DE102022208273A1 - Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems eines Fahrzeugs - Google Patents

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Hyundai Motor Co
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Abstract

Ein Ausführungsform-Verfahren zum Steuern eines thermischen Fahrzeugverwaltungssystems beinhaltet das Bestimmen einer Zieltemperatur eines Verdampfers durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer gemessenen Temperatur des Verdampfers in einem Fall, in welchem nur Innenraumkühlung eines Passagier-Kompartiments durchgeführt wird und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwerttemperatur ist, und Justieren einer Drehzahl eines Kompressors in Reaktion auf die bestimmte Zieltemperatur des Verdampfers.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems eines Fahrzeugs.
  • HINTERGRUND
  • Mit wachsendem Interesse hinsichtlich Energie-Effizienz und Umweltproblemen gibt es einen Bedarf zur Entwicklung von umweltfreundlichen Fahrzeugen, die Verbrennungsmotorfahrzeuge ersetzen können. Solche umweltfreundlichen Fahrzeuge werden in Elektrofahrzeuge, die unter Verwendung von Brennstoffzellen oder Elektrizität als einer Leistungsquelle angetrieben werden, und Hybridfahrzeuge, die unter Verwendung eines Verbrennungsmotors und einer Batterie angetrieben werden, klassifiziert.
  • Existierende Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge haben ein luftgekühlte Batteriekühlsystem, das interne Kaltluft verwendet, eingesetzt. In den letzten Jahren findet Forschung zu einem wassergekühlten Batteriekühlsystem statt, welches die Batterie durch Wasserkühlung kühlt, um die rein elektrische Reichweite (AER, All Electric Range) auf 300 km (200 Meilen) oder mehr zu erweitern. Spezifisch kann die Energiedichte durch Einsetzen eines Systems gesteigert werden, welches die Batterie in wassergekühlter Weise unter Verwendung eines Heiz-, Ventilations- und Luftklimatisierungs-(HVAC)-Systems, eines Radiators und dergleichen kühlt. Zusätzlich kann das wassergekühlte Batteriekühlsystem das Batteriesystem kompakt machen, indem Spalten zwischen Batteriezellen reduziert werden, und die Batterie-Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit verbessern, durch Aufrechterhalten einer gleichförmigen Temperatur zwischen den Batteriezellen.
  • Um das das oben beschriebene wassergekühlte Batteriekühlsystem zu implementieren, wird Forschung zu einem thermischen Verwaltungssystem für ein Fahrzeug durchgeführt, welches mit einem Antriebsstrang-Kühlungs-Subsystem zum Kühlen eines Elektromotors und von Leistungselektronik, einem Batteriekühl-Subsystem zum Kühlen einer Batterie und einem HVAC-Subsystem zum Heizen oder Kühlen von Luft in einem Passagier-Kompartiment integriert ist.
  • Das HVAC-Subsystem kann einen Verdampfer, einen Kompressor, einen Kondensator und eine Kältemittelschleife beinhalten, welche mit einem Expansionsventil Fluid-verbunden ist, das auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers lokalisiert ist, und ein Kältemittel kann durch die Kältemittelschleife zirkulieren.
  • Das Antriebsstrang-Kühlsubsystem kann eine Antriebsstrang-Kühlmittelflüssigkeitsschleife enthalten, die mit der Leistungselektronik (einem Elektromotor, einem Inverter etc.) Fluid-verbunden ist und ein Kühlmittel kann durch die Antriebsstrang-Kühlmittelschleife zirkulieren. Das in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife zirkulierende Kühlmittel kann durch einen elektrischen Radiator gekühlt werden.
  • Das Batteriekühlsystem kann eine Batteriekühlmittelschleife enthalten, die mit der Batterie und einem Batteriekühler Fluid-verbunden ist und ein Kühlmittel kann durch die Batteriekühlmittelschleife zirkulieren. Der Batteriekühler kann konfiguriert sein, Wärme zwischen einer Verzweigungsleitung, die von der Kältemittelschleife abzweigt, und der Batteriekühlmittelschleife zu übertragen, und das durch das Kältemittel im Batteriekühler gekühlte Kühlmittel kann die Batterie kühlen.
  • Der Kompressor im HVAC-Subsystem kann ein Inverterkompressor sein, der einen Inverter enthält, und ein Kältemittel kann eine Kältemittelpassage passieren, die an den Inverter angrenzt, um so den Inverter gut zu kühlen. Wenn die Flussrate des, die Kältemittelpassage passierenden Kältemittels unzureichend ist oder die Temperatur des Kältemittels relativ hoch ist, kann der Inverter überhitzen und somit kann es sein, dass der Inverter nicht normal gesteuert wird, oder Elemente des Inverters beschädigt werden können.
  • Die obige Information, die in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, wird bereitgestellt, um beim Verständnis des Hintergrundes dessen erfinderischen Konzepts zu unterstützen und kann jegliches technische Konzept enthalten, welches nicht als Stand der Technik angesehen wird, der bereits Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug. Besondere Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug, das verhindert, dass ein Inverter eines elektrischen Kompressors überhitzt.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können Probleme lösen, die im Stand der Technik auftreten, während durch den Stand der Technik erzielte Vorteile intakt gelassen werden.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug bereit, das effektiv verhindert, dass ein Inverter eines Elektrokompressors überhitzt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug beinhalten, das Bestimmen, durch eine Steuerung, einer Zieltemperatur eines Verdampfers, durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer gemessenen Temperatur des Verdampfers, wenn nur das interne Kühlen eines Passagier-Kompartiments durchgeführt wird, und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwert-Temperatur ist, und das Justieren der Drehzahl eines Kompressors in Reaktion auf die bestimmte Zieltemperatur eines Verdampfers.
  • Mit steigender Drehzahl des Kompressors kann die Flussrate einer Kältemittelpassage angrenzend an den Inverter passierenden Kältemittels steigen und entsprechend kann der Inverter angemessen gekühlt werden.
  • Die vorbestimmte Temperatur kann steigen, wenn die gemessene Temperatur des Inverters ansteigt.
  • Die Zieltemperatur des Verdampfers kann anhand der gemessenen Temperatur des Inverters variabel gesenkt werden.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug beinhalten das Bestimmen, durch eine Steuerung, eines Superwärmegrads eines Kältemittels, der aus einem Batteriekühler existiert, durch subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer Temperatur des Kältemittels, die an einem Auslass des Batteriekühlers gemessen wird, wenn das interne Kühlen eines Passagier-Kompartiments nicht durchgeführt wird, nur das Kühlen eines Batteriepacks durchgeführt wird und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwert-Temperatur ist, und das Erhöhen eines Öffnungsgrades eines kühlerseitigen Ausdehnungsventils gemäß des bestimmten Superwärmegrads des Kältemittels.
  • Mit steigendem Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils kann die Flussrate des die an den Inverter angrenzende Kältemittelpassage passierenden Kältemittels ansteigen und entsprechend kann der Inverter angemessen gekühlt werden.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug beinhalten das Bestimmen, durch eine Steuerung, einer Zieltemperatur eines Verdampfers, durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer gemessenen Temperatur des Verdampfers, wenn das interne Kühlen eines Passagier-Kompartiments und das Kühlen eines Batteriepakets simultan durchgeführt werden, und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwert-Temperatur ist, Erhöhen eines maximalen Schwellenwertdruckes eines Kältemittels, welches durch einen Kompressor komprimiert wird, um einen vorbestimmten Druck, und Erhöhen der Drehzahl des Kompressors anhand des erhöhten maximalen Schwellenwertdrucks des Kältemittels.
  • Mit steigender Drehzahl des Kompressors kann die Flussrate des die Kühlmittelpassage angrenzend an den Inverter passierenden Kältemittels steigen und entsprechend kann der Inverter angemessen gekühlt werden.
  • Das Verfahren kann weiter beinhalten das Beschränken eines Öffnungsgrads eines kühlerseitigen Expansionsventils. Durch Beschränken den Öffnungsgrads des kühlerseitigen Expansionsventils kann die Flussrate des eine erste Passage eines Batteriekühlers passierenden Kältemittels relativ beschränkt werden und entsprechend kann ein Anstieg bei der Temperatur des die Kältemittelpassage angrenzend an den Inverter passierenden Kältemittels minimiert werden.
  • Der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils kann variabel entsprechend der gemessenen Temperatur des Inverters beschränkt werden.
  • Der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils kann reduziert werden, wenn die gemessene Temperatur des Inverters ansteigt.
  • Figurenliste
  • Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden, in welchen:
    • 1 ein thermisches Verwaltungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert;
    • 2 einen Inverter eines Kompressors in einem thermischen Verwaltungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert; und
    • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung illustriert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen durchgängig verwendet, um die gleichen oder äquivalente Elemente zu bezeichnen. Zusätzlich wird eine detaillierte Beschreibung bekannter Techniken, die mit der vorliegenden Offenbarung assoziiert sind, weggelassen, um nicht unnötig den Geist der vorliegenden Offenbarung zu verdecken.
  • Ausdrücke wie erster, zweiter, A, B, (a) und (b) können verwendet werden, um die Elemente in beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben. Diese Ausdrücke werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, und die intrinsischen Merkmale, Reihenfolge oder Anordnung und dergleichen der entsprechenden Elemente wird nicht durch die Ausdrücke beschränkt. Wenn nicht anders definiert, weisen alle hierin verwendeten Ausdrücke einschließlich technischer und wissenschaftlicher Ausdrücke dieselben Bedeutungen auf wie jene, die allgemein durch jene mit üblichem Fachwissen auf dem Gebiet verstanden werden, zu welchem die vorliegende Offenbarung gehört. Solche Ausdrücke, wie jene in einem allgemein verwendeten Lexikon definierten, sind zu interpretieren, Bedeutungen aufzuweisen, die gleich den Kontextbedeutungen im relevanten Gebiet sind, und sind nicht als eine ideale oder exzessiv formale Bedingung aufweisend zu interpretieren, wenn nicht klar als eine solche in der vorliegenden Anmeldung aufweisend definiert.
  • Bezug nehmend auf 1, kann ein thermisches Verwaltungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Heiz-, Ventilations- und Luftklimatisier-(HVAC)-Subsystem 11, das eine Kältemittelschleife 21, durch welche ein Kältemittel zirkuliert, beinhaltet, ein Batterie-Subsystem 12, das eine Batteriekühlmittelschleife 22 enthält, durch welche ein batterieseitiges Kühlmedium zum Kühlen eines Batteriepakets 41 zirkuliert, und ein Antriebsstrangkühl-Subsystem 13, das eine Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 beinhaltet, durch welche ein antriebsseitiges Kühlmedium zum Kühlen eines Elektromotors 51 und von Leistungselektronik 52 eines Antriebsstrangs zirkuliert, beinhalten.
  • Das HVAC-Subsystem 11 kann konfiguriert sein, Luft im Passagier-Kompartiment des Fahrzeugs unter Verwendung eines in der Kältemittelschleife 21 zirkulierenden Kältemittels zu erhitzen oder zu kühlen. Die Kältemittelschleife 21 kann mit einem Verdampfer 31, einem Kompressor 32, einem Innenraumkondensator 33, einem Heizseiten-Expansionsventil 16, einem wassergekühlten Wärmetauscher 70, einem Außenwärmetauscher 35 und einem Kühlseiten-Expansionsventil 15 Fluid-verbunden sein. In 1 kann das Kältemittel sequentiell den Kompressor 32, den Innenraumkondensator 33, das Heizseiten-Expansionsventil 16, den wassergekühlten Wärmetauscher 70, den Außenwärmetauscher 35, das Kühlseiten-Expansionsventil 15 und den Verdampfer 31 durch die Kältemittelschleife 21 passieren.
  • Der Verdampfer 31 kann konfiguriert sein, das aus dem Kühlseiten-Expansionsventil 15 aufgenommene Kältemittel zu verdampfen. Das heißt, dass das durch das Kühlseiten-Expansionsventil 15 expandierte Kältemittel verdampft werden kann, durch Absorbieren von Wärme aus der Luft im Verdampfer 31. Während einer Kühloperation des HVAC-Subsystems 11 kann der Verdampfer 31 konfiguriert sein, die Luft unter Verwendung des durch den Außenwärmetauscher 35 gekühlten und durch das Kühlseiten-Expansionsventil 15 expandierten Kältemittels zu kühlen, und die durch den Verdampfer 31 gekühlte Luft kann in das Passagier-Kompartiment gerichtet sein.
  • Der Kompressor 32 kann konfiguriert sein, das aus dem Verdampfer 31 und/oder einem Batteriekühler 37 aufgenommene Kältemittel zu komprimieren. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Kompressor 32 ein Inverterkompressor sein, der einen Inverter 80 enthält.
  • Der Kompressor 32 kann einen Kompressormotor und einen Kompressionsabschnitt, welcher durch den Kompressormotor angetrieben wird, beinhalten. Die Kältemittelschleife 21 kann mit dem Kompressionsabschnitt des Kompressors 32 fluid-verbunden sein.
  • Bezugnehmend auf 2 kann der Kompressor 32 ein Motorgehäuse 32a, welches den Kompressormotor abdeckt, beinhalten und kann der Inverter 80 angrenzend am Motorgehäuse 32a des Kompressors 32 angeordnet sein. Im Inverter 80 können ein oder mehrere Elemente 81, wie etwa ein isolierter Gatter-Bipolartransistor (IGBT) am Motorgehäuse 32a durch eine Klammer 82 montiert sein. Eine Schaltungsplatine (PCB, printed circuit board) 83 kann über dem Element 81 und der Klammer 82 angeordnet sein und ein Temperatursensor 84 zum Erfassen einer Temperatur des Inverters 80 kann am PCB 83 montiert sein. Das Motorgehäuse 82a kann eine Kältemittelpassage 32b aufweisen und die Kältemittelpassage 32b kann mit der Kältemittelschleife 21 verbunden sein. Spezifisch kann die Kältemittelpassage 32b des Motorgehäuses 32a mit einem Akkumulator 38 Fluid-verbunden sein. Wenn das aus dem Akkumulator 38 abgegebene Kältemittel die Kältemittelpassage 32b passiert, kann der Inverter 80 durch das Kältemittel angemessen gekühlt werden.
  • Der Innenraumkondensator 33 kann konfiguriert sein, das aus dem Kompressor 32 aufgenommene Kältemittel zu kondensieren und entsprechend kann die den Innenraumkondensator 33 passierende Luft durch den Innenraumkondensator 33 erhitzt werden. Wenn die durch den Innenraumkondensator 33 erwärmte Luft in das Passagier-Kompartiment gerichtet wird, kann das Passagier-Kompartiment geheizt werden.
  • Der Außenwärmetauscher 35 kann angrenzend an einem Frontgrill des Fahrzeugs angeordnet sein. Da der Außenwärmetauscher 35 nach außen exponiert ist, kann Wärme zwischen dem Außenwärmetauscher 35 und der Umgebungsluft übertragen werden. während der Kühloperation des HVAC-Subsystems 11 kann der Außenwärmetauscher 35 konfiguriert sein, das aus dem Innenraumkondensator 33 aufgenommene Kältemittel zu kondensieren. Das heißt, dass der Außenwärmetauscher 35 als ein Außenkondensator dienen kann, der das Kältemittel durch übertragen von Wärme an die Umgebungsluft während der Kühloperation des HVAC-Subsystems 11 kondensiert. Während einer Heizoperation des HVAC-Subsystems 11 kann der Außenwärmetauscher 35 konfiguriert sein, das aus dem wassergekühlten Wärmetauscher 70 aufgenommene Kältemittel zu verdampfen. Das heißt, dass der Außenwärmetauscher 35 als ein Außenverdampfer dienen kann, der das Kältemittel durch Absorbieren von Wärme aus der Umgebungsluft während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11 verdampft. Insbesondere kann der Außenwärmetauscher 35 Wärme mit der Umgebungsluft austauschen, welche zwangsweise durch einen Kühlventilator 75 so eingeblasen wird, dass eine Wärmetransferrate zwischen dem Außenwärmetauscher 35 und der Umgebungsluft weiter gesteigert werden kann.
  • Der wassergekühlte Wärmetauscher 70 kann konfiguriert sein, Wärme zwischen der Kältemittelschleife 21 des HVAC-Subsystems 11, der Batteriekühlmittelschleife 22 des Batteriekühl-Subsystems 12 und der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 des Antriebsstrangkühl-Subsystems 13 zu transferieren. Spezifisch kann der wassergekühlte Wärmetauscher 70 zwischen dem Innenraumkondensator 33 und dem Außenwärmetauscher 35 in der Kältemittelschleife 21 angeordnet sein. Der wassergekühlte Wärmetauscher 70 kann eine erste Passage 71, die mit der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 Fluid-verbunden ist, eine zweite Passage 72, die mit der Batteriekühlmittelschleife 22 Fluid-verbunden ist, und eine dritte Passage 73, die mit der Kältemittelschleife 21 Fluid-verbunden ist, beinhalten.
  • Während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11 kann der wassergekühlte Wärmetauscher 70 konfiguriert sein, das Kältemittel, welches aus dem Innenraumkondensator 33 empfangen wird, unter Verwendung von Wärme zu verdampfen, die aus dem Antriebsstrangkühl-Subsystem 13 aufgenommen wird. Das heißt, dass während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11 der wassergekühlte Wärmetauscher 70 als ein Verdampfer dienen kann, der das Kältemittel verdampft, durch Wiedergewinnen von Abfallwärme aus dem Elektromotor 51 und der Leistungselektronik 52 des Antriebsstrangkühl-Subsystems 13.
  • Während des Kühlbetriebs des HVAC-Subsystems 11 kann der wassergekühlte Wärmetauscher 70 konfiguriert sein, das aus den Innenraumkondensator 33 aufgenommene Kältemittel zu kondensieren. Der wassergekühlte Wärmetauscher 70 kann als ein Kondensator dienen, der das Kältemittel durch Kühlen des Kältemittels unter Verwendung des in der Batteriekühlmittelschleife 22 des Batteriekühl-Subsystems 12 zirkulierenden batterieseitigen Kühlmittels und des in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 des Antriebsstrangkühl-Subsystems 13 zirkulierenden Antriebsstrangseiten-Kühlmediums kondensiert.
  • Das Heizseiten-Expansionsventil 16 kann auf der stromabwärtigen Seite des wassergekühlten Wärmetauschers 70 in der Kältemittelschleife 21 lokalisiert sein. Spezifisch kann das Heizseiten-Expansionsventil 16 zwischen dem Innenraum-Kondensator und dem wassergekühlten Wärmetauschers 70 angeordnet sein. Während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11 kann das Heizseiten-Expansionsventil 16 den Fluss des Kältemittels oder die Flussrate des Kältemittels in den wassergekühlten Wärmetauscher 70 justieren. Das Heizseiten-Expansionsventil 16 kann konfiguriert sein, das aus dem Innenraumkondensator 33 aufgenommene Kältemittel während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11 zu expandieren.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das Heizseiten-Expansionsventil 16 ein elektronisches Expansionsventil (EXV) mit einem Antriebsmotor 16a sein. Der Antriebsmotor 16a kann eine Welle aufweisen, die beweglich ist, um eine Öffnung zu öffnen oder zu schließen, die in einen Ventilkörper des Heizseiten-Expansionsventils 16 definiert ist, und die Position der Welle kann abhängig von Rotationsrichtung, Rotationsgrad und dergleichen des Antriebsmotors 16a variiert werden, und somit kann der Öffnungsgrad der Öffnung des Heizseiten-Expansionsventils 16 variiert werden. Eine Steuerung 100 kann den Betrieb des Antriebsmotors 16a steuern. Das Heizseiten-Expansionsventil 16 kann ein Volloffentyp-EXV sein.
  • Der Öffnungsgrad des Heizseiten-Expansionsventils 16 kann durch die Steuerung 100 variiert werden. Mit Variierung des Öffnungsgrads des Heizseiten-Expansionsventils 16 kann die Flussrate des Kältemittels in die dritte Passage 73 variiert werden. Das Heizseiten-Expansionsventil 16 kann durch die Steuerung 100 während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11 gesteuert werden.
  • Das Kühlseiten-Expansionsventil 15 kann zwischen dem Außenwärmetauscher 35 und dem Verdampfer 31 in der Kältemittelschleife 21 angeordnet sein. Da das Kühlseiten-Expansionsventil 15 auf der stromaufwärtigen Seite des Verdampfers 31 lokalisiert ist, kann das Kühlseiten-Expansionsventil 15 den Fluss des Kältemittels oder die Flussrate des Kältemittels in den Verdampfer 31 justieren. Während des Kühlbetriebs des HVAC-Subsystems 11 kann das Kühlseiten-Expansionsventil 15 konfiguriert sein, das aus dem Außenwärmetauscher 35 aufgenommene Kältemittel zu expandieren.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das Kühlseiten-Expansionsventil 15 ein thermisches Expansionsventil (TXV) sein, welches die Temperatur und/oder den Druck des Kältemittels erfasst und den Öffnungsgrad des Kühlseiten-Expansionsventils 15 justiert. Spezifisch kann das Kühlseiten-Expansionsventil 15 ein TXV mit einem Abschaltventil 15a sein, das selektiv den Fluss des Kältemittels zur internen Passage des Kühlseiten-Expansionsventils 15 blockiert und das Abschaltventil 15a kann ein Solenoidventil sein. Das Abschaltventil 15a kann durch die Steuerung 100 geöffnet oder geschlossen werden, wodurch der Fluss des Kältemittels zum Kühlseiten-Expansionsventil 15 blockiert oder entblockiert wird. Wenn das Abschaltventil 15a geöffnet wird, kann dem Kältemittel gestattet werden, in das Kühlseiten-Expansionsventil 15 zu fließen und wenn das Abschaltventil 15a geschlossen wird, kann das Kältemittel blockiert werden, in das Kühlseiten-Expansionsventil 15 zu fließen. Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform kann das Abschaltventil 15a auf der Innenseite eines Ventilkörpers des Kühlseiten-Expansionsventils 15 montiert sein, wodurch die interne Passage des Kühlseiten-Expansionsventils 15 geöffnet oder geschlossen wird. Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Abschaltventil 15a auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlseiten-Expansionsventils 15 lokalisiert sein, wodurch ein Einlass des Kühlseiten-Expansionsventils 15 selektiv geöffnet oder geschlossen wird.
  • Wenn das Abschaltventil 15a geschlossen wird, kann der Fluss des Kältemittels in das Kühlseiten-Expansionsventil 15 blockiert werden und entsprechend kann das Kältemittel nur in den Batteriekühler 37 gerichtet werden, ohne in das Kühlseiten-Expansionsventil 15 und den Verdampfer 31 zu fließen. Das heißt, wenn das Abschaltventil 15a des Kühlseiten-Expansionsventils 15 geschlossen wird, kann der Kühlbetrieb des HVAC-Subsystems 11 nicht durchgeführt werden und kann nur der Batteriekühler 37 gekühlt werden oder der Heizbetrieb des HVAC-Subsystems 11 kann durchgeführt werden. Wenn das Abschaltventil 15a geöffnet wird, kann das Kältemittel in das Kühlseiten-Expansionsventil 15 und den Verdampfer 31 gerichtet sein. Das heißt, wenn das Abschaltventil 15a des Kühlseiten-Expansionsventils 15 geöffnet wird, kann der Kühlbetrieb des HVAC-Subsystems 11 durchgeführt werden.
  • Das HVAC-Subsystem 11 kann ein HVAC-Gehäuse 30 enthalten, das einen Einlass und einen Auslass aufweist. Das HVAC-Gehäuse 30 kann konfiguriert sein, zu gestatten, dass die Luft in das Passagier-Kompartiment des Fahrzeugs gerichtet wird. Der Verdampfer 31 und der Innenraumkondensator 33 können im HVAC-Gehäuse 30 lokalisiert sein. Eine Luftmischtür 34a kann zwischen dem Verdampfer 31 und dem Innenraumkondensator 33 angeordnet sein und ein positiver Temperaturkoeffizient-(PTC)-Heizer 34b kann auf der stromabwärtigen Seite des Innenraumkondensators 33 lokalisiert sein.
  • Das HVAC-Subsystem 11 kann weiter einen Akkumulator 38 enthalten, der zwischen dem Verdampfer 31 und dem Kompressor 32 in der Kältemittelschleife 21 angeordnet ist und der Akkumulator 38 kann auf der stromabwärtigen Seite des Verdampfers 31 lokalisiert sein. Der Akkumulator 38 kann ein Flüssigkältemittel aus dem Kältemittel abtrennen, welches aus dem Verdampfer 31 aufgenommen wird, wodurch verhindert wird, dass das flüssige Kältemittel den Kompressor 32 betritt.
  • Das HVAC-Subsystem 11 kann weiter eine Zweigleitung 36 enthalten, die von der Kältemittelschleife 21 abzweigt. Die Zweigleitung 36 kann an einem stromaufwärtigen Punkt des Kühlseiten-Expansionsventils 15 abzweigen und mit dem Kompressor 32 in der Kältemittelschleife 21 verbunden sein. Der Batteriekühler 37 kann mit der Zweigleitung 36 Fluid-verbunden sein und der Batteriekühler 37 kann konfiguriert sein, Wärme zwischen der Zweigleitung 36 und der Batteriekühlmittelschleife 22 zu transferieren, was später beschrieben wird. Das heißt, dass der Batteriekühler 37 konfiguriert sein kann, Wärme zwischen dem in dem HVAC-Subsystem 11 zirkulierenden Kältemittel und dem in dem Batteriekühl-Subsystem 12 zirkulierenden Batterieseiten-Kühlmedium zu übertragen.
  • Spezifisch kann der Batteriekühler 37 eine erste Passage 37a, die mit der Zweigleitung 36 Fluid-verbunden ist, und eine zweite Passage 37b, die mit der Batteriekühlmittelschleife 22 Fluid-verbunden ist, enthalten. Die erste Passage 37a und die zweite Passage 37b können aneinander angrenzen oder einander kontaktieren, innerhalb des Batteriekühlers 37 und die erste Passage 37a kann von der zweiten Passage 37b fluid-getrennt sein. Entsprechend kann der Batteriekühler 37 Wärme zwischen dem, die zweite Passage 37b passierenden Batterieseitenkühlmittel und dem, die erste Passage 37a passierenden Kältemittel übertragen. Das Kältemittel kann verdampft und supererhitzt werden, durch Absorbieren von Wärme aus Batterieseitenkühlmittel, und das Batterieseitenkühlmittel kann durch Freisetzen von Wärme an das Kältemittel gekühlt werden.
  • Die Zweigleitung 36 kann mit dem Akkumulator 38 Fluid-verbunden sein und das die Zweigleitung 36 passierende Kältemittel kann im Akkumulator 38 aufgenommen werden.
  • Ein kühlerseitiges Expansionsventil 17 kann auf der stromabwärtigen Seite des Batteriekühlers 37 in der Zweigleitung 36 lokalisiert sein. Das kühlerseitige Expansionsventil 17 kann den Fluß von Kältemittel oder die Flussrate des Kältemittels in den Batteriekühler 37 justieren und das kühlerseitige Expansionsventil 17 kann konfiguriert sein, dass aus dem Außenwärmetauscher 35 aufgenommene Kältemittel zu expandieren.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das kühlerseitige Expansionsventil 17 ein EXV mit einem Antriebmotor 17a sein. Der Antriebsmotor 17a kann eine Welle aufweisen, die beweglich ist, um eine Öffnung zu öffnen oder zu schließen, die in einem Ventilkörper des kühlerseitigen Expansionsventils 17 definiert ist, und die Position der Welle kann abhängig von der Rotationsrichtung, dem Rotationsgrad und dergleichen des Antriebsmotors 17a variiert werden und somit kann der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 variiert werden. Das heißt, dass die Steuerung 100 im Betrieb des Antriebsmotors 17a so steuern kann, dass der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 variiert werden kann. Das kühlerseitige Expansionsventil 17 kann vom voll offenen EXV-Typ sein. Das kühlerseitige Expansionsventil 17 kann eine Struktur aufweisen, die die gleiche oder ähnlich zu derjenigen des Heizseiten-Expansionsventils 16 ist.
  • Mit variierendem Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 kann die Flussrate des Kältemittels in den Batteriekühler 37 variiert werden. Wenn beispielsweise der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 größer als ein Referenzöffnungsgrad ist, kann die Flussrate des Kältemittels in den Batteriekühler 37 relativ über eine Referenzflussrate erhöht werden und wenn der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 kleiner als der Referenzöffnungsgrad ist, kann die Flussrate des Kältemittels in den Batteriekühler 37 ähnlich zur Referenzflussrate oder relativ unter die Referenzflussrate gesenkt sein. Hier bezieht sich der Referenzöffnungsgrad auf einen Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17, der zum Aufrechterhalten einer Zielverdampfertemperatur erforderlich ist, und bezieht sich die Referenzflussrate auf eine Flussrate des Kältemittels, dem gestattet wird, in den Batteriekühler 37 zu fließen, wenn das kühlerseitige Expansionsventil 17 auf den Referenzöffnungsgrad geöffnet ist. Wenn das kühlerseitige Expansionsventil 17 auf den Referenzöffnungsgrad geöffnet ist, kann das Kältemittel direkt in den Batteriekühler 37 bei einer entsprechenden Referenzflussrate gerichtet werden.
  • Wenn der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 durch die Steuerung 100 justiert wird, kann die Flussrate des Kältemittels in den Batteriekühler 37 variiert werden und entsprechend kann die Flussrate des Kältemittels in den Verdampfer 31 variiert werden. Mit Justierung des Öffnungsgrads des kühlerseitigen Expansionsventils 17 kann das Kältemittel an den Verdampfer 31 und den Batteriekühler 37 in einem vorbestimmten Verhältnis verteilt werden und somit kann das Kühlen des HVAC-Subsystems 11 und das Kühlen des Batteriekühlers 37 simultan oder selektiv durchgeführt werden.
  • Das HVAC-Subsystem 11 kann weiter eine Kältemittel-Nebenflussleitung 39 beinhalten, die einen stromabwärtigen Punkt der dritten Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 und die Zweigleitung 36 verbindet. Ein Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 kann mit dem stromabwärtigen Punkt des wassergekühlten Wärmetauschers 70 verbunden sein und ein Auslass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 kann mit der Zweigleitung 36 verbunden sein. Spezifisch kann der Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 mit einem Punkt zwischen dem wassergekühlten Wärmetauscher 70 und dem Außenwärmetauscher 35 verbunden sein und kann der Auslass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 mit einem Punkt zwischen dem Batteriekühler 37 und dem Kompressor 32 in der Zweigleitung 36 verbunden sein. Ein erstes Dreiwegeventil 61 kann an einem Verbindungspunkt zwischen dem Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 und der Kältemittelschleife 21 angeordnet sein. Das erste Dreiwegeventil 61 kann zwischen dem Außenwärmetauscher 35 und dem wassergekühlten Wärmetauscher 70 in der Kältemittelschleife 21 angeordnet sein. Wenn das erste Dreiwegeventil 61 geschaltet wird, um den Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 zu öffnen, kann das die dritte Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 verlassende Kältemittel in den Kompressor 32 durch die Kältemittel-Nebenflussleitung 39 und den Akkumulator 38 gerichtet sein. Das heißt, wenn der Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 durch das Schalten des ersten Dreiwegeventils 61 geöffnet wird, kann das Kältemittel den Außenwärmetauscher 35 umgehen. Wenn das erste Dreiwegeventil 61 geschaltet wird, um den Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 zu schließen, kann das die dritte Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 verlassende Kältemittel in den Außenwärmetauscher 35 gerichtet sein, ohne die Kältemittel-Nebenflussleitung 39 zu passieren. Das heißt, wenn der Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 durch das Schalten des ersten Dreiwegeventils 61 geschlossen wird, kann das Kältemittel den Außenwärmetauscher 35 passieren.
  • Die Steuerung 100 kann entsprechende Operationen des Abschaltventils 15a des Kühlseiten-Expansionsventils 15, des Heizseiten-Expansionsventils 16, des kühlerseitigen Expansionsventils 17, des Kompressors 32 und dergleichen steuern und somit kann der Gesamtbetrieb des HVAC-Subsystems 11 durch die Steuerung 100 gesteuert werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 100 ein vollautomatisches Temperatursteuer-(FATC)-System sein.
  • Wenn das HVAC-Subsystem 11 in einem Kühlmodus arbeitet, kann das Abschaltventil 15a des Kühlseiten-Expansionsventils 15 geöffnet werden und kann das Kältemittel sequentiell durch den Kompressor 32, den Innenraum-Kondensator 33, das Heizseiten-Expansionsventil 16, die dritte Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70, den Außenwärmetauscher 35, das Kühlseiten-Expansionsventil 15 und den Verdampfer 31 zirkulieren.
  • Wenn das HVAC-Subsystem 11 in einem Heizmedium arbeitet, kann das Abschaltventil 15a des Kühlseiten-Expansionsventils 15 geschlossen werden und kann das Kältemittel sequentiell durch den Kompressor 32, den Innenraumkondensator 33, das Heizseiten-Expansionsventil 16, die dritte Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70, den Außenwärmetauscher 35, das kühlerseitige Expansionsventil 17, die erste Passage 37a des Batteriekühlers 37 und den Kompressor 32 zirkulieren. Während des Heizbetriebs des HVAC-Subsystems 11, wenn das Abschaltventil 15a des Kühlseiten-Expansionsventils 15 geschlossen wird und der Einlass der Kältemittel-Nebenflussleitung 39 durch das Schalten des ersten Dreiwegeventils 61 geöffnet wird, kann das Kältemittel sequentiell durch den Kompressor 32, den Innenraumkondensator 33, das Heizseiten-Expansionsventil 16, die dritte Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 und den Kompressor 32 zirkulieren.
  • Das Batteriekühl-Subsystem 12 kann konfiguriert sein, das Batteriepaket 41 unter Verwendung von in der Batteriekühlmittelschleife 22 zirkulierendem BatterieseitenKühlmittel zu kühlen. Die Batteriekühlmittelschleife 22 kann mit dem Batteriepaket 41, einem Heizer 42, dem Batteriekühler 37, einer zweiten Batterieseitenpumpe 45, einem Batterieradiator 43, einem Reservoir-Tank 48 und einer ersten Batterieseitenpumpe 44 Fluid-verbunden sein. In 1 kann das batterieseitige Kühlmedium das Batteriepaket 41, den Heizer 42, den Batteriekühler 37, die zweite Batterieseitenpumpe 45, den Batterieradiator 43, den Reservoir-Tank 48, die zweite Passage 72 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 und die erste Batterieseitenpumpe 44 durch die Batteriekühlmittelschleife 22 sequentiell passieren.
  • Das Batteriepaket 41 kann eine Kühlmittelpassage aufweisen, die innerhalb oder außerhalb derselben vorgesehen ist, und das Batterieseitenkühlmittel kann die Kühlmittelpassage passieren. Die Batteriekühlmittelschleife 22 kann mit der Kühlmittelpassage des Batteriepakets 41 Fluid-verbunden sein.
  • Der Heizer 42 kann zwischen dem Batteriekühler 37 und dem Batteriepaket 41 angeordnet sein und der Heizer 42 kann das batterieseitige Kühlmittel, welches durch die Batteriekühlmittelschleife 22 zirkuliert, erhitzen, um das Kühlmittel aufzuwärmen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Heizer 42 ein wasserheizender Heizer sein, der das Kühlmittel durch Austauschen von Wärme mit einem Hochtemperaturfluid erhitzt. Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann der Heizer 42 ein Elektroheizer sein.
  • Der Batterieradiator 43 kann angrenzend am Frontgrill des Fahrzeugs angeordnet sein und das den Batterieradiator 43 passierende batterieseitige Kühlmittel kann unter Verwendung von Umgebungsluft gekühlt werden, welche durch den Kühlventilator 75 zwangsweise geblasen wird. Der Batterieradiator 43 kann an den Außenwärmetauscher 35 angrenzen.
  • Die erste Batterieseitenpumpe 44 kann konfiguriert sein, dem Batterieseitenkühlmittel zu gestatten, durch zumindest einen Teil der Batteriekühlmittelschleife 22 zu zirkulieren und die zweite Batterieseitenpumpe 45 kann konfiguriert sein, dem Batterieseitenkühlmittel zu gestatten, durch zumindest einen Bereich der Batteriekühlmittelschleife 22 zu zirkulieren.
  • Die erste Batterieseitenpumpe 44 kann auf einem stromaufwärtigen Punkt des Batteriepakets 41 in der Batteriekühlmittelschleife 22 angeordnet sein. Die erste Batterieseitenpumpe 44 kann zwangsweise das Batterieseitenkühlmittel in das Batteriepaket 41 pumpen, was es gestattet, dass das Batterieseitenkühlmittel das Batteriepaket 41 passiert.
  • Die zweite Batterieseitenpumpe 45 kann an einem stromaufwärtigen Punkt des Batterieradiators 43 in der Batteriekühlmittelschleife 22 angeordnet sein. Die zweite Batterieseitenpumpe 45 kann zwangsweise das Batterieseitenkühlmittel in einen Einlass des Batterieradiators 43 pumpen, was gestattet, dass das Batterieseitenkühlmittel den Batterieradiator 43 passiert.
  • Die erste Batterieseitenpumpe 44 und die zweite Batterieseitenpumpe 45 können individuell und selektiv gemäß der thermischen Bedingung und Ladebedingung des Batteriepakets 41, der Betriebsbedingung des HVAC-Subsystems 11 und dergleichen arbeiten.
  • Der Reservoir-Tank 48 kann zwischen einem Auslass des Batterieradiators 43 und einem Einlass der ersten Batterieseitenpumpe 44 angeordnet sein.
  • Das Batteriekühl-Subsystem 12 kann weiter eine erste Batterieumgehungsleitung 46, die dem Batterieseitenkühlmittel gestattet, den Batterieradiator 43 zu umgeben, beinhalten. Die erste Batterieumgehungsleitung 46 kann direkt den stromabwärtigen Punkt des Batterieradiators 43 mit dem stromabwärtigen Punkt des Batterieradiators 43 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbinden.
  • Ein Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 kann mit einem Punkt zwischen dem Batteriekühler 37 und dem Einlass des Batterieradiators 43 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein. Spezifisch kann der Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 mit einem Punkt zwischen dem Batteriekühler 37 und einem Einlass der zweiten Batterieseitenpumpe 45 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein.
  • Ein Auslass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 kann mit einem Punkt zwischen dem Batteriekühler 37 und dem Auslass des Batterieradiators 43 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein. Spezifisch kann der Auslass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 mit einem Punkt zwischen dem Einlass der ersten Batterieseitenpumpe 44 und einem Auslass des Reservoir-Tanks 48 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein.
  • Wenn das batterieseitige Kühlmittel aus der stromabwärtigen Seite des Batteriekühlers 37 zur stromaufwärtigen Seite der ersten Batterieseitenpumpe 44 durch die erste Batterieumgehungsleitung 46 fließt, kann das batterieseitige Kühlmittel die zweite Batterieseitenpumpe 45, den Batterieradiator 43, den Reservoir-Tank 48 und den wassergekühlten Wärmetauscher 70 umgehen, und entsprechend kann das die erste Batterieumgehungsleitung 46 passierende batterieseitige Kühlmittel sequentiell durch das Batteriepaket 41, den Heizer 42 und den Batteriekühler 37 durch die erste Batterieseitenpumpe 44 zirkulieren.
  • Das Batteriekühl-Subsystem 12 kann weiter eine zweite Batterieumgehungsleitung 47 enthalten, die dem batterieseitigen Kühlmittel gestattet, das Batteriepaket 41, den Heizer 42 und den Batteriekühler 37 zu umgehen. Die zweite Batterieumgehungsleitung 47 kann direkt einen stromabwärtigen Punkt des Batteriekühlers 37 mit einem stromaufwärtigen Punkt des Batteriepakets 41 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbinden.
  • Ein Einlass der zweiten Batterieumgehungsleitung 47 kann mit einem Punkt zwischen dem Auslass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 und dem Auslass des Batterieradiators 43 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein. Spezifisch kann der Einlass der zweiten Batterieumgehungsleitung 47 mit einem Punkt zwischen dem Auslass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 und dem Auslass des Reservoir-Tanks 48 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein.
  • Ein Auslass der zweiten Batterieumgehungsleitung 47 kann mit einem Punkt zwischen dem Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 und dem Einlass des Batterieradiators 43 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein. Spezifisch kann der Auslass der zweiten Batterieumgehungsleitung 47 mit einem Punkt zwischen dem Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 und dem Einlass der zweiten Batterieseitenpumpe 45 in der Batteriekühlmittelschleife 22 verbunden sein. Während das batterieseitige Kühlmittel aus der stromabwärtigen Seite des Batterieradiators 43 zur stromaufwärtigen Seite der zweiten batterieseitigen Pumpe 45 durch die zweite Batterieumgehungsleitung 47 fließt, kann das batterieseitige Kühlmittel das Batteriepaket 41, den Heizer 42 und den Batteriekühler 37 umgehen und entsprechend kann das die zweite Batterieumgehungsleitung 47 passierende batterieseitige Kühlmittel sequentiell durch den Batterieradiator 43, den Reservoir-Tank 48 und die zweite Passage 72 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 durch die zweite Batterieseitenpumpe 45 zirkulieren.
  • Die erste Batterieumgehungsleitung 46 und die zweite Batterieumgehungsleitung 47 können parallel zueinander liegen.
  • Das Batteriekühl-Subsystem 12 kann weiter ein zweites Dreiwegeventil 62 enthalten, das am Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 angeordnet ist. Das heißt, dass das zweite Dreiwegeventil 62 an einer Verbindung zwischen dem Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 und der Batteriekühlmittelschleife 22 angeordnet sein kann. Wenn das zweite Dreiwegeventil 62 geschaltet wird, um den Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 zu öffnen, kann ein Teil des batterieseitigen Kühlmittels (aus dem Batteriekühler 37) die erste Batterieumgehungsleitung 46 so passieren, dass es den Batterieradiator 43 umgehen kann, und kann das restliche batterieseitige Kühlmittel (aus dem Batterieradiator 43) die zweite Batterieumgehungsleitung 47 so passieren, dass es das Batteriepaket 41, den Heizer 42 und den Batteriekühler 37 umgehen kann. Das heißt, wenn der Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 durch Schalten des zweiten Dreiwegeventils 62 geöffnet wird, dass die Batteriekühlmittelschleife 22 eine Zirkulationsschleife bilden kann, in welcher die erste Batterieumgehungsleitung 46 und die zweite Batterieumgehungsleitung 47 unabhängig voneinander sind. Das die erste Batterieumgehungsleitung 46 passierende batterieseitige Kühlmittel kann die zweite Batterieseitenpumpe 45, den Batterieradiator 43, den Reservoir-Tank 48 und den wassergekühlten Wärmetauscher 70 umgehen und kann sequentiell durch das Batteriepaket 41, den Heizer 42 und den Batteriekühler 37 durch die erste Batterieseitenpumpe 44 umgehen. Das die zweite Batterieumgehungsleitung 47 passierende batterieseitige Kühlmittel kann die erste Batterieseitenpumpe 44, das Batteriepaket 41, den Heizer 42 und den Batteriekühler 37 umgehen und kann sequentiell durch den Batterieradiator 43, den Reservoir-Tank 48 und den wassergekühlten Wärmetauscher 70 durch die zweite Batterieseitenpumpe 45 umgehen.
  • Wenn das zweite Dreiwegeventil 62 geschaltet wird, um den Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 zu schließen, kann es sein, dass das batterieseitige Kühlmittel nicht die erste Batterieumgehungsleitung 46 passiert. Das heißt, wenn der Einlass der ersten Batterieumgehungsleitung 46 durch das Schalten des zweiten Dreiwegeventils 62 geschlossen wird, dass das batterieseitige Kühlmittel durch die Batteriekühlmittelschleife 22 zirkulieren kann.
  • Das Batteriekühl-Subsystem 12 kann durch ein Batterie-Verwaltungssystem 110 gesteuert werden. Das Batterie-Verwaltungssystem 110 kann den Zustand des Batteriepakets 41 überwachen und das Kühlen des Batteriepakets 41 durchführen, wenn die Temperatur des Batteriepakets 41 höher als oder gleich einer Schwellenwerttemperatur ist. Das Batterie-Verwaltungssystem 110 kann eine Anweisung zum Kühlen des Batteriepakets 41 an die Steuerung 100 senden und entsprechend kann die Steuerung 100 den Kompressor 32 steuern, zu arbeiten und das kühlerseitige Expansionsventil 17 zu steuern, sich zu öffnen. Wenn der Betrieb des HVAC-Subsystems 11 nicht während der Kühloperation des Batteriepakets 41 erforderlich ist, kann die Steuerung 100 das Kühlseiten-Expansionsventil 15 steuern, zu schließen. Zusätzlich kann das Batterie-Verwaltungssystem 110 die Operation der ersten Batterieseitenpumpe 44 und das Schalten des zweiten Dreiwegeventils 62 nach Bedarf steuern, so dass das batterieseitige Kühlmittel den Batterieradiator 43 umgehen kann und durch das Batteriepaket 41 und den Batteriekühler 37 zirkulieren kann.
  • Das Antriebsstrangkühl-Subsystem 13 kann konfiguriert sein, den Elektromotor 51 und die Leistungselektronik 52 des Antriebsstrangs unter Verwendung des antriebsstrangseitigen Kühlmittels, welches durch die Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 zirkuliert, zu kühlen. Die Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 kann mit dem Elektromotor 53, einem Antriebsstrangradiator 53, einem Reservoir-Tank 56, der ersten Passage 73 des wassergekühlten Wärmetauschers 70, einer antriebsstrangseitigen Pumpe 54 und der Leistungselektronik 52 Fluid-verbunden sein. In 1 kann das antriebsstrangseitige Kühlmittel sequentiell den Elektromotor 51, den Antriebsstrangradiator 53, den Reservoir-Tank 56, die erste Passage 71 des wassergekühlten Wärmetauschers 70, die Antriebsstrangseitenpumpe 54 und die Leistungselektronik 52 durch die Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 passieren.
  • Der Elektromotor 51 kann eine Kühlmittelpassage aufweisen, die innerhalb oder außerhalb desselben vorgesehen ist und das antriebsstrangseitige Kühlmittel kann die Kühlmittelpassage passieren. Die Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 kann mit der Kühlmittelpassage des Elektromotors 51 Fluid-verbunden sein.
  • Die Leistungselektronik 52 kann eine oder mehrere Leistungs-Elektronikkomponenten sein, die sich auf den Antrieb des Elektromotors 51 beziehen, wie etwa einen Inverter, einen Bordlader (OBC) und einen Niedergleichstrom-Gleichstromwandler (LDC). Die Leistungselektronik 52 kann eine Kühlmittelpassage aufweisen, die innerhalb oder außerhalb derselben vorgesehen ist und das antriebsstrangseitige Kühlmittel kann die Kühlmittelpassage passieren. Die Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 kann mit der Kühlmittelpassage der Leistungselektronik 52 Fluid-verbunden sein.
  • Der Antriebsstrangradiator 53 kann angrenzend am Frontgrill des Fahrzeugs angeordnet sein und der Antriebsstrangradiator 53 kann durch die Umgebungsluft gekühlt werden, die zwangsweise durch den Kühlmittelventilator 75 geblasen wird. Der Außenwärmetauscher 35, der Batterieradiator 43 und der Antriebsstrangradiator 53 können angrenzend aneinander an der Front des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Kühlmittelventilator 75 kann hinter dem Außenwärmetauscher 35, dem Batterieradiator 43 und dem Antriebsstrangradiator 53 angeordnet sein.
  • Die Antriebsstrangseitenpumpe 54 kann auf der stromaufwärtigen Seite des Elektromotors 51 und der Leistungselektronik 52 lokalisiert sein und die Antriebsstrangseitenpumpe 54 kann dem antriebsstrangseitigen Kühlmittel gestatten, in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 zu zirkulieren.
  • Das Antriebsstrangkühl-Subsystem 13 kann weiter eine Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 beinhalten, die dem antriebsstrangseitigen Kühlmittel gestattet, den Antriebsstrangradiator 53 zu umgehen. Die Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 kann direkt einen stromaufwärtigen Punkt des Antriebsstrangradiators 53 und einen stromabwärtigen Punkt des Antriebsstrangradiators 53 in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 so verbinden, dass das antriebsstrangseitige Kühlmittel aus einem Auslass des Elektromotors 51 zu einem Einlass der Antriebsstrangseitenpumpe 54 durch die Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 gerichtet sein kann und somit das antriebsstrangseitige Kühlmittel den Antriebsstrangradiator 53 umgehen kann.
  • Ein Einlass der Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 kann mit einem Punkt zwischen dem Elektromotor 51 und dem Antriebsstrangradiator 53 in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 verbunden sein. Ein Auslass der Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 kann mit einem Punkt zwischen dem Reservoir-Tank 56 und der Leistungselektronik 52 in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 verbunden sein. Spezifisch kann der Auslass der Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 mit einem Punkt zwischen dem Reservoir-Tank 56 und dem Einlass der Antriebsstrangseitenpumpe 54 in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 verbunden sein.
  • Das Antriebsstrangkühl-Subsystem 13 kann weiter ein drittes Dreiwegeventil 63 enthalten, das am Einlass der Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 angeordnet ist. Das antriebsstrangseitige Kühlmittel kann den Antriebsstrangradiator 53 durch die Antriebsstrang-Umgehungsleitung 55 durch das Schalten des dritten Dreiwegeventils 63 umgehen und das antriebsstrangseitige Kühlmittel kann sequentiell den Elektromotor 51, die erste Passage 71 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 und die Leistungselektronik 52 der Antriebsstrangseitenpumpe 54 passieren.
  • Der Reservoir-Tank 56 kann auf der stromabwärtigen Seite des Antriebsstrangradiators 53 lokalisiert sein. Insbesondere kann der Reservoir-Tank 56 zwischen dem Antriebsstrangradiator 53 und der ersten Passage 71 des wassergekühlten Wärmetauschers 70 in der Antriebsstrang-Kühlmittelschleife 23 angeordnet sein.
  • Im Antriebsstrangkühl-Subsystem 13 können das Umschalten des dritten Dreiwegeventils 63 und der Betrieb der Antriebsstrangseitenpumpe 54 durch die Steuerung 100 gesteuert werden.
  • 3 illustriert ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines thermischen Fahrzeug-Verwaltungssystems gemäß einer erläuternden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Steuerung 100 kann bestimmen, ob nur die Innenraumkühlung des Passagier-Kompartimentes durchgeführt wird, wenn das HVAC-Subsystem 11 nur im Kühlmedium arbeitet (S1).
  • Wenn nur das Innenraumkühlen des Passagier-Kompartimentes durchgeführt wird, kann bestimmt werden, ob eine Temperatur T des Inverters 80, welche durch den Temperatursensors 84 des Inverters 80 gemessen wird, höher als eine Schwellenwerttemperatur A ist (S2). Die Schwellenwerttemperatur A bezieht sich auf eine Referenztemperatur des Inverters 80, bei welcher der Betrieb des Kompressors 32 aufgrund von Überhitzung des Inverters 80 gestoppt wird. Beispielsweise kann die Schwellenwerttemperatur A 125°C oder höher sein.
  • Wenn die Temperatur T des Inverters 80 höher als die Schwellenwerttemperatur A ist, kann die Steuerung 100 eine Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer Temperatur des Verdampfers 31, welche durch einen Temperatursensor gemessen wird, senken (S3). Die Steuerung 100 kann die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 vorbestimmen, zu einer Zieltemperatur des Passagier-Kompartimentes zu passen, die durch einen Nutzer eingestellt wird. Das heißt, dass die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 ein Steuerparameter sein kann, welche durch die Steuerung 100 bestimmt wird, zu einem eingestellten Kühlmodus des HVAC-Subsystems 11 zu passen.
  • Gemäß einer spezifischen beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 100 variabel die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 entsprechend der gemessenen Temperatur T des Inverters 80 rücksetzen. Die vorbestimmte Temperatur kann gemäß der gemessenen Temperatur T des Inverters 80 variiert werden. Insbesondere wenn die gemessene Temperatur T des Inverters 80 steigt, kann die vorbestimmte Temperatur ansteigen. Wenn beispielsweise die gemessene Temperatur T des Inverters 80 126°C beträgt, kann die vorbestimmte Temperatur 1°C sein, und kann die Steuerung 100 1°C von der gemessenen Temperatur T des Inverters 80 subtrahieren, wodurch die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 unter die vorbestimmte Zieltemperatur des Verdampfers 31 gesenkt wird. Wenn die gemessene Temperatur T des Inverters 80 128°C beträgt, kann die vorbestimmte Temperatur 2°C betragen und kann die Steuerung 100 2°C von der gemessenen Temperatur T des Inverters 80 subtrahieren, wodurch die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 unter die vorbestimmte Zieltemperatur des Verdampfers 31 gesenkt wird. Wenn die gemessene Temperatur T des Inverters 80 130°C beträgt, kann die vorbestimmte Temperatur 3°C betragen und kann die Steuerung 100 3°C von der gemessenen Temperatur T des Inverters 80 subtrahieren, wodurch die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 unter die vorbestimmte Zieltemperatur des Verdampfers 31 gesenkt wird.
  • Wenn die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 durch die Steuerung 100 rückgesetzt (gesenkt) wird, kann ein Werkbetrag oder Rate des Kompressors 32 relativ ansteigen und entsprechend kann die Steuerung 100 die Drehzahl des Kompressors 32 erhöhen (S4). Mit steigender Drehzahl des Kompressors 32 kann die Flussrate des, die Kältemittelpassage 32b angrenzend am Inverter 80 passierende Kältemittel steigen und entsprechend kann der Inverter 80 angemessen gekühlt werden.
  • Wenn in S1 bestimmt wird, dass die Innenraumkühlung nur des Passagier-Kompartimentes nicht durchgeführt wird, kann bestimmt werden, ob nur das Kühlen des Batteriepakets 41 durchgeführt wird (S5).
  • Wenn nur das Kühlen des Batteriepakets 41 durchgeführt wird, kann bestimmt werden, ob die Temperatur T des Inverters 80, welche durch den Temperatursensor 84 des Inverters 80 gemessen wird, höher als die Schwellenwerttemperatur A ist (S6) .
  • Wenn die Temperatur T des Inverters 80 höher als die Schwellenwerttemperatur A ist, kann die Steuerung 100 einen Superwärmegrad des Kältemittels, welches den Batteriekühler 37 verlässt, reduzieren (S7). Mit Passieren der ersten Passage 37a des Batteriekühlers 37 des Kältemittels, und das batterieseitige Kältemittel die zweite Passage 37b des Batteriekühlers 37 passiert, kann das Kältemittel Wärme aus dem batterieseitigen Kühlmittel absorbieren, um dadurch verdampft und überheizt zu werden und kann das batterieseitige Kühlmittel Wärme an das Kältemittel abgeben, um dadurch gekühlt zu werden. Mit steigender Temperatur des Batteriepakets 41 kann die Steuerung 100 den Superwärmegrad des den Batteriekühler 37 verlassenden Kältemittels vorbestimmen. Das heißt, dass der Super-Wärmegrad des den Batteriekühler 37 verlassenden Kältemittels ein Steuerparameter sein, welcher durch die Steuerung 100 bestimmt wird, zu einem Kühlmedium des Batteriekühl-Subsystems 12 zu passen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann der Super-Wärmegrad des Kältemittels eine Temperatur des Kältemittels sein, die an einem Auslass des Batteriekühlers 37 gemessen wird und kann die Temperatur des Kältemittels am Auslass des Batteriekühlers 37 durch einen Kältemittelsensor gemessen werden. Beispielsweise kann die Steuerung 100 den Super-Wärmegrad des Kältemittels durch Subtrahieren der vorbestimmten Temperatur (beispielsweise 10°C) von der Temperatur des Kältemittels, welche am Auslass des Batteriekühlers 37 gemessen wird, rücksetzen und somit kann der Super-Wärmegrad des Kältemittels reduziert werden.
  • Wenn der Super-Wärmegrad des den Batteriekühler 37 verlassenden Kältemittels durch die Steuerung 100 reduziert wird, kann die Steuerung 100 einen Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 70 entsprechend steigern (S8). Mit steigendem Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 70 kann die Flussrate des die Kältemittelpassage 32b angrenzend an den Inverter 80 passierenden Kältemittels steigen und dadurch kann der Inverter 80 angemessen gekühlt werden.
  • Wenn in S5 bestimmt wird, dass nur das Kühlen des Batteriepakets 41 nicht durchgeführt wird, kann bestimmt werden, ob die Innenraumkühlung des Passagier-Kompartiments und das Kühlen des Batteriepakets 41 simultan durchgeführt werden (S9).
  • Wenn das Innenraumkühlen des Passagier-Kompartiments und das Kühlen des Batteriepakets 41 simultan durchgeführt werden, kann bestimmt werden, ob eine Temperatur T1 des Inverters 80, welche durch den Temperatursensor 84 des Inverters 80 gemessen wird, höher als eine Schwellenwerttemperatur A ist (S10). Die Schwellenwerttemperatur A bezieht sich auf eine Referenztemperatur des Inverters 80, bei welcher der Betrieb des Kompressors 32 aufgrund von Überhitzen des Inverters 80 gestoppt wird. Beispielsweise kann die Schwellenwerttemperatur A 125°C oder mehr betragen.
  • Wenn die Temperatur T1 des Inverters 80 höher als die Schwellenwerttemperatur A ist, kann die Steuerung 100 eine Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 senken, durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer Temperatur des Verdampfers 31, welche durch den Temperatursensor gemessen wird (S11). Die Steuerung 100 kann die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 vorbestimmen, um eine Zieltemperatur des Passagier-Kompartiments, die durch den Nutzer eingestellt wird, zu erfüllen. Das heißt, dass die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 ein Steuerparameter sein kann, welcher durch die Steuerung 100 bestimmt wird, zu einem eingestellten Kühlmodus des HVAC-Subsystems 11 zu passen.
  • Gemäß einer spezifischen beispielhaften Ausführungsform kann die Steuerung 100 die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 entsprechend der gemessenen Temperatur T1 des Inverters 80 variabel rücksetzen. Die vorbestimmte Temperatur kann entsprechend der gemessenen Temperatur T1 des Inverters 80 variiert werden. Insbesondere wenn die gemessene Temperatur T1 des Inverters 80 steigt, kann die vorbestimmte Temperatur steigen. Wenn beispielsweise die gemessene Temperatur T1 des Inverters 80 125°C beträgt, kann die vorbestimmte Temperatur 1°C sein und kann die Steuerung 100 1°C von der gemessenen Temperatur T1 des Inverters 80 subtrahieren, wodurch die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 unter die vorbestimmte Zieltemperatur des Verdampfers 31 gesenkt wird. Wenn die gemessene Temperatur T1 des Inverters 80 128°C beträgt, kann die vorbestimmte Temperatur 2°C betragen und kann die Steuerung 100 2°C von der gemessenen Temperatur T1 des Inverters 80 subtrahieren, wodurch die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 unter die vorbestimmte Zieltemperatur des Verdampfers 31 gesenkt wird. Wenn die gemessene Temperatur T1 des Inverters 80 130°C beträgt, kann die vorbestimmte Temperatur 3°C betragen und kann die Steuerung 100 3°C von der gemessenen Temperatur T1 des Inverters 80 subtrahieren, wodurch die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 unter die vorbestimmt Zieltemperatur des Verdampfers 31 gesenkt wird. Wenn die Zieltemperatur TE des Verdampfers 31 durch die Steuerung 100 rückgesetzt (gesenkt) wird, kann ein Werkbetrag oder eine Rate des Kompressors 32 relativ ansteigen und entsprechend kann die Steuerung 100 die Drehzahl des Kompressors 32 erhöhen (S11). Mit steigender Drehzahl des Kompressors 32 kann die Flussrate des, die Kältemittelpassage 32b angrenzend an Inverter 80 passierenden Kältemittels steigen und entsprechend kann der Inverter 80 angemessen gekühlt werden.
  • Nach S11 kann eine Temperatur T2 des Inverters 80 sekundär durch den Temperatursensor 84 gemessen werden und kann bestimmt werden, ob die gemessene Temperatur T2 des Inverters 80 höher als die Schwellenwerttemperatur A ist (S12).
  • Wenn die Temperatur T2 des Inverters 80 höher als die Schwellenwerttemperatur A ist, kann die Steuerung 100 einen Maximal-Schwellenwertdruck des durch den Kompressor 32 komprimierten Kältemittels um einen vorbestimmten Druck erhöhen (S13). Wenn der Druck des durch den Kompressor 32 komprimierten Kältemittels übermäßig ansteigt, kann es sein, dass einige Komponenten des HVAC-Subsystems 11 beschädigt werden oder der Kompressor 32 überlastet. Um zu verhindern, dass der Druck des aus dem Kompressor 32 abgegebenen Kältemittels übermäßig ansteigt, kann die Steuerung 100 den Kompressor 32 gemäß Hochdruckschutzlogik so steuern, dass der Druck des durch den Kompressor 32 komprimierten Kältemittels nicht den Maximal-Schwellenwertdruck übersteigen mag (beispielsweise 350 psi). Das heißt, dass die Hochdruckschutzlogik ausgelegt sein kann, den maximalen Schwellenwertdruck zu bestimmen, um den Druck des durch den Kompressor 32 komprimierten Kältemittels zu begrenzen. Wenn beispielsweise das Fahrzeug rasches Laden bei hoher Umgebungstemperatur durchführt oder ein maximaler Kühlbetrieb des Passagier-Kompartimentes durchgeführt wird, kann der am Kompressor angebrachte Inverter 80 überhitzen. Da jedoch der Betrieb des Kompressors durch die Hochdruckschutzlogik beschränkt ist, kann die Flussrate des Kältemittels zum Kühlen des Überhitzen des Inverters unzureichend sein. Entsprechend kann der Inverter 80 gestoppt werden und kann der Kompressor 32 gestoppt werden. Die Steuerung 100 kann einen vorbestimmten Druck zu einem Maximal-Schwellenwertdruck des Kältemittels addieren, das durch die Hochdruckschutzlogik bestimmt ist, wodurch der Maximal-Schwellenwertdruck des Kältemittels erhöht wird. Beispielsweise kann der Maximal-Schwellenwertdruck des Kältemittels von 350 psi bis 380 psi steigen.
  • Die Steuerung 100 kann die Drehzahl des Kompressors 32 entsprechend einem Anstieg des Maximal-Schwellenwertdrucks des Kältemittels erhöhen (S14). Mit steigender Drehzahl des Kompressors 32 kann die Flussrate des, die Kältemittelpassage 32b angrenzend an den Inverter 80 passierenden Kältemittels ansteigen und kann entsprechend der Inverter 80 angemessen gekühlt werden.
  • Nach S14 kann eine Temperatur T3 des Inverters 80 drittens durch den Temperatursensor 80 gemessen werden und kann bestimmt werden, ob die gemessene Temperatur T3 des Inverters 80 höher als die Schwellenwerttemperatur A ist (S15).
  • Wenn andererseits die Innenraumkühlung des Passagier-Kompartiments und die Kühlung des Batteriepakets 41 Simulation durchgeführt werden, kann es sein, dass das Kältemittel an den Verdampfer 31 und die erste Passage 37a des Batteriekühlers 37 verteilt wird. Hier, wenn die Flussrate des Kältemittels in die erste Passage 37a des Batteriekühlers 37 höher ist als die Flussrate des Kältemittels in dem Verdampfer 31, die Temperatur des, die Kältemittelpassage 32b angrenzend an Inverter 80 passierenden Kältemittels relativ ansteigen kann. Wenn die Temperatur des Kältemittels steigt, kann es sein, dass der Inverter 80 nicht angemerkt gekühlt wird, selbst falls die Flussrate des, die Kältemittelpassage 32b angrenzend an den Inverter 80 passierenden Kältemittels relativ ansteigt.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wenn die Temperatur T3 des Inverters 80, die in S15 gemessen wird, höher als die Schwellenwerttemperatur A ist, kann die Steuerung 100 einen Öffnungsgrad des kühlerseitigen kühlerseitigen Expansionsventils 17 beschränken (S16). Durch Begrenzen des Öffnungsgrads des kühlerseitigen Expansionsventils 17 kann die Flussrate des, die erste Passage 37a des Batteriekühlers 37 passierenden Kältemittels relativ beschränkt werden, und entsprechend ein Anstieg bei der Temperatur des, die Kältemittelpassage 32b angrenzend am Inverter 80 passierenden Kältemittels kann minimiert werden. Da die gemessene Temperatur T3 des Inverters 80 variiert, kann die Steuerung 100 variabel den Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 beschränken. Insbesondere, mit steigender gemessener Temperatur T3 des Inverters 80 kann die Steuerung 100 variabel den Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 70 reduzieren. Wenn beispielsweise die gemessene Temperatur T3 des Inverters 80 125 °C beträgt, kann die Steuerung 100 den Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 70 auf 80% beschränken. Wenn die gemessene Temperatur T3 des Inverters 80 130 °C beträgt, kann die Steuerung 100 den Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 auf 70% beschränken. Wenn die gemessene Temperatur T3 des Inverters 80 135°C beträgt, kann die Steuerung 100 den Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils 17 auf 60% beschränken.
  • Wie oben dargestellt, kann das Verfahren zum Steuern eines thermischen Fahrzeug-Verwaltungssystems gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgelegt sein, zeitweilig die Flussrate und Temperatur des, die Kältemittelpassage angrenzend am Inverter passierenden Kältemittels zu reduzieren, wodurch effektiv verhindert wird, dass der Inverter des elektrischen Kompressors überhitzt.
  • Obenstehend, obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhaften Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, sondern kann verschiedentlich modifiziert und geändert werden, durch Fachleute auf dem Gebiet, zu welcher die vorliegende Offenbarung gehört, ohne vom Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, beansprucht in den nachfolgenden Ansprüchen, abzuweichen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen, einer Zieltemperatur eines Verdampfers durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer gemessenen Temperatur des Verdampfers in einem Fall, wenn nur das interne Kühlen eines Passagier-Kompartiments durchgeführt wird, und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwert-Temperatur ist, und Justieren einer Drehzahl eines Kompressors in Reaktion auf die bestimmte Zieltemperatur eines Verdampfers.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Temperatur steigt, wenn die gemessene Temperatur des Inverters ansteigt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Zieltemperatur des Verdampfers anhand der gemessenen Temperatur des Inverters variabel gesenkt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das thermische Fahrzeug-Verwaltungssystem umfasst: ein Heiz-, Ventilier- und Luftklimatisierungs-Subsystem, das eine Kältemittelschleife enthält, durch welche ein Kältemittel zirkuliert; ein Batteriekühlsystem, das eine Batterie-Kühlmittelschleife enthält, durch welche ein batterieseitiges Kühlmittel zirkuliert; und ein Antriebsstrangkühl-Subsystem, das eine Antriebsstrang-Kühlmittelschleife enthält, durch welche ein antriebstrangseitiges Kühlmittel zirkuliert.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das thermische Fahrzeug-Verwaltungssystem ein Heiz-, Ventilier- und Luftklimatisierungs-Subsystem umfasst, das eine Kältemittelschleife enthält, durch welche ein Kältemittel zirkuliert, wobei die Kältemittelschleife mit dem Verdampfer, dem Kompressor, einem Innenraum-Kondensator, einem Heizseiten-Expansionsventil, einem wassergekühlten Wärmetauscher, einem Außen-Wärmetauscher und einem Kühlseiten-Expansionsventil Fluid-verbunden ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, weiter umfassend das Richten von Luft aus dem Verdampfer in das Passagier-Kompartiment nach Kühlen der Luft unter Verwendung des durch den Außenwärmetauscher gekühlten und durch das kühlerseitige Expansionsventil expandierten Kältemittels.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5, weiter umfassend Komprimieren, durch den Kompressor, des aus dem Verdampfer oder einem Batteriekühler aufgenommenen Kältemittels.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Kompressor einen Kompressormotor und einen durch den Kompressormotor angetriebenen Kompressionsabschnitt umfasst.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Kältemittelschleife mit dem Kompressionsabschnitt des Kompressors Fluid-verbunden ist.
  10. Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines Superwärmegrads eines Kältemittels, der aus einem Batteriekühler existiert, durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer Temperatur des Kältemittels, die an einem Auslass des Batteriekühlers in einem Fall gemessen wird, wenn das interne Kühlen eines Passagier-Kompartiments nicht durchgeführt wird, nur das Kühlen eines Batteriepacks durchgeführt wird und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwert-Temperatur ist, und Erhöhen eines Öffnungsgrades eines kühlerseitigen Ausdehnungsventils gemäß des bestimmten Superwärmegrads des Kältemittels.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das thermische Fahrzeug-Verwaltungssystem umfasst: ein Heiz-, Ventilier- und Luftklimatisier-(HVAC)-Subsystem, das eine Kältemittelschleife enthält; ein Batteriekühl-Subsystem, das eine Batteriekühlmittelschleife enthält; und ein Antriebsstrangkühl-Subsystem, das eine Antriebsstrang-Kühlmittelschleife enthält.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das thermische Fahrzeug-Verwaltungssystem ein Batteriekühl-Subsystem umfasst, das eine Batteriekühlmittelschleife enthält, wobei die Batteriekühlmittelschleife mit dem Batteriepaket, einem Heizer, dem Batteriekühler, einer ersten Batterieseitenpumpe, einem Batterieradiator, einem Reservoir-Tank und einer zweiten Batterieseitenpumpe Fluid-verbunden ist.
  13. Verfahren zum Steuern eines thermischen Verwaltungssystems für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen einer Zieltemperatur eines Verdampfers, durch Subtrahieren einer vorbestimmten Temperatur von einer gemessenen Temperatur des Verdampfers in einem Fall, wenn das interne Kühlen eines Passagier-Kompartiments und das Kühlen eines Batteriepakets simultan durchgeführt werden, und eine gemessene Temperatur eines Inverters höher als eine Schwellenwert-Temperatur ist, Erhöhen eines maximalen Schwellenwertdrucks eines Kältemittels, welches durch einen Kompressor komprimiert wird, um einen vorbestimmten Druck, und Erhöhen der Drehzahl des Kompressors anhand des erhöhten maximalen Schwellenwertdrucks des Kältemittels.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, weiter umfassend das Beschränken eines Öffnungsgrads eines Kühlerseiten-Expansionsventils.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils variabel mit variierender gemessener Temperatur des Inverters beschränkt ist.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Öffnungsgrad des kühlerseitigen Expansionsventils mit steigender gemessener Temperatur des Inverters reduziert wird.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das thermische Fahrzeug-Verwaltungssystem umfasst: ein Heiz-, Ventilier- und Luftklimatisierungs-Subsystem, das eine Kältemittelschleife enthält, durch welche ein Kältemittel zirkuliert; ein Batteriekühlsystem, das eine Batterie-Kühlmittelschleife enthält, durch welche ein batterieseitiges Kühlmittel zirkuliert; und ein Antriebsstrangkühl-Subsystem, das eine Antriebsstrang-Kühlmittelschleife enthält, durch welche ein antriebstrangseitiges Kühlmittel zirkuliert.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das thermische Fahrzeug-Verwaltungssystem ein Heiz-, Ventilier- und Luftklimatisierungs-Subsystem umfasst, das eine Kältemittelschleife enthält, durch welche ein Kältemittel zirkuliert, wobei die Kältemittelschleife mit dem Verdampfer, dem Kompressor, einem Innenraum-Kondensator, einem Heizseiten-Expansionsventil, einem wassergekühlten Wärmetauscher, einem Außen-Wärmetauscher und einem Kühlseiten-Expansionsventil Fluid-verbunden ist.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiter umfassend das Richten von Luft aus dem Verdampfer in das Passagier-Kompartiment nach Kühlen der Luft unter Verwendung des durch den Außenwärmetauscher gekühlten und durch das kühlerseitige Expansionsventil expandierten Kältemittels.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei: der Kompressor einen Kompressormotor und einen durch den Kompressormotor angetriebenen Kompressionsabschnitt umfasst; und die Kältemittelschleife mit dem Kompressionsabschnitt des Kompressors Fluid-verbunden ist.
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