DE102020131546A1 - Wärmemanagementsystem für ein fahrzeug - Google Patents

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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Kühlvorrichtung (10), die konfiguriert ist, um einen Radiator (12), eine erste Wasserpumpe (14), ein erstes Ventil (V1) und einen Speicherbehälter (16) aufzuweisen, um ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung (11) zu zirkulieren, um mindestens eine in der Kühlmittelleitung (11) vorgesehene elektrische Komponente (15) zu kühlen, eine Batteriekühlvorrichtung (20), aufweisend eine Batteriekühlmittelleitung (21), die durch ein zweites Ventil (V2) mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden ist, und eine zweite Wasserpumpe (22) und ein Batteriemodul (24), die durch die Batteriekühlmittelleitung (21) verbunden sind, einen Kühler (30), der in der Batteriekühlmittelleitung (21) zwischen dem zweiten Ventil (V2) und dem Batteriemodul (24) vorgesehen ist und mit einer Kältemittelleitung (51) einer Klimaanlage (50) verbunden ist, und einen Heizkreislauf (40), aufweisend eine Heizvorrichtung (52a), die durch eine erste (41) und eine zweite (42) Verbindungsleitung mit der Kühlmittelleitung (11) und dem Kühler (30) verbunden ist, um ein Kühlmittel mit einer Temperatur zuzuführen, die während eines Strömens durch die mindestens eine elektrische Komponente (15) erhöht ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugwärmemanagementsystem und im Besonderen ein Fahrzeugwärmemanagementsystem, das eine Temperatur eines Batteriemoduls mittels eines Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) regelt, der einen Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel durchführt und die Heizeffizienz durch Nutzung der von einer elektrischen Komponente erzeugten Abwärme verbessert.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • In den letzten Jahren werden Elektrofahrzeuge als Transportmittel der Zukunft immer beliebter, da die Umwelt sowie Energieressourcen zu wichtigen Themen werden. Ein Elektrofahrzeug verwendet als Hauptenergiequelle ein Batteriemodul, in dem eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Zellen zu einem Pack zusammengefasst sind, und somit werden keine Abgase erzeugt und ist die Geräuschentwicklung äußerst gering.
  • Ein solches Elektrofahrzeug wird von einem Antriebs(elektro)motor angetrieben, der mit elektrischer Energie aus dem Batteriemodul betätigt wird. Darüber hinaus weist das Elektrofahrzeug elektrische Komponenten zum Steuern und Regeln des Antriebs(elektro)motors sowie eine Mehrzahl von elektronischen Komfortvorrichtungen und zum Laden des Batteriemoduls auf.
  • Da auf der anderen Seite eine große Wärmemenge in der Batterie und den elektrischen Komponenten sowie dem Antriebs(elektro)motor als primäre Energiequelle des Elektrofahrzeugs erzeugt wird, ist eine effiziente Kühlung erforderlich, so dass ein effizientes Temperaturmanagement der elektrischen Komponenten und des Batteriemoduls ein sehr wichtiges Problem sein kann, das es zu lösen gilt.
  • Üblicherweise werden separate Kühlsysteme eingesetzt, um die Temperatur der elektrischen Komponenten und des Batteriemoduls anzupassen, wobei es jedoch notwendig ist, die Kapazität des Kühlsystems entsprechend zu erhöhen, was Platzbeschränkungen zur Folge hat. Wenn die Kapazität der Kühlsysteme erhöht wird, erhöht sich auch die für den Betrieb der Kühlsysteme erforderliche Leistung.
  • Dementsprechend ist es erforderlich, Technologien zur effizienten Nutzung der von den elektrischen Komponenten erzeugten Abwärme zu entwickeln sowie die Temperatur der elektrischen Komponenten und der Batterie so anzupassen, dass die Energieeffizienz maximiert und gleichzeitig die Lebensdauer der elektrischen Komponenten und des Batteriemoduls im Elektrofahrzeug sichergestellt wird.
  • Die in diesem Abschnitt über den Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung und sollten nicht als Anerkenntnis oder jegliche Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung bekannt ist.
  • KURZE ERFINDUNGSERLÄUTERUNG
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Fahrzeugwärmemanagementsystem bereitzustellen, das eine Temperatur eines Batteriemoduls mittels eines Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) anpasst, der einen Wärmetausch zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel durchführt, und die Heizeffizienz mittels von einer elektrischen Komponente erzeugter Abwärme verbessert.
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Fahrzeugwärmemanagementsystem bereitzustellen, welches aufweist: eine Kühlvorrichtung, die konfiguriert ist, um einen Radiator, eine erste Wasserpumpe, ein erstes Ventil und einen Speicherbehälter aufzuweisen, die durch eine Kühlmittelleitung verbunden sind, und um ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung zu zirkulieren, um mindestens eine in der Kühlmittelleitung vorgesehene elektrische Komponente zu kühlen, eine Batteriekühlvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Batteriekühlmittelleitung, die durch ein zweites Ventil mit der Kühlmittelleitung verbunden ist, und eine zweite Wasserpumpe und ein Batteriemodul aufzuweisen, die durch die Batteriekühlmittelleitung verbunden sind, um das Kühlmittel im Batteriemodul zu zirkulieren, einen Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller), der in der Batteriekühlmittelleitung zwischen dem zweiten Ventil und dem Batteriemodul vorgesehen ist und durch eine Kältemittelverbindungsleitung mit einer Kältemittelleitung einer Klimaanlage verbunden ist, um eine Temperatur des Kühlmittels durch Wärmeaustausch des der Batteriekühlmittelleitung zugeführten Kühlmittels mit einem Kältemittel anzupassen, das durch die Kältemittelverbindungsleitung selektiv von der Klimaanlage zugeführt wird, und einen Heizkreislauf, der konfiguriert ist, um eine Heizvorrichtung aufzuweisen, die durch eine erste und eine zweite Verbindungsleitung mit der Kühlmittelleitung und dem Kühler verbunden ist, um ein Kühlmittel mit einer Temperatur, die beim Strömen durch die mindestens eine elektrische Komponente erhöht ist, zuzuführen, wobei der Speicherbehälter in der Kühlmittelleitung zwischen dem Radiator und dem zweiten Ventil vorgesehen ist und mit der Kühlmittelleitung verbunden ist, die das zweite Ventil und die erste Wasserpumpe durch eine Zuführleitung verbindet.
  • Ein erster Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung kann durch das erste Ventil mit der Kühlmittelleitung verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung kann mit der Heizvorrichtung verbunden sein. Ein erster Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung kann mit der Heizvorrichtung verbunden sein und ein zweiter Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung ist mit dem Kühler verbunden. Die Heizvorrichtung kann innerhalb eines Heiz-, Belüftungs- und Klimatisierungsmoduls (im Folgenden auch als HVAC-Modul [Heating, Ventilation and Air Conditioning] bezeichnet) vorgesehen sein, das in der Klimaanlage enthalten ist.
  • Die Batteriekühlvorrichtung kann ferner eine erste Kühlmittelheizvorrichtung aufweisen, die in der Batteriekühlmittelleitung zwischen dem Batteriemodul und dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) vorgesehen ist.
  • Wenn das Batteriemodul beheizt wird, kann die Batteriekühlmittelleitung in Verbindung mit der Kühlmittelleitung durch Betätigen des zweiten Ventils geschlossen werden, kann das Kühlmittel durch Betätigen der zweiten Wasserpumpe entlang der Batteriekühlmittelleitung zirkuliert werden und kann die erste Kühlmittelheizvorrichtung betätigt werden, um ein dem Batteriemodul entlang der Batteriekühlmittelleitung zugeführtes Kühlmittel zu heizen.
  • Die Klimaanlage kann aufweisen: ein HVAC-Modul, das konfiguriert ist, um einen Verdampfer, der damit durch die Kältemittelleitung verbunden ist, und eine Tür (z.B. Klappe) aufzuweisen, die konfiguriert ist, um durch den Verdampfer strömende Außenluft zu steuern, um in Abhängigkeit von einem Kühl-, Heiz- und Heiz-/Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs darin selektiv in die Heizvorrichtung eingeleitet zu werden, einen Kondensator, der mit der Kühlmittelleitung verbunden ist, um ein Kühlmittel darin zu zirkulieren, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und einem Kältemittel durchzuführen, das durch die mit dem Kondensator verbundene Kältemittelleitung zugeführt wird, einen Kompressor, der durch die Kältemittelleitung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator verbunden ist, einen Unterkondensator, der in der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer vorgesehen ist, ein erstes Expansionsventil, das in der Kältemittelleitung zwischen dem Unterkondensator und dem Verdampfer vorgesehen ist, und ein zweites Expansionsventil, das in der Kältemittelverbindungsleitung vorgesehen ist.
  • Ein erster Endabschnitt der Kältemittelverbindungsleitung kann mit der Kältemittelleitung zwischen dem Unterkondensator und dem ersten Expansionsventil verbunden sein, und ein zweiter Endabschnitt der Kältemittelverbindungsleitung kann mit der Kältemittelleitung zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor verbunden sein.
  • Jeder von dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) und dem Kondensator kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, und der Unterkondensator kann ein luftgekühlter Wärmetauscher sein.
  • Das HVAC-Modul kann ferner eine zwischen der Heizvorrichtung und dem Verdampfer vorgesehene Luftheizvorrichtung aufweisen, um in die Heizvorrichtung strömende Außenluft selektiv zu heizen.
  • Die Luftheizvorrichtung kann betätigt werden, um eine Temperatur der in die Heizvorrichtung strömenden Außenluft zu erhöhen, wenn eine Temperatur eines der Heizvorrichtung zugeführten Kühlmittels niedriger als eine Solltemperatur zum Innenraumheizen ist.
  • Wenn das Batteriemodul mittels des Kältemittels gekühlt wird, kann in der Kühlvorrichtung das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung durch Betätigen der ersten Wasserpumpe zirkuliert werden, kann die Zuführleitung geöffnet werden, kann die erste Verbindungsleitung durch Betätigen des ersten Ventils geschlossen werden und kann die zweite Verbindungsleitung geschlossen werden, und kann in der Batteriekühlvorrichtung das Kühlmittel in der Batteriekühlmittelleitung durch Betätigen der zweiten Wasserpumpe zirkuliert werden, und kann jede von der Kühlvorrichtung und der Batteriekühlvorrichtung einen unabhängigen geschlossenen und abgedichteten Kreislauf bilden, in dem das Kühlmittel durch Betätigen des zweiten Ventils zirkuliert wird, während in der Klimaanlage die Kältemittelverbindungsleitung durch Betätigen des zweiten Expansionsventils geöffnet werden kann und das zweite Expansionsventil das der Kältemittelverbindungsleitung zugeführte Kältemittel expandieren kann und das expandierte Kältemittel dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) zuführen kann.
  • Wenn Abwärme von der elektrischen Komponente im Fahrzeugheiz- und Entfeuchtungsmodus zurückgewonnen wird, kann die erste Verbindungsleitung durch Betätigen des ersten Ventils geöffnet werden und kann die zweite Verbindungsleitung geöffnet werden, und werden in der Kühlvorrichtung ein Abschnitt der Kühlmittelleitung, der mit dem Radiator verbunden ist, und ein Abschnitt der Kühlmittelleitung, der den Radiator und den Speicherbehälter verbindet, basierend auf der ersten Verbindungsleitung geschlossen, wird eine andere Batteriekühlmittelleitung als ein mit dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) verbundener Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung durch Betätigen des zweiten Ventils geschlossen, wird das Kühlmittel mit einer Temperatur, die durch die mindestens eine elektrische Komponente gestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe entlang der ersten Verbindungsleitung der Heizvorrichtung zugeführt, ohne durch den Radiator zu strömen, strömt das aus der Heizvorrichtung austretende Kühlmittel entlang der zweiten Verbindungsleitung in den Kühler und strömt durch die Batteriekühlmittelleitung und die Kühlmittelleitung, die durch Betätigen des zweiten Ventils geöffnet werden, in die elektrische Komponente, und kann ein Teil des im Speicherbehälter gespeicherten Kühlmittels entlang der geöffneten Kühlmittelleitung durch die geöffnete Zuführleitung zirkuliert werden, während in der Klimaanlage die Kältemittelverbindungsleitung durch Betätigen des zweiten Expansionsventils geschlossen werden kann, und kann das Kältemittel durch Betätigen des Kompressors entlang der Kältemittelleitung zirkuliert werden.
  • Wenn die elektrische Komponente und das Batteriemodul mittels eines im Radiator gekühlten Kühlmittels gekühlt werden, können die erste und die zweite Verbindungsleitung durch Betätigen des ersten Ventils geschlossen werden, kann die Batteriekühlmittelleitung durch Betätigen des zweiten Ventils mit der Kühlmittelleitung verbunden werden, kann das durch den Radiator gekühlte und im Speicherbehälter gespeicherte Kühlmittel dem Batteriemodul zugeführt werden, während es entlang der Kühlmittelleitung der Batterie zirkuliert, durch Betätigen des zweiten Ventils und der zweiten Wasserpumpe, kann das Kühlmittel, das durch die Batteriekühlvorrichtung zirkuliert, der elektrischen Komponente zugeführt werden, während es entlang der Kühlmittelleitung zirkuliert, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe, und kann ein Teil des im Speicherbehälter gespeicherten Kühlmittels durch die geöffnete Zuführleitung entlang der Kühlmittelleitung zirkuliert werden.
  • Wenn die Abwärme von der elektrischen Komponente in einem Fahrzeugentfeuchtungsmodus zurückgewonnen wird, kann die erste Verbindungsleitung durch Betätigen des ersten Ventils geöffnet werden und kann die zweite Verbindungsleitung geöffnet werden, können, in der Kühlvorrichtung, ein Abschnitt der Kühlmittelleitung, der mit dem Radiator verbunden ist, und ein Abschnitt der Kühlmittelleitung, der den Radiator und den Speicherbehälter verbindet, basierend auf der ersten Verbindungsleitung geschlossen werden, kann die Batteriekühlmittelleitung mit Ausnahme eines Abschnitts der Batteriekühlmittelleitung, der mit dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) verbunden ist, durch Betätigen des zweiten Ventils geschlossen werden, kann das Kühlmittel mit einer Temperatur, die durch die mindestens eine elektrische Komponente gestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe der Heizvorrichtung entlang der ersten Verbindungsleitung zugeführt werden, ohne durch den Kühler zu strömen, kann das aus der Heizvorrichtung austretende Kühlmittel entlang der zweiten Verbindungsleitung in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) strömen und durch die Batteriekühlmittelleitung und die Kühlmittelleitung, die durch Betätigen des zweiten Ventils geöffnet werden, in die elektrische Komponente strömen, und kann ein Teil des im Speicherbehälter gespeicherten Kühlmittels entlang der geöffneten Kühlmittelleitung durch die geöffnete Zuführleitung zirkuliert werden.
  • Das erste Ventil kann die mit dem Radiator verbundene Kühlmittelleitung öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Teil des Kühlmittels, das durch die mindestens eine elektrische Komponente strömt, in die erste Verbindungsleitung strömen kann und der verbleibende Teil des Kühlmittels in den Radiator strömen kann, wenn die elektrische Komponente überhitzt ist.
  • Das erste Ventil kann ein Dreiwegeventil sein, das zum Verteilen einer Durchflussrate konfiguriert ist, und das zweite Ventil kann ein Vierwegeventil sein.
  • Die Elektrodenkomponente (z.B. die elektrische und/oder elektronische Komponente) kann eine elektrische Leistungssteuereinheit (EPCU), einen (Elektro-)Motor, einen Wechselrichter oder eine fahrzeugeigene Ladevorrichtung (OBC) aufweisen.
  • Die Zuführleitung kann mit der Kühlmittelleitung verbunden sein, wenn das Kühlmittel durch Betätigen der ersten Wasserpumpe zu der Kühlmittelleitung zirkuliert wird.
  • Der Heizkreislauf kann ferner eine zweite Kühlmittelheizvorrichtung aufweisen, die in der ersten Verbindungsleitung vorgesehen ist.
  • Die zweite Kühlmittelheizvorrichtung kann betätigt werden, um eine Temperatur der in die Heizvorrichtung strömenden Außenluft zu erhöhen, wenn eine Temperatur eines der Heizvorrichtung durch die erste Verbindungsleitung zugeführten Kühlmittels niedriger als eine Solltemperatur zum Innenraumheizen ist.
  • Wie oben beschrieben, kann gemäß dem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Temperatur des Batteriemoduls in Abhängigkeit vom Modus des Fahrzeugs mittels eines Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel angepasst werden, und kann der Innenraum des Fahrzeugs mittels des Kühlmittels beheizt werden, wodurch das gesamte System vereinfacht wird.
  • Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Heizeffizienz zu verbessern, indem die Abwärme der elektrischen Komponente zurückgewonnen und zum Innenraumheizen genutzt wird.
  • Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es darüber hinaus möglich, die Leistung des Batteriemoduls durch ein effizientes Regeln der Temperatur des Batteriemoduls zu optimieren und durch ein effizientes Management des Batteriemoduls die Gesamtfahrstrecke des Fahrzeugs zu erhöhen.
  • Darüber hinaus kann das gesamte System vereinfacht werden, um die Herstellungskosten und das Gewicht zu reduzieren und die Raumausnutzung zu verbessern.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die aus den hier aufgenommenen angehängten Zeichnungen sowie der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden oder in diesen im Einzelnen erläutert sind, wobei diese gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm zum Kühlen elektrischer Komponenten und eines Batteriemoduls mittels eines Radiators in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm zum Kühlen eines Batteriemoduls mittels eines Kältemittels in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 4 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für einen Kühlmodus eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 5 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für die Rückgewinnung von Abwärme elektrischer Komponenten im Heizmodus eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 6 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für einen Heiz- und Entfeuchtungsmodus eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
    • 7 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für den Temperaturanstieg eines Batteriemoduls in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Es wird angemerkt, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart sind, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und durch das Nutzungsumfeld bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
  • Nachfolgend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür in den angehängten Zeichnungen erläutert und nachfolgend beschrieben sind. Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, wird angemerkt, dass die Erfindung durch die vorliegende Beschreibung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen miteinschließen, die im Umfang der durch die angehängten Ansprüche definierten Erfindung enthalten sein können.
  • Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
  • Da die in der Anmeldung beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen und die in den Zeichnungen gezeigten Konfigurationen lediglich die bevorzugtesten beispielhaften Ausführungsformen und Konfigurationen der vorliegenden Erfindung darstellen, stellen sie nicht alle technischen Ideen der vorliegenden Erfindung dar, und es wird angemerkt, dass bei Einreichung der vorliegenden Anmeldung verschiedene Abwandlungen und modifizierte Beispiele möglich sind, die die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersetzen können.
  • Um die vorliegende Erfindung klar zu beschreiben, werden Teile, die für die Beschreibung irrelevant sind, weggelassen, und identische oder ähnliche Bestandteile werden in der gesamten Beschreibung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Da die Größe und Dicke jeder in den Zeichnungen gezeigten Konfiguration aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung willkürlich gezeigt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf in den Zeichnungen gezeigte Konfigurationen beschränkt, und um verschiedene Abschnitte und Bereiche deutlich zu erläutern, sind vergrößerte Dicken gezeigt.
  • Darüber hinaus ist in der gesamten Beschreibung, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, das Wort „aufweisen“ dessen Varianten wie „weist auf“ oder „aufweisend“ so zu verstehen, dass das Einschließen der angegebenen Elemente, nicht aber das Ausschließen anderer Elemente impliziert ist.
  • Darüber hinaus beziehen sich Begriffe wie „... Einheit“, „... Mittel“, „... Teil“ und „... Element“, die in der Anmeldung beschrieben sind, auf eine Einheit einer umfassenden Konfiguration mit mindestens einer Funktion oder Operation.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem eine Temperatur eines Batteriemoduls 24 durch Verwendung eines Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) 30 zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel anpassen und die von einer elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme zurückgewinnen, um sie zum internen Heizen zu nutzen.
  • Ein solches Wärmemanagementsystem kann bei Elektrofahrzeugen angewendet werden.
  • Bezugnehmend auf die 1 kann das Wärmemanagementsystem eine Kühlvorrichtung 10, eine Batteriekühlvorrichtung 20, einen Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 und einen Heizkreislauf 40 aufweisen.
  • Zunächst weist die Kühlvorrichtung 10 einen Radiator 12, der mit einer Kühlmittelleitung 11 verbunden ist, eine erste Wasserpumpe 14, ein erstes Ventil V1 und einen Speicherbehälter 16 auf.
  • Der Radiator 12 ist in der Fahrzeugfront montiert, und ein Kühlgebläse 13 ist hinter dem Radiator 12 angebracht, so dass das Kühlmittel durch einen Betrieb des Kühlgebläses 13 und einen Wärmeaustausch mit der Außenluft gekühlt wird.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Komponente 15 eine elektrische Leistungssteuereinheit (EPCU), einen (Elektro-)Motor, einen Wechselrichter oder eine fahrzeugeigene Ladevorrichtung (On-Board-Charger (OBC)) aufweisen.
  • Die wie oben beschrieben konfigurierte elektrische Komponente 15 kann in der Kühlmittelleitung 11 vorgesehen sein, um auf wassergekühlte Weise gekühlt zu werden.
  • Wenn die Abwärme der elektrischen Komponente 15 im Heizmodus des Fahrzeugs zurückgewonnen wird, kann dementsprechend die von der EPCU, dem (Elektro-)Motor, dem Wechselrichter oder der OBC erzeugte Wärme zurückgewonnen werden.
  • Diese Kühlvorrichtung 10 kann das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 11 so zirkulieren, dass das Kühlmittel der in der Kühlmittelleitung 11 vorgesehenen elektrischen Komponente 15 zugeführt wird.
  • Die Batteriekühlvorrichtung 20 weist eine Batteriekühlmittelleitung 21, die durch ein zweites Ventil V2 mit der Kühlmittelleitung 11 verbunden ist, und eine zweite Wasserpumpe 22, die mit der Batteriekühlmittelleitung 21 verbunden ist, und das Batteriemodul 24 auf.
  • Die Batteriekühlvorrichtung 20 kann das Kühlmittel im Batteriemodul 24 durch ein Betätigen der zweiten Wasserpumpe 22 selektiv zirkulieren.
  • Hier können die erste Wasserpumpe 14 und die zweite Wasserpumpe 22 jeweils eine elektrische Wasserpumpe sein.
  • Indes kann die Batteriekühlvorrichtung 20 ferner eine erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 aufweisen, die in der Batteriekühlmittelleitung 21 zwischen dem Batteriemodul 24 und dem zweiten Ventil V2 vorgesehen ist.
  • Wenn die Temperatur des dem Batteriemodul 24 zugeführten Kühlmittels kleiner als eine Solltemperatur ist, kann die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 aktiviert werden, um das in der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkulierte Kühlmittel zu erwärmen.
  • Dementsprechend kann das Kühlmittel mit einer Temperatur, die während eines Strömens durch die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 erhöht wird, dem Batteriemodul 24 zugeführt werden, um die Temperatur des Batteriemoduls 24 zu erhöhen.
  • Das bedeutet, dass die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 selektiv betätigt werden kann, wenn die Temperatur des Batteriemoduls 24 erhöht wird.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 in der Batteriekühlmittelleitung 21 zwischen dem zweiten Ventil V2 und dem Batteriemodul 24 vorgesehen.
  • Der Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 ist durch eine Kältemittelverbindungsleitung 61 mit einer Kältemittelleitung 51 einer Klimaanlage 50 verbunden. Das bedeutet, dass der Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 ein wassergekühlter Wärmetauscher sein kann, in den ein Kühlmittel strömt.
  • Dementsprechend kann der Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 die Temperatur des Kühlmittels durch Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel, das der Batteriekühlmittelleitung 21 selektiv zugeführt wird, und dem Kältemittel, das von der Klimaanlage 50 selektiv zugeführt wird, regeln.
  • Hier ist der Speicherbehälter 16 in der Kühlmittelleitung 11 zwischen dem Radiator 12 und dem zweiten Ventil V2 vorgesehen.
  • Der Speicherbehälter 16 kann mit dem zweiten Ventil V2 durch die Kühlmittelleitung 11 und eine Zuführleitung 17, die das zweite Ventil V2 und die erste Wasserpumpe 14 verbindet, verbunden sein.
  • Wenn das Kühlmittel durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 in die Kühlmittelleitung 11 zirkuliert wird, kann die Zuführleitung 17 mit der Kühlmittelleitung 11 verbunden sein.
  • Das bedeutet, dass, wenn die erste Wasserpumpe 14 betätigt wird, der Speicherbehälter 16 immer ermöglichen kann, dass etwas von dem gespeicherten Kühlmittel durch die Zuführleitung 17 in die Kühlmittelleitung 11 strömt.
  • Dementsprechend kann beim Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 das Auftreten von Kavitation in der ersten Wasserpumpe 14 verhindert werden. Darüber hinaus kann ein Beschädigen der ersten Wasserpumpe 14 aufgrund der Kavitation im Voraus verhindert werden.
  • Der Heizkreislauf 40 weist eine Heizvorrichtung 52a auf, die durch die erste und die zweite Verbindungsleitung 41 und 42 mit der Kühlmittelleitung 11 und dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 verbunden ist, um das Kühlmittel mit der Temperatur, die beim Strömen durch die elektrische Komponente 15 erhöht ist, zuzuführen.
  • Hier kann ein erster Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung 41 durch das erste Ventil V1 mit der Kühlmittelleitung 11 verbunden sein, und kann ein zweiter Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung 41 mit der Heizvorrichtung 52a verbunden sein.
  • Ein erster Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung 42 kann mit der Heizvorrichtung 52a verbunden sein, und ein zweiter Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung 42 kann mit dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 verbunden sein.
  • Darüber hinaus kann die Heizvorrichtung 52a innerhalb eines Heiz-, Lüftungs- und Klimatisierungsmoduls (HVAC) 52, das in der Klimaanlage 50 enthalten ist, vorgesehen sein.
  • Dementsprechend kann der Heizkreislauf 40, wenn ein Fahrzeuginnenraum beheizt wird, das Hochtemperaturkühlmittel der Heizvorrichtung 52a durch die erste Verbindungsleitung 41 und die zweite Verbindungsleitung 42 zuführen, die durch Betätigen des ersten Ventils V1 geöffnet werden.
  • Hier kann der Heizkreislauf 40 ferner eine zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 aufweisen, die in der ersten Verbindungsleitung 41 zwischen dem ersten Ventil V1 und der Heizvorrichtung 52a vorgesehen ist.
  • Die zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 kann eine Temperatur des Kühlmittels durch selektives Heizen des Kühlmittels, das entlang der ersten Verbindungsleitung (41) zirkuliert, erhöhen.
  • Das bedeutet, dass, wenn die Temperatur des der Heizvorrichtung 52a im Fahrzeugheizmodus zugeführten Kühlmittels niedriger als die Solltemperatur ist, die zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 eingeschaltet werden kann, um das in der ersten Verbindungsleitung 41 zirkulierte Kühlmittel zu heizen, so dass ermöglicht wird, dass ein Kühlmittel mit einer erhöhten Temperatur in die Heizvorrichtung 52a strömt.
  • Diese zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 kann eine elektrische Heizvorrichtung sein, die in Abhängigkeit von der Stromversorgung funktioniert.
  • Indes ist in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 in der ersten Verbindungsleitung 41 als verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist, und kann anstelle der zweiten Kühlmittelheizvorrichtung 43 eine Luftheizvorrichtung 52c zum Erhöhen einer Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum eingeleiteten Außenluft eingesetzt werden.
  • Die Luftheizvorrichtung 52c kann betätigt werden, um die Temperatur der in die Heizvorrichtung 52a strömenden Außenluft zu erhöhen, wenn die Temperatur des der Heizvorrichtung 52a zugeführten Kühlmittels niedriger als eine Solltemperatur zum Innenraumheizen ist.
  • Die Luftheizvorrichtung 52c kann vor der Heizvorrichtung 52a innerhalb des HVAC-Moduls 52 in Richtung zu dem Fahrzeuginnenraum montiert sein, um die der Heizvorrichtung 52a zugeführte Außenluft selektiv zu heizen.
  • Das bedeutet, dass eine von der zweiten Kühlmittelheizvorrichtung 43 und der Luftheizvorrichtung 52c als Heizkreislauf 40 verwendet werden kann.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Klimaanlage 50 das HVAC-Modul 52, einen Kondensator 53, einen Unterkondensator 54, ein erstes Expansionsventil 55, einen Verdampfer 56 und einen Kompressor 59 auf, die durch die Kältemittelleitung 51 verbunden sind.
  • Zunächst weist das HVAC-Modul 52 den Verdampfer 56, der damit über die Kältemittelleitung 51 verbunden ist, und eine Tür (z.B. Klappe) 52b zum Steuern der durch den Verdampfer 56 strömenden Außenluft auf, um in Abhängigkeit von Kühl-, Heiz- und Heiz-/Entfeuchtungsmodi des Fahrzeugs selektiv in die Heizvorrichtung 52a eingeleitet zu werden.
  • Das bedeutet, dass die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b geöffnet wird, um zu ermöglichen, dass die durch den Verdampfer 56 strömende Außenluft im Heizmodus des Fahrzeugs in die Heizvorrichtung 52a eingeleitet wird. Im Gegensatz dazu sperrt die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b im Kühlmodus des Fahrzeugs die Heizvorrichtung 52a ab, so dass die Außenluft, die beim Durchströmen des Verdampfers 56 gekühlt wird, direkt in das Fahrzeug strömt.
  • Hier kann das HVAC-Modul 52 ferner die Luftheizvorrichtung 52c aufweisen, die zwischen der Heizvorrichtung 52a und dem Verdampfer 56 vorgesehen ist, um die der Heizvorrichtung 52a zugeführte Außenluft selektiv zu heizen.
  • Die Luftheizvorrichtung 52c kann betätigt werden, um die Temperatur der in die Heizvorrichtung 52a strömenden Außenluft zu erhöhen, wenn die Temperatur des der Heizvorrichtung 52a zugeführten Kühlmittels niedriger als eine Solltemperatur zum Innenraumheizen ist.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kondensator 53 mit der Kältemittelleitung 51 verbunden, um ein Hindurchströmen des Kältemittels zu ermöglichen, und ist mit der Kühlmittelleitung 11 verbunden, um ein Durchströmen des in der Kühlvorrichtung 10 zirkulierenden Kühlmittels zu ermöglichen.
  • Dieser Kondensator 53 kann das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit dem durch die Kühlmittelleitung 11 zugeführten Kühlmittel kondensieren. Das bedeutet, dass der Kondensator 53 ein wassergekühlter Wärmetauscher sein kann, in den ein Kühlmittel strömt.
  • Der wie oben beschrieben konfigurierte Kondensator 53 kann einen Wärmeaustausch zwischen dem vom Kompressor 59 zugeführten Kältemittel und dem von der Kühlvorrichtung 10 zugeführten Kühlmittel durchführen, um das Kältemittel zu kondensieren.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Unterkondensator 54 in der Kältemittelleitung 51 zwischen dem Kondensator 53 und dem Verdampfer 56 vorgesehen sein.
  • Hier kann der Unterkondensator 54 das im Kondensator 53 kondensierte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft weiter kondensieren. Mit anderen Worten ist der Unterkondensator 54 vor dem Radiator 12 angeordnet, um Wärme zwischen dem Kältemittel, das in den Unterkondensator 54 strömt, und der Außenluft auszutauschen.
  • Infolgedessen kann der Unterkondensator 54 ein luftgekühlter Wärmetauscher zum Kondensieren des Kältemittels mittels Außenluft sein.
  • Dementsprechend kann der Unterkondensator 54 das Kältemittel, das im Kondensator 53 kondensiert wird, weiter kondensieren, um ein Unterkühlen des Kältemittels zu erhöhen, wobei eine Leistungszahl (COP) verbessert wird, die ein Koeffizient der Kühlleistung im Verhältnis zu der vom Kompressor benötigten Leistung ist.
  • Das erste Expansionsventil 55 ist in der Kältemittelleitung 51 zwischen dem Unterkondensator 54 und dem Verdampfer 56 vorgesehen. Das erste Expansionsventil 55 nimmt das Kältemittel auf, das durch den Unterkondensator 54 strömt, um es zu expandieren.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster Endabschnitt der Kältemittelverbindungsleitung 61 mit der Kältemittelleitung 51 zwischen dem Unterkondensator 54 und dem ersten Expansionsventil 55 verbunden. Ein zweiter Endabschnitt der Kältemittelverbindungsleitung 61 kann mit der Kältemittelleitung 51 zwischen dem Verdampfer 56 und dem Kompressor 59 verbunden sein.
  • Hier ist ein zweites Expansionsventil 63 in der Kältemittelverbindungsleitung 61 vorgesehen. Das zweite Expansionsventil 63 kann das Kältemittel, das durch die Kältemittelverbindungsleitung 61 strömt, expandieren, um es in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 einzuleiten, wenn das Batteriemodul 24 durch das mit dem Kältemittel wärmegetauschte Kühlmittel gekühlt wird.
  • Das bedeutet, dass das zweite Expansionsventil 63 betätigt wird, um das Kältemittel zu expandieren, wenn das Batteriemodul 24 mittels des mit dem Kältemittel wärmegetauschten Kühlmittels gekühlt wird.
  • Dieses zweite Expansionsventil 63 kann das aus dem Unterkondensator 54 austretende Kältemittel in einem Zustand, in dem die Temperatur des Kältemittels durch Expandieren des Kältemittels reduziert wird, in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 einleiten, um die Temperatur des durch das Innere des Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) 30 strömenden Kühlmittels weiter zu reduzieren.
  • Infolgedessen wird das Kühlmittel mit der Temperatur, die während des Strömens durch den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 reduziert wird, in das Batteriemodul 24 eingeleitet, wobei es effizienter gekühlt wird.
  • Der Kompressor 59 ist damit zwischen dem Verdampfer 56 und dem Kondensator 53 über die Kältemittelleitung 51 verbunden. Dieser Kompressor 59 kann das gasförmige Kältemittel verdichten und das verdichtete Kältemittel dem Kondensator 53 zuführen.
  • Hier können das erste und das zweite Expansionsventil 55 und 63 elektronische Expansionsventile sein, die das Kühlmittel selektiv expandieren, wobei sie ein Strömen des Kältemittels durch die Kühlmittelleitung 51 oder die Kältemittelverbindungsleitung 61 steuern.
  • Darüber hinaus kann das erste Ventil V1 ein Dreiwegeventil sein, das zum Verteilen einer Durchflussrate konfiguriert ist, und kann das zweite Ventil V2 ein Vierwegeventil sein.
  • Nachfolgend sind eine Betätigung und Funktion des Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, mit Bezug auf 2 bis 7 ausführlich beschrieben.
  • Zunächst wird ein Betrieb eines Falles des Kühlens der elektrischen Komponente 15 und des Batteriemoduls 24 mittels des Radiators 12 im Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 beschrieben.
  • 2 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für das Kühlen von elektrischen Komponenten und einem Batteriemodul mittels eines Radiators in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 2 werden die erste und die zweite Verbindungsleitung 41 und 42 durch Betätigen des ersten Ventils V1 geschlossen.
  • Darüber hinaus ist die Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 mit der Kühlmittelleitung 11 verbunden.
  • Im vorliegenden Zustand wird in der Kühlvorrichtung 10 die erste Wasserpumpe 14 zum Kühlen der elektrischen Komponente 15 betätigt.
  • Im vorliegenden Zustand wird in der Batteriekühlvorrichtung 20 die zweite Wasserpumpe 22 betätigt, um das Batteriemodul 24 zu kühlen.
  • Dementsprechend wird das durch den Radiator 12 gekühlte und im Speicherbehälter 16 gespeicherte Kühlmittel durch Betätigen des zweiten Ventils V2 und der zweiten Wasserpumpe 22 zu der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkuliert und dem Batteriemodul 24 zugeführt.
  • Das durch die Batteriekühlvorrichtung 20 zirkulierende Kühlmittel kann der elektrischen Komponente 15 durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 zugeführt werden, während es entlang der Kühlmittelleitung 11 zirkuliert.
  • Hier kann ein Teil des im Speicherbehälter 16 gespeicherten Kühlmittels entlang der Kühlmittelleitung 11 durch die geöffnete Zuführleitung 17 zirkulieren.
  • Das bedeutet, dass das im Radiator 12 gekühlte und im Speicherbehälter 16 gespeicherte Kühlmittel durch die Betätigung der ersten bzw. der zweiten Wasserpumpe 14 und 22 durch die Kühlmittelleitung 11 und die Batteriekühlmittelleitung 21 zirkuliert, um die elektrische Komponente 15 und das Batteriemodul 24 effizient zu kühlen.
  • Die Klimaanlage 50 wird nicht betätigt, da der Kühlmodus des Fahrzeugs nicht aktiviert ist.
  • Obwohl in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, dass sowohl die elektrische Komponente 15 als auch das Batteriemodul 24 gekühlt werden, ist die vorliegende Erfindung auf der anderen Seite nicht darauf beschränkt, und wenn eines von der elektrischen Komponente 15 und dem Batteriemodul 24 getrennt gekühlt wird, können die erste und die zweite Wasserpumpe 14 und 22 selektiv betätigt werden.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Vorgang zum Kühlen des Batteriemoduls 24 mittels eines Kältemittels mit Bezug auf 3 beschrieben.
  • 3 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm zum Kühlen von elektrischen Komponenten und einem Batteriemodul mittels eines Radiators in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 3 wird die erste Verbindungsleitung 41 durch Betätigen des ersten Ventils V1 geschlossen und wird die zweite Verbindungsleitung 42 geschlossen.
  • Im vorliegenden Zustand wird in der Kühlvorrichtung 10 die erste Wasserpumpe 14 betätigt, um die elektrische Komponente 15 zu kühlen.
  • Im vorliegenden Zustand wird in der Batteriekühlvorrichtung 20 die zweite Wasserpumpe 22 betätigt, um das Batteriemodul 24 zu kühlen.
  • Hier können die Kühlvorrichtung 10 und die Batteriekühlvorrichtung 20 einen unabhängig geschlossenen und abgedichteten Kreislauf bilden, in dem das Kühlmittel durch Betätigen des zweiten Ventils V2 zirkuliert wird.
  • Das bedeutet, dass in der Batteriekühlvorrichtung 20 die Verbindung mit der Kühlmittelleitung 11 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geschlossen wird. Im momentanen Zustand kann die Batteriekühlvorrichtung 20 einen geschlossenen und abgedichteten Kreislauf bilden, in dem das Kühlmittel in der Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen der zweiten Wasserpumpe 22 unabhängig zirkuliert wird.
  • In der Klimaanlage 50 arbeitet jedes konstituierende Element mit Ausnahme des Verdampfers 56, um das Kältemittel dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 zuzuführen.
  • Hier wird die Kältemittelleitung 51, die den Unterkondensator 54 und den Verdampfer 56 verbindet, durch Betätigen des ersten Expansionsventils 55 geschlossen.
  • Die Kältemittelverbindungsleitung 61 wird durch Betätigen des zweiten Expansionsventils 63 geöffnet.
  • Dementsprechend kann das Kältemittel, das durch den Unterkondensator 54 strömt, entlang der Kältemittelleitung 51 und der Kältemittelverbindungsleitung 61 zirkuliert werden.
  • Hier kann das zweite Expansionsventil 63 das der Kältemittelverbindungsleitung 61 zugeführte Kältemittel expandieren, um das Kältemittel dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 zuzuführen.
  • Hier zirkuliert das durch den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 strömende Kühlmittel in der Batteriekühlmittelleitung 21, um das Batteriemodul 24 durch Betätigung der zweiten Wasserpumpe 22 zu kühlen.
  • Das durch den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 strömende Kühlmittel wird durch Wärmeaustausch mit dem expandierten Kältemittel, das dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 zugeführt wird, gekühlt. Das im Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 gekühlte Kühlmittel wird dem Batteriemodul 24 zugeführt. Dementsprechend wird das Batteriemodul 24 durch das gekühlte Kühlmittel gekühlt.
  • Das bedeutet, dass das zweite Expansionsventil 63 das durch den Unterkondensator 54 strömende Kältemittel expandiert, um das expandierte Kältemittel dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 zuzuführen, und die Kältemittelverbindungsleitung 61 öffnet.
  • Dementsprechend wird das aus dem Unterkondensator 54 austretende Kältemittel durch Betätigen des zweiten Expansionsventils 63 in einen Niedertemperatur- und Niederdruck-Zustand expandiert und strömt in den mit der ersten Verbindungsleitung 61 verbundenen Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30.
  • Anschließend führt das in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 strömende Kältemittel einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel durch und strömt durch die erste Verbindungsleitung 61 in den Kompressor 59.
  • Der Kompressor 59 verdichtet das Kältemittel und führt es dem Kondensator 53 zu.
  • Der Kondensator 53 kondensiert das Kältemittel mittels des entlang der Kühlmittelleitung 11 strömenden Kühlmittels. Der Unterkondensator 54 kann das von dem Kondensator 53 eingeleitete Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft weiter kondensieren.
  • Dementsprechend wird das Kühlmittel mit der Temperatur, die während des Kühlens des Batteriemoduls 24 erhöht wird, durch den Wärmeaustausch mit dem Niedertemperatur- und Niederdruck-Kältemittel im Inneren des Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) 30 gekühlt. Das gekühlte Kühlmittel wird dem Batteriemodul 24 über die Batteriekühlmittelleitung 21 wieder zugeführt.
  • Dadurch kann das Kühlmittel das Batteriemodul 24 effizient kühlen, während der oben beschriebene Vorgang wiederholt wird.
  • Wenn andererseits das Kühlen des Fahrzeuginnenraums in einem Zustand erforderlich ist, in dem das Batteriemodul 24 mittels des Kältemittels gekühlt wird, kann die Kältemittelleitung 51, die den Unterkondensator 54 und den Verdampfer 56 verbindet, durch die Betätigung des ersten Expansionsventils 55 geöffnet werden.
  • Das bedeutet, dass das erste Expansionsventil 55 die Kältemittelleitung 51, die den Unterkondensator 54 und den Verdampfer 56 verbindet, selektiv öffnen oder schließen kann, je nachdem, ob ein Kühlen im Fahrzeuginnenraum erforderlich ist oder nicht.
  • Nachfolgend ist eine Funktion des Kühlmodus des Fahrzeugs mit Bezug auf 4 beschrieben.
  • 4 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm zum Kühlen elektrischer Komponenten und eines Batteriemoduls mittels eines Radiators in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 4 wird in der Kühlvorrichtung 10 das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 11 durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 zirkuliert.
  • Hier wird die erste Verbindungsleitung 41 durch Betätigen des ersten Ventils V1 geschlossen und wird die zweite Verbindungsleitung 42 geschlossen.
  • Dementsprechend kann das im Radiator 12 gekühlte Kühlmittel durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 dem Kondensator 53 zugeführt werden.
  • Darüber hinaus sind in der Batteriekühlvorrichtung 20 die Kühlmittelleitung 11 und die Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 nicht verbunden. Darüber hinaus wird ein Betätigen der zweiten Wasserpumpe 22 gestoppt.
  • Das bedeutet, dass die Kühlvorrichtung 10 einen geschlossenen und abgedichteten Kreislauf bildet, in dem das Kühlmittel entlang der Kühlmittelleitung 21 unabhängig zirkuliert wird, wenn die Verbindung zwischen der Kühlmittelleitung 11 und der Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geschlossen wird.
  • In der Klimaanlage 50 funktioniert jedes konstituierende Element, um den Innenraum des Fahrzeugs zu kühlen. Dementsprechend wird das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 51 zirkuliert.
  • Hier wird die Kältemittelleitung 51, die den Unterkondensator 54 und den Verdampfer 56 verbindet, durch Betätigen des ersten Expansionsventils 55 geschlossen. Die Kältemittelverbindungsleitung 61 wird durch Betätigen des zweiten Expansionsventils 63 geschlossen.
  • Dementsprechend kann das Kältemittel, das durch den Unterkondensator 54 strömt, entlang der Kältemittelleitung 51 zirkuliert werden.
  • Hier kann das erste Expansionsventil 55 das Kältemittel so expandieren, dass das expandierte Kältemittel dem Verdampfer 56 zugeführt wird.
  • Der Kondensator 53 kondensiert das Kältemittel mittels des Kühlmittels, das entlang der Kühlmittelleitung 11 strömt. Der Unterkondensator 54 kann das von dem Kondensator 53 eingeleitete Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft weiter kondensieren.
  • Das aus dem Unterkondensator 54 austretende Kältemittel strömt durch die Kältemittelleitung 51, um den Fahrzeuginnenraum zu kühlen, und durchströmt nacheinander das erste Expansionsventil 55, den Verdampfer 56, den Kompressor 59 und den Kondensator 53.
  • Hier wird die in das HVAC-Modul 52 strömende Außenluft beim Durchströmen des Verdampfers 56 durch das in den Verdampfer 56 strömende NiedertemperaturKältemittel gekühlt.
  • Im vorliegenden Fall wird ein Abschnitt des Heizelements 52a, durch den die gekühlte Außenluft strömt, durch die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b geschlossen, so dass die Außenluft nicht durch die Heizvorrichtung 52a strömt. Dementsprechend strömt die gekühlte Außenluft direkt in den Innenraum des Fahrzeugs, wobei der Fahrzeuginnenraum gekühlt wird.
  • Andererseits kann das Kühlmittel, das eine erhöhte Kondensationsmenge aufweist, während es nacheinander durch den Kondensator 53 und den Unterkondensator 54 strömt, expandiert und dem Verdampfer 56 zugeführt werden, wodurch das Kältemittel auf eine niedrigere Temperatur verdampft werden kann.
  • Infolgedessen kondensiert der Kondensator 53 in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Kältemittel, und kondensiert der Unterkondensator 54 das Kältemittel weiter, was beim Durchführen eines Unterkühlens des Kältemittels vorteilhaft ist.
  • Darüber hinaus kann das unterkühlte Kältemittel im Verdampfer 56 auf eine niedrigere Temperatur verdampft werden, was die Kühlleistung und Effizienz verbessert.
  • Das Kältemittel kann im Kühlmodus des Fahrzeugs den Innenraum des Fahrzeugs kühlen, wobei die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt werden.
  • In der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Funktion im Falle der Rückgewinnung der Abwärme der elektrischen Komponente 15 im Heizmodus des Fahrzeugs mit Bezug auf 5 beschrieben.
  • 5 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für die Rückgewinnung der Abwärme elektrischer Komponenten in einem Heizmodus eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 5 kann das Wärmemanagementsystem die Abwärme der elektrischen Komponente 15 zurückgewinnen und zum Heizen des Fahrzeuginnenraums nutzen.
  • Zunächst wird in der Kühlvorrichtung 10 die erste Wasserpumpe 14 zum Zirkulieren des Kühlmittels betätigt. Im vorliegenden Fall wird die Klimaanlage 50 angehalten.
  • Hier wird die erste Verbindungsleitung 41 durch Betätigen des ersten Ventils V1 geöffnet. Gleichzeitig wird die zweite Verbindungsleitung 42 geöffnet.
  • Darüber hinaus werden auf Basis der ersten Verbindungsleitung 41 ein Abschnitt der Kühlmittelleitung 11, der mit dem Radiator 12 verbunden ist, und ein Abschnitt der Kühlmittelleitung 11, der den Radiator 12 und den Speicherbehälter 16 verbindet, geschlossen.
  • Hier wird die Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 bis auf die mit dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 verbundene Batteriekühlmittelleitung 21 geschlossen.
  • Das bedeutet, dass die Batteriekühlmittelleitung 21, die die zweite Wasserpumpe 22, das Batteriemodul 24 und die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 verbindet, geschlossen ist, und die Batteriekühlvorrichtung 20 deaktiviert ist.
  • Darüber hinaus kann ein Teil des im Speicherbehälter 16 gespeicherten Kühlmittels entlang der Kühlmittelleitung 11 durch die offene Zuführleitung 17 zirkuliert werden.
  • Im vorliegenden Zustand wird das Kühlmittel mit der Temperatur, die durch die elektrische Komponente 15 gestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 entlang der ersten Verbindungsleitung 41 der Heizvorrichtung 52a zugeführt, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Das aus der Heizvorrichtung 52a austretende Kühlmittel strömt entlang der zweiten Verbindungsleitung 42 in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 und wird über die Batteriekühlmittelleitung 21 und die Kühlmittelleitung 11, die durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geöffnet werden, in die elektrische Komponente 15 eingeleitet.
  • Das bedeutet, dass das Kühlmittel, das die elektrische Komponente 15 durchströmt hat, weiterhin entlang der Kühlmittelleitung 11, der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 41 und 42 und einem Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkuliert, ohne den Radiator 12 zu durchströmen, und die Abwärme von der elektrischen Komponente 15 absorbiert, so dass die Temperatur davon steigt.
  • Das Kühlmittel mit der erhöhten Temperatur wird der Heizvorrichtung 52a durch die geöffnete erste Verbindungsleitung 41 zugeführt, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Das der Heizvorrichtung 52a zugeführte Hochtemperaturkühlmittel führt einen Wärmeaustausch mit der Außenluft durch und wird dann durch die zweite Verbindungsleitung 42 und den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 und einen Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 in die Kühlmittelleitung 11 eingeleitet, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Hier wird die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b geöffnet, so dass die in das HVAC-Modul 52 strömende Außenluft durch die Heizvorrichtung 52a strömt.
  • Dementsprechend strömt die von außen zugeführte Außenluft beim Durchströmen des Verdampfers 56, dem kein Kältemittel zugeführt wird, in einen Raumtemperaturzustand, in dem sie nicht gekühlt wird. Die eingeleitete Außenluft kann beim Durchströmen der Heizvorrichtung 52a in einen Hochtemperaturzustand umgewandelt werden und strömt in das Fahrzeug, wobei sie den Innenraum des Fahrzeugs heizt.
  • Hier kann die zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 betätigt werden, wenn die Temperatur des entlang der ersten Verbindungsleitung 41 zirkulierenden Kühlmittels niedriger als die Solltemperatur ist, um das in der ersten Verbindungsleitung 41 zirkulierende Kühlmittel zu heizen.
  • Wenn andererseits die Luftheizvorrichtung 52c anstelle der zweiten Kühlmittelheizvorrichtung 43 eingesetzt wird, kann die Luftheizvorrichtung 52c betätigt werden, wenn die Temperatur der der Heizvorrichtung 52a zugeführten Außenluft niedriger als die Solltemperatur ist, um die in den Fahrzeuginnenraum strömende Außenluft zu heizen.
  • Das bedeutet, dass die Luftheizvorrichtung 52c in Abhängigkeit von der Temperatur der Außenluft, die in die Heizvorrichtung 52a strömt, selektiv betätigt werden kann.
  • Dementsprechend ist es gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die in der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme unter Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs zurückzugewinnen und die Abwärme zum Innenraumheizen zu nutzen, wodurch der Stromverbrauch verringert und der Gesamtwirkungsgrad der Heizung verbessert wird.
  • Indes ist in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Vorgang zum Kühlen der elektrischen Komponente 15 bei gleichzeitiger Rückgewinnung der Abwärme der elektrischen Komponente 15 im Fahrzeugheizmodus beschrieben.
  • Zunächst wird in der Kühlvorrichtung 10 die erste Wasserpumpe 14 zum Zirkulieren des Kühlmittels betätigt. Im vorliegenden Fall wird die Klimaanlage 50 angehalten.
  • Hier wird durch Betätigen des ersten Ventils V1 die erste Verbindungsleitung 41 geöffnet und wird die zweite Verbindungsleitung 42 geöffnet.
  • Darüber hinaus wird die Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geschlossen, mit Ausnahme der Batteriekühlmittelleitung 21, die mit dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 verbunden ist.
  • Das bedeutet, dass die Batteriekühlmittelleitung 21, die die zweite Wasserpumpe 22, das Batteriemodul 24 und die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 verbindet, geschlossen ist und die Batteriekühlvorrichtung 20 deaktiviert ist.
  • Darüber hinaus kann ein Teil des im Speicherbehälter 16 gespeicherten Kühlmittels entlang der Kühlmittelleitung 11 durch die geöffnete Zuführleitung 17 zirkuliert werden.
  • Hier öffnet das erste Ventil V1 bei Überhitzung der elektrischen Komponente 15 die mit dem Radiator 12 verbundene Kühlmittelleitung 11 auf Basis der ersten Verbindungsleitung 41.
  • Darüber hinaus sind die Kühlmittelleitung 11, die den Radiator 12 und den Speicherbehälter 16 verbindet, sowie die Kühlmittelleitung 11, die den Speicherbehälter 16 und das zweite Ventil V2 verbindet, geöffnet.
  • Im vorliegenden Zustand wird ein Teil des Kühlmittels mit der Temperatur, die durch die elektrische Komponente 15 gestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 entlang der ersten Verbindungsleitung 41 der Heizvorrichtung 52a zugeführt, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Das aus der Heizvorrichtung 52a austretende Kühlmittel strömt entlang der zweiten Verbindungsleitung 42 in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 und strömt dann durch einen geöffneten Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 in die Kühlmittelleitung 11.
  • Das bedeutet, dass ein Teil des Kühlmittels, das die elektrische Komponente 15 durchströmt hat, weiterhin entlang der Kühlmittelleitung 11, der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 41 und 42 und einem Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkuliert, ohne den Radiator 12 zu durchströmen, und die Abwärme von der elektrischen Komponente 15 absorbiert, so dass die Temperatur davon steigt.
  • Dementsprechend wird ein Teil des Kühlmittels mit der erhöhten Temperatur über die geöffnete erste Verbindungsleitung 41 der Heizvorrichtung 52a zugeführt, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Das der Heizvorrichtung 52a zugeführte Hochtemperaturkühlmittel führt einen Wärmeaustausch mit der Außenluft durch und wird dann durch die zweite Verbindungsleitung 42 und den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 sowie einen Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 in die Kühlmittelleitung 11 eingeleitet, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Hier wird die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b geöffnet, so dass die in das HVAC-Modul 52 strömende Außenluft durch die Heizvorrichtung 52a strömt.
  • Dementsprechend strömt die von außen eingeleitete Außenluft beim Durchströmen des Verdampfers 56, dem kein Kältemittel zugeführt wird, in einen Raumtemperaturzustand, in dem sie nicht gekühlt wird. Die eingeleitete Außenluft kann beim Durchströmen der Heizvorrichtung 52a in einen Hochtemperaturzustand umgewandelt werden und strömt in das Fahrzeug, wobei sie den Innenraum des Fahrzeugs heizt.
  • Indes wird das restliche Kühlmittel, das nicht der Heizvorrichtung 52a zugeführt wird, durch den Radiator 12 gekühlt.
  • Das Kühlmittel, das gekühlt wurde, kann die Abwärme zurückgewinnen und die elektrische Komponente 15 effizient kühlen, während es durch die elektrische Komponente 15 strömt, zusammen mit dem Kühlmittel, das durch einen Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 in die Kühlmittelleitung 11 strömt.
  • Wenn die elektrische Komponente 15 überhitzt ist, kann das erste Ventil V1 die mit dem Radiator 12 verbundene Kühlmittelleitung 11 öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Teil des durch die elektrische Komponente 15 strömenden Kühlmittels in die erste Verbindungsleitung 41 strömt und der restliche Teil des Kühlmittels in den Radiator 12 strömt.
  • Dadurch kann etwas von dem im Radiator 12 gekühlten Kühlmittel der elektrischen Komponente 15 zugeführt werden, wodurch eine Überhitzung der elektrischen Komponente 15 verhindert wird.
  • Daher ist es gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die in der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme zurückzugewinnen und die Abwärme für die interne Heizung zu nutzen, wodurch der Stromverbrauch verringert und der Gesamtwirkungsgrad der Heizung verbessert wird.
  • Gleichzeitig kann gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung etwas Kühlmittel durch Betriebssteuerung des ersten Ventils V1, das zum Verteilen des Stromes konfiguriert ist, in den Radiator 12 eingeleitet werden, um gekühlt zu werden und dann der elektrischen Komponente 15 zugeführt zu werden, wodurch die elektrische Komponente 15 effizient gekühlt und die Kühlleistung der elektrischen Komponente 15 sichergestellt wird.
  • Eine Funktion in einem Fall der Rückgewinnung der Abwärme der elektrischen Komponente 15 in einem Heiz- und Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs ist nun mit Bezug auf 6 beschrieben.
  • 6 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für einen Heiz- und Entfeuchtungsmodus eines Fahrzeugs in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Zunächst wird in der Kühlvorrichtung 10 die erste Wasserpumpe 14 zum Zirkulieren des Kühlmittels betätigt.
  • Hier wird die erste Verbindungsleitung 41 durch Betätigen des ersten Ventils V1 geöffnet. Gleichzeitig wird die zweite Verbindungsleitung 42 geöffnet.
  • Darüber hinaus werden auf Basis der ersten Verbindungsleitung 41 ein Abschnitt der Kühlmittelleitung 11, der mit dem Radiator 12 verbunden ist, und ein Abschnitt der Kühlmittelleitung 11, der den Radiator 12 und den Speicherbehälter 16 verbindet, geschlossen.
  • Hier wird die Batteriekühlmittelleitung 21 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geschlossen, mit Ausnahme der Batteriekühlmittelleitung 21, die mit dem Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 verbunden ist.
  • Das bedeutet, dass die Batteriekühlmittelleitung 21, die die zweite Wasserpumpe 22, das Batteriemodul 24 und die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 verbindet, geschlossen ist und die Batteriekühlvorrichtung 20 deaktiviert ist.
  • Darüber hinaus kann ein Teil des im Speicherbehälter 16 gespeicherten Kühlmittels entlang der Kühlmittelleitung 11 durch die geöffnete Zuführleitung 17 zirkuliert werden.
  • Im vorliegenden Zustand wird das Kühlmittel mit der Temperatur, die durch die elektrische Komponente 15 angestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe 14 entlang der ersten Verbindungsleitung 41 der Heizvorrichtung 52a zugeführt, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Das aus der Heizvorrichtung 52a austretende Kühlmittel strömt entlang der zweiten Verbindungsleitung 42 in den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 und wird über die Batteriekühlmittelleitung 21 und die Kühlmittelleitung 11, die durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geöffnet werden, in die elektrische Komponente 15 eingeleitet.
  • Das bedeutet, dass das Kühlmittel, das die elektrische Komponente 15 durchströmt hat, weiterhin entlang der Kühlmittelleitung 11, der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 41 und 42 und einem Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkuliert, ohne den Radiator 12 zu durchströmen, und die Abwärme der elektrischen Komponente 15 absorbiert, so dass die Temperatur davon steigt.
  • Das Kühlmittel mit der erhöhten Temperatur wird der Heizvorrichtung 52a durch die geöffnete erste Verbindungsleitung 41 zugeführt, ohne den Radiator 12 zu durchströmen.
  • Das der Heizvorrichtung 52a zugeführte Hochtemperaturkühlmittel führt einen Wärmeaustausch mit der Außenluft durch und wird dann durch die zweite Verbindungsleitung 42 und den Kühler (z.B. Wärmetauscher, z.B. Chiller) 30 und einen Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung 21 in die Kühlmittelleitung 11 eingeleitet, ohne den Radiator 12 zu durchlaufen.
  • Hier wird die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b so geöffnet, dass die in das HVAC-Modul 52 strömende Außenluft durch die Heizvorrichtung 52a strömt.
  • Dementsprechend kann die von außen zugeführte Außenluft beim Durchströmen der Heizvorrichtung 52a in einen Hochtemperaturzustand umgewandelt werden, und strömt in das Fahrzeug, wodurch der Fahrzeuginnenraum beheizt wird.
  • Hier kann die zweite Kühlmittelheizvorrichtung 43 betätigt werden, wenn die Temperatur des entlang der ersten Verbindungsleitung 41 zirkulierenden Kühlmittels niedriger als die Solltemperatur ist, um das in der ersten Verbindungsleitung 41 zirkulierende Kühlmittel zu heizen.
  • Wenn auf der anderen Seite die Luftheizvorrichtung 52c anstelle der zweiten Kühlmittelheizvorrichtung 43 eingesetzt wird, kann die Luftheizvorrichtung 52c betätigt werden, wenn die Temperatur der der Heizvorrichtung 52a zugeführten Außenluft niedriger als die Solltemperatur ist, um die in den Fahrzeuginnenraum strömende Außenluft zu heizen.
  • Das bedeutet, dass die Luftheizvorrichtung 52c in Abhängigkeit von der Temperatur der Außenluft, die in die Heizvorrichtung 52a strömt, selektiv betätigt werden kann.
  • Dementsprechend ist es gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die in der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme unter Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs zurückzugewinnen und die Abwärme zum Innenraumheizen zu nutzen, wodurch der Stromverbrauch verringert und der Gesamtwirkungsgrad der Heizung verbessert wird.
  • Indes funktioniert in der Klimaanlage 50 jedes konstituierende Element, um den Innenraum des Fahrzeugs zu entfeuchten.
  • Der Kondensator 53 kondensiert das Kältemittel mittels des Kühlmittels, das entlang der Kühlmittelleitung 11 strömt. Der Unterkondensator 54 kann das von dem Kondensator 53 eingeleitete Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft weiter kondensieren.
  • Hier wird die Kältemittelleitung 51, die den Unterkondensator 54 und den Verdampfer 56 verbindet, durch Betätigen des ersten Expansionsventils 55 geschlossen. Die Kältemittelverbindungsleitung 61 wird durch Betätigen des zweiten Expansionsventils 63 geschlossen.
  • Dementsprechend kann das Kältemittel, das durch den Unterkondensator 54 strömt, entlang der Kältemittelleitung 51 zirkuliert werden.
  • Das erste Expansionsventil 55 kann das von dem Unterkondensator 54 zugeführte Kältemittel expandieren, um es dem Verdampfer 56 zuzuführen. Das Kältemittel, das den Verdampfer 56 durchströmt hat, wird dem Kompressor 59 zugeführt.
  • Dementsprechend kann das aus dem Kompressor 59 austretende Kältemittel dem Kondensator 53 zugeführt werden.
  • Hier wird die sich öffnende und schließende Tür (z.B. Klappe) 52b geöffnet, so dass die in das HVAC-Modul 52 strömende und durch den Verdampfer 56 strömende Außenluft durch die Heizvorrichtung 52a strömt.
  • Das bedeutet, dass die in das HVAC-Modul 52 strömende Außenluft beim Durchströmen des Verdampfers 56 durch das in den Verdampfer 56 strömende Niedertemperaturkältemittel entfeuchtet wird. Mit anderen Worten wird die in das HVAC-Modul 52 strömende Außenluft durch das in den Verdampfer 56 strömende Niedertemperaturkältemittel entfeuchtet, während sie durch den Verdampfer 56 strömt.
  • Eine Funktion des Falles des Heizens des Batteriemoduls 26 wird nun mit Bezug auf 7 beschrieben.
  • 7 zeigt ein Betriebszustandsdiagramm für den Temperaturanstieg eines Batteriemoduls in einem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 7 sind die Kühlvorrichtung 10, der Heizkreislauf 40 und die Klimaanlage 50 angehalten.
  • Hier wird die Verbindung zwischen der Batteriekühlmittelleitung 21 und der Kühlmittelleitung 11 durch Betätigen des zweiten Ventils V2 geschlossen.
  • Das bedeutet, dass in der Batteriekühlvorrichtung 20 die Batteriekühlmittelleitung 21, die die zweite Wasserpumpe 22, das Batteriemodul 24 und die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 verbindet, geöffnet wird.
  • Im vorliegenden Zustand wird das Kühlmittel durch Betätigen der zweiten Wasserpumpe 22 entlang der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkuliert.
  • Hier wird die erste Kühlmittelheizvorrichtung 26 betätigt, um das dem Batteriemodul 24 entlang der geöffneten Batteriekühlmittelleitung 21 zugeführte Kühlmittel zu erwärmen.
  • Dementsprechend steigt die Temperatur des in der Batteriekühlmittelleitung 21 zirkulierenden Kühlmittels beim Durchströmen der ersten Kühlmittelheizvorrichtung 26. Dementsprechend kann das Kühlmittel mit der erhöhten Temperatur während des Durchströmens der ersten Kühlmittelheizvorrichtung 26 dem Batteriemodul 24 zugeführt werden, um die Temperatur des Batteriemoduls 24 zu erhöhen.
  • Infolgedessen ist es gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die Temperatur des Batteriemoduls 24 schnell zu erhöhen, während der oben beschriebene Vorgang wiederholt wird, wobei die Temperatur des Batteriemoduls 24 effizient gesteuert wird.
  • Daher kann, wie oben beschrieben, gemäß dem Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Temperatur des Batteriemoduls 24 in Abhängigkeit vom Modus des Fahrzeugs mittels eines Kühlers (z.B. Wärmetauschers, z.B. Chillers) 30 zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel angepasst werden, und kann der Innenraum des Fahrzeugs mittels des Kühlmittels geheizt werden, wodurch das gesamte System vereinfacht wird.
  • Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Heizeffizienz zu verbessern, indem Abwärme der elektrischen Komponente 15 zurückgewonnen und zum Innenraumheizen genutzt wird.
  • Darüber hinaus ist es gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, die Leistung des Batteriemoduls 24 durch ein effizientes Regeln der Temperatur des Batteriemoduls 24 zu optimieren und eine Gesamtfahrstrecke des Fahrzeugs durch ein effizientes Management des Batteriemoduls 24 zu erhöhen.
  • Darüber hinaus kann das gesamte System vereinfacht werden, um die Herstellungskosten und das Gewicht zu reduzieren und die Raumausnutzung zu verbessern.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung mit mindestens einem der Elemente des Fahrzeugwärmemanagementsystems verbunden, um die Funktionen davon zu steuern.
  • Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „Steuereinrichtung“, „Steuereinheit“ oder „Steuervorrichtung“ auf eine Hardwarevorrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor, der konfiguriert ist, um einen oder mehrere als eine Algorithmus-Struktur interpretierte Schritte durchzuführen. Der Speicher speichert Algorithmus-Schritte, und der Prozessor führt die Algorithmus-Schritte aus, um einen oder mehrere Vorgänge eines Verfahrens gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszuführen. Die Steuereinrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann implementiert sein durch einen nichtflüchtigen Speicher, der konfiguriert ist, um Algorithmen zum Steuern der Funktion verschiedener Komponenten eines Fahrzeugs oder Daten über Softwarebefehle zum Ausführen der Algorithmen zu speichern, und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um eine oben beschriebene Funktion mittels der im Speicher gespeicherten Daten durchzuführen. Der Speicher und der Prozessor können einzelne Chips sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor in einem einzigen Chip integriert sein. Der Prozessor kann als ein oder mehrere Prozessoren implementiert sein.
  • Die Steuereinrichtung oder die Steuereinheit kann mindestens ein Mikroprozessor sein, der durch ein vorbestimmtes Programm betätigt wird, das eine Reihe von Befehlen zum Ausführen des Verfahrens enthalten kann, das in den vorgenannten verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart ist.
  • Die vorgenannte Erfindung kann auch in Form von computerlesbaren Codes auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium ausgeführt sein. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium ist jedes Datenspeichergerät, das Daten speichern kann, die danach von einem Computersystem gelesen werden können. Beispiele für das computerlesbare Aufzeichnungsmedium schließen ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Solid State Disk (SSD), ein Siliziumplattenlaufwerk (SDD), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Vielfachzugriffsspeicher (RAM), CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, optische Datenspeichervorrichtungen usw. und eine Implementierung als Trägerwellen (z.B. Übertragung über das Internet) mit ein.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jede oben beschriebene Operation von einer Steuereinrichtung ausgeführt werden, und kann die Steuereinrichtung durch mehrere Steuereinrichtungen oder eine integrierte einzelne Steuereinrichtung konfiguriert sein.
  • Zur Erleichterung der Erklärung und zur genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, außen, „aufwärts“, „abwärts“, „vorne“, „hinten“, „nach innen“, „nach außen“, „Innen-“, „Außen-“, „nach vorne“, „nach hinten“, usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen solcher Merkmale, wie sie in den Figuren gezeigt sind, zu beschreiben. Es wird ferner angemerkt, dass sich der Begriff „verbinden“ oder seine Ableitungen“ sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindung bezieht.
  • Die vorangehende Beschreibung spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgte zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung. Sie soll weder erschöpfend sein noch die vorliegende Erfindung auf die genauen offenbarten Ausführungsformen beschränken, und viele Modifizierungen und Variationen sind im Lichte der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu verwenden. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung soll durch die angehängten Ansprüche und deren Äquivalente definiert werden.

Claims (20)

  1. Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug, wobei das System aufweist: eine Kühlvorrichtung (10), aufweisend: einen Radiator (12), eine erste Wasserpumpe (14), ein erstes Ventil (V1) und einen Speicherbehälter (16), die durch eine Kühlmittelleitung (11) verbunden sind, und zum Zirkulieren eines Kühlmittels in der Kühlmittelleitung (11), um mindestens eine in der Kühlmittelleitung (11) vorgesehene elektrische Komponente (15) zu kühlen, eine Batteriekühlvorrichtung (20), aufweisend: eine Batteriekühlmittelleitung (21), die durch ein zweites Ventil (V2) mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden ist, und eine zweite Wasserpumpe (22) und ein Batteriemodul (24), die durch die Batteriekühlmittelleitung (21) verbunden sind, um das Kühlmittel im Batteriemodul (24) zu zirkulieren, einen Kühler (30), der in der Batteriekühlmittelleitung (21) zwischen dem zweiten Ventil (V2) und dem Batteriemodul (24) vorgesehen ist und über eine Kältemittelverbindungsleitung (61) mit einer Kältemittelleitung (51) einer Klimaanlage (50) verbunden ist, um eine Temperatur des Kühlmittels durch Wärmeaustausch des der Batteriekühlmittelleitung (21) zugeführten Kühlmittels mit einem Kältemittel anzupassen, das durch die Kältemittelverbindungsleitung (61) selektiv von der Klimaanlage (50) zugeführt wird, und einen Heizkreislauf (40), aufweisend eine Heizvorrichtung (52a), die durch eine erste (41) und eine zweite (42) Verbindungsleitung mit der Kühlmittelleitung (11) und dem Kühler (30) verbunden ist, um ein Kühlmittel mit einer Temperatur, die beim Strömen durch die mindestens eine elektrische Komponente (15) erhöht ist, zuzuführen, wobei der Speicherbehälter (16) in der Kühlmittelleitung (11) zwischen dem Radiator (12) und dem zweiten Ventil (V2) vorgesehen ist und mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden ist, die das zweite Ventil (V2) und die erste Wasserpumpe (14) durch eine Zuführleitung (17) verbindet.
  2. Wärmemanagementsystem gemäß Anspruch 1, wobei die Zuführleitung (17) mit einem Abschnitt des Speicherbehälters (16) verbunden ist und ausgerichtet ist, um das zweite Ventil (V2) zu überbrücken.
  3. Wärmemanagementsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein erster Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung (41) durch das erste Ventil (V1) mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden ist und ein zweiter Endabschnitt der ersten Verbindungsleitung (41) mit der Heizvorrichtung (52a) verbunden ist, wobei ein erster Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung (42) mit der Heizvorrichtung (52a) verbunden ist und ein zweiter Endabschnitt der zweiten Verbindungsleitung (42) mit dem Kühler (30) verbunden ist, und wobei die Heizvorrichtung (52a) innerhalb eines Heiz-, Belüftungs- und Klimatisierungsmoduls (HVAC) (52) vorgesehen ist, das in der Klimaanlage (50) enthalten ist.
  4. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Batteriekühlvorrichtung (20) ferner eine erste Kühlmittelheizvorrichtung (26) aufweist, die in der Batteriekühlmittelleitung (21) zwischen dem Batteriemodul (24) und dem Kühler (30) vorgesehen ist.
  5. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn das Batteriemodul (24) beheizt wird, die Batteriekühlmittelleitung (21) in Verbindung mit der Kühlmittelleitung (11) durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) geschlossen wird, das Kühlmittel durch Betätigen der zweiten Wasserpumpe (22) entlang der Batteriekühlmittelleitung (21) zirkuliert wird, und die erste Kühlmittelheizvorrichtung (26) betätigt wird, um ein dem Batteriemodul (24) entlang der Batteriekühlmittelleitung (21) zugeführtes Kühlmittel zu heizen.
  6. Wärmemanagementsystemgemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Klimaanlage (50) aufweist: ein HVAC-Modul (52), aufweisend einen Verdampfer (56), der damit durch die Kältemittelleitung (51) verbunden ist, und eine Tür (52b), die konfiguriert ist, um durch den Verdampfer (56) strömende Außenluft zu steuern, um in Abhängigkeit vonKühl-, Heiz- und Heiz-/Entfeuchtungsmodi des Fahrzeugs selektiv in die Heizvorrichtung (52a) eingeleitet zu werden, einen Kondensator (53), der mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden ist, um ein Kühlmittel darin zu zirkulieren, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und einem Kältemittel durchzuführen, das durch die mit dem Kondensator (53) verbundene Kältemittelleitung (51) zugeführt wird, einen Kompressor (59), der durch die Kältemittelleitung (51) zwischen dem Verdampfer (56) und dem Kondensator (53) angeschlossen ist, einen Unterkondensator (54), der in der Kältemittelleitung (51) zwischen dem Kondensator (53) und dem Verdampfer (56) vorgesehen ist, ein erstes Expansionsventil (55), das in der Kältemittelleitung (51) zwischen dem Unterkondensator (54) und dem Verdampfer (56) vorgesehen ist, und ein zweites Expansionsventil (63), das in der Kältemittelverbindungsleitung (61) vorgesehen ist.
  7. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein erster Endabschnitt der Kältemittelverbindungsleitung (61) mit der Kältemittelleitung (51) zwischen dem Unterkondensator (54) und dem ersten Expansionsventil (55) verbunden ist, und wobei ein zweiter Endabschnitt der Kältemittelverbindungsleitung (61) mit der Kältemittelleitung (51) zwischen dem Verdampfer (56) und dem Kompressor (59) verbunden ist.
  8. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeder von dem Kühler (30) und dem Kondensator (53) ein wassergekühlter Wärmetauscher ist und der Unterkondensator (54) ein luftgekühlter Wärmetauscher ist.
  9. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das HVAC-Modul (52) ferner eine zwischen der Heizvorrichtung (52a) und dem Verdampfer (56) vorgesehene Luftheizvorrichtung (52c) aufweist, um in die Heizvorrichtung (52a) strömende Außenluft selektiv zu heizen.
  10. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Luftheizvorrichtung (52c) betätigt wird, um eine Temperatur der in die Heizvorrichtung (52a) strömenden Außenluft zu erhöhen, wenn eine Temperatur eines der Heizvorrichtung (52a) zugeführten Kühlmittels niedriger als eine Solltemperatur zum Innenheizen ist.
  11. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei, wenn das Batteriemodul (24) mittels des Kältemittels gekühlt wird, in der Kühlvorrichtung (10) das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung (11) durch Betätigen der ersten Wasserpumpe (14) zirkuliert wird und die Zuführleitung (17) geöffnet wird, und die erste Verbindungsleitung (41) und die zweite Verbindungsleitung (42) durch Betätigen des ersten Ventils (V1) geschlossen werden, und in der Batteriekühlvorrichtung (20) das Kühlmittel in der Batteriekühlmittelleitung (21) durch Betätigen der zweiten Wasserpumpe (22) zirkuliert wird, und jede von der Kühlvorrichtung (10) und der Batteriekühlvorrichtung (20) einen unabhängigen geschlossenen und abgedichteten Kreislauf bilden, in dem das Kühlmittel durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) zirkuliert wird, während in der Klimaanlage (50) die Kältemittelverbindungsleitung (61) durch Betätigen des zweiten Expansionsventils (63) geöffnet wird, und das zweite Expansionsventil (63) das der Kältemittelverbindungsleitung (61) zugeführte Kältemittel expandiert und das expandierte Kältemittel dem Kühler (30) zuführt.
  12. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei, wenn Abwärme von der mindestens einen elektrischen Komponente (15) im Fahrzeugheiz- und Entfeuchtungsmodus zurückgewonnen wird, die erste Verbindungsleitung (41) und die zweite Verbindungsleitung (42) durch Betätigen des ersten Ventils (V1) geöffnet werden, und in der Kühlvorrichtung (10) ein Abschnitt der Kühlmittelleitung (11), der mit dem Radiator (12) verbunden ist, und ein Abschnitt der Kühlmittelleitung (11), der den Radiator (12) und den Speicherbehälter (16) verbindet, basierend auf der ersten Verbindungsleitung (41) geschlossen werden, eine andere Batteriekühlmittelleitung (21) als ein mit dem Kühler (30) verbundener Abschnitt der Batteriekühlmittelleitung (21) durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) geschlossen wird, das Kühlmittel mit einer Temperatur, die durch die mindestens eine elektrische Komponente (15) gestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe (14) entlang der ersten Verbindungsleitung (41) der Heizvorrichtung (52a) zugeführt wird, ohne durch den Radiator (12) zu strömen, das aus der Heizvorrichtung (52a) austretende Kühlmittel entlang der zweiten Verbindungsleitung (42) in den Kühler (30) strömt und durch die Batteriekühlmittelleitung (21) und die Kühlmittelleitung (11), die durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) geöffnet werden, in die mindestens eine elektrische Komponente (15) strömt, ein Teil des im Speicherbehälter (16) gespeicherten Kühlmittels entlang der geöffneten Kühlmittelleitung (11) durch die geöffnete Zuführleitung (17) zirkuliert wird, während in der Klimaanlage (50) die Kältemittelverbindungsleitung (61) durch Betätigen des zweiten Expansionsventils (63) geschlossen wird und das Kältemittel durch Betätigen des Kompressors (59) entlang der Kältemittelleitung (51) zirkuliert wird.
  13. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei, wenn die mindestens eine elektrische Komponente (15) und das Batteriemodul (24) mittels eines im Radiator (12) gekühlten Kühlmittels gekühlt werden, die erste und die zweite Verbindungsleitung (41, 42) durch Betätigen des ersten Ventils (V1) geschlossen werden, die Batteriekühlmittelleitung (21) durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden wird, das durch den Radiator (12) gekühlte und im Speicherbehälter (16) gespeicherte Kühlmittel dem Batteriemodul (24) zugeführt wird, während es entlang der Kühlmittelleitung (11) der Batterie zirkuliert, durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) und der zweiten Wasserpumpe (22), das Kühlmittel, das durch die Batteriekühlvorrichtung (20) zirkuliert, der mindestens einen elektrischen Komponente (15) zugeführt wird, während es entlang der Kühlmittelleitung (11) zirkuliert, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe (14), und ein Teil des im Speicherbehälter (16) gespeicherten Kühlmittels durch die geöffnete Zuführleitung (17) entlang der Kühlmittelleitung (11) zirkuliert wird.
  14. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei, wenn die Abwärme von der mindestens einen elektrischen Komponente (15) in einem Fahrzeugentfeuchtungsmodus zurückgewonnen wird, die erste Verbindungsleitung (41) und die zweite Verbindungsleitung (42) durch Betätigen des ersten Ventils (V1) geöffnet werden, ein Abschnitt der Kühlmittelleitung (11), der mit dem Radiator (12) verbunden ist, und ein Abschnitt der Kühlmittelleitung (11), der den Radiator (12) und den Speicherbehälter (16) verbindet, basierend auf der ersten Verbindungsleitung (41) in der Kühlvorrichtung (10) geschlossen werden, die Batteriekühlmittelleitung (21) mit Ausnahme eines Abschnitts der Batteriekühlmittelleitung (21), der mit dem Kühler (30) verbunden ist, durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) geschlossen wird, das Kühlmittel mit einer Temperatur, die durch die mindestens eine elektrische Komponente (15) gestiegen ist, durch Betätigen der ersten Wasserpumpe (14) der Heizvorrichtung (52a) entlang der ersten Verbindungsleitung (41) zugeführt wird, ohne durch den Kühler (30) zu strömen, das aus der Heizvorrichtung (52a) austretende Kühlmittel entlang der zweiten Verbindungsleitung (42) in den Kühler (30) strömt und durch die Batteriekühlmittelleitung (21) und die Kühlmittelleitung (11), die durch Betätigen des zweiten Ventils (V2) geöffnet werden, in die mindestens eine elektrische Komponente (15) strömt, und ein Teil des im Speicherbehälter (16) gespeicherten Kühlmittels entlang der geöffneten Kühlmittelleitung (11) durch die geöffnete Zuführleitung (17) zirkuliert wird.
  15. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das erste Ventil (V1) konfiguriert ist, um die mit dem Radiator (12) verbundene Kühlmittelleitung (11) zu öffnen, um zu ermöglichen, dass ein Teil des Kühlmittels, das durch die mindestens eine elektrische Komponente (15) strömt, in die erste Verbindungsleitung (41) strömen kann und ein verbleibender Teil des Kühlmittels in den Radiator (12) strömen kann, wenn die mindestens eine elektrische Komponente (15) überhitzt ist.
  16. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das erste Ventil (V1) ein Dreiwegeventil ist, das zum Verteilen einer Durchflussrate konfiguriert ist, und das zweite Ventil (V2) ein Vierwegeventil ist.
  17. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die elektrische Komponente (15) eine elektrische Leistungssteuereinheit (EPCU), einen Elektromotor, einen Wechselrichter oder eine fahrzeugeigene Ladevorrichtung (OBC) aufweist.
  18. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Zuführleitung (17) mit der Kühlmittelleitung (11) verbunden ist, wenn das Kühlmittel durch Betätigen der ersten Wasserpumpe (14) zu der Kühlmittelleitung (11) zirkuliert wird.
  19. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Heizkreislauf (40) ferner eine zweite Kühlmittelheizvorrichtung (43) aufweist, die in der ersten Verbindungsleitung (41) vorgesehen ist.
  20. Wärmemanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die zweite Kühlmittelheizvorrichtung (43) betätigt wird, um eine Temperatur einer in die Heizvorrichtung (52a) strömenden Außenluft zu erhöhen, wenn eine Temperatur eines der Heizvorrichtung (52a) durch die erste Verbindungsleitung (41) zugeführten Kühlmittels niedriger als eine Solltemperatur zum Innenraumbeheizen ist.
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