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Die Erfindung betrifft eine Wärmepumpenanordnung mit einem Chiller für batteriebetriebene Fahrzeuge.
Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben der Wärmepumpenanordnung in ausgewählten Betriebsmodi, wobei der Kältemittekreislauf der Wärmepumpenanordnung auch die Kühlung der Kabine umfasst und somit eine kombinierte Wärmepumpe und Kälteanlage darstellt.
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Das Einsatzgebiet der Erfindung liegt auf dem Gebiet von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, die als Energiespeicher in aller Regel Hochvoltbatterien (HV-Batterien) für die Energieversorgung des Antriebsstrangs des Fahrzeuges nutzen. Weitere Einsatzgebiete der Erfindung liegen bei Fahrzeugen mit sogenannten Plug-In-Hybriden, welche nur geringe Abwärmemengen produzieren und deren Batterien in ein Wärmemanagementsystem integriert sind.
Dabei spielt eine effiziente Wärmeversorgung des Fahrzeuges in Kombination mit einem optimalen Wärmemanagement der Batterie und des elektrischen Antriebsstrangs eine wichtige Rolle.
Elektrische batteriebetriebene Fahrzeuge erzeugen relativ wenig Abwärme und somit besteht bei derartigen Fahrzeugen regelmäßig das Bedürfnis, Wärme für die Beheizung der Fahrzeugkabine effizient zu erzeugen und in ausreichender Menge und angemessenem Temperaturniveau zur Verfügung zu stellen.
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Im Stand der Technik sind für diese Konstellation Kältemittelkreisläufe für Kälteanlagen- und Wärmepumpenschaltungen bekannt, die speziell auf batteriebetriebene Fahrzeuge zugeschnitten sind.
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Aus der
DE 10 2019 109 796 A1 geht beispielsweise eine Wärmestrommanagementvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Wärmestrommanagementvorrichtung hervor, welche einen Kältemittelkreislauf und einen Antriebsstrang-Kühlmittelkreislauf sowie einen Heizungsstrang-Wärmeträgerkreislauf aufweist.
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Die
DE 10 2016 100 971 A1 betrifft ein Klimasteuerungssystem für ein Fahrzeug mit einem Wärmepumpen-Teilsystem und aus der
DE 10 2008 062 176 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zum Temperieren von elektrischen Elementen eines Kraftfahrzeuges bekannt.
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Aus der
US 2019/0344640 A1 geht eine Wärmemanagementvorrichtung für ein Fahrzeug hervor, welche eine Wärmepumpe umfasst.
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Die
DE 10 2020 111 505 A1 betrifft eine Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge und Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanordnung, wobei zur Nutzung der Abwärme des Fahrzeuges mehrere Chiller zur Kopplung von Kältemittelkreislauf und Wärmeträgerkreislauf erforderlich sind.
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Allerdings sind diese Systeme häufig sehr komplex und nur selten in der Lage, die Bedürfnisse und Anforderungen der Fahrzeuginsassen nach einer angemessenen Wärmeversorgung über die Klimaanlage des Fahrzeuges, welche auch als Klimagerät bezeichnet wird, mit der in den verschiedenen Betriebszuständen jeweils optimal erforderlichen Kühlung oder auch Erwärmung der Batterie und des elektrischen Antriebsstrangs zu kombinieren.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wärmepumpenanordnung für batteriebetriebene Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, welche eine erhöhte Effizienz der Wärmepumpe für die Versorgung der Klimaanlage mit Wärme für die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeuges kombiniert mit der Möglichkeit einer optimalen Wärmeversorgung der Batterie, was neben einer effizienten Kühlung auch eine in bestimmten Betriebszuständen erforderliche Beheizung beinhaltet.
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Die Wärmepumpenanordnung innerhalb eines Thermomanagementsystems für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge sollen einen flexiblen Betrieb bei unterschiedlichsten Betriebs-/Umgebungsbedingungen ermöglichen. Der Betrieb des Fahrzeuges und damit des Thermomanagementsystems wird durch verschiedene Faktoren, wie Umgebungs- und Fahrbedingungen, Komfortanforderungen des Nutzers und die Komponentenfunktionalität der Batterie, des elektrischen Antriebsstrangs und der Steuergeräte und Sicherheitsaspekte beeinträchtigt. Somit ist ein zuverlässiges, fahrzeugübergreifendes Wärmemanagement und eine Wärmepumpenanordnung erforderlich, um den Betrieb der Fahrzeugkomponenten innerhalb eines zulässigen Temperaturfensters zu gewährleisten und gleichzeitig Komfortmerkmale, wie die Kabinenklimatisierung zu bieten. Darüber hinaus müssen die thermischen Systeme einen sicheren Betrieb des Fahrzeuges gewährleisten, beispielsweise das Enteisen und Entfeuchten der Windschutzscheibe, um eine Beschlagfreiheit zu erreichen.
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Die Aufgabe wird durch Wärmepumpenanordnungen und Verfahren mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch eine Wärmepumpenanordnung mit einem Chiller für batteriebetriebene Fahrzeuge gelöst, welche einen Kältemittelkreislauf und zwei Kühlmittelkreisläufe, einem Batteriekühlmittelkreislauf und einem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf, aufweist. Der Kältemittelkreislauf weist mindestens einen Verdichter, einen Heizkondensator, ein einem Umgebungswärmeübertrager zugeordnetes Kältemittelventil mit Expansionsfunktion, mindestens einen Verdampfer mit zugeordnetem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion sowie ein parallel zum Verdampfer angeordnetes 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion mit einem Kältemittelpfad über einen Chiller-Bypass und einem Kältemittelpfad über einen kältemittelseitig angeschlossenen Chiller auf.
Zwischen dem Heizkondensator und dem nachfolgend angeordneten Kältemittelventil mit Expansionsfunktion ist ein Umgebungswärmeübertrager-Bypass mit einem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion vor dem Chiller angeordnet.
Der Batteriekühlmittelkreislauf weist eine Kühlmittelpumpe, den kühlmittelseitig angeschlossenen Chiller, einen Batteriewärmeübertrager und einen Batteriekühlradiator auf, wobei ein Batteriekühlerradiator-Bypass mit einem Kühlmittelzuheizer über ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil in dem Batteriekühlmittelkreislauf parallel zum Batteriekühlradiator angeordnet ist.
Der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf weist eine Kühlmittelpumpe, einen Antriebsstrangkühler und einen Antriebsstrangkühlradiator auf, wobei parallel zum Antriebsstrangkühlradiator eine Fluidverbindung zum Batteriekühlerradiator-Bypass des Batteriekühlmittelkreislaufes ausgebildet ist.
Weiterhin ist ein Batteriewärmeübertrager-Bypass mit einem 3/2-Wege-Kühlmittelventil im Batteriekühlmittelkreislauf angeordnet, der darüber hinaus eine direkte Verbindung von Antriebsstrangkühlmittelkreislauf mit dem Chiller ausbildet.
Die Funktionalitäten von 3/2-Wege-Ventilen können auch mit Einzelkomponenten erreicht werden. Allerdings führt dies zu appartiv höheren Aufwendungen.
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Vorteilhaft ist ein Luft-PTC in der Klimaanlage des Fahrzeuges zusätzlich zum Heizkondensator zur Erwärmung der Luft für die Fahrzeugkabine angeordnet.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Wärmepumpenanordnung besteht darin, dass eine Antriebsstrangschleife mit einem 3/2-Wege-Kühlmittelventil parallel zum Antriebsstrangkühlradiator ausgebildet ist. Zudem ist die Antriebsstrangschleife vorteilhaft parallel zur Fluidverbindung mit dem Batteriekühlmittelkreislauf angeordnet.
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Vorteilhaft sind der Umgebungswärmeübertrager, der Antriebsstrangkühlradiator und der Batteriekühlradiator in einer Radiatoreinheit zusammengefasst ausgebildet.
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Weiterhin vorteilhaft ist ein Kältemittelsammler vor dem Verdichter im Kältemittelkreislauf angeordnet und bevorzugt wird als Kältemittel R134a oder R1234yf im Kältemittelkreislauf eingesetzt.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Heizkondensator ein Wärmeübertrager zu verstehen, der innerhalb der Klimaanlage des Fahrzeuges Wärme an den Luftstrom der Klimaanlage für die Beheizung der Fahrzeugkabine abgibt. Als Umgebungswärmeübertrager ist ein Wärmeübertrager vorgesehen, der im Wärmepumpenbetrieb der Anordnung als Radiator Wärme aus der Umgebungsluft aufnimmt oder im Kälteanlagenbetrieb Wärme an die Umgebungsluft abgibt.
Ein Chiller ist ein Wärmeübertrager, der auf einer Seite in den Kältemittelkreislauf und auf der anderen Seite in den Kühlmittelkreislauf eingebunden ist, wobei der Chiller auf der Kühlmittelseite den Batteriewärmeübertrager und den Antriebsstrangkühler mit Kälte versorgt und Wärme auf der Kältemittelseite abgibt.
Der Kältemittelsammler wird auch als Akkumulator bezeichnet und kann gegebenenfalls auch als Abscheider für flüssiges Kältemittel vor dem Verdichter ausgeführt und betrieben werden.
Unter einem Bypass ist eine Kältemittelleitung zu verstehen, welche eine Komponente des Kältemittelkreislaufes umgeht oder einen Teil des Kältemittelmassenstromes parallel zu der betreffenden Komponente leitet. Die Kühlmittelkreisläufe des Fahrzeuges sind mit dem Kältemittelkreislauf thermisch über den Chiller gekoppelt und enthalten in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, welches je nach Betriebszustand des gesamten Systems als Kühlmittel oder auch als Wärmeträger fungiert.
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Die Niedertemperaturkühler sind als Radiatoren ausgeführte Kühlmittelkühler, die Wärme an die Umgebungsluft abgeben. Der Batteriewärmeübertrager nimmt im Kühlmittelkreislauf Abwärme von der Batterie auf und führt sie ab, um eine optimale Betriebsweise der Batterie zu ermöglichen. Auch der Antriebsstrangkühler nimmt Wärme von den Komponenten des Antriebsstrangs zur Kühlung desselben auf. Komponenten des Antriebsstrangs sind beispielsweise elektronische Abwärme produzierende Komponenten sowie der elektromotorische Antrieb selbst.
Unter einer aktiven Kühlung ist die Kühlung mit Hilfe eines Kältemittelkreislaufes zu verstehen, wohingegen als passive Kühlung die Kühlung mittels Radiatoren mit Wärmeabgabe an die Umgebung verstanden wird.
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Die Konzeption der Erfindung besteht darin, dass das Thermomanagementsystem eines batteriebetriebenen Elektrofahrzeuges mittels der erfindungsgemäßen Wärmepumpenanordnung verschiedene Wärmequellen und -senken sowohl über Kältemittel- als auch Kühlmittelkreisläufe verknüpft. Im Allgemeinen ist der Betrieb des Systems hochflexibel, um einen effizienten, leistungsfähigen und dynamischen Betrieb aller Komponenten zu ermöglichen und eine situationsabhängige Kühlung beziehungsweise Heizung der verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu gewährleisten.
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Je nach Fahrzeuganwendung können sich die thermischen Systemarchitekturen erheblich unterscheiden, beispielsweise hinsichtlich der Frage, ob eine Wärmepumpenfunktionalität enthalten ist. Im Allgemeinen ermöglichen flexiblere Systeme eine vielseitigere und effizientere Wärmeübertragung zwischen den Fahrzeugkomponenten. Diese zusätzliche Effizienz und Leistung haben jedoch in der Regel Einfluss auf die Systemkomplexität und die damit verbundenen Systemkosten.
Ein zentraler Aspekt bei der Gestaltung eines Thermomanagementsystems ist die Struktur des Kältemittelkreislaufs, einschließlich der Anzahl der Wärmeübertrager, die das Kältemittelsystem an die Kühlmittelkreisläufe anbinden. Im Allgemeinen verfügen die effizientesten Systemdesigns über ein Dual-Chiller-Layout mit zwei separaten Wärmeübertragern zusätzlich zum Verdampfer im Luftpfad der Klimaanlage, die mit unterschiedlichen Kühlmittelkreisläufen verbunden sind. Auf diese Weise ist ein paralleler Betrieb beider Kühlmittelkreisläufe möglich, was eine maximale Flexibilität ermöglicht. Ein solches Layout erhöht die Systemkomplexität des Kältemittelsystems insbesondere auf der (Niederdruck-)Saugseite. Dies resultiert in höheren Druckverlusten, was sich negativ auf die Effizienz des Systems auswirkt und zu einer Reduzierung des COP (Coefficient of Performance) führt. Außerdem führt die komplexe Schaltung zu erhöhten Paket- und Systemkosten.
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Darüber hinaus müssen Thermomanagementsysteme eine ausreichende Kabinenheiz- und Kühlleistung bei allen Betriebsbedingungen, sowohl im stationären als auch im hochgradig instationären Betrieb, gewährleisten. Während Wärmepumpensystemarchitekturen im Allgemeinen die Nutzung verschiedener bordseitig vorhandener Wärmequellen, zum Beispiel Umgebungs-, Antriebsstrang, Batterie, Prozessoreinheiten und Dergleichen ermöglichen, reichen diese Quellen insbesondere bei hochtransientem Betrieb, bei starker Aufheizung, teilweise nicht aus.
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Ein kritischer Betriebsfall ist beispielsweise die Inbetriebnahme eines Fahrzeuges bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen und kalter Fahrzeugkabine und Batterie. Um eine schnelle Erwärmung von Kabine und Batterie zu gewährleisten, umfassen moderne Thermomanagementsysteme elektrische Zusatzheizelemente, wie Nieder- oder Hochspannungs-PTCs (Kaltleiter, Positive Temperature Coefficient), die sowohl im Kühlmittelkreislauf als auch im Luftpfad zur Kabine installiert werden können. Diese Technologie findet primäre Anwendung in Nicht-Wärmepumpensystemen, bei denen die Aufheizung der Zuluft zur Kabine in der Regel ausschließlich durch Luft-PTCs erfolgt. Aber auch Wärmepumpensysteme werden aus Komfortgründen wegen höherer Heizleistung und verbesserter Systemdynamik häufig mit Luft-PTCs ergänzt. Die Luft-PTCs erhöhen jedoch die Gesamtkosten der Systeme deutlich.
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Erfindungsgemäß werden gemäß den selbständigen Patentansprüchen zwei neuartige Systemarchitekturen als Wärmepumpenanordnungen abgeleitet, die einen flexiblen, leistungsstarken und effizienten Betrieb eines Thermomanagementsystems ermöglichen. Beide Wärmepumpenanordnungen erlauben eine Reduktion der notwendigen Komponenten und somit eine Verschlankung der Systemarchitektur und der damit verbundenen Systemkosten. Eine Ausgestaltung erlaubt darüber hinaus den Entfall des Hochvolt-PTCs im Luftpfad, was eine weitere, signifikante Senkung der Gesamtsystemkosten ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1: Wärmepumpenanordnung Fließschaltbild,
- 2: Fließschaltbild Kabinenkühlung mit der Kabine als Wärmequelle und der Umgebung als Wärmesenke,
- 3: Fließschaltbild Kabinenkühlung und aktive Batteriekühlung mit der Kabine und der Batterie als Wärmequelle und der Umgebung als Wärmesenke,
- 4: Fließschaltbild Kabinenkühlung und passive Batteriekühlung mit der Kabine und der Batterie als Wärmequelle und der Umgebung als Wärmesenke,
- 5: Fließschaltbild Reheat Kabine und aktive Batteriekühlung mit der Kabine und der Batterie als Wärmequelle und der Umgebung als Wärmesenke,
- 6: Fließschaltbild Reheat Kabine mit der Umgebung und der Batterie als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 7: Fließschaltbild Reheat Kabine mit der Umgebung und dem Zuheizer als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 8: Fließschaltbild Reheat Kabine mit der Umgebung und dem Zuheizer als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 9: Fließschaltbild Kabinenheizung mit der Umgebung als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 10: Fließschaltbild Kabinenheizung mit der Umgebung und dem Antriebsstrang als Wärmequelle und der Kabine und der Batterie als Wärmesenke,
- 11: Fließschaltbild Kabinenheizung mit der Umgebung und dem Antriebsstrang als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 12: Fließschaltbild Kabinenheizung mit dem Antriebsstrang als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 13: Wärmepumpenanordnung mit Antriebsstrangschleife,
- 14: Fließschaltbild Kabinenheizung mit dem Antriebsstrang und dem Zuheizer als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke,
- 15: Fließschaltbild Kabinenheizung mit dem Zuheizer als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke und
- 16: Fließschaltbild Enteisung Umgebungswärmeübertrager mit dem Zuheizer als Wärmequelle und der Kabine als Wärmesenke.
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Die Wärmepumpenanordnung gemäß 1 besteht aus einem zentralen Kältemittelkreislauf und zwei Niedertemperaturkühlkreisläufen zur Kühlung/Heizung der Batterie, dem Batteriekühlmittelkreislauf 24, und zur Kühlung/Heizung des elektrischen Antriebsstrangs, dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25. Die Kabinenklimatisierung erfolgt über den Kältemittelkreislauf. Das System kann in jedes Fahrzeug mit einer Standard-Klimageräte-Architektur integriert werden.
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Der Kältemittelkreislauf des Thermomanagementsystems ist mit einer Doppellinie dargestellt und basiert neben dem Verdampfer 6 im Luftpfad zur Kabine auf einem einzigen Kältemittelwärmeübertrager, dem Chiller 9, der mit mehreren Expansionsventilen 8, 10 verbunden ist. Für maximale Effizienz im Heizmodus verfügt das System über einen direkten Wärmeübertrager im Luftpfad für die Fahrzeugkabinenluft 34 des Klimagerätes 27, den Heizkondensator 2. Das System ist bevorzugt für den Betrieb mit Kältemitteln, wie R134a und R1234yf, ausgelegt. Im Klimagerät 27 des Fahrzeuges wird die Fahrzeugkabinenluft 34 konditioniert. Im weiteren Sinne ist darunter je nach Anforderung die Kühlung, Erwärmung sowie Entfeuchtung der in die Fahrzeugkabine aus dem Klimagerät 27 eingeleiteten Luft zu verstehen.
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Die Systemarchitektur ermöglicht einen flexiblen Betrieb des Wärmepumpensystems in verschiedenen Betriebsmodi wie Kühlung, Heizung und Entfeuchtung mit minimalem Einsatz von Expansions- und Richtungsventilen unter Verwendung mehrerer Wärmequellen beziehungsweise -senken. Als Wärmequellen beziehungsweise -senken dienen die Umgebung, die Hochvolt-Batterie, der elektrische Antriebsstrang mit seinen elektrischen und elektronischen Komponenten, das Hochvolt-Luft-PTC und die Kühlmittelheizung.
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Innerhalb des Kältemittelkreislaufs ist der Verdichter 1 mit dem im Klimagerät 27 integrierten Heizkondensator 2 verbunden. Vom Heizkondensator 2 kann das Kältemittel über ein Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 geführt werden. Das Kältemittelventil 3 zwischen Heizkondensator 2 und Umgebungswärmeübertrager 4 ermöglicht die Einstellung eines unterschiedlichen Druckniveaus zwischen diesen beiden Komponenten. Diese Funktion wird benötigt, um die Wärmeübertragung an die Umgebungsluft 26 im Kühlmodus sowie die Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 im Heizmodus zu regeln. Auf diese Weise kann das Gesamtsystem bei drei verschiedenen Druckstufen betrieben werden, wobei das Mitteldruckniveau zwischen dem Hochdruck- und dem Saugdruckniveau variieren kann.
Alternativ zur Verschaltung über den Umgebungswärmeübertrager 4 ist der Heizkondensator 2 auch mit einem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 am Einlass zum Chiller 9 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 verbunden.
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Im Kühlbetrieb wird das Kältemittel durch den Umgebungswärmeübertrager 4 geleitet, um Kondensationswärme in die Umgebung abzuleiten. Im Heizmodus wird die Kondensationswärme im Heizkondensator 2 abgegeben, um die Fahrzeugkabinenluft 34 aufzuheizen, welche im Klimagerät 27 konditioniert wird.
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Der Auslass des Umgebungswärmeübertragers 4 ist sowohl mit einem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 5 am Einlass zum Verdampfer 6 als auch mit einem 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 8 verbunden. Das 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 8 weist drei Anschlüsse auf, welche mit 1, 2 und 3 bezeichnet sind. Die Anschlüsse 2 und 3 sind Ausgänge und Anschluss 1 ist ein Eingang. Während die Expansionsseite des Kältemittelventils 8 am Ausgang 2 mit dem Chiller 9 verbunden ist, stellt Ausgang 1 über eine Bypass-Leitung, die als Chiller-Bypass 29 bezeichnet ist, eine direkte Verbindung zur Saugseite des Systems hin zum Kältemittelsammler 11 und zum Verdichter 1 her. Anstelle des 3/2-Wege-Kältemittelventils mit Expansionsfunktion 8 können alternativ auch Einzelventile mit den entsprechenden Funktionalitäten eingesetzt werden.
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Die saugseitigen Kältemittelleitungen vom Auslass des Verdampfers 6, des Chillers 9 und des Chiller-Bypass 29 sind vor dem Einlass in den Kältemittelsammler 11 vorzugsweise miteinander verbunden. Der Auslass des Kältemittelsammlers 11 ist mit der Saugseite des Verdichters 1 verbunden. Mit dieser Architektur kann Kältemittel im Umgebungswärmeübertrager 4, im Verdampfer 6 des Klimagerätes 27 sowie im Chiller 9 teilverdampft, verdampft und überhitzt werden.
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Durch das spezifische Systemlayout ermöglicht der Kältemittelkreislauf einen parallelen Betrieb des Umgebungswärmeübertragers 4 und des Chillers 9 bei unterschiedlichen Druckniveaus. Bei Bedarf können Umgebungswärmeübertrager 4 und Chiller 9 auch im seriellen Modus betrieben werden. Der Betriebsmodus kann flexibel an die Umgebungs- und Betriebsbedingungen, wie Temperaturen und Wärmequellen des Fahrzeuges, angepasst werden.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist in einer Strichlinie dargestellt und steht über den Chiller 9 mit dem Kältemittelkreislauf in Verbindung. Am Auslass des Chillers 9 wird das Kühlmittel über ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18 entweder zum Batteriewärmeübertrager 19 zur Kühlung der HV-Batterie oder über eine parallel verlaufende Umgehungsleitung, den Batteriewärmeübertrager-Bypass 32, geführt. Am Ausgang des Batteriewärmeübertragers 19 leitet ein weiteres 3/2-Wege-Kühlmittelventil 20 das Kühlmittel in Richtung des Batteriekühlradiators 13 des Batteriekühlmittelkreislaufs 24 oder über den Batteriekühlerradiator-Bypass 30 in Richtung des optionalen elektrischen Kühlmittelzuheizers 21, der beispielsweise für die Batterieheizung verwendet wird. Die Zirkulation des Kühlmittels erfolgt durch den Einsatz einer Kühlmittelpumpe 17 am Einlass zum Chiller 9, die sowohl mit dem Batteriekühlradiator 13 als auch mit dem optionalen Kühlmittelzuheizer 21 verbunden ist.
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Der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 ist mit einer durchgehenden Volllinie dargestellt und wird zur Kühlung des elektrischen Antriebsstrangs über den Antriebsstrangkühler 15 verwendet. Am Auslass des Antriebsstrangkühlers 15 des elektrischen Antriebsstrangs leitet ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 14 das Kühlmittel zum Antriebsstrangkühlradiator 12 weiter. Der Antriebsstrangkühlradiator 12 ist mit der Kühlmittelpumpe 16 verbunden, die sich am Einlass zum Antriebsstrangkühler 15 befindet. Auf diesem Weg kann der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 zur passiven Kühlung des elektrischen Antriebsstrangs genutzt werden, was einen effizienten Systembetrieb ermöglicht. Soll die Wärme des Antriebsstrangs genutzt werden, kann der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 über das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 14 mit dem Batteriekühlmittelkreislauf 24 verbunden werden, was schematisch durch die Verbindung zum Batteriekühlerradiator-Bypass 30 des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 angedeutet ist.
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Zusätzliche Kabinenheizungsleistung kann durch den Einsatz eines luftseitigen PTC-Heizelementes 7 im Klimagerät 27 erreicht werden. Die Radiatoren der Wärmepumpenanordnung, der Antriebsstrangkühlradiator 12, der Batteriekühlradiator 13 und der Umgebungswärmeübertrager 4 sind in einer Radiatoreinheit 31 bevorzugt baulich zusammengefasst.
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In 2 ist der Modus 1 Kabinenkühlung durch hervorgehoben dargestellte Komponenten der Wärmepumpenanordnung aus 1 gezeigt. Für alle folgenden Figuren gilt, dass nicht aktive Komponenten beziehungsweise Kältemittel- oder Kühlmittelleitungen in dünnen und aktive Kältemittel- oder Kühlmittelleitungen in relativ dazu dickeren Linien dargestellt sind.
Der Schaltungszustand der Ventile wird in den folgenden Figuren durch die Darstellung der Symbole dargestellt. Sind die Dreiecksymbole nur als Umriss und leer dargestellt, ist das Ventil geöffnet. Sind die Dreiecksymbole vollständig ausgefüllt, sind die Ventile geschlossen. Werden die Ventile, soweit vorgesehen mit der Expansionsfunktion betrieben, sind die Dreiecke schraffiert dargestellt. Der in 2 gezeigte Modus ist für hohe Umgebungstemperaturen von mehr als 30 °C ausgelegt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel nach dem Verdichter 1 durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Kondensationswärme an die Umgebung abgegeben wird. Der Kältemittelstrom wird mit dem vor dem Verdampfer 6 angeordneten EXV 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 in die Kabine strömende Luft 34 zu kühlen. Das Kältemittelventil 3 ist ohne Expansionsfunktion auf maximalen Durchgang und der Heizkondensator 2 des Klimagerätes 27 ist ohne Funktion geschaltet, so dass der Kältemittelkreislauf die gesamte Kühlleistung an die zu kühlende Luft 34 für die Fahrzeugkabine abgibt.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 arbeitet im Rezirkulationsmodus, um die Batterie mit Bezug auf die Temperaturverteilung zu homogenisieren. Der Chiller 9 ist nicht in Betrieb, die entsprechenden Kältemittelventile sind geschlossen, so dass der Chiller 9 in diesem Modus hinsichtlich der Wärmeübertragung funktionslos ist und nur kühlmittelseitig durchströmt wird. Das Kühlmittel strömt von der Kühlmittelpumpe 17 über den Chiller 9 durch den Batteriewärmeübertrager 19 und den Batteriekühlerradiator-Bypass 30 im Kreislauf zurück zur Kühlmittelpumpe 17. Der Kühlmittelzuheizer 21 ist in diesem Modus nicht in Betrieb und hinsichtlich der Wärmeübertragung funktionslos.
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Das Kühlmittel des Antriebsstrangkühlmittelkreislaufes 25 des elektrischen Antriebsstrangs wird von der Kühlmittelpumpe 16 über den Antriebsstrangkühler 15 und den Antriebsstrangkühlradiator 12 als Radiator geführt und durch die Umgebungsluft 26 dabei passiv gekühlt.
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In 3 ist der Modus 2 Kabinenkühlung und aktive Batteriekühlung gezeigt. Dieser Modus wird bei hohen Umgebungstemperaturen von mehr als 30 °C angewandt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Kondensationswärme an die Umgebungsluft 26 abgegeben wird. Ein Teilstrom des Kältemittels wird mit dem vor dem Verdampfer 6 angeordneten EXV 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 des Klimagerätes 27 in die Kabine strömende Luft 34 zu kühlen, analog Modus 1. Das Kältemittelventil 3 ist ohne Expansionsfunktion geschaltet und der Heizkondensator 2 ist gleichfalls funktionslos.
Der andere Teilstrom des Kältemittels nach dem Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 wird im 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 8 entspannt und im Chiller 9 unter Wärmeaufnahme aus dem Batteriekühlmittelkreislauf 24 zur Kühlung der Batterie verdampft und nachfolgend mit dem Teilstrom des Kältemittels vom Verdampfer vereint über einen Kältemittelsammler 11 zum Verdichter 1 geleitet.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 arbeitet im aktiven Kühlbetrieb, um die Batterie zu kühlen. Das Kühlmittel nimmt Wärme von der Batterie im Batteriewärmeübertrager 19 auf und wird anschließend im Chiller 9 aktiv durch den Kältemittelkreislauf gekühlt, wobei Wärme an den Kältemittelkreislauf übertragen wird. Dazu wird, wie vorangehend beschrieben, ein Teilstrom des Kältemittels parallel zum Verdampfer 6 über das 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 8 geführt und am Eintritt in den Chiller 9 expandiert. Das Kühlmittel strömt von der Kühlmittelpumpe 17 über den Chiller 9 durch den Batteriewärmeübertrager 19 und den Batteriekühlerradiator-Bypass 30 im Kreislauf zurück zur Kühlmittelpumpe 17. Der Kühlmittelzuheizer 21 ist in diesem Modus nicht in Betrieb und hinsichtlich der Wärmeübertragung funktionslos.
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Das Kühlmittel des Antriebsstrangkühlmittelkreislaufes 25 des elektrischen Antriebsstrangs wird analog der Betriebsweise gemäß 2 von der Kühlmittelpumpe 16 über den Antriebsstrangkühler 15 und den Antriebsstrangkühlradiator 12 als Radiator geführt und durch die Umgebungsluft 26 dabei passiv gekühlt.
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In 4 ist der Modus Kabinenkühlung und passive Batteriekühlung bei hohen Umgebungstemperatur von mehr als 30 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Kondensationswärme an die Umgebungsluft 26 abgegeben wird. Der Kältemittelstrom wird mit dem vor dem Verdampfer 6 angeordneten Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 strömende Fahrzeugkabinenluft 34 zu kühlen. Das Kältemittelventil 3 ist ohne Expansionsfunktion auf maximalen Durchgang und der Heizkondensator 2 des Klimagerätes 27 ist ohne Funktion geschaltet, so dass der Kältemittelkreislauf die gesamte Kühlleistung an die zu kühlende Luft 34 für die Fahrzeugkabine abgibt.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 arbeitet im passiven Kühlbetrieb, um die Batterie über den Batteriewärmeübertrager 19 zu kühlen. Das Kühlmittel strömt von der Kühlmittelpumpe 17 über den Chiller 9 zum Batteriewärmeübertrager 19, nimmt Wärme von der Batterie auf und wird anschließend im Batteriekühlradiator 13 gekühlt, wobei Wärme an die Umgebungsluft 26 übertragen wird. Der Chiller 9 ist nicht in Betrieb, die betreffenden Kältemittelventile sind geschlossen.
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Der elektrische Antriebsstrang wird über den Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 passiv über den Antriebsstrangkühlradiator 12 gekühlt analog der Verfahrensweise gemäß 2 und 3.
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In 5 ist der Modus Reheat Kabine und aktive Batteriekühlung bei relativ milden Umgebungstemperaturen von größer 15 °C dargestellt.
Unter einem Reheat-Modus wird bei der Fahrzeugklimatisierung verstanden, dass die der Fahrzeugkabine zuzuführende Luft 34 im Klimagerät 27 zunächst gekühlt und entfeuchtet und nachfolgend auf eine gewünschte Temperatur erwärmt wird. Durch die Reduzierung der Feuchtigkeit der Fahrzeugkabinenluft 34 wird ein Beschlagen der Fahrzeugscheiben vermindert beziehungsweise verhindert.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Kondensationswärme an die Umgebungsluft 26 abgegeben wird. Die Regelung der Wärmeabgabe an die Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4. Das Kältemittel wird auf ein Mitteldruckniveau in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 expandiert.
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Der Kältemittelstrom wird mit dem vor dem Verdampfer 6 angeordneten Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 in die Kabine strömende Luft 34 zu kühlen. Im Anschluss wird die Fahrzeugkabinenluft 34 durch den Heizkondensator 2 des Klimagerätes 27 wieder aufgeheizt. Der Wärmestrom, der für die Wiedererwärmung des Luftstroms zur Kabine erforderlich ist, ist geringer als der im Verdampfer 6 aus dem Luftstrom entzogene Wärmestrom. Der vorangehend beschriebene Wärmeentzug der Luft 34 und der gegebenenfalls damit einhergehende Feuchtigkeitsentzug der Luft 34 und die nachfolgende Erwärmung der Luft 34 auf die gewünschte Temperatur der Luft 34 für die Fahrzeugkabine wird als Reheat bezeichnet.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 arbeitet im passiven Kühlbetrieb, um die Batterie zu kühlen. Das Kühlmittel nimmt Wärme von der Batterie über den Batteriewärmeübertrager 19 auf und wird anschließend im Batteriekühlradiator 13 gekühlt, wobei Wärme an die Umgebungsluft 26 übertragen wird. Der Chiller 9 ist nicht in Betrieb, die entsprechenden Kältemittelventile sind geschlossen. Der elektrische Antriebsstrang wird über den Antriebsstrangkühlradiator 12 des Antriebsstrangkühlmittelkreislaufes 25 passiv gekühlt.
Die Betriebsweise des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 und des Antriebsstrangkühlmittelkreislaufes 25 entsprechen den zu 4 beschriebenen Schaltungen und Verfahrensweisen.
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In 6 ist der Modus Reheat Kabine bei tiefen Umgebungstemperaturen von größer als 0 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Wärme aus der Umgebung auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dabei verdampft beziehungsweise teilverdampft. Die Regelung der Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager 4. Das Kältemittel wird auf ein Mitteldruckniveau in den Umgebungswärmeübertrager 4 expandiert. Zuvor wird Wärme vom Kältemittel über den Heizkondensator 2 an den Luftstrom zur Kabinenklimatisierung abgegeben und zusätzlich wird die Fahrzeugkabinenluft 34 mittels des Luft-PTC 7 geheizt. Der Luft-PTC 7 ist ein Zusatzwärmeübertrager für die Erwärmung der Luft für die Fahrzeugkabine nach dem Prinzip der Kaltleiter. Diese werden auch als PTC-Widerstand oder PTC-Thermistor bezeichnet. Alternativ können andere Zusatzwärmeübertrager zur Erwärmung der Fahrzeugkabinenluft 34 eingesetzt werden.
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Nachgeschaltet wird ein Teilstrom des Kältemittels durch das vor dem Verdampfer 6 angeordnete Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 in die Kabine strömende Luft 34 zu kühlen. Im Anschluss wird die Fahrzeugkabinenluft 34 durch den Heizkondensator 2 wieder aufgeheizt. Der Luft-PTC 7 kann aktiv sein, um die Wiedererwärmung der Kabinenzuluft zu unterstützen. Der Wärmestrom, der für die Wiedererwärmung des Luftstroms zur Kabine erforderlich ist, ist größer und insbesondere viel größer als der im Verdampfer 6 aus dem Luftstrom entzogene Wärmestrom.
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Parallel dazu wird ein Teilstrom des Kältemittels durch das vor dem Chiller 9 angeordnete 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 8 in den Chiller 9 expandiert. Um die Systemleistung zu erhöhen, wird die Wärme des elektrischen Antriebsstrangs vom Antriebsstrangkühler 15 und optional der Wärme der Batterie vom Batteriewärmeübertrager 19 über den Chiller 9 auf das Kältemittel übertragen. Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 arbeitet hierzu im aktiven Kühlbetrieb und ist mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verbunden. Das Kühlmittel nimmt im dargestellten Modus Wärme der Batterie und des Antriebsstrangs auf und überträgt diese Wärme auf den Kältemittelkreislauf, wo die Wärme zur Heizung der Fahrzeugkabine über den Heizkondensator 2 genutzt wird.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 und der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 sind miteinander verbunden und das Kühlmittel strömt im Kreislauf von der Kühlmittelpumpe 17 über den Chiller 9, den Batteriewärmeübertrager 19, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 20, die Kühlmittelpumpe 16 und den Antriebsstrangkühler 15 zur Kühlmittelpumpe 17. Die Radiatoren der Kühlmittelkreisläufe, der Antriebsstrangkühlradiator 12 und der Batteriekühlradiator 13 werden in diesem Modus nicht betrieben.
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In 7 ist der Modus Reheat Kabine bei tiefen Umgebungstemperaturen von größer als 0 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Wärme aus der Umgebungsluft 26 auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dabei verdampft beziehungsweise teilverdampft. Die Regelung der Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4. Das Kältemittel wird auf ein Mitteldruckniveau in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 expandiert. Zuvor wird Wärme vom Kältemittel über den Heizkondensator 2 an den Luftstrom zur Kabinenklimatisierung abgegeben und das Kältemittel kondensiert und zusätzlich wird die Fahrzeugkabinenluft 34 mittels des Luft-PTC 7 geheizt.
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Nachgeschaltet wird ein Teilstrom des Kältemittels durch das vor dem Verdampfer 6 angeordnete Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 in die Kabine strömende Luft 34 zu kühlen. Im Anschluss wird die Fahrzeugkabinenluft 34 durch den Heizkondensator 2 wieder aufgeheizt. Der Luft-PTC 7 kann aktiv sein, um die Wiedererwärmung der Fahrzeugkabinenluft 34 zu unterstützen. Der Wärmestrom, der für die Wiedererwärmung des Luftstroms zur Kabine erforderlich ist, ist größer als der im Verdampfer 6 aus dem Luftstrom entzogene Wärmestrom.
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Parallel dazu wird ein Teilstrom des Kältemittels durch das vor dem Chiller 9 angeordnete 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 8 in den Chiller 9 expandiert. Um die Systemleistung zu erhöhen, ist der elektrische Zuheizer, der Kühlmittelzuheizer 21, im Batteriekühlerradiator-Bypass 30 des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 aktiv. Wärme wird vom Kühlmittelzuheizer 21 auf den Kühlmittelkreislauf und anschließend über den Chiller 9 auf das Kältemittel übertragen, wobei der Batteriewärmeübertrager 19 der Batterie nicht durchströmt wird. Das Kühlmittel des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 strömt dabei vom Chiller 9 über das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18 durch den Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 mit dem Kühlmittelzuheizer 21 zur Kühlmittelpumpe 17 zum Chiller 9 im Kreislauf.
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In 8 ist der Modus Reheat Kabine bei tiefen Umgebungstemperaturen von größer als 0 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt ein Teilstrom des Kältemittels durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Wärme aus der Umgebung auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dabei verdampft beziehungsweise teilverdampft. Die Regelung der Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4. Zuvor wird Wärme vom Kältemittel über den Heizkondensator 2 an die Fahrzeugkabinenluft 34 zur Kabinenklimatisierung abgegeben und das Kältemittel kondensiert und zusätzlich wird die Luft 34 für die Fahrzeugkabine mittels des Luft-PTC 7 geheizt.
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Nachgeschaltet wird das Kältemittel durch das vor dem Verdampfer 6 angeordnete Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 5 in den Verdampfer 6 expandiert, um die durch den Verdampfer 6 in die Kabine strömende Luft 34 zu kühlen. Im Anschluss wird die Fahrzeugkabinenluft 34 durch den Heizkondensator 2 wieder aufgeheizt. Der Luft-PTC 7 kann aktiv sein, um die Wiedererwärmung der Kabinenzuluft zu unterstützen. Der Wärmestrom, der für die Wiedererwärmung des Luftstroms zur Kabine erforderlich ist, ist deutlich größer als der im Verdampfer 6 aus der Fahrzeugkabinenluft 34 entzogene Wärmestrom.
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Parallel dazu wird der verbleibende Teilstrom des Kältemittels bereits vor dem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 abgezweigt und über das einzelne Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 vor dem Chiller 9 expandiert. Diese Verschaltung ermöglicht eine Wärmeaufnahme bei unterschiedlichen Druck- beziehungsweise Temperaturstufen. Die Kältemittelpfade zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4/ Verdampfer 6 und zum Chiller 9 werden parallel betrieben. Um die Systemleistung zu erhöhen, ist der elektrische Zuheizer, der Kühlmittelzuheizer 21, im Batteriekühlerradiator-Bypass 30 des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 aktiv. Wärme wird vom Kühlmittelzuheizer 21 auf den Kühlmittelkreislauf und anschließend über den Chiller 9 auf das Kältemittel übertragen, wobei der Batteriewärmeübertrager 19 der Batterie nicht durchströmt wird. Das Kühlmittel strömt im Kreislauf von der Kühlmittelpumpe 17 über den Chiller 9, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18 und den Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 über den Kühlmittelzuheizer 21 zur Kühlmittelpumpe 17 des Batteriekühlmittelkreislaufes 24.
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In 9 ist der Modus Heizung Kabine mit der Wärmequelle Umgebung bei tiefen/kalten Umgebungstemperatur bis -20 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Wärme aus der Umgebung auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dabei verdampft. Die Regelung der Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4. Zuvor wird Wärme vom Kältemittel über den Heizkondensator 2 an die Fahrzeugkabinenluft 34 zur Kabinenklimatisierung abgegeben und das Kältemittel kondensiert und zusätzlich kann die Fahrzeugkabinenluft 34 mittels des Luft-PTC 7 geheizt werden.
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Der Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 ist in diesem Modus die einzige Wärmequelle für die Kabinenheizung, sofern der Luft-PTC 7 nicht betrieben wird.
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Um die Systemeffizienz zu maximieren, wird das Kältemittel mittels des 3/2-Wege-Kältemittelventils mit Expansionsfunktion (EXV) 8 über den Chiller-Bypass 29 um den Chiller 9 geleitet, so dass der Chiller 9 in diesem Modus kältemittelseitig abgeschaltet und die Expansionsfunktion im 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 8 nicht aktiv ist.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist unter Umgehung des Batteriewärmeübertragers 19 mittels des Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 über ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18 direkt mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verschaltet. Das Kühlmittel strömt von der Kühlmittelpumpe 17 über den funktionslosen Chiller 9, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18, den Batteriewärmeübertrager-Bypass 32, die Kühlmittelpumpe 16, den Antriebsstrangkühler 15 und das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 14 zur Kühlmittelpumpe 17. Hierdurch wird die Temperaturverteilung des Antriebsstrangs homogenisiert. Es wird keine Wärme über die Radiatoren der Kühlmittelkreisläufe abgeführt.
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In 10 ist der Modus Heizung Kabine mit der Wärmequelle Umgebungswärme bei tiefen/kalten Umgebungstemperaturen von bis zu -20 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt das Kältemittel durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Wärme aus der Umgebung auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dabei verdampft. Die Regelung der Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4. Zuvor wird Wärme vom Kältemittel über den Heizkondensator 2 an den Luftstrom zur Kabinenklimatisierung abgegeben und das Kältemittel kondensiert und zusätzlich kann die Fahrzeugkabinenluft 34 mittels des Luft-PTC 7 geheizt werden.
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Der Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 ist die einzige Wärmequelle für die Kabinenheizung sofern der Luft-PTC 7 nicht aktiv ist. Die Expansionsfunktion im 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 8 ist in diesem Modus nicht aktiv.
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Um die Systemeffizienz zu maximieren, wird das Kältemittel mittels des 3/2-Wege-Kältemittelventils mit Expansionsfunktion (EXV) 8 über den Chiller-Bypass 29 um den Chiller 9 geleitet, so dass der Chiller 9 in diesem Modus kältemittelseitig abgeschaltet ist.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist über ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 20 direkt mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verschaltet, wobei der Kühlmittelstrom durch den Batteriewärmeübertrager 19 geführt wird. Das Kühlmittel strömt von der Kühlmittelpumpe 17 über den funktionslosen Chiller 9, den Batteriewärmeübertrager 19, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 20, die Kühlmittelpumpe 16 und den Antriebsstrangkühler 15 zur Kühlmittelpumpe 17. Hierdurch wird die Wärme aus dem Antriebsstrang in die Batterie übertragen und die Temperaturverteilung in Antriebsstrang und Batterie homogenisiert.
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In 11 ist der Modus Heizung Kabine mit Wärmequellen Umgebungswärme und Abwärme des Antriebsstrangs bei tiefen/kalten Umgebungstemperaturen von bis zu -20 °C dargestellt.
In diesem Modus fließt ein Teilstrom des Kältemittels durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Wärme aus der Umgebung auf das Kältemittel übertragen wird. Das Kältemittel wird dabei verdampft beziehungsweise teilverdampft. Die Regelung der Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 erfolgt über das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 vor dem Eintritt in den Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4. Um die Systemeffizienz zu maximieren, wird das Kältemittel mittels des 3/2-Wege-Kältemittelventils mit Expansionsfunktion (EXV) 8 über den Chiller-Bypass 29 um den Chiller 9 geleitet, so dass der Chiller 9 in diesem Modus kältemittelseitig abgeschaltet ist.
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Parallel dazu wird der verbleibende Teilstrom des Kältemittels bereits vor dem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 abgezweigt und über das einzelne Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 vor dem Chiller 9 expandiert. Diese Verschaltung ermöglicht eine Wärmeaufnahme bei unterschiedlichen Druck- beziehungsweise Temperaturstufen. Die Kältemittelpfade zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4/ Verdampfer 6 und zum Chiller 9 werden parallel betrieben.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist unter Umgehung des Batteriewärmeübertragers 19 direkt mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verschaltet. Das Kühlmittel strömt von der Kühlmittelpumpe 17 über den Chiller 9, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18, den Batteriewärmeübertrager-Bypass 32, die Kühlmittelpumpe 16, den Antriebsstrangkühler 15 und das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 14 zur Kühlmittelpumpe 17. Hierdurch wird die Wärme aus dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 über den Chiller 9 auf den Kältemittelkreislauf übertragen.
Wärmequellen für die Aufheizung der Kabinenzuluft, die durch den Heizkondensator 2 erfolgt, sind somit die Umgebungsluft 26 sowie die Abwärme des Antriebsstrangs. Der Luft-PTC 7 kann aktiv sein, um die Erwärmung der Fahrzeugkabinenluft 34 zu unterstützen.
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In 12 ist der Modus Heizung Kabine mit der Wärmequelle der Abwärme des Antriebsstrangs bei tiefen/kalten Umgebungstemperaturen von bis zu -20 °C dargestellt.
Um die Systemleistung und Effizienz zu maximieren, wird der gesamte Kältemittelmassenstrom in diesem Modus bereits vor dem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 abgezweigt und über das einzelne Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 vor dem Chiller 9 expandiert. Hierdurch wird eine vollständige kältemittelseitige Absperrung des äußeren Umgebungswärmeübertragers (OHX) 4 erreicht. Dadurch kann der Saugdruck des Systems deutlich erhöht werden.
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Die gekoppelten Kühlmittelkreisläufe 24 und 25 sind wie zu 11 beschrieben ausgeführt. Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist unter Umgehung des Batteriewärmeübertragers 19 mittels des 3/2-Wege-Kühlmittelventils 18 und des Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 direkt mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verschaltet. Hierdurch wird die Wärme aus dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 über den Chiller 9 auf den Kältemittelkreislauf übertragen.
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Der Antriebsstrang ist somit die primäre Wärmequelle für die Aufheizung der Fahrzeugkabinenluft 34, die durch den Heizkondensator 2 erfolgt. Der Luft-PTC 7 kann aktiv sein, um die Wiedererwärmung der Kabinenzuluft zu unterstützen.
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In 13 wird die Wärmepumpenanordnung gemäß 1 vorteilhaft weitergebildet.
Im Unterschied zur Schaltung der Komponenten in 1 ist die Schaltung gemäß 13 nach dem Verdampfer 6 in Kältemittelströmungsrichtung ergänzt um ein Rückschlagventil 23 im Kältemittelkreislauf, bevor der Chiller-Bypass 29 und der kältemittelseitige Ausgang des Chillers 9 mit dem Ausgang aus dem Verdampfer 6 vereinigt werden.
Weiterhin ist in der Schaltung gemäß 13 keine Luft-PTC 7 gemäß 1 zur zusätzlichen Erwärmung der Fahrzeugkabinenluft 34 vorgesehen.
Zusätzlich ist eine Antriebsstrangschleife 33 mit einem 3/2-Wege-Kühlmittelventil 22 vorgesehen.
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Die Wärmepumpenanordnung gemäß 13 besteht aus einem zentralen Kältemittelkreislauf und zwei Niedertemperaturkühlkreisläufen zur Kühlung/Heizung der Batterie, dem Batteriekühlmittelkreislauf 24, und zur Kühlung/Heizung des elektrischen Antriebsstrangs, dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25. Die Kabinenklimatisierung erfolgt über den Kältemittelkreislauf. Das System kann in jedes Fahrzeug mit einer Standard-Klimageräte-Architektur integriert werden.
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Die Wärmepumpenanordnung gemäß 13 erlaubt darüber hinaus den Entfall des Hochvolt Luft-PTCs im Luftpfad des Klimagerätes 27 im Unterschied zur Anordnung gemäß 1. Das System ermöglicht hierzu die Nutzung der Kühlmittelheizung des Batteriekühlmittelkreislaufs 24 mittels des Kühlmittelzuheizers 21 und die Zurverfügungstellung der Wärme für die Kabinenheizung über die Wärmepumpenfunktion.
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Der Kältemittelkreislauf des Thermomanagementsystems gemäß 13 basiert neben dem Verdampfer 6 im Luftpfad zur Kabine auf einem einzigen Kältemittelwärmeübertrager, dem Chiller 9, der mit mehreren Expansionsventilen 8, 10 verbunden ist, analog zur Ausgestaltung gemäß 1. Für maximale Effizienz im Heizmodus verfügt das System über einen direkten Wärmeübertrager im Luftpfad des Klimagerätes 27, den Heizkondensator 2. Das System ist bevorzugt für den Betrieb mit Kältemitteln wie R134a und R1234yf ausgelegt.
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Die Systemarchitektur ermöglicht auch hier einen flexiblen Betrieb des Wärmepumpensystems in verschiedenen Betriebsmodi wie Kühlung, Heizung und Entfeuchtung mit minimalem Einsatz von Expansions- und Richtungsventilen unter Verwendung mehrerer Wärmequellen beziehungsweise -senken. Als Wärmequellen beziehungsweise -senken dienen die Umgebung, die HV-Batterie, der elektrische Antriebsstrang mit seinen elektrischen und elektronischen Komponenten und die Kühlmittelheizung.
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Innerhalb des Kältemittelkreislaufs ist der Verdichter 1 mit dem im Klimagerät integrierten Heizkondensator 2 verbunden. Vom Heizkondensator 2 kann das Kältemittel über ein Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 geführt werden. Das Kältemittelventil 3 zwischen Heizkondensator 2 und Umgebungswärmeübertrager 4 ermöglicht die Einstellung eines unterschiedlichen Druckniveaus zwischen diesen beiden Komponenten. Diese Funktion wird benötigt, um die Wärmeübertragung an die Umgebungsluft 26 im Kühlmodus sowie die Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft 26 im Heizmodus zu regeln. Auf diese Weise kann das Gesamtsystem bei drei verschiedenen Druckstufen betrieben werden, wobei das Mitteldruckniveau zwischen dem Hochdruck- und dem Saugdruckniveau variieren kann.
Alternativ zur Verschaltung über den Umgebungswärmeübertrager 4 ist der Heizkondensator 2 auch mit einem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 am Einlass zum Chiller 9 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 verbunden.
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Im Kühlbetrieb wird das Kältemittel durch den Umgebungswärmeübertrager 4 geleitet, um Kondensationswärme in die Umgebung abzuleiten. Im Heizmodus wird die Kondensationswärme im Heizkondensator 2 abgegeben, um die Fahrzeugkabinenluft 34 aufzuheizen, welche im Klimagerät 27 konditioniert wird.
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Der Auslass des Umgebungswärmeübertragers 4 ist sowohl mit einem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 5 am Einlass zum Verdampfer 6 als auch mit einem 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 8 verbunden. Das 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion 8 weist drei Anschlüsse auf, welche mit 1, 2 und 3 bezeichnet sind. Die Anschlüsse 2 und 3 sind Ausgänge und Anschluss 1 ist ein Eingang. Während die Expansionsseite des 3/2-Wege-Kältemittelventils 8 am Ausgang 2 mit dem Chiller 9 verbunden ist, stellt Ausgang 1 über eine Bypass-Leitung, die als Chiller-Bypass 29 bezeichnet ist, eine direkte Verbindung zur Saugseite des Systems hin zum Kältemittelsammler 11 und zum Verdichter 1 her. In den Chiller-Bypass 29 ist ein Rückschlagventil 23 integriert. Anstelle des 3/2-Wege-Kältemittelventils mit Expansionsfunktion 8 können alternativ auch Einzelventile mit den entsprechenden Funktionalitäten eingesetzt werden.
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Die saugseitigen Kältemittelleitungen vom Auslass des Verdampfers 6, des Chillers 9 und des Chiller-Bypass 29 sind vor dem Einlass in den Kältemittelsammler 11 vorzugsweise miteinander verbunden. Der Auslass des Kältemittelsammlers 11 ist mit der Saugseite des Verdichters 1 verbunden. Mit dieser Architektur kann Kältemittel im Umgebungswärmeübertrager 4, im Verdampfer 6 des Klimagerätes 27 sowie im Chiller 9 teilverdampft, verdampft und überhitzt werden.
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Durch das spezifische Systemlayout ermöglicht der Kältemittelkreislauf einen parallelen Betrieb des Umgebungswärmeübertragers 4 und des Chillers 9 bei unterschiedlichen Druckniveaus. Bei Bedarf können Umgebungswärmeübertrager 4 und Chiller 9 auch im seriellen Modus betrieben werden. Der Betriebsmodus kann flexibel an die Umgebungs- und Betriebsbedingungen, wie Temperaturen und Wärmequellen des Fahrzeuges, angepasst werden.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 steht über den Chiller 9 mit dem Kältemittelkreislauf in Verbindung. Am Auslass des Chillers 9 wird das Kühlmittel über ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 18 entweder zum Batteriewärmeübertrager 19 zur Kühlung der HV-Batterie oder über eine parallel verlaufende Umgehungsleitung, der Batteriekühlerradiator-Bypass 30, geführt. Am Ausgang des Batteriewärmeübertragers 19 leitet ein weiteres 3/2-Wege-Kühlmittelventil 20 das Kühlmittel in Richtung des Batteriekühlradiators 13 des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 oder in Richtung des elektrischen Kühlmittelzuheizers 21. Die Zirkulation des Kühlmittels erfolgt durch den Einsatz einer Kühlmittelpumpe 17 am Einlass zum Chiller 9, die sowohl mit dem Batteriekühlradiator 13 als auch mit dem Kühlmittelzuheizer 21 verbunden ist.
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Der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 wird zur Kühlung des elektrischen Antriebsstrangs über den Antriebsstrangkühler 15 verwendet. Am Auslass des Antriebsstrangkühlers 15 des elektrischen Antriebsstrangs leitet ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 14 das Kühlmittel zum Antriebsstrangkühlradiator 12 weiter. Der Antriebsstrangkühlradiator 12 ist mit der Kühlmittelpumpe 16 verbunden, die sich am Einlass zum Antriebsstrangkühler 15 befindet. Auf diesem Weg kann der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 zur passiven Kühlung des elektrischen Antriebsstrangs genutzt werden, was einen effizienten Systembetrieb ermöglicht. Soll die Wärme des Antriebsstrangs genutzt werden, kann der Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 über das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 14 mit dem Batteriekühlmittelkreislauf 24 verbunden werden, was schematisch durch die Verbindung zum Batteriekühlerradiator-Bypass 30 des Batteriekühlmittelkreislaufes 24 angedeutet ist.
Zusätzlich kann Kühlmittel über ein 3/2-Wege-Kühlmittelventil 22 durch den Antriebsstrang über die Antriebsstrangschleife 33 rezirkuliert werden. Die beiden 3/2-Wege-Kühlmittelventile 14 und 22 können auch in einem 4/2-Wege-Kühlmittelventil kombiniert werden.
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Die mit der Wärmepumpenanordnung gemäß 13 realisierbaren Modi sind identisch mit den in den 2 bis 12 dargestellten Modi der Wärmepumpenanordnung gemäß 1, wobei die auf den nachfolgenden Seiten beschriebenen Modi gemäß der 14 bis 16 für die Wärmepumpenanordnung gemäß 13 hinzukommen.
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In 14 ist der Modus Heizung Kabine mit den Wärmequellen der Abwärme des Antriebsstrangs und der Wärme des Kühlmittelzuheizers 21 bei tiefen/kalten Umgebungstemperaturen von bis zu -20 °C dargestellt.
Um die Systemleistung und Effizienz zu maximieren, wird der gesamte Kältemittelmassenstrom über den Heizkondensator 2 geführt und Überhitzungs- und Kondensationswärme an die Fahrzeugkabinenluft 34 zur Kabinenklimatisierung abgegeben und das Kältemittel kondensiert und bereits vor dem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 abgezweigt und über das einzelne Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 geführt und expandiert und im Chiller 9 verdampft und nachfolgend dem Verdichter 1 zugeführt. Hierdurch wird eine vollständige kältemittelseitige Absperrung des äußeren Umgebungswärmeübertragers (OHX) 4 erreicht.
Dadurch kann der Saugdruck des Systems auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen deutlich erhöht werden.
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Die gekoppelten Kühlmittelkreisläufe 24 und 25 sind wie zu 11 und 12 beschrieben ausgeführt. Im Unterschied zu diesen Kreisläufen wird der Kühlmittelzuheizer 21 aktiv betrieben und das Kühlmittel beheizt.
Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist unter Umgehung des Batteriewärmeübertragers 19 mittels des 3/2-Wege-Kühlmittelventils 18 und des Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 direkt mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verschaltet. Hierdurch wird die Wärme aus dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 und aus dem Kühlmittelzuheizer 21 über den Chiller 9 auf den Kältemittelkreislauf übertragen. Der Rezirkulationsstrang des Antriebsstrangs, die Antriebsstrangschleife 33, ist in diesem Modus deaktiviert.
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Der Antriebsstrang und der Kühlmittelzuheizer 21 sind somit die primären Wärmequellen für die Aufheizung der Fahrzeugkabinenluft 34, die durch den Heizkondensator 2 erfolgt. Auf den Einsatz eines Luft-PTCs kann hierbei verzichtet werden.
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In 15 ist der Modus Heizung Kabine mit der Wärmequelle Kühlmittelzuheizer 21 bei tiefen/kalten Umgebungstemperaturen von bis zu - 20 °C dargestellt.
Um die Systemleistung und Effizienz zu maximieren, wird der gesamte Kältemittelmassenstrom in diesem Modus, analog dem Modus aus 14 bereits vor dem Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 zum Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 über den Umgebungswärmeübertrager-Bypass 28 abgezweigt und über das einzelne Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 10 vor dem Chiller 9 expandiert. Hierdurch wird eine vollständige kältemittelseitige Absperrung des äußeren Umgebungswärmeübertragers (OHX) 4 erreicht.
Dadurch kann der Saugdruck des Systems auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen deutlich erhöht werden.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist unter Umgehung des Batteriewärmeübertragers 19 mittels des 3/2-Wege-Kühlmittelventils 18 und des Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 nicht mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf verschaltet. Als Wärmequelle dient der Kühlmittelzuheizer 21. Somit wird die Wärme des Kühlmittelzuheizers 21 aus dem Batteriekühlmittelkreislauf 24 über den Chiller 9 auf den Kältemittelkreislauf übertragen.
Der Rezirkulationsstrang ist in diesem Modus aktiv und sorgt für eine Homogenisierung der Temperaturverteilung des Antriebsstrangs durch die Schaltung eines kurzen Kreislaufes über die Kühlmittelpumpe 16, den Antriebsstrangkühler 15, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 22 und die Antriebsstrangschleife 33.
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Der Kühlmittelzuheizer 21 ist die einzige Wärmequelle für die Aufheizung der Kabinenzuluft, die durch den Heizkondensator 2 erfolgt. Auf den Einsatz eines Luft-PTCs kann verzichtet werden.
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In 16 ist der Modus Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4 -Enteisung bei tiefen/kalten Umgebungstemperaturen von bis zu -20 °C dargestellt.
Zum Enteisen des Umgebungswärmeübertragers (OHX) 4 fließt in diesem Modus das Kältemittel nach dem Verdichter 1 und dem Heizkondensator 2 ungedrosselt durch das Kältemittelvetil 3 und unter hohem Druck und Temperatur durch den luftgekühlten Umgebungswärmeübertrager (OHX) 4, wobei Kondensationswärme zum Enteisen des Umgebungswärmeübertragers (OHX) 4 genutzt und schließlich an die Umgebungsluft 26 abgegeben wird. Das Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 3 drosselt in diesem Modus den Kältemittelmassenstrom nicht.
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Anschließend wird das Kältemittel durch das vor dem Chiller 9 angeordnete 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) 8 in den Chiller 9 expandiert und dort verdampft. Der Saugdruck des Systems kann auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen in diesem Modus deutlich erhöht werden.
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Der Batteriekühlmittelkreislauf 24 ist auch in diesem Modus wie bei 15 beschrieben unter Umgehung des Batteriewärmeübertragers 19 mittels des 3/2-Wege-Kühlmittelventils 18 und des Batteriewärmeübertrager-Bypass 32 nicht mit dem Antriebsstrangkühlmittelkreislauf 25 verschaltet. Als Wärmequelle dient der Kühlmittelzuheizer 21. Somit wird die Wärme des Kühlmittelzuheizers 21 aus dem Batteriekühlmittelkreislauf 24 über den Chiller 9 auf den Kältemittelkreislauf übertragen.
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Die Antriebsstrangschleife 33 des Antriebsstrangkühlmittelkreislaufes 25 ist wie zu 15 beschrieben auch in diesem Modus aktiv und sorgt für eine Homogenisierung der Temperaturverteilung des Antriebsstrangs durch die Schaltung eines kurzen Kreislaufes über die Kühlmittelpumpe 16, den Antriebsstrangkühler 15, das 3/2-Wege-Kühlmittelventil 22 und die Antriebsstrangschleife 33.
Die Aufheizung der Fahrzeugkabinenluft 34 erfolgt ausschließlich durch den Heizkondensator 2. Auf den Einsatz eines Luft-PTCs kann verzichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verdichter
- 2
- Heizkondensator
- 3
- Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV)
- 4
- Umgebungswärmeübertrager (OHX)
- 5
- Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV) /Verdampfer
- 6
- Verdampfer
- 7
- Luft-PTC
- 8
- 3/2-Wege-Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV)
- 9
- Chiller
- 10
- Kältemittelventil mit Expansionsfunktion (EXV)
- 11
- Kältemittelsammler
- 12
- Antriebsstrangkühlradiator des Antriebsstrangkühlmittelkreislaufes
- 13
- Batteriekühlradiator des Batteriekühlmittelkreislaufes
- 14
- 3/2-Wege-Kühlmittelventil
- 15
- Antriebsstrangkühler
- 16
- Kühlmittelpumpe
- 17
- Kühlmittelpumpe
- 18
- 3/2-Wege-Kühlmittelventil
- 19
- Batteriewärmeübertrager
- 20
- 3/2-Wege-Kühlmittelventil
- 21
- Kühlmittelzuheizer
- 22
- 3/2-Wege-Kühlmittelventil
- 23
- Rückschlagventil
- 24
- Batteriekühlmittelkreislauf zur Kühlung der HV-Batterie
- 25
- Antriebsstrangkühlmittelkreislauf zur Kühlung des elektrischen Antriebsstrangs
- 26
- Umgebungsluft
- 27
- Klimagerät
- 28
- Umgebungswärmeübertrager-Bypass
- 29
- Chiller-Bypass
- 30
- Batteriekühlerradiator-Bypass
- 31
- Radiatoreinheit
- 32
- Batteriewärmeübertrager-Bypass
- 33
- Antriebsstrangschleife
- 34
- Fahrzeugkabinenluft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019109796 A1 [0004]
- DE 102016100971 A1 [0005]
- DE 102008062176 A1 [0005]
- US 2019/0344640 A1 [0006]
- DE 102020111505 A1 [0007]
