DE102015016787A1

DE102015016787A1 - Temperierungssystem and vehicle, especially land vehicle, with such

Info

Publication number: DE102015016787A1
Application number: DE102015016787.1A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-06-29
Also published as: WO2017108181A1

Abstract

Bei einem Temperierungssystem (1) zum Temperieren zumindest einer zu temperierenden Komponente (2, 3, 4) eines Fahrzeugs (100), insbesondere zumindest einer Traktionsbatterie (2) des Fahrzeugs (100), enthaltend zumindest eine erste Temperiereinrichtung (6) und zumindest eine zweite Temperiereinrichtung (7) eines Temperierkreislaufs (5), ist zumindest ein Proportionalventil (15, 17) zum Einstellen der Vorlauftemperatur für die zumindest eine zu temperierende Komponente (2, 3, 4) vorgesehen.In a tempering system (1) for tempering at least one component (2, 3, 4) of a vehicle (100) to be tempered, in particular at least one traction battery (2) of the vehicle (100), comprising at least one first tempering device (6) and at least one second tempering device (7) of a temperature control circuit (5), at least one proportional valve (15, 17) for adjusting the flow temperature for the at least one component to be tempered (2, 3, 4) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperierungssystem zum Temperieren von zumindest einer zu temperierenden Komponente eines Fahrzeugs, insbesondere zumindest einer Traktionsbatterie des Fahrzeugs, enthaltend zumindest eine erste Temperiereinrichtung und zumindest einer zweiten Temperiereinrichtung eines Temperierkreislaufs, sowie ein Fahrzeug, insbesondere Landfahrzeug, mit zumindest einem Antriebsaggregat, insbesondere einem Elektromotor eines Elektroantrieb, und zumindest einer zu temperierenden Komponente, insbesondere einer Traktionsbatterie.The invention relates to a tempering system for tempering at least one component of a vehicle to be tempered, in particular at least one traction battery of the vehicle, comprising at least a first tempering device and at least one second tempering device of a temperature control circuit, and a vehicle, in particular land vehicle, with at least one drive unit, in particular one Electric motor of an electric drive, and at least one component to be tempered, in particular a traction battery.

Temperierungssysteme zum Temperieren von zumindest einer zu temperierenden Komponente eines Fahrzeugs, wie eines Landfahrzeugs, sind im Stand der Technik bekannt. Solche Fahrzeuge sind insbesondere Fahrzeuge mit reinem Elektroantrieb oder Hybridantrieb. Sie umfassen zumindest einen Elektromotor eines Elektroantriebs, zumindest eine Traktionsbatterie, zumindest einen Fahrzeuginnenraum, zumindest zwei Kühlmittelkreisläufe, zumindest einen Kältemittelkreislauf sowie Temperierungssysteme und Batterieheizeinrichtungen für eine Traktionsbatterie. Der erste der beiden Kühlmittelkreisläufe dient insbesondere zum Temperieren der elektrischen Maschine des Fahrzeugs oder, wenn es sich um ein Hybridfahrzeug handelt, des Verbrennungsmotors. Der zweite Kühlmittelkreislauf dient zum Temperieren der Traktionsbatterie des Fahrzeugs. Unter einer Traktionsbatterie wird hier ein Energiespeicher zum Antrieb von Fahrzeugen mit Elektroantrieb verstanden. Da diese zyklischen Lade- und Entladeprozessen ausgesetzt ist, werden üblicherweise Akkumulatoren verwendet, insbesondere eine Zusammenschaltung von einzelnen Akkumulatorzellen oder -blöcken. Im Vergleich zu Gerätebatterien weisen die Zellen einer Traktionsbatterie eine vielfach höhere Kapazität auf. Durch serielles Zusammenschalten von Einzelzellen ergibt sich die Fahrspannung bzw. Traktionsspannung. Durch eine Erhöhung der Baugröße der Zellen oder durch Parallelschaltung von Zellen können die Speicherkapazität und Strombelastbarkeit erhöht werden. Das Produkt aus Traktionsspannung und elektrischer Ladung oder galvanischer Kapazität der Einzelzellen bzw. parallel geschalteten Zellen ergibt den Energiegehalt der Traktionsbatterie. Die Zellen einer Traktionsbatterie weisen fertigungsbedingt sowie durch Nutzungseinflüsse Unterschiede in der Kapazität und Stromabgabe aufgrund variierenden inneren Widerstands auf. Mit sinkenden Temperaturen verringert sich die Beweglichkeit der Elektronen, was dazu führt, dass sich die Fähigkeit der Traktionsbatterie zur Abgabe hoher Ströme verringert. Um diesem Effekt entgegen zu wirken und da verschiedene Akkutechnologien bei tieferen Temperaturen unbrauchbar werden, ist es bekannt, Traktionsbatterien nicht nur eine Kühleinrichtung, sondern auch eine Heizeinrichtung zuzuordnen, sie somit zu temperieren. Auch die der Traktionsbatterie zugeordneten elektrischen Komponenten eines Inverters, eines Ladegeräts etc. können sich erwärmen, so dass es bekannt ist, auch diese geeignet zu kühlen.Tempering systems for controlling the temperature of at least one component to be tempered of a vehicle, such as a land vehicle, are known in the prior art. Such vehicles are in particular vehicles with pure electric drive or hybrid drive. They comprise at least one electric motor of an electric drive, at least one traction battery, at least one vehicle interior, at least two coolant circuits, at least one coolant circuit and temperature control systems and battery heaters for a traction battery. The first of the two coolant circuits is used in particular for tempering the electrical machine of the vehicle or, if it is a hybrid vehicle, the internal combustion engine. The second coolant circuit serves to temper the traction battery of the vehicle. Under a traction battery is understood here as an energy storage for driving vehicles with electric drive. Since this cyclic charging and discharging processes is exposed, usually accumulators are used, in particular an interconnection of individual accumulator cells or blocks. Compared to portable batteries, the cells of a traction battery have a much higher capacity. By serial interconnection of individual cells results in the driving voltage or traction voltage. By increasing the size of the cells or by connecting cells in parallel, the storage capacity and ampacity can be increased. The product of traction voltage and electrical charge or galvanic capacity of the individual cells or cells connected in parallel results in the energy content of the traction battery. The cells of a traction battery have manufacturing and due to effects of use differences in capacity and current output due to varying internal resistance. With decreasing temperatures, the mobility of the electrons decreases, resulting in a reduction in the ability of the traction battery to discharge high currents. To counteract this effect and since various battery technologies are unusable at lower temperatures, it is known to assign traction batteries not only a cooling device but also a heating device, thus tempering them. Also, the traction battery associated electrical components of an inverter, a charger, etc. can heat up, so that it is known to cool these suitable.

Beispielsweise offenbart die DE 10 2013 008 801 A1 ein Traktionsbatterie-Temperierungssystem zum Temperieren zumindest einer Traktionsbatterie, das eine erste Kühleinrichtung und zumindest eine Heizeinrichtung enthält, wobei ferner eine zweite Kühleinrichtung vorgesehen ist und die Heizeinrichtung ortsnah an der Traktionsbatterie angeordnet und mit keiner oder wenig thermischer Masse versehen ist. Das Fahrzeug umfasst zwei Kühlmittelkreisläufe und zumindest einen Kältemittelkreislauf, wobei der erste Kühlmittelkreislauf auf einem ersten Temperaturniveau und der zweite Kühlmittelkreislauf auf einem sich von dem ersten Temperaturniveau unterscheidenden zweiten Temperaturniveau arbeitet, und wobei der erste Kühlmittelkreislauf zum Konditionieren des Fahrzeuginnenraums und/oder zum Kühlen zumindest einen Aggregats, wie des Elektromotors des Fahrzeuges, und der zweite Kühlmittelkreislauf zum Temperieren der Traktionsbatterie dient. Der Kältemittelkreislauf dient demgegenüber dem Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums und zur Aufnahme von Wärme aus dem zweiten Kühlmittelkreislauf. Ein zweiter Verdampfer des zweiten Kühlmittelkreislaufs des Fahrzeugs ist dementsprechend auch Teil des Kältemittelkreislaufs, so dass über diesen Verdampfer bzw. Chiller ein Wärmetausch zwischen dem zweiten Kühlmittelkreislauf und dem Kältemittelkreislauf erfolgen kann. Da über diesen zweiten Verdampfer der gesamte Kühlmittelstrom geführt wird, muss dieser entsprechend groß dimensioniert werden, was zu einem vergleichsweise hohen Kostenaufwand führt. Hier wäre es vorteilhaft, eine kostengünstigere Lösung zu finden.For example, the DE 10 2013 008 801 A1 a traction battery temperature control system for controlling at least one traction battery containing a first cooling device and at least one heating device, wherein a second cooling device is further provided and the heating device is arranged close to the traction battery and provided with little or no thermal mass. The vehicle includes two coolant circuits and at least one refrigerant circuit, wherein the first coolant circuit operates at a first temperature level and the second coolant circuit at a second temperature level different from the first temperature level, and wherein the first coolant circuit for conditioning the vehicle interior and / or for cooling at least one Aggregates, such as the electric motor of the vehicle, and the second coolant circuit for tempering the traction battery is used. In contrast, the refrigerant circuit is used to air-conditioning the vehicle interior and to absorb heat from the second coolant circuit. Accordingly, a second evaporator of the second coolant circuit of the vehicle is also part of the refrigerant circuit, so that a heat exchange between the second coolant circuit and the refrigerant circuit can take place via this evaporator or chiller. Since the entire coolant flow is conducted via this second evaporator, it must be dimensioned correspondingly large, which leads to a comparatively high cost. Here it would be advantageous to find a cheaper solution.

Ferner ist aus der DE 44 08 960 C1 eine Vorrichtung zum Kühlen einer Traktionsbatterie, insbesondere in einem Elektrofahrzeug, bekannt, die einen Batteriekühlkreislauf mit einem batteriebetriebenen Kältekompressor, einem Kondensator, einem Expansionsventil und einem vom Batterie-Kühlleitungsabschnitt gebildeten Verdampfer umfasst, wobei der Kompressor und der Kondensator Teil einer Fahrzeugklimaanlage sind, deren Kühlkreislauf ein eigenes Expansionsventil und einen eigenen Verdampfer aufweist. Expansionsventil und Verdampfer des Batteriekühlkreislaufs bzw. Klimaanlagen-Kühlkreislaufs liegen in zwei zueinander parallelen Leitungszweigen, während der den Kompressor und den Kondensator beinhaltende Leitungsabschnitt beiden Kreisläufen gemeinsam angehört. Auch hier ist in jeder der Ausführungsvarianten der Chiller bzw. Verdampfer, der beiden Kreisläufen angehört, wiederum mit dem Gesamtmassenstrom beaufschlagt, sogar dann, wenn er eigentlich nicht benötigt wird.Furthermore, from the DE 44 08 960 C1 a device for cooling a traction battery, in particular in an electric vehicle, known comprising a battery cooling circuit with a battery-powered refrigerant compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator formed by the battery cooling line section, wherein the compressor and the condenser are part of a vehicle air conditioning system whose cooling circuit has its own expansion valve and its own evaporator. Expansion valve and evaporator of the battery cooling circuit or air conditioning cooling circuit are in two parallel line branches, while the compressor and the capacitor-containing line section belongs to both circuits together. Again, in each of the variants of the chiller or evaporator, the two circuits belongs, again with the total mass flow is applied, even if it is not actually needed.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Temperierungssystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen vorzusehen, bei dem eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Temperierungsmöglichkeit insbesondere für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs geschaffen wird, die die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet.The present invention is therefore based on the object to provide a Temperierungssystem and a vehicle with such, in which over the prior art improved Temperierungsmöglichkeit particular for a traction battery of a vehicle is provided, which overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art.

Die Aufgabe wird für ein Temperierungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein Proportionalventil zum Einstellen der Vorlauftemperatur für die zumindest eine zu temperierende Komponente vorgesehen ist. Für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein solches Temperierungssystem vorgesehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved for a tempering according to the preamble of claim 1, characterized in that at least one proportional valve for adjusting the flow temperature for the at least one component to be tempered is provided. For a vehicle according to the preamble of claim 10, the object is achieved in that at least one such Temperierungssystem is provided. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Dadurch werden ein Temperierungssystem zum Temperieren zumindest einer zu temperierenden Komponente eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Temperierungssystem geschaffen, bei denen im Temperierkreislauf ein Proportionalventil zum Einstellen der Vorlauftemperatur zum Temperieren der zumindest einen zu temperierenden Komponente des Fahrzeugs dient. Unter einem Einstellen der Vorlauftemperatur t(ṁ) wird hier ein Einstellen eines Massenstroms ṁ verstanden. Das Einstellen des Massenstroms ṁ erfolgt insbesondere über eine Pumpendrehzahl. Über das Proportionalventil werden Teilmassenströme, die durch die zumindest zwei Temperiereinrichtungen hindurchgehen und in diesen temperiert werden, zu dem Proportionalventil geführt. In diesem wird die Vorlauftemperatur für die zumindest eine zu temperierende Komponente eingestellt und dieser Vorlaufmassenstrom der zumindest einen zu temperierenden Komponente, wie insbesondere der Traktionsbatterie und/oder einem Inverter, einem Ladegerät oder anderen zu temperierenden Komponenten, zugeführt. Der Vorlaufmassenstrom ist hierbei vorteilhaft der Kühlmittelmassenstrom im Kühlmittelkreislauf.This creates a temperature control system for controlling the temperature of at least one component of a vehicle to be tempered, and a vehicle having such a temperature control system in which a proportional valve for adjusting the flow temperature for controlling the temperature of the at least one component of the vehicle to be tempered is used in the temperature control circuit. Adjusting the flow temperature t (ṁ) is understood here to mean setting of a mass flow ṁ. The adjustment of the mass flow ṁ takes place in particular via a pump speed. Partial mass flows, which pass through the at least two tempering devices and are tempered therein, are conducted via the proportional valve to the proportional valve. In this, the flow temperature for the at least one component to be tempered is adjusted and this flow mass flow of at least one component to be tempered, such as in particular the traction battery and / or an inverter, a charger or other components to be tempered supplied. The flow mass flow is advantageous here the coolant mass flow in the coolant circuit.

Vorteilhaft ist das Proportionalventil stromabwärts hinter der zumindest einen ersten und der zumindest einen zweiten Temperiereinrichtung angeordnet. Hierdurch ist es möglich, dem Proportionalventil die durch die erste und die zweite Temperiereinrichtung temperierten Teilmassenströme zuzuführen. Die erste Temperiereinrichtung wird von einem ersten Kühlmittel-Teilmassenstrom durchströmt, die zweite Temperiereinrichtung von einem zweiten Kühlmittel-Teilmassenstrom. Diese Teilmassenströme an Kühlmittel werden in dem Proportionalventil bzw. über das Proportionalventil zusammen geführt, so dass am Ausgang des Proportionalventils ein Gesamtmassenstrom austritt, nämlich der Vorlaufmassenstrom zum Temperieren der zumindest einen zu temperierenden Komponente des Fahrzeugs, insbesondere Fahrzeugs mit reinem Elektroantrieb oder Hybridantrieb.Advantageously, the proportional valve is arranged downstream of the at least one first and the at least one second temperature control device. This makes it possible to supply the proportional valve, the tempered by the first and the second temperature control sub-mass flows the proportional valve. The first tempering device is flowed through by a first partial coolant mass flow, the second tempering device by a second partial coolant flow. These partial mass flows of coolant are conducted together in the proportional valve or via the proportional valve, so that at the output of the proportional valve exits a total mass flow, namely the flow mass flow for tempering the at least one tempered component of the vehicle, in particular vehicle with pure electric or hybrid drive.

Vorteilhaft ist zumindest eine Vorlaufleitung zwischen dem Proportionalventil und der zumindest einen zu temperierenden Komponente angeordnet zum Versorgen der zu temperierenden Komponente mit dem aus dem Proportionalventil ausgegebenen Vorlaufmassenstrom, der sich aus dem Einstellen von Teilmassenströmen zueinander ergibt. Der Gesamt- bzw. Vorlaufmassenstrom ergibt sich somit vorteilhaft aus der Summe der Teilmassenströme und damit dann auch die Temperatur des Gesamtmassenstroms entsprechend aus der Summe der Temperaturen der Teilmassenströme. Temperatur und Größe des Vorlaufmassenstroms werden somit durch das zumindest eine Proportionalventil über das Einstellen der Teilmassenströmen zueinander eingestellt und über die Vorlaufleitung der zumindest einen zu temperierenden Komponente zugeleitet.Advantageously, at least one supply line between the proportional valve and the at least one component to be tempered is arranged to supply the component to be tempered with the flow mass flow output from the proportional valve resulting from the setting of partial mass flows relative to one another. The total or flow mass flow thus advantageously results from the sum of the partial mass flows and thus also the temperature of the total mass flow corresponding to the sum of the temperatures of the partial mass flows. Temperature and size of the flow mass flow are thus adjusted by the at least one proportional valve via the setting of the partial mass flows to each other and fed via the flow line of at least one component to be tempered.

Die zumindest eine erste Temperiereinrichtung ist vorteilhaft ein Kühler. Die zumindest eine zweite Temperiereinrichtung ist vorteilhaft ein Chiller, somit ein Wärmeübertrager zwischen Kältemittelkreislauf und Kühlmittelkreislauf des Fahrzeugs bzw. von dessen Temperierungssystem. Das Fahrzeug umfasst somit vorteilhaft den Temperierkreislauf, dem die zumindest zwei Temperiereinrichtungen angehören, als Kühlmittelkreislauf, wobei es zudem einen Kältemittelkreislauf umfasst und die zumindest eine zweite Temperiereinrichtung Teil auch des Kältemittelkreislaufs ist. Da über die zumindest eine zweite Temperiereinrichtung lediglich ein Teilmassenstrom strömt, kann hier eine geringere Dimensionierung im Vergleich zum Stand der Technik vorgesehen werden, die auch zu einer Kostenreduzierung gegenüber den Kosten für einen Chiller, über den der Gesamtmassenstrom geführt wird, wie insbesondere beim Stand der Technik der DE 10 2013 008 801 A1 und der DE 44 08 960 C1 , führt.The at least one first tempering device is advantageously a cooler. The at least one second tempering device is advantageously a chiller, thus a heat exchanger between the refrigerant circuit and the coolant circuit of the vehicle or its temperature control system. The vehicle thus advantageously comprises the temperature control circuit to which the at least two tempering devices belong as the coolant circuit, wherein it additionally comprises a coolant circuit and the at least one second temperature control device is also part of the coolant circuit. Since only a partial mass flow flows via the at least one second tempering device, a smaller dimensioning can be provided here in comparison with the prior art, which also leads to a cost reduction compared to the costs for a chiller, via which the total mass flow is conducted, in particular in the state of Technique of DE 10 2013 008 801 A1 and the DE 44 08 960 C1 , leads.

Weiter vorteilhaft umfasst das Proportionalventil zumindest eine Sensoreinrichtung zum Erfassen zumindest einer physikalischen Eigenschaft eines Vorlaufmassenstroms eines durch den Temperierkreislauf strömenden Mediums. Besonders vorteilhaft ist die Sensoreinrichtung ein Temperatursensor. Dieser ist vorteilhaft in das Proportionalventil integriert. Der Temperatursensor kann sich sowohl im Ventilbereich als auch in einem Übergangsbereich vom Ventilbereich des Proportionalventils zum Aktuator von diesem befinden. Das Proportionalventil umfasst den Ventilbereich, durch den Teilmassenströme bzw. ein Gesamtmassenstrom hindurchströmen und in dem ein Blendenelement und/oder eine andere Einrichtung vorgesehen ist, um Teilmassenströme einstellen zu können, und einen Aktuator, insbesondere umfassend einen Stellantrieb, der an dem Blendenelement und/oder der anderen Einrichtung angreift, um die gewünschte bzw. von einer Regeleinheit bestimmte Verstellung des Blendenelements und/oder der anderen Einrichtung(en) vorzunehmen. Durch die vorteilhafte Integration der Sensoreinrichtung, insbesondere des Temperatursensors, in das Proportionalventil, kann eine Rückkopplung der gemessenen Temperatur direkt dort erfolgen, wo die Vorlauftemperatur für den Vorlaufmassenstrom, der zu der zumindest einen zu temperierenden Komponente geführt werden soll, wo auch die Mischung der Teilmassenströme mit ihrer jeweiligen Temperatur erfolgt. Hierdurch ist somit eine Temperaturerfassung genau dort, wo eine gewünschte Temperatur als Vorlauftemperatur eingestellt werden soll, möglich, so dass eine sehr exakte Einstellung der Vorlauftemperatur im Proportionalventil erfolgen kann, da eine kurzwegige Rückkopplung der Temperatur erfolgt. Die Regelung kann diese Istgröße direkt berücksichtigen und die Sollgrößeneinregelung daher besonders schnell und exakt vornehmen.Further advantageously, the proportional valve comprises at least one sensor device for detecting at least one physical property of a flow mass flow of a flowing through the temperature control medium. Particularly advantageously, the sensor device is a temperature sensor. This is advantageously integrated in the proportional valve. The temperature sensor may be located in the valve region as well as in a transition region from the valve region of the proportional valve to the actuator thereof. The proportional valve comprises the valve area, by the partial mass flows or a total mass flow and an actuator, in particular comprising an actuator, which acts on the diaphragm element and / or the other device to the desired or by a control unit, in which an orifice element and / or other means is provided to adjust sub-mass flows make certain adjustment of the diaphragm element and / or the other device (s). Due to the advantageous integration of the sensor device, in particular of the temperature sensor, in the proportional valve, a feedback of the measured temperature can be done directly where the flow temperature for the flow mass flow to be led to the at least one component to be tempered, where the mixture of the partial mass flows with their respective temperature. As a result, a temperature detection is exactly where a desired temperature is to be set as the flow temperature, possible, so that a very accurate adjustment of the flow temperature can be done in the proportional valve, as a short-term feedback of the temperature takes place. The control can take this actual variable directly into account and therefore make the setpoint control particularly fast and accurate.

Insbesondere können im Proportionalventil auch mehrere Temperaturen, wie solche von Teilmassenströmen an Medium, wie Kühlmittel, erfasst werden. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn mehrere Sensoreinrichtungen bzw. Temperatursensoren in dem Proportionalventil vorgesehen, insbesondere darin integriert sind. Ein solches mit mehreren Temperatursensoren versehenes Proportionalventil kann beispielsweise an einer Verzweigungsstelle bzw. einem Knotenpunkt mehrerer, insbesondere zweier, parallel geführter Zweige in dem Temperierkreislauf angeordnet werden, um die stromabwärts dahinter befindlichen zu temperierenden Komponenten unterschiedlich temperieren zu können, wie die parallel zueinander angeordneten Komponenten der Traktionsbatterie und der elektrischen Komponenten, wie Ladegerät, Wandler, Inverter etc. Die elektrischen Komponenten sind dabei allerdings zumeist in Reihe zueinander geschaltet.In particular, several temperatures, such as those of partial mass flows of medium, such as coolant, can be detected in the proportional valve. This is possible in particular if a plurality of sensor devices or temperature sensors are provided in the proportional valve, in particular integrated therein. Such a proportional valve provided with a plurality of temperature sensors can be arranged, for example, at a branching point or a junction point of several, in particular two, parallel-guided branches in the temperature control circuit, in order to be able to temper the downstream components to be tempered differently, such as the components of the components arranged parallel to one another Traction battery and the electrical components, such as charger, converter, inverter, etc. The electrical components are, however, usually connected in series with each other.

In Parallelschaltung zu der zumindest einen ersten und/oder der zumindest einen zweiten Temperiereinrichtung kann zumindest eine Bypassleitung angeordnet sein, die über eine Ventileinrichtung zuschaltbar und abschaltbar ist. Es kann somit eine solche Bypassleitung in Parallelschaltung zu der entsprechenden Temperiereinrichtung vorgesehen werden, um diese Temperiereinrichtung durch die Bypassleitung überbrücken zu können. Vorteilhaft wird auch der über die zumindest eine Bypassleitung geführte Teilmassenstrom an Medium, insbesondere an Kühlmittel, dem Proportionalventil zugeführt, so dass auch das Proportionalventil stromabwärts hinter der zumindest einen Bypassleitung angeordnet ist. Dies erweist sich als vorteilhaft, da bei Überbrücken der zumindest einen Temperiereinrichtung durch die zumindest eine Bypassleitung der über diese geführte und dementsprechend eine die Vorlauftemperatur des Vorlaufmassenstroms ggf. beeinflussende Temperatur aufweisende Teilmassenstrom bei dem Einstellen der Vorlauftemperatur für die zumindest eine zu temperierende Komponente im Proportionalventil mit berücksichtigt werden kann.In parallel to the at least one first and / or the at least one second tempering device, at least one bypass line can be arranged, which can be switched on and off via a valve device. It is thus possible to provide such a bypass line in parallel connection with the corresponding tempering device in order to be able to bridge this tempering device through the bypass line. Advantageously, the partial mass flow of medium, in particular coolant, supplied to the proportional valve via the at least one bypass line is also supplied, so that the proportional valve is also arranged downstream of the at least one bypass line. This proves to be advantageous because when bypassing the at least one temperature control by the at least one bypass line of the guided and accordingly a flow temperature of the flow mass flow possibly influencing temperature having partial mass flow in adjusting the flow temperature for the at least one component to be tempered in the proportional valve can be taken into account.

Als weiter vorteilhaft erweist es sich, die zumindest eine Vorlaufleitung zum Versorgen der zumindest einen zu temperierenden Komponente mit dem Vorlaufmassenstrom zumindest abschnittsweise zu isolieren, insbesondere im Bereich eines Fahrzeugunterbodens. Gerade in diesem Bereich wären ansonsten Wärmeverluste möglich, da sich die zumindest eine Vorlaufleitung über eine lange Strecke in einem Bereich am Fahrzeugunterboden erstreckt, der stark der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, zudem durch Fahrtwind ebenfalls insbesondere gekühlt wird.It proves to be further advantageous to at least partially isolate the at least one feed line for supplying the at least one component to be tempered with the flow mass flow, in particular in the region of a vehicle underbody. Heat losses are otherwise possible in this area, since the at least one supply line extends over a long distance in an area on the underbody of the vehicle, which is exposed to a high ambient temperature and, moreover, is also cooled by the wind.

Das Proportionalventil kann an zumindest eine der Temperiereinrichtungen angegliedert, insbesondere angeflanscht sein. Hierbei wird somit eine Einheit aus Temperiereinrichtung und Proportionalventil vorgesehen, so dass eine zwischen diesen Komponenten des Temperierungssystems ansonsten vorgesehene Leitung entfallen kann. Der entsprechende Teilmassenstrom, der aus der Temperiereinrichtung austritt, tritt dabei direkt in das Proportionalventil ein. Hierdurch wird ein sehr kurzer Weg geschaffen, wobei Wärmeverluste oder die ungewollte Aufnahme von Wärme hierdurch besonders gut vermieden werden kann.The proportional valve can be attached to at least one of the tempering, in particular flanged. In this case, a unit of tempering device and proportional valve is thus provided so that a line otherwise provided between these components of the tempering system can be dispensed with. The corresponding partial mass flow, which exits the tempering device, enters directly into the proportional valve. As a result, a very short path is created, whereby heat losses or the unwanted absorption of heat can thereby be avoided particularly well.

Das Proportionalventil selbst ist vorteilhaft als Mischventil zum Mischen von Teilmassenströmen ausgebildet. Die zumindest eine Sensoreinrichtung kann dabei in oder an einer inneren Mischkammer und/oder im Bereich einer Anschlusseinrichtung zum Anschluss einer bzw. der Vorlaufleitung und/oder im Bereich in oder an einem Aktuatorabschnitt des Proportionalventils angeordnet sein. Das Proportionalventil umfasst vorteilhaft einen Ventilabschnitt und einen Aktuatorabschnitt, wobei in dem Ventilabschnitt die innere Mischkammer vorgesehen ist und an diesem insbesondere drei oder mehr, wie vier, Anschlusseinrichtungen zum Anschließen von Leitungen vorgesehen sind, die von den Temperiereinrichtungen zum Proportionalventil führen und der zumindest einen Vorlaufleitung, die zu den zu temperierenden Komponenten führt. Die zumindest eine Sensoreinrichtung kann dabei zum Erfassen der Temperatur des Vorlaufmassenstroms bzw. Gesamtmassenstroms in oder an der inneren Mischkammer, also insbesondere nach dem Mischvorgang der Teilmassenströme im Inneren des Ventilabschnitts des Proportionalventils angeordnet sein. Ferner ist es möglich, im Bereich des Aktuatorabschnitts die Sensoreinrichtung anzuordnen, also in oder an diesem bzw. in oder an einer den Aktuatorabschnitt mit dem Ventilabschnitt verbindenden Wandung, die insbesondere auch zweiteilig sein kann, so dass Aktuatorabschnitt und Ventilabschnitt jeweils eine eigene Wandung aufweisen und diese Wandungen miteinander zu einer gemeinsamen Zwischen- bzw. Anschlusswandung zwischen Aktuatorabschnitt und Ventilabschnitt verbunden sind oder werden. Um die Temperatur des Gesamtmassenstroms bzw. Vorlaufmassenstroms zu ermitteln, kann ferner die zumindest eine Sensoreinrichtung auch im Bereich der Anschlusseinrichtung zum Anschluss der Vorlaufleitung, über die der Vorlaufmassenstrom aus dem Proportionalventil austritt, angeordnet sein.The proportional valve itself is advantageously designed as a mixing valve for mixing partial mass flows. The at least one sensor device can be arranged in or on an inner mixing chamber and / or in the region of a connection device for connecting one or the flow line and / or in the region in or on an actuator section of the proportional valve. The proportional valve advantageously comprises a valve section and an actuator section, wherein in the valve section, the inner mixing chamber is provided and on this particular three or more, such as four, connection means are provided for connecting lines leading from the temperature control to the proportional valve and the at least one flow line that leads to the components to be tempered. The at least one sensor device can be arranged for detecting the temperature of the flow mass flow or total mass flow in or on the inner mixing chamber, that is to say in particular after the mixing process of the partial mass flows in the interior of the valve section of the proportional valve. Further is it is possible to arrange the sensor device in the region of the actuator section, ie in or on this or in or on a wall connecting the actuator section to the valve section, which may in particular also be in two parts, so that the actuator section and valve section each have their own wall and these walls are connected to one another to a common intermediate or connecting wall between the actuator section and valve section or are. In order to determine the temperature of the total mass flow or flow mass flow, furthermore, the at least one sensor device can also be arranged in the region of the connection device for connecting the supply line, via which the flow mass flow exits from the proportional valve.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, an embodiment of this will be described in more detail below with reference to the drawings.

Diese zeigen in:These show in:

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Temperierungssystems für ein Fahrzeug, umfassend einen Kühlmittelkreislauf und einen Kältemittelkreislauf sowie Temperiereinrichtungen und ein erfindungsgemäßes Proportionalventil zum Einstellen einer Vorlauftemperatur, 1 1 is a schematic diagram of a temperature control system according to the invention for a vehicle, comprising a coolant circuit and a refrigerant circuit as well as tempering devices and a proportional valve according to the invention for setting a flow temperature,

2 eine Detailansicht des zwei Temperiereinrichtungen und das erfindungsgemäße Proportionalventil umfassenden Teils des Temperierungssystems gemäß 1, 2 a detailed view of the two tempering and the proportional valve according to the invention part of the Temperierungssystems according to 1 .

3 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Proportionalventils mit drei Anschlusseinrichtungen zum Anschluss dreier Leitungen, wobei im Innern des Proportionalventils ein Mischen zweier Teilmassenströme zu einem Gesamtmassenstrom erfolgt, und 3 a longitudinal sectional view of an embodiment of a proportional valve according to the invention with three connection devices for connecting three lines, wherein in the interior of the proportional valve, a mixing of two partial mass flows to a total mass flow takes place, and

4 eine alternative Ausführungsform des zwei Temperiereinrichtungen und ein erfindungsgemäßes Proportionalventil umfassenden Teils des Temperiersystems gemäß 1, wobei das Proportionalventil an zumindest einer der beiden Temperiereinrichtungen angeordnet oder an diese angegliedert ist. 4 an alternative embodiment of the two tempering and a proportional valve according to the invention part of the tempering according to 1 , wherein the proportional valve is arranged on at least one of the two tempering or attached thereto.

1 zeigt ein Temperierungssystem 1 eines eine Traktionsbatterie 2 sowie elektrische Komponenten 3, 4 umfassenden Fahrzeugs 100 als Prinzipskizze. Die beiden elektrischen Komponenten 3, 4 können beispielsweise ein Ladegerät, ein Inverter oder auch eine Einheit, enthaltend einen AC/DC-Wandler und Leistungselektronik, sein. Anstelle von nur zwei elektrischen Komponenten können hier auch mehr als zwei vorgesehen und in Reihe zueinander oder in Reihe mit der Traktionsbatterie 2 geschaltet sein. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Traktionsbatterie 2 sowie die beiden gezeigten elektrischen Komponenten 3, 4 in Parallelschaltung zueinander angeordnet. Traktionsbatterie 2 sowie elektrische Komponenten 3, 4 sind Teile eines Kühlmittelkreislaufs 5, über den diese als zu temperierende Komponenten temperiert werden können. 1 shows a tempering system 1 one a traction battery 2 as well as electrical components 3 . 4 comprehensive vehicle 100 as a schematic diagram. The two electrical components 3 . 4 For example, it may be a charger, an inverter, or a unit including an AC / DC converter and power electronics. Instead of only two electrical components more than two may be provided here and in series with each other or in series with the traction battery 2 be switched. In the embodiment shown here are the traction battery 2 as well as the two electrical components shown 3 . 4 arranged in parallel to each other. traction battery 2 as well as electrical components 3 . 4 are parts of a coolant circuit 5 , via which these can be tempered as components to be tempered.

Der Kühlmittelkreislauf umfasst ferner eine erste Temperiereinrichtung in Form eines Kühlers 6 sowie in Parallelschaltung hierzu eine zweite Temperiereinrichtung in Form eines Verdampfers bzw. Chillers 7. Der Kühler 6 ist an der Fahrzeugfront 101 angeordnet. Er kann über eine Bypassleitung 8 überbrückt werden. Diese ist über ein Ventil 9 zuschaltbar und abschaltbar.The coolant circuit further comprises a first tempering device in the form of a cooler 6 and in parallel thereto, a second tempering device in the form of an evaporator or chiller 7 , The cooler 6 is at the front of the vehicle 101 arranged. He can via a bypass line 8th be bridged. This is about a valve 9 switchable and switchable.

Dieses Ventil kann z. B. ein 3/2-Wege-Schaltventil sein. Die Bypassleitung 8 ist damit vollständig parallel geschaltet zu dem Kühler 6. Auch der Verdampfer bzw. Chiller 7 ist parallelgeschaltet zu dem Kühler 6 und der Bypassleitung 8.This valve can z. B. be a 3/2-way switching valve. The bypass line 8th is thus completely parallel to the radiator 6 , Also the evaporator or chiller 7 is connected in parallel to the radiator 6 and the bypass line 8th ,

Eine Leitung 10 des Kühlmittelkreislaufs 5 führt zu einem Knotenpunkt 14, an dem sich diese Leitung 10 in drei Teilleitungen verzweigt, eine Leitung 27, die zu dem Ventil 9 führt, und eine Leitung 28, die zu dem Chiller 7 führt. Die Leitung 10 erstreckt sich von dem hinteren Bereich des Fahrzeugs 100, in dem die Traktionsbatterie 2 und die elektrischen Komponenten 3, 4 angeordnet sind, in den vorderen Bereich des Fahrzeugs, in dem u. a. Kühler 6 und Chiller 7 angeordnet sind. Im hinteren Bereich des Fahrzeugs ist die Leitung 10 über einen Knotenpunkt 11 mit den von der elektrischen Komponente 3 ankommenden Leitung 12 und der von der Traktionsbatterie 2 ankommenden Leitung 13 verbunden. Stromabwärts hinter der Traktionsbatterie 2 und den in Reihe zueinander geschalteten elektrischen Komponenten 3, 4 sind somit der Knotenpunkt 11 und die Leitung 10 angeordnet, wobei die Strömungsrichtung des in diesen strömenden Kühlmittels in Richtung weg von dem Knotenpunt 11 hin zu dem Knotenpunkt 14 vorgesehen ist. Dies ist in 1 mit einem Pfeil P1 angedeutet. Der am Knotenpunkt 14 ankommende Gesamtmassenstrom wird, wie erwähnt, dort in die Teilmassenströme, die den Kühler 6 bzw. die Bypassleitung 8 bzw. den Chiller oder Verdampfer 7 durchlaufen, aufgeteilt.A line 10 of the coolant circuit 5 leads to a node 14 on which this line is 10 branched into three sub-lines, one line 27 leading to the valve 9 leads, and a lead 28 leading to the chiller 7 leads. The administration 10 extends from the rear of the vehicle 100 in which the traction battery 2 and the electrical components 3 . 4 are arranged in the front area of the vehicle, in which, inter alia, radiator 6 and chillers 7 are arranged. In the rear of the vehicle is the line 10 over a node 11 with the of the electrical component 3 incoming line 12 and that of the traction battery 2 incoming line 13 connected. Downstream behind the traction battery 2 and the series-connected electrical components 3 . 4 are thus the node 11 and the line 10 arranged, wherein the flow direction of the flowing coolant in this direction away from the Knotenpunt 11 towards the node 14 is provided. This is in 1 indicated by an arrow P1. The at the junction 14 incoming total mass flow is, as mentioned, there in the sub-mass flows, the cooler 6 or the bypass line 8th or the chiller or evaporator 7 go through, split.

Stromabwärts hinter sowohl dem Kühler 6 als auch der Bypassleitung 8 als auch dem Chiller bzw. Verdampfer 7 ist ein Proportionalventil 15 angeordnet. Das Proportionalventil 15 umfasst einen Temperatursensor 150. Es dient zum Einstellen der Vorlauftemperatur für die zu temperierenden Komponenten, also die Traktionsbatterie 2 sowie die elektrischen Komponenten 3, 4. Dementsprechend erstreckt sich eine Vorlaufleitung 16 von dem Proportionalventil 15 zu einem weiteren Ventil 17, das zum Ansteuern der parallel geschalteten Zweige, in dem Traktionsbatterie 2 und die elektrischen Komponenten 3, 4, angeordnet sind, dient. Auch das Ventil 17, das dort an dem Knotenpunkt zum Verzweigen des Vorlaufmassenstroms auf die Traktionsbatterie 2 und die elektrischen Komponenten 3, 4, die in Reihe zueinander geschaltet sind, vorgesehen ist, kann ein Proportionalventil sein, wie in 1 angedeutet.Downstream behind both the radiator 6 as well as the bypass line 8th as well as the chiller or evaporator 7 is a proportional valve 15 arranged. The proportional valve 15 includes a temperature sensor 150 , It is used to set the flow temperature for the components to be tempered, ie the traction battery 2 as well as the electrical components 3 . 4 , Accordingly, a flow line extends 16 from the proportional valve 15 to another valve 17 which is used to drive the parallel branches, in the traction battery 2 and the electrical components 3 . 4 , are arranged, serves. Also the valve 17 , there at the junction for branching the flow mass flow to the traction battery 2 and the electrical components 3 . 4 provided in series with each other may be a proportional valve as in 1 indicated.

Dieses ist hier mit zwei Temperatursensoren 170, 171 versehen, um die Temperatur für beide Teilmassenströme ṁ₄ und ṁ₅ einstellen zu können, die der Traktionsbatterie 2 und den elektrischen Komponenten 3, 4 zuführt werden.This is here with two temperature sensors 170 . 171 provided to adjust the temperature for both partial mass flows ṁ ₄ and ṁ ₅ , the traction battery 2 and the electrical components 3 . 4 be fed.

Die Vorlaufleitung 16 ist, wie in 1 ebenfalls angedeutet, außenseitig isoliert durch eine Isolierung 18. Diese kann insbesondere auch nur abschnittsweise vorgesehen werden und vor allem am Fahrzeugunterboden, da dort die Vorlaufleitung 16 besonders stark den Umgebungstemperaturen und auch Fahrtwind ausgesetzt ist. Um einen Temperaturverlust für das Kühlmittel während des Durchströmens der Vorlaufleitung 16 so gering wie möglich zu halten, erweist sich das Isolieren der Vorlaufleitung, zumindest bereichsweise bzw. abschnittsweise, somit als sehr vorteilhaft. Die Temperatur t₃ des Vorlaufmassenstroms ṁ₃ am Ausgang des Proportionalventils 15 ist bei Vorsehen der Isolierung 18 etwa gleich der Temperatur t₃' am Eingang des Proportionalventils 17, mit t₃~t_3'.The supply line 16 is how in 1 also indicated, isolated on the outside by an insulation 18 , This can be provided only in sections and especially on the underbody of the vehicle, since there the supply line 16 especially exposed to ambient temperatures and wind. To a temperature loss for the coolant during the flow through the flow line 16 To keep it as low as possible, the isolation of the flow line, at least partially or in sections, thus proves to be very beneficial. The temperature t _{3 of} the flow mass flow ṁ ₃ at the output of the proportional valve 15 is in providing the insulation 18 approximately equal to the temperature t ₃ 'at the input of the proportional valve 17 , with t ₃ ~ t _{3 '} .

Außer dem Kühlmittelkreislauf 5, in dem das Kühlmittel entgegen dem Uhrzeigersinn strömt, ist in 1 auch ein Kältemittelkreislauf 19 gezeigt, der mit dem Kühlmittelkreislauf 5 im Bereich des Verdampfers bzw. Chillers 7 ineinandergreift. Dieser dient dabei dem Wärmeaustausch zwischen den beiden Kreisläufen. Der Kältemittelkreislauf 19, in dem Kältemittel im Uhrzeigersinn strömt, umfasst ferner einen Verdichter 21, einen Kondensator 20 bzw. Gaskühler im Bereich der Fahrzeugfront, zwei Expansionsventile 23, 24 in den beiden Zweigen von Verdampfer/Chiller 7 und eines weiteren Verdampfers 22, der der Fahrzeuginnenraumkühlung dient. Der Verdampfer 22 ist zu dem Verdampfer bzw. Chiller 7 parallelgeschaltet. Der Kältemittelkreislauf umfasst somit zwei Verdampfer, die zueinander parallel geschaltet sind, wobei einer der beiden Verdampfer, nämlich der Verdampfer 7 eine Wärmeübertragung zwischen Kältemittelkreislauf und Kühlmittelkreislauf ermöglicht.Except for the coolant circuit 5 , in which the coolant flows in the counterclockwise direction, is in 1 also a refrigerant circuit 19 shown with the coolant circuit 5 in the area of the evaporator or chiller 7 comes together. This serves to heat exchange between the two circuits. The refrigerant circuit 19 , in which refrigerant flows in a clockwise direction, further comprises a compressor 21 , a capacitor 20 or gas cooler in the area of the vehicle front, two expansion valves 23 . 24 in the two branches of evaporator / chiller 7 and another evaporator 22 , which serves the vehicle interior cooling. The evaporator 22 is to the evaporator or chiller 7 connected in parallel. The refrigerant circuit thus comprises two evaporators, which are connected in parallel to one another, wherein one of the two evaporators, namely the evaporator 7 allows heat transfer between the refrigerant circuit and the coolant circuit.

Über das Proportionalventil 15 wird der Vorlaufmassenstrom ṁ_ges = ṁ₃ eingestellt, wobei hier insbesondere die Vorlauftemperatur t₃ eingestellt wird. Zu diesem Zweck ist vorteilhaft der Temperatursensor 150 in das Proportionalventil 15 integriert. Über diesen ist das Ermitteln der Vorlauftemperatur t₃ direkt im Proportionalventil 15 möglich, so dass die beiden dort zuströmenden Teilmassenströme ṁ₁ und ṁ₂ mit ihren Temperaturen t₁ und t₂, die von den beiden Temperiereinrichtungen in Form des Kühlers 6 und des Verdampfers bzw. Chillers 7 oder auch der Bypassleitung 8, mit der Temperatur t₁', ankommen, entsprechend gemischt werden können, um die gewünschte Vorlauftemperatur für den Vorlaufmassenstrom ṁ_ges = ṁ₃ einstellen zu können. Dies ist in 2 angedeutet, wobei der durch den Kühler 6 temperierte Teilmassenstrom dort mit ṁ₁, mit der Temperatur t₁, der über die Bypassleitung 8 ankommende Teilmassenstrom mit ṁ₁', mit der Temperatur t₁', und der Teilmassenstrom, der von dem Chiller bzw. Verdampfer 7 temperiert wird, mit ṁ₂, mit der Temperatur t₂, dort bezeichnet wird. In 2 ist auch ersichtlich, dass das Proportionalventil 15 stromabwärts hinter sowohl dem Kühler 6 als auch dem Verdampfer 7 als auch der Bypassleitung 8 angeordnet ist und dass der Vorlaufmassenstrom ṁ_ges als ein Gesamtmassenstrom stromabwärts hinter dem Proportionalventil 15 in Richtung der zu temperierenden Komponenten 2, 3, 4 wegströmt. Da die Temperatur des Vorlaufmassenstroms eingestellt werden soll, ist entsprechend der Temperatursensor 150 dort im Bereich des aus dem Proportionalventil 15 austretenden Vorlaufmassenstroms angeordnet.Via the proportional valve 15 the flow mass flow ṁ _ges = ṁ _{3 is} set, in which case in particular the flow temperature t _{3 is} set. For this purpose, the temperature sensor is advantageous 150 in the proportional valve 15 integrated. About this is the determination of the flow temperature t ₃ directly in the proportional valve 15 possible, so that the two inflowing there partial flows ṁ ₁ and ṁ ₂ with their temperatures t ₁ and t ₂ , by the two tempering in the form of the cooler 6 and the evaporator or chiller 7 or the bypass line 8th , with the temperature t ₁ 'arrive, can be mixed accordingly, in order to set the desired flow temperature for the flow mass flow ṁ _ges = ṁ ₃ can. This is in 2 indicated by the radiator 6 tempered partial mass flow there with ṁ ₁ , with the temperature t ₁ , via the bypass line 8th Incoming partial mass flow with ṁ ₁ ', with the temperature t ₁ ', and the partial mass flow of the chiller or evaporator 7 is tempered, with ṁ ₂ , with the temperature t ₂ , there is called. In 2 is also apparent that the proportional valve 15 downstream behind both the radiator 6 as well as the evaporator 7 as well as the bypass line 8th is arranged and that the flow mass flow ṁ _ges as a total mass flow downstream behind the proportional valve 15 in the direction of the components to be tempered 2 . 3 . 4 flows away. Since the temperature of the flow mass flow to be set, is corresponding to the temperature sensor 150 there in the area of the out of the proportional valve 15 exiting flow mass flow arranged.

3 zeigt eine Ausführungsform des Proportionalventils 15 mit Temperatursensor 150. Das Proportionalventil 15 weist einen Ventilabschnitt 151 und einen Aktuatorabschnitt 152 auf. Der Ventilabschnitts 151 weist einen Gehäuseteil 153 mit drei Anschlusseinrichtungen 154, 155, 156 auf. Zwischen Aktuatorabschnitt 152 und Ventilabschnitt 151 ist ein gemeinsamer Deckelteil 158 angeordnet. An den Anschlusseinrichtungen 154, 155, 156 können Leitungen angeschlossen werden, wie die Leitungen, die vom Kühler 6 bzw. der Bypassleitung 8 und vom Verdampfer 7 zu dem Proportionalventil 15 führen bzw. die Vorlaufleitung 16, die von dem Proportionalventil 15 zu dem Proportionalventil 17 führt. An der Anschlusseinrichtung 155 wird beispielsweise die Leitung, die vom Kühler 6 bzw. der Bypassleitung 8 ankommt, angeschlossen, an der Anschlusseinrichtung 156 die Leitung, die vom Verdampfer 7 ankommt, und an die Anschlusseinrichtung 154 die Vorlaufleitung 16. Der Temperatursensor 150 ragt in das Innere einer inneren Kammer 159 der Proportionalventils 15 hinein, um dort die Vorlauftemperatur t₃ zu ermitteln, die durch Mischen der Temperaturen t₁ und t₂ bzw. t₁' und t₂ der Teilmassenströme ṁ₂ und ṁ₁ bzw. ṁ₁' in das Innere des Proportionalventils einströmen. Zum Mischen der Teilmassenströme sind im Innern des Proportionalventils 15 ein feststehendes Blendenelement 160 und ein drehbar gelagertes, direkt benachbart zu diesem angeordnetes Rotorelement 161 mit Rotorteller 165 vorgesehen. Sowohl das feststehende Blendenelement 160 als auch der Rotorteller 165 des Rotorelements 161 weisen Durchgangsöffnungen 162 bzw. 163 auf, die vollständig oder teilweise oder gar nicht einander überdecken können, verstellbar bzw. einstellbar durch entsprechendes Rotieren des Rotorelementes 161. Zum Antrieb des Rotorelementes 161 ist eine entsprechende Antriebseinheit im Gehäuseteil 157 des Aktuatorabschnitts 152 angeordnet, die am sogenannten Spline 164 des Rotorelementes 161 angreift und dessen Drehung bewirkt. 3 shows an embodiment of the proportional valve 15 with temperature sensor 150 , The proportional valve 15 has a valve section 151 and an actuator section 152 on. The valve section 151 has a housing part 153 with three connection devices 154 . 155 . 156 on. Between actuator section 152 and valve section 151 is a common cover part 158 arranged. At the connection devices 154 . 155 . 156 Lines can be connected, such as the lines coming from the radiator 6 or the bypass line 8th and from the evaporator 7 to the proportional valve 15 lead or the supply line 16 coming from the proportional valve 15 to the proportional valve 17 leads. At the connection device 155 For example, the pipe leading from the radiator 6 or the bypass line 8th arrives, connected, at the connection device 156 the pipe coming from the evaporator 7 arrives, and to the connection device 154 the supply line 16 , The temperature sensor 150 protrudes into the interior of an inner chamber 159 the proportional valve 15 in order to determine there the flow temperature t _3, which flow by mixing the temperatures t ₁ and t ₂ or t ₁ 'and t _{2 of} the partial mass flows ṁ ₂ and ṁ ₁ or ṁ ₁ ' in the interior of the proportional valve. For mixing the partial mass flows are in the interior of the proportional valve 15 a fixed panel element 160 and a rotatably mounted, directly adjacent to this arranged rotor element 161 with rotor dish 165 intended. Both the fixed panel element 160 as well as the rotor dish 165 of the rotor element 161 have passage openings 162 respectively. 163 which can cover completely or partially, or not at all, adjustable or adjustable by corresponding rotation of the rotor element 161 , For driving the rotor element 161 is a corresponding drive unit in the housing part 157 of the actuator section 152 arranged on the so-called spline 164 of the rotor element 161 attacks and causes its rotation.

Anstelle von drei Anschlusseinrichtungen am Proportionaiventil 15 können auch vier oder ggf. sogar noch mehr Anschlusseinrichtungen dort vorgesehen werden. Das Proportionaiventil 15 kann somit als 3/2-Wege-Proportionalventil mit drei Anschlusseinrichtungen und zwei Schaltstellungen oder als 4/3-Wege-Proportionalventil mit vier Anschlusseinrichtungen und drei Schaltstellungen ausgebildet werden bzw. sein. Die Wahl des jeweiligen Proportionalventils kann sich danach richten, wie viel Leitungen an diese angeschlossen und dementsprechend über das Proportionalventil 15 massenstromgeregelt werden sollen.Instead of three connection devices on the proportional valve 15 If necessary, four or possibly even more connection devices can also be provided there. The Proportionaiventil 15 Thus, it can be designed as a 3/2-way proportional valve with three connection devices and two switching positions or as a 4/3-way proportional valve with four connection devices and three switching positions. The choice of the respective proportional valve may depend on how many lines connected to it and accordingly on the proportional valve 15 mass flow controlled.

Das in 1 gezeigte Proportionalventil 17 stellt die Temperaturen der Teilmassenströme ṁ₄ und ṁ₅ ein, die über die beiden Leitungen 25, 26 zu den beiden elektrischen Komponenten 3, 4 bzw. der Traktionsbatterie 2 geleitet werden. Um hier die Temperatur für diese beiden Teilmassenströme ṁ₄ und ṁ₅ einstellen zu können, umfasst das Proportionalventil 17 die beiden Temperatursensoren 170 und 171. Diese sind insbesondere im Bereich der beiden Anschlüsse des Proportionalventils 17 für die Leitungen 25, 26 angeordnet, um dort die jeweiligen Temperaturmessungen vornehmen zu können. In dem Proportionalventil 17 wird somit der Vorlaufmassenstrom wieder in Teilmassenströme aufgeteilt und diese entsprechend tempertiert, wie vorgebbar und über die Temperatursensoren 170, 171 kontrollierbar ist. Zweigen mehr als lediglich zwei Leitungen von dem Proportionalventil 17 ab, kann ein jeweiliger Temperatursensor an jedem der Anschlüsse zu den entsprechenden Leitungen vorgesehen werden. Das Proportionalventil kann somit je nach Ausgestaltung sowohl zum Einstellen der Temperatur eines Gesamtmassenstroms als auch der Temperatur von Teilmassenströmen verwendet werden, wie durch die Proportionalventile 15 und 17 gezeigt und vorstehend erläutert.This in 1 shown proportional valve 17 sets the temperatures of the partial mass flows ṁ ₄ and ṁ ₅ , which are via the two lines 25 . 26 to the two electrical components 3 . 4 or the traction battery 2 be directed. In order to be able to set the temperature for these two partial mass flows ṁ ₄ and ṁ _{5 here} , the proportional valve comprises 17 the two temperature sensors 170 and 171 , These are especially in the area of the two ports of the proportional valve 17 for the wires 25 . 26 arranged to make there the respective temperature measurements can. In the proportional valve 17 Thus, the flow mass flow is again divided into partial mass flows and this tempered accordingly, as specifiable and on the temperature sensors 170 . 171 is controllable. Branches more than just two lines from the proportional valve 17 From, a respective temperature sensor can be provided at each of the connections to the corresponding lines. The proportional valve can thus be used depending on the configuration both for adjusting the temperature of a total mass flow and the temperature of partial mass flows, as by the proportional valves 15 and 17 shown and explained above.

In 4 ist eine alternative Ausführungsvariante zu der in 2 gezeigt im Hinblick auf die Anordnung des Proportionalventils 15. Das Proportionalventil 15 kann hiernach an dem Kühler 6 und/oder dem Verdampfer 7 bzw. Chiller angegliedert, insbesondere angeflanscht werden. Das Proportionalventil kann insbesondere Bestandteil des Kühlers 6 bzw. des Verdampfers/Chillers 7 sein. Auch hierbei strömt der von dem Kühler ankommende Teilmassenstrom ṁ₁ mit der Temperatur t₁ ebenso wie der Teilmassenstrom ṁ₂ mit der Temperatur t₂ vom Verdampfer 7 bzw. Chiller in das Proportionalventil ein, insbesondere, wie in 3 gezeigt, und tritt durch die Vorlaufleitung 16 aus diesem wieder als Gesamtmassenstrom bzw. Vorlaufmassenstrom ṁ_ges = ṁ₃ mit der Vorlauftemperatur t₃ = t_ges aus.In 4 is an alternative embodiment to that in 2 shown with regard to the arrangement of the proportional valve 15 , The proportional valve 15 can after that on the radiator 6 and / or the evaporator 7 Chiller attached, in particular flanged. The proportional valve can in particular part of the radiator 6 or the evaporator / chiller 7 be. Here too, the partial mass flow ṁ ₁ arriving from the radiator flows at the temperature t ₁ as well as the partial mass flow ṁ ₂ at the temperature t ₂ from the evaporator 7 or chiller in the proportional valve, in particular, as in 3 shown, and passes through the supply line 16 from this again as total mass flow or flow mass flow ṁ _ges = ṁ ₃ with the flow temperature t ₃ = t _ges off.

Neben dem im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von Temperierungssystem zum Temperieren zumindest einer zu temperierenden Komponente eines Fahrzeugs sowie Fahrzeugen mit einem solchen Temperierungssystem können noch zahlreiche weitere gebildet werden, auch beliebige Kombinationen der genannten Merkmale, bei denen jeweils zumindest eine erste und eine zweite Temperiereinrichtung sowie zumindest ein Proportionalventil zum Einstellen der Vorlauftemperatur für zumindest eine zu temperierende Komponente vorgesehen sind.In addition to the variants of tempering system described above for tempering at least one component of a vehicle to be tempered and vehicles with such a tempering system, numerous further combinations can be formed, including any combination of the features mentioned, in which at least one first and one second temperature control device and at least one proportional valve for adjusting the flow temperature for at least one component to be tempered are provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Temperierungssystemtempering
22: Traktionsbatterietraction battery
33: elektrische Komponenteelectrical component
44: elektrische Komponenteelectrical component
55: KühlmittelkreislaufCoolant circuit
66: Kühler/erste TemperiereinrichtungCooler / first tempering device
77: Verdamper/Chiller/zweite TemperiereinrichtungVerdamper / Chiller / second tempering device
88th: Bypassleitungbypass line
99: VentilValve
1010: Leitungmanagement
1111: Knotenpunktjunction
1212: Leitungmanagement
1313: Leitungmanagement
1414: Knotenpunktjunction
1515: Proportionalventilproportional valve
1616: Vorlaufleitungsupply line
1717: VentilValve
1818: Isolierunginsulation
1919: KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
2020: Kondensator/GaskühlerCondenser / gas cooler
2121: Verdichtercompressor
2222: Verdampfer für FahrzeuginnenraumkühlungEvaporator for vehicle interior cooling
2323: Expansionsventilexpansion valve
2424: Expansionsventilexpansion valve
2525: Leitungmanagement
2626: Leitungmanagement
2727: Leitungmanagement
2828: Leitungmanagement
100100: Fahrzeugvehicle
101101: Fahrzeugfrontvehicle front
150150: Temperatursensortemperature sensor
151151: Ventilabschnittvalve section
152152: Aktuatorabschnittactuator portion
153153: Gehäuseteilhousing part
154154: Anschlusseinrichtungconnecting device
155155: Anschlusseinrichtungconnecting device
156156: Anschlusseinrichtungconnecting device
157157: Gehäuseteilhousing part
158158: gemeinsamer Deckelteilcommon cover part
159 159: innere Mischkammerinner mixing chamber
160160: feststehendes Blendenelementfixed aperture element
161161: Rotorelementrotor member
162162: DurchgangsöffnungThrough opening
163163: DurchgangsöffnungThrough opening
164164: Splinespline
165165: Rotortellerrotor cup
170170: Temperatursensortemperature sensor
171171: Temperatursensortemperature sensor
ṁ_ges = ṁ₃ ṁ _ges = ṁ ₃: VorlaufmassenstromLeading mass flow
ṁ₁ ṁ ₁: TeilmassenstromMass flow
ṁ₁'ṁ ₁ ': TeilmassenstromMass flow
ṁ₂ ṁ ₂: TeilmassenstromMass flow
ṁ₄ ₄: TeilmassenstromMass flow
ṁ₅ ṁ ₅: TeilmassenstromMass flow
t₁ t ₁: Temperatur Teilmassenstrom ṁ₁ Temperature Part mass flow ṁ ₁
t₂ t ₂: Temperatur Teilmassenstrom ṁ₂ Temperature partial mass flow ṁ ₂
t₁'t ₁ ': Temperatur Teilmassenstrom ṁ₁'Temperature partial mass flow ṁ ₁ '
t₃ t ₃: Vorlauftemperatur bei 15 Flow temperature at 15
t₃'t ₃ ': Vorlauftemperatur bei 17 Flow temperature at 17
P1P1: Strömungsrichtung in Leitung 10 Flow direction in line 10
P2P2: Strömungsrichtung in Vorlaufleitung 16 Flow direction in flow line 16

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013008801 A1 [0003, 0010]
DE 4408960 C1 [0004, 0010]

Claims

Tempering system ( 1 ) for tempering at least one component to be tempered ( 2 . 3 . 4 ) of a vehicle ( 100 ), in particular at least one traction battery ( 2 ) of the vehicle ( 100 ), comprising at least a first tempering device ( 6 ) and at least one second tempering device ( 7 ) of a temperature control circuit ( 5 ), characterized in that at least one proportional valve ( 15 . 17 ) for adjusting the flow temperature for the at least one component to be tempered ( 2 . 3 . 4 ) is provided.

Tempering system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least one flow line ( 16 ) between the proportional valve ( 15 ) and the at least one component to be tempered ( 2 . 3 . 4 ) is arranged to supply the component to be tempered ( 2 . 3 . 4 ) with the from the proportional valve ( 15 ) output mass flow (ṁ _ges ), which results from the setting of partial mass flows (ṁ ₁ , ṁ ₂ , ṁ ₁ ') to each other.

Tempering system ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the proportional valve ( 15 . 17 ) at least one sensor device ( 150 . 170 . 171 ) for detecting at least one physical property of the flow mass flow through the temperature control circuit ( 5 ) has flowing medium.

Tempering system ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the at least one sensor device is a temperature sensor ( 150 . 170 . 171 ).

Tempering system ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the at least one sensor device, in particular the temperature sensor ( 150 . 170 . 171 ), in the proportional valve ( 15 . 17 ) is integrated.

Tempering system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first tempering device is a cooler ( 6 ).

Tempering system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second tempering device is a chiller ( 7 ).

Tempering system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one bypass line ( 8th ) in parallel to the at least one first and / or the at least one second tempering device ( 6 . 7 ) and via a valve device ( 9 ) can be switched on and switched off.

Tempering system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the proportional valve ( 15 . 17 ) downstream at least behind the at least one first and the at least one second temperature control device ( 6 . 7 ), in particular behind the at least one first and the at least one second tempering device ( 6 . 7 ) and behind the bypass line ( 8th ) is arranged.

Tempering system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the proportional valve ( 15 ) to at least one of the tempering devices ( 6 . 7 ) affiliated, in particular flanged.

Tempering system ( 1 ) according to one of claims 3 to 10, characterized in that the proportional valve ( 15 ) as a mixing valve for mixing of partial mass flows (ṁ ₁ , ṁ ₂ , ṁ ₁ ') and the at least one sensor device ( 150 ) in or on an internal mixing chamber ( 159 ) and / or in the region of a connection device ( 154 ) for connecting a supply line ( 16 ) and / or in the region in or on an actuator section ( 152 ) of the proportional valve ( 15 ) is arranged.

Vehicle ( 100 ), in particular land vehicle, with at least one drive unit, in particular an electric motor of an electric drive, and at least one component to be tempered ( 2 . 3 . 4 ), in particular a traction battery ( 2 ), characterized in that at least one tempering system ( 1 ) is provided according to one of the preceding claims.

Vehicle ( 100 ) according to claim 12, characterized in that at least one flow line ( 16 ) for supplying the component to be tempered ( 2 . 3 . 4 ) provided with the tempered flow mass flow (ṁ _ges ) and the flow line ( 16 ) at least partially isolated ( 18 ), especially in the area of a vehicle underbody.