DE102018203540A1 - Air conditioning device of a motor vehicle with a heat pump and method for operating such a heat pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betriff eine Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Wärmepumpe, wobei die Wärmepumpe einen Batterie-Wärmeübertrager (6) aufweist, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, wobei der Batterie-Wärmeübertrager (6) in einem Betriebsmodus der Wärmepumpe als Verflüssiger oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie wirkt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum, Betreiben einer solchen Klimatisierungsvorrichtung (1, 1', 1").The invention relates to an air conditioning device of a motor vehicle with a heat pump, wherein the heat pump has a battery heat exchanger (6) which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle, wherein the battery heat exchanger (6) in an operating mode of the heat pump as a condenser or gas cooler to give off heat to the battery. Furthermore, the invention relates to a method for operating such an air-conditioning device (1, 1 ', 1 ").

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hybridfahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs, mit einer Wärmepumpe, die das Heizen einer Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs, ermöglicht. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe einer solchen Klimatisierungsvorrichtung.The invention relates to an air conditioning device of a motor vehicle, in particular a hybrid vehicle or an electric vehicle, with a heat pump, which enables the heating of a battery, in particular a traction battery of the motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for operating a heat pump of such an air conditioning device.

Im Bereich der Automobilentwicklung richtet sich der Fokus derzeit auf eine effiziente Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Kraftfahrzeugen. Die Elektrifizierung erfordert insbesondere die Nutzung von Hochvoltbatterien (HV-Batterien).In the field of automotive development, the focus is currently on efficient electrification of the powertrain of motor vehicles. In particular, electrification requires the use of high-voltage batteries (HV batteries).

Um die Leistung einer Batterie optimal ausnutzen zu können und die Batterie vor Alterungseffekten und Schädigungen zu schützen, sollte die Temperatur der Batterie in einem Temperaturbereich zwischen 15 °C und 30°C gehalten werden. Daher werden Hochvoltbatterien üblicherweise während des Betriebs gekühlt, um eine Überhitzung zu vermeiden. In kalter Umgebung kann es auch nötig sein, die Batterie zu beheizen.To maximize the performance of a battery and to protect the battery from aging and damage, the temperature of the battery should be kept within a temperature range of 15 ° C to 30 ° C. Therefore, high voltage batteries are usually cooled during operation to avoid overheating. In cold environments it may also be necessary to heat the battery.

Aus diesem Grund kommt oftmals eine Wasserkühlung der Hochvoltbatterie in Verbindung mit einem Heizer, beispielsweise einem sogenannten PTC-Heizer (PTC - positive temperature coefficient), im Wasserkreis zum Einsatz. So offenbart die DE 10 2015 103 032 A1 beispielsweise ein System zum thermischen Management für ein Fahrzeug, das eine Reihe von Kühl- bzw. Kältemittelkreisläufen aufweist. Einer der Kühlmittelkreisläufe dient der Kühlung der Fahrzeugbatterie und integriert zusätzlich eine Batterieheizung, z.B. eine 12V Elektroheizung, zum Aufwärmen des Kühlmittels vor dem Durchströmen der Batterie. Ein ähnliches Heiz- und Kühlsystem beschreibt auch die DE 10 2013 114 307 A1 .For this reason, water cooling of the high-voltage battery in conjunction with a heater, for example a so-called PTC heater (PTC - positive temperature coefficient), is often used in the water circuit. So revealed the DE 10 2015 103 032 A1 For example, a thermal management system for a vehicle having a series of refrigerant circuits. One of the coolant circuits is used to cool the vehicle battery and also integrates a battery heater, such as a 12V electric heater, to warm the coolant before flowing through the battery. A similar heating and cooling system also describes the DE 10 2013 114 307 A1 ,

Bei Nutzung eines Heizers muss neben der Batterie auch der gesamte Wasserkreis beheizt werden, was die Effizienz dieser Heizmethode herabsetzt. Weiterhin führt der Verbau dieses Heizers zu zusätzlichem Bauraumbedarf und Mehrgewicht im Fahrzeug.When using a heater, in addition to the battery, the entire water circuit must be heated, which reduces the efficiency of this heating method. Furthermore, the installation of this heater leads to additional space requirements and extra weight in the vehicle.

Alternativ kann eine Beheizung der Batterie durch in sie eingebrachte elektrische Heizelemente, z.B. beheizte Matten, Drähte und dergleichen, erfolgen. Elektrische Heizelemente innerhalb der Batterie hingegen verursachen Mehrkosten in der ohnehin sehr kostensensitiven Komponente Hochvoltbatterie.Alternatively, heating of the battery may be provided by electrical heating elements, e.g. Heated mats, wires and the like, take place. Electrical heating elements inside the battery, however, cause additional costs in the already very cost-sensitive component high-voltage battery.

Sämtliche dieser Heizmethoden werden oft aus der Hochvoltbatterie selbst mit Energie gespeist. Die hierfür benötigte Energiemenge steht dann nicht mehr für die Fahrfunktion zur Verfügung und die Fahrzeugreichweite wird somit vermindert.All of these heating methods are often powered from the high-voltage battery itself with energy. The energy required for this purpose is then no longer available for the driving function and the vehicle range is thus reduced.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klimatisierungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe der Klimavorrichtung bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden.The object of the present invention is to provide an air-conditioning device and a method for operating a heat pump of the air-conditioning device which at least partially overcome the abovementioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by the air conditioning device according to the invention according to claim 1 and the inventive method for operating a heat pump according to claim 10.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Wärmepumpe, wobei die Wärmepumpe einen Batterie-Wärmeübertrager aufweist, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, wobei der Batterie-Wärmeübertrager in einem Betriebsmodus der Wärmepumpe als Verflüssiger oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie wirkt.According to a first aspect, the invention relates to an air conditioning device of a motor vehicle with a heat pump, wherein the heat pump has a battery heat exchanger, which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle, wherein the battery heat exchanger in an operating mode of the heat pump as a condenser or gas cooler for dispensing of heat to the battery acts.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe einer Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei Stellorgane der Wärmepumpe so eingestellt werden, dass ein Batterie-Wärmeübertrager der Wärmepumpe, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, in einem ersten Betriebsmodus als Verflüssiger oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie wirkt und in einem zweiten Betriebsmodus als Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme aus der Batterie wirkt.According to a second aspect, the invention relates to a method for operating a heat pump of an air conditioning device of a motor vehicle, wherein actuators of the heat pump are set so that a battery heat exchanger of the heat pump, which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle, in a first mode of operation as a condenser or gas cooler acts to deliver heat to the battery and in a second mode of operation acts as an evaporator for receiving heat from the battery.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description of preferred embodiments of the present invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs mit jeweils einer elektrischen Antriebsmaschine. Die Klimatisierungsvorrichtung umfasst eine Wärmepumpe, die insbesondere als Kältemittelkreislauf ausgebildet ist. Der Kältemittelkreis wird vorzugsweise von einem Kältemittel, beispielsweise 2,3,3,3-Tetrafluorpropen (R1234yf), Kohlenstoffdioxid (R744) oder einem anderen Kältemittel, durchströmt. Die Wärmepumpe weist einen Batterie-Wärmeübertrager auf, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Die Batterie kann eine Hochvolt-Batterie des Kraftfahrzeugs sein, beispielsweise eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs zum Speisen der elektrischen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs.The present invention relates to an air conditioning device of a motor vehicle, for example a hybrid or electric vehicle, each having an electric drive machine. The air conditioning device comprises a heat pump, which is designed in particular as a refrigerant circuit. The refrigerant circuit is preferably flowed through by a refrigerant, for example 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234yf), carbon dioxide (R744) or another refrigerant. The heat pump has a battery heat exchanger, which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle. The battery may be a high-voltage battery of the motor vehicle, for example a traction battery of the motor vehicle for feeding the electric drive machine of the motor vehicle.

Der Batterie-Wärmeübertrager wirkt in einem Betriebsmodus der Wärmepumpe, insbesondere zumindest in einem ersten Betriebsmodus der Wärmepumpe, als Verflüssiger (Kondensator) oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie, insbesondere als Kältemittelverflüssiger. Die Batterie bildet also zumindest in dem ersten Betriebsmodus eine Wärmesenke der Wärmepumpe.The battery heat exchanger acts in an operating mode of the heat pump, in particular at least in a first operating mode of the heat pump, as a condenser (condenser) or gas cooler for discharging heat to the battery, in particular as a refrigerant condenser. The battery thus forms a heat sink of the heat pump, at least in the first operating mode.

Die Batterie kann somit über eine Wärmepumpe im Kraftfahrzeug beheizt werden. Dabei ist der Batterie-Wärmeübertrager vorzugsweise direkt in den Kältemittelkreislauf integriert und nicht in einen angekoppelten Kühlkreislauf aufgenommen. Da die Wärmepumpe in der Regel mit einem COP (coefficient of performance) > 1 betrieben werden kann, kann eine solche Heizfunktion effizienter sein als eine rein elektrische Beheizung gemäß Stand der Technik.The battery can thus be heated by a heat pump in the vehicle. The battery heat exchanger is preferably integrated directly into the refrigerant circuit and not included in a coupled cooling circuit. Since the heat pump can usually be operated with a COP (coefficient of performance)> 1, such a heating function can be more efficient than a purely electrical heating according to the prior art.

In manchen Ausführungsbeispielen kann der Batterie-Wärmeübertrager in einem weiteren Betriebsmodus der Wärmepumpe, insbesondere zumindest in einem zweiten Betriebsmodus der Wärmepumpe, als Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme aus der Batterie wirken, insbesondere als Kältemittelverdampfer. Je nach Bedarf, insbesondere in Abhängigkeit einer Außentemperatur und einer Last an der Batterie, kann die Batterie somit über denselben Kältemittelkreis beheizt bzw. gekühlt werden, wobei auf zusätzliche Heizelemente zum Heizen der Batterie verzichtet werden kann.In some embodiments, the battery heat exchanger in a further operating mode of the heat pump, in particular at least in a second operating mode of the heat pump, act as an evaporator for absorbing heat from the battery, in particular as a refrigerant evaporator. Depending on requirements, in particular as a function of an outside temperature and a load on the battery, the battery can thus be heated or cooled via the same refrigerant circuit, which can be dispensed with additional heating elements for heating the battery.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Wärmepumpe ein Stellorgan, beispielsweise ein Absperrventil, aufweisen, das so angeordnet ist, dass Kältemittel den Batterie-Wärmeübertrager in einer ersten Stellung des Stellorgans so durchströmt, dass der Batterie-Wärmeübertrager als Verflüssiger oder Gaskühler wirkt, und dass das Kältemittel den Batterie-Wärmeübertrager in einer zweiten Stellung des Stellorgans so durchströmt, dass der Batterie-Wärmeübertrager als Verdampfer wirkt. Vorzugsweise ist das Stellorgan zumindest in dem ersten Betriebsmodus der Wärmepumpe in seiner ersten Stellung und zumindest in dem zweiten Betriebsmodus der Wärmepumpe in seiner zweiten Stellung, wobei das Umstellen des Stellorgans zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus in einer Strömungsumkehr resultiert.In some embodiments, the heat pump, an actuator, such as a shut-off valve, having arranged so that refrigerant flows through the battery heat exchanger in a first position of the actuator so that the battery heat exchanger acts as a condenser or gas cooler, and that the refrigerant flows through the battery heat exchanger in a second position of the actuator so that the battery heat exchanger acts as an evaporator. Preferably, the actuator is at least in the first operating mode of the heat pump in its first position and at least in the second operating mode of the heat pump in its second position, wherein the switching of the actuator between the first and the second operating mode results in a flow reversal.

Beispielsweise kann das Absperrventil in Strömungsrichtung vor einem Verdichter der Wärmepumpe und einem Knotenpunkt, angeordnet sein, über den der Verdichter mit einem Außen-Wärmeübertrager, beispielsweise einem Kondensator zum Aufnehmen von Wärme aus der Umgebung, verbunden ist. In der ersten Stellung des Absperrventils, in der das Absperrventil geschlossen ist, kann das erwärmte Kältemittel nach dem Durchströmen eines Innen-Wärmeübertragers zum Abgeben von Wärme an einen Innenraum des Kraftfahrzeugs (Fahrzeuginnenraum) über einen ersten geöffneten Strömungszweig direkt zum Heizen der Batterie durch den Batterie-Wärmeübertrager und anschließend durch den Außen-Wärmeübertrager strömen. In der ersten Stellung des Absperrventils kann ein zweiter Strömungszweig, über den das erwärmte Kältemittel ebenfalls in den Batterie-Wärmeübertrager strömen kann, geschlossen sein. In der zweiten Stellung des Absperrventils, in der das Absperrventil geöffnet ist, kann das Kältemittel nach Durchströmen eines Innen-Wärmeübertragers zum Abgeben von Wärme an den Fahrzeugsinnenraum zum Kühlen der Batterie über den zweiten Strömungszweig, der nun geöffnet ist, durch den Batterie-Wärmeübertrager strömen und das von dem Batterie-Wärmeübertrager erwärmte Kältemittel anschließend durch das geöffnete Absperrventil direkt zu dem Verdichter strömen. In der zweiten Stellung des Absperrventils ist der erste Strömungszweig vorzugsweise geschlossen. Durch das Einstellen des Absperrventils sowie des ersten Ventils in dem ersten Strömungszweig und des zweiten Ventils in dem zweiten Strömungszweig kann also eine Umkehr der Durchströmungsrichtung durch den Batterie-Wärmeübertrager, also vorzugsweise in der Batterie oder einem Batterie-Chiller, auftreten, so dass in der ersten Stellung des Absperrventils in der Batterie eine weitere Wärmeabgabe erfolgt, nachdem in beiden Fällen zunächst der Innen-Wärmeübertrager durchströmt wurde.For example, the shut-off valve may be arranged upstream of a compressor of the heat pump and a node, via which the compressor with an outdoor heat exchanger, for example, a condenser for receiving heat from the environment, is connected. In the first position of the shut-off valve, in which the shut-off valve is closed, the heated refrigerant after passing through an indoor heat exchanger for dissipating heat to an interior of the motor vehicle (vehicle interior) via a first open flow branch directly to the heating of the battery by the battery Heat exchanger and then flow through the outdoor heat exchanger. In the first position of the shut-off valve, a second flow branch, via which the heated refrigerant can also flow into the battery heat exchanger, may be closed. In the second position of the shut-off valve, in which the shut-off valve is opened, the refrigerant can flow through the battery heat exchanger after flowing through an indoor heat exchanger for releasing heat to the vehicle interior for cooling the battery via the second flow branch, which is now open and then flowing the refrigerant heated by the battery heat exchanger directly to the compressor through the opened shut-off valve. In the second position of the shut-off valve, the first flow branch is preferably closed. By adjusting the shut-off valve and the first valve in the first flow branch and the second valve in the second flow branch so a reversal of the flow direction through the battery heat exchanger, ie preferably in the battery or a battery chiller, occur, so that in the first position of the shut-off valve in the battery, a further heat dissipation occurs after in both cases, the inner heat exchanger was first flowed through.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Wärmepumpe weiterhin einen Verdichter und einen Innen-Wärmeübertrager zum direkten oder indirekten Abgeben von Wärme an einen Innenraum des Kraftfahrzeugs aufweisen. Vorzugsweise kann die Wärmepumpe eine Wärmepumpe sein, die insbesondere im Kraftfahrzeug integriert ist, in erster Linie der Kabinenheizung dient und zusätzlich für eine Beheizung der Batterie, insbesondere der Hochvolt-Batterie, nutzbar ist. Der Verdichter kann einen elektrischen Motor aufweisen, der vorzugsweise durch ein Bordnetz, beispielsweise ein 12V-Bordnetz oder ein 400V-Bordnetz, mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Der Innen-Wärmeübertrager kann ein Wasser-Kältemittel-Wärmeübertrager zum Übertragen von Wärme an einen mit dem Kältemittelkreislauf gekoppelten Kühlmittelkreis, ein Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, der Wärme direkt vom Kältemittel an den Innen-Wärmeübertrager umströmende Luft abgibt, oder ein anderer Innen-Wärmeübertrager sein. Der Innen-Wärmeübertrager kann dabei in dem Kältemittelkreislauf in Strömungsrichtung nach dem Verdichter und vor dem Batterie-Wärmeübertrager angeordnet sein. Damit kann das erwärmte Kältemittel zunächst den Innen-Wärmeübertrager durchströmen, der einen Teil der Wärme aufnimmt und das Kältemittel etwas abkühlt, und anschließend mit geringerer Temperatur den Batterie-Wärmeübertrager durchströmen. In some embodiments, the heat pump may further include a compressor and an indoor heat exchanger for directly or indirectly releasing heat to an interior of the motor vehicle. Preferably, the heat pump may be a heat pump, which is integrated in particular in the motor vehicle, primarily serves the cabin heater and in addition for heating the battery, in particular the high-voltage battery, is available. The compressor may have an electric motor, which may preferably be supplied with electrical energy by an electrical system, for example a 12V vehicle electrical system or a 400V vehicle electrical system. The indoor heat exchanger may include a water-refrigerant heat exchanger for transmitting heat to a refrigerant circuit coupled to the refrigerant circuit, a refrigerant-to-air heat exchanger that outputs heat directly from the refrigerant to the indoor heat exchanger, or another indoor heat exchanger his. The internal heat exchanger can be arranged in the refrigerant circuit in the flow direction after the compressor and in front of the battery heat exchanger. Thus, the heated refrigerant can first flow through the inner heat exchanger, which absorbs a portion of the heat and the refrigerant cools something, and then flow through the battery heat exchanger with a lower temperature.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Wärmepumpe so ausgebildet sein, dass das Kältemittel solange im Innen-Wärmeübertrager Wärme abgibt, bis eine Temperatur des Kältemittels die Siedetemperatur des Kältemittels erreicht, und das Kältemittel anschließend bei der Siedetemperatur durch den Batterie-Wärmeübertrager strömt. Es kommt also zu einer zweiteiligen Wärmeabgabe. Da das Kältemittel durch eine Kompression mittels des Verdichters überhitzt sein kann, d.h. eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur besitzen kann, kann es im Innen-Wärmeübertrager solange Wärme abgeben, bis die Temperatur die Siedetemperatur erreicht. Anschließend durchströmt das Kältemittel bei der Siedetemperatur den Batterie-Wärmeübertrager. Somit kann eine Überhitzung der Batterie verhindert werden und die Batterie gleichmäßig erwärmt werden, da die Siedetemperatur während der Wärmeabgabe für eine gewisse Zeit beibehalten wird.In some embodiments, the heat pump may be configured such that the refrigerant releases heat in the indoor heat exchanger until a temperature of the refrigerant reaches the boiling temperature of the refrigerant, and then the refrigerant flows through the battery heat exchanger at the boiling temperature. So it comes to a two-part heat dissipation. Since the refrigerant may be overheated by compression by means of the compressor, i. may have a temperature above the boiling point, it can in the indoor heat exchanger as long as heat until the temperature reaches the boiling point. The refrigerant then flows through the battery heat exchanger at the boiling point. Thus, overheating of the battery can be prevented and the battery can be uniformly heated because the boiling temperature is maintained during the heat release for a certain time.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Wärmepumpe ein steuerbares Entspannungsorgan aufweisen, das zwischen dem Innen-Wärmeübertrager und dem Batterie-Wärmeübertrager angeordnet ist, wobei das steuerbare Entspannungsorgan dazu ausgebildet ist, einen Druck in einem Bereich des Batterie-Wärmeübertragers zu mindern. Das Entspannungsorgan kann ein Ventil sein, vorzugsweise ein Ventil mit einer variablen Querschnittsöffnung. Das Ventil kann für eine Reduktion des Drucks in dem Kältemittelkreis ausgebildet sein, die in einer Reduktion der Siedetemperatur des Kältemittels resultiert. Dadurch kann einerseits ein Heizen bei geringeren Temperaturen als auch ein Verdampfen des Kältemittels bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht werden.In some embodiments, the heat pump may include a controllable expansion device disposed between the indoor heat exchanger and the battery heat exchanger, wherein the controllable expansion device is adapted to reduce a pressure in a region of the battery heat exchanger. The expansion device may be a valve, preferably a valve with a variable cross-sectional opening. The valve may be configured to reduce the pressure in the refrigerant circuit, resulting in a reduction in the boiling temperature of the refrigerant. As a result, on the one hand, heating at lower temperatures and evaporation of the refrigerant at lower temperatures can be made possible.

Das steuerbare Entspannungsorgan kann dazu ausgebildet sein, den Druck in einem Bereich des Batterie-Wärmeübertragers so zu mindern, dass eine Siedetemperatur des Kältemittels in einem Bereich zwischen 0 °C und 30°C, vorzugsweise in einem Bereich von 20°C bis 30°C, liegt. Es kann somit zu einer zweistufigen Wärmeabgabe kommen, wobei der Innen-Wärmeübertrager gaskühlend und gegebenenfalls kondensierend auf einem hohen Druckniveau insbesondere bei einer Kondensationstemperatur in einem Bereich von 40°C bis 80°C, beispielsweise bei einer Kondensationstemperatur von 60°C, Wärme abgibt und der Batterie-Wärmeübertrager anschließend nach Drosselung kondensierend auf einem niedrigen Druck bei einer Kondensationstemperatur im Bereich von 20°C bis 30°C, beispielsweise bei einer Kondensationstemperatur von 25°C, gleichmäßig Wärme an die Batterie abgibt.The controllable expansion device may be designed to reduce the pressure in a region of the battery heat exchanger so that a boiling point of the refrigerant in a range between 0 ° C and 30 ° C, preferably in a range of 20 ° C to 30 ° C. , lies. It can thus come to a two-stage heat dissipation, wherein the internal heat exchanger gas cooling and optionally condensing at a high pressure level, especially at a condensation temperature in a range of 40 ° C to 80 ° C, for example, at a condensation temperature of 60 ° C, heat and releases the battery heat exchanger then after condensation condensing at a low pressure at a condensation temperature in the range of 20 ° C to 30 ° C, for example, at a condensation temperature of 25 ° C, evenly emits heat to the battery.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Wärmepumpe alternativ so ausgebildet sein, dass das Kältemittel von dem Innen-Wärmeübertrager zu dem Batterie-Wärmeübertrager strömt, ohne dabei aktiv gedrosselt zu werden. Vorzugsweise ist in diesem Fall zwischen dem Innen-Wärmeübertrager und dem Batterie-Wärmeübertrager kein Entspannungsorgan und damit keine aktive Drosselung vorgesehen. Ein Druckniveau im Bereich des Innen-Wärmeübertragers und des Batterie-Wärmeübertragers kann so im Wesentlichen gleich sein und lediglich aufgrund von Druckverlusten in den Leitungen variieren. Beispielsweise kann eine Druckdifferenz zwischen dem Bereich des Innen-Wärmeübertragers und dem Bereich des Batterie-Wärmeübertragers weniger als 15 bar betragen. Wenn das Kältemittel R1234yf ist, kann die Druckdifferenz weniger als 2 bar betragen und, wenn das Kältemittel R744 ist, kann die Druckdifferenz weniger als 10 bar betragen. Es kann somit zu einer quasi zweiteiligen isobaren Wärmeabgabe kommen, wobei der Innen-Wärmeübertrager gaskühlend und teilkondensierend Wärme mit einer erkennbaren Temperaturdifferenz abgibt und der Batterie-Wärmeübertrager anschließend kondensierend Wärme ohne signifikante Temperaturdifferenz an die Batterie abgibt. Somit kann auch ohne eine Drosselung ein gleichmäßiges Heizen der Batterie ermöglicht werden.In some embodiments, the heat pump may alternatively be configured such that the refrigerant flows from the indoor heat exchanger to the battery heat exchanger without being actively throttled. Preferably, in this case between the indoor heat exchanger and the battery heat exchanger no relaxation member and thus no active throttling provided. A pressure level in the region of the internal heat exchanger and the battery heat exchanger can thus be substantially the same and vary only due to pressure losses in the lines. For example, a pressure difference between the area of the indoor heat exchanger and the area of the battery heat exchanger can be less than 15 bar. If the refrigerant is R1234yf, the pressure difference may be less than 2 bar and, if the refrigerant is R744, the pressure difference may be less than 10 bar. It can thus come to a quasi-two-part isobaric heat output, the inner heat exchanger gas cooling and partially condensing emits heat with a detectable temperature difference and the battery heat exchanger then gives off condensing heat without significant temperature difference to the battery. Thus, even without throttling, a uniform heating of the battery can be made possible.

In manchen Ausführungsbeispielen kann die Wärmpumpe weiterhin einen Innenraum- Luft-Kältemittel-Wärmeübertrager, aufweisen, der so in dem Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe angeordnet ist, dass er zumindest in dem ersten Betriebsmodus der Wärmepumpe parallel zu dem Batterie-Wärmeübertrager unter Abgabe von Wärme von dem Kältemittel durchströmt wird. Somit kann der Kältemittelstrom durch die Wärmepumpe sowohl zum effektiven Wärmen des Innenraums des Kraftfahrzeugs als auch zum Heizen der Batterie genutzt werden.In some embodiments, the heat pump may further include an indoor air-refrigerant heat exchanger disposed in the refrigerant circuit of the heat pump such that it is at least in the first operating mode of the heat pump in parallel to the battery heat exchanger with release of heat from the refrigerant is flowed through. Thus, the refrigerant flow through the heat pump can be used both for effective heating of the interior of the motor vehicle and for heating the battery.

Die Wärmepumpe kann auch auf einen Innen-Wärmeübertrager und einen Innenraum- Luft-Kältemittel-Wärmeübertrager verzichten. In diesem Fall kann der Batterie-Wärmeübertrager direkt hinter dem Verdichter in den Kältemittelkreis eingekoppelt sein und es kommt zu einer einstufigen Wärmeabgabe an die Batterie ohne gleichzeitige Beheizung der Kabine. Allerdings lässt sich so das Wärmen des Fahrzeugsinnenraums nicht in demselben Kältemittelkreislauf realisieren und zudem kann die Heiztemperatur und die Homogenität des Heizens nur schwierig ermöglicht werden.The heat pump may also dispense with an indoor heat exchanger and an indoor air-refrigerant heat exchanger. In this case, the battery heat exchanger can be coupled directly behind the compressor in the refrigerant circuit and there is a one-stage heat transfer to the battery without simultaneous heating of the cabin. However, so the warming of the vehicle interior can not be realized in the same refrigerant circuit and also the heating temperature and the homogeneity of the heating can be made difficult.

In manchen Ausführungsbeispielen kann der Batterie-Wärmeübertrager eine Phasenwechselstruktur, die in und/oder an der Batterie angeordnet ist, oder ein Wärmetauscher zum Einbringen von Wärme in einen die Batterie durchströmenden Kühlkreis, beispielsweise ein Batterie-Chiller, sein. Bei einer Umsetzung einer Kältemittel-Verdampfungskühlung für die Batterie werden häufig im Batterieinneren Verdampferstrukturen eingebracht, in denen im Kühlbetrieb eine direkte Verdampfung des Kältemittels der Fahrzeug-Klimaanlage erfolgt. Auf diese Weise kann ohne zusätzlichen Flüssigkeits-Kühlkreis eine Kühlwirkung für die Batterie dargestellt werden. Dieser Kältemittelverdampfer kann nun im Wärmepumpenbetrieb der Klimaanlage unmittelbar auch zum Heizen der Batterie verwendet werden. Alternativ kann die Wärme auch über einen separaten Wärmetauscher (Chiller) in einen Wasserkreis eingebracht werden, der die Batterie durchströmt. Vorzugsweise wird hier ein Wasserkreis genutzt, der für eine Batteriekühlung ohnehin vorgehalten wird.In some embodiments, the battery heat exchanger may be a phase change structure disposed in and / or on the battery or a heat exchanger for introducing heat into a cooling circuit through which the battery flows, for example, a battery chiller. In a conversion of a refrigerant evaporative cooling for the battery evaporator structures are often introduced in the battery interior, in which a direct evaporation of the Refrigerant the vehicle air conditioning is done. In this way, a cooling effect for the battery can be displayed without additional liquid cooling circuit. This refrigerant evaporator can now be used directly in the heat pump operation of the air conditioning also for heating the battery. Alternatively, the heat can also be introduced via a separate heat exchanger (chiller) in a water circuit, which flows through the battery. Preferably, a water circuit is used here, which is already provided for a battery cooling anyway.

Die Wärmepumpe kann weitere Stellorgane und weitere steuerbare Entspannungsorgane aufweisen. Die Stellorgane und steuerbaren Entspannungsorgane der Wärmepumpe können mittels elektrischer Aktuatoren, die über das Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden, betätigt werden.The heat pump may have further actuators and other controllable relaxation organs. The actuators and controllable relaxation organs of the heat pump can be actuated by means of electrical actuators, which are supplied via the electrical system of the motor vehicle with electrical energy.

Zusammenfassend ermöglicht die vorliegende Klimatisierungsvorrichtung eine sehr effiziente Aufheizung der Batterie durch eine Wärmepumpenfunktion mit COP > 1, eine Aufteilung der Heizleistung auf Kabine und Batterie, wodurch der Innenraumkomfort berücksichtigt wird, und ein einstellbares Temperaturniveau für die Batterie durch zweistufigen Betrieb der Wärmepumpe, dass optimale Betriebsbedingungen für die Batterie eingestellt werden können (Temperaturniveau und -homogenität).In summary, the present air-conditioning device enables a very efficient heating of the battery by a heat pump function with COP> 1, a sharing of heating capacity on the cabin and battery, which takes into account the interior comfort, and an adjustable temperature level for the battery by two-stage operation of the heat pump that optimal operating conditions can be adjusted for the battery (temperature level and homogeneity).

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe einer Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Wärmepumpe, wie sie oben im Detail beschrieben ist. Gemäß dem Verfahren werden Stellorgane der Wärmepumpe so eingestellt, dass ein Batterie-Wärmeübertrager der Wärmepumpe, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, in einem ersten Betriebsmodus als Verflüssiger oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie wirkt und in einem zweiten Betriebsmodus als Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme aus der Batterie wirkt.Furthermore, the present invention relates to a method for operating a heat pump of an air conditioning device of a motor vehicle, for example a heat pump, as described in detail above. According to the method, actuators of the heat pump are set so that a battery heat exchanger of the heat pump, which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle, acts as a condenser or gas cooler for discharging heat to the battery in a first operating mode and in a second operating mode Evaporator acts to absorb heat from the battery.

In manchen Ausführungsbeispielen kann in dem ersten Betriebsmodus ein Druck in einem Bereich des Batterie-Wärmeübertragers so gemindert werden, dass eine Siedetemperatur des Kältemittels in einem Bereich zwischen 0 °C und 30°C, vorzugsweise in einem Bereich von 20°C bis 30°C, liegt. Dazu kann ein steuerbares Entspannungsorgan, das zwischen einem Innen-Wärmeübertrager und dem Batterie-Wärmeübertrager angeordnet ist, entsprechend eingestellt werden. Es kann somit eine zweistufige Wärmeabgabe ermöglicht werden, wobei der Innen-Wärmeübertrager gaskühlend und gegebenenfalls kondensierend auf einem hohen Druckniveau insbesondere bei einer Kondensationstemperatur in einem Bereich von 40°C bis 80°C, beispielsweise bei einer Kondensationstemperatur von 60°C, Wärme abgibt und der Batterie-Wärmeübertrager anschließend nach Drosselung kondensierend auf einem niedrigen Druck bei einer Kondensationstemperatur im Bereich von 20°C bis 30°C, beispielsweise bei einer Kondensationstemperatur von 25°C, gleichmäßig Wärme an die Batterie abgibt.In some embodiments, in the first mode of operation, a pressure in a region of the battery heat exchanger may be reduced so that a boiling temperature of the refrigerant is in a range between 0 ° C and 30 ° C, preferably in a range of 20 ° C to 30 ° C , lies. For this purpose, a controllable expansion element, which is arranged between an internal heat exchanger and the battery heat exchanger, are adjusted accordingly. It can thus be made possible a two-stage heat release, wherein the internal heat exchanger gas cooling and optionally condensing at a high pressure level, especially at a condensation temperature in a range of 40 ° C to 80 ° C, for example, at a condensation temperature of 60 ° C, heat and releases the battery heat exchanger then after condensation condensing at a low pressure at a condensation temperature in the range of 20 ° C to 30 ° C, for example, at a condensation temperature of 25 ° C, evenly emits heat to the battery.

Ein Eintrittspunkt, insbesondere eine Beziehung zwischen Druck, Feuchtegehalt und Temperatur, des Kältemittels in den Batterie-Wärmeübertrager, also in die Batterie bzw. den Batterie-Chiller, kann durch eine Wärmeabgabe am Innen-Wärmeübertrager sowie einen Öffnungsquerschnitt des steuerbaren Entspannungsorgans eingestellt werden. Im Idealfall sollte dieser Punkt so an einer Taulinie (Kondensationskuve) in einem Enthalpie-Druck-Diagramm, beispielsweise einem logarithmischen Enthalpie-Druck-Diagramm, zu liegen kommen, dass auf dem Temperaturniveau des Batterie-Wärmeübertragers möglichst viel Wärme durch den Phasenwechsel des Kältemittels in die Batterie eingetragen werden kann, ohne dass das Kältemittel dabei eine Temperauränderung erfährt.An entry point, in particular a relationship between pressure, moisture content and temperature, of the refrigerant in the battery heat exchanger, ie in the battery or the battery chiller, can be adjusted by a heat output at the internal heat exchanger and an opening cross section of the controllable expansion device. Ideally, this point should come to lie on a dew line (condensation curve) in an enthalpy pressure diagram, for example, a logarithmic enthalpy pressure diagram, that as much heat as possible at the temperature level of the battery heat exchanger through the phase change of the refrigerant the battery can be registered without the refrigerant undergoes a Temperauränderung.

Die Wärmepumpe kann noch in weiteren Betriebsmodi betrieben werden, wobei der Batterie-Wärmeübertrager als Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme aus der Batterie wirkt oder nicht genutzt wird.The heat pump can still be operated in other operating modes, wherein the battery heat exchanger acts as an evaporator for absorbing heat from the battery or is not used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

  • 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine erste Beziehung zwischen Enthalpie und Druck während eines Strömungszyklus des Kältemittels;
  • 3 eine zweite Beziehung zwischen Enthalpie und Druck während eines Strömungszyklus des Kältemittels;
  • 4 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs; und
  • 5 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 schematically a first embodiment of an air conditioning device of a motor vehicle;
  • 2 a first relationship between enthalpy and pressure during a flow cycle of the refrigerant;
  • 3 a second relationship between enthalpy and pressure during a flow cycle of the refrigerant;
  • 4 schematically a second embodiment of an air conditioning device of a motor vehicle; and
  • 5 schematically a second embodiment of an air conditioning device of a motor vehicle.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs. Die Klimatisierungsvorrichtung 1 umfasst einen Kältemittelkreis 2, der eine Wärmepumpe ausbildet. Der Kältemittelkreis 2 enthält einen Verdichter 3, einen Innenraum-Verflüssiger 4, ein erstes Entspannungsventil 5a und ein zweites Entspannungsventil 5b, einen Batterie-Wärmeübertrager 6, ein erstes Absperrventil 7a, ein zweites Absperrventil 7b und ein drittes Absperrventil 7c und einen Außen-Verdampfer 8. 1 shows a first embodiment of an air conditioning device 1 of a motor vehicle. The air conditioning device 1 includes a refrigerant circuit 2 which forms a heat pump. The refrigerant circuit 2 contains a compressor 3 , an interior condenser 4 , a first relaxation valve 5a and a second expansion valve 5b , a battery heat exchanger 6 , a first shut-off valve 7a , a second shut-off valve 7b and a third shut-off valve 7c and an outdoor evaporator 8th ,

Der Verdichter 3 komprimiert erwärmtes Kältemittel wie 2,3,3,3-Tetrafluorpropen (R1234yf) oder Kohlenstoffdioxid (R744), die von dem Außenraum-Verdampfer 8 bzw. von dem Batterie-Wärmeübertrager 6 zu dem Verdichter 3 strömt. Der Innenraum-Verflüssiger 4, der in Strömungsrichtung nach dem Verdichter 3 angeordnet ist und Wärme aus dem erwärmten und komprimierten Kältemittel entzieht und an einen Luftstrom 9, der in Richtung einer Fahrgastkabine des Kraftfahrzeugs strömt, abgibt und die Fahrgastkabine heizt. Das erste Entspannungsventil 5a ist in Strömungsrichtung nach dem Innenraum-Verflüssiger 4 angeordnet und dient der Druckreduzierung des Kältemittels. Durch die Reduzierung des Drucks nimmt auch die Siedetemperatur des Kältemittels ab.The compressor 3 Compresses warmed refrigerant such as 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234yf) or carbon dioxide (R744) released from the outdoor evaporator 8th or from the battery heat exchanger 6 to the compressor 3 flows. The interior condenser 4 moving in the direction of flow after the compressor 3 is arranged and removes heat from the heated and compressed refrigerant and to an air flow 9 , which flows in the direction of a passenger cabin of the motor vehicle, emits and heats the passenger cabin. The first relaxation valve 5a is downstream of the interior condenser 4 arranged and serves to reduce the pressure of the refrigerant. By reducing the pressure, the boiling temperature of the refrigerant also decreases.

An einem ersten Knotenpunkt 10, der in Strömungsrichtung nach dem ersten Entspannungsventil 5a liegt, teilt sich der Kältekreislauf in einen ersten Zweig 11 und einen zweiten Zweig 12 auf. In dem ersten Zweig 11 ist das erste Absperrventil 7a, ein zweiter Knotenpunkt 13 und das zweite Absperrventil 7b vorgesehen. Der erste Zweig 11 mündet in einen dritten Knotenpunkt 14, an dem sich der erste Zweig 11 mit dem zweiten Zweig 12 vereinigt. In dem zweiten Zweig 12 ist das dritte Absperrventil 7c, ein vierter Knotenpunkt 15, das zweite Entspannungsventil 5b und der Außen-Verdampfer 8 vorgesehen. Der Batterie-Wärmeübertrager 6 ist zwischen dem zweiten Knotenpunkt 13 und dem vierten Knotenpunkt 15 angeordnet, so dass das Kältemittel von dem zweiten Knotenpunkt 13 oder dem vierten Knotenpunkt 15 zu dem Batterie-Wärmeübertrager 6 strömen kann.At a first node 10 moving in the flow direction after the first expansion valve 5a is located, the refrigeration cycle is divided into a first branch 11 and a second branch 12 on. In the first branch 11 is the first shut-off valve 7a , a second node 13 and the second shut-off valve 7b intended. The first branch 11 flows into a third node 14 where the first branch is 11 with the second branch 12 united. In the second branch 12 is the third shut-off valve 7c , a fourth node 15 , the second expansion valve 5b and the outdoor evaporator 8th intended. The battery heat exchanger 6 is between the second node 13 and the fourth node 15 arranged so that the refrigerant from the second node 13 or the fourth node 15 to the battery heat exchanger 6 can flow.

In einem ersten Betriebsmodus der Klimatisierungsvorrichtung 1 ist das erste Absperrventil 7a geöffnet und das zweite Absperrventil 7b und das dritte Absperrventil 7c geschlossen. Folglich strömt das Kältemittel von dem Innenraum-Verflüssiger 4 durch das erste Entspannungsventil 5a und entlang des ersten Zweigs 11 durch das erste Absperrventil 7a in den Batterie-Wärmeübertrager 6, der dem in dem ersten Entspannungsventil 5a gedrosselten Kältemittel weitere Wärme entzieht und somit die Batterie des Kraftfahrzeugs heizt. Der Batterie-Wärmeübertrager 6 wirkt in dem ersten Betriebsmodus somit als Verflüssiger und damit als weitere Wärmesenke der Klimatisierungsvorrichtung.In a first operating mode of the air conditioning device 1 is the first shut-off valve 7a opened and the second shut-off valve 7b and the third shut-off valve 7c closed. As a result, the refrigerant flows from the interior condenser 4 through the first expansion valve 5a and along the first branch 11 through the first shut-off valve 7a in the battery heat exchanger 6 that in the first expansion valve 5a throttled refrigerant extracts more heat and thus heats the battery of the motor vehicle. The battery heat exchanger 6 acts in the first mode of operation thus as a condenser and thus as a further heat sink of the air conditioning device.

Das Kältemittel, das überhitzt in dem Innenraum-Verflüssiger 4 eingetreten ist, ist durch Abgabe von Wärme in dem Innenraum-Verflüssiger 4 ungefähr auf die Siedetemperatur bei dem Druck in dem Innenraum-Verflüssiger 4, hier ungefähr 60 °C, abgekühlt. In dem ersten Entspannungsventil 5a wurde der Druck reduziert und die Siedetemperatur des Kältemittels auf ungefähr 25 °C gesenkt. Bei dieser Temperatur wird die Batterie dann gleichmäßig geheizt.The refrigerant that overheats in the interior condenser 4 occurred is by the release of heat in the interior condenser 4 approximately to the boiling temperature at the pressure in the interior condenser 4 , here about 60 ° C, cooled. In the first expansion valve 5a the pressure was reduced and the boiling point of the refrigerant lowered to about 25 ° C. At this temperature, the battery is then heated evenly.

Anschließend strömt das Kältemittel über den vierten Knotenpunkt 15 durch das zweite Entspannungsventil 5b, das den Druck weiter absenkt, zu dem Außen-Verdampfer 8. Der Außen-Verdampfer 8 nimmt Wärme aus der Umgebungsluft auf, um das Kältemittel bei niedrigem Druck, bei dem die Siedetemperatur herabgesetzt ist, zu erwärmen.Subsequently, the refrigerant flows over the fourth node 15 through the second expansion valve 5b , which further lowers the pressure, to the outdoor evaporator 8th , The outdoor evaporator 8th absorbs heat from the ambient air to heat the refrigerant at low pressure at which the boiling temperature is lowered.

2 zeigt beispielhaft eine erste Beziehung zwischen Enthalpie H und Druck während eines Strömungszyklus des Kältemittels durch den Kältemittelkreis, wobei die Druck-Achse logarithmisch skaliert ist. Dabei steigt in dem Verdichter 3 die Enthalpie mit steigendem Druck, wie bei A angedeutet. Anschließend kommt es in dem Innenraum-Verflüssiger 4 bei einem ersten Druck p1 zu einer Enthalpieabgabe bei unverändertem Druck, wie bei B angedeutet. Im ersten Entspannungsventil 5a wird der Druck gesenkt, ohne dabei die Enthalpie zu ändern, wie bei C angedeutet. Danach kommt es in dem Batterie-Wärmeübertrager 6, der als Verflüssiger betrieben wird, bei einem zweiten Druck p2 , der geringer als der erste Druck p1 ist, zu einer Enthalpieabgabe bei unverändertem Druck, wie bei D angedeutet. Anschließend wird in dem zweiten Entspannungsventil 5b der Druck auf einen dritten Druck p3 , der geringer als der zweite Druck p2 ist, gesenkt, wie bei E angedeutet. In dem Außen-Verdampfer 8 kommt es bei dem dritten Druck zu einer Enthalpiezunahme, wie bei F angedeutet. 2 shows by way of example a first relationship between enthalpy H and pressure during a flow cycle of the refrigerant through the refrigerant circuit, wherein the pressure axis is scaled logarithmically. It rises in the compressor 3 the enthalpy with increasing pressure, as at A indicated. Then it comes in the interior condenser 4 at a first pressure p 1 to an enthalpy delivery at unchanged pressure, as indicated at B. In the first relaxation valve 5a the pressure is lowered without changing the enthalpy, as indicated at C. Then it comes in the battery heat exchanger 6 , which is operated as a condenser, at a second pressure p 2 that is lower than the first pressure p 1 is to give an enthalpy at unchanged pressure, as in D indicated. Subsequently, in the second expansion valve 5b the pressure on a third pressure p 3 which is lower than the second pressure p 2 is, lowered, as indicated at E. In the outdoor evaporator 8th it comes at the third pressure to an enthalpy increase, as indicated at F.

Es kommt also zu einer zweistufigen Wärmeabgabe, wobei gaskühlend und gegebenenfalls kondensierend auf hohem Druckniveau Wärme in dem Innenraum-Verflüssiger 4 abgegeben wird und anschließend auf niedrigem Druckniveau die Batterie geheizt wird. Damit ist es möglich, die Batterie zuverlässig bei einer geeigneten Temperatur und gleichmäßig zu heizen. Alternativ kann das erste Entspannungsventil vollständig geöffnet sein bzw. weggelassen sein. In diesem Fall strömt das Kältemittel ungedrosselt durch das erste Absperrventil 7a und den zweiten Knotenpunkt 13 in den Batterie-Wärmeübertrager 6. Wiederum wirkt der Batterie-Wärmeübertrager 6 als Verflüssiger, der Wärme an die Batterie abgibt, und bildet eine weitere Wärmesenke der Klimatisierungsvorrichtung 1.It thus comes to a two-stage heat dissipation, wherein gas-cooling and optionally condensing at a high pressure level heat in the interior condenser 4 is discharged and then at low pressure level, the battery is heated. This makes it possible to reliably heat the battery at a suitable temperature and uniformly. Alternatively, the first expansion valve may be fully opened or omitted. In this case, the refrigerant flows unthrottled through the first shut-off valve 7a and the second node 13 in the battery heat exchanger 6 , Again, the battery heat exchanger acts 6 as a condenser, which gives off heat to the battery, and forms another heat sink of the air conditioning device 1 ,

Das Kältemittel, das überhitzt in dem Innenraum-Verflüssiger 4 eingetreten ist, ist durch Abgabe von Wärme in dem Innenraum-Verflüssiger 4 abgekühlt, wobei es zu einer Temperaturdifferenz zwischen in den Innenraum-Verflüssiger 4 einströmendem Kältemittel und aus dem Innenraum-Verflüssiger 4 ausströmendem Kältemittel kommt. Anschließend durchströmt das Kältemittel mit reduzierter Temperatur den Batterie-Wärmeübertrager 6, wobei die Temperatur im Wesentlichen konstant bleibt. Bei dieser Temperatur wird die Batterie dann gleichmäßig geheizt. Der weitere Strömungsverlauf des Kältemittels entspricht dem oben beschriebenen Verlauf durch das zweite Entspannungsventil 5b und den Außen-Verdampfer 8.The refrigerant that overheats in the interior condenser 4 occurred is by the release of heat in the interior condenser 4 cooled, causing a temperature difference between in the interior condenser 4 inflowing refrigerant and from the interior condenser 4 escaping refrigerant comes. Subsequently, the refrigerant flows through the battery heat exchanger at a reduced temperature 6 , where the Temperature remains substantially constant. At this temperature, the battery is then heated evenly. The further course of the flow of the refrigerant corresponds to the course described above by the second expansion valve 5b and the outdoor evaporator 8th ,

3 zeigt beispielhaft eine zweite Beziehung zwischen Enthalpie und Druck während eines Strömungszyklus des Kältemittels durch den Kältemittelkreis, wobei die Druck-Achse logarithmisch skaliert ist. Dabei steigt in dem Verdichter 3 die Enthalpie mit steigendem Druck, wie bei A' angedeutet. Anschließend kommt es in dem Innenraum-Verflüssiger 4 bei einem ersten Druck p1 zu einer Enthalpieabgabe bei unverändertem Druck, wie bei B' angedeutet. Danach kommt es in dem Batterie-Wärmeübertrager 6, der als Verflüssiger betrieben wird, bei dem ersten Druck zu einer weiteren Enthalpieabgabe, wie bei C' angedeutet. Anschließend wird in dem zweiten Entspannungsventil 5b der Druck auf einen zweiten Druck p2 , der geringer als der erste Druck p1 ist, gesenkt, wie bei D' angedeutet. In dem Außen-Verdampfer 8 kommt es bei dem zweiten Druck zu einer Enthalpiezunahme, wie bei E' angedeutet. 3 shows by way of example a second relationship between enthalpy and pressure during a flow cycle of the refrigerant through the refrigerant circuit, wherein the pressure axis is scaled logarithmically. It rises in the compressor 3 the enthalpy with increasing pressure, as at A ' indicated. Then it comes in the interior condenser 4 at a first pressure p 1 to an enthalpy release at unchanged pressure, as in B ' indicated. Then it comes in the battery heat exchanger 6 Operated as a condenser, at the first pressure to a further Enthalpieabgabe, as in C ' indicated. Subsequently, in the second expansion valve 5b the pressure on a second pressure p 2 that is lower than the first pressure p 1 is, lowered, as at D ' indicated. In the outdoor evaporator 8th it comes at the second pressure to an enthalpy increase, as in e ' indicated.

Es kommt also zu einer zweistufigen Wärmeabgabe, wobei Wärme gaskühlend und teilkondensierend in den Innenraum (mit Temperaturdifferenz) abgegeben wird und anschließend kondensierend (ohne signifikante Temperaturdifferenz) Wärme in die Batterie abgegeben wird.So it comes to a two-stage heat dissipation, heat is given gas cooling and partially condensing in the interior (with temperature difference) and then condensing (without significant temperature difference) heat is discharged into the battery.

In einem zweiten Betriebsmodus der Klimatisierungsvorrichtung 1 ist das erste Absperrventil 7a geschlossen und das zweite Absperrventil 7b und das dritte Absperrventil 7c geöffnet. Das Kältemittel strömt über den zweiten Zweig 12 über den vierten Knotenpunkt 15 zu dem Batterie-Wärmeübertrager 6, der der Batterie Wärme entzieht und die Batterie kühlt. Der Batterie-Wärmeübertrager 6 wirkt in dem zweiten Betriebsmodus somit als Verdampfer und bildet eine Kältefalle der Klimatisierungsvorrichtung 1.In a second operating mode of the air conditioning device 1 is the first shut-off valve 7a closed and the second shut-off valve 7b and the third shut-off valve 7c open. The refrigerant flows over the second branch 12 over the fourth node 15 to the battery heat exchanger 6 which extracts heat from the battery and cools the battery. The battery heat exchanger 6 acts in the second operating mode thus as an evaporator and forms a cold trap of the air conditioning device 1 ,

4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsvorrichtung 1' eines Kraftfahrzeugs. Die Klimatisierungsvorrichtung 1' beruht auf dem Prinzip der Klimatisierungsvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Zusätzlich umfasst die Klimatisierungsvorrichtung 1' einen Innenraum-Wärmeübertrager 16, der in dem zweiten Zweig 12 vor dem vierten Knotenpunkt 15 angeordnet ist und gemeinsam mit dem Innenraum-Verflüssiger 4 ein Klimagerät (als gestricheltes Kästchen dargestellt) bildet. Anstelle des Außen-Verdampfers 6 ist ein Außen-Wärmeübertrager 6' vorgesehen, der sowohl als Verdampfer als auch als Verflüssiger wirken kann. Weiterhin ist in dem zweiten Zweig 12 vor dem vierten Knotenpunkt 15 ein drittes Entspannungsventil 5c vorgesehen und zwischen den vierten Knotenpunkt und dem Batterie-Wärmeübertrager 6' ein viertes Entspannungsventil 5d. 4 shows a second embodiment of an air conditioning device 1' of a motor vehicle. The air conditioning device 1' is based on the principle of the air conditioning device 1 of the first embodiment. In addition, the air conditioning device includes 1' an interior heat exchanger 16 in the second branch 12 before the fourth node 15 is arranged and shared with the interior condenser 4 an air conditioner (shown as dashed box) forms. Instead of the outside vaporizer 6 is an outdoor heat exchanger 6 ' provided, which can act both as an evaporator and as a condenser. Furthermore, in the second branch 12 before the fourth node 15 a third expansion valve 5c provided and between the fourth node and the battery heat exchanger 6 ' a fourth expansion valve 5d ,

Die Klimatisierungsvorrichtung 1' umfasst zudem einen dritten Zweig 17, der an einem fünften Knotenpunkt 18, der sich zwischen dem Innenraum-Verflüssiger 4 und dem ersten Entspannungsventil 5a befindet, abzweigt und an einem sechsten Knotenpunkt 19, der sich zwischen dem Außen-Wärmeübertrager 8' befindet, in den zweiten Zweig 12 mündet In dem Zweig befindet sich ein viertes Absperrventil 7d.The air conditioning device 1' also includes a third branch 17 , which is at a fifth node 18 that is between the interior condenser 4 and the first expansion valve 5a is located, branches off and at a sixth node 19 that is between the outdoor heat exchanger 8th' located in the second branch 12 In the branch there is a fourth shut-off valve 7d ,

Der zweite Zweig 12 wird nach dem zweiten Entspannungsventil 5b durch einen inneren Wärmeübertrager 19, der zwischen dem dritten Knotenpunkt 14 und dem Verdichter 3 angeordnet ist, und anschließend in dem Außen-Wärmeübertrager 8' geleitet. Zwischen dem sechsten Knotenpunkt 19 und dem dritten Knotenpunkt 14 ist ein fünftes Absperrventil 7e angeordnet und zwischen dem dritten Knotenpunkt 14 und dem inneren Wärmeübertrager 20 ist weiterhin ein Sammler 21 vorgesehen.The second branch 12 will after the second expansion valve 5b through an internal heat exchanger 19 that is between the third node 14 and the compressor 3 is arranged, and then in the outdoor heat exchanger 8th' directed. Between the sixth node 19 and the third node 14 is a fifth shut-off valve 7e arranged and between the third node 14 and the internal heat exchanger 20 is still a collector 21 intended.

In dem ersten Betriebsmodus sind das erste Absperrventil 7a und das fünfte Absperrventil 7e geöffnet, während das zweite Absperrventil 7b und das vierte Absperrventil 7d geschlossen sind. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel strömt das Kältemittel durch den Innenraum-Verflüssiger 4, passiert den Batterie-Wärmeübertrager 6 und strömt dann durch den Außen-Wärmeübertrager 6'. Wie hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben kommt es auch im zweiten Ausführungsbespiel zu einer zweiteiligen Wärmeabgabe, so dass die Batterie gleichmäßig bei moderaten Temperaturen geheizt werden kann.In the first mode of operation, the first shut-off valve 7a and the fifth stop valve 7e opened while the second shut-off valve 7b and the fourth shut-off valve 7d are closed. As in the first embodiment, the refrigerant flows through the interior condenser 4 , happens the battery heat exchanger 6 and then flows through the outdoor heat exchanger 6 ' , As described in detail with regard to the first exemplary embodiment, two-part heat emission occurs in the second exemplary embodiment as well, so that the battery can be heated uniformly at moderate temperatures.

In dem zweiten Betriebsmodus sind das erste Absperrventil 7a, das vierte Absperrventil 7d und das fünfte Absperrventil 7e sowie das zweite Entspannungsventil 5b geschlossen und das zweite Absperrventil 7b geöffnet. Das Kältemittel durchströmt den Innenraum-Verflüssiger 4 und den Innenraum-Wärmeübertrager 16 und wird in dem vierten Entspannungsventil 5d gedrosselt. Das gedrosselte Kältemittel erreicht den Batterie-Wärmeübertrager 6 und nimmt in diesem Wärme aus der Batterie auf, um diese zu kühlen. Das abgekühlte Kältemittel strömt weiter durch das zweite Absperrventil 7b, den Sammler 21 und den inneren Wärmeübertrager 20 zu dem Verdichter 3.In the second mode of operation, the first shut-off valve 7a , the fourth shut-off valve 7d and the fifth stop valve 7e as well as the second expansion valve 5b closed and the second shut-off valve 7b open. The refrigerant flows through the interior condenser 4 and the interior heat exchanger 16 and becomes in the fourth expansion valve 5d throttled. The throttled refrigerant reaches the battery heat exchanger 6 and absorbs heat from the battery to cool it. The cooled refrigerant continues to flow through the second shut-off valve 7b , the collector 21 and the internal heat exchanger 20 to the compressor 3 ,

In einem dritten Betriebsmodus sind das erste Absperrventil 7a, das zweite Absperrventil 7b und das vierte Absperrventil 7d geschlossen und das fünfte Absperrventil 7e geöffnet. In diesem Betriebsmodus strömt das Kältemittel den Innenraum-Verflüssiger 4 und den Innenraum-Wärmeübertrager 16, wird in dem zweiten Entspannungsventil 5b gedrosselt und durchströmt unter Wärmeaufnahme den Außen-Wärmeübertrager 8'. Der Batterie-Wärmeübertrager 6 wird in diesem Betriebsmodus vom Kältemittel nicht durchströmt und die Batterie wird entsprechend weder gekühlt noch geheizt.In a third mode of operation, the first shut-off valve 7a , the second shut-off valve 7b and the fourth shut-off valve 7d closed and the fifth shut-off valve 7e open. In this mode of operation, the refrigerant flows into the interior condenser 4 and the interior heat exchanger 16 , is in the second expansion valve 5b throttled and flows under heat absorption the outside Heat exchanger 8th' , The battery heat exchanger 6 In this operating mode, the refrigerant does not flow through and the battery is neither cooled nor heated accordingly.

In einem vierten Betriebsmodus sind das erste Absperrventil 7a, das zweite Absperrventil 7b und das vierte Absperrventil 7d geöffnet und das fünfte Absperrventil 7e sowie das erste Entspannungsventil 5a geschlossen. Das Kältemittel durchströmt den Innenraum-Verflüssiger 4, den dritten Zweig 17 und gelangt zu dem Außen-Wärmeüberträger 8', der dem Kältemittel Wärme entzieht und diese an die Umgebung abgibt. Das gekühlte Kältemittel wird durch das zweite Entspannungsventil 5b gedrosselt und parallel durch den Innenraum-Wärmeübertrager16 bzw. den Batterie-Wärmeübertrager 6 geleitet. In diesem Betriebsmodus fungiert der Batterie-Wärmeübertrager 6 als Verdampfer zum Kühlen der Batterie. Parallel wird die Fahrgastkabine klimatisiert.In a fourth mode of operation, the first shut-off valve 7a , the second shut-off valve 7b and the fourth shut-off valve 7d opened and the fifth shut-off valve 7e as well as the first relaxation valve 5a closed. The refrigerant flows through the interior condenser 4 , the third branch 17 and gets to the outdoor heat exchanger 8th' which extracts heat from the refrigerant and releases it to the environment. The cooled refrigerant is passed through the second expansion valve 5b throttled and parallel through the interior heat exchanger 16 or the battery heat exchanger 6 directed. In this mode of operation, the battery heat exchanger functions 6 as an evaporator to cool the battery. At the same time, the passenger cabin is air-conditioned.

In einem fünften Betriebsmodus sind das erste Absperrventil 7a und das fünfte Absperrventil 7e sowie das erste Entspannungsventil 5a geschlossen und das zweite Absperrventil 7b und das vierte Absperrventil 7d geöffnet. Das Kältemittel durchströmt den Innenraum-Verflüssiger 4, den dritten Zweig 17 und gelangt zu dem Außen-Wärmeüberträger 8', der dem Kältemittel Wärme entzieht und diese an die Umgebung abgibt. Das gekühlte Kältemittel wird durch das zweite Entspannungsventil 5b gedrosselt und durch den Batterie-Wärmeübertrager 6 geleitet. In diesem Betriebsmodus fungiert der Batterie-Wärmeübertrager 6 wieder als Verdampfer zum Kühlen der Batterie.In a fifth operating mode, the first shut-off valve 7a and the fifth stop valve 7e as well as the first relaxation valve 5a closed and the second shut-off valve 7b and the fourth shut-off valve 7d open. The refrigerant flows through the interior condenser 4 , the third branch 17 and gets to the outdoor heat exchanger 8th' which extracts heat from the refrigerant and releases it to the environment. The cooled refrigerant is passed through the second expansion valve 5b throttled and through the battery heat exchanger 6 directed. In this mode of operation, the battery heat exchanger functions 6 again as an evaporator to cool the battery.

5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsvorrichtung 1" eines Kraftfahrzeugs. Die Klimatisierungsvorrichtung 1" beruht auf dem Prinzip der Klimatisierungsvorrichtung 1' des zweiten Ausführungsbeispiels. Anstelle des Innenraum-Verflüssigers 4 ist ein Wasser-Kältemittel-Wärmeübertrager 4' vorgesehen, der Wärme an einen Kühlmittelkreis 22 abgibt. Der Kühlmittelkreis 22 umfasst ein elektrisches Heizelement 23, einen Heizungs-Wärmeübertrager 24, der mit dem Innenraum-Wärmeübertrager 16 das Klimagerät (als gestricheltes Kästchen dargestellt) des Kraftfahrzeugs bildet, und eine Pumpe 25. 5 shows a third embodiment of an air conditioning device 1" of a motor vehicle. The air conditioning device 1" is based on the principle of the air conditioning device 1' of the second embodiment. Instead of the interior condenser 4 is a water-refrigerant heat exchanger 4 ' provided, the heat to a coolant circuit 22 emits. The coolant circuit 22 includes an electrical heating element 23 , a heating heat exchanger 24 that with the interior heat exchanger 16 the air conditioner (shown as dashed box) of the motor vehicle, and a pump 25 ,

Die Betriebsmodi der Klimatisierungsvorrichtung 1" sind analog dem ersten bis fünften Betriebsmodus des zweiten Ausführungsbeispiels.The operating modes of the air conditioning device 1" are analogous to the first to fifth operating modes of the second embodiment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1', 1"1, 1 ', 1 "
KlimatisierungsvorrichtungAir conditioning device
22
KältemittelkreisRefrigerant circuit
33
Verdichtercompressor
44
Innenraum-VerflüssigerInterior condenser
4'4 '
Wasser-Kältemittel-WärmeübertragerWater-refrigerant heat exchanger
5a, 5b, 5c, 5d,5a, 5b, 5c, 5d,
Entspannungsventilexpansion valve
66
Batterie-WärmeübertragerBattery heat exchanger
7a, 7b, 7c, 7d,7e7a, 7b, 7c, 7d, 7e
Absperrventilshut-off valve
88th
Außen-VerdampferOutdoor evaporator
8'8th'
Außen-WärmeübertragerOutdoor heat exchanger
99
Luftstromairflow
10, 13, 14, 15, 18, 1910, 13, 14, 15, 18, 19
Knotenpunktehubs
11, 12, 1711, 12, 17
Zweige des KältemittelkreisesBranches of the refrigerant circuit
1616
Innenraum-WärmeübertragerInterior heat exchanger
2020
innerer Wärmeübertragerinternal heat exchanger
2121
Sammlercollector
2222
KühlmittelkreisCoolant circuit
2323
elektrisches Heizelementelectric heating element
2424
Heizungs-WärmeübertragerHeating heat exchanger
2525
Pumpepump

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015103032 A1 [0004]DE 102015103032 A1 [0004]
  • DE 102013114307 A1 [0004]DE 102013114307 A1 [0004]

Claims (11)

Klimatisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Wärmepumpe, wobei die Wärmepumpe einen Batterie-Wärmeübertrager (6) aufweist, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, wobei der Batterie-Wärmeübertrager (6) in einem Betriebsmodus der Wärmepumpe als Verflüssiger oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie wirkt.Air conditioning device of a motor vehicle with a heat pump, wherein the heat pump has a battery heat exchanger (6) which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle, wherein the battery heat exchanger (6) in an operating mode of the heat pump as a condenser or gas cooler for discharging heat acts on the battery. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Batterie-Wärmeübertrager (6) in einem weiteren Betriebsmodus der Wärmepumpe als Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme aus der Batterie wirkt.Air conditioning device according to Claim 1 wherein the battery heat exchanger (6) acts as an evaporator for receiving heat from the battery in a further operating mode of the heat pump. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wärmepumpe ein Stellorgan (7b) aufweist, das so angeordnet ist, dass Kältemittel den Batterie-Wärmeübertrager (6) in einer ersten Stellung des Stellorgans (7b) so durchströmt, dass der Batterie-Wärmeübertrager (6) als Verflüssiger oder Gaskühler wirkt, und dass das Kältemittel den Batterie-Wärmeübertrager (6) in einer zweiten Stellung des Stellorgans (7b) so durchströmt, dass der Batterie-Wärmeübertrager (6) als Verdampfer wirkt.Air conditioning device according to Claim 2 wherein the heat pump comprises an actuator (7b) which is arranged so that refrigerant flows through the battery heat exchanger (6) in a first position of the actuator (7b) so that the battery heat exchanger (6) acts as a condenser or gas cooler , And that the refrigerant flows through the battery heat exchanger (6) in a second position of the actuator (7b) so that the battery heat exchanger (6) acts as an evaporator. Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmepumpe weiterhin einen Verdichter (3) und einen Innen-Wärmeübertrager (4, 4') zum Abgeben von Wärme an einen Innenraum des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei der Innen-Wärmeübertrager (4, 4') in Strömungsrichtung nach dem Verdichter (3) und vor dem Batterie-Wärmeübertrager (6) angeordnet ist.Air conditioning device according to one of the preceding claims, wherein the heat pump further comprises a compressor (3) and an internal heat exchanger (4, 4 ') for discharging heat to an interior of the motor vehicle, wherein the internal heat exchanger (4, 4') in Flow direction after the compressor (3) and in front of the battery heat exchanger (6) is arranged. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Wärmepumpe so ausgebildet ist, dass das Kältemittel solange im Innen-Wärmeübertrager (4, 4') Wärme abgibt, bis eine Temperatur des Kältemittels die Siedetemperatur des Kältemittels erreicht, und das Kältemittel anschließend bei der Siedetemperatur durch den Batterie-Wärmeübertrager (6) strömt.Air conditioning device according to Claim 4 wherein the heat pump is designed so that the refrigerant in the indoor heat exchanger (4, 4 ') releases heat until a temperature of the refrigerant reaches the boiling point of the refrigerant, and then the refrigerant at the boiling temperature by the battery heat exchanger (6 ) flows. Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Wärmepumpe ein steuerbares Entspannungsorgan (5a) aufweist, das zwischen dem Innen-Wärmeübertrager (4, 4') und dem Batterie-Wärmeübertrager (6) angeordnet ist, wobei das steuerbare Entspannungsorgan (5a) dazu ausgebildet ist, einen Druck in einem Bereich des Batterie-Wärmeübertragers (6) zu mindern.Air conditioning device according to Claim 4 or 5 wherein the heat pump comprises a controllable expansion element (5a) which is arranged between the inner heat exchanger (4, 4 ') and the battery heat exchanger (6), wherein the controllable expansion element (5a) is adapted to a pressure in one To reduce the area of the battery heat exchanger (6). Klimatisierungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Wärmepumpe so ausgebildet ist, dass das Kältemittel von dem Innen-Wärmeübertrager (4, 4') zu dem Batterie-Wärmeübertrager (6) strömt, ohne dabei aktiv gedrosselt zu werden.Air conditioning device according to Claim 4 or 5 wherein the heat pump is configured such that the refrigerant flows from the indoor heat exchanger (4, 4 ') to the battery heat exchanger (6) without being actively throttled thereby. Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmpumpe weiterhin einen weiteren Innenraum-Luft-Kältemittel-Wärmeübertrager (16) aufweist, der so angeordnet ist, dass er parallel zu dem Batterie-Wärmeübertrager (6) unter Abgabe von Wärme von dem Kältemittel durchströmt wird.Air conditioning device according to one of the preceding claims, wherein the heat pump further comprises a further interior air-refrigerant heat exchanger (16) which is arranged so that it is flowed through in parallel to the battery heat exchanger (6) with the release of heat from the refrigerant , Klimatisierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Batterie-Wärmeübertrager (6) eine Phasenwechselstruktur, die in und/oder an der Batterie angeordnet ist, oder ein Wärmetauscher zum Einbringen von Wärme in einen die Batterie durchströmenden Kühlkreis ist.Air conditioning device according to one of the preceding claims, wherein the battery heat exchanger (6) is a phase change structure, which is arranged in and / or on the battery, or a heat exchanger for introducing heat into a cooling circuit flowing through the battery. Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe einer Klimatisierungsvorrichtung (1, 1', 1") eines Kraftfahrzeugs, wobei Stellorgane (7b) der Wärmepumpe so eingestellt werden, dass ein Batterie-Wärmeübertrager (6) der Wärmepumpe, der thermisch mit einer Batterie des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, in einem ersten Betriebsmodus als Verflüssiger oder Gaskühler zum Abgeben von Wärme an die Batterie wirkt und in einem zweiten Betriebsmodus als Verdampfer zum Aufnehmen von Wärme aus der Batterie wirkt.A method for operating a heat pump of an air conditioning device (1, 1 ', 1 ") of a motor vehicle, wherein actuators (7b) of the heat pump are set so that a battery heat exchanger (6) of the heat pump, which is thermally coupled to a battery of the motor vehicle , acts as a condenser or gas cooler in a first mode of operation to deliver heat to the battery and, in a second mode of operation, acts as an evaporator to absorb heat from the battery. Verfahren nach Anspruch 10, wobei in dem ersten Betriebsmodus ein Druck in einem Bereich des Batterie-Wärmeübertragers (6) so gemindert wird, dass eine Siedetemperatur des Kältemittels in einem Bereich zwischen 0°C und 30°C liegt.Method according to Claim 10 wherein, in the first operating mode, a pressure in a region of the battery heat exchanger (6) is reduced so that a boiling temperature of the refrigerant is in a range between 0 ° C and 30 ° C.
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