DE102018211559A1 - Vehicle with an air conditioning device for heating or cooling an electrical energy store - Google Patents

Vehicle with an air conditioning device for heating or cooling an electrical energy store Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (10) mit einer Klimatisierungsvorrichtung (1), umfassend ein Klimagerät (2), welches mit einem Fahrzeuginnenraum (11) über wenigstens einen Innenraum-Luftführungskanal (12) zum Zuführen eines konditionierten Zuluftstromes (L2) verbunden ist, ein in dem Innenraum-Luftführungskanal (12) angeordnetes elektrisches Heizelement (2.1), ein in einem Kühlmodul-Luftführungskanal (13) angeordnetes Kühlmodul (3) zum Beaufschlagen mit einem Umgebungsluftstrom (L4) des Fahrzeugs (10), einen Abluftführungskanal (14), welcher den Innenraum-Luftführungskanal (12) stromabwärts des elektrischen Heizelementes (2.1) mit dem Kühlmodul-Luftführungskanal (13) stromaufwärts des Kühlmoduls (3) verbindet, eine Steuervorrichtung (4) zum Steuern eines durch den Abluftführungskanal (14) in den Kühlmodul-Luftführungskanal (13) strömenden Abluftstroms (L3), und einen elektrischen Energiespeicher (5), welcher zum Erwärmen oder Kühlen mittels eines Kühlmittelkreislaufs (6) mit dem Kühlmodul (3) thermisch gekoppelt ist.

Figure DE102018211559A1_0000
The invention relates to a vehicle (10) with an air conditioning device (1), comprising an air conditioning unit (2) which is connected to a vehicle interior (11) via at least one interior air duct (12) for supplying a conditioned supply air flow (L2) an electrical heating element (2.1) arranged in the interior air duct (12), a cooling module (3) arranged in a cooling module air duct (13) for applying an ambient air flow (L4) to the vehicle (10), an exhaust air duct (14) which connects the interior air duct (12) downstream of the electrical heating element (2.1) to the cooling module air duct (13) upstream of the cooling module (3), a control device (4) for controlling one through the exhaust duct (14) into the cooling module air duct ( 13) flowing exhaust air flow (L3), and an electrical energy store (5), which is used for heating or cooling by means of a coolant circuit Islaufs (6) is thermally coupled to the cooling module (3).
Figure DE102018211559A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer KlimatisierungsvorrichtungThe invention relates to a vehicle with an air conditioning device

Zur Innenraumklimatisierung von Elektrofahrzeugen sind diese mit elektrischen Kältemittelverdichtern oder elektrischen Wärmepumpensystemen sowie elektrischen Heizelementen (bspw. Hochvolt-PTCs oder sogenannte Hochvolt-Heizer) ausgestattet. In Abhängigkeit der Außentemperatur wird der Fahrzeuginnenraum mit Kälte- oder Wärmeleistung versorgt, wobei die Effizienz der Innenraumklimatisierung direkt den Energieverbrauch des Fahrzeugs und somit die Reichweite von Elektrofahrzeugen beeinflusst.For the indoor air conditioning of electric vehicles, they are equipped with electric refrigerant compressors or electric heat pump systems as well as electric heating elements (e.g. high-voltage PTCs or so-called high-voltage heaters). Depending on the outside temperature, the vehicle interior is supplied with cooling or heating power, the efficiency of the interior air conditioning directly influencing the vehicle's energy consumption and thus the range of electric vehicles.

Effizienzoptimierte Innenraumklimatisierungen für Elektrofahrzeuge bestehen aktuell aus Wärmepumpensystemen kombiniert mit elektrischen Heizelementen.Efficiency-optimized interior air conditioning for electric vehicles currently consists of heat pump systems combined with electrical heating elements.

Beim Heizen wird die Außenluft über einen Heizungswärmetauscher geleitet und erwärmt. Die Wärme im Heizkreis wird elektrisch, also mittels Hochvolt-Heizer und/oder mittels einer Wärmepumpenfunktion zur Verfügung gestellt. Alternativ gibt es auch Hochvolt-Heizer, die direkt in der Luftstrecke integriert sind und die Luft direkt erwärmen.When heating, the outside air is passed through a heating heat exchanger and heated. The heat in the heating circuit is provided electrically, i.e. by means of a high-voltage heater and / or by means of a heat pump function. Alternatively, there are also high-voltage heaters that are integrated directly in the air gap and heat the air directly.

Ferner wird bei reinen Elektrofahrzeugen die elektrische Reichweite insbesondere im Winter durch die Batterietemperatur der Traktionsbatterie bestimmt. Dies kann dazu führen, dass besonders tiefen Temperaturen, bspw. unter 50 °C, ein Start des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist. Um ein solches Ereignis auszuschließen, ist es bekannt, zusätzlich ein elektrisches Heizelement (bspw. Hochvolt-PTCs oder sogenannte Hochvolt-Heizer) in einen bspw. als Wasserkreislauf ausgeführten Kühlmittelkreislauf der Traktionsbatterien vorzusehen, mit welchem die Traktionsbatterie erwärmt werden kann. Der Nachteil eines solchen Einsatzes eines zusätzlichen elektrischen Heizelementes ist die geringe Nutzungsdauer über die Fahrzeuglebensdauer und stellt daher einen ineffizienten Materialeinsatz dar.Furthermore, in the case of pure electric vehicles, the electrical range is determined in particular in winter by the battery temperature of the traction battery. This can mean that particularly low temperatures, for example below 50 ° C, are no longer possible to start the vehicle. To rule out such an event, it is known to additionally provide an electric heating element (for example high-voltage PTCs or so-called high-voltage heaters) in a coolant circuit of the traction batteries, for example a water circuit, with which the traction battery can be heated. The disadvantage of such an use of an additional electrical heating element is the short service life over the life of the vehicle and therefore represents an inefficient use of materials.

Aus der DE 10 2011 008 551 A1 ist eine Vorrichtung zur Belüftung eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs bekannt. Diese Vorrichtung umfasst ein Klimamodul, mittels dem ein Fahrgastraum klimatisierbar ist, ferner einen Kaltluftkanal und einen Warmluftkanal zur Versorgung einer Lufthutze des Energiespeichers mit temperierter Luft. Mittels einer Luftmischeinrichtung, die lufteingangsseitig an den Kaltluftkanal und luftausgangsseitig an die Lufthutze angeschlossen ist, wird dem Energiespeicher ein temperierter Luftstrom zugeführt.From the DE 10 2011 008 551 A1 a device for ventilating an electrical energy storage device of a vehicle is known. This device comprises an air conditioning module, by means of which a passenger compartment can be air-conditioned, a cold air duct and a warm air duct for supplying an air scoop of the energy store with tempered air. A temperature-controlled air flow is fed to the energy store by means of an air mixing device which is connected to the cold air duct on the air inlet side and to the air scoop on the air outlet side.

Des Weiteren beschreibt die DE 195 34 427 eine Vorrichtung zur Klimatisierung einer Batterie eines Elektrofahrzeugs, bei welcher die aus einzelnen Modulen bestehende Batterie in einem Gehäusesystem angeordnet ist und die einzelnen Module von einem mittels eines Gebläses erzeugten Luftstroms beaufschlagt werden. Unterhalb eines ersten Temperaturschwellwertes wird die im Gehäusesystem sich befindende Luft zur Klimatisierung der Batterie verwendet, während oberhalb des Temperaturschwellwertes dem Gehäusesystem kühlende Luft von außen zugeführt wird.Furthermore describes the DE 195 34 427 a device for air conditioning a battery of an electric vehicle, in which the battery consisting of individual modules is arranged in a housing system and the individual modules are acted upon by an air flow generated by a blower. Below a first temperature threshold, the air in the housing system is used to air-condition the battery, while above the temperature threshold, cooling air is supplied to the housing system from the outside.

Bei einer Klimaanlageneinheit zur Konditionierung eines in die Fahrgastzelle geführten Zuluftstromes ist gemäß der DE 10 2008 045 407 A1 ein Luftkanal vorgesehen, mit welchem ein Teil des Zuluftstromes einer Batterie zugeführt wird. Somit wird ein Teil des Zuluftstromes zur Erwärmung oder zur Kühlung der Fahrgastzelle verwendet, während mit dem verbleibenden Teil des Zuluftstromes die Batterie beaufschlagt wird.In the case of an air conditioning unit for conditioning a supply air flow led into the passenger cell, according to the DE 10 2008 045 407 A1 an air duct is provided with which part of the supply air flow is supplied to a battery. Part of the supply air flow is thus used for heating or cooling the passenger compartment, while the remaining part of the supply air flow is applied to the battery.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit einer verbesserten Klimatisierungsvorrichtung zu schaffen, mit welcher nicht nur eine effiziente Klimatisierung des Fahrgastraums erzielt wird, sondern auch der Energiespeicher effizient erwärmbar ist, insbesondere bei tiefen Umgebungstemperaturen des Fahrzeugs.It is an object of the present invention to provide a vehicle with an improved air conditioning device, with which not only an efficient air conditioning of the passenger compartment is achieved, but also the energy store can be heated efficiently, in particular at low ambient temperatures of the vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit einer Klimatisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1This object is achieved by a vehicle with an air conditioning device with the features of patent claim 1

Ein solches Fahrzeug mit einer Klimatisierungsvorrichtung umfasst:

  • - ein Klimagerät, welches mit einem Fahrzeuginnenraum über wenigstens einen Innenraum-Luftführungskanal zum Zuführen eines konditionierten Zuluftstromes verbunden ist,
  • - ein in dem Innenraum-Luftführungskanal angeordnetes elektrisches Heizelement,
  • - ein in einem Kühlmodul-Luftführungskanal angeordnetes Kühlmodul zum Beaufschlagen mit einem Umgebungsluftstrom des Fahrzeugs,
  • - einen Abluftführungskanal, welcher den Innenraum-Luftführungskanal stromabwärts des elektrischen Heizelementes mit dem Kühlmodul-Luftführungskanal stromaufwärts des Kühlmoduls verbindet,
  • - eine Steuervorrichtung zum Steuern eines durch den Abluftführungskanal in den Kühlmodul-Luftführungskanal strömenden Abluftstroms, und
  • - einen elektrischen Energiespeicher, welcher zum Erwärmen oder Kühlen mittels eines Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmodul thermisch gekoppelt ist.
Such a vehicle with an air conditioning device comprises:
  • an air conditioner which is connected to a vehicle interior via at least one interior air duct for supplying a conditioned supply air flow,
  • an electric heating element arranged in the interior air duct,
  • a cooling module arranged in a cooling module air duct for applying an ambient air flow to the vehicle,
  • an exhaust air duct which connects the interior air duct downstream of the electrical heating element with the cooling module air duct upstream of the cooling module,
  • a control device for controlling an exhaust air flow flowing through the exhaust air duct into the cooling module air duct, and
  • - an electrical energy store which is thermally coupled to the cooling module for heating or cooling by means of a coolant circuit.

Bei dieser Klimatisierungsvorrichtung wird stromabwärts eines luftseitig des Klimagerätes verbauten elektrischen Heizelementes, welches bei Elektrofahrzeuges standardmäßig zur Aufheizung des Fahrzeuginnenraums vorhanden ist, ein Abluftführungskanal als „luftseitige Verbindung“ von dem Klimagerät auf einen Anströmbereich eines in einem Kühlmodul-Luftführungskanal angeordneten Kühlmoduls abgezweigt. Damit lässt sich durch Mischung der in den Kühlmodul-Luftführungskanal geführten Umgebungsluftstrom mit der mittels des elektrischen Heizelementes erwärmten und über den Abluftführungskanal geführten Luft die Temperatur an dem Kühlmodul mittels der Steuervorrichtung einstellen. Da das Kühlmodul mit einem Kühlmittelkreislauf des elektrischen Energiespeichers, also der Traktionsbatterie des Fahrzeugs thermisch gekoppelt ist, kann bspw. mittels einer Wärmepumpenfunktion die Wärme aus dem mittels des elektrischen Heizelementes erwärmten Luft an den flüssigkeitsgekühlten elektrischen Energiespeicher abgegeben werden. Der Einsatz eines Kühlmittelkreislaufs stellt die effizienteste Methode zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers dar, insbesondere gegenüber einer Kühlung oder Erwärmung mittels eines Luftstromes.In this air conditioning device, downstream of an electrical heating element installed on the air side of the air conditioning unit, which is standard in electric vehicles for heating the vehicle interior, an exhaust air duct is branched off as an “air side connection” from the air conditioning unit to an inflow region of a cooling module arranged in a cooling module air duct. The temperature at the cooling module can thus be adjusted by means of the control device by mixing the ambient air flow led into the cooling module air duct with the air heated by means of the electrical heating element and via the exhaust air duct. Since the cooling module is thermally coupled to a coolant circuit of the electrical energy store, that is to say the traction battery of the vehicle, the heat from the air heated by the electrical heating element can be released to the liquid-cooled electrical energy store, for example by means of a heat pump function. The use of a coolant circuit is the most efficient method for conditioning the electrical energy store, in particular compared to cooling or heating by means of an air stream.

Der wesentlichste Vorteil besteht somit darin, dass ein in elektrischen Fahrzeugen bereits vorhandenes Bauteil, nämlich das als elektrischer Zuheizer eingesetzte elektrische Heizelement nicht nur zum Aufheizen des Fahrzeuginnenraums, sondern zum bedarfsgerechter Erwärmen des elektrischen Energiespeichers eingesetzt wird, vor allem vor einem Fahrzeugstart. Dies führt zu einem deutlichen Kosten- und Effizienzvorteil, da kein zusätzliches Heizelement für den Kühlmittelkreislauf des elektrischen Energiespeichers erforderlich ist.The most important advantage is therefore that a component already present in electric vehicles, namely the electric heating element used as an electrical auxiliary heater, is used not only to heat the vehicle interior but also to heat the electrical energy store as required, especially before starting the vehicle. This leads to a significant cost and efficiency advantage, since no additional heating element is required for the coolant circuit of the electrical energy store.

Mit dem Abluftführungskanal wird eine direkte luftführende Verbindung zwischen dem Klimagerät und dem Kühlmodul geschaffen. Gleichzeitig lässt sich bei voll elektrifizierten Fahrzeugen das Kühlmodul flexibel unterbringen, bspw. vorteilhaft im Vorderwagen, so dass für diese luftführende Verbindung nur ein kleiner Abstand zu brücken ist. Zusätzlich zu der luftführenden Verbindung zum Kühlmodul ist nur die Steuervorrichtung, ausgeführt bspw. als steuerbare Klappe erforderlich.The exhaust air duct creates a direct air connection between the air conditioner and the cooling module. At the same time, the cooling module can be flexibly accommodated in fully electrified vehicles, for example advantageously in the front end, so that only a small distance has to be bridged for this air-carrying connection. In addition to the air-leading connection to the cooling module, only the control device, designed, for example, as a controllable flap, is required.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kühlmodul-Luftführungskanal eine Lufteintrittsöffnung für den Eintritt des Umgebungsluftstroms und eine Luftaustrittsöffnung für den Austritt des Umgebungsluftstromes und des Abluftstromes aufweist.An advantageous development of the invention provides that the cooling module air duct has an air inlet opening for the entry of the ambient air flow and an air outlet opening for the exit of the ambient air flow and the exhaust air flow.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Kühlmodul einen Luft-Kühlmittelwärmetauscher auf, welcher thermisch mit dem Kühlmittelkreislauf des elektrischen Energiespeichers gekoppelt ist. Dies führt zu einem konstruktiv einfachen Aufbau des Kühlmoduls zusammen mit Kühlmittelkreislauf des elektrischen Energiespeichers.According to a further embodiment of the invention, the cooling module has an air-coolant heat exchanger, which is thermally coupled to the coolant circuit of the electrical energy store. This leads to a structurally simple construction of the cooling module together with the coolant circuit of the electrical energy store.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn weiterbildungsgemäß das Kühlmodul einen Klima-Wärmetauscher zur Durchführung eines Kühlbetriebes oder zur Durchführung eines Heizbetriebes mittels einer den Umgebungsluftstrom und/oder den Abluftstrom als Wärmequelle verwendenden Wärmepumpenfunktion aufweist. Damit kann gegenüber der Verwendung lediglich eines Luft-Kühlwärmetauschers die Konditionierung des elektrischen Energiespeichers noch effizienter realisiert werden. Vorzugsweise weist der Kühlmittelkreislauf einen Chiller auf, welcher mit dem Klima-Wärmetauscher zur Durchführung eines Heizbetriebes zum Erwärmen des elektrischen Energiespeichers thermisch gekoppelt ist.It is particularly advantageous if, according to a further development, the cooling module has an air-conditioning heat exchanger for performing a cooling operation or for performing a heating operation by means of a heat pump function using the ambient air flow and / or the exhaust air flow as a heat source. This means that the conditioning of the electrical energy store can be implemented even more efficiently than using only an air cooling heat exchanger. The coolant circuit preferably has a chiller, which is thermally coupled to the air-conditioning heat exchanger for carrying out a heating operation for heating the electrical energy store.

Bei einer letzten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der in den Kühlmodul-Luftführungskanals eintretende Umgebungsluftstrom mittels einer Steuervorrichtung steuerbar. So kann der Mischungsgrad des aus dem Klimagerät zum Kühlmodul geführten erwärmten Luftstromes mit dem Umgebungsluftstrom eingestellt werden.In a last advantageous development of the invention, the ambient air flow entering the cooling module air duct is controllable by means of a control device. In this way, the degree of mixing of the heated air flow from the air conditioning unit to the cooling module can be adjusted with the ambient air flow.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs mit einer Klimatisierungsvorrichtung,
  • 2 ein schematisches Teilschaltbild einer Ausführungsform der Klimatisierungsvorrichtung des Fahrzeugs nach 1, und
  • 3 ein schematisches Teilschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Klimatisierungsvorrichtung des Fahrzeugs nach 1.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawings. Show:
  • 1 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a vehicle with an air conditioning device,
  • 2 is a schematic partial circuit diagram of an embodiment of the air conditioning device of the vehicle 1 , and
  • 3 is a schematic partial circuit diagram of a further embodiment of the air conditioning device of the vehicle 1 ,

Die 1 zeigt als Fahrzeug 10 ein reines Elektrofahrzeug mit einem im Bereich von dessen Vorderwagen 10.1 in einem Kühlmodul-Luftführungskanal 13 angeordneten Kühlmodul 3 einer Klimatisierungsvorrichtung 1. Ein Detail der Klimatisierungsvorrichtung 1 mit einem Kältemittelkreislauf 1.1 und einem Kühlmittelkreislauf 6 für einen elektrischen Energiespeicher 5, welcher als Traktionsbatterie für einen elektrischen Antrieb des Elektrofahrzeugs eingesetzt wird, zeigen die 2 und 3. Der elektrische Energiespeicher 5 ist zur Temperaturkonditionierung über eine thermische Kopplung 5.1 mit dem Kühlmodul 3 gekoppelt.The 1 shows as a vehicle 10 a pure electric vehicle with one in the area of its front end 10.1 in a cooling module air duct 13 arranged cooling module 3 an air conditioning device 1 , A detail of the air conditioning device 1 with a refrigerant circuit 1.1 and a coolant circuit 6 for an electrical energy storage 5 , which is used as a traction battery for an electric drive of the electric vehicle, show the 2 and 3 , The electrical energy storage 5 is for Temperature conditioning via thermal coupling 5.1 with the cooling module 3 coupled.

Die Klimatisierungsvorrichtung 1 umfasst ein gemäß dem Stand der Technik bekannten und in dem Fahrzeug 10 angeordneten Klimagerät 2 zur Konditionierung eines dem Klimagerät 2 zugeführten Luftstroms L1. Dieser Luftstrom L1 setzt sich entweder aus einem über einen Frischluftkanal 15 zugeführten Frischluftstrom L0, einem über einen Umluftkanal 16 zugeführten Umluftstrom L20 aus dem Fahrzeuginnenraum 11 oder aus einer Mischung von Frisch- und Umluft zusammen.The air conditioning device 1 includes a known in the art and in the vehicle 10 arranged air conditioner 2 for conditioning one of the air conditioner 2 supplied airflow L1 , This airflow L1 consists of either a fresh air duct 15 supplied fresh air flow L0 , one via an air duct 16 supplied circulating air flow L20 from the vehicle interior 11 or from a mixture of fresh and recirculated air.

Dieses Klimagerät 2 umfasst einen Verdampfer 2.2 zum Kühlen und Entfeuchten des zugeführten Luftstroms L1 sowie ein als Hochvolt-Heizer ausgeführtes elektrisches Heizelement 2.1 zur direkten Erwärmung des Zuluftstroms L1, welcher als konditionierter Luftstrom L6 das Klimagerät 2 in einen Innenraum-Luftführungskanal 12 verlässt.This air conditioner 2 includes an evaporator 2.2 for cooling and dehumidifying the supplied air flow L1 and an electric heating element designed as a high-voltage heater 2.1 for direct heating of the supply air flow L1 , which is a conditioned airflow L6 the air conditioner 2 into an indoor air duct 12 leaves.

Dieser Innenraum-Luftführungskanal 12 endet ausgehend von dem Klimagerät 2 im Fahrzeuginnenraum 11. Ferner zweigt stromabwärts des elektrischen Heizelementes 2.1 ein Abluftführungskanal 14 ab, welcher in einem ein Kühlmodul 3 aufweisenden Kühlmodul-Luftführungskanal 13 endet, welcher im Vorderwagen 10.1 des Fahrzeugs 10 im Bereich von dessen Unterboden 10.2 angeordnet ist.This indoor air duct 12 ends starting from the air conditioner 2 in the vehicle interior 11 , Furthermore branches downstream of the electrical heating element 2.1 an exhaust air duct 14 from which in a cooling module 3 having cooling module air duct 13 which ends in the front end 10.1 of the vehicle 10 in the area of its underbody 10.2 is arranged.

Mittels einer im Bereich der Abzweigung zum Abluftführungskanal 14 angeordneten Steuervorrichtung 4, die als schwenkbare Klappe 4.1 ausgeführt ist, kann der das Klimagerät 2 verlassende konditionierte Luftstrom L6 in den Zuluftstrom L2 für den Fahrzeuginnenraum 11 und in einen Abluftstrom L3 für den Kühlmodul-Luftführungskanal 13 geteilt werden. In einer Endposition I der Klappe 4.1 wird der Innenraum-Luftführungskanal 12 vollständig verschlossen, wodurch der konditionierte Luftstrom L6 als Abluftstrom L3 vollständig in den Abluftführungskanal 14 geleitet wird. In einer Endposition II der Klappe 4.1 wird der Abluftführungskanal 14 vollständig verschlossen, wodurch der konditionierte Luftstrom L6 als Zuluftstrom L2 vollständig in den Fahrzeuginnenraum 11 strömt. Mit einer entsprechenden Zwischenposition der Klappe 4.1 kann jede beliebige Aufteilung des konditionierten Luftstroms L6 in den Zuluftstrom L2 und den Abluftstrom L3 eingestellt werden. Zur Steuerung der Steuervorrichtung 4 zur Einstellung der schwenkbaren Klappe 4.1 wird bspw. das Klimasteuergerät der Klimatisierungsvorrichtung 1 eingesetzt.By means of a in the area of the branch to the exhaust air duct 14 arranged control device 4 that as a pivoting flap 4.1 the air conditioner 2 leaving conditioned airflow L6 in the supply air flow L2 for the vehicle interior 11 and into an exhaust air stream L3 for the cooling module air duct 13 to be shared. In an end position I the flap 4.1 becomes the interior air duct 12 completely closed, causing the conditioned airflow L6 as exhaust air flow L3 completely into the exhaust air duct 14 is directed. In an end position II the flap 4.1 becomes the exhaust air duct 14 completely closed, causing the conditioned airflow L6 as supply air flow L2 completely in the vehicle interior 11 flows. With a corresponding intermediate position of the flap 4.1 can do any split of the conditioned airflow L6 in the supply air flow L2 and the exhaust air flow L3 can be set. To control the control device 4 to adjust the swiveling flap 4.1 becomes, for example, the climate control device of the air conditioning device 1 used.

Das Kühlmodul 3 umfasst einen als Niedertemperaturkühler ausgeführten Luft-Kühlmittelwärmetauscher 3.1, einen Klima-Wärmetauscher 3.2 und einen Kühlerlüfter 3.3, mit welchem die dem Kühlmodul-Luftführungskanal 13 zugeführte Luft angesaugt wird.The cooling module 3 comprises an air-coolant heat exchanger designed as a low-temperature cooler 3.1 , a climate heat exchanger 3.2 and a radiator fan 3.3 , with which the cooling module air duct 13 supplied air is sucked in.

Der Abluftführungskanal 14 endet stromaufwärts vor dem Kühlmodul 3 in dem Kühlmodul-Luftführungskanal 13, so dass dem Kühlmodul 3 nicht nur ein Umgebungsluftstrom L4 sondern auch der Abluftstrom L3 aus dem Klimagerät 2 bzw. dem Innenraum-Luftführungskanal 12 zugeführt wird. Der Umgebungsluftstrom L4 wird über eine im Unterboden 10.2 des Fahrzeugs 10 angeordnete Lufteintrittsöffnung 13.1 dem Kühlmodul-Luftführungskanal 13 zugeführt, wobei der Lufteintritt mittels einer bspw. als Jalousie ausgeführten Steuervorrichtung 13.3 steuerbar ist.The exhaust air duct 14 ends upstream in front of the cooling module 3 in the cooling module air duct 13 so that the cooling module 3 not just an ambient air flow L4 but also the exhaust air flow L3 from the air conditioner 2 or the interior air duct 12 is fed. The ambient air flow L4 is about one in the underbody 10.2 of the vehicle 10 arranged air inlet opening 13.1 the cooling module air duct 13 supplied, the air inlet by means of a control device designed, for example, as a blind 13.3 is controllable.

Der dem Kühlmodul 3 zugeführte Luftstrom, welcher sich mit unterschiedlichen Anteilen aus dem Abluftstrom L3 und dem Umgebungsluftstrom L4 zusammensetzt (wobei auch der Abluftführungskanal 14 oder der Kühllufteintritt mittels der Steuervorrichtung 4 oder 13.3 vollständig geschlossen werden kann), wird als Austrittsluftstrom L5 über einen im Unterboden 10.2 angeordneten Kühlluftaustritt 13.2 des Kühlmodul-Luftführungskanals 13 an die Fahrzeugumgebung abgegeben.The cooling module 3 supplied air flow, which is made up of different proportions from the exhaust air flow L3 and the ambient air flow L4 (including the exhaust air duct 14 or the cooling air inlet by means of the control device 4 or 13.3 can be closed completely) is called the outlet air flow L5 over one in the underbody 10.2 arranged cooling air outlet 13.2 of the cooling module air duct 13 released to the vehicle environment.

Der Klima-Wärmetauscher 3.2 des Kühlmoduls 3 ist in einem Kältemittelkreislaufs 1.1 (vgl. 2 und 3) der Klimatisierungsvorrichtung 1 angeordnet, welcher auch mit dem Verdampfer 2.2 des Klimagerätes 2 fluidverbunden ist. Dieser Klima-Wärmetauscher 3.2 ist entweder als Kondensator für einen AC-Betrieb der Klimatisierungsvorrichtung 1 sowohl zum Kühlen und Entfeuchten des Luftstroms L1 als auch zum Kühlen des elektrischen Energiespeichers 5 oder als Wärmepumpen-Verdampfer für einen Heizbetrieb der Klimatisierungsvorrichtung 1 sowohl zum Erwärmen des Luftstroms L1 als auch zum Erwärmen des elektrischen Energiespeichers 5 betreibbar.The air conditioning heat exchanger 3.2 of the cooling module 3 is in a refrigerant cycle 1.1 (see. 2 and 3 ) of the air conditioning device 1 arranged, which also with the evaporator 2.2 of the air conditioner 2 is fluid-connected. This air conditioning heat exchanger 3.2 is either a capacitor for AC operation of the air conditioning device 1 both for cooling and dehumidifying the air flow L1 as well as for cooling the electrical energy store 5 or as a heat pump evaporator for heating operation of the air conditioning device 1 both for heating the air flow L1 as well as for heating the electrical energy storage 5 operated.

Fehlen Wärmequellen für den mittels der Wärmepumpenfunktion durchgeführten Heizbetrieb der Klimatisierungsvorrichtung 1 wird das in dem Innenraum-Luftführungskanal 12 angeordnete elektrische Heizelement 2.1 eingesetzt, um den Fahrzeuginnenraum 11 mittels des erwärmten Zuluftstroms L2 zu erwärmen sowie indirekt über den erwärmten Abluftstrom L3 auch den elektrischen Energiespeicher 5 zu erwärmen. Hierzu wird in Abhängigkeit der Stellung der Klappe 4.1 als Wärmequelle ein von dem konditionierten Luftstrom L6 abgezweigter Abluftstrom L3, welchem in Abhängigkeit der Stellung der Steuervorrichtung 13.3 ein Umgebungsluftstrom L4 zugemischt wird, entweder für eine mittels des Klima-Wärmetauschers 3.2 durchzuführende Wärmepumpenfunktion oder zur direkten Erwärmung des Kühlmittelkreislaufs 6 des elektrischen Energiespeichers 5 mittels des Luft-Wärmetauschers 3.1 verwendet.Absence of heat sources for the heating operation of the air conditioning device carried out by means of the heat pump function 1 this will be in the interior air duct 12 arranged electric heating element 2.1 used to the vehicle interior 11 by means of the heated supply air flow L2 to heat and indirectly via the heated exhaust air flow L3 also the electrical energy storage 5 to warm up. This will depend on the position of the flap 4.1 as a heat source from the conditioned air flow L6 branched exhaust air flow L3 , which depends on the position of the control device 13.3 an ambient air flow L4 is admixed, either for one by means of the air conditioning heat exchanger 3.2 heat pump function to be performed or for direct heating of the coolant circuit 6 of the electrical energy storage 5 by means of the air heat exchanger 3.1 used.

Die Nutzung der Wärmepumpenfunktion für die Temperaturkonditionierung des elektrischen Energiespeichers 5 wird anhand von 2 erläutert. Die Temperaturkonditionierung des elektrischen Energiespeichers 5 kann auch direkt mittels des Luft-Kühlmittelwärmetauschers 3.1 durchgeführt werden, wie dies anhand von 3 beschrieben wird.The use of the heat pump function for the temperature conditioning of the electrical energy storage 5 is based on 2 explained. The temperature conditioning of the electrical energy storage 5 can also be done directly using the air-coolant heat exchanger 3.1 be carried out as shown by 3 is described.

Die 2 zeigt einen Teil der Klimatisierungsvorrichtung 1 mit einem stark abstrahierten Kältemittelkreislaufs 1.1, welcher mit dem Klima-Wärmetauscher 3.2 des Kühlmoduls 3, einem Kältemittelverdichter 1.2, einem als Expansionsventil ausgeführten Expansionsorgan 1.3 und einem Chiller 7 aufgebaut ist. Der Chiller 7 koppelt thermisch den Kältemittelkreislauf 1.1 mit dem Kühlmittelkreislauf 6, der seinerseits mit dem elektrischen Energiespeicher 5 thermisch gekoppelt ist. Als Kühlmittel wird bspw. Wasser eingesetzt.The 2 shows part of the air conditioning device 1 with a highly abstracted refrigerant circuit 1.1 which with the air conditioning heat exchanger 3.2 of the cooling module 3 , a refrigerant compressor 1.2 , an expansion device designed as an expansion valve 1.3 and a chiller 7 is constructed. The chiller 7 thermally couples the refrigerant circuit 1.1 with the coolant circuit 6 , which in turn with the electrical energy storage 5 is thermally coupled. Water is used as a coolant, for example.

Im Wärmepumpenbetrieb zur Erwärmung des Energiespeichers 5 wird ein aus dem Abluftstrom L3 und dem Umgebungsluftstrom L4 gemischter Luftstrom dem Kühlmodul 3 und damit dem Klima-Wärmetauscher 3.2 zugeführt, welcher als Wärmepumpe-Verdampfer arbeitet. Hierzu strömt das mittels des Kältemittelverdichters 1.2 verdichtete Kältemittel kältemittelseitig durch den Chiller 7, wodurch die über den Klima-Wärmetauscher 3.2 aufgenommene Wärme auf das Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufs 6 abgegeben, wodurch der elektrische Energiespeicher 5 erwärmt wird. Anschließend wird das verdichtete Kältemittel mittels des Expansionsorgans 1.3 in den Klima-Wärmetauscher 3.2 entspannt, wodurch der dem Kühlmodul zugeführte Luftstrom als Wärmequelle abgekühlt und das Kältemittel verdampft wird. Anschließend wird das verdampfte Kältemittel wieder dem Kältemittelverdichter 1.2 zugeführt.In heat pump operation for heating the energy storage 5 becomes one from the exhaust air flow L3 and the ambient air flow L4 mixed air flow to the cooling module 3 and thus the air conditioning heat exchanger 3.2 supplied, which works as a heat pump evaporator. For this purpose, this flows through the refrigerant compressor 1.2 compressed refrigerant on the refrigerant side through the chiller 7 , which means that via the air conditioning heat exchanger 3.2 absorbed heat on the coolant of the coolant circuit 6 emitted, causing the electrical energy storage 5 is heated. The compressed refrigerant is then removed using the expansion device 1.3 in the air conditioning heat exchanger 3.2 relaxes, whereby the air flow supplied to the cooling module is cooled as a heat source and the refrigerant is evaporated. The evaporated refrigerant is then returned to the refrigerant compressor 1.2 fed.

Bei sehr niedrigen Außentemperaturen des Fahrzeugs 10, bspw. niedriger als 10° Celsius ist, kann bei einem Kaltstart des Elektrofahrzeugs durch die Inanspruchnahme des elektrischen Energiespeichers 5 als Traktionsbatterie derselbe beeinträchtigt werden, indem nämlich eine Verringerung der Lebensdauer und/oder der Leistungsfähigkeit eintreten kann.At very low outside temperatures of the vehicle 10 , for example. is lower than 10 ° Celsius, when the electric vehicle is cold started due to the use of the electrical energy store 5 as a traction battery, the same may be impaired, namely that a reduction in the service life and / or the performance may occur.

Daher wird eine Vorheizung des elektrischen Energiespeichers 5 vor einem Start des Fahrzeugs 10 mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt:

  • - Zunächst wird die Lufteintrittsöffnung 13.1 des Kühlmodul-Luftführungskanals 13 mittels der Steuervorrichtung 13.3 gegenüber der Fahrzeugumgebung verschlossen.
  • - Anschließend wird die verschwenkbare Klappe 4.1 in die Endposition I verschwenkt, wodurch der konditionierte Luftstrom L6 vollständig in den Abluftführungskanal 14 strömen kann.
  • - Nun erfolgt eine Aktivierung des Kühlerlüfters 3.3.
  • - Des Weiteren wird das elektrische Heizelement 2.1 aktiviert, wodurch der Luftstrom L1 erwärmt und dadurch der erwärmte Abluftstrom L3 vollständig in den Kühlmodul-Luftführungskanal 13 strömt.
  • - Weiterhin erfolgt durch die Beaufschlagung des Klima-Wärmeübertragers 3.2 mit dem erwärmten Abluftstrom L3 entweder eine Wärmeübertragung mittels der oben beschriebenen Wärmepumpenfunktion über den Chiller 7 in den Kühlmittelkreislauf 6 des elektrischen Energiespeichers 5 oder, falls keine Wärmepumpenfunktion zur Verfügung steht, oder eine direkte Übertragung der Wärme aus dem Abluftstrom L3 über den Luft-Kühlmittelwärmetauscher 3.1 auf den Batteriekreis, also auf den Kühlmittelkreislauf 6.
  • - Schließlich wird der elektrische Energiespeicher aufgeheizt.
Therefore, the electrical energy storage device is preheated 5 before starting the vehicle 10 carried out with the following process steps:
  • - First, the air inlet opening 13.1 of the cooling module air duct 13 by means of the control device 13.3 closed to the vehicle surroundings.
  • - Then the hinged flap 4.1 to the end position I pivoted, causing the conditioned air flow L6 completely into the exhaust air duct 14 can flow.
  • - The radiator fan is now activated 3.3 ,
  • - Furthermore, the electric heating element 2.1 activated, causing the airflow L1 warmed and thereby the heated exhaust air flow L3 completely into the cooling module air duct 13 flows.
  • - Furthermore, by acting on the air conditioning heat exchanger 3.2 with the heated exhaust air flow L3 either heat transfer via the heat pump function described above via the chiller 7 into the coolant circuit 6 of the electrical energy storage 5 or, if no heat pump function is available, or a direct transfer of heat from the exhaust air flow L3 via the air-coolant heat exchanger 3.1 on the battery circuit, i.e. on the coolant circuit 6 ,
  • - Finally, the electrical energy storage is heated.

Auch die 3 zeigt entsprechend von 2 nur einen Teil der Klimatisierungsvorrichtung 1 mit einem stark abstrahierten Kältemittelkreislaufs 1.1, in welchem der Klima-Wärmetauscher 3.2 des Kühlmoduls 3 angeordnet ist. Der als Traktionsbatterie ausgebildete elektrische Energiespeicher 5 ist über den Kühlmittelkreislauf 6 mit dem Luft-Kühlmittelwärmetauschers 3.1 thermisch gekoppelt. Als Kühlmittel wird bspw. Wasser eingesetzt. Die Wärme aus dem Abluftstrom L3 wird direkt mittels des Luft-Kühlmittelwärmetauschers 3.1 auf das Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufs 6 übertragen, wodurch der elektrische Energiespeicher 5 erwärmt wird.Also the 3 accordingly shows from 2 only part of the air conditioning device 1 with a highly abstracted refrigerant circuit 1.1 in which the climate heat exchanger 3.2 of the cooling module 3 is arranged. The electrical energy store designed as a traction battery 5 is via the coolant circuit 6 with the air-coolant heat exchanger 3.1 thermally coupled. Water is used as a coolant, for example. The heat from the exhaust air flow L3 is directly by means of the air-coolant heat exchanger 3.1 on the coolant of the coolant circuit 6 transmitted, causing the electrical energy storage 5 is heated.

Umgekehrt ist mit der Klimatisierungsvorrichtung 1 gemäß 2 oder 3 auch eine Kühlung des elektrischen Energiespeichers 5 durchführbar.The reverse is true with the air conditioning device 1 according to 2 or 3 also cooling of the electrical energy store 5 feasible.

Bei einem Kältemittelkreislauf 1.1 gemäß 2 arbeitet der Klima-Wärmetauscher 3.2 als Kondensator, mit welchem die von dem elektrischen Energiespeicher 5 erzeugte Wärme über den Chiller 7 auf den Kältemittelkreislauf 1.1 und schließlich auf den Umgebungsluftstrom L4 übertragen wird, wobei der Abluftführungskanal 14 mittels der in die Endposition II verschwenkten Klappe 4.1 verschlossen ist.With a refrigerant circuit 1.1 according to 2 the air conditioning heat exchanger works 3.2 as a capacitor with which the electrical energy storage 5 generated heat via the chiller 7 on the refrigerant circuit 1.1 and finally the ambient air flow L4 is transmitted, the Exhaust duct 14 by means of the in the end position II pivoted flap 4.1 is closed.

Bei einem Kältemittelkreislauf 1.1 gemäß 3 wird die von dem elektrischen Energiespeicher 5 erzeugte Wärme direkt über das Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufs 6 und den Luft-Kühlmittelwärmetauscher 3.1 auf den Umgebungsluftstrom L4 übertragen, wobei auch in diesem Fall der Abluftführungskanal 14 mittels der in die Endposition II verschwenkten Klappe 4.1 entsprechend der Endposition II verschlossen ist.With a refrigerant circuit 1.1 according to 3 is that of the electrical energy storage 5 generated heat directly via the coolant of the coolant circuit 6 and the air-coolant heat exchanger 3.1 on the ambient air flow L4 transmitted, the exhaust air duct also in this case 14 by means of the in the end position II pivoted flap 4.1 according to the end position II is closed.

Die für einen AC-Betrieb, einen Reheat Betrieb oder einen Heizbetrieb erforderlichen Komponenten des Kältemittelkreislaufs 1.1 sowie die hierfür erforderlichen Komponenten zur Einstellung dieser verschiedenen Betriebsarten sind der Einfachheit wegen in den 2 und 3 nicht dargestellt.The components of the refrigerant circuit required for AC operation, reheat operation or heating operation 1.1 and the components required for setting these different operating modes are shown in the 2 and 3 not shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Klimatisierungsvorrichtung des Fahrzeugs 10 Air conditioning device of the vehicle 10
1.11.1
Kältem ittelkreislaufRefrigerant circulation
1.21.2
Kältemittelverdichter des Kältemittelkreislaufs 1.1 Refrigerant circuit refrigerant compressor 1.1
1.31.3
Expansionsorgan des Kältemittelkreislaufs 1.1 Expansion device of the refrigerant circuit 1.1
22
Klimagerät der Klimatisierungsvorrichtung 1 Air conditioner of the air conditioning device 1
2.12.1
elektrisches Heizelement des Klimagerätes 2 electric heating element of the air conditioner 2
2.22.2
Verdampfer des Klimagerätes 2 Evaporator of the air conditioner 2
33
Kühlmodul der Klimatisierungsvorrichtung 1 Cooling module of the air conditioning device 1
3.13.1
Luft-Kühlmittelwärmetauscher des Kühlmoduls 3 Air-coolant heat exchanger of the cooling module 3
3.23.2
Klima-Wärmetauscher des Kühlmoduls 3 Air conditioning heat exchanger of the cooling module 3
3.33.3
Kühlerlüfter radiator fan
44
Steuervorrichtungcontrol device
4.14.1
schwenkbare Klappeswiveling flap
55
Energiespeicherenergy storage
5.15.1
thermische Kopplungthermal coupling
66
Kühlmittelkreislauf des Energiespeichers 5 Coolant circuit of the energy store 5
77
Chiller Chiller
1010
Fahrzeugvehicle
10.110.1
Vorderwagen des Fahrzeugs 10 Front of the vehicle 10
10.210.2
Unterboden des Fahrzeugs 10 Underbody of the vehicle 10
1111
Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 10 Vehicle interior of the vehicle 10
1212
Innenraum-Luftführungskanal Indoor air duct
1313
Kühlmodul-LuftführungskanalCooling module air duct
13.113.1
LufteintrittsöffnungAir inlet opening
13.213.2
LuftaustrittsöffnungAir outlet opening
13.313.3
Steuervorrichtungcontrol device
1414
AbluftführungskanalExhaust duct
1515
FrischluftkanalFresh air duct
1616
Umluftkanal return air duct
II
Endposition der Klappe 4.1 End position of the flap 4.1
IIII
Endposition der Klappe 4.2 End position of the flap 4.2
L0L0
FrischluftstromFresh air flow
L1L1
Luftstromairflow
L2L2
Zuluftstromsupply air flow
L20L20
Umluftstromcirculating air flow
L3L3
Abluftstromexhaust air flow
L4L4
UmgebungsluftstromAmbient air flow
L5L5
AustrittsluftstromLeaving airstream
L6L6
konditionierter Luftstromconditioned airflow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011008551 A1 [0005]DE 102011008551 A1 [0005]
  • DE 19534427 [0006]DE 19534427 [0006]
  • DE 102008045407 A1 [0007]DE 102008045407 A1 [0007]

Claims (6)

Fahrzeug (10) mit einer Klimatisierungsvorrichtung (1), umfassend - ein Klimagerät (2), welches mit einem Fahrzeuginnenraum (11) über wenigstens einen Innenraum-Luftführungskanal (12) zum Zuführen eines konditionierten Zuluftstromes (L2) verbunden ist, - ein in dem Innenraum-Luftführungskanal (12) angeordnetes elektrisches Heizelement (2.1), - ein in einem Kühlmodul-Luftführungskanal (13) angeordnetes Kühlmodul (3) zum Beaufschlagen mit einem Umgebungsluftstrom (L4) des Fahrzeugs (10), - einen Abluftführungskanal (14), welcher den Innenraum-Luftführungskanal (12) stromabwärts des elektrischen Heizelementes (2.1) mit dem Kühlmodul-Luftführungskanal (13) stromaufwärts des Kühlmoduls (3) verbindet, - eine Steuervorrichtung (4) zum Steuern eines durch den Abluftführungskanal (14) in den Kühlmodul-Luftführungskanal (13) strömenden Abluftstroms (L3), und - einen elektrischen Energiespeicher (5), welcher zum Erwärmen oder Kühlen mittels eines Kühlmittelkreislaufs (6) mit dem Kühlmodul (3) thermisch gekoppelt ist.Vehicle (10) with an air conditioning device (1), comprising - an air conditioner (2) which is connected to a vehicle interior (11) via at least one interior air duct (12) for supplying a conditioned supply air flow (L2), - an electric heating element (2.1) arranged in the interior air duct (12), a cooling module (3) arranged in a cooling module air duct (13) for supplying an ambient air flow (L4) of the vehicle (10), - an exhaust air duct (14) which connects the interior air duct (12) downstream of the electrical heating element (2.1) with the cooling module air duct (13) upstream of the cooling module (3), - A control device (4) for controlling an exhaust air flow (L3) flowing through the exhaust air duct (14) into the cooling module air duct (13), and - An electrical energy store (5) which is thermally coupled to the cooling module (3) for heating or cooling by means of a coolant circuit (6). Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, bei welchem der Kühlmodul-Luftführungskanal (13) eine Lufteintrittsöffnung (13.1) für den Eintritt des Umgebungsluftstroms (L4) und eine Luftaustrittsöffnung (13.2) für den Austritt des Umgebungsluftstromes (L4) und des Abluftstromes (L3) aufweist.Vehicle (10) after Claim 1 , in which the cooling module air duct (13) has an air inlet opening (13.1) for the entry of the ambient air flow (L4) and an air outlet opening (13.2) for the outlet of the ambient air flow (L4) and the exhaust air flow (L3). Fahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Kühlmodul (3) einen Luft-Kühlmittelwärmetauscher (3.1) aufweist, welcher thermisch mit dem Kühlmittelkreislauf (6) des elektrischen Energiespeichers (5) gekoppelt ist.Vehicle (10) after Claim 1 or 2 The cooling module (3) has an air / coolant heat exchanger (3.1) which is thermally coupled to the coolant circuit (6) of the electrical energy store (5). Fahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Kühlmodul (3) einen Klima-Wärmetauscher (3.2) zur Durchführung eines Kühlbetriebes oder zur Durchführung eines Heizbetriebes mittels einer den Umgebungsluftstrom (L4) und/oder den Abluftstrom (L3) als Wärmequelle verwendenden Wärmepumpenfunktion aufweist.Vehicle (10) according to one of the preceding claims, in which the cooling module (3) an air-conditioning heat exchanger (3.2) for performing a cooling operation or for performing a heating operation by means of the ambient air flow (L4) and / or the exhaust air flow (L3) as a heat source using the heat pump function. Fahrzeug (10) nach Anspruch 4, bei welchem der Kühlmittelkreislauf (6) einen Chiller (7) aufweist, welcher mit dem Klima-Wärmetauscher (3.2) zur Durchführung eines Heizbetriebes zum Erwärmen des elektrischen Energiespeichers (5) thermisch gekoppelt ist.Vehicle (10) after Claim 4 , in which the coolant circuit (6) has a chiller (7) which is thermally coupled to the air-conditioning heat exchanger (3.2) for carrying out a heating operation for heating the electrical energy store (5). Fahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei welchem der in den Kühlmodul-Luftführungskanals (13) eintretende Umgebungsluftstrom (L4) mittels einer Steuervorrichtung (13.3) steuerbar ist.Vehicle (10) according to one of the Claims 2 to 5 , in which the ambient air flow (L4) entering the cooling module air duct (13) can be controlled by means of a control device (13.3).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204720A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Device for air conditioning a motor vehicle interior, evaporator for a refrigerant circuit, method for operating an air conditioning device for a motor vehicle and method for air conditioning a motor vehicle interior
US20220126647A1 (en) * 2020-10-28 2022-04-28 Hyundai Motor Company Air conditioner apparatus for electric vehicles and air conditioning system for electric vehicles using the same
DE102021212482A1 (en) 2021-11-05 2023-05-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Heat exchanger arrangement for a cooling system for cooling a drive system and a vehicle with a cooling system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022104236A1 (en) 2022-02-23 2023-08-24 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Motor vehicle with a traction battery

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19534427A1 (en) 1994-09-23 1996-03-28 Volkswagen Ag System for regulating service environment of electric vehicle battery
DE102008045407A1 (en) 2007-09-24 2009-04-02 Denso Corporation, Kariya Temperature control device for a built-in battery pack
DE102011008551A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Volkswagen Ag Device for ventilating electrical energy storage unit i.e. battery, of e.g. hybrid vehicle, has air mixing unit whose air outlet side connected with air inlet side at cold and warm air ducts such that storage device supplies air stream
WO2017158992A1 (en) * 2016-03-16 2017-09-21 本田技研工業株式会社 High-voltage equipement cooling system for electric-powered vehicles
DE102016121362A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-09 Hanon Systems Device for distributing heat in a motor vehicle and method for operating the device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19534427A1 (en) 1994-09-23 1996-03-28 Volkswagen Ag System for regulating service environment of electric vehicle battery
DE102008045407A1 (en) 2007-09-24 2009-04-02 Denso Corporation, Kariya Temperature control device for a built-in battery pack
DE102011008551A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Volkswagen Ag Device for ventilating electrical energy storage unit i.e. battery, of e.g. hybrid vehicle, has air mixing unit whose air outlet side connected with air inlet side at cold and warm air ducts such that storage device supplies air stream
WO2017158992A1 (en) * 2016-03-16 2017-09-21 本田技研工業株式会社 High-voltage equipement cooling system for electric-powered vehicles
DE102016121362A1 (en) * 2016-11-08 2018-05-09 Hanon Systems Device for distributing heat in a motor vehicle and method for operating the device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019204720A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Device for air conditioning a motor vehicle interior, evaporator for a refrigerant circuit, method for operating an air conditioning device for a motor vehicle and method for air conditioning a motor vehicle interior
US20220126647A1 (en) * 2020-10-28 2022-04-28 Hyundai Motor Company Air conditioner apparatus for electric vehicles and air conditioning system for electric vehicles using the same
US11850909B2 (en) * 2020-10-28 2023-12-26 Hyundai Motor Company Air conditioner apparatus for electric vehicles and air conditioning system for electric vehicles using the same
DE102021212482A1 (en) 2021-11-05 2023-05-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Heat exchanger arrangement for a cooling system for cooling a drive system and a vehicle with a cooling system

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