfall über dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt zu veranlassen, um das Kühlmittelfluid durch das Ausdehnungsventil und den Fahrgastraumkondensor zu befördern.18. The system of embodiment 15, further comprising: a primary circulation condenser in fluid communication with the inverse compressor expansion member to receive the refrigerant fluid; an expansion valve and a passenger compartment condenser disposed along the cabin cooling circulating section which is in selective fluid communication with the primary circulation condenser to receive the coolant fluid, the expansion valve and the cabin condenser configured cooperatively to supply the coolant fluid for cooling the coolant Passenger cabin to expand and cool; and a linear solenoid-ejector AC pump in selective fluid communication with the heat exchanger and cabin cooling circulating section for receiving the heated high-pressure refrigerant fluid and the refrigerant fluid, respectively, wherein the linear solenoid-ejector AC pump is configured; for conveying the heated high-pressure refrigerant fluid and the refrigerant fluid therethrough so as to cause a pressure drop across the cabin cooling-circulation section to convey the refrigerant fluid through the expansion valve and the passenger compartment condenser.
  • 19. System nach Ausführungsform 15, welches ferner eine Umlaufpumpe aufweist, welche betrieblich an die Welle gekoppelt ist und welche für die fluide Kommunikation mit dem Wärmeübertragungsfluid konfiguriert ist, um das erwärmte Übertragungsfluid von der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit an den Wärmetauscher zu übertragen, in Antwort auf die drehende Welle in der ersten Richtung.19. The system of embodiment 15, further comprising a recirculation pump operatively coupled to the shaft and configured for fluid communication with the heat transfer fluid to transfer the heated transfer fluid from the auxiliary fuel cell and the combustion unit to the heat exchanger in response on the rotating shaft in the first direction.
  • 20. System nach Ausführungsform 15, welches ferner eine Vielzahl von Schnellanschlüssen aufweist, um die Hilfsbrennstoffzelle und die Verbrennungseinheit entfernbar an das System anzuschließen.20. The system of embodiment 15, further comprising a plurality of quick connectors for removably connecting the auxiliary fuel cell and the combustion unit to the system.

Claims (10)

HVAC-APU-System für ein elektrisches Fahrzeug, wobei das System aufweist: ein Kühlmittelfluid; einen Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, welcher konfiguriert ist, das Kühlmittelfluid zu befördern; einen Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt in selektiver fluider Kommunikation mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und konfiguriert, um das Kühlmittelfluid zu befördern; einen Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt in selektiver fluider Kommunikation mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und konfiguriert, um das Kühlmittelfluid mit dem Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und dem Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt zu befördern; eine Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung, welche ein Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied, eine Hochdruckpumpe und eine Welle aufweist, welche das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied mit der Hochdruckpumpe koppelt, wobei die Hochdruckpumpe entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist und konfiguriert ist, um das Kühlmittelfluid unter Druck zu setzen, um ein Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden; eine Hilfsbrennstoffzelle und eine Verbrennungseinheit, welche ein Wärmeübertragungsfluid enthalten und welche konfiguriert sind, das Wärmeübertragungsfluid zu erwärmen, um ein erwärmtes Übertragungsfluid zu bilden; und einen Wärmetauscher, welcher entlang des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes angeordnet ist, um das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und welcher in fluider Kommunikation mit der Hilfsbrennstoffzelle und der Verbrennungseinheit ist, um das erwärmte Übertragungsfluid zu empfangen, wobei der Wärmetauscher konfiguriert ist, um Wärme von dem erwärmten Übertragungsfluid auf das Hochdruck-Kühlmittelfluid zu übertragen, um ein erwärmtes Hochdruck-Kühlmittelfluid zu bilden, wobei das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, und konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid auszudehnen, um die Welle in einer ersten Richtung in Drehung zu versetzen, um die Hochdruckpumpe anzutreiben.HVAC APU system for an electric vehicle, the system comprising: a coolant fluid; a power circulation section configured to convey the coolant fluid; a cabin heating circulating section in selective fluid communication with the power circulating section and configured to convey the refrigerant fluid; a cabin cooling circulating section in selective fluid communication with the circulating power section and the cabin heating circuit circulating section and configured to convey the coolant fluid having the circulating power section and the cabin heating circulating section; compressor-expansion-device equipment comprising a reverse-compressor expansion member, a high-pressure pump, and a shaft coupling the reverse-compressor expansion member to the high-pressure pump, the high-pressure pump being disposed along the power circulation circuit and configured to rotate the high-pressure pump Pressurizing refrigerant fluid to form a high pressure refrigerant fluid; an auxiliary fuel cell and a combustion unit containing a heat transfer fluid and configured to heat the heat transfer fluid to form a heated transfer fluid; and a heat exchanger disposed along the power circulation section to receive the high pressure refrigerant fluid and in fluid communication with the auxiliary fuel cell and the combustion unit to receive the heated transmission fluid, the heat exchanger configured to receive heat from the heated fluid heated transfer fluid to the high-pressure refrigerant fluid to form a heated high-pressure refrigerant fluid, wherein the inverse compressor expansion member is in selective fluid communication with the heat exchanger to receive the heated high-pressure refrigerant fluid, and is configured to the to expand heated high pressure refrigerant fluid to rotate the shaft in a first direction to drive the high pressure pump. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Kompressor-Ausdehnungsglied-Geräteausrüstung ferner einen Motor-Generator aufweist, welcher an das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied betrieblich durch die Welle gekoppelt ist und wobei der Motor-Generator konfiguriert ist, um durch die Welle, welche sich in der ersten Richtung dreht, angetrieben zu werden, um elektrische Energie zu erzeugen, um einen Leistungs-Erzeugungsmodus zu definieren.The system of claim 1, wherein the compressor-expansion-member equipment further comprises a motor-generator operatively coupled to the inverse-compressor expansion member by the shaft, and wherein the motor-generator is configured to move through the shaft rotating in the first direction to be driven to generate electrical energy to define a power generation mode. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welches ferner ein Fahrgastraum-Verdampfungsglied aufweist, welches entlang des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welches in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher ist und konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei das Fahrgastraum-Verdampfungsglied ferner konfiguriert ist, um Wärme aus dem erwärmten Hochdruck-Kuhlmittelfluid für das Heizen einer Fahrgastkabine des elektrischen Fahrzeugs zu extrahieren.A system according to any one of the preceding claims, further comprising a passenger compartment evaporator disposed along the passenger compartment heating circuit section which is in selective fluid communication with the heat exchanger and configured to receive the heated high pressure refrigerant fluid Passenger compartment evaporator is further configured to extract heat from the heated high pressure Kuhlmittelfluid for heating a passenger cabin of the electric vehicle. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das System in einem Fahrgastraum-Heizungsmodus und dem Leistungserzeugungsmodus betreibbar ist, wenn der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und der Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt in fluider Kommunikation sind.A system according to any one of the preceding claims, wherein the system is operable in a passenger compartment heating mode and the power generation mode when the power circuit section and the passenger compartment heating circuit circuit section are in fluid communication. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welches ferner aufweist: einen ersten Kreislaufkondensor in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied und konfiguriert, um das Kühlmittelfluid zu empfangen; ein Ausdehnungsventil, welches entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welches in selektiver fluider Kommunikation mit dem Primärkreislaufkondensor ist, um das Kühlmittelfluid zu empfangen; einen Fahrgastraumkondensor, welcher entlang des Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitts angeordnet ist, welcher in selektiver fluider Kommunikation mit dem Primärkreislaufkondensor ist, um das Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei das Ausdehnungsventil und der Fahrgastraumkondensor zusammenarbeitend konfiguriert sind, um das Kühlmittelfluid für das Kühlen der Fahrgastkabine zu expandieren und zu kühlen; und eine lineare Magnetspule-Injektor-AC-Pumpe in selektiver fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher und dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt und konfiguriert, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und das Kühlmittelfluid zu empfangen, wobei die lineare Magnetspule-Ejektor-AC-Pumpe ferner konfiguriert ist, um das erwärmte Hochdruck-Kühlmittelfluid und das Kühlmittelfluid zu befördern, wobei ein Druckabfall über dem Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt erzeugt wird, um das Kühlmittelfluid durch das Ausdehnungsventil und den Fahrgastraumkondensor zu befördern.The system of any one of the preceding claims, further comprising: a first circuit condenser in fluid communication with the inverse compressor expansion member and configured to receive the coolant fluid; an expansion valve disposed along the cabin cooling circulating section which is in selective fluid communication with the primary circuit condenser to receive the coolant fluid; a passenger compartment condenser disposed along the cabin cooling circulating section that is in selective fluid communication with the primary circuit condenser to receive the coolant fluid, the expansion valve and the cabin condenser configured cooperatively to expand the coolant fluid for cooling the passenger cabin and to cool; and a linear solenoid-injector AC pump in selective fluid communication with the heat exchanger and passenger compartment cooling circuit recirculation section and configured to maintain the heated one High-pressure refrigerant fluid and the coolant fluid to receive, wherein the linear solenoid-ejector-AC pump is further configured to convey the heated high-pressure refrigerant fluid and the coolant fluid, wherein a pressure drop across the passenger compartment-cooling circuit circulation section is generated to the To convey coolant fluid through the expansion valve and the passenger compartment condenser. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das System in einem Fahrgastraum-Kühlungsmodus und dem Leistungs-Erzeugungsmodus betreibbar ist, wenn der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt und der Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt in fluider Kommunikation sind.A system according to any one of the preceding claims, wherein the system is operable in a cabin cooling mode and the power generation mode when the power circuit section and the cabin cooling circuit circuit section are in fluid communication. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das System in einem Fahrgastraum-Entfeuchtungsmodus und dem Leistungs-Erzeugungsmodus betreibbar ist, wenn der Leistungs-Kreisumlaufabschnitt, der Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnitt und der Fahrgastraum-Kühlungs-Kreisumlaufabschnitt in fluider Kommunikation sind.A system according to any one of the preceding claims, wherein the system is operable in a passenger compartment dehumidification mode and the power generation mode when the power cycle section, the passenger compartment heating circuit circulation section, and the passenger compartment cooling circuit circulation section are in fluid communication. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Motor-Generator konfiguriert ist, um durch in der Batterie gespeicherte elektrische Energie angetrieben zu werden, um die Welle in einer zweiten Richtung in einem Nicht-Leistungs-Erzeugungsmodus in Drehung zu versetzen, wenn das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied nicht in fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes ist, und wobei das Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied konfiguriert ist, um das Kühlmittelfluid zu komprimieren, wenn es durch die Welle in die zweite Richtung in Drehung versetzt wird, um ein komprimiertes Kühlmittelfluid zu bilden.A system according to any one of the preceding claims, wherein the motor generator is configured to be powered by electrical energy stored in the battery to rotate the shaft in a second direction in a non-power-generating mode when the inverse Compressor expansion member is not in fluid communication with the heat exchanger of the power circuit section, and wherein the reversing compressor expansion member is configured to compress the refrigerant fluid when it is rotated by the shaft in the second direction to a compressed To form coolant fluid. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Fahrgastraum-Verdampfungsglied konfiguriert ist, um die Wärme aus dem komprimierten Kühlmittelfluid für das Heizen der Fahrgastkabine zu extrahieren, wenn das Fahrgastraum-Verdampfungsglied des Fahrgastraum-Heizungs-Kreisumlaufabschnittes nicht in fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher des Leistungs-Kreisumlaufabschnittes ist, sondern in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungsglied ist, um das komprimierte Kühlmittelfluid zu empfangen.The system of claim 1, wherein the passenger compartment evaporator is configured to extract the heat from the compressed coolant fluid for heating the passenger cabin when the passenger compartment evaporator of the cabin heater circular recirculation section is not in fluid communication with the heat exchanger of the power Is in fluid communication with the inverse compressor expansion member to receive the compressed refrigerant fluid. System nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Ausdehnungsventil und der Fahrgastraumkondensor zusammenarbeitend konfiguriert sind, um das komprimierte Kühlmittelfluid für das Kühlen der Fahrgastkabine zu expandieren, wenn die lineare Magnetspule-Ejektor-AC-Pumpe nicht in fluider Kommunikation mit dem Wärmetauscher des Leistungs-Kreisumlaufabschnitts ist, sondern der primäre Umlaufkondensor in fluider Kommunikation mit dem Umkehr-Kompressor-Ausdehnungs-glied ist, um das komprimierte Kühlmittelfluid zu empfangen.The system of claim 1, wherein the expansion valve and passenger compartment condenser are configured cooperatively to expand the compressed coolant fluid for cabin cabin cooling when the solenoid linear ejector AC pump is not in fluid communication with the heat exchanger of the power circuit section but is the primary circulating condenser in fluid communication with the inverse compressor expansion member to receive the compressed refrigerant fluid.
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