KR20200130114A - Heat pump arrangement for vehicles with a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 열 시스템의 일부로서 차량 객실 가열 회로 및 배터리 가열 회로를 포함하는, 특히 전기 차량 또는 플러그-인 하이브리드용 열 펌프 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump device, in particular for an electric vehicle or a plug-in hybrid, comprising a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit as part of the vehicle's thermal system.
또한, 본 발명은 열 펌프 시스템과 무관한 가열 장치에 의한 차량 객실의 직접 가열 방법, 및 열 펌프 시스템과 무관한 가열 장치에 의한 배터리의 간접 가열 방법에 관한 것이다.Further, the present invention relates to a method for direct heating of a vehicle cabin by a heating device independent of a heat pump system, and a method for indirect heating of a battery by a heating device independent of a heat pump system.
더 넓은 의미에서, 본 발명은 소위 고전압 배터리 또는 축전지로 작동되는 전기 차량, 하이브리드 구동 차량 또는 연료 전지 차량용 열 시스템의 개념에 관한 것이다.In a broader sense, the invention relates to the concept of a thermal system for an electric vehicle, a hybrid drive vehicle or a fuel cell vehicle operated by a so-called high voltage battery or accumulator.
전술한 고도로 전기화된(electrified) 차량에는 종종 열 관리 시스템이 장착되어 있어서, 전기 에너지 저장기의 빠른 급속 가능성을 실현하고, 이를 위해 배터리의 효율적인 냉각을 허용하며, 또한 특정 작동 상황에서 차량 객실의 효율적인 가열 및 최적의 작동 온도로 배터리의 가열을 허용한다.The aforementioned highly electrified vehicles are often equipped with thermal management systems, realizing the rapid rapidity of electric energy storage, allowing efficient cooling of the battery for this purpose, and also allowing the vehicle's cabin under certain operating situations. Allows for efficient heating and heating of the battery to an optimum operating temperature.
배터리 전기 차량의 운전자 및 사용자의 관점에서, 주된 단점은 고전압 배터리의 너무 긴 충전 시간과 더불어, 더 차가운 주변 온도에서 차량 객실을 가열할 때 쾌적성(comfort)이 떨어진다는 것이다.From the perspective of the driver and user of battery electric vehicles, the main drawback is that, along with the too long charging time of the high voltage battery, the comfort is poor when heating the vehicle cabin at cooler ambient temperatures.
따라서, 전기 차량의 수용을 증가시키기 위한 중요한 전제 조건은 한편으로 차량 객실의 최적화된 가열에 의해 쾌적성을 향상시키고, 다른 한편으로는 배터리의 충전 및 방전을 위한 최적의 작동 조건을 제공하는 것이다.Therefore, an important prerequisite for increasing the acceptance of electric vehicles is to improve comfort by means of optimized heating of the vehicle cabin on the one hand, and on the other hand to provide optimal operating conditions for charging and discharging the battery.
배터리 냉각을 위한 직접 냉매-냉각식 시스템의 경우, 저압 측의 냉매 회로는 증발기에서 냉매를 증발시킴으로써 고압 배터리 또는 차량 객실의 폐열을 흡수한다. 증발된 냉매는 압축기에 의해 더 높은 압력 레벨로 압축된다. 압축 작업에 의해 냉매에 추가로 열이 공급된다. 압축기의 출구에서, 냉매는 고온의 고압 가스로서 응축기 내로 유입된다. 응축기 내에서, 이전에 흡수된 기화열 및 압축열은 공랭식 응축기의 경우 공기로 또는 예컨대 수냉식 응축기의 경우 냉각제로 전달된다. 냉매는 팽창 요소 내로 들어가기 전에, 여전히 고압하의 액체 형태로 응축기를 떠난다. 팽창 요소를 통해 흐르는 냉매는 고압으로부터 저압 레벨로 팽창된다. 따라서, 냉매의 온도는 폐열을 흡수하기에 적합한 레벨로 떨어진다. 차갑고 액체인 냉매는 증발기로 유입되고 증발시 다시 열을 흡수할 수 있어서, 냉매 회로가 폐쇄된다.In the case of a direct refrigerant-cooled system for battery cooling, the refrigerant circuit on the low pressure side absorbs waste heat from the high-pressure battery or vehicle cabin by evaporating the refrigerant in the evaporator. The evaporated refrigerant is compressed by a compressor to a higher pressure level. Additional heat is supplied to the refrigerant by the compression operation. At the outlet of the compressor, the refrigerant flows into the condenser as a high-temperature, high-pressure gas. In the condenser, the heat of vaporization and compression previously absorbed is transferred to air in the case of an air-cooled condenser or to the coolant in the case of a water-cooled condenser, for example. The refrigerant leaves the condenser in liquid form under still high pressure before entering the expansion element. The refrigerant flowing through the expansion element expands from high pressure to low pressure level. Therefore, the temperature of the refrigerant drops to a level suitable for absorbing waste heat. The cool, liquid refrigerant enters the evaporator and can absorb heat again upon evaporation, closing the refrigerant circuit.
차량 객실의 가열을 위한 그리고 배터리 전기 차량의 에너지 저장기에 대한 최적의 작동 온도를 제공하기 위해 배터리 냉각 및 배터리 가열을 위한 다양한 열 펌프 장치가 종래 기술에 공지되어 있다.Various heat pump devices are known in the prior art for battery cooling and battery heating in order to provide an optimum operating temperature for the heating of vehicle cabins and for the energy storage of battery electric vehicles.
그러나, 열 펌프 장치의 냉매 회로의 고장시 차량 객실 및 배터리에 열 공급이 보장되지 않거나, 또는 이러한 작동 상황이 많은 비용을 수반하는 하이 레벨의 장치를 사용해서만 보장된다.However, in the event of a failure of the refrigerant circuit of the heat pump device, the supply of heat to the vehicle cabin and the battery is not guaranteed, or this operating situation is only guaranteed with the use of a high-level device that entails a high cost.
본 발명의 과제는 차량의 열 관리 시스템에 대한 요구가 증가함에 따라 가능한 낮은 추가 장치 비용으로 차량 객실 및 배터리의 수요를 충족시키는 것이다.An object of the present invention is to meet the demands of vehicle cabins and batteries with as low an additional device cost as possible as the demand for a vehicle thermal management system increases.
상기 과제는 독립 청구항들의 특징들을 갖는, 차량 객실 가열 회로 및 배터리 가열 회로를 구비한 전기 차량용 열 펌프 장치에 의해 그리고 열 펌프 장치의 작동 방법에 의해 해결된다. 개선 예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.This problem is solved by a heat pump device for an electric vehicle with a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit and by a method of operating the heat pump device, having the features of the independent claims. Examples of improvements are presented in the dependent claims.
본 발명의 과제는 특히 차량 객실 가열 회로와 배터리 가열 회로를 서로 열적으로 결합시키는, 차량 객실 가열 회로 및 배터리 가열 회로를 구비한 전기 차량용 열 펌프 장치에 의해 해결된다.The object of the present invention is particularly solved by a heat pump device for an electric vehicle having a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit, which thermally couples the vehicle cabin heating circuit and the battery heating circuit to each other.
차량 객실 가열 회로는, 기능 및 열 전달 과제에 따라 냉각제라고도 하는 열 운반체의 유동 방향으로, 차량 객실용 공기를 가열하기 위한 가열 열교환기, 차량 객실 공기의 직접 가열 및 배터리 가열 회로의 간접 가열을 스위칭하기 위한 4/2-방향 밸브, 차량 객실 가열 회로를 통해 열 운반체를 펌핑하기 위한 냉각제 펌프, 및 열 운반체를 가열하기 위한 가열 장치가 배치되도록 설계된다.The vehicle cabin heating circuit switches a heating heat exchanger for heating the vehicle cabin air, direct heating of the vehicle cabin air, and indirect heating of the battery heating circuit in the flow direction of a heat carrier, also called a coolant, depending on the function and heat transfer task. A 4/2-way valve for heating, a coolant pump for pumping the heat carrier through the vehicle cabin heating circuit, and a heating device for heating the heat carrier are designed to be arranged.
열 전달을 위한 액체는 일반적으로 열 운반체 또는 냉각제로 간주된다. 예컨대, 물-글리콜 혼합물은 자동차의 냉각제 회로에 널리 보급되어 있다.Liquids for heat transfer are generally considered heat carriers or coolants. For example, water-glycol mixtures are widely used in automotive coolant circuits.
본 발명의 의미에서, 차량 객실 공기의 직접 가열은 가열 장치에 의해 가열 된, 차량 객실 가열 회로의 열 운반체가 에어 컨디셔닝 시스템의 가열 열교환기 또는 차량의 통풍기에서 직접 차량 객실 공기를 가열하는 것을 의미한다.In the meaning of the present invention, direct heating of the vehicle cabin air means that the heat carrier of the vehicle cabin heating circuit heated by the heating device heats the vehicle cabin air directly from the heating heat exchanger of the air conditioning system or the ventilator of the vehicle. .
본 발명의 의미에서, 배터리 가열 회로의 간접 가열은 가열 장치에 의해 가열된 열 운반체가 냉각제-냉각제 열교환기의 따뜻한 측면을 통해 흘러서 열을 간접적으로 배터리 가열 회로의 열 운반체 또는 냉각제로 전달하는 것을 의미한다.In the meaning of the present invention, indirect heating of the battery heating circuit means that the heat carrier heated by the heating device flows through the warm side of the coolant-coolant heat exchanger to indirectly transfer heat to the heat carrier or coolant of the battery heating circuit. do.
냉각제-냉각제 열교환기는 배터리 가열 회로의 간접 가열을 위해 4/2-방향 밸브를 통해 차량 객실 가열 회로에 연결된다.The coolant-coolant heat exchanger is connected to the vehicle cabin heating circuit via a 4/2-way valve for indirect heating of the battery heating circuit.
따라서, 가열 장치에 의해 가열된 열 운반체의 열 전달과 직접 및 간접적으로 관련되는데, 배터리가 차량 객실 가열 회로에 의해 직접 가열되는 것이 아니라 차량 객실 가열 회로로부터 냉각제-냉각제 열교환기를 통해 열 에너지를 흡수하는 배터리 가열 회로에 의해 가열되는 반면, 상기 열 운반체는 차량 객실 가열 회로의 가열 열교환기에서 차량 객실 공기를 직접 가열한다.Therefore, it is directly and indirectly related to the heat transfer of the heat carrier heated by the heating device, where the battery is not directly heated by the vehicle cabin heating circuit, but absorbs heat energy from the vehicle cabin heating circuit through the coolant-coolant heat exchanger. While heated by the battery heating circuit, the heat carrier directly heats the vehicle cabin air in the heating heat exchanger of the vehicle cabin heating circuit.
배터리 가열 회로는 배터리를 가열하기 위해, 배터리 열교환기, 추가 냉각제 펌프 및 냉각제-냉각제 열교환기를 포함하며, 냉각제-냉각제 열교환기의 차가운 측면은 배터리 가열 회로 내에 통합된다.The battery heating circuit includes a battery heat exchanger, an additional coolant pump and a coolant-coolant heat exchanger for heating the battery, and the cold side of the coolant-coolant heat exchanger is integrated within the battery heating circuit.
가열 장치로서 바람직하게는 고전압 PTC 가열 요소가 사용되고, 상기 가열 요소는 전기 에너지를 열로 변환하며, 상기 열은 차량 객실 가열 회로로부터 그리고 배터리 가열 회로로부터 차량 객실 공기 및/또는 배터리로 전달된다.A high voltage PTC heating element is preferably used as the heating device, the heating element converting electrical energy into heat, which heat is transferred from the vehicle cabin heating circuit and from the battery heating circuit to the vehicle cabin air and/or the battery.
본 발명의 구상은, 제안된 열 관리 시스템에서, 가열 장치, 예컨대 고전압 PTC 가열 요소가 냉각제의 유동 방향으로 가열 레지스터, 가열 열교환기의 상류에 배치되어, 필요한 가열 능력이 냉각제-냉각식 응축기 내의 열 펌프에 의해 냉매 회로로부터 제공될 수 없는 경우, 차량 객실 가열용 냉각제를 필요한 온도로 가열하기 위해 사용된다는 것이다. 냉매 회로의 압축기가 고장 나면, 필요한 가열 능력이 전적으로 고전압 PTC 가열 요소에 의해 제공된다.The concept of the present invention is that in the proposed thermal management system, a heating device, such as a high voltage PTC heating element, is arranged upstream of a heating resistor, a heating heat exchanger in the flow direction of the coolant, so that the required heating capacity is achieved by providing If it cannot be provided from the refrigerant circuit by the pump, it is used to heat the coolant for heating the vehicle cabin to the required temperature. When the compressor of the refrigerant circuit fails, the required heating capacity is provided entirely by the high voltage PTC heating element.
가열 레지스터의 출구에 4/2-방향 밸브를 사용하면, 냉각제 흐름이 간접 냉각제-냉각제 열교환기를 통해 우회될 수 있다. 이 냉각제-냉각제 열교환기는 차량 객실 가열 회로로부터 배터리 가열 회로로 열을 전달하기 위해 사용된다. By using a 4/2-way valve at the outlet of the heating resistor, the coolant flow can be diverted through the indirect coolant-coolant heat exchanger. This coolant-coolant heat exchanger is used to transfer heat from the vehicle cabin heating circuit to the battery heating circuit.
이러한 방식으로, 단일 고전압 PTC 가열 요소는 배터리를 가열하기 위해 그리고 냉매-냉각제 열교환기, 칠러 내의 냉매를 증발시키도록 추가의 기화열을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 냉매 회로로부터의 과잉 응축열은 차량 객실 가열 회로를 통해 배터리 가열 회로 내로 공급되어, 거기서 칠러 내의 기화열로서 또는 배터리의 가열을 위한 열원으로서 사용될 수 있다.In this way, a single high voltage PTC heating element can be used to heat the battery and to provide additional heat of vaporization to evaporate the refrigerant in the refrigerant-coolant heat exchanger, chiller. In this case, excess condensation heat from the refrigerant circuit is supplied into the battery heating circuit through the vehicle cabin heating circuit, where it can be used as vaporization heat in the chiller or as a heat source for heating the battery.
이는 열 관리 시스템의 매우 바람직한 확장이며, 냉매 회로를 더 효율적으로 작동시키기 위해 차량 객실 가열 회로로부터의 과잉 열을 사용할 수 있게 한다.This is a very desirable extension of the thermal management system and makes it possible to use excess heat from the vehicle cabin heating circuit to operate the refrigerant circuit more efficiently.
열 펌프 장치는, 차량 객실 가열 회로가 A/C 냉각제 회로 내에 통합되고 배터리 가열 회로가 공조 및 배터리 냉각 장치의 전기 구동 트레인 냉각제 회로 내에 통합됨으로써, 특히 바람직하게 개선된다. A/C 냉각제 회로 및 전기 구동 트레인 냉각제 회로가 4/2-방향 냉각제 밸브를 통해 서로 연결되어, A/C 냉각제 회로와 전기 구동 트레인 냉각제 회로가 별도로 작동될 수 있거나 직렬로 흐를 수 있게 설계되고, A/C 냉각제 회로는 차량 객실 가열 회로의 부품 외에도 주변 공기 및 응축기로 열 전달을 위한 적어도 하나의 A/C 냉각제 라디에이터를 포함한다. A/C 냉각제 회로는 상기 응축기를 통해 냉매 회로와 열적으로 결합된다. 전기 구동 트레인 냉각제 회로는 배터리 가열 회로의 부품 외에도, 냉각제 펌프, 주변 공기로 열 전달을 위한 구동 트레인 냉각제 라디에이터 및 칠러를 포함하며, 상기 칠러를 통해 전기 구동 트레인 냉각제 회로가 냉매 회로와 열적으로 결합된다. 냉매 회로는 적어도 하나의 압축기, 응축기, 주변 공기로 열 전달을 위한 또는 열 펌프 모드에서 주변 공기로부터 열 흡수를 위한 주변 열교환기, 팽창 요소 및 칠러를 포함한다.The heat pump device is particularly advantageously improved, as the vehicle cabin heating circuit is integrated in the A/C coolant circuit and the battery heating circuit is integrated in the electric drive train coolant circuit of the air conditioning and battery cooling device. The A/C coolant circuit and the electric drive train coolant circuit are connected to each other through a 4/2-way coolant valve, so that the A/C coolant circuit and the electric drive train coolant circuit can be operated separately or are designed to flow in series, In addition to the components of the vehicle cabin heating circuit, the A/C coolant circuit includes at least one A/C coolant radiator for heat transfer to ambient air and condenser. The A/C coolant circuit is thermally coupled with the refrigerant circuit through the condenser. In addition to the components of the battery heating circuit, the electric drive train coolant circuit includes a coolant pump, a drive train coolant radiator and a chiller for heat transfer to the surrounding air, through which the electric drive train coolant circuit is thermally coupled with the refrigerant circuit. . The refrigerant circuit comprises at least one compressor, a condenser, an ambient heat exchanger for heat transfer to ambient air or for absorbing heat from ambient air in a heat pump mode, an expansion element and a chiller.
가열 열교환기는 차량 객실을 가열하기 위해 A/C 냉각제 라디에이터와 병렬로 또는 A/C 냉각제 라디에이터에 대한 대안으로서, 3-방향 밸브를 통해 스위칭 가능하게 A/C 냉각제 회로 내에 설계되는 것이 바람직하다.The heating heat exchanger is preferably designed in the A/C coolant circuit in parallel with the A/C coolant radiator to heat the vehicle cabin or as an alternative to the A/C coolant radiator, switchable via a three-way valve.
전기 구동 트레인 냉각제 회로에서, 냉각제 펌프 및/또는 적어도 하나의 인버터 및/또는 적어도 하나의 전기 모터 열교환기는 배터리 열교환기와 병렬로 흐르도록 설계되는 것이 바람직하다. 인버터와 전기 모터 열교환기는 주로 폐열로서 열을 발생시키는 차량 부품에 사용되며, 상기 폐열은 예를 들어 과열을 피하고 최적의 작동 상태를 유지하기 위해 방출되어야 한다. In the electric drive train coolant circuit, the coolant pump and/or at least one inverter and/or at least one electric motor heat exchanger are preferably designed to flow in parallel with the battery heat exchanger. Inverters and electric motor heat exchangers are mainly used in vehicle parts that generate heat as waste heat, which waste heat must be released, for example, to avoid overheating and maintain optimum operating conditions.
냉매 회로에서 팽창 요소는 응축기 하류에 그리고 주변 열교환기 상류에 배치되는 것이 바람직하다.The expansion element in the refrigerant circuit is preferably arranged downstream of the condenser and upstream of the surrounding heat exchanger.
냉매 회로에서, 상류에 접속된 관련 팽창 요소를 가진 전방 증발기 및/또는 상류에 접속된 관련 팽창 요소를 가진 후방 증발기가 병렬로 접속되어 배치되는 것이 바람직하다. 냉매 회로 내의 저압 수집기는 압축기의 상류에 배치되는 것이 바람직하다.In the refrigerant circuit, it is preferred that a front evaporator with an associated expansion element connected upstream and/or a rear evaporator with an associated expansion element connected upstream are arranged connected in parallel. The low pressure collector in the refrigerant circuit is preferably arranged upstream of the compressor.
전기 구동 트레인 냉각제 회로 내에, 바람직하게는 5-방향 밸브가 배치되고, 구동 트레인 냉각제 라디에이터, 냉각제-냉각제 열교환기, 배터리 열교환기, 전기 모터 열교환기 및 바이패스가 상기 5-방향 밸브에 연결된다.In the electric drive train coolant circuit, preferably a five-way valve is arranged, and a drive train coolant radiator, a coolant-coolant heat exchanger, a battery heat exchanger, an electric motor heat exchanger and a bypass are connected to the five-way valve.
배터리 열교환기와 병렬로 3-방향 밸브를 통해 냉각제용 바이패스가 배치된다. In parallel with the battery heat exchanger, a bypass for the coolant is arranged through a three-way valve.
배터리 열교환기와 병렬인 냉각제 바이패스는 배터리 셀 내의 소위 핫 스폿을 피하기 위해 배터리 열교환기를 통해 최소 냉각제 체적 유량을 유지하는데 중요하다. 이 바이패스는 전기 구동 트레인 부품으로부터의 폐열이 칠러에서 흡수되어야 하는 열 펌프의 경우에 특히 유용하다. 차가운 주변 온도에서 고전압 배터리를 손상으로부터 보호하기 위해, 배터리에서 열을 제거할 필요가 없기 때문에 배터리는 가급적 자체 가열된다. 이 경우, 3-방향 밸브를 통해 바이패스가 활성화되므로, 배터리에서 열을 제거하지 않고도 배터리 열교환기를 통해 최소 냉각제 체적 유량이 보장될 수 있다.The coolant bypass in parallel with the battery heat exchanger is important to maintain a minimum coolant volume flow through the battery heat exchanger to avoid so-called hot spots in the battery cell. This bypass is particularly useful in the case of heat pumps where waste heat from electric drive train components must be absorbed in the chiller. To protect the high-voltage battery from damage in cold ambient temperatures, the battery heats up as much as possible because there is no need to remove heat from the battery. In this case, since the bypass is activated through the 3-way valve, a minimum coolant volume flow rate can be ensured through the battery heat exchanger without removing heat from the battery.
본 발명의 과제는 직접 차량 객실 가열을 위해, 냉각제 펌프, 3-방향 밸브, 가열 장치 및 가열 열교환기가 4/2-방향 냉각제 밸브를 통해 차량 객실 가열 회로에서 직렬로 연결된, 열 펌프 장치의 작동 방법에 의해 해결된다.An object of the present invention is a method of operating a heat pump device, in which a coolant pump, a three-way valve, a heating device and a heating heat exchanger are connected in series in a vehicle cabin heating circuit through a 4/2-way coolant valve for direct vehicle cabin heating. Is solved by
이 모드에서, 고전압 PTC 가열 요소는 냉각제를 가열 레지스터 내로 유입 전에 객실에 필요한 온도로 가열하기 위해 사용된다. 이는 열 펌프를 사용할 필요 없이 또는 압축기를 스위치-온할 필요 없이 차량 객실의 가열을 가능하게 한다.In this mode, a high voltage PTC heating element is used to heat the coolant to the required temperature in the cabin before entering the heating resistor. This makes it possible to heat the vehicle cabin without the need to use a heat pump or switch-on the compressor.
본 발명의 과제는 또한 간접 배터리 가열을 위해, 냉각제 펌프, 3-방향 밸브, 가열 장치, 가열 열교환기 및 따뜻한 측면 상의 냉각제-냉각제 열교환기가 4/2-방향 밸브를 통해 차량 객실 가열 회로에서 직렬로 연결된, 열 펌프 장치의 작동 방법에 의해 해결된다. 배터리 열교환기, 냉각제 펌프 및 냉각제-냉각제 열 교환기의 차가운 측면은 배터리 가열 회로에서 직렬로 연결된다.The subject of the invention is also that for indirect battery heating, a coolant pump, a three-way valve, a heating device, a heating heat exchanger and a coolant-coolant heat exchanger on the warm side are connected in series in the vehicle cabin heating circuit via a 4/2-way valve. It is solved by the method of operation of the connected, heat pump device. The battery heat exchanger, coolant pump and cool side of the coolant-coolant heat exchanger are connected in series in the battery heating circuit.
이 모드에서, 고전압 PTC 가열 요소는 차량 객실 가열 회로 내의 냉각제를 배터리 가열에 필요한 온도로 가열하기 위해 사용된다. 고전압 PTC 가열 요소에 의해 제공되는 열은 냉각제의 직접 교환 없이 냉각제-냉각제 열교환기를 통해 배터리 가열 회로로 전달된다.In this mode, a high voltage PTC heating element is used to heat the coolant in the vehicle cabin heating circuit to the temperature required for battery heating. The heat provided by the high voltage PTC heating element is transferred to the battery heating circuit through the coolant-coolant heat exchanger without direct exchange of coolant.
특히, 가열 열교환기를 통해 흐르는 냉각제는 가열 장치와의 제시된 상호 연결에 의해 직접 가열될 수 있다는 장점이 있다. 이로써 냉각 시스템의 압축기를 사용하지 않고도 차량 객실이 가열될 수 있다. 압축기가 스위치 오프되거나 심지어 손상된 경우에도, 쾌적성을 잃지 않으면서 차량 객실의 가열이 유지될 수 있다.In particular, the coolant flowing through the heating heat exchanger has the advantage that it can be heated directly by means of a suggested interconnection with the heating device. This allows the vehicle cabin to be heated without using the compressor of the cooling system. If the compressor is switched off or even damaged, heating of the vehicle cabin can be maintained without loss of comfort.
직접 차량 객실 가열에 추가해서, 가열 냉각제 회로로부터의 과잉 열은, 두 회로들 간에 냉각제가 혼합되지 않으면서, 배터리의 간접 가열에 사용될 수 있다.In addition to direct vehicle cabin heating, excess heat from the heating coolant circuit can be used for indirect heating of the battery without mixing the coolant between the two circuits.
본 발명의 실시 예들의 추가의 세부 사항, 특징 및 장점은 관련 도면을 참조하는 실시 예에 대한 하기 설명에 제시된다.Further details, features and advantages of embodiments of the present invention are set forth in the following description of the embodiments with reference to the associated drawings.
도 1은 공조 및 배터리 냉각 장치의 회로도이고,
도 2는 차량 객실 가열 회로 및 배터리 가열 회로를 구비한 열 펌프 장치에 의해 변형된 공조 및 배터리 냉각 장치의 회로도이며,
도 3은 직접 차량 객실 가열을 위한 열 펌프 장치의 회로도이고,
도 4는 간접 배터리 가열을 위한 열 펌프 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of an air conditioning and battery cooling device,
2 is a circuit diagram of an air conditioning and battery cooling device modified by a heat pump device having a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit,
3 is a circuit diagram of a heat pump device for direct vehicle cabin heating,
4 is a circuit diagram of a heat pump device for indirect battery heating.
도 1에서, 공조 및 배터리 냉각 장치(1)는 필수 부품 및 선택적 상호 접속을 갖는 회로도로서 도시되어 있다. 냉각제 회로와 냉매 회로의 조합으로 이루어진 전체 열 시스템은 냉각 시스템 외에, 열 펌프 기능을 갖는다. 이는 공조 및 배터리 냉각 장치에 의해 차량용 냉기와 열이 제공될 수 있음을 의미한다.In Fig. 1, the air conditioning and battery cooling device 1 is shown as a circuit diagram with essential components and optional interconnections. In addition to the cooling system, the entire heat system consisting of a combination of a coolant circuit and a refrigerant circuit has a heat pump function. This means that cold and heat for the vehicle can be provided by the air conditioning and battery cooling devices.
시스템은 2개의 냉각제 회로와 하나의 냉매 회로로 이루어지며, 상기 냉각제 회로들은 서로 연결될 수 있다. 이를 위해, A/C 냉각제 회로와 전기 구동 트레인 냉각제 회로를 하나의 큰 직렬 회로로 통합하거나 또는 서로 완전히 분리하도록 4/2-방향 냉각제 밸브(21)가 제공된다. A/C 냉각제 회로의 서브 라인과 전기 구동 트레인 냉각제 회로의 직렬 연결에 의해, 구동 트레인 냉각제 라디에이터(32)는 A/C 냉각제 라디에이터(20) 및 냉매 회로의 주변 열 교환기(5)와 더불어 추가로 응축열을 주변 공기(33)로 방출하기 위해 사용된다.The system consists of two coolant circuits and one coolant circuit, and the coolant circuits can be connected to each other. To this end, a 4/2-
냉매 회로는 압축기(2) 및 후속하는 응축기(3)에서 시작된다. 2개의 서브 라인이 이어지며, 하나의 서브 라인은 팽창 요소(4)와 후속하는 주변 열교환기(5) 및 체크 밸브(15)를 통해 연장되고, 제2 서브 라인은 차단 밸브(6)를 통해 연장된 후, 2개의 서브 라인이 다시 통합된다. 후속해서, 3개의 열교환기는 각각 관련 팽창 요소를 가진 증발기로서 연결된다. 전방 증발기(10)를 가진 팽창 요소(7), 후방 증발기(11)를 가진 팽창 요소(8), 및 칠러(12)를 가진 팽창 요소(9). 칠러(12)와 병렬로, 차단 밸브(14)를 통한 바이패스가 구현된다. 증발기(10, 11)를 통한 라인들은 합해져서 체크 밸브(16)를 통해 안내되고 바이패스 및 칠러(12)로부터의 라인과 통합된다. 냉매 증기는 저압 수집기(13)를 통해 압축기(2)에 도달하며, 회로는 폐쇄된다.The refrigerant circuit starts with the
A/C 냉각제 회로는 냉각제 펌프(17) 하류에서 3-방향 밸브(18)를 통해 A/C 냉각제 라디에이터(20) 및/또는 가열 열교환기(19)로 스위칭될 수 있다. A/C 냉각제 라디에이터(20)를 향한 라인은 응축기(3)로부터 냉각제 펌프(17)로 연장되고, 회로는 폐쇄된다. 가열 열교환기(19)를 통한 라인은 응축기 입구의 상류에서 또는 응축기 입구에서 A/C 냉각제 라디에이터(20)를 통한 라인과 통합된다.The A/C coolant circuit can be switched to the A/
또한, 구동 트레인 냉각제 라디에이터(32)와 A/C 냉각제 라디에이터(20) 사이에서 유체 유동 방향으로 직렬로 흐르는 전기 구동 트레인 부품들, 즉 인버터(29), 변환기(30), 전기 모터 열교환기(31)는 정지 상태에서 냉각 시스템으로부터의 특정량의 폐열을 저장하기 위해 축열기로서 사용될 수 있다. 이 일시적으로 저장된 열은 나중에 주행 작동 중 냉각제 회로들이 완전히 분리될 때 주변으로 방출될 수 있다. 가열 모드에서, 열 펌프 작동 중에, 상기 일시적으로 저장된 열 또는 전기 구동 트레인 부품으로부터의 폐열은 냉매의 증발을 위한 열원으로서 사용될 수 있으며, 이 열은 가열 시스템에 접근 가능하게 된다. 이러한 방식으로, 에어컨 및 배터리 냉각 장치의 전체 열 시스템은 매우 효율적인 방식으로 높은 냉각 능력 및 가열 능력을 제공하는 것을 허용한다. In addition, electric drive train components flowing in series in the fluid flow direction between the drive
전기 구동 트레인 냉각제 회로에서, 상이한 라인들은 3-방향 밸브(34)를 통해 연결된다. 인버터(29), 변환기(30) 및 전기 모터 열교환기(31)를 가진 라인은 냉각제 펌프(28)에 의해 구동된다. 다른 라인은 냉각제 펌프(22), 가열 장치(23), 기능적으로 배터리 냉각기로서 또는 배터리 히터로서 사용되는 배터리 열교환기(25), 및 상기 배터리 열교환기(25)로의 바이패스를 가진 배터리 냉각 라인 또는 배터리 가열 라인으로서 설계된다. 바이패스는 3-방향 밸브(24)를 통해 스위칭된다. 제3 라인에서, 칠러(12)는 차단 밸브(26)를 통해 통합되며, 이들 부품들을 냉각하기 위한 회로로서 배터리 열교환기(25) 및/또는 전기 구동 트레인 부품들, 즉 인버터(29), 변환기(30), 전기 모터 열교환기(31)와 함께 작동될 수 있다. 3-방향 밸브(27)는 상기 라인들을 구동 트레인 냉각제 라디에이터(32)에 연결한다.In the electric drive train coolant circuit, the different lines are connected through a three-
A/C 냉각제 회로는 얇은 이중선으로 표시된다.The A/C coolant circuit is represented by a thin double line.
냉매 회로는 중간 두께의 이중선으로 표시된다.The refrigerant circuit is indicated by a medium thickness double line.
전기 구동 트레인 냉각제 회로는 두꺼운 이중선으로 표시된다.The electric drive train coolant circuit is represented by a thick double line.
도 1에 따른 공조 및 배터리 냉각 장치(1)에서, 차량 객실 내로 유입되는 공기는 시스템의 열 펌프 모드를 통해서만 가열된다. 이를 위해, 냉매 회로가 불가피하게 그리고 그에 따라 압축기(2)가 불가피하게 작동되어야 하며, 압축기(2)로서 바람직하게는 전기 냉매 압축기, 특히 스크롤 압축기가 사용된다.In the air conditioning and battery cooling device 1 according to FIG. 1, air flowing into the vehicle cabin is heated only through the heat pump mode of the system. For this purpose, the refrigerant circuit inevitably and accordingly the
가열 장치(23)로서의 고압 PTC 가열 요소는 도 1에 따른 실시 예에서 가열 열교환기(19)를 통해 흐르는 차량 객실 가열 회로의 냉각제를 직접 가열하기 위해 사용될 수 없다. 냉매 회로 내의 압축기가 고장난 경우, 차량 객실은 기존 가열 장치(23)에도 불구하고 더 이상 가열될 수 없다. The high-pressure PTC heating element as the
도 2에 따른 열 펌프 장치에서, 도 1에 따른 공조 및 배터리 냉각 장치(1)는 냉매 회로의 열 펌프 모드와는 무관하게, 차량 객실에 열을 공급할 목적으로 변형되어 구현된다.In the heat pump apparatus according to FIG. 2, the air conditioning and battery cooling apparatus 1 according to FIG. 1 is modified and implemented for the purpose of supplying heat to a vehicle cabin, regardless of the heat pump mode of the refrigerant circuit.
냉매 회로는 기능 및 부품 면에서 도 1에 도시된 냉매 회로에 상응한다. 열 펌프 장치는, 여기서 고전압 PTC 가열 요소로서 구현되는 가열 장치(23)가 배터리 냉각 회로로부터 분리되어 AC 냉각제 회로에서 가열 열교환기(19)의 바로 상류에 배치되었다는 점에서, 도 1에 도시된 시스템과 상이하다. 상기 라인 내의 AC 냉각제 회로는 그 새로운 기능에 따라 이제 차량 객실 가열 회로라고 한다. 차량 객실 공기를 가열하는 경우 기능에 따라 열 운반체라고 하는 냉각제는 가열 장치(23)의 하류에서 가열 열교환기(19)를 통해 흘러 4/2-방향 밸브(35)에 도달한다. 추가의 4/2-방향 밸브(35)의 출구는 AC 냉각제 회로에서 응축기(3)의 냉각제 입구에 연결된다. 4/2-방향 밸브(35)의 나머지 2개의 연결부는 루프를 형성하고 냉각제-냉각제 열교환기(37)에 연결되며 그의 따뜻한 측면을 형성한다. 냉각제-냉각제 열교환기(37)의 차가운 측면은 배터리 냉각 회로 내에 통합되며, 상기 배터리 냉각 회로는 배터리를 가열하는 기능에 따라 이제 이와 관련하여 배터리 가열 회로라고 한다. 배터리 가열 회로에서, 배터리 열교환기(25), 냉각제 펌프(22), 3-방향 밸브(24) 및 5-방향 밸브(36)가 연결된다. 배터리 가열 회로는 칠러(12)에 의해 보완되고, 더 넓은 의미에서, 도 1과 유사하게 존재하는 전기 구동 트레인 냉각제 회로에 의해서도 보완된다. 5-방향 밸브(36)는 전기 구동 트레인 냉각제 회로의 개별 라인들을 연결하고 이 라인들을 상호 연결한다.The refrigerant circuit corresponds to the refrigerant circuit shown in Fig. 1 in terms of functions and components. The heat pump device is the system shown in Fig. 1, in that the
도 2에 따른 실시 예에서 AC 냉각제 회로는 도 1에 따른 실시 예와 유사하게 구현되며, 4/2-방향 냉각제 밸브(21)에 의해 AC 냉각제 라디에이터(20) 및 구동 트레인 냉각제 라디에이터(32)를 통한 직렬 유동을 도 1에 따른 공조 및 배터리 냉각 장치(1)의 기능과 유사하게 허용한다.In the embodiment according to FIG. 2, the AC coolant circuit is implemented similarly to the embodiment according to FIG. 1, and the
따라서, 배터리 냉각 회로로부터 차량 객실 가열 회로 내로 가열 장치(23)의 변경된 포지셔닝과 더불어, 냉각제-냉각제 열교환기(37)가 통합된 4/2-방향 밸브(35)가 추가된다. 이에 따라, 비교적 적은 장치 비용으로 전체 시스템의 기능이 상당히 향상된다. 구상에 따라, 이를 위해 가열 장치(23)만이 다른 위치에서 배터리 및 차량 객실에 직접 열을 공급하기 위해 배터리 가열 회로와 결합해서 사용된다. 이러한 방식으로, 압축기 고장에도 불구하고 차가운 온도에서 차량 객실의 가열이 보장된다. 특히 바람직하게는, 4/2-방향 밸브(35)가 가열 열교환기(19)의 출구에 배치되고, 열 운반체 흐름은 가열 열교환기(19)의 하류에서 간접 냉각제-냉각제 열교환기(37)를 통해 안내될 수 있다. 후자의 열교환기는 차량 객실 가열 회로로부터 배터리 가열 회로로 열을 전달하기 위해 사용된다.Thus, in addition to the modified positioning of the
따라서, 단일 가열 장치(23)는 차량 객실 가열 회로의 직접 가열을 위해 그리고 배터리 가열 회로의 간접 가열을 위해 사용될 수 있다. 또한, 냉매 회로의 열 펌프 모드에서, 냉매를 증발시키기 위한 추가의 기화열이 냉각제-냉각제 열교환기(37)를 통해 칠러(12)에 제공된다. 이 경우, 냉매 회로로부터의 과잉 응축 열이 AC 냉각제 회로를 통해 배터리 냉각제 회로 또는 배터리 가열 회로 내로 공급되어, 칠러(12)에서 기화열로서 또는 배터리를 가열하기 위한 열원으로서 사용될 수 있다.Thus, the
시스템의 이러한 바람직한 확장에 의해, 차량 객실 가열 회로로부터의 과잉 열을 냉매 회로를 더 효율적으로 작동시키기 위해 사용하는 것이 가능하다.With this preferred expansion of the system, it is possible to use excess heat from the vehicle cabin heating circuit to operate the refrigerant circuit more efficiently.
도 3은 차량 객실 공기의 직접 가열을 위한 열 펌프 장치의 회로를 도시한다. 이를 위해, 차량 객실 가열 회로가 AC 냉각제 회로의 일부로서 연결된다. 냉각제 펌프(17)는 차량 객실 가열 회로를 구동하고 열 운반체는 3-방향 밸브(18)를 통해 가열 장치(23)에 도달한다. 거기서, 열 운반체가 가열되고, 차량 객실 공기로의 열 전달을 위해 차량의 에어 컨디셔닝 시스템(미도시)의 가열 열교환기(19) 내로 도달한다. 가열 열교환기(19)의 하류에서, 열 운반체는 4/2-방향 밸브(35)의 적절한 위치에서, 이 모드에서 작동하지 않는, 냉매 회로의 응축기(3)로 흐르고, 거기서부터 냉각제 펌프(17)로 흐르며, 회로는 폐쇄된다. 가열 장치(23)로부터의 열은 상응하는 손실을 제외하고, 가열 열교환기(19)에서 차량 객실 공기로 완전히 전달된다.3 shows a circuit of a heat pump device for direct heating of vehicle cabin air. To this end, the vehicle cabin heating circuit is connected as part of the AC coolant circuit. The
이 모드에서, 냉매 회로는 작동하지 않으므로, 공조 및 배터리 냉각 장치(1)의 열 펌프 기능은 제공되지 않는다.In this mode, since the refrigerant circuit does not operate, the heat pump function of the air conditioning and battery cooling device 1 is not provided.
도 4는 열 펌프 장치의 스위칭에 의한 공조 및 배터리 냉각 장치(1)의 확장을 도시하며, 차량 객실 가열 회로는 가열 열교환기(19)의 하류에서 4/2-방향 밸브(35)에, 냉각제-냉각제 열교환기(37)를 통합하기 위해 연결된다. 따라서, 차량 객실 가열 회로는 가열 열교환기(19) 뿐만 아니라 냉각제-냉각제 열교환기(37)에도 열을 공급하고, 상기 냉각제-냉각제 열교환기(37)는 상기 열을 그 차가운 측면에서 배터리 가열 회로로 전달한다. 배터리 가열 회로는 상기 냉각제-냉각제 열교환기(37), 이어서 이 모드에서 작동하지 않는 칠러(12) 및 배터리 열교환기(25)로 형성되고, 상기 배터리 열교환기(25)를 통해 상기 열은 배터리 전기 차량의 배터리의 최적 작동 온도를 달성하기 위해 상기 배터리로 전달된다. 배터리 열교환기(25)의 하류에서, 배터리 가열 회로 내부의 열 운반체는 냉각제 펌프(22)로 그리고 3-방향 밸브(24)를 통해 5-방향 밸브(36)로 그리고 거기서부터 냉각제-냉각제 열교환기(37)로 안내되고, 배터리 가열 회로는 폐쇄된다. 이 모드에서, 2개의 열 운반체 회로, 즉 차량 객실 가열 회로 및 배터리 가열 회로는 냉각제-냉각제 열교환기(37)를 통해 서로 열 결합되며, 가열 열교환기(19)를 위한 그리고 배터리 열교환기(25)를 위한 열 에너지는 가열 장치(23)를 통해 시스템 내로 도입된다.Figure 4 shows the expansion of the air conditioning and battery cooling device 1 by switching of the heat pump device, the vehicle cabin heating circuit in the 4/2-
1: 공조 및 배터리 냉각 장치
2: 압축기
3: 응축기
4: 팽창 요소
5: 주변 열교환기
6: 차단 밸브
7: 팽창 요소
8: 팽창 요소
9: 팽창 요소
10: 전방 증발기
11: 후방 증발기
12: 칠러
13: 저압 수집기
14: 차단 밸브
15: 체크 밸브
16: 체크 밸브
17: 냉각제 펌프
18: 3-방향 밸브
19: 가열 열교환기
20: A/C 냉각제 라디에이터
21: 4/2-방향 냉각제 밸브
22: 냉각제 펌프
23: 가열 장치
24: 3-방향 밸브
25: 배터리 열교환기
26: 차단 밸브
27: 3-방향 밸브
28: 냉각제 펌프
29: 인버터
30: 변환기
31: 전기 모터 열교환기
32: 구동 트레인 냉각제 라디에이터
33: 주변 공기
34: 3-방향 밸브
35: 4/2-방향 밸브
36: 5-방향 밸브
37: 냉각제-냉각제 열교환기
38: 바이패스1: air conditioning and battery cooling system 2: compressor
3: condenser 4: expansion element
5: peripheral heat exchanger 6: shut-off valve
7: expansion element 8: expansion element
9: expansion element 10: front evaporator
11: rear evaporator 12: chiller
13: low pressure collector 14: shut-off valve
15: check valve 16: check valve
17: coolant pump 18: 3-way valve
19: heating heat exchanger 20: A/C coolant radiator
21: 4/2-way coolant valve 22: coolant pump
23: heating device 24: 3-way valve
25: battery heat exchanger 26: shut-off valve
27: 3-way valve 28: coolant pump
29: inverter 30: converter
31: electric motor heat exchanger 32: drive train coolant radiator
33: ambient air 34: 3-way valve
35: 4/2-way valve 36: 5-way valve
37: coolant-coolant heat exchanger 38: bypass
Claims (11)
A heat pump device for an electric vehicle having a vehicle cabin heating circuit and a battery heating circuit, wherein the vehicle cabin heating circuit is in a flow direction of a heat carrier, a heating heat exchanger (19), a 4/2-way valve (35), a coolant pump (17) and a heating device (23) for directly heating the vehicle cabin air, the warm side of the coolant-coolant heat exchanger (37) is the 4/2-way valve for indirect heating of the battery heating circuit ( 35), and the battery heating circuit includes a battery heat exchanger 25, a coolant pump 22, and the coolant-coolant heat exchanger 37, and the coolant-coolant heat exchanger A heat pump arrangement, characterized in that the cold side of (37) is incorporated into the battery heating circuit.
상기 차량 객실 가열 회로는 A/C 냉각제 회로 내에 그리고 상기 배터리 가열 회로는 공조 및 배터리 냉각 장치(1)의 전기 구동 트레인 냉각제 회로 내에 통합되고, 상기 A/C 냉각제 회로 및 상기 전기 구동 트레인 냉각제 회로는 4/2 방향 냉각제 밸브(21)를 통해 서로 연결되어, 상기 A/C 냉각제 회로 및 상기 전기 구동 트레인 냉각제 회로가 별도로 작동될 수 있거나 직렬로 흐를 수 있게 설계되고, 상기 A/C 냉각제 회로는 상기 차량 객실 가열 회로의 부품과 더불어 주변 공기(33)로 열 전달을 위한 적어도 하나의 A/C 냉각제 라디에이터(20) 및 응축기(3)를 포함하며, 상기 응축기(3)를 통해 상기 A/C 냉각제 회로가 냉매 회로에 열적으로 결합되고, 상기 전기 구동 트레인 냉각제 회로는 상기 배터리 가열 회로의 부품과 더불어, 냉각제 펌프(22), 상기 주변 공기(33)로 열 전달을 위한 구동 트레인 냉각제 라디에이터(32) 및 칠러(12)를 포함하며, 상기 칠러(12)를 통해 전기 구동 트레인 냉각제 회로가 상기 냉매 회로에 열적으로 결합되고, 상기 냉매 회로는 적어도 하나의 압축기(2), 상기 응축기(3), 상기 주변 공기(33)로 열 전달 또는 상기 주변 공기(33)로부터 열 흡수를 위한 주변 열교환기(5), 팽창 요소(9) 및 상기 칠러(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 1,
The vehicle cabin heating circuit is integrated in the A/C coolant circuit and the battery heating circuit is integrated in the electric drive train coolant circuit of the air conditioning and battery cooling device 1, and the A/C coolant circuit and the electric drive train coolant circuit are Connected to each other through a 4/2-way coolant valve 21, the A/C coolant circuit and the electric drive train coolant circuit can be operated separately or are designed to flow in series, and the A/C coolant circuit is Includes at least one A/C coolant radiator (20) and a condenser (3) for heat transfer to the surrounding air (33), as well as parts of the vehicle cabin heating circuit, and the A/C coolant through the condenser (3). A circuit is thermally coupled to a refrigerant circuit, and the electric drive train coolant circuit, together with the components of the battery heating circuit, a coolant pump 22, a drive train coolant radiator 32 for heat transfer to the ambient air 33 And a chiller 12, wherein an electric drive train coolant circuit is thermally coupled to the refrigerant circuit through the chiller 12, and the refrigerant circuit comprises at least one compressor (2), the condenser (3), and A heat pump device, characterized in that it comprises an ambient heat exchanger (5), an expansion element (9) and the chiller (12) for transferring heat to or absorbing heat from the ambient air (33).
상기 가열 열교환기(19)는 차량 객실을 가열하기 위해 상기 AC 냉각제 라디에이터(20)와 병렬로 또는 상기 A/C 냉각제 라디에이터(20)에 대한 대안으로서 스위칭 가능하게 상기 A/C 냉각제 회로 내에 설계되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 2,
The heating heat exchanger 19 is designed within the A/C coolant circuit to be switchable in parallel with the AC coolant radiator 20 or as an alternative to the A/C coolant radiator 20 to heat the vehicle cabin. Heat pump device, characterized in that.
상기 전기 구동 트레인 냉각제 회로 내에서 냉각제 펌프(28) 및/또는 적어도 하나의 인버터(29) 및/또는 적어도 하나의 전기 모터 열교환기(31)가 상기 배터리 열교환기(25)와 병렬로 흐를 수 있게 설계되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 2,
Allow a coolant pump 28 and/or at least one inverter 29 and/or at least one electric motor heat exchanger 31 to flow in parallel with the battery heat exchanger 25 in the electric drive train coolant circuit. Heat pump device, characterized in that it is designed.
상기 냉매 회로 내에서, 팽창 요소(4)는 상기 응축기(3)의 하류에 그리고 상기 주변 열교환기(5)의 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 2,
In the refrigerant circuit, an expansion element (4) is arranged downstream of the condenser (3) and upstream of the peripheral heat exchanger (5).
상기 냉매 회로 내에서, 상류에 접속된 관련 팽창 요소(7)를 가진 전방 증발기(10) 및/또는 상류에 접속된 관련 팽창 요소(8)를 가진 후방 증발기(11)는 병렬로 연결되어 배치되고 및/또는 저압 수집기(13)는 상기 냉매 회로 내에서 상기 압축기(2)의 상류에 배치되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 2,
In the refrigerant circuit, a front evaporator 10 with an associated expansion element 7 connected upstream and/or a rear evaporator 11 with an associated expansion element 8 connected upstream is arranged connected in parallel and And/or a low pressure collector (13) is arranged upstream of the compressor (2) in the refrigerant circuit.
상기 전기 구동 트레인 냉각제 회로 내에 5-방향 밸브(36)가 배치되고, 상기 구동 트레인 냉각제 라디에이터(32), 상기 냉각제-냉각제 열교환기(37), 상기 배터리 열교환기(25), 상기 전기 모터 열교환기(31) 및 바이패스(38)가 상기 5-방향 밸브(36)에 연결되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 2,
A 5-way valve (36) is disposed in the electric drive train coolant circuit, and the drive train coolant radiator (32), the coolant-coolant heat exchanger (37), the battery heat exchanger (25), the electric motor heat exchanger (31) and a bypass (38) are connected to the five-way valve (36).
상기 배터리 열교환기(25)와 병렬로 3-방향 밸브(24)를 통해 냉각제용 바이패스가 배치되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 2,
A heat pump device, characterized in that a bypass for coolant is arranged through a three-way valve (24) in parallel with the battery heat exchanger (25).
상기 가열 장치(23)는 고전압 PTC 가열 요소로서 설계되는 것을 특징으로 하는 열 펌프 장치.
The method of claim 1,
Heat pump device, characterized in that the heating device (23) is designed as a high voltage PTC heating element.
A method of operating a heat pump device according to any one of claims 1 to 9, comprising: for direct vehicle cabin heating, a coolant pump (17), a three-way valve (18), a heating device (23), a heat exchanger A method of operating a heat pump device, characterized in that the device (19) is connected in series in the vehicle cabin heating circuit via a four-way valve (35).
A method of operating a heat pump device according to any one of claims 1 to 9, comprising for indirect battery heating, a coolant pump (17), a three-way valve (18), a heating device (23), a heating heat exchanger (19) and the warm side of the coolant-coolant heat exchanger (37) are connected in series in the vehicle cabin heating circuit through a 4/2-way valve (35), the battery heat exchanger (25), the coolant pump (22) And the cold side of the coolant-coolant heat exchanger (37) is connected in series in a battery heating circuit.
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