DE102021130340A1 - Thermische-verwaltung-system für ein fahrzeug - Google Patents

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Jae Yeon Kim
Jeawan Kim
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Abstract

Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug, welches aufweist: eine Kühlvorrichtung (10), welche einen Radiator (12), eine erste Wasserpumpe (14) und ein erstes Ventil (V1) aufweist, welche mittels einer Kühlmittelleitung (11) verbunden sind, und welche ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung (11) zirkuliert, um zumindest eine elektrische Komponente (15), welche an der Kühlmittelleitung (11) bereitgestellt ist, zu kühlen, eine erste Verbindungsleitung (21), welche mit der Kühlmittelleitung (11) durch das erste Ventil (V1) selektiv verbunden ist, eine zweite Verbindungsleitung (31), welche mit der ersten Verbindungsleitung (21) durch das zweite Ventil (V2) selektiv verbunden ist, und einen Heizer (30), welcher an der zweiten Verbindungsleitung (31) bereitgestellt ist, wobei die erste Verbindungsleitung (21) mit einem Kondensator (53) bereitgestellt ist, welcher in einer Luft-Klimatisierungsvorrichtung (50) enthalten ist, und der Heizer (30) innerhalb eines HVAC-Moduls (52) bereitgestellt ist, welches in der Luft-Klimatisierungsvorrichtung (50) enthalten ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft ein Thermische-Verwaltung-System (z.B. ein Wärmemanagementsystem, z.B. ein Wärmeverwaltungssystem) für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung/Erfindung ein Thermische-Verwaltung-System (z.B. ein Wärmemanagementsystem, z.B. ein Wärmeverwaltungssystem) für ein Fahrzeug, welche eine Heizeffizienz durch Verwendung von Abwärme verbessert, welche von elektrischen Komponenten erzeugt wird, und ein Innenraum-Kühlen des Fahrzeugs unter Verwendung eines Kältemittels oder eines Kühlmittels durchführt.
  • Beschreibung bezogener Technik
  • Da Umweltprobleme und Energieressourcenprobleme zunehmend wichtiger werden, stehen Elektrofahrzeuge als ein Transportmittel der Zukunft im Rampenlicht. Da das Elektrofahrzeug ein Batteriemodul verwendet, in welchem eine Mehrzahl von wiederaufladbaren Batterien (Zellen), welche aufgeladen oder entladen werden können, zu einem einzigen Paket als eine primäre Energiequelle gebildet sind, gibt es keine Abgase und der Lärm ist sehr gering.
  • Dieses Elektrofahrzeug wird mittels eines Antriebselektromotors angetrieben, welcher durch Leistung arbeitet, welche aus dem Batteriemodul zugeführt wird. Darüber hinaus ist das Elektrofahrzeug mit elektrischen Komponenten zum Steuern und Verwalten des Antriebselektromotors und zum Aufladen des Batteriemoduls zusammen mit einer Mehrzahl von elektronischen Komfortvorrichtungen ausgestattet.
  • Allerdings erzeugen das Batteriemodul und die elektrischen Komponenten zusammen mit dem Antriebselektromotor, welcher als die primäre Leistungsquelle des Elektrofahrzeugs verwendet wird, eine sehr große Menge an Wärme, so dass eine effiziente Kühlung erforderlich ist, und eine effiziente Temperaturverwaltung der elektrischen Komponenten und des Batteriemoduls können ein sehr wichtiges Problem sein.
  • Konventionell wird ein separates Kühlsystem verwendet, um die Temperatur der elektrischen Komponente und des Batteriemoduls zu steuern, aber die Kapazität muss gemäß der Größe der elektrischen Komponente und des Batteriemoduls erhöht werden, so dass es ein Problem dahingehend gibt, dass der Platz begrenzt ist. Darüber hinaus, wenn die Kapazität eines jeden Kühlsystems erhöht wird, besteht auch ein Problem, dass die erforderliche Leistung, um das Kühlsystem zu betreiben, erhöht wird.
  • Dementsprechend ist im Elektrofahrzeug, um die Energieeffizienz bei gleichzeitiger Sicherstellung der Langlebigkeit der elektrischen Komponente und des Batteriemoduls zu maximieren, eine Technologieentwicklung zur effizienten Nutzung der von der elektrischen Komponente erzeugten Abwärme zusammen mit der Temperatursteuerung der elektrischen Komponente und der Batterie gewünscht.
  • Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Offenbarung/Erfindung“ offengelegten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Offenbarung/Erfindung und können daher Informationen enthalten, welche nicht den Stand der Technik bilden, welcher einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung/Erfindung adressiert das oben beschriebene Problem und stellt ein Thermische-Verwaltung-System (z.B. ein Wärmemanagementsystem, z.B. ein Wärmeverwaltungssystem) für ein Fahrzeug, z.B. für ein Kraftfahrzeug, bereit zum Fördern der Vereinfachung eines Gesamtsystems durch Heizen des Innenraums des Fahrzeugs unter Verwendung der von elektrischen Komponenten erzeugten Abwärme und (durch) Kühlen des Innenraums des Fahrzeugs unter Verwendung des Kältemittels oder des Kühlmittels.
  • Ein Thermische-Verwaltung-System (z.B. ein Wärmemanagementsystem, z.B. ein Wärmeverwaltungssystem) für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weist auf: eine Kühlvorrichtung, welche einen Radiator, eine erste Wasserpumpe und ein erstes Ventil aufweist, welche mittels einer Kühlmittelleitung (miteinander) verbunden sind, und welche ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung zirkuliert (z.B. zirkulieren lässt), um zumindest eine elektrische Komponente, welche an der Kühlmittelleitung bereitgestellt ist, zu kühlen, eine erste Verbindungsleitung, welche mit der Kühlmittelleitung durch das erste Ventil selektiv verbunden ist, eine zweite Verbindungsleitung, welche mit der ersten Verbindungsleitung durch das zweite Ventil selektiv verbunden ist, und einen Heizer, welcher an der zweiten Verbindungsleitung bereitgestellt ist, wobei die erste Verbindungsleitung mit einem Kondensator (z.B. einem Verflüssiger) bereitgestellt ist, welcher in einer Luft-Klimatisierungsvorrichtung (z.B. einer Luft-Klimaanlage) enthalten ist, und der Heizer innerhalb eines HVAC(Heizung, Lüftung und Luftklimatisierung, von engl. „Heating, ventilation, and air conditioning“)-Moduls bereitgestellt ist, welches in der Luft-Klimatisierungsvorrichtung enthalten ist.
  • Die Luft-Klimatisierungsvorrichtung kann aufweisen: das HVAC-Modul, welches Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs gemäß einem Kühlmodus, einem Heizmodus und einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs selektiv einströmen lässt (z.B. dorthinein leitet), den Kondensator, welcher mit der ersten Verbindungsleitung verbunden ist, um das Kühlmittel innen (z.B. in der ersten Verbindungsleitung) zu zirkulieren (z.B. zirkulieren zu lassen), und welcher das durch die Kältemittelleitung zugeführte Kältemittel mit dem Kühlmittel wärmetauscht, einen Verdampfer, welcher mit dem Kondensator durch die Kältemittelleitung verbunden ist und welcher das Kältemittel verdampft, einen Kompressor, welcher zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator durch die Kältemittelleitung angeschlossen ist, und ein Expansionsventil, welches an der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer bereitgestellt ist.
  • Der Verdampfer kann vor dem Heizer innerhalb des HVAC-Moduls basierend auf einer Richtung, in welcher die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs (hin)einströmt (z.B. eingeleitet wird), angeordnet sein, so dass die in das HVAC-Modul (hin)einströmende Außenluft zuerst (z.B. zuerst den Verdampfer, z.B. zuerst den Verdampfer und dann den Heizer) durchläuft.
  • Ein Sub-Kondensator kann an der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer ferner bereitgestellt sein.
  • Der Kondensator kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein und der Sub-Kondensator sowie der Verdampfer können (jeweils) ein luftgekühlter Wärmetauscher sein.
  • Innerhalb des HVAC-Moduls kann ein Kühler, welcher ein Niedrige-Temperatur-Kühlmittel selektiv einleitet (z.B. einströmen lässt), bereitgestellt sein.
  • Der Kühler kann vor dem Heizer innerhalb des HVAC-Moduls basierend auf der Richtung, in welcher die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs (hin)einströmt (z.B. eingeleitet wird), angeordnet sein, so dass die in das HVAC-Modul einströmende Außenluft zuerst (z.B. zuerst den Kühler, z.B. zuerst den Kühler und dann den Heizer) durchläuft.
  • Der Kühler kann an der dritten Verbindungsleitung bereitgestellt sein, welche mit der Kühlmittelleitung durch die Betätigung eines dritten Ventils selektiv verbunden ist/wird, welches an der Kühlmittelleitung zwischen dem Radiator und der elektrischen Komponente bereitgestellt ist.
  • Der Verdampfer kann mit der dritten Verbindungsleitung verbunden sein, so dass das Kühlmittel im Inneren (z.B. in der dritten Verbindungsleitung) zirkuliert (z.B. zirkuliert wird), und verdampft das durch die Kältemittelleitung zugeführte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel.
  • Ein Sub-Kondensator kann an der Kältemittelleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer ferner bereitgestellt sein, der Kondensator und der Verdampfer können (jeweils) ein wassergekühlter Wärmetauscher sein und der Sub-Kondensator kann ein luftgekühlter Wärmetauscher sein.
  • Das Kühlmittel, dessen Temperatur durch Wärmeaustausch mit dem Kältemittel während des Durchlaufens des Verdampfers verringert wird, kann dem Kühler durch die dritte Verbindungsleitung im Kühlmodus des Fahrzeugs zugeführt werden.
  • Eine dritte Wasserpumpe kann an der dritten Verbindungsleitung zwischen dem dritten Ventil und dem Verdampfer bereitgestellt sein.
  • Das dritte Ventil kann die Kühlmittelleitung und die dritte Verbindungsleitung (miteinander) verbinden, so dass das Kühlmittel, welches während des Durchlaufens des Verdampfers gekühlt wird, dem Kühler im Kühlmodus des Fahrzeugs zugeführt wird.
  • Das dritte Ventil kann ein 4-Wege-Ventil sein.
  • Das erste Ventil kann die Kühlmittelleitung und die erste Verbindungsleitung (miteinander) verbinden, so dass das Kühlmittel dem Kondensator in einem Kühlmodus und (in) einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs zugeführt wird.
  • Das zweite Ventil kann die zweite Verbindungsleitung mit der ersten Verbindungsleitung verbinden, um das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur, welches die elektrische Komponente durchläuft, dem Heizer im Heizmodus des Fahrzeugs zuzuführen.
  • Ein Reservoir-Tank (z.B. ein Vorratsbehälter) kann an der Kühlmittelleitung zwischen dem Radiator und dem ersten Ventil bereitgestellt sein.
  • Eine zweite Wasserpumpe kann an der ersten Verbindungsleitung zwischen dem ersten Ventil und dem Kondensator bereitgestellt sein.
  • Das erste und das zweite Ventil können 4-Wege-Ventile (z.B. jeweils ein 4-Wege-Ventil) sein.
  • Die elektrische Komponente kann aufweisen: einen Elektromotor, eine Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit (EPCU, von engl. „electric power control unit“), einen Inverter (z.B. einen Wechselrichter), ein fahrzeugeigenes Ladegerät (OBC, von engl. „on-board charger“, z.B. ein On-Board-Ladegerät), einen Leistungsumwandler oder eine Autonomes-Fahren-Steuereinheit.
  • Wie oben beschrieben, gemäß dem Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, durch das Heizen des Fahrzeug-Innenraums unter Verwendung der Abwärme, welche von den elektrischen Komponenten erzeugt wird, und durch das Durchführen des Innenraum-Kühlens des Fahrzeugs unter Verwendung des Kältemittels oder des Kühlmittels kann eine Vereinfachung und Einfachheit des Gesamtsystems erreicht werden.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung die Heizeffizienz verbessern, indem die von den elektrischen Komponenten erzeugte Abwärme (zu)rückgewonnen wird, welche für das Innenraum-Heizen zu verwenden ist (z.B. verwendet wird).
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenlegung ein kompaktes HVAC-Modul realisieren durch die Reduzierung einer Anzahl von Teilen des HVAC-Moduls und durch das Weglassen der innerhalb des konventionellen HVAC-Moduls bereitgestellten Öffnen/Schließen-Klappe, wodurch die Menge an Herstellungsarbeit (z.B. der Herstellungsaufwand) reduziert und die Produktivität verbessert wird.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung einen ausreichenden Innenraum-Platz des Fahrzeugs sicherstellen durch das Bewegen (z.B. Verlegen) der HVAC-Module, welche konventionell im Innenraum des Fahrzeugs bereitgestellt waren, aus dem Fahrzeugraum (z.B. dem Fahrzeug-Innenraum) in den Fahrzeugkörper (z.B. in/an die Fahrzeugkarosserie), durch das Entfernen (z.B. Weglassen) der Öffnen/Schließen-Klappe.
  • Darüber hinaus, durch die Vereinfachung des Gesamtsystems ist es möglich, die Herstellungskosten und das Gewicht zu reduzieren und die Raum(aus)nutzung zu verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm eines Thermische-Verwaltung-Systems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
    • 2 ist ein Blockdiagramm eines Thermische-Verwaltung-Systems für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • In der vorliegenden Beschreibung beschriebene Ausführungsformen und eine in den Zeichnungen gezeigte Konfiguration sind lediglich bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und schränken den Umfang und Inhalt der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nicht ein. Daher ist es zu verstehen, dass es zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung verschiedene Pendants und Modifikationen geben kann, welche imstande sind, sie zu ersetzen.
  • Um die vorliegende Offenbarung/Erfindung zu verdeutlichen (z.B. klar darzustellen), werden Teile, welche nicht mit der Beschreibung verbunden sind (z.B. zusammenhängen), weggelassen, und dieselben Elemente oder Pendants werden über die Beschreibung hinweg mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Größe und Dicke jedes Elements sind in den Zeichnungen willkürlich gezeigt, und die vorliegende Offenbarung/Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und in den Zeichnungen ist die Dicke von Schichten, Filmen, Paneelen, Bereichen, etc. zur Verdeutlichung (z.B. zur klaren Darstellung) übertrieben (dargestellt).
  • Über diese Beschreibung hinweg und (in) den folgenden Ansprüchen wird, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil beschrieben wird, das Wort „aufweisen“ oder Variationen (davon), wie zum Beispiel „weist auf“ oder „aufweisend“, so verstanden, dass es die Einbeziehung der angegebenen Elemente, nicht aber den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente impliziert.
  • Ferner bezeichnen die hierin verwendeten Begriffe „...einheit“, „...mechanismus“, „...abschnitt“, „...element“, etc. die Einheit von enthaltenen Komponenten, welche zumindest eine oder mehr Funktionen oder Vorgänge ausführen.
  • In jüngster Zeit wurde ein Elektrofahrzeug entwickelt, welches aus einem Fahrzeugkörper (z.B. einer Fahrzeugkarosserie) zum Fahren und einem Fahrzeugraum zusammengesetzt ist, welcher mit dem Fahrzeugkörper selektiv gekoppelt ist und einen Innenraum für verschiedene Zwecke hat.
  • Bei dem Elektrofahrzeug, welches wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist Forschung und Entwicklung zum Bewegen (z.B. Verlagern) des im Fahrzeugraum bereitgestellten Bestandteilelements in die Fahrzeugkarosserie essentiell, um einen ausreichenden Innenraum des Fahrzeugraums sicherzustellen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Thermische-Verwaltung-Systems (z.B. eines Wärmemanagementsystems, z.B. eines Wärmeverwaltungssystems) für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
  • Das Thermische-Verwaltung-System für das Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann die von einer elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme zurückgewinnen, welche für ein Innenraum-Heizen zu verwenden ist (z.B. verwendet wird), und (kann) ein Innenraum-Kühlen unter Verwendung eines Kühlmittels oder eines Kältemittels durchführen.
  • Dieses Thermische-Verwaltung-System kann bei einem Elektrofahrzeug verwendet werden.
  • Bezugnehmend auf 1 kann das Thermische-Verwaltung-System (z.B. das Wärmemanagementsystem, z.B. das Wärmeverwaltungssystem) aufweisen: eine Kühlvorrichtung 10, eine erste Verbindungsleitung 21, einen Heizer 30, eine zweite Verbindungsleitung 31 und eine Luft-Klimatisierungsvorrichtung (z.B. eine Luft-Klimaanlage) 50.
  • Zunächst weist die Kühlvorrichtung 10 auf: einen Radiator 12, eine erste Wasserpumpe 14, ein erstes Ventil V1 und einen Reservoir-Tank (z.B. einen Vorratsbehälter) 16, welche (miteinander) mittels einer Kühlmittelleitung 11 verbunden sind.
  • Der Radiator 12 ist an der Vorderseite des Fahrzeugs (z.B. vorne am Fahrzeug) angeordnet, und ein Kühlgebläse (z.B. ein Kühllüfter) 13 ist an der Rückseite (z.B. an der Rückseite des Radiators 12, z.B. hinten am Radiator 12) bereitgestellt, und das Kühlmittel wird durch den Betrieb des Kühlgebläses 13 und (durch) Wärmeaustausch mit Außenluft gekühlt.
  • Darüber hinaus kann die elektrische Komponente 15 aufweisen: eine Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit (EPCU, von engl. „electric power control unit“), einen Elektromotor, einen Inverter (z.B. einen Wechselrichter), eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, wie zum Beispiel ein fahrzeugeigenes Ladegerät (OBC, von engl. „on-board charger“, z.B. ein On-Board-Ladegerät), oder eine Autonomes-Fahren-Steuereinheit.
  • Die Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit oder der Inverter können sich während des Fahrens erwärmen (z.B. aufheizen), und das fahrzeugeigene Ladegerät kann sich beim (Auf)Laden der Batterie erwärmen (z.B. aufheizen).
  • Die auf diese Weise eingerichtete elektrische Komponente 15 ist in (z.B. an) der Kühlmittelleitung 11 bereitgestellt und kann als ein Wasserkühlung-Typ gekühlt sein/werden.
  • Dementsprechend, wenn die Abwärme der elektrischen Komponente 15 im Heizmodus des Fahrzeugs (zu)rückgewonnen wird, (dann) kann die von der Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit, (die von) dem Elektromotor, (die von) dem Inverter oder (die von) dem fahrzeugeigenen Ladegerät erzeugte Wärme (zu)rückgewonnen werden.
  • Ferner ist der Reservoir-Tank 16 an der Kühlmittelleitung 11 zwischen dem Radiator 12 und dem ersten Ventil V1 bereitgestellt.
  • Diese Kühlvorrichtung 10 kann das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 11 durch den Betrieb der ersten Wasserpumpe 14 zirkulieren (lassen), so dass das Kühlmittel der in (z.B. an) der Kühlmittelleitung 11 bereitgestellten elektrischen Komponente 15 zugeführt wird.
  • Die erste Verbindungsleitung 21 ist mit der Kühlmittelleitung 11 durch das erste Ventil V1 selektiv verbunden.
  • Hier kann die erste Verbindungsleitung 21 mit dem in der Luft-Klimatisierungsvorrichtung 50 bereitgestellten Kondensator (z.B. Verflüssiger) 53 bereitgestellt sein.
  • Darüber hinaus kann die erste Verbindungsleitung 21 zwischen dem ersten Ventil V1 und dem Kondensator 53 mit der zweiten Wasserpumpe 24 bereitgestellt sein.
  • Die zweite Wasserpumpe 24 kann beim Zirkulieren(lassen) des Kühlmittels in der ersten Verbindungsleitung 21 und (in) der zweiten Verbindungsleitung 31 betrieben werden.
  • Hier kann das erste Ventil V1 die Kühlmittelleitung 11 und die erste Verbindungsleitung 21 verbinden, so dass das Kühlmittel im Kühlmodus und im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs dem Kondensator 53 zugeführt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann die zweite Verbindungsleitung 31 mit der ersten Verbindungsleitung 21 durch das zweite Ventil V2 selektiv verbunden sein/werden, so dass das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponente 15 erhöht wird, zirkuliert (wird).
  • Ebenso ist der Heizer 30 in (z.B. an) der zweiten Verbindungsleitung 31 bereitgestellt, um den Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des Kühlmittels mit einer hohen Temperatur zu heizen (z.B. zu erwärmen).
  • Der Heizer 30 kann innerhalb des HVAC(Heizung, Lüftung und Luftklimatisierung, von engl. „Heating, ventilation, and air conditioning“)-Moduls 52 der Luft-Klimatisierungsvorrichtung 50 bereitgestellt sein.
  • Hier kann das zweite Ventil V2 die zweite Verbindungsleitung 31 mit der ersten Verbindungsleitung 21 verbinden, um das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur, welches im Heizmodus des Fahrzeugs die elektrische Komponente 15 durchläuft, dem Heizer 30 zuzuführen (z.B. um im Heizmodus des Fahrzeugs das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur, welches die elektrische Komponente 15 durchläuft, dem Heizer 30 zuzuführen).
  • Andererseits kann vor dem Radiator 12 eine Luftklappe (nicht gezeigt) bereitgestellt sein. Die Luftklappe ist/wird gemäß dem Modus des Fahrzeugs für das Kühlmittel selektiv geschlossen, um zu verhindern, dass das Kühlmittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft im Radiator 12 (ab)gekühlt wird (z.B. abkühlt).
  • Dementsprechend kann die Temperatur des Kühlmittels während des Durchlaufens des Radiators 12 durch den Öffnen- und Schließen-Betrieb (z.B. durch die Öffnen- und Schließen-Betätigung) der Luftklappe gesteuert werden, und die Abwärme der elektrischen Komponente 15 kann effizienter (zu)rückgewonnen werden.
  • Das heißt, beim Heizen des Fahrzeug-Innenraums kann das zweite Ventil V2 die erste Verbindungsleitung 21 und die zweite Verbindungsleitung 31, welche durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet sind/werden, (miteinander) verbinden, so dass das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponente 15 erhöht wird, dem Heizer 30 zugeführt wird.
  • Dann kann das Kühlmittel mit hoher Temperatur, welches die elektrische Komponente 15 durchläuft/durchlaufen hat, dem Heizer 30 zugeführt werden.
  • Das heißt, der Heizer 30 kann den Fahrzeug-Innenraum (be)heizen, wenn das Kühlmittel mit hoher Temperatur, welches im Heizmodus des Fahrzeugs die elektrische Komponente 15 durchläuft, durch den Betrieb der ersten und der zweiten Wasserpumpe 14 und 24 zugeführt wird (z.B. kann der Heizer 30 den Fahrzeug-Innenraum im Heizmodus des Fahrzeugs heizen, wenn das Kühlmittel mit hoher Temperatur, welches die elektrische Komponente 15 durchläuft, durch den Betrieb der ersten und der zweiten Wasserpumpe 14 und 24 zugeführt wird).
  • Hier können die erste und die zweite Wasserpumpe 14 und 24 Elektrischer-Typ-Wasserpumpen sein.
  • In der vorliegenden Ausführungsform weist die Luft-Klimatisierungsvorrichtung 50 auf: ein HVAC(Heizung, Lüftung und Luftklimatisierung, von engl. „Heating, ventilation, and air conditioning“)-Modul 52, einen Kondensator (z.B. einen Verflüssiger) 53, einen Sub-Kondensator (z.B. einen Sub-Verflüssiger) 54, ein Expansionsventil 55, einen Verdampfer 56 und einen Kompressor 59, welche durch die Kältemittelleitung 51 (miteinander) verbunden sind.
  • Zunächst kann das HVAC-Modul 52 Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs selektiv einströmen lassen, gemäß dem Kühlmodus, dem Heizmodus und dem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs.
  • Der Kondensator 53 ist mit der Kältemittelleitung 51 verbunden, um mit der ersten Verbindungsleitung 21 verbunden zu sein, so dass das Kältemittel durchläuft (z.B. dorthindurchläuft, z.B. durch den Kondensator 53 hindurchläuft) und das Kühlmittel durchläuft (z.B. dorthindurchläuft, z.B. durch den Kondensator 53 hindurchläuft).
  • Dieser Kondensator 53 kann das Kältemittel durch das durch die erste Verbindungsleitung 21 zugeführte Kühlmittel und (durch) Wärmeaustausch kondensieren. Das heißt, der Kondensator 53 kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, innerhalb dessen das Kühlmittel fließt.
  • Der auf diese Weise konfigurierte Kondensator 53 kann das Kältemittel durch Wärmeaustausch des vom Kompressor 59 (her) zugeführten Kältemittels mit dem von der Kühlvorrichtung 10 (her) durch die erste Verbindungsleitung 21 selektiv zugeführten Kühlmittel kondensieren.
  • Der Verdampfer 56 ist mit dem Kondensator 53 durch die Kältemittelleitung 51 verbunden und kann das Kältemittel verdampfen.
  • Hier kann der Verdampfer 56 vor dem Heizer 30 innerhalb des HVAC-Moduls 52 basierend auf der Richtung, in welcher die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs (hin)einströmt, angeordnet sein, so dass die in das HVAC-Modul 52 (hin)einströmende Außenluft zuerst (z.B. zuerst den Verdampfer 56) durchläuft.
  • Dementsprechend, wenn der Heizmodus des Fahrzeugs betrieben wird (z.B. aktiviert ist), (dann) kann das Kühlmittel mit hoher Temperatur dem Heizer 30 entlang der ersten und (entlang) der zweiten Verbindungsleitung 21 und 31 durch die Betätigungssteuerung des ersten und des zweiten Ventils V1 und V2 zugeführt werden.
  • Umgekehrt, wenn der Kühlmodus des Fahrzeugs betrieben wird (z.B. aktiviert ist), (dann) kann die Zufuhr des Kühlmittels zum Heizer 30 (hin) durch die Betätigungssteuerung des ersten und des zweiten Ventils V1 und V2 gestoppt sein/werden, und das Kältemittel kann dem Verdampfer 56 durch den Betrieb der Luft-Klimatisierungsvorrichtung 50 zugeführt werden.
  • Daher kann das Thermische-Verwaltung-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung eine konventionelle Öffnen/Schließen-Klappe, welche beim HVAC-Modul 52 verwendet wurde, um das Einströmen der Außenluft zu steuern, weglassen (z.B. darauf verzichten).
  • Wenn die Öffnen/Schließen-Klappe weggelassen wird, (dann) muss das HVAC-Modul 52 nicht im Innenraum des Fahrzeugs bereitgestellt sein, so dass es möglich ist, den Innenraum-Platz des Fahrzeugs zu sichern (z.B. Platz im Innenraum des Fahrzeugs einzusparen).
  • Andererseits kann der Sub-Kondensator 54 an der Kältemittelleitung 51 zwischen dem Kondensator 53 und dem Verdampfer 56 angeordnet sein.
  • Der Sub-Kondensator 54 kann das im Kondensator 53 kondensierte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft weiter kondensieren. Das heißt, der Sub-Kondensator 54 ist vor dem Radiator 12 angeordnet, um das Kältemittel, welches einströmt, mit der Außenluft gegenseitig (z.B. wechselseitig) wärmezutauschen.
  • Das heißt, der Sub-Kondensator 54 kann ein luftgekühlter Wärmetauscher sein, welcher das Kältemittel unter Verwendung von Außenluft kondensiert.
  • Auf diese Weise kann der Sub-Kondensator 54 die Unterkühlung des Kältemittels erhöhen, indem er das im Kondensator 53 kondensierte Kältemittel weiter kondensiert, und dadurch einen Leistungskoeffizienten (COP, von engl. „coefficient of performance“) verbessern, welcher ein Koeffizient der Kühlleistung (z.B. des Kühlvermögens) im Vergleich zur vom Kompressor benötigten Leistung ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Expansionsventil 55 an der Kältemittelleitung 51 zwischen dem Sub-Kondensator 54 und dem Verdampfer 56 bereitgestellt. Das Expansionsventil 55 nimmt das Kältemittel auf, welches den Sub-Kondensator 54 durchlaufen hat, und expandiert es.
  • Ebenso ist der Kompressor 59 durch die Kältemittelleitung 51 zwischen dem Verdampfer 56 und dem Kondensator 53 angeschlossen. Dieser Kompressor 59 kann das Kältemittel in einem Gas-Zustand komprimieren und das komprimierte Kältemittel dem Kondensator 53 zuführen.
  • Hier kann das Expansionsventil 55 ein elektronisches Expansionsventil sein, welches das Kältemittel selektiv expandiert, während es den Fluss des Kältemittels steuert, welches die Kältemittelleitung 51 durchläuft.
  • Ferner können das erste und das zweite Ventil V1 und V2 (jeweils) ein 4-Wege-Typ-Ventil sein.
  • Das Thermische-Verwaltung-System für das Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Thermische-Verwaltung-Systems für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
  • Das Thermische-Verwaltung-System für das Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann die von der elektrischen Komponente 115 erzeugte Abwärme (zu)rückgewinnen, welche für das Innenraum-Heizen zu verwenden ist (z.B. verwendet wird), und (kann) das Innenraum-Kühlen unter Verwendung des Kühlmittels oder des Kältemittels durchführen.
  • Das Thermische-Verwaltung-System kann bei einem Elektrofahrzeug, z.B. einem Elektrokraftfahrzeug, verwendet werden.
  • Bezugnehmend auf 2 kann das Thermische-Verwaltung-System aufweisen: eine Kühlvorrichtung 110, eine erste Verbindungsleitung 121, einen Heizer 130, eine zweite Verbindungsleitung 131 und eine Luft-Klimatisierungsvorrichtung 150.
  • Zunächst weist die Kühlvorrichtung 110 auf: einen Radiator 112, eine erste Wasserpumpe 114, ein erstes Ventil V1 und einen Reservoir-Tank (z.B. einen Vorratsbehälter) 116, welche mittels einer Kühlmittelleitung 111 (miteinander) verbunden sind.
  • Der Radiator 112 ist an der Vorderseite des Fahrzeugs (z.B. vorne am Fahrzeug) angeordnet, und ein Kühlgebläse (z.B. ein Kühllüfter) 113 ist an der Rückseite (z.B. an der Rückseite des Radiators 112) bereitgestellt, und das Kühlmittel wird durch den Betrieb des Kühlgebläses 113 und (durch) Wärmeaustausch mit der Außenluft (ab)gekühlt.
  • Darüber hinaus weist die elektrische Komponente 115 auf: eine Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit (EPCU, von engl. „electric power control unit“), einen Elektromotor, einen Inverter (z.B. einen Wechselrichter), eine Leistungsumwandlungsvorrichtung, wie zum Beispiel ein fahrzeugeigenes Ladegerät (OBC, von engl. „on-board charger“, z.B. ein On-Board-Ladegerät), oder eine Autonomes-Fahren-Steuereinheit.
  • Die Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit oder der Inverter können sich während des Fahrens erwärmen (z.B. aufheizen), und das fahrzeugeigene Ladegerät kann sich beim (Auf)Laden der Batterie erwärmen (z.B. aufheizen).
  • Die auf diese Weise eingerichtete elektrische Komponente 115 ist in (z.B. an) der Kühlmittelleitung 111 bereitgestellt und kann als ein Wasserkühlung-Typ gekühlt sein/werden.
  • Dementsprechend, wenn die Abwärme der elektrischen Komponente 115 im Heizmodus des Fahrzeugs (zu)rückgewonnen wird, (dann) kann die von der Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit, (die von) dem Elektromotor, (die von) dem Inverter oder (die von) dem fahrzeugeigenen Ladegerät erzeugte Wärme (zu)rückgewonnen werden.
  • Andererseits ist der Reservoir-Tank 116 an der Kühlmittelleitung 111 zwischen dem Radiator 112 und dem ersten Ventil V1 bereitgestellt.
  • Diese Kühlvorrichtung 110 kann das Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 111 durch den Betrieb der ersten Wasserpumpe 114 zirkulieren (lassen), so dass das Kühlmittel der an der Kühlmittelleitung 111 bereitgestellten elektrischen Komponente 115 zugeführt wird.
  • Die erste Verbindungsleitung 121 ist mit der Kühlmittelleitung 111 durch das erste Ventil V1 selektiv verbunden.
  • Hier kann die erste Verbindungsleitung 121 mit einem in der Luft-Klimatisierungsvorrichtung 150 bereitgestellten Kondensator (z.B. Verflüssiger) 153 bereitgestellt sein.
  • Zusätzlich kann die erste Verbindungsleitung 121 zwischen dem ersten Ventil V1 und dem Kondensator 153 mit der zweiten Wasserpumpe 124 bereitgestellt sein.
  • Die zweite Wasserpumpe 124 kann betätigt (z.B. betrieben) werden, wenn das Kühlmittel in der ersten Verbindungsleitung 121 und (in) der zweiten Verbindungsleitung 131 zirkuliert wird.
  • Hier kann das erste Ventil V1 die Kühlmittelleitung 111 und die erste Verbindungsleitung 121 verbinden, so dass das Kühlmittel im Kühlmodus und im Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs dem Kondensator 153 zugeführt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann die zweite Verbindungsleitung 131 durch die erste Verbindungsleitung 121 und (durch) das zweite Ventil V2 selektiv verbunden (z.B. angeschlossen) sein/werden, so dass das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponente 115 erhöht wird/wurde, selektiv zirkuliert (wird) (z.B. kann in der vorliegenden Ausführungsform die zweite Verbindungsleitung 131 durch das zweite Ventil V2 mit der ersten Verbindungsleitung 121 selektiv verbunden sein/werden, so dass das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponente 115 erhöht wird, zirkuliert (wird)).
  • Der Heizer 130 ist in (z.B. an) der zweiten Verbindungsleitung 131 bereitgestellt, um den Innenraum des Fahrzeugs unter Verwendung des Hochtemperatur-Kühlmittels (z.B. des Kühlmittels mit einer hohen Temperatur) zu (be)heizen (z.B. zu erwärmen).
  • Der Heizer 130 kann innerhalb des HVAC(Heizung, Lüftung und Luftklimatisierung, von engl. „Heating, ventilation, and air conditioning“)-Moduls 152 bereitgestellt sein, welches in der Luft-Klimatisierungsvorrichtung 150 bereitgestellt ist.
  • Hier kann das zweite Ventil V2 die zweite Verbindungsleitung 131 mit der ersten Verbindungsleitung 121 verbinden, um das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur, welches im Heizmodus des Fahrzeugs die elektrische Komponente 115 durchläuft, dem Heizer 130 zuzuführen (z.B. um im Heizmodus des Fahrzeugs das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur, welches die elektrische Komponente durchläuft, dem Heizer 130 zuzuführen).
  • Andererseits kann vor dem Radiator 112 eine Luftklappe (nicht gezeigt) bereitgestellt sein. Die Luftklappe ist/wird gemäß dem Fahrzeug-Modus selektiv geschlossen, um zu verhindern, dass das Kühlmittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft im Radiator 112 (ab)gekühlt wird (z.B. abkühlt).
  • Dementsprechend kann die Temperatur des Kühlmittels während des Durchlaufens des Radiators 112 durch den Öffnen- und Schließen-Betrieb (z.B. durch die Öffnen- und Schließen-Betätigung) der Luftklappe gesteuert werden, und die Abwärme der elektrischen Komponente 115 kann effizienter (zu)rückgewonnen werden.
  • Das heißt, beim Heizen des Fahrzeug-Innenraums kann das zweite Ventil V2 die erste Verbindungsleitung 121 und die zweite Verbindungsleitung 131, welche durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet sind/werden, (miteinander) verbinden, so dass das Kühlmittel, dessen Temperatur während des Durchlaufens der elektrischen Komponente 115 erhöht wird/wurde, dem Heizer 130 zugeführt wird.
  • Dann kann dem Heizer 130 das Kühlmittel mit hoher Temperatur, welches die elektrische Komponente 115 durchläuft/durchlaufen hat, zugeführt werden.
  • Das heißt, der Heizer 130 kann den Fahrzeug-Innenraum heizen durch das Zuführen eines Hochtemperatur-Kühlmittels (z.B. eines Kühlmittels mit hoher Temperatur), welches im Heizmodus des Fahrzeugs die elektrische Komponente 115 durchlaufen hat, durch den Betrieb der ersten und der zweiten Wasserpumpe 114 und 124 (z.B. kann der Heizer 130 im Heizmodus des Fahrzeugs den Fahrzeug-Innenraum heizen durch das Zuführen eines Hochtemperatur-Kühlmittels (z.B. eines Kühlmittels mit hoher Temperatur), welches die elektrische Komponente 115 durchlaufen hat, durch den Betrieb der ersten und der zweiten Wasserpumpe 114 und 124).
  • Hier können die erste und die zweite Wasserpumpe 114 und 124 elektrische Wasserpumpen sein.
  • In der vorliegenden Ausführungsform weist die Luft-Klimatisierungsvorrichtung 150 auf: ein Heizung, Lüftung und Luftklimatisierung(HVAC, von engl. „Heating, ventilation, and air conditioning“)-Modul 152, einen Kondensator (z.B. einen Verflüssiger) 153, einen Sub-Kondensator (z.B. einen Sub-Verflüssiger) 154, ein Expansionsventil 155, einen Verdampfer 156 und einen Kompressor 159, welche durch die Kältemittelleitung 151 (miteinander) verbunden sind.
  • Zunächst kann das HVAC-Modul 152 die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs selektiv einströmen lassen, gemäß dem Kühlmodus, dem Heizmodus und dem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs.
  • Hier kann ein Kühler 140, in welchen ein Kühlmittel mit niedriger Temperatur selektiv eingeleitet wird (z.B. einströmt), innerhalb des HVAC-Moduls 152 bereitgestellt sein.
  • Der Kühler 140 kann vor dem Heizer 130 im Inneren des HVAC-Moduls 152 angeordnet sein, basierend auf der Richtung, in welcher die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs einströmt, so dass die in das HVAC-Modul 152 einströmende Außenluft zuerst (z.B. zuerst den Kühler 140) passiert.
  • Der Kühler 140 kann an der dritten Verbindungsleitung 141 bereitgestellt sein, welche mit der Kühlmittelleitung 111 durch die Betätigung des dritten Ventils V3 selektiv verbunden ist/wird, welches an der Kühlmittelleitung 111 zwischen dem Radiator 112 und der elektrischen Komponente 115 bereitgestellt ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kondensator 153 mit der Kältemittelleitung 151 verbunden, um eine Verbindung mit der ersten Verbindungsleitung 121 herzustellen (z.B. um mit der ersten Verbindungsleitung 121 verbunden zu sein), so dass das Kältemittel hindurchläuft (z.B. durch den Kondensator 153 hindurchläuft) und das Kühlmittel dorthindurchläuft (z.B. durch den Kondensator 153 hindurchläuft).
  • Der Kondensator 153 kann das Kältemittel durch das durch die erste Verbindungsleitung 121 zugeführte Kühlmittel und (durch) Wärmeaustausch kondensieren. Das heißt, der Kondensator 153 kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, in welchen das Kühlmittel eingeleitet wird (z.B. einströmt).
  • Der auf diese Weise konfigurierte Kondensator 153 kann das Kältemittel durch Wärmeaustausch des vom Kompressor 159 (her) zugeführten Kältemittels mit dem von der Kühlvorrichtung 110 durch die erste Verbindungsleitung 121 selektiv zugeführten Kühlmittel kondensieren.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdampfer 156 mit dem Kondensator 153 durch die Kältemittelleitung 151 verbunden und kann das Kältemittel verdampfen.
  • Hier ist der Verdampfer 156 mit der dritten Verbindungsleitung 141 verbunden, so dass das Kühlmittel im Inneren zirkuliert, und das durch die Kältemittelleitung 151 zugeführte Kältemittel kann durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel verdampft werden.
  • Der Verdampfer 156 kann das vom Kondensator 153 (her) zugeführte und im Expansionsventil 155 expandierte Kältemittel durch das durch die dritte Verbindungsleitung 141 zugeführte Kühlmittel verdampfen und wärmetauschen. Das heißt, der Verdampfer 156 kann ein wassergekühlter Wärmetauscher sein, durch welchen das Kühlmittel eingeleitet wird (z.B. einströmt).
  • Der auf diese Weise konfigurierte Verdampfer 156 kann das Kältemittel durch Wärmeaustausch des mittels des Expansionsventils 155 expandierten Kältemittels mit dem von der Kühlvorrichtung 110 durch die dritte Verbindungsleitung 141 selektiv zugeführten Kühlmittel verdampfen.
  • Andererseits kann die dritte Verbindungsleitung 141 zwischen dem dritten Ventil V3 und dem Verdampfer 156 mit einer dritten Wasserpumpe 144 bereitgestellt sein.
  • Diese dritte Wasserpumpe 144 kann betrieben werden, so dass das von der Kühlvorrichtung 110 im Kühlmodus des Fahrzeugs zugeführte Kühlmittel entlang der dritten Verbindungsleitung 141 zirkuliert (z.B. zirkuliert wird), welche durch die Betätigung des dritten Ventils V3 geöffnet ist/wird.
  • Dementsprechend kann das Kühlmittel, dessen Temperatur durch das Kältemittel und (durch) Wärmeaustausch während des Durchlaufens des Verdampfers 156 im Kühlmodus des Fahrzeugs verringert wird/wurde, dem Kühler 140 durch die dritte Verbindungsleitung 141 zugeführt werden (z.B. kann das Kühlmittel, dessen Temperatur durch das Kältemittel und den Wärmeaustausch während des Durchlaufens des Verdampfers 156 verringert wird/wurde, dem Kühler 140 im Kühlmodus des Fahrzeugs durch die dritte Verbindungsleitung 141 zugeführt werden).
  • Hier kann das dritte Ventil V3 die Kühlmittelleitung 111 und die dritte Verbindungsleitung 141 (miteinander) verbinden, so dass das Kühlmittel, welches während des Durchlaufens des Verdampfers 156 im Kühlmodus des Fahrzeugs gekühlt wird, dem Kühler 140 zugeführt wird (z.B. kann das dritte Ventil V3 die Kühlmittelleitung 111 und die dritte Verbindungsleitung 141 (miteinander) verbinden, so dass Kühlmittel, welches während des Durchlaufens des Verdampfers 156 gekühlt wird, dem Kühler 140 im Kühlmodus des Fahrzeugs zugeführt wird).
  • Das heißt, das Kühlmittel, dessen Temperatur durch das Kältemittel und (durch) Wärmeaustausch während des Durchlaufens des Verdampfers 156 im Kühlmodus des Fahrzeugs verringert wird, kann dem Kühler 140 durch die dritte Verbindungsleitung 141 zugeführt werden.
  • Andererseits, falls der Heizmodus des Fahrzeugs betrieben wird (z.B. aktiviert ist), kann das Kühlmittel mit hoher Temperatur dem Heizer 130 entlang der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 121 und 131 durch die Betätigungssteuerung des ersten und des zweiten Ventils V1 und V2 zugeführt werden.
  • Umgekehrt, wenn der Kühlmodus des Fahrzeugs betrieben wird (z.B. aktiviert ist), (dann) kann die Zufuhr des Kühlmittels zum Heizer 130 durch die Betätigungssteuerung des ersten und des zweiten Ventils V1 und V2 gestoppt sein/werden, und das Kältemittel wird dem Verdampfer 156 durch den Betrieb der Luft-Klimatisierungsanlage 150 zugeführt.
  • In diesem Zustand ist/wird die dritte Verbindungsleitung 141 durch die Betätigungssteuerung des dritten Ventils V3 geöffnet.
  • Dann wird das von der Kühlvorrichtung 110 (her) zugeführte Kühlmittel mit dem Kältemittel im Verdampfer 156 durch den Betrieb der dritten Wasserpumpe 144 wärmegetauscht. Dann kann das Kühlmittel, dessen Temperatur gesenkt wird/wurde, dem Kühler 140 entlang der dritten Verbindungsleitung 141 zugeführt werden.
  • Daher kann das Thermische-Verwaltung-System gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung die konventionelle Öffnen/Schließen-Klappe, welche beim HVAC-Modul 152 verwendet wurde, um das Einströmen der Außenluft zu steuern, weglassen (z.B. darauf verzichten).
  • Wenn die Öffnen/Schließen-Klappe weggelassen wird, (dann) muss das HVAC-Modul 152 nicht im Fahrzeug bereitgestellt sein, so dass es möglich ist, den Innenraum-Platz des Fahrzeugs zu sichern (z.B. Platz im Innenraum des Fahrzeugs einzusparen).
  • Andererseits kann die Kältemittelleitung 151 zwischen dem Kondensator 153 und dem Verdampfer 156 mit dem Sub-Kondensator 154 bereitgestellt sein.
  • Der Sub-Kondensator 154 kann das im Kondensator 153 kondensierte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit der Außenluft weiter kondensieren. Das heißt, der Sub-Kondensator 154 ist vor dem Radiator 112 angeordnet, um das einströmende Kältemittel mit der Außenluft wechselseitig wärmezutauschen.
  • Das heißt, der Sub-Kondensator 154 kann ein luftgekühlter Wärmetauscher sein, welcher das Kältemittel unter Verwendung der Außenluft kondensiert.
  • Auf diese Weise kann der Sub-Kondensator 154 die Unterkühlung des Kältemittels erhöhen, indem er das im Kondensator 153 kondensierte Kältemittel weiter kondensiert, und dadurch einen Leistungskoeffizienten (COP, von engl. „coefficient of performance“) verbessern, welcher ein Koeffizient der Kühlleistung (z.B. des Kühlvermögens) im Vergleich zur vom Kompressor benötigten Leistung ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das Expansionsventil 155 in (z.B. an) der Kältemittelleitung 151 zwischen dem Sub-Kondensator 154 und dem Verdampfer 156 bereitgestellt. Das Expansionsventil 155 nimmt das Kältemittel auf, welches den Sub-Kondensator 154 durchlaufen hat, und expandiert es.
  • Ebenso ist der Kompressor 159 zwischen dem Verdampfer 156 und dem Kondensator 153 durch die Kältemittelleitung 151 angeschlossen. Dieser Kompressor 159 komprimiert das Kältemittel in einem Gas-Zustand und kann das komprimierte Kältemittel dem Kondensator 153 zuführen.
  • Hier kann das Expansionsventil 155 ein elektronisches Expansionsventil sein, welches das Kältemittel selektiv expandiert, während es den Fluss des Kältemittels steuert, welches die Kältemittelleitung 151 durchläuft.
  • Das erste, das zweite und das dritte Ventil V1, V2 und V3 können (jeweils) ein 4-Wege-Typ-Ventil sein.
  • Wie oben beschrieben, gemäß dem Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, durch Heizen des Fahrzeug-Innenraums unter Verwendung der Abwärme, welche von den elektrischen Komponenten 15 und 115 erzeugt wird, und durch das Durchführen des Innenraum-Kühlens des Fahrzeugs unter Verwendung des Kältemittels oder des Kühlmittels kann eine Vereinfachung und eine Einfachheit des Gesamtsystems erreicht werden.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung die Heizeffizienz verbessern, indem die von den elektrischen Komponenten 15 und 115 erzeugte Abwärme (zu)rückgewonnen wird, welche für das Innenraum-Heizen zu verwenden ist (z.B. verwendet wird).
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenlegung das HVAC-Modul so realisieren, dass es kompakt ist, durch die Reduzierung einer Anzahl von Teilen des HVAC-Moduls und durch das Weglassen der innerhalb des konventionellen HVAC-Moduls bereitgestellten Öffnen/Schließen-Klappe, wodurch die Menge an Herstellungsarbeit (z.B. der Herstellungsaufwand) reduziert und die Produktivität verbessert wird.
  • Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung/Erfindung einen ausreichenden Innenraum-Platz des Fahrzeugs sicherstellen durch das Bewegen (z.B. Verlegen) der HVAC-Module 52 und 152, welche konventionell im Innenraum des Fahrzeugs bereitgestellt waren, aus dem Fahrzeugraum (z.B. dem Fahrzeug-Innenraum) in den Fahrzeugkörper (z.B. in/an die Fahrzeugkarosserie), durch das Entfernen (z.B. Weglassen) der Öffnen/Schließen-Klappe.
  • Darüber hinaus, durch die Vereinfachung des Gesamtsystems ist es möglich, die Herstellungskosten und das Gewicht zu reduzieren sowie die Raum(aus)nutzung zu verbessern.
  • Obwohl diese Offenbarung/Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktische Ausführungsformen angesehen wird, ist zu verstehen, dass die Offenbarung/Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil, sie soll verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen abdecken, welche im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.

Claims (20)

  1. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug, welches aufweist: eine Kühlvorrichtung (10, 110), welche einen Radiator (12, 112), eine erste Wasserpumpe (14, 114) und ein erstes Ventil (V1) aufweist, welche mittels einer Kühlmittelleitung (11, 111) verbunden sind, und welche ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung (11, 111) zirkuliert, um zumindest eine elektrische Komponente (15, 115), welche an der Kühlmittelleitung (11, 111) bereitgestellt ist, zu kühlen, eine erste Verbindungsleitung (21, 121), welche mit der Kühlmittelleitung (11, 111) durch das erste Ventil (V1) selektiv verbunden ist, eine zweite Verbindungsleitung (31, 131), welche mit der ersten Verbindungsleitung (21, 121) durch das zweite Ventil (V2) selektiv verbunden ist, und einen Heizer (30, 130), welcher an der zweiten Verbindungsleitung (31, 131) bereitgestellt ist, wobei die erste Verbindungsleitung (21, 121) mit einem Kondensator (53, 153) bereitgestellt ist, welcher in einer Luft-Klimatisierungsvorrichtung (50, 150) enthalten ist, und der Heizer (30, 130) innerhalb eines HVAC-Moduls (52, 152) bereitgestellt ist, welches in der Luft-Klimatisierungsvorrichtung (50, 150) enthalten ist.
  2. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Luft-Klimatisierungsvorrichtung (50, 150) aufweist: das HVAC-Modul (52, 152), welches Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs gemäß einem Kühlmodus, einem Heizmodus und einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs selektiv einströmen lässt, den Kondensator (53, 153), welcher mit der ersten Verbindungsleitung (21, 121) verbunden ist, um das Kühlmittel innen zu zirkulieren, und welcher das durch die Kältemittelleitung (51, 151) zugeführte Kältemittel mit dem Kühlmittel wärmetauscht, einen Verdampfer (56, 156), welcher mit dem Kondensator (53, 153) durch die Kältemittelleitung (51, 151) verbunden ist und welcher das Kältemittel verdampft, einen Kompressor (59, 159), welcher zwischen dem Verdampfer (56, 156) und dem Kondensator (53, 153) durch die Kältemittelleitung (51, 151) angeschlossen ist, und ein Expansionsventil (55, 155), welches an der Kältemittelleitung (51, 151) zwischen dem Kondensator (53, 153) und dem Verdampfer (56, 156) bereitgestellt ist.
  3. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei der Verdampfer (56, 156) vor dem Heizer (30, 130) innerhalb des HVAC-Moduls (52, 152) basierend auf der Richtung, in welcher die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs einströmt, angeordnet ist, so dass die in das HVAC-Modul (52, 152) einströmende Außenluft zuerst durchläuft.
  4. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei ein Sub-Kondensator (54, 154) an der Kältemittelleitung (51, 151) zwischen dem Kondensator (53, 153) und dem Verdampfer (56, 156) ferner bereitgestellt ist.
  5. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei der Kondensator (53, 153) ein wassergekühlter Wärmetauscher ist und der Sub-Kondensator (54, 154) sowie der Verdampfer (56, 156) jeweils einen luftgekühlten Wärmetauscher aufweisen.
  6. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei innerhalb des HVAC-Moduls (152) ein Kühler (140), welcher ein Niedrige-Temperatur-Kühlmittel selektiv einleitet, bereitgestellt ist.
  7. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6, wobei der Kühler (140) vor dem Heizer (130) innerhalb des HVAC-Moduls (152) basierend auf der Richtung, in welcher die Außenluft in den Innenraum des Fahrzeugs einströmt, angeordnet ist, so dass die in das HVAC-Modul (152) einströmende Außenluft zuerst durchläuft.
  8. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Kühler (140) an der dritten Verbindungsleitung (141) bereitgestellt ist, welche mit der Kühlmittelleitung (111) durch die Betätigung eines dritten Ventils (V3) selektiv verbunden ist, welches an der Kühlmittelleitung (111) zwischen dem Radiator (112) und der elektrischen Komponente (115) bereitgestellt ist.
  9. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 8, wobei der Verdampfer (156) mit der dritten Verbindungsleitung (141) verbunden ist, so dass das Kühlmittel im Inneren zirkuliert, und das durch die Kältemittelleitung (151) zugeführte Kältemittel durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel verdampft.
  10. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Sub-Kondensator (154) an der Kältemittelleitung (151) zwischen dem Kondensator (153) und dem Verdampfer (156) ferner bereitgestellt ist, der Kondensator (153) und der Verdampfer (156) ein wassergekühlter Wärmetauscher sind und der Sub-Kondensator (154) ein luftgekühlter Wärmetauscher ist.
  11. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Kühlmittel, dessen Temperatur durch Wärmeaustausch mit dem Kältemittel während des Durchlaufens des Verdampfers (156) verringert wird, dem Kühler (140) durch die dritte Verbindungsleitung (141) im Kühlmodus des Fahrzeugs zugeführt wird.
  12. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, wobei wobei eine dritte Wasserpumpe (144) an der dritten Verbindungsleitung (141) zwischen dem dritten Ventil (V3) und dem Verdampfer (156) bereitgestellt ist.
  13. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das dritte Ventil (V3) die Kühlmittelleitung (111) und die dritte Verbindungsleitung (141) verbindet, so dass das Kühlmittel, welches während des Durchlaufens des Verdampfers (156) gekühlt wird, dem Kühler (140) im Kühlmodus des Fahrzeugs zugeführt wird.
  14. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das dritte Ventil (V3) ein 4-Wege-Typ-Ventil ist.
  15. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das erste Ventil (V1) die Kühlmittelleitung (11, 111) und die erste Verbindungsleitung (21, 121) verbindet, so dass das Kühlmittel dem Kondensator (53, 153) in einem Kühlmodus und einem Entfeuchtungsmodus des Fahrzeugs zugeführt wird.
  16. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das zweite Ventil (V2) die zweite Verbindungsleitung (31, 131) mit der ersten Verbindungsleitung (21, 121) verbindet, um das Kühlmittel mit einer hohen Temperatur, welches die elektrische Komponente (15, 115) durchläuft, dem Heizer (30, 130) im Heizmodus des Fahrzeugs zuzuführen.
  17. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, wobei ein Reservoir-Tank (16, 116) an der Kühlmittelleitung (111) zwischen dem Radiator (12, 112) und dem ersten Ventil (V1) bereitgestellt ist.
  18. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17, wobei eine zweite Wasserpumpe (24, 124) an der ersten Verbindungsleitung (21, 121) zwischen dem ersten Ventil (V1) und dem Kondensator (53, 153) bereitgestellt ist.
  19. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das erste und das zweite Ventil (V1, V2) 4-Wege-Ventile sind.
  20. Thermische-Verwaltung-System für ein Fahrzeug gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die elektrische Komponente (15, 115) aufweist: einen Elektromotor, eine Elektrische-Leistung-Steuerungseinheit, einen Inverter, ein fahrzeugeigenes Ladegerät (OBC), einen Leistungsumwandler oder eine Autonomes-Fahren-Steuereinheit.
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