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Die Erfindung betrifft ein Klimasystem für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit dem Klimasystem.
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Vorliegend richtet sich das Interesse auf wärmetransportmittelführende Klimasysteme für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, also Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge. Elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge weisen einen elektrischen Antriebsstrang auf, welcher üblicherweise eine elektrische Antriebseinheit mit zumindest einer elektrischen Antriebsmaschine und mit einer Leistungselektronik sowie eine elektrische Antriebsbatterie für die Versorgung der elektrischen Antriebseinheit aufweist. Das Klimasystem dient dabei der Durchführung von Temperieraufgaben im Kraftfahrzeug, d.h. der Zufuhr oder Abfuhr von Wärme von diversen Fahrzeugkomponenten. Für einen optimalen Betrieb des Kraftfahrzeugs sind die Temperierung der Antriebsbatterie, die Kühlung der elektrischen Antriebseinheit sowie die Temperierung eines Innenraums bzw. einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs von besonderer Bedeutung. Zum Temperieren der Fahrzeugkomponenten sind diese in der Regel in wärmetransportmittelführende Temperierkreise des Klimasystems eingebunden, welche zur Lenkung der Wärmetransportmittelströme bedarfsgerecht verschaltet und betrieben werden können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Wärmetransportmittelströme in Temperierkreisen eines Klimasystems eines elektrifizierten Kraftfahrzeugs effizient zu lenken.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Klimasystem sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Klimasystem für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug weist einen kühlmittelführenden Motorkreis, an welchen eine elektrische Antriebseinheit und eine Umgebungskühleinrichtung angeschlossen sind, und einen kühlmittelführenden HVS-Kreis, an welchen eine Antriebsbatterie und ein Chiller zum Kühlen der Antriebsbatterie angeschlossen sind, auf. Außerdem weist das Klimasystem einen kühlmittelführenden Innenraumkreis, an welchen ein Kondensator sowie ein Wärmetauscher zum Transportieren von Wärme in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind, und einen kältemittelführenden Kältekreis, an welchen der Chiller und der Kondensator unter Ausbildung einer Wärmepumpe zum Transportieren von Wärme aus dem HVS-Kreis in den Innenraumkreis angeschlossen sind, auf. Darüber hinaus umfasst das Klimasystem eine Temperaturerfassungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, eine erste Temperatur der Antriebsbatterie, eine zweite Temperatur stromauf der Umgebungskühleinrichtung, eine dritte Temperatur einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und eine vierte Temperatur stromauf der Antriebsbatterie zu bestimmen.
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Auch umfasst das Klimasystem eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, das Klimasystem in einen ersten Wärmepumpenmodus zu überführen, falls die erste Temperatur oberhalb eines vorbestimmten Temperaturzielkorridors für die Antriebsbatterie, aber unterhalb eines oberen vorbestimmten Temperaturschwellwertes liegt, und dort zu halten, falls die vierte Temperatur größer als die zweite Temperatur ist. Dazu verschaltet und betreibt die Steuereinrichtung den Motorkreis und den HVS-Kreis unter Einbindung der elektrischen Antriebseinheit in den HVS- Kreis derart, dass ein Teil der Abwärme der elektrischen Antriebseinheit über die Wärmepumpe in den Innenraumkreis und ein anderer Teil der Abwärme über den HVS-Kreis zu der Antriebsbatterie zum Heizen transportierbar ist. Außerdem ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das Klimasystem in einen zweiten Wärmepumpenmodus zu überführen, falls die zweite Temperatur größer als die erste und die dritte Temperatur ist und falls die erste Temperatur unterhalb des Temperaturzielkorridors, aber oberhalb eines unteren, vorbestimmten Temperaturschwellwertes liegt, und dort zu halten, falls die vierte Temperatur größer als die erste Temperatur ist. Dazu entkoppelt und betreibt die Steuereinrichtung den Motorkreis und den HVS-Kreis derart, dass nur die Abwärme der Antriebsbatterie über die Wärmepumpe in den Innenraumkreis transportierbar ist. Ferner ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, das Klimasystem andernfalls in einen dritten Wärmepumpenmodus zu überführen und dort zu halten, und dazu den Motorkreis und den HVS-Kreis unter Einbindung des Chillers in den Motorkreis derart zu verschalten und zu betreiben, dass nur eine Wärme aus dem Motorkreis über die Wärmepumpe in den Innenraumkreis transportierbar ist. Die Wärme aus dem Motorkreis kann beispielsweise eine Abwärme der elektrischen Antriebseinheit und/oder bei Unterkühlung des Chillers Wärme aus der Umgebung, welche über den Umgebungskühler in den Motorkreis transportiert wird, sein.
Die elektrische Antriebseinheit kann zumindest eine elektrische Antriebsmaschine sowie eine Leistungselektronik für die elektrische Antriebsmaschine aufweisen. Die wiederaufladbare Antriebsbatterie ist insbesondere ein Hochvoltenergiespeicher zum Bereitstellen von elektrischer Energie für die zumindest eine elektrische Antriebsmaschine. Dazu sind die zumindest eine Antriebsmaschine und die Antriebsbatterie über die Leistungselektronik elektrisch verbunden. Zum Temperieren der Antriebseinheit und der Antriebsbatterie sind diese in das Klimasystem eingebunden. Das Klimasystem ist zum Zirkulieren von Wärmetransportmitteln, also Kühlmitteln und Kältemitteln, ausgebildet. Um eine Temperatur der Antriebsbatterie in dem vorbestimmten Temperaturzielkorridor, welcher zu einem optimalen Betriebsbereich der Antriebsbatterie korrespondiert, zu halten, wird sie temperiert, also bedarfsgerecht geheizt oder gekühlt. Der Temperaturzielkorridor weist dabei insbesondere eine untere Korridorgrenze und eine obere Korridorgrenze auf. Dazu ist die Antriebsbatterie in den HVS-Kreis eingebunden, in welchen auch der Chiller zum Kühlen der Antriebsbatterie eingebunden ist. Der Chiller ist insbesondere als ein Kühlmittel-Kältemittel-Wärmetauscher ausgebildet, wobei eine Kühlmittelseite des Chillers an den HVS-Kreis angeschlossen ist. Außerdem ist in den HVS-Kreis eine Fördereinrichtung, beispielsweise eine Pumpe, eingebunden, welche das Kühlmittel fördert. Dadurch kann das Kühlmittel, welches beispielsweise die Abwärme der Antriebsbatterie transportiert, zu dem Chiller geleitet werden, an welchen die Abwärme abgeführt wird.
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Zum Kühlen der elektrischen Antriebseinheit ist diese in den Motor-Kühlkreis eigebunden, in welchem ein durch eine Fördereinrichtung gefördertes Kühlmittel zirkulieren kann und Abwärme der Antriebseinheit zu der Umgebungskühleinrichtung, welche zumindest einen Umgebungskühler in Form von einem von Umgebungsluft durchströmten Wärmetauscher aufweisen kann, transportieren kann. Der Motorkreis und der HVS-Kreis sind fluidisch koppelbar. Insbesondere weist das Klimasystem dazu zwei Dreiwegeventile auf, wobei ein erstes, zwischen der elektrischen Antriebseinheit und dem Chiller angeordnetes Dreiwegeventil in einem ersten Schaltzustand die Antriebseinheit über den Chiller und in einem zweiten Schaltzustand über einen ersten Bypasszweig mit der Umgebungskühleinrichtung fluidisch koppelt. Ein zweites zwischen der Antriebsbatterie und der elektrischen Antriebseinheit angeordnetes Dreiwegeventil koppelt in einem ersten Schaltzustand die Antriebsbatterie über die Antriebseinheit und in einem zweiten Schaltzustand über einen zweiten Bypasszweig mit dem Chiller fluidisch.
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Zum Heizen des Innenraums bzw. der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs ist der Innenraumkreis vorgesehen, welcher eine Fördereinrichtung, den Wärmetauscher und den Kondensator aufweist. Auch kann der Innenraumkreis einen elektrischen Zuheizer zum Bereitstellen von Heizwärme aufweisen, welche über das Kühlmittel zu dem Wärmetauscher transportiert wird und über den Wärmetauscher dem Innenraum zugeführt werden kann. Das Klimasystem weist außerdem den kältemittelführenden Klimakreis auf, welcher zum Kühlen des Innenraums ausgebildet ist. An diesen Kältekreis ist eine von der Kühlmittelseite des Chillers, welche an den HVS-Kreis angeschlossen ist, fluidisch getrennte Kältemittelseite des Chillers angeschlossen. Zusätzlich kann über den Chiller und den Kondensator unter Einbindung des Kältekreises die Wärmepumpe realisiert werden, über welche Wärme zum Heizen des Innenraums aus dem HVS-Kreis in den Innenraumkreis transportiert werden kann, ohne dass der HVS-Kreis und der Innenraumkreis fluidisch gekoppelt sind.
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Für diese Wärmepumpe werden unterschiedliche Betriebsmodi vorgegeben, welche den Wärmeüberschuss der Antriebseinheit, den Temperierbedarf der Antriebsbatterie und den Temperaturzielkorridor der Antriebsbatterie berücksichtigen. Dazu werden an unterschiedlichen Orten im Klimasystem Temperaturen erfasst. Beispielsweise kann die Temperaturerfassungseinrichtung zumindest einen Temperatursensor zum Messen zumindest einer der Temperaturen und/oder zumindest ein hinterlegtes Temperaturmodell zum Modellieren zumindest einer der Temperaturen aufweisen. Der erste Wärmepumpenmodus, bei welchem die Antriebsbatterie und der Innenraum mit Abwärme der Antriebseinheit geheizt werden, wird immer dann bereitgestellt, wenn ein Wärmeüberschuss an der Antriebseinheit, beispielsweise bei hohen Antriebsleistungen, vorhanden ist und die Antriebsbatterie erwärmt werden will, ohne dass sie sich in einem kritischen, unterkühlten Zustand befindet. Dies ist dann der Fall, wenn die zweite Temperatur, also die Temperatur des Kühlmittels stromauf vor dem Umgebungskühler, größer ist als die Temperatur der Antriebsbatterie und die Umgebungstemperatur und wenn die Temperatur der Antriebsbatterie unterhalb der unteren Korridorgrenze, aber oberhalb des kritischen, unteren Temperaturschwellwertes liegt.
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Zum Bereitstellen des ersten Wärmepumpenmodus ist die Steuereinrichtung beispielsweise dazu ausgelegt, den ersten Schaltzustand des ersten Dreiwegeventils und den ersten Schaltzustand des zweiten Dreiwegeventils bereitzustellen und die Fördereinrichtung des HVS-Kreises zu aktivieren. Dadurch wird die elektrische Antriebseinheit derart in den HVS-Kreis eingebunden, dass das Kühlmittel ausgehend von der Antriebseinheit zu dem Chiller, von dem Chiller zu der Antriebsbatterie und von der Antriebsbatterie zurück zur Antriebseinheit strömt. Dabei wird ein Teil der Abwärme der Antriebseinheit über den Chiller in den Innenraumkreis transportiert und mittels des Wärmetauschers dem Innenraum zugeführt. Der andere Teil der Abwärme wird über das Kühlmittel der Antriebsbatterie zum Heizen zugeführt.
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Der zweite Wärmepumpenmodus, bei welchem nur die Abwärme der Antriebsbatterie, nicht aber die Abwärme der Antriebseinheit zum Heizen des Innenraums verwendet wird, wird immer dann bereitgestellt, wenn die Antriebsbatterie gekühlt werden will, ohne dass sie sich in einem, kritischen überhitzten Zustand befindet. Dies ist beispielsweise nach einem Gleichstromladevorgang der Antriebsbatterie der Fall. Zum Bereitstellen des zweiten Wärmepumpenmodus ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, den zweiten Schaltzustand des ersten und des zweiten Dreiwegeventils bereitzustellen und die Fördereinrichtung des HVS-Kreises zu aktivieren. Das Kühlmittel zirkuliert also, ohne Einbindung des Motorkreises in dem HVS-Kreis, über den zweiten Bypasszweig. Falls auch die elektrische Antriebseinheit gekühlt werden soll, so wird die Fördereinrichtung des Motorkreises aktiviert und das Kühlmittel transportiert die Abwärme der Antriebseinheit über den ersten Bypasszweig zu der Umgebungskühleinrichtung.
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Der dritte Wärmepumpenmodus, bei welchem beispielsweise die Abwärme der Antriebseinheit bzw. bei Unterkühlung des Chillers die Umgebungswärme und die Abwärme der Antriebseinheit durch den Umgebungskühler, zum Heizen des Innenraums, nicht aber die Abwärme der Antriebsbatterie verwendet wird, wird immer dann bereitgestellt, wenn die Bedingungen der anderen Wärmepumpenmodi nicht zutreffen. Dies ist beispielsweise im Standbetrieb des Kraftfahrzeugs, bei niedriger Antriebsleistung und hoher Heizleistung im Innenraum der Fall. Zum Bereitstellen des dritten Wärmepumpenmodus ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, den ersten Schaltzustand des ersten Dreiwegeventils und den zweiten Schaltzustand des zweiten Dreiwegeventils bereitzustellen und die Fördereinrichtung des Motorkreises zu aktivieren. So fließt das die Abwärme transportierende Kühlmittel ausgehend von der elektrischen Antriebseinheit zu dem Chiller, von dem Chiller zu der Umgebungskühleinrichtung und von der Umgebungskühleinrichtung zurück zu der Antriebseinheit. Die Wärmepumpenmodi weisen somit eine Priorisierung auf, wobei der erste Wärmepumpenmodus die höchste Priorität, der zweite Wärmepumpenmodus die zweithöchste Priorität und der dritte Wärmepumpenmodus die niedrigste Priorität aufweist.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, die Wärmepumpenmodi immer dann zu beenden, wenn die erste Temperatur in einem ersten Fall über dem oberen Temperaturschwellwert oder in einem zweiten Fall unter dem unteren Temperaturschwellwert liegt, und in dem ersten Fall einen Kühlmodus für die Antriebsbatterie über den Chiller und in dem zweiten Fall einen Heizmodus für die Antriebsbatterie über eine Heizeinrichtung des Klimasystems bereitzustellen. In diesen Fällen befindet sich die Antriebsbatterie in einem kritischen Zustand, also droht entweder zu überhitzen oder zu unterkühlen. Wenn also der obere Temperaturschwellwert überschritten oder der untere Temperaturschwellwert unterschritten wird, so wird zwingend der Kühlmodus über den Chiller oder der Heizmodus über die Heizeinrichtung für die Antriebsbatterie bereitgestellt. Die Heizeinrichtung zum Bereitstellen des Heizmodus kann beispielsweise als ein elektrischer Zuheizer in dem HVS-Kreis ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Heizeinrichtung durch einen ineffizienten, Abwärme erhöhenden Betriebsmodus der elektrischen Antriebseinheit ausgebildet, wobei die Steuereinrichtung zum Bereitstellen des Heizmodus dazu ausgelegt ist, die elektrische Antriebseinheit in den HVS-Kreis einzubinden und in dem abwärmeerhöhenden Betriebsmodus zu betreiben. Die Antriebseinheit wird somit bewusst in dem ineffizienten Betriebsmodus betrieben, was auch als Vertrimmung bezeichnet wird, um die überschüssige Abwärme der Antriebsbatterie zuführen zu können. Dazu wird die Antriebseinheit mittels der Dreiwegeventile in den HVS-Kreis eingebunden.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Klimasystem. Das Kraftfahrzeug ist als ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Klimasystem vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Klimasystems eines Kraftfahrzeugs in einem ersten Wärmepumpenmodus,
- 2 das Klimasystem in einem zweiten Wärmepumpenmodus,
- 3 das Klimasystem in einem dritten Wärmepumpenmodus, und
- 4 eine schematische Darstellung von Freigabe- und Haltebedingungen der jeweiligen Wärmepumpenmodi.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1, 2 und 3 zeigen ein wärmetransportmittelführendes Klimasystem 1 für ein Kraftfahrzeug in unterschiedlichen Wärmepumpenmodi, wobei der in dem jeweiligen Wärmepumpenmodus aktive Wärmetransportmittelstrom fett dargestellt ist. Das Klimasystem 1 weist einen kühlmittelführenden Motorkreis 2 auf, an welchen eine elektrische Antriebseinheit 3 sowie eine Umgebungskühleinrichtung 4 angeschlossen sind. Die elektrische Antriebseinheit 3 weist hier zwei Antriebsmaschinen 5, 6 sowie eine elektrisch mit den Antriebsmaschinen 5, 6 verschaltete Leitungselektronik 7 auf. Die Umgebungskühleinrichtung 4 weist hier einen Hochtemperaturkühler 8 sowie einen Niedertemperaturkühler 9 auf, welche nacheinander von einem Umgebungsluftstrom durchströmbar sind. Zum Fördern des Luftstroms weist die Umgebungskühleinrichtung 4 einen Lüfter 10 auf. Zum Fördern des Kühlmittels weist der Motorkreis 2 eine erste Fördereinrichtung P1 in Form von einer Pumpe sowie ein stromauf der Antriebseinheit 3 angeordnetes erstes Rückschlagventil RS1 auf. Zum Kühlen der Antriebseinheit 3 mittels der Umgebungskühleinrichtung 4 wird die Fördereinrichtung P1 aktiviert, sodass das die Abwärme der Antriebseinheit 3 transportierende Kühlmittel zu der Umgebungskühleinrichtung 4 gefördert wird.
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Das Klimasystem 1 weist außerdem einen kühlmittelführenden HVS-Kreis 11 auf, an welchen eine Antriebsbatterie 12, beispielsweise ein Hochvoltenergiespeicher, sowie ein Chiller 13 angeschlossen sind. Stromauf der Antriebsbatterie 12 ist ein erstes Absperrventil AS1 angeordnet und stromab der Antriebsbatterie 12 ist ein zweites Rückschlagventil RS2 angeordnet. Außerdem weist der HVS-Kreis 11 eine zweite Fördereinrichtung P2 in Form von einer Pumpe auf. Der HVS-Kreis 11 ist mit dem Motorkreis 2 fluidisch koppelbar. Dazu ist die elektrische Antriebseinheit über ein erstes Dreiwegeventil DV1 schaltbar mit dem Chiller 13 oder einem ersten Bypasszweig BP1 fluidisch verbunden. Außerdem ist die Antriebsbatterie 12 über ein zweites Dreiwegeventil DV2 schaltbar mit der elektrischen Antriebseinheit 3 oder einem zweiten Bypasszweig BP2 fluidisch verbunden.
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Das Klimasystem 1 weist außerdem einen kühlmittelführenden Innenraumkreis 14 auf, an welchen ein Kondensator 15, ein elektrischer Zuheizer 16 sowie ein Heizwärmetauscher 17 zum Transportieren von Heizwärme, beispielsweise des Zuheizers 16, in einen Innenraum 18 des Kraftfahrzeugs angeschlossen sind. Außerdem weist der Innenraumkreis 14 eine dritte Fördereinrichtung P3 in Form von einer Pumpe sowie ein stromauf des Kondensators 15 angeordnetes zweites Rückschlagventil RS2 auf. Über ein zweites Absperrventil AS2 ist der Innenraumkreis 14 fluidisch mit der Umgebungskühleinrichtung 4, insbesondere dem Niedertemperaturkühler 9 verbunden, sodass der Innenraum über den Niedertemperaturkühler 9 gekühlt werden kann.
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Außerdem weist das Klimasystem 1 einen hier nicht gezeigten kältemittelführenden Kältekreis auf, welcher mit dem Chiller 13 und dem Kondensator 15 fluidisch gekoppelt ist. Der Chiller 13, der Kältekreis und der Kondensator 15 können, von einer Steuereinrichtung 19 des Klimasystems 1, als Wärmepumpe betrieben werden, über welche Wärme aus dem HVS- Kreis 11 in den Innenraumkreis 14 transportiert wird. Die Wärme kann dabei von unterschiedlichen Wärmequellen, insbesondere der Antriebsbatterie 12 und/oder der elektrischen Antriebseinheit 3 stammen.
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In 1 ist ein erster Wärmepumpenmodus gezeigt, bei welchem sowohl der Innenraum 18 als auch die Antriebsbatterie 12 mit Abwärme der Antriebseinheit 3 geheizt werden. Dazu werden den HVS-Kreis 11 und der Motorkreis 2 über die Dreiwegeventile DV1, DV2 derart verschaltet, dass das Kühlmittel innerhalb eines durch die Antriebseinheit 3, den Chiller 13 und die Antriebsbatterie 12 gebildeten Kreises 20 zirkuliert. Dadurch wird ein Teil der Abwärme zunächst dem Chiller 13 zugeführt, welcher die Abwärme über den Kältekreis und den Kondensator 15 in den Innenraumkreis 14 transportiert. Dort wird die Abwärme von dem Kondensator 15 dem Heizwärmetauscher 17 zugeführt, welcher die Abwärme dem Innenraum 18 zuführt. Der andere Teil der Abwärme der Antriebseinheit 3 wird der Antriebsbatterie 12 zum Heizen zugeführt.
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In 2 ist ein zweiter Wärmepumpenmodus gezeigt, bei welchem die Abwärme der Antriebsbatterie 12 zum Heizen des Innenraums 18 genutzt wird. Dazu sind oder werden der HVS-Kreis 11 und der Motorkreis 2 entkoppelt, indem die Dreiwegeventile DV1, DV2 derart geschaltet werden, dass die Antriebseinheit 3 mit dem ersten Bypasszweig BP1 verschaltet ist und die Antriebsbatterie 12 mit dem zweiten Bypasszweig BP2 verschaltet ist. Außerdem wird die zweite Fördereinrichtung P2 aktiviert. Dadurch zirkuliert das Kühlmittel in dem HVS-Kreis 11 von der Antriebsbatterie 12, über den zweiten Bypasszweig BP2 zu dem Chiller 13, von wo aus es über die Wärmepumpe in den Innenraumkreis 14 transportiert wird.
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3 zeigt einen dritten Wärmepumpenmodus, in welchem nur die Abwärme der Antriebseinheit 4 zum Heizen des Innenraums 18 genutzt wird. Dazu werden der HVS-Kreis 11 und der Motorkreis 2 derart fluidisch gekoppelt, dass die Antriebseinheit 3 über das erste Dreiwegeventil DV1 mit dem Chiller 13 verbunden ist. Außerdem ist das erste Absperrventil AS1 geöffnet, sodass das Kühlmittel nicht in dem HVS-Kreis zirkuliert. Das Kühlmittel zirkuliert, gefördert durch die erste Fördereinrichtung P1, in einem durch die Antriebseinheit 3, den Chiller 13 und die Umgebungskühleinrichtung 4 gebildeten Kreis 21. Dabei wird zumindest ein Teil der Abwärme der Antriebseinheit über die Wärmepumpe in den Innenraumkreis 14 transportiert. Die restliche Abwärme kann, falls sie nicht zum Heizen des Innenraums 18 benötigt wird, über die Umgebungskühleinrichtung 4 an die Umgebung abgeführt werden.
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Die Wärmepumpenmodi WP1, WP2, WP3 werden dabei abhängig von Temperaturen T1 bis T4, wenn sie in 4 gezeigte Bedingungen B1 bis B7 erfüllen, vorgegeben. Zum Erfassen der Temperaturen T1 bis T4 weist das Klimasystem 1 eine Temperaturerfassungseinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, eine erste Temperatur T1 in Form von der Temperatur der Antriebsbatterie 12 und eine zweite Temperatur T2 in Form von der Temperatur des Kühlmittels vor der Umgebungskühleinrichtung 4 zu erfassen. Dazu weist die Temperaturerfassungseinrichtung hier einen stromauf der Umgebungskühleinrichtung 4 angeordneten Temperatursensor 22 auf. Außerdem erfasst die Temperaturerfassungseinrichtung eine dritte Temperatur T3 in Form von einer Umgebungstemperatur und eine vierte Temperatur in Form von einer Temperatur T4 vor der Antriebsbatterie 12. Bei Erfüllung einer ersten Bedingung B1, dass die erste Temperatur T1 einen vorbestimmten, kritischen oberen Temperaturschwellwert Tsh überschreitet, so wird zwangsläufig ein Kühlmodus HVS-KM durchgeführt, bei welchem die Antriebsbatterie 12 über den Chiller 13 gekühlt wird. Bei Erfüllung einer zweiten Bedingung B2, dass die erste Temperatur T1 einen vorbestimmten, kritischen unteren Temperaturschwellwert Tsn unterschreitet, so wird zwangsläufig ein Heizmodus HVS-HM durchgeführt, bei welchem die Antriebsbatterie 12, beispielsweise mithilfe der Antriebseinheit 3, geheizt wird. Da die Bedingungen B1 und B2 Zwangsbedingunge sind, weisen der Kühlmodus HVS-KM und der Heizmodus HVS-HM die höchste Priorität Ph auf.
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Bei Erfüllung einer dritten Bedingungen B3, nämlich dass die zweite Temperatur T2 größer als die erste Temperatur T1 und die dritte Temperatur T3 ist und dass die erste Temperatur T1 unterhalb eines vorbestimmten Temperaturzielkorridors TZK, aber oberhalb der unteren Temperaturschwelle Tsn liegt, wird das Klimasystem 1 in den ersten Wärmepumpenmodus WP1, wie er in 1 gezeigt ist, überführt. Dieser erste Wärmepumpenmodus WP1 wird bei Erfüllung einer vierten Bedingung B4 erhalten, nämlich dass die vierte Temperatur T4 größer als die erste Temperatur T1 ist.
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Bei Erfüllung einer fünften Bedingungen B5, nämlich dass die erste Temperatur T1 oberhalb des vorbestimmten Temperaturzielkorridors TZK, aber unterhalb der oberen Temperaturschwelle Tsh liegt, wird das Klimasystem 1 in den zweiten Wärmepumpenmodus WP2, wie er in 2 gezeigt ist, überführt. Dieser zweite Wärmepumpenmodus WP2 wird erhalten, solange eine sechste Bedingung B6 erfüllt ist, nämlich dass die vierte Temperatur T4 größer als die zweite Temperatur T2 ist.
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Bei Erfüllung einer siebten Bedingungen B7, nämlich dass keine der anderen Bedingungen B1, B2, B3, B4, B5, B6 zutrifft, wird das Klimasystem 1 in den dritten Wärmepumpenmodus WP3, wie er in 3 gezeigt ist, überführt und dort gehalten. Der dritte Wärmepumpenmodus WP3 weist die niedrigste Priorität Pn auf. Das Überprüfen der Bedingungen B1 bis B7 und das Bereitstellen der Betriebsmodi HVS-KM, HVS-HM, WP1, WP2, WP3 in Abhängigkeit von den Bedingungen B1 bis B7 erlaubt eine effiziente Lenkung der Wärmeströme im Klimasystem 1.
