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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug weist eine Klimaanlage zum Zirkulieren eines Kühlmittels auf, um einen Innenraum des Fahrzeugs zu heizen oder zu kühlen.
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Die Klimaanlage, die eine frische Innenraumbedingung aufrechterhalten kann mittels Aufrechterhaltens einer Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs auf einer geeigneten Temperatur unabhängig von einer externen Temperaturänderung, ist dazu ausgebildet, einen Innenraum des Fahrzeugs zu heizen oder zu kühlen mittels Wärmeaustauschs mittels eines Verdampfers während eines Prozesses, bei dem ein Kühlmittel, das mittels Betreibens eines Kompressors abgegeben wird, erneut zu dem Kompressor zirkuliert wird mittels Durchlaufens eines Kondensators, eines Empfängertrockners, eines Expansionsventils und des Verdampfers.
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D.h., bei der Klimaanlage, wird ein gasförmiges Hochtemperatur- und HochdruckKühlmittel, das von dem Kompressor komprimiert wird, durch den Kondensator kondensiert, wird dann mittels des Verdampfers durch den Empfängertrockner und das Expansionsventil verdampft, um die Innenraumtemperatur und Feuchtigkeit in einem Sommerkühlmodus zu verringern.
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In letzter Zeit, da Bedenken über Energieeffizienz und Umweltverschmutzung nach und nach zugenommen haben, wurde die Entwicklung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, das in der Lage ist, ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor hat, im Wesentlichen zu ersetzen, benötigt und die umweltfreundlichen Fahrzeuge sind typischerweise in Elektrofahrzeuge, die typischerweise betrieben werden unter Verwendung einer Brennstoffzelle oder Elektrizität als Energiequelle, und ein Hybridfahrzeug, das betrieben wird unter Verwendung eines Motors und einer elektrischen Batterie, klassifiziert.
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Bei dem Elektrofahrzeug und dem Hybridfahrzeug der umweltfreundlichen Fahrzeuge wird kein separater Heizer verwendet, ungleich einem allgemeinen Fahrzeug, das eine Klimaanlage verwendet, und eine Klimaanlage, die bei dem umweltfreundlichen Fahrzeug verwendet wird, wird typischerweise als ein Wärmepumpensystem bezeichnet.
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In einem Fall des Elektrofahrzeugs, das die Brennstoffzelle verwendet, wird eine chemische Reaktionsenergie von Sauerstoff und Wasserstoff in elektrische Energie umgewandelt, um eine Antriebskraft zu erzeugen, und während des vorliegenden Prozesses wird thermische Energie durch die chemische Reaktion in der Brennstoffzelle erzeugt und im Ergebnis wird ein effektives Entfernen der erzeugten Hitze benötigt, um die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle sicherzustellen.
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Auch bei dem Hybridfahrzeug wird die Antriebskraft erzeugt mittels Betreibens des Motors durch die Verwendung von Elektrizität, die von der Brennstoffzelle oder der elektrischen Batterie zugeführt wird, zusammen mit dem Motor, der mit einem allgemeinen Kraftstoff angetrieben wird, und im Ergebnis kann die Leistungsfähigkeit des Motors nur sichergestellt werden durch effektives Abführen der Hitze, die von der Brennstoffzelle oder der Batterie und dem Motor erzeugt wird.
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Dementsprechend können bei einem Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug der bezogenen Technik ein Batteriekühlsystem, ein Kühlabschnitt und ein Wärmepumpensystem so ausgebildet sein, dass sie entsprechende separate Kreise haben, um eine Wärmeerzeugung eines Motors, einer elektrischen Ausrüstung und einer Batterie, einschließlich einer Brennstoffzelle, zu verhindern.
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Daher sind die Größe und das Gewicht eines Kühlmoduls, das in dem Vorderraum des Fahrzeugs angeordnet ist, erhöht und ein Layout von Verbindungsleitungen zum Zuführen eines Kühlmittels oder einer Kühlflüssigkeit zu dem Wärmesystem, der Kühlvorrichtung und dem Batteriekühlsystem in einem Motorraum wird kompliziert.
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Ferner, da ein Batteriekühlsystem zum Heizen und Kühlen der Batterie abhängig von einem Fahrzeugzustand separat bereitgestellt ist, um der Batterie zu ermöglichen, eine optimale Leistung auszugeben, werden eine Vielzahl von Ventilen für Verbindungsleitungen verwendet, und dadurch kann der Fahrkomfort verschlechtert sein, da Lärm und Vibrationen aufgrund des regelmäßigen Öffnungs- und Schließbetriebs in einen Innenraum des Fahrzeugs übertragen werden können.
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Ferner können herkömmlicher Weise ein Verdampfer und ein Kondensator zum Kondensieren und Verdampfen des Kühlmittels separat ausgebildet sein und es gibt auch einen Nachteil, durch den die gesamten Bestandteile und das Gewicht erhöht sind.
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Die Informationen, die in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung eingeschlossen sind, dienen nur zum Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und können nicht als Zugeständnis oder jegliche Form von Vorschlag angenommen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, das Vorteile des Verwendens eines einzelnen Wärmetauschers hat, der ein Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit einer Kühlflüssigkeit kondensiert oder verdampft abhängig von einem Kühlmodus oder einem Heizmodus eines Fahrzeugs, wodurch die gesamten Bestandteile und das Gewicht reduziert werden.
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Ein beispielhaftes Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug weist auf eine erste Kühlvorrichtung, die einen ersten Radiator und eine erste Wärmepumpe aufweist, die über eine erste Kühlflüssigkeitleitung miteinander verbunden sind, und die dazu ausgebildet ist, eine Kühlflüssigkeit durch die erste Kühlmittelleitung zu zirkulieren, um mindestens eine elektrische Komponente und mindestens einen Motor zu kühlen, eine zweite Kühlvorrichtung, die aufweist einen zweiten Radiator und eine zweite Wasserpumpe, die über eine zweite Kühlflüssigkeitleitung miteinander verbunden sind, und die dazu ausgebildet ist, die Kühlflüssigkeit durch die zweite Kühlflüssigkeitleitung zu zirkulieren, ein Batteriemodul, das in einer Batteriekühlflüssigkeitleitung bereitgestellt ist, die selektiv fluidtechnisch mit der zweiten Kühlmittelleitung über ein erstes Ventil verbindbar ist, und einen Kühlapparat, der in der Batteriekühlflüssigkeitleitung bereitgestellt ist, um der Kühlflüssigkeit zu ermöglichen, durch einen Innenraum zu strömen, der mit einer Kühlmittelleitung eine Klimaanlage über eine Kühlmittelverbindungsleitung verbunden ist, und dazu ausgebildet ist, eine Kühlflüssigkeittemperatur anzupassen mittels Wärmeaustauschs einer selektiv empfangenen Kühlflüssigkeit mit dem Kühlmittel, das von der Klimaanlage zugeführt wird, wobei ein Haupt-Wärmetauscher, der in der Klimaanlage bereitgestellt ist, mit der ersten und der zweiten Kühlflüssigkeitleitung verbunden ist, um die Kühlflüssigkeit zu empfangen, die in der ersten und der zweiten Kühlvorrichtung zirkuliert, und wobei der Haupt-Wärmetauscher mit der ersten und zweiten Verbindungsleitung verbunden ist, die mit der Kühlmittelleitung über ein Kühlmittelventil verbunden sind, um das Kühlmittel zu kondensieren oder zu verdampfen über einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit, die durch die erste und die zweite Kühlflüssigkeitleitung zugeführt wird, so dass eine Flussrichtung des Kühlmittels abhängig von einem Modus eines Fahrzeugs verändert wird.
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Die Klimaanlage kann aufweisen einen Heizer, eine Belüftung und ein Klimaanlagen(HVAC)-Modul, das eine Tür aufweist, die mit der Kühlmittelleitung verbunden ist, und eine Umgebungsluft anpasst, die durch einen Verdampfer geströmt ist, um selektiv in einen internen Kondensator zu strömen abhängig von einem Kühl-, einem Heiz- und einem Entfeuchtermodus eines Fahrzeugs, einen Kompressor, der mit der Kühlmittelleitung verbunden ist, zwischen dem Verdampfer und dem internen Kondensator, ein erstes Expansionsventil, das in der Kühlmittelleitung bereitgestellt ist, die den Haupt-Wärmetauscher und den Verdampfer verbindet, ein zweites Expansionsventil, das in der Kühlmittelverbindungsleitung bereitgestellt ist, eine erste Umgehungsleitung, die den Haupt-Wärmetauscher und den Kompressor über das Kühlmittelventil verbindet, so dass das Kühlmittel, das durch den Haupt-Wärmetauscher geströmt ist, selektiv in den Kompressor, strömt, ein drittes Expansionsventil, das in der Kühlmittelleitung zwischen dem internen Kondensator und dem Kühlmittelventil bereitgestellt ist, und eine zweite Umgehungsleitung, die einen ersten Endabschnitt, der mit dem Kühlmittelventil verbunden ist, und einen zweiten Endabschnitt, der mit der Kühlmittelleitung zwischen dem ersten Expansionsventil und dem Verdampfer verbunden ist, aufweist, sodass das Kühlmittel, das durch den Haupt-Wärmetauscher geströmt ist, selektiv in den Verdampfer strömt.
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Ein erster Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung kann mit dem Kühlmittelventil verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung kann mit dem Haupt-Wärmetauscher an einer Seite des Kühlmittelventils verbunden sein.
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Ein erster Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung kann mit dem Kühlmittelventil verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung kann mit der Kühlmittelleitung verbunden sein, die den Verdampfer und den Haupt-Wärmetauscher an entgegengesetzten Seiten des Kühlmittelventils verbindet.
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Ein Unterkondensator kann in der Kühlmittelleitung zwischen dem Haupt-Wärmetauscher und dem Verdampfer bereitgestellt sein.
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In dem Fall, dass der Hauptwärmetauscher das Kühlmittel kondensiert, kann der Unterkondensator das Kühlmittel zusätzlich kondensieren, das in dem Haupt-Wärmetauscher kondensiert ist, über einen Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft.
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Das zweite Expansionsventil kann betrieben werden, wenn das Batteriemodul gekühlt werden muss, unter Verwendung der Kühlflüssigkeit, die Wärme mit dem Kühlmittel ausgetauscht hat, und das zweite Expansionsventil kann das Kühlmittel ausdehnen, das durch die Kühlmittelverbindungsleitung strömt, und führt das ausgedehnte Kühlmittel dem Kälteapparat zu.
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In dem Heizmodus und dem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Fahrzeugs kann das dritte Expansionsventil das Kühlmittel selektiv ausdehnen, das von dem internen Kondensator zugeführt wird.
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Das erste Ventil kann selektiv die zweite Kühlflüssigkeitleitung und die Batteriekühlflüssigkeitleitung zwischen dem zweiten Radiator und dem Kühlapparat verbinden. Die erste Kühlvorrichtung kann mit einer ersten Abzweigleitung bereitgestellt sein, die mit der ersten Kühlmittelleitung zwischen dem ersten Radiator und der ersten Wasserpumpe über ein zweites Ventil verbunden ist, das in der ersten Kühlflüssigkeitleitung zwischen dem ersten Radiator der ersten Wasserpumpe bereitgestellt ist. Die Batteriekühlflüssigkeitleitung kann mit einer zweiten Abzweigleitung bereitgestellt sein, die den Kühlapparat und das Batteriemodul über das erste Ventil verbindet. Die zweite Kühlflüssigkeitleitung kann mit einer dritten Abzweigleitung bereitgestellt sein, die die Batteriekühlflüssigkeitleitung und die zweite Kühlflüssigkeitleitung trennt.
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In dem Kühlmodus eines Fahrzeugs kann das Kühlmittel in der Klimaanlage durch die Kühlmittelleitung in einem Zustand zirkulieren, in dem mittels Betriebs des Kühlmittelventils die erste Verbindungsleitung offen ist und die zweite Verbindungsleitung und die erste und die zweite Umgehungsleitung geschlossen sind und das dritte Expansionsventil kann das Kühlmittel ohne Expansion durchlassen, das in das Kühlmittelventil über die Kühlmittelleitung fließt.
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In der ersten und der zweiten Kühlvorrichtung kann die Kühlflüssigkeit, die in dem ersten und zweiten Radiator gekühlt wird, dem Haupt-Wärmetauscher zugeführt werden mittels des Betriebs der ersten und zweiten Wasserpumpe und der Haupt-Wärmetauscher kann das Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit Kondensieren.
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In dem Heizmodus eines Fahrzeugs kann in der Klimaanlage die zweite Umgehungsleitung in einem Zustand geschlossen sein, in dem die zweite Verbindungsleitung und die erste Umgehungsleitung durch den Betrieb des Kühlmittelventils offen sein können, die Kühlmittelleitung, die den Haupt-Wärmetauscher und den Verdampfer verbindet, kann durch den Betrieb des ersten Expansionsventils geschlossen sein, das Kühlmittel, das von dem internen Kondensator in das Kühlmittelventil geströmt ist, kann durch den Haupt-Wärmeaustausch durch die zweite Verbindungsleitung und dann in den Kompressor über die erste Verbindungsleitung und die erste Umgehungsleitung strömen, die durch den Betrieb des Kühlmittelventils miteinander verbunden sind, und das dritte Expansionsventil kann das Kühlmittel ausdehnen, das von dem Kühlmittelventil in den Haupt-Wärmetauscher über die zweite Verbindungsleitung geströmt ist.
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Die erste und die zweite Kühlvorrichtung können die Kühlflüssigkeit entsprechend dem Haupt-Wärmetauscher zuführen mittels des Betriebs der ersten und zweiten Wasserpumpe. Der Haupt-Wärmetauscher kann das Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit verdampfen.
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In dem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Fahrzeugs können in der Klimaanlage die zweite Verbindungsleitung, die erste Umgehungsleitung und die zweite Umgehungsleitung durch den Betrieb des Kühlmittelventils offen sein, die Kühlmittelleitung, die den Haupt-Wärmetauscher und den Verdampfer verbindet, kann durch den Betrieb des ersten Expansionsventils geschlossen sein, das Kühlmittel, das von dem internen Kondensator in das Kühlmittelventil geströmt ist, kann durch die zweite Verbindungsleitung in den Haupt-Wärmetauscher strömen. Ein Teil des Kühlmittels des Kühlmittels, das durch den Haupt-Wärmetauscher geströmt ist, kann über die erste Verbindungsleitung und die erste Umgehungsleitung, die durch den Betrieb des Kühlmittelventils geöffnet sind, in den Kompressor strömen, ein verbleibendes Kühlmittel des Kühlmittels, das durch den Haupt-Wärmetauscher geströmt ist, kann durch die erste Verbindungsleitung und die zweite Umgehungsleitung, die durch den Betrieb des Kühlmittelventils geöffnet sind, in den Verdampfer strömen und das dritte Expansionsventil kann das Kühlmittel ausdehnen, das von dem Kühlmittelventil in den Haupt-Wärmetauscher durch die zweite Verbindungsleitung geströmt ist.
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Die erste und die zweite Kühlvorrichtung können die Kühlflüssigkeit dem Haupt-Wärmetauscher mittels des Betriebs der ersten und zweiten Wasserpumpe entsprechend zuführen. Der Hauptwärmetauscher kann das Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit verdampfen.
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Das zweite und das dritte Expansionsventil können entsprechend ein elektronisches Expansionsventil sein, das die Strömungsbewegung des Kühlmittels steuert und das Kühlmittel selektiv expandiert.
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Das Kühlmittelventil kann mit der ersten und der zweiten Verbindungsleitung, der Kühlmittelleitung und der ersten und zweiten Umgehungsleitung verbunden sein und kann als ein 5-Wege-Ventil ausgebildet sein, das die Strömungsbewegung des Kühlmittels steuert.
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Ein Empfängertrockner kann auf dem Haupt-Wärmetauscher an der entgegengesetzten Seite des Kühlmittelventils montiert sein. Der Empfängertrockner kann gasförmiges Kühlmittel separieren, das in dem Kühlmittel enthalten ist, das durch den Haupt-Wärmetauscher geströmt ist, oder das Kühlmittel, das in den Haupt-Wärmetauscher über die zweite Verbindungsleitung strömt.
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Die elektrische Komponente kann zumindest einen Inverter und ein On-Board-Ladegerät (OPC) aufweisen, und
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Der mindestens eine Motor kann zwei Motoren aufweisen, die zu Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs korrespondieren.
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Daher, in Übereinstimmung mit einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform können ein einzelner Haupt-Wärmetauscher, um das Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit abhängig von einem Kühlmodus oder einem Heizmodus eines Fahrzeugs zu kondensieren oder zu verdampfen, und dadurch eine Vereinfachung des Systems ermöglicht werden.
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Ferner kann bei der Klimaanlage die Strömungsbewegung des Kühlmittels effizient gesteuert werden mittels Steuerns des Betriebs des Kühlmittelventils, das als ein 5-Wege-Ventil ausgebildet ist, und deshalb kann eine Kühl- und Heizleistungsfähigkeit des Fahrzeuginnenraums sichergestellt sein.
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Ferner ist über die Vereinfachung des gesamten Systems eine Reduzierung der Produktionskosten und des Gewichts möglich und eine Raumnutzung kann verbessert sein.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile die anhand der beigefügten Zeichnungen, welche hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden oder in größerem Detail darin fortgesetzt sind, die gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 veranschaulicht einen Betriebszustand eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in einem Kühlmodus eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 veranschaulicht einen Betriebszustand eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in einem Heizmodus eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 veranschaulicht einen Betriebszustand in einem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es kann verstanden werden, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, die so etwas wie eine vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, die für die grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung anschaulich sind. Die bestimmten Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin eingeschlossen sind, umfassen beispielsweise bestimmte Größen, Orientierungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Abschnitte der vorliegenden Erfindung über die verschiedenen Figuren der Zeichnungen hinweg.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind und nachfolgend beschrieben sind. Während vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, wird verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsform zu beschränken. Andererseits ist die vorliegende Erfindung dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist, umfasst sein können.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Beispielhafte Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung offenbart sind, und die Konstruktion, die in den Zeichnungen gezeigt sind, sind nur beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und decken nicht den gesamten Umfang der vorliegenden Erfindung ab. Deshalb wird verstanden werden, dass es verschiedene Äquivalente und Variationen zu dem Zeitpunkt der Anmeldung der vorliegenden Beschreibung geben kann.
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Um die vorliegende Erfindung klarzustellen werden Teile, die nicht mit der Beschreibung verbunden sind, weggelassen und auf gleiche Elemente oder Äquivalente wird über die Beschreibung hinweg mit gleichen Bezugszeichen Bezug genommen.
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Auch sind die Größe und Dicke der jeweiligen Elemente in den Zeichnungen willkürlich gezeigt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und in den Zeichnungen sind aus Gründen der Klarheit die Dicken von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen etc. vergrößert dargestellt.
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Ferner, sofern nichts anderes explizit beschrieben ist, werden das Wort „aufweisen“ und Variationen davon, wie etwa „weist auf“ oder „enthält“ so verstanden, dass sie die Inklusion der genannten Elemente implizieren, jedoch nicht die Exklusion irgendwelcher anderer Elemente.
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Ferner bedeutet jeder der Begriffe, wie etwa „..einheit‟, „..mittel‟, „..teil‟ und „..element‟, die in der Beschreibung beschrieben sind, eine Einheit eines Gesamtelements, das zumindest eine Funktion oder Operation durchführt.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform verwendet einen einzelnen Wärmetauscher, der ein Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit einer Kühlflüssigkeit kondensiert oder evakuiert abhängig von einem Kühlmodus oder einem Heizmodus eines Fahrzeugs, wodurch die gesamten Bestandteile und das Gewicht reduziert werden.
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Hierbei können in dem Wärmepumpensystem, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug, eine erste Kühlvorrichtung 10 zum Kühlen mindestens einer elektrischen Komponente 15 und mindestens eines Motors 16, eine zweite Kühlvorrichtung 20 zum Kühlen eines Batteriemoduls 30 und eine Klimaanlage 50 als eine Klimaanlagenvorrichtung zum Kühlen oder Heizen eines Innenraums miteinander zusammenarbeiten.
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D.h., bezugnehmend auf 1, dass das Wärmepumpensystem die erste und die zweite Kühlvorrichtung 10 und 20, das Batteriemodul 30 und einen Kühlapparat 60 aufweist.
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Zunächst weist die erste Kühlvorrichtung 10 einen ersten Radiator 12 und eine erste Wasserpumpe 14 auf, die über eine erste Kühlflüssigkeitleitung 11 miteinander verbunden sind. Die erste Kühlvorrichtung 10 zirkuliert eine Kühlflüssigkeit durch die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 mittels des Betriebs der ersten Wasserpumpe 14, um die elektrische Komponente 15 und den Motor 16 zu kühlen.
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Der erste Radiator 12 ist vorne in einem Fahrzeug angeordnet und ein Kühllüfter 13 ist an einer Rückseite des ersten Radiators 12 bereitgestellt, um die Kühlflüssigkeit über einen Wärmeaustausch mit einer Umgebungsluft zu kühlen, beispielsweise mittels des Betriebs des Kühllüfters 13.
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Hierbei kann die elektrische Komponente 15 eine Energiesteuervorrichtung oder ein On-Board-Ladegerät (OPC) 15a oder Inverter 15b und 15c aufweisen. Die Energiesteuervorrichtung oder die Inverter 15b und 15c können während dem Fahren Wärme erzeugen und das On-Board-Ladegerät 15a kann Hitze erzeugen, wenn es das Batteriemodul lädt 30.
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Ferner kann der mindestens eine Motor 16 einen vorderen und einen hinteren Motor 16a und 16b aufweisen, die zu Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs korrespondieren.
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Ferner können die Inverter 15b und 15c als ein Paar bereitgestellt werden entsprechend dem vorderen und dem hinteren Motor 16a und 16b.
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Die elektrische Komponente 15 und der Motor 16 können in der ersten Kühlmittelleitung 11 in Reihe angeordnet sein.
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Ferner ist ein erster Reservoirtank 19 in der ersten Kühlflüssigkeitleitung 11 zwischen dem ersten Radiator 12 und der ersten Wasserpumpe 14 bereitgestellt. Der erste Reservoirtank 19 kann ein Kühlmittel speichern, das in dem ersten Radiator 12 gekühlt wird.
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Die erste Kühlvorrichtung 10 zirkuliert die Kühlflüssigkeit, die in dem ersten Radiator 12 gekühlt wird, durch die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 mittels des Betriebs der ersten Wasserpumpe 14, wodurch die elektrische Komponente 15 und der Motor 16 gekühlt werden, sodass sie nicht überhitzen.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die zweite Kühlvorrichtung 20 auf einen zweiten Radiator 22 und eine zweite Wasserpumpe 26, die über eine zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 miteinander verbunden sind, und zirkuliert die Kühlflüssigkeit in der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21.
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Die zweite Kühlvorrichtung 20 kann die Kühlflüssigkeit, die in dem zweiten Radiator 22 gekühlt wird, dem Batteriemodul 30 selektiv zu führen.
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Der zweite Radiator 22 ist vor dem ersten Radiator 12 angeordnet, um die Kühlflüssigkeit über einen Wärmeaustausch mit einer Umgebungsluft zu kühlen, beispielsweise mittels Betriebs des Kühllüfters 13.
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Ferner ist ein zweiter Reservoirtank 27 in der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21 zwischen dem zweiten Radiator 22 und der zweiten Wasserpumpe 26 bereitgestellt. Der zweite Reservoirtank 27 kann eine Kühlflüssigkeit speichern, die in dem zweiten Radiator 22 gekühlt wird.
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Die zweite Kühlvorrichtung 20 kann die Kühlflüssigkeit, die in dem zweiten Radiator 42 gekühlt wird, über die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 mittels des Betriebs der zweiten Wasserpumpe 26 zirkulieren.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Batteriemodul 30 in einer Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 bereitgestellt, die fluidtechnisch mit der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21 über ein erstes Ventil V1 selektiv verbindbar ist.
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Hierbei kann das erste Ventil V1 die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 und die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zwischen dem zweiten Radiator 22 und dem Batteriemodul 30 selektiv verbinden.
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Mehr ins Detail verbindet das erste Ventil V1 die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 und die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zwischen dem Kühlapparat 60 und dem zweiten Radiator 22, der in der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 bereitgestellt ist.
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Hierbei führt das Batteriemodul der elektrischen Komponente 15 und dem Motor 16 elektrische Energie zu und ist nach wassergekühlter Art gebildet, die durch eine Kühlflüssigkeit gekühlt wird, das durch die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 fließt.
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D.h., das Batteriemodul 30 ist mit der zweiten Kühlvorrichtung 20 über die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 fluidtechnisch selektiv verbindbar in Übereinstimmung mit dem Betrieb des ersten Ventils V1. Ferner kann die Kühlflüssigkeit durch das Batteriemodul 30 zirkulieren mittels des Betriebs einer dritten Wasserpumpe 33, die in der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 bereitgestellt ist.
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Die dritte Wasserpumpe 33 ist zwischen dem Kühlapparat 60 und dem Batteriemodul 30 in der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 bereitgestellt. Die dritte Wasserpumpe 33 arbeitet, um die Kühlflüssigkeit durch die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zu zirkulieren.
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Hierbei können die erste, die zweite und die dritte Wasserpumpe 14, 26 und 33 jeweils eine elektrische Wasserpumpe sein.
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Währenddessen kann die erste Kühlvorrichtung 10 mit einer ersten Abzweigleitung 18 bereitgestellt sein, die mit dem ersten Reservoirtank 19 zwischen dem ersten Radiator 12 und der ersten Wasserpumpe 14 über ein zweites Ventil V2 verbunden ist, das in der ersten Kühlflüssigkeitleitung 11 zwischen dem ersten Radiator 12 und der ersten Wasserpumpe 14 bereitgestellt ist.
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Mehr ins Detail ist das zweite Ventil V2 zwischen der elektrischen Komponente 15, dem Motor 16 und dem ersten Radiator 12 in der ersten Kühlflüssigkeitleitung 11 bereitgestellt.
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Ein erster Endabschnitt der ersten Abzweigleitung 13 kann mit der ersten Kühlflüssigkeitleitung 11 über das zweite Ventil V2 verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der ersten Abzweigleitung 18 kann mit dem ersten Reservoirtank 19 verbunden sein, der zwischen dem ersten Radiator 12 und der ersten Wasserpumpe 18 bereitgestellt ist.
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Die erste Abzweigleitung 18 ist selektiv geöffnet mittels des Betriebs des zweiten Ventils V2, wenn die Abwärme, die in der elektrischen Komponente 15 und dem Motor 16 erzeugt wird, absorbiert wird, um eine Kühlflüssigkeittemperatur zu erhöhen. Zur selben Zeit ist die erste Kühlflüssigkeitleitung 11, die mit dem ersten Radiator 12 verbunden ist, durch den Betrieb des zweiten Ventils V2 geschlossen.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kühlapparat 60 in der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 bereitgestellt, um der Kühlflüssigkeit zu ermöglichen, durch einen Innenraum zu strömen, und ist mit einer Kühlmittelleitung 51 der Klimaanlage 50 über eine Kühlmittelverbindungsleitung 62 verbunden.
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Der Kühlapparat 60 kann die Kühlmitteltemperatur mittels Wärmeaustauschs der Kühlflüssigkeit anpassen, die selektiv in den Innenraum mit dem Kühlmittel fließt, das von der Klimaanlage 50 zugeführt wird. Hierbei kann der Kühlapparat 60 ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, in den eine Kühlflüssigkeit strömt.
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Währenddessen kann die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 mit einem Kühlflüssigkeitsheizer 35 zwischen dem Batteriemodul 30 und dem Kühlapparat 60 bereitgestellt werden.
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Wenn es nötig ist, dass die Temperatur des Batteriemoduls 30 erhöht wird, kann der Kühlflüssigkeitsheizer 35 angeschaltet werden, um die Kühlflüssigkeit zu heizen, die durch die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zirkuliert, und die Kühlflüssigkeit einer erhöhten Temperatur kann zu dem Batteriemodul 30 strömen.
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Der Kühlflüssigkeitsheizer 35 kann ein elektrischer Heizer sein, der in Übereinstimmung mit der Zufuhr von elektrischer Energie arbeitet.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 mit einer zweiten Abzweigleitung 80 bereitgestellt werden, die die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zwischen dem Kühlapparat 60 und dem Batteriemodul 30 über das erste Ventil V1 verbindet.
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Ferner wird die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 mit einer dritten Abzweigleitung 90 bereitgestellt, die die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 und die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 separiert.
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Die dritte Abzweigleitung 90 kann mit der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21 fluidtechnisch selektiv verbindbar sein, so dass die zweite Kühlvorrichtung 20 einen unabhängig geschlossenen Kreislauf durch die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 bilden kann.
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Währenddessen kann ein zusätzlicher samtiger bereitgestellt werden an Kreuzungspunkten der dritten Abzweigleitung 90 mit der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21 und der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 oder in der dritten Abzweigleitung 90. So ein Ventil kann ein 3-Wege-Ventil oder ein 2-Wege-Ventil sein.
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Dementsprechend verbindet das erste Ventil V1 die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 und die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 selektiv oder verbindet die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 und die zweite Abzweigleitung 80 selektiv, um die Strömungsbewegung der Kühlflüssigkeit zu steuern.
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D.h., wenn das Batteriemodul 30 mittels der Kühlflüssigkeit gekühlt werden soll, die in dem zweiten Radiator 22 gekühlt wird, kann das erste Ventil V1 die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21, die mit dem zweiten Radiator 42 verbunden ist, mit der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 verbinden, und kann die zweite Abzweigleitung 80 schließen.
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Dementsprechend kann die Kühlflüssigkeit, die in dem zweiten Radiator 22 gekühlt wird, durch die zweite Kühlflüssigkeitleitung 11 und die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 strömen, die mittels des Betriebs des ersten Ventils V1 miteinander verbunden sind, und kann das Batteriemodul 30 kühlen.
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Ferner, wenn das Batteriemodul mittels der Verwendung der Kühlflüssigkeit gekühlt werden soll, die Wärme mit dem Kühlmittel ausgetauscht hat, kann das erste Ventil V1 die zweite Abzweigleitung 80 öffnen und die Verbindung der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21 und der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 schließen.
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Dementsprechend kann die Kühlflüssigkeit einer niedrigen Temperatur, die in dem Kühlapparat 60 Wärme mit dem Kühlmittel ausgetauscht hat, über die zweite Abzweigleitung 80 in das Batteriemodul 30 strömen, die durch das erste Ventil V1 offen ist, wodurch das Batteriemodul 30 effizient gekühlt wird.
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Andererseits, wenn die Temperatur des Batteriemoduls 30 erhöht werden soll, wird verhindert, dass die Kühlflüssigkeit, die durch die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 aufgrund des Betriebs des ersten Ventils V1 zirkuliert, in den zweiten Radiator 22 strömt und die Kühlflüssigkeit, die mittels des Betriebs des Kühlflüssigkeitsheizers 35 geheizt wird, strömt zu dem Batteriemodul 30, wodurch die Temperatur des Batteriemoduls 30 schnell erhöht wird.
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Währenddessen, lediglich als Beispiel, ist die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so beschrieben, dass die dritte Abzweigleitung 90 nicht mit einem Ventil bereitgestellt ist, jedoch ist sie nicht darauf beschränkt. Ein Ventil kann auch in der dritten Abzweigleitung 90 verwendet werden, wenn es gebraucht wird, um die dritte Abzweigleitung 90 selektiv zu öffnen.
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D.h., eine Strömungssteuerung der zirkulierenden Kühlflüssigkeit ist über eine selektive Verbindung zwischen der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 21, der Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 und der zweiten Abzweigleitung 80 in Übereinstimmung mit Moden (Heiz-, Kühl- und Entfeuchtermodus) eines Fahrzeugs und dem Betrieb der zweiten und dritten Wasserpumpe 26 und 33 ermöglicht und daher kann ein Öffnen und Schließen der dritten Abzweigleitung 90 gesteuert werden.
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Währenddessen weist bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Klimaanlage 50 auf ein Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen(HVAC)-Modul 52, einen Haupt-Wärmetauscher 53, einen Empfängertrockner 54, ein erstes Expansionsventil 56, einen Verdampfer 57, einen Akkumulator 58 und einen Kompressor 59, die über die Kühlmittelleitung 51 miteinander verbunden sind.
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Erstens ist das HVAC-Modul 52 mit der Kühlmittelleitung 51 verbunden und weist eine Tür 52c auf, die die Umgebungsluft anpasst, die durch den Verdampfer 57 geströmt ist, um selektiv zu einem internen Kondensator 52a und einem internen Heizer 52b zu strömen in Übereinstimmung mit einem Kühl-, Heiz- und Heiz/Entfeuchter-Modus eines Fahrzeugs.
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D.h., die Tür 52c ist in dem Heizmodus eines Fahrzeugs offen, so dass die Umgebungsluft, die durch den Verdampfer 57 geströmt ist, zu dem internen Kondensator 52a und dem internen Heizer 52b strömen kann.
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Im Gegensatz dazu schließt die Tür 52c in dem Kühlmodus eines Fahrzeugs den internen Kondensator 52a und den internen Heizer 52b, so dass die Umgebungsluft, die gekühlt wird, während sie durch den Verdampfer 57 strömt, direkt in das Fahrzeug strömen kann.
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Der Haupt-Wärmetauscher 53 ist mit der Kühlmittelleitung 51 verbunden, um das Kühlmittel zu empfangen, und ist auch mit der ersten und der zweiten Kühlflüssigkeitleitung 11 und 21 verbunden, um die Kühlflüssigkeit zu empfangen, die die erste und die zweite Kühlvorrichtung 10 bzw. 20 zirkuliert.
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Der Haupt-Wärmetauscher 53 kann das Kühlmittel über den Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit, die durch die erste und die zweite Kühlflüssigkeitleitung 11 und 21 zugeführt wird, kondensieren oder verdampfen, abhängig von dem Modus eines Fahrzeugs. D.h., der Haupt-Wärmetauscher 53 kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, in den eine Kühlflüssigkeit strömt.
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Hierbei kann der Haupt-Wärmetauscher 53 entsprechend mit der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 71 und 72 verbunden sein, die mit der Kühlmittelleitung 51 über ein Kühlmittelventil 70 verbunden sind, so dass die Strömungsrichtung des Kühlmittels verändert werden kann, um das Kühlmittel abhängig von dem Modus eines Fahrzeugs zu kondensieren oder zu verdampfen.
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Deshalb kann das Kühlmittel, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt, Wärme mit der Kühlflüssigkeit, die durch die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 zugeführt wird, und der Kühlflüssigkeit, die durch die zweite Kühlflüssigkeitleitung 21 zugeführt wird, austauschen.
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Währenddessen kann ein erster Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung 71 mit dem Kühlmittelventil 70 verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung 71 kann mit dem Haupt-Wärmetauscher 53 an einer Seite des Kühlmittelventils 70 verbunden sein.
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Ferner kann ein erster Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung 72 mit dem Kühlmittelventil 70 verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung 72 kann mit der Kühlmittelleitung 51 verbunden sein, die den Verdampfer 57 und den Haupt-Wärmetauscher 53 verbindet, an einer entgegengesetzten Seite des Kühlmittelventils 70.
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Der Haupt-Wärmetauscher 53 kann Wärme des Kühlmittels, das von dem Kompressor 59 durch den internen Kondensator 52a zugeführt wird, mit der Kühlflüssigkeit, die von der ersten Kühlvorrichtung 10 zugeführt wird, tauschen und kann zusätzlich Wärme der Kühlflüssigkeit und des Kühlmittels tauschen, die von der zweiten Kühlvorrichtung 20 zugeführt werden.
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Durch so einen Betrieb kann der Haupt-Wärmetauscher 53 die Kühlmitteltemperatur weiter verringern und eine Menge der Kondensation oder der Verdampfung erhöhen.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Empfängertrockner 54 auf dem Haupt-Wärmetauscher 53 an einer entgegengesetzten Seite des Kühlmittelventils 70 angeordnet.
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Der Empfängertrockner 54 kann ein gasförmiges Kühlmittel separieren, das in dem Kühlmittel enthalten ist, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 geströmt ist, oder in dem Kühlmittel, das durch die zweite Verbindungsleitung 72 in den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt.
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Hierbei kann der Empfängertrockner 54 auf dem Haupt-Wärmetauscher 53 integral angeordnet sein.
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Währenddessen kann ein Unterkondensator 55 in der Kühlmittelleitung 51 zwischen dem Haupt-Wärmetauscher 53 und dem Verdampfer 57 bereitgestellt sein, um zusätzlich das Kühlmittel zu kondensieren, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 geströmt ist.
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Der Unterkondensator 55 ist vor dem zweiten Radiator 22 angeordnet und tauscht Wärme des empfangenen Kühlmittels mit der Umgebungsluft aus.
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Dementsprechend, in dem Fall, dass der Wärmetauscher 53 das Kühlmittel kondensiert, kondensiert der Unterkondensator 55 das Kühlmittel, das in dem Haupt-Wärmetauscher 53 kondensiert ist, weiter, wodurch eine Unterkühlung des Kühlmittels erhöht wird, und der Koeffizient der Leistungsfähigkeit (COP), der ein Koeffizient einer Kühlfähigkeit verglichen mit der benötigten Energie des Kompressors ist, kann verbessert werden.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Expansionsventil 56 in der Kühlmittelleitung 51 bereitgestellt, die den Unterkondensator 55 und den Verdampfer 57 verbindet. Das erste Expansionsventil 56 wird mit dem Kühlmittel versorgt, das durch den Unterkondensator 55 geströmt ist, und expandiert das empfangene Kühlmittel. Das erste Expansionsventil 56 kann ein mechanisches Expansionsventil sein.
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Der Kompressor 59 ist mit der Kühlmittelleitung 51 zwischen dem Verdampfer 57 und dem Haupt-Wärmetauscher 53 verbunden. Der Kompressor 59 komprimiert das Kühlmittel in dem gasförmigen Zustand und kann das komprimierte Kühlmittel dem internen Kondensator 52a zu führen.
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Währenddessen wird der Akkumulator 58 in der Kühlmittelleitung 51 zwischen dem Verdampfer 57 und dem Kompressor 59 bereitgestellt.
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Der Akkumulator 58 verbessert die Effizienz und Haltbarkeit des Kompressors 59 mittels lediglichen Zuführens des Kühlmittels in gasförmigem Zustand zu dem Kompressor 59.
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Die Klimaanlage 50, die wie im Vorherstehenden beschrieben ausgebildet ist, kann ferner aufweisen ein zweites Expansionsventil 64, eine erste Umgehungsleitung 73, ein drittes Expansionsventil 74 und eine zweite Umgehungsleitung 75.
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Als erstes wird das zweite Expansionsventil 74 in der Kühlmittelverbindungsleitung 62 zwischen dem Unterkondensator 55 und dem Kühlapparat 60 bereitgestellt.
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Hierbei wird das zweite Expansionsventil 64 betrieben, wenn das Batteriemodul 30 mittels Verwendens der Kühlflüssigkeit, die Wärme mit dem Kühlmittel ausgetauscht hat, zu kühlen ist. Das zweite Expansionsventil 64 kann das Kühlmittel expandieren, das durch die Kühlmittelverbindungsleitung 62 strömt, und kann das expandierte Kühlmittel dem Kühlapparat 60 zuführen.
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D.h., das zweite Expansionsventil 64 expandiert das kondensierte Kühlmittel, das von dem Unterkondensator 55 ausgegeben wird, und führt das Kühlmittel mit einer verringerten Temperatur dem Kühlapparat 60 zu, wodurch die Kühlflüssigkeitstemperatur, die durch den Kühlapparat 60 strömt, weiter verringert wird.
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Dementsprechend empfängt das Batteriemodul eine Kühlflüssigkeit einer verringerten Temperatur mittels Strömens durch den Kühlapparat 60, wodurch eine weitere effiziente Kühlung erzielt wird.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste Umgehungsleitung 73 den Haupt-Wärmetauscher 53 und den Kompressor 59 über das Kühlmittelventil 70 verbinden, sodass das Kühlmittel, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 geströmt ist, selektiv in den Kompressor 59 strömen kann.
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Das dritte Expansionsventil 74 kann in der Kühlmittelleitung 51 zwischen dem internen Kondensator 52a und dem Haupt-Wärmetauscher 53 bereitgestellt sein.
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In dem Heizmodus eines Fahrzeugs und dem Heiz- und Entfeuchtermodus kann das dritte Expansionsventil 74 das Kühlmittel selektiv expandieren, das von dem internen Kondensator 52a in den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt.
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Ferner kann ein erster Endabschnitt der zweiten Umgehungsleitung 75 mit dem Kühlmittelventil 70 verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der zweiten Umgehungsleitung 75 kann mit der Kühlmittelleitung 51 zwischen dem ersten Expansionsventil 56 und dem Verdampfer 57 verbunden sein, sodass das Kühlmittel, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 geströmt ist, selektiv in den Verdampfer 57 strömen kann.
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Hierbei ist das Kühlmittelventil 70 mit der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 71 und 72, der Kühlmittelleitung 51 und der ersten und zweiten Umgehungsleitung 73 und 75 verbunden und kann ein 5-Wege-Ventil sein, das eine Strömungsbewegung des Kühlmittels steuert.
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Ferner können das zweite Expansionsventil 64 und das dritte Expansionsventil 74 ein elektronisches Expansionsventil sein, das eine Strömungsbewegung des Kühlmittels steuert und das Kühlmittel selektiv expandiert.
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Ferner können das erste und das zweite Ventil V1 und V2 3-Wege-Ventile sein, die dazu ausgebildet sind, eine Strömung zu verteilen.
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Nachfolgend ist ein Betrieb eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu 2, 3 und 4 beschrieben.
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Als erstes ist ein Betrieb in dem Kühlmodus eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu 2 beschrieben.
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2 veranschaulicht einen Betriebszustand in dem Kühlmodus eines Fahrzeug eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 2 zirkuliert in dem Kühlmodus eines Fahrzeugs in der Klimaanlage 50 das Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 51 mittels kooperativen Betriebs der Bestandteile, um den Fahrzeuginnenraum zu kühlen.
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Hierbei ist in der Klimaanlage 50 die erste Verbindungsleitung 71 offen mittels Betriebs des Kühlmittelventils 70.
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Gleichzeitig zirkuliert das Kühlmittel in einem Zustand, in dem die zweite Verbindungsleitung 72 und die erste und zweite Umgehungsleitung 73 und 75 geschlossen sind, durch die Kühlmittelleitung 51.
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Ferner ist die Kühlmittelverbindungsleitung 62 mittels des Betriebs des zweiten Expansionsventils 64 geschlossen.
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Hierbei kann das dritte Expansionsventil 74 das Kühlmittel ohne Expansion durchlassen, das über die Kühlmittelleitung 51 in das Kühlmittelventil 70 strömt.
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Während dessen kann in der ersten und zweiten Kühlvorrichtung 10 und 20 das Kühlmittel, das in dem ersten und zweiten Radiator 12 und 22 gekühlt wird, dem Haupt-Wärmetauscher 53 mittels des Betriebs der ersten und zweiten Wasserpumpe 14 und 26 zugeführt werden.
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Dementsprechend kann der Haupt-Wärmetauscher 53 das Kühlmittel über einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit kondensieren.
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D.h., der Haupt-Wärmetauscher 53 kondensiert das Kühlmittel, das er über die erste Verbindungsleitung 71 empfangen hat, unter Verwendung der Kühlflüssigkeit, die durch die erste und die zweite Kühlflüssigkeitsleitung 11 und 21 strömt.
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Das gasförmige Kühlmittel, das in dem Kühlmittel enthalten ist, das in dem Haupt-Wärmetauscher 53 kondensiert ist, wird separiert, während es durch den Empfängertrockner 54 strömt. Das flüssige Kühlmittel, das durch den Empfängertrockner 54 geströmt ist, wird dem Unterkondensator 55 über die Kühlmittelleitung 51 zugeführt.
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Das Kühlmittel, das weiter kondensiert wird, während es durch den Unterkondensator 56 strömt, strömt durch die Kühlmittelleitung 51, um den Fahrzeuginnenraum zu kühlen, und strömt nachfolgend durch das erste Expansionsventil 56, den Verdampfer 57, den Akkumulator 58, den Kompressor 59, den internen Kondensator 52a und den Haupt-Wärmetauscher 53.
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Hierbei wird die Umgebungsluft gekühlt, die in das HVAC-Modul 52 strömt, während sie durch den Verdampfer 57 strömt, mittels des Kühlmittels einer geringen Temperatur, das in den Verdampfer geströmt ist.
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Zum vorliegenden Zeitpunkt schließt die Tür 52c einen Abschnitt in Richtung des internen Kondensators 52a, so dass die gekühlte Umgebungsluft daran gehindert wird, durch den internen Kondensator 52a und den internen Heizer 52b zu strömen. Daher strömt die gekühlte Umgebungsluft direkt in den Fahrzeuginnenraum, um den Fahrzeuginnenraum zu kühlen.
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Währenddessen wird dem Verdampfer 57 das Kühlmittel zugeführt, das weiter kondensiert ist, während es nachfolgend durch den Haupt-Wärmetauscher 53 und den Unterkondensator 55 strömt, und deshalb kann das Kühlmittel zu einer geringeren Temperatur verdampft werden.
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D.h., bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kondensiert der Haupt-Wärmetauscher 53 das Kühlmittel primär und der Unterkondensator 55 kondensiert das Kühlmittel zusätzlich. Deshalb kann die Bildung der Unterkühlung des Kühlmittels vereinfacht werden.
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Ferner, da das Kühlmittel, das mit der Unterkühlung gebildet ist, auf eine geringere Temperatur in dem Verdampfer 57 verdampft wird, kann die Temperatur des Kühlmittels, das Wärme in dem Verdampfer 57 austauscht, weiter verringert werden, wodurch die Kühlleistungsfähigkeit und -effizienz verbessert werden.
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D.h., das Kühlmittel kann in dem Kühlmodus eines Fahrzeugs den Innenraum kühlen, während der im Vorhergehenden beschriebene Prozess wiederholt wird.
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Währenddessen, obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, in dem Kühlmodus eines Fahrzeugs, wenn das Batteriemodul 30 unter Verwendung des Kühlmittels gekühlt werden soll, kann die Kühlmittelverbindungsleitung 62 durch den Betrieb des zweiten Expansionsventils 64 offen sein.
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Dementsprechend empfängt der Kühlapparat 60 das Kühlmittel, das expandiert wird, während es durch das zweite Expansionsventil 64 strömt. Dementsprechend kann die Kühlflüssigkeit, die durch die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zirkuliert, mittels Wärmetauschens mit dem Kühlmittel gekühlt werden, während es durch den Kühlapparat 60 strömt.
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Die Kühlflüssigkeit, die in dem Kühlapparat 60 gekühlt wird, strömt durch die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31, um in das Batteriemodul 30 zu strömen. Dementsprechend kann das Batteriemodul 30 mittels der Kühlflüssigkeit einer geringen Temperatur effizient gekühlt werden, die über die Batteriekühlflüssigkeitleitung 31 zugeführt wird.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Betrieb in dem Heizmodus eines Fahrzeugs mit Bezug zu 3 beschrieben.
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3 veranschaulicht einen Betriebszustand in dem Heizmodus eines Fahrzeugs eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 3, in dem Heizmodus eines Fahrzeugs, in der Klimaanlage 50, zirkuliert das Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 51, um den Fahrzeuginnenraum mittels kooperativen Betriebs der Bestandteile zu heizen.
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Hierbei ist in der Klimaanlage 50 in einem Zustand, in dem die zweite Verbindungsleitung 72 und die erste Umgehungsleitung 73 durch den Betrieb des Kühlmittelventils 70 offen sind, die zweite Umgehungsleitung 75 geschlossen.
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Ferner ist durch den Betrieb des ersten Expansionsventils 56 die Kühlmittelleitung 51, die den Haupt-Wärmetauscher 53 und den Verdampfer 57 verbindet, geschlossen.
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Dementsprechend strömt das Kühlmittel, das von dem internen Kondensator 52a in das Kühlmittelventil 70 geströmt ist, durch den Haupt-Wärmetauscher 53 durch die zweite Verbindungsleitung 72 und strömt dann durch die erste Verbindungsleitung 71 und die erste Umgehungsleitung 73, die durch den Betrieb des Kühlmittelventils 70 miteinander verbunden sind, in den Kompressor 59.
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Hierbei kann das dritte Expansionsventil 74 das Kühlmittel expandieren, das von dem Kühlmittelventil 70 durch die zweite Verbindungsleitung 72 in den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt.
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Währenddessen können die erste und die zweite Kühlvorrichtung 10 und 20 die Kühlflüssigkeit dem Haupt-Wärmetauscher 53 durch den Betrieb der ersten und zweiten Wasserpumpe 14 und 26 zu führen.
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Dementsprechend kann der Haupt-Wärmetauscher 53 das Kühlmittel durch einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit verdampfen.
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D.h., der Haupt-Wärmetauscher 53 verdampft das Kühlmittel, das er durch die zweite Verbindungsleitung 72 empfangen hat, unter Verwendung der Kühlflüssigkeit, die durch die erste und die zweite Kühlflüssigkeitleitung 11 und 21 fließt.
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Das Kühlmittel, das verdampft wird, während es durch den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt, wird durch die erste Verbindungsleitung 71 und die erste Umgehungsleitung 73, die durch den Betrieb des Kühlmittelventils 70 miteinander verbunden sind, dem Akkumulator 58 zugeführt.
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Das Kühlmittel, das dem Akkumulator 58 zugeführt wird, wird in Gas und Flüssigkeit separiert, und unter den Kühlmitteln, die in Gas und Flüssigkeit separiert sind, wird das gasförmige Kühlmittel dem Kompressor 59 zugeführt.
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Das Kühlmittel, das in einem Zustand einer hohen Temperatur und einem hohen Druck in dem Kompressor 59 komprimiert wird, strömt in den internen Kondensator 52a.
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Hierbei ist die Tür 52c offen, sodass die Umgebungsluft, die in das HVAC-Modul 52 geströmt ist und durch den Verdampfer 57 geströmt ist, durch den internen Kondensator 52a strömen kann.
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Dementsprechend strömt die Umgebungsluft, die von außen einströmt, durch den Verdampfer 57, ohne dem Kühlmittel zugeführt zu werden, und strömt in den Fahrzeuginnenraum bei Raumtemperatur ohne gekühlt zu werden. Die einströmende Umgebungsluft wird auf eine hohe Temperatur konvertiert, während sie durch den internen Kondensator 52a strömt, und strömt in den Fahrzeuginnenraum mittels Strömens durch den internen Heizer 52b, der selektiv betrieben wird, um ein Heizen des Fahrzeuginnenraums zu erzielen.
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Währenddessen, obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, wird die Abwärme der elektrischen Komponente 15 und des Motors 16 in dem Heizmodus eines Fahrzeugs wieder eingesammelt, das zweite Ventil V2 kann die erste Abzweigleitung 18 öffnen und die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 schließen, die die elektrische Komponente 15, den Motor 16 und den ersten Radiator 12 verbindet.
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Dementsprechend hält die Kühlflüssigkeit, die durch die elektrische Komponente 15 und den Motor 16 geströmt ist, ein Zirkulieren durch die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 aufrecht, ohne durch den ersten Radiator 12 zu strömen, und absorbiert die Abwärme von der elektrischen Komponente 15 und dem Motor 16, wodurch die Kühlflüssigkeittemperatur erhöht wird.
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Die Kühlflüssigkeit der erhöhten Temperatur kann dem Haupt-Wärmetauscher 53 zugeführt werden.
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D.h., die Abwärme, die in der elektrischen Komponente 15 und dem Motor 16 erzeugt wird, erhöht die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die in der ersten Kühlflüssigkeitleitung 11 zirkuliert.
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Dementsprechend kann die Kühlflüssigkeit, die eine Temperatur hat, die in der ersten Kühlvorrichtung 10 erhöht wird, die Temperatur des Kühlmittels erhöhen, das von dem Haupt-Wärmetauscher 53 abgegeben wird, während sie durch den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt mittels des Betriebs der ersten Wasserpumpe 14 und dadurch kann die Abwärme eingesammelt werden.
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Mehr ins Detail kann der Haupt-Wärmetauscher 53 das Kühlmittel unter Verwendung der Kühlflüssigkeit verdampfen, die durch die erste und die zweite Kühlflüssigkeitleitung 11 und 21 strömt und die Abwärme der elektrischen Komponente 15 und des Motors 16 einsammelt, um eine erhöhte Temperatur zu haben.
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D.h., in Übereinstimmung mit einem Wärmepumpensystem in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn ein Heizen des Fahrzeugs benötigt wird, wird die Abwärme, die in der elektrischen Komponente 15 und dem Motor 16 erzeugt wird, absorbiert und verwendet, um die Kühlmitteltemperatur zu erhöhen, und daher kann der Energieverbrauch des Kompressors 59 reduziert werden und eine Heizeffizienz kann verbessert werden.
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Bei der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Betrieb in dem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Fahrzeugs mit Bezug zu 4 beschrieben.
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4 veranschaulicht einen Betriebszustand in einem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 4, in dem Kühlmodus eines Fahrzeugs, in der Klimaanlage 50, zirkuliert das Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung 51, um den Fahrzeuginnenraum mittels kooperativen Betriebs der Bestandteile zu kühlen.
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Hierbei, in der Klimaanlage 50, sind die zweite Verbindungsleitung 72, die erste Umgehungsleitung 73 und die zweite Umgehungsleitung 50 mittels des Betriebs des Kühlmittelventils 70 geöffnet.
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Ferner ist mittels des Betriebs des ersten Expansionsventils 56 die Kühlmittelleitung 51, die den Haupt-Wärmetauscher 53 und den Verdampfer 57 verbindet, geschlossen.
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Dementsprechend strömt das Kühlmittel, das von dem internen Kondensator 52a in das Kühlmittelventil 70 geströmt ist, durch die zweite Verbindungsleitung 72 in den Haupt-Wärmetauscher 53.
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Hierbei strömt ein Teil des Kühlmittels des Kühlmittels, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 geströmt ist, durch die erste Verbindungsleitung 71 und die erste Umgehungsleitung 73, die mittels des Betriebs des Kühlmittelventils 70 geöffnet sind, in den Kompressor 59.
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Ferner strömt ein verbleibendes Kühlmittel des Kühlmittels, das durch den Haupt-Wärmetauscher 53 geströmt ist, durch die erste Verbindungsleitung 71 und die zweite Umgehungsleitung 75, die durch den Betrieb des Kühlmittelventils 70 geöffnet sind, in den Verdampfer 57.
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Hierbei kann das dritte Expansionsventil 74 das Kühlmittel expandieren, das von dem Kühlmittelventil 70 durch die zweite Verbindungsleitung 72 in den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt.
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Währenddessen können die erste und die zweite Kühlvorrichtung 10 und 20 die Kühlflüssigkeit dem Haupt-Wärmetauscher 53 mittels des Betriebs der ersten und zweiten Wasserpumpe 14 und 26 zuführen.
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Dementsprechend kann der Haupt-Wärmetauscher 53 das Kühlmittel durch einen Wärmeaustausch mit der Kühlflüssigkeit verdampfen.
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D.h., der Haupt-Wärmetauscher 53 verdampft das Kühlmittel, das er durch die zweite Verbindungsleitung 72 empfangen hat, unter Verwendung der Kühlflüssigkeit, die durch die erste und zweite Kühlflüssigkeitleitung 11 und 21 strömt.
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Das Teilkühlmittel des Kühlmittels, das verdampft wird, während es durch den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt, wird dem Akkumulator 58 durch die erste Verbindungsleitung 71 und die erste Umgehungsleitung 73, die mittels des Betriebs des Kühlmittelventils 70 miteinander verbunden sind, zugeführt.
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Das Kühlmittel, das dem Akkumulator 58 zugeführt wird, wird in Gas und Flüssigkeit separiert und unter den Kühlmitteln, die in Gas und Flüssigkeit separiert sind, wird das gasförmige Kühlmittel dem Kompressor 59 zugeführt.
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Das Kühlmittel, das in einem Zustand einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks in dem Kompressor 59 komprimiert wird, strömt in den internen Kondensator 52a.
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Währenddessen tauscht das verdampfte Kühlmittel, das dem Verdampfer 57 über die zweite Umgehungsleitung 75 zugeführt wird, Wärme mit der Umgebungsluft, die durch den Verdampfer 57 strömt, und strömt dann durch den Akkumulator 58, um dem Kompressor 59 durch die Kühlmittelleitung 51 zugeführt zu werden.
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D.h., das Kühlmittel, das durch den Verdampfer 57 geströmt ist, kann durch den Akkumulator 58 strömen, um dem Kompressor 59 zugeführt zu werden, zusammen mit dem Kühlmittel, das in die erste Umgehungsleitung 73 geströmt ist.
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Ferner strömt das Kühlmittel, das in einem Zustand einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks in dem Kompressor 59 komprimiert wird, in den internen Kondensator 52a.
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Hierbei ist die Tür 52c geöffnet, sodass die Umgebungsluft, die in das HVAC-Modul 52 geströmt ist und durch den Verdampfer 57 geströmt ist, durch den internen Kondensator 52a strömen kann.
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D.h., die Umgebungsluft, die in das HVA C-Modul 52 strömt, wird durch das Kühlmittel einer geringen Temperatur entfeuchtet, das in den Verdampfer 57 geströmt ist, während es durch den Verdampfer 57 strömt. Dementsprechend wird die einströmende Umgebungsluft auf eine hohe Temperatur konvertiert, während sie durch den internen Kondensator 52a strömt, und strömt in den Fahrzeuginnenraum mittels Strömens durch den internen Heizer 52b, der selektiv betrieben wird, um ein Heizen und ein Entfeuchten des Fahrzeuginnenraums zu erzielen.
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Ferner kann ein Teil des Kühlmittels des Kühlmittels, das verdampft wird, während es durch den Haupt-Wärmetauscher 53 strömt, dem Verdampfer 57 durch die zweite Umgehungsleitung 75 zugeführt werden und dadurch kann die interne Entfeuchtung erzielt werden ohne den Betrieb des ersten Expansionsventils 56.
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Währenddessen, obwohl nicht in den Zeichnungen gezeigt, in dem Heiz- und Entfeuchtungsmodus eines Fahrzeugs, wenn die Abwärme der elektrischen Komponente 15 und des Motors 16 wieder eingesammelt wird, kann das zweite Ventil V2 die erste Abzweigleitung 18 öffnen und die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 schließen, die die elektrische Komponente 15, den Motor 16 und den ersten Radiator 12 verbindet.
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Dementsprechend hält die Kühlflüssigkeit, die durch die elektrische Komponente 15 und den Motor 16 geströmt ist, ein Zirkulieren durch die erste Kühlflüssigkeitleitung 11 aufrecht, ohne durch den ersten Radiator 12 zu strömen, und absorbiert die Abwärme von der elektrischen Komponente 15 und dem Motor, wodurch die Kühlflüssigkeittemperatur erhöht wird.
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Die Kühlflüssigkeit einer erhöhten Temperatur kann dem Haupt-Wärmetauscher 53 zugeführt werden.
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D.h., die Abwärme, die in der elektrischen Komponente 15 und dem Motor 16 erzeugt wird, erhöht die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die in der ersten Kühlflüssigkeitleitung 11 zirkuliert.
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Dementsprechend kann die Kühlflüssigkeit, die eine Temperatur hat, die in der ersten Kühlvorrichtung 10 erhöht wird, die Temperatur des Kühlmittels erhöhen, das von dem Haupt-Wärmetauscher 53 abgegeben wird, während sie durch den Haupt-Wärmetauscher 53 mittels des Betriebs der ersten Wasserpumpe 14 strömt, und dadurch kann die Abwärme wieder eingesammelt werden.
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Mehr ins Detail kann der Haupt-Wärmetauscher 53 das Kühlmittel verdampfen unter Verwendung der Kühlflüssigkeit, die durch die erste und zweite Kühlflüssigkeitleitung 11 und 21 strömt, und sammelt die Abwärme der elektrischen Komponente 15 und des Motors 16 wieder ein, um eine erhöhte Temperatur zu haben.
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D.h., in Übereinstimmung mit einem Wärmepumpensystem in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in dem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Fahrzeugs, wird die Abwärme, die in der elektrischen Komponente 15 in dem Motor 16 erzeugt wird, verwendet, um die Kühlmitteltemperatur zu erhöhen, und deshalb kann der Energieverbrauch des Kompressors 59 reduziert werden und eine Heizeffizienz kann verbessert werden.
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Deshalb, in Übereinstimmung mit einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform können ein einzelner Haupt-Wärmetauscher 53, um das Kühlmittel durch einen Wärmetausch mit der Kühlflüssigkeit abhängig von einem Kühlmodus oder einem Heizmodus eines Fahrzeugs zu kondensieren oder zu verdampfen, und daher eine Vereinfachung des Systems ermöglicht werden.
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Ferner kann in der Klimaanlage 50 die Strömungsbewegung des Kühlmittels effizient gesteuert werden mittels Steuerns des Betriebs des Kühlmittelventils 70, das als ein 5-Wege-Ventil ausgebildet ist, und deshalb können eine Kühl- und Heizleistungsfähigkeit des Fahrzeuginnenraums sichergestellt werden.
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Ferner kann in dem Heizmodus und dem Heiz- und Entfeuchtermodus eines Fahrzeugs die Abwärme der elektrischen Komponente 15, des Motors 16 und des Batteriemoduls 30 selektiv verwendet werden, um eine Heizeffizienz zu verbessern.
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Ferner wird die optimale Leistungsfähigkeit des Batteriemoduls 30 möglich mittels Anpassens der Temperatur des Batteriemoduls 30 unter Verwendung des Kühlapparats 60 und eine Gesamtreisedistanz eines Fahrzeugs kann erhöht werden mittels eines effizienten Managements des Batteriemoduls 30.
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Ferner ist durch eine Vereinfachung des gesamten Systems eine Reduktion der Produktionskosten und des Gewichts möglich und eine Raumausnutzung kann verbessert werden.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung verbunden mit mindestens einem der Elemente, die umfassen die erste Wasserpumpe 14, die zweite Wasserpumpe 26 und die dritte Wasserpumpe 33, das erste Ventil VI, das zweite Ventil V2 und die Kühlmittelleitung 70 des Wärmepumpensystems, um den Betrieb derselben zu steuern. Zusätzlich bezieht sich der Begriff „Steuerung“ auf eine Hardwarevorrichtung aufweisend einen Speicher und einen Prozessor, die dazu ausgebildet sind, einen oder mehrere Schritte auszuführen, die als eine algorithmische Struktur interpretiert werden. Der Speicher speichert algorithmische Schritte und der Prozessor führt die algorithmischen Schritte aus, um einen oder mehrere Prozesse eines Verfahrens in Übereinstimmung mit verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Die Steuerung in Übereinstimmung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann implementiert werden über einen nicht-flüchtigen Speicher, der dazu ausgebildet ist, Algorithmen zum Steuern des Betriebs von verschiedenen Komponenten eines Fahrzeugs oder Daten über Softwarebefehle zum Ausführen der Algorithmen zu speichern, und einen Prozessor, der dazu ausgebildet ist, den Betrieb durchzuführen, der im Vorhergehenden beschrieben ist, unter Verwendung der Daten, die in dem Speicher gespeichert sind. Der Speicher und der Prozessor können individuelle Chips sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor in einem einzelnen Chip integriert sein. Der Prozessor kann als einer oder als mehrere Prozessoren implementiert sein.
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Zum Vereinfachen der Erläuterung und zur akkuraten Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oberer“, „unterer“, „innerer“, „äußerer“, „oben“, „unten“, „nach oben“, „nach unten“, „vorne“, „hinten“, „Rückseite“, „innen“, „außen“, „nach innen“, „nach außen“, „intern“, „extern“, „innerer“, „äußerer“, „nach vorne“ und „nach hinten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug zu den Positionen dieser Merkmale wie sie in den Figuren dargestellt sind zu beschreiben. Es ist ferner zu verstehen, dass der Begriff „verbinden“ oder seine Ableitungen sich auf direkte und indirekte Verbindungen beziehen.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die vorliegende Erfindung auf die präzise offenbarten Formen zu beschränken und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der vorhergehenden Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern, um andere Fachmänner auf diesem Gebiet in die Lage zu versetzen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu machen und zu nutzen, sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen derselben. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die Ansprüche, die hieran angehängt sind, und durch deren Äquivalente definiert wird.
