DE102019130803B4 - Verfahren zum Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:Zirkulieren von Kühlmittel, in einem ersten Betriebszustand, zumindest in einem Motor-Kühlkreis (1) durch eine Reihenschaltung aufweisend eine Motorkreis-Pumpe (6), einen Elektromotor (2) und einen NT-Kühler (5), wobei die Motorkreis-Pumpe (6) aktiviert ist und das Kühlmittel in einer ersten Richtung (10) durch den NT-Kühler (5) strömt, undzeitversetzt davon, in einem zweiten Betriebszustand, Zirkulieren von Kühlmittel zumindest in einem Chiller-Kühlkreis (36) durch eine Reihenschaltung aufweisend einen Chiller (25), eine Chillerstrang-Pumpe (40), die Motorkreis-Pumpe (6) und den NT-Kühler (5), wobei die Chillerstrang-Pumpe (40) aktiviert ist, die Motorkreis-Pumpe (6) deaktiviert ist und das Kühlmittel in einer zweiten Richtung durch den NT-Kühler (5) strömt, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugs.
  • Es sind Wärmemanagementsysteme für elektrifizierte Kraftfahrzeuge bekannt, die eine Heizleistung für einen Fahrzeuginnenraum mittels einer Wärmepumpenfunktionalität bereitstellen, in der vorhandene Wärmequellen, z.B. Elektromotor und Hochvoltspeicher, genutzt werden. Dabei ist ständig erstrebenswert, das Wärmemanagementsystem effizienter zu betreiben und die zur Verfügung stehenden Wärmequellen effizienter zu nutzen, da eine Effizienzsteigerung direkt die Reichweite des Fahrzeugs im Heizbetrieb verbessert.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Effizienz eines Wärmemanagementsystems zu steigern. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Verfahren zum Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, mit den Schritten: Zirkulieren von Kühlmittel, zumindest in einem ersten Betriebszustand, in einem Motor-Kühlkreis durch eine Reihenschaltung aufweisend eine Motorkreis-Pumpe, einen Elektromotor und einen NT-Kühler, wobei die Motorkreis-Pumpe aktiviert ist und das Kühlmittel in einer ersten Richtung durch den NT-Kühler strömt, und zeitversetzt davon, in einem zweiten Betriebszustand, Zirkulieren von Kühlmittel zumindest in einem Chiller-Kühlkreis durch eine Reihenschaltung aufweisend einen Chiller, eine Chillerstrang-Pumpe, die Motorkreis-Pumpe und den NT-Kühler, wobei die Chillerstrang-Pumpe aktiviert ist, die Motorkreis-Pumpe deaktiviert ist und das Kühlmittel in einer zweiten Richtung durch den NT-Kühler strömt, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Somit lässt sich ein Wärmemanagementsystem bereitstellen, welches noch effizienter zu betreiben ist, ohne dass zusätzliche Komponenten oder Ventile erforderlich wären.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren einen dritten Betriebszustand auf, mit den Schritten: Zirkulieren von Kühlmittel in einem Motor-Chiller-Kreis durch den Elektromotor, den Chiller und die Chillerstrang-Pumpe, und gleichzeitiges Zirkulieren von Kühlmittel in einem HVS-Chiller-Kreislauf, wobei Kühlmittel durch einen Energiespeicher, den Chiller, eine Chillerstrang-Pumpe und zurück zum Energiespeicher zirkuliert. Somit kann sehr viel Abwärme mit nur einer aktivierten Pumpe in den Chiller eingetragen werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren im ersten Betriebszustand des Weiteren den Schritt auf: Zirkulieren von Kühlmittel in einem HVS-Chiller-Kreislauf, wobei Kühlmittel durch einen Energiespeicher, den Chiller, eine Chillerstrang-Pumpe und zurück zum Energiespeicher zirkuliert wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird abhängig von der Summe einer Abwärme vom Elektromotor und dem Energiespeicher zwischen dem dritten und dem ersten Betriebszustand gewechselt. Dadurch kann der Energiespeicher als thermischer Speicher bzw. Puffer eingesetzt werden, um die Schaltfrequenz und Strömungsumkehrhäufigkeit zu minimieren. In diesem Fall wird die Temperatur des Energiespeichers innerhalb festgelegter Grenzen im Wohlfühlbereich des Energiespeichers erhöht und abgesenkt.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
    • 1 zeigt schematisch Heiz- und Kühlkreisläufe eines Wärmemanagementsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    • 2 zeigt schematisch einen Kältekreislauf des Wärmemanagementsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 1 zeigt schematisch Heiz- und Kühlkreisläufe eines Wärmemanagementsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Wärmemanagementsystem ist vorzugsweise in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, beispielsweise einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug installiert. Das Wärmemanagementsystem weist einen Motor-Kühlkreis 1 auf, in dem ein Elektromotor 2, eine Leistungselektronik 3, ein Rückschlagventil 4, ein Kühler-Heizstrang-Ventil 38, ein NT-Kühler 5, sowie eine Motorkreis-Pumpe 6 angeordnet sind. In dem Motor-Kühlkreis 1 ist ein Kühlmittel zirkulierbar, beispielsweise ein mit Additiven versetztes Wasser. Mittels des Kühler-Heizstrang-Ventils 38 kann eine Durchströmung des NT-Kühlers 5 zugelassen oder unterbunden werden, wobei auch Zwischenstellungen des Kühler-Heizstrang-Ventils 38 möglich sind. Insbesondere durchströmt im Betrieb des Motor-Kühlkreises 1, bei geöffnetem Kühler-Heizstrang-Ventil 38 und aktivierter Motorkreis-Pumpe 6, das Kühlmittel in dieser Reihenfolge die Motorkreis-Pumpe 6, die Leistungselektronik 3, den Elektromotor 2 und den NT-Kühler 5. Der NT-Kühler 5 ist von Umgebungsluft durchströmbar angeordnet, so dass dieser durch einen Fahrtwind gekühlt werden kann. Dem NT-Kühler 5 ist ein Gebläse 7 zugeordnet, um zusätzlich zum Fahrtwind eine Luftströmung durch den NT-Kühler 5 zu fördern. In bekannter Weise ist dem Motor-Kühlkreis 1 ein Ausgleichsbehälter 8 zugeordnet.
  • Parallel zum Elektromotor 2 und der Leistungselektronik 3 ist ein Heizstrang 9 vorgesehen. Genauer zweigt zwischen der Motorkreis-Pumpe 6 und der Leistungselektronik 3 der Heizstrang 9 vom Motor-Kühlkreis 1 ab. Zwischen dem Elektromotor 2 und dem NT-Kühler 5 mündet der Heizstrang 9 wieder in den Motor-Kühlkreis 1. An der Einmündung des Heizstrangs 9 in den Motor-Kühlkreis 1 befindet sich das Kühler-Heizstrang-Ventil 38 bzw. ein Regelventil, welches insbesondere als 2/3-Wege-Ventil ausgebildet ist. Es könnten aber anstatt des 2/3-Wege-Ventils auch eines oder mehrere anderer Ventile vorgesehen sein, wie beispielsweise zwei Absperrventile.
  • Der Heizstrang 9 weist einen wassergekühlten Kondensator 11, eine Heizkreis-Pumpe 12, einen elektrischen Heizer 13, einen Innenraumwärmetauscher 14 sowie das Kühler-Heizstrang-Ventil 38 auf. Der Innenraumwärmetauscher 14 ist innerhalb einer angedeuteten Luftführung 15, beispielsweise einem Luftströmungskanal, angeordnet, mit der Luft in einen nicht dargestellten Insassenraum des Kraftfahrzeugs geführt wird, so dass mittels des Innenraumwärmetauschers 14 der Insassenraum beheizt werden kann. Im Heizstrang 9 ist das Kühler-Heizstrang-Ventil 38 stromabwärts des Innenraumwärmetauschers 14, dieser stromabwärts des elektrischen Heizers 13 und dieser stromabwärts des Kondensators 11 angeordnet. Mittels des Kühler-Heizstrang-Ventils 38 kann eine Durchströmung des Heizstrangs 9 zugelassen oder unterbunden werden, wobei auch Zwischenstellungen des Kühler-Heizstrang-Ventils 38 möglich sind.
  • Zum Ausbilden eines EDH-Heizkreises 16 (mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet) ist eine Heiz-Rückleitung 17 vorgesehen, die einen stromabwärtigen Ausgang des Innenraumwärmetauschers 14 mit einem stromaufwärtigen Eingang des Kondensators 11 fluidisch leitend miteinander verbindet. In der Heiz-Rückleitung 17 ist ein Einwegeventil 18 vorgesehen, welches nur eine Strömung in einer Richtung und zwar vom Ausgang des Innenraumwärmetauschers 14 hin zum Eingang des Kondensators 11 zulässt. Mittel des EDH-Heizkreises 16 kann der Insassenraum geheizt werden, indem das mittels der Heiz-Pumpe 12 zirkulierte Kühlmittel zumindest vom elektrischen Heizer 13 erwärmt wird und diese Wärmeenergie an den Innenraumwärmetauscher 14 abgegeben wird. In anderen Betriebszuständen wird das Kühlmittel zusätzlich oder alternativ vom Kondensator 11 erwärmt, beispielsweise durch Abwärme von einem elektrischen Energiespeicher 19 (HVS), dem Elektromotor 2 etc. je nachdem welche Wärmemengen von diesen Komponenten zur Verfügung stehen.
  • Zwischen dem Kühler-Heizstrang-Ventil 38 und dem Elektromotor 2 zweigt ein Chiller-Strang 20 vom Motor-Kühlkreis 1 ab. Zwischen der Leistungselektronik 3 und der Motorkreis-Pumpe 6 mündet der Chiller-Strang 20 wieder in den Motor-Kühlkreis 1.
  • Der Chiller-Strang 20 weist einen Chiller 25, eine Chillerstrang-Pumpe 40 und ein HVS-Chiller-Ventil 39 bzw. Regelventil auf. Ein HVS-Strang 26 weist eine Reihenschaltung aus dem elektrischen Energiespeicher 19 (HVS), einem Einwegeventil 23 bzw. Rückschlagventil und dem HVS-Chiller-Ventil 39 auf. Durch das Einwegeventil 23 ist die Strömungsrichtung des Kühlmittels im HVS-Strang 26 vorgegeben. Mittels des HVS-Chiller-Ventils 39 kann eine Durchströmung des Chiller-Strangs 20 sowie des HVS-Strangs 26 zugelassen oder unterbunden werden, wobei auch Zwischenstellungen möglich sind. Das HVS-Chiller-Ventil 39 ist insbesondere als 2/3-Wege-Ventil ausgebildet, es könnten aber anstatt des 2/3-Wege-Ventils auch eines oder mehrere anderer Ventile vorgesehen sein, wie beispielsweise zwei Absperrventile.
  • Wenn der HVS-Chiller-Kreislauf 35 in Betrieb ist, wird mittels der aktivierten Chillerstrang-Pumpe 40 Kühlmittel vom Energiespeicher 19 zum Chiller 25 gefördert und somit Abwärme vom Energiespeicher 19 in den Chiller 25 eingetragen. Nach dem Durchströmen des Chillers 25 fördert die Chillerstrang-Pumpe 40 das Kühlmittel wieder zurück zum Energiespeicher 19 usw. Genauer ist die Chillerstrang-Pumpe 40 zwischen dem Chiller 25 und dem HVS-Chiller-Ventil 39 angeordnet. Wenn der HVS-Chiller-Kreislauf 35 nicht in Betrieb ist, jedoch der Chiller-Strang 20 von Kühlmittel durchströmt wird, kann mittels der Chillerstrang-Pumpe 40 der Kühlmittelstrom entlang des Chiller-Strangs 20 durch den Chiller 25 gefördert werden.
  • 2 zeigt schematisch einen Kältekreislauf 27 des Wärmemanagementsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Kältekreislauf 27 umfasst den wassergekühlten Kondensator 11, den Chiller 25 sowie einen Klima-Verdampfer 28, welcher in der Luftführung 15 angeordnet ist. Durch diese Komponenten zirkuliert ein Kältemittel, beispielsweise R134a, R1234yf, R1234ze oder dergleichen. Der Chiller 25 ist ein Wärmetauscher bzw. Wärmeüberträger, der Wärmeenergie zwischen dem Kältemittel des Kältekreislaufs 27 und dem Kühlmittel im Chiller-Strang 20 überträgt. Dazu durchströmen das Kältemittel und das Kühlmittel fluidisch getrennt voneinander den Chiller 25. Der Klima-Verdampfer 28 ist ein Wärmetauscher bzw. Wärmeüberträger, der Wärmeenergie zwischen dem Kältemittel des Kältekreislaufs 27 und einer in der Luftführung 15 strömenden Luft überträgt. Dazu durchströmen das Kältemittel und die Luft fluidisch getrennt voneinander den Klima-Verdampfer 28. Der Klima-Verdampfer 28 ist im Kältekreislauf 27 parallel zum Chiller 25 geschaltet. Zum Einstellen der Kühlleistung des Klima-Verdampfers 28 ist diesem ein selbstregelndes und elektrisch absperrbares Expansionsventil 29 vorgeschaltet. Dem Chiller 25 ist ein Expansionsventil 30 vorgeschaltet. Der Innenraumwärmetauscher 14 und der Klima-Verdampfer 28 sind beide in der Luftführung 15 angeordnet. Mit ihnen kann der Insassenraum beheizt, gekühlt und/oder entfeuchtet werden.
  • Ferner weist der Kältekreislauf 27 einen elektrischen Verdichter 31 auf, mit dem das Kältemittel verdichtet und gefördert werden kann. Der Kältekreislauf 27 in 2 weist zusätzlich zwei innere Wärmetauscher 32, 33 auf, von denen einer dem Klima-Verdampfer 28 und der andere dem Chiller 25 zugeordnet ist. Die inneren Wärmetauscher 32, 33 haben jeweils zwei in Wärmekontakt, aber fluidisch voneinander getrennt durchströmbare Kammern. Dabei ist eine Kammer dem Chiller/Klima-Verdampfer vorgeschaltet und die andere Kammer dem Chiller/Klima-Verdampfer nachgeschaltet. Die Kammern werden in entgegengesetzter Richtung durchströmt und bilden somit einen Gegenstromwärmetauscher aus. Die inneren Wärmetauscher durchströmt somit in einer Kammer das vom Verdichter kommende, überwiegend flüssige Kältemittel und in der anderen Kammer das vom Chiller/Klima-Verdampfer kommende überwiegend gasförmige Kältemittel. Durch den inneren Wärmetauscher wird dem überwiegend flüssigen Kältemittel Wärmeenergie entzogen, was dazu führt, dass ein noch höherer Anteil verflüssigt wird. Dem überwiegend gasförmigen Kältemittel wird diese Energie zugeführt, was dazu führt, dass ein noch höherer Anteil verdampft und gasförmig vorliegt. Dies dient zur Leistungs- und Effizienzsteigerung des Chillers 25 und des Klima-Verdampfers 28. Für die Funktion des Kältekreislaufs 27 sind die inneren Wärmetauscher 32, 33 nicht zwingend erforderlich. Stromab des Klima-Verdampfers 28 ist ein Rückschlagventil 34 bzw. Einwegeventil angeordnet. Weitere Varianten, welche nicht gezeigt sind, ergeben sich durch die Verwendung mehrerer Chiller 25, mehrerer Kondensatoren 11 oder mehrerer, separater Kältekreisläufe 27.
  • Stromabwärts des Kondensators 11 zweigt sich der Kältekreislauf 27 in die parallelen Stränge auf, von denen einer zu dem Klima-Verdampfer 28 und der andere zu dem Chiller 25 führt. Von diesem Punkt wird in dieser Reihenfolge im einen Strang der innere Wärmetauscher 32, das Expansionsventil 29, der Klima-Verdampfer 28, der innere Wärmetauscher 32, das Rückschlagventil 34 und der Verdichter 31 durchströmt. Im anderen Strang wird in dieser Reihenfolge der innere Wärmetauscher 33, das Expansionsventil 30, der Chiller 25, der innere Wärmetauscher 33 und der Verdichter 31 durchströmt. Die parallelen Stränge werden stromaufwärts des Verdichters 31 wieder zusammen geführt.
  • Nachfolgend sollen einige Betriebsmodi dieses Wärmemanagementsystems beschrieben werden.
  • In Kühlfällen, in denen der NT-Kühler 5 zur Wärmeabgabe an die Umgebung genutzt werden soll, wird der Motor-Kühlkreis 1 in einem ersten Betriebszustand betrieben. Dabei ist die Motorkreis-Pumpe 6 aktiviert bzw. in Betrieb, so dass Kühlmittel im Motor-Kühlkreis 1 mittels der aktivierten Motorkreis-Pumpe 6 zirkuliert wird, so dass Abwärme des Elektromotors 2 und/oder der Leistungselektronik 3 über den NT-Kühler 5 an die Umgebungsluft abgegeben wird. In diesem ersten Betriebszustand durchströmt das Kühlmittel den NT-Kühler 5 in einer ersten Richtung. Zusätzlich kann im ersten Betriebszustand der HVS-Chiller-Kreislauf 35 (mit einer Strichlinie eingezeichnet) in Betrieb sein, so dass die Abwärme des Energiespeichers 19 in den Chiller 25 eingetragen wird. In diesem HVS-Chiller-Kreislauf 35 wird Kühlmittel durch den Energiespeicher 19, das Einwegeventil 23, den Chiller 25, die Chillerstrang-Pumpe 40 und zurück zum Energiespeicher 19 entlang des HVS-Chiller-Kreislaufs 35 zirkuliert, um Abwärme des Energiespeichers 19 in den Chiller 25 einzutragen und diese Wärmeenergie über den Chiller 25 und den Kältekreislauf 27 in den Kondensator 11 einzutragen. Vom Kondensator 11 kann diese Wärmeenergie dann in den EDH-Heizkreis 16 und/oder den Heizstrang 9 eingetragen werden (sog. Wärmepumpenfunktionalität). Mit diesem Betriebszustand kann der Energiespeicher 19 gekühlt werden, während die Abwärme aus dem Energiespeicher 19 über den Chiller 25, dem Kältekreislauf 27 und dem Kondensator 11 dem Innenraumwärmetauscher 14 zugeführt wird, um somit den Insassenraum zu beheizen. Je nach Heizanforderung ist dabei der elektrische Heizer 13 ein- oder ausgeschaltet.
  • In einem zweiten Betriebszustand wird ein Chiller-Kühlkreis 36 betrieben. Der zweite Betriebszustand ist zeitversetzt zum ersten Betriebszustand. Anders ausgedrückt, werden der erste und zweite Betriebszustand nicht zeitgleich ausgeführt, sondern der erste Betriebszustand oder der zweite Betriebszustand. In dem hier beschriebenen zweiten Betriebszustand wird Kühlmittel entlang eines mit Strich-Punkt-Linie eingezeichneten Chiller-Kühlkreises 36 zirkuliert. Im Chiller-Kühlkreis 36 wird das Kühlmittel durch den Chiller-Strang 20, d.h. den Chiller 25, die aktivierte Chillerstrang-Pumpe 40, das HVS-Chiller-Ventil 39, die nicht-aktivierte Motorkreis-Pumpe 6, den NT-Kühler 5, das Kühler-Heizstrang-Ventil 38 und zurück zum Chiller 25 zirkuliert. Die Zirkulation erfolgt dabei in einer zweiten Richtung, welche der ersten Richtung des Motor-Kühlkreises 1 entgegengesetzt ist. Das heißt, der NT-Kühler 5 wird in der zweiten Richtung, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist, durchströmt. Die Motorkreis-Pumpe 6 wird dabei, während diese nicht betrieben wird, überdrückt. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Umgebungstemperatur wärmer ist als die Temperatur des Chillers 25, so dass Wärme aus der Umgebung über den NT-Kühler 5 in den Chiller 25 eingetragen werden kann.
  • Im zweiten Betriebszustand wird gleichzeitig zum Chiller-Kühlkreis 36 ein Motor-Chiller-Kreis 22 (mit einer Strich-Punkt-Linie eingezeichnet) betrieben. Im Motor-Chiller-Kreis 22 wird Kühlmittel mittels der aktivierten Chillerstrang-Pumpe 40 durch den Elektromotor 2, den Chiller-Strang 20 (d.h. den Chiller 25 und die Chillerstrang-Pumpe 40), die Leistungselektronik 3 und zurück zum Elektromotor 2 zirkuliert. Auf diese Weise kann der Elektromotor 2 und/oder die Leistungselektronik 3 gekühlt und deren Abwärme in den Chiller 25 und somit analog zur Abwärme des Energiespeichers 19, wie oben beschrieben, in den Heizstrang 9 und/oder in den EDH-Heizkreis 16 eingetragen werden (Wärmepumpenfunktionalität). Der Vorteil dieses zweiten Betriebszustands ist, dass mit relativ wenigen Komponenten/Ventilen eine einfache Kühlkreistopologie ermöglicht werden kann.
  • Im zweiten Betriebszustand wird der NT-Kühler 5 rückwärts durchströmt, es sind aber auch Kreisläufe denkbar, in denen andere Komponenten (Elektromotor 2, Leistungselektronik 3 und/oder Chiller 25 etc.) rückwärts durchströmt werden.
  • Ebenso ist ein Betriebszustand möglich, bei dem nur der Motor-Chiller-Kreis 22, ohne den Chiller-Kühlkreis 36, betrieben wird. Während der Motor-Chiller-Kreis 22 in Betrieb ist, kann mittels des Kühler-Heizstrang-Ventils 38 der Chiller-Kühlkreis 36 hinzu- oder weggeschaltet werden.
  • Falls ein Betriebszustand gewünscht ist, bei dem nur der Chiller-Kühlkreis 36, ohne den Motor-Chiller-Kreis 22, betrieben wird, dann wäre stromab des Elektromotors 2 oder stromaufwärts der Leistungselektronik 3 anstatt des Rückschlagventils 4 oder zusätzlich zum Rückschlagventil 4 ein Abschaltventil vorzusehen. Durch dieses Abschaltventil könnte dann der Motor-Chiller-Kreis 22 unabhängig vom Chiller-Kühlkreis 36 zu- oder abgeschaltet werden.
  • In einem dritten Betriebszustand werden sowohl der Motor-Chiller-Kreis 22 als auch der HVS-Chiller-Kreislauf 35 betrieben. Dabei ist die Chillerstrang-Pumpe 40 in Betrieb und das HVS-Chiller-Ventil 39 befindet sich in einer Zwischenstellung. Dadurch wird sowohl die Abwärme aus der Leistungselektronik 3, dem Elektromotor 2 und dem Energiespeicher 19 in den Chiller 25 eingetragen. Dadurch kann sehr viel Abwärme in den Chiller 25 eingetragen werden. Ein weiterer Vorteil dieses Betriebszustandes wäre, dass die thermischen Puffereigenschaften des Energiespeichers 19 (bei entsprechender Regelung der Chillerstrang-Pumpe 40 und des HVS-Chiller-Ventils 39) dazu genutzt werden können, die Eintrittsbedingungen am Chiller 25 unabhängig von schnellen Laständerungen im Antriebsstrang konstant zu halten, bzw. die Änderungsgeschwindigkeit gering zu halten. Dies ist vorteilhaft für den Betrieb des Kältekreises 27.
  • Sollte diese Abwärme eine Wärmeaufnahmekapazität des Chillers 25 übersteigen, dann kann zum ersten Betriebszustand umgeschaltet werden. Im ersten Betriebszustand wird dann wieder nur die Abwärme des Energiespeichers 19 in den Chiller 25 eingetragen und die Abwärme des Elektromotors 2 und der Leistungselektronik 3 wird über den NT-Kühler 5 an die Umgebung abgegeben.
  • Abhängig von der Wärmeaufnahmekapazität des Chillers 25 und der von der Leistungselektronik 3, dem Elektromotor 2 und dem Energiespeicher 19 bereitgestellten Abwärme wird zwischen dem dritten und dem ersten Betriebszustand hin und her geschaltet. Somit kann der Energiespeicher 19 als thermischer Speicher eingesetzt werden, um die Schaltfrequenz und Strömungsumkehrhäufigkeit zu minimieren. In diesem Fall wird die Temperatur des Energiespeichers 19 innerhalb festgelegter Grenzen im Wohlfühlbereich des Energiespeichers 19 erhöht und abgesenkt.
  • Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Motor-Kühlkreis
    2
    Elektromotor
    3
    Leistungselektronik
    4
    Rückschlagventil
    5
    NT-Kühler
    6
    Motorkreis-Pumpe
    7
    Gebläse
    8
    Ausgleichsbehälter
    9
    Heizstrang
    10
    Erste Richtung
    11
    Wassergekühlter Kondensator
    12
    Heiz-Pumpe
    13
    Elektrischer Heizer
    14
    Innenraumwärmetauscher
    15
    Luftführung
    16
    EDH-Heizkreis
    17
    Heiz-Rückleitung
    18
    Einwegeventil
    19
    Elektrischer Energiespeicher
    20
    Chiller-Strang
    22
    Motor-Chiller-Kreis
    23
    Einwegeventil
    25
    Chiller
    26
    HVS-Strang
    27
    Kältekreislauf
    28
    Klima-Verdampfer
    29
    Expansionsventil
    30
    Expansionsventil
    31
    Elektrischer Verdichter
    32
    Innerer Wärmetauscher
    33
    Innerer Wärmetauscher
    34
    Rückschlagventil
    35
    HVS-Chiller-Kreislauf
    36
    Chiller-Kühlkreis
    37
    Verzweigungspunkt
    38
    Kühler-Heizstrang-Ventil
    39
    HVS-Chiller-Ventil
    40
    Chillerstrang-Pumpe

Claims (4)

  1. Verfahren zum Wärmemanagement eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: Zirkulieren von Kühlmittel, in einem ersten Betriebszustand, zumindest in einem Motor-Kühlkreis (1) durch eine Reihenschaltung aufweisend eine Motorkreis-Pumpe (6), einen Elektromotor (2) und einen NT-Kühler (5), wobei die Motorkreis-Pumpe (6) aktiviert ist und das Kühlmittel in einer ersten Richtung (10) durch den NT-Kühler (5) strömt, und zeitversetzt davon, in einem zweiten Betriebszustand, Zirkulieren von Kühlmittel zumindest in einem Chiller-Kühlkreis (36) durch eine Reihenschaltung aufweisend einen Chiller (25), eine Chillerstrang-Pumpe (40), die Motorkreis-Pumpe (6) und den NT-Kühler (5), wobei die Chillerstrang-Pumpe (40) aktiviert ist, die Motorkreis-Pumpe (6) deaktiviert ist und das Kühlmittel in einer zweiten Richtung durch den NT-Kühler (5) strömt, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit einem dritten Betriebszustand, mit den Schritten: Zirkulieren von Kühlmittel in einem Motor-Chiller-Kreis (22) durch den Elektromotor (2), den Chiller (25) und die Chillerstrang-Pumpe (40), und gleichzeitiges Zirkulieren von Kühlmittel in einem HVS-Chiller-Kreislauf (35), wobei Kühlmittel durch einen Energiespeicher (19), den Chiller (25), eine Chillerstrang-Pumpe (40) und zurück zum Energiespeicher (19) zirkuliert.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, im ersten Betriebszustand des Weiteren mit dem Schritt: Zirkulieren von Kühlmittel in einem HVS-Chiller-Kreislauf (35), wobei Kühlmittel durch einen Energiespeicher (19), den Chiller (25), eine Chillerstrang-Pumpe (40) und zurück zum Energiespeicher (19) zirkuliert wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei abhängig von der Summe einer Abwärme vom Elektromotor (2) und dem Energiespeicher (19) zwischen dem dritten und dem ersten Betriebszustand gewechselt wird.
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