DE102021121531A1 - Wärmepumpensystem für ein fahrzeug - Google Patents

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Jeawan Kim
Jae Yeon Kim
Yeonho Kim
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Kia Corp
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Hyundai Motor Co
Kia Corp
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Abstract

Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, welches aufweist: eine Klimatisierungsanlage (10), welche ein Kältemittel durch eine Kältemittelleitung (11) zirkulieren lässt, eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3), welche ein Kühlmittel durch eine Kühlmittelleitung (5) zirkulieren lässt, einen ersten Kühler (40), welche mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durch die Kühlmittelleitung (5) verbunden ist, welche mit der Kältemittelleitung (11) durch eine erste Kältemittelverbindungsleitung (21) verbunden ist, und welche ein selektiv eingebrachtes Kühlmittel mit einem von der Klimatisierungsanlage (10) zugeführten Kältemittel wärmetauscht, um eine Temperatur eines Kühlmittels zu steuern, und einen zweiten Kühler (50), welche mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durch die Kühlmittelleitung (5) verbunden ist, welche mit einer zweiten Kältemittelverbindungsleitung (22) verbunden ist, so dass ein Kältemittel von der Klimatisierungsanlage (10) zugeführt wird, und welche eine Temperatur eines Kältemittels mittels Wärmeaustauschs eines Kühlmittels und eines Kältemittels erhöht, so dass Abwärme von einem Kühlmittel, welches selektiv dorthineinströmt, zurückgewonnen wird, wobei die Klimatisierungsanlage (10) einen Gaseinspritzteil (30) aufweist, welcher einen Teil eines Kältemittels, welches einen Kondensator (13) durchläuft, zu einem Kompressor (19) umleitet, um eine Flussrate eines in der Kältemittelleitung (11) zirkulierenden Kältemittels zu erhöhen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug und insbesondere ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, welches eine Temperatur eines Batteriemoduls unter Verwendung eines Kühlers, in welchem ein Kältemittel und ein Kühlmittel wärmegetauscht werden, steuern kann, und welches die Heizeffizienz unter Verwendung eines weiteren Kühlers, welcher Abwärme von elektrischen Komponenten zurückgewinnt, verbessern kann.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Im Allgemeinen weist ein Klimatisierungssystem für ein Fahrzeug eine Klimatisierungsanlage zum Zirkulieren eines Kältemittels auf, um einen Innenraum des Fahrzeugs zu heizen oder zu kühlen.
  • Das Klimatisierungssystem, welches eine frische Innenraumbedingung aufrechterhalten kann, indem es eine Innentemperatur eines Fahrzeugs unabhängig von einer Außentemperaturänderung bei einer adäquaten Temperatur hält, ist eingerichtet, um einen Innenraum des Fahrzeugs durch Wärmeaustausch mittels eines Kondensators und eines Verdampfers während eines Vorgangs zu heizen oder zu kühlen, in welchem ein mittels eines Betreibens eines Kompressors ausgegebenes Kältemittel wieder zum Kompressor zirkuliert wird, indem es den Kondensator, einen Aufnahmetrockner, ein Expansionsventil und den Verdampfer durchläuft.
  • Das heißt, in dem Klimatisierungssystem wird ein gasförmiges Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck, welches mittels des Kompressors komprimiert wird, durch den Kondensator kondensiert und wird dann mittels des Verdampfers durch den Aufnahmetrockner und das Expansionsventil verdampft, um die Innentemperatur und die Feuchtigkeit in einem Sommer-Kühlmodus zu verringern.
  • In letzter Zeit, weil die Besorgnis über Energieeffizienz und Umweltverschmutzung allmählich zugenommen hat, ist die Entwicklung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, welches imstande ist, ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor im Wesentlichen zu ersetzen, erforderlich geworden, und die umweltfreundlichen Fahrzeuge werden typischerweise in ein Elektrofahrzeug, welches typischerweise unter Verwendung einer Brennstoffzelle oder von Elektrizität als Leistungsquelle angetrieben wird, und ein Hybridfahrzeug, welches unter Verwendung eines Verbrennungsmotors und einer elektrischen Batterie angetrieben wird, klassifiziert.
  • Im Elektrofahrzeug und im Hybridfahrzeug der umweltfreundlichen Fahrzeuge wird im Gegensatz zu einer Klimatisierungsanlage eines allgemeinen Fahrzeugs kein separater Heizer verwendet, und eine Klimatisierungsanlage, welche beim umweltfreundlichen Fahrzeug verwendet wird, wird typischerweise als ein Wärmepumpensystem bezeichnet.
  • Im Fall des Elektrofahrzeugs, welches die Brennstoffzelle verwendet, wird die chemische Reaktionsenergie von Sauerstoff und Wasserstoff in elektrische Energie umgewandelt, um eine Antriebskraft zu erzeugen, und während dieses Vorgangs wird Wärmeenergie durch die chemische Reaktion in der Brennstoffzelle erzeugt, und als ein Ergebnis ist eine effektive Entfernung der erzeugten Wärme erforderlich, um die Leistung der Brennstoffzelle sicherzustellen.
  • Sogar im Hybridfahrzeug wird die Antriebskraft durch das Betreiben des Elektromotors unter Verwendung von Elektrizität, welche von der Brennstoffzelle oder der elektrischen Batterie zugeführt wird, zusammen mit dem Verbrennungsmotor, welcher mit einem allgemeinen Kraftstoff betrieben wird, erzeugt und als ein Ergebnis kann die Leistung des Elektromotors nur durch das effektive Entfernen der von der Brennstoffzelle oder der Batterie und dem Elektromotor erzeugten Wärme gesichert werden.
  • Dementsprechend sollten in einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug im Stand der Technik ein Batteriekühlsystem, ein Kühlteil und ein Wärmepumpensystem eingerichtet sein, um jeweilige getrennte Kreisläufe zu haben, um die Wärmeerzeugung eines Elektromotors, einer elektrischen Komponente und einer Batterie, welche eine Brennstoffzelle aufweist, zu verhindern.
  • Dadurch sind eine Größe und ein Gewicht eines Kühlmoduls, welches im vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet ist, erhöht und eine Anordnung von Verbindungsrohren zum Zuführen eines Kältemittels oder eines Kühlmittels zum Wärmepumpensystem, zum Kühlteil und zum Batteriekühlsystem innerhalb eines Motorraums wird kompliziert.
  • Darüber hinaus, weil das Batteriekühlsystem zum Heizen oder Kühlen der Batterie gemäß einem Zustand des Fahrzeugs separat bereitgestellt ist, so dass die Batterie in einem optimalen Zustand arbeiten kann, werden eine Mehrzahl von Ventilen zum Verbinden der jeweiligen Verbindungsrohre verwendet, wodurch Geräusche und Vibrationen in den Innenraum des Fahrzeugs übertragen werden, was zu einem schlechten Fahrkomfort führt.
  • Darüber hinaus, beim Heizen des Fahrzeuginnenraums nimmt die Heizleistung aufgrund des Fehlens einer Wärmequelle ab, nimmt die Stromverbrauchsmenge aufgrund der Verwendung eines elektrischen Heizers zu und nimmt der Leistungsverbrauch des Kompressors zu.
  • Die obigen Informationen, welche in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbart sind, dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrundes der Offenbarung/Erfindung und können daher Informationen enthalten, welche nicht den Stand der Technik bilden, welcher in diesem Land einem Fachmann bereits bekannt ist.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung wurde in einem Bestreben gemacht, ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches ein System vereinfachen kann mittels Steuerns einer Temperatur eines Batteriemoduls unter Verwendung eines (z.B. eines einzigen) Kühlers, in welchem ein Kältemittel und ein Kühlmittel wärmegetauscht werden.
  • Darüber hinaus wurde die vorliegende Offenlegung/Erfindung in einem Bestreben gemacht, ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches die Heizeffizienz unter Verwendung eines weiteren Kühlers, welcher Abwärme von elektrischen Komponenten in einem Fahrzeugheizmodus zurückgewinnt, verbessern kann.
  • Darüber hinaus wurde die vorliegende Offenbarung/Erfindung in einem Bestreben gemacht, ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches die Heizleistung maximieren kann mittels Verwendens eines Gaseinspritzteils, welcher selektiv in einem Fahrzeugheiz- oder einem -Entfeuchtungsmodus arbeitet, um eine Flussrate eines Kältemittels zu erhöhen.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung stellt ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereit, welches aufweist: eine Klimatisierungsanlage (z.B. eine Klimaanlage), welche ein Kältemittel durch eine Kältemittelleitung zirkulieren lässt, eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung, welche ein Kühlmittel durch eine Kühlmittelleitung zirkulieren lässt, einen ersten Kühler, welcher mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung durch die Kühlmittelleitung verbunden ist, welcher mit der Kältemittelleitung durch eine erste Kältemittelverbindungsleitung verbunden ist, und welcher ein selektiv eingebrachtes Kühlmittel mit dem von der Klimatisierungsanlage zugeführten Kältemittel wärmetauscht (z.B. Wärmeaustausch mit diesem durchführt), um eine Temperatur des Kühlmittels zu steuern, und einen zweiten Kühler, welcher mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung durch die Kühlmittelleitung verbunden ist, welcher mit einer zweiten Kältemittelverbindungsleitung verbunden ist, so dass das Kältemittel von der Klimatisierungsanlage (her) zugeführt wird, und welcher eine Temperatur des Kältemittels mittels Wärmeaustauschs des Kühlmittels und des Kältemittels erhöht, so dass Abwärme von dem Kühlmittel, welches selektiv dorthineinströmt (z.B. in den zweite Kühler hinein strömt), zurückgewonnen wird, wobei die Klimatisierungsanlage einen Gaseinspritzteil (z.B. einen Gaseinspritzabschnitt) aufweist, welcher einen Teil des Kältemittels, welches einen Kondensator (z.B. einen Verflüssiger) durchläuft, zu einem Kompressor (hin) umleitet, um eine Flussrate (z.B. Durchflussrate) des in der Kältemittelleitung zirkulierenden Kältemittels zu erhöhen.
  • Die Klimatisierungsanlage kann aufweisen ein HVAC(Heizen, Lüften und Klimatisieren, von engl. „heating, ventilation, and air conditioning“)-Modul, welches aufweist einen Verdampfer, welcher damit (z.B. mit dem HVAC-Modul) durch die Kältemittelleitung verbunden ist, und eine Öffnen/Schließen-Tür (z.B. eine öffen- und schließbare Tür), welche selektiv Außenluft, welche den Verdampfer durchläuft (z.B. durchlaufen hat), in einen Heizer (hinein) strömen lässt, gemäß einem Kühl-, einem Heiz- und einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs, den Kondensator, welcher mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung durch die Kühlmittelleitung verbunden ist, so dass das Kühlmittel hindurchläuft (z.B. den Kondensator durchläuft), und welcher das durch die Kältemittelleitung zugeführte Kältemittel mit dem Kühlmittel wärmetauscht (z.B. Wärmeaustausch mit diesem durchführt), einen Kompressor, welcher zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator durch die Kältemittelleitung angeschlossen (z.B. verbunden) ist, einen Wärmetauscher, welcher in der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer bereitgestellt ist, ein erstes Expansionsventil, welches in der Kältemittelleitung bereitgestellt ist, welche den Wärmetauscher und den Verdampfer verbindet, ein zweites Expansionsventil, welches in der ersten Kältemittelverbindungsleitung bereitgestellt ist, und einen Akkumulator (z.B. einen Speicher, z.B. einen Druckspeicher), welcher in der Kältemittelleitung zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor bereitgestellt ist.
  • Ein Ende (z.B. das eine Ende) der ersten Kältemittelverbindungsleitung kann mit der Kältemittelleitung zwischen dem Wärmetauscher und dem ersten Expansionsventil verbunden sein, das andere Ende (z.B. ein anderes Ende) der ersten Kältemittelverbindungsleitung kann mit der Kältemittelleitung zwischen dem Akkumulator und dem Verdampfer verbunden sein, ein Ende (z.B. das eine Ende) der zweiten Kältemittelverbindungsleitung kann mit der ersten Kältemittelverbindungsleitung durch das Kältemittelventil (z.B. ein Kältemittelventil) zwischen dem zweiten Expansionsventil und dem ersten Kühler verbunden sein, so dass ein Kältemittel, welches den Wärmetauscher durchlaufen hat, (z.B. dann) den zweiten Kühler durchläuft, und das andere Ende (z.B. ein anderes Ende) der zweiten Kältemittelverbindungsleitung kann mit dem Akkumulator verbunden sein.
  • Das zweite Expansionsventil kann das Kältemittel, welches den Wärmetauscher durchlaufen hat, gemäß einem Modus des Fahrzeugs selektiv expandieren (z.B. entspannen, z.B. sich ausdehnen lassen), um das Kältemittel in die erste Kältemittelverbindungsleitung (hinein) strömen zu lassen oder um das Kältemittel durch die erste Kältemittelverbindungsleitung (hindurch) zu leiten.
  • Der Gaseinspritzteil kann aufweisen: einen Gas-Flüssigkeit-Trenner (z.B. einen Gas-Flüssigkeit-Abscheider), welcher in der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Wärmetauscher bereitgestellt ist, wobei der Gas-Flüssigkeit-Trenner eingerichtet ist, um ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel von/aus dem Kältemittel, welches den Kondensator durchlaufen hat, zu trennen und selektiv auszugeben (z.B. abzugeben), eine Zuführleitung, welche den Gas-Flüssigkeit-Trenner und den Kompressor (miteinander) verbindet, wobei die Zuführleitung eingerichtet ist, um das gasförmige Kältemittel vom Gas-Flüssigkeit-Trenner (z.B. das gasförmige Kältemittel, welches vom Gas-Flüssigkeit-Trenner ausgegeben wird) dem Kompressor selektiv zuzuführen, ein Steuerventil, welches in der Zuführleitung bereitgestellt ist, ein drittes Expansionsventil, welches in der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Gas-Flüssigkeit-Trenner bereitgestellt ist, und ein viertes Expansionsventil, welches in der Kältemittelleitung zwischen dem Gas-Flüssigkeit-Trenner und dem Tauscher (z.B. dem Wärmetauscher) bereitgestellt ist.
  • Wenn der Gaseinspritzteil in einem Heizmodus des Fahrzeugs betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil das vom Kondensator (her) zugeführte Kältemittel expandieren, um das Kältemittel (z.B. das expandierte Kältemittel) dem Gas-Flüssigkeit-Trenner zuzuführen, und (dann) kann das vierte Expansionsventil das vom Gas-Flüssigkeit-Trenner (her) zugeführte Kältemittel expandieren, um das Kältemittel (z.B. das expandierte Kältemittel) in die Kältemittelleitung zu leiten (z.B. strömen zu lassen).
  • Wenn der Gaseinspritzteil in einem Heizmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil das vom Kondensator (her) zugeführte Kältemittel durchlassen und (dann) kann das vierte Expansionsventil das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner durchlaufen hat, expandieren, um das Kältemittel (z.B. das expandierte Kältemittel) dem Wärmetauscher zuzuführen.
  • Wenn der Gaseinspritzteil in einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil das vom Kondensator (her) zugeführte Kältemittel durchlassen und (dann) kann das vierte Expansionsventil das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner durchlaufen hat, durchlassen, um das Kältemittel (z.B. das durchgelassene Kältemittel) dem Wärmetauscher zuzuführen.
  • Wenn der Gaseinspritzteil in einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil das vom Kondensator (her) zugeführte Kältemittel expandieren, um das Kältemittel (z.B. das expandierte Kältemittel) dem Gas-Flüssigkeit-Trenner zuzuführen, und (dann) kann das vierte Expansionsventil das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner durchlaufen hat, selektiv expandieren oder durchlassen, in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kältemittelexpansion im ersten Expansionsventil (z.B. mittels des ersten Expansionsventils).
  • In einem Kühlmodus des Fahrzeugs ist es möglich, dass das dritte und das vierte Expansionsventil das vom Kondensator (her) zugeführte Kältemittel nicht expandieren, sondern (dass sie) das Kältemittel durch die Kältemittelleitung strömen lassen können.
  • Das Steuerventil kann, wenn der Gaseinspritzteil betrieben wird, arbeiten, so dass die Zuführleitung geöffnet sein/werden kann.
  • Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Expansionsventil können elektronische Expansionsventile sein, welche das Kältemittel selektiv expandieren, während sie den Fluss (z.B. den Durchfluss, z.B. das Strömen) des Kältemittels steuern.
  • Der Wärmetauscher kann das im Kondensator kondensierte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft zusätzlich kondensieren oder verdampfen, gemäß einer selektiven Betätigung (z.B. einem selektiven Betrieb) des vierten Expansionsventils.
  • Wenn ein Batteriemodul in einem Kühlmodus des Fahrzeugs gekühlt wird, (dann) kann die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung das Kühlmittel dem Kondensator und dem ersten Kühler durch die Kühlmittelleitung, welche mit dem Kondensator und dem ersten Kühler verbunden ist, zuführen, (dann) kann in der Klimatisierungsanlage, in einem Zustand, in welchem durch Betätigung des zweiten Expansionsventils und des Kältemittelventils auftritt (z.B. bewirkt ist/wird), dass die erste Kältemittelverbindungsleitung geöffnet ist/wird und die zweite Kältemittelverbindungsleitung geschlossen ist/wird, das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung und (entlang) der ersten Kältemittelverbindungsleitung zirkuliert werden, (dann) kann das erste und das zweite Expansionsventil das Kühlmittel expandieren, so dass ein expandiertes Kühlmittel dem Verdampfer und dem ersten Kühler in zugeordneter Weise zugeführt werden kann, und (dann) kann der Wärmetauscher das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft kondensieren.
  • Beim Rückgewinnen von Wärme von einer externen Wärmequelle und von Abwärme von elektrischen Komponenten in einem Heizmodus des Fahrzeugs kann die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung dem Heizer, dem Kondensator und dem zweiten Kühler das Kühlmittel durch die mit dem Heizer, dem Kondensator und dem zweiten Kühler verbundene Kühlmittelleitung zuführen, kann dem Heizer ein Kühlmittel mit erhöhter Temperatur zugeführt werden, während es den zweiten Kühler und den Kondensator von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (her) durchläuft (z.B. kann dem Heizer ein Kühlmittel zugeführt werden, dessen Temperatur erhöht wird/wurde, während es den zweiten Kühler und den Kondensator von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (her) durchläuft/durchlaufen hat), kann in der Klimatisierungsanlage eine Kältemittelleitung, welche den Wärmetauscher und den Verdampfer (miteinander) verbindet, mittels des ersten Expansionsventils geschlossen sein/werden, kann ein Teil (z.B. ein Abschnitt) der ersten Kältemittelverbindungsleitung, welcher mit dem ersten Kühler verbunden ist, mittels des Kältemittelventils geschlossen sein/werden und kann die zweite Kältemittelverbindungsleitung mittels des Kältemittelventils geöffnet sein/werden, kann das zweite Expansionsventil das Kältemittel selektiv expandieren, um das Kältemittel (z.B. das expandierte Kältemittel) dem zweiten Kühler zuzuführen, kann der Wärmetauscher das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft verdampfen, und kann der Gaseinspritzteil selektiv betrieben werden.
  • In einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs kann die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung dem Heizer und dem Kondensator das Kühlmittel durch die mit dem Heizer und dem Kondensator verbundene Kühlmittelleitung zuführen, kann dem Heizer ein Kühlmittel mit erhöhter Temperatur zugeführt werden, während es den Kondensator von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (her) durchläuft (z.B. kann dem Heizer ein Kühlmittel zugeführt werden, dessen Temperatur erhöht wird/wurde, während es den Kondensator von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (her) durchläuft/durchlaufen hat), kann in der Klimatisierungsanlage, in einem Zustand, in welchem durch eine Betätigung des zweiten Expansionsventils die erste Kältemittelverbindungsleitung geschlossen ist und die zweite Kältemittelverbindungsleitung geschlossen ist, das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung zirkuliert werden, kann das erste Expansionsventil das Kältemittel expandieren, so dass das expandierte Kältemittel dem Verdampfer zugeführt werden kann, und kann der Gaseinspritzteil selektiv betrieben werden.
  • Der Wärmetauscher kann das Kältemittel, welches den Kondensator durchlaufen hat, selektiv kondensieren oder verdampfen, in Abhängigkeit davon, ob der Gaseinspritzteil betrieben wird.
  • Der Gaseinspritzteil kann aufweisen: einen plattenförmigen Wärmetauscher, welcher in der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Wärmetauscher bereitgestellt ist, eine Zuführleitung, welche aufweist: ein Ende (z.B. das eine Ende), welches mit der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem plattenförmigen Wärmetauscher verbunden ist, und ein anderes Ende (z.B. das andere Ende), welches mit dem Kompressor durch den plattenförmigen Wärmetauscher verbunden ist, ein drittes Expansionsventil, welches in der Zuführleitung an einem vorderen Ende des plattenförmigen Wärmetauschers bereitgestellt ist, und ein viertes Expansionsventil, welches in der Kältemittelleitung zwischen dem plattenförmigen Wärmetauscher und dem Wärmetauscher bereitgestellt ist.
  • Der Kondensator kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein und der Wärmetauscher kann ein luftgekühlter Wärmetauscher sein.
  • Der Gaseinspritzteil kann in einem Heiz- oder einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs selektiv arbeiten.
  • Wie oben beschrieben, gemäß dem Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann eine Vereinfachung des Systems realisiert werden unter Verwendung eines einzigen Kühlers, in welchem ein Kältemittel und ein Kühlmittel wärmegetauscht werden (z.B. in welchem Wärmeaustausch zwischen einem Kältemittel und einem Kühlmittel durchgeführt wird), um eine Temperatur eines Batteriemoduls gemäß einem Fahrzeugmodus zu steuern.
  • Darüber hinaus, gemäß dem Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist es möglich, die Heizeffizienz zu verbessern unter Verwendung eines weiteren Kühlers, welcher Abwärme von elektrischen Komponenten in einem Fahrzeugheizmodus zurückgewinnt, und unter selektiver Verwendung einer externen Wärmequelle oder der Abwärme von den elektrischen Komponenten.
  • Darüber hinaus, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, durch effizientes Steuern einer Temperatur eines Batteriemoduls ist es möglich, das Batteriemodul mit optimaler Leistung zu betreiben, und eine Gesamtlaufleistung des Fahrzeugs kann durch eine effiziente Verwaltung (z.B. ein effizientes Steuern) des Batteriemoduls erhöht werden.
  • Darüber hinaus, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist es möglich, die Heizleistung zu maximieren, durch selektives Erhöhen einer Kältemittel-Flussrate (z.B. einer Kältemittel-Durchflussrate) in einem Fahrzeug-Heiz- oder einem -Entfeuchtungsmodus durch Verwenden eines Gaseinspritzteils.
  • Darüber hinaus, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist es möglich, Herstellungskosten und das Gewicht durch Vereinfachung eines Gesamtsystems reduzieren und die Raumnutzung verbessern zu.
  • Figurenliste
    • 1 stellt ein Blockdiagramm eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
    • 2 stellt ein Blockdiagramm eines Gaseinspritzteils dar, welcher bei einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung verwendet wird.
    • 3 stellt ein Betriebszustandsdiagramm des Kühlens eines Batteriemoduls unter Verwendung eines Kältemittels in einem Fahrzeugkühlmodus in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
    • 4 stellt ein Betriebszustandsdiagramm zum Rückgewinnen von Wärme von einer externen Wärmequelle und (von) Abwärme einer elektrischen Komponente gemäß einem Heizmodus in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
    • 5 stellt ein Betriebszustandsdiagramm eines Entfeuchtungsmodus in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • Da die in der Beschreibung beschriebene Ausführungsform und die in den Zeichnungen gezeigten Konfigurationen lediglich die am meisten bevorzugte Ausführungsform und Konfigurationen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung sind, repräsentieren sie nicht alle technischen Ideen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, und es ist zu verstehen, dass verschiedene Abwandlungen und modifizierte Beispiele, welche die Ausführungsformen ersetzen können, beim Einreichen der vorliegenden Anmeldung möglich sind.
  • Um die vorliegende Offenbarung/Erfindung klar zu beschreiben, werden Teile, welche für die Beschreibung irrelevant sind, weggelassen, und identische oder ähnliche Bestandteil-Elemente werden über die Beschreibung hinweg mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Da die Größe und Dicke jeder in den Zeichnungen gezeigten Konfiguration zur Einfachheit der Beschreibung willkürlich dargestellt sind, ist die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht notwendigerweise auf die in den Zeichnungen gezeigten Konfigurationen beschränkt, und um mehrere Teile und Bereiche deutlich darzustellen, sind vergrößerte Dicken gezeigt.
  • Darüber hinaus wird über die Beschreibung hinweg, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes beschrieben wird, das Wort „aufweisen“ und Variationen, wie „weist auf“ oder „aufweisend“, so verstanden, dass es die Einbeziehung von genannten Elementen, nicht aber den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente bedeutet.
  • Darüber hinaus bezeichnen in der Beschreibung beschriebene Begriffe wie „...einheit‟, „...mittel‟, „...teil‟ und „...element‟ eine Einheit einer umfassenden Konfiguration mit zumindest einer Funktion oder einem Vorgang.
  • 1 stellt ein Blockdiagramm eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
  • Ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann eine Temperatur eines Batteriemoduls (nicht gezeigt) unter Verwendung eines ersten Kühlers 40 steuern, in welchem ein Kältemittel und ein Kühlmittel wärmegetauscht werden, und kann eine Heizeffizienz unter Verwendung eines zweiten Kühlers 50 verbessern, welcher Abwärme von elektrischen Komponenten (nicht dargestellt) zurückgewinnt.
  • Hier, im Wärmepumpensystem, können eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3, welche den elektrischen Komponenten und dem Batteriemodul in einem Elektrofahrzeug ein Kühlmittel zuführt, und eine Klimatisierungsanlage (z.B. eine Klimaanlage) 10 zum Kühlen und Heizen eines Innenraums miteinander gekoppelt sein.
  • Das heißt, in Bezug auf 1 kann das Wärmepumpensystem die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3, die Klimatisierungsanlage 10, den ersten Kühler 40 und den zweiten Kühler 50 aufweisen.
  • Zunächst zirkuliert die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 ein Kühlmittel durch eine Kühlmittelleitung 5. Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 kann durch die Kühlmittelleitung 5 mit den elektrischen Komponenten und dem Batteriemodul, welche nicht gezeigt sind, verbunden sein.
  • Darüber hinaus kann die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 einen Radiator, eine Wasserpumpe und einen Reservoirtank (z.B. einen Vorratsbehälter) aufweisen, welche nicht gezeigt sind.
  • Die elektrischen Komponenten (nicht gezeigt) können eine Leistungsumwandlungsvorrichtung (z.B. eine Energieumwandlungsvorrichtung), wie zum Beispiel eine Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit (EPCU, von engl. „electric power control unit“), einen Elektromotor, einen Inverter (z.B. einen Wechselrichter) und ein bordeigenes Ladegerät (OBC, von engl. „on board charger“), sowie eine Autonomes-Fahren-Steuereinheit aufweisen.
  • Die oben beschriebenen elektrischen Komponenten können mit der Kühlmittelleitung 5 verbunden sein, um mittels Wasserkühlung gekühlt zu werden.
  • Das heißt, wenn die Abwärme der elektrischen Komponenten (nicht gezeigt) im Heizmodus des Fahrzeugs zurückgewonnen wird, (dann) kann die von der Leistungsumwandlungsvorrichtung, wie zum Beispiel der EPCU, dem Elektromotor, dem Inverter oder dem OBC, erzeugte Wärme zurückgewonnen werden.
  • Die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 zirkuliert das mittels des Radiators gekühlte Kühlmittel durch einen Betrieb einer Wasserpumpe entlang der Kühlmittelleitung 5 und kühlt dadurch die elektrischen Komponenten (nicht gezeigt) oder das Batteriemodul (nicht gezeigt), um eine Überhitzung zu vermeiden (z.B. damit diese nicht überhitzen).
  • In der vorliegenden Ausführungsform weist die Klimatisierungsanlage 10 auf: ein HVAC(Heizen, Lüften und Klimatisieren, von engl. „heating, ventilation, and air conditioning“)-Modul 12, einen Kondensator (z.B. einen Verflüssiger) 13, einen Wärmetauscher 14, ein erstes Expansionsventil 15, einen Verdampfer 16 und einen Akkumulator (z.B. einen Speicher, z.B. einen Druckspeicher) 17, einen Kompressor (z.B. einen Verdichter) 19, eine erste Kältemittelverbindungsleitung 21, eine zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 und ein zweites Expansionsventil 23, welche durch eine Kältemittelleitung 11 (miteinander) verbunden sind.
  • Zunächst weist das HVAC-Modul 12 auf: den Verdampfer 16, welcher durch die Kältemittelleitung 11 damit (z.B. mit dem HVAC-Modul 12) verbunden ist, und eine Öffnen/Schließen-Tür (z.B. eine öffen- und schließbare Tür) 12b zum Steuern, dass die Außenluft, welche den Verdampfer 16 durchläuft, selektiv in einen Heizer 12a (hinein) strömt, gemäß dem Kühl-, dem Heiz- und dem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs.
  • Das heißt, die Öffnen/Schließen-Tür 12b ist/wird geöffnet, so dass die Außenluft, welche den Verdampfer 16 durchlaufen hat, in den Heizer 12a (hinein) strömt im Heizmodus des Fahrzeugs.
  • Im Gegensatz dazu, im Kühlmodus des Fahrzeugs schließt die Öffnen/Schließen-Tür 12b die Seite des Heizers 12a (z.B. die Heizer 12a-Seite), so dass die während des Durchlaufens des Verdampfers 16 (ab)gekühlte Außenluft direkt in das Fahrzeug (hinein) strömt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kondensator 13 mit der Kältemittelleitung 11 verbunden, so dass das Kältemittel durch sie hindurchläuft (z.B. hindurchströmt). Der Kondensator 13 kann durch die Kühlmittelleitung 5 mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 verbunden sein.
  • Das heißt, der Kondensator 13 kann das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit dem durch die Kühlmittelleitung 5 zugeführten Kühlmittel kondensieren. Das heißt, der Kondensator 13 kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, in welchen ein Kühlmittel (hinein) strömt.
  • Der Kondensator 13, welcher wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann das vom Kompressor 19 zugeführte Kältemittel mit dem von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 zugeführten Kühlmittel wärmetauchen, um (dadurch) das Kältemittel zu kondensieren.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann der Wärmetauscher 14 in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Kondenator 13 und dem Verdampfer 16 bereitgestellt sein.
  • Das erste Expansionsventil 15 ist in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Wärmetauscher 14 und dem Verdampfer 16 bereitgestellt. Das erste Expansionsventil 15 empfängt das Kältemittel, welches den Wärmetauscher 14 durchlaufen hat, um (dann) das Kältemittel zu expandieren.
  • Der Akkumulator 17 ist in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Verdampfer 16 und dem Kompressor 19 bereitgestellt.
  • Der Akkumulator 17 verbessert die Effizienz (z.B. den Wirkungsgrad) und die Haltbarkeit (z.B. die Lebensdauer) des Kompressors 19, indem er dem Kompressor 19 nur (z.B. ausschließlich) das gasförmige Kältemittel zuführt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende (z.B. das eine Ende) der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 mit der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Wärmetauscher 14 und dem ersten Expansionsventil 15 verbunden. Darüber hinaus kann das andere Ende der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 mit der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Verdampfer 16 und dem Akkumulator 17 verbunden sein.
  • Ferner kann das zweite Expansionsventil 23 in der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 bereitgestellt sein.
  • Das zweite Expansionsventil 23 kann das Kältemittel, welches den Wärmetauscher 14 durchlaufen hat, gemäß einem Fahrzeugmodus selektiv expandieren, um das Kältemittel in die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 (hinein) strömen zu lassen (z.B. zu leiten) oder es die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 durchlaufen zu lassen (z.B. es durch diese hindurch zu leiten).
  • Wenn das Batteriemodul (nicht gezeigt) unter Verwendung des mit dem Kältemittel wärmegetauschten Kühlmittels gekühlt wird, (dann) expandiert das zweite Expansionsventil 23 das durch die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 eingebrachte (z.B. eingeleitete, z.B. eingeführte) Kältemittel, um es in den ersten Kühler 40 (hinein) strömen zu lassen (z.B. zu leiten).
  • Das heißt, das zweite Expansionsventil 23 expandiert das vom Wärmetauscher 14 ausgegebene (z.B. abgegebene) Kältemittel, um die Temperatur davon abzusenken (z.B. zu verringern), und lässt es in den ersten Kühler 40 oder (in) den zweiten Kühler 50 (hinein) strömen (z.B. leitet es in diese hinein), so dass die Wassertemperatur des Kühlmittels, welches das Innere des ersten Kühlers 40 oder des zweiten Kühlers 50 durchläuft, weiter reduziert (z.B. verringert) werden kann.
  • Dementsprechend kann das Kühlmittel, dessen Wassertemperatur während des Durchlaufens des ersten Kühlers 40 reduziert wird, in das Batteriemodul (nicht gezeigt) (hinein) strömen und dieses (dadurch) kühlen.
  • Darüber hinaus kann beim Rückgewinnen von Abwärme von den elektrischen Komponenten (nicht gezeigt) im Heiz- oder im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs das zweite Expansionsventil 23 das Kältemittel selektiv expandieren oder nicht expandieren, um das Kältemittel in die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 (hinein) strömen zu lassen (z.B. zu leiten).
  • Ferner ist ein Ende (z.B. das eine Ende) der zweiten Kältemittelverbindungsleitung 22 mit der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 zwischen dem zweiten Expansionsventil 23 und dem ersten Kühler 40 durch ein Kältemittelventil 24 verbunden, so dass das Kältemittel, welches den Wärmetauscher 14 durchlaufen hat, den zweiten Kühler 50 durchläuft.
  • Darüber hinaus kann das andere Ende der zweiten Kältemittelverbindungsleitung 22 mit dem Akkumulator 17 verbunden sein.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist/wird die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 mittels des Kältemittelventils 24 selektiv geöffnet und geschlossen, und die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 kann das im zweiten Expansionsventil 23 expandierte Kältemittel dem zweiten Kühler 50 zuführen.
  • Das heißt, wenn das Batteriemodul unter Verwendung des ersten Kühlers 40 gekühlt wird oder wenn die Abwärme der elektrischen Komponenten unter Verwendung des zweiten Kühlers 50 zurückgewonnen wird, (dann) kann das Kältemittelventil 24 die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 und die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 selektiv öffnen und schließen.
  • Dementsprechend können die erste und die zweite Kältemittelverbindungsleitung 21 und 22 in Abhängigkeit von der Betätigung des Kältemittelventils 24 beide geöffnet oder geschlossen sein/werden, und (z.B. oder) nur eine ausgewählte Leitung (z.B. nur eine ausgewählte Leitung der ersten und der zweiten Kältemittelverbindungsleitung 21 und 22) kann individuell (z.B. einzeln) geöffnet und geschlossen sein/werden.
  • Darüber hinaus kann das mittels des zweiten Expansionsventils 23 expandierte Kältemittel dem ersten und dem zweiten Kühler 40 und 50 durch die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 oder die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 gemäß dem Betrieb des Kältemittelventils 24 selektiv zugeführt werden.
  • Darüber hinaus ist der Kompressor 19 zwischen dem Verdampfer 16 und dem Kondensator 13 durch die Kältemittelleitung 11 angeschlossen. Der Kompressor 19 kann das gasförmige Kältemittel komprimieren (z.B. verdichten) und kann das komprimierte Kältemittel dem Kondensator 13 zuführen.
  • Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform das Wärmepumpensystem ferner einen Gaseinspritzteil (z.B. einen Gaseinspritzabschnitt) 30 aufweisen.
  • Der Gaseinspritzteil 30 ist in der Klimatisierungsanlage 10 bereitgestellt. Der Gaseinspritzteil 30 kann einen Teil des Kältemittels, welches den Kondensator 13 durchlaufen hat, zum Kompressor 19 (hin) umleiten, um (dadurch) die Flussrate des in der Kältemittelleitung 11 zirkulierenden Kältemittels zu erhöhen.
  • Der wie oben beschrieben konfigurierte Gaseinspritzteil 30 kann selektiv im Heiz- oder (im) Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs betrieben werden.
  • Umgekehrt kann der Gaseinspritzteil 30 im Kühlmodus des Fahrzeugs gestoppt sein/werden.
  • Hier weist der Gaseinspritzteil 30 auf: einen Gas-Flüssigkeit-Trenner (z.B. einen Gas-Flüssigkeit-Abscheider) 31, eine Zuführleitung 32, ein Steuerventil 33, ein drittes Expansionsventil 34 und ein viertes Expansionsventil 35.
  • Zunächst ist der Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Kondensator 13 und dem Wärmetauscher 14 bereitgestellt.
  • Der Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 kann gasförmiges Kältemittel und flüssiges Kältemittel des während des Durchlaufens des Kondensators 13 vollständig wärmegetauschten Kältemittels trennen, um diese (dann) selektiv auszugeben.
  • Die Zuführleitung 32 verbindet den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 und den Kompressor 19 (miteinander). Die Zuführleitung 32 kann das gasförmige Kältemittel vom Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 dem Kompressor 19 selektiv zuführen.
  • Das heißt, die Zuführleitung 32 kann den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 und den Kompressor 19 (miteinander) verbinden, so dass das gasförmige Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchlaufen hat, in den Kompressor 19 (hinein) selektiv strömen kann.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuerventil 33 in der Zuführleitung 32 bereitgestellt. Das Steuerventil 33 kann die Zuführleitung 32 gemäß dem Fahrzeugmodus selektiv öffnen.
  • Das heißt, das Steuerventil 33 kann so betätigt (z.B. betrieben) werden, dass die Zuführleitung 32 geöffnet sein/werden kann, wenn der Gaseinspritzteil 30 betätigt wird.
  • Hier kann der Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 das gasförmige Kältemittel dem Kompressor 19 durch die mittels der Betätigung des Steuerventils 33 geöffnete Zuführleitung 32 zuführen. Darüber hinaus kann der Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 dem Wärmetauscher 14 ein flüssiges Kältemittel zuführen.
  • Das dritte Expansionsventil 34 ist in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Kondensator 13 und dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 bereitgestellt.
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 35 in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 und dem Wärmetauscher 14 bereitgestellt sein.
  • Das heißt, wenn der Gaseinspritzteil 30 im Heizmodus des Fahrzeugs betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil 34 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel expandieren, um es (dann) dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zuzuführen.
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 35 das vom Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zugeführte Kältemittel expandieren, um es in die Kältemittelleitung 11 (hinein) strömen zu lassen (z.B. zu leiten).
  • Umgekehrt, wenn der Gaseinspritzteil 30 im Heizmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil 34 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel durchlassen (z.B. hinduchdurch strömen lassen).
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 35 das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchlaufen hat, expandieren, um es dem Wärmetauscher 14 zuzuführen.
  • Ferner, wenn der Gaseinspritzteil 30 im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil 34 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel expandieren, um es dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zuzuführen.
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 35 das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchlaufen hat, selektiv expandieren oder durchlassen, in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kältemittelexpansion des ersten Expansionsventils 15 (z.B. einer Kältemittelexpansion mittels des ersten Expansionsventils 15).
  • Umgekehrt, wenn der Gaseinspritzteil 30 im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, (dann) kann das dritte Expansionsventil 34 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel durchlassen.
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 35 das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchlaufen hat, durchlassen, um es dem Wärmetauscher 14 zuführen.
  • Darüber hinaus, im Kühlbetrieb des Fahrzeugs ist es möglich, dass das dritte und das vierte Expansionsventil 34 und 35 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel nicht expandieren, sondern es durch die Kältemittelleitung 11 strömen lassen (z.B. leiten).
  • Hier kann der Wärmetauscher 14 das Kältemittel, welches den Kondensator 13 durchlaufen hat, selektiv kondensieren oder verdampfen, in Abhängigkeit davon, ob der Gaseinspritzteil 30 betrieben wird.
  • Insbesondere kondensiert oder verdampft der Wärmetauscher 14 zusätzlich das vom Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 ausgegebene Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft gemäß dem selektiven Betrieb (z.B. der selektiven Betätigung) des vierten Expansionsventils 35.
  • Wenn der Wärmetauscher 14 das Kältemittel kondensiert, (dann) kondensiert der Wärmetauscher 14 das im Kondensator 13 kondensierte Kältemittel weiter, so dass er die Unterkühlung des Kältemittels erhöhen kann, wodurch ein Leistungskoeffizient (COP, von engl. „coefficient of performance“), welcher ein Koeffizient der Kühlleistung (z.B. des Kühlvermögens, z.B. der Kühlfähigkeit) zur erforderlichen Leistung eines Kompressors ist, verbessert werden kann.
  • Ferner kann der Gaseinspritzteil 30 ferner eine separate Verbindungsleitung (nicht gezeigt) aufweisen, deren eines Ende mit der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Kondensator 13 und dem dritten Expansionsventil 34 verbunden ist, und deren anderes Ende mit der Kältemittelleitung 11 verbunden ist, welche mit dem Wärmetauscher 14 verbunden ist.
  • Ein separates Ein-Aus-Ventil (nicht gezeigt) kann in der separaten Verbindungsleitung (nicht gezeigt) bereitgestellt sein.
  • Das heißt, im Kühlmodus des Fahrzeugs ist/wird die Verbindungsleitung (nicht gezeigt) mittels des Ein-Aus-Ventils geöffnet, und in diesem Fall kann (dann) das Kältemittel, welches den Kondensator 13 durchlaufen hat, direkt dem Wärmetauscher 14 zugeführt werden, ohne (zuvor) den Gaseinspritzteil 30 zu durchlaufen.
  • Dementsprechend kann eine Kühlleistung verbessert sein/werden, indem der Druck des entlang der Kältemittelleitung 11 zirkulierenden Kältemittels im Kühlmodus des Fahrzeugs verringert ist/wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Kühler 40 mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 durch die Kühlmittelleitung 5 verbunden und das Kühlmittel kann darin selektiv zirkuliert werden.
  • Der erste Kühler 40 ist mit der Kältemittelleitung 11 durch die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 verbunden. Das heißt, der erste Kühler 40 kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, in welchen ein Kühlmittel (hinein) strömt.
  • Dementsprechend wärmetauscht der erste Kühler 40 das durch die Kühlmittelleitung 5 selektiv strömende Kühlmittel mit dem von der Klimatisierungsanlage 10 selektiv zugeführten Kühlmittel (z.B. tauscht der Kühler 40 Wärme zwischen diesen aus), um die Temperatur des Kühlmittels zu steuern.
  • Der zweite Kühler 50 ist mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 durch die Kühlmittelleitung 5 verbunden und das Kühlmittel kann darin selektiv zirkuliert werden.
  • Der zweite Kühler 50 ist mit der zweiten Kältemittelverbindungsleitung 22 verbunden, so dass das Kältemittel (z.B. dem zweiten Kühler 50) von der Klimatisierungsanlage 10 (her) zugeführt wird. Das heißt, der zweite Kühler 50 kann die Temperatur des Kühlmittels durch Wärmeaustausch des Kühlmittels und des Kältemittels erhöhen, um Abwärme von/aus dem Kühlmittel zurückzugewinnen, welches in das Innere des zweiten Kühlers 50 selektiv (hinein) strömt.
  • Das heißt, der zweite Kühler 50 kann die Temperatur des Kältemittels erhöhen durch Absorbieren (z.B. Aufnehmen) der von den elektrischen Komponenten erzeugten Abwärme. Hier kann der zweite Kühler 50 ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, in welchen ein Kühlmittel (hinein) strömt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform können das erste, das zweite, das dritte und das vierte Expansionsventil 15, 23, 34 und 35 elektronische Expansionsventile sein, welche das Kältemittel selektiv expandieren, während des Steuerns des Flusses (z.B. des Strömens) des Kältemittels, welches die Kältemittelleitung 11 oder die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 durchläuft.
  • Ferner wird ein Gaseinspritzteil (z.B. ein Gaseinspritzabschnitt) 130 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • 2 stellt ein Blockdiagramm eines Gaseinspritzteils dar, welcher bei einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung verwendet wird.
  • Bezugnehmend auf 2 ist der Gaseinspritzteil 130 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung in der Klimatisierungsanlage 10 bereitgestellt.
  • Hier kann der Gaseinspritzteil 130 einen plattenförmigen Wärmetauscher 131, eine Zuführleitung 132, ein drittes Expansionsventil 133 und ein viertes Expansionsventil 134 aufweisen.
  • Zunächst kann der plattenförmige Wärmetauscher 131 in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Kondensator 13 und dem Wärmetauscher 14 bereitgestellt sein.
  • Das eine Ende der Zuführleitung 132 ist mit der Kältemittelleitung 11 zwischen dem Kondensator 13 und dem plattenförmigen Wärmetauscher 131 verbunden.
  • Das andere Ende der Zuführleitung 132 kann mit dem Kompressor 19 durch den plattenförmigen Wärmetauscher 131 verbunden sein.
  • Das heißt, ein Teil des Kältemittels, welches den Kondensator 13 durchlaufen hat, kann in die Zuführleitung 132 (hinein) strömen, und das restliche Kältemittel davon kann in den plattenförmigen Wärmetauscher 131 (hinein) durch die Kältemittelleitung 11 strömen.
  • Das dritte Expansionsventil 133 kann in der Zuführleitung 132 an einem vorderen Ende des plattenförmigen Wärmetauschers 131 bereitgestellt sein.
  • Das dritte Expansionsventil 133 kann die Zuführleitung 132 selektiv öffnen und schließen, in Abhängigkeit davon, ob der Gaseinspritzteil 130 betrieben wird, und zur selben Zeit das in die Zuführleitung 132 (hinein) strömende Kältemittel expandieren.
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 134 in der Kältemittelleitung 11 zwischen dem plattenförmigen Wärmetauscher 131 und dem Wärmetauscher 14 bereitgestellt sein.
  • Hier kann das dritte Expansionsventil 133 das durch den Kondensator 13 in die Zuführleitung 132 (hinein) strömende Kältemittel im Heiz- oder (im) Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs expandieren, um es dem plattenförmigen Wärmetauscher 131 zuzuführen.
  • Der plattenförmige Wärmetauscher 131 kann das in die Zuführleitung 132 (hinein) strömende und durch die Betätigung des dritten Expansionsventils 133 expandierte Kältemittel mit dem von/aus dem Kondensator 13 ausgegebenen Kältemittel wärmetauschen (z.B. Wärmeaustausch zwischen diesen durchführen).
  • Dann kann die Zuführleitung 132 ein gasförmiges Kältemittel aus/von dem Kältemittel, welches während des Durchlaufens des plattenförmigen Wärmetauschers 131 wärmegetauscht wird/wurde, dem Kompressor 19 selektiv zuführen.
  • Der Betrieb des Gaseinspritzteils 130, welcher wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist wie folgt.
  • Zunächst strömt ein Teil des Kältemittels, welches den Kondensator 13 durchlaufen hat, in die Zuführleitung 132 (hinein), in Abhängigkeit vom Betrieb (z.B. von der Betätigung) des dritten Expansionsventils 133.
  • Das in die Zuführleitung 132 (hinein) strömende Kältemittel wird durch den Betrieb (z.B. die Betätigung) des dritten Expansionsventils 133 expandiert und das expandierte Kältemittel tritt in einen gasförmigen Zustand ein, während es mittels des plattenförmigen Wärmetauschers 131 mit dem restlichen Kältemittel, welches durch die Kältemittelleitung 11 vom Kondensator 13 (her) strömt, wärmegetauscht wird.
  • Das gasförmige Kältemittel wird dem Kompressor 19 durch die geöffnete Zuführleitung 132 zugeführt.
  • Das heißt, der Gaseinspritzteil 130 lässt das gasförmige Kältemittel, welches während des Durchlaufens des plattenförmigen Wärmetauschers 131 wärmegetauscht wurde, durch die Zuführleitung 132 zurück in den Kompressor 19 strömen (z.B. leitet der Gaseinspritzteil 130 das besagte gasförmige Kältemittel dorthin), wodurch die Flussrate des in der Kältemittelleitung 11 zirkulierenden Kältemittels erhöht wird.
  • Andererseits kann das vierte Expansionsventil 134 das Kältemittel, welches den plattenförmigen Wärmetauscher 131 durchläuft, expandieren, um es in die Kältemittelleitung 11 strömen zu lassen (z.B. zu leiten), unabhängig davon, ob das Gaseinspritzteil 30 im Fahrzeugheizmodus betrieben wird.
  • Darüber hinaus, wenn das Gaseinspritzteil 130 im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs betrieben wird, (dann) kann das vierte Expansionsventil 134 das Kältemittel, welches den plattenförmigen Wärmetauscher 131 durchläuft, selektiv expandieren oder durchlassen, in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kältemittelexpansion des ersten Expansionsventils 15 (z.B. einer Kältemittelexpansion mittels des ersten Expansionsventils 15).
  • Umgekehrt, wenn der Gaseinspritzteil 130 im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, (dann) kann das vierte Expansionsventil 35 das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchläuft, durchlassen, um es dem Wärmetauscher 14 zuführen.
  • Darüber hinaus, im Kühlmodus des Fahrzeugs ist es möglich, dass das vierte Expansionsventil 134 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel nicht expandiert, sondern es durch die Kältemittelleitung 11 strömen lässt (z.B. durch diese leitet).
  • Nachfolgend wird ein Betrieb und eine Wirkungsweise des Wärmepumpensystems für das Fahrzeug gemäß Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, welches wie oben beschrieben konfiguriert ist, unter Bezugnahme auf 3 bis 5 ausführlich beschrieben.
  • Zunächst wird ein Betrieb zum Kühlen eines Batteriemoduls (nicht gezeigt) im Fahrzeugkühlmodus unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
  • 3 stellt ein Betriebszustandsdiagramm des Kühlens eines Batteriemoduls unter Verwendung eines Kältemittels in einem Fahrzeugkühlmodus in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
  • Bezugnehmend auf 3 führt die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 das Kühlmittel dem Kondensator 13 und dem ersten Kühler 40 durch die Kühlmittelleitung 5 zu, welche mit dem Kondensator 13 und dem ersten Kühler 40 verbunden ist.
  • In der Klimatisierungsanlage 10 arbeiten jeweilige Bestandteil-Elemente davon, um den Innenraum des Fahrzeugs zu kühlen. Dementsprechend wird das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 11 zirkuliert.
  • Hier ist/wird die Kältemittelleitung 11, welche den Wärmetauscher 14 und den Verdampfer 16 verbindet, durch den Betrieb (z.B. die Betätigung) des ersten Expansionsventils 15 geöffnet. Die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 ist/wird durch den Betrieb (z.B. die Betätigung) des zweiten Expansionsventils 23 und des Kältemittelventils 24 geöffnet.
  • Darüber hinaus ist/wird die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des Kältemittelventils 24 geschlossen.
  • Dann kann das Kältemittel, welches den Wärmetauscher 14 durchlaufen hat, entlang der Kältemittelleitung 11 und (entlang) der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 zirkuliert werden.
  • Hier können das erste und das zweite Expansionsventil 15 und 23 das Kältemittel expandieren, so dass das expandierte Kältemittel dem Verdampfer 16 und dem ersten Kühler 40 in zugeordneter Weise zugeführt werden kann.
  • Darüber hinaus kann der Wärmetauscher 14 das vom Kondensator 13 eingebrachte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft weiter kondensieren.
  • Ferner kann das Kühlmittel, welches den ersten Kühler 40 durchläuft, das mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 verbundene Batteriemodul kühlen.
  • Das heißt, das Kühlmittel, welches den ersten Kühler 40 durchläuft, wird durch Wärmeaustausch mit Kältemittel, welches dem ersten Kühler 40 zugeführt wird, gekühlt. Das mittels des ersten Kühlers 40 gekühlte Kühlmittel wird dem Batteriemodul zugeführt. Dementsprechend kann das Batteriemodul mittels des gekühlten Kühlmittels effizient gekühlt werden.
  • Das heißt, das zweite Expansionsventil 23 expandiert einen Teil des Kältemittels, welches den Wärmetauscher 14 durchlaufen hat, so dass das expandierte Kältemittel dem ersten Kühler 40 zugeführt wird. Zur gleichen Zeit kann das Kältemittelventil 24 die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 öffnen und die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 schließen.
  • Daher wird ein Teil des vom Wärmetauscher 14 ausgegebenen Kältemittels durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des zweiten Expansionsventils 23 expandiert, um in einen Zustand niedriger Temperatur und niedrigen Drucks einzutreten, und strömt in den ersten Kühler 40 (hinein), welcher mit der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 verbunden ist.
  • Dann wird das in den ersten Kühler 40 (hinein) strömende Kältemittel mit dem Kühlmittel wärmegetauscht, strömt durch den Akkumulator 17 durch die mit der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 verbundene Kältemittelleitung 11 und strömt dann in den Kompressor 19 (hinein).
  • Ferner strömt das verbleibende Kältemittel, welches vom Wärmetauscher 14 ausgegeben wird, durch die Kältemittelleitung 11, um den Innenraum des Fahrzeugs zu kühlen, und durchläuft der Reihe nach (z.B. der Reihe nach in der nachfolgenden Reihenfolge) das erste Expansionsventil 15, den Verdampfer 16, den Akkumulator 17, den Kompressor 19 und den Kondensator 13.
  • Hier wird die in das HVAC-Modul 12 (hinein) strömende Außenluft gekühlt, während sie den Verdampfer 16 durchläuft, mittels des in den Verdampfer 16 (hinein) strömenden Niedertemperatur-Kältemittels.
  • In diesem Fall verschließt (dann) die Öffnen/Schließen-Tür 12b Teile (z.B. Abschnitte), welche durch den Heizer 12a hindurchgehen (z.B. diesen durchlaufen), so dass die gekühlte Außenluft den Heizer 12a nicht durchläuft. Dementsprechend strömt die gekühlte Außenluft direkt in den Innenraum des Fahrzeugs (hinein) und kühlt dadurch den Fahrzeuginnenraum.
  • Ferner wird das Kältemittel mit einer Kondensationsmenge (z.B. mit einer Kondensatmenge), welche während des sequentiellen Durchlaufens des Kondensators 13 und des Wärmetauschers 14 erhöht wird, expandiert und dem Verdampfer 16 zugeführt, so dass das Kältemittel bei einer niedrigeren Temperatur verdampft werden kann.
  • Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kondensiert der Kondensator 13 das Kältemittel, und der Wärmetauscher 14 kondensiert das Kältemittel zusätzlich, wodurch eine Unterkühlung des Kältemittels vorteilhaft durchgeführt (z.B. herbeigeführt) wird.
  • Darüber hinaus, weil das Kältemittel, in welchem die Unterkühlung durchgeführt (z.B. herbeigeführt) wird, bei einer niedrigeren Temperatur im Verdampfer 16 verdampft wird, kann die Temperatur der Außenluft, welche den Verdampfer 16 durchläuft, weiter gesenkt sein/werden, wodurch die Kühlleistung und die Effizienz (z.B. der Wirkungsgrad) verbessert werden.
  • Ferner stoppt der Betrieb des Gaseinspritzteils 30. Hier kann das vom Kondensator 13 ausgegebene Kältemittel dem Wärmetauscher 14 ohne Expansion im dritten und (im) vierten Expansionsventil 34 und 35 zugeführt werden.
  • Während der Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs kann das Kältemittel den Innenraum im Kühlmodus des Fahrzeugs kühlen und zur gleichen Zeit kann es das Kühlmittel durch Wärmeaustausch kühlen, während es den ersten Kühler 40 durchläuft.
  • Das mittels des ersten Kühlers 40 gekühlte Niedertemperatur-Kühlmittel strömt in das Batteriemodul (hinein). Dementsprechend kann das Batteriemodul mittels des zugeführten Niedertemperatur-Kühlmittels effizient gekühlt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Vorgang (z.B. ein Betrieb) zur Rückgewinnung von Wärme von/aus der externen Wärmequelle und (von) Abwärme von den elektrischen Komponenten im Heizmodus des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
  • 4 stellt ein Betriebszustandsdiagramm zum Rückgewinnen von Wärme von/aus einer externen Wärmequelle und (von) Abwärme von elektrischen Komponenten gemäß einem Heizmodus in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
  • Bezugnehmend auf 4 kann im Heizbetrieb des Fahrzeugs das Wärmepumpensystem Wärme von der externen Wärmequelle aus der Außenluft zusammen mit der Abwärme der elektrischen Komponente 15 absorbieren (z.B. aufnehmen).
  • Zuerst führt die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 dem Heizer 12a, dem Kondensator 13 und dem zweiten Kühler 50 durch die Kühlmittelleitung 5, welche mit dem Heizer 12a, dem Kondensator 13 und dem zweiten Kühler 50 verbunden ist, das Kühlmittel zu.
  • Hier kann das Kühlmittel, welches eine Temperatur hat, welche durch das Absorbieren (z.B. Aufnehmen) von Abwärme von den elektrischen Komponenten erhöht ist/wird, dem zweiten Kühler 50 zugeführt werden. Das heißt, die von den elektrischen Komponenten erzeugte Abwärme erhöht die Temperatur des Kühlmittels, welches (dann) dem zweiten Kühler 50 zugeführt wird.
  • Ferner kann das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens des zweiten Kühlers 50 und des Kondensators 13 von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 (her) erhöht wird, dem Heizer 12a zugeführt werden.
  • In der Klimatisierungsanlage 10 arbeiten jeweilige Bestandteil-Elemente davon, um den Innenraum des Fahrzeugs zu heizen. Dementsprechend wird das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 11 zirkuliert.
  • Hier ist/wird die Kältemittelleitung 11, welche den Kondensator 13 und den Verdampfer 16 verbindet, durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des ersten Expansionsventils 15 geschlossen.
  • Ein Teil (z.B. ein Abschnitt) der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21 ist/wird durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des zweiten Expansionsventils 23 geöffnet.
  • Hier wird ein Teil (z.B. ein Abschnitt) der ersten Kältemittelverbindungsleitung 21, welcher mit dem ersten Kühler 40 verbunden ist, durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des Kältemittelventils 24 geschlossen. Zur selben Zeit ist/wird die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des Kältemittelventils 24 geöffnet.
  • Das zweite Expansionsventil 23 kann das Kältemittel selektiv expandieren und es dem zweiten Kühler 50 zuführen.
  • Das heißt, das zweite Expansionsventil 23 kann das Kältemittel durch die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 durchlassen (z.B. leiten), wenn der Gaseinspritzteil 30 betätigt (z.B. betrieben) wird. Umgekehrt, wenn der Gaseinspritzteil 30 nicht betätigt (z.B. betrieben) wird, (dann) kann das zweite Expansionsventil 23 das Kältemittel in einem expandierten Zustand in die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 (hinein) strömen lassen (z.B. leiten).
  • Ferner kann das vierte Expansionsventil 35 das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchlaufen hat, expandieren, um es (dann) dem Wärmetauscher 14 zuzuführen.
  • Dementsprechend gewinnt der Wärmetauscher 14 Wärme von der externen Wärmequelle zurück, während er das expandierte Kältemittel durch Wärmeaustausch zwischen dem expandierten Kältemittel und der Außenluft verdampft.
  • Darüber hinaus wird das Kühlmittel, dessen Temperatur durch das Absorbieren der Abwärme der elektrischen Komponenten erhöht wird, zurückgewonnen, während es den zweiten Kühler 50 durchläuft und die Temperatur des dem zweiten Kühler 50 zugeführten Kältemittels erhöht.
  • Das heißt, der zweite Kühler 50 empfängt das vom Wärmetauscher 14 zugeführte und mittels des zweiten Expansionsventils 23 expandierte Kältemittel durch die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 und verdampft das zugeführte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponenten gestiegen ist (z.B. erhöht wurde), wodurch die Abwärme von den elektrischen Komponenten zurückgewonnen wird.
  • Dann wird das Kältemittel, welches den zweiten Kühler 50 durchlaufen hat, dem Akkumulator 17 zugeführt.
  • Das dem Akkumulator 17 zugeführte Kältemittel wird in Gas und Flüssigkeit getrennt (z.B. aufgeteilt). Das gasförmige Kältemittel des in Gas und Flüssigkeit getrennten Kältemittels wird dem Kompressor 19 zugeführt.
  • Das im Kompressor 19 bei einer hohen Temperatur und hohem Druck komprimierte Kältemittel strömt in den Kondensator 13 (hinein).
  • Hier kann das dem Kondensator 13 zugeführte Kältemittel, während es mit dem durch die Kühlmittelleitung 5 zugeführten Kühlmittel wärmegetauscht wird, die Temperatur des Kühlmittels erhöhen. Das Kühlmittel, dessen Temperatur erhöht wurde, wird dem Heizer 12a zugeführt.
  • Ferner ist/wird die Öffnen/Schließen-Tür 12b geöffnet, so dass die Außenluft, welche in das HVAC-Modul 12 (hinein) strömt und dann den Verdampfer 16 durchläuft, den Heizer 12a durchläuft.
  • Dementsprechend strömt die von außen (ein)strömende Außenluft im Raumtemperatur-Zustand, in welchem sie beim Durchlaufen des Verdampfers 16, welchem kein Kältemittel zugeführt wird, nicht gekühlt wird. Die (ein)strömende Außenluft wird während des Durchlaufens des Heizers 12a in einen Hochtemperatur-Zustand überführt (z.B. umgewandelt), um (dann) in den Fahrzeuginnenraum (hinein) zu strömen, so dass der Fahrzeuginnenraum geheizt werden kann.
  • Hier, wenn der Gaseinspritzteil 30 betätigt (z.B. betrieben) wird, (dann) ist/wird die Zuführleitung 32 durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des Steuerventils 33 geöffnet.
  • In diesem Zustand expandiert das dritte Expansionsventil 34 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel, um es dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zuzuführen.
  • Von dem Kältemittel, welches dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zugeführt wird, wird das gasförmige Kältemittel dem Kompressor 19 durch die geöffnete Zuführleitung 32 zugeführt.
  • Das heißt, der Gaseinspritzteil 30 lässt das gasförmige Kältemittel, welches während des Durchlaufens des Gas-Flüssigkeit-Trenners 31 wärmegetauscht wird/wurde, zurück in den Kompressor 19 durch die Zuführleitung 32 strömen (z.B. leitet es dorthin), wodurch die Flussrate des in der Kältemittelleitung 11 zirkulierenden Kältemittels erhöht wird.
  • Darüber hinaus strömt das flüssige Kältemittel, welches vom Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durch die Kältemittelleitung 11 ausgegeben wird, in den Wärmetauscher 14 (hinein) entlang der Kältemittelleitung 11, welche durch die Betätigung des vierten Expansionsventils 35 geöffnet ist/wird.
  • In diesem Fall kann (dann) das vierte Expansionsventil 35 das vom Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zugeführte Kältemittel expandieren.
  • Das heißt, der Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 des Gaseinspritzteils 30 kann das gasförmige Kältemittel zum Kompressor 19 (hin) durch die Zuführleitung 32 umleiten und kann das flüssige Kältemittel dem vierten Expansionsventil 35 zuführen.
  • Dann kann das Kältemittel während des Durchlaufens des vierten Expansionsventils 35 expandiert werden und kann durch Wärmeaustausch mit der Außenluft im Wärmetauscher 14 verdampft werden.
  • Darüber hinaus kann das Kältemittel die Abwärme von dem Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponenten vom zweiten Kühler 50 (her) angestiegen ist, problemlos zurückgewinnen, wodurch die Heizleistung und die Effizienz (z.B. der Wirkungsgrad) verbessert werden.
  • Das heißt, das Wärmepumpensystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform absorbiert die externe Wärmequelle (z.B. die Abwärme der externen Wärmequelle) im Wärmetauscher 14, wenn in einem anfänglichen Start-Leerlaufzustand (IDLE) oder in einem anfänglichen Fahrzustand des Fahrzeugs ein Heizen erforderlich ist, und es erhöht die Temperatur des Kältemittels unter Verwendung der Abwärme der elektrischen Komponenten, so dass der Leistungsverbrauch (z.B. Stromverbrauch) des Kompressors 19 reduziert werden kann und die Heizeffizienz verbessert werden kann.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung die Heizeffizienz und die -leistung verbessern, während sie eine Verwendungsmenge (z.B. eine Nutzungsdauer) eines separaten elektrischen Heizers minimiert.
  • Darüber hinaus kann das Gaseinspritzteil 30 die Heizleistung maximieren, indem es die Flussrate des in der Kältemittelleitung 11 zirkulierenden Kältemittels erhöht.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Vorgang (z.B. ein Betrieb) für einen Entfeuchtungsmodus eines Fahrzeugs unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • 5 stellt ein Betriebszustandsdiagramm eines Entfeuchtungsmodus in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dar.
  • Bezugnehmend auf 5 kann das Wärmepumpensystem den Entfeuchtungsmodus durchführen, während es den Fahrzeuginnenraum (be)heizt.
  • Zunächst führt die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 dem Heizer 12a und dem Kondensator 13 das Kühlmittel durch die mit dem Heizer 12a und dem Kondensator 13 verbundene Kühlmittelleitung 5 zu.
  • Hier kann das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens des Kondensators 13 von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung 3 (her) erhöht wird, dem Heizer 12a zugeführt werden.
  • Ferner arbeiten in der Klimatisierungsanlage 10 jeweilige Bestandteil-Elemente davon, um den Innenraum des Fahrzeugs zu (be)heizen und zu entfeuchten. Dementsprechend wird das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 11 zirkuliert.
  • Die Kältemittelleitung 11, welche den Wärmetauscher 14 und den Verdampfer 16 (miteinander) verbindet, ist/wird mittels des ersten Expansionsventils 15 geöffnet.
  • Die erste Kältemittelverbindungsleitung 21 ist/wird durch das zweite Expansionsventil 23 geschlossen. Zur selben Zeit kann in einem Zustand, in welchem die zweite Kältemittelverbindungsleitung 22 auch geschlossen ist/wird, das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 11 zirkulieren.
  • Hier kann das erste Expansionsventil 15 das der Kältemittelleitung 11 zugeführte Kältemittel expandieren, so dass das expandierte Kältemittel dem Verdampfer 16 zugeführt werden kann.
  • Das expandierte Kältemittel, welches dem Verdampfer 16 durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des ersten Expansionsventils 15 zugeführt wird, wird mit der Außenluft, welche den Verdampfer 16 durchläuft, wärmegetauscht und wird dann dem Akkumulator 17 entlang der (z.B. durch die) Kältemittelleitung 11 zugeführt.
  • Das dem Akkumulator 17 zugeführte Kältemittel wird in Gas und Flüssigkeit getrennt (z.B. aufgeteilt). Das gasförmige Kältemittel des in Gas und Flüssigkeit getrennten Kältemittels wird dem Kompressor 19 zugeführt.
  • Das im Kompressor 19 bei einer hohen Temperatur und hohem Druck komprimierte Kältemittel strömt in den Kondensator 13 (hinein).
  • Hier kann das dem Kondensator 13 zugeführte Kältemittel, während es mit dem durch die Kühlmittelleitung 5 zugeführten Kühlmittel wärmegetauscht wird, die Temperatur des Kühlmittels erhöhen. Das Kühlmittel, dessen Temperatur erhöht wurde, wird dem Heizer 12a zugeführt.
  • Hier ist/wird die Öffnen/Schließen-Tür 12b geöffnet, so dass die Außenluft, welche in das HVAC-Modul 12 (hinein) strömt und dann den Verdampfer 16 durchläuft, den Heizer 12a durchläuft.
  • Das heißt, die in das HVAC-Modul 12 (hinein) strömende Außenluft wird entfeuchtet, während sie den Verdampfer 16 durchläuft, mittels des in den Verdampfer 16 (hinein) strömenden Niedertemperatur-Kältemittels. Dann wird sie, während sie den Heizer 12a durchläuft, in einen Hochtemperatur-Zustand umgewandelt (z.B. überführt), um (dann) in den Innenraum des Fahrzeugs (hinein) zu strömen, wodurch der Innenraum des Fahrzeugs geheizt/beheizt und entfeuchtet wird (z.B. wodurch sie den Innenraum des Fahrzeugs (be)heizt und entfeuchtet).
  • Ferner kann der Gaseinspritzteil 30 im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs selektiv betrieben werden.
  • Zunächst, wenn der Gaseinspritzteil 30 nicht arbeitet (z.B. nicht in Betrieb ist), (dann) expandieren das dritte und das vierte Expansionsventil 34 und 35 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel nicht, sondern führen es dem Wärmetauscher 14 zu.
  • Dementsprechend kann der Wärmetauscher 14 das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft kondensieren.
  • Im Gegensatz dazu, wenn der Gaseinspritzteil 30 betrieben wird, (dann) ist/wird die Zuführleitung 32 durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des Steuerventils 33 geöffnet.
  • In diesem Zustand expandiert (dann) das dritte Expansionsventil 34 das vom Kondensator 13 zugeführte Kältemittel, um es dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zuzuführen.
  • Von dem Kältemittel, welches dem Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 zugeführt wird, wird das gasförmige Kältemittel dem Kompressor 19 durch die geöffnete Zuführleitung 32 zugeführt.
  • Das heißt, das Gaseinspritzteil 30 lässt das gasförmige Kältemittel, welches während des Durchlaufens des Gas-Flüssigkeit-Trenners 31 wärmegetauscht wird/wurde, zurück in den Kompressor 19 durch die Zuführleitung 32 strömen (z.B. leitet das Gaseinspritzteil 30 das besagte gasförmige Kältemittel zurück in den Kompressor durch die Zuführleitung 32), wodurch die Flussrate des in der Kältemittelleitung 11 zirkulierenden Kältemittels erhöht wird.
  • Darüber hinaus strömt das flüssige Kältemittel, welches vom Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durch die Kältemittelleitung 11 ausgegeben wird, in den Wärmetauscher 14 (hinein) entlang der durch die Betätigung (z.B. den Betrieb) des vierten Expansionsventils 35 geöffneten Kältemittelleitung 11.
  • Darüber hinaus kann das vierte Expansionsventil 35 das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 durchlaufen hat, selektiv expandieren oder durchlassen, in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kältemittelexpansion des ersten Expansionsventils 15 (z.B. einer Kältemittelexpansion mittels des ersten Expansionsventils 15).
  • Dementsprechend kann der Wärmetauscher 14 das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft kondensieren oder verdampfen.
  • Das heißt, der Gas-Flüssigkeit-Trenner 31 des Gaseinspritzteils 30 kann das gasförmige Kältemittel zum Kompressor 19 durch die Zuführleitung 32 umleiten und kann das flüssige Kältemittel dem vierten Expansionsventil 35 zuführen.
  • Dann kann das Kältemittel selektiv expandiert werden, während es das vierte Expansionsventil 35 durchläuft, und kann durch Wärmeaustausch mit der Außenluft im Wärmetauscher 14 kondensiert oder verdampft werden.
  • Dementsprechend, wie oben beschrieben, wenn das Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung verwendet wird, (dann) kann eine Vereinfachung des Systems realisiert werden, unter Verwendung eines ersten Kühlers 40, in welchem ein Kältemittel und ein Kühlmittel wärmegetauscht werden, um eine Temperatur eines Batteriemoduls gemäß einem Fahrzeugmodus zu steuern.
  • Darüber hinaus, gemäß dem Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist es möglich, die Heizeffizienz zu verbessern, unter Verwendung des zweiten Kühlers 50 als einen anderen Kühler, welcher Abwärme von elektrischen Komponenten in einem FahrzeugHeizmodus zurückgewinnt, und unter selektiver Verwendung einer externen Wärmequelle oder der Abwärme von den elektrischen Komponenten.
  • Darüber hinaus, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, durch effizientes Steuern einer Temperatur eines Batteriemoduls ist es möglich, das Batteriemodul mit optimaler Leistung zu betreiben, und eine Gesamtlaufleistung des Fahrzeugs kann durch eine effiziente Verwaltung (z.B. ein effizientes Steuern) des Batteriemoduls erhöht werden.
  • Darüber hinaus, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist es möglich, die Heizleistung zu maximieren, durch selektives Erhöhen einer Kältemittel-Flussrate in einem Fahrzeug-Heiz- oder einem -Entfeuchtungsmodus durch Verwendung des Gaseinspritzteils 30.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung die Herstellungskosten und das Gewicht durch Vereinfachung des Gesamtsystems reduzieren und kann die Raumnutzung verbessern.
  • Obwohl diese Offenbarung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktische Ausführungsformen angesehen wird, ist es zu verstehen, dass die Offenbarung/Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu bestimmt ist, verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abzudecken, welche im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.

Claims (20)

  1. Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, welches aufweist: eine Klimatisierungsanlage (10), welche ein Kältemittel durch eine Kältemittelleitung (11) zirkulieren lässt, eine Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3), welche ein Kühlmittel durch eine Kühlmittelleitung (5) zirkulieren lässt, einen ersten Kühler (40), welcher mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durch die Kühlmittelleitung (5) verbunden ist, welcher mit der Kältemittelleitung (11) durch eine erste Kältemittelverbindungsleitung (21) verbunden ist und welcher ein selektiv eingebrachtes Kühlmittel mit einem von der Klimatisierungsanlage (10) zugeführten Kältemittel wärmetauscht, um eine Temperatur des Kühlmittels zu steuern, und einen zweiten Kühler (50), welcher mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durch die Kühlmittelleitung (5) verbunden ist, welcher mit einer zweiten Kältemittelverbindungsleitung (22) verbunden ist, so dass ein Kältemittel von der Klimatisierungsanlage (10) zugeführt wird, und welcher eine Temperatur des Kältemittels mittels Wärmeaustauschs des Kühlmittels und des Kältemittels erhöht, so dass Abwärme von dem Kühlmittel, welches selektiv dorthineinströmt, zurückgewonnen wird, wobei die Klimatisierungsanlage (10) einen Gaseinspritzteil (30, 130) aufweist, welcher einen Teil des Kältemittels, welches einen Kondensator (13) durchläuft, zu einem Kompressor (19) umleitet, um eine Flussrate des in der Kältemittelleitung (11) zirkulierenden Kältemittels zu erhöhen.
  2. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Klimatisierungsanlage (10) aufweist: ein HVAC-Modul (12), welches aufweist einen Verdampfer (16), welcher mit diesem durch die Kältemittelleitung (11) verbunden ist, und eine Tür (12b), welche Außenluft, welche den Verdampfer (16) durchläuft, selektiv in einen Heizer (12a) strömen lässt, gemäß einem Kühl-, einem Heiz- und einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs, den Kondensator (13), welcher mit der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durch die Kühlmittelleitung (5) verbunden ist, so dass das Kühlmittel hindurchläuft, und welcher das durch die Kältemittelleitung (11) zugeführte Kältemittel mit dem Kühlmittel wärmetauscht, einen Kompressor (19), welcher zwischen dem Verdampfer (16) und dem Kondensator (13) durch die Kältemittelleitung (11) angeschlossen ist, einen Wärmetauscher (14), welcher in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Kondensator (13) und dem Verdampfer (16) bereitgestellt ist, ein erstes Expansionsventil (15), welches in der Kältemittelleitung (11) bereitgestellt ist, welche den Wärmetauscher (14) und den Verdampfer (16) verbindet, ein zweites Expansionsventil (23), welches in der ersten Kältemittelverbindungsleitung (21) bereitgestellt ist, und einen Akkumulator (17), welcher in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Verdampfer (16) und dem Kompressor (19) bereitgestellt ist.
  3. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei: ein Ende der ersten Kältemittelverbindungsleitung (21) mit der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Wärmetauscher (14) und dem ersten Expansionsventil (15) verbunden ist, ein anderes Ende der ersten Kältemittelverbindungsleitung (21) mit der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Akkumulator (17) und dem Verdampfer (16) verbunden ist, ein Ende der zweiten Kältemittelverbindungsleitung (22) mit der ersten Kältemittelverbindungsleitung (21) durch ein Kältemittelventil (24) zwischen dem zweiten Expansionsventil (23) und dem ersten Kühler (40) verbunden ist, so dass das Kältemittel, welches den Wärmetauscher (14) durchlaufen hat, den zweiten Kühler (50) durchläuft, und ein anderes Ende der zweiten Kältemittelverbindungsleitung (22) mit dem Akkumulator (17) verbunden ist.
  4. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das zweite Expansionsventil (23) das Kältemittel, welches den Wärmetauscher (14) durchlaufen hat, gemäß einem Modus des Fahrzeugs selektiv expandiert, um das Kältemittel in die erste Kältemittelverbindungsleitung (21) strömen zu lassen oder um das Kältemittel durch die erste Kältemittelverbindungsleitung (21) zu leiten.
  5. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Gaseinspritzteil (30) aufweist: einen Gas-Flüssigkeit-Trenner (31), welcher in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Kondensator (13) und dem Wärmetauscher (14) bereitgestellt ist, wobei der Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) eingerichtet ist, um ein gasförmiges Kältemittel und ein flüssiges Kältemittel von dem Kältemittel, welches den Kondensator (13) durchlaufen hat, zu trennen und selektiv auszugeben, eine Zuführleitung (32), welche den Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) und den Kompressor (19) verbindet, wobei die Zuführleitung (32) eingerichtet ist, um das gasförmige Kältemittel vom Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) dem Kompressor (19) selektiv zuzuführen, ein Steuerventil (33), welches in der Zuführleitung (32) bereitgestellt ist, ein drittes Expansionsventil (34), welches in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Kondensator (13) und dem Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) bereitgestellt ist, und ein viertes Expansionsventil (35), welches in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) und dem Tauscher (14) bereitgestellt ist.
  6. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß Anspruch 5, wobei, wenn der Gaseinspritzteil (30) in einem Heizmodus des Fahrzeugs betrieben wird, das dritte Expansionsventil (34) das vom Kondensator (13) zugeführte Kältemittel expandiert, um das Kältemittel dem Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) zuzuführen, und das vierte Expansionsventil (35) das vom Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) zugeführte Kältemittel expandiert, um das Kältemittel in die Kältemittelleitung (11) zu leiten.
  7. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei: wenn der Gaseinspritzteil (30) in einem Heizmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, das dritte Expansionsventil (34) das vom Kondensator (13) zugeführte Kältemittel durchlässt und das vierte Expansionsventil (35) das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) durchlaufen hat, expandiert, um das Kältemittel dem Wärmetauscher (14) zuzuführen.
  8. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei, wenn der Gaseinspritzteil (30) in einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs nicht betrieben wird, das dritte Expansionsventil (34) das vom Kondensator (13) zugeführte Kältemittel durchlässt und das vierte Expansionsventil (35) das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) durchlaufen hat, durchlässt, um das Kältemittel dem Wärmetauscher (14) zuzuführen.
  9. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei, wenn der Gaseinspritzteil (30) in einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs betrieben wird, das dritte Expansionsventil (34) das vom Kondensator (13) zugeführte Kältemittel expandiert, um das Kältemittel dem Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) zuzuführen, und das vierte Expansionsventil (35) das Kältemittel, welches den Gas-Flüssigkeit-Trenner (31) durchlaufen hat, selektiv expandiert oder durchlässt, in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kältemittelexpansion im ersten Expansionsventil (15).
  10. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei in einem Kühlmodus des Fahrzeugs das dritte und das vierte Expansionsventil (34, 35) das vom Kondensator (13) zugeführte Kältemittel nicht expandieren, sondern das Kältemittel durch die Kältemittelleitung (11) strömen lassen.
  11. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei das Steuerventil (33), wenn der Gaseinspritzteil (30) betrieben wird, arbeitet, so dass die Zuführleitung (32) geöffnet ist.
  12. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Expansionsventil (15, 23, 34, 35) elektronische Expansionsventile sind, welche das Kältemittel selektiv expandieren, während sie das Strömen des Kältemittels steuern.
  13. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei der Wärmetauscher (14) das im Kondensator (13) kondensierte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft kondensiert oder verdampft, gemäß einer selektiven Betätigung des vierten Expansionsventils (35).
  14. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei, wenn ein Batteriemodul in einem Kühlmodus des Fahrzeugs gekühlt wird: die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) das Kühlmittel dem Kondensator (13) und dem ersten Kühler (40) durch die Kühlmittelleitung (5), welche mit dem Kondensator (13) und dem ersten Kühler (40) verbunden ist, zuführt, in der Klimatisierungsanlage (10), in einem Zustand, in welchem durch Betätigung des zweiten Expansionsventils (23) und des Kältemittelventils (24) die erste Kältemittelverbindungsleitung (21) geöffnet ist und die zweite Kältemittelverbindungsleitung (22) geschlossen ist, das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung (11) und der ersten Kältemittelverbindungsleitung (21) zirkuliert wird, das erste und das zweite Expansionsventil (15, 23) das Kühlmittel expandieren, so dass ein expandiertes Kühlmittel dem Verdampfer (16) und dem ersten Kühler (40) in zugeordneter Weise zugeführt wird, und der Wärmetauscher (14) das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft kondensiert.
  15. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 14, wobei beim Rückgewinnen von Wärme von einer externen Wärmequelle und von Abwärme von elektrischen Komponenten in einem Heizmodus des Fahrzeugs: die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) das Kühlmittel dem Heizer (12a), dem Kondensator (13) und dem zweiten Kühler (50) durch die mit dem Heizer (12a), dem Kondensator (13) und dem zweiten Kühler (50) verbundene Kühlmittelleitung (5) zuführt, dem Heizer (12a) ein Kühlmittel mit erhöhter Temperatur zugeführt wird, während es den zweiten Kühler (50) und den Kondensator (13) von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durchläuft, in der Klimatisierungsanlage (10) eine Kältemittelleitung (11), welche den Wärmetauscher (14) und den Verdampfer (16) verbindet, mittels des ersten Expansionsventils (15) geschlossen ist, ein Teil der ersten Kältemittelverbindungsleitung (21), welcher mit dem ersten Kühler (40) verbunden ist, mittels des Kältemittelventils (24) geschlossen ist und die zweite Kältemittelverbindungsleitung (22) mittels des Kältemittelventils (24) geöffnet ist, das zweite Expansionsventil (23) das Kältemittel selektiv expandiert, um das Kältemittel dem zweiten Kühler (50) zuzuführen, der Wärmetauscher (14) das Kältemittel durch Wärmeaustausch mit Außenluft verdampft, und der Gaseinspritzteil (30) selektiv betrieben wird.
  16. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 5 bis 15, wobei in einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs: die Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) das Kühlmittel dem Heizer (12a) und dem Kondensator (13) durch die mit dem Heizer (12a) und dem Kondensator (13) verbundene Kühlmittelleitung (5) zuführt, dem Heizer (12a) ein Kühlmittel mit erhöhter Temperatur zugeführt wird, während es den Kondensator (13) von der Kühlmittelzirkulationsvorrichtung (3) durchläuft, in der Klimatisierungsanlage (10) in einem Zustand, in welchem durch eine Betätigung des zweiten Expansionsventils (23) die erste Kältemittelverbindungsleitung (21) geschlossen ist und die zweite Kältemittelverbindungsleitung (22) geschlossen ist, das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung (11) zirkuliert wird, das erste Expansionsventil (15) das Kältemittel expandiert, so dass das expandierte Kältemittel dem Verdampfer (16) zugeführt wird, und der Gaseinspritzteil (30) selektiv betrieben wird.
  17. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 16, wobei der Wärmetauscher (14) das Kältemittel, welches den Kondensator (13) durchlaufen hat, selektiv kondensiert oder verdampft, in Abhängigkeit davon, ob der Gaseinspritzteil (30) betrieben wird.
  18. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Gaseinspritzteil (130) aufweist: einen plattenförmigen Wärmetauscher (131), welcher in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Kondensator (13) und dem Wärmetauscher (14) bereitgestellt ist, eine Zuführleitung (132), welche aufweist: ein Ende, welches mit der Kältemittelleitung (11) zwischen dem Kondensator (13) und dem plattenförmigen Wärmetauscher (131) verbunden ist, und ein anderes Ende, welches mit dem Kompressor (19) durch den plattenförmigen Wärmetauscher (131) verbunden ist, ein drittes Expansionsventil (133), welches in der Zuführleitung (132) an einem vorderen Ende des plattenförmigen Wärmetauschers (131) bereitgestellt ist, und ein viertes Expansionsventil (134), welches in der Kältemittelleitung (11) zwischen dem plattenförmigen Wärmetauscher (131) und dem Wärmetauscher (14) bereitgestellt ist.
  19. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 18, wobei der Kondensator (13) ein wassergekühlter Wärmetauscher ist und der Wärmetauscher (14) ein luftgekühlter Wärmetauscher ist.
  20. Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Gaseinspritzteil (30, 130) in einem Heiz- oder einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs selektiv arbeitet.
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