DE102017004965A1 - Temperierungskreislauf for a motor vehicle, method for operating a Temperierungskreislaufs and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Temperierungskreislauf (10) für ein Kraftfahrzeug, welcher von einem Medium durchströmbar ist, mit einem Verdichter (12), mit einem stromab des Verdichters (12) angeordneten ersten Wärmetauscher (14), mittels welchem ein Luftstrom (70) für einen Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs erwärmbar ist, mit einem stromab des ersten Wärmetauschers (14) angeordneten zweiten Wärmetauscher (38) zum Kühlen des Luftstroms (70), mit einem stromab des ersten Wärmetauschers (14) angeordneten dritten Wärmetauscher (42) zum Temperieren einer Batterie des Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem stromab des zweiten Wärmetauschers (42) angeordneten vierten Wärmetauscher (60), mittels welchem Wärme aus seiner Umgebung auf das Medium übertragbar ist, mit einer zwischen dem ersten Wärmetauscher (14) und dem zweiten Wärmetauscher (38) angeordneten ersten Expansionseinrichtung (16), mit einer zwischen dem zweiten Wärmetauscher (38) und dem vierten Wärmetauscher (60) angeordneten zweiten Expansionseinrichtung (40), und mit einer stromab des dritten Wärmetauschers (42) angeordneten dritten Expansionseinrichtung (44), wobei der zweite Wärmetauscher (38) und der dritte Wärmetauscher (42) sowie die zweite Expansionseinrichtung (40) und die dritte Expansionseinrichtung (44) stromab des ersten Wärmetauschers (14) und stromauf des vierten Wärmetauschers (60) jeweils parallel zueinander geschaltet sind.The invention relates to a Temperierungskreislauf (10) for a motor vehicle, which is flowed through by a medium, with a compressor (12), with a downstream of the compressor (12) arranged first heat exchanger (14), by means of which an air flow (70) for a Vehicle interior of the motor vehicle is heated, with a downstream of the first heat exchanger (14) arranged second heat exchanger (38) for cooling the air flow (70) with a downstream of the first heat exchanger (14) arranged third heat exchanger (42) for temperature control of a battery of the motor vehicle , with at least one fourth heat exchanger (60) arranged downstream of the second heat exchanger (42), by means of which heat can be transferred from its environment to the medium, with a first expansion device (FIG. 3) between the first heat exchanger (14) and the second heat exchanger (38). 16), with a between the second heat exchanger (38) and the fourth heat exchanger (60) a second expansion device (40), and with a third expansion device (44) arranged downstream of the third heat exchanger (42), wherein the second heat exchanger (38) and the third heat exchanger (42) and the second expansion device (40) and the third expansion device ( 44) downstream of the first heat exchanger (14) and upstream of the fourth heat exchanger (60) are each connected in parallel to each other.
Description
Die Erfindung betrifft einen Temperierungskreislauf für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben eines Temperierungskreislaufs sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a Temperierungskreislauf for a motor vehicle, a method for operating a Temperierungskreislaufs and a motor vehicle according to the preambles of the independent claims.
Aus der
Zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher ist eine erste Expansionseinrichtung angeordnet, zwischen dem zweiten Wärmetauscher und dem vierten Wärmetauscher ist eine zweite Expansionseinrichtung angeordnet, und stromab des dritten Wärmetauschers ist eine dritte Expansionseinrichtung angeordnet. Mittels der jeweiligen Expansionseinrichtungen kann das Medium von einem Hochdruckniveau auf ein Mitteldruckniveau und/oder ein Niedrigdruckniveau entspannt werden. Unter der Anordnung der jeweiligen Expansionseinrichtung zwischen jeweiligen Wärmetauschern ist nicht notwendigerweise eine örtliche Anordnung der Expansionseinrichtung zu verstehen, sondern vielmehr dass die jeweilige Expansionseinrichtung stromauf des einen Wärmetauschers und stromab des jeweils anderen Wärmetauschers angeordnet ist.Between the first heat exchanger and the second heat exchanger, a first expansion device is arranged, between the second heat exchanger and the fourth heat exchanger, a second expansion device is arranged, and downstream of the third heat exchanger, a third expansion device is arranged. By means of the respective expansion devices, the medium can be expanded from a high pressure level to a medium pressure level and / or a low pressure level. The arrangement of the respective expansion device between respective heat exchangers does not necessarily mean a local arrangement of the expansion device, but rather that the respective expansion device is arranged upstream of the one heat exchanger and downstream of the respective other heat exchanger.
Das Medium wird beim Durchströmen des Temperierungskreislaufs mittels des Verdichters verdichtet und strömt stromab des Verdichters durch den ersten Wärmetauscher, über welchen zum Erwärmen des Luftstroms für den Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs Wärme von dem Medium an den Luftstrom übergeht. Anschließend durchströmt das Medium den stromab des ersten Wärmetauschers angeordneten zweiten Wärmetauscher, mittels welchem zum Kühlen des Luftstroms Wärme von dem Luftstrom an das Medium übergeht. Des Weiteren durchströmt das Medium stromab des ersten Wärmetauschers den dritten Wärmetauscher, über welchen die Batterie des Kraftfahrzeugs mittels des Mediums temperiert wird und den stromab des zweiten Wärmetauschers angeordneten vierten Wärmetauscher, mittels welchem Wärme aus seiner Umgebung auf das Medium übertragen wird. Darüber hinaus durchströmt das Medium die zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher angeordnete erste Expansionseinrichtung, die zwischen dem zweiten Wärmetauscher und dem vierten Wärmetauscher angeordnete zweite Expansionseinrichtung und die stromab des dritten Wärmetauschers angeordnete dritte Expansionseinrichtung, mittels welchen das Medium jeweils expandiert wird.The medium is compressed by the compressor when flowing through the Temperierungskreislauf and flows downstream of the compressor through the first heat exchanger, via which passes to heat the air flow for the vehicle interior of the motor vehicle heat from the medium to the air flow. Subsequently, the medium flows through the second heat exchanger arranged downstream of the first heat exchanger, by means of which heat is transferred from the air flow to the medium for cooling the air flow. Furthermore, the medium flows through the third heat exchanger downstream of the first heat exchanger, via which the battery of the motor vehicle is temperature controlled by the medium and arranged downstream of the second heat exchanger fourth heat exchanger, by means of which heat is transferred from its environment to the medium. In addition, the medium flows through the first expansion device arranged between the first heat exchanger and the second heat exchanger, the second expansion device arranged between the second heat exchanger and the fourth heat exchanger and the third expansion device arranged downstream of the third heat exchanger, by means of which the medium is expanded in each case.
Des Weiteren ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Temperierungskreislauf für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben eines Temperierungskreislaufs für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen mehrere Komponenten des Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft temperierbar sind.Object of the present invention is to provide a Temperierungskreislauf for a motor vehicle, a method for operating a Temperierungskreislaufs for a motor vehicle and a motor vehicle, by means of which a plurality of components of the motor vehicle are particularly advantageous tempered.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Temperierungskreislauf für ein Kraftfahrzeug, durch ein Verfahren zum Betreiben eines Temperierungskreislaufs für ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.This object is achieved by a Temperierungskreislauf for a motor vehicle, by a method for operating a Temperierungskreislaufs for a motor vehicle and by a motor vehicle having the features of the independent claims.
Zur Schaffung eines Temperierungskreislaufs für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art, mittels welchem mehrere Komponenten des Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft temperierbar sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Wärmetauscher und der dritte Wärmetauscher sowie die zweite Expansionseinrichtung und die dritte Expansionseinrichtung stromab des ersten Wärmetauschers und stromauf des vierten Wärmetauschers jeweils parallel zueinander geschaltet sind. Das bedeutet, dass das Medium nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers und der ersten Expansionseinrichtung in einen ersten Teilstrom und in einen zweiten Teilstrom aufteilbar ist. Der erste Teilstrom kann den zweiten Wärmetauscher durchströmen, wobei parallel beziehungsweise gleichzeitig dazu der zweite Teilstrom den dritten Wärmetauscher durchströmen kann. Die Teilströme beziehungsweise der zweite und dritte Wärmetauscher sind somit strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet.To create a tempering circuit for a motor vehicle of the type mentioned, by means of which several components of the motor vehicle are particularly advantageous tempered, it is inventively provided that the second heat exchanger and the third heat exchanger and the second expansion device and the third expansion device downstream of the first heat exchanger and upstream of the fourth heat exchanger are each connected in parallel to each other. This means that after flowing through the first heat exchanger and the first expansion device, the medium can be divided into a first partial flow and a second partial flow. The first partial flow can flow through the second heat exchanger, wherein parallel or simultaneously to the second partial flow can flow through the third heat exchanger. The partial flows or the second and third heat exchangers are thus connected fluidically parallel to each other.
Die erste Expansionseinrichtung ist insbesondere stromauf einer Abzweigung des Mediums in den ersten Teilstrom und den zweiten Teilstrom angeordnet. Der zweite Wärmetauscher ist von dem ersten Teilstrom durchströmbar, während der dritte Wärmetauscher gleichzeitig von dem zweiten Teilstrom des Mediums durchströmbar ist. Stromab des zweiten Wärmetauschers und des dritten Wärmetauschers sind die zweite Expansionseinrichtung und die dritte Expansionseinrichtung parallel von den jeweiligen Teilströmen durchströmbar. Insbesondere durchströmt der erste Teilstrom die zweite Expansionseinrichtung, während gleichzeitig beziehungsweise parallel der zweite Teilstrom die dritte Expansionseinrichtung durchströmt. Nach Durchströmen der zweiten Expansionseinrichtung und der dritten Expansionseinrichtung vereinen sich beispielsweise der erste Teilstrom und der zweite Teilstrom des Mediums stromab der zweiten Expansionseinrichtung und der dritten Expansionseinrichtung, insbesondere in einer Sammeleinrichtung.The first expansion device is arranged in particular upstream of a branch of the medium in the first partial flow and the second partial flow. The second heat exchanger can be flowed through by the first partial flow, while the third heat exchanger can simultaneously flow through the second partial flow of the medium. Downstream of the second heat exchanger and the third heat exchanger, the second expansion device and the third expansion device can be flowed through in parallel by the respective partial flows. In particular, the first partial flow flows through the second expansion device, while at the same time or in parallel the second partial flow flows through the third expansion device. After flowing through the second expansion device and the third expansion device, for example, the first partial flow and the second partial flow of the medium combine downstream of the second expansion device and the third expansion device, in particular in a collecting device.
Der erste Teilstrom und der zweite Teilstrom strömen vereint durch den vierten Wärmetauscher stromab der Sammeleinrichtung. In einer alternativen Ausführung können stromauf des zweiten Wärmetauschers und des dritten Wärmetauschers und stromab des ersten Wärmetauschers mehrere Expansionseinrichtungen parallel zueinander geschaltet sein.The first partial flow and the second partial flow flow together through the fourth heat exchanger downstream of the collecting device. In an alternative embodiment, upstream of the second heat exchanger and the third heat exchanger and downstream of the first heat exchanger, a plurality of expansion devices may be connected in parallel.
Vorteilhaft an der Parallelschaltung des zweiten Wärmetauschers und des dritten Wärmetauschers sowie der zweiten Expansionseinrichtung und der dritten Expansionseinrichtung ist, dass je nach Ausgestaltung der Abzweigung zur Aufteilung des Mediums in den ersten Teilstrom und den zweiten Teilstrom die Batterie, beispielsweise über einen Batteriekreislauf, und der Luftstrom unabhängig voneinander temperiert werden können. Das Medium kann vollständig durch den zweiten Wärmetauscher oder vollständig durch den dritten Wärmetauscher geleitet werden oder in die jeweiligen Teilströme aufgeteilt werden und den zweiten Wärmetauscher und den dritten Wärmetauscher parallel durchströmen. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Luftstrom und die Batterie unabhängig voneinander besonders einfach mittels des Temperierungskreislaufes temperierbar sind.An advantage of the parallel connection of the second heat exchanger and the third heat exchanger and the second expansion device and the third expansion device is that depending on the configuration of the branch for dividing the medium into the first partial flow and the second partial flow of the battery, for example via a battery circuit, and the air flow can be tempered independently. The medium can be passed completely through the second heat exchanger or completely through the third heat exchanger or split into the respective partial flows and flow through the second heat exchanger and the third heat exchanger in parallel. This results in the advantage that the air flow and the battery independently of each other are particularly easy to temper by means of the Temperierungskreislaufes.
Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn ein fünfter Wärmetauscher, mittels welchem Wärme aus einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs auf das Medium übertragbar ist, sowie eine stromab des fünften Wärmetauschers angeordnete vierte Expansionseinrichtung vorgesehen sind. Der fünfte Wärmetauscher und die vierte Expansionseinrichtung sind stromab des ersten Wärmetauschers und stromauf des vierten Wärmetauschers parallel zu dem zweiten Wärmetauscher, dem dritten Wärmetauscher, der zweiten Expansionseinrichtung und der dritten Expansionseinrichtung geschaltet. Das bedeutet, dass der zweite Wärmetauscher, der dritte Wärmetauscher und der fünfte Wärmetauscher jeweils parallel zueinander geschaltet sind und die zweite Expansionseinrichtung, die dritte Expansionseinrichtung und die vierte Expansionseinrichtung ebenfalls jeweils parallel zueinander geschaltet sind. Der fünfte Wärmetauscher ist von einem dritten Teilstrom des Mediums durchströmbar, welcher insbesondere mittels der Abzweigung abgezweigt wird. Somit ist vorteilhafterweise mittels des den fünften Wärmetauscher durchströmenden dritten Teilstrom des Mediums der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs kühlbar und der den fünften Wärmetauscher durchströmende dritte Teilstrom des Mediums erwärmbar. Vorteilhafterweise kann somit Wärme in den Temperierungskreislauf über den fünften Wärmetauscher eingebracht werden.It has proved to be advantageous if a fifth heat exchanger, by means of which heat from a drive train of the motor vehicle can be transferred to the medium, and a fourth expansion device arranged downstream of the fifth heat exchanger are provided. The fifth heat exchanger and the fourth expansion device are connected downstream of the first heat exchanger and upstream of the fourth heat exchanger in parallel to the second heat exchanger, the third heat exchanger, the second expansion device and the third expansion device. This means that the second heat exchanger, the third heat exchanger and the fifth heat exchanger are each connected in parallel to each other and the second expansion device, the third expansion device and the fourth expansion device are also connected in parallel to each other. The fifth heat exchanger can be flowed through by a third partial flow of the medium, which is diverted in particular by means of the branch. Thus, advantageously by means of the fifth heat exchanger flowing through the third partial flow of the medium, the drive train of the motor vehicle can be cooled and the third partial flow of the medium flowing through the fifth heat exchanger can be heated. Advantageously, heat can thus be introduced into the tempering circuit via the fifth heat exchanger.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein sechster Wärmetauscher vorgesehen, welcher von einem zum vierten Wärmetauscher hinströmenden ersten Mediumstrom des Mediums und von einem zu dem Verdichter hinströmenden zweiten Mediumstrom des Mediums durchströmbar ist, wobei über den sechsten Wärmetauscher Wärme zwischen den Mediumströmen austauschbar ist. Mit anderen Worten ist ein innerer Wärmetauscher vorgesehen, mittels welchem Wärme von einem ersten Bereich des Temperierungskreislaufs auf einen anderen, zweiten Bereich des Temperierungskreislaufs übertragbar ist. Dabei ist der erste Bereich stromab der zweiten Expansionseinrichtung, der dritten Expansionseinrichtung und der fünften Expansionseinrichtung sowie stromauf des vierten Wärmetauschers angeordnet und der zweite Bereich ist stromab des vierten Wärmetauschers und stromauf des Verdichters angeordnet. Vorteilhafterweise kann somit zu Erlangung einer besonders hohen Effektivität des Temperierungskreislaufs Wärme zwischen den Bereichen verschoben werden.According to an advantageous development of the invention, a sixth heat exchanger is provided which can be flowed through by a first medium flow flowing toward the fourth heat exchanger and by a second medium flow flowing toward the compressor, heat being exchangeable between the medium flows via the sixth heat exchanger. In other words, an internal heat exchanger is provided, by means of which heat can be transferred from a first region of the tempering circuit to another, second region of the tempering circuit. In this case, the first region is arranged downstream of the second expansion device, the third expansion device and the fifth expansion device and upstream of the fourth heat exchanger and the second region is arranged downstream of the fourth heat exchanger and upstream of the compressor. Advantageously, heat can thus be shifted between the regions in order to obtain a particularly high degree of effectiveness of the tempering circuit.
Vorzugsweise ist stromab des vierten Wärmetauschers und stromauf des Verdichters ein Abscheider zum Trennen des Mediums in seine Flüssigphase und in seine Gasphase angeordnet. Das Medium kann somit nach Durchströmen des vierten Wärmetauschers und vor Durchströmen des Verdichters in dem Abscheider in seine Flüssigphase und in seine Gasphase getrennt werden. Hierdurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass das Medium in seiner Gasphase von dem Verdichter verdichtet wird. Durch eine Zuführung des Mediums in seiner Gasphase zum Verdichter kann beispielsweise ein Phasenwechsel des Mediums im Verdichter eingeschränkt werden und somit eine Lebensdauer des Verdichters besonders vorteilhaft erhöht werden.Preferably, downstream of the fourth heat exchanger and upstream of the compressor, a separator for separating the medium in its liquid phase and in its gas phase is arranged. The medium can thus be separated into its liquid phase and into its gas phase after flowing through the fourth heat exchanger and before flowing through the compressor in the separator. This can advantageously be ensured that the medium is compressed in its gas phase of the compressor. By supplying the medium in its gas phase to the compressor, for example, a phase change of the medium in the compressor can be restricted and thus a life of the compressor can be increased particularly advantageous.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bypass vorgesehen, mittels welchem das Medium nach Durchströmen der ersten Expansionseinrichtung an dem zweiten Wärmetauscher, dem dritten Wärmetauscher, dem vierten Wärmetauscher und dem fünften Wärmetauscher vorbei dem Verdichter zuführbar ist. Bei dem Bypass handelt es sich um eine Umgehungsleitung, welche von dem Medium unter Umgehung des zweiten Wärmetauschers, des dritten Wärmetauschers, des vierten Wärmetauschers und des fünften Wärmetauschers durchströmbar ist. Insbesondere kann mittels des Bypasses ein vierter Teilstrom des Mediums an dem zweiten Wärmetauscher, dem dritten Wärmetauscher, dem vierten Wärmetauscher und dem fünften Wärmetauscher vorbei dem Verdichter zugeführt werden. Es kann somit mittels der Abzweigung das Medium in den ersten Teilstrom und/oder den zweiten Teilstrom und/oder den dritten Teilstrom und/oder den vierten Teilstrom aufgeteilt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eingestellt, insbesondere gesteuert oder geregelt, werden kann, ob und mittels welchen der Wärmetauscher Wärme auf das Medium übertragen oder von dem Medium abgegeben wird.In a further advantageous embodiment of the invention, a bypass is provided, by means of which the medium after flowing through the first expansion device to the second heat exchanger, the third heat exchanger, the fourth heat exchanger and the fifth heat exchanger past the compressor can be fed. The bypass is a bypass line, which can be flowed through by the medium, bypassing the second heat exchanger, the third heat exchanger, the fourth heat exchanger and the fifth heat exchanger. In particular, by means of the bypass, a fourth partial flow of the medium can be supplied to the compressor past the second heat exchanger, the third heat exchanger, the fourth heat exchanger and the fifth heat exchanger. Thus, by means of the branching, the medium can be divided into the first partial flow and / or the second partial flow and / or the third partial flow and / or the fourth partial flow. This results in the advantage that can be set, in particular controlled or regulated, can be, whether and by which of the heat exchanger heat is transferred to the medium or discharged from the medium.
Vorzugsweise ist das Medium als Kohlenstoffdioxid, was auch als Kältemittel R744 bezeichnet wird, ausgebildet. Vorteilhafterweise handelt es sich bei Kohlenstoffdioxid um ein nicht entzündliches und leicht zu handhabendes sowie kostengünstiges Kältemittel.Preferably, the medium is formed as carbon dioxide, which is also referred to as refrigerant R744. Advantageously, carbon dioxide is a non-flammable, easy-to-use and cost-effective refrigerant.
Zur Schaffung eines Verfahrens zum Betreiben eines Temperierungskreislaufs für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art, mit welchem mehrere Komponenten des Kraftfahrzeugs besonders einfach temperierbar sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Wärmetauscher und der dritte Wärmetauscher sowie die zweite Expansionseinrichtung und die dritte Expansionseinrichtung stromab des ersten Wärmetauschers und stromauf des vierten Wärmetauschers jeweils parallel zueinander geschaltet sind, sodass das Medium jeweils parallel den zweiten Wärmetauscher und den dritten Wärmetauscher sowie die zweite Expansionseinrichtung und die dritte Expansionseinrichtung durchströmt. Mit anderen Worten durchströmt ein erster Teilstrom des Mediums den zweiten Wärmetauscher und ein zweiter Teilstrom des Mediums parallel dazu den dritten Wärmetauscher. Anschließend durchströmt der erste Teilstrom die zweite Expansionseinrichtung und der zweite Teilstrom die dritte Expansionseinrichtung parallel. Vorteilhafterweise können somit sowohl die Batterie als auch der Luftstrom mittels des Mediums parallel temperiert werden.To provide a method for operating a Temperierungskreislaufs for a motor vehicle of the type mentioned, with which a plurality of components of the motor vehicle are particularly easy tempered, the invention provides that the second heat exchanger and the third heat exchanger and the second expansion device and the third expansion device downstream of the first Heat exchanger and upstream of the fourth heat exchanger are each connected in parallel to each other, so that the medium in each case flows through the second heat exchanger and the third heat exchanger and the second expansion device and the third expansion device in parallel. In other words, flows through a first partial flow of the medium, the second heat exchanger and a second partial flow of the medium parallel to the third heat exchanger. Subsequently, the first partial flow flows through the second expansion device and the second partial flow through the third expansion device in parallel. Advantageously, both the battery and the air flow can thus be tempered in parallel by means of the medium.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind ein fünfter Wärmetauscher, mittels welchem Wärme aus einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs auf das Medium übertragen wird, sowie eine stromab des fünften Wärmetauschers angeordnete vierte Expansionseinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Medium expandiert wird, wobei der fünfte Wärmetauscher und die vierte Expansionseinrichtung stromab des ersten Wärmetauschers und stromauf des vierten Wärmetauschers parallel zu dem zweiten Wärmetauscher, dem dritten Wärmetauscher, der zweiten Expansionseinrichtung und der dritten Expansionseinrichtung geschaltet sind. Mit anderen Worten sind der zweite Wärmetauscher von dem ersten Teilstrom, der dritte Wärmetauscher von dem zweiten Teilstrom und der fünfte Wärmetauscher von dem dritten Teilstrom parallel durchströmbar. Beispielsweise können einer, zwei oder drei der parallel zueinander geschalteten Wärmetauscher gleichzeitig von jeweils einem Teilstrom des Mediums durchströmt werden. Vorteilhafterweise kann somit eine parallele Temperierung des Antriebsstrangs, der Batterie und des Luftstroms mittels der parallel geschalteten Wärmetauscher gesteuert werden.In an advantageous embodiment of the invention, a fifth heat exchanger, by means of which heat from a drive train of the motor vehicle is transferred to the medium, and a downstream of the fifth heat exchanger arranged fourth expansion means are provided, by means of which the medium is expanded, wherein the fifth heat exchanger and the fourth Expansion means are connected downstream of the first heat exchanger and upstream of the fourth heat exchanger in parallel to the second heat exchanger, the third heat exchanger, the second expansion device and the third expansion device. In other words, the second heat exchanger of the first partial flow, the third heat exchanger of the second partial flow and the fifth heat exchanger of the third partial flow can be flowed through in parallel. For example, one, two or three of the heat exchangers connected in parallel to one another can be flowed through by a respective partial flow of the medium at the same time. Advantageously, a parallel temperature control of the drive train, the battery and the air flow can thus be controlled by means of the parallel-connected heat exchangers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Medium nach Durchströmen des ersten Wärmetauschers den dritten Wärmetauscher unter Wärmeabgabe an die Batterie des Kraftfahrzeugs durchströmt. Das bedeutet, dass das Medium nach seiner Verdichtung durch den Verdichter im ersten Wärmetauscher Wärme an den Luftstrom abgibt und anschließend bei Durchströmen des dritten Wärmetauschers Wärme an die Batterie beziehungsweise den zuvor genannten Batteriekreislauf abgibt, sodass die Batterie mittels der an den Batteriekreislauf abgegebenen Wärme erwärmbar ist. Beispielsweise wird das Medium hierbei bei Durchströmen der ersten Expansionseinrichtung nicht entspannt und behält sein Druckniveau zumindest im Wesentlichen bei. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass beispielsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs und/oder bei tiefen Außentemperaturen die Batterie besonders schnell auf deren Betriebstemperatur erwärmt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the medium flows through the third heat exchanger with heat release to the battery of the motor vehicle after flowing through the first heat exchanger. This means that the medium emits heat to the air stream after its compression by the compressor in the first heat exchanger and then emits heat to the battery or the aforementioned battery circuit when flowing through the third heat exchanger, so that the battery can be heated by means of the heat given to the battery circuit , For example, the medium is not relaxed during flow through the first expansion device and at least substantially maintains its pressure level. This results in the advantage that, for example, when starting the motor vehicle and / or at low outside temperatures, the battery can be heated to its operating temperature very quickly.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Temperierungskreislauf, wie er im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperierungskreislauf erläutert worden ist. Das Kraftfahrzeug ist dazu ausgebildet, ein Verfahren, wie es im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurde, durchzuführen.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with a Temperierungskreislauf, as has been explained in connection with the Temperierungskreislauf invention. The motor vehicle is designed to carry out a method as has been explained in connection with the method according to the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the the following description of a preferred embodiment and with reference to the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Dabei zeigt:
-
1 ein Fließschema eines Temperierungskreislaufs, bei welchem ein zweiter Wärmetauscher, ein dritter Wärmetauscher und ein fünfter Wärmetauscher parallel zueinander geschaltet sind, in einem ersten Betriebszustand, in welchem der zweite Wärmetauscher von einem ersten Teilstrom und der dritte Wärmetauscher von einem zweiten Teilstrom eines Mediums parallel durchströmt werden; -
2 eine schematische Ansicht eines Druck-Enthalpie-Diagramms mit einem ersten Zustandskreislauf des Mediums gemäß dem ersten Betriebszustand des Temperierungskreislaufs aus1 ; -
3 das Fließschema des Temperierungskreislaufs in einem zweiten Betriebszustand, in welchem das Medium den dritten Wärmetauscher durchströmt und den zweiten Wärmetauscher und den fünften Wärmetauscher umgeht, das bedeutet nicht durchströmt; -
4 die schematische Ansicht des Druck-Enthalpie-Diagramms mit einem zweiten Zustandskreislauf des Mediums gemäß dem zweiten Betriebszustand des Temperierungskreislaufs aus3 ; -
5 das Fließschema des Temperierungskreislaufs in einem dritten Betriebszustand, in welchem der zweite Wärmetauscher von einem ersten Teilstrom und der fünfte Wärmetauscher von einem dritten Teilstrom des Mediums parallel durchströmt werden; und -
6 das Fließschema des Temperierungskreislaufs in einem vierten Betriebszustand, in welchem das Medium vollständig durch den dritten Wärmetauscher strömt und hierbei eine Batterie des Kraftfahrzeugs kühlt, während der zweite Wärmetauscher und der fünfte Wärmetauscher von dem Medium umgangen, das bedeutet nicht durchströmt werden.
-
1 a flow diagram of a Temperierungskreislaufs, in which a second heat exchanger, a third heat exchanger and a fifth heat exchanger are connected in parallel, in a first operating state in which the second heat exchanger by a first partial flow and the third heat exchanger are flowed through in parallel by a second partial flow of a medium ; -
2 a schematic view of a pressure-enthalpy diagram with a first state circuit of the medium according to the first operating state of the Temperierungskreislaufs from1 ; -
3 the flow diagram of the Temperierungskreislaufs in a second operating state in which the medium flows through the third heat exchanger and bypasses the second heat exchanger and the fifth heat exchanger, that does not flow through; -
4 the schematic view of the pressure-enthalpy diagram with a second state circuit of the medium according to the second operating state of the Temperierungskreislaufs from3 ; -
5 the flow diagram of the Temperierungskreislaufs in a third operating state, in which the second heat exchanger by a first partial flow and the fifth heat exchanger are flowed through in parallel by a third partial flow of the medium; and -
6 the flow diagram of the Temperierungskreislaufs in a fourth operating state in which the medium flows completely through the third heat exchanger, thereby cooling a battery of the motor vehicle, while the second heat exchanger and the fifth heat exchanger bypassed by the medium, that is, not flowed through.
Einander entsprechende Elemente sind in allen Fig. mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding elements are provided in all figures with the same reference numerals.
In
Hierfür umfasst der Temperierungskreislauf
In der ersten Zweigleitung
Bei der vierten Zweigleitung
In der zweiten Leitung
Stromab des vierten Wärmetauschers
Stromab des Drei-Wege-Ventils
Mittels des Mediums kann über den dritten Wärmetauscher
Bei dem in
Der zweite Teilstrom
In
Bei einem im Fließschema in
Anschließend wird das Medium in der dritten Expansionseinrichtung
Ein zugehöriger Zustandskreislauf des Mediums im zweiten Betriebszustand ist in
Das Fließschema des Temperierungskreislaufs
In
Die im Zusammenhang mit den
Durch den beschriebenen Temperierungskreislauf
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2013/0025311 A1 [0002]US 2013/0025311 A1 [0002]
- DE 10253357 A1 [0005]DE 10253357 A1 [0005]
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CN116512864A (en) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 徐州徐工汽车制造有限公司 | Hybrid vehicle heat management system and hybrid vehicle |
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