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HINTERGRUND
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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug, und insbesondere ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug, das zum Wärmemanagement einer Batterie fähig ist, indem eine erste Kühlmittelleitung, die einen elektrischen Kühler und einen Abwärmekühler verbindet, und eine zweite Kühlmittelleitung bereitgestellt wird, die einen Batteriekühler und die Batterie von der ersten Kühlmittelleitung entfernt verbindet, und eine Kühlmittelsteuereinheit bereitgestellt wird zum Steuern einer Kühlmittelströmung durch Verbinden der ersten Kühlmittelleitung und der zweiten Kühlmittelleitung über den Abwärmekühler und den Batteriekühler, und wobei vorgesehen ist ein Sammeln von Abwärme des Abwärmekühlers und eines in einem Außenkondensator angesammelten Kältemittels, und ein Sammeln von Abwärme der Batterie in einem Heizmodus, und ein Kühlen der Batterie, indem in einem Kühlmodus das durch den Außenkondensator geleitete Kältemittel zu einem Verdampfer und einem Kompressor zirkulieren gelassen wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst im Allgemeinen ein Kühlsystem zum Kühlen des Fahrzeuginneren und ein Heizsystem zum Erwärmen des Fahrzeuginneren. Das Kühlsystem ist so konfiguriert, dass es das Innere des Fahrzeugs kühlt, indem die Luft, die durch die Außenseite eines Verdampfers strömt, geändert wird, um Luft durch Wärmeaustausch mit einem Kältemittel zu kühlen, das durch das Innere des Verdampfers strömt, und das Heizsystem ist konfiguriert zum Erwärmen des Innenraums des Fahrzeugs durch Ändern der Luft, die die Außenseite eines Heizungskerns an einer Heizungskernseite eines Kühlmittelkreislaufs passiert, um Luft durch Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel zu erwärmen, das durch die Innenseite des Heizungskerns strömt.
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Inzwischen kann ein Wärmepumpensystem, das in der Lage ist, selektiv Kühlen und Heizen durch Umschalten einer Strömungsrichtung eines Kältemittels unter Verwendung eines Kältemittelkreislaufs durchzuführen, getrennt von der Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug angewendet werden und umfasst beispielsweise zwei Wärmetauscher und ein Richtungssteuerventil, das die Strömungsrichtung des Kühlmittels umschalten kann. Dementsprechend werden Kühlung und Erwärmung entsprechend der Strömungsrichtung des Kältemittels durch das Richtungssteuerventil ermöglicht.
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Es sind verschiedene Arten eines solchen Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug vorgeschlagen worden, und 1 veranschaulicht ein repräsentatives Beispiel.
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Ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, das in 1 gezeigt ist, umfasst einen Kompressor 30 zum Komprimieren und Auslassen eines Kältemittels, einen Innenwärmetauscher 32 zum Abstrahlen von Wärme des von dem Kompressor 30 abgegebenen Kältemittels, ein erstes Expansionsventil 34 und ein erstes Bypassventil 36, die in einer parallelen Struktur vorgesehen sind, und zum selektiven Durchleiten des Kältemittels , das den Innenraumwärmetauscher 32 durchlief, einen Außenwärmetauscher 48 zum Durchführen eines Wärmeaustausches an dem Kältemittel, das das erste Expansionsventil 34 oder das erste Bypassventil 36 durchströmte, einen Verdampfer 60 zum Verdampfen des Kältemittels, das den Außenwärmetauscher 48 durchströmte, einen Akkumulator 62 zum Trennen des Kältemittels, das durch den Verdampfer 60 strömt, in ein Dampfkältemittel und ein Flüssigkältemittel, einen Innenwärmetauscher 50 zum Austausch von Wärme zwischen dem Kältemittel, das dem Verdampfer zugeführt wird, und dem Kältemittel, das zum Kompressor 30 zurückgeführt wird, ein zweites Expansionsventil 56 zum selektiven Expandieren des dem Verdampfer 60 zugeführten Kältemittels und ein zweites Bypassventil 58, das parallel zu dem zweiten Expansionsventil 56 vorgesehen ist und selektiv eine Auslassseite des Außenwärmetauschers 48 und eine Einlassseite des Akkumulators 62 verbindet.
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In 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 10 ein Klimatisierungsgehäuse, in dem der Innenwärmetauscher 32 und der Verdampfer 60 vorgesehen sind, ein Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Temperatursteuerklappe zum Steuern einer Mischmenge der kalten Luft und der warmen Luft, und ein Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Gebläse, das an einem Einlass des Klimatisierungsgehäuses vorgesehen ist.
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Gemäß einem herkömmlichen Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, sind, wenn ein Heizmodus aktiviert ist, das erste Bypassventil 36 und das zweite Expansionsventil 56 geschlossen, und das erste Expansionsventil 34 und das zweite Bypassventil 58 sind geöffnet. Auch arbeitet die Temperatursteuerklappe 12 wie in 1 gezeigt. Dementsprechend kehrt das von dem Kompressor 30 abgegebene Kältemittel zum Kompressor zurück, indem es nacheinander passiert durch den Innenwärmetauscher 32, das erste Expansionsventil 34, den Außenwärmetauscher 48, einen Hochdruckabschnitt 52 des Innenwärmetauschers 50, das zweite Bypassventil 58, der Akkumulator 62 und einen Niederdruckabschnitt 54 des Innenwärmetauschers 50. Mit anderen Worten fungiert der Innenwärmetauscher 32 als Heizer und der Außenwärmetauscher 48 als Verdampfer.
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Wenn ein Kühlmodus aktiviert ist, sind das erste Bypassventil 36 und das zweite Expansionsventil 56 geöffnet, und das erste Expansionsventil 34 und das zweite Bypassventil 58 sind geschlossen. Auch schließt die Temperatursteuerklappe 12 einen Durchgang des Innenwärmetauschers 32. Dementsprechend kehrt das vom Kompressor 30 abgegebene Kältemittel zum Kompressor 30 zurück, indem es nacheinander den Innenwärmetauscher 32, das erste Bypassventil 36, den Außenwärmetauscher 48, den Hochdruckabschnitt 52 des Innenwärmetauschers 50, das zweite Expansionsventil 56, den Verdampfer 60, den Akkumulator 62 und den Niederdruckabschnitt 54 des Innenwärmetauschers 50 passiert. Hierbei wirkt der durch die Temperatursteuerklappe 12 geschlossene Innenwärmetauscher 32 im Heizmodus als eine Heizung.
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Gemäß dem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug fungiert jedoch der Innenwärmetauscher 32, der innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 10 vorgesehen ist, als Heizung, d.h. er strahlt Wärme ab, um ein Heizen im Heizmodus durchzuführen, während der Außenwärmetauscher 48 außerhalb des Klimatisierungsgehäuses 10 vorgesehen ist, d.h. an einer Vorderseite eines Motorraums des Fahrzeugs, um als ein Verdampfer zu fungieren, der einen Wärmeaustausch mit Außenluft durchführt, d.h. um Wärme zu absorbieren.
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Wenn hier eine Außenlufttemperatur unter Null fällt oder eine Frostansammlung in dem Außenwärmetauscher 48 auftritt, nimmt der Außenwärmetauscher 48 kaum Wärme auf, und somit werden die Temperatur und der Druck des Kältemittels im Wärmepumpensystem verringert, was die Heizleistung verschlechtert, weil eine Temperatur der in das Fahrzeug ausgelassenen Luft verringert wird.
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In dieser Hinsicht wird in
KR 10-1342931 ein Abtaumodus während einer Frostakkumulation eines Außenwärmetauschers durchgeführt, so dass ein Kältemittel den Außenwärmetauscher umgeht und Abwärme einer elektrischen Fahrzeugvorrichtung durch eine Wärmezuführungseinrichtung sammelt. Dadurch wird nicht nur während der Frostansammlung des Außenwärmetauschers weiter erwärmt, sondern auch wenn eine Außentemperatur unter Null liegt.
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In dem herkömmlichen Wärmepumpensystem umgeht das Kältemittel jedoch den Außenwärmetauscher und nutzt nur die Abwärme der elektrischen Fahrzeugvorrichtung als eine Wärmequelle gemäß der Frostansammlung des Außenwärmetauschers oder einer Außentemperaturbedingung. Zu diesem Zeitpunkt kann sich die Heizleistung aufgrund unzureichender Abwärme, die von der elektrischen Fahrzeugvorrichtung gesammelt wird, verschlechtern.
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Das herkömmliche Wärmepumpensystem führt auch nur die Kühl- und Heizmodi aus und hat keine Wärmeaustauschfunktion einer Fahrzeugbatterie und muss daher eine separate Vorrichtung zur Batteriekühlung enthalten.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Vorgesehen ist ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug, das zum Wärmemanagement einer Batterie in der Lage ist, indem eine erste Kühlmittelleitung, die einen elektrischen Kühler und einen Abwärmekühler verbindet, und eine zweite Kühlmittelleitung bereitgestellt wird, die einen Batteriekühler und die Batterie entfernt von der ersten Kühlmittelleitung verbindet, und wobei vorgesehen ist ein Verbinden der ersten Kühlmittelleitung und der zweiten Kühlmittelleitung mit einer Kühlmittelsteuereinheit, um Abwärme einer elektrischen Einheit, eines in einem Außenkondensator angesammelten Kältemittels und Abwärme der Batterie über den Abwärmekühler in einem Heizmodus zu nutzen, wodurch die Heizleistung verbessert wird , und um in einem Kühlmodus die Batterie über den Batteriekühler zu kühlen.
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Weitere Aspekte sind zum einen Teil in der nahfolgenden Beschreibung dargelegt und sind zum anderen Teil aus der Beschreibung ersichtlich, oder sind aus der praktischen Anwendung der hier beispielhaft vorgestellten Ausführungsformen ersichtlich.
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Gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen kann ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug, in dem ein Kompressor, ein Innenkondensator, ein Außenkondensator und ein Verdampfer mit einer Kältemittelzirkulationsleitung verbunden sind, in der ein Kältemittel zirkuliert, verwendet werden, wobei das Kühl- und Heizsystem umfasst: einen Abwärmekühler, der mit dem Kompressor durch eine erste Bypassleitung in der Kältemittelzirkulationsleitung verbunden ist; einen Batteriekühler, der mit dem Kompressor durch eine zweite Bypassleitung in der Kältemittelzirkulationsleitung verbunden ist; eine erste Kühlmittelleitung, die ein Kühlmittel zirkuliert, indem der Abwärmekühler mit einem elektrischen Kühler und einer elektrischen Einheit verbunden wird, die neben dem Außenkondensator angeordnet ist; eine zweite Kühlmittelleitung, die von der ersten Kühlmittelleitung beabstandet ist und das Kühlmittel zirkuliert, indem der Batteriekühler mit einer Batterie des Fahrzeugs verbunden wird; und eine Kühlmittelsteuereinheit, die die erste Kühlmittelleitung und die zweite Kühlmittelleitung verbindet und eine Strömung des Kühlmittels steuert, das in der ersten Kühlmittelleitung und der zweiten Kühlmittelleitung zirkuliert, wobei Abwärme der elektrischen Einheit gesammelt wird, und wobei ein in dem Außenkondensator angesammeltes Kältemittel durch eine dritte Bypassleitung gesammelt wird, und wobei Abwärme der Batterie wird in einem Heizmodus gesammelt wird, und wobei die Batterie gekühlt wird, indem das Kältemittel, das durch den Außenkondensator in den Verdampfer und den Batteriekühler strömt, in einem Kühlmodus zirkuliert wird, um ein Wärmemanagement der Batterie zu ermöglichen.
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Die Kühlmittelsteuereinheit kann umfassen: eine Verbindungsleitung, die die erste Kühlmittelleitung und die zweite Kühlmittelleitung verbindet, um den elektrischen Kühler, den Abwärmekühler und den Batteriekühler parallel zu verbinden; und ein Steuerventil, das eine Strömung des Kühlmittels steuert, indem es an der ersten Kühlmittelleitung vorgesehen ist, die das Kühlmittel zu dem Abwärmekühler zirkuliert, und an der zweiten Kühlmittelleitung vorgesehen ist, die das Kühlmittel zu dem Batteriekühler zirkuliert.
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Die Verbindungsleitung kann die erste Kühlmittelleitung, die den elektrischen Kühler und den Abwärmekühler verbindet, und die zweite Kühlmittelleitung verbinden, die den Batteriekühler und die Batterie parallel verbindet.
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Das Steuerventil kann umfassen: ein erstes Richtungsumschaltventil, das an einem Verzweigungspunkt zwischen der ersten Kühlmittelleitung und der Verbindungsleitung an einer Einlassseite des Abwärmekühlers vorgesehen ist; ein zweites Richtungsumschaltventil, das an einem Verzweigungspunkt der Verbindungsleitung vorgesehen ist, der mit der ersten Kühlmittelleitung an einer Auslassseite des Abwärmekühlers verbunden ist; und ein drittes Richtungsumschaltventil, das an einem Verzweigungspunkt der zweiten Kühlmittelleitung an einer Auslassseite des Batteriekühlers vorgesehen ist, der mit der Verbindungsleitung verbunden ist.
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Ein Vorratsbehälter, der das Kühlmittel speichert, kann an der ersten Kühlmittelleitung vorgesehen sein, eine erste Pumpe, die das Kühlmittel zirkuliert, kann an der Verbindungsleitung vorgesehen sein, und eine zweite Pumpe, die das Kühlmittel zirkuliert, kann an der zweiten Kühlmittelleitung vorgesehen sein.
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An dem Vorratsbehälter kann eine mit der zweiten Kühlmittelleitung verbundene Bypassleitung vorgesehen sein, und die erste Kühlmittelleitung und die zweite Kühlmittelleitung können durch die Bypassleitung derart verbunden sein, dass das Kühlmittel, das aus der ersten Kühlmittelleitung überläuft, und das Kühlmittel, das von der zweiten Kühlmittelleitung überläuft, basierend auf dem Vorratsbehälter, jeweils zu der zweiten Kühlmittelleitung bzw. der ersten Kühlmittelleitung fließen kann. An der zweiten Kühlmittelleitung kann ferner eine Heizeinheit vorgesehen sein, die das zur Batterie zirkulierende Kühlmittel erwärmt.
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Ein erstes elektromagnetisches Ventil, das eine Strömungsrate des Kältemittels einstellt, das dem Abwärmekühler zugeführt wird, kann an der ersten Bypassleitung vorgesehen sein, die mit dem Abwärmekühler verbunden ist, und ein zweites elektromagnetisches Ventil, das eine Strömungsrate des Kältemittels einstellt, das dem Batteriekühler zugeführt wird, kann an der zweiten Bypassleitung vorgesehen sein, die mit dem Batteriekühler verbunden ist.
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Ein temperaturempfindliches Expansionsventil, das das Kältemittel entsprechend einer Temperatur des Kältemittels an einem Auslass des Verdampfers ausdehnt, kann an einem vorderen Ende des Verdampfers der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehen sein, wobei das temperaturempfindliche Expansionsventil ein erstes Magnetventil aufweisen kann, das die mit dem Verdampfer verbundene Kältemittelzirkulationsleitung öffnet oder schließt.
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Ein Innenwärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kältemittel, das dem Verdampfer durch Passieren durch den Außenkondensator zugeführt wird, und dem Kältemittel, das dem Kompressor durch Passieren durch den Verdampfer zugeführt wird, kann an der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehen sein.
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Ein PTC-Heizer, der eine unzureichende Wärmequelle liefert, kann benachbart zu dem Innenkondensator vorgesehen sein, und ein Akkumulator, der das dem Kompressor zugeführte Kältemittel in ein Flüssigkältemittel und ein Dampfkältemittel trennt und nur das Dampfkältemittel dem Kompressor zuführt, kann benachbart dem Kompressor vorgesehen sein.
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Die erste Bypassleitung kann von der Kältemittelzirkulationsleitung zwischen dem Innenkondensator und dem Außenkondensator abgezweigt und mit dem Abwärmekühler verbunden sein, so dass das Kältemittel, das den Innenkondensator passiert hat, den Außenkondensator umgehen kann, und ein zweites Magnetventil, das die mit dem Außenkondensator verbundene Kältemittelzirkulationsleitung öffnet oder schließt, kann an der Kältemittelzirkulationsleitung eines vorderen Endes an einer Einlassseite des Außenkondensators vorgesehen sein.
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Ein drittes Magnetventil, das die dritte Bypassleitung öffnet oder schließt, kann an der dritten Bypassleitung vorgesehen sein, so dass das Kältemittel, das dem Kompressor zugeführt wird, selektiv von der Kältemittelzirkulationsleitung zugeführt werden kann.
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Im Kühlmodus können das erste Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Verdampfers vorgesehen ist, und das zweite Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Außenkondensators an der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehen ist, geöffnet werden, und ein erstes elektromagnetisches Ventil, das an der ersten Bypassleitung vorgesehen ist, das zweite elektromagnetische Ventil, das an der zweiten Bypassleitung vorgesehen ist, und das dritte Magnetventil, das an der dritten Bypassleitung vorgesehen ist, können geschlossen werden.
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In einem Batteriekühlmodus während des Kühlmodus können das erste Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Verdampfers vorgesehen ist, und das zweite Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Außenkondensators an der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehen ist, geöffnet werden, das an der ersten Bypassleitung vorgesehene erste elektromagnetische Ventil und das an der dritten Bypassleitung vorgesehene dritte Magnetventil können geschlossen werden, und das an der zweiten Bypassleitung vorgesehene zweite elektromagnetische Ventil kann geöffnet werden.
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Im Heizmodus können das erste Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Verdampfers vorgesehen ist, und das zweite Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Außenkondensators an der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehen ist, geschlossen werden, wobei das an der ersten Bypassleitung vorgesehene erste elektromagnetische Ventil und das an der dritten Bypassleitung vorgesehen dritte Magnetventil, geöffnet werden können, und wobei das an der zweiten Bypassleitung vorgesehene zweite elektromagnetische Ventil geschlossen werden kann.
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In einem Entfeuchtungsmodus während des Heizmodus können das erste Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Verdampfers vorgesehen ist, und das zweite Magnetventil, das an einem vorderen Ende des Außenkondensators an der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehen ist, geöffnet werden, das an der ersten Bypassleitung vorgesehene erste elektromagnetische Ventil kann geöffnet werden, und das an der zweiten Bypassleitung vorgesehene zweite elektromagnetische Ventil und das an der dritten Bypassleitung vorgesehene dritte Magnetventil können geschlossen werden.
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In einem Batteriekühlmodus während des Heizmodus kann das an einem vorderen Ende des Verdampfers an der Kältemittelzirkulationsleitung vorgesehene erste Magnetventil geschlossen werden, und das an einem vorderen Ende des Außenkondensators vorgesehene zweite Magnetventil kann geöffnet werden, das an der ersten Bypassleitung vorgesehene erste elektromagnetische Ventil und das an der zweiten Bypassleitung vorgesehene zweite elektromagnetische Ventil können geöffnet werden, und das an der dritten Bypassleitung vorgesehene dritte Magnetventil kann geschlossen werden.
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Figurenliste
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Diese und/oder andere Aspekte werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich und leichter zu erkennen sein, in denen:
- 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines herkömmlichen Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug;
- 2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Kühl- und Heizsystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Kältemittel in einem Kühlmodus eines Kühl- und Heizsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zirkuliert;
- 4 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Kältemittel in einem Batteriekühlmodus in einem Kühlmodus eines Kühl- und Heizsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zirkuliert;
- 5 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Kältemittel in einem Heizmodus eines Kühl- und Heizsystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zirkuliert;
- 6 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Kältemittel in einem Entfeuchtungsmodus zirkuliert, während sich ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug in einem Heizmodus befindet, gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 7 ist ein Diagramm, das einen Zustand zeigt, in dem ein Kältemittel in einem Batteriekühlmodus zirkuliert, während sich ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug in einem Heizmodus befindet, gemäß der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die hierin verwendeten Ausdrücke oder Wörter sollten nicht nur gemäß ihrer allgemeinen oder Wörterbuchdefinitionen interpretiert werden, sondern müssen in den Bedeutungen und Konzepten entsprechend dem jeweiligen Aspekt der vorliegenden Offenbarung interpretiert werden, basierend auf dem Prinzip, dass der bzw. die Erfinder das Konzept in geeigneter Weise definieren können, um die Erfindung möglichst gut zu beschreiben.
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Unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 kann ein Kühl- und Heizsystem 1 für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Kompressor 110, einen Innenkondensator 120, einen Außenkondensator 130, einen Verdampfer 140, einen Abwärmekühler 150, eine Batteriekühler 160, eine erste Kühlmittelleitung W1, eine zweite Kühlmittelleitung W2 und eine Kühlmittelsteuereinheit 170 aufweisen, und kann ferner ein Expansionsventil 180 mit einem ersten Magnetventil 181, einem Innenwärmetauscher 190, einem PTC-Heizer 200, einem Akkumulator 210, ein zweites Magnetventil 220 und ein drittes Magnetventil 230 aufweisen.
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Bezugnehmend auf 2 kann das Kühl- und Heizsystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug angewendet werden, und der Kompressor 110, der Innenkondensator 120, der Außenkondensator 130 und der Verdampfer 140 können mit einem Kältemittelzirkulationsleitung R verbunden sein, in der ein Kältemittel zirkuliert.
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Eine erste Bypassleitung R1, die den Außenkondensator 130 und den Verdampfer 140 umgeht, und eine zweite Bypassleitung R2 und eine dritte Bypassleitung R3, die den Verdampfer 140 umgehen, sind an der Kältemittelzirkulationsleitung R vorgesehen. Der Abwärmekühler 150 ist vorgesehen an der ersten Bypassleitung R1, der Batteriekühler 160 ist an der zweiten Bypassleitung R2 vorgesehen, und die dritte Bypassleitung R3 verbindet die Kältemittelzirkulationsleitung R und den Kompressor 110 miteinander.
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Der in der Kältemittelzirkulationsleitung R vorgesehene Kompressor 110 wird nach Empfang von Antriebsleistung von einer Maschine, einem Motor oder dergleichen angetrieben, um das Kältemittel anzusaugen und zu komprimieren und dann das Kältemittel in einem Gaszustand mit hoher Temperatur und hohem Druck abzugeben.
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Der Kompressor 110 saugt und verdichtet das von dem Verdampfer 140 abgegebene Kältemittel und führt das Kältemittel in einem Kühlmodus dem Innenkondensator 120 zu und saugt und komprimiert das von dem Außenkondensator 130 abgegebene und durch die dritte Bypassleitung R3 geströmte Kältemittel und führt das Kältemittel in einem Heizmodus dem Innenkondensator 120 zu.
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Zusätzlich werden in einem Entfeuchtungsmodus während des Heizmodus das Kältemittel, das von dem Abwärmekühler 150 an der ersten Bypassleitung R1 abgegeben wird, und das Kältemittel, das nach dem Zirkulieren der Kältemittelzirkulationsleitung R aus dem Verdampfer 140 abgegeben wird, angesaugt und komprimiert und dem Innenkondensator 120 zugeführt.
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Der Innenkondensator 120 ist innerhalb eines Klimatisierungsgehäuses C vorgesehen und außerdem mit der Kältemittelzirkulationsleitung R an einer Auslassseite des Kompressors 110 verbunden, wodurch Wärme zwischen der im Klimatisierungsgehäuse C strömenden Luft und dem Kältemittel ausgetauscht wird, das von dem Kompressor 110 abgegeben wird.
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Der Verdampfer 140 ist innerhalb des Klimatisierungsgehäuses C vorgesehen und mit der Kältemittelzirkulationsleitung R an einer Einlassseite des Kompressors 110 verbunden, wodurch Wärme zwischen der Luft, die innerhalb des Klimatisierungsgehäuses C strömt, und dem Kältemittel, das zu dem Kompressor 110 strömt, ausgetauscht wird.
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Der Innenkondensator 120 fungiert im Kühlmodus und im Heizmodus als ein Kondensator, und der Verdampfer 140 fungiert im Kühlmodus als Verdampfer, wird im Heizmodus angehalten, weil das Kältemittel nicht zugeführt wird, und fungiert als ein Verdampfer im Entfeuchtungsmodus, da das Kältemittel teilweise zugeführt wird.
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Der Innenkondensator 120 und der Verdampfer 140 sind in einem bestimmten Intervall innerhalb des Klimatisierungsgehäuses C voneinander beabstandet, wobei der Verdampfer 140 und der Innenkondensator 120 nacheinander von einer stromaufwärtigen Seite der Luftströmungsrichtung im Klimatisierungsgehäuse C vorgesehen sind.
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Eine Temperatursteuerklappe D ist innerhalb des Klimatisierungsgehäuses C vorgesehen, wobei die Temperatursteuerklappe D zwischen dem Verdampfer 140 und dem Innenkondensator 120 vorgesehen ist, um eine Luftmenge, die den Innenkondensator 120 umgeht, und eine Menge von Luft zu steuern, die den Innenkondensator 120 passiert.
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Die Temperatursteuerklappe D steuert die Luftmengen, die den Innenraumkondensator 120 umgehen und passieren, um die Temperatur der aus dem Klimatisierungsgehäuse C abgegebenen Luft zu steuern.
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Mit Bezug auf 3, im Kühlmodus, wenn die Temperatursteuerklappe D einen vorderen Durchgang des Innenkondensators 120 vollständig schließt, umgeht die kalte Luft, die durch den Verdampfer 140 strömt, den Innenkondensator 120 und wird in das Fahrzeug zugeführt, wodurch eine maximale Kühlung erreicht wird.
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Unter Bezugnahme auf 5, im Heizmodus, wenn eine Passage, die den Innenkondensator 120 umgeht, vollständig durch die Temperatursteuerklappe D geschlossen ist, strömt die gesamte durch den Innenkondensator 120 passierende Luft, der als Kondensator wirkt, um in die warme Luft gewandelt zu werden, und die warme Luft wird in das Fahrzeug zugeführt, und somit wird eine maximale Erwärmung durchgeführt.
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Der Abwärmekühler 150 ist an der ersten Bypassleitung R1 vorgesehen, und der Batteriekühler 160 ist an der zweiten Bypassleitung R2 vorgesehen. Der Abwärmekühler 150 tauscht Wärme zwischen dem durch die erste Bypassleitung R1 strömenden Kältemittel und dem Kühlmittel, das in der später beschriebenen ersten Kühlmittelleitung W1 zirkuliert, und der Batteriekühler 160 tauscht Wärme zwischen dem durch die zweite Bypassleitung R2 strömenden Kältemittel und dem in der später beschriebenen zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkulierenden Kühlmittel.
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In dem Kühlmodus, der in 3 gezeigt ist, tritt das Kältemittel nicht durch die ersten und die zweiten Bypassleitungen R1 und R2 hindurch, sondern in einem Batteriekühlmodus während des in 4 gezeigten Kühlmodus, tritt das Kältemittel durch die zweite Bypassleitung R2 und hierbei kühlt der Batteriekühler 160 das Kühlmittel durch Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel der zweiten Bypassleitung R2 und dem Kühlmittel der zweiten Kühlmittelleitung W2, wodurch eine Batterie B gekühlt wird und somit ist das Wärmemanagement der Batterie B ermöglicht.
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Unter Bezugnahme auf 5, im Heizmodus, durchläuft das Kältemittel die erste Bypassleitung R1, und hierbei tauscht der Abwärmekühler 150 Wärme zwischen dem Kältemittel der ersten Bypassleitung R1 und den Kühlmitteln aus, die in den ersten und zweiten Kühlmittelleitungen W1 und W2 zirkulieren, wodurch nicht nur die Abwärme des Abwärmekühlers 150, sondern auch die Abwärme der Batterie B genutzt wird, wodurch die Heizleistung verbessert wird.
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Somit ist der Außenkondensator 130 in der Lage, die Abwärme des Abwärmekühlers 150 und die Abwärme der Batterie B selbst in einem Modus zu nutzen, in dem das Kältemittel den Außenkondensator 130 umgeht, gemäß den Bedingungen von Frostansammlung oder Außentemperatur, und somit kann eine Änderung einer Innenrauslasstemperatur aufgrund einer unzureichenden Wärmequelle verringert werden.
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Ein elektrischer Kühler 132, eine elektrische Einheit und der Abwärmekühler 150 sind durch die erste Kühlmittelleitung W1 verbunden, der Batteriekühler 160 und die Batterie B des Fahrzeugs sind durch die zweite Kühlmittelleitung W2 verbunden, und die erste Kühlmittelleitung W1 und die zweite Kühlmittelleitung W2 sind durch die Kühlmittelsteuereinheit 170 verbunden.
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Ein Vorratsbehälter RT, der das Kühlmittel speichert, kann an der ersten Kühlmittelleitung W1 vorgesehen sein, eine zweite Pumpe P2, die das Kühlmittel umwälzt, kann an der zweiten Kühlmittelleitung W2 vorgesehen sein, eine erste Pumpe P1, die das Kühlmittel umwälzt, kann an einer Verbindungsleitung 172 der Kühlmittelsteuereinheit 170 vorgesehen sein, und eine Bypassleitung 173, die mit der zweiten Kühlmittelleitung W2 verbunden ist, kann am Vorratsbehälter RT vorgesehen sein. Die erste Kühlmittelleitung W1 und die zweite Kühlmittelleitung W2 sind durch die Bypassleitung 173 verbunden, und das Kühlmittel, das von der ersten Kühlmittelleitung W1 überläuft, fließt zur zweiten Kühlmittelleitung W2, und das Kühlmittel, das von der zweiten Kühlmittelleitung W2 überläuft, fließt zur ersten Kühlmittelleitung W1, bezogen auf den Vorratsbehälter RT.
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Der Abwärmekühler 150, der elektrische Kühler 132 und der Vorratsbehälter RT können sequentiell in der ersten Kühlmittelleitung W1 in einer Kühlmittelströmungsrichtung verbunden sein, die zweite Pumpe P2, die Batterie B und der Batteriekühler 160 können sequentiell in der zweiten Kühlmittelleitung W2 in Kühlmittelströmungsrichtung verbunden sein, und eine Heizeinheit H, die das durch die Batterie B zirkulierende Kühlmittel erwärmt, kann an der zweiten Kühlmittelleitung W2 vorgesehen sein.
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Wenn die Heizeinheit H an der zweiten Kühlmittelleitung W2 vorgesehen ist, wird das durch die Batterie B zirkulierende Kühlmittel über die Heizeinheit H erwärmt und die Temperatur der Batterie B kann in einem Zustand gehalten werden, in dem die Temperatur der Batterie B erhöht werden muss, z. B. wenn die Außentemperatur niedrig ist, beispielsweise unter Null, wodurch die Effizienz der Batterie B verbessert wird. Eine elektrische Heizung kann als die Heizeinheit H verwendet werden, und die Heizeinheit H kann an der zweiten Kühlmittelleitung W2 an einer Einlassseite der Batterie B vorgesehen sein. Die elektrische Einheit weist auf einen Motor, ein Ladegerät, einen Wechselrichter und eine elektrische Leistungssteuereinheit (EPCU) und kann an der später beschriebenen Verbindungsleitung 172 vorgesehen sein.
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Die Kühlmittelsteuereinheit 170 steuert eine Strömung des Kühlmittels, das durch die ersten und die zweiten Kühlmittelleitungen W1 und W2 zirkuliert, und weist die Verbindungsleitung 172 und ein Steuerventil 174a, 174b, 174c auf. Durch Verbinden der ersten und der zweiten Kühlmittelleitung W1 und W2 werden die Abwärme der elektrischen Einheit und der Batterie B und des im Außenkondensator 130 angesammelten Kältemittels durch den Abwärmekühler 150 im Heizmodus gesammelt, und die Batterie B wird durch den Batteriekühler 160 im Kühlmodus gekühlt, um ein Wärmemanagement der Batterie B zu ermöglichen. Die erste Pumpe P1, die das Kühlmittel umwälzt, kann an der Verbindungsleitung 172 vorgesehen sein. Die erste Pumpe P1 ist nicht darauf beschränkt, an der Verbindungsleitung 172 vorgesehen zu sein und kann an der ersten Kühlmittelleitung W1 vorgesehen sein.
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Die Kühlmittelsteuereinheit 170 verbindet die erste Kühlmittelleitung W1 und die zweite Kühlmittelleitung W2 parallel. Die Verbindungsleitung 172 der Kühlmittelsteuereinheit 170 verbindet den Außenkondensator 130, den Abwärmekühler 150 und den Batteriekühler 160 parallel, und das Steuerventil 174 ist an der ersten Kühlmittelleitung W1 und der zweiten Kühlmittelleitung W2 vorgesehen, um die Strömung des Kühlmittels zu steuern.
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Die Verbindungsleitung 172 umfasst eine Leitung, die die erste Kühlmittelleitung W1, die mit dem Vorratsbehälter RT verbunden ist, und die zweite Kühlmittelleitung W2, die mit der Einlassseite der Batterie B verbunden ist, verbindet, und eine Leitung, die die erste Kühlmittelleitung W1, die mit einer Einlassseite des elektrischen Kühlers 132 verbunden ist, und die zweiten Kühlmittelleitung W2, die mit einer Auslassseite des Batteriekühlers 160 verbunden ist, verbindet, wobei die erste Kühlmittelleitung W1 und die zweite Kühlmittelleitung W2 parallel verbunden sind.
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Das Steuerventil 174 umfasst ein erstes Richtungsumschaltventil 174a, das an einem Verzweigungspunkt zwischen der ersten Kühlmittelleitung W1 und der Verbindungsleitung 172 an einer Einlassseite des Abwärmekühlers 150 vorgesehen ist, ein zweites Richtungsumschaltventil 174b, das an einem Verzweigungspunkt der Verbindungsleitung 172 vorgesehen ist, die mit der zweiten Kühlmittelleitung W2 an einer Einlassseite des Batteriekühlers 160 verbunden ist, und ein drittes Richtungsumschaltventil 174c, das an einem Verzweigungspunkt der zweiten Kühlmittelleitung W2 an einer Auslassseite des Batteriekühlers 160 vorgesehen ist mit der Verbindungsleitung 172 verbunden. Die ersten bis dritten Richtungsumschaltventile 174a bis 174c können ein Dreiwegeventil sein.
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Ein erstes elektromagnetisches Ventil EEV1, das eine Strömungsrate des Kältemittels steuert, das dem Abwärmekühler 150 zugeführt wird, ist an der ersten Bypassleitung R1 vorgesehen, die die Kältemittelzirkulationsleitung R und den Abwärmekühler 150 verbindet, und ein zweites elektromagnetisches Ventil EEV2, das eine Strömungsrate des Kältemittels steuert, das dem Batteriekühler 160 zugeführt wird, ist an der zweiten Bypassleitung R2 vorgesehen, die die Kältemittelzirkulationsleitung R und den Batteriekühler 160 verbindet.
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Mit Bezug auf die 3 und 4, im Kühlmodus und im Batteriekühlmodus während des Kühlmodus, schließt das erste elektromagnetische Ventil EEV1 die erste Bypassleitung R1, während das zweite elektromagnetische Ventil EEV2 die zweite Bypassleitung R2 im Kühlmodus schließt und die zweite Bypassleitung R2 im Batteriekühlmodus während des Kühlmodus öffnet.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist das Expansionsventil 180 an der Kältemittelzirkulationsleitung R vorgesehen. Das Expansionsventil 180 ist ein temperaturempfindliches Ventil, das an einem vorderen Ende des Verdampfers 140 vorgesehen ist, um das Kältemittel entsprechend der Temperatur des Kältemittels am Auslass des Verdampfers 140 zu expandieren und kann das erste Magnetventil 181 umfassen, das die Kältemittelzirkulationsleitung R öffnet oder schließt, die mit dem Verdampfer 140 verbunden ist.
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Der Innenwärmetauscher 190 ist an der Kältemittelzirkulationsleitung R vorgesehen und tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das über den Außenkondensator 130 dem Verdampfer 140 zugeführt wird, und dem Kältemittel, das über den Verdampfer 140 dem Kompressor 110 zugeführt wird.
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Der PTC-Heizer 200 ist innerhalb des Klimatisierungsgehäuses C vorgesehen, ist benachbart zu dem Innenkondensator 120 vorgesehen, um dem Innenkondensator 120 eine unzureichende Wärmequelle zuzuführen, und kann je nach Bedarf bereitgestellt oder entfernt werden.
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Der Akkumulator 210 ist benachbart zu dem Kompressor 110 vorgesehen, trennt das dem Kompressor 110 zugeführte Kältemittel in ein Flüssigkältemittel und ein Dampfkältemittel und führt dem Kompressor 110 nur das Dampfkältemittel zu.
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Das zweite Magnetventil 220, das die Kältemittelzirkulationsleitung R öffnet oder schließt, die mit dem Außenkondensator 130 verbunden ist, kann an der Kältemittelzirkulationsleitung R an einem vorderen Ende einer Einlassseite des Außenkondensators 130 vorgesehen sein, und das dritte Magnetventil 230, das die dritten Bypassleitung R3 öffnet oder schließt ,sodass, das Kältemittel von der Kältemittelzirkulationsleitung R selektiv dem Kompressor 110 zugeführt wird, kann an der dritten Bypassleitung R3 vorgesehen sein.
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Wie in 4, 6 und 7 gezeigt, können die Kältemittelströmung zu der Kältemittelzirkulationsleitung R, der ersten Bypassleitung R1, der zweiten Bypassleitung R2 und der dritten Bypassleitung R3, sowie die Kühlmittelströmung zwischen der ersten Kühlmittelleitung W1 und der zweiten Kühlmittelleitung W2 auf verschiedene Weise über die Steuerung des ersten Magnetventils 181, des zweiten Magnetventils 220, des dritten Magnetventils 230, des ersten Richtungsumschaltventils 174a, des zweiten Richtungsumschaltventils 174b und des dritten Richtungsumschaltventils 174c gesteuert werden.
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In dem Batteriekühlmodus während des Kühlmodus von 4 wird die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert, dass das in dem elektrischen Kühler 132 gekühlte Kühlmittel die Batterie B durch Umwälzen der zweiten Kühlmittelleitung W2 durch die Verbindungsleitung 172 kühlt, und das in dem Batteriekühler 160 gekühlte Kühlmittel auch die Batterie B kühlt durch Zirkulation durch die zweite Kühlmittelleitung W2 zur Batterie B.
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Mit anderen Worten wird die Batterie B gekühlt, indem das in dem elektrischen Kühler 132 der ersten Kühlmittelleitung W1 gekühlte Kühlmittel und das in dem Batteriekühler 160 der zweiten Kühlmittelleitung W2 gekühlte Kühlmittel zu der Batterie B zirkuliert werden, und hierbei können das Kältemittel und das Kühlmittel nicht in Richtung des Abwärmekühlers 150 zirkulieren.
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Im Entfeuchtungsmodus während des Heizmodus von 6, betreffend die Kühlmittelströmung, kann die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert werden, dass das in der elektrischen Einheit der ersten Kühlmittelleitung W1 erwärmte Kühlmittel durch die Batterie B der zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkuliert, wobei das Kältemittel nicht zu dem Batteriekühler 160 zirkulieren kann, und das Kühlmittel nicht zum elektrischen Kühler 132 zirkulieren kann.
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Im Batteriekühlmodus während des Heizmodus von 7, kann die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert werden, dass das in der elektrischen Einheit der ersten Kühlmittelleitung W1 erwärmte Kühlmittel und das in der Batterie B der zweiten Kühlmittelleitung W2 erwärmte Kühlmittel zu der Batterie B der zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkulieren, wobei das Kältemittel zu dem Batteriekühler 160 zirkulieren kann, und das Kühlmittel nicht zu dem elektrischen Kühler 132 zirkulieren kann.
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Mögliche Betriebsweisen des Kühl- und Heizsystems 1 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 beschrieben.
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Im Kühlmodus von 3 kühlt die Kältemittelströmung das Innere des Fahrzeugs, indem dieser durch den Kompressor 110, den Innenkondensator 120, den Außenkondensator 130, den Verdampfer 140 und dann zurück zu dem Kompressor 110 zirkuliert. Bezugnehmend auf die Kühlmittelströmung im Kühlmodus wird die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert, dass das in dem elektrischen Kühler 132 der ersten Kühlmittelleitung W1 gekühlte Kühlmittel zu dem Batteriekühler 160 der zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkuliert.
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In dem Batteriekühlmodus während des Kühlmodus von 4 kühlt die Kältemittelströmung das Innere des Fahrzeugs durch Zirkulieren des Kompressors 110 und des Innenkondensators 120, wobei ein Teil des Kältemittels durch den Abwärmekühler 150 und den Kompressor 110 durch die erste Bypassleitung R1 zirkuliert, und der verbleibende Teil des Kältemittels durch den Außenkondensator 130 und den Batteriekühler 160 und den Kompressor 110 durch die zweite Bypassleitung R2 zirkuliert. Bezüglich des Kühlmittelfllusses im Batteriekühlmodus während des Kühlmodus wird die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert, dass das in dem elektrischen Kühler 132 gekühlte Kühlmittel die Batterie B kühlt, indem es durch die Verbindungsleitung 172 zur zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkuliert und das in dem Batteriekühler 160 gekühlte Kühlmittel kühlt auch die Batterie B durch Zirkulieren der Batterie B der zweiten Kühlmittelleitung W2.
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Im Heizmodus von 5 wird das Innere des Fahrzeugs erwärmt, wenn das Kältemittel durch den Kompressor 110 und den Innenkondensator 120, und den Abwärmekühler 150 und den Kompressor 110 durch die erste Bypassleitung R1 zirkuliert und das im Außenkondensator 130 gesammelte Kältemittel durch den Kompressor 110 durch die dritte Bypassleitung R3 zirkuliert. Mit Bezug auf die Kühlmittelströmung im Heizmodus wird die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert, dass das in der elektrischen Einheit der ersten Kühlmittelleitung W1 erwärmte Kühlmittel zu dem Batteriekühler 160 der zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkuliert und das in der Batterie B in der zweiten Kühlmittelleitung W2 erwärmte Kühlmittel zu dem Batteriekühler 160 zirkuliert.
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Im Entfeuchtungsmodus während des Heizmodus von 6, betreffend die Kältemittelströmung, wird das Innere des Fahrzeugs entfeuchtet, wenn das Kältemittel durch den Kompressor 110 und den Innenkondensator 120 zirkuliert, wobei ein Teil des Kältemittels durch den Abwärmekühler 150 und den Kompressor 110 durch die erste Bypassleitung R1 zirkuliert und der verbleibende Teil des Kältemittels durch den Kompressor 110 durch den Außenkondensator 130 und den Verdampfer 140 zirkuliert. Im Entfeuchtungsmodus während des Heizmodus, betreffend die Kühlmittelströmung, wird die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert, dass das in der elektrische Einheit der ersten Kühlmittelleitung W1 erwärmte Kühlmittel zu der Batterie B der zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkuliert, und das Kältemittel kann nicht zum Batteriekühler 160 zirkulieren, und das Kühlmittel kann nicht zum elektrischen Kühler 132 zirkulieren.
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In dem Batteriekühlmodus während des Heizmodus von 7, betreffend die Kältemittelströmung, wird das Innere des Fahrzeugs erwärmt, wenn das Kältemittel durch den Kompressor 110 und den Innenkondensator 120 zirkuliert, wobei ein Teil des Kältemittels durch den Abwärmekühler 150 und den Kompressor 110 durch die erste Bypassleitung R1 zirkuliert, und der verbleibende Teil des Kältemittels durch den Kompressor 110 über den Batteriekühler 160 durch den Außenkondensator 130 und die zweite Bypassleitung R2 zirkuliert. In dem Batteriekühlmodus während des Heizmodus, betreffend die Kühlmittelströmung, kann die Kühlmittelsteuereinheit 170 so gesteuert werden, dass das in der elektrischen Einheit der ersten Kühlmittelleitung W1 erwärmte Kühlmittel zu dem Batteriekühler 160 der zweiten Kühlmittelleitung W2 zirkuliert, das in der Batterie B der zweiten Kühlmittelleitung W2 erwärmte Kühlmittel zum Batteriekühler 160 zirkuliert, und das Kühlmittel nicht zum elektrischen Kühler 132 zirkuliert.
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Dementsprechend kann durch Bereitstellen der ersten Kühlmittelleitung W1, die den elektrischen Kühler 132 und den Abwärmekühler 150 und die zweite Kühlmittelleitung W2, entfernt von der ersten Kühlmittelleitung W1, verbindet, und den Batteriekühler 160 und die Batterie B verbindet, und die ersten und zweiten Kühlmittelleitungen W1 und W2 mit der Kühlmittelsteuereinheit 170 verbindet, die Heizleistung verbessert werden, da die Abwärme der elektrischen Einheit des im Außenkondensator 130 angesammelten Kältemittels und die Abwärme der Batterie B im Heizmodus verwendbar sind, und das Wärmemanagement der Batterie B wird ermöglicht, da die Batterie B im Kühlmodus durch den Batteriekühler 160 gekühlt wird.
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Da nicht nur die elektrische Einheit, sondern auch die Batterie B durch den elektrischen Kühler 132 gekühlt wird, ist auch kein separater elektrischer Kühler zum Batteriekühlen erforderlich, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden. Da die Batterie B nicht nur gekühlt, sondern auch unter Verwendung des elektrischen Kühlers 132, des Batteriekühlers 160 und der Heizeinheit H erwärmt wird, kann die Temperatur der Batterie B aufrechterhalten werden, wodurch die Effizienz der Batterie B verbessert wird.
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In einem Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Bereitstellen einer ersten Kühlmittelleitung, die einen elektrischen Kühler und einen Abwärmekühler verbindet, und einer zweiten Kühlmittelleitung, die von der ersten Kühlmittelleitung beabstandet angeordnet ist, und Verbinden eines Batteriekühlers und einer Batterie und Verbinden der ersten und der zweiten Kühlmittelleitungen mit einer Kühlmittelsteuereinheit, die Heizleistung verbessert werden, da Abwärme einer elektrischen Einheit, eines in einem Außenkondensator angesammelten Kältemittels, und Abwärme der Batterie in einem Heizmodus verwendet werden können, und das Wärmemanagement der Batterie wird ermöglicht, da die Batterie in einem Kühlmodus durch den Batteriekühler gekühlt wird.
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Da nicht nur die elektrische Einheit, sondern auch die Batterie durch den elektrischen Kühler gekühlt werden kann, ist auch kein separater elektrischer Kühler für die Batteriekühlung erforderlich, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden. Da die Batterie nicht nur gekühlt, sondern auch unter Verwendung des elektrischen Kühlers, des Batteriekühlers und einer Heizeinheit erwärmt werden kann, kann die Temperatur der Batterie optimal aufrechterhalten werden, wodurch die Effizienz der Batterie verbessert wird.
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Zusammenfassend wird ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, bei dem ein Kompressor (110), ein Innenkondensator (120), ein Außenkondensator (130) und ein Verdampfer (140) an eine Kältemittelzirkulationsleitung (R) angeschlossen sind, in der ein Kältemittel zirkuliert, wobei das Kühl- und Heizsystem umfasst: einen Abwärmekühler (150), der mit dem Kompressor (110) durch eine erste Bypassleitung (R1) an der Kältemittelzirkulationsleitung (R) verbunden ist; einen Batteriekühler (160), der mit dem Kompressor (110) durch eine zweite Bypassleitung (R2) an der Kältemittelzirkulationsleitung (R) verbunden ist; eine erste Kühlmittelleitung (W1), die ein Kühlmittel zirkuliert, indem der Abwärmekühler (150) mit einem elektrischen Kühler (132) und einer elektrischen Einheit verbunden wird, die benachbart dem Außenkondensator (130) angeordnet sind; eine zweite Kühlmittelleitung (W2), die von der ersten Kühlmittelleitung (W1) beabstandet ist und das Kühlmittel zirkuliert, indem der Batteriekühler (160) mit einer Batterie (B) des Fahrzeugs verbunden wird; und eine Kühlmittelsteuereinheit (170), die die erste Kühlmittelleitung (W1) und die zweite Kühlmittelleitung (W2) verbindet und eine Strömung des Kühlmittels steuert, das in der ersten Kühlmittelleitung (W1) und der zweiten Kühlmittelleitung (W2) zirkuliert, wobei Abwärme der elektrischen Einheit gesammelt wird, wobei ein im Außenkondensator (130) angesammeltes Kältemittel durch eine dritte Bypassleitung (R3) gesammelt wird, und Abwärme der Batterie (B) in einem Heizmodus gesammelt wird, und in einem Kühlmodus die Batterie (B) gekühlt werden kann, indem das Kältemittel, das durch den Außenkondensator (130) in den Verdampfer (140) und den Batteriekühler (160) strömt, zirkuliert werden, um ein Wärmemanagement der Batterie (B) zu ermöglichen. Dementsprechend wird das Wärmemanagement der Batterie (B) ermöglicht, indem die erste Kühlmittelleitung (W1) bereitgestellt wird, die den elektrischen Kühler (132) und den Abwärmekühler (150) verbindet, und die zweite Kühlmittelleitung (W2) bereitgestellt wird, die den Batteriekühler (160) und die Batterie (B) von der ersten Kühlmittelleitung (W1) entfernt verbindet, und indem die erste Kühlmittelleitung (W1) und die zweite Kühlmittelleitung (W2) mit der Kühlmittelsteuereinheit (170) verbunden werden, um Abwärme der elektrischen Einheit, des im Außenkondensator (130) angesammelten Kältemittels und Abwärme der Batterie (B) über den Abwärmekühler (150) in einem Heizmodus zu nutzen, um dadurch die Heizleistung zu verbessern und die Batterie (B) über den Batteriekühler (160) in einem Kühlmodus zu kühlen.
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Während eine oder mehrere Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben worden sind, versteht es sich für den Durchschnittsfachmann, dass verschiedene Änderungen in der Ausgestaltung und den Details daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie diese durch die folgenden Ansprüche definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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