DE102020200964A1 - Cooling system for cooling components - Google Patents
Cooling system for cooling components Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020200964A1 DE102020200964A1 DE102020200964.3A DE102020200964A DE102020200964A1 DE 102020200964 A1 DE102020200964 A1 DE 102020200964A1 DE 102020200964 A DE102020200964 A DE 102020200964A DE 102020200964 A1 DE102020200964 A1 DE 102020200964A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- evaporator
- cooling
- refrigerant circuit
- cooling system
- ejector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/323—Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
- B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/06—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of jet type, e.g. using liquid under pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H2001/3286—Constructional features
- B60H2001/3298—Ejector-type refrigerant circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2513—Expansion valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Offenbart ist ein Kühlsystem (10), insbesondere für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (100), aufweisend einen primären Kältemittelkreis (20) und einen sekundären Kältemittelkreis (30), welche über mindestens einen Ejektor (40) fluidleitend miteinander gekoppelt sind, wobei im primären Kältemittelkreis (20) ein Kompressor (21) zum Antreiben des mindestens einen Ejektors (40) durch ein Kältemittel und ein dem mindestens einen Ejektor (40) vorgeschalteter Kondensator/Gaskühler (22) angeordnet sind, wobei in dem primären Kältemittelkreis (20) ein erster Verdampfer (24) und im sekundären Kältemittelkreis (30) ein zweiter Verdampfer (32) angeordnet sind, wobei der erste Verdampfer (24) zum Bereitstellen einer höheren Kühlleistung als einer durch den zweiten Verdampfer (32) bereitgestellten Kühlleistung eingerichtet ist. Des Weiteren ist ein Fahrzeug (100) offenbart. Disclosed is a cooling system (10), in particular for an electrically drivable vehicle (100), having a primary refrigerant circuit (20) and a secondary refrigerant circuit (30) which are fluidly coupled to one another via at least one ejector (40), with the primary refrigerant circuit (20) a compressor (21) for driving the at least one ejector (40) with a refrigerant and a condenser / gas cooler (22) connected upstream of the at least one ejector (40), a first evaporator in the primary refrigerant circuit (20) (24) and a second evaporator (32) are arranged in the secondary refrigerant circuit (30), the first evaporator (24) being set up to provide a higher cooling capacity than a cooling capacity made available by the second evaporator (32). A vehicle (100) is also disclosed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem, insbesondere für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, aufweisend einen primären Kältemittelkreis und einen sekundären Kältemittelkreis, welche über mindestens einen Ejektor fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Kühlsystem.The invention relates to a cooling system, in particular for an electrically drivable vehicle, having a primary refrigerant circuit and a secondary refrigerant circuit, which are coupled to one another in a fluid-conducting manner via at least one ejector. The invention also relates to a motor vehicle with such a cooling system.
Für die Klimatisierung von Fahrzeuginnenräumen werden üblicherweise als Kompressionsklimaanlagen ausgestaltete Klimaanlagen eingesetzt. Ein entsprechender Kältemittelkreislauf umfasst einen Kompressor, einen Kondensator bzw. Gaskühler, ein Expansionsventil und einen Verdampfer. Durch den Kompressor kann das Kältemittel gefördert werden. Bei einem Durchströmen des Expansionsventils wird das flüssige Kältemittel verdampft und in den Verdampfer hineingeführt, welcher die Wärme einer Umgebung entziehen und diese kühlen kann. Nach dem Passieren des Verdampfers wird das Kältemittel komprimiert und durch den Kondensator bzw. Gaskühler in einen flüssigen Aggregatzustand überführt.Air conditioning systems designed as compression air conditioning systems are usually used for air conditioning vehicle interiors. A corresponding refrigerant circuit comprises a compressor, a condenser or gas cooler, an expansion valve and an evaporator. The refrigerant can be conveyed through the compressor. When flowing through the expansion valve, the liquid refrigerant is evaporated and fed into the evaporator, which can extract the heat from an environment and cool it. After passing through the evaporator, the refrigerant is compressed and converted into a liquid state by the condenser or gas cooler.
Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen muss neben dem Fahrzeuginnenraum auch die Traktionsbatterie gekühlt werden. Dies führt zu deutlich erhöhten Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage. Zum Ermöglichen einer umfassenden Klimatisierung aller Komponenten und des Fahrzeuginnenraums werden üblicherweise leistungsfähigere Klimaanlagen eingesetzt. Durch die erhöhte Leistungsfähigkeit weisen die Komponenten der Klimaanlage ein höheres Gewicht und einen höheren Bauraumbedarf auf. Des Weiteren steigen die Kosten und der Energieverbrauch des Fahrzeugs durch eine leistungsfähigere Klimaanlage.In the case of electrically powered vehicles, the traction battery must be cooled in addition to the vehicle interior. This leads to significantly increased demands on the performance of the air conditioning system. To enable comprehensive air conditioning of all components and the vehicle interior, more powerful air conditioning systems are usually used. Due to the increased performance, the components of the air conditioning system are heavier and require more space. Furthermore, the costs and energy consumption of the vehicle increase due to a more powerful air conditioning system.
Alternative Klimatisierungskonzepte nehmen eine Beeinträchtigung des Komforts im Fahrzeuginnenraum oder eine Überhitzung der Traktionsbatterie in Kauf.Alternative air conditioning concepts accept impairment of comfort in the vehicle interior or overheating of the traction battery.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klimasystem zu schaffen, welches effizient und ohne einen Mehrverbrauch die Kühlung einer Traktionsbatterie ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The invention is based on the object of creating an air conditioning system which enables a traction battery to be cooled efficiently and without additional consumption. This object is achieved by the features specified in claim 1. Further advantageous refinements of the invention are described in the subclaims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Kühlsystem, insbesondere für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, bereitgestellt. Das Fahrzeug kann ein ausschließlich elektrisch angetriebenes oder ein unterstützend elektrisch antreibbares Fahrzeug, wie beispielsweise ein Hybridfahrzeug sein. Insbesondere kann das Fahrzeug als ein Personenkraftwagen, ein Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug und dergleichen ausgestaltet sein.According to one aspect of the invention, a cooling system, in particular for an electrically drivable vehicle, is provided. The vehicle can be an exclusively electrically driven vehicle or a supporting electrically driven vehicle, such as, for example, a hybrid vehicle. In particular, the vehicle can be configured as a passenger car, a truck, a utility vehicle, an agricultural vehicle and the like.
Das Kühlsystem weist einen primären Kältemittelkreis und einen sekundären Kältemittelkreis auf, welche über mindestens einen Ejektor fluidleitend miteinander gekoppelt sind. Die Trennung des primären und des sekundären Kältemittels kann durch ein absperrbares Expansionsventil erfolgen.The cooling system has a primary refrigerant circuit and a secondary refrigerant circuit, which are coupled to one another in a fluid-conducting manner via at least one ejector. The primary and secondary refrigerant can be separated by a shut-off expansion valve.
Beispielsweise kann auch ein Separator das in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegende Kältemittel in den sekundären Kältemittelkreis und das in einem gasförmigen Aggregatzustand vorliegende Kältemittel in den primären Kältemittelkreis verteilen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein gasförmiges Kältemittel mit einem Flüssiganteil in den primären Kältemittelkreis geleitet werden. Der Separator kann dem mindestens einen Ejektor nachgeschaltet angeordnet sein.For example, a separator can also distribute the refrigerant present in a liquid physical state into the secondary refrigerant circuit and the refrigerant present in a gaseous physical state into the primary refrigerant circuit. Alternatively or additionally, a gaseous refrigerant with a liquid component can also be fed into the primary refrigerant circuit. The separator can be arranged downstream of the at least one ejector.
Vorzugsweise ist im primären Kältemittelkreis ein Kompressor angeordnet. Das Kältemittel des primären Kältemittelkreises dient somit als Antrieb für den mindestens einen Ejektor. Der mindestens eine Ejektor fungiert als eine Strahlpumpe für das Kältemittel im sekundären Kältemittelkreis.A compressor is preferably arranged in the primary refrigerant circuit. The refrigerant of the primary refrigerant circuit thus serves as a drive for the at least one ejector. The at least one ejector acts as a jet pump for the refrigerant in the secondary refrigerant circuit.
In dem primären Kältemittelkreis sind ein erster Verdampfer und im sekundären Kältemittelkreis ein zweiter Verdampfer angeordnet. Vorzugsweise ist der erste Verdampfer zum Bereitstellen einer höheren Kühlleistung als einer durch den zweiten Verdampfer bereitgestellten Kühlleistung eingerichtet.A first evaporator is arranged in the primary refrigerant circuit and a second evaporator is arranged in the secondary refrigerant circuit. The first evaporator is preferably set up to provide a higher cooling capacity than a cooling capacity made available by the second evaporator.
Abhängig von der Ausgestaltung des Kältesystems kann dem ersten Verdampfer und/oder dem zweiten Verdampfer ein Expansionsventil vorgeschaltet sein. Beispielsweise kann in Strömungsrichtung des Kältemittels vor dem ersten Verdampfer ein Expansionsventil vorgesehen sein, um das flüssige Kältemittel als Gas zu expandieren und somit eine besonders hohe Kälteleistung durch den zweiten Verdampfer bereitzustellen.Depending on the design of the refrigeration system, an expansion valve can be connected upstream of the first evaporator and / or the second evaporator. For example, an expansion valve can be provided upstream of the first evaporator in the direction of flow of the refrigerant in order to expand the liquid refrigerant as a gas and thus provide a particularly high cooling capacity through the second evaporator.
Der mindestens eine Ejektor erzeugt im Betrieb im zweiten Verdampfer einen geringeren Druck und damit ein geringeres Verdampfungstemperaturniveau als im ersten Verdampfer.During operation, the at least one ejector generates a lower pressure in the second evaporator and thus a lower evaporation temperature level than in the first evaporator.
Der mindestens eine Ejektor kann somit zwei unterschiedliche Temperaturniveaus erzeugen, welche durch den ersten Verdampfer und durch den zweiten Verdampfer als Kühlleistung dem Kühlsystem zur Verfügung stehen.The at least one ejector can thus generate two different temperature levels, which are available to the cooling system as cooling power through the first evaporator and the second evaporator.
Die Kühlleistung der beiden Verdampfer kann gleichzeitig und dauerhaft mit dem Betrieb des Kühlsystems bereitgestellt werden. Dabei kann der erste Verdampfer auch allein betrieben werden, wobei der zweite Verdampfer nur gemeinsam mit einem Betrieb des ersten Verdampfers bzw. des primären Kältemittelkreises betreibbar ist.The cooling capacity of the two evaporators can be provided simultaneously and permanently with the operation of the cooling system. The first evaporator can also be operated alone, with the second evaporator can only be operated together with an operation of the first evaporator or the primary refrigerant circuit.
Vorzugsweise kann der erste Verdampfer zum Bereitstellen einer niedrigeren Temperatur mit einer hohen Kühlleistung und der zweite Verdampfer zum Bereitstellen einer höheren Temperatur mit einer geringen Kühlleistung verwendet werden. Alternativ kann der erste Verdampfer eine gegenüber dem zweiten Verdampfer niedrigere Kühlleistung bereitstellen.The first evaporator can preferably be used to provide a lower temperature with a high cooling capacity and the second evaporator can be used to provide a higher temperature with a low cooling capacity. Alternatively, the first evaporator can provide a lower cooling capacity than the second evaporator.
Bedingt durch den Verdampfungsdruck kann der zweite Verdampfer ein niedrigeres Temperaturniveau als der erste Verdampfer aufweisen. Der erste Verdampfer weist jedoch eine gegenüber dem zweiten Verdampfer höhere Kühlleistung auf und kann beispielsweise ein größeres Volumen, wie den Fahrzeuginnenraum, effektiv kühlen.Due to the evaporation pressure, the second evaporator can have a lower temperature level than the first evaporator. However, the first evaporator has a higher cooling capacity than the second evaporator and can, for example, effectively cool a larger volume, such as the vehicle interior.
Durch das erfindungsgemäße Kühlsystem kann ein zusätzlicher sekundärer Kältemittelkreis bereitgestellt werden, welcher ohne eine Leistungssteigerung des Kompressors oder einen größeren Kompressor zum Kühlen weiterer Komponenten nutzbar ist.The cooling system according to the invention can provide an additional secondary refrigerant circuit which can be used for cooling further components without increasing the performance of the compressor or a larger compressor.
Der sekundäre Kältemittelkreis kann ein Temperaturniveau ermöglichen, welches oberhalb eines Temperaturniveaus des ersten Verdampfers liegt. Dieses höhere Temperaturniveau des zweiten Verdampfers kann besonders effizient genutzt werden, wenn der zweite Verdampfer dazu eingerichtet ist, mindestens eine elektrische Komponente, wie beispielsweise eine Traktionsbatterie oder eine Leistungselektronik, zu kühlen. Beispielsweise kann der zweite Verdampfer eine Kühlleistung von 2 kW mit einem Temperaturniveau von 35°C aufweisen.The secondary refrigerant circuit can enable a temperature level which is above a temperature level of the first evaporator. This higher temperature level of the second evaporator can be used particularly efficiently if the second evaporator is set up to cool at least one electrical component, such as a traction battery or power electronics. For example, the second evaporator can have a cooling capacity of 2 kW with a temperature level of 35 ° C.
Der sekundäre Kältemittelkreis ermöglicht insbesondere die Bereitstellung zusätzlicher Kühlleistung, welche „kostenlos“ bzw. ohne zusätzlichen Energieverbrauch durch den Kompressor anfällt.The secondary refrigerant circuit enables, in particular, the provision of additional cooling capacity, which arises “free of charge” or without additional energy consumption by the compressor.
Der primäre Kältemittelkreis kann zum Erhöhen des Komforts des Fahrzeugs verwendet werden, wenn der erste Verdampfer dazu eingerichtet ist, einen Fahrzeuginnenraum zu kühlen. Hierdurch kann die gegenüber dem zweiten Verdampfer höhere Kühlleistung von beispielsweise 5 kW genutzt werden, um ein größeres Volumen, wie beispielsweise den Fahrzeuginnenraum oder einen Frachtraum, zu kühlen. Die durch die höhere Kühlleistung resultierende Temperatur kann beispielsweise 2°C betragen.The primary refrigerant circuit can be used to increase the comfort of the vehicle if the first evaporator is configured to cool a vehicle interior. As a result, the higher cooling power of, for example, 5 kW compared to the second evaporator can be used to cool a larger volume, such as the vehicle interior or a cargo hold. The temperature resulting from the higher cooling capacity can be 2 ° C., for example.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Kompressor durch ein Steuergerät geregelt mit einer elektrischen Leistung zum Erzeugen einer ersten Kälteleistung im ersten Verdampfer und einer zweiten Kälteleistung im zweiten Verdampfer betreibbar. Bevorzugterweise ist der Kompressor derart durch das Steuergerät ansteuerbar, dass die resultierende Kälteleistung entsprechend einer aus der isentropen Drosselung gewonnenen Enthalpiedifferenz angepasst wird. Insbesondere kann der Kompressor derart durch das Steuergerät geregelt werden, dass eine dauerhafte Kühlung einer Komponente, wie beispielsweise der Traktionsbatterie, in Form einer Zusatzkühlung ohne Zusatzverbrauch des Kompressors bereitgestellt wird. Hierdurch kann ein elektrisch antreibbares Fahrzeug besonders energieeffizient betrieben werden. Die Regelung der Kälteleistung kann alternativ oder zusätzlich durch mindestens ein Expansionsventil erfolgen.According to a further exemplary embodiment, the compressor can be operated, regulated by a control device, with electrical power for generating a first cooling output in the first evaporator and a second cooling output in the second evaporator. The compressor can preferably be controlled by the control device in such a way that the resulting cooling capacity is adapted in accordance with an enthalpy difference obtained from the isentropic throttling. In particular, the compressor can be regulated by the control device in such a way that permanent cooling of a component, such as the traction battery, is provided in the form of additional cooling without additional consumption of the compressor. As a result, an electrically drivable vehicle can be operated in a particularly energy-efficient manner. The regulation of the cooling capacity can alternatively or additionally take place by means of at least one expansion valve.
Das Kühlsystem kann zum aktiven thermischen Regulieren von Komponenten eingesetzt werden, wenn das Steuergerät mit mindestens einem Temperatursensor zum Empfangen von Messdaten verbunden ist. Insbesondere sind der Kompressor und/oder ein Expansionsventil zum zumindest zeitweisen Erhöhen der ersten Kühlleistung und/oder der zweiten Kühlleistung durch das Steuergerät regelbar, wenn mindestens eine anhand der Messdaten ermittelte Temperatur eine Temperaturgrenze überschreitet. Das Expansionsventil kann vorzugsweise ein regelbares Expansionsventil mit einer variabel einstellbaren Expansionsöffnung mit einer einstellbaren vollständigen Schließung sein. Durch diese Maßnahme kann ein dauerhafter Betrieb mit einer reduzierten bereitgestellten Kühlleistung zumindest zeitweise durch einen Betrieb mit einer erhöhten Kühlleistung des Kühlsystems abgelöst werden. Diese Umstellung kann vorzugsweise bei einem Überschreiten von einer Temperaturgrenze der Komponente erfolgen, welche beispielsweise 30°C beträgt, und ermöglicht eine Reaktion auf eine sich anbahnende Überhitzung der Komponente.The cooling system can be used for active thermal regulation of components if the control unit is connected to at least one temperature sensor for receiving measurement data. In particular, the compressor and / or an expansion valve for at least temporarily increasing the first cooling capacity and / or the second cooling capacity can be regulated by the control device if at least one temperature determined on the basis of the measurement data exceeds a temperature limit. The expansion valve can preferably be a controllable expansion valve with a variably adjustable expansion opening with an adjustable complete closure. By means of this measure, permanent operation with a reduced provided cooling capacity can at least temporarily be replaced by operation with an increased cooling capacity of the cooling system. This changeover can preferably take place when a temperature limit of the component is exceeded, which is, for example, 30 ° C., and enables a reaction to an impending overheating of the component.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Regelung des Kompressors durch das Steuergerät kann auch eine Regelung eines Zuflusses zu dem mindestens einen Ejektor zum Erzeugen einer ersten Kälteleistung im ersten Verdampfer und einer zweiten Kälteleistung im zweiten Verdampfer erfolgen. Dabei ist der der Zufluss zu dem mindestens einen Ejektor derart ansteuerbar, dass die resultierende Kälteleistung entsprechend einer aus der isentropen Drosselung gewonnenen Enthalpiedifferenz angepasst wird. Alternativ oder zusätzlich zu einer Steuerung des Zuflusses kann auch ein Druck oder eine Zuflussöffnung des mindestens einen Ejektors durch das Steuergerät eingestellt werden.As an alternative or in addition to regulation of the compressor by the control device, regulation of an inflow to the at least one ejector for generating a first cooling capacity in the first evaporator and a second cooling capacity in the second evaporator can also take place. The inflow to the at least one ejector can be controlled in such a way that the resulting cooling capacity is adapted in accordance with an enthalpy difference obtained from the isentropic throttling. As an alternative or in addition to controlling the inflow, a pressure or an inflow opening of the at least one ejector can also be set by the control device.
Bei einer weiteren zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung sind das erste Expansionsventil und/oder das zweite Expansionsventil durch das Steuergerät zum Erzeugen einer ersten Kälteleistung im ersten Verdampfer und einer zweiten Kälteleistung im zweiten Verdampfer regelbar. Bevorzugterweise sind das erste Expansionsventil und/oder das zweite Expansionsventil derart ansteuerbar, dass die resultierende Kälteleistung entsprechend einer aus der isentropen Drosselung gewonnenen Enthalpiedifferenz angepasst wird. Hierdurch können die Expansionsventile elektronisch einstellbar ausgestaltet sein, wodurch eine präzise Regelung des resultierenden Kältemitteldrucks durch das Steuergerät ermöglicht wird.In a further additional or alternative embodiment, the first expansion valve and / or the second expansion valve are used by the control device to generate a first cooling capacity in the first evaporator and a second cooling capacity adjustable in the second evaporator. The first expansion valve and / or the second expansion valve are preferably controllable in such a way that the resulting cooling capacity is adapted in accordance with an enthalpy difference obtained from the isentropic throttling. As a result, the expansion valves can be designed to be electronically adjustable, which enables the control device to precisely regulate the resulting refrigerant pressure.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der sekundäre Kältemittelkreis ein dem zweiten Verdampfer vorgeschaltetes und/oder der primäre Kältemittelkreis ein dem ersten Verdampfer vorgeschaltetes Expansionsventil, insbesondere mit einer Absperrfunktion, auf. Durch diese Maßnahme können der erste Verdampfer und/oder der zweite Verdampfer besonders effizient zum Bereitstellen von Kühlleistung eingesetzt werden.According to a further embodiment, the secondary refrigerant circuit has an expansion valve connected upstream of the second evaporator and / or the primary refrigerant circuit has an expansion valve connected upstream of the first evaporator, in particular with a shut-off function. As a result of this measure, the first evaporator and / or the second evaporator can be used particularly efficiently to provide cooling power.
Ein Betrieb einer Komponentenkühlung bzw. einer Batteriekühlung kann ohne einen erhöhten Leistungsbedarf des Kompressors realisiert werden, wenn die Kälteleistung an dem zweiten Verdampfer derart eingestellt wird, dass nur die durch die annähernd isentrope Expansion im mindestens einen Ejektor gewonnene Enthalpiedifferenz anstelle der isenthalpen Expansion genutzt wird.A component cooling system or a battery cooling system can be operated without an increased power requirement of the compressor if the cooling capacity at the second evaporator is set in such a way that only the enthalpy difference obtained by the approximately isentropic expansion in the at least one ejector is used instead of the isenthalpic expansion.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug, insbesondere ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, bereitgestellt. Das Fahrzeug weist einen Fahrzeuginnenraum und mindestens eine elektrische Komponente auf, welche thermisch mit einem erfindungsgemäßen Kühlsystem verbunden sind. Vorzugsweise kann ein erster Verdampfer des Kühlsystems zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums und ein zweiter Verdampfer des Kühlsystems zum Kühlen der Komponente verwendet werden.According to a further aspect of the invention, a vehicle, in particular an electrically drivable vehicle, is provided. The vehicle has a vehicle interior and at least one electrical component, which are thermally connected to a cooling system according to the invention. A first evaporator of the cooling system can preferably be used for cooling the vehicle interior and a second evaporator of the cooling system can be used for cooling the component.
Die Komponente des Fahrzeugs kann beispielsweise eine Traktionsbatterie, ein oder mehrere Elektromotoren, eine Leistungselektronik und dergleichen sein.The component of the vehicle can be, for example, a traction battery, one or more electric motors, power electronics and the like.
Das Fahrzeug kann ein ausschließlich elektrisch angetriebenes oder ein unterstützend elektrisch antreibbares Fahrzeug, wie beispielsweise ein Hybridfahrzeug sein. Insbesondere kann das Fahrzeug als ein Personenkraftwagen, ein Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug und dergleichen ausgestaltet sein.The vehicle can be an exclusively electrically driven vehicle or a supporting electrically driven vehicle, such as, for example, a hybrid vehicle. In particular, the vehicle can be configured as a passenger car, a truck, a utility vehicle, an agricultural vehicle and the like.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Kühlsystems gemäß einer Ausführungsform, und -
2 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Kühlsystem aus1 .
-
1 a schematic representation of a cooling system according to an embodiment, and -
2 Figure 3 is a side view of a vehicle with a cooling system1 .
In den Figuren weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils dieselben Bezugsziffern auf.In the figures, the same structural elements have the same reference numbers in each case.
In der
Der primäre Kältemittelkreis
Ein in Strömungsrichtung
Die Strömungsrichtung
Der primäre Kältemittelkreis
Dem Separator
Nach dem Passieren des ersten Verdampfers
Der sekundäre Kältemittelkreis
Anschließend kann das Kältemittel im sekundären Kältemittelkreis
Das Kühlsystem
Das Steuergerät
Das Steuergerät
Zum Beeinflussen der ersten Kühlleistung und der zweiten Kühlleistung kann das Steuergerät
Die
Die Traktionsbatterie
Der zweite Verdampfer
Der erste Verdampfer
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- Fahrzeugvehicle
- 110110
- Komponente / TraktionsbatterieComponent / traction battery
- 120120
- FahrzeuginnenraumVehicle interior
- 130130
- Gebläse fan
- 1010
- Kühlsystem Cooling system
- 2020th
- primärer Kältemittelkreisprimary refrigerant circuit
- 2121st
- Kompressorcompressor
- 2222nd
- Kondensator bzw. GaskühlerCondenser or gas cooler
- 2323
- erstes Expansionsventilfirst expansion valve
- 2424
- erster Verdampfer first evaporator
- 3030th
- sekundärer Kältemittelkreissecondary refrigerant circuit
- 3131
- zweites Expansionsventilsecond expansion valve
- 3232
- zweiter Verdampfer second evaporator
- 4040
- Ejektor Ejector
- 5050
- Separator separator
- 6060
- Steuergerät Control unit
- 7070
- TemperatursensorTemperature sensor
- 7171
- Batteriemanagementsystem Battery management system
- SS.
- Strömungsrichtung des KältemittelsDirection of flow of the refrigerant
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020200964.3A DE102020200964A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Cooling system for cooling components |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020200964.3A DE102020200964A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Cooling system for cooling components |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020200964A1 true DE102020200964A1 (en) | 2021-07-29 |
Family
ID=76753335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020200964.3A Pending DE102020200964A1 (en) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Cooling system for cooling components |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020200964A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060107672A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-25 | Denso Corporation | Refrigerant cycle device for vehicle |
DE102016010073A1 (en) | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Daimler Ag | Cooling device for a motor vehicle |
-
2020
- 2020-01-28 DE DE102020200964.3A patent/DE102020200964A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060107672A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-25 | Denso Corporation | Refrigerant cycle device for vehicle |
DE102016010073A1 (en) | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Daimler Ag | Cooling device for a motor vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112018004238T5 (en) | Refrigeration cycle device | |
EP2731813B1 (en) | Method for operating a motor vehicle in a sports operating mode | |
DE60307932T2 (en) | Device and method for controlling an electric motor driven blower of a motor vehicle | |
DE112015001115T5 (en) | Thermal management system for vehicles | |
WO2011076199A1 (en) | Motor vehicle cooling system | |
DE112015005219T5 (en) | Thermal management device | |
DE102016112089B4 (en) | Air conditioning system for a motor vehicle | |
DE112013003562T5 (en) | Refrigeration cycle device | |
DE102009035329A1 (en) | Method and device for operating a vehicle | |
DE102021131215A1 (en) | Heat pump assembly with a chiller for battery powered vehicles and method of operating the heat pump assembly | |
DE102020117471A1 (en) | Heat pump arrangement with indirect battery heating for battery-operated motor vehicles and method for operating a heat pump arrangement | |
DE102021101127A1 (en) | System for air conditioning the air in a passenger compartment and for heat transfer with drive components of a motor vehicle and a method for operating the system | |
DE102017011430A1 (en) | Cooling system for an electric drive unit for a vehicle | |
WO2012045528A1 (en) | Air-conditioning device and method for air-conditioning an interior and/or at least one component of an electric vehicle | |
EP2287952B1 (en) | Tempering device | |
DE60118588T2 (en) | VEHICLE AIR CONDITIONING USING AN OVERCRITICAL CIRCULATION | |
DE112014002082T5 (en) | Thermal management device for a vehicle | |
DE102021113140A1 (en) | System for air conditioning the air in a passenger compartment and for heat transfer with components of a drive train of a motor vehicle, as well as a method for operating the system | |
EP1625957A2 (en) | Vehicle cooling system | |
WO2013124022A1 (en) | Vehicle having a high-temperature circuit, a low-temperature circuit, an air conditioning cooling circuit and/or a waste heat recovery circuit | |
DE102017126204A1 (en) | Technology for controlling the temperature of a traction energy storage | |
DE102020200964A1 (en) | Cooling system for cooling components | |
EP3873757B1 (en) | Heating or cooling medium circuit for an electric vehicle | |
EP2986460B1 (en) | Heat pump system for a vehicle, and method for operating a corresponding heat pump system | |
DE102020206728A1 (en) | System for regulating thermal management in an electrified vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed |