EP4638160A1 - Wärmesystem für ein elektrofahrzeug - Google Patents

Wärmesystem für ein elektrofahrzeug

Info

Publication number
EP4638160A1
EP4638160A1 EP23817407.2A EP23817407A EP4638160A1 EP 4638160 A1 EP4638160 A1 EP 4638160A1 EP 23817407 A EP23817407 A EP 23817407A EP 4638160 A1 EP4638160 A1 EP 4638160A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coolant
heating system
coolant circuit
switching state
chiller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23817407.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian TIEMEYER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella GmbH and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hella GmbH and Co KGaA filed Critical Hella GmbH and Co KGaA
Publication of EP4638160A1 publication Critical patent/EP4638160A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/00392—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for electric vehicles having only electric drive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow

Definitions

  • the present invention relates to a heating system for an electric vehicle of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • Such heating systems are already known from the prior art in numerous design variants and comprise a refrigerant circuit, a first coolant circuit to which at least one heat source of the electric vehicle and, upstream of the heat source, an ambient cooler of the electric vehicle for heat exchange with a free environment are connected in a heat-transfer manner, a second coolant circuit to which a high-voltage storage device for supplying an electric drive train of the electric vehicle and a chiller are connected in a heat-transfer manner, wherein the chiller is also connected in a heat-transfer manner to the refrigerant circuit for heat transfer from the second coolant circuit to the refrigerant circuit, and wherein a first switching state of the heating system can be set, in which the second coolant circuit is connected to the first coolant circuit downstream and upstream of the heat source, so that coolant can flow through the high-voltage storage device and the heat source in series by means of the heat source for heating the high-voltage storage device.
  • the present invention is based on the object of improving a heating system for an electric vehicle.
  • a heating system with the features of claim 1, which is characterized in that in addition to the first switching state of the heating system, a second switching state of the heating system can be set, in which the second coolant circuit downstream of the high-voltage storage device is connected to both the The heat source and the chiller are connected in parallel, with coolant flowing through the heat source and the chiller.
  • the term "electric vehicle” is to be interpreted generally here and includes any type of electric vehicle, including hybrid vehicles with an electric motor on the one hand and an internal combustion engine on the other. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.
  • a significant advantage of the heating system according to the invention is in particular that a heating system for an electric vehicle is improved.
  • the heat extracted from the coolant system by the chiller can be at least partially compensated by the heat source, so that the high-voltage storage device is either cooled or heated by the coolant flowing in from the heat source and the chiller.
  • the heat output of the heat source and the heat extraction of the chiller are coordinated in such a way that the coolant flowing into the high-voltage storage device has the same temperature as the high-voltage storage device and the high-voltage storage device therefore neither absorbs nor emits heat.
  • the heating system according to the invention for an electric vehicle can be freely selected within wide suitable limits in terms of type, mode of operation, material and dimensions.
  • the heat source is designed as a component of the drive train of the electric vehicle.
  • the drive train i.e. an electric motor fed with energy from the high-voltage storage device for driving the electric vehicle and power electronics corresponding to the electric motor, can be cooled to the required extent by means of the heating system according to the invention and can also be used as a heat source for heating other components of the heating system according to the invention.
  • a further advantageous development of the heating system according to the invention provides that a first interior radiator for heat transfer is additionally connected to the first coolant circuit in a heat-transferring manner with an interior of the electric vehicle, preferably that the first interior radiator can be optionally connected to a remainder of the first coolant circuit or separated from this remainder, particularly preferably that a condenser of the coolant circuit is arranged upstream of the first interior radiator in a heat-transferring manner.
  • This also enables direct heating and/or cooling of the interior of the electric vehicle, i.e. a driver's cabin of the electric vehicle, by means of the coolant circuits, i.e. the coolant system.
  • the preferred embodiment of this development of the heating system according to the invention also has the further advantage that the coolant circuit of the heating system according to the invention is connected to the coolant circuits in a heat-transferring manner by means of the condenser in addition to the chiller.
  • the heating system has, in addition to the first and second coolant circuits, a third coolant circuit to which, in addition to the chiller and the ambient cooler, a second interior radiator is connected for heat transfer between the third coolant circuit and the interior of the electric vehicle, preferably that the second interior radiator can be optionally connected to a remainder of the third coolant circuit or separated from this remainder. In this way, a further possibility of direct heat transfer between the coolant circuits and the interior of the electric vehicle is provided.
  • heating system is designed in such a way that a third switching state of the heating system can be set, wherein in the third switching state, firstly the second coolant circuit with the high-voltage storage device and the chiller, secondly the third coolant circuit with the chiller and the second
  • the interior radiator and thirdly the first coolant circuit with the ambient cooler and the drive train can be flowed through separately from one another.
  • coolant can flow through the first coolant circuit with the ambient cooler, for example a front radiator, and the drive train, i.e.
  • the first interior radiator is isolated from heat transfer, for example by means of air flaps, so that the heat from the coolant system, which was previously extracted from the coolant in the chiller, can be released into the outside environment by means of the ambient cooler.
  • the cooled coolant from the ambient cooler cools the drive train.
  • the heating system is designed in such a way that a fourth switching state of the heating system can be set, wherein in the fourth switching state, on the one hand the second coolant circuit with the high-voltage storage device and the chiller and on the other hand the first coolant circuit with the ambient cooler and the drive train can be separately flowed through with coolant.
  • the cold coolant of the chiller can cool the high-voltage storage device.
  • the first interior radiator is in turn insulated from heat transfer, so that the heat from the coolant system, which was previously extracted from the coolant in the chiller, can be released to the environment by means of the ambient cooler.
  • the cooled coolant from the ambient cooler cools the drive train.
  • the heating system is designed in such a way that a fifth switching state of the heating system can be set, wherein in the fifth switching state, on the one hand, the third coolant circuit with the chiller and the second interior radiator and on the other hand the first coolant circuit with the ambient cooler and the drive train can be separately flowed through with coolant.
  • the cold coolant of the chiller Interior is cooled.
  • the first interior radiator is insulated from heat transfer so that the heat from the refrigerant system, which was previously extracted from the coolant in the chiller, can be released into the outside environment by means of the ambient cooler.
  • the cooled coolant from the ambient cooler cools the drive train.
  • the heating system is designed in such a way that a sixth switching state of the heating system can be set, wherein in the sixth switching state only the first coolant circuit with the ambient cooler and the drive train can be flowed through with coolant.
  • the first interior radiator for example with the aforementioned air flap, is in turn isolated from heat transfer, so that the heat from the drive train can be released to the outside environment by means of the ambient cooler.
  • the heating system is designed in such a way that a seventh switching state of the heating system can be set, wherein in the seventh switching state, on the one hand, the third coolant circuit with the chiller and the second interior radiator can be flowed through with coolant and, on the other hand, the first coolant circuit with the ambient cooler and the drive train and the second coolant circuit having the high-voltage storage unit can be flowed through together with coolant. This allows the cold coolant of the chiller to cool the interior.
  • the first interior radiator is in turn isolated from heat transfer, so that the heat from the coolant system, which was previously extracted from the coolant in the chiller, can be released to the environment by means of the ambient cooler.
  • the cooled coolant from the ambient cooler cools the drive train.
  • the high-voltage storage unit can absorb heat from the drive train.
  • the cooling capacity of the ambient cooler can be increased by suitable measures, such as For example, closable air flaps in the front of the electric vehicle can be reduced so that the heat absorption of the second coolant circuit is improved.
  • the heating system is designed in such a way that an eighth switching state of the heating system can be set, wherein in the eighth switching state, on the one hand the first coolant circuit with the ambient cooler and the drive train and on the other hand the second coolant circuit having the high-voltage storage device are connected to one another in a coolant-conducting manner by means of the drive train and coolant can flow through them together.
  • the first and second coolant circuits form a common coolant circuit, wherein the first interior radiator is in turn isolated from heat transfer so that the heat from the drive train can be released to the environment by means of the ambient cooler.
  • the high-voltage storage device can absorb heat from it.
  • the cooling capacity of the ambient cooler can be reduced by suitable measures, such as closable air flaps in the front of the electric vehicle, so that the heat absorption of the second coolant circuit is improved.
  • the heating system is designed in such a way that a ninth switching state of the heating system can be set, wherein in the ninth switching state, firstly, the third coolant circuit with the second interior radiator, the ambient cooler and the chiller and secondly, the second coolant circuit with the high-voltage storage device and the drive train can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator can be separately flowed through with coolant.
  • the air for the interior can be cooled in order to dry the air from the environment and, on the other hand, the coolant in the ambient cooler can be warmed up by the ambient air from the outside.
  • the heat that has been extracted from the ambient air is then transferred to the interior via the first interior radiator in the coolant circuit in order to heat the interior. Since the high-voltage battery is also connected to the drive train here, the high-voltage battery is in turn heated by the drive train.
  • the heating system is designed in such a way that a tenth switching state of the heating system can be set, wherein in the tenth switching state firstly the third coolant circuit with the chiller and the ambient cooler and secondly the second coolant circuit with the high-voltage storage unit and the drive train can be separately flowed through with coolant, and thirdly the first interior radiator can be separately flowed through with coolant.
  • the coolant in the ambient cooler can be warmed up by the ambient air.
  • the first coolant circuit the heat that has been extracted from the air in the environment is then released to the interior via the first interior radiator for the purpose of heating the interior.
  • the high-voltage storage unit which is connected to the drive train in a coolant-conducting manner, is in turn heated by the latter.
  • an eleventh switching state of the heating system can be set, wherein in the eleventh switching state firstly the third coolant circuit with the chiller and the second interior radiator and secondly the second coolant circuit with the high-voltage storage unit and the drive train can be separately flowed through with coolant, and thirdly the first interior radiator can be separately flowed through with coolant.
  • firstly the third coolant circuit with the chiller and the second interior radiator and secondly the second coolant circuit with the high-voltage storage unit and the drive train can be separately flowed through with coolant
  • thirdly the first interior radiator can be separately flowed through with coolant.
  • the high-voltage storage unit which is connected to the drive train in a coolant-conducting manner, is in turn heated by the latter.
  • An advantageous development of the heating system according to the invention according to one of claims 4 to 13 provides that the heating system is designed in such a way that a twelfth switching state of the heating system can be set, wherein in the twelfth switching state, firstly, the third coolant circuit with the chiller, the second interior radiator and the ambient cooler and secondly, the second coolant circuit having the high-voltage storage device with both the chiller and the drive train can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator can be separately flowed through with coolant, preferably that a heater of the electric vehicle for heating the coolant is connected to the second coolant circuit upstream of the high-voltage storage device.
  • the air from the environment for the interior can be cooled in order to dry the air, and on the other hand, the coolant in the ambient cooler can be warmed up by the ambient air.
  • the second coolant circuit is connected to both the chiller and the drive train, the waste heat from the drive train can be mixed with the cold coolant from the chiller upstream of the high-voltage storage device.
  • the mixing ratio between coolant from the drive train and from the chiller can be selected based on the temperature requirement of the high-voltage storage device, so that an inlet temperature of the coolant flowing into the high-voltage storage device either heats it, cools it or has the same temperature as the high-voltage storage device itself.
  • a heater for example an electric auxiliary heater, can give off additional heat to the coolant so that particularly cold coolant, for example when the chiller is operated with very high cooling capacity, can be warmed up accordingly.
  • the heat that has been extracted from the air from the environment and the drive train and possibly the high-voltage storage device and possibly the aforementioned heater is then given off to the interior via the first interior radiator to heat it.
  • the heating system is designed such that a thirteenth switching state of the heating system can be set, wherein in the thirteenth switching state, firstly, the third coolant circuit with the chiller and the ambient cooler and secondly the second coolant circuit having the high-voltage storage device with both the chiller and the drive train can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator can be separately flowed through with coolant, preferably that upstream of the high-voltage storage device, a heater of the electric vehicle for heating the coolant is connected to the second coolant circuit.
  • the coolant in the ambient cooler can be warmed up by the ambient air.
  • the second coolant circuit is in turn connected to both the chiller and the drive train, waste heat from the drive train can be mixed with the cold coolant from the chiller upstream of the high-voltage storage device.
  • the mixing ratio between coolant from the drive train and from the chiller can be selected based on the temperature requirement of the high-voltage storage device, so that an inlet temperature of the coolant flowing into the high-voltage storage device either heats it, cools it or has the same temperature as the high-voltage storage device itself.
  • the aforementioned heater can also give off additional heat to the coolant, so that particularly cold coolant, namely when the chiller is operated with a very high cooling capacity, can be warmed up accordingly.
  • the heat that has been extracted from the air from the environment and the drive train and possibly the high-voltage storage device and possibly the heater is then given off to the interior via the first interior radiator to heat it.
  • the heating system is designed in such a way that a fourteenth switching state of the heating system can be set, wherein in the fourteenth switching state, firstly, the third coolant circuit with the chiller and the second interior radiator and secondly the second coolant circuit having the high-voltage storage device can be separately flowed through with coolant, and wherein thirdly, the first Interior radiator can be flowed through separately by coolant, preferably upstream of the high-voltage storage device on the second coolant circuit a heater of the electric vehicle for heating the coolant is connected. In this way, the air from the environment for the interior can be cooled first.
  • waste heat from the drive train can be mixed with the cold coolant from the chiller upstream of the high-voltage storage device.
  • the mixing ratio between coolant from the drive train and from the chiller can be selected based on the temperature requirement of the high-voltage storage device, so that an inlet temperature of the coolant which flows into the high-voltage storage device either heats it, cools it or has the same temperature as the high-voltage storage device itself.
  • the aforementioned heater can additionally give off heat to the coolant, so that particularly cold coolant, namely if the chiller is operated with a very high cooling capacity, can be warmed up accordingly.
  • the heat which has been extracted from the air from the environment and the drive train and, if applicable, the high-voltage storage device and, if applicable, the aforementioned heater, is then transferred to the interior via the first interior radiator in order to heat it.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a heating system according to the invention in a process diagram, with the heating system in the first switching state
  • Fig. 2 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the second switching state
  • FIG. 3 the embodiment according to Fig. 1, with the heating system in the third switching state
  • FIG. 4 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the fourth switching state
  • Fig. 5 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the fifth switching state
  • Fig. 7 the embodiment according to Fig. 1, with the heating system in the seventh switching state
  • Fig. 8 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the eighth switching state
  • FIG. 9 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the ninth switching state
  • Fig. 10 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the tenth switching state
  • Fig. 11 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the eleventh switching state
  • Fig. 12 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the twelfth switching state
  • Fig. 13 the embodiment according to Fig. 1 , with the heating system in the thirteenth switching state and
  • Fig. 14 shows the embodiment according to Fig. 1, with the heating system in the fourteenth switching state.
  • FIG. 1 to 14 an embodiment of the heating system according to the invention is shown purely by way of example in a total of fourteen switching states.
  • the heating system 1 for an electric vehicle comprises a coolant circuit 3, a first coolant circuit 4, to which two heat sources 6, 8 of the electric vehicle and upstream of the heat sources 6, 8 an ambient cooler 10 of the electric vehicle are connected for heat exchange with a free environment, a second coolant circuit 12, to which a high-voltage storage unit 14 for supplying an electric drive train 16 of the electric vehicle and a chiller 18 are connected in a heat-transferring manner, wherein the chiller 18 is also connected in a heat-transferring manner to the coolant circuit 3 for heat transfer from the second coolant circuit 12 to the coolant circuit 3, and wherein a first switching state of the heating system 1 can be set, in which the second coolant circuit 12 is connected to the first coolant circuit 4 downstream and upstream of the heat sources 6, 8, so that coolant (not shown) can flow through the high-voltage storage unit 14 and the heat sources 6, 8 in series for heating the high-voltage storage unit 14 by means of the heat sources 6, 8.
  • the first switching state of the heating system 1 is shown in Fig.
  • the heating system 1 is designed such that, in addition to the first switching state of the heating system 1, a second switching state of the heating system 1 can be set, in which the second coolant circuit 12 downstream of the high-voltage storage device 14 is connected both to the heat sources 6, 8 and to the chiller 18, wherein the heat sources 6, 8 and the chiller 18 are connected in parallel and coolant can flow through them. See Fig. 2, in which the second switching state of the heating system 1 is shown.
  • the heat sources 6, 8 are each designed as a component of the drive train 16, namely as an electric motor 8 fed with energy from the high-voltage storage unit 14 for driving the electric vehicle and a power electronics unit 6 corresponding to the electric motor 8.
  • a first interior radiator 20 is connected to the first coolant circuit 4 for heat transfer with an interior of the electric vehicle (not shown), wherein the first interior radiator 20 can be optionally connected to a remainder of the first coolant circuit 4 or separated from this remainder, and wherein a condenser 22 of the coolant circuit 3 is arranged upstream of the first interior radiator 20 for heat transfer.
  • the heating system 1 has a third coolant circuit 24, to which, in addition to the chiller 18 and the ambient cooler 10, a second interior radiator 26 is connected for heat transfer between the third coolant circuit 24 and the interior of the electric vehicle, wherein the second interior radiator 26 can be optionally connected to a remainder of the third coolant circuit 24 or separated from this remainder.
  • a further twelve switching states of the heating system 1 can be implemented using a multi-way valve 28 of the heating system 1.
  • the individual switching states have already been described in detail in the introduction to the description, so that only a brief description of the other switching states of the heating system 1 is given below using Fig. 3 to 14.
  • the coolant circuits and coolant lines of the components of the heating system 1 connected to them through which coolant flows in the individual switching states of the heating system 1 are each designated with thick, solid lines, while coolant circuits and coolant lines through which no flow is carried are symbolized with thin, solid lines.
  • the coolant circuit 3 is shown in Fig. 1 to 14 with dashed lines. The respective flow direction is symbolized with an arrow.
  • Fig. 3 shows the third switching state of the heating system 1, wherein in the third switching state, firstly the second coolant circuit 12 with the high-voltage storage unit 14 and the chiller 18, secondly the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the second interior radiator 26 and thirdly the first coolant circuit 4 with the ambient cooler 10 and the drive train 16 can be separately flowed through with coolant.
  • Fig. 4 shows the fourth switching state of the heating system 1, wherein in the fourth switching state on the one hand the second coolant circuit 12 with the high-voltage storage 14 and the chiller 18 and on the other hand the first coolant circuit 4 with the Ambient cooler 10 and the drive train 16 can be flowed through separately with coolant.
  • Fig. 5 shows the fifth switching state of the heating system 1, wherein in the fifth switching state, on the one hand the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the second interior radiator 26 and on the other hand the first coolant circuit 4 with the ambient cooler 10 and the drive train 16 can be separately flowed through with coolant.
  • Fig. 6 shows the sixth switching state of the heating system 1, wherein in the sixth switching state only the first coolant circuit 4 with the ambient cooler 10 and the drive train 16 can be flowed through with coolant.
  • Fig. 7 shows the seventh switching state of the heating system 1, wherein in the seventh switching state, on the one hand, the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the second interior radiator 26 can be flowed through with coolant and, on the other hand, the first coolant circuit 4 with the ambient cooler 10 and the drive train 16 and the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 can be flowed through with coolant together.
  • Fig. 8 shows the eighth switching state of the heating system 1, wherein in the eighth switching state, on the one hand the first coolant circuit 4 with the ambient cooler 10 and the drive train 16 and on the other hand the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 are connected to one another in a coolant-conducting manner by means of the drive train 16 and can be flowed through together with coolant.
  • Fig. 9 shows the ninth switching state of the heating system 1, wherein in the ninth switching state, firstly, the third coolant circuit 24 with the second interior radiator 26, the ambient cooler 10 and the chiller 18 and secondly the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 with the drive train 16 can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator 20 can be separately flowed through with coolant.
  • the 10 shows the tenth switching state of the heating system 1, wherein in the tenth switching state, firstly, the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the ambient cooler 10 and secondly the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 with the drive train 16 can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator 20 can be separately flowed through with coolant.
  • Fig. 11 shows the eleventh switching state of the heating system 1, wherein in the eleventh switching state, firstly, the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the second interior radiator 26 and secondly the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 with the drive train 16 can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator 20 can be separately flowed through with coolant.
  • Fig. 12 shows the twelfth switching state of the heating system 1, wherein in the twelfth switching state, firstly, the third coolant circuit 24 with the chiller 18, the second interior radiator 26 and the ambient cooler 10 and secondly the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 with both the chiller 18 and the drive train 16 can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator 20 can be separately flowed through with coolant, wherein upstream of the high-voltage storage device 14, a heater 30 of the heating system 1, namely an electric auxiliary heater, is connected to the second coolant circuit 12 for heating the coolant.
  • Fig. 13 shows the thirteenth switching state of the heating system 1, wherein in the thirteenth switching state, firstly, the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the ambient cooler 10 and secondly the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 with both the chiller 18 and the drive train 16 can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator 20 can be separately flowed through with coolant.
  • the fourteenth switching state of the heating system 1 shows the fourteenth switching state of the heating system 1, wherein in the fourteenth switching state, firstly, the third coolant circuit 24 with the chiller 18 and the second interior radiator 26 and secondly the second coolant circuit 12 having the high-voltage storage device 14 with both the chiller 18 and the drive train 16 can be separately flowed through with coolant, and thirdly, the first interior radiator 20 can be separately flowed through with coolant.
  • the heat extracted from the coolant system by the chiller 18 can be at least partially compensated by the heat sources 6, 8, namely by the drive train 16, so that the high-voltage storage unit 14 is either cooled or heated by the coolant flowing in from the heat sources 6, 8 and the chiller 18. Furthermore, the heat emission from the heat sources 6, 8 and the heat extraction from the chiller 18 can be coordinated with one another in such a way that the coolant flowing into the high-voltage storage unit 14 has the same temperature as the high-voltage storage unit 14 and the high-voltage storage unit 14 therefore neither absorbs nor emits heat.
  • the invention is not limited to the present embodiment.
  • reference is made here to the relevant statements in the introduction to the description and in the explanation of the specific embodiment. Accordingly, heating systems according to the invention are also conceivable in which more or fewer switching states can be implemented than in the present embodiment. The same applies to the components of the heating system according to the invention.
  • the invention is also not limited to the structural and circuitry details of the specific embodiment. For example, a plurality of valves can be used instead of the multi-way valve in order to enable comparable functionality of the heating system according to the invention. List of reference symbols

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wärmesystem (1) für ein Elektrofahrzeug, mit einem Kältemittelkreislauf (3), einem ersten Kühlmittelkreislauf (4), an welchen eine Wärmequelle (6, 8) und stromauf der Wärmequelle (6, 8) ein Umgebungskühler (10) wärmeübertragend angeschlossen sind, einem zweiten Kühlmittelkreislauf (12), an welchen ein Hochvoltspeicher (14) und ein Chiller (18) wärmeübertragend angeschlossen sind, wobei ein erster Schaltzustand des Wärmesystems (1) einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf (12) stromab und stromauf der Wärmequelle (6, 8) mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (4) verbunden ist, sodass der Hochvoltspeicher (14) und die Wärmequelle (6, 8) in Serie von Kühlmittel durchströmbar sind. Zusätzlich zu dem ersten Schaltzustand ist ein zweiter Schaltzustand des Wärmesystems (1) einstellbar, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf (12) stromab des Hochvoltspeichers (14) sowohl mit der Wärmequelle (6, 8) als auch mit dem Chiller (18) verbunden ist, wobei die Wärmequelle (6, 8) und der Chiller (18) parallelgeschaltet von Kühlmittel durchströmbar sind.

Description

Wärmesystem für ein Elektrofahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmesystem für ein Elektrofahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Derartige Wärmesysteme sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt und umfassen einen Kältemittelkreislauf, einen ersten Kühlmittelkreislauf, an welchen mindestens eine Wärmequelle des Elektrofahrzeugs und stromauf der Wärmequelle ein Umgebungskühler des Elektrofahrzeugs zum Wärmeaustausch mit einer freien Umgebung wärmeübertragend angeschlossen sind, einen zweiten Kühlmittelkreislauf, an welchen ein Hochvoltspeicher zur Versorgung eines elektrischen Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs und ein Chiller wärmeübertragend angeschlossen sind, wobei der Chiller zur Wärmeübertragung von dem zweiten Kühlmittelkreislauf an den Kältemittelkreislauf auch an den Kältemittelkreislauf wärmeübertragend angeschlossen ist, und wobei ein erster Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf stromab und stromauf der Wärmequelle mit dem ersten Kühlmittelkreislauf verbunden ist, sodass der Hochvoltspeicher und die Wärmequelle zur Beheizung des Hochvoltspeichers mittels der Wärmequelle in Serie von Kühlmittel durchströmbar sind.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmesystem für ein Elektrofahrzeug zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Wärmesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zusätzlich zu dem ersten Schaltzustand des Wärmesystems ein zweiter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf stromab des Hochvoltspeichers sowohl mit der Wärmequelle als auch mit dem Chiller verbunden ist, wobei die Wärmequelle und der Chiller parallelgeschaltet von Kühlmittel durchströmbar sind. Der Begriff „Elektrofahrzeug“ ist hier allgemein auszulegen und umfasst jede Art von Elektrofahrzeug, also auch Hybridfahrzeuge mit einerseits einem Elektromotor und andererseits einem Verbrennungsmotor. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Wärmesystems liegt insbesondere darin, dass ein Wärmesystem für ein Elektrofahrzeug verbessert ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Wärmesystems für ein Elektrofahrzeug kann beispielsweise die von dem Chiller aus dem Kühlmittelsystem entnommene Wärme durch die Wärmequelle zumindest teilweise kompensiert werden, sodass der Hochvoltspeicher durch das aus der Wärmequelle und dem Chiller einströmende Kühlmittel entweder gekühlt oder erwärmt wird. Ferner ist denkbar, dass die Wärmeabgabe der Wärmequelle und die Wärmeentnahme des Chillers derart aufeinander abgestimmt sind, dass das in den Hochvoltspeicher einströmende Kühlmittel die gleiche Temperatur wie der Hochvoltspeicher aufweist und der Hochvoltspeicher demnach weder Wärme aufnimmt noch abgibt.
Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Wärmesystem für ein Elektrofahrzeug nach Art, Funktionsweise, Material und Dimensionierung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems sieht vor, dass die Wärmequelle als eine Komponente des Antriebsstrangs des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der Antriebsstrang, also ein von dem Hochvoltspeicher mit Energie gespeister Elektromotor für den Antrieb des Elektrofahrzeugs und eine zu dem Elektromotor korrespondierende Leistungselektronik, mittels des erfindungsgemäßen Wärmesystems einerseits in einem erforderlichen Umfang kühlbar und andererseits als Wärmequelle zur Beheizung von anderen Komponenten des erfindungsgemäßen Wärmesystems nutzbar. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems sieht vor, dass an den ersten Kühlmittelkreislauf zusätzlich ein erster Innenraumradiator zur Wärmeübertragung mit einem Innenraum des Elektrofahrzeugs wärmeübertragend angeschlossen ist, bevorzugt, dass der erste Innenraumradiator wahlweise mit einem Rest des ersten Kühlmittelkreislaufs verbindbar oder von diesem Rest trennbar ist, besonders bevorzugt, dass stromauf des ersten Innenraumradiators ein Kondensator des Kältemittelkreislaufs wärmeübertragend angeordnet ist. Hierdurch ist mittels der Kühlmittelkreisläufe, also dem Kühlmittelsystem, auch eine direkte Beheizung und/oder Kühlung des Innenraums des Elektrofahrzeugs, also einer Fahrerkabine des Elektrofahrzeugs, ermöglicht. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems hat darüber hinaus den weiteren Vorteil, dass der Kältemittelkreislauf des erfindungsgemäßen Wärmesystems zusätzlich zu dem Chiller auch mittels des Kondensators mit den Kühlmittelkreisläufen wärmeübertragend verbunden ist.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems sieht vor, dass das Wärmesystem zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Kühlmittelkreislauf einen dritten Kühlmittelkreislauf aufweist, an den neben dem Chiller und dem Umgebungskühler ein zweiter Innenraumradiator zur Wärmeübertragung zwischen dem dritten Kühlmittelkreislauf und dem Innenraum des Elektrofahrzeugs wärmeübertragend angeschlossen ist, bevorzugt, dass der zweite Innenraumradiator wahlweise mit einem Rest des dritten Kühlmittelkreislaufs verbindbar oder von diesem Rest trennbar ist. Auf diese Weise ist eine weitere Möglichkeit der direkten Wärmeübertragung zwischen den Kühlmittelkreisläufen und dem Innenraum des Elektrofahrzeugs angegeben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach Anspruch 4 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein dritter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem dritten Schaltzustand erstens der zweite Kühlmittelkreislauf mit dem Hochvoltspeicher und dem Chiller, zweitens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem zweiten Innen raum radiator und drittens der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler und dem Antriebsstrang voneinander getrennt mit Kühlmittel durchströmbar sind. Hierdurch kann das kalte Kühlmittel des Chillers den Innenraum und den Hochvoltspeicher, also eine Fahrzeugbatterie, kühlen. Während der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler, beispielsweise einem Frontradiator, und dem Antriebsstrang, also mit den Wärmequellen, von Kühlmittel durchströmbar ist, ist der erste Innenraumradiator, beispielsweise mittels Luftklappen, von einer Wärmeübertragung isoliert, sodass die Wärme aus dem Kältemittelsystem, welche zuvor dem Kühlmittel im Chiller entzogen worden ist, mittels des Umgebungskühlers an die freie Umgebung abgegeben werden kann. Darüber hinaus kühlt das abgekühlte Kühlmittel aus dem Umgebungskühler den Antriebsstrang.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 2 bis 5 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein vierter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem vierten Schaltzustand einerseits der zweite Kühlmittelkreislauf mit dem Hochvoltspeicher und dem Chiller und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler und dem Antriebsstrang voneinander separat mit Kühlmittel durchströmbar sind. Auf diese Weise kann das kalte Kühlmittel des Chillers den Hochvoltspeicher kühlen. Der erste Innenraumradiator ist wiederum von einer Wärmeübertragung isoliert, sodass die Wärme aus dem Kältemittelsystem, welche zuvor dem Kühlmittel im Chiller entzogen worden ist, mittels des Umgebungskühlers an die Umgebung abgegeben werden kann. Darüber hinaus kühlt das abgekühlte Kühlmittel aus dem Umgebungskühler den Antriebsstrang.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 4 bis 6 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein fünfter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem fünften Schaltzustand einerseits der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem zweiten Innenraumradiator und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler und dem Antriebsstrang voneinander separat mit Kühlmittel durchströmbar sind. Hierdurch wird mittels des kalten Kühlmittels des Chillers der Innenraum gekühlt. Wiederum ist der erste Innenraumradiator von einer Wärmeübertragung isoliert, sodass die Wärme aus dem Kältemittelsystem, welche zuvor dem Kühlmittel im Chiller entzogen worden ist, mittels des Umgebungskühlers an die freie Umgebung abgegeben werden kann. Darüber hinaus kühlt das abgekühlte Kühlmittel aus dem Umgebungskühler den Antriebsstrang.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 2 bis 7 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein sechster Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem sechsten Schaltzustand lediglich der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler und dem Antriebsstrang mit Kühlmittel durchströmbar ist. Auf diese Weise werden lediglich der Umgebungskühler und der Antriebsstrang mit Kühlmittel durchströmt, während der erste Innenraumradiator, beispielsweise mit der vorgenannten Luftklappe, wiederum von einer Wärmeübertragung isoliert ist, sodass die Wärme aus dem Antriebsstrang mittels des Umgebungskühlers an die freie Umgebung abgegeben werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 4 bis 8 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein siebter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem siebten Schaltzustand einerseits der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem zweiten Innenraumradiator mit Kühlmittel durchströmbar ist und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler und dem Antriebsstrang und der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf gemeinsam mit Kühlmittel durchströmbar sind. Hierdurch kann das kalte Kühlmittel des Chillers den Innenraum kühlen. Während der erste und der zweite Kühlmittelkreislauf miteinander kühlmittelleitend verbunden sind, ist der erste Innenraumradiator wiederum von einer Wärmeübertragung isoliert, sodass die Wärme aus dem Kältemittelsystem, welche zuvor dem Kühlmittel im Chiller entzogen worden ist, mittels des Umgebungskühlers an die Umgebung abgegeben werden kann. Ferner kühlt das abgekühlte Kühlmittel aus dem Umgebungskühler den Antriebsstrang. Darüber hinaus kann der Hochvoltspeicher Wärme aus dem Antriebsstrang aufnehmen. Hierzu kann die Kühlleistung des Umgebungskühlers durch geeignete Maßnahmen, wie beispielsweise verschließbare Luftklappen in einer Fahrzeugfront des Elektrofahrzeugs, reduziert werden, sodass die Wärmeaufnahme des zweiten Kühlmittelkreislaufs verbessert ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 2 bis 9 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein achter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem achten Schaltzustand einerseits der erste Kühlmittelkreislauf mit dem Umgebungskühler und dem Antriebsstrang und andererseits der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf mittels des Antriebsstrangs miteinander kühlmittelleitend verbunden sind und gemeinsam mit Kühlmittel durchströmbar sind. Auf diese Weise bilden der erste und der zweite Kühlmittelkreislauf einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf aus, wobei der erste Innenraumradiator wiederum von einer Wärmeübertragung isoliert ist, sodass die Wärme aus dem Antriebsstrang mittels des Umgebungskühlers an die Umgebung abgegeben werden kann. Da der zweite Kühlmittelkreislauf ebenfalls mit dem Antriebsstrang verbunden ist, kann der Hochvoltspeicher Wärme aus eben diesem aufnehmen. Hierzu kann die Kühlleistung des Umgebungskühlers durch geeignete Maßnahmen, wie verschließbare Luftklappen in der Fahrzeugfront des Elektrofahrzeugs, reduziert werden, sodass die Wärmeaufnahme des zweiten Kühlmittelkreislaufs verbessert ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 4 bis 10 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein neunter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem neunten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem zweiten Innenraumradiator, dem Umgebungskühler und dem Chiller und zweitens der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf mit dem Antriebsstrang separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist. Hierdurch kann zum einen zunächst, zwecks Trocknung der Luft aus der Umgebung, die Luft für den Innenraum gekühlt werden und zum anderen das Kühlmittel in dem Umgebungskühler durch die Umgebungsluft der freien Umgebung aufgewärmt werden. In dem ersten Kühlmittelkreislauf wird dann die Wärme, welche der Luft aus der Umgebung entzogen worden ist, über den ersten Innenraumradiator an den Innenraum zwecks Erwärmung des Innenraums abgegeben. Da der Hochvoltspeicher auch hier mit dem Antriebsstrang verbunden ist, wird der Hochvoltspeicher wiederum von dem Antriebsstrang erwärmt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 3 bis 11 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein zehnter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem zehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem Umgebungskühler und zweitens der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf mit dem Antriebsstrang separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist. Auf diese Weise kann das Kühlmittel in dem Umgebungskühler durch die Umgebungsluft aufgewärmt werden. In dem ersten Kühlmittelkreislauf wird dann die Wärme, welcher der Luft aus der Umgebung entzogen worden ist, über den ersten Innenraumradiator an den Innenraum zwecks Erwärmung des Innenraums abgegeben. Der mit dem Antriebsstrang kühlmittelleitend verbundene Hochvoltspeicher wird von diesem wiederum erwärmt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 4 bis 12 sieht vor, dass ein elfter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem elften Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem zweiten Innenraumradiator und zweitens der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf mit dem Antriebsstrang separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist. Hierdurch kann zunächst die Luft aus der Umgebung für den Innenraum, zwecks der Trocknung der Luft, gekühlt werden. In dem ersten Kühlmittelkreislauf wird dann die Wärme, welcher der Luft aus der Umgebung entzogen worden ist, über den ersten Innenraumradiator an den Innenraum zwecks Erwärmung abgegeben. Der mit dem Antriebsstrang kühlmittelleitend verbundene Hochvoltspeicher wird von diesem wiederum erwärmt. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 4 bis 13 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein zwölfter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem zwölften Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller, dem zweiten Innenraumradiator und dem Umgebungskühler und zweitens der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf sowohl mit dem Chiller wie auch mit dem Antriebsstrang separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, bevorzugt, dass stromauf des Hochvoltspeichers an dem zweiten Kühlmittelkreislauf eine Heizung des Elektrofahrzeugs zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist. Auf diese Weise kann zum einen zunächst die Luft aus der Umgebung für den Innenraum, zwecks Trocknung der Luft, gekühlt werden und zum anderen das Kühlmittel in dem Umgebungskühler durch die Umgebungsluft aufgewärmt werden. Da der zweite Kühlmittelkreislauf sowohl mit dem Chiller als auch mit dem Antriebsstrang verbunden ist, kann die Abwärme aus dem Antriebsstrang mit dem kalten Kühlmittel aus dem Chiller vor dem Hochvoltspeicher vermischt werden. Das Mischungsverhältnis zwischen Kühlmittel aus dem Antriebsstrang und aus dem Chiller ist anhand der Temperierungsanforderung an den Hochvoltspeicher wählbar, sodass eine Einlasstemperatur des Kühlmittels, welches in den Hochvoltspeicher strömt, diesen entweder erwärmt, kühlt oder dieselbe Temperatur wie der Hochvoltspeicher selbst aufweist. Ferner kann eine Heizung, beispielsweise ein elektrischer Zuheizer, zusätzlich Wärme an das Kühlmittel abgeben, sodass besonders kaltes Kühlmittel, beispielsweise wenn der Chiller mit sehr hoher Kühlleistung betrieben wird, entsprechend aufgewärmt werden kann. In dem ersten Kühlmittelkreislauf wird dann die Wärme, welcher der Luft aus der Umgebung und dem Antriebsstrang und gegebenenfalls dem Hochvoltspeicher und gegebenenfalls der vorgenannten Heizung entzogen worden ist, über den ersten Innenraumradiator an den Innenraum zu dessen Erwärmung abgegeben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 3 bis 14 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein dreizehnter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem dreizehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem Umgebungskühler und zweitens der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf sowohl mit dem Chiller wie auch mit dem Antriebsstrang separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, bevorzugt, dass stromauf des Hochvoltspeichers an dem zweiten Kühlmittelkreislauf eine Heizung des Elektrofahrzeugs zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist. Hierdurch kann das Kühlmittel in dem Umgebungskühler durch die Umgebungsluft aufgewärmt werden. Da der zweite Kühlmittelkreislauf wiederum sowohl mit dem Chiller wie auch mit dem Antriebsstrang verbunden ist, kann Abwärme aus dem Antriebsstrang mit dem kalten Kühlmittel aus dem Chiller vor dem Hochvoltspeicher vermischt werden. Das Mischungsverhältnis zwischen Kühlmittel aus dem Antriebsstrang und aus dem Chiller ist anhand der Temperierungsanforderung an den Hochvoltspeicher wählbar, sodass eine Einlasstemperatur des Kühlmittels, welches in den Hochvoltspeicher strömt, diesen entweder erwärmt, kühlt oder dieselbe Temperatur wie der Hochvoltspeicher selbst aufweist. Ferner kann die vorgenannte Heizung zusätzlich Wärme an das Kühlmittel abgeben, sodass besonders kaltes Kühlmittel, nämlich wenn der Chiller mit sehr hoher Kühlleistung betrieben wird, entsprechend aufgewärmt werden kann. In dem ersten Kühlmittelkreislauf wird dann die Wärme, welcher der Luft aus der Umgebung und dem Antriebsstrang und gegebenenfalls dem Hochvoltspeicher und gegebenenfalls der Heizung entzogen worden ist, über den ersten Innenraumradiator an den Innenraum zu dessen Erwärmung abgegeben werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmesystems nach einem der Ansprüche 4 bis 15 sieht vor, dass das Wärmesystem derart ausgebildet ist, dass ein vierzehnter Schaltzustand des Wärmesystems einstellbar ist, wobei in dem vierzehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf mit dem Chiller und dem zweiten Innenraumradiator und zweitens der den Hochvoltspeicher aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf sowohl mit dem Chiller wie auch mit dem Antriebsstrang separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innen raum radiator separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, bevorzugt, dass stromauf des Hochvoltspeicher an dem zweiten Kühlmittelkreislauf eine Heizung des Elektrofahrzeugs zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist. Auf diese Weise kann zunächst die Luft aus der Umgebung für den Innenraum gekühlt werden. Da der zweite Kühlmittelkreislauf wiederum sowohl mit dem Chiller als auch mit dem Antriebsstrang verbunden ist, kann Abwärme aus dem Antriebsstrang mit dem kalten Kühlmittel aus dem Chiller vor dem Hochvoltspeicher vermischt werden. Das Mischungsverhältnis zwischen Kühlmittel aus dem Antriebsstrang und aus dem Chiller ist anhand der Temperierungsanforderung an den Hochvoltspeicher wählbar, sodass eine Einlasstemperatur des Kühlmittels, welches in den Hochvoltspeicher strömt, diesen entweder erwärmt, kühlt oder dieselbe Temperatur wie des Hochvoltspeichers selbst aufweist. Gegebenenfalls kann die vorgenannte Heizung zusätzlich Wärme an das Kühlmittel abgeben, sodass besonders kaltes Kühlmittel, nämlich sofern der Chiller mit sehr hoher Kühlleistung betrieben wird, entsprechend aufgewärmt werden kann. In dem ersten Kühlmittelkreislauf wird dann die Wärme, welcher der Luft aus der Umgebung und dem Antriebsstrang und gegebenenfalls dem Hochvoltspeicher und gegebenenfalls der vorgenannten Heizung entzogen worden ist, über den ersten Innenraumradiator an den Innenraum zu dessen Erwärmung abgegeben.
Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmesystems in einem Verfahrensschaltbild, mit dem Wärmesystem in dem ersten Schaltzustand,
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem zweiten Schaltzustand,
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem dritten Schaltzustand,
Fig. 4 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem vierten Schaltzustand, Fig. 5 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem fünften Schaltzustand,
Fig. 6 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem sechsten Schaltzustand,
Fig. 7 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem siebten Schaltzustand,
Fig. 8 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem achten Schaltzustand,
Fig. 9 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem neunten Schaltzustand,
Fig. 10 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem zehnten Schaltzustand,
Fig. 11 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem elften Schaltzustand,
Fig. 12 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem zwölften Schaltzustand,
Fig. 13 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem dreizehnten Schaltzustand und
Fig. 14 das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 , mit dem Wärmesystem in dem vierzehnten Schaltzustand.
In den Fig. 1 bis 14 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmesystems in insgesamt vierzehn Schaltzuständen rein exemplarisch dargestellt.
Das Wärmesystem 1 für ein nicht näher dargestelltes Elektrofahrzeug umfasst einen Kältemittelkreislauf 3, einen ersten Kühlmittelkreislauf 4, an welchen zwei Wärmequellen 6, 8 des Elektrofahrzeugs und stromauf der Wärmequellen 6, 8 ein Umgebungskühler 10 des Elektrofahrzeugs zum Wärmeaustausch mit einer freien Umgebung wärmeübertragend angeschlossen sind, einem zweiten Kühlmittelkreislauf 12, an welchen ein Hochvoltspeicher 14 zur Versorgung eines elektrischen Antriebsstrangs 16 des Elektrofahrzeugs und ein Chiller 18 wärmeübertragend angeschlossen sind, wobei der Chiller 18 zur Wärmeübertragung von dem zweiten Kühlmittelkreislauf 12 an den Kältemittelkreislauf 3 auch an den Kältemittelkreislauf 3 wärmeübertragend angeschlossen ist, und wobei ein erster Schaltzustand des Wärmesystems 1 einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf 12 stromab und stromauf der Wärmequellen 6, 8 mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 4 verbunden ist, sodass der Hochvoltspeicher 14 und die Wärmequellen 6, 8 zur Beheizung des Hochvoltspeichers 14 mittels der Wärmequellen 6, 8 in Serie von nicht dargestelltem Kühlmittel durchströmbar sind. Der erste Schaltzustand des Wärmesystems 1 ist in der Fig. 1 dargestellt.
Erfindungsgemäß ist das Wärmesystem 1 derart ausgebildet, dass zusätzlich zu dem ersten Schaltzustand des Wärmesystems 1 ein zweiter Schaltzustand des Wärmesystems 1 einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf 12 stromab des Hochvoltspeichers 14 sowohl mit den Wärmequellen 6, 8 als auch mit dem Chiller 18 verbunden ist, wobei die Wärmequellen 6, 8 und der Chiller 18 parallelgeschaltet von Kühlmittel durchströmbar sind. Siehe hierzu die Fig. 2, in der der zweite Schaltzustand des Wärmesystems 1 dargestellt ist.
Die Wärmequellen 6, 8 sind hier jeweils als eine Komponente des Antriebsstrangs 16 ausgebildet, nämlich als ein von dem Hochvoltspeicher 14 mit Energie gespeister Elektromotor 8 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs und eine zu dem Elektromotor 8 korrespondierende Leistungselektronik 6.
An den ersten Kühlmittelkreislauf 4 ist zusätzlich ein erster Innenraumradiator 20 zur Wärmeübertragung mit einem nicht dargestellten Innenraum des Elektrofahrzeugs wärmeübertragend angeschlossen, wobei der erste Innenraumradiator 20 wahlweise mit einem Rest des ersten Kühlmittelkreislaufs 4 verbindbar oder von diesem Rest trennbar ist, und wobei stromauf des ersten Innenraumradiators 20 ein Kondensator 22 des Kältemittelkreislaufs 3 wärmeübertragend angeordnet ist. Ferner weist das Wärmesystem 1 zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Kühlmittelkreislauf 4, 12 einen dritten Kühlmittelkreislauf 24 auf, an den neben dem Chiller 18 und dem Umgebungskühler 10 ein zweiter Innenraumradiator 26 zur Wärmeübertragung zwischen dem dritten Kühlmittelkreislauf 24 und dem Innenraum des Elektrofahrzeugs wärmeübertragend angeschlossen ist, wobei der zweite Innenraumradiator 26 wahlweise mit einem Rest des dritten Kühlmittelkreislaufs 24 verbindbar oder von diesem Rest trennbar ist.
Neben dem oben bereits genannten ersten und zweiten Schaltzustand des Wärmesystems 1 sind mittels eines Mehrwegeventils 28 des Wärmesystems 1 noch weitere zwölf Schaltzustände des Wärmesystems 1 realisierbar. Die einzelnen Schaltzustände wurden bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich beschrieben, so dass nachfolgend lediglich eine Kurzbeschreibung der weiteren Schaltzustände des Wärmesystems 1 anhand der Fig. 3 bis 14 erfolgt. Die in dem einzelnen Schaltzustand des Wärmesystems 1 jeweils mit Kühlmittel durchströmten Kühlmittelkreisläufe und Kühlmittelleitungen der daran angeschlossenen Komponenten des Wärmesystems 1 sind jeweils mit dicken, durchgezogenen Linien bezeichnet, während nicht durchströmte Kühlmittelkreisläufe und Kühlmittelleitungen mit dünnen, durchgezogenen Linien symbolisiert sind. Der Kältemittelkreislauf 3 ist in den Fig. 1 bis 14 jeweils mit gestrichelten Linien dargestellt. Die jeweilige Strömungsrichtung ist jeweils mit einem Pfeil symbolisiert.
Fig. 3 zeigt den dritten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem dritten Schaltzustand erstens der zweite Kühlmittelkreislauf 12 mit dem Hochvoltspeicher 14 und dem Chiller 18, zweitens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem zweiten Innenraumradiator 26 und drittens der erste Kühlmittelkreislauf 4 mit dem Umgebungskühler 10 und dem Antriebsstrang 16 voneinander getrennt mit Kühlmittel durchströmbar sind.
Fig. 4 zeigt den vierten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem vierten Schaltzustand einerseits der zweite Kühlmittelkreislauf 12 mit dem Hochvoltspeicher 14 und dem Chiller 18 und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf 4 mit dem Umgebungskühler 10 und dem Antriebsstrang 16 voneinander separat mit Kühlmittel durchströmbar sind.
Fig. 5 zeigt den fünften Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem fünften Schaltzustand einerseits der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem zweiten Innenraumradiator 26 und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf 4 mit dem Umgebungskühler 10 und dem Antriebsstrang 16 voneinander separat mit Kühlmittel durchströmbar sind.
Fig. 6 zeigt den sechsten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem sechsten Schaltzustand lediglich der erste Kühlmittelkreislauf 4 mit dem Umgebungskühler 10 und dem Antriebsstrang 16 mit Kühlmittel durchströmbar ist.
Fig. 7 zeigt den siebten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem siebten Schaltzustand einerseits der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem zweiten Innenraumradiator 26 mit Kühlmittel durchströmbar ist und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf 4 mit dem Umgebungskühler 10 und dem Antriebsstrang 16 und der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 gemeinsam mit Kühlmittel durchströmbar sind.
Fig. 8 zeigt den achten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem achten Schaltzustand einerseits der erste Kühlmittelkreislauf 4 mit dem Umgebungskühler 10 und dem Antriebsstrang 16 und andererseits der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 mittels des Antriebsstrangs 16 miteinander kühlmittelleitend verbunden sind und gemeinsam mit Kühlmittel durchströmbar sind.
Fig. 9 zeigt den neunten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem neunten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem zweiten Innenraumradiator 26, dem Umgebungskühler 10 und dem Chiller 18 und zweitens der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 mit dem Antriebsstrang 16 separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator 20 separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist. Fig. 10 zeigt den zehnten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem zehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem Umgebungskühler 10 und zweitens der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 mit dem Antriebsstrang 16 separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator 20 separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist.
Fig. 11 zeigt den elften Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem elften Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem zweiten Innenraumradiator 26 und zweitens der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 mit dem Antriebsstrang 16 separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator 20 separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist.
Fig. 12 zeigt den zwölften Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem zwölften Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18, dem zweiten Innenraumradiator 26 und dem Umgebungskühler 10 und zweitens der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 sowohl mit dem Chiller 18 wie auch mit dem Antriebsstrang 16 separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator 20 separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, wobei stromauf des Hochvoltspeichers 14 an den zweiten Kühlmittelkreislauf 12 eine Heizung 30 des Wärmesystems 1 , nämlich ein elektrischer Zuheizer, zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist.
Fig. 13 zeigt den dreizehnten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem dreizehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem Umgebungskühler 10 und zweitens der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 sowohl mit dem Chiller 18 wie auch mit dem Antriebsstrang 16 separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator 20 separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist. Fig. 14 zeigt den vierzehnten Schaltzustand des Wärmesystems 1 , wobei in dem vierzehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf 24 mit dem Chiller 18 und dem zweiten Innenraumradiator 26 und zweitens der den Hochvoltspeicher 14 aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf 12 sowohl mit dem Chiller 18 wie auch mit dem Antriebsstrang 16 separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator 20 separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Wärmesystems 1 für ein Elektrofahrzeug kann die von dem Chiller 18 aus dem Kühlmittelsystem entnommene Wärme durch die Wärmequellen 6, 8, nämlich durch den Antriebsstrang 16, zumindest teilweise kompensiert werden, sodass der Hochvoltspeicher 14 durch das aus den Wärmequellen 6, 8 und dem Chiller 18 einströmende Kühlmittel entweder gekühlt oder erwärmt wird. Ferner kann die Wärmeabgabe der Wärmequellen 6, 8 und die Wärmeentnahme des Chillers 18 derart aufeinander abgestimmt sein, dass das in den Hochvoltspeicher 14 einströmende Kühlmittel die gleiche Temperatur wie der Hochvoltspeicher 14 aufweist und der Hochvoltspeicher 14 demnach weder Wärme aufnimmt noch abgibt.
Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Beispielsweise sei hier auf die diesbezüglichen Ausführungen in der Beschreibungseinleitung und in der Erläuterung des konkreten Ausführungsbeispiels hingewiesen. Entsprechend sind auch erfindungsgemäße Wärmesysteme denkbar, bei denen mehr oder weniger Schaltzustände als bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel realisierbar sind. Gleiches gilt für die Komponenten des erfindungsgemäßen Wärmesystems. Auch ist die Erfindung nicht auf die konstruktiven und schaltungstechnischen Einzelheiten des konkreten Ausführungsbeispiels beschränkt. Beispielsweise kann anstelle des Mehrwegeventils eine Mehrzahl von Ventilen eingesetzt werden, um eine vergleichbare Funktionalität des erfindungsgemäßen Wärmesystems zu ermöglichen. Bezugszeichenliste
1 Wärmesystem
3 Kältemittelkreislauf
4 Erster Kühlmittelkreislauf
6 Wärmequelle Leistungselektronik
8 Wärmequelle Elektromotor
10 Umgebungskühler
12 Zweiter Kühlmittelkreislauf
14 Hochvoltspeicher
16 Antriebsstrang, mit Leistungselektronik 6 und Elektromotor 8
18 Chiller
20 Erster Innenraumradiator
22 Kondensator des Kältemittelkreislaufs 3
24 Dritter Kühlmittelkreislauf
26 Zweiter Innenraumradiator
28 Mehrwegeventil
30 Elektrischer Zuheizer

Claims

Wärmesystem für ein Elektrofahrzeug Patentansprüche
1 . Wärmesystem (1 ) für ein Elektrofahrzeug, mit einem Kältemittelkreislauf (3), einem ersten Kühlmittelkreislauf (4), an welchen mindestens eine Wärmequelle (6, 8) des Elektrofahrzeugs und stromauf der Wärmequelle (6, 8) ein Umgebungskühler (10) des Elektrofahrzeugs zum Wärmeaustausch mit einer freien Umgebung wärmeübertragend angeschlossen sind, einem zweiten Kühlmittelkreislauf (12), an welchen ein Hochvoltspeicher (14) zur Versorgung eines elektrischen Antriebsstrangs (16) des Elektrofahrzeugs und ein Chiller (18) wärmeübertragend angeschlossen sind, wobei der Chiller (18) zur Wärmeübertragung von dem zweiten Kühlmittelkreislauf (12) an den Kältemittelkreislauf (3) auch an den Kältemittelkreislauf (3) wärmeübertragend angeschlossen ist, und wobei ein erster Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf (12) stromab und stromauf der Wärmequelle (6, 8) mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (4) verbunden ist, sodass der Hochvoltspeicher (14) und die Wärmequelle (6, 8) zur Beheizung des Hochvoltspeichers (14) mittels der Wärmequelle (6, 8) in Serie von Kühlmittel durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem ersten Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) ein zweiter Schaltzustand des Wärmesystems (1) einstellbar ist, in welchem der zweite Kühlmittelkreislauf (12) stromab des Hochvoltspeichers (14) sowohl mit der Wärmequelle (6, 8) als auch mit dem Chiller (18) verbunden ist, wobei die Wärmequelle (6, 8) und der Chiller (18) parallelgeschaltet von Kühlmittel durchströmbar sind.
2. Wärmesystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (6, 8) als eine Komponente des Antriebsstrangs (16) des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist.
3. Wärmesystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Kühlmittelkreislauf (4) zusätzlich ein erster Innenraumradiator (20) zur Wärmeübertragung mit einem Innenraum des Elektrofahrzeugs wärmeübertragend angeschlossen ist, bevorzugt, dass der erste Innenraumradiator (20) wahlweise mit einem Rest des ersten Kühlmittelkreislaufs (4) verbindbar oder von diesem Rest trennbar ist, besonders bevorzugt, dass stromauf des ersten Innenraumradiators (20) ein Kondensator (22) des Kältemittelkreislaufs (3) wärmeübertragend angeordnet ist.
4. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Kühlmittelkreislauf (4, 12) einen dritten Kühlmittelkreislauf (24) aufweist, an den neben dem Chiller (18) und dem Umgebungskühler (10) ein zweiter Innenraumradiator (26) zur Wärmeübertragung zwischen dem dritten Kühlmittelkreislauf (24) und dem Innenraum des Elektrofahrzeugs wärmeübertragend angeschlossen ist, bevorzugt, dass der zweite Innenraumradiator (26) wahlweise mit einem Rest des dritten Kühlmittelkreislaufs (24) verbindbar oder von diesem Rest trennbar ist.
5. Wärmesystem (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein dritter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem dritten Schaltzustand erstens der zweite Kühlmittelkreislauf (12) mit dem Hochvoltspeicher (14) und dem Chiller (18), zweitens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem zweiten Innenraumradiator (26) und drittens der erste Kühlmittelkreislauf (4) mit dem Umgebungskühler (10) und dem Antriebsstrang (16) voneinander getrennt mit Kühlmittel durchströmbar sind.
6. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein vierter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem vierten Schaltzustand einerseits der zweite Kühlmittelkreislauf (12) mit dem Hochvoltspeicher (14) und dem Chiller (18) und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf (4) mit dem Umgebungskühler (10) und dem Antriebsstrang (16) voneinander separat mit Kühlmittel durchströmbar sind.
7. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein fünfter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem fünften Schaltzustand einerseits der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem zweiten Innenraumradiator (26) und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf (4) mit dem Umgebungskühler (10) und dem Antriebsstrang (16) voneinander separat mit Kühlmittel durchströmbar sind.
8. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein sechster Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem sechsten Schaltzustand lediglich der erste Kühlmittelkreislauf (4) mit dem Umgebungskühler (10) und dem Antriebsstrang (16) mit Kühlmittel durchströmbar ist.
9. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein siebter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem siebten Schaltzustand einerseits der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem zweiten Innenraumradiator (26) mit Kühlmittel durchströmbar ist und andererseits der erste Kühlmittelkreislauf (4) mit dem Umgebungskühler (10) und dem Antriebsstrang (16) und der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) gemeinsam mit Kühlmittel durchströmbar sind.
10. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein achter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem achten Schaltzustand einerseits der erste Kühlmittelkreislauf (4) mit dem Umgebungskühler (10) und dem Antriebsstrang (16) und andererseits der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) mittels des Antriebsstrangs (16) miteinander kühlmittelleitend verbunden sind und gemeinsam mit Kühlmittel durchströmbar sind.
11 . Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein neunter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem neunten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem zweiten Innenraumradiator (26), dem Umgebungskühler (10) und dem Chiller (18) und zweitens der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) mit dem Antriebsstrang (16) separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator (20) separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist.
12. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein zehnter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem zehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem Umgebungskühler (10) und zweitens der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) mit dem Antriebsstrang (16) separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator (20) separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist.
13. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein elfter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem elften Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem zweiten Innenraumradiator (26) und zweitens der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) mit dem Antriebsstrang (16) separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator (20) separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist.
14. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein zwölfter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem zwölften Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18), dem zweiten Innenraumradiator (26) und dem Umgebungskühler (10) und zweitens der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) sowohl mit dem Chiller (18) wie auch mit dem Antriebsstrang (16) separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator (20) separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, bevorzugt, dass stromauf des Hochvoltspeichers (14) an dem zweiten Kühlmittelkreislauf (12) eine Heizung (30) des Wärmesystems (1 ) zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist.
15. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein dreizehnter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem dreizehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem Umgebungskühler (10) und zweitens der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) sowohl mit dem Chiller (18) wie auch mit dem Antriebsstrang (16) separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator (20) separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, bevorzugt, dass stromauf des Hochvoltspeichers (14) an dem zweiten Kühlmittelkreislauf (12) eine Heizung (30) des Wärmesystems (1 ) zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist.
16. Wärmesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesystem (1 ) derart ausgebildet ist, dass ein vierzehnter Schaltzustand des Wärmesystems (1 ) einstellbar ist, wobei in dem vierzehnten Schaltzustand erstens der dritte Kühlmittelkreislauf (24) mit dem Chiller (18) und dem zweiten Innenraumradiator (26) und zweitens der den Hochvoltspeicher (14) aufweisende zweite Kühlmittelkreislauf (12) sowohl mit dem Chiller (18) wie auch mit dem Antriebsstrang (16) separat mit Kühlmittel durchströmbar sind, und wobei drittens der erste Innenraumradiator (20) separat davon mit Kühlmittel durchströmbar ist, bevorzugt, dass stromauf des Hochvoltspeicher (14) an dem zweiten Kühlmittelkreislauf (12) eine Heizung (30) des Wärmesystems (1) zur Beheizung des Kühlmittels angeschlossen ist.
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