DE102017118832A1

DE102017118832A1 - Betrieb eines kombinierten kühlkreislaufs für leistungselektronik und batterie

Info

Publication number: DE102017118832A1
Application number: DE102017118832.0A
Authority: DE
Inventors: Hamish Lewis; Christian Brent SCHOENEMAN; Kenneth J. Jackson; Peter Rowling
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2018-02-22
Also published as: CN107757392A; US10220722B2; US20180050605A1; CN107757392B

Abstract

Ein Wärmeregelungssystem für ein Fahrzeug beinhaltet einen Kühlmittelkreislauf mit einer Traktionsbatterie, einer Batteriekühleinrichtung, einer Leistungselektronikvorrichtung und einem Kühler. Das System beinhaltet auch ein Batteriebypassventil im Kühlmittelkreislauf, das dazu konfiguriert ist, in einer Bypassstellung die Traktionsbatterie und die Batteriekühleinrichtung zu umgehen. Das System beinhaltet eine Steuerung, die dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung größer als eine im Voraus bestimmte Nachfrage ist, das Batteriebypassventil in der Bypassstellung zu betreiben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft allgemein ein Wärmeregelungssystem für eine Traktionsbatterie und Leistungselektronikkomponenten in einem Hybridfahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug beinhaltet Komponenten und Systeme, die der Wärmeregelung bedürfen. Beispielsweise wird die Temperatur eines Motors durch Fließenlassen von Kühlmittel durch den Motor und Verwenden eines Kühlers zum Senken der Temperatur des Kühlmittels reguliert. Hybridfahrzeuge beinhalten zusätzliche Komponenten, für die eine Temperaturregelung vorteilhaft ist. Beispielsweise kann die Leistung von Traktionsbatterien und Leistungselektronikmodulen davon abhängig sein, dass die Temperaturen unter einem oberen Grenzwert gehalten werden. Es können zusätzliche Kühlsysteme in dem Fahrzeug installiert sein, um eine Wärmeregelung für Traktionsbatterien und Leistungselektronikmodule bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Kühlmittelkreislauf mit einer Traktionsbatterie, einer Batteriekühleinrichtung, einer Leistungselektronikvorrichtung und einem Kühler. Das Fahrzeug beinhaltet ferner ein Batteriebypassventil im Kühlmittelkreislauf, das dazu konfiguriert ist, in einer Bypassstellung die Traktionsbatterie und die Batteriekühleinrichtung zu umgehen. Das Fahrzeug beinhaltet ferner eine Steuerung, die dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung größer als eine im Voraus bestimmte Nachfrage ist, das Batteriebypassventil in der Bypassstellung zu betreiben.
Ein Wärmeregelungssystem für ein Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Batterietemperatur niedriger als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist, ein Batteriebypassventil, das an einen Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, der einen Batteriepfad mit einer Traktionsbatterie und einer Batteriekühleinrichtung, einen Elektronikpfad mit einer Leistungselektronikvorrichtung und einen Kühlerpfad mit einem Kühler aufweist, anzuweisen, Kühlmittel an den Batteriepfad fließen zu lassen, und ein Kühlerbypassventil, das an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, anzuweisen, den Kühler zu umgehen.
Ein Verfahren beinhaltet Betreiben eines Batteriebypassventils, das in einem Kühlkreislauf angeordnet ist, der einen Batteriepfad mit einer Traktionsbatterie und einer Batteriekühleinrichtung, einen Elektronikpfad mit einer Leistungselektronikvorrichtung und einen Kühlerpfad mit einem Kühler beinhaltet, durch eine Steuerung in einem Bypassmodus zu betreiben, um den Batteriepfad in Reaktion darauf zu umgehen, dass eine Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung eine im Voraus bestimmte Nachfrage übersteigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung eines elektrifizierten Fahrzeugs, die typische Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung eines Kühlkreislaufs in einem elektrifizierten Fahrzeug.
3 ist ein Ablaufdiagramm einer möglichen Abfolge von Vorgängen zum Steuern eines Wärmeregelungssystems.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Vorliegend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die Fachleute hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendungsweisen der vorliegenden Erfindung lehren soll. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen von Merkmalen in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
1 zeigt ein elektrifiziertes Fahrzeug 112, das als ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) bezeichnet werden kann. Ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug 112 kann eine oder mehrere Elektromaschine(n) 114 umfassen, die mechanisch an ein Hybridgetriebe 116 gekoppelt sind. Die Elektromaschinen 114 können als Motor oder Generator betrieben werden. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe 116 mechanisch an einen Motor 118 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 116 ist auch mechanisch an eine Antriebswelle 120 gekoppelt, die mechanisch an die Räder 122 gekoppelt ist. Die Elektromaschinen 114 können einen Vorschub oder eine Verlangsamung bereitstellen, wenn der Motor 118 ein- oder ausgeschaltet wird. Die Elektromaschinen 114 können außerdem als Generatoren wirken und eine vorteilhafte Kraftstoffeinsparung bereitstellen, indem Energie, die normalerweise als Wärme in einem Reibungsbremssystem verloren ginge, zurückgewonnen wird. Die Elektromaschinen 114 können außerdem die Emissionen des Fahrzeugs verringern, indem der Motor 118 mit effizienteren Drehzahlen arbeiten kann und das Hybrid-Elektrofahrzeug 112 in einem elektrischen Modus betrieben werden kann, bei dem der Motor 118 bei bestimmten Bedingungen abgeschaltet ist. Ein elektrifiziertes Fahrzeug 112 kann auch ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) sein. Bei einer BEV-Ausgestaltung ist der Motor 118 möglicherweise nicht vorhanden. Bei anderen Ausgestaltungen kann das elektrifizierte Fahrzeug 112 ein Vollhybrid-Elektrofahrzeug (FHEV) ohne Plug-in-Fähigkeit sein.
Eine Traktionsbatterie oder ein Akkusatz 124 speichert Energie, die von den Elektromaschinen 114 genutzt werden kann. Der Fahrzeugakkusatz 124 kann eine Ausgabe von Hochspannungs-Gleichstrom (DC) bereitstellen. Die Traktionsbatterie 124 kann elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt sein. Ein oder mehrere Kontaktschalter 142 können im geöffneten Zustand die Traktionsbatterie 124 von anderen Komponenten isolieren und im geschlossenen Zustand die Traktionsbatterie 124 mit anderen Komponenten verbinden. Das Leistungselektronikmodul 126 ist ebenfalls elektrisch mit den Elektromaschinen 114 verbunden sein und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen der Traktionsbatterie 124 und den Elektromaschinen 114 bereit. Zum Beispiel kann eine Traktionsbatterie 124 eine Gleichstromspannung bereitstellen, während die Elektromaschinen 114 mit einem Dreiphasen-Wechselstrom (AC) arbeiten, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 126 kann die Gleichstromspannung in einen Dreiphasen-Wechselstrom umwandeln, um die Elektromaschinen 114 zu betreiben. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungsstrommodul 126 den Dreiphasen-Wechselstrom von den Elektromaschinen 114, die als Generatoren wirken, in Gleichstromspannung umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist.
Das Fahrzeug 112 kann einen variablen Spannungswandler (VVC) 152 beinhalten, der elektrisch zwischen die Traktionsbatterie 124 und das Leistungselektronikmodul 126 geschaltet ist. Der VVC 152 kann ein DC/DC-Verstärkungswandler sein, der konfiguriert ist, um die von der Traktionsbatterie 124 bereitgestellte Spannung zu erhöhen oder zu verstärken. Durch Erhöhen der Spannung können die Stromanforderungen gesenkt werden, was zu einer Verringerung der Verkabelungsgröße für das Leistungselektronikmodul 126 und die Elektromaschinen 114 führt. Weiterhin können die Elektromaschinen 114 mit einem besseren Wirkungsgrad und geringeren Verlusten betrieben werden.
Zusätzlich zur Bereitstellung von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 124 Energie für andere elektrische Systeme des Fahrzeugs bereitstellen. Das Fahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das die Hochspannungs-Gleichstromausgabe der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-Gleichstromversorgung umwandelt, die mit Niederspannungs-Fahrzeuglasten kompatibel ist. Ein Ausgang des DC/DC-Wandlermoduls 128 kann elektrisch an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-V-Batterie) gekoppelt sein, um die Hilfsbatterie 130 aufzuladen. Die Niederspannungssysteme können elektrisch an die Hilfsbatterie 130 gekoppelt sein. Eine oder mehrere elektrische Lasten 146 können an den Hochspannungsbus gekoppelt sein. Die elektrischen Lasten 146 können eine zugehörige Steuerung aufweisen, die die elektrischen Lasten 146 in geeigneter Weise betätigt und steuert. Beispiele für elektrische Lasten 146 können ein Gebläse, ein elektrisches Heizungselement und/oder ein Klimaanlagenverdichter sein.
Das elektrifizierte Fahrzeug 112 kann konfiguriert sein, um die Traktionsbatterie 124 von einer externen Stromquelle 136 wiederaufzuladen. Die externe Stromquelle 136 kann eine Verbindung mit einer Steckdose sein. Die externe Stromquelle 136 kann an eine Ladevorrichtung oder eine elektrische Fahrzeugversorgungsausrüstung (EVSE) 138 gekoppelt sein. Die externe Stromquelle 136 kann ein Stromverteilungsnetz sein, wie es von einem Stromversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Die EVSE 138 kann eine Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Stromquelle 136 und dem Fahrzeug 112 zu regeln und zu verwalten. Die externe Stromquelle 136 kann einen Gleichstrom oder Wechselstrom für die EVSE 138 bereitstellen. Die EVSE 138 kann einen Ladesteckverbinder 140 aufweisen, der in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 112 eingesteckt werden kann. Der Ladeanschluss 134 kann jede Art von Anschluss sein, der konfiguriert ist, um Leistung von der EVSE 138 zum Fahrzeug 112 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an eine Ladevorrichtung oder ein bordeigenes Leistungsumwandlungsmodul 132 gekoppelt sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 kann die von der EVSE 138 zugeführte Leistung anpassen, um der Traktionsbatterie 124 die geeigneten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 kann mit der EVSE 138 über eine Schnittstelle verbunden sein, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 112 zu koordinieren. Ein Steckverbinder 140 der EVSE kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Vertiefungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben werden, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Eine oder mehrere Radbremsen 144 können bereitgestellt sein, um das Fahrzeug 112 abzubremsen und eine Bewegung des Fahrzeugs 112 zu verhindern. Die Radbremsen 144 können hydraulisch, elektrisch oder in einer Kombination daraus betätigt werden. Die Radbremsen 144 können einen Teil eines Bremssystems 150 bilden. Das Bremssystem 150 kann weitere Komponenten umfassen, um die Radbremsen 144 zu betätigen. Der Einfachheit halber zeigt die Figur eine einzelne Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und einer der Radbremsen 144. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und den anderen Radbremsen 144 ist unausgesprochen vorgesehen. Das Bremssystem 150 kann eine Steuerung umfassen, um das Bremssystem 150 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 150 kann die Komponenten der Bremse überwachen und die Radbremsen 144 steuern, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Das Bremssystem 150 kann auf Befehle vom Fahrer reagieren und kann auch autonom arbeiten, um Merkmale wie Stabilitätssteuerung zu implementieren. Die Steuerung des Bremssystems 150 kann ein Verfahren zum Anwenden einer erforderlichen Bremskraft implementieren, wenn diese von einer anderen Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Elektronikmodule in dem Fahrzeug 112 können über ein oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann eine Vielzahl von Kanälen für die Kommunikation umfassen. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus wie etwa ein CAN(Controller Area Network)-Bus sein. Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk beinhalten, definiert durch die 802er Normenfamilie des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Zusätzliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks können separate Verbindungen zwischen Modulen beinhalten und können Leistungssignale von der Hilfsbatterie 130 beinhalten. Unterschiedliche Signale können über unterschiedliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Zum Beispiel können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann alle Hardware- und Softwarekomponenten beinhalten, die zur Übertragung von Signalen und Daten zwischen Modulen beitragen. Das Fahrzeugnetzwerk ist in 1 nicht gezeigt, aber es kann unausgesprochen vorgesehen sein, dass das Fahrzeugnetzwerk mit jedem Elektronikmodul, das in dem Fahrzeug 112 vorhanden ist, verbunden sein kann. Eine FahrzeugsystemSteuerung (vehicle system controller, VSC) 148 kann vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Das Fahrzeug 112 kann ein Wärmeregelungssystem zum Steuern der Temperatur der Traktionsbatterie 124 und der Leistungselektronikmodule (z. B. 126, 152) beinhalten. 2 zeigt eine Darstellung für einen Abschnitt des Wärmeregelungssystems für das elektrifizierte Fahrzeug 112. Das Fahrzeug 112 kann einen Kühlmittelkreislauf 190 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, zur Wärmeregelung ein Kühlmittel zu Leistungselektronikmodulen (z. B. 126, 152) und der Traktionsbatterie 124 zu leiten. Das Wärmeregelungssystem kann die hier beschriebenen Komponenten und Untersysteme beinhalten.
Das Fahrzeug 112 kann ein Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 beinhalten. Das Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 kann dazu konfiguriert sein, Heizung und Kühlung für den Fahrgastraum des Fahrzeugs 112 bereitzustellen. In einer typischen Ausgestaltung wird Kühlmittel, das durch den Motor 118 fließt, um Wärme vom Motor 118 abzuführen, durch einen Heizkörper fließen gelassen. Bei anderen Ausgestaltungen kann das Kühlmittel durch eine elektrische Heizeinrichtung erwärmt werden (z. B. Elektrofahrzeug). Der Heizkörper überträgt Wärme von dem Kühlmittel an Luft um den Heizkörper, die über ein Gebläse mit variabler Drehzahl in den Fahrgastraum getrieben werden kann.
Die Fahrgastraumkühlung kann mit einem Luftklimatisierungssystem erreicht werden. Das Luftklimatisierungssystem kann verschiedene Komponenten beinhalten, darunter einen Verdichter, einen Kondensator, einen Trockner und einen Verdampfer. Die Luftklimatisierungskomponenten können über Schläuche oder Rohre gekoppelt sein, die den Transport von Kältemittel zwischen den Komponenten ermöglichen. Der Verdichter kann dazu konfiguriert sein, den Druck des Kältemittels zu erhöhen. Das Kühlmittel kann zu einem Kondensator fließen, der dazu konfiguriert ist, Wärme aus dem Kältemittel abzuleiten. Das Kältemittel kann durch ein Expansionsventil geleitet werden, das den Druck des Kältemittels senkt. Das Kältemittel kann dann durch den Verdampfer treten, der Wärme von der Umgebungsluft an das Kältemittel abgibt. Die Temperatur der Luft, die über den Verdampfer strömt, nimmt ab. Zur Fahrgastraumkühlung kann ein Gebläse Fahrgastraumluft über den Verdampfer saugen, um die Wärmeübertragung zu unterstützen.
Das Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 kann eine FahrgastraumwärmeSteuerung beinhalten, die die verschiedenen Komponenten des Fahrgastraumklimatisierungssystems 200 verwaltet und steuert. Die FahrgastraumwärmeSteuerung kann Eingaben von den Insassen empfangen, wie etwa einen Fahrgastraumtemperatursollwert, einen Temperatursollwert für Luft vom Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 und eine gewünschte Gebläsedrehzahl. Das Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 kann einen oder mehrere Temperatursensoren beinhalten. Beispielsweise kann ein Temperatursensor eine Temperaturmessung für den Fahrgastraum bereitstellen. Die FahrgastraumwärmeSteuerung kann die Temperatursensoreingaben empfangen und die Fahrgastraumtemperatur auf den gewünschten Fahrgastraumtemperatursollwert regeln. Das Fahrgastraumkühlsystem kann einen manuellen Betriebsmodus beinhalten, in dem die Insassen die Gebläsedrehzahl und die Temperatur der Luft steuern, die in den Fahrgastraum gelangt.
Neben dem Regeln des Klimas im Fahrgastraum profitieren verschiedene weitere Fahrzeugkomponenten von der Temperatursteuerung. Beispielsweise kann die Traktionsbatterie 124 in einem bestimmten Temperaturbereich höhere Leistung erbringen. Der optimale Temperaturbereich kann die Batterieleistungskapazität und die Batterielebensdauer beeinflussen. Durch den Betrieb innerhalb des Temperaturbereichs können Batterielebensdauer und -leistung beibehalten werden. Außerdem kann die Temperatur des Leistungselektronikmoduls 126 und der VVC 152 unter einer im Voraus bestimmten Grenztemperatur gehalten werden, um die Lebensdauer dieser Komponenten zu verlängern.
Bei einem typischen Hybridfahrzeug sind die Hochspannungs-Elektronikmodule (z. B. 126, 152) und die Traktionsbatterie 124 in separaten Kühlmittelkreisläufen angeordnet. Für eine optimale Batterieleistung muss die Traktionsbatterie 124 möglicherweise bei einer niedrigeren Temperatur betrieben werden als die Hochspannungs-Elektronikmodule.
Die hier beschriebene Ausgestaltung ist mit der Hochspannungs-Leistungselektronik (z. B. Leistungselektronikmodule 126, VVC 152) und der Traktionsbatterie 124 im selben Kühlmittelkreislauf konfiguriert. Eine solche Ausgestaltung reduziert Kosten, da keine weiteren Komponenten wie etwa Pumpen, Kühlleitungen und Ventile vorliegen. Auch wird das Fahrzeuggewicht gesenkt, da weniger Komponenten verwendet werden.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann einen Kühlmittelkreislauf 190 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Kühlmittel durch die Leistungselektronikmodule 126, den VVC 152 und die Traktionsbatterie 124 zu leiten. Der Kühlmittelkreislauf 190 kann Rohre, Leitungen, Schläuche und Anschlüsse beinhalten, durch die das Kühlmittel fließen kann. Der Kühlmittelkreislauf 190 kann eine Anzahl von Pfaden beinhalten, durch die Kühlmittel fließen gelassen werden kann. Die Pfade, durch die Kühlmittel fließen kann, können durch verschiedene Ventile gesteuert werden, die hier beschrieben werden sollen. Jeder Pfad kann beliebige Leitungen und Anschlüsse beinhalten, die zum Ermöglichen des Fließens von Kühlmittel durch den jeweiligen Pfad nötig sind.
Die Traktionsbatterie 124 kann einen Batteriewärmetauscher 202 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wärme an die und von der Traktionsbatterie 124 zu übertragen. Der Batteriewärmetauscher 202 kann Wärme zwischen der Traktionsbatterie 124 und einem Kühlmittel übertragen, das durch den Batteriewärmetauscher 202 fließt. Der Batteriewärmetauscher 202 kann Wärme von dem Kühlmittel an den Traktionsbatterie 124 übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die Traktionsbatterietemperatur ist. Der Batteriewärmetauscher 202 kann Wärme von der Traktionsbatterie 124 an das Kühlmittel übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Traktionsbatterietemperatur ist.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann eine Batteriekühleinrichtung 204 beinhalten. Die Batteriekühleinrichtung 204 kann ähnlich wie die Luftklimatisierungssystem arbeiten. Das heißt, ein Verdichter kann Kältemittel verdichten, das durch einen Verdampfer geleitet wird, der mit Kühlmittel in Kontakt steht, welches durch das System fließt. Einige Flächen des Verdampfer können mit dem Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf in Kontakt stehen.
Während das Kältemittel durch den Verdampfer fließt, wird das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf gekühlt. Der Verdampfer der Batteriekühleinrichtung 204 kann Kältemittel aus demselben Verdichter wie das Luftklimatisierungssystem erhalten. Beispielsweise können ein oder mehrere Ventile in den Kältemittelleitungen vorhanden sein, um Kältemittel an das Luftklimatisierungssystem und/oder die Batteriekühleinrichtung 204 zu leiten. Die Batteriekühleinrichtung 204 ist wirksam, um die Temperatur des Kühlmittels zu senken, das in den Batteriewärmetauscher 202 eintritt.
Während des Betriebs erzeugt ein Hochspannungs-Leistungselektronikmodul (z. B. Wechselrichter 126, DC/DC-Wandler 128, VVC 152) Wärme. Um die Schaltvorrichtungen in dem Modul zu schützen, muss Wärme abgeleitet werden. Ein übliches Verfahren zum Kühlen der Module ist das Übertragen der erzeugten Wärme auf ein Kühlmittel. welches durch das Modul fließt. Beispielsweise kann Wärme von den Schaltvorrichtungen an einen Kühlkörper übertragen werden, an die Schaltvorrichtungen wärmegekoppelt ist. Der Kühlkörper ist allgemein aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Der Kühlkörper kann an einen Wärmetauscher gekoppelt sein, der Wärme von dem Kühlkörper an ein Kühlmittel überträgt, welches durch den Wärmetauscher fließt. Die Hochspannungs-Leistungselektronikmodule beinhalten den VVC 152 und das Leistungselektronikmodul 126. In einigen Ausgestaltungen kann das DC/DC-Wandlermodul 128 in den Kühlmittelkreislauf einbezogen sein.
Der VVC 152 kann einen VVC-Wärmetauscher 206 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wärme an den und von dem VVC 152 zu übertragen. Der VVC-Wärmetauscher 206 kann Wärme zwischen dem VVC 152 und einem Kühlmittel übertragen, das durch den VVC-Wärmetauscher 206 fließt. Der VVC-Wärmetauscher 206 kann Wärme von dem Kühlmittel an den VVC 152 übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die VVC-Temperatur ist. Der VVC-Wärmetauscher 206 kann Wärme von dem VVC 152 an das Kühlmittel übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die VVC-Temperatur ist.
Das Leistungselektronikmodul 126 kann auch als eine WechselrichtersystemSteuerung (inverter system controller, ISC) bezeichnet werden und kann einen ISC-Wärmetauscher 208 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wärme an die und von der ISC 126 zu übertragen. Der ISC-Wärmetauscher 208 kann Wärme zwischen dem ISC 126 und einem Kühlmittel übertragen, das durch den ISC-Wärmetauscher 208 fließt. Der ISC-Wärmetauscher 208 kann Wärme von dem Kühlmittel an die ISC 126 übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die ISC-Temperatur ist. Der ISC-Wärmetauscher 208 kann Wärme von der ISC 126 an das Kühlmittel übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die ISC-Temperatur ist.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann eine Entgasungsflasche 212 beinhalten, die an einen der Wärmetauscher gekoppelt ist. Beispielsweise kann die Entgasungsflasche 212 an den ISC-Wärmetauscher 208 gekoppelt sein. Die Entgasungsflasche ermöglicht das Auffangen von Kühlmittel, damit Luftblasen, die im Kühlmittel eingeschlossen sind, aus dem Kühlmittel freigesetzt werden können. Kühlmittel, das in die Entgasungsflasche fließt, kann zurück in den Kühlmittelkreislauf 190 geleitet werden.
Der Kühlmittelkreislauf 190 kann einen Leistungselektronikpfad 232 definieren, der Kühlmittel durch die Leistungselektronikvorrichtungen leitet. In diesem Beispiel leitet der Leistungselektronikpfad 232 Kühlmittel durch den VVC-Wärmetauscher 206 und den ISC-Wärmetauscher 208. Der Kühlmittelkreislauf 190 kann einen Batteriepfad 230 definieren, der Kühlmittel durch die Traktionsbatterie 124 und die Batteriekühleinrichtung 204 leitet.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann eine Pumpe 216 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, Kühlmittel in den Kühlmittelkreislauf 190 fließen zu lassen. Die Pumpe 216 kann einen Elektromotor beinhalten, der dazu konfiguriert ist, einen Pumpmechanismus anzutreiben. Der Elektromotor kann durch Anpassen eines Spannungs- oder Stromeingangs gesteuert werden, um eine Drehung bei einer gewünschten Drehzahl zu bewirken. In einigen Ausgestaltungen kann der Elektromotor zum Betrieb bei variabler Drehzahl konfiguriert sein, um den Durchfluss des Kühlmittels durch den Kühlmittelkreislauf 190 variieren zu lassen. Der Betrieb des Kühlmittelkreislaufs 190 kann derart sein, dass Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 190 fließt, durch ausgewählte Pfade fließen und zur fortgesetzten Rezirkulation durch den Kühlmittelkreislauf 190 zur Pumpe 216 zurückkehren kann.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann eine WärmeSteuerung 214 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Kühlmittelkreislaufs 190 zu steuern und zu verwalten. Die WärmeSteuerung 214 kann einen Prozessor und Speicher zum Implementieren von Steueranweisungen und Speichern von Parametern beinhalten. Außerdem kann die WärmeSteuerung 214 Eingabe/Ausgabe(E/A)-Schnittstellen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Rückkopplungssignale zu empfangen und Steuersignale an verschiedene Steuervorrichtungen auszugeben. Es sei angemerkt, dass die von der WärmeSteuerung 214 implementierten Funktionen in eine andere Steuerung im Fahrzeug (z. B. die SystemSteuerung 148) einbezogen sein können.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann einen Kühler 210 im Kühlmittelkreislauf 190 beinhalten. Der Kühlmittelkreislauf 190 kann einen Kühlerpfad 234 definieren, der Kühlmittel durch den Kühler 210 leitet. Der Kühler 210 kann dazu konfiguriert sein, Wärme von dem Kühlmittel an die Luft zu übertragen. Wenn Kühlmittel durch den Kühler 210 fließt, wird Wärme von dem Kühlmittel an die Luft übertragen, die am Kühler 210 vorbeiströmt. Der Kühler 210 kann eine Reihe von Schläuchen beinhalten, durch die Kühlmittel von einer Seite des Kühlers 210 zur anderen Seite fließt. Zwischen den Schläuchen und in Kontakt mit benachbarten Schläuchen kann Metall in einem gerippten Muster gebildet sein, das eine Oberfläche für die Wärmeübertragung vergrößert. Kühlmittel, das den Kühler 210 verlässt, weist allgemein eine niedrigere Temperatur auf als Kühlmittel, das in den Kühler 210 eintritt.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann ein Batteriebypassventil 218 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf 190 selektiv zu dem Batteriepfad 230, der die Traktionsbatterie 124 und die Batteriekühleinrichtung 204 beinhaltet, oder einem Batteriebypasspfad 236 zu leiten, der die Traktionsbatterie 124 und die Batteriekühleinrichtung 204 umgeht. Das Batteriebypassventil 218 kann ein Solenoid beinhalten, das an einen Ventilmechanismus gekoppelt ist, derart, dass eine Stellung des Batteriebypassventils 218 von der WärmeSteuerung 214 gesteuert werden kann. Beispielsweise kann ein Batteriebypassventilsteuersignal 222 von der WärmeSteuerung 214 ausgegeben werden, um die Stellung des Batteriebypassventils 218 zu steuern. Mithilfe des Batteriebypassventilsteuersignals 222 kann die WärmeSteuerung 214 die Stellung des Batteriebypassventils 218 vorgeben.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann Temperatursensoren beinhalten, die an verschiedenen Positionen angeordnet sind, um Komponenten- und/oder Kühlmitteltemperaturen zu messen. Ein Elektronikpfadtemperatursensor 240 kann dazu konfiguriert sein, eine Temperatur von Kühlmittel im Elektronikpfad 232 zu messen. Beispielsweise kann der Elektronikpfadtemperatursensor 240 nahe dem Kühlmittelausgang des ISC 126 angeordnet sein. Es sei angemerkt, dass weitere Temperatursensoren vorliegen können. Ein Batteriepfadtemperatursensor 244 kann dazu konfiguriert sein, eine Temperatur von Kühlmittel im Batteriepfad 230 zu messen. Beispielsweise kann der Batteriepfadtemperatursensor 244 nahe dem Kühlmittelausgang der Traktionsbatterie 124 angeordnet sein. Außerdem kann ein Traktionsbatterietemperatursensor 242 dazu konfiguriert sein, eine Temperatur im Zusammenhang mit der Traktionsbatterie 124 zu messen. Beispielsweise kann der Traktionsbatterietemperatursensor 242 eine Temperatur an einer Position in der Traktionsbatterie 124 messen, die eine Temperatur von Zellen angibt, die die Traktionsbatterie 124 bilden. Jeder Temperatursensor kann elektrisch an eine Steuerung gekoppelt sein. Beispielsweise kann jeder Temperatursensor elektrisch an die WärmeSteuerung 214 gekoppelt sein. In anderen Ausgestaltungen kann die WärmeSteuerung 214 Temperaturinformationen von den Temperatursensoren über das Fahrzeugnetzwerk (z. B. CAN-Bus) empfangen.
Bei Steuerung in eine erste Stellung (z. B. Batterieflussstellung) kann das Batteriebypassventil 218 Kühlmittel an den Batteriepfad 230 leiten, der die Batteriekühleinrichtung 204 und die Batteriewärmetauscher 202 beinhaltet. Bei Steuerung in eine zweite Stellung (z. B. Batteriebypassstellung) kann das Batteriebypassventil 218 Kühlmittel an den Batteriebypasspfad 236 leiten, um die Batteriekühleinrichtung 204 und die Batteriewärmetauscher 202 zu umgehen.
Das Wärmeregelungssystem des Fahrzeugs 112 kann ein Kühlerbypassventil 220 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf 190 selektiv an den Kühlerpfad 234, der den Kühler 210 beinhaltet, oder einen Kühlerbypasspfad 238 zu leiten, der den Kühler 210 umgeht. Das Kühlerbypassventil 220 kann ein Solenoid beinhalten, das an einen Ventilmechanismus gekoppelt ist, derart, dass eine Stellung des Kühlerbypassventils 220 von der WärmeSteuerung 214 gesteuert werden kann. Beispielsweise kann ein Kühlerbypassventilsteuersignal 224 von der WärmeSteuerung 214 ausgegeben werden, um die Stellung des Kühlerbypassventil 220 zu steuern. Mithilfe des Kühlerbypassventilsteuersignals 224 kann die WärmeSteuerung 214 die Stellung des Kühlerbypassventils 220 vorgeben.
Bei Steuerung in eine erste Stellung (z. B. Kühlerflussstellung) kann das Kühlerbypassventil 220 Fluid an den Kühlerpfad 234 leiten, der den Kühler 210 beinhaltet. Bei Steuerung in eine zweite Stellung (z. B. Kühlerbypassstellung) kann das Kühlerbypassventil 220 Fluid an den Kühlerbypasspfad 238 leiten, um den Kühler 210 zu umgehen. Dieser Modus kann bei einem Fahrzeugkaltstart nützlich sein. Während des Anlassens kann die Traktionsbatterie 124 bei einer Temperatur sein, die unterhalb eines optimalen Betriebstemperaturbereichs liegt. In diesem Modus kann von der ISC 126 und dem VVC 152 erzeugte Wärme verwendet werden, um das Kühlmittel zu erwärmen, ohne dass dieses durch den Kühler 210 tritt, was die Kühlmitteltemperatur senken würde.
Die kombinierten Betriebsmodi des Kühlerbypassventils 220 und des Batteriebypassventils 218 definieren eine Anzahl von Kühlmodi. Ein Batterie/Kühler-Modus kann definiert sein, wenn das Kühlerbypassventil 220 in eine Stellung gewiesen wird, um Kühlmittel an den Kühler 210 fließen zu lassen (z. B. den Kühlerpfad 234), und das Batteriebypassventil 218 in eine Stellung gewiesen wird, um Kühlmittel an die Batteriekühleinrichtung 204 und den Batteriewärmetauscher 202 fließen zu lassen (z. B. den Batteriepfad 230). Im Batterie/Kühler-Modus fließt das Kühlmittel durch die Batteriekühleinrichtung 204, den Batteriewärmetauscher 202, den VVC-Wärmetauscher 206, den ISC-Wärmetauscher 208 und den Kühler 210. Die Batteriekühleinrichtung 204 kann betrieben werden, um die Temperatur des Kühlmittels zu senken, das in den Batteriewärmetauscher 202 eintritt.
Ein Batteriekaltstartmodus kann definiert sein, wenn das Kühlerbypassventil 220 in eine Stellung gewiesen wird, um den Kühler 210 zu umgehen (z. B. den Kühlerbypasspfad 238), und das Batteriebypassventil 218 in eine Stellung gewiesen wird, um Kühlmittel an die Batteriekühleinrichtung 204 und den Batteriewärmetauscher 202 (z. B. den Batteriepfad 230) fließen zu lassen. Der Batteriekaltstartmodus kann eingeleitet werden, wenn die Batterietemperatur niedriger als ein optimaler Betriebstemperaturbereich ist. Der Batteriekaltstartheizmodus kann eingeleitet werden, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist. In diesem Modus kann Wärme, die von dem ISC-Wärmetauscher 208 und dem VVC-Wärmetauscher 206 auf das Kühlmittel übertragen wird, zum Erwärmen der Traktionsbatterie 124 verwendet werden. Durch Umgehen des Kühlers 210 wird die Temperatur des Kühlmittels nicht durch das Fließen durch den Kühler 210 gesenkt. Auf diese Weise kann die Traktionsbatterie 124 in kürzerer Zeit auf den optimalen Betriebsbereich erwärmt werden.
Ein Batteriebypassmodus kann definiert sein, wenn das Kühlerbypassventil in eine Stellung gewiesen wird, um Kühlmittel an den Kühler 210 fließen zu lassen (z. B. den Kühlerpfad 234), und das Batteriebypassventil in eine Stellung gewiesen wird, um die Batteriekühleinrichtung 204 und den Batteriewärmetauscher 202 zu umgehen (z. B. den Batteriebypasspfad 236). In diesem Modus fließt das Kühlmittel durch den VVC-Wärmetauscher 206, den ISC-Wärmetauscher 208 und den Kühler 210. Die Batteriekühleinrichtung 204 und der Batteriewärmetauscher 202 werden aus dem Kühlmittelfluss ausgeschlossen. In diesem Modus wird die Temperatur des VVC 152 und der ISC 126 reguliert, indem das Kühlmittel durch den Kühler 210 fließt. Das heißt, im VVC 152 und in der ISC 126 erzeugte Wärme wird im Kühler 210 abgeleitet, um ein Überhitzen des VVC 152 und der ISC 126 zu verhindern. Die Temperatur der Traktionsbatterie 124 wird durch die Wärmeleistung der Traktionsbatterie 124 reguliert.
Der Batteriebypassbetriebsmodus kann aufgerufen werden, wenn eine Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung durch das Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 vorliegt. An heißen Tagen kann dem Kühlen des Fahrgastraums Priorität eingeräumt werden, wenn die Temperatur der Traktionsbatterie 124 nicht höher als eine im Voraus bestimmte Grenztemperatur ist. Unter diesen Bedingungen kann es bevorzugt werden, Kältemittel an das Fahrgastraumluftklimatisierungssystem zu leiten, um die Fahrgastraumtemperatur zu senken. Dies kann die Menge an Kältemittel beschränken, die während dieser Zeit an die Batteriekühleinrichtung 204 geleitet wird. Sobald die Fahrgastraumkühlungsnachfrage erfüllt wurde, kann das Batteriebypassventil 218 zum Batteriepfad 230 umgeschaltet werden.
Der Batterie/Kühler-Bypassmodus kann definiert sein, wenn das Kühlerbypassventil 220 umgeschaltet wird, um den Kühler 210 zu umgehen (z. B. Kühlerbypasspfad 238), und das Batteriebypassventil 218 umgeschaltet wird, um die Batteriekühleinrichtung 204 und den Batteriewärmetauscher 202 zu umgehen (z. B. den Batteriebypasspfad 236). Dieser Modus kann zum Aufwärmen der ISC 126 und des VVC 152 bei Kaltstartbedingungen verwendet werden.
Die WärmeSteuerung 214 kann mit dem Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 kommunizieren (z. B. über das CAN-Netzwerk). Die WärmeSteuerung 214 kann Signale empfangen, die den Zustand des Fahrgastraumklimatisierungssystems 200 angeben. Beispielsweise kann die WärmeSteuerung 214 ein Signal empfangen, das die Höhe der angeforderten Fahrgastraumkühlungsnachfrage angibt. Die WärmeSteuerung 214 kann ein Signal empfangen, das das tatsächliche Maß an Fahrgastraumkühlung angibt. Diese Werte können beispielsweise Temperaturen wie etwa eine Solltemperatur und eine tatsächliche Fahrgastraumtemperatur sein.
Die Fahrgastraumkühlungsnachfrage kann auch als eine Leistungsnachfrage des Fahrgastraumklimatisierungssystems 200 dargestellt werden. Beispielsweise kann ein Betriebspegel oder Leistungsaufnahmewert des Luftklimatisierungsverdichters gemessen oder geschätzt werden. Der Leistungsaufnahmewert kann auch eine Gebläsedrehzahl oder einen Gebläseleistungsaufnahmewert beinhalten. Eine höhere Gebläsedrehzahl für das Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 bei Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung kann beispielsweise auf eine erhöhte Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung hinweisen.
Die Fahrgastraumkühlungsnachfrage kann auch aus einem Betriebsmodus des Fahrgastraumklimatisierungssystems 200 abgeleitet werden. Beispielsweise kann das Fahrgastraumklimatisierungssystem 200 einen „MAX A/C“-Modus beinhalten, in dem die Fahrgastraumluft durch den Fahrgastraum rezirkuliert wird. Im „MAX A/C“-Modus kann es wünschenswert sein, der Fahrgastraumkühlung Priorität einzuräumen.
Zu Bedingungen zum Beenden des Batteriebypassmodus kann das Erfüllen der Fahrgastraumkühlungsnachfrage gehören. Beispielsweise kann das System den Batteriebypassmodus beenden, wenn die Fahrgastraumkühlungsnachfrage unter einen Schwellenwert gefallen ist. Außerdem kann der Batteriebypassmodus nach dem Ablaufen einer im Voraus bestimmten Zeit im Batteriebypassmodus beendet werden. Dies kann eine Backup-Bedingung zum Beenden des Batteriebypassmodus bereitstellen, wenn der Fahrgastraumkühlzyklus verlängert wurde. Außerdem kann der Batteriebypassmodus beendet werden, wenn die Temperatur der Traktionsbatterie 124 höher als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist. Die im Voraus bestimmte Temperatur kann eine maximal empfohlene Betriebstemperatur für die Traktionsbatterie 124 sein. Die Temperaturbedingung trägt dazu bei, zu verhindern, dass die Traktionsbatterie 124 einen Übertemperaturzustand erreicht.
Der Batteriekaltstartheizmodus kann aufgerufen werden, wenn die Batterietemperatur niedriger als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist. Außerdem kann die Kühlmitteltemperatur an einem Ausgang des ISC-Wärmetauschers 208 überwacht werden. Das Eintreten in den Batteriekaltstartheizmodus kann ferner daran geknüpft sein, dass die Kühlmitteltemperatur am ISC-Wärmetauscherausgang höher als ein im Voraus bestimmter Schwellenwert ist. Außerdem kann das Eintreten daran geknüpft sein, dass die Temperatur am ISC-Wärmetauscherausgang höher als eine Temperatur der Traktionsbatterie 124 ist. Diese Bedingung kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass das Kühlmittel warm genug ist, um die Traktionsbatterie 124 zu erwärmen. Zu Bedingungen zum Beenden des Batteriekaltstarts kann gehören, dass die Batterietemperatur eine im Voraus bestimmte Temperatur überschreitet. Beispielsweise kann die im Voraus bestimmte Temperatur eine Temperatur sein, die innerhalb eines optimalen Temperaturbetriebsbereichs für die Traktionsbatterie 124 liegt.
3 stellt ein Ablaufdiagramm einer möglichen Abfolge von Vorgängen dar, die in einer Steuerung (z. B. WärmeSteuerung 214) implementiert werden können, um den Betrieb des Wärmeregelungssystems zu steuern. Beispielsweise können die Vorgänge in der WärmeSteuerung 214 implementiert und ausgeführt werden. In Vorgang 300 können Temperaturen im Kühlmittelkreislauf gemessen oder geschätzt werden. Ein Elektronikpfadtemperatursensor kann eine Kühlmitteltemperatur an einem Kühlmittelausgang der ISC 126 messen. Ein Batterietemperatursensor kann eine Temperatur der Traktionsbatterie 124 messen. Ein Batteriekühlmitteltemperatursensor kann eine Temperatur von Kühlmittel im Batteriepfad 230 messen. Die WärmeSteuerung 214 kann Signale empfangen, die die einzelnen gemessenen Temperaturen darstellen.
In Vorgang 302 kann die Fahrgastraumkühlungsnachfrage geschätzt oder gemessen werden. Die Fahrgastraumkühlungsnachfrage kann auf Grundlage eines Betriebsmodus des Fahrgastraumklimatisierungssystems 200 (z. B. in einem „MAX A/C“-Modus) bestimmt werden. Die Fahrgastraumkühlungsnachfrage kann auf Grundlage einer Leistungsnachfrage des Luftklimatisierungsverdichters bestimmt werden.
In Vorgang 304 kann die Steuerung hinsichtlich einer Kaltstartbedingung prüfen. Die Kaltstartbedingung kann erfüllt sein, wenn eine Temperatur von Kühlmittel im Elektronikpfad 232 niedriger als im Voraus bestimmte Temperatur ist. Beispielsweise kann die im Voraus bestimmte Temperatur eine Temperatur sein, die niedriger als eine normale Betriebstemperatur der Hochspannungs-Leistungselektronikmodule (z. B. 126, 152) ist, die im Elektronikpfad 232 liegen. Die Kaltstartbedingung kann erfüllt sein, wenn eine Batterietemperatur niedriger als ein im Voraus bestimmter Temperaturschwellenwert ist. Wenn die Kaltstartbedingung erfüllt ist, kann Vorgang 306 ausgeführt werden. In Vorgang 306 kann das Kühlerbypassventil in eine Kühlerbypassstellung gesteuert werden, um einen Kühlmittelfluss an den Kühler 210 zu verhindern. In Vorgang 308 kann das Batteriebypassventil in eine Batterieflussstellung gesteuert werden, um Kühlmittel an den Batteriepfad 230 fließen zu lassen.
Wenn die Kaltstartbedingung nicht erfüllt ist, kann Vorgang 310 ausgeführt werden. In Vorgang 310 wird die Fahrgastraumkühlungsnachfrage mit einer im Voraus bestimmten Nachfragehöhe verglichen. Wenn die Fahrgastraumkühlungsnachfrage kleiner oder gleich wie die im Voraus bestimmte Nachfragehöhe ist, kann Vorgang 316 ausgeführt werden. In Vorgang 316 wird das Batteriebypassventil in die Batterieflussstellung gesteuert.
Wenn die Fahrgastraumkühlungsnachfrage größer als die im Voraus bestimmte Nachfragehöhe ist, kann Vorgang 312 ausgeführt werden. In Vorgang 312 werden Bedingungen zum Beenden des Bypassmodus geprüft. Zu Bedingungen zum Beenden des Bypassmodus kann gehören, dass eine Batterietemperatur eine im Voraus bestimmte Grenztemperatur übersteigt. Die im Voraus bestimmte Grenztemperatur kann eine Temperatur sein, oberhalb der eine Batteriekühlung nötig ist, um Betrieb und/oder Lebensdauer der Batterie zu optimieren. Zu Bedingungen zum Beenden des Bypassmodus kann gehören, dass eine im Voraus bestimmte Zeit abgelaufen ist. Wenn die Bedingungen zum Beenden des Bypassmodus erfüllt sind, wird Vorgang 316 ausgeführt, um das Batteriebypassventil in die Batterieflussstellung zu steuern. Wenn die Bedingungen zum Beenden des Bypassmodus nicht erfüllt sind, wird Vorgang 314 ausgeführt. In Vorgang 314 wird das Batteriebypassventil in den Bypassmodus gesteuert, um einen Kühlmittelfluss an den Batteriepfad 230 zu verhindern. Die Abfolge der Vorgänge kann regelmäßig wiederholt werden, um die Steuerung der Ventile an die sich verändernden Betriebsbedingungen anzupassen.
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen von den Ansprüchen eingeschlossenen Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt wurden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als im Hinblick auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik bevorzugt hätten beschrieben werden können, werden Fachleute erkennen, dass in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Attribute des Systems insgesamt zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Zu diesen Attributen können gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Kosten über die Lebensdauer hinweg, Marktgängigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Kühlmittelkreislauf mit einer Traktionsbatterie, einer Batteriekühleinrichtung, einer Leistungselektronikvorrichtung und einem Kühler; ein Batteriebypassventil im Kühlmittelkreislauf, das dazu konfiguriert ist, in einer Bypassstellung die Traktionsbatterie und die Batteriekühleinrichtung zu umgehen; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung größer als eine im Voraus bestimmte Nachfrage ist, das Batteriebypassventil in die Bypassstellung zu weisen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass die Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung unter eine zweite im Voraus bestimmte Nachfrage fällt, das Batteriebypassventil in eine Batterieflussstellung zu weisen, um Kühlmittel zur Traktionsbatterie und zur Batteriekühleinrichtung fließen zu lassen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Batterietemperatur höher als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist, das Batteriebypassventil in eine Batterieflussstellung zu weisen, um Kühlmittel zur Traktionsbatterie und zur Batteriekühleinrichtung fließen zu lassen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion auf das Umgehen der Traktionsbatterie und der Batteriekühleinrichtung für mehr als eine im Voraus bestimmte Zeit das Batteriebypassventil in eine Batterieflussstellung zu weisen, um Kühlmittel zur Traktionsbatterie und zur Batteriekühleinrichtung fließen zu lassen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung auf einem Betriebsmodus eines Fahrgastraumklimatisierungssystems beruht.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung auf einer Leistungsnachfrage eines Luftklimatisierungssystems beruht.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Kühlerbypassventil im Kühlmittelkreislauf, das dazu konfiguriert ist, in einer Kühlerflussstellung Kühlmittel durch den Kühler zu leiten und in einer Kühlerbypassstellung den Kühler zu umgehen.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Kühlmitteltemperatur im Kühlmittelkreislauf niedriger als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist, das Kühlerbypassventil in die Kühlerbypassstellung zu weisen und das Batteriebypassventil in eine Batterieflussstellung zu weisen.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Kühlmitteltemperatur im Zusammenhang mit der Leistungselektronikvorrichtung höher als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist, das Kühlerbypassventil in die Kühlerflussstellung zu weisen.
Wärmeregelungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Steuerung, die dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Batterietemperatur niedriger als eine im Voraus bestimmte Temperatur ist, ein Batteriebypassventil, das an einen Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, der einen Batteriepfad mit einer Traktionsbatterie und einer Batteriekühleinrichtung, einen Elektronikpfad mit einer Leistungselektronikvorrichtung und einen Kühlerpfad mit einem Kühler aufweist, anzuweisen, Kühlmittel an den Batteriepfad fließen zu lassen, und ein Kühlerbypassventil, das an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, anzuweisen, den Kühler zu umgehen.
Wärmeregelungssystem nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung eine im Voraus bestimmte Nachfrage übersteigt, das Batteriebypassventil anzuweisen, den Batteriepfad zu umgehen.
Wärmeregelungssystem nach Anspruch 11, wobei die Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung auf einem Betriebsmodus eines Fahrgastraumklimatisierungssystems beruht.
Wärmeregelungssystem nach Anspruch 11, wobei die Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung auf einer Leistungsnachfrage eines Luftklimatisierungssystems beruht.
Wärmeregelungssystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass die Nachfrage nach Fahrgastraumkühlung unter eine zweite im Voraus bestimmte Nachfrage fällt, das Batteriebypassventil anzuweisen, Kühlmittel an den Batteriepfad fließen zu lassen.
Wärmeregelungssystem nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass die Batterietemperatur über eine zweite im Voraus bestimmte Temperatur ansteigt, das Kühlerbypassventil anzuweisen, Kühlmittel zum Kühlerpfad fließen zu lassen.