DE102018117099A1

DE102018117099A1 - Thermal system of a motor vehicle and method for operating the thermal system

Info

Publication number: DE102018117099A1
Application number: DE102018117099.8A
Authority: DE
Inventors: Navid Durrani
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2018-07-16
Publication date: 2020-01-16
Also published as: KR102294593B1; KR20200008516A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein thermisches System (1a, 1b, 1c, 1d, 1e), insbesondere ein Thermomanagementsystem, eines Kraftfahrzeugs. Das System (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) weist einen Kältemittelkreislauf (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) mit einem Verdichter (5), einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (6), einem als erster Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager (7) mit einem vorgelagerten ersten Expansionsorgan (8) sowie einem als zweiter Verdampfer betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) mit einem vorgelagerten zweiten Expansionsorgan (14) auf. Das System (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) ist zudem mit einem ersten Kühlmittelkreislauf (3) mit dem ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (6) und einem zweiten Kühlmittelkreislauf (4) mit dem zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager (13) ausgebildet. Der erste Kühlmittelkreislauf (3) weist einen ersten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (35) zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an Umgebungsluft sowie einen zweiten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (37) zum Erwärmen von Zuluft für einen Fahrgastraum auf, während der zweite Kühlmittelkreislauf (4) einen dritten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (48) zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an Umgebungsluft sowie einen vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager (53) zum Übertragen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Zuluft aufweist.Die Erfindung betrifft zudem Verfahren zum Betreiben des thermisches System (1a, 1b, 1c, 1d, 1e).The invention relates to a thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e), in particular a thermal management system, of a motor vehicle. The system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) has a refrigerant circuit (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) with a compressor (5), a first refrigerant-coolant heat exchanger (6) operated as a condenser / gas cooler, a first refrigerant-air heat exchanger (7) operated as a first evaporator with an upstream first expansion element (8) and a second refrigerant-coolant heat exchanger (13) operated with a upstream second expansion element (14). The system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) is also equipped with a first coolant circuit (3) with the first coolant-coolant heat exchanger (6) and a second coolant circuit (4) with the second coolant-coolant heat exchanger (13 ) educated. The first coolant circuit (3) has a first coolant-air heat exchanger (35) for transferring heat from the coolant to ambient air and a second coolant-air heat exchanger (37) for heating supply air for a passenger compartment, while the second coolant circuit ( 4) has a third coolant-air heat exchanger (48) for transferring heat from the coolant to ambient air and a fourth coolant-air heat exchanger (53) for transferring heat between the coolant and the supply air. The invention also relates to methods of operation of the thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e).

Description

Die Erfindung betrifft ein thermisches System, insbesondere ein Thermomanagementsystem, eines Kraftfahrzeugs mit einem Kältemittelkreislauf sowie einem ersten und einem zweiten Kühlmittelkreislauf. Die Erfindung betrifft zudem Verfahren zum Betreiben sowie eine Verwendung des thermischen Systems.The invention relates to a thermal system, in particular a thermal management system, of a motor vehicle with a refrigerant circuit and a first and a second coolant circuit. The invention also relates to methods of operating and using the thermal system.

Bei elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, wie Elektrofahrzeugen, kurz als EV bezeichnet, und Hybridfahrzeugen, kurz als HEV bezeichnet, wird insbesondere vom Antriebsmotor einerseits eine unzureichende Abwärme zum Beheizen des Fahrgastraums erreicht, sodass das Klimatisierungssystem eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs einen sehr großen Einfluss auf die Effizienz des Betriebs des Kraftfahrzeugs und dessen Energieverbrauch ausübt. Um den Energieverbrauch und die Effizienz des Betriebes des Kraftfahrzeugs zu erhöhen, werden Klimatisierungssysteme mit Wärmepumpenfunktion eingesetzt, welche verschiedene Wärmequellen nutzen können.
Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge weisen andererseits aufgrund der Ausbildung mit zusätzlichen Komponenten, wie einer Hochvoltbatterie, einem internen Ladegerät, einem Transformer, einem Inverter sowie dem Elektromotor, meist einen höheren Kältebedarf als Kraftfahrzeuge mit einem reinen verbrennungsmotorischen Antrieb beziehungsweise einen zusätzlichen Kühlbedarf auf. Auch um insbesondere die erlaubten Temperaturgrenzen der Hochvoltbatterie, welche üblicherweise im Bereich von 0°C bis 35°C, insbesondere zwischen 20°C und 35°C, liegen, einzuhalten, werden bevorzugt Systeme mit Wärmepumpenfunktion eingesetzt, welche zum Umsetzen aktiver Kühlkonzepte und Heizkonzepte dienen. Die zusätzlichen Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs sind beispielsweise als Wärmequellen nutzbar.In the case of electrically powered motor vehicles, such as electric vehicles, in short referred to as EV, and hybrid vehicles, in short referred to as HEV, the drive motor in particular produces insufficient waste heat for heating the passenger compartment, so that the air conditioning system of an electrically powered motor vehicle has a very large influence on the efficiency of the vehicle Operation of the motor vehicle and its energy consumption. In order to increase the energy consumption and the efficiency of the operation of the motor vehicle, air conditioning systems with heat pump function are used, which can use different heat sources.
On the other hand, because of their training with additional components such as a high-voltage battery, an internal charger, a transformer, an inverter and the electric motor, electric vehicles or hybrid vehicles usually have a higher cooling requirement than vehicles with a pure combustion engine drive or an additional cooling requirement. In particular, in order to comply with the permitted temperature limits of the high-voltage battery, which are usually in the range from 0 ° C to 35 ° C, in particular between 20 ° C and 35 ° C, systems with heat pump functions are preferably used, which are used to implement active cooling and heating concepts serve. The additional components of the electric drive train can be used as heat sources, for example.

So weisen herkömmliche elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge einen Kühlmittelkreislauf auf, in welchem das zum Abführen der von den Antriebskomponenten emittierten Wärme zirkulierende Kühlmittel beispielsweise durch einen luftgekühlten Umgebungsluftwärmeübertrager geleitet wird. Beim Durchströmen des Umgebungsluftwärmeübertragers kann zumindest ein Anteil der Wärme vom Kühlmittel an die Umgebungsluft übertragen werden. Dabei kann die Wärme von Komponenten abgeführt werden, welche bei höheren Temperaturen als der Umgebungstemperatur betrieben werden, wie beispielsweise der elektrische Antriebsmotor oder der Inverter, welche den Betrieb bei Temperaturen von bis 90°C ermöglichen.For example, conventional electrically driven motor vehicles have a coolant circuit in which the coolant circulating to remove the heat emitted by the drive components is conducted, for example, through an air-cooled ambient air heat exchanger. When flowing through the ambient air heat exchanger, at least a portion of the heat can be transferred from the coolant to the ambient air. The heat can be dissipated from components that are operated at temperatures higher than the ambient temperature, such as the electric drive motor or the inverter, which enable operation at temperatures of up to 90 ° C.

In der DE 10 2017 114 136 A1 wird ein Kraftfahrzeug mit einem thermischen System, aufweisend einen Kältemittelkreislauf und einen Kühlmittelkreislauf, beschrieben. Der Kältemittelkreislauf und der Kühlmittelkreislauf sind über einen Wärmeübertrager thermisch miteinander verbunden. Der Kältemittelkreislauf dient dem Temperieren der Zuluft für einen Fahrgastraum und zur Aufnahme von Wärme aus dem Kühlmittelkreislauf, welcher insbesondere dem Kühlen von Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs, wie einer Batterie, des Kraftfahrzeugs dient.In the DE 10 2017 114 136 A1 describes a motor vehicle with a thermal system, comprising a refrigerant circuit and a coolant circuit. The refrigerant circuit and the coolant circuit are thermally connected to one another via a heat exchanger. The refrigerant circuit is used to temper the supply air for a passenger compartment and to absorb heat from the coolant circuit, which is used in particular to cool components of the electric drive train, such as a battery, of the motor vehicle.

Speziell bei den hochautonom beziehungsweise vollständig autonom betriebenen Kraftfahrzeugen, auch als Kraftfahrzeuge der Level 4 oder 5 bezeichnet, werden zudem insbesondere für den automatisierten Fahrbetrieb sehr große Rechenleistungen benötigt. Die dabei einerseits zu kühlenden Komponenten zum Durchführen der Rechnungen stellen andererseits zusätzliche Wärmequellen für das Klimatisierungssystem dar.Particularly in the case of the highly autonomous or fully autonomously operated motor vehicles, also referred to as motor vehicles of level 4 or 5, very large computing powers are required in particular for automated driving. The components to be cooled to carry out the calculations on the one hand represent additional heat sources for the air conditioning system on the other hand.

Um sicherzustellen, dass das Antriebssystem des Kraftfahrzeugs ordnungsgemäß und zuverlässig funktioniert, müssen die Systemkomponenten unter allen Bedingungen und in allen möglichen Umgebungen in akzeptablen Temperaturbereichen betrieben werden. Diese Aufgabe ist durch ein Wärmemanagementsystem oder ein Thermomanagementsystem des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Verbindung mit dem Klimatisierungssystem, zu erfüllen. Die Entwicklung eines Wärmemanagementsystems oder eines thermischen Systems beziehungsweise eines Klimatisierungssystems für Elektrofahrzeuge ist ein komplizierter Prozess, da viele Komponenten mit unterschiedlichen Kühlanforderungen oder Heizanforderungen auf unterschiedlichen Temperaturniveaus stark miteinander in Beziehung stehen.To ensure that the drive system of the motor vehicle functions properly and reliably, the system components must be operated in all conditions and in all possible environments in acceptable temperature ranges. This task is to be accomplished by a heat management system or a thermal management system of the motor vehicle, in particular in connection with the air conditioning system. The development of a thermal management system or a thermal system or an air conditioning system for electric vehicles is a complicated process, since many components with different cooling requirements or heating requirements at different temperature levels are closely related.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines thermischen Systems oder Klimatisierungssystems mit ausreichender Kälteleistung und ausreichender Wärmeleistung insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem elektrischen oder einem kombinierten elektrischen und verbrennungsmotorischen Antrieb. Mit einer Kopplung des Klimatisierungssystems an die elektrischen Komponenten sollen nicht nur die Temperatur der Systemkomponenten überwacht und geregelt, sondern auch die von den Systemkomponenten abgeführte, überschüssige Wärme, beispielsweise zum Erwärmen der Zuluft für den Fahrgastraum, genutzt werden. Zudem sollen die Herstellungs-, Wartungs- und Betriebskosten sowie der erforderliche Bauraum des Systems minimal sein. Das System und damit das Kraftfahrzeug sollen mit maximaler Effizienz betreibbar sein.The object of the invention is to provide a thermal system or air conditioning system with sufficient cooling capacity and sufficient heating capacity, in particular for motor vehicles with an electric or a combined electric and internal combustion engine drive. With a coupling of the air conditioning system to the electrical components, not only the temperature of the system components should be monitored and regulated, but also the excess heat dissipated by the system components, for example for heating the supply air for the passenger compartment. In addition, the manufacturing, maintenance and operating costs and the space required for the system should be minimal. The system and thus the motor vehicle should be able to be operated with maximum efficiency.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand und die Verfahren mit den Merkmalen des selbstständigen Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is achieved by the subject matter and the method with the features of the independent patent claim. Developments are specified in the dependent claims.

Die Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes thermisches System eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Thermomanagementsystem, gelöst. Das thermische System weist einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager, einem als erster Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager mit einem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerten ersten Expansionsorgan sowie einem als zweiter Verdampfer betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager mit einem in Strömungsrichtung des Kältemittels vorgelagerten zweiten Expansionsorgan auf. Das thermische System ist zudem mit einem ersten Kühlmittelkreislauf mit dem ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme vom Kältemittel an das Kühlmittel und einem zweiten Kühlmittelkreislauf mit dem zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an das Kältemittel ausgebildet.
Wenn die Verflüssigung des Kältemittels bei unterkritischem Betrieb erfolgt, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid, werden die Wärmeübertrager als Kondensator bezeichnet. Ein Teil der Wärmeübertragung findet bei konstanter Temperatur statt. Bei überkritischem Betrieb beziehungsweise bei überkritischer Wärmeabgabe im Wärmeübertrager nimmt die Temperatur des Kältemittels stetig ab. In diesem Fall wird der Wärmeübertrager auch als Gaskühler bezeichnet. Überkritischer Betrieb kann unter bestimmten Umgebungsbedingungen oder Betriebsweisen des Kältemittelkreislaufs zum Beispiel mit dem Kältemittel Kohlendioxid auftreten. The object is achieved by an inventive thermal system of a motor vehicle, in particular a thermal management system. The thermal system has a refrigerant circuit with a compressor, a first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler, a first refrigerant-air heat exchanger operated as a first evaporator with a first expansion element upstream in the direction of flow of the refrigerant and a second one operated as a second evaporator Refrigerant-coolant heat exchanger with a second expansion element upstream in the flow direction of the refrigerant. The thermal system is also designed with a first coolant circuit with the first coolant-coolant heat exchanger for transferring heat from the coolant to the coolant and a second coolant circuit with the second coolant-coolant heat exchanger for transferring heat from the coolant to the coolant.
If the refrigerant is liquefied during subcritical operation, such as with the refrigerant R134a or under certain environmental conditions with carbon dioxide, the heat exchangers are referred to as condensers. Part of the heat transfer takes place at a constant temperature. With supercritical operation or with supercritical heat emission in the heat exchanger, the temperature of the refrigerant steadily decreases. In this case, the heat exchanger is also referred to as a gas cooler. Supercritical operation can occur under certain environmental conditions or operating modes of the refrigerant circuit, for example with the refrigerant carbon dioxide.

Nach der Konzeption der Erfindung weist der erste Kühlmittelkreislauf einen ersten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an Umgebungsluft sowie einen zweiten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Erwärmen von Zuluft für einen Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs auf. Der zweite Kühlmittelkreislauf ist mit einem dritten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an die Umgebungsluft sowie einem vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme zwischen dem Kühlmittel und der Zuluft für den Fahrgastraum ausgebildet. Dabei ist der vierte Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager sowohl zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an die Zuluft des Fahrgastraums als auch zum Übertragen von Wärme von der Zuluft an das Kühlmittel konfiguriert und angeordnet.According to the concept of the invention, the first coolant circuit has a first coolant-air heat exchanger for transferring heat from the coolant to ambient air and a second coolant-air heat exchanger for heating supply air for a passenger compartment of the motor vehicle. The second coolant circuit is designed with a third coolant-air heat exchanger for transferring heat from the coolant to the ambient air and a fourth coolant-air heat exchanger for transferring heat between the coolant and the supply air for the passenger compartment. The fourth coolant-air heat exchanger is configured and arranged both for transferring heat from the coolant to the supply air of the passenger compartment and for transferring heat from the supply air to the coolant.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind der erste Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager mit dem ersten Expansionsorgan innerhalb eines ersten Strömungspfades und der zweite Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager mit dem zweiten Expansionsorgan innerhalb eines zweiten Strömungspfades des Kältemittelkreislaufs angeordnet. Die Strömungspfade sind sich jeweils von einer Abzweigstelle bis zu einer Mündungsstelle des Kältemittelkreislaufs erstreckend, parallel zueinander angeordnet und je nach Bedarf einzeln oder parallel zueinander mit Kältemittel beaufschlagbar ausgebildet.According to a development of the invention, the first refrigerant-air heat exchanger with the first expansion element are arranged within a first flow path and the second refrigerant-coolant heat exchanger with the second expansion element within a second flow path of the refrigerant circuit. The flow paths each extend from a branch point to an outlet point of the refrigerant circuit, are arranged parallel to one another and can be acted upon individually or in parallel with one another with refrigerant as required.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager sowie der zweite Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager des ersten Kühlmittelkreislaufs jeweils innerhalb eines Strömungspfades angeordnet. Die Strömungspfade sind sich jeweils von einer Abzweigstelle, insbesondere einem Drei-Wege-Ventil, bis zu einer Mündungsstelle erstreckend, parallel zueinander angeordnet und je nach Bedarf einzeln oder parallel zueinander mit Kühlmittel beaufschlagbar ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the first coolant-air heat exchanger and the second coolant-air heat exchanger of the first coolant circuit are each arranged within a flow path. The flow paths are each arranged parallel to one another from a branch point, in particular a three-way valve, to an outlet point, and are designed to be acted upon individually or in parallel with coolant as required.

Der zweite Kühlmittelkreislauf ist vorteilhaft mit einem Batterie-Wärmeübertrager und/oder einem Wärmeübertrager zum Konditionieren von Komponenten eines Antriebsstrangs und/oder einem Wärmeübertrager zum Konditionieren von elektronischen Komponenten ausgebildet. Dabei sind die Wärmeübertrager vorzugsweise je nach Bedarf in Reihe nacheinander oder unabhängig voneinander mit Kühlmittel beaufschlagbar angeordnet.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der zweite Kühlmittelkreislauf mit Verbindungsstellen sowie mindestens zwei Fördervorrichtungen, insbesondere zwei Kühlmittelpumpen, derart ausgebildet ist, dass das Kühlmittel je nach Bedarf in zwei getrennten Strömungskreisen zirkuliert.The second coolant circuit is advantageously designed with a battery heat exchanger and / or a heat exchanger for conditioning components of a drive train and / or a heat exchanger for conditioning electronic components. The heat exchangers are preferably arranged in series with coolant, one after the other or independently of one another as required.
A particular advantage of the invention is that the second coolant circuit with connection points and at least two delivery devices, in particular two coolant pumps, is designed such that the coolant circulates in two separate flow circuits as required.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Kältemittelkreislauf einen als zweiter Kondensator/Gaskühler betriebenen zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager zum Erwärmen der Zuluft für den Fahrgastraum auf. Der zweite Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ist dabei zwischen dem Verdichter und dem als erster Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager angeordnet.
Der Kältemittelkreislauf weist vorteilhaft ein drittes Expansionsorgan auf, welches zwischen dem zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager und dem ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the refrigerant circuit has a second refrigerant-air heat exchanger, operated as a second condenser / gas cooler, for heating the supply air for the passenger compartment. The second refrigerant-air heat exchanger is arranged between the compressor and the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a first condenser / gas cooler.
The refrigerant circuit advantageously has a third expansion element, which is arranged between the second refrigerant-air heat exchanger and the first refrigerant-coolant heat exchanger.

Zudem kann der Kältemittelkreislauf mit einem inneren Wärmeübertrager ausgebildet sein. Unter dem inneren Wärmeübertrager ist dabei ein kreislaufinterner Wärmeübertrager zu verstehen, welcher der Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel bei Hochdruck und dem Kältemittel bei Niederdruck dient. Dabei wird beispielsweise einerseits das flüssige Kältemittel nach der Kondensation oder Verflüssigung weiter abgekühlt und andererseits das Sauggas vor dem Verdichter überhitzt.
Des Weiteren kann der Kältemittelkreislauf mit einem niederdruckseitig angeordneten Kältemittelsammler, auch als Akkumulator bezeichnet, ausgebildet sein.In addition, the refrigerant circuit can be designed with an internal heat exchanger. The internal heat exchanger is to be understood as an internal circuit heat exchanger which serves to transfer heat between the refrigerant at high pressure and the refrigerant at low pressure. For example, on the one hand, the liquid refrigerant is further cooled after the condensation or liquefaction and, on the other hand, the suction gas in front of the compressor is overheated.
Furthermore, the refrigerant circuit can be designed with a refrigerant collector arranged on the low pressure side, also referred to as an accumulator.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das thermische System ein Klimagerät mit einem Gebläse zum Fördern der Zuluft für den Fahrgastraum durch ein Gehäuse auf. Dabei sind in Strömungsrichtung der Zuluft durch das Gehäuse der vierte Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager des zweiten Kühlmittelkreislaufs und der erste Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs nacheinander angeordnet, welche jeweils vorzugsweise den gesamten Strömungsquerschnitt des Gehäuses einnehmend ausgebildet sind.
Das Gehäuse weist bevorzugt einen ersten Strömungspfad und einen zweiten Strömungspfad auf, welche parallel zueinander angeordnet und je nach Bedarf einzeln oder parallel zueinander mit der Zuluft beaufschlagbar ausgebildet sind. Innerhalb des ersten Strömungspfades sind in Strömungsrichtung der Zuluft der zweite Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager des ersten Kühlmittelkreislaufs sowie der zweite Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs angeordnet. Der zweite Strömungspfad ist dabei als ein Bypass zum ersten Strömungspfad ausgebildet.According to a development of the invention, the thermal system has an air conditioner with a fan for conveying the supply air to the passenger compartment through a housing. In this case, the fourth coolant-air heat exchanger of the second coolant circuit and the first coolant-air heat exchanger of the coolant circuit are arranged one after the other in the direction of flow of the supply air, each of which is preferably designed to take up the entire flow cross section of the housing.
The housing preferably has a first flow path and a second flow path, which are arranged parallel to one another and, depending on requirements, can be provided with the supply air individually or parallel to one another. The second coolant-air heat exchanger of the first coolant circuit and the second coolant-air heat exchanger of the coolant circuit are arranged within the first flow path in the direction of flow of the supply air. The second flow path is designed as a bypass to the first flow path.

Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines konzeptionsgemäßen thermischen Systems, insbesondere eines Thermomanagementsystems, eines Kraftfahrzeugs für einen Betrieb in einem Kälteanlagenmodus, in einem Wärmepumpenmodus und in einem Nachheizmodus für die zu konditionierende Zuluft eines Fahrgastraums gelöst.The object is also achieved by a method according to the invention for operating a thermal system according to the concept, in particular a thermal management system, of a motor vehicle for operation in a refrigeration system mode, in a heat pump mode and in a post-heating mode for the supply air to be conditioned in a passenger compartment.

Nach einer Konzeption der Erfindung werden beim Betrieb des Systems in einem Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten ein erster Strömungspfad eines Kältemittelkreislaufs mit einem als erster Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme aus der Zuluft und ein zweiter Strömungspfad des Kältemittelkreislaufs mit einem als zweiter Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager mit Kältemittel beaufschlagt. Zudem sind zwei Fördervorrichtungen, insbesondere Kühlmittelpumpen, zum Umwälzen von Kühlmittel in Betrieb genommen sowie Verbindungsstellen eines Kühlmittelkreislaufs derart eingestellt, dass der Kühlmittelkreislauf in zwei unabhängigen Strömungskreisen von Kühlmittel durchströmt wird.
Dabei wird von einer Fördervorrichtung in einem ersten Strömungskreis gefördertes Kühlmittel zumindest als ein Teilmassenstrom zwischen dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager und einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager derart umgewälzt, dass die im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager vom Kühlmittel aus der Zuluft für den Fahrgastraum aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager an das im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittel übertragen wird.
Zudem wird von einer weiteren Fördervorrichtung in einem zweiten Strömungskreis gefördertes Kühlmittel in Reihe nacheinander durch einen Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von Komponenten eines Antriebsstrangs, einen Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von elektronischen Komponenten und einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen der Wärme an Umgebungsluft umgewälzt.According to a concept of the invention, when the system is operated in a refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of components of the drive train and electronic components, a first flow path of a refrigerant circuit with a first refrigerant-air heat exchanger operated as a first evaporator for absorbing heat from the supply air and a second flow path of the refrigerant circuit with a refrigerant-coolant heat exchanger operated as a second evaporator with refrigerant. In addition, two conveying devices, in particular coolant pumps, for circulating coolant are put into operation and connection points of a coolant circuit are set such that coolant flows through the coolant circuit in two independent flow circuits.
Coolant conveyed by a conveying device in a first flow circuit is circulated at least as a partial mass flow between the coolant-coolant heat exchanger and a coolant-air heat exchanger in such a way that the heat absorbed in the coolant-air heat exchanger by the coolant from the supply air for the passenger compartment in the refrigerant-coolant heat exchanger is transferred to the refrigerant circulating in the refrigerant circuit.
In addition, coolant conveyed by a further conveying device in a second flow circuit is circulated in succession through a heat exchanger for dissipating heat from components of a drive train, a heat exchanger for dissipating heat from electronic components and a coolant-air heat exchanger for transferring the heat to ambient air ,

Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das im zweiten Strömungskreis geförderte Kühlmittel in einem Bypass um einen Batterie-Wärmeübertrager herum geleitet.
Das im ersten Strömungskreis geförderte Kühlmittel wird bei einem Betrieb in einem aktiven Kühlmodus einer Batterie vorteilhaft zumindest als ein Teilmassenstrom zwischen dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager und einem Batterie-Wärmeübertrager derart umgewälzt, dass die im Batterie-Wärmeübertrager vom Kühlmittel aus der Batterie aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager an das Kältemittel übertragen wird.According to a first alternative embodiment of the invention, the coolant delivered in the second flow circuit is conducted in a bypass around a battery heat exchanger.
When operating in an active cooling mode of a battery, the coolant conveyed in the first flow circuit is advantageously circulated at least as a partial mass flow between the coolant-coolant heat exchanger and a battery heat exchanger such that the heat absorbed by the coolant from the battery in the battery heat exchanger Refrigerant-coolant heat exchanger is transferred to the refrigerant.

Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das im zweiten Strömungskreis geförderte Kühlmittel bei einem Betrieb in einem passiven Kühlmodus der Batterie in Reihe zu den Wärmeübertragern zum Abführen von Wärme von Komponenten eines Antriebsstrangs sowie von elektronischen Komponenten durch den Batterie-Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von der Batterie geleitet.According to a second alternative embodiment of the invention, the coolant delivered in the second flow circuit, when operating in a passive cooling mode of the battery, is connected in series to the heat exchangers for dissipating heat from components of a drive train and of electronic components through the battery heat exchanger to dissipate heat from of the battery.

Nach einer weiteren Konzeption der Erfindung wird beim Betrieb des Systems in einem Wärmepumpenmodus oder in einem Nachheizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums vom im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel aus der Zuluft und/oder aus dem zweiten Kühlmittelkreislauf aufgenommene Wärme in einem Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager an die Zuluft und/oder in einem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager an Kühlmittel eines ersten Kühlmittelkreislaufs übertragen. Dabei wird zumindest ein Anteil der Wärme vom Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs in einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager an die Zuluft für den Fahrgastraum übertragen.According to a further concept of the invention, when the system is operated in a heat pump mode or in a post-heating mode for the supply air to the passenger compartment, the refrigerant circulating in the refrigerant circuit from the supply air and / or from the second coolant circuit transfers heat to the supply air in a refrigerant-air heat exchanger and / or in a coolant-coolant heat exchanger to coolant of a first coolant circuit. At least a portion of the heat is transferred from the coolant of the first coolant circuit in a coolant-air heat exchanger to the supply air for the passenger compartment.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein zwischen dem Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager und dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs angeordnetes Expansionsorgan derart eingestellt, dass das Kältemittel das Expansionsorgan ohne Druckverlust passiert oder das Kältemittel auf ein Druckniveau derart entspannt wird, dass eine Temperatur des Kühlmittels des ersten Kühlmittelkreislaufs an einem Einlass oder an einem Auslass des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers eingestellt wird.According to a preferred embodiment of the invention, an expansion member arranged between the refrigerant-air heat exchanger and the refrigerant-coolant heat exchanger of the refrigerant circuit is set such that the refrigerant is the expansion member without loss of pressure happens or the refrigerant is expanded to a pressure level such that a temperature of the coolant of the first coolant circuit is set at an inlet or at an outlet of the refrigerant-coolant heat exchanger.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird beim Betrieb des Systems in einem Nachheizmodus der Zuluft für den Fahrgastraum ein von einer Fördervorrichtung in einem ersten Strömungskreis des zweiten Kühlmittelkreislaufs gefördertes Kühlmittel zumindest als ein Teilmassenstrom zwischen einem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager und einem Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager derart umgewälzt, dass im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager vom Kühlmittel aus der Zuluft aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager an das Kältemittel übertragen wird.According to a development of the invention, when the system is operated in a post-heating mode of the supply air for the passenger compartment, a coolant conveyed by a conveying device in a first flow circuit of the second coolant circuit is at least as a partial mass flow between a coolant-coolant heat exchanger and a coolant-air heat exchanger circulated that heat absorbed by the coolant from the supply air in the coolant-air heat exchanger is transferred to the coolant in the coolant-coolant heat exchanger.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass bei einem Betrieb des Systems in einem passiven Kühlmodus von elektronischen Komponenten und Komponenten eines Antriebsstrangs von einer Fördervorrichtung in einem zweiten Strömungskreis des zweiten Kühlmittelkreislaufs gefördertes Kühlmittel in Reihe nacheinander durch einen Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von Komponenten des Antriebsstrangs, einen Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von elektronischen Komponenten und einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen der Wärme an Umgebungsluft umgewälzt wird.An advantageous embodiment of the invention consists in that when the system is operated in a passive cooling mode of electronic components and components of a drive train, coolant conveyed by a conveying device in a second flow circuit of the second coolant circuit, in succession, by a heat exchanger for removing heat from components of the Drive train, a heat exchanger for dissipating heat from electronic components and a coolant-air heat exchanger for transferring the heat to ambient air is circulated.

Bei einem Betrieb des Systems in einem aktiven Kühlmodus der Batterie, von elektronischen Komponenten und Komponenten eines Antriebsstrangs kann ein im zweiten Kühlmittelkreislauf gefördertes Kühlmittel in Reihe nacheinander durch den Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von Komponenten des Antriebsstrangs, den Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von elektronischen Komponenten und den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager zum Übertragen der Wärme an das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs umgewälzt werden.When the system is operating in an active cooling mode of the battery, electronic components and components of a drive train, a coolant delivered in the second coolant circuit can be passed in series through the heat exchanger for dissipating heat from components of the drive train, the heat exchanger for dissipating heat from electronic components and the refrigerant-coolant heat exchanger for transferring the heat to the refrigerant of the refrigerant cycle.

Des Weiteren kann bei einem Betrieb des Systems mit Umgebungsluft als Wärmequelle im zweiten Kühlmittelkreislauf gefördertes Kühlmittel durch einen Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme aus der Umgebungsluft und den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager zum Übertragen der Wärme an das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs umgewälzt werden.Furthermore, when the system is operated with ambient air as the heat source in the second coolant circuit, coolant conveyed can be circulated through a coolant-air heat exchanger for receiving heat from the ambient air and the refrigerant-coolant heat exchanger for transferring the heat to the refrigerant of the refrigerant circuit.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung des thermischen Systems als ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs zum Konditionieren der Zuluft für den Fahrgastraum sowie zum Konditionieren von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten des Kraftfahrzeugs.The advantageous embodiment of the invention enables the thermal system to be used as an air conditioning system of a motor vehicle for conditioning the supply air for the passenger compartment and for conditioning components of the drive train and electronic components of the motor vehicle.

Das erfindungsgemäße thermische System weist zusammenfassend diverse Vorteile auf:

- effizientes Wärmemanagementsystem führt zu einem geringeren Energieverbrauch und damit zu einer höheren Reichweite des Kraftfahrzeugs,
- maximale Effizienz des Systems beim Betrieb und minimaler Bauraum sowie
- geringe Kosten bei der Herstellung und Wartung sowie während des Betriebs.

In summary, the thermal system according to the invention has various advantages:

- efficient heat management system leads to lower energy consumption and thus to a greater range of the motor vehicle,
- Maximum system efficiency in operation and minimal installation space as well
- Low manufacturing, maintenance and operating costs.

Das thermische System beziehungsweise das Klimatisierungssystem, insbesondere der Kältemittelkreislauf, ist unabhängig vom verwendeten Kältemittel und damit auch für R134a, R744, R1234yf oder andere Kältemittel ausgelegt.The thermal system or the air conditioning system, in particular the refrigerant circuit, is designed independently of the refrigerant used and thus also for R134a, R744, R1234yf or other refrigerants.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.
Es zeigen jeweils ein thermisches System eines Kraftfahrzeugs mit einem Kältemittelkreislauf zum Konditionieren der Zuluft für den Fahrgastraum sowie einem ersten Kühlmittelkreislauf zur Aufnahme von Wärme aus dem Kältemittelkreislauf und einem zweiten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung der Antriebskomponenten sowie zur Abgabe von Wärme an den Kältemittelkreislauf und jeweils bei Bedarf zum Heizen der Zuluft für den Fahrgastraum beziehungsweise zum Übertragen von Wärme an die Umgebungsluft:

1: mit einem ersten als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager und einem zweiten als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager sowie einem als Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager sowie den Verdampfern zugeordneten Expansionsorganen,
2: mit einem Kältemittelkreislauf nach 1 mit einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager und zugeordnetem Expansionsorgan,
3: mit einem Kältemittelkreislauf nach 2 mit einem inneren Wärmeübertrager,
4: mit einem Kältemittelkreislauf nach 3 mit einem zwischen dem inneren Wärmeübertrager und einem Verdichter angeordneten Akkumulator für das Kältemittel,
5: mit einem Kältemittelkreislauf nach 3 mit einem zwischen den Verdampfern und dem inneren Wärmeübertrager angeordneten Akkumulator für das Kältemittel
6: speziell eine Anordnung der Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager und der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme mit der Zuluft für den Fahrgastraum innerhalb eines Klimageräts sowie das thermische System aus 5 bei einem Betrieb
7: in einem Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs,
8: in einem erweiterten Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs,
9: in einem erweiterten Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem aktiven Kühlmodus einer Batterie und einem passiven Kühlmodus anderer Komponenten des Antriebsstrangs,
10: in einem aktiven Kühlmodus der Batterie sowie einem passiven Kühlmodus anderer Komponenten des Antriebsstrangs,
11: in einem erweiterten Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie in einem passiven Kühlmodus der Batterie und anderer Komponenten des Antriebsstrangs,
12: in einem Nachheizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus der Batterie und anderer Komponenten des Antriebsstrangs,
13: in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums und einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs,
14: in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums, einem aktiven Kühlmodus der Batterie und einem passiven Kühlmodus anderer Komponenten des Antriebsstrangs,
15 und 16: in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums, einem aktiven Kühlmodus der Batterie sowie anderer Komponenten des Antriebsstrangs,
17: in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem aktiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs,
18: in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums mit Umgebungsluft als Wärmequelle,
19: in einem Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums mit Betrieb eines Zusatzwärmeübertragers des zweiten Kühlmittelkreislaufs und
20: in einem Heizmodus der Batterie mit Betrieb des Zusatzwärmeübertragers des zweiten Kühlmittelkreislaufs.

Further details, features and advantages of embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings.
They each show a thermal system of a motor vehicle with a refrigerant circuit for conditioning the supply air for the passenger compartment and a first coolant circuit for absorbing heat from the refrigerant circuit and a second coolant circuit for cooling the drive components and for delivering heat to the refrigerant circuit and in each case as required Heating the supply air for the passenger compartment or for transferring heat to the ambient air:

1 : with a first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler and a second refrigerant-coolant heat exchanger operated as an evaporator as well as a first refrigerant-air heat exchanger operated as an evaporator and expansion elements assigned to the evaporators,
2 : with a refrigerant circuit after 1 with a second refrigerant-air heat exchanger operated as a condenser / gas cooler and associated expansion element,
3 : with a refrigerant circuit after 2 with an internal heat exchanger,
4 : with a refrigerant circuit after 3 with an accumulator for the refrigerant arranged between the inner heat exchanger and a compressor,
5 : with a refrigerant circuit after 3 with one between the evaporators and the inner heat exchanger arranged accumulator for the refrigerant
6 : specifically an arrangement of the refrigerant-air heat exchangers and the coolant-air heat exchangers for transferring heat with the supply air for the passenger compartment within an air conditioner as well as the thermal system 5 in an operation
7 : in a refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of drive train components,
8th : in an expanded refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment as well as a passive cooling mode for components of the drive train,
9 : in an expanded refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment as well as an active cooling mode of a battery and a passive cooling mode of other components of the drive train,
10 : in an active cooling mode of the battery and a passive cooling mode of other components of the drive train,
11 : in an extended refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment as well as in a passive cooling mode of the battery and other components of the drive train,
12 : in a post-heating mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of the battery and other components of the drive train,
13 : in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment and a passive cooling mode of components of the drive train,
14 : in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment, an active cooling mode of the battery and a passive cooling mode of other components of the drive train,
15 and 16 : in a heat pump mode and heating mode for the supply air to the passenger compartment, an active cooling mode of the battery and other components of the drive train,
17 : in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment as well as an active cooling mode of components of the drive train,
18 : in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment with ambient air as the heat source,
19 : in a heating mode for the supply air of the passenger compartment with operation of an additional heat exchanger of the second coolant circuit and
20 : in a heating mode of the battery with operation of the additional heat exchanger of the second coolant circuit.

Aus 1 geht ein ein erstes thermisches System 1a zum Konditionieren der Zuluft für den Fahrgastraum und Komponenten des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Kältemittelkreislauf 2a sowie einem ersten Kühlmittelkreislauf 3 zur Aufnahme von Wärme aus dem Kältemittelkreislauf 2a und einem zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zur Kühlung der Komponenten des Antriebsstrangs sowie zur Abgabe von Wärme an den Kältemittelkreislauf 2a sowie jeweils bei Bedarf zum Heizen der Zuluft für den Fahrgastraum beziehungsweise zum Übertragen von Wärme an die Umgebungsluft hervor. Das thermische System 1a ist mit einem ersten als Kondensator/Gaskühler betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 und einem zweiten als Verdampfer betriebenen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 sowie einem als Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 7 sowie den Verdampfern zugeordneten Expansionsorganen 8, 14 ausgebildet. Dabei weist der Kältemittelkreislauf 2a in Strömungsrichtung des Kältemittels einen Verdichter 5, den ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6, welcher den Kältemittelkreislauf 2a thermisch mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 verbindet und zum Übertragen von Wärme vom Kältemittelkreislauf 2a an den ersten Kühlmittelkreislauf 3 konfiguriert ist, sowie die parallel zueinander angeordneten und mit Kältemittel beaufschlagbaren Verdampfer 7, 13 auf.
Der erste Verdampfer 7 ist mit dem vorgelagerten Expansionsorgan 8 innerhalb eines ersten Strömungspfades 9 angeordnet, welcher sich von einer Abzweigstelle 10 bis zu einer Mündungsstelle 11 erstreckt. Der als Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager ausgebildete erste Verdampfer 7 ist zum Konditionieren, insbesondere zum Abkühlen und/oder Entfeuchten der Zuluft für den Fahrgastraum konfiguriert.
Der zweite Verdampfer 13 ist mit dem vorgelagerten Expansionsorgan 14 innerhalb eines zweiten Strömungspfades 12 angeordnet, welcher sich ebenfalls von der Abzweigstelle 10 bis zur Mündungsstelle 11 erstreckt und damit parallel zum ersten Strömungspfad 9 verläuft. Der zweite als Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs 2a ausgebildete zweite Verdampfer 13, welcher den Kältemittelkreislauf 2a thermisch mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf 4 verbindet, ist zum Übertragen von Wärme vom zweiten Kühlmittelkreislauf 4 an den Kältemittelkreislauf 2a konfiguriert.
Die Expansionsorgane 8, 14 sind vorzugsweise als Expansionsventile ausgebildet, mit welchen der Massenstrom des Kältemittels in Teilmassenströme durch die Strömungspfade 9, 12 aufgeteilt werden kann. Dabei kann der Massenstrom durch die Verdampfer 7, 13 stufenlos zwischen 0 % und 100 % eingestellt werden. Die Teilmassenströme werden an der Mündungsstelle 11 zusammengeführt.
Der Verdichter 5 saugt das Kältemittel je nach Betriebsmodus des Systems 1a und des Kältemittelkreislaufs 2a aus den Strömungspfaden 9, 12 an. Der Kältemittelkreislauf 2a ist geschlossen.Out 1 goes in a first thermal system 1a for conditioning the supply air for the passenger compartment and components of the drive train of a motor vehicle with a first refrigerant circuit 2a and a first coolant circuit 3 to absorb heat from the refrigerant circuit 2a and a second coolant circuit 4 for cooling the components of the drive train and for transferring heat to the refrigerant circuit 2a as well as for heating the supply air for the passenger compartment or for transferring heat to the ambient air. The thermal system 1a is with a first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 and a second refrigerant-coolant heat exchanger operated as an evaporator 13 and a first refrigerant-air heat exchanger operated as an evaporator 7 and expansion organs assigned to the evaporators 8th . 14 educated. The refrigerant circuit 2a a compressor in the flow direction of the refrigerant 5 , the first refrigerant-coolant heat exchanger 6 which is the refrigerant circuit 2a thermally with the first coolant circuit 3 connects and for transferring heat from the refrigerant circuit 2a to the first coolant circuit 3 configured, as well as the evaporators arranged parallel to each other and acted upon with refrigerant 7 . 13 on.
The first vaporizer 7 is with the upstream expansion organ 8th within a first flow path 9 arranged, which is from a junction 10 up to a muzzle 11 extends. The first evaporator designed as a refrigerant-air heat exchanger 7 is configured for conditioning, in particular for cooling and / or dehumidifying the supply air for the passenger compartment.
The second evaporator 13 is with the upstream expansion organ 14 within a second flow path 12 arranged, which is also from the junction 10 to the muzzle 11 extends and thus parallel to the first flow path 9 runs. The second as a refrigerant-coolant heat exchanger in the refrigerant circuit 2a trained second evaporator 13 which is the refrigerant circuit 2a thermally with the second coolant circuit 4 connects is for transferring heat from the second coolant circuit 4 to the refrigerant circuit 2a configured.
The expansion organs 8th . 14 are preferably designed as expansion valves with which the mass flow of the refrigerant in partial mass flows through the flow paths 9 . 12 can be divided. The mass flow through the evaporator can 7 . 13 continuously adjustable between 0% and 100%. The partial mass flows are at the mouth 11 merged.
The compressor 5 sucks the refrigerant depending on the operating mode of the system 1a and the refrigerant circuit 2a from the flow paths 9 . 12 on. The refrigerant circuit 2a is closed.

Die zwei voneinander unabhängig betreibbaren und fluidtechnisch nicht miteinander gekoppelten Kühlmittelkreisläufe 3, 4 sind ausschließlich über den Kältemittelkreislauf 2a thermisch miteinander verbunden.
Der erste Kühlmittelkreislauf 3 ist neben dem als Kondensator/Gaskühler für das Kältemittel betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 mit einer ersten Fördervorrichtung 30, speziell einer Kühlmittelpumpe, und einem ersten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 35 zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an Umgebungsluft ausgebildet. Der erste Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 35 ist als erster Umgebungsluftwärmeübertrager des Systems 1a innerhalb eines ersten Strömungspfades 32 angeordnet, welcher sich von einer Abzweigstelle 31 bis zu einer Mündungsstelle 34 erstreckt. Innerhalb eines zweiten Strömungspfades 33 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3, welcher sich ebenfalls von der Abzweigstelle 31 bis zur Mündungsstelle 34 erstreckt, ist ein zweiter Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 angeordnet. Der als Heizwärmeübertrager betriebene zweite Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 ist zum Übertragen von Wärme vom Kühlmittel an die Zuluft für den Fahrgastraum konfiguriert.
Die Abzweigstelle 31 der Strömungspfade 32, 33 ist vorzugsweise als ein Drei-Wege-Ventil ausgebildet, mit welchem der Massenstrom des Kühlmittels in Teilmassenströme durch die Strömungspfade 32, 33 aufgeteilt werden kann. The two coolant circuits which can be operated independently of one another and are not coupled to one another in terms of fluid technology 3 . 4 are exclusively via the refrigerant circuit 2a thermally connected.
The first coolant circuit 3 is next to the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler for the refrigerant 6 with a first conveyor 30 , especially a coolant pump, and a first coolant-air heat exchanger 35 designed to transfer heat from the coolant to ambient air. The first coolant-air heat exchanger 35 is the first ambient air heat exchanger in the system 1a within a first flow path 32 arranged, which is from a junction 31 up to a muzzle 34 extends. Within a second flow path 33 of the first coolant circuit 3 , which is also from the junction 31 to the muzzle 34 extends, is a second coolant-air heat exchanger 37 arranged. The second coolant-air heat exchanger operated as a heat exchanger 37 is configured to transfer heat from the coolant to the air supply to the passenger compartment.
The junction 31 the flow paths 32 . 33 is preferably designed as a three-way valve, with which the mass flow of the coolant in partial mass flows through the flow paths 32 . 33 can be divided.

Dabei kann der Massenstrom durch die Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 35, 37 stufenlos zwischen 0 % und 100 % eingestellt werden. Die Teilmassenströme werden an der Mündungsstelle 34 zusammengeführt.
Beim Betrieb des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 wird die im kühlmittelgekühlten ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 vom Kältemittel in das Kühlmittel übertragene Wärme je nach Bedarf im ersten Heizwärmeübertrager 37 vom Kühlmittel an die Zuluft für den Fahrgastraum beziehungsweise im ersten Umgebungsluftwärmeübertrager 35 vom Kühlmittel an die Umgebungsluft übertragen. Der erster Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 35 wird in Strömungsrichtung 36 mit Umgebungsluft beaufschlagt.The mass flow through the coolant-air heat exchanger 35 . 37 continuously adjustable between 0% and 100%. The partial mass flows are at the mouth 34 merged.
When operating the first coolant circuit 3 becomes the coolant-cooled first refrigerant-coolant heat exchanger 6 Heat transferred from the refrigerant to the coolant as required in the first heat exchanger 37 from the coolant to the supply air for the passenger compartment or in the first ambient air heat exchanger 35 transferred from the coolant to the ambient air. The first coolant-air heat exchanger 35 is in the direction of flow 36 charged with ambient air.

Der zweite Kühlmittelkreislauf 4 verbindet eine Vielzahl von Wärmequellen und Wärmesenken miteinander. So ist der zweite Kühlmittelkreislauf 4 neben dem als Verdampfer für das Kältemittel betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 mit einer zweiten Fördervorrichtung 40, speziell einer Kühlmittelpumpe, und einem Zusatzheizwärmeübertrager 41 zum Übertragen von Wärme an das Kühlmittel ausgebildet. Der Zusatzheizwärmeübertrager 41, der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 und die Fördervorrichtung 40 sind nacheinander vom Kühlmittel beaufschlagbar im Kühlmittelkreislauf 4 angeordnet. Mit dem Zusatzheizwärmeübertrager 41, vorzugsweise einem elektrischen Zusatzheizer, wie einer Widerstandsheizung, kann bei Bedarf an vom Kühlmittel abzugebender Wärme und unzureichender Wärme aus der Umgebungsluft oder den Komponenten des Antriebsstrangs sowie der elektronischen Komponenten zusätzlich Wärme bereitgestellt und ein Minderbetrag an Wärme ausgeglichen werden.
Der zweite Kühlmittelkreislauf 4 weist zur Kühlung von Komponenten des Antriebsstrangs einen Batterie-Wärmeübertrager 42 auf, welcher innerhalb eines ersten Strömungspfades 43 angeordnet ist. Der erste Strömungspfad 43 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 erstreckt sich von einer ersten Verbindungsstelle 44 bis zu einer zweiten Verbindungsstelle 45. Der Batterie-Wärmeübertrager 42 ist derart ausgebildet, dass die Wärme zwischen dem durch den Wärmeübertrager strömenden Kühlmittel direkt mit der Batterie, insbesondere einer Hochvoltbatterie, übertragen wird. Neben dem Batterie-Wärmeübertrager 42 weist der zweite Kühlmittelkreislauf 4 mindestens einen Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren von Komponenten des Antriebsstrangs sowie mindestens einen Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten, beispielsweise des autonomen Antriebs, auf.
Die an das Kühlmittel übertragene Wärme, zum Beispiel von Komponenten des Antriebsstrangs und von der Batterie beziehungsweise von elektronischen Komponenten, kann ebenso an die Umgebungsluft übertragen werden. Der zweite Kühlmittelkreislauf 4 weist einen dritten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 48 auf, welcher auch als zweiter Umgebungsluftwärmeübertrager des Systems 1a betrieben wird. Der erste Umgebungsluftwärmeübertrager 35 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 und der zweite Umgebungsluftwärmeübertrager 48 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 sind in Strömungsrichtung 36 der Umgebungsluft in Reihe und damit in der angegebenen Reihenfolge nacheinander mit Umgebungsluft beaufschlagbar angeordnet.
Innerhalb des ersten Strömungspfades 43 sind zwei als Vier-Wege-Ventile ausgebildete Verbindungsstellen 49, 50 angeordnet, wobei eine erste Verbindungsstelle 49 zwischen der Verbindungsstelle 44 und dem Batterie-Wärmeübertrager 42 und eine zweite Verbindungsstelle 50 zwischen dem Batterie-Wärmeübertrager 42 und der Verbindungsstelle 45 ausgebildet sind. Zwischen den Vier-Wege-Ventilen 49, 50 ist zum einen ein zweiter Strömungspfad 51 als Bypass um den Batterie-Wärmeübertrager 42 vorgesehen. Zum anderen sind innerhalb eines weiteren, sich zwischen den Vier-Wege-Ventilen 49, 50 erstreckenden Strömungspfades die Wärmeübertrager 46, 47 zum Konditionieren der Komponenten des Antriebsstrangs sowie der elektronischen Komponenten und der zweite Umgebungsluftwärmeübertrager 48 angeordnet, welche in Reihe nacheinander mit Kühlmittel durchströmbar sind.
Parallel zum ersten Strömungspfad 43 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 ist ein dritter Strömungspfad 52 ausgebildet, welcher sich ebenfalls von der ersten Verbindungsstelle 44 bis zur zweiten Verbindungsstelle 45 erstreckt. Innerhalb des dritten Strömungspfades 52 ist ein vierter Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 zum Übertragen von Wärme zwischen der Zuluft für den Fahrgastraum und dem Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 angeordnet.
Der zweite Kühlmittelkreislauf 4 weist zudem eine dritte Fördervorrichtung 54, speziell eine Kühlmittelpumpe, weitere Verbindungsstellen 55, 57, 59 sowie weitere Strömungspfade 56, 58 auf, um verschiedene Möglichkeiten des Durchströmens und damit des Betreibens der Wärmeübertrager als Wärmesenken oder Wärmequellen zu ermöglichen. Dabei ist eine als Drei-Wege-Ventil ausgebildete Verbindungsstelle 55 zwischen den Wärmeübertragern 46, 47 zum Konditionieren der Komponenten des Antriebsstrangs sowie der elektronischen Komponenten sowie eine als Drei-Wege-Ventil ausgebildete Verbindungsstelle 57 zwischen dem Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren der Komponenten des Antriebsstrangs und dem zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 angeordnet. Zwischen der Verbindungsstelle 45 einerseits und der Verbindungsstelle 55 andererseits ist ein vierter Strömungspfad 56 ausgebildet. Ein fünfter Strömungspfad 58 erstreckt sich von der Verbindungsstelle 57 bis zu einer Verbindungsstelle 59, welche wiederum innerhalb des vierten Strömungspfades 56 angeordnet ist.The second coolant circuit 4 connects a variety of heat sources and heat sinks. This is the second coolant circuit 4 in addition to the second refrigerant-coolant heat exchanger operated as an evaporator for the refrigerant 13 with a second conveyor 40 , especially a coolant pump, and an additional heat exchanger 41 designed to transfer heat to the coolant. The additional heat exchanger 41 , the refrigerant-coolant heat exchanger 13 and the conveyor 40 are successively acted upon by the coolant in the coolant circuit 4 arranged. With the additional heat exchanger 41 , preferably an additional electrical heater, such as a resistance heater, additional heat can be provided and a reduced amount of heat can be compensated for if required for heat to be given off by the coolant and insufficient heat from the ambient air or the components of the drive train and the electronic components.
The second coolant circuit 4 has a battery heat exchanger for cooling components of the drive train 42 on which is within a first flow path 43 is arranged. The first flow path 43 of the second coolant circuit 4 extends from a first junction 44 up to a second connection point 45 , The battery heat exchanger 42 is designed such that the heat between the coolant flowing through the heat exchanger is transferred directly to the battery, in particular a high-voltage battery. In addition to the battery heat exchanger 42 has the second coolant circuit 4 at least one heat exchanger 46 for conditioning components of the drive train and at least one heat exchanger 47 for conditioning electronic components, for example the autonomous drive.
The heat transferred to the coolant, for example from components of the drive train and from the battery or from electronic components, can also be transferred to the ambient air. The second coolant circuit 4 has a third coolant-air heat exchanger 48 which also acts as the system's second ambient air heat exchanger 1a is operated. The first ambient air heat exchanger 35 of the first coolant circuit 3 and the second ambient air heat exchanger 48 of the second coolant circuit 4 are in the direction of flow 36 of the ambient air in a row and thus arranged one after the other to be acted upon with ambient air in the order given.
Within the first flow path 43 are two connection points designed as four-way valves 49 . 50 arranged, with a first connection point 49 between the connection point 44 and the battery heat exchanger 42 and a second junction 50 between the battery heat exchanger 42 and the junction 45 are trained. Between the four-way valves 49 . 50 is a second flow path 51 as Bypass around the battery heat exchanger 42 intended. On the other hand, there is another one between the four-way valves 49 . 50 extending flow path the heat exchanger 46 . 47 for conditioning the components of the drive train as well as the electronic components and the second ambient air heat exchanger 48 arranged, which can be flowed through in series with coolant.
Parallel to the first flow path 43 of the second coolant circuit 4 is a third flow path 52 formed, which is also from the first junction 44 to the second junction 45 extends. Within the third flow path 52 is a fourth coolant-air heat exchanger 53 for transferring heat between the supply air for the passenger compartment and the coolant of the second coolant circuit 4 arranged.
The second coolant circuit 4 also has a third conveyor 54 , especially a coolant pump, further connection points 55 . 57 . 59 as well as other flow paths 56 . 58 to enable different ways of flowing through and thus operating the heat exchangers as heat sinks or heat sources. There is a connection point designed as a three-way valve 55 between the heat exchangers 46 . 47 for conditioning the components of the drive train and the electronic components as well as a connection point designed as a three-way valve 57 between the heat exchanger 46 for conditioning the components of the drive train and the second ambient air heat exchanger 48 arranged. Between the junction 45 on the one hand and the connection point 55 on the other hand is a fourth flow path 56 educated. A fifth flow path 58 extends from the junction 57 to a junction 59 which in turn is within the fourth flow path 56 is arranged.

Damit weist der zweite Kühlmittelkreislauf 4 mehrere als geschlossene Schleifen ausgebildete Strömungswege auf, welche je nach Bedarf zugeschaltet und abgeschaltet sowie gemeinsam mit Kühlmittel beaufschlagt werden können, um mit den verschiedenen Wärmeübertragern unterschiedliche Wärmequellen und Wärmesenken zu nutzen. Die variierenden Strömungswege werden mittels der Stellungen der als Drei-Wege-Ventile oder Vier-Wege-Ventile ausgebildeten Verbindungsstellen 44, 49, 50, 55, 57 geschaltet.
Das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel, insbesondere zum Konditionieren, speziell zum Abkühlen der Komponenten des Antriebsstrangs sowie der elektronischen Komponenten, wird entweder beim Durchströmen des zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 13 aktiv oder beim Durchströmen des dritten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 48 passiv abgekühlt beziehungsweise temperiert.The second coolant circuit thus has 4 several flow paths designed as closed loops, which can be switched on and off as required and can be acted upon together with coolant in order to use different heat sources and heat sinks with the different heat exchangers. The varying flow paths are determined by means of the positions of the connection points designed as three-way valves or four-way valves 44 . 49 . 50 . 55 . 57 connected.
That in the second coolant circuit 4 Circulating coolants, in particular for conditioning, especially for cooling the components of the drive train and the electronic components, are either when flowing through the second coolant-coolant heat exchanger 13 active or when flowing through the third coolant-air heat exchanger 48 passively cooled or tempered.

Das thermische System 1a ermöglicht derart beispielsweise einen Betrieb in einem Heizmodus beziehungsweise in einem Wärmepumpenmodus, bei welchem die vom Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 von den Komponenten des Antriebsstrangs sowie der elektronischen Komponenten aufgenommene Abwärme im zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 als Verdampfungswärme für das Kältemittel bereitgestellt wird. Die Funktionalität der Wärmerückgewinnung trägt zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz und Wärmeeffizienz des Kraftfahrzeugs bei.The thermal system 1a thus enables, for example, operation in a heating mode or in a heat pump mode in which the coolant of the second coolant circuit 4 Waste heat absorbed by the components of the drive train and the electronic components in the second coolant-coolant heat exchanger 13 is provided as heat of vaporization for the refrigerant. The functionality of the heat recovery contributes to the improvement of the overall energy efficiency and thermal efficiency of the motor vehicle.

2 zeigt ein zweites thermisches System 1b eines Kraftfahrzeugs mit einem zweiten Kältemittelkreislauf 2b zum Konditionieren der Zuluft für den Fahrgastraum sowie dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 und dem zweiten Kühlmittelkreislauf 4 gemäß des ersten thermischen Systems 1a aus 1. Die Kühlmittelkreisläufe 3, 4 der Systeme 1a, 1b sind identisch. Gleiche Komponenten der Systeme 1a, 1b sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Unterschied der thermischen Systeme 1a, 1b liegt in der Ausbildung der Kältemittelkreisläufe 2a, 2b. Im Vergleich zum Kältemittelkreislauf 2a des Systems 1a aus 1 ist der Kältemittelkreislauf 2b des Systems 1b mit einem zusätzlichen als Kondensator/Gaskühler betriebenen zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 und einem dem zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 nachgeordneten dritten Expansionsorgan 16 ausgebildet. Der zweite Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 und das dazugehörige als Expansionsventil ausgebildete dritte Expansionsorgan 16 sind zwischen dem Verdichter 5 und dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 angeordnet.
Mit den jeweils als Kondensator/Gaskühler betriebenen erster Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 und zweiter Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 kann die Wärme des auf Hochdruckniveau vorliegenden Kältemittels entweder an die Zuluft für den Fahrgastraum und/oder an das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 übertragen werden. Das zwischen den Wärmeübertragern angeordnete und als Expansionsventil ausgebildete Expansionsorgan 16 kann dabei entweder vollständig geöffnet sein, um das Kältemittel ohne nennenswerten Druckverlust hindurchzulassen, oder kann derart eingestellt werden, ein zwischen dem Hochdruckniveau und einem Niederdruckniveau des Kältemittelkreislaufs 2b vorliegendes mittleres Druckniveau einzustellen. Damit können die an die Zuluft für den Fahrgastraum und an das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 zu übertragenen Wärmemengen gezielt eingestellt werden. 2 shows a second thermal system 1b of a motor vehicle with a second refrigerant circuit 2 B for conditioning the supply air for the passenger compartment and the first coolant circuit 3 and the second coolant circuit 4 according to the first thermal system 1a out 1 , The coolant circuits 3 . 4 of the systems 1a . 1b are identical. Same components of the systems 1a . 1b are provided with the same reference numerals.
The difference in thermal systems 1a . 1b lies in the formation of the refrigerant circuits 2a . 2 B , Compared to the refrigerant circuit 2a of the system 1a out 1 is the refrigerant circuit 2 B of the system 1b with an additional second refrigerant-air heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 15 and one of the second refrigerant-air heat exchanger 15 subordinate third expansion organ 16 educated. The second refrigerant-air heat exchanger 15 and the associated third expansion element designed as an expansion valve 16 are between the compressor 5 and the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 arranged.
With the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 and second refrigerant-air heat exchanger 15 the heat of the high-pressure refrigerant either to the supply air for the passenger compartment and / or to the coolant of the first coolant circuit 3 be transmitted. The expansion element arranged between the heat exchangers and designed as an expansion valve 16 can either be completely open in order to let the refrigerant through without any appreciable loss of pressure, or can be set in such a way between the high pressure level and a low pressure level of the refrigerant circuit 2 B adjust the existing average pressure level. This allows the supply air to the passenger compartment and the coolant of the first coolant circuit 3 the heat quantities to be transferred can be set specifically.

In 3 ist ein drittes thermisches System 1c eines Kraftfahrzeugs mit einem dritten Kältemittelkreislauf 2c zum Konditionieren der Zuluft für den Fahrgastraum sowie dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 und dem zweiten Kühlmittelkreislauf 4 gemäß der thermischen Systeme 1a, 1b aus den 1 und 2 gezeigt. Die Kühlmittelkreisläufe 3, 4 der Systeme 1a, 1b, 1c sind identisch. Gleiche Komponenten der Systeme 1a, 1b, 1c sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Unterschied der thermischen Systeme 1a, 1b, 1c liegt in der Ausbildung der Kältemittelkreisläufe 2a, 2b, 2c. Im Vergleich zum Kältemittelkreislauf 2b des Systems 1b aus 2 ist der Kältemittelkreislauf 2c des Systems 1c mit einem zusätzlichen inneren Wärmeübertrager 17 ausgebildet.
Der innere Wärmeübertrager 17 ist hochdruckseitig zwischen dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 und der Abzweigstelle 10 und damit den Expansionsorganen 8, 14 sowie niederdruckseitig zwischen der Mündungsstelle 11 und damit den als Verdampfern betriebenen Wärmeübertragern 7, 13 und dem Verdichter 5 angeordnet. Mit dem inneren Wärmeübertrager 17 kann Wärme vom Kältemittel der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs 2c an das Kältemittel der Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufs 2c übertragen werden, was die Effizienz des Betriebs des Kältemittelkreislaufs 2c und damit des Systems 1c weiter erhöht. In 3 is a third thermal system 1c of a motor vehicle with a third refrigerant circuit 2c for conditioning the supply air for the passenger compartment and the first coolant circuit 3 and the second coolant circuit 4 according to the thermal systems 1a . 1b from the 1 and 2 shown. The coolant circuits 3 . 4 of the systems 1a . 1b . 1c are identical. Same components of the systems 1a . 1b . 1c are again provided with the same reference symbols.
The difference in thermal systems 1a . 1b . 1c lies in the formation of the refrigerant circuits 2a . 2 B . 2c , Compared to the refrigerant circuit 2 B of the system 1b out 2 is the refrigerant circuit 2c of the system 1c with an additional internal heat exchanger 17 educated.
The inner heat exchanger 17 is on the high pressure side between the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 and the junction 10 and thus the expansion organs 8th . 14 and on the low pressure side between the muzzle 11 and thus the heat exchangers operated as evaporators 7 . 13 and the compressor 5 arranged. With the internal heat exchanger 17 can heat from the refrigerant on the high pressure side of the refrigerant circuit 2c to the refrigerant on the low pressure side of the refrigerant circuit 2c be transmitted, which is the efficiency of the operation of the refrigerant circuit 2c and thus the system 1c further increased.

Aus den 4 und 5 gehen ein viertes thermisches System 1d eines Kraftfahrzeugs mit einem vierten Kältemittelkreislauf 2d und ein fünftes thermisches System 1e mit einem fünften Kältemittelkreislauf 2e zum Konditionieren der Zuluft für den Fahrgastraum sowie dem ersten Kühlmittelkreislauf 3 und dem zweiten Kühlmittelkreislauf 4 gemäß der thermischen Systeme 1a, 1b, 1c aus den 1 bis 3 hervor. Die Kühlmittelkreisläufe 3, 4 der Systeme 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sind identisch. Gleiche Komponenten der Systeme 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Unterschied der thermischen Systeme 1a, 1b, 1c der 1 bis 3 einerseits und der thermischen Systeme 1d, 1e der 4 und 5 andererseits liegt in der Ausbildung der Kältemittelkreisläufe 2a, 2b, 2c, 2d, 2e. Im Vergleich zum Kältemittelkreislauf 2c des Systems 1c aus 3 sind die Kältemittelkreisläufe 2d, 2e der Systeme 1d, 1e jeweils mit einem Akkumulator 18d, 18e zum Abscheiden und Sammeln von flüssigem Kältemittel ausgebildet. Die Akkumulatoren 18d, 18e sind jeweils auf der Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufs 2d, 2e vorgesehen.
Dabei ist der Akkumulator 18d des vierten Kältemittelkreislaufs 2d nach 4 zwischen dem inneren Wärmeübertrager 17 und dem Verdichter 5 angeordnet, während der Akkumulator 18e des fünften Kältemittelkreislaufs 2e nach 5 zwischen der Mündungsstelle 11 und damit den als Verdampfern betriebenen Wärmeübertragern 7, 13 sowie dem inneren Wärmeübertrager 17 angeordnet ist.From the 4 and 5 go a fourth thermal system 1d of a motor vehicle with a fourth refrigerant circuit 2d and a fifth thermal system 1e with a fifth refrigerant circuit 2e for conditioning the supply air for the passenger compartment and the first coolant circuit 3 and the second coolant circuit 4 according to the thermal systems 1a . 1b . 1c from the 1 to 3 out. The coolant circuits 3 . 4 of the systems 1a . 1b . 1c . 1d . 1e are identical. Same components of the systems 1a . 1b . 1c . 1d . 1e are provided with the same reference numerals.
The difference in thermal systems 1a . 1b . 1c the 1 to 3 on the one hand and the thermal systems 1d . 1e the 4 and 5 on the other hand, lies in the design of the refrigerant circuits 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e , Compared to the refrigerant circuit 2c of the system 1c out 3 are the refrigerant circuits 2d . 2e of the systems 1d . 1e each with an accumulator 18d . 18e trained to separate and collect liquid refrigerant. The accumulators 18d . 18e are each on the low pressure side of the refrigerant circuit 2d . 2e intended.
Here is the accumulator 18d of the fourth refrigerant circuit 2d to 4 between the inner heat exchanger 17 and the compressor 5 arranged while the accumulator 18e of the fifth refrigerant circuit 2e to 5 between the muzzle 11 and thus the heat exchangers operated as evaporators 7 . 13 as well as the internal heat exchanger 17 is arranged.

Ausgehend vom thermischen System 1a mit dem Kältemittelkreislauf 2a nach 1 sind unter Hinzunahme der jeweiligen unterschiedlichen Komponenten der Kältemittelkreisläufe 2b, 2c, 2d, 2e, wie erstens der Ausbildung des zusätzlichen zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 15 und des dazugehörigen dritten Expansionsorgans 16, zweitens der Ausbildung des inneren Wärmeübertragers 17 sowie drittens der Ausbildung und Anordnung des Akkumulators 18d, 18e, die genannten Komponenten auch in anderer Zusammenstellung kombinierbar. Beispielsweise könnte der Kältemittelkreislauf auch ohne inneren Wärmeübertrager und mit Akkumulator ausgebildet sein.Starting from the thermal system 1a with the refrigerant circuit 2a to 1 are taking into account the different components of the refrigerant circuits 2 B . 2c . 2d . 2e how, first, the formation of the additional second refrigerant-air heat exchanger 15 and the associated third expansion organ 16 , second, the formation of the internal heat exchanger 17 and thirdly, the design and arrangement of the battery 18d . 18e , the components mentioned can also be combined in a different combination. For example, the refrigerant circuit could also be designed without an internal heat exchanger and with an accumulator.

6 zeigt eine Anordnung der Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 7, 15 und der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37, 53 zum Übertragen von Wärme mit der Zuluft für den Fahrgastraum innerhalb eines Klimageräts 60.
Das Klimagerät 60 weist ein Gehäuse 61 mit einem Einlass 63 für Umluft aus dem Fahrgastraum und einem Einlass 64 für Frischluft aus der Umgebung auf. Die Einlässe 63, 64 werden mittels einer Luftleiteinrichtung 65 je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen, wobei die Strömungsquerschnitte der Einlässe 63, 64 stufenlos zwischen 0 % und 100 % versperrt oder freigegeben werden können.
Ein von einem Gebläse 62 durch mindestens einen der Einlässe 63, 64 angesaugter Luftmassenstrom wird zunächst durch den vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 und anschließend durch den ersten Verdampfer 7 des Kältemittelkreislaufs 2a, 2b, 2c, 2d, 2e geleitet. Je nach Bedarf und Stellung einer Luftleiteinrichtung 67, insbesondere einer Temperaturklappe, kann die beim Durchströmen der Wärmeübertrager 7, 53 konditionierte Luft einerseits in einen ersten Strömungspfad und dabei durch den als Heizwärmeübertrager betriebenen zweiten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 und den als Kondensator/Gaskühler betriebenen zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 des Kältemittelkreislaufs 2a, 2b, 2c, 2d, 2e strömen sowie erwärmt werden. Andererseits kann die beim Durchströmen der Wärmeübertrager 7, 53 konditionierte Luft in einen zweiten Strömungspfad, welcher als Bypass zum ersten Strömungspfad ausgebildet ist, eingeleitet und damit an den Wärmeübertragern 15, 37 vorbei geleitet werden. Die Strömungsquerschnitte der Strömungspfade können stufenlos zwischen 0 % und 100 % verschlossen oder geöffnet werden. Die durch die Strömungspfade geleiteten Massenströme der Zuluft werden anschließend je nach Betriebsmodus vermischt oder unvermischt in Strömungsrichtung 66 in den Fahrgastraum geführt. 6 shows an arrangement of the refrigerant-air heat exchanger 7 . 15 and the coolant-air heat exchanger 37 . 53 for transferring heat with the supply air for the passenger compartment within an air conditioner 60 ,
The air conditioner 60 has a housing 61 with an inlet 63 for air circulation from the passenger compartment and an inlet 64 for fresh air from the environment. The inlets 63 . 64 are by means of an air guide 65 Opened or closed as required, with the flow cross-sections of the inlets 63 . 64 can be blocked or released continuously between 0% and 100%.
One from a blower 62 through at least one of the inlets 63 . 64 Air mass flow drawn in is initially through the fourth coolant-air heat exchanger 53 of the second coolant circuit 4 and then through the first evaporator 7 of the refrigerant circuit 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e directed. Depending on the need and position of an air guiding device 67 , in particular a temperature flap, can when flowing through the heat exchanger 7 . 53 conditioned air on the one hand into a first flow path and thereby through the second coolant-air heat exchanger operated as a heat exchanger 37 of the first coolant circuit 3 and the second refrigerant-air heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 15 of the refrigerant circuit 2a . 2 B . 2c . 2d . 2e flow and be heated. On the other hand, the flow through the heat exchanger 7 . 53 conditioned air into a second flow path, which is designed as a bypass to the first flow path, and thus at the heat exchangers 15 . 37 be passed by. The flow cross sections of the flow paths can be closed or opened continuously between 0% and 100%. The mass flows of the supply air guided through the flow paths are then mixed or unmixed in the direction of flow, depending on the operating mode 66 led into the passenger compartment.

Je nach Betriebsmodus des thermischen Systems 1a, 1b, 1c, 1d, 1e kann der vierte Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 als ein erweiterter kühlmittelbasierter Kühlwärmeübertrager oder Heizwärmeübertrager zum Abkühlen beziehungsweise zum Erwärmen der in den Fahrgastraum einströmenden Zuluft dienen. Depending on the operating mode of the thermal system 1a . 1b . 1c . 1d . 1e can be the fourth coolant-air heat exchanger 53 of the second coolant circuit 4 serve as an extended coolant-based cooling heat exchanger or heating heat exchanger for cooling or for heating the supply air flowing into the passenger compartment.

In den 7 bis 20 sind verschiedene Betriebsmodi des thermischen Systems 1e aus 5 dargestellt. Die mit Kältemittel beaufschlagten Komponenten des Kältemittelkreislaufs 2e, insbesondere die entsprechenden Kältemittelleitungen, sind als Doppellinien markiert. Die mit Kühlmittel beaufschlagten Komponenten der Kühlmittelkreisläufe 3, 4, insbesondere die entsprechenden Kühlmittelleitungen, sind mittels Linien breiter Stärke gegenüber den unbeaufschlagten Komponenten mit dünner Stärke der Linien gekennzeichnet.In the 7 to 20 are different operating modes of the thermal system 1e out 5 shown. The refrigerant circuit components charged with refrigerant 2e , especially the corresponding refrigerant lines, are marked as double lines. The components of the coolant circuits to which coolant is applied 3 . 4 , in particular the corresponding coolant lines, are marked by lines of broad thickness compared to the unloaded components with thin lines.

In 7 ist das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten gezeigt.
Die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum wird beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des als Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 7 abgekühlt. Der zweite Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 wird nicht mit der Zuluft beaufschlagt, welche durch den zweiten Strömungspfad um die Wärmeübertrager 15, 37 herumgeleitet wird. Damit wird im zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 keine Wärme übertragen.
Das zwischen dem zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 und dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 angeordnete Expansionsorgan 16 ist vollständig geöffnet, sodass das Kältemittel des Expansionsorgan 16 ohne Druckverlust passiert. Die vom Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 2e abzuführende Wärme wird vollständig an das im ersten Kühlmittelkreislauf 3 zirkulierende Kühlmittel übertragen. Im ersten Expansionsorgan 8 des ersten Verdampfers 7 wird das Kältemittel auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen des ersten Verdampfers 7 unter Aufnahme von Wärme verdampft. Das zweite Expansionsorgan 14 des zweiten Verdampfers 13 ist geschlossen. Der zweite Verdampfer 13 wird nicht mit Kältemittel beaufschlagt.
Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Abzweigstelle 31 wird das Kühlmittel innerhalb des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 vollständig durch den ersten Strömungspfad 32 und damit durch den ersten Umgebungsluftwärmeübertrager 35 geleitet, sodass die im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 vom Kühlmittel aufgenommene Wärme vollständig an die Umgebungsluft abgegeben wird. Der zweite Strömungspfad 33 ist geschlossen.
Das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel wird von der dritten Fördervorrichtung 54 durch den Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren von Komponenten des Antriebsstrangs, den Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten und den zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 geleitet. Dabei wird jeweils Wärme der Komponenten des Antriebsstrangs und der elektronischen Komponenten abgeführt, welche im zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 vollständig an die Umgebungsluft abgegeben wird. Das Kühlmittel wird durch den zweiten Strömungspfad 51 und damit um den Batterie-Wärmeübertrager 42 herumgeleitet. Die zweite Fördervorrichtung 40 ist außer Betrieb.In 7 is the thermal system 1e out 5 during operation in a refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of components of the drive train and electronic components.
The through the air conditioner 60 conducted supply air for the passenger compartment is when the heat transfer surface of the first refrigerant-air heat exchanger operated as an evaporator flows over 7 cooled. The second refrigerant-air heat exchanger 15 is not acted upon with the supply air, which through the second flow path around the heat exchanger 15 . 37 is redirected. This is the second refrigerant-air heat exchanger 15 no heat transfer.
That between the second refrigerant-air heat exchanger 15 and the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 arranged expansion organ 16 is fully open, so the refrigerant of the expansion element 16 happens without pressure loss. The refrigerant from the refrigerant circuit 2e The heat to be dissipated is completely transferred to the first coolant circuit 3 circulating coolant. In the first expansion organ 8th of the first evaporator 7 the refrigerant is expanded to the low pressure level and when it flows through the first evaporator 7 evaporated with the absorption of heat. The second expansion organ 14 of the second evaporator 13 is closed. The second evaporator 13 refrigerant is not applied.
By means of the position of the branch point designed as a three-way valve 31 becomes the coolant within the first coolant circuit 3 completely through the first flow path 32 and thus through the first ambient air heat exchanger 35 passed so that in the refrigerant-coolant heat exchanger 6 heat absorbed by the coolant is completely released into the ambient air. The second flow path 33 is closed.
That in the second coolant circuit 4 circulating coolant is from the third delivery device 54 through the heat exchanger 46 for conditioning powertrain components, the heat exchanger 47 for conditioning electronic components and the second ambient air heat exchanger 48 directed. In this case, heat is dissipated from the components of the drive train and the electronic components, which are in the second ambient air heat exchanger 48 is completely released into the ambient air. The coolant is through the second flow path 51 and thus the battery heat exchanger 42 bypassed. The second conveyor 40 is out of order.

8 zeigt das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem erweiterten Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten ähnlich dem in 7 dargestellten Betriebsmodus.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 7 ist auch die zweite Fördervorrichtung 40 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 in Betrieb, sodass der zweite Kühlmittelkreislauf 4 in zwei unabhängigen Strömungskreisen von Kühlmittel durchströmt wird. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 wird das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den dritten Strömungspfad 52 und damit durch den vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 geleitet. Das Kühlmittel wird ausschließlich zwischen dem vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 von der Zuluft für den Fahrgastraum abgeführte und vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben wird.
Die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum wird beim Überströmen der Wärmeübertragungsflächen sowohl des Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 53 als auch des als Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 7 abgekühlt. Dabei wird die Zuluft beim Überströmen der Wärmeübertragungsflächen des Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 53 vor dem Eintritt in den Verdampfer 7 vorgekühlt.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 7 sind sowohl das erste Expansionsorgan 8 des ersten Verdampfers 7 als auch das zweite Expansionsorgan 14 des zweiten Verdampfers 13 geöffnet, sodass der Massenstrom des Kältemittels in einen Teilmassenstrom durch den ersten Strömungspfad 9 und einen Teilmassenstrom durch den zweiten Strömungspfad 12 aufgeteilt und jeweils auf Niederdruckniveau entspannt wird. Das Kältemittel wird jeweils beim Durchströmen der Verdampfer 7, 13 unter Aufnahme von Wärme verdampft. Die Teilmassenströme durch die Strömungspfade 9, 12 werden an der Mündungsstelle 11 vermischt. 8th shows the thermal system 1e out 5 when operating in an expanded refrigeration system mode for the supply air of the passenger compartment and a passive cooling mode of components of the drive train and electronic components similar to that in 7 shown operating mode.
In contrast to the operating mode after 7 is also the second conveyor 40 of the second coolant circuit 4 in operation so that the second coolant circuit 4 coolant flows through in two independent flow circuits. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 is that from the second conveyor 40 pumped coolant completely through the third flow path 52 and thus through the fourth coolant-air heat exchanger 53 directed. The coolant is only between the fourth coolant-air heat exchanger 53 and that as an evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the coolant-air heat exchanger 53 heat dissipated from the supply air for the passenger compartment and absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 is completely released to the refrigerant.
The through the air conditioner 60 conducted supply air for the passenger compartment is when the heat transfer surfaces overflow both the coolant-air heat exchanger 53 as well as the first refrigerant-air heat exchanger operated as an evaporator 7 cooled. Here, the supply air flows over the heat transfer surfaces of the coolant-air heat exchanger 53 before entering the evaporator 7 pre-cooled.
In contrast to the operating mode after 7 are both the first expansion organ 8th of the first evaporator 7 as well as the second expansion organ 14 of the second evaporator 13 opened so that the mass flow of the refrigerant into a partial mass flow through the first flow path 9 and a partial mass flow through the second flow path 12 divided and each at low pressure level is relaxed. The refrigerant flows through the evaporator 7 . 13 evaporated with the absorption of heat. The partial mass flows through the flow paths 9 . 12 are at the muzzle 11 mixed.

In 9 ist das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem erweiterten Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem aktiven Kühlmodus einer Batterie und einem passiven Kühlmodus anderer Komponenten des Antriebsstrangs sowie elektronischen Komponenten, ähnlich dem in 8 dargestellten Betriebsmodus, gezeigt.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 8 wird mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel in einen ersten Teilmassenstrom durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 sowie einen zweiten Teilmassenstrom durch den dritten Strömungspfad 52 und damit durch den vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 aufgeteilt. Das Kühlmittel wird einerseits zwischen dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 und andererseits dem Batterie-Wärmeübertrager 42 sowie dem vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 umgewälzt, sodass sowohl die im Batterie-Wärmeübertrager 42 von der Batterie als auch die im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 von der Zuluft für den Fahrgastraum vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben wird. Die Teilmassenströme des Kühlmittels werden an der Verbindungsstelle 45 vermischt.
Der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 wird derart betrieben, Kälteleistung sowohl für die Zuluft für den Fahrgastraum als auch zur Kühlung der Batterie bereitzustellen.In 9 is the thermal system 1e out 5 when operating in an expanded refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment and an active cooling mode of a battery and a passive cooling mode of other components of the drive train and electronic components, similar to that in 8th operating mode shown.
In contrast to the operating mode after 8th by means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 that of the second conveyor 40 conveyed coolant into a first partial mass flow through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 and a second partial mass flow through the third flow path 52 and thus through the fourth coolant-air heat exchanger 53 divided up. The coolant is on the one hand between the evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 and on the other hand the battery heat exchanger 42 and the fourth coolant-air heat exchanger 53 circulated so that both in the battery heat exchanger 42 from the battery as well as those in the coolant-air heat exchanger 53 Heat absorbed by the coolant in the refrigerant-coolant heat exchanger from the supply air for the passenger compartment 13 is completely released to the refrigerant. The partial mass flows of the coolant are at the connection point 45 mixed.
The refrigerant-coolant heat exchanger 13 is operated to provide cooling capacity both for the supply air for the passenger compartment and for cooling the battery.

10 zeigt das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem aktiven Kühlmodus der Batterie sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten ähnlich dem in 7 dargestellten Betriebsmodus.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 7 ist auch die zweite Fördervorrichtung 40 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 in Betrieb, sodass der zweite Kühlmittelkreislauf 4 in zwei unabhängigen Strömungskreisen von Kühlmittel durchströmt wird. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 wird das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Das Kühlmittel wird ausschließlich zwischen dem Batterie-Wärmeübertrager 42 und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Batterie-Wärmeübertrager 42 von der Batterie abgeführte und vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben wird.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 7 sind das erste Expansionsorgan des ersten Verdampfers 7 geschlossen und das zweite Expansionsorgan des zweiten Verdampfers 13 geöffnet, sodass das Kältemittel im zweiten Expansionsorgan 14 des zweiten Verdampfers 13 auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen des zweiten Verdampfers 13 unter Aufnahme von Wärme verdampft wird. Der erste Verdampfer 13 wird nicht mit Kältemittel beaufschlagt. Durch das Klimagerät 60 wird keine Zuluft für den Fahrgastraum geleitet. 10 shows the thermal system 1e out 5 when operating in an active cooling mode of the battery and a passive cooling mode of components of the drive train and electronic components similar to that in 7 shown operating mode.
In contrast to the operating mode after 7 is also the second conveyor 40 of the second coolant circuit 4 in operation so that the second coolant circuit 4 coolant flows through in two independent flow circuits. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 is that from the second conveyor 40 pumped coolant completely through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 directed. The coolant is only between the battery heat exchanger 42 and that as an evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the battery heat exchanger 42 Heat dissipated by the battery and absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 is completely released to the refrigerant.
In contrast to the operating mode after 7 are the first expansion device of the first evaporator 7 closed and the second expansion element of the second evaporator 13 opened so that the refrigerant in the second expansion element 14 of the second evaporator 13 relaxed at low pressure level and when flowing through the second evaporator 13 is evaporated with the absorption of heat. The first vaporizer 13 refrigerant is not applied. Through the air conditioner 60 no supply air is routed to the passenger compartment.

Nach einem nicht dargestellten alternativen Betriebsmodus sind sowohl das erste Expansionsorgan 8 des ersten Verdampfers 7 als auch das zweite Expansionsorgan 14 des zweiten Verdampfers 13 geöffnet, sodass der Massenstrom des Kältemittels in einen Teilmassenstrom durch den ersten Strömungspfad 9 und einen Teilmassenstrom durch den zweiten Strömungspfad 12 aufgeteilt und jeweils auf Niederdruckniveau entspannt wird. Das Kältemittel wird jeweils beim Durchströmen der Verdampfer 7, 13 unter Aufnahme von Wärme verdampft. Die Teilmassenströme durch die Strömungspfade 9, 12 werden an der Mündungsstelle 11 vermischt.
Die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum wird beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des als Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 7 abgekühlt.According to an alternative operating mode, not shown, are both the first expansion device 8th of the first evaporator 7 as well as the second expansion organ 14 of the second evaporator 13 opened so that the mass flow of the refrigerant into a partial mass flow through the first flow path 9 and a partial mass flow through the second flow path 12 divided and relaxed at low pressure levels. The refrigerant flows through the evaporator 7 . 13 evaporated with the absorption of heat. The partial mass flows through the flow paths 9 . 12 are at the muzzle 11 mixed.
The through the air conditioner 60 conducted supply air for the passenger compartment is when the heat transfer surface of the first refrigerant-air heat exchanger operated as an evaporator flows over 7 cooled.

In 11 ist das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem erweiterten Kälteanlagenmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus der Batterie, von Komponenten des Antriebsstrangs sowie von elektronischen Komponenten, ähnlich dem in 8 dargestellten Betriebsmodus, gezeigt.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 8 wird das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel von der dritten Fördervorrichtung 54 durch den Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren von Komponenten des Antriebsstrangs, den Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten, den zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 und den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Dabei wird jeweils Wärme der Komponenten des Antriebsstrangs, der elektronischen Komponenten und der Batterie abgeführt, welche im zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 vollständig an die Umgebungsluft abgegeben wird. Der Unterschied zum Betriebsmodus nach 8 liegt folglich darin, dass das Kühlmittel nicht durch den zweiten Strömungspfad 51 sondern durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet wird.In 11 is the thermal system 1e out 5 when operating in an expanded refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of the battery, components of the drive train and electronic components, similar to that in 8th operating mode shown.
In contrast to the operating mode after 8th it will be in the second coolant circuit 4 circulating coolant from the third delivery device 54 through the heat exchanger 46 for conditioning powertrain components, the heat exchanger 47 for conditioning electronic components, the second ambient air heat exchanger 48 and the battery heat exchanger 42 directed. In this case, heat from the components of the drive train, the electronic components and the battery is dissipated, which is in the second ambient air heat exchanger 48 is completely released into the ambient air. The difference to the operating mode after 8th is consequently in that the coolant does not pass through the second flow path 51 but by the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 is directed.

12 zeigt das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Nachheizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus der Batterie, von Komponenten des Antriebsstrangs sowie von elektronischen Komponenten.
Die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum wird beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des als Verdampfer betriebenen ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 7 abgekühlt und/oder entfeuchtet. Sowohl der als Heizwärmeübertrager betriebene zweite Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 als auch der zweite Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 werden mit der beim Überströmen des ersten Kältemittel-Luft-Wärmeübertragers 7 konditionierten Zuluft beaufschlagt, welche durch den ersten Strömungspfad geleitet wird. Der zweite, als Bypass um die Wärmeübertrager 15, 37 ausgebildete Strömungspfad ist zumindest teilweise geschlossen. Die in den Fahrgastraum einströmende Zuluft wird nach dem Abkühlen und/oder Entfeuchten auf eine gewünschte Temperatur erwärmt. Das zwischen dem zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 und dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 angeordnete Expansionsorgan 16 kann entweder vollständig geöffnet sein, sodass das Kältemittel des Expansionsorgan 16 ohne Druckverlust passiert, oder derart gesteuert werden, ein mittleres Druckniveau beziehungsweise eine gewünschte Temperatur des Kühlmittels am Einlass beziehungsweise am Auslass des ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 6 einzustellen. Die vom Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 2e abzuführende Wärme wird vollständig an das im ersten Kühlmittelkreislauf 3 zirkulierende Kühlmittel übertragen. Im ersten Expansionsorgan 8 des ersten Verdampfers 7 wird das Kältemittel auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen des ersten Verdampfers 7 unter Aufnahme von Wärme verdampft. Das zweite Expansionsorgan 14 des zweiten Verdampfers 13 ist geschlossen. Der zweite Verdampfer 13 wird nicht mit Kältemittel beaufschlagt.
Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Abzweigstelle 31 wird das Kühlmittel innerhalb des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 in einen ersten Teilmassenstrom durch den ersten Strömungspfad 32 und damit durch den ersten Umgebungsluftwärmeübertrager 35 sowie einen zweiten Teilmassenstrom durch den zweiten Strömungspfad 33 und damit durch den zweiten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 aufgeteilt, sodass die im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 vom Kühlmittel aufgenommene Wärme je nach Bedarf sowohl an die Umgebungsluft als auch an die Zuluft für den Fahrgastraum abgegeben wird.
Das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel wird von der dritten Fördervorrichtung 54 durch den Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren von Komponenten des Antriebsstrangs, den Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten und den zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 und den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Dabei wird jeweils Wärme der Komponenten des Antriebsstrangs, der elektronischen Komponenten und der Batterie abgeführt, welche im zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 vollständig an die Umgebungsluft abgegeben wird. Das Kühlmittel wird vollständig durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Die zweite Fördervorrichtung 40 ist außer Betrieb. 12 shows the thermal system 1e out 5 when operating in a post-heating mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of the battery, components of the drive train and electronic components.
The through the air conditioner 60 conducted supply air for the passenger compartment is when the heat transfer surface of the first refrigerant-air heat exchanger operated as an evaporator flows over 7 cooled and / or dehumidified. Both the second coolant-air heat exchanger operated as a heat exchanger 37 of the first coolant circuit 3 as well as the second refrigerant-air heat exchanger 15 with the overflow of the first refrigerant-air heat exchanger 7 conditioned supply air, which is passed through the first flow path. The second, as a bypass around the heat exchanger 15 . 37 trained flow path is at least partially closed. The supply air flowing into the passenger compartment is heated to a desired temperature after cooling and / or dehumidifying. That between the second refrigerant-air heat exchanger 15 and the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 arranged expansion organ 16 can either be fully open so that the refrigerant of the expansion device 16 happens without pressure loss, or can be controlled in this way, an average pressure level or a desired temperature of the coolant at the inlet or at the outlet of the first coolant-coolant heat exchanger 6 adjust. The refrigerant from the refrigerant circuit 2e The heat to be dissipated is completely transferred to the first coolant circuit 3 circulating coolant. In the first expansion organ 8th of the first evaporator 7 the refrigerant is expanded to the low pressure level and when it flows through the first evaporator 7 evaporated with the absorption of heat. The second expansion organ 14 of the second evaporator 13 is closed. The second evaporator 13 refrigerant is not applied.
By means of the position of the branch point designed as a three-way valve 31 becomes the coolant within the first coolant circuit 3 into a first partial mass flow through the first flow path 32 and thus through the first ambient air heat exchanger 35 and a second partial mass flow through the second flow path 33 and thus through the second coolant-air heat exchanger 37 split so that in the refrigerant-coolant heat exchanger 6 Heat absorbed by the coolant is released to the ambient air as well as to the supply air for the passenger compartment as required.
That in the second coolant circuit 4 circulating coolant is from the third delivery device 54 through the heat exchanger 46 for conditioning powertrain components, the heat exchanger 47 for conditioning electronic components and the second ambient air heat exchanger 48 and the battery heat exchanger 42 directed. In this case, heat from the components of the drive train, the electronic components and the battery is dissipated, which is in the second ambient air heat exchanger 48 is completely released into the ambient air. The coolant is completely through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 directed. The second conveyor 40 is out of order.

In 13 ist das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs sowie von elektronischen Komponenten gezeigt.
Die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum wird beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 53 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 abgekühlt. Sowohl der als Heizwärmeübertrager betriebene zweite Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 als auch der zweite Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 werden mit der beim Überströmen des vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 53 abgekühlten Zuluft beaufschlagt, welche durch den ersten Strömungspfad geleitet wird. Der zweite, als Bypass um die Wärmeübertrager 15, 37 ausgebildete Strömungspfad ist zumindest teilweise geschlossen. Die in den Fahrgastraum einströmende Zuluft wird nach dem Abkühlen auf eine gewünschte Temperatur erwärmt.
Das zwischen dem zweiten Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager 15 und dem als Kondensator/Gaskühler betriebenen ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 angeordnete Expansionsorgan 16 kann entweder vollständig geöffnet sein, sodass das Kältemittel des Expansionsorgan 16 ohne Druckverlust passiert, oder derart gesteuert werden, ein mittleres Druckniveau beziehungsweise eine gewünschte Temperatur des Kühlmittels am Einlass beziehungsweise am Auslass des ersten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertragers 6 einzustellen. Die vom Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 2e abzuführende Wärme wird vollständig an das im ersten Kühlmittelkreislauf 3 zirkulierende Kühlmittel übertragen. Im zweiten Expansionsorgan 14 des zweiten Verdampfers 13 wird das Kältemittel auf Niederdruckniveau entspannt und beim Durchströmen des zweiten Verdampfers 13 unter Aufnahme von Wärme verdampft. Das erste Expansionsorgan 8 des ersten Verdampfers 7 ist geschlossen. Der erste Verdampfer 7 wird nicht mit Kältemittel beaufschlagt.
Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Abzweigstelle 31 wird das Kühlmittel innerhalb des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 vollständig durch den zweiten Strömungspfad 33 und damit durch den zweiten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 37 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 geleitet, sodass die im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 6 vom Kühlmittel aufgenommene Wärme vollständig an die Zuluft für den Fahrgastraum abgegeben wird. Der erste Strömungspfad 32 mit dem Umgebungsluftwärmeübertrager 35 ist geschlossen.In 13 is the thermal system 1e out 5 shown in an operation in a heat pump mode and heating mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of components of the drive train and of electronic components.
The through the air conditioner 60 conducted supply air for the passenger compartment is when the heat transfer surface of the fourth coolant-air heat exchanger overflows 53 of the second coolant circuit 4 cooled. Both the second coolant-air heat exchanger operated as a heat exchanger 37 of the first coolant circuit 3 as well as the second refrigerant-air heat exchanger 15 with the overflow of the fourth coolant-air heat exchanger 53 cooled supply air, which is passed through the first flow path. The second, as a bypass around the heat exchanger 15 . 37 trained flow path is at least partially closed. The supply air flowing into the passenger compartment is heated to a desired temperature after cooling.
That between the second refrigerant-air heat exchanger 15 and the first refrigerant-coolant heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 6 arranged expansion organ 16 can either be fully open so that the refrigerant of the expansion device 16 happens without pressure loss, or can be controlled in this way, an average pressure level or a desired temperature of the coolant at the inlet or at the outlet of the first coolant-coolant heat exchanger 6 adjust. The refrigerant from the refrigerant circuit 2e The heat to be dissipated is completely transferred to the first coolant circuit 3 circulating coolant. In the second expansion organ 14 of the second evaporator 13 the refrigerant is expanded to the low pressure level and when it flows through the second evaporator 13 evaporated with the absorption of heat. The first expansion organ 8th of the first evaporator 7 is closed. The first vaporizer 7 refrigerant is not applied.
By means of the position of the branch point designed as a three-way valve 31 becomes the coolant within the first coolant circuit 3 completely through the second flow path 33 and thus through the second coolant-air heat exchanger 37 of the first coolant circuit 3 passed so that in the refrigerant-coolant heat exchanger 6 heat absorbed by the coolant is completely given off to the supply air for the passenger compartment. The first flow path 32 with the ambient air heat exchanger 35 is closed.

Das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel wird von der dritten Fördervorrichtung 54 durch den Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren von Komponenten des Antriebsstrangs, den Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten und den zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 geleitet. Dabei wird jeweils Wärme der Komponenten des Antriebsstrangs und der elektronischen Komponenten abgeführt, welche im zweiten Umgebungsluftwärmeübertrager 48 vollständig an die Umgebungsluft abgegeben wird. Das Kühlmittel wird durch den zweiten Strömungspfad 51 und damit um den Batterie-Wärmeübertrager 42 herumgeleitet.
Auch die zweite Fördervorrichtung 40 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 ist in Betrieb, sodass der zweite Kühlmittelkreislauf 4 in zwei unabhängigen Strömungskreisen von Kühlmittel durchströmt wird. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 wird das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den dritten Strömungspfad 52 und damit durch den vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 geleitet. Das Kühlmittel wird ausschließlich zwischen dem vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 von der Zuluft für den Fahrgastraum abgeführte und vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben wird. Die Zuluft für den Fahrgastraum wird als Wärmequelle für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt.
Je nach Bedarf kann zudem der Zusatzheizwärmeübertrager 41 in Betrieb genommen werden, um zusätzliche Wärme an das Kühlmittel zu übertragen, welche anschließend dem im Kältemittelkreislauf 2e zirkulierenden Kältemittel als zusätzliche Verdampfungswärme zur Verfügung steht.That in the second coolant circuit 4 circulating coolant is from the third delivery device 54 through the heat exchanger 46 for conditioning powertrain components, the heat exchanger 47 for conditioning electronic components and the second ambient air heat exchanger 48 directed. In this case, heat is dissipated from the components of the drive train and the electronic components, which are in the second ambient air heat exchanger 48 is completely released into the ambient air. The coolant is through the second flow path 51 and thus the battery heat exchanger 42 bypassed.
Also the second conveyor 40 of the second coolant circuit 4 is in operation, so the second coolant circuit 4 coolant flows through in two independent flow circuits. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 is that from the second conveyor 40 pumped coolant completely through the third flow path 52 and thus through the fourth coolant-air heat exchanger 53 directed. The coolant is only between the fourth coolant-air heat exchanger 53 and that as an evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the coolant-air heat exchanger 53 heat dissipated from the supply air for the passenger compartment and absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 is completely released to the refrigerant. The supply air for the passenger compartment is used as a heat source for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.
Depending on the need, the additional heat exchanger can also be used 41 be put into operation to transfer additional heat to the coolant, which is then the in the refrigerant circuit 2e circulating refrigerant is available as additional heat of vaporization.

14 zeigt das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums, einem aktiven Kühlmodus der Batterie und einem passiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten ähnlich dem in 13 dargestellten Betriebsmodus.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 13 wird mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Das Kühlmittel wird ausschließlich zwischen dem Batterie-Wärmeübertrager 42 und dem als Verdampfer betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Batterie-Wärmeübertrager 42 von der Batterie abgeführte und vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben wird. Die Batterie wird als Wärmequelle für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt. 14 shows the thermal system 1e out 5 when operating in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment, an active cooling mode of the battery and a passive cooling mode of components of the drive train and electronic components similar to that in FIG 13 shown operating mode.
In contrast to the operating mode after 13 by means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 of the second coolant circuit 4 that of the second conveyor 40 pumped coolant completely through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 directed. The coolant is only between the battery heat exchanger 42 and the second refrigerant-coolant heat exchanger operated as an evaporator 13 circulated so that in the battery heat exchanger 42 Heat dissipated by the battery and absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 is completely released to the refrigerant. The battery is used as a heat source for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.

Nach einem nicht dargestellten alternativen Betriebsmodus wird mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel in einen ersten Teilmassenstrom durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 sowie einen zweiten Teilmassenstrom durch den dritten Strömungspfad 52 und damit durch den vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 aufgeteilt. Das Kühlmittel wird einerseits zwischen dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 und andererseits dem Batterie-Wärmeübertrager 42 sowie dem vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 umgewälzt, sodass sowohl die im Batterie-Wärmeübertrager 42 von der Batterie als auch die im Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 von der Zuluft für den Fahrgastraum vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben wird. According to an alternative operating mode, not shown, the position of the connection point designed as a three-way valve is used 44 that of the second conveyor 40 conveyed coolant into a first partial mass flow through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 and a second partial mass flow through the third flow path 52 and thus through the fourth coolant-air heat exchanger 53 divided up. The coolant is on the one hand between the evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 and on the other hand the battery heat exchanger 42 and the fourth coolant-air heat exchanger 53 circulated so that both in the battery heat exchanger 42 from the battery as well as those in the coolant-air heat exchanger 53 Heat absorbed by the coolant in the refrigerant-coolant heat exchanger from the supply air for the passenger compartment 13 is completely released to the refrigerant.

Die Teilmassenströme des Kühlmittels werden an der Verbindungsstelle 45 vermischt. Sowohl die Zuluft für den Fahrgastraum als auch die Batterie werden als Wärmequelle für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt.The partial mass flows of the coolant are at the connection point 45 mixed. Both the supply air for the passenger compartment and the battery are used as a heat source for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.

In den 15 und 16 ist jeweils das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums und einem aktiven Kühlmodus der Batterie sowie von elektronischen Komponenten beziehungsweise Komponenten des Antriebsstrangs ähnlich dem in 13 dargestellten Betriebsmodus gezeigt. Sowohl der Kältemittelkreislauf 2e als auch der erste Kühlmittelkreislauf 3 werden wie beim in 13 dargestellten Betriebsmodus betrieben.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 13 ist jeweils lediglich die zweite Fördervorrichtung 40 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 in Betrieb, während die dritte Fördervorrichtung 54 außer Betrieb ist. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 und der Stellung der als erstes Vier-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 49 wird das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Zudem ist die als zweites Vier-Wege-Ventil ausgebildete Verbindungsstelle 50 derart eingestellt, dass das Kühlmittel durch den Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten geleitet wird.
Beim Betriebsmodus nach 15 wird das Kühlmittel an der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 55 durch den vierten Strömungspfad 56 und über die Verbindungsstelle 45 zum Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 geleitet. Das Kühlmittel wird folglich zwischen dem Batterie-Wärmeübertrager 42, dem Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Batterie-Wärmeübertrager 42 von der Batterie und im Wärmeübertrager 47 von elektronischen Komponenten abgeführten und jeweils vom Kühlmittel aufgenommenen Wärmen im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben werden. Die Batterie und die elektronischen Komponenten werden als Wärmequellen für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt.
Beim Betriebsmodus nach 16 wird das Kühlmittel im Vergleich zum Betriebsmodus nach 15 an der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 55 durch den Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren der Komponenten des Antriebsstrangs geführt. Anschließend wird das Kühlmittel an der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 57 durch den fünften Strömungspfad 58 zur Verbindungsstelle 59 des vierten Strömungspfades 56 und über die Verbindungsstelle 45 zum Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 geleitet. Das Kühlmittel wird folglich zwischen dem Batterie-Wärmeübertrager 42, dem Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten, dem Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren der Komponenten des Antriebsstrangs und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Batterie-Wärmeübertrager 42 von der Batterie, im Wärmeübertrager 47 von elektronischen Komponenten und im Wärmeübertrager 46 von Komponenten des Antriebsstrangs abgeführten und jeweils vom Kühlmittel aufgenommenen Wärmen im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben werden. Die Batterie, die elektronischen Komponenten und die Komponenten des Antriebsstrangs werden als Wärmequellen für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt.
Beim Betriebsmodus nach 16 können einerseits entweder die zweite Fördervorrichtung 40 oder die dritte Fördervorrichtung 54 und andererseits beide Fördervorrichtungen 40, 54 in Betrieb sein.In the 15 and 16 is the thermal system 1e out 5 when operating in a heat pump mode and heating mode for the supply air to the passenger compartment and an active cooling mode of the battery and of electronic components or components of the drive train similar to that in FIG 13 shown operating mode shown. Both the refrigerant cycle 2e as well as the first coolant circuit 3 be like in 13 operating mode shown operated.
In contrast to the operating mode after 13 is only the second conveyor 40 of the second coolant circuit 4 in operation while the third conveyor 54 is out of order. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 and the position of the connection point designed as the first four-way valve 49 is that from the second conveyor 40 pumped coolant completely through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 directed. In addition, the connection point designed as a second four-way valve 50 set such that the coolant through the heat exchanger 47 for conditioning electronic components.
In operating mode after 15 becomes the coolant at the connection point designed as a three-way valve 55 through the fourth flow path 56 and through the junction 45 to the refrigerant-coolant heat exchanger 13 directed. The coolant is therefore between the battery heat exchanger 42 , the heat exchanger 47 for conditioning electronic components and as an evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the battery heat exchanger 42 from the battery and in the heat exchanger 47 heat dissipated by electronic components and absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 be completely released to the refrigerant. The battery and the electronic components are used as heat sources for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.
In operating mode after 16 the coolant is compared to the operating mode 15 at the connection point designed as a three-way valve 55 through the heat exchanger 46 led to conditioning the components of the drive train. The coolant is then at the connection point designed as a three-way valve 57 through the fifth flow path 58 to the junction 59 the fourth flow path 56 and through the junction 45 to the refrigerant-coolant heat exchanger 13 directed. The coolant is therefore between the battery heat exchanger 42 , the heat exchanger 47 for conditioning electronic components, the heat exchanger 46 for conditioning the components of the drive train and the evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the battery heat exchanger 42 from the battery, in the heat exchanger 47 of electronic components and in heat exchangers 46 from components of the drive train and in each case absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 be completely released to the refrigerant. The battery, the electronic components and the components of the drive train are used as heat sources for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.
In operating mode after 16 can either the second conveyor 40 or the third conveyor 54 and on the other hand both conveyors 40 . 54 to be in operation.

17 zeigt das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums sowie einem aktiven Kühlmodus von Komponenten des Antriebsstrangs und elektronischen Komponenten ähnlich dem in 16 dargestellten Betriebsmodus.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 16 wird mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 und der Stellung der als erstes Vier-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 49 das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den zweiten Strömungspfad 51 und damit im Bypass um den Batterie-Wärmeübertrager 42 herum geleitet. Zudem ist die als zweites Vier-Wege-Ventil ausgebildete Verbindungsstelle 50 derart eingestellt, dass das Kühlmittel durch den Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten weitergeleitet wird.
Das Kühlmittel wird folglich zwischen dem Wärmeübertrager 47 zum Konditionieren von elektronischen Komponenten, dem Wärmeübertrager 46 zum Konditionieren der Komponenten des Antriebsstrangs und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Wärmeübertrager 47 von elektronischen Komponenten und im Wärmeübertrager 46 von Komponenten des Antriebsstrangs abgeführten und jeweils vom Kühlmittel aufgenommenen Wärmen im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben werden. Die elektronischen Komponenten und die Komponenten des Antriebsstrangs werden als Wärmequellen für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt. 17 shows the thermal system 1e out 5 when operating in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment and an active cooling mode of components of the drive train and electronic components similar to that in 16 shown operating mode.
In contrast to the operating mode after 16 by means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 and the position of the connection point designed as the first four-way valve 49 that of the second conveyor 40 pumped coolant completely through the second flow path 51 and thus in the bypass around the battery heat exchanger 42 passed around. In addition, the connection point designed as a second four-way valve 50 set such that the coolant through the heat exchanger 47 for conditioning electronic components.
The coolant is therefore between the heat exchanger 47 for conditioning electronic components, the heat exchanger 46 for conditioning the components of the drive train and the evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the heat exchanger 47 of electronic components and in heat exchangers 46 from components of the drive train and in each case absorbed by the coolant in the coolant-coolant heat exchanger 13 be completely released to the refrigerant. The electronic components and the components of the drive train are used as heat sources for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.

In 18 ist das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Wärmepumpenmodus und Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums mit Umgebungsluft als Wärmequelle gezeigt. Sowohl der Kältemittelkreislauf 2e als auch der erste Kühlmittelkreislauf 3 werden wie beim in 13 dargestellten Betriebsmodus betrieben.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 13 ist lediglich die zweite Fördervorrichtung 40 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 in Betrieb, während die dritte Fördervorrichtung 54 außer Betrieb ist. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 und der Stellung der als erstes Vier-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 49 wird das von der zweiten Fördervorrichtung 40 geförderte Kühlmittel vollständig durch den als Umgebungsluftwärmeübertrager betriebenen dritten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 48 geleitet. Anschließend wird das Kühlmittel an der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 57 durch den fünften Strömungspfad 58 zur Verbindungsstelle 59 des vierten Strömungspfades 56 und über die Verbindungsstelle 45 zum Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 geleitet. Das Kühlmittel wird folglich zwischen dem Umgebungsluftwärmeübertrager 48 und dem als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs 2e betriebenen zweiten Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 umgewälzt, sodass die im Umgebungsluftwärmeübertrager 48 aus der Umgebungsluft vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 vollständig an das Kältemittel abgegeben werden. Die Umgebungsluft wird als Wärmequelle für das Kühlmittel des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4, damit für das Kältemittel und folglich auch für das Kühlmittel des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 genutzt.
Das thermische System 1e wird beispielsweise vorrangig im Betriebsmodus nach 18 betrieben, wenn das Kraftfahrzeug längere Zeit bei geringer Temperatur der Umgebung im Freien gestanden hat und die Komponenten eine gleiche Temperatur aufweisen, welche der Temperatur der Umgebungsluft entspricht, sodass keine Abwärme der Komponenten zur Verfügung steht.In 18 is the thermal system 1e out 5 shown when operating in a heat pump mode and heating mode for the supply air of the passenger compartment with ambient air as the heat source. Both the refrigerant cycle 2e as well as the first coolant circuit 3 be like in 13 operating mode shown operated.
In contrast to the operating mode after 13 is only the second conveyor 40 of the second coolant circuit 4 in operation while the third conveyor 54 is out of order. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 and the position of the connection point designed as the first four-way valve 49 is that from the second conveyor 40 Pumped coolant completely through the third coolant-air heat exchanger operated as an ambient air heat exchanger 48 directed. The coolant is then at the connection point designed as a three-way valve 57 through the fifth flow path 58 to the junction 59 the fourth flow path 56 and through the junction 45 to the refrigerant-coolant heat exchanger 13 directed. The coolant is therefore between the ambient air heat exchanger 48 and that as an evaporator of the refrigerant circuit 2e operated second refrigerant-coolant heat exchanger 13 circulated so that in the ambient air heat exchanger 48 Heat absorbed by the coolant from the ambient air in the coolant-coolant heat exchanger 13 be completely released to the refrigerant. The ambient air is used as a heat source for the coolant of the second coolant circuit 4 , thus for the refrigerant and consequently also for the coolant of the first coolant circuit 3 used.
The thermal system 1e is, for example, primarily in the operating mode 18 operated when the motor vehicle has been outdoors for a long time at a low temperature and the components have the same temperature, which corresponds to the temperature of the ambient air, so that no waste heat of the components is available.

19 zeigt das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Heizmodus für die Zuluft des Fahrgastraums mit Betrieb des Zusatzwärmeübertragers 41 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4. Der Verdichter 5 des Kältemittelkreislaufs 2e und die Fördervorrichtung 30 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 sind außer Betrieb. Im Kältemittelkreislauf 2e wird kein Kältemittel und im ersten Kühlmittelkreislauf 3 wird kein Kühlmittel umgewälzt, sodass jeweils keine Wärmen übertragen werden.
Die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum wird beim Überströmen der Wärmeübertragungsfläche des vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragers 53 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 erwärmt.
Das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel wird von der zweiten Fördervorrichtung 40 umgewälzt. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 wird das Kühlmittel vollständig durch den dritten Strömungspfad 52 und damit durch den vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 geleitet. Das Kühlmittel strömt anschließend durch den Zusatzheizwärmeübertrager 41, um Wärme aufzunehmen. Da der zweite Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 nicht mit Kältemittel beaufschlagt wird, wird im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 keine Wärme übertragen, sodass die im Zusatzheizwärmeübertrager 41 vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im vierten Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 vollständig an die Zuluft für den Fahrgastraum übertragen wird. Der Zusatzheizwärmeübertrager 41 wird als Wärmequelle für die Zuluft des Fahrgastraums genutzt. Der Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager 53 wird als Heizwärmeübertrager für die Zuluft betrieben.
Das thermische System 1e wird beispielsweise vorrangig im Betriebsmodus nach 19 und damit in einem Vorkonditionierungsmodus betrieben, um die Luft im Fahrgastraum zu erwärmen, während die Batterie des Kraftfahrzeugs an einer Steckdose und damit im Stand des Kraftfahrzeugs aufgeladen wird. Dieser Betriebsmodus kann jedoch ebenso zum schnellen Beheizen der Luft des Fahrgastraums der Kabine genutzt werden, wenn die Energieeffizienz des Betriebs des Systems 1e nicht im Vordergrund steht. 19 shows the thermal system 1e out 5 when operating in a heating mode for the supply air of the passenger compartment with operation of the additional heat exchanger 41 of the second coolant circuit 4 , The compressor 5 of the refrigerant circuit 2e and the conveyor 30 of the first coolant circuit 3 are out of order. In the refrigerant circuit 2e does not become a refrigerant and in the first coolant circuit 3 no coolant is circulated so that no heat is transferred in each case.
The through the air conditioner 60 conducted supply air for the passenger compartment is when the heat transfer surface of the fourth coolant-air heat exchanger overflows 53 of the second coolant circuit 4 heated.
That in the second coolant circuit 4 circulating coolant is from the second delivery device 40 circulated. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 the coolant is completely through the third flow path 52 and thus through the fourth coolant-air heat exchanger 53 directed. The coolant then flows through the additional heat exchanger 41 to absorb heat. Because the second refrigerant-coolant heat exchanger 13 refrigerant is not applied, is in the refrigerant-coolant heat exchanger 13 no heat transfer, so that in the auxiliary heat exchanger 41 Heat absorbed by the coolant in the fourth coolant-air heat exchanger 53 is completely transferred to the supply air to the passenger compartment. The additional heat exchanger 41 is used as a heat source for the air in the passenger compartment. The coolant-air heat exchanger 53 is operated as a heat exchanger for the supply air.
The thermal system 1e is, for example, primarily in the operating mode 19 and thus operated in a preconditioning mode to heat the air in the passenger compartment while the battery of the motor vehicle is being charged at a socket and thus when the motor vehicle is stationary. However, this mode of operation can also be used to quickly heat the cabin cabin air if the energy efficiency of operating the system 1e is not in the foreground.

In 20 ist das thermische System 1e aus 5 bei einem Betrieb in einem Heizmodus der Batterie mit Betrieb des Zusatzwärmeübertragers 41 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 4 ähnlich dem in 19 dargestellten Betriebsmodus gezeigt. Der Verdichter 5 des Kältemittelkreislaufs 2e und die Fördervorrichtung 30 des ersten Kühlmittelkreislaufs 3 sind außer Betrieb. Im Kältemittelkreislauf 2e wird kein Kältemittel und im ersten Kühlmittelkreislauf 3 wird kein Kühlmittel umgewälzt, sodass jeweils keine Wärmen übertragen werden.
Im Unterschied zum Betriebsmodus nach 19 ist die durch das Klimagerät 60 geleitete Zuluft für den Fahrgastraum nicht konditioniert und/oder das Gebläse 62 des Klimagerätes 60 ist außer Betrieb.
Das im zweiten Kühlmittelkreislauf 4 zirkulierende Kühlmittel wird von der zweiten Fördervorrichtung 40 umgewälzt. Mittels der Stellung der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 44 wird das Kühlmittel vollständig durch den ersten Strömungspfad 43 und damit durch den Batterie-Wärmeübertrager 42 geleitet. Die als Vier-Wege-Ventil ausgebildete Verbindungsstelle 50 ist derart eingestellt, dass das Kühlmittel anschließend durch den Zusatzheizwärmeübertrager 41 strömt, um Wärme aufzunehmen. Da der zweite Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 nicht mit Kältemittel beaufschlagt wird, wird im Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager 13 keine Wärme übertragen, sodass die im Zusatzheizwärmeübertrager 41 vom Kühlmittel aufgenommene Wärme im Batterie-Wärmeübertrager 42 vollständig an die Batterie übertragen wird. Der Zusatzheizwärmeübertrager 41 wird als Wärmequelle für die Batterie genutzt.
Das thermische System 1e wird beispielsweise vorrangig im Betriebsmodus nach 20 und damit in einem Vorkonditionierungsmodus betrieben, um die Batterie direkt zu erwärmen, während die Batterie des Kraftfahrzeugs an einer Steckdose und damit im Stand des Kraftfahrzeugs aufgeladen wird. Dieser Betriebsmodus ist erforderlich, um die Batterie insbesondere bei geringen Temperaturen der Umgebung innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs zu halten. Zudem kann die Batterie, insbesondere aufgrund der großen thermischen Masse, als Wärmespeicher verwendet werden. Die gespeicherte Wärme kann nachfolgend beispielsweise als Wärmequelle zum Verdampfen des Kältemittels beim Betrieb im Wärmepumpenmodus verwendet werden.In 20 is the thermal system 1e out 5 when operating in a heating mode of the battery with operation of the additional heat exchanger 41 of the second coolant circuit 4 similar to that in 19 shown operating mode shown. The compressor 5 of the refrigerant circuit 2e and the conveyor 30 of the first coolant circuit 3 are out of order. In the refrigerant circuit 2e does not become a refrigerant and in the first coolant circuit 3 no coolant is circulated so that no heat is transferred in each case.
In contrast to the operating mode after 19 is through the air conditioner 60 ducted supply air for the passenger compartment is not conditioned and / or the blower 62 of the air conditioner 60 is out of order.
That in the second coolant circuit 4 circulating coolant is from the second delivery device 40 circulated. By means of the position of the connection point designed as a three-way valve 44 the coolant is completely through the first flow path 43 and thus through the battery heat exchanger 42 directed. The connection point designed as a four-way valve 50 is set in such a way that the coolant is then passed through the additional heat exchanger 41 flows to absorb heat. Because the second refrigerant-coolant heat exchanger 13 refrigerant is not applied, is in the refrigerant-coolant heat exchanger 13 no heat transfer, so that in the auxiliary heat exchanger 41 Heat absorbed by the coolant in the battery heat exchanger 42 completely transferred to the battery. The additional heat exchanger 41 is used as a heat source for the battery.
The thermal system 1e is, for example, primarily in the operating mode 20 and thus operated in a preconditioning mode in order to heat the battery directly while the battery of the motor vehicle is being charged at a socket and thus when the motor vehicle is stationary. This operating mode is required to keep the battery within a certain temperature range, especially at low ambient temperatures. In addition, the battery can be used as a heat store, in particular due to the large thermal mass. The stored heat can subsequently be used, for example, as a heat source for evaporating the refrigerant when operating in the heat pump mode.

Auch die thermischen Systeme 1b, 1c, 1d aus den 2 bis 4 können in den in den 7 bis 20 am thermischen System 1e aus 5 dargestellten Betriebsmodi betrieben werden. Zudem ist das thermische System 1a aus 1 in den in den 7 bis 11 und in den 19 und 20 am thermischen System 1e aus 5 gezeigten Betriebsmodi betreibbar.The thermal systems too 1b . 1c . 1d from the 2 to 4 can in the in the 7 to 20 on the thermal system 1e out 5 operating modes shown are operated. In addition, the thermal system 1a out 1 in the in the 7 to 11 and in the 19 and 20 on the thermal system 1e out 5 Operational modes shown operable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1a - 1e1a - 1e: Systemsystem
2a - 2e2a - 2e: KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
33: erster Kühlmittelkreislauffirst coolant circuit
44: zweiter Kühlmittelkreislaufsecond coolant circuit
55: Verdichter KältemittelkreislaufCompressor refrigerant circuit
66: erster Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager, Kondensator/Gaskühlerfirst refrigerant-coolant heat exchanger, condenser / gas cooler
77: erster Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, erster Verdampferfirst refrigerant-air heat exchanger, first evaporator
88th: erstes Expansionsorganfirst expansion organ
99: erster Strömungspfadfirst flow path
1010: Abzweigstellebranching point
1111: Mündungsstelleopening point
1212: zweiter Strömungspfadsecond flow path
1313: zweiter Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager, zweiter Verdampfersecond refrigerant-coolant heat exchanger, second evaporator
1414: zweites Expansionsorgansecond expansion organ
1515: zweiter Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, Kondensator/Gaskühlersecond refrigerant-air heat exchanger, condenser / gas cooler
1616: drittes Expansionsorganthird expansion organ
1717: innerer Wärmeübertragerinternal heat exchanger
18d,18e18d, 18e: Akkumulatoraccumulator
3030: erste Fördervorrichtung erster Kühlmittelkreislauf 3 first delivery device first coolant circuit 3
3131: Abzweigstellebranching point
3232: erster Strömungspfadfirst flow path
3333: zweiter Strömungspfadsecond flow path
3434: Mündungsstelleopening point
3535: erster Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager, Umgebungsluftwärmeübertragerfirst coolant-air heat exchanger, ambient air heat exchanger
3636: Strömungsrichtung UmgebungsluftDirection of flow ambient air
3737: zweiter Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager, Heizwärmeübertragersecond coolant-air heat exchanger, heating heat exchanger
4040: zweite Fördervorrichtung zweiter Kühlmittelkreislauf 4 second delivery device second coolant circuit 4
4141: ZusatzheizwärmeübertragerAdditional heating exchangers
4242: Batterie-WärmeübertragerBattery heat exchanger
4343: erster Strömungspfadfirst flow path
44,55,5744,55,57: Verbindungsstelle, Drei-Wege-VentilConnection point, three-way valve
45,5945.59: Verbindungsstellejunction
4646: Wärmeübertrager Komponenten AntriebsstrangHeat exchanger components drivetrain
4747: Wärmeübertrager Elektronik autonomer AntriebHeat exchanger electronics autonomous drive
4848: dritter Kühlmittel-Luft-Wärmeübertrager, Umgebungsluftwärmeübertragerthird coolant-air heat exchanger, ambient air heat exchanger
4949: Verbindungsstelle, erstes Vier-Wege-VentilConnection point, first four-way valve
5050: Verbindungsstelle, zweites Vier-Wege-VentilConnection point, second four-way valve
5151: zweiter Strömungspfadsecond flow path
5252: dritter Strömungspfadthird flow path
5353: vierter Kühlmittel-Luft-Wärmeübertragerfourth coolant-air heat exchanger
5454: dritte Fördervorrichtung zweiter Kühlmittelkreislauf 4 third delivery device second coolant circuit 4
5656: vierter Strömungspfadfourth flow path
5858: fünfter Strömungspfadfifth flow path
6060: Klimagerätair conditioning
6161: Gehäusecasing
6262: Gebläsefan
6363: Einlass UmluftAir intake
6464: Einlass FrischluftFresh air inlet
65 65: LuftleiteinrichtungCowl
6666: Strömungsrichtung ZuluftFlow direction supply air
6767: LuftleiteinrichtungCowl

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017114136 A1 [0004]

Claims

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) of a motor vehicle, comprising - A refrigerant circuit (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) with a compressor (5), a first refrigerant-coolant heat exchanger (6) operated as a condenser / gas cooler, and a first refrigerant-air heat exchanger (7 ) with an upstream first expansion element (8) and a second refrigerant-coolant heat exchanger (13) operated as a second evaporator with an upstream second expansion element (14), and - A first coolant circuit (3) with the first coolant-coolant heat exchanger (6) and a second coolant circuit (4) with the second coolant-coolant heat exchanger (13), wherein - The first coolant circuit (3) has a first coolant-air heat exchanger (35) for transferring heat from the coolant to ambient air and a second coolant-air heat exchanger (37) for heating supply air for a passenger compartment and - The second coolant circuit (4) a third coolant-air heat exchanger (48) for transferring heat from the coolant to the ambient air and a fourth coolant-air heat exchanger (53) for transferring heat between the coolant and the supply air for the passenger compartment having.

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) after Claim 1 , characterized in that the first refrigerant-air heat exchanger (7) with the first expansion element (8) within a first flow path (9) and the second refrigerant-coolant heat exchanger (13) with the second expansion element (14) within a second Flow paths (12) of the refrigerant circuit (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) are arranged, each extending from a branch point (10) to an outlet point (11), arranged parallel to one another and, depending on requirements, individually or parallel to one another Refrigerants are designed to be acted upon.

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) after Claim 1 or 2 , characterized in that the first coolant-air heat exchanger (35) and the second coolant-air heat exchanger (37) of the first coolant circuit (3) are each arranged within a flow path (32, 33), which are each from a branch point (31) extending to an outlet point (34), arranged parallel to one another and designed to be acted upon individually or parallel to one another with coolant as required.

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the second coolant circuit (4) is designed with a battery heat exchanger (42) and / or a heat exchanger (46) for conditioning components of a drive train and / or a heat exchanger (47) for conditioning electronic components, wherein the heat exchangers (42, 46, 47) are arranged in series one after the other or independently of one another with coolant acting on them.

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the second coolant circuit (4) with connection points (44, 45, 49, 50, 55, 57, 59) and at least two delivery devices (40, 54) is designed in such a way that the coolant is separated into two as required Circuits circulated.

Thermal system (1b, 1c, 1d, 1e) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) has a second refrigerant-air heat exchanger (15), operated as a second condenser / gas cooler, for heating the supply air for the passenger compartment, which is located between the compressor (5) and the is arranged as the first condenser / gas cooler operated first refrigerant-coolant heat exchanger (6).

Thermal system (1b, 1c, 1d, 1e) according to Claim 6 , characterized in that the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) has a third expansion element (16) which is arranged between the second refrigerant-air heat exchanger (15) and the first refrigerant-coolant heat exchanger (6).

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that an air conditioner (60) with a blower (62) for conveying the supply air for the passenger compartment through a housing (61) is formed, the fourth coolant in the flow direction (66) of the supply air through the housing (61). Air heat exchanger (53) and the first refrigerant-air heat exchanger (7) are arranged one after the other.

Thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) after Claim 8 , characterized in that the housing (61) has a first flow path and a second flow path, which are arranged parallel to one another and can be supplied with the supply air individually or in parallel with one another as required, the supply air being within the first flow path in the flow direction (66) the second coolant-air heat exchanger (37) and the second coolant-air heat exchanger (15) are arranged and the second flow path is designed as a bypass to the first flow path.

Method for operating a thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) of a motor vehicle for operation in a refrigeration system mode, in a heat pump mode and in a post-heating mode for the supply air to be conditioned in a passenger compartment according to one of the Claims 4 to 9 , characterized in that when operating in a refrigeration system mode for the supply air to the passenger compartment and a passive cooling mode of components of the drive train and electronic components, a first flow path (9) with a first refrigerant-air heat exchanger (7) operated as a first evaporator for receiving Heat from the supply air and a second flow path (12) with a refrigerant-coolant heat exchanger (13), operated as a second evaporator, of a refrigerant circuit (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) are acted on with refrigerant, and that two conveying devices (40, 54) for circulating coolant, and connecting points (44, 45, 49, 50, 55, 57) of a coolant circuit (4) are set such that coolant flows through the coolant circuit (4) in two independent flow circuits, with - coolant conveyed by a conveying device (40) in a first flow circuit, at least t is circulated as a partial mass flow between the coolant-coolant heat exchanger (13) and a coolant-air heat exchanger (53), so that the heat absorbed by the coolant in the coolant-air heat exchanger (53) from the supply air in the coolant-coolant Heat exchanger (13) is transferred to the refrigerant and - coolant conveyed by a conveying device (54) in a second flow circuit in succession through a heat exchanger (46) for dissipating heat from components of the drive train, a heat exchanger (47) for dissipating heat is circulated by electronic components and a coolant-air heat exchanger (48) for transferring the heat to ambient air.

Procedure according to Claim 10 , characterized in that the coolant delivered in the second flow circuit is conducted in a bypass around a battery heat exchanger (42).

Procedure according to Claim 10 or 11 , characterized in that the coolant delivered in the first flow circuit during operation in an active cooling mode of a battery is circulated at least as a partial mass flow between the coolant-coolant heat exchanger (13) and a battery heat exchanger (42), so that the Heat exchanger (42) heat absorbed by the coolant from the battery in the coolant-coolant heat exchanger (13) is transferred to the coolant.

Procedure according to Claim 10 , characterized in that the coolant delivered in the second flow circuit, when operated in a passive cooling mode of a battery, is conducted in series to the heat exchangers (46, 47, 48) through the battery heat exchanger (42) in order to dissipate heat from the battery.

Method for operating a thermal system (1b, 1c, 1d, 1e) of a motor vehicle for operation in a refrigeration system mode, in a heat pump mode and in a post-heating mode for the supply air to be conditioned in a passenger compartment according to one of the Claims 6 to 9 , characterized in that during operation in a heat pump mode or a post-heating mode for the supply air of the passenger compartment, heat absorbed by the refrigerant of a refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) from the supply air and / or from a second coolant circuit (4) in a refrigerant Air heat exchanger (15) to the supply air and / or in a coolant-coolant heat exchanger (6) to coolant of a first coolant circuit (3), wherein at least a portion of the heat from the coolant of the first coolant circuit (3) in a coolant -Air heat exchanger (37) is transferred to the supply air.

Procedure according to Claim 14 , characterized in that an expansion element (16) arranged between the refrigerant-air heat exchanger (15) and the refrigerant-coolant heat exchanger (6) of the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) is set in such a way that the refrigerant Expansion element (16) passes without pressure loss or the refrigerant is expanded to a pressure level such that a temperature of the coolant is set at an inlet or at an outlet of the refrigerant-coolant heat exchanger (6).

Procedure according to Claim 14 or 15 , characterized in that when operating in a post-heating mode of the supply air, a coolant conveyed by a conveying device (40) in a first flow circuit of the second coolant circuit (4) at least as a partial mass flow between a coolant-coolant heat exchanger (13) and a coolant-air -Heat exchanger (53) is circulated so that in the coolant-air heat exchanger (53) heat absorbed by the coolant from the supply air is transferred to the refrigerant in the refrigerant-coolant heat exchanger (13).

Procedure according to one of the Claims 14 to 16 , characterized in that when operating in a passive cooling mode of electronic components and components of a drive train from a conveying device (54) in a second flow circuit of the second coolant circuit (4) Pumped coolant is circulated in series through a heat exchanger (46) for removing heat from components of the drive train, a heat exchanger (47) for removing heat from electronic components and a coolant-air heat exchanger (48) for transferring the heat to ambient air ,

Procedure according to Claim 14 or 15 , characterized in that, when operating in an active cooling mode of a battery, of electronic components and components of a drive train, a coolant conveyed in the second coolant circuit (4) in succession through a heat exchanger (46) for removing heat from components of the drive train, one Heat exchanger (47) for dissipating heat from electronic components and a refrigerant-coolant heat exchanger (13) for transferring the heat to the refrigerant of the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e) is circulated.

Procedure according to Claim 14 or 15 , characterized in that when operating with ambient air as the heat source, a coolant delivered in the second coolant circuit (4) by a coolant-air heat exchanger (48) for absorbing heat from the ambient air and a refrigerant-coolant heat exchanger (13) for transmission the heat is circulated to the refrigerant of the refrigerant circuit (2b, 2c, 2d, 2e).

Use of a thermal system (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) according to one of the Claims 1 to 9 as an air conditioning system of a motor vehicle for conditioning supply air for a passenger compartment and for conditioning components of the drive train and electronic components.