DE102020111511A1 - Refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles and method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement - Google Patents

Refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles and method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge, aufweisend einen Kältemittelkreislauf (101) und einen Kühlmittelkreislauf (201), wobei der Kältemittelkreislauf (101) im Kälteanlagen- und im Wärmepumpenmodus betreibbar ist und einen Verdichter (102), einen Außenwärmeübertrager (103) und einen Verdampfer (105) sowie einen zum Außenwärmeübertrager (103) parallel angeordneten Innenkondensator (104) und einen zum Verdampfer (105) parallel angeordneten Batteriechiller (106) und Antriebsstrangchiller (107) aufweist und dass nach dem Verdampfer (105) im Wärmepumpenmodus ein Kältemittelpfad zum Außenwärmeübertrager (103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (115) schaltbar ist und dass der im Wärmepumpenmodus als Verdampfer arbeitende Außenwärmeübertrager (103) mit einem Kältemittelpfad mit Kältemittelventil (112) saugseitig mit dem Verdichter (102) verbunden ist, so dass im Verdampfer (105) im Kälteanlagen- und im Wärmepumpenmodus eine konstante Strömungsrichtung des Kältemittels vorliegt, wobei im Wärmepumpenmodus im Außenwärmeübertrager (103) bei Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft (301) eine Strömungsrichtungsumkehr des Kältemittels erfolgt.The invention relates to a refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles, having a refrigerant circuit (101) and a coolant circuit (201), wherein the refrigerant circuit (101) can be operated in the refrigeration system and in the heat pump mode and a compressor (102), an external heat exchanger (103) ) and an evaporator (105) as well as an internal condenser (104) arranged parallel to the external heat exchanger (103) and a battery chiller (106) and drive train chiller (107) arranged parallel to the evaporator (105) and that after the evaporator (105) in heat pump mode The refrigerant path to the external heat exchanger (103) with an upstream expansion element (115) can be switched and that the external heat exchanger (103), which operates as an evaporator in the heat pump mode, is connected to the compressor (102) on the suction side with a refrigerant path with a refrigerant valve (112), so that in the evaporator (105 ) in the refrigeration system and in the heat pump mode a const The nth direction of flow of the refrigerant is present, with a reversal of the flow direction of the refrigerant taking place in the heat pump mode in the external heat exchanger (103) when heat is absorbed from the ambient air (301).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung.The invention relates to a refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles. The invention also relates to a method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement.

Das Einsatzgebiet der Erfindung liegt auf dem Gebiet von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, die als Energiespeicher in aller Regel Hochvoltbatterien für die Energieversorgung des Antriebsstranges des Fahrzeuges nutzen.The field of application of the invention is in the field of electrically powered vehicles which, as an energy storage device, generally use high-voltage batteries for supplying energy to the vehicle's drive train.

Dabei spielt eine effiziente Wärmeversorgung des Fahrzeuges in Kombination mit einem optimalen Wärmemanagement der Batterie und des elektrischen Antriebsstranges eine wichtige Rolle.
Elektrische batteriebetriebene Fahrzeuge erzeugen relativ wenig Abwärme und somit besteht bei derartigen Fahrzeugen regelmäßig das Bedürfnis, Wärme für die Beheizung der Fahrzeugkabine effizient zu erzeugen und in ausreichender Menge und angemessenem Temperaturniveau zur Verfügung zu stellen.An efficient heat supply for the vehicle in combination with an optimal heat management of the battery and the electric drive train plays an important role.
Electric battery-operated vehicles generate relatively little waste heat, and so there is regularly a need in such vehicles to efficiently generate heat for heating the vehicle cabin and to make it available in sufficient quantity and at an appropriate temperature level.

Im Stand der Technik sind für diese Konstellation Kältemittelkreisläufe für Kälteanlagen- und Wärmepumpenschaltungen bekannt, die insbesondere auf batteriebetriebene Fahrzeuge zugeschnitten sind.In the prior art, refrigerant circuits for refrigeration system and heat pump circuits are known for this constellation, which are tailored in particular to battery-operated vehicles.

So geht beispielsweise aus der DE 10 2009 028 522 B4 eine kompakte Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug hervor, die sowohl im Kälteanlagenbetrieb als auch im Wärmepumpenbetrieb arbeitet.For example, the DE 10 2009 028 522 B4 a compact air conditioning system for a motor vehicle, which works in both refrigeration and heat pump mode.

Ein Wärmepumpensystem für batterieelektrische Fahrzeuge gemäß dem Stand der Technik beinhaltet drei Kältemittel-Luft-Wärmeübertrager, einen Umgebungswärmeübertrager, der auch als Außenwärmeübertrager bezeichnet wird, einen Verdampfer und einen Innenkondensator, wobei letzterer auch als Innenkondensator bezeichnet wird. Dabei sind der Umgebungswärmeübertrager im Kühlmodul, auch Kühlereinheit genannt, im Vorderwagen und die beiden anderen Wärmeübertrager in der Klimaanlage angeordnet. Im Allgemeinen werden der Umgebungswärmeübertrager im Kühlbetrieb zur Wärmeabgabe an die Umgebungsluft, der Verdampfer zur Wärmeaufnahme und somit zur Abkühlung beziehungsweise Entfeuchtung der Fahrzeugkabinenluft und der Innenkondensator gar nicht verwendet.
Im Heizbetrieb werden die Kältemittelventile derart angesteuert, dass im Umgebungswärmeübertrager und im Verdampfer eine kältemittelseitige Strömungsumkehr stattfindet. Somit werden der Umgebungswärmeübertrager zur Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft und der Verdampfer wahlweise zur Wärmeaufnahme oder Wärmeabgabe aus der oder an die Kabinenluft und der Innenkondensator zur Wärmeabgabe an die Kabinenluft verwendet. Ein zusätzlicher Kältemittel-Wasser-Wärmeübertrager, auch Chiller genannt, kann sowohl zur aktiven Batteriekühlung oder zur Wärmerückgewinnung verwendet werden.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2011 109 055 A1 eine Klimaanlage für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Klimatisieren eines Fahrzeuges in dieser Konstellation bekannt.
Ein weiteres System ähnlicher Art ist aus der DE 10 2012 111 672 B4 mit einem Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage mit Wärmepumpen- und Nachheizfunktionalität bekannt.A heat pump system for battery-electric vehicles according to the prior art includes three refrigerant-air heat exchangers, an ambient heat exchanger, which is also referred to as an external heat exchanger, an evaporator and an internal condenser, the latter also being referred to as an internal condenser. The ambient heat exchanger is arranged in the cooling module, also known as the cooler unit, in the front of the vehicle and the other two heat exchangers in the air conditioning system. In general, the ambient heat exchanger in cooling mode is used to give off heat to the ambient air, the evaporator to absorb heat and thus to cool or dehumidify the vehicle cabin air, and the interior condenser is not used at all.
In heating mode, the refrigerant valves are activated in such a way that a flow reversal on the refrigerant side takes place in the ambient heat exchanger and in the evaporator. The ambient heat exchanger is thus used to absorb heat from the ambient air and the evaporator is optionally used to absorb or dissipate heat from or to the cabin air and the internal condenser is used to dissipate heat to the cabin air. An additional coolant-water heat exchanger, also known as a chiller, can be used both for active battery cooling or for heat recovery.
For example, from the DE 10 2011 109 055 A1 an air conditioning system for a vehicle and a method for air conditioning a vehicle in this constellation are known.
Another system of a similar nature is from the DE 10 2012 111 672 B4 known with a refrigerant circuit of an air conditioning system with heat pump and reheating functionality.

Die Wärmepumpensysteme gemäß dem Stand der Technik erfordern beim Umschalten des Betriebsmodus vom Heizbetrieb auf den Kühlbetrieb eine Strömungsumkehr des Kältemittels im Verdampfer. Dazu ist es erforderlich, dass der Kältemittelverdichter angehalten wird. Das Ab- und Zuschalten des Kältemittelverdichters kann zusammen mit Absaug- und Fülleffekten des Verdampfers zu störenden Geräuschen im Innenraum führen. Hinzu kommt, dass während des Wechsels des Betriebsmodus keine oder nur eine sehr reduzierte Kälteleistung zum Kühlen der Innenraumluft bereitsteht, sodass die Luftausblastemperaturen im Innenraum ansteigen und es bei fehlender Entfeuchtung im schlimmsten Fall zu Scheibenbeschlag kommen kann.
Auch ist für Wärmepumpensysteme nach dem Stand der Technik mit nur einem Chiller ein entsprechend komplexerer Kühlmittelkreislauf erforderlich. Die Komplexität wirkt sich nachteilig auf Kosten, Gewicht und Bauraum des gesamten thermischen Systems aus. Eine effiziente Batterieheizung ist zudem über den Kältemittelkreislauf nicht möglich.The heat pump systems according to the prior art require a flow reversal of the refrigerant in the evaporator when the operating mode is switched from heating to cooling. To do this, it is necessary that the refrigerant compressor is stopped. Switching the refrigerant compressor off and on, together with suction and filling effects of the evaporator, can lead to annoying noises in the interior. In addition, when the operating mode is changed, no or only a very reduced cooling capacity is available for cooling the interior air, so that the air outlet temperatures in the interior increase and, in the worst case, the windows can fog up if there is no dehumidification.
A correspondingly more complex coolant circuit is also required for heat pump systems according to the state of the art with only one chiller. The complexity has a detrimental effect on costs, weight and installation space of the entire thermal system. In addition, efficient battery heating is not possible via the refrigerant circuit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, die bei Betriebsmoduswechsel ohne Strömungsumkehr im Verdampfer auskommt und mit welcher eine Batterieheizung über den Kältemittelkreislauf möglich ist.The object of the invention is to provide a refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles which manages without a flow reversal in the evaporator when the operating mode is changed and with which battery heating via the refrigerant circuit is possible.

Die Aufgabe wird durch eine Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge und Verfahren zum Betrieb einer solchen mit den Merkmalen gemäß der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is achieved by a refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles and a method for operating such vehicles with the features according to the independent claims. Further developments are given in the dependent claims.

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge, aufweisend einen Kältemittelkreislauf und einen Kühlmittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf ist im Kälteanlagen- und im Wärmepumpenmodus betreibbar und weist einen Verdichter, einen Außenwärmeübertrager und einen Verdampfer sowie einen zum Außenwärmeübertrager parallel angeordneten Innenkondensator und einen zum Verdampfer parallel angeordneten Batteriechiller und Antriebsstrangchiller auf. The invention relates to a refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles, having a refrigerant circuit and a coolant circuit. The refrigerant circuit can be operated in refrigeration system and heat pump mode and has a compressor, an external heat exchanger and an evaporator as well an internal condenser arranged parallel to the external heat exchanger and a battery chiller and drive train chiller arranged parallel to the evaporator.

Nach dem Verdampfer ist im Wärmepumpenmodus ein Kältemittelpfad zum Außenwärmeübertrager mit vorgeschaltetem Expansionsorgan geschaltet, der vorzugsweise über den Batteriechiller und nachfolgend über das Expansionsorgan verläuft. Im Wärmepumpenmodus ist der als Verdampfer arbeitende Außenwärmeübertrager mit einem weiteren mittels Kältemittelventil absperrbaren Kältemittelpfad saugseitig mit dem Verdichter verbunden. Die beiden Kältemittelpfade bewirken, dass im Verdampfer im Kälteanlagen- und im Wärmepumpenmodus eine konstante Strömungsrichtung des Kältemittels vorliegt, wobei im Wärmepumpenmodus im Außenwärmeübertrager bei Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft eine Strömungsrichtungsumkehr des Kältemittels erfolgt.After the evaporator, in the heat pump mode, a refrigerant path is connected to the external heat exchanger with an upstream expansion element, which preferably runs via the battery chiller and then via the expansion element. In the heat pump mode, the external heat exchanger working as an evaporator is connected to the compressor on the suction side by a further refrigerant path that can be shut off by means of a refrigerant valve. The two refrigerant paths have the effect that there is a constant flow direction of the refrigerant in the evaporator in the refrigeration system and in the heat pump mode, with a flow direction reversal of the refrigerant in the heat pump mode in the external heat exchanger when heat is absorbed from the ambient air.

Die Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung besteht aus einem Kältemittelkreislauf und einem thermisch mit diesem gekoppelten Kühlmittelkreislauf. Der Kältemittelkreislauf ist sowohl im Kälteanlagenmodus zur Bereitstellung von Kälte für die Fahrzeugkabine oder die Batterie- oder Antriebsstrangkühlung als auch im Wärmepumpenmodus zur Bereitstellung von Wärme zur Beheizung der Fahrzeugkabine betreibbar.The refrigeration system and heat pump arrangement consists of a refrigerant circuit and a thermally coupled coolant circuit. The refrigerant circuit can be operated both in the refrigeration system mode to provide cold for the vehicle cabin or for battery or drive train cooling and in the heat pump mode to provide heat to heat the vehicle cabin.

Im Sinne der Erfindung ist unter einem Innenkondensator ein Wärmeübertrager zu verstehen, der innerhalb der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges Wärme an den Luftstrom der Klimaanlage für die Beheizung der Fahrzeugkabine abgibt. Der Innenkondensator wird deshalb auch als Heizwärmeübertrager bezeichnet. Als Außenwärmeübertrager ist ein Wärmeübertrager vorzugsweise im Kühlermodul angeordnet, der im Wärmepumpenbetrieb der Anordnung als Radiator Wärme aus der Umgebungsluft aufnimmt oder im Kälteanlagenbetrieb Wärme an die Umgebungsluft abgibt.
Ein Batteriechiller ist ein Wärmeübertrager, der auf einer Seite in den Kältemittelkreislauf und auf der anderen Seite in den Kühlmittelkreislauf eingebunden ist, wobei der Batteriechiller im Kühlmodus auf der Kühlmittelseite den Batteriewärmeübertrager mit Kälte versorgt und Wärme auf der Kältemittelseite abgibt oder im Heizmodus Wärme aus dem Kältemittelkreislauf an den Kühlmittelkreislauf zur Batterieheizung abgibt.
Der Kältemittelsammler wird auch als Akkumulator bezeichnet und kann gegebenenfalls auch als Abscheider für flüssiges Kältemittel vor dem Verdichter ausgeführt und betrieben werden.
Unter einem Bypass ist eine Kältemittelleitung zu verstehen, welche eine Komponente des Kältemittelkreislaufes umgeht oder einen Teil des Kältemittelmassenstromes parallel zu der betreffenden Komponente leitet.
Der Kühlmittelkreislauf des Fahrzeuges ist mit dem Kältemittelkreislauf thermisch über die Chiller gekoppelt und enthält in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, welches je nach Betriebszustand des gesamten Systems als Kühlmittel oder auch als Wärmeträger fungiert.
Der Kühlmittelkühler ist ein Radiator, der Wärme an die Umgebungsluft abgibt und wird auch als Niedertemperaturradiator bezeichnet. Der Batteriewärmeübertrager nimmt im Kühlmittelkreislauf Abwärme von der Batterie auf oder gibt Wärme an die Batterie ab, um eine optimale Betriebsweise der Batterie zu ermöglichen. Auch der Antriebsstrangkühler nimmt Wärme von den Komponenten des Antriebsstranges zur Kühlung desselben auf. Komponenten des Antriebsstranges sind beispielsweise elektronische Abwärme produzierende Komponenten sowie der elektromotorische Antrieb selbst.
Unter einem Reheatmodus versteht man die Kühlung der Luft in der Klimaanlage zur Entfeuchtung und die nachfolgende Erwärmung der Luft auf eine gewünschte Temperatur vor der Ausgabe in die Fahrzeugkabine des Fahrzeuges. Somit müssen in der Klimaanlage gleichzeitig Kälte zur Entfeuchtung und Wärme zur Beheizung der Luft vom Kältemittelkreislauf und gegebenenfalls vom Kühlmittelkreislauf bereitgestellt werden.In the context of the invention, an internal condenser is to be understood as a heat exchanger which, within the air conditioning system of the motor vehicle, emits heat to the air flow of the air conditioning system for heating the vehicle cabin. The internal condenser is therefore also referred to as a heat exchanger. As an external heat exchanger, a heat exchanger is preferably arranged in the cooler module, which absorbs heat from the ambient air in the heat pump mode of the arrangement as a radiator or releases heat to the ambient air in the refrigeration system mode.
A battery chiller is a heat exchanger that is integrated into the refrigerant circuit on one side and into the coolant circuit on the other, with the battery chiller supplying the battery heat exchanger with cold on the coolant side in cooling mode and releasing heat on the refrigerant side or, in heating mode, heat from the refrigerant circuit to the coolant circuit for battery heating.
The refrigerant collector is also referred to as an accumulator and can optionally also be designed and operated as a separator for liquid refrigerant upstream of the compressor.
A bypass is to be understood as a refrigerant line which bypasses a component of the refrigerant circuit or conducts part of the refrigerant mass flow parallel to the relevant component.
The vehicle's coolant circuit is thermally coupled to the coolant circuit via the chiller and usually contains a water-glycol mixture which, depending on the operating status of the entire system, functions as a coolant or a heat transfer medium.
The coolant cooler is a radiator that gives off heat to the ambient air and is also known as a low-temperature radiator. The battery heat exchanger absorbs waste heat from the battery in the coolant circuit or transfers heat to the battery in order to enable the battery to operate optimally. The drive train cooler also absorbs heat from the components of the drive train to cool it. Components of the drive train are, for example, electronic components that produce waste heat and the electric motor drive itself.
Reheat mode is the cooling of the air in the air conditioning system for dehumidification and the subsequent heating of the air to a desired temperature before it is output into the vehicle cabin of the vehicle. Thus, in the air conditioning system, cold for dehumidification and heat for heating the air must be provided by the refrigerant circuit and possibly by the coolant circuit at the same time.

Bevorzugt weist der Kühlmittelkreislauf einen Kühlmittelkühler, einen Batteriewärmeübertrager mit zugeordneter Kühlmittelpumpe sowie einen parallel zum Batteriewärmeübertrager angeordneten Antriebsstrangkühler mit zugeordneter Kühlmittelpumpe auf. Weiterhin sind eine Batteriekühlschleife mit dem Batteriewärmeübertrager, der Kühlmittelpumpe, einem 3/2-Wege-Ventil und dem Batteriechiller auf der Kühlmittelseite und eine Elektroantriebskühlschleife mit dem Antriebsstrangkühler, der Kühlmittelpumpe, einem 3/2-Wege-Ventil und dem Antriebsstrangchiller auf der Kühlmittelseite derart ausgebildet, dass die Batteriekühlschleife und die Elektroantriebskühlschleife unabhängig voneinander und unabhängig vom Kühlmittelkreislauf als separate Kreisläufe betreibbar ausgebildet sind.The coolant circuit preferably has a coolant cooler, a battery heat exchanger with an associated coolant pump, and a drive train cooler with an associated coolant pump arranged parallel to the battery heat exchanger. Furthermore, a battery cooling loop with the battery heat exchanger, the coolant pump, a 3/2-way valve and the battery chiller on the coolant side and an electric drive cooling loop with the drive train cooler, the coolant pump, a 3/2-way valve and the drive train chiller on the coolant side are of this type designed that the battery cooling loop and the electric drive cooling loop are designed to be operated independently of one another and independently of the coolant circuit as separate circuits.

Vorzugsweise ist in der Batteriekühlschleife des Kühlmittelkreislaufes ein Bypass zum Batteriechiller mit zusätzlichem Absperrventil angeordnet. Der Bypass bildet mit dem Batteriewärmeübertrager und der Kühlmittelpumpe einen separaten Kreislauf aus. Somit kann ohne Durchströmung des Batteriechillers der Batteriewärmeübertrager von Kühlmittel im kleinen Kreislauf durchströmt werden, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung in der Batterie zu sichern und damit die Batterie vor lokaler Überhitzung zu schützen.A bypass to the battery chiller with an additional shut-off valve is preferably arranged in the battery cooling loop of the coolant circuit. The bypass forms a separate circuit with the battery heat exchanger and the coolant pump. This means that coolant can flow through the battery heat exchanger in a small circuit without flowing through the battery chiller in order to ensure even heat distribution in the battery and thus to protect the battery from local overheating.

Vorteilhaft ist im Kältemittelkreislauf dem Batteriechiller ein Expansionsorgan vorgeschaltet und zur Vermeidung von Kältemittelverlagerung im Wärmepumpenmodus in den Batteriechiller hinein ein Kältemittelventil zum Absperren nachgeschaltet.An expansion device is advantageously connected upstream of the battery chiller in the refrigerant circuit and, in order to avoid refrigerant shifting into the battery chiller in heat pump mode, a refrigerant valve is connected downstream for shutting off.

Im Kältemittelkreislauf ist vorteilhaft ein zusätzlicher Strang parallel zum Außenwärmeübertrager und zum Innenkondensator unmittelbar nach dem Abzweig zum Innenkondensator vorgesehen. Dieser Strang ist mit einem Absperrventil versehen und ermöglicht die serielle Durchströmung von Innenkondensator und Außenwärmeübertrager. Bei geöffnetem Absperrventil des Stranges und geöffneter Schaltstellung der Ventile nach dem Verdichter hin zum Innenkondensator werden zunächst der Innenkondensator, dann der Strang und nachfolgend der Außenwärmeübertrager in Reihe durchströmt.In the refrigerant circuit, an additional line parallel to the external heat exchanger and to the internal condenser is advantageously provided immediately after the branch to the internal condenser. This line is provided with a shut-off valve and enables serial flow through the internal condenser and external heat exchanger. When the shut-off valve of the line is open and the switching position of the valves after the compressor to the internal condenser is open, the flow is first through the internal condenser, then through the branch and subsequently through the external heat exchanger.

Im Kältemittelkreislauf wird bevorzugt R744 als Kältemittel eingesetzt, wobei jedoch ebenfalls R1234yf, R134a, R404a, R600a, R290, R152a, oder R32 sowie deren Gemische als Kältemittel eingesetzt werden können.R744 is preferably used as the refrigerant in the refrigerant circuit, although R1234yf, R134a, R404a, R600a, R290, R152a, or R32 and mixtures thereof can also be used as refrigerants.

Weiterhin sind, je nach konkreter Anwendung des Kältemittelkreislaufes, vorteilhaft zusätzliche parallele und/oder serielle Kondensatoren beziehungsweise Gaskühler vorgesehen.Furthermore, depending on the specific application of the refrigerant circuit, additional parallel and / or serial capacitors or gas coolers are advantageously provided.

Besonders bevorzugt, beispielsweise für das Kältemittel R744, sind im Kältemittelkreislauf ein Kältemittelsammler und/oder ein Innerer Wärmeübertrager angeordnet.Particularly preferably, for example for the refrigerant R744, a refrigerant collector and / or an internal heat exchanger are arranged in the refrigerant circuit.

Dabei sind diese Komponenten vorteilhaft als ein Bauteil ausgeführt.These components are advantageously designed as one component.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung dadurch gelöst, dass zur aktiven Batteriekühlung bei nicht aktivem Verdampfer im Kälteanlagenmodus der Verdichter, der Außenwärmeübertrager, das Expansionsorgan und der Batteriechiller im Kreislauf geschaltet sind und die betreffenden Kältemittelventile entsprechend geschaltet sind.The object of the invention is also achieved by a method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement in that for active battery cooling when the evaporator is not active in the refrigeration system mode, the compressor, the external heat exchanger, the expansion element and the battery chiller are connected in the circuit and the relevant refrigerant valves are switched accordingly are.

Vorteilhaft werden zur Kühlung der Fahrzeugkabinenluft im Kälteanlagenmodus der Verdichter, der Außenwärmeübertrager, das Expansionsorgan und der Verdampfer im Kreislauf geschaltet und von Kältemittel durchströmt.In order to cool the vehicle cabin air in the refrigeration system mode, the compressor, the external heat exchanger, the expansion element and the evaporator are advantageously switched in a circuit and refrigerant flows through them.

Im Reheatmodus werden bevorzugt der Verdichter, der Außenwärmeübertrager, das Expansionsorgan und der Verdampfer sowie parallel der Innenkondensator und das Expansionsorgan im Kreislauf geschaltet.In reheat mode, the compressor, the external heat exchanger, the expansion element and the evaporator and, in parallel, the internal condenser and the expansion element are connected in the circuit.

Zur zusätzlichen aktiven Batteriekühlung werden zusätzlich zu den beiden vorgenannten Betriebsmodi der Batteriechiller mit zugehörigem Expansionsorgan parallel zum Verdampfer im Kreislauf geschaltet.For additional active battery cooling, in addition to the two aforementioned operating modes, the battery chiller with the associated expansion device is switched in parallel to the evaporator in the circuit.

Bevorzugt werden im Wärmepumpenmodus der Verdichter, der Innenkondensator und der Verdampfer mit dem Expansionsorgan durchströmt, und alternativ werden zur aktiven Batteriekühlung der Batteriechiller, das Expansionsorgan mit dem Außenwärmeübertrager und/oder zur zusätzlichen aktiven Antriebsstrangkühlung wird der Antriebsstrangchiller mit zugehörigem Expansionsorgan parallel zum Außenwärmeübertrager im Kreislauf geschaltet.In heat pump mode, the compressor, the internal condenser and the evaporator are preferably flowed through with the expansion device, and alternatively, for active battery cooling, the battery chiller, the expansion device with the external heat exchanger and / or for additional active drive train cooling, the drive train chiller with the associated expansion device is connected in parallel to the external heat exchanger .

Im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus sind bevorzugt der Verdichter, der Innenkondensator sowie der Außenwärmeübertrager mit vorgeschaltetem Expansionsorgan sowie parallel zum Außenwärmeübertrager der Verdampfer im Kreislauf geschaltet.In the combined heat pump mode and reheat mode, the compressor, the internal condenser and the external heat exchanger with an upstream expansion element and the evaporator in parallel with the external heat exchanger are preferably connected in the circuit.

Im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus sind der Verdichter, der Innenkondensator sowie der Außenwärmeübertrager mit vorgeschaltetem Expansionsorgan sowie parallel zum Außenwärmeübertrager der Verdampfer und der Antriebsstrangchiller mit vorgeschaltetem Expansionsorgan vorteilhaft im Kreislauf geschaltet.In the combined heat pump mode and reheat mode, the compressor, the internal condenser and the external heat exchanger with an upstream expansion device and, in parallel with the external heat exchanger, the evaporator and the drive train chiller with upstream expansion device are advantageously connected in a circuit.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus der Verdichter, der Innenkondensator sowie der Verdampfer mit vorgeschaltetem Expansionsorgan und der Antriebsstrangchiller mit vorgeschaltetem Expansionsorgan im Kreislauf geschaltet.According to a further advantageous embodiment, in the combined heat pump mode and reheat mode, the compressor, the internal condenser and the evaporator with an upstream expansion element and the drive train chiller with an upstream expansion element are connected in the circuit.

Die vorgenannte Ausgestaltung wird vorteilhaft dadurch ergänzt, dass im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus zusätzlich der Batteriechiller und der Außenwärmeübertrager mit vorgeschaltetem Expansionsorgan im Kreislauf geschaltet sind.The aforementioned embodiment is advantageously supplemented by the fact that, in the combined heat pump mode and reheat mode, the battery chiller and the external heat exchanger with an upstream expansion element are also connected in the circuit.

Eine weitere alternative und vorteilhafte Ausgestaltung im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus besteht darin, dass der Verdichter, der Innenkondensator sowie der Verdampfer mit vorgeschaltetem Expansionsorgan und der Batteriechiller und der Außenwärmeübertrager mit vorgeschaltetem Expansionsorgan im Kreislauf geschaltet sind.Another alternative and advantageous embodiment in the combined heat pump mode and reheat mode is that the compressor, the internal condenser and the evaporator with an upstream expansion device and the battery chiller and the external heat exchanger with upstream expansion device are connected in the circuit.

Im Wärmepumpenmodus sind zur Batterieheizung der Verdichter, der Innenkondensator, der Verdampfer sowie der Batteriechiller und der Außenwärmeübertrager mit vorgeschaltetem Expansionsorgan im Kreislauf geschaltet.In heat pump mode, the compressor, the internal condenser, the evaporator, the battery chiller and the external heat exchanger with an upstream expansion device are connected in the circuit for battery heating.

Die vorgenannte Ausgestaltung des Verfahrens wird dadurch vorteilhaft erweitert, dass im Wärmepumpenmodus zur Batterieheizung zusätzlich parallel zum Außenwärmeübertrager der Antriebsstrangchiller mit vorgeschaltetem Expansionsorgan im Kreislauf geschaltet ist.The aforementioned refinement of the method is advantageously expanded in that, in the heat pump mode for battery heating, the drive train chiller with an upstream expansion element is also connected in the circuit in parallel with the external heat exchanger.

Die Vorteile der Erfindung sind vielfältig. Durch den Einsatz eines zweiten Chillers wird beispielsweise die Komplexität des Gesamtsystems reduziert. Zudem ist die Aufheizung der Kabinenluft über den Verdampfer effizient und mit hoher Leistung möglich.
Als besondere Vorteile der Erfindung sind die energieeffiziente Innenraumheizung, Innenraumkühlung und -entfeuchtung zu nennen. Weiterhin kann mit der Erfindung eine energieeffiziente Batterieheizung erfolgen.
Das Umschalten zwischen allen Betriebsmodi ist ohne das Anhalten des Kältemittelverdichters durch unidirektionale Durchströmung des Verdampfers möglich und somit ist als messbarer und wahrnehmbarer Vorteil ein geringeres Geräuschniveau und ein höherer Innenraumkomfort durch konstante Ausblastemperaturen erreichbar.The advantages of the invention are many. Using a second chiller, for example, reduces the complexity of the overall system. In addition, the cabin air can be heated efficiently and with high output using the evaporator.
The energy-efficient interior heating, interior cooling and dehumidification are to be mentioned as particular advantages of the invention. Furthermore, the invention can be used for energy-efficient battery heating.
Switching between all operating modes is possible without stopping the refrigerant compressor by unidirectional flow through the evaporator, and thus a measurable and perceptible advantage is a lower noise level and greater interior comfort thanks to constant discharge temperatures.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: Fließschaltbild Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung,
  • 2a und 2b: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Passive Batterie und/oder Antriebskühlung sowie aktive Batterie- und optional passive Antriebskühlung,
  • 3a und 3b: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Innenraumkühlung/ -entfeuchtung und optional passive Batterie- und Antriebskühlung,
  • 4a und 4b: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Innenraumkühlung/ -entfeuchtung und aktive Batteriekühlung und optional passive Antriebskühlung,
  • 5a, 5b und 5c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Reheat in A/C und optional passive Batterie- und Antriebskühlung,
  • 6a, 6b und 6c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Reheat in A/C mit aktiver Batterie- und optional passiver Antriebskühlung,
  • 7a, 7b und 7c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Wärmeaufnahme aus Umgebung mit optional passiver Batterie- und Antriebskühlung,
  • 8a, 8b und 8c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung,
  • 9a, 9b und 9c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung,
  • 10a, 10b und 10c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und optional passiver Batterie- und Antriebskühlung,
  • 11a, 11b und 11c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung,
  • 12a, 12b und 12c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion und aktiver Antriebs-kühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung,
  • 13a, 13b und 13c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung, aktive Antriebs- (Wärmerückgewinnung) und Batteriekühlung,
  • 14a, 14b und 14c: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung, aktiver Batteriekühlung und optional passive Antriebskühlung,
  • 15a und 15b: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Batterieheizung mit Wärmeaufnahme aus Umgebung, und optional passiver Antriebskühlung,
  • 16a und 16b: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizen und Batterieheizung mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und optional passiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung),
  • 17a und 17b: Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Heizen und Batterieheizung mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung),
  • 18: Fließschaltbild Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung mit Bypass des Batteriechillers,
  • 19: Fließschaltbild Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung mit Absperrventil für Batteriechiller und
  • 20: Fließschaltbild Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung mit Bypass für serielle Durchströmung von Innenkondensator und Außenwärmeübertrager.
Further details, features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
  • 1 : Flow diagram of the refrigeration system and heat pump arrangement,
  • 2a and 2 B : Flow diagram and the diagram for the passive battery and / or drive cooling operating mode as well as active battery and optional passive drive cooling,
  • 3a and 3b : Flow diagram and the diagram for the operating mode interior cooling / dehumidification and optional passive battery and drive cooling,
  • 4a and 4b : Flow diagram and the diagram for the operating mode interior cooling / dehumidification and active battery cooling and optional passive drive cooling,
  • 5a , 5b and 5c : Flow diagram and the diagram for the reheat operating mode in A / C and optional passive battery and drive cooling,
  • 6a , 6b and 6c : Flow diagram and the diagram for the reheat operating mode in A / C with active battery and optional passive drive cooling,
  • 7a , 7b and 7c : Flow diagram and the diagram for the heating mode with heat absorption from the environment with optional passive battery and drive cooling,
  • 8a , 8b and 8c : Flow diagram and the diagram for the heating mode with heat absorption from the environment and active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling,
  • 9a , 9b and 9c : Flow diagram and the diagram for the heating mode with active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling,
  • 10a , 10b and 10c : Flow diagram and diagram for the heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment and optional passive battery and drive cooling,
  • 11a , 11b and 11c : Flow diagram and the diagram for the heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment and active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling,
  • 12a , 12b and 12c : Flow diagram and the diagram for the heating mode with reheat function and active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling,
  • 13a , 13b and 13c : Flow diagram and diagram for the operating mode heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment, active drive (heat recovery) and battery cooling,
  • 14a , 14b and 14c : Flow diagram and the diagram for the heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment, active battery cooling and optional passive drive cooling,
  • 15a and 15b : Flow diagram and the diagram for the operating mode battery heating with heat absorption from the environment, and optional passive drive cooling,
  • 16a and 16b : Flow diagram and the diagram for the heating and battery heating operating mode with heat absorption from the environment and optional passive drive cooling (heat recovery),
  • 17a and 17b : Flow diagram and the diagram for the heating and battery heating operating mode with heat absorption from the environment and active drive cooling (heat recovery),
  • 18th : Flow diagram of the refrigeration system and heat pump arrangement with bypass of the battery chiller,
  • 19th : Flow diagram refrigeration system and heat pump arrangement with shut-off valve for battery chiller and
  • 20th : Flow diagram of refrigeration system and heat pump arrangement with bypass for serial flow through the internal condenser and external heat exchanger.

1 zeigt ein Fließschaltbild einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung mit einem Kältemittelkreislauf 101, bestehend aus: Verdichter 102 für das Kältemittel, Umgebungswärmeübertrager 103, Innenkondensator 104, Verdampfer 105, Batteriechiller 106, Antriebsstrangchiller 107, Akkumulator 108, Innerer Wärmeübertrager 109. Der Akkumulator 108 und der Innerer Wärmeübertrager 109 sind vorzugsweise als kombiniertes Bauteil in einer Komponente ausgeführt. Weiterhin sind Kältemittelventile 110 bis 117 vorgesehen. Alle Ventile müssen vollständig absperrbar sein. Insbesondere für die Ventile 110, 111, 112, 113, 114, 115, 117, nicht aber für das Expansionsventil 116 gilt, dass die Ventile einen möglichst großen Öffnungsquerschnitt haben müssen, sodass im voll geöffneten Fall der Druckverlust minimal ist. 1 shows a flow diagram of a refrigeration system and heat pump arrangement with a refrigerant circuit 101 , consisting of: compressor 102 for the refrigerant, ambient heat exchanger 103 , Indoor condenser 104 , Evaporator 105 , Battery chiller 106 , Powertrain chiller 107 , Accumulator 108 , Internal heat exchanger 109 . The accumulator 108 and the internal heat exchanger 109 are preferably designed as a combined part in one component. There are also refrigerant valves 110 to 117 intended. All valves must be completely lockable. Especially for the valves 110 , 111 , 112 , 113 , 114 , 115 , 117 , but not for the expansion valve 116 The rule is that the valves must have the largest possible opening cross-section, so that the pressure loss is minimal when fully open.

Insbesondere für die Ventile 113, 114, 115, 116 gilt, dass sie eine Expansionsfunktion aufweisen müssen, um den Kältemittelmassenstrom zu regulieren und von einem hohen auf ein niedriges Druckniveau zu entspannen. Für alle Ventile gilt, dass sie bevorzugt zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen eine kontinuierliche Querschnittsänderung ermöglichen.Especially for the valves 113 , 114 , 115 , 116 The rule is that they must have an expansion function in order to regulate the refrigerant mass flow and to relax from a high to a low pressure level. It applies to all valves that they preferably enable a continuous change in cross-section between fully open and fully closed.

Der Kühlmittelkreislauf 201 weist einen Niedertemperaturradiator 202, einen Batteriewärmeübertrager 203 sowie weitere kühlmittelgekühlte Komponenten auf. Die kühlmittelgekühlten Komponenten können beispielsweise der elektrische Antriebsmotor, Leistungselektronik, Spannungswandler, Schnellladeeinrichtung und andere sein und werden zusammengefasst von einem Antriebsstrangkühler 204 gekühlt. Weiterhin sind Kühlmittelpumpen 205, 206, 3/2-Wege-Ventile 207 und 208, Rückschlagventil 209 optional Absperrventil vorgesehen.The coolant circuit 201 has a low temperature radiator 202 , a battery heat exchanger 203 as well as other coolant-cooled components. The coolant-cooled components can be, for example, the electric drive motor, power electronics, voltage converters, rapid charging devices and others and are combined by a drive train cooler 204 chilled. There are also coolant pumps 205 , 206 , 3/2-way valves 207 and 208, check valve 209 optional shut-off valve provided.

Weiterhin sind in 1 der Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 als Pfeil über dem Umgebungswärmeübertrager 103 und dem Niedertemperaturradiator 202, sowie der Luftvolumenstrom 302 der Luft für die Fahrzeugkabine über dem Verdampfer 105, dem Innenkondensator 104 und dem Hochvolt- (optional Niedervolt-) Luftheizer als Heizeinrichtung 303 dargestellt.Furthermore, in 1 the air volume flow of the ambient air 301 as an arrow above the ambient heat exchanger 103 and the low temperature radiator 202 , as well as the air volume flow 302 the air for the vehicle cabin above the evaporator 105 , the indoor condenser 104 and the high-voltage (optionally low-voltage) air heater as a heating device 303 shown.

In den nachfolgend beschriebenen Figuren ist die Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung gemäß 1 in verschiedenen Betriebsmodi dargestellt. Dazu wird das Fließbild gemäß 1 in den Darstellungen der Figuren mit der Erweiterung a ergänzt um Zustandspunkte des Kältemittels als Zahlen in einem Kreis, welche in den Figuren mit der Erweiterung b und c jeweils als log(p),h-Diagramme der Betriebsmodi gezeigt sind. In den log(p),h-Diagrammen sind die jeweiligen Zustandspunkte in der qualitativen Darstellung des Kreisprozesses korrespondierend zum Fließbild angegeben.In the figures described below, the refrigeration system and heat pump arrangement is in accordance with 1 shown in different operating modes. For this purpose, the flow diagram according to 1 in the representations of the figures with the extension a supplemented by state points of the refrigerant as numbers in a circle, which are shown in the figures with the extension b and c as log (p), h diagrams of the operating modes. In the log (p), h diagrams, the respective state points are given in the qualitative representation of the cycle corresponding to the flow diagram.

In 2a und 2b ist das Fließschaltbild und das Diagramm zum Betriebsmodus Passive Batterie und/oder Antriebskühlung sowie aktive Batterie- und optional passive Antriebskühlung dargestellt. Das log(p),h-Diagramm zeigt einen exemplarischen überkritischen Betrieb, beispielsweise mit dem Kältemittel R744. Der Modus Passive Batterie und/oder Antriebskühlung ist wie folgt gekennzeichnet:

  • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
  • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
  • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
  • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 und weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten, zusammengefasst als Antriebsstrangkühler 204, wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
Dieser Modus kann bei inaktivem Kältemittelkreislauf 101 betrieben werden.In 2a and 2 B the flowchart and the diagram for the operating mode passive battery and / or drive cooling as well as active battery and optional passive drive cooling are shown. The log (p), h diagram shows an exemplary supercritical operation, for example with the refrigerant R744 . The passive battery and / or drive cooling mode is identified as follows:
  • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
  • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
  • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
  • • Waste heat from battery heat exchangers 203 and other coolant-cooled components, summarized as a drive train cooler 204 , is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
This mode can be used when the refrigerant circuit is inactive 101 operate.

Der Betriebsmodus aktive Batterie- und optional passive Antriebskühlung ist wie folgt gekennzeichnet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Batterieabwärme wird in Batteriechiller 106 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
The active battery and optional passive drive cooling operating mode is identified as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from the powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Battery waste heat is in battery chiller 106 to the refrigerant circuit 101 submitted.

Kältemittelkreislauf:

  • • Kältemittelventile 111, 112, 113, 114, 116 vollständig geschlossen,
  • • Kältemittelventile 110, 117 vollständig geöffnet,
  • • Kältemittelventil 115 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
  • • Wärme aus Batteriechiller 106 und Kältemittelverdichter 102 wird über Außenwärmeübertrager 103 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
Refrigerant circulation:
  • • Refrigerant valves 111 , 112 , 113 , 114 , 116 completely closed,
  • • Refrigerant valves 110 , 117 fully open,
  • • refrigerant valve 115 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
  • • Heat from battery chiller 106 and refrigeration compressors 102 is via external heat exchanger 103 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.

In 3a und 3b ist der Betriebsmodus Innenraumkühlung/ -entfeuchtung und optional passive Batterie- und Antriebskühlung dargestellt. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 und Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 111, 112, 113, 115, 116 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 110, 117 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 114 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Wärme aus Verdampfer 105 und Kältemittelverdichter 102 wird über Außenwärmeübertrager 103 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
In 3a and 3b the operating mode interior cooling / dehumidification and optional passive battery and drive cooling is shown. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 and powertrain coolers 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 111 , 112 , 113 , 115 , 116 completely closed,
    • • Refrigerant valves 110 , 117 fully open,
    • • refrigerant valve 114 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Heat from the evaporator 105 and refrigeration compressors 102 is via external heat exchanger 103 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.

In 4a und 4b ist der Betriebsmodus Innenraumkühlung/ -entfeuchtung und aktive Batteriekühlung und optional passive Antriebskühlung dargestellt. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Batterieabwärme wird in Batteriechiller 106 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 111, 112, 113, 116 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 110, 117 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventile 114, 115 werden als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Wärme aus Verdampfer 105, Batteriechiller 106 und Kältemittel-verdichter 102 wird über Außenwärmeübertrager 103 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
In 4a and 4b the operating mode interior cooling / dehumidification and active battery cooling and optional passive drive cooling is shown. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from the powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Battery waste heat is in battery chiller 106 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 111 , 112 , 113 , 116 completely closed,
    • • Refrigerant valves 110 , 117 fully open,
    • • Refrigerant valves 114 , 115 are operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Heat from the evaporator 105 , Battery chiller 106 and refrigerant compressor 102 is via external heat exchanger 103 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.

In 5a, 5b und 5c ist der Betriebsmodus Reheat in A/C und optional passive Batterie- und Antriebskühlung dargestellt. 5b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Nachheizanforderung und 5c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Nachheizanforderung. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 und Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 112, 115, 116 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventil 117 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventile 113, 114 werden als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventile 110, 111 werden als Expansionsorgan betrieben oder sind alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Verdampfer 105 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben,
    • • Überschüssige Wärme wird über Außenwärmeübertrager 103 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
In 5a , 5b and 5c the Reheat operating mode is shown in A / C and optional passive battery and drive cooling. 5b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low reheating requirements and 5c for an exemplary, supercritical operation with high reheating requirements. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 and powertrain coolers 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 112 , 115 , 116 completely closed,
    • • refrigerant valve 117 fully open,
    • • Refrigerant valves 113 , 114 are operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Refrigerant valves 110 , 111 are operated as an expansion device or, alternatively, are fully open,
    • • Heat from the evaporator 105 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 submitted,
    • • Excess heat is transferred to the external heat exchanger 103 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.

In 6a, 6b und 6c ist der Betriebsmodus Reheat in A/C mit aktiver Batterie- und optional passiver Antriebskühlung dargestellt. 6b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Nachheizanforderung und 6c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Nachheizanforderung. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Batterieabwärme wird in Batteriechiller 106 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
In 6a , 6b and 6c the Reheat operating mode is shown in A / C with active battery cooling and optionally passive drive cooling. 6b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low reheating requirements and 6c for an exemplary, supercritical operation with high reheating requirements. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from the powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Battery waste heat is in battery chiller 106 to the refrigerant circuit 101 submitted.

Kältemittelkreislauf:

  • • Kältemittelventile 112, 116 vollständig geschlossen,
  • • Kältemittelventil 117 vollständig geöffnet,
  • • Kältemittelventile 113, 114, 115 werden als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
  • • Kältemittelventile 110, 111 werden als Expansionsorgan betrieben oder sind alternativ vollständig geöffnet,
  • • Wärme aus Verdampfer 105, Batteriechiller 106 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben. Überschüssige Wärme wird über Außenwärmeübertrager 103 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
Refrigerant circulation:
  • • Refrigerant valves 112 , 116 completely closed,
  • • refrigerant valve 117 fully open,
  • • Refrigerant valves 113 , 114 , 115 are operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
  • • Refrigerant valves 110 , 111 are operated as an expansion device or, alternatively, are fully open,
  • • Heat from the evaporator 105 , Battery chiller 106 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 submitted. Excess heat is transferred to the outside heat exchanger 103 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.

In 7a, 7b und 7c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Wärmeaufnahme aus Umgebung mit optional passiver Batterie- und Antriebskühlung dargestellt. 7b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Heizleistung und hoher Ausblastemperatur und 7c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Heizleistung und hoher Ausblastemperatur. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 und Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 116, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 115 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben oder ist alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 und Verdampfer 105 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 7a , 7b and 7c the operating mode heating mode with heat absorption from the environment with optional passive battery and drive cooling is shown. 7b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with high heating output and high discharge temperature and 7c for an exemplary, supercritical operation with low and high heating power Discharge temperature. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 and powertrain coolers 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 116 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 fully open,
    • • refrigerant valve 115 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device or, alternatively, is completely open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 and evaporator 105 of air volume flow 302 submitted.

In 8a, 8b und 8c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung dargestellt. 8b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Heizleistung und hoher Ausblastemperatur und 8c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Heizleistung und hoher Ausblastemperatur. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Wärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Antriebsstrangchiller 107 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventile 115, 116 werden als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben oder ist alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Antriebsstrangchiller 107 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 und Verdampfer 105 an Luftvolumenstrom 302 für die Fahrzeugkabine abgegeben.
In 8a , 8b and 8c the operating mode heating operation with heat absorption from the environment and active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling is shown. 8b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with high heating output and high discharge temperature and 8c for an exemplary, supercritical operation with low heat output and high discharge temperature. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Heat from the powertrain cooler 204 is used in powertrain chiller 107 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 fully open,
    • • Refrigerant valves 115 , 116 are operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device or, alternatively, is completely open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Powertrain chiller 107 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 and evaporator 105 of air volume flow 302 issued for the vehicle cabin.

In 9a, 9b und 9c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung dargestellt. 9b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Heizleistung und hoher Ausblastemperatur und 9c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Heizleistung und hoher Ausblastemperatur. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen. Optional kann das 3/2-Wege-Ventil den Volumenstrom zwischen Antriebsstrangchiller 107 und Niedertemperaturradiator 202 aufteilen.
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 (optional auch aus weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten 204) wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Wärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Antriebsstrangchiller 107 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 112, 114, 115, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventil 111 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 116 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben oder ist alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Antriebsstrangchiller 107 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 und Verdampfer 105 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 9a , 9b and 9c the operating mode heating mode with active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling is shown. 9b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with high heating output and high discharge temperature and 9c for an exemplary, supercritical operation with low heat output and high discharge temperature. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed. Optionally, the 3/2-way valve can control the volume flow between the drive train chiller 107 and low temperature radiator 202 split up.
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 (optionally also from other coolant-cooled components 204 ) is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Heat from the powertrain cooler 204 is used in powertrain chiller 107 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 112 , 114 , 115 , 117 completely closed,
    • • refrigerant valve 111 fully open,
    • • refrigerant valve 116 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device or, alternatively, is completely open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Powertrain chiller 107 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 and evaporator 105 of air volume flow 302 submitted.

In 10a, 10b und 10c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und optional passiver Batterie- und Antriebskühlung dargestellt. 10b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft und 10c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 und aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 115, 116 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventil 114, 117 wird als Expansionsorgan betrieben oder ist alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Verdampfer 105 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 10a , 10b and 10c the operating mode heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment and optional passive battery and drive cooling is shown. 10b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low heat absorption from the ambient air and 10c for an exemplary, supercritical operation with high heat absorption from the ambient air. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 and from powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 115 , 116 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 fully open,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • refrigerant valve 114 , 117 is operated as an expansion device or, alternatively, is completely open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Evaporator 105 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 submitted.

In 11a, 11b und 11c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung dargestellt. 11b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft und weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten (Wärmerückgewinnung) und 11c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft und weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten (Wärmerückgewinnung). Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Wärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Antriebsstrangchiller 107 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 115, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventile 114, 116 werden als Expansionsorgan betrieben oder sind alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Verdampfer 105, Antriebsstrangchiller 107 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 für die Fahrzeugkabine abgegeben.
In 11a , 11b and 11c the operating mode heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment and active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling is shown. 11b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low heat absorption from the ambient air and other coolant-cooled components (heat recovery) and 11c for an exemplary, supercritical operation with high heat absorption from the ambient air and other coolant-cooled components (heat recovery). The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Heat from the powertrain cooler 204 is used in powertrain chiller 107 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 115 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 fully open,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Refrigerant valves 114 , 116 are operated as an expansion device or, alternatively, are fully open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Evaporator 105 , Powertrain chiller 107 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 issued for the vehicle cabin.

In 12a, 12b und 12c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) und optional passiver Batteriekühlung dargestellt. 12b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Wärmeaufnahme aus weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten (Wärmerückgewinnung) und 12c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Wärmeaufnahme aus weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten (Wärmerückgewinnung). Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Wärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Antriebsstrangchiller 107 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 112, 114, 115, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventil 111 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventil 116 wird als Expansionsorgan betrieben oder ist alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Verdampfer 105, Antriebsstrangchiller 107 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 12a , 12b and 12c shows the heating mode with reheat function and active drive cooling (heat recovery) and optional passive battery cooling. 12b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low heat absorption from other coolant-cooled components (heat recovery) and 12c for an exemplary, supercritical operation with high heat absorption from other coolant-cooled components (heat recovery). The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • Heat from the powertrain cooler 204 is used in powertrain chiller 107 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 112 , 114 , 115 , 117 completely closed,
    • • refrigerant valve 111 fully open,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • refrigerant valve 116 is operated as an expansion device or, alternatively, is completely open,
    • • Heat from the evaporator 105 , Powertrain chiller 107 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 submitted.

In 13a, 13b und 13c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung, aktive Antriebs- (Wärmerückgewinnung) und Batteriekühlung dargestellt. 13b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Wärmeaufnahme aus der Umgebung, Batterie und weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten (Wärmerückgewinnung) und 13c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Wärmeaufnahme aus der Umgebung, Batterie und weiteren kühlmittelgekühlten Komponenten (Wärmerückgewinnung). Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 wird in Batteriechiller 106 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben,
    • • Wärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Antriebsstrangchiller 107 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventile 115, 116 werden als Expansionsorgan betrieben oder sind alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Verdampfer 105, Batteriechiller 106, Antriebsstrangchiller 107 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 13a , 13b and 13c the operating mode heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment, active drive (heat recovery) and battery cooling is shown. 13b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low heat absorption from the environment, battery and other coolant-cooled components (heat recovery) and 13c for an exemplary, supercritical operation with high heat absorption from the environment, battery and other coolant-cooled components (heat recovery). The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 in the direction of the battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the drive train chiller 107 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 will be in battery chiller 106 to the refrigerant circuit 101 submitted,
    • • Heat from the powertrain cooler 204 is used in powertrain chiller 107 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 fully open,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Refrigerant valves 115 , 116 are operated as an expansion device or, alternatively, are fully open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Evaporator 105 , Battery chiller 106 , Powertrain chiller 107 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 submitted.

In 14a, 14b und 14c ist der Betriebsmodus Heizbetrieb mit Reheat-Funktion, mit Wärmeaufnahme aus Umgebung, aktiver Batteriekühlung und optional passiver Antriebsstrangkühlung dargestellt. 14b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei geringer Wärmeaufnahme aus der Umgebung und 14c für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb bei hoher Wärmeaufnahme aus der Umgebung. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Abwärme aus Batteriewärmeübertrager 203 wird in Batteriechiller 106 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben,
    • • Abwärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 116, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 113 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Kältemittelventil 115 wird als Expansionsorgan betrieben oder ist alternativ vollständig geöffnet,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Verdampfer 105, Batteriechiller 106 und Kältemittelverdichter 102 wird über Innenkondensator 104 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 14a , 14b and 14c shows the operating mode heating mode with reheat function, with heat absorption from the environment, active battery cooling and optional passive drive train cooling. 14b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation with low heat absorption from the environment and 14c for an exemplary, supercritical operation with high heat absorption from the environment. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 towards battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the powertrain chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Waste heat from battery heat exchangers 203 will be in battery chiller 106 to the refrigerant circuit 101 submitted,
    • • Waste heat from the powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 116 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 fully open,
    • • refrigerant valve 113 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • refrigerant valve 115 is operated as an expansion device or, alternatively, is completely open,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Evaporator 105 , Battery chiller 106 and refrigeration compressors 102 is via internal condenser 104 of air volume flow 302 submitted.

In 15a und 15b ist der Betriebsmodus Batterieheizung mit Wärmeaufnahme aus Umgebung, und optional passiver Antriebskühlung dargestellt. 15b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Wärme aus Kältemittelkreislauf 101 wird in Batteriechiller 106 an Batteriewärmeübertrager 203 abgegeben,
    • • Abwärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben,
    • • Kein Luftvolumenstrom 302 in die Fahrzeugkabine.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 116, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112, 113 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 115 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103 und Kältemittelverdichter 102 wird über Batteriechiller 106 an Batteriewärmeübertrager 203 abgegeben.
In 15a and 15b the operating mode battery heating with heat absorption from the environment and optional passive drive cooling is shown. 15b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 towards battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the powertrain chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Heat from the refrigerant circuit 101 will be in battery chiller 106 to battery heat exchanger 203 submitted,
    • • Waste heat from the powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted,
    • • No air flow 302 in the vehicle cabin.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 116 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 , 113 fully open,
    • • refrigerant valve 115 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 and refrigeration compressors 102 is about battery chiller 106 to battery heat exchanger 203 submitted.

In 16a und 16b ist der Betriebsmodus Heizen und Batterieheizung mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und optional passiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) dargestellt. 16b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geschlossen beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geöffnet,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Wärme aus Kältemittelkreislauf 101 wird in Batteriechiller 106 an Batteriewärmeübertrager 203 abgegeben,
    • • Abwärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Niedertemperaturradiator 202 an Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 116, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112, 113 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventil 115 wird als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103 und Kältemittelverdichter 102 wird über Batteriechiller 106 an Batteriewärmeübertrager 203 und über Innenkondensator 104 und Verdampfer 105 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 16a and 16b the operating mode heating and battery heating with heat absorption from the environment and optional passive drive cooling (heat recovery) is shown. 16b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 towards battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the powertrain chiller 107 closed or in the direction of the low-temperature radiator 202 open,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Heat from the refrigerant circuit 101 will be in battery chiller 106 to battery heat exchanger 203 submitted,
    • • Waste heat from the powertrain cooler 204 is in low temperature radiator 202 to the air volume flow of the ambient air 301 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 116 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 , 113 fully open,
    • • refrigerant valve 115 is operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 and refrigeration compressors 102 is about battery chiller 106 to battery heat exchanger 203 and via internal condenser 104 and evaporator 105 of air volume flow 302 submitted.

In 17a und 17b ist der Betriebsmodus Heizen und Batterieheizung mit Wärmeaufnahme aus Umgebung und aktiver Antriebskühlung (Wärmerückgewinnung) dargestellt. 17b zeigt das Log(p),h-Diagramm für einen exemplarischen, überkritischen Betrieb. Dabei sind der Kühlmittelkreislauf und der Kältemittelkreislauf wie folgt geschaltet:

  • Kühlmittelkreislauf:
    • • 3/2-Wege-Ventil 207 in Richtung Batteriechiller 106 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • 3/2-Wege-Ventil 208 in Richtung Antriebsstrangchiller 107 geöffnet beziehungsweise in Richtung Niedertemperaturradiator 202 geschlossen,
    • • Kühlmittelpumpen 205, 206 geregelt entsprechend Bauteiltemperatur,
    • • Wärme aus Kältemittelkreislauf 101 wird in Batteriechiller 106 an Batteriewärmeübertrager 203 abgegeben,
    • • Wärme aus Antriebsstrangkühler 204 wird in Antriebsstrangchiller 107 an den Kältemittelkreislauf 101 abgegeben.
  • Kältemittelkreislauf:
    • • Kältemittelventile 110, 114, 117 vollständig geschlossen,
    • • Kältemittelventile 111, 112, 113 vollständig geöffnet,
    • • Kältemittelventile 115,116 werden als Expansionsorgan betrieben, um den Kältemittelmassenstrom zu drosseln,
    • • Wärme aus Außenwärmeübertrager 103, Antriebsstrangchiller (Wärmerückgewinnungs-Chiller) 107 und Kältemittelverdichter 102 wird über Batteriechiller 106 an Batteriewärmeübertrager 203 und über Innenkondensator 104 und Verdampfer 105 an Luftvolumenstrom 302 abgegeben.
In 17a and 17b the operating mode heating and battery heating with heat absorption from the environment and active drive cooling (heat recovery) is shown. 17b shows the log (p), h diagram for an exemplary, supercritical operation. The coolant circuit and the refrigerant circuit are connected as follows:
  • Coolant circuit:
    • • 3/2-way valve 207 towards battery chiller 106 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • 3/2-way valve 208 towards the powertrain chiller 107 opened or in the direction of the low-temperature radiator 202 closed,
    • • coolant pumps 205 , 206 regulated according to component temperature,
    • • Heat from the refrigerant circuit 101 will be in battery chiller 106 to battery heat exchanger 203 submitted,
    • • Heat from the powertrain cooler 204 is used in powertrain chiller 107 to the refrigerant circuit 101 submitted.
  • Refrigerant circulation:
    • • Refrigerant valves 110 , 114 , 117 completely closed,
    • • Refrigerant valves 111 , 112 , 113 fully open,
    • • Refrigerant valves 115 , 116 are operated as an expansion device to throttle the refrigerant mass flow,
    • • Heat from outside heat exchanger 103 , Drive train chiller (heat recovery chiller) 107 and refrigeration compressors 102 is about battery chiller 106 to battery heat exchanger 203 and via internal condenser 104 and evaporator 105 of air volume flow 302 submitted.

Für alle Betriebsmodi der 2 bis 17 kann die Heizeinrichtung 303 den Luftvolumenstrom 302 für die Fahrzeugkabine zusätzlich aufheizen.For all operating modes of the 2 to 17th can the heater 303 the air volume flow 302 additional heating for the vehicle cabin.

In 18 ist eine alternative Ausgestaltungsform der Kälteanlagen und Wärmepumpenanordnung nach 1 dargestellt. Dabei ist ein zusätzliches Absperrventil im Kühlmittelkreislauf 210 vorgesehen. Insbesondere im Heizfall, wenn ein Durchströmen des Batteriechillers 106 vermieden werden muss, kann die Abwärme der Batterie nicht an den Luftvolumenstrom der Umgebungsluft 301 abgegeben werden. Der Kühler der Batterie, der Batteriewärmeübertrager 203, soll dabei zur besseren Temperaturverteilung aber stetig durchströmt werden. Somit ist ein zusätzlicher Bypass um die Batterie vorgesehen, welcher durch das Absperrventil 210 gesperrt oder aktiviert wird. Das 3/2-Wege-Ventil 207 ist dann vollständig geschlossen, das Absperrventil 210 vollständig geöffnet und die Pumpe 205 fördert entsprechend der Temperatur der Batterie das Kühlmittel. Alternativ können die Ventile 207, 210 zu einem 4/3-Wege-Ventil zusammengefasst werden.In 18th is an alternative embodiment of the refrigeration systems and heat pump arrangement according to 1 shown. There is an additional shut-off valve in the coolant circuit 210 intended. Especially when heating, when there is a flow through the battery chiller 106 must be avoided, the waste heat from the battery cannot be transferred to the air volume flow of the ambient air 301 be handed in. The battery cooler, the battery heat exchanger 203 , should be flown through continuously for better temperature distribution. An additional bypass is therefore provided around the battery, which is through the shut-off valve 210 locked or activated. The 3/2-way valve 207 is then completely closed, the shut-off valve 210 fully open and the pump 205 pumps the coolant according to the temperature of the battery. Alternatively, the valves 207 , 210 can be combined into a 4/3-way valve.

In 19 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach 1 dargestellt. Dabei ist ein zusätzliches Kältemittelventil 118 hinter dem Batteriechiller 106 vorgesehen, um speziell im Betriebsmodus Heizen eine Durchströmung des Batteriechillers 106 und damit eine Kältemittelverlagerung in diesen hinein zu verhindern.In 19th is a further alternative embodiment of the refrigeration system and heat pump arrangement according to 1 shown. There is an additional refrigerant valve 118 behind the battery chiller 106 provided to allow a flow through the battery chiller especially in the heating operating mode 106 and thus to prevent refrigerant from shifting into it.

Zusätzlich bietet diese Anordnung den Vorteil, dass der Batteriechiller 106 im Heizbetrieb auf einem geringeren Druck-/ Temperaturniveau als der Verdampfer 105 betrieben werden kann, so dass eine ungewollte Wärmeabgabe an das Kühlmittel im Batteriechiller 106 verhindert werden kann. Es ist demnach kein zusätzlicher Bypass, wie in 18 beschrieben, erforderlich.In addition, this arrangement has the advantage that the battery chiller 106 in heating mode at a lower pressure / temperature level than the evaporator 105 can be operated, so that an unwanted heat release to the coolant in the battery chiller 106 can be prevented. It is therefore not an additional bypass, as in 18th described, required.

In 20 wird die Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach 1 dahingehend erweitert, dass ein zusätzlicher Strang einer Kältemittelleitung mit zugehörigem Kältemittelventil 119 in die Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung integriert ist. Bei den Reheat-Modi ist dann eine serielle Durchströmung des Innenkondensators 104 und des Außenwärmeübertragers 103 möglich. Dies kann das Regelungsverhalten der Gesamtanlage erheblich vereinfachen.In 20th the refrigeration system and heat pump arrangement according to 1 expanded to the effect that an additional branch of a refrigerant line with an associated refrigerant valve 119 is integrated into the refrigeration system and heat pump arrangement. In the reheat modes there is then a serial flow through the internal condenser 104 and the outdoor heat exchanger 103 possible. This can considerably simplify the control behavior of the entire system.

Der Kältemittelkreislauf ist insbesondere für den Einsatz mit dem Kältemittel R744 konzipiert, kann aber auch mit anderen Kältemitteln, speziell auch unterkritischen Kältemitteln wie R1234yf, R134a, R404a, R600a, R290, R152a, R32 sowie deren Gemischen, betrieben werden.
Der Kältemittelkreislauf 101 kann zusätzliche parallele und/oder serielle Kondensatoren/Gaskühler und/oder Verdampfer und/oder Drosselorgane enthalten. Der Innere Wärmeübertrager 109 kann für bestimmte Kältemittel eingespart werden.
Bevorzugt ist der Innere Wärmeübertrager 109 und der Akkumulator 108 als eine Komponente ausgeführt.The refrigerant circuit is particularly suitable for use with the refrigerant R744 designed, but can also be operated with other refrigerants, especially subcritical refrigerants such as R1234yf, R134a, R404a, R600a, R290, R152a, R32 and their mixtures.
The refrigerant circuit 101 may contain additional parallel and / or serial condensers / gas coolers and / or evaporators and / or throttling devices. The internal heat exchanger 109 can be saved for certain refrigerants.
The internal heat exchanger is preferred 109 and the accumulator 108 executed as one component.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

101101
KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
102102
Verdichtercompressor
103103
AußenwärmeübertragerOutdoor heat exchanger
104104
Innenkondensator, HeizwärmeübertragerIndoor condenser, heat exchanger
105105
VerdampferEvaporator
106106
BatteriechillerBattery chiller
107107
AntriebsstrangchillerPowertrain Chiller
108108
KältemittelsammlerRefrigerant collector
109109
Innerer WärmeübertragerInner heat exchanger
114114
ExpansionsorganExpansion device
115115
ExpansionsventilExpansion valve
116116
ExpansionsorganExpansion device
201201
KühlmittelkreislaufCoolant circuit
202202
Kühlmittelkühler, NiedertemperaturradiatorCoolant cooler, low temperature radiator
203203
BatteriewärmeübertragerBattery heat exchanger
204204
AntriebsstrangkühlerPowertrain cooler
205205
Kühlmittelpumpe BatteriekühlschleifeCoolant pump battery cooling loop
206206
Kühlmittelpumpe ElektroantriebskühlschleifeCoolant pump electric drive cooling loop
207207
3/2-Wege-Ventil3/2-way valve
208208
3/2-Wege-Ventil3/2-way valve
209209
Rückschlagventilcheck valve
210210
Absperrventil BatteriekühlschleifeBattery cooling loop shut-off valve
301301
UmgebungsluftAmbient air
302302
Luftvolumenstrom FahrzeugkabineAir volume flow vehicle cabin
303303
HeizeinrichtungHeating device
112, 118, 119112, 118, 119
KältemittelventilRefrigerant valve
110, 111, 113, 117110, 111, 113, 117
Kältemittelventil mit ExpansionsfunktionRefrigerant valve with expansion function

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Claims (21)

Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge, aufweisend einen Kältemittelkreislauf (101) und einen Kühlmittelkreislauf (201), wobei - der Kältemittelkreislauf (101) im Kälteanlagen- und im Wärmepumpenmodus betreibbar ist und einen Verdichter (102), einen Außenwärmeübertrager (103) und einen Verdampfer (105) sowie einen zum Außenwärmeübertrager (103) parallel geschalteten Innenkondensator (104) und einen zum Verdampfer (105) parallel angeordneten Batteriechiller (106) und Antriebsstrangchiller (107) aufweist und dass - nach dem Verdampfer (105) im Wärmepumpenmodus ein Kältemittelpfad zum Außenwärmeübertrager (103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (115) schaltbar ist und dass - der im Wärmepumpenmodus als Verdampfer arbeitende Außenwärmeübertrager (103) mit einem Kältemittelpfad mit Kältemittelventil (112) saugseitig mit dem Verdichter (102) verbunden ist, so dass - im Verdampfer (105) im Kälteanlagen- und im Wärmepumpenmodus eine konstante Strömungsrichtung des Kältemittels vorliegt, wobei im Wärmepumpenmodus im Außenwärmeübertrager (103) bei Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft (301) eine Strömungsrichtungsumkehr des Kältemittels erfolgt. Refrigeration system and heat pump arrangement for battery-operated vehicles, comprising a refrigerant circuit (101) and a coolant circuit (201), wherein - The refrigerant circuit (101) can be operated in refrigeration system and heat pump mode and has a compressor (102), an external heat exchanger (103) and an evaporator (105) as well as an internal condenser (104) connected in parallel to the external heat exchanger (103) and an internal condenser (104) connected to the evaporator ( 105) has battery chiller (106) and drive train chiller (107) arranged in parallel and that - After the evaporator (105) in heat pump mode, a refrigerant path to the external heat exchanger (103) with an upstream expansion element (115) can be switched and that - The external heat exchanger (103), which works as an evaporator in the heat pump mode, is connected to the compressor (102) on the suction side by a refrigerant path with a refrigerant valve (112), so that - There is a constant flow direction of the refrigerant in the evaporator (105) in the refrigeration system and in the heat pump mode, with a flow direction reversal of the refrigerant in the heat pump mode in the external heat exchanger (103) when heat is absorbed from the ambient air (301). Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (201) einen Kühlmittelkühler (202), einen Batteriewärmeübertrager (203) mit zugeordneter Kühlmittelpumpe (205) sowie einen parallel zum Batteriewärmeübertrager (203) angeordneten Antriebsstrangkühler (204) mit zugeordneter Kühlmittelpumpe (206) aufweist, wobei eine Batteriekühlschleife mit dem Batteriewärmeübertrager (203), der Kühlmittelpumpe (205), einem 3/2-Wege-Ventil (207) und dem Batteriechiller (106) auf der Kühlmittelseite und eine Elektroantriebskühlschleife mit dem Antriebsstrangkühler (204), der Kühlmittelpumpe (206), einem 3/2-Wege-Ventil (208) und dem Antriebsstrangchiller (107) auf der Kühlmittelseite derart ausgebildet sind, dass die Batteriekühlschleife und die Elektroantriebskühlschleife unabhängig voneinander und unabhängig vom Kühlmittelkreislauf (201) als separate Kreisläufe betreibbar ausgebildet sind.Refrigeration system and heat pump arrangement according to Claim 1 , characterized in that the coolant circuit (201) has a coolant cooler (202), a battery heat exchanger (203) with an associated coolant pump (205) and a drive train cooler (204) with an associated coolant pump (206) arranged parallel to the battery heat exchanger (203), with a Battery cooling loop with the battery heat exchanger (203), the coolant pump (205), a 3/2-way valve (207) and the battery chiller (106) on the coolant side and an electric drive cooling loop with the drive train cooler (204), the coolant pump (206), a 3/2-way valve (208) and the drive train chiller (107) are designed on the coolant side in such a way that the battery cooling loop and the electric drive cooling loop can be operated independently of one another and independently of the coolant circuit (201) as separate circuits. Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Batteriekühlschleife des Kühlmittelkreislaufes (201) ein Bypass zum Batteriechiller (106) mit zusätzlichem Absperrventil (210) angeordnet ist, wobei der Bypass mit dem Batteriewärmeübertrager (203) und der Kühlmittelpumpe (205) einen separaten Kreislauf ausbildet.Refrigeration system and heat pump arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that a bypass to the battery chiller (106) with an additional shut-off valve (210) is arranged in the battery cooling loop of the coolant circuit (201), the bypass forming a separate circuit with the battery heat exchanger (203) and the coolant pump (205). Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kältemittelkreislauf (101) dem Batteriechiller (106) ein Expansionsorgan (115) vorgeschaltet und zur Vermeidung von Kältemittelverlagerung im Wärmepumpenmodus ein Kältemittelventil (118) zum Absperren nachgeschaltet ist.Refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that an expansion element (115) is connected upstream of the battery chiller (106) in the refrigerant circuit (101) and a refrigerant valve (118) is connected downstream for shutting off to avoid refrigerant shifting in heat pump mode. Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kältemittelkreislauf (101) ein Bypass zum Außenwärmeübertrager (103) parallel zum Innenkondensator (104) mit einem Absperrventil (119) angeordnet ist.Refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a bypass to the external heat exchanger (103) is arranged in the refrigerant circuit (101) parallel to the internal condenser (104) with a shut-off valve (119). Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Kältemittelkreislauf R744, R1234yf, R134a, R404a, R600a, R290, R152a, oder R32 sowie deren Gemische als Kältemittel eingesetzt sind.Refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that R744, R1234yf, R134a, R404a, R600a, R290, R152a, or R32 and their mixtures are used as refrigerants in the refrigerant circuit. Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Kältemittelkreislauf (101) zusätzliche parallele und/oder serielle Kondensatoren/Gaskühler angeordnet sind.Refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that additional parallel and / or serial condensers / gas coolers are arranged in the refrigerant circuit (101). Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Kältemittelkreislauf (101) ein Innerer Wärmeübertrager (109) und/oder ein Kältemittelsammler (108) angeordnet ist.Refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that an internal heat exchanger (109) and / or a refrigerant collector (108) is arranged in the refrigerant circuit (101). Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelsammler (108) und der Innere Wärmeübertrager als ein Bauteil ausgeführt sind.Refrigeration system and heat pump arrangement according to Claim 8 , characterized in that the refrigerant collector (108) and the internal heat exchanger are designed as one component. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur aktiven Batteriekühlung bei nicht aktivem Verdampfer (105) im Kälteanlagenmodus der Verdichter (102), der Außenwärmeübertrager (104), das Expansionsorgan (115) und der Batteriechiller (106) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (110, 117) geöffnet und die Kältemittelventile (111, 112, 114, 116) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that for active battery cooling when the evaporator (105) is not active in the refrigeration system mode, the compressor (102), the external heat exchanger (104), the expansion element (115) and the battery chiller (106) are connected in the circuit and the refrigerant valves (110, 117) are open and the refrigerant valves (111, 112, 114, 116) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung der Fahrzeugkabinenluft (302) im Kälteanlagenmodus der Verdichter (102), der Außenwärmeübertrager (104), das Expansionsorgan (114) und der Verdampfer (105) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (110, 117) geöffnet und die Kältemittelventile (112, 115) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the compressor (102), the external heat exchanger (104), the expansion element (114) and the evaporator (105) are connected in the circuit and the refrigerant valves (110, 117) are opened to cool the vehicle cabin air (302) in the refrigeration system mode and the refrigerant valves (112, 115) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Reheatmodus der Verdichter (102), der Außenwärmeübertrager (104), das Expansionsorgan (114) und der Verdampfer (105) sowie parallel der Innenkondensator (104) und das Expansionsorgan (113) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (110, 117) geöffnet und die Kältemittelventile (112, 115, 116) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that in the reheat mode the compressor (102), the external heat exchanger (104), the expansion element (114) and the evaporator (105) and in parallel the internal condenser (104) and the expansion element (113) are connected in the circuit and the refrigerant valves (110, 117) are open and the refrigerant valves (112, 115, 116) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen aktiven Batteriekühlung der Batteriechiller (106) mit zugehörigem Expansionsorgan (115) parallel zum Verdampfer (105) im Kreislauf geschaltet ist.Method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to Claim 11 or 12th , characterized in that for additional active battery cooling, the battery chiller (106) with the associated expansion element (115) is connected in the circuit parallel to the evaporator (105). Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmepumpenmodus der Verdichter (102), der Innenkondensator (104), der Verdampfer (105) mit dem Expansionsorgan (113) im Kreislauf durchströmt wird und die Kältemittelventile (111, 112) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 114, 116, 117) geschlossen sind und alternativ wird zur aktiven Batteriekühlung der Batteriechiller (106), das Expansionsorgan (115) mit dem Außenwärmeübertrager (104) und/oder zur zusätzlichen aktiven Antriebsstrangkühlung wird der Antriebsstrangchiller (107) mit zugehörigem Expansionsorgan (116) parallel zum Außenwärmeübertrager (103) im Kreislauf geschaltet, wobei die Kältemittelventile (111, 112) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 112, 114, 115, 117) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that in the heat pump mode, the compressor (102), the internal condenser (104), the evaporator (105) with the expansion element (113) is circulated through and the refrigerant valves (111, 112) are opened and the refrigerant valves (110, 114 , 116, 117) are closed and, alternatively, the battery chiller (106), the expansion element (115) with the external heat exchanger (104) and / or for the additional active drive train cooling, the drive train chiller (107) with the associated expansion element (116) is used in parallel connected to the external heat exchanger (103) in the circuit, the refrigerant valves (111, 112) being open and the refrigerant valves (110, 112, 114, 115, 117) being closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus der Verdichter (102), der Innenkondensator (104) sowie der Außenwärmeübertrager (103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (114) sowie parallel zum Außenwärmeübertrager (103) der Verdampfer (105) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (111, 112, 113, 117) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 115, 116) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that in the combined heat pump mode and reheat mode the compressor (102), the internal condenser (104) and the external heat exchanger (103) with an upstream expansion element (114) and parallel to the external heat exchanger (103) of the evaporator (105) are connected in the circuit and the refrigerant valves (111, 112, 113, 117) are open and the refrigerant valves (110, 115, 116) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus der Verdichter (102), der Innenkondensator (104) sowie der Außenwärmeübertrager(103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (114) sowie parallel zum Außenwärmeübertrager (103) der Verdampfer (105) und der Antriebsstrangchiller (107) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (116) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (111, 112, 113) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 115, 117) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that, in the combined heat pump mode and reheat mode, the compressor (102), the internal condenser (104) and the external heat exchanger (103) with an upstream expansion element (114) and, in parallel with the external heat exchanger (103), the evaporator (105) and the drive train chiller (107 ) are connected in the circuit with an upstream expansion element (116) and the refrigerant valves (111, 112, 113) are open and the refrigerant valves (110, 115, 117) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus der Verdichter (102), der Innenkondensator (104) sowie der Verdampfer (105) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (113) und der Antriebsstrangchiller (107) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (116) im Kreislauf geschaltet sind und das Kältemittelventil (111) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 112, 114, 115) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that in the combined heat pump mode and reheat mode, the compressor (102), the internal condenser (104) and the evaporator (105) with an upstream expansion device (113) and the drive train chiller (107) with upstream expansion device (116) are connected in the circuit and the refrigerant valve (111) is open and the refrigerant valves (110, 112, 114, 115) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus zusätzlich der Batteriechiller (106) und der Außenwärmeübertrager (103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (115) im Kreislauf geschaltet sind und das Kältemittelventil (112) geöffnet ist.Method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to Claim 17 , characterized in that in the combined heat pump mode and reheat mode, the battery chiller (106) and the external heat exchanger (103) with an upstream expansion element (115) are also connected in the circuit and the refrigerant valve (112) is open. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im kombinierten Wärmepumpenmodus und Reheatmodus der Verdichter (102), der Innenkondensator (104) sowie der Verdampfer (105) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (113) und der Batteriechiller (106) und der Außenwärmeübertrager (103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (115) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (111, 112) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 114, 116) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that in the combined heat pump mode and reheat mode the compressor (102), the internal condenser (104) and the evaporator (105) with an upstream expansion device (113) and the battery chiller (106) and the external heat exchanger (103) with upstream expansion device (115) ) are connected in the circuit and the refrigerant valves (111, 112) are open and the refrigerant valves (110, 114, 116) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmepumpenmodus zur Batterieheizung der Verdichter (102), der Innenkondensator (104), der Verdampfer (105) sowie der Batteriechiller (106) und der Außenwärmeübertrager (103) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (115) im Kreislauf geschaltet sind und die Kältemittelventile (111, 112, 113) geöffnet und die Kältemittelventile (110, 114, 116) geschlossen sind.A method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that in the heat pump mode for battery heating the compressor (102), the internal condenser (104), the evaporator (105) as well as the battery chiller (106) and the external heat exchanger (103) with an upstream expansion element (115) are connected in the circuit and the Refrigerant valves (111, 112, 113) are open and the refrigerant valves (110, 114, 116) are closed. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlagen- und Wärmepumpenanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Wärmepumpenmodus zur Batterieheizung zusätzlich parallel zum Außenwärmeübertrager (103) der Antriebsstrangchiller (107) mit vorgeschaltetem Expansionsorgan (116) im Kreislauf geschaltet ist.Method for operating a refrigeration system and heat pump arrangement according to Claim 20 , characterized in that in the heat pump mode for battery heating, the drive train chiller (107) with an upstream expansion element (116) is also connected in the circuit in parallel with the external heat exchanger (103).
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