DE102020118765A1 - Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Wang Hyun Joe
Jong Chul Kim
Ki Seung BAE
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Hyundai Motor Co
Doowon Climate Control Co Ltd
Kia Corp
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
Doowon Climate Control Co Ltd
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Abstract

Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug (10), aufweisend: eine Gehäuseeinheit (100), die einen Einlassteil (132), durch welchen ein Kühlmittel eingelassen wird, und einen Auslassteil (134) hat, durch welchen das Kühlmittel ausgeleitet wird, einen Leitblechsatz (200), der in einem inneren Raum der Gehäuseeinheit (100) vorgesehen ist und der einen ersten Strömungspfad (102a), durch welchen das Kühlmittel in eine erste Richtung fließt, und einen zweiten Strömungspfad (102b) hat, durch welchen das Kühlmittel, das durch den ersten Strömungspfad (102a) passiert, in eine zweite Richtung fließt, die von der ersten Richtung verschieden ist, einen ersten Heizvorrichtung-Teil (300), der in dem ersten Strömungspfad (102a) vorgesehen ist, und einen zweiten Heizvorrichtung-Teil (400), der in dem zweiten Strömungspfad (102b) vorgesehen ist. Die Kühlmittel-Heizvorrichtung (10) ermöglicht, einen vorteilhaften Effekt in der Verbesserung einer schnell-ansprechenden Heizleistung und einer Heizeffizienz zu erhalten.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, welche fähig ist, eine schnell-ansprechende Heizleistung und Heizeffizienz eines Fahrzeugs zu verbessern.
  • Hintergrund Technik
  • Derzeit ist die häufigste Variante eines Fahrzeugs ein Fahrzeug, das als Antriebsquelle einen Verbrennungsmotor verwendet, der Benzin, Diesel oder Ähnliches als Energiequelle verwendet. Jedoch gibt es eine ansteigende Nachfrage für neue Energiequellen aus verschiedenen Gründen, wie zum Beispiel Umweltverschmutzung, die durch die obigbeschriebenen Energiequellen von einem Fahrzeug hervorgerufen werden, eine Abnahme der Ölreserven oder Ähnliches.
  • Derzeit ist eine der Technologien, die einer praktischen Anwendung am nächsten ist, eine Technologie, die mit einem Fahrzeug assoziiert wird, das unter Verwendung einer Brennstoffzelle als Energiequelle angetrieben wird.
  • Jedoch, im Gegensatz zu einem Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor verwendet, kann das Fahrzeug, das die Brennstoffzelle verwendet, kein Heizsystem, das ein Kühlmittel verwendet, verwenden. In anderen Worten, im Falle des Fahrzeugs, das als Antriebsquelle den Verbrennungsmotor verwendet, der Benzin als Energiequelle verwendet, wird eine sehr große Menge an Wärme in dem Verbrennungsmotor erzeugt. Ein Kühlmittelkreislaufsystem zur Kühlung des Verbrennungsmotors ist vorgesehen und Wärme, welche durch das Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor absorbiert wird, wird dazu verwendet, einen Innenraum des Fahrzeugs zu heizen.
  • Jedoch, da das Fahrzeug die Brennstoffzelle verwendet, die nicht so viel Wärme wie der Verbrennungsmotor erzeugt, gibt es ein Problem darin, dass es schwierig ist, an einem Brennstoffzellen-Fahrzeug ein Heizverfahren anzuwenden, das durch das Fahrzeug, das den Verbrennungsmotor verwendet, ausgeführt wird.
  • Dementsprechend wurden in der verwandten Technik verschiedene Studien an einer Technologie durchgeführt, die eine Wärmepumpe als Wärmequelle, unter Hinzufügen der Wärmepumpe zu einer Klimaanlage, verwendet. Studien wurden ebenfalls an einer Technologie zum Heizen des Brennstoffzellen-Fahrzeugs mit einer separaten Wärmequelle durchgeführt, wie zum Beispiel einer elektrischen Heizvorrichtung.
  • Die elektrische Heizvorrichtung wird breitgefächert verwendet, da die elektrische Heizvorrichtung einen Vorteil des erleichterten Heizens des Kühlmittels hat, ohne die Klimaanlage signifikant zu beeinflussen.
  • Abhängig von dem Heizverfahren kann die elektrische Heizvorrichtung in eine luftheizende Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, die konfiguriert ist, um geheizte Luft direkt in Richtung des Innenraums des Fahrzeugs zu blasen, und eine kühlmittelheizende Heizvorrichtung (oder Kühlmittel-Heizvorrichtung), die konfiguriert ist, um ein Kühlmittel zu heizen, eingeordnet werden.
  • Im Falle der Kühlmittel-Heizvorrichtung in der verwandten Technik, ist eine Heizpatrone, die ein Heizelement hat, in einem Gehäuse befestigt, und das Kühlmittel, das in das Gehäuse eingeleitet wird, wird durch die Heizpatrone geheizt. Daher gibt es ein Problem darin, dass es schwierig ist, einen Strömungspfad für das Heizen des Kühlmittels, das in das Gehäuse eingeleitet wird (z.B. eine Route, in welcher das Kühlmittel durch die Heizpatrone geheizt wird) ausreichend auszubilden. Es ist ebenfalls schwierig eine schnell-ansprechende Heizleistung (die Zeit, die benötigt wird, um eine Maximaltemperatur zu erreichen) und eine Heizeffizienz bis zu einem gewissen Level oder weiter zu verbessern.
  • Außerdem, in der verwandten Technik, da die Heizpatrone lediglich an- oder ausgeschalten werden muss, um das Kühlmittel auf eine Zieltemperatur zu heizen, ist es schwierig, eine Leistung der Heizpatrone entsprechend einer Heizlast präzise zu steuern.
  • Deswegen wurden jüngst verschiedene Arten von Forschungstätigkeiten durchgeführt, um die schnell-ansprechende Heizleistung und die Heizeffizienz der Kühlmittel-Heizvorrichtung zu verbessern, aber das Forschungsergebnis ist noch nicht zufriedenstellend. Dementsprechend gibt es einen Bedarf zur Entwicklung einer Kühlmittel-Heizvorrichtung mit verbesserter schnell-ansprechender Heizleistung und Heizeffizienz.
  • Erfindungserläuterung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung wurde in einem Bemühen getätigt, um eine Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug mit verbesserter schnell-ansprechender Heizleistung und Heizeffizienz bereitzustellen.
  • Insbesondere wurde die vorliegende Offenbarung ebenfalls in einem Bemühen getätigt, um einen ausreichenden Strömungspfad eines Kühlmittels zur verbesserten Effizienz des Heizens des Kühlmittels und in einem Verringern der Zeit, die benötigt wird, um das Kühlmittel zu heizen, sicherzustellen.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde ebenfalls in einem Bemühen getätigt, um eine Leistung einer Kühlmittel-Heizvorrichtung entsprechend einer Heizlast präzise zu steuern.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde ebenfalls in einem Bemühen getätigt, um zu verhindern, dass eine Kühlmittel-Heizvorrichtung übermäßig geheizt wird und um die Stabilität und Zuverlässigkeit zu verbessern.
  • Mit dem Ziel die obig-aufgeführten Gegenstände zu erhalten, stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug bereit. Die Kühlmittel-Heizvorrichtung weist auf: eine Gehäuseeinheit, die einen Einlassteil hat, durch welchen ein Kühlmittel eingeleitet wird, und einen Auslassteil, durch welchen das Kühlmittel ausgeleitet wird, einen Leitblechsatz (z.B. Wärmetauscher), der in einem inneren Raum der Gehäuseeinheit vorgesehen ist und der einen ersten Strömungspfad, durch welchen das Kühlmittel in eine erste Richtung fließt, und einen zweiten Strömungspfad hat, durch welchen das Kühlmittel, das durch den ersten Strömungspfad passiert, in eine zweite Richtung fließt, die von der ersten Richtung verschieden ist, einen ersten Heizvorrichtung-Teil, der in dem ersten Strömungspfad vorgesehen ist, und einen zweiten Heizvorrichtung-Teil, der in dem zweiten Strömungspfad vorgesehen ist.
  • Diese Konfiguration wird bereitgestellt, um eine schnell-ansprechende Heizleistung und Heizeffizienz eines Fahrzeugs (z.B. eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs) zu verbessern.
  • In anderen Worten, in der verwandten Technik ist eine Heizpatrone, die ein Heizelement hat, in dem Gehäuse befestigt, und das Kühlmittel, das in das Gehäuse eingeleitet wird, wird durch die Heizpatrone geheizt. Deswegen gibt es ein Problem darin, dass es schwierig ist, einen Strömungspfad zum Heizen des Kühlmittels, das in das Gehäuse eingeleitet wird (z.B. eine Route, in welcher das Kühlmittel durch die Heizpatrone geheizt wird) ausreichend auszubilden. Es ist ebenfalls schwierig, die schnell-ansprechende Heizleistung (die Zeit, die benötigt wird, um eine Maximaltemperatur zu erreichen) und Heizeffizienz bis zu einem gewissen Level oder weiter zu verbessern.
  • Im Gegenteil dazu, gemäß der vorliegenden Offenbarung, sind der erste und der zweite Strömungspfad, welche in entgegengesetzter Richtungen gerichtet sind, in der Gehäuseeinheit ausgebildet, und das Kühlmittel wird sequentiell durch den ersten Strömungspfad und den zweiten Strömungspfad geheizt, so dass ein Strömungspfad, durch welchen das Kühlmittel geheizt wird, ausreichend sichergestellt werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verbesserung einer schnell-ansprechenden Heizleistung und einer Heizeffizienz zu erhalten.
  • Außerdem, gemäß der vorliegenden Offenbarung, da das Kühlmittel primär durch eine erste Ummantelungs-Heizvorrichtung und eine zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung geheizt wird, während es wendelförmig um den Leitblechsatz (z.B. Wärmetauscher) durch den ersten Strömungspfad und den zweiten Strömungspfad fließt und dann sekundär erneut durch eine dritte Heizvorrichtung geheizt wird, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verbesserung der Effizienz des Wärmeübertrags zu dem Kühlmittel und in der Reduzierung der Heiz-Zeit zu erhalten.
  • Die Gehäuseeinheit kann verschiedene Strukturen und Formen haben, entsprechend den benötigten Bedingungen und Designspezifikationen, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Struktur und auf die Form der Gehäuseeinheit beschränkt oder limitiert.
  • Als Beispiel kann die Gehäuseeinheit aufweisen: ein erstes Gehäuse, das konfiguriert ist, um darin den Leitblechsatz aufzunehmen, eine erste Verschlusskappe, die an ein Ende des ersten Gehäuses gekoppelt ist, ein zweites Gehäuse, das angeordnet ist, um das erste Gehäuse zu umschließen, eine zweite Verschlusskappe, die an ein Ende des zweiten Gehäuses gekoppelt ist, so dass die erste Verschlusskappe abgedeckt wird, eine Kopfplatte, die an das andere Ende des ersten Gehäuses und an das andere Ende des zweiten Gehäuses gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtungs-Verschlusskappe, die an die Kopfplatte gekoppelt ist.
  • Der Leitblechsatz kann den inneren Raum des ersten Gehäuses in einen ersten Raum, welcher mit dem Einlassteil kommuniziert, und in einen zweiten Raum, welcher mit dem Auslassteil kommuniziert, unterteilen. Der Leitblechsatz kann weiter den ersten Raum in den ersten Strömungspfad, der in der ersten Richtung angeordnet ist, und in den zweiten Strömungspfad unterteilen, der in der zweiten Richtung angeordnet ist, die von der ersten Richtung verschieden ist.
  • Wie obig beschrieben ist, fließt das Kühlmittel, welches in das erste Gehäuse durch den Einlassteil eingeleitet wird, in den ersten Raum sequentiell durch den ersten Strömungspfad und durch den zweiten Strömungspfad, so dass ein ausreichender Strömungspfad des Kühlmittels sichergestellt werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt zu erhalten in der Verbesserung der Effizienz des Heizens des Kühlmittels und in der Reduzierung der Zeit, die benötigt wird, um das Kühlmittel zu heizen.
  • Der Leitblechsatz kann verschiedene Strukturen haben, die es ermöglichen, den inneren Raum des ersten Gehäuses in einen ersten Raum und in einen zweiten Raum zu unterteilen, und den ersten Raum weiter in einen ersten Strömungspfad und in einen zweiten Strömungspfad zu unterteilen.
  • Als ein Beispiel kann der Leitblechsatz aufweisen: eine Leitblechplatte, die konfiguriert ist, um den inneren Raum der Gehäuseeinheit in den ersten Raum, welcher mit dem Einlassteil kommuniziert, und in den zweiten Raum, welcher mit dem Auslassteil kommuniziert, zu unterteilen, und eine Leitblech-Schale, die mit der Leitblechplatte verbunden ist und die konfiguriert ist, um den ersten Raum in den ersten Strömungspfad und in den zweiten Strömungspfad zu unterteilen.
  • Insbesondere kann die Leitblech-Schale ausgebildet sein, um einen hohlen Querschnitt zu haben und um in einer longitudinalen Richtung der Gehäuseeinheit angeordnet zu sein, ein Ende der Leitblech-Schale kann das Leitblech durchdringen, ein Einlassloch kann an dem anderen Ende der Leitblech-Schale ausgebildet sein, der erste Strömungspfad kann zwischen der Leitblech-Schale und der Gehäuseeinheit ausgebildet sein, und der zweite Strömungspfad kann entlang des Inneren der Leitblech-Schale ausgebildet sein.
  • Insbesondere kann die Leitblech-Schale in dem inneren Raum des ersten Gehäuses ausgebildet sein, um koaxial mit dem ersten Gehäuse platziert zu sein. Der erste Strömungspfad kann um die Leitblech-Schale herum ausgebildet sein.
  • Da die Leitblech-Schale in dem ersten Gehäuse angeordnet ist, um koaxial mit dem ersten Gehäuse platziert zu sein, wie obig beschrieben ist, kann der erste Strömungspfad, der um die Leitblech-Schale herum ausgebildet ist, eine einheitliche Querschnittsfläche haben. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Reduzierung einer Heiz-Abweichung zwischen den Kühlmitteln, die durch den ersten Strömungspfad passieren, und in der Verbesserung einer Heizleistung zu erhalten.
  • Insbesondere kann der Einlassteil zu einem Ende der Leitblech-Schale benachbart ausgebildet sein. Das Kühlmittel, das in den Einlassteil eingeleitet wird, kann entlang des ersten Strömungspfads fließen und kann dann in den zweiten Strömungspfad durch das Einlassloch, das an dem anderen Ende der Leitblech-Schale ausgebildet ist, eingeleitet werden.
  • Wie obig beschrieben ist, ist ein Anordnungsintervall oder ein Abstand zwischen dem Einlassteil und dem Einlassloch ausreichend vorgesehen, so dass das Kühlmittel, das in den Einlassteil eingeleitet wird, entlang des ersten Strömungspfads ausreichend fließen kann, und dann in den zweiten Strömungspfad durch das Einlassloch eingeleitet werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der weiteren Verbesserung der Effizienz in der Wärmeübertragung zu dem Kühlmittel zu erhalten.
  • Verschiedene Heizmittel, die fähig sind, das Kühlmittel zu heizen, können als der erste Heizvorrichtung-Teil verwendet werden.
  • Als ein Beispiel kann der erste Heizvorrichtung-Teil eine erste Ummantelungs-Heizvorrichtung aufweisen, die als eine Spule (z.B. Wicklung) ausgebildet ist und die in dem ersten Strömungspfad angeordnet ist. Der erste Heizvorrichtung-Teil kann auch eine zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung aufweisen, die als eine Spule (z.B. Wicklung) ausgebildet ist und die in dem ersten Strömungspfad angeordnet ist.
  • Insbesondere können die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung koaxial in der longitudinalen Richtung des ersten Strömungspfads (in der longitudinalen Richtung des ersten Gehäuses) angeordnet sein. Das Kühlmittel kann sequentiell durch die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung passieren.
  • Da die Mehrzahl der Ummantelungs-Heizvorrichtungen den ersten Heizvorrichtung-Teil bilden, wie obig beschrieben ist, können nur einige oder alle von der Mehrzahl der Ummantelungs-Heizvorrichtungen entsprechend den geforderten Bedingungen betrieben werden (z.B. einer Heizlast). Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem präzisen und schnellen Steuern einer Leistung der Kühlmittel-Heizvorrichtung entsprechend der Heizlast zu erhalten.
  • Zusätzlich kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung erste Stützteile aufweisen, die konfiguriert sind, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung zu stützen.
  • Als ein Beispiel können sich die ersten Stützteile von einer äußeren Fläche der Leitblech-Schale erstrecken und können in engem Kontakt mit einer inneren Fläche der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung und einer inneren Fläche der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung sein.
  • Da die innere Fläche der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung und die innere Fläche der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung durch die ersten Stützteile gestützt werden, wie obig beschrieben ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt des weiteren stabilen Aufrechterhaltens des Zustands zu erhalten, in welchem die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung angeordnet sind.
  • Verschiedene Heizmittel, die fähig sind, das Kühlmittel zu heizen, können als zweiter Heizvorrichtung-Teil verwendet werden.
  • Als ein Beispiel kann der zweite Heizvorrichtung-Teil eine dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung aufweisen, die als eine Spule ausgebildet ist und die in dem zweiten Strömungspfad angeordnet ist.
  • Zusätzlich kann der Leitblechsatz einen zweiten Stützteil aufweisen, der konfiguriert ist, um die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung zu stützen.
  • Als ein Beispiel kann sich der zweite Stützteil von einer inneren Fläche der Leitblech-Schale erstrecken und kann in engem Kontakt mit einer äußeren Fläche der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung sein.
  • Da die äußere Fläche der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung durch den zweiten Stützteil gestützt wird, wie obig beschrieben, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der weiteren stabilen Aufrechterhaltung des Zustands zu erhalten, in welchem die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug eine Steuervorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung individuell zu steuern.
  • Als ein Beispiel kann die Steuervorrichtung integral an ein Ende der Gehäuseeinheit gekoppelt sein.
  • Insbesondere ist die Steuervorrichtung konfiguriert, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung individuell durch Pulsweitenmodulation (PWM) zu steuern.
  • Da die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung durch PWM-Steuern individuell gesteuert werden, wie obig beschrieben ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem präzisen Steuern der Leistung der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung zu erhalten.
  • In anderen Worten, in der bezogenen Technik, da die Heizpatrone durch Verwendung eines Relais lediglich an- und ausgeschalten werden muss, um das Kühlmittel auf eine Zieltemperatur zu heizen, ist es schwierig, eine Leistung der Heizpatrone entsprechend einer Heizlast präzise zu steuern.
  • Jedoch, gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung individuell durch PWM-Steuern gesteuert werden, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem präzisen Steuern der Leistungen der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung entsprechend einer Heizlast zu erhalten. Dies resultiert in einer Verringerung der elektrischen Leistung, die durch die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, durch die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und durch die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung verbraucht wird, und in einer Verbesserung (z.B. Erweiterung) der Fahrdistanz des Brennstoffzellen - F ah rzeu gs.
  • Zusätzlich, gemäß der vorliegenden Offenbarung, bildet jede der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung einen unabhängigen elektrischen Schaltkreis. Zum Beispiel, selbst wenn irgendeine von der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung ausfallen würden (z.B. durch Kurzschluss), können die verbleibenden zwei Ummantelungs-Heizvorrichtungen betrieben werden bzw. arbeiten. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verringerung der Beanstandungen zu erhalten, die sich auf die Heizleistung beziehen, und durch das Auftreten einer Störung (z.B. einer Betriebsstörung) hervorgerufen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung gestoppt werden, wenn die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung überhitzt sind.
  • Als ein Beispiel kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug einen Kühlmittel-Temperatursensor aufweisen, der konfiguriert ist, um eine Auslasstemperatur des Kühlmittels zu messen, das aus dem Auslassteil ausgeleitet wird. Wenn die Auslasstemperatur des Kühlmittels größer ist als eine vorgegebene Temperatur, stoppt die Steuervorrichtung den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung.
  • Als ein anderes Beispiel kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug einen (z.B. Ober-)Flächen-Temperatursensor aufweisen, der konfiguriert ist, um eine Temperatur einer äußeren Fläche (z.B. Oberfläche) des Getriebegehäuses zu messen. Wenn das Kühlmittel geheizt wird und die Temperatur der äußeren Fläche des Getriebegehäuses höher ist als die vorgegebene Temperatur, stoppt die Steuervorrichtung den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelu ngs- Heizvorrichtung.
  • Zusätzlich, wenn die Temperatur der äußeren Fläche (z.B. Oberfläche) der Gehäuseeinheit höher ist als die Auslasstemperatur des Kühlmittels, ermittelt die Steuervorrichtung, dass eine Überhitzung vorliegt, und somit stoppt die Steuervorrichtung den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung.
  • Als weiteres Beispiel kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug eine Wasserpumpe aufweisen, die konfiguriert ist, um das Kühlmittel dem Einlassteil zuzuführen. Wenn ein unnormales Signal, das auf die Wasserpumpe bezogen ist, detektiert wird, stoppt die Steuervorrichtung den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung.
  • Alternativ kann eine Thermosicherung mit der Gehäuseeinheit verbunden sein. Wenn das Kühlmittel geheizt wird und die Temperatur der äußeren Fläche der Gehäuseeinheit höher ist als eine Betriebstemperatur der Thermosicherung, kann die Thermosicherung physisch eine Leistungszuführung zu der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung, zu der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und zu der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung trennen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine thermische Isolierschicht zwischen einer äußeren Fläche des ersten Gehäuses und einer inneren Fläche des zweiten Gehäuses ausgebildet sein.
  • Insbesondere kann die thermische Isolierschicht als eine Luft-Schicht oder eine Vakuum-Schicht konfiguriert sein.
  • Wie obig beschrieben ist, da die thermische Isolierschicht zwischen der äußeren Fläche des ersten Gehäuses und der inneren Fläche des zweiten Gehäuses ausgebildet ist, kann ein Wärmeverlust zu der Außenseite des zweiten Gehäuses verringert werden. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verbesserung der Effizienz des Heizens des Kühlmittels und in der Reduzierung der Zeit, die zum Heizen des Kühlmittels benötigt wird, zu erhalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung an dem Leitblechsatz und an dem ersten Gehäuse durch Schweißen oder Hartlöten fixiert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung an der Kopfplatte durch Schweißen oder Hartlöten fixiert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Dichtungselement zwischen der Kopfplatte und dem anderen Ende des ersten Gehäuses und zwischen dem anderen Ende und dem zweiten Gehäuse eingefügt sein.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Perspektivansicht einer Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist eine Explosionsansicht der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 ist eine Darstellung eines Strömungspfads eines Kühlmittels in der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 ist ein Diagramm eines Kühlmittel-Temperatursensors und eines (z.B. Ober-)Flächen-Temperatursensors der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 ist ein Diagramm einer Wasserpumpe der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 7 und 8 sind Tabellen, die die Effizienz in Abhängigkeit von den Einlasstemperaturen des Kühlmittels in der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug veranschaulichen gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 9 ist eine Darstellung einer thermischen Isolierschicht einer Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 10 ist eine Tabelle, die eine Temperatur einer äußeren Wand einer Gehäuseeinheit entsprechend der Anwesenheit und Abwesenheit der thermischen Isolierschicht in der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug veranschaulicht gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 11 ist eine Darstellung einer Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Im nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt oder limitiert. Als Referenz, gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der vorliegenden Beschreibung zumindest im Wesentlichen identische Elemente. Die Beschreibung kann nach dieser Regel erfolgen, indem der in anderen Zeichnungen dargestellte Inhalt aufgenommen wird, und die Inhalte, die wiederholt werden oder bei denen ermittelt wird, dass sie von einem Fachmann verstanden werden, können weggelassen werden.
  • Wenn ein Element oder ein Bestandteil in der geschriebenen Beschreibung und/oder den Ansprüchen identifiziert wird und als einen Zweck, eine Ausführung oder Durchführung einer genannten Funktion, Schritt, Anweisung oder Ähnliches habend beschrieben wird, kann das Element oder der Bestandteil ebenfalls als „konfiguriert, um zu“ angesehen werden.
  • 1 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung einer Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine Explosionsansicht zur Erläuterung der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. 3 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. Zusätzlich ist 4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Strömungspfads eines Kühlmittels in der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Kühlmittel-Temperatursensors und eines (z.B. Ober-)Flächen-Temperatursensors der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung, und 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Wasserpumpe der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. Weitergehend sind 7 und 8 Tabellen zur Erläuterung der Effizienz in Abhängigkeit von den Einlasstemperaturen des Kühlmittels in der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung. 9 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer thermischen Isolierschicht der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung, und 10 ist eine Tabelle zur Erläuterung einer Temperatur einer äußeren Wand einer Gehäuseeinheit entsprechend der Anwesenheit und Abwesenheit der thermischen Isolierschicht in der Kühlmittel-Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezugnehmend auf 1 bis 9 weist eine Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung auf: eine Gehäuseeinheit 100, die einen Einlassteil 132, durch welchen ein Kühlmittel eingelassen wird, und einen Auslassteil 134 hat, durch welchen das Kühlmittel ausgeleitet wird, einen Leitblechsatz (z.B. Wärmetauscher) 200, der in einem inneren Raum der Gehäuseeinheit 100 vorgesehen ist und der einen ersten Strömungspfad 102a, durch welchen das Kühlmittel in eine erste Richtung fließt, und einen zweiten Strömungspfad 102b hat, durch welchen das Kühlmittel, das durch den ersten Strömungspfad 102a hindurch passiert, in eine zweite Richtung fließt, die von der ersten Richtung verschieden ist, einen ersten Heizvorrichtung-Teil 300, der in dem ersten Strömungspfad 102a vorgesehen ist, und einen zweiten Heizvorrichtung-Teil 400, der in dem zweiten Strömungspfad 102b vorgesehen ist.
  • Als Referenz wird die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet, um ein Kühlmittel für ein Brennstoffzellen-Fahrzeug zu heizen und um das erhitzte Kühlmittel zum Heizen (z.B. eines Innenraums eines Fahrzeugs) zu verwenden. Als ein Beispiel ist die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug konfiguriert, um ein Kühlmittel zu heizen, das in einen Heizvorrichtungs-Kern (nicht gezeigt) von einer HVAC(Heizen, Belüften und Klimatisier)-Einheit (20 in 6) für ein Brennstoffzellen-Fahrzeug eingeleitet wird.
  • Die Gehäuseeinheit 100 ist ausgebildet, um darin einen vorgegebenen Aufnahme-Raum (inneren Raum) zu haben. Der Einlassteil 132, durch welchen das Kühlmittel eingelassen wird, ist an einer Seite der Gehäuseeinheit 100 vorgesehen. Der Auslassteil 134, durch welchen das Kühlmittel ausgelassen wird, ist an der anderen Seite der Gehäuseeinheit 100 vorgesehen.
  • Die Gehäuseeinheit 100 kann entsprechend der benötigten Bedingungen und Designspezifikationen verschiedene Strukturen und Formen haben, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Struktur und die Form der Gehäuseeinheit 100 beschränkt oder limitiert.
  • Als ein Beispiel weist die Gehäuseeinheit 100 auf: ein erstes Gehäuse 110, das konfiguriert ist, um darin den Leitblechsatz 200 aufzunehmen, eine erste Verschlusskappe 120, die an ein Ende des ersten Gehäuses 110 gekoppelt ist, ein zweites Gehäuse 130, das angeordnet ist, um das erste Gehäuse 110 zu umgeben, eine zweite Verschlusskappe 140, die an ein Ende des zweiten Gehäuses 130 gekoppelt ist, um die erste Verschlusskappe 120 abzudecken, eine Kopfplatte 150, die an das andere Ende des ersten Gehäuses 110 und an das andere Ende des zweiten Gehäuses 130 gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtungs-Verschlusskappe 160, die an die Kopfplatte 150 gekoppelt ist, um die Steuervorrichtung 500 zu schützen.
  • Das erste Gehäuse 110 ist in einer hohlen, zylindrischen Form ausgebildet, die an beiden Enden davon offen ist. Ein Einlassloch (nicht dargestellt), welches mit dem Einlassteil 132 kommuniziert, ist an einer Seite des ersten Gehäuses 110 ausgebildet. Ein Auslassloch (nicht gezeigt), welches mit dem Auslassteil 134 kommuniziert, ist an der anderen Seite des ersten Gehäuses 110 ausgebildet.
  • Der Leitblechsatz 200 ist in dem ersten Gehäuse 110 vorgesehen. Der innere Raum des ersten Gehäuses 110 kann durch den Leitblechsatz 200 in einen ersten Raum 102, welcher mit dem Einlassteil 132 kommuniziert, und in einen zweiten Raum 104, welcher mit dem Auslassteil 134 kommuniziert, unterteilt werden. Der erste Raum 102 ist weiter unterteilt in den ersten Strömungspfad 102a und den zweiten Strömungspfad 102b.
  • Die erste Verschlusskappe 120 ist als eine ungefähr runde Platte ausgebildet und an das erste Gehäuse 110 gekoppelt, um einen Öffnungsabschnitt zu blockieren, der an einem Ende (einem linken Ende basierend auf 2) des ersten Gehäuses 110 ausgebildet ist.
  • Insbesondere, da das Kühlmittel in das erste Gehäuse 110 eingeleitet wird und aus dem ersten Gehäuse 110 ausgeleitet wird, sind das erste Gehäuse 110 und die erste Verschlusskappe 120 aneinandergekoppelt, um eine Dichtungsstruktur zu bilden, die dazu fähig ist, ein Auslaufen des Kühlmittels zu verhindern.
  • Als Beispiel sind das erste Gehäuse 110 und die erste Verschlusskappe 120 durch Schweißen oder Hartlöten fixiert.
  • Das zweite Gehäuse 130 hat einen größeren Durchmesser als das erste Gehäuse 110. Das zweite Gehäuse 130 ist in einer hohlen, zylindrischen Form ausgebildet, die an beiden Enden davon offen ist. Das zweite Gehäuse 130 ist um das erste Gehäuse 110 angeordnet. Der Einlassteil 132 (z.B. ein Einlassrohr), durch welchen das Kühlmittel eingeleitet wird, ist an einer Seite des zweiten Gehäuses 130 vorgesehen. Das Auslassteil 134 (z.B. ein Auslassrohr), durch welches das Kühlmittel ausgeleitet wird, ist an der anderen Seite des zweiten Gehäuses 130 vorgesehen.
  • Die zweite Verschlusskappe 140 ist in einer ungefähr runden Platte ausgebildet und ist an das zweite Gehäuse 130 gekoppelt, um den Öffnungsabschnitt zu blockieren, der an einem Ende (das linke Ende basierend auf 2) des zweiten Gehäuses 130 ausgebildet ist.
  • Die Kopfplatte 150 ist als eine ungefähr runde Platte ausgebildet und an das erste Gehäuse 110 und an das zweite Gehäuse 130 gekoppelt, um einen Öffnungsabschnitt, der an einem Ende des ersten Gehäuses 110 ausgebildet ist, und einen Öffnungsabschnitt, der an dem anderen Ende des zweiten Gehäuses 130 ausgebildet ist, zu blockieren.
  • Insbesondere, da das Kühlmittel in das erste Gehäuse 110 eingeleitet wird und von dem ersten Gehäuse ausgeleitet wird, sind das erste Gehäuse 110 und die Kopfplatte 150 aneinandergekoppelt, um eine Dichtungsstruktur auszubilden, die dazu fähig ist, ein Auslaufen des Kühlmittels zu verhindern.
  • Als ein Beispiel sind das erste Gehäuse 110 und die Kopfplatte 150 durch Schweißen oder Hartlöten fixiert.
  • Weitergehend ist die Steuervorrichtungs-Verschlusskappe 160 mit der Kopfplatte 150 verbunden, um die Steuervorrichtung 500 abzudecken, wodurch die Steuervorrichtung 500 geschützt wird.
  • Der Leitblechsatz 200 ist konfiguriert, um den inneren Raum des ersten Gehäuses 110 in den ersten Raum 102, welcher mit dem Einlassteil 132 kommuniziert, und in den zweiten Raum 104, welcher mit dem Auslassteil 134 kommuniziert, zu unterteilen. Der Leitblechsatz 200 unterteilt auch den ersten Raum 102 in den ersten Strömungspfad 102a, der in der ersten Richtung angeordnet ist, und in den zweiten Strömungspfad 102b, der in der zweiten Richtung angeordnet ist, die von der ersten Richtung verschieden ist.
  • Wie obig beschrieben ist, fließt das Kühlmittel, welches in das erste Gehäuse durch den Einlassteil 132 eingeleitet wird, in den ersten Raum 102 sequentiell durch den ersten Strömungspfad 102a und den zweiten Strömungspfad 102b, so dass ein ausreichender Strömungspfad des Kühlmittels sichergestellt wird. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verbesserung der Effizienz des Heizens des Kühlmittels und in der Reduzierung der Zeit, die für das Heizen benötigt wird, zu erhalten.
  • Der Leitblechsatz 200 kann verschiedene Strukturen haben, die fähig sind, den inneren Raum des ersten Gehäuses 110 in den ersten Raum 102 und in den zweiten Raum 104 zu unterteilen, und weiter den ersten Raum 102 in den ersten Strömungspfad 102a und in den zweiten Strömungspfad 102b zu unterteilen.
  • Als ein Beispiel weist der Leitblechsatz 200 auf: eine erste Leitblechplatte 210, die konfiguriert ist, um den inneren Raum der Gehäuseeinheit 100 in den ersten Raum 102, welcher mit dem Einlassteil 132 kommuniziert, und in den zweiten Raum 104, welcher mit dem Auslassteil 134 kommuniziert, zu unterteilen, und eine Leitblech-Schale 220, die mit der Leitblechplatte 210 verbunden ist und die konfiguriert ist, um den ersten Raum 102 in den ersten Strömungspfad 102a und in den zweiten Strömungspfad 102b zu unterteilen.
  • Die Leitblechplatte 210 ist in einer Kreisplatten-Form ausgebildet, die einen Durchmesser hat, der zu einem inneren Durchmesser des ersten Gehäuses 110 korrespondiert. Die Leitblechplatte 210 ist vertikal in dem inneren Raum des ersten Gehäuses 110 befestigt, so dass sie zwischen dem Einlassteil 132 und dem Auslassteil 134 angeordnet ist.
  • Der innere Raum des ersten Gehäuses 110 kann durch die Leitblechplatte 210 unterteilt werden in den ersten Raum 102 (einen Raum an einer rechten Seite der Leitblechplatte basierend auf 3), welcher mit dem Einlassteil 132 kommuniziert, und in den zweiten Raum 104 (einen Raum an einer linken Seite der Leitblechplatte basierend auf 3), welcher mit dem Auslassteil 134 kommuniziert.
  • Insbesondere um den ersten Raum 102, in welchem das Kühlmittel in dem ersten Gehäuses 110 erhitzt wird, maximal sicherzustellen, können der Einlassteil 132 und der Auslassteil 134 benachbart zu einem Ende (einem linken Ende basierend auf 3) des ersten Gehäuses 110 vorgesehen sein.
  • Die Leitblech-Schale 220 ist mit der Leitblechplatte 210 verbunden und kann verschiedene Strukturen haben, die dazu fähig sind, den ersten Raum 102 in den ersten Strömungspfad 102a und in den zweiten Strömungspfad 102b zu unterteilen.
  • Als ein Beispiel ist die Leitblech-Schale 220 ausgebildet, um eine hohle Querschnittsform (z.B. eine hohle, zylindrische Form) zu haben, und ist in einer longitudinalen Richtung der Gehäuseeinheit 100 angeordnet. Ein Ende der Leitblech-Schale 220 kann die Leitblechplatte 210 durchdringen. Ein Einlassloch 222 kann an einem Ende der Leitblech-Schale 220 ausgebildet sein. Der ersten Strömungspfad 102a kann zwischen der Leitblech-Schale 220 und der Gehäuseeinheit 100 vorgesehen sein. Der zweite Strömungspfad 102b kann entlang des Inneren der Leitblech-Schale 220 vorgesehen sein.
  • Insbesondere die Leitblech-Schale 220 ist in dem inneren Raum des ersten Gehäuses 110 angeordnet, so dass dieses mit dem ersten Gehäuses 110 koaxial platziert ist. Der erste Strömungspfad 102a ist um die Leitblech-Schale 220 herum ausgebildet.
  • Da die Leitblech-Schale 220 in dem ersten Gehäuse 110 angeordnet ist, so dass diese koaxial mit dem ersten Gehäuse 110 platziert ist, wie obig beschrieben ist, kann der erste Strömungspfad 102a, der um die Leitblech-Schale 220 herum ausgebildet ist, eine einheitliche Querschnittsfläche haben. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Reduzierung einer Heiz-Abweichung zwischen den Kühlmitteln, die durch den ersten Strömungspfad 102a passieren, und in der Verbesserung der Heizleistung, zu erhalten.
  • Insbesondere der Einlassteil 132 ist benachbart zu einem Ende (z.B. dem linken Ende) der Leitblech-Schale 220 vorgesehen. Das Kühlmittel, das in den Einlassteil 132 eingeleitet wird, fließt entlang des Strömungspfads 102a und wird dann in den zweiten Strömungspfad 102b durch das Einlassloch 222 eingeleitet, das an der anderen Seite (z.B. dem rechten Ende) der Leitblech-Schale 220 ausgebildet ist.
  • Wie obig beschrieben ist, ist ein ausreichendes Anordnungsintervall oder ein Abstand zwischen dem Einlassteil 132 und dem Einlassloch 222 vorgesehen, so dass das Kühlmittel, das in den Einlassteil 132 eingeleitet wird, entlang des ersten Strömungspfads 102a ausreichend fließen kann, und dann in den zweiten Strömungspfad 102b durch das Einlassloch 222 eingeleitet werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der weiteren Verbesserung der Effizienz in der Wärmeübertragung von dem Kühlmittel zu erhalten.
  • Zusätzlich ist die Leitblech-Schale 220 ausgebildet, um durchgehend eine einheitliche Querschnittsfläche in der longitudinalen Richtung davon zu haben. Da die Leitblech-Schale 220 durchgehend eine einheitliche Querschnittsfläche hat, wie obig beschrieben ist, kann der zweite Strömungspfad 102b, der entlang des Inneren der Leitblech-Schale 220 ausgebildet ist, eine einheitliche Querschnittsfläche haben. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Reduzierung der Heiz-Abweichung zwischen den Kühlmitteln, die durch den zweiten Strömungspfad 102b passieren, in der Reduzierung einer lokalen Abweichung in der Fließgeschwindigkeit, und in der Verbesserung der Heizleistung, zu erhalten.
  • Der erste Heizvorrichtung-Teil 300 ist in dem ersten Strömungspfad 102a angeordnet und ist konfiguriert, um das Kühlmittel zu heizen, das entlang des ersten Strömungspfads 102a fließt.
  • Verschiedene Heizmittel, die dazu fähig sind, das Kühlmittel zu heizen, können als der erste Heizvorrichtung-Teil 300 verwendet werden, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf den Typ und die Struktur des ersten Heizvorrichtung-Teils 300 beschränkt oder limitiert.
  • Insbesondere kann der erste Heizvorrichtung-Teil 300 durch die Verwendung einer Ummantelungs-Heizvorrichtung konfiguriert sein.
  • Als Referenz bezieht sich in der vorliegenden Offenbarung der Begriff ,Ummantelungs-Heizvorrichtung' auf eine röhrenförmige Heizvorrichtung, die konfiguriert ist, so dass ein elektrischer Heizdraht in einer Spulenform (z.B. Wicklung-Form) innerhalb eines metallischen Schutzrohrs eingebettet ist. Das Schutzrohr ist mit Isolierpulver aus Magnesiumoxid gefüllt, um den elektrischen Heizdraht und das Schutzrohr zu isolieren. Der Vorteil der Ummantelungs-Heizvorrichtung ist, dass die Ummantelungs-Heizvorrichtung gegen äußeren Einfluss robust sein kann, die Effizienz der elektrischen und thermischen Energie verbessern kann und in verschiedene Formen frei geformt werden kann entsprechend den erforderlichen Bedingungen.
  • Als ein Beispiel weist der erste Heizvorrichtung-Teil 300 eine erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 auf, die als eine Spule ausgebildet ist und die in dem ersten Strömungspfad 102a angeordnet ist. Der erste Heizvorrichtung-Teil 300 weist ebenfalls eine zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 auf, die als eine Spule ausgebildet ist und die in dem ersten Strömungspfad 102a angeordnet ist.
  • Spezifischer ist die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 als eine Spule ausgebildet, die die Leitblech-Schale 220 umgibt und die zwischen der Leitblech-Schale 220 und dem ersten Gehäuse 110 angeordnet ist.
  • Die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 ist als eine Spule ausgebildet, die die Leitblech-Schale 220 umgibt und die zwischen der Leitblech-Schale 220 und dem ersten Gehäuse 110 angeordnet ist.
  • Insbesondere sind die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 koaxial in der longitudinalen Richtung des ersten Strömungspfads 102a (in der longitudinalen Richtung des ersten Gehäuses 110) angeordnet. Das Kühlmittel kann sequentiell durch die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und durch die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 passieren.
  • Da die Mehrzahl der Ummantelungs-Heizvorrichtungen den ersten Heizvorrichtung-Teil 300 darstellen, wie obig beschrieben ist, können nur einige oder alle von der Mehrzahl der Ummantelungs-Heizvorrichtungen entsprechend den erforderlichen Bedingungen (z.B. einer Heizlast) betrieben werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem präzisen und schnellen Steuern einer Leistung der Kühlmittel-Heizvorrichtung entsprechend der Heizlast zu erhalten.
  • Insbesondere sind die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 an dem ersten Gehäuse 110 durch Schweißen oder Hartlöten fixiert. Da die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 an dem ersten Gehäuse 110 durch Schweißen oder Hartlöten fixiert sind, wie obig beschrieben ist, ist es möglich einen vorteilhaften Effekt in der stabilen Aufrechterhaltung des Zustands, in welchem die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 angeordnet sind, aufrechtzuerhalten.
  • Zusätzlich kann der Leitblechsatz 200 erste Stützteile 230 aufweisen, die konfiguriert sind, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 zu stützen.
  • Als ein Beispiel können sich die ersten Stützteile 230 von einer äußeren Fläche des Leitblechsatzes 220 erstrecken und können in engem Kontakt mit einer inneren Fläche der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und einer inneren Fläche der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 sein.
  • Da die innere Fläche der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die innere Fläche der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 von den ersten Stützteilen 230 gestützt werden, wie obig beschrieben ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der weiteren stabilen Aufrechterhaltung des Zustands zu erhalten, in welchem die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 angeordnet sind.
  • Insbesondere sind die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 an dem ersten Stützteil 230 durch Schweißen oder Hartlöten fixiert.
  • Der zweite Heizvorrichtung-Teil 400 ist in dem zweiten Strömungspfad 102b angeordnet und ist konfiguriert, um das Kühlmittel zu heizen, das entlang des zweiten Strömungspfads 102b fließt.
  • Verschiedene Heizmittel, die fähig sind, das Kühlmittel zu heizen, können als der zweite Heizvorrichtung-Teil 400 verwendet werden, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf den Typ und die Struktur des zweiten Heizvorrichtung-Teils 400 beschränkt oder limitiert.
  • Als ein Beispiel weist der zweite Heizvorrichtung-Teil 400 eine dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 auf, die als eine Spule ausgebildet ist, und die in dem zweiten Strömungspfad 102b angeordnet ist.
  • Als Referenz wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Konfiguration, in welcher nur die einzelne dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 in dem zweiten Strömungspfad 102b vorgesehen ist, als ein Beispiel beschrieben. Jedoch, gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, können eine Mehrzahl der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtungen in dem zweiten Strömungspfad vorgesehen sein, und die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Anzahl an dritten Ummantelungs-Heizvorrichtungen und auf ein Anordnungsintervall oder auf einen Abstand zwischen den dritten Ummantelungs-Heizvorrichtungen beschränkt oder limitiert.
  • Zusätzlich kann der Leitblechsatz 200 einen zweiten Stützteil 240 aufweisen, der konfiguriert ist, um die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 zu stützen.
  • Als Beispiel kann der zweite Stützteil 240 von einer inneren Fläche der Leitblech-Schale 220 hervorstehen und kann in engem Kontakt mit einer äußeren Fläche der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 sein.
  • Da die äußere Fläche der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 durch den zweiten Stützteil 240 gestützt wird, wie obig beschrieben ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der weiteren stabilen Aufrechterhaltung des Zustands zu erhalten, in welchem die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 angeordnet ist.
  • Insbesondere ist die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 an dem zweiten Stützteil 240 durch Schweißen oder Hartlöten fixiert.
  • Mit dieser Struktur wird das Kühlmittel, das in den Einlassteil 132 eingeleitet wird, primär durch die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und durch die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 geheizt, während es entlang des ersten Strömungspfads 102a fließt (H1). Das Kühlmittel wird sekundär durch die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 erneut geheizt, während es entlang des zweiten Strömungspfads 102b fließt (H2). Dann wird das Kühlmittel in den Heiz-Kern der HVAC-Einheit 20 des Brennstoffzellen-Fahrzeugs durch den zweiten Raum 104 in das erste Gehäuse 110 und durch den Auslassteil 134 eingeleitet (siehe 4).
  • Wie obig beschrieben ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung, da das Kühlmittel primär durch die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 geheizt wird, während es wendelförmig um den Leitblechsatz 200 herum durch den ersten Strömungspfad 102a und durch den zweiten Strömungspfad 102b fließt und dann durch die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 310 sekundär erneut geheizt wird, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verbesserung der Effizienz der Wärmeübertragung zu dem Kühlmittel und in der Reduzierung der Heiz-Zeit zu erhalten.
  • In anderen Worten, wie in 7 und 8 veranschaulicht, kann erkannt werden, dass die Effizienz in der Wärmeübertragung zu dem Kühlmittel verbessert ist im Vergleich mit der verwandten Technik, da das Kühlmittel geheizt wird, während es in einem ,zigzag'-Muster durch den ersten Strömungspfad 102a und durch den zweiten Strömungspfad 102b fließt. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Reduzierung der Zeit zu erhalten, die zum Heizen des Kühlmittels benötigt wird, wodurch die schnell-ansprechende Heizleistung und die Heizeffizienz verbessert werden.
  • Zusätzlich weist die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung die Steuervorrichtung 500 auf, die konfiguriert ist, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 individuell zu steuern.
  • Die Steuervorrichtung 500 kann an verschiedenen Positionen entsprechend den benötigten Bedingungen und Designspezifikationen befestigt werden. Als ein Beispiel kann die Steuervorrichtung 500 integral an ein Ende der Gehäuseeinheit 100 gekoppelt sein. Spezifischer kann die Steuervorrichtung 500 an der Kopfplatte 150 befestigt sein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Konfiguration, in welcher die Steuervorrichtung 500 integral an ein Ende der Gehäuseeinheit 100 gekoppelt ist, als ein Beispiel beschrieben. Jedoch kann gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung die Steuervorrichtung 500 separat von der Gehäuseeinheit 100 vorgesehen sein.
  • Insbesondere ist die Steuervorrichtung 500 konfiguriert, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 durch Pulsweitenmodulation (PWM) individuell zu steuern.
  • Da die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 individuell durch PWM-Steuern gesteuert werden, wie obig beschrieben ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem präzisen Steuern der Leistung der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 zu erhalten.
  • In anderen Worten, in der bezogenen Technik, da die Heizpatrone unter Verwendung eines Relais lediglich an- oder ausgeschalten werden muss, um das Kühlmittel auf eine Zieltemperatur zu heizen, ist es schwierig, eine Leistung der Heizpatrone entsprechend einer Heizlast exakt zu steuern.
  • Jedoch, gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 individuell durch PWM-Steuern gesteuert werden, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem genauen Steuern der Leistung der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 entsprechend einer Heizlast zu erhalten. Weitere vorteilhafte Effekte weisen auf: Reduzieren der elektrischen Leistung, die von der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 verbraucht werden, und Verbessern (z.B. Erweitern) einer Fahrdistanz des Brennstoffzellen-Fahrzeugs.
  • Zusätzlich stellt gemäß der vorliegenden Offenbarung jedes von der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 einen unabhängigen elektrischen Stromkreis dar. Zum Beispiel, selbst wenn eines von der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung ausfallen würde (z.B. kurzgeschlossen wäre), können die verbleibenden zwei Heizvorrichtungen betrieben werden/arbeiten. Als Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in der Verringerung von Beanstandungen zu erhalten, die auf die Heizleistung und auf das Auftreten eines Ausfalls zurückzuführen sind.
  • Insbesondere, bezugnehmend auf 5 und 6, ist die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung konfiguriert, um den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 zu stoppen, wenn die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 überhitzt sind.
  • Der Prozess des Stoppens des Betriebs der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 bei Vorliegen einer Überhitzung, kann auf verschiedene Weise entsprechend den benötigten Bedingungen und Designspezifikationen implementiert sein.
  • Als Beispiel kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug einen Kühlmittel-Temperatursensor 610 aufweisen, der konfiguriert ist, um eine Auslasstemperatur des Kühlmittels zu messen, das aus dem Auslassteil 134 abgeleitet wird. Wenn die Auslasstemperatur des Kühlmittels höher ist als eine vorgegebene Temperatur, stoppt die Steuervorrichtung 500 den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410.
  • Wie obig beschrieben ist, da der Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 gestoppt wird, wenn die Auslasstemperatur des Kühlmittels höher ist als die vorgegebene Temperatur, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem Verhindern des Überhitzens, das durch einen Mangel an Kühlmittel hervorgerufen wird, in dem Reduzieren der Schädigung an der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, an der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und an der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410, und in dem Verbessern der Stabilität, zu erhalten.
  • Als weiteres Beispiel kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug einen (z.B. Ober-)Flächen-Temperatursensor 620 aufweisen, der konfiguriert ist, um eine Temperatur einer äußeren Fläche der Getriebeeinheit 100 zu messen. Wenn das Kühlmittel geheizt wird und die Temperatur der äußeren Fläche der Getriebeeinheit 100 höher ist als die vorgegebene Temperatur, stoppt die Steuervorrichtung 500 den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410.
  • Wie obig beschrieben ist, da der Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 gestoppt wird, wenn die Temperatur der äußeren Fläche der Gehäuseeinheit 100 höher ist als die vorgegebene Temperatur, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem Verhindern des Überhitzens, in dem Reduzieren der Schädigung an der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, an der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und an der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410, und in dem Verbessern der Stabilität, zu erhalten.
  • Zusätzlich, wenn die Temperatur der äußeren Fläche (z.B. Oberfläche) der Gehäuseeinheit 100 höher ist als die Auslasstemperatur des Kühlmittels, ermittelt die Steuervorrichtung 500, dass Überhitzung vorliegt, und somit stoppt die Steuervorrichtung 500 den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410.
  • Als ein weiteres Beispiel kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung 10 für ein Fahrzeug eine Wasserpumpe 630 aufweisen, die konfiguriert ist, um Kühlmittel dem Einlassteil 132 zuzuführen. Wenn ein unnormales Signal, das auf die Wasserpumpe 630 bezogen ist, detektiert wird, stoppt die Steuervorrichtung 500 den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410.
  • In diesem Fall kann das unnormale Signal, das auf die Wasserpumpe 630 bezogen ist, ein Signal bedeuten, das von einem Referenz-Signalbereich abweicht, welcher festgelegt wird, wenn die Wasserpumpe 630 normal arbeitet.
  • Alternativ kann eine Thermosicherung 640 mit der Gehäuseeinheit 100 verbunden sein. Wenn das Kühlmittel geheizt wird und die Temperatur der äußeren Fläche der Getriebeeinheit 100 höher ist als die Betriebstemperatur der Thermosicherung, kann die Thermosicherung 640 physisch das Leistungssignal/die Leistungszufuhr zu der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, zu der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und zu der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 trennen.
  • Bezugnehmend auf 3 und 9 kann eine thermische Isolierschicht 170 zwischen einer äußeren Fläche des ersten Gehäuses 110 und einer inneren Fläche des zweiten Gehäuses 130 ausgebildet sein.
  • Verschiedene Arten von thermischen Isolierschichten 170 können entsprechend den benötigten Bedingungen und Designspezifikationen ausgebildet sein, und die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die Art und die Struktur der thermischen Isolierschicht 170 beschränkt oder limitiert.
  • Insbesondere kann die thermische Isolierschicht 170 als eine Luft-Schicht oder eine Vakuum-Schicht konfiguriert sein. In einigen Fällen kann anstelle der Luft-Schicht (Vakuum-Schicht) eine thermische Isolierschicht, die aus einem thermischen Isoliermaterial hergestellt ist, zwischen der äußeren Fläche des ersten Gehäuses 110 und der inneren Fläche des zweiten Gehäuses 130 vorgesehen sein.
  • Als ein Beispiel können das erste Gehäuse 110, das zweite Gehäuse 130, die erste Verschlusskappe 120, die zweite Verschlusskappe 140 und die Kopfplatte 150 die thermische Isolierschicht 170 (z.B. Luft-Schicht) in Kooperation miteinander ausbilden.
  • Wie obig beschrieben ist, da die thermische Isolierschicht 170 zwischen der äußeren Fläche des ersten Gehäuses 110 und der inneren Fläche des zweiten Gehäuses 130 ausgebildet ist, kann ein Wärmeverlust zu der Außenseite des zweiten Gehäuses 130 reduziert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem Verbessern der Effizienz des Heizens des Kühlmittels und in dem Reduzieren der Zeit, die zum Heizen des Kühlmittels benötigt wird, zu erhalten.
  • Bezugnehmend auf 10 kann erkannt werden, dass, falls keine thermische Isolierschicht zwischen der äußeren Fläche des ersten Gehäuses 110 und der inneren Fläche des zweiten Gehäuses 130 (in der bezogenen Technik) vorgesehen ist, eine Temperatur der äußeren Wand des zweiten Gehäuses 130 rasch zunimmt, was eine Zunahme des Wärmeverlusts zur Außenseite des zweiten Gehäuses 130 hervorruft. Im Gegensatz dazu, gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die thermische Isolierschicht 170 zwischen der äußeren Fläche des ersten Gehäuses 110 und der inneren Fläche des zweiten Gehäuses 130 vorgesehen ist, kann eine Rate in der Zunahme der Temperatur von der äußeren Wand des zweiten Gehäuses 130 verringert werden, wie in 10 dargestellt ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, einen Wärmeverlust zu der Außenseite des zweiten Gehäuses 130 zu verringern.
  • 11 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Weitergehend werden die Teile, die identisch sind und zu den Teilen in den obigbeschriebenen Konfigurationen korrespondieren, durch identische oder korrespondierende Bezugszeichen bezeichnet, und detaillierte Beschreibungen davon wurden weggelassen.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die obig beschrieben und veranschaulicht wurde, wurde das Beispiel beschrieben, in welchem die erste und die zweite Verschlusskappe 120 und 140, die aus Metall (z.B. rostfreiem Stahl oder Aluminium) hergestellt wurden, durch Schweißen oder Hartlöten an dem ersten und dem zweiten Gehäuse 110 und 130, die aus Metall hergestellt sind, befestigt werden. Es wurde ebenfalls in dem obigen Beispiel beschrieben, dass die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung 410, welche aus Metall hergestellt sind, an dem ersten und dem zweiten Gehäuse 110 130, durch Schweißen oder Hartlöten fixiert werden. Jedoch können gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die erste Verschlusskappe 120, die zweite Verschlusskappe 140, das erste Gehäuse 110 und das zweite Gehäuse 130 aus Materialien hergestellt sein, die von den Materialien der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung 310, der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung 320 und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung 410 verschieden sind.
  • Als ein Beispiel, bezugnehmend auf 11, können die erste und die zweite Verschlusskappe 120 und 140, die aus einem Nicht-Metall (z.B. Kunststoff) hergestellt werden, und das erste und das zweite Gehäuse 110 und 130, die aus einem Nicht-Metall (z.B. Kunststoff) hergestellt werden, durch Spritzgießen integral hergestellt werden.
  • Zusätzlich kann ein Dichtungselement 101' (zum Beispiel hergestellt aus Gummi oder Silikon) zum Definieren einer Dichtungsstruktur zwischen der Kopfplatte 150 und dem anderen Ende eines ersten Gehäuses (nicht gezeigt) und dem anderen Ende eines zweiten Gehäuses 130' eingefügt sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, um eine Größe der Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug zu verringern, kann die Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug allein durch die Gehäuseeinheit und durch den ersten Heizvorrichtung-Teil (oder durch sowohl den ersten Heizvorrichtung-Teil als auch den zweiten Heizvorrichtung-Teil) ohne separaten Leitblechsatz konfiguriert sein. Alternativ kann die Gehäuseeinheit allein durch das zweite Gehäuse ohne das separate erste Gehäuse (aufweisend die thermische Isolierschicht) konfiguriert sein.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie obig beschrieben ist, ist es möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem Verbessern einer schnell-ansprechenden Heizleistung und einer Heizeffizienz zu erhalten.
  • Insbesondere ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt im Sicherstellen eines ausreichenden Strömungspfads des Kühlmittels, in dem Verbessern der Effizienz des Heizens des Kühlmittels und in dem Reduzieren der Zeit, die zum Heizen des Kühlmittels benötigt wird, zu erhalten.
  • Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem präzisen Steuern der Leistung der Kühlmittel-Heizvorrichtung entsprechend der Heizlast zu erhalten.
  • Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, einen vorteilhaften Effekt in dem Verhindern des übermäßigen Erhitzens der Kühlmittel-Heizvorrichtung und in dem Verbessern der Stabilität und Zuverlässigkeit zu erhalten.
  • Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben wurde, kann von einem Fachmann verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise modifiziert und verändert werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung, die in den Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10:
    Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug
    100:
    Gehäuseeinheit
    102:
    Erster Raum
    102a:
    Erster Strömungspfad
    102b:
    Zweiter Strömungspfad
    104:
    Zweiter Raum
    110:
    Erstes Gehäuse
    120:
    Erste Verschlusskappe
    130:
    Zweites Gehäuse
    132:
    Einlassteil
    134:
    Auslassteil
    140:
    Zweite Verschlusskappe
    150:
    Kopfplatte
    160:
    Steuervorrichtung-Verschlusskappe
    170:
    Thermische Isolierschicht
    200:
    Leitblechsatz
    210:
    Leitblechplatte
    220:
    Leitblech-Schale
    222:
    Einlassloch
    230:
    Erster Stützteil
    240:
    Zweiter Stützteil
    300:
    Erster Heizvorrichtung-Teil
    310:
    Erste Ummantelungs-Heizvorrichtung
    320:
    Zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung
    400:
    Zweiter Heizvorrichtung-Teil
    410:
    Dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung
    500:
    Steuervorrichtung
    610:
    Kühlmittel-Temperatursensor
    620:
    (Ober-)Flächen-Temperatursensor
    630:
    Wasserpumpe
    640:
    Thermosicherung

Claims (20)

  1. Kühlmittel-Heizvorrichtung für ein Fahrzeug (10), die Kühlmittel-Heizvorrichtung aufweisend: eine Gehäuseeinheit (100), die einen Einlassteil (132), durch welchen ein Kühlmittel eingeleitet wird, und einen Auslassteil (134) hat, durch welchen das Kühlmittel ausgeleitet wird, einen Leitblechsatz (200), der in einem inneren Raum der Gehäuseeinheit (100) vorgesehen ist und der einen ersten Strömungspfad (102a), durch welchen das Kühlmittel in eine erste Richtung fließt, und einen zweiten Strömungspfad (102b) hat, durch welchen das Kühlmittel, das durch den ersten Strömungspfad (102a) passiert, in eine zweite Richtung fließt, die von der ersten Richtung verschieden ist, einen ersten Heizvorrichtung-Teil (300), der in dem ersten Strömungspfad (102a) vorgesehen ist, und einen zweiten Heizvorrichtung-Teil (400), der in dem zweiten Strömungspfad (102b) vorgesehen ist.
  2. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Leitblechsatz (200) aufweist: eine Leitblechplatte (210), die konfiguriert ist, um den inneren Raum der Gehäuseeinheit (100) zu unterteilen in einen ersten Raum (102), welcher mit dem Einlassteil (132) kommuniziert, und in einen zweiten Raum (104), welcher mit dem Auslassteil (134) kommuniziert, und eine Leitblech-Schale (220), die mit der Leitblechplatte (210) verbunden ist und die konfiguriert ist, um den ersten Raum (102) in den ersten Strömungspfad (102a) und in den zweiten Strömungspfad (102b) zu unterteilen.
  3. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Leitblech-Schale (220) ausgebildet ist, um eine hohle Querschnittsform zu haben, und in einer longitudinalen Richtung der Gehäuseeinheit (100) angeordnet ist, wobei ein Ende der Leitblech-Schale (220) die Leitblechplatte (210) durchdringt, wobei ein Einlassloch (222) an dem anderen Ende der Leitblech-Schale (220) ausgebildet ist, wobei der erste Strömungspfad (102a) zwischen der Leitblech-Schale (220) und der Gehäuseeinheit (100) ausgebildet ist, und wobei der zweite Strömungspfad (102b) entlang dem Inneren der Leitblech-Schale (220) ausgebildet ist.
  4. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Leitblech-Schale (220) in dem inneren Raum der Gehäuseeinheit (100) angeordnet ist, um koaxial mit der Gehäuseeinheit (100) platziert zu sein, und wobei der erste Strömungspfad (102a) um die Leitblech-Schale (220) herum ausgebildet ist.
  5. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Einlassteil (132) zu einem Ende der Leitblech-Schale (220) benachbart ausgebildet ist, und wobei das Kühlmittel, das in den Einlassteil (132) eingeleitet wird, entlang des ersten Strömungspfads (102a) fließt und dann in den zweiten Strömungspfad (102b) durch das Einlassloch (222) eingeleitet wird, das an dem anderen Ende der Leitblech-Schale (220) ausgebildet ist.
  6. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der erste Heizvorrichtung-Teil (300) aufweist: eine erste Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), die als eine Spule ausgebildet ist und die in dem ersten Strömungspfad (102a) angeordnet ist, und eine zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung (320), die als eine Spule ausgebildet ist und die in dem ersten Strömungspfad (102a) angeordnet ist.
  7. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung (310) und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) koaxial in einer longitudinalen Richtung des ersten Strömungspfads (102a) angeordnet sind.
  8. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, aufweisend: erste Stützteile (230), die an einer äußeren Fläche des Leitblechsatzes (200) ausgebildet sind und die konfiguriert sind, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung (310) und die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) zu stützen.
  9. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der zweite Heizvorrichtung-Teil (400) eine dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) aufweist, die als eine Spule ausgebildet ist, und die in dem zweiten Strömungspfad (102b) angeordnet ist.
  10. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 9, aufweisend: einen zweiten Stützteil (240), der an einer inneren Fläche der Leitblech-Schale (200) ausgebildet ist und der konfiguriert ist, um die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) zu stützen.
  11. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 in Kombination mit Anspruch 6, aufweisend: eine Steuervorrichtung (500), die konfiguriert ist, um die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) individuell zu steuern.
  12. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuervorrichtung (500) individuell die erste Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), die zweite Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und die dritte Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) durch Pulsweitenmodulation (PWM)-Steuern individuell steuert.
  13. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, aufweisend: einen Kühlmittel-Temperatursensor (610), der konfiguriert ist, um eine Auslasstemperatur des Kühlmittels zu messen, das aus dem Auslassteil (134) ausgeleitet wird, wobei, wenn die Auslasstemperatur des Kühlmittels höher ist als eine vorgegebene Temperatur, die Steuervorrichtung (500) den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) stoppt.
  14. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, aufweisend: einen Oberflächen-Temperatursensor (620), der konfiguriert ist, um eine Temperatur von einer äußeren Fläche der Gehäuseeinheit (100) zu messen, wobei, wenn die Temperatur der äußeren Fläche der Gehäuseeinheit (100) höher ist als eine vorgegebene Temperatur, die Steuervorrichtung (500) den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) stoppt.
  15. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 14, wobei, wenn die Temperatur der äußeren Fläche der Gehäuseeinheit (100) höher ist als die Auslasstemperatur des Kühlmittels, die Steuervorrichtung (500) den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) stoppt.
  16. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, aufweisend: eine Thermosicherung (640), die mit der Gehäuseeinheit (100) verbunden ist, wobei, wenn die Temperatur der äußeren Fläche der Gehäuseeinheit (100) höher ist als eine Betriebstemperatur der Thermosicherung (640), die Thermosicherung (640) eine Zufuhr von Leistung zu der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), zu der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und zu der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) stoppt.
  17. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-16, aufweisend: eine Wasserpumpe (630), die konfiguriert ist, um das Kühlmittel dem Einlassteil (132) zuzuführen, wobei, wenn ein unnormales Signal, das auf die Wasserpumpe (630) bezogen ist, detektiert wird, die Steuervorrichtung (500) den Betrieb der ersten Ummantelungs-Heizvorrichtung (310), der zweiten Ummantelungs-Heizvorrichtung (320) und der dritten Ummantelungs-Heizvorrichtung (410) stoppt.
  18. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, wobei die Gehäuseeinheit (100) aufweist: ein erstes Gehäuse (110), das konfiguriert ist, um darin den Leitblechsatz (200) aufzunehmen, eine erste Verschlusskappe (120), die an ein Ende des ersten Gehäuses (110) gekoppelt ist, ein zweites Gehäuse (130), das angeordnet ist, um das erste Gehäuse (110) zu umgeben, eine zweite Verschlusskappe (140), die an ein Ende des zweiten Gehäuses (130) gekoppelt ist, so dass diese die erste Verschlusskappe (120) abdeckt, eine Kopfplatte (150), die an das andere Ende des ersten Gehäuses (110) und an das andere Ende des zweiten Gehäuses (130) gekoppelt ist, und eine Steuervorrichtung-Verschlusskappe (160), die an die Kopfplatte (150) gekoppelt ist.
  19. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 18, wobei eine thermische Isolierschicht (170) zwischen einer äußeren Fläche des ersten Gehäuses (110) und einer inneren Fläche des zweiten Gehäuses (130) ausgebildet ist.
  20. Kühlmittel-Heizvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, aufweisend: ein Dichtungselement, das zwischen der Kopfplatte (150) und dem anderen Ende des ersten Gehäuses (110) und dem anderen Ende des zweiten Gehäuses (130) eingefügt ist.
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