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Die Erfindung betrifft ein System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, welches solch ein System umfasst.
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In elektrifizierten Fahrzeugen, insbesondere in reinen Elektrofahrzeugen, spielt das Thermomanagement im Sinne einer energieeffizienten Betriebsweise eine gewisse Rolle. In diesem Zusammenhang ist das Thermomanagement für elektrische Fahrzeuge durch die verschiedenen Anforderungen und das notwendige Zusammenspiel, beispielsweise zwischen einem Kühlmittelkreislauf und einem Kältemittelkreislauf zunehmend komplex geworden. Diese Komplexität führt sowohl zu erhöhten Entwicklungsaufwänden als auch zu einer Vielzahl von zusätzlichen Komponenten beziehungsweise Bauteilen. Dies erhöht dabei nicht nur die Kosten, sondern wirkt sich auch ungünstig auf das Fahrzeuggewicht aus. Ein somit erhöhtes Fahrzeuggewicht wirkt sich wiederum negativ auf eine entsprechende Reichweite in einem rein elektrischen Fahrmodus aus. Es besteht insofern in naher Zukunft ein gewisser Bedarf an einfachen und effektiven Lösungen, welche die verschiedenen Anforderungen des Thermomanagements in solchen Fahrzeugen gleichermaßen optimieren.
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Aus dem Stand der Technik wird nachfolgend ein Beispiel vorgestellt, welches sich im weitesten Sinne mit der oben genannten Thematik beschäftigt.
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So ist aus der Druckschrift
DE 11 2013 001 769 T5 eine Fahrzeugkühlung mit Expansionsventil mit einstellbarem Durchfluss als bekannt zu entnehmen. Dabei umfasst diese Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug einen Kompressor und einen Kondensator, die für den Durchfluss von Kühlmittel angeordnet sind. Der Kondensator kann mit einem Kabinenkühlungsexpansionsventil verbunden sein, das zwischen dem Kondensator und einem Kabinenkühlungswärmetauscher positioniert ist und dazu verwendet wird, eine Fahrgastkabine des Fahrzeugs zu kühlen. Ein Batteriekühlungswärmetauscher ist mit dem Kondensator verbunden und wird dazu verwendet, eine Traktionsmotorbatterie des Fahrzeugs zu kühlen. Ein Batteriekühlungsexpansionsventil ist mit dem Kondensator und dem Batteriekühlungswärmetauscher verbunden. Zumindest eines von dem Kabinenkühlungsexpansionsventil und dem Batteriekühlungsexpansionsventil ist ein elektronisches Expansionsventil. Eine Steuerung kann das eine oder die mehreren elektronischen Expansionsventile basierend auf gewünschten Kühlmitteldurchflussgeschwindigkeiten durch den Kabinenkühlungswärmetauscher Kabinenwärmetauscher und den Batteriekühlungswärmetauscher steuern.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug bereitzustellen, welches eine einfache und effektive Betriebsweise gewährleistet.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug bereitgestellt wird. Solch ein System umfasst dabei einen mit einer Steuer- und Recheneinheit gekoppelten ersten Kühlkreislauf in welchem ein Kältemittel zirkuliert, mit Verdampfer, Verdichter, Expansionsventileinheit und Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit und einen mit der Steuer- und Recheneinheit gekoppelten zweiten Kühlkreislauf in welchem ein Kühlmittel zirkuliert mit einer Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit, wobei der zweite Kühlkreislauf mit einem elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs wirkverbunden ist. Dabei ist die Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit mit dem ersten Kühlkreislauf wirkverbunden, wobei die Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit zwischen Expansionsventileinheit und Verdampfer angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, ein System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug bereitzustellen, welches eine einfache und effektive Betriebsweise gewährleistet.
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Vorteilhaft ist dabei etwa die Vereinfachung des Thermomanagements vor allem durch die reduzierte Komplexität des Kältemittelkreislaufs. Im Vergleich zu anderen Konzepten, welche zumindest zwei Expansionsventile oder dergleichen vorsehen, wird bei dem vorgestellten System insgesamt nur eine Expansionsventileinheit benötigt, wobei mittels jeweiliger Einstellungen dieser Expansionsventileinheit, etwa in Form eines einfachen Expansionsventils, ein jeweiliger Druck im Verdampfer und in der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit des zweiten Kühlkreislaufes einstellbar ist.
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Das Medium in der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit kann beispielsweise Luft oder Wasser sein.
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Anstatt aufgrund eines gleichen Druckniveaus im Verdampfer und in der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit von dem Energiespeicher des Fahrzeugs auch ein identisches Temperaturniveau einzustellen, kann mittels des vorgestellten Systems und der damit einhergehenden Betriebsstrategie beziehungsweise Verfahrensweise trotz der Vereinfachung des Kältemittelkreislaufes dennoch ein gewünschtes Temperaturniveau an dem Energiespeicher bereitgestellt werden. Ein benutzerdefiniert und möglichst konstant eingestelltes Temperaturniveau am Energiespeicher beeinflusst eine effiziente und stabile Betriebsweise dieses Energiespeichers, sodass indirekt somit auch ein effiziente und stabile Betriebsweise des Fahrzeugs, in welchem das System vorgesehen ist, resultiert.
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Auf diese Weise ist es zudem möglich, jeweils gewünschte Temperaturniveaus an verschiedenen Orten mittels des vorgestellten Systems einfach und benutzerdefiniert einzustellen, ohne dass etwaige Widersprüche beziehungsweise sich gegenseitig direkt beeinflussende Faktoren von einem direkt zusammenhängenden Kühlkreislauf zu berücksichtigen sind.
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Als Kühlkreislauf ist dabei sowohl ein Kreislauf zu verstehen, welcher basierend auf einem zirkulierenden Kältemittel aufgebaut ist, als auch ein Kreislauf, in welchem ein Kühlmittel, etwa Wasser mit bestimmten Zusätzen, zirkuliert. Während ein Kältemittel entsprechende Phasenwechsel durchläuft, wird ein Kühlmittel mit einem entsprechenden Temperaturgradienten im Kreislauf geführt, ohne dabei Phasenwechsel zu durchlaufen.
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Demnach ist vorgesehen, in dem zweiten Kühlkreislauf ein Kühlmittel zwischen der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit und dem Energiespeicher des Fahrzeugs zu zirkulieren. Dabei wird entsprechend Wärme an dem Energiespeicher, welcher beispielsweise eine oder mehrere Batterien umfassen kann, aufgenommen und an der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit wird anschließend diese aufgenommene Wärme dann an den ersten Kühlkreislauf abgegeben, um dann wiederum zu dem Energiespeicher geleitet zu werden. Die Abgabe der aufgenommenen Wärme ist demnach in der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit vorgesehen, welche dabei zwischen Expansionsventileinheit und Verdampfer angeordnet ist. Beispielsweise ist eine Anordnung einer Leitung von diesem Kühlkreislauf so vorgesehen, sodass diese zum Zwecke der Aufnahme von Wärme mit der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit entsprechend interagiert. Insofern ist vorgesehen, dass in dem vorgestellten System eine Wärmeabfuhr des Energiespeichers des Fahrzeugs letztendlich indirekt über den Kältemittelkreislauf vollzogen wird. Bedingt durch die mittels der Steuer- und Recheneinheit gewählten und/oder benutzerdefiniert einstellbaren jeweiligen Betriebsparameter an den jeweiligen Kühlkreisläufen ist somit erreichbar, dass sich eine bestimmte Temperatur des Kühlmittels nach der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit einstellt, um somit eine möglichst konstante Umgebungstemperatur für den Energiespeicher zu erreichen.
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Die serielle Anordnung der Expansionsventileinheit, der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit und des Verdampfers unterstützt dabei auf vorteilhafte Weise die gewünschte einfache und effiziente Einstellung des Systems.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Fahrzeug bereitgestellt wird, welches ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte Fahrzeug.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Kühlkreislauf in einem Vorlaufbereich oder in einem Nachlaufbereich des Energiespeichers eine erste Pumpeneinheit aufweist. Die erste Pumpeneinheit wird hierbei verwendet, um die gewünschte Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Energiespeichers einzustellen. Bei einer Unterschreitung der Temperaturdifferenz wird die Drehzahl dieser ersten Pumpeneinheit reduziert. Bei einer Überschreitung wird sie entsprechend erhöht. Diese leicht zu steuernde Komponente ist dabei für sich stehend, wobei die übergeordnete Steuer- und Recheneinheit ausgelegt ist, beispielsweise diese erste Pumpeneinheit in Abhängigkeit von wenigstens einem Schaltzustand der Expansionsventileinheit zu regulieren.
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Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Kühlkreislauf in einem Vorlaufbereich der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit zumindest eine erste Ventileinheit aufweist, wobei die erste Ventileinheit ausgewählt ist aus: Proportionalventileinheit, Schaltventileinheit, thermostatische Ventileinheit. Auf diese Weise ist eine zusätzlich kontrollierende Komponente vorgesehen, sodass die oben genannten Effekte und Vorteile noch besser zu erreichen sind. Eine fließende Bewegung des Kühlmittels durch diese erste Ventileinheit ist mittels der ersten Pumpeneinheit oder einer vergleichbaren Vorrichtung gewährleistbar.
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Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Ventileinheit ein Verbindungsstück aufweist, sodass eine Querverbindung zwischen der ersten Ventileinheit und einem Abschnitt im Vorlaufbereich des Energiespeichers zwischen der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit und der ersten Pumpeneinheit realisierbar ist. Mittels der ersten Ventileinheit ist es somit zudem zusätzlich möglich, eine gewünschte Vorlauftemperatur des Energiespeichers einzustellen, wobei dieser Vorgang dann etwa basierend auf einer Vorgabe aus dem Energiespeichermanagement vollzogen wird. Bei einer zu hohen Temperatur wird entsprechend mehr Kühlmittel aus der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit zugemischt und bei einer zu geringen Temperatur wird mehr Kühlmittel über das Verbindungsstück, welcher auch als Bypass bezeichnet werden kann, zu einem Vorlauf des Energiespeichers zugeleitet. Auf diese Weise ist es zudem möglich, bei einem gegebenen Druck in der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit des zweiten Kühlkreislaufs die gewünschte beziehungsweise ideale und benutzerdefiniert einstellbare Vorlauftemperatur des Energiespeichers einzustellen.
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Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das System zudem einen mit der Steuer- und Recheneinheit gekoppelten dritten Kühlkreislauf, in welchem ein Kühlmittel zirkuliert, mit einer Kühlmittel-Kühlereinheit und einer Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit und einer zweiten Pumpeneinheit, welche in einem Vorlaufbereich der Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit angeordnet ist, umfasst, wobei die Kühlmittel-Kühlereinheit mit der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit des ersten Kühlkreislaufes wirkverbunden ist und die Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit mit dem ersten Kühlkreislauf wirkverbunden ist, wobei die Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit zwischen Verdichter und Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein weiterer unabhängig zu steuernder Kreislauf vorgesehen, sodass somit weitere Möglichkeiten einer Feinjustierung auf einfache und effiziente Weise gewährleistet sind. Auch kann somit entsprechend eine schnellere Kühlung erreicht werden, sodass das vorgestellte System somit auch besonders flexibel und anwenderfreundlich ist.
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Des Weiteren ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das System zudem einen mit der Steuer- und Recheneinheit gekoppelten vierten Kühlkreislauf, in welchem ein Kühlmittel zirkuliert, mit einer Kühlmittel-Kühlereinheit umfasst, wobei die Kühlmittel-Kühlereinheit mit der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit des ersten Kühlkreislaufes wirkverbunden ist und wobei der vierte Kühlkreislauf mit dem zweiten Kühlkreislauf gekoppelt ist. Auf diese Weise ist ein weiterer unabhängig zu steuernder Kreislauf vorgesehen, sodass somit weitere Möglichkeiten einer Feinjustierung auf einfache und effiziente Weise gewährleistet sind. Auch kann somit entsprechend eine schnellere Kühlung erreicht werden, sodass das vorgestellte System auch besonders flexibel und anwenderfreundlich ist. Dabei kann die vorgesehene Kühlmittel-Kühlereinheit entweder eine weitere separate Einheit sein oder es kann sich dabei auch um die gleiche Kühlmittel-Kühlereinheit von dem dritten Kühlkreislauf handeln, welche an dieser Stelle zumindest partiell für beide, dritten und vierten, Kühlkreislauf verwendbar ist. Die übergeordnete Steuer- und Recheneinheit kann beispielsweise über implizit vorhandene Sensorelemente diese Steuerung der dritten und vierten Kühlkreisläufe in Abhängigkeit von einer Außentemperatur regeln. Bei als geeignet eingestuften Außentemperaturen sind somit auf diese Weise benutzerdefinierte und/oder mittels der Steuer- und Recheneinheit zumindest teilweise automatisierte, insbesondere bezogen auf jeweilig benötigte Zeitintervalle für die jeweiligen Kühlprozesse, Einstellungen vornehmbar. Somit kann der erste Kühlkreislauf auf einfache Weise entlastet werden, sodass letztendlich Energie einsparbar ist, welche ansonsten für die jeweiligen Phasenwechsel des Kältemittels eingesetzt werden müsste. Somit lässt sich auf einfache Weise nicht nur ein System bereitstellen, welches eine einfache Handhabung gewährleistet, sondern gleichzeitig auf indirekte Weise eine Reichweite des elektrifizierten Fahrzeugs in einem reinem elektrischen Modus erhöhen.
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Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Kühlmittel von dem vierten Kühlkreislauf zwischen der ersten Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit des zweiten Kühlkreislaufes und dem Energiespeicher oder zwischen der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit des zweiten Kühlkreislaufes und der ersten Pumpeneinheit oder zwischen der ersten Pumpeneinheit und dem Energiespeicher in den zweiten Kühlkreislauf einleitbar ist und zwischen dem Energiespeicher und der ersten Ventileinheit des zweiten Kühlkreislaufes mittels einer zweiten Ventileinheit des zweiten Kühlkreislaufes ausleitbar ist. Grundsätzlich ist beispielsweise folgende Betriebsweise dabei vorgesehen: Die zweite Ventileinheit ist grundsätzlich so geschaltet, dass ein gesamter Massenstrom des Kühlmittels des zweiten und vierten Kühlkreislaufes über die Kühlmittel-Kühlereinheit des vierten Kühlkreislaufs geführt wird beziehungsweise führbar ist. Wenn das Temperaturniveau vor dem Energiespeicher in dieser Betriebsweise zu niedrig ist, ist es möglich, warmes Kühlmittel aus dem Rücklauf des Energiespeichers über die erste und zweite Ventileinheit zuzumischen. Wenn hingegen das Temperaturniveau vor dem Energiespeicher zu hoch ist, so wird die zweite Ventileinheit so geschaltet, sodass das Kühlmittel, beispielsweise in Form von Kühlwasser mit entsprechenden Zusätzen, nicht mehr über die Kühlmittel-Kühlereinheit geführt, sondern vollständig zu der ersten Ventileinheit und die sich dort anschließende Regelung, wie sie weiter oben bereits erläutert wurde, entsprechend vorgesehen ist.
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Mit anderen Worten wird dann das gesamte Kühlmittel über die Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit geleitet. Über eine Regelegung der Expansionsventileinheit wird dabei somit indirekt eine Temperatur am Vorlauf des Energiespeichers eingestellt beziehungsweise benutzerdefiniert gesteuert, in dem mittels der Expansionsventileinheit der Verdampfungsdruck angepasst wird.
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Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass jeweilige Kühlmittel in dem System zumindest Wasser umfassen und das Kältemittel ausgewählt ist aus: R744, R1234yf, Propan. Dabei ist beispielsweise bei einer Verwendung von R744 ein Dampfgehalt nach dem Verdampfer über einen saugseitigen Sammler einstellbar. Über eine entsprechende Regelung der Verdichterdrehzahl ist es zudem möglich, einen nötigen Hochdruck einzustellen, wobei dies insbesondere derart vollzogen wird, sodass ein idealer Hochdruck über die Verdichterdrehzahl einstellbar ist beziehungsweise erreichbar ist. Ein zu geringer Hochdruck wird dabei über eine steigende Drehzahl ausgeglichen und bei einem zu hohen Hochdruck wird entsprechend die Drehzahl abgesenkt. Bei der Verwendung eines im gesamten Betriebsbereich kondensierenden Kältemittels, zum Beispiel R1234yf, wird die Drehzahl des Verdichters verwendet, um eine Überhitzung nach dem Verdampfer einzustellen. Dies gilt in Verbindung mit einem üblichen hochdruckseitigen Sammler.
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Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuer- und Recheneinheit ausgelegt ist, die einzelnen Komponenten von dem ersten und zweiten Kühlkreislauf oder von dem ersten und zweiten Kühlkreislauf und mindestens einem weiteren Kühlkreislauf in gegenseitiger Abhängigkeit zu steuern, sodass eine im Wesentlichen konstante Temperaturdifferenz des Kühlmittels in dem zweiten Kühlkreislauf zwischen einem Vor- und Rücklaufbereich des Energiespeichers von 5 K einstellbar ist. Die zuvor genannten Vorteile sind somit noch besser zu erreichen.
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Das vorgestellte System kann beispielsweise in jeglichen Elektrofahrzeugen angeordnet und entsprechend verwendet werden.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung von einem System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug;
- 2 eine schematische Darstellung von einem weiteren System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug;
- 3 eine schematische Darstellung von einem Fahrzeug umfassend ein System zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug.
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1 zeigt eine schematische Darstellung von einem System 10 zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug. Dabei ist ein erster Kühlkreislauf 12 dargestellt, in welchem ein Kältemittel zirkuliert. Dieser erste Kühlkreislauf 12 ist dabei mit einer Expansionsventileinheit 14, einem Verdampfer 16 und einem Verdichter 18 dargestellt. Zudem ist dieser erste Kühlkreislauf 12 mit einer Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit 20 dargestellt.
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Zudem ist ein zweiter Kühlkreislauf 22 dargestellt, in welchem ein Kühlmittel zirkuliert. Dieser zweite Kühlkreislauf 22 ist dabei mit einer Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit 24 dargestellt, welche mit dem ersten Kühlkreislauf 12 wirkverbunden ist, wobei die Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit 24 zwischen Expansionsventileinheit 14 und Verdampfer 16 angeordnet ist. In dem zweiten Kühlkreislauf 22 zirkuliert das nicht näher dargestellte Kühlmittel zwischen einem Energiespeicher 26 von einem nicht näher dargestellten Fahrzeug 54, in welchem das System 10 anzuordnen ist und der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit 24, sodass überschüssige Wärme von dem Energiespeicher 26 entsprechend abführbar ist. Der zweite Kühlkreislauf 22 weist dabei in einem Vorlaufbereich 28 des Energiespeichers 26 eine erste Pumpeneinheit 30 auf. In einem Rücklaufbereich 32 des Energiespeichers 26 ist zudem eine erste Ventileinheit 34 dargestellt. Die erste Pumpeneinheit 30 ist dabei derart verwendbar, sodass mittels dieser ersten Pumpeneinheit 30 eine gewünschte Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Energiespeichers 26 einstellbar ist. Bei einer Unterschreitung der Temperaturdifferenz wird die Drehzahl dieser ersten Pumpeneinheit 30 reduziert. Bei einer Überschreitung wird sie entsprechend erhöht. Diese leicht zu steuernde Komponente ist dabei für sich stehend, wobei eine dargestellte übergeordnete Steuer- und Recheneinheit 36 des Systems 10 ausgelegt ist, beispielsweise diese erste Pumpeneinheit 30 in Abhängigkeit von wenigstens einem Schaltzustand der Expansionsventileinheit 14 zu regulieren. Die übergeordnete Steuer- und Recheneinheit 36 des Systems 10 ist dabei allgemein mit dem ersten und zweiten Kühlkreislauf 12, 22 und sinngemäß mit den jeweiligen einzelnen Komponenten dieser Kühlkreisläufe 12, 22 gekoppelt beziehungsweise koppelbar. Ein dargestellter Doppelpfeil 38 in dieser 1 deutet diesen Zusammenhang an. Die Steuer- und Recheneinheit 36 des Systems 10 umfasst zudem ein Steuerungsprogramm 40, mittels welchem eine zumindest teilweise automatisierte Steuerung und/oder eine benutzerdefinierte Steuerung des Systems 10 vorgesehen ist. So ist vorstellbar, dass zumindest teilweise jeweilige Zustände von einzelnen Komponenten der jeweiligen Kühlkreisläufe jeweilige Veränderung von anderen Zuständen und Einstellungen von anderen Komponenten im gleichen oder in weiteren Kühlkreisläufen bedingen.
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In dieser 1 ist zudem noch ein dritter Kühlkreislauf 42 dargestellt, in welchem ein nicht näher dargestelltes Kühlmittel zirkuliert. Dieser dritte Kühlkreislauf 42 ist optional vorgesehen. Es ist vorstellbar, dass das dargestellte System 10 in dieser 1 auch ohne diesen dritten Kühlkreislauf 42, welcher ebenfalls mit der übergeordneten Steuer- und Recheneinheit 36 gekoppelt ist beziehungsweise koppelbar ist, vorsehbar ist. Der dargestellte dritte Kühlkreislauf 42 weist dabei eine Kühlmittel-Kühlereinheit 44 und eine Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit 46 auf, wobei die Kühlmittel-Kühlereinheit 44 mit der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit 20 des ersten Kühlkreislaufes 12 wirkverbunden ist und die Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit 46 mit dem ersten Kühlkreislauf 12 wirkverbunden ist, wobei die Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit 46 zwischen dem Verdichter 18 und der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit 20 angeordnet ist. Dieser dritte Kühlkreislauf 42 ist dabei zudem mit einer zweiten Pumpeneinheit 48 dargestellt, welche in einem Vorlaufbereich der Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit 46 angeordnet ist. Dieser dritte Kühlkreislauf 42 ist im Sinne der bereits erläuterten Betriebsweise des vorgestellten Systems 10 entsprechend zusätzlich mittels der übergeordneten Steuer- und Recheneinheit 36 integrierbar. Ein Regelungskonzept des vorgestellten Systems 10 kann beispielsweise für Betriebsfälle mit einem luftseitig durchströmbaren Verdampfer wie folgt vorgesehen sein: Über die Expansionsventileinheit 14 wird der Saugdruck im Verdampfer 16 und die Lufttemperatur nach Verdampfer 16 eingestellt. Bei einer Überschreitung der Lufttemperatur nach Verdampfer 16 wird dabei der Querschnitt der Expansionsventileinheit 14 reduziert, bei einer Unterschreitung erhöht. Ein Regelungskonzept für Betriebsfälle mit luftseitig nicht durchströmten Verdampfer 16 könnte beispielsweise mittels eines weiteren Kühlkreislaufs vorgesehen sein, wie es in 2 näher erläutert wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung von einem weiteren System 10 zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug. Es gelten die gleichen Bezugszeichen, welche bereits in der 1 verwendet werden, sodass diese an dieser Stelle nicht erneut eingeführt werden. Das in 2 dargestellte System 10 weist demnach sämtliche Bestandteile des in 1 bereits dargestellten und erläuterten Systems 10 auf. Der einzige Unterschied besteht in dieser weiteren Variante des Systems 10 darin, dass in 2 noch ein vierter unabhängiger Kühlkreislauf 50 dargestellt ist. Dieser dargestellte vierte Kühlkreislauf 50, in welchem ein nicht näher dargestelltes Kühlmittel zirkuliert, ist dabei ebenfalls mit der Kühlmittel-Kühlereinheit 44 verbunden, welche entsprechend mit der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit 20 des ersten Kühlkreislaufes 12 wirkverbunden ist. Der vierte Kühlkreislauf 50 ist zudem mit dem zweiten Kühlkreislauf 22 gekoppelt. Es ist vorstellbar, dass alternativ in einer nicht näher dargestellten Variante eine für sich stehende Kühlmittel-Kühlereinheit 44 vorgesehen ist, welche sinngemäß ebenfalls mit der Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit 20 des ersten Kühlkreislaufes 12 wirkverbunden ist. Das Kühlmittel von dem vierten Kühlkreislauf 50 ist dabei zwischen der Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit 24 des zweiten Kühlkreislaufes 22 und der ersten Pumpeneinheit 30 des zweiten Kühlkreislaufes 22 in den zweiten Kühlkreislauf 22 einleitbar und zwischen dem Energiespeicher 26 und der ersten Ventileinheit 34 des zweiten Kühlkreislaufes 22 mittels einer zweiten Ventileinheit 52 des zweiten Kühlkreislaufes 22 ausleitbar. Dieser vierter Kühlkreislauf 50 ist im Sinne der bereits erläuterten Betriebsweise des vorgestellten Systems 10 entsprechend zusätzlich mittels der übergeordneten Steuer- und Recheneinheit 36 integrierbar.
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3 zeigt eine schematische Darstellung von einem Fahrzeug 54 umfassend ein System 10 zur Regelung eines Thermomanagements in einem elektrifizierten Fahrzeug.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- System
- 12
- erster Kühlkreislauf
- 14
- Expansionsventileinheit
- 16
- Verdampfer
- 18
- Verdichter
- 20
- Kältemittel-Medium-Wärmeübertragereinheit
- 22
- zweiter Kühlkreislauf
- 24
- Kühlmittel-Wärmeübertragereinheit
- 26
- Energiespeicher
- 28
- Vorlaufbereich
- 30
- erster Pumpeneinheit
- 32
- Rücklaufbereich
- 34
- erste Ventileinheit
- 36
- Steuer- und Recheneinheit
- 38
- Doppelpfeil
- 40
- Steuerungsprogramm
- 42
- dritter Kühlkreislauf
- 44
- Kühlmittel-Kühlereinheit
- 46
- Kühlmittel-Kältemittel-Wärmeübertragereinheit
- 48
- zweite Pumpeneinheit
- 50
- vierter Kühlkreislauf
- 52
- zweite Ventileinheit
- 54
- Fahrzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112013001769 T5 [0004]
