RU2596389C2 - Система активного охлаждения электрических компонентов привода - Google Patents

Система активного охлаждения электрических компонентов привода Download PDF

Info

Publication number
RU2596389C2
RU2596389C2 RU2012117767/11A RU2012117767A RU2596389C2 RU 2596389 C2 RU2596389 C2 RU 2596389C2 RU 2012117767/11 A RU2012117767/11 A RU 2012117767/11A RU 2012117767 A RU2012117767 A RU 2012117767A RU 2596389 C2 RU2596389 C2 RU 2596389C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
circuit
cooling
functional
htk
ntk
Prior art date
Application number
RU2012117767/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012117767A (ru
Inventor
Ханс-Йозеф ВЕЛЬФЕРС
Original Assignee
Ман Трак Унд Бас Аг
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 Ман Трак Унд Бас Аг filed Critical Ман Трак Унд Бас Аг
Publication of RU2012117767A publication Critical patent/RU2012117767A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2596389C2 publication Critical patent/RU2596389C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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 [HVAC] 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
    • 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 [HVAC] 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
    • 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 [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/143—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the heat being derived from cooling an electric component, e.g. electric motors, electric circuits, fuel cells or batteries
    • 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 [HVAC] 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/525—Temperature of converter or components thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/46—Heat pumps, e.g. for cabin heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2050/00—Applications
    • F01P2050/24—Hybrid vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к охлаждению электропривода автомобиля. Система охлаждения привода автомобиля содержит контур охлаждения электрического компонента автомобиля и функциональный контур для охлаждения приводного узла двигателя внутреннего сгорания и/или для поддержания температуры в салоне автомобиля. Контур охлаждения и функциональный контур связаны друг с другом посредством теплового насоса. Функциональный контур посредством теплового насоса и/или теплообменного устройства связан с функциональным узлом для подвода в этот функциональный контур тепла, выработанного или аккумулированного в функциональном узле, и/или тепла потерь функционального узла. Повышается эффективность охлаждения. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к системе охлаждения привода автомобиля, например, с гибридным приводом или электроприводом.
Для охлаждения традиционного привода автомобиля, силовым агрегатом которого является двигатель внутреннего сгорания, применяется, как правило, водяное или воздушное охлаждение. Тепло от двигателя через теплообменник выводится наружу и/или используется для отопления салона. На фиг.1 схематично показано, как осуществляется водяное охлаждение приводного узла VA' двигателя внутреннего сгорания (например, двигателя внутреннего сгорания) посредством контура охлаждения 4' с вентилятором 2' и теплообменником 3'. Необходимые для циркуляции охлаждающей жидкости водяные, соответственно, циркуляционные, насосы, простоты ради, здесь и на всех последующих функциональных схемах не представлены. Для оптимального, с точки зрения потребления энергии и износа, функционирования приводного узла VA' двигателя внутреннего сгорания температура охлаждающего вещества обычно лежит в диапазоне между приблизительно 60°C и 120°С. По сравнению с температурой внешней среды температура в контуре охлаждения 4' приводного узла VA' двигателя внутреннего сгорания значительно выше, поэтому, с одной стороны, обеспечивается эффективный отвод тепла при высоких, например тропических, температурах внешней среды, а с другой - возможно эффективное отопление салона, например, зимой.
В соответствии с представленной на фиг.2 функциональной схемой, с так называемыми альтернативными приводами (например, гибридным или электроприводом) с дополнительными приводными узлами, такими как, например, приводной узел EA' электромотора, содержащий, в частности, электродвигатель 5', преобразователь частоты 6' и энергоаккумулятор 7' (например, аккумуляторная батарея, конденсатор сверхбольшой емкости и т.д.), в настоящее время часто применяются простые системы воздушного охлаждения - пассивные (по большей части только ребра охлаждения) или активные с вентилятором 8'. В дополнение к этому в сверхмощном приводе применяется также контур охлаждения FK' с охлаждающими жидкостями для электрических функциональных элементов. В таком контуре охлаждения FK' потерянное тепло выводится наружу посредством вентилятора 8' и теплообменника 9'. Традиционная привязка к контуру охлаждения 4' приводного узла VA' двигателя внутреннего сгорания, как правило, не производится, в частности, поскольку уровень температуры в нем слишком высок, и это могло бы привести к тому, что электрические функциональные элементы имели бы значительно большие размеры.
В то время как приводной узел двигателя внутреннего сгорания (например, двигатель внутреннего сгорания) требует для оптимального функционирования относительно высоких температур охлаждающего вещества, в случае электрических компонентов, которые по большей части сопряжены с узлом электромотора, дело обстоит совсем по-другому. Им необходимы низкие температуры для оптимального функционирования и/или для более компактных размеров.
Так, электродвигатели, например, содержат магниты и медные обмотки, потери в которых увеличиваются с увеличением температуры. Кроме того, максимальная температура четко ограничена требованиями температурной стойкости эмалевой изоляции и устойчивости к размагничиванию при температурных воздействиях. Чем ниже температура поддерживается в обмотке и магнитах, тем ниже мощность потерь и тем меньшего размера, соответственно, более компактным может быть выполнен электродвигатель.
В преобразователе частоты, например, применяются высокомощные полупроводниковые элементы (например, МОП-транзисторы (MOSFET), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT)), которые даже при небольшом перегревании (температура запирающего слоя выше приблизительно 175°C) необратимо разрушаются. Чем ниже температура поддерживается в мощных полупроводниковых элементах, тем ниже потери и тем меньше необходимость в управляющих полупроводниковых элементах. Это влияет не только на размеры преобразователя частоты, но и на издержки.
Энергоаккумуляторы, например, имеют различные характеристики в зависимости от технологии. Однако все они, как правило, имеют одинаковое свойство, заключающееся в том, что низкие температуры являются выгодными в отношении коэффициента полезного действия и срока службы.
Таким образом, требования к температуре охлаждения у традиционных приводов с узлом двигателя внутреннего сгорания отличаются по сравнению с альтернативными приводами с электрическими силовыми компонентами.
В дополнение к этому, в частности, в альтернативных приводах мощности потерь силовых агрегатов не достаточно для удовлетворительного отопления салона автомобиля, в том числе зимой. Поэтому сами по себе относительно маленькие мощности потерь приводного узла электродвигателя были бы полезны для отопления, или поддержания температуры в салоне автомобиля. Объединение обоих условий является затруднительным и дорогостоящим из-за разных температурных требований.
Задачи, следующие из вышесказанного, могут быть решены, в частности, признаками независимого пункта формулы настоящего изобретения. Изобретение, однако, не ограничивается конструктивными решениями, устраняющими все указанные в начале проблемы или недостатки уровня техники. Более того, изобретение претендует на общую защиту описанных ниже примеров осуществления изобретения.
Согласно изобретению предлагается система охлаждения для привода автомобиля, в частности, для гибридного или электропривода и других альтернативных типов привода.
Система охлаждения содержит контур охлаждения, например, предпочтительно для активного охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента автомобиля и по меньшей мере один функциональный контур, например, для охлаждения приводного узла двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Вместо этого или в дополнение к этому система охлаждения содержит функциональный контур, например, для поддержания температуры в салоне, в частности, для отопления салона автомобиля. Вышеназванные функциональные контуры могут, например, являться конструктивно разными контурами или быть выполнены в виде одного функционального контура.
Контур охлаждения и функциональный контур для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента и/или для поддержания температуры в салоне предпочтительно могут быть энергетически связаны, или соединены, друг с другом, в частности, посредством теплового насоса.
Тепловой насос может функционировать по принципу нагнетателя или по другому принципу, предпочтительно по принципу активного охлаждения, например, как абсорбционный охладитель, охладитель на основе элементов Пельтье и т.д., или на основе других подходящих принципов или других процессов.
Преимущество изобретения состоит в том, что можно отказаться от воздушного охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента, однако это не является обязательным. Воздушное охлаждение является относительно маломощным и, в частности, для высоких температур дорогостоящим и требующим тщательного обслуживания. По меньшей мере один электрический компонент, например один или несколько электродвигателей, может быть выполнен более компактным и с меньшими затратами, благодаря чему оказываются возможными новые схемы построения узлов. Таким же образом по меньшей мере один электрический компонент, например, электронный преобразователь частоты, может быть выполнен более компактным и с меньшим количеством полупроводниковых элементов, а значит и с меньшими затратами. Кроме того, возможно выполнение улучшенной системы отопления салона автомобиля с оптимизированными по коэффициенту полезного действия альтернативными приводами (с малыми тепловыми потерями).
Контур охлаждения предпочтительно может являться низкотемпературным контуром охлаждения, и/или функциональный контур предпочтительно может являться высокотемпературным функциональным контуром. Это означает, что в процессе функционирования температура охлаждающего вещества контура охлаждения ниже, чем температура охлаждающего вещества функционального контура.
В частности, контур охлаждения для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента является низкотемпературным контуром охлаждения либо содержит таковой.
Кроме того, функциональный контур для охлаждения приводного узла двигателя внутреннего сгорания является высокотемпературным функциональным контуром либо содержит таковой. Кроме того, функциональный контур для поддержания температуры в салоне является нагревательным контуром и/или контуром охлаждения либо содержит таковой. Особенно предпочтительным является выполнение функционального контура для поддержания температуры в салоне в форме нагревательного контура для отопления салона автомобиля.
Основой функционального контура предпочтительно является охлаждающее вещество. Температура охлаждающего вещества функционального контура в процессе работы составляет предпочтительно от 60 до 120°С. Охлаждающим веществом предпочтительно является жидкость.
Основой контура охлаждения предпочтительно является охлаждающее вещество. Температура охлаждающего вещества контура охлаждения в процессе работы предпочтительно на 30-60°С ниже температуры охлаждающего вещества функционального контура. Охлаждающим веществом предпочтительно является жидкость с высокими теплообменными свойствами.
Контур охлаждения и функциональный контур предпочтительно связаны друг с другом таким образом, что тепло из контура охлаждения подводится в функциональный контур и/или тепло потерь по меньшей мере одного электрического компонента подводится в функциональный контур, например, для отопления салона автомобиля.
По меньшей мере один электрический компонент предпочтительно имеет тепловые потери.
По меньшей мере один электрический компонент содержит по меньшей мере один приводной узел электромотора, по меньшей мере один электродвигатель, предпочтительно работающий как генератор и/или мотор, по меньшей мере один электронный преобразователь частоты, по меньшей мере один электрический энергоаккумулятор (например, аккумуляторная батарея, конденсатор сверхбольшой емкости и т.д.), силовые электронные устройства и/или систему управления двигателем, или является по меньшей мере одним из них. По меньшей мере один электрический компонент предпочтительно содержит один или несколько функциональных элементов, сопряженных с узлом электромотора, в частности, электрических или электронных элементов.
Контур охлаждения предпочтительно содержит нагнетатель, дроссель, испаритель, конденсатор и/или компрессор.
Привод нагнетателя может осуществляться посредством электродвигателя, который питается энергией предпочтительно по меньшей мере через один преобразователь частоты от бортовой электрической сети или от электрического энергоаккумулятора. Вместо этого или в дополнение к этому привод нагнетателя может осуществляться посредством приводного узла двигателя внутреннего сгорания.
По меньшей мере один функциональный узел предпочтительно связан с функциональным контуром посредством теплового насоса и/или теплообменного устройства таким образом, что тепло (жар или холод), выработанное или аккумулированное в функциональном узле, и/или тепло потерь функционального узла подводится в функциональный контур, в частности для отопления салона автомобиля.
По меньшей мере один функциональный узел может содержать дополнительный отопитель и/или тепловой аккумулятор или является таковым.
По меньшей мере два из нижеследующих устройств могут быть интегрированы в единый узел и/или коробку: дополнительный отопитель, тепловой аккумулятор, теплообменное устройство и/или тепловой насос.
Тепловой насос предпочтительно сконфигурирован таким образом, чтобы забирать тепло (жар или холод) от окружающего воздуха, соответственно, внешней среды, в частности для поддержания температуры в салоне, предпочтительно для отопления салона. При этом речь может идти о тепловом насосе между контуром охлаждения и функциональным контуром. Для этой цели может быть также предусмотрен дополнительный тепловой насос, например тепловой насос между функциональным контуром и функциональным элементом.
Изобретение касается также привода автомобиля, в частности гибридного или электропривода и других альтернативных типов привода с описанной выше системой охлаждения. Кроме того, изобретение касается автомобиля, в частности гибридного автомобиля или электромобиля и других альтернативных типов автомобилей с такого рода приводами, соответственно, с описанной выше системой охлаждения. Привод автомобиля предпочтительно содержит приводной узел двигателя внутреннего сгорания и/или приводной узел электромотора. Приводной узел электромотора предпочтительно содержит по меньшей мере один электродвигатель, работающий как генератор и/или мотор.
В рамках изобретения по меньшей мере один электрический компонент содержит, в частности, электронные и/или электрические компоненты.
Вышеописанные признаки и примеры предпочтительного осуществления изобретения могут произвольным образом сочетаться друг с другом. Другие предпочтительные усовершенствования изобретения представлены в зависимых пунктах формулы или следуют из дальнейшего описания примеров осуществления изобретения и приложенных чертежей. На них представлено:
фиг.1 - функциональная схема системы охлаждения и приводного узла двигателя внутреннего сгорания согласно уровню техники;
фиг.2 - функциональная схема системы охлаждения приводного узла двигателя внутреннего сгорания и отдельной системы охлаждения приводного узла электромотора согласно уровню техники;
фиг.3 - функциональная схема системы охлаждения приводного узла двигателя внутреннего сгорания и приводного узла электромотора согласно одной из форм осуществления изобретения;
фиг.4 - функциональная схема системы охлаждения и приводного узла электромотора согласно другой форме осуществления изобретения.
На фиг.3 изображен пример системы охлаждения согласно изобретению для гибридного привода автомобиля. Гибридный привод автомобиля содержит приводной узел VA двигателя внутреннего сгорания и приводной узел EA электромотора. Система охлаждения содержит контур охлаждения NTK для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента, сопряженного с узлом EA электромотора, или в целом для охлаждения приводного узла EA электромотора. По меньшей мере один электрический компонент содержит по меньшей мере один электродвигатель 5 и по меньшей мере один электронный преобразователь частоты 6, но может также содержать и по меньшей мере один электрический энергоаккумулятор (например, аккумуляторную батарею), силовые электронные устройства и/или систему управления двигателем (ECU - Engine Control Unit) и другие электронные/электрические функциональные элементы. Контур охлаждения NTK выполнен в виде низкотемпературного контура охлаждения. Ссылочной позицией 2 обозначен вентилятор, в то время как ссылочной позицией 3 обозначен теплообменник, расположенный в салоне автомобиля.
Кроме того, система охлаждения содержит функциональный контур HTK, выполненный, в частности, в виде высокотемпературного контура охлаждения для охлаждения приводного узла VA двигателя внутреннего сгорания и для поддержания температуры в салоне/отопления салона автомобиля.
Контур охлаждения NTK и функциональный контур HTK энергетически связаны друг с другом посредством теплового насоса W, который используется для подвода тепла в функциональный контур HTK из контура охлаждения NTK, в частности для подвода тепла потерь электрических компонентов 5, 6 в функциональный контур HTK, и, например, для отопления салона автомобиля.
Кроме того, контур охлаждения NTK содержит нагнетатель 10, дроссель 11, испаритель 12 и конденсатор 13. Привод нагнетателя 10 осуществляется посредством электродвигателя 16, который питается энергией по меньшей мере через один преобразователь частоты от бортовой электрической сети или от электрического энергоаккумулятора автомобиля. Вместо этого или в дополнение к этому привод нагнетателя 10 может осуществляться посредством приводного узла VA двигателя внутреннего сгорания.
На фиг.4 изображен пример системы охлаждения согласно изобретению для чистого электропривода автомобиля. Конструктивная форма, согласно фиг.4, частично совпадает с описанной выше конструктивной формой, причем подобные или одинаковые детали, или компоненты, обозначены одними и теми же номерами ссылочных позиций, и во избежание повторения, ее описание приводится со ссылкой на описанную выше конструктивную форму.
В частности, в чистом электромобиле для отопления салона автомобиля как можно больше потерь мощности, предпочтительно все потери мощности, или тепловые потери, хотя и очень небольшие, должны быть сведены вместе и использованы для поддержания необходимого уровня температуры, благодаря чему обеспечивается эффективное отопление салона.
Показанная на фиг.4 система охлаждения содержит контур охлаждения NTK для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента 5, 6. Контур охлаждения NTK выполнен в виде низкотемпературного контура охлаждения. По меньшей мере один электрический компонент 5, 6 может, в свою очередь, содержать электродвигатель 5, по меньшей мере один электронный преобразователь частоты 6, по меньшей мере один электрический энергоаккумулятор, силовые электронные устройства и/или систему управления двигателем (ECU - Engine Control Unit) и другие электронные/электрические функциональные элементы. Кроме того, контур охлаждения NTK содержит испаритель 12 и компрессор 21 (мощностью менее примерно 2 кВт).
Кроме того, показанная на фиг.4 система охлаждения содержит функциональный контур для поддержания температуры в салоне автомобиля, выполненный в виде нагревательного контура/контура охлаждения HK. Функциональный контур HK предпочтительно является нагревательным контуром для отопления салона автомобиля. Контур охлаждения NTK является низкотемпературным контуром охлаждения, в то время как функциональный контур HK является высокотемпературным функциональным контуром. Поэтому в процессе работы температура охлаждающего вещества функционального контура HK выше, чем температура охлаждающего вещества контура охлаждения NTK.
Контур охлаждения NTK и функциональный контур HK связаны друг с другом посредством теплового насоса W, который используется для подвода тепла в функциональный контур HK из контура охлаждения NTK, в частности, для подвода тепла потерь электрокомпонент 5, 6 в функциональный контур HK.
Как показано на фиг.4, функциональный узел FE связан с функциональным контуром HK посредством теплообменного устройства 19 или, при необходимости, посредством теплового насоса для подвода в функциональный контур HK тепла, активно выработанного или аккумулированного в функциональном узле FE, и/или для подвода в функциональный контур HK тепла потерь от функционального узла FE и для использования этого тепла для отопления салона автомобиля.
Функциональный узел FE содержит, например, дополнительный отопитель 17 и тепловой аккумулятор 18. Дополнительный отопитель 17, тепловой аккумулятор 18 и теплообменник, или тепловой насос 19, интегрированы в одном кожухе 20.
Показанный на фиг.3 и 4 тепловой насос W и показанное на фиг.4 устройство, при необходимости выполненное в форме теплового насоса 19, могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы забирать тепло от окружающего воздуха, в частности для отопления салона автомобиля.
Изобретение не ограничивается описанными выше примерами его осуществления. Напротив, возможно большое число вариантов и модификаций, применение которых также вытекает из изобретения и на которые, потому, также распространяется защита. Кроме того, изобретение претендует также на защиту предмета и признаков зависимых пунктов формулы, вне зависимости от пунктов формулы, на которые они ссылаются.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
VA' - приводной узел двигателя внутреннего сгорания
EA' - приводной узел электромотора
FK' - контур охлаждения
2' - вентилятор
3' - теплообменник
4' - контур охлаждения
5' - электродвигатель
6' - преобразователь частоты
7' - энергоаккумулятор
8' - вентилятор
9' - теплообменник
VA - приводной узел двигателя внутреннего сгорания
EA - приводной узел электромотора
NTK - контур охлаждения
HTK - функциональный контур
HK - функциональный контур (нагревательный контур/контур охлаждения)
W - тепловой насос
FE - функциональный узел
2 - вентилятор
3 - теплообменник
5 - электродвигатель
6 - преобразователь частоты
10 - нагнетатель
11 - дроссель
12 - испаритель
13 - конденсатор
17 - дополнительный отопитель
18 - тепловой аккумулятор
19 - теплообменное устройство
20 - кожух
21 - компрессор

Claims (16)

1. Система охлаждения привода автомобиля, содержащая контур охлаждения (NTK) для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента (5, 6) автомобиля и по меньшей мере один функциональный контур (HTK, HK) для охлаждения приводного узла (VA) двигателя внутреннего сгорания автомобиля и/или для поддержания температуры в салоне автомобиля, причем контур охлаждения (NTK) и по меньшей мере один функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом посредством теплового насоса (W), причем функциональный контур (HTK, HK) посредством теплового насоса и/или теплообменного устройства (19) связан с по меньшей мере одним функциональным узлом (FE) для подвода в этот функциональный контур (HTK, HK) тепла, выработанного или аккумулированного в функциональном узле (FE), и/или тепла потерь функционального узла (FE).
2. Система охлаждения по п. 1, причем контур охлаждения (NTK) является низкотемпературным контуром охлаждения, а функциональный контур (HTK, HK) является высокотемпературным функциональным контуром.
3. Система охлаждения по п. 1, причем контур охлаждения (NTK) является низкотемпературным контуром охлаждения, функциональный контур для охлаждения приводного узла (VA) двигателя внутреннего сгорания является высокотемпературным контуром охлаждения (HTK) и/или функциональный контур для поддержания температуры в салоне является нагревательным/охлаждающим контуром (HK).
4. Система охлаждения по п. 2, причем контур охлаждения (NTK) является низкотемпературным контуром охлаждения, функциональный контур для охлаждения приводного узла (VA) двигателя внутреннего сгорания является высокотемпературным контуром охлаждения (HTK) и/или функциональный контур для поддержания температуры в салоне является нагревательным/охлаждающим контуром (HK).
5. Система охлаждения по п. 1, причем контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода тепла в функциональный контур (HTK, HK) из контура охлаждения (NTK) и/или контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода в функциональный контур (HTK, HK) потерянного тепла от по меньшей мере одного электрического компонента (5, 6).
6. Система охлаждения по п. 2, причем контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода тепла в функциональный контур (HTK, HK) из контура охлаждения (NTK) и/или контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода в функциональный контур (HTK, HK) потерянного тепла от по меньшей мере одного электрического компонента (5, 6).
7. Система охлаждения по п. 3, причем контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода тепла в функциональный контур (HTK, HK) из контура охлаждения (NTK) и/или контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода в функциональный контур (HTK, HK) потерянного тепла от по меньшей мере одного электрического компонента (5, 6).
8. Система охлаждения по п. 4, причем контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода тепла в функциональный контур (HTK, HK) из контура охлаждения (NTK) и/или контур охлаждения (NTK) и функциональный контур (HTK, HK) связаны друг с другом для подвода в функциональный контур (HTK, HK) потерянного тепла от по меньшей мере одного электрического компонента (5, 6).
9. Система охлаждения по любому из пп. 1-8, причем по меньшей мере один электрический компонент (5, 6) содержит один из нижеследующих узлов либо является одним из нижеследующих узлов:
- приводной узел (ЕА) электромотора и/или по меньшей мере один из функциональных компонентов приводного узла (ЕА) электромотора;
- по меньшей мере один электродвигатель, работающий как генератор и/или мотор;
- по меньшей мере один электронный преобразователь частоты;
- по меньшей мере один энергоаккумулятор;
- силовые электронные устройства и/или система (ECU) управления двигателем.
10. Система охлаждения по любому из пп. 1-8, причем контур охлаждения (NTK) содержит по меньшей мере одно из нижеследующих устройств:
- нагнетатель (10);
- дроссель (11);
- испаритель (12);
- конденсатор (13);
- компрессор (21).
11. Система охлаждения по п. 10, причем привод нагнетателя (10) осуществляется посредством электродвигателя (16), который питается по меньшей мере через один преобразователь частоты от бортовой электрической сети или от электрического энергоаккумулятора, или посредством приводного узла (VA) двигателя внутреннего сгорания.
12. Система охлаждения по п. 1, причем функциональный узел (FE) содержит дополнительный отопитель (17) и/или тепловой аккумулятор (18) или является им.
13. Система охлаждения по п. 12, причем по меньшей мере два из нижеследующих устройств интегрированы в единый узел, в частности, в одном кожухе (20):
- дополнительный отопитель (17);
- тепловой аккумулятор (18);
- теплообменное устройство и/или тепловой насос (19).
14. Система охлаждения по любому из пп. 1-8, причем тепловой насос (W, 19) сконфигурирован таким образом, чтобы забирать тепло от окружающего воздуха, в частности, для отопления салона и/или для подвода в функциональный контур (HTK, HK).
15. Привод автомобиля с системой охлаждения по любому из пп. 1-14.
16. Автомобиль с приводом автомобиля по п. 15.
RU2012117767/11A 2011-05-06 2012-04-27 Система активного охлаждения электрических компонентов привода RU2596389C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011100685.4 2011-05-06
DE201110100685 DE102011100685A1 (de) 2011-05-06 2011-05-06 Aktive Kühlung elektrischer Antriebskomponenten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012117767A RU2012117767A (ru) 2013-11-10
RU2596389C2 true RU2596389C2 (ru) 2016-09-10

Family

ID=45654888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012117767/11A RU2596389C2 (ru) 2011-05-06 2012-04-27 Система активного охлаждения электрических компонентов привода

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2520452B1 (ru)
CN (1) CN102852619B (ru)
BR (1) BR102012010653B1 (ru)
DE (1) DE102011100685A1 (ru)
RU (1) RU2596389C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688059C1 (ru) * 2018-05-28 2019-05-17 Валерий Эдуардович Габдрахимов Устройство для охлаждения электродвигателей насосных агрегатов, установленных в перекачивающих станциях

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015026903A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 General Electric Company Vehicle temperature regulation system and method
CN103465753A (zh) * 2013-10-08 2013-12-25 芜湖爱瑞特环保科技有限公司 一种电动汽车的暖风装置
EP3074254B1 (de) 2013-11-26 2019-04-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybridmodul und leistungselektronikmodul mit einem gemeinsamen kühlstrom
DE102015225103A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Robert Bosch Gmbh Antriebsstrang für ein Fahrzeug
DE102016200362B4 (de) * 2016-01-14 2022-12-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Wärmesystem, Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem solchen und Verfahren dafür
DE102016006201A1 (de) 2016-05-19 2017-11-23 Audi Ag Antriebssystem
CN105971721A (zh) * 2016-06-20 2016-09-28 泰豪电源技术有限公司 一种串联水冷发电系统
DE102016215385A1 (de) * 2016-08-17 2018-02-22 Robert Bosch Gmbh Bedarfsgerechtes Kühlen mehrerer Stromrichter elektrischer Maschinen
DE102017212191A1 (de) 2017-07-17 2019-01-17 Audi Ag Standheizung
CN108215923B (zh) * 2018-02-08 2023-11-24 中国科学院电工研究所 一种电动汽车热管理系统
DE102018206768A1 (de) * 2018-05-02 2019-11-07 Continental Teves Ag & Co. Ohg Kühlsystem und Kraftfahrzeug
DE102019204492A1 (de) * 2019-03-29 2020-10-01 Siemens Mobility GmbH Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpe, Wärmepumpe, Belüftungsanlage und Fahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050167169A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Gering Kevin L. Thermal management systems and methods
US20060028167A1 (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Ford Motor Company Energy management system and method
WO2011043703A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Volvo Lastvagnar Ab Apparatus and method for controlling the temperature of a battery in a hybrid electric vehicle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641016A (en) * 1993-12-27 1997-06-24 Nippondenso Co., Ltd. Air-conditioning apparatus for vehicle use
DE19850829C1 (de) * 1998-11-04 2000-03-16 Valeo Klimasysteme Gmbh Kühl-Heiz-Kreis für ein Fahrzeug
JP3616005B2 (ja) * 2000-12-20 2005-02-02 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の冷却装置
DE10128877A1 (de) * 2001-06-15 2002-12-19 Behr Gmbh & Co Fahrzeug-Kühlkreislauf für die Kühlung einer temperaturerhöhenden Einrichtung mittels eines Kühlmittels
JP2005307941A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Denso Corp 発熱体冷却装置および冷却加熱装置
US7669558B2 (en) * 2007-07-16 2010-03-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Integrated vehicle cooling system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050167169A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Gering Kevin L. Thermal management systems and methods
US20060028167A1 (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Ford Motor Company Energy management system and method
WO2011043703A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Volvo Lastvagnar Ab Apparatus and method for controlling the temperature of a battery in a hybrid electric vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688059C1 (ru) * 2018-05-28 2019-05-17 Валерий Эдуардович Габдрахимов Устройство для охлаждения электродвигателей насосных агрегатов, установленных в перекачивающих станциях

Also Published As

Publication number Publication date
EP2520452A2 (de) 2012-11-07
CN102852619A (zh) 2013-01-02
RU2012117767A (ru) 2013-11-10
EP2520452A3 (de) 2016-06-15
BR102012010653B1 (pt) 2021-03-23
CN102852619B (zh) 2017-03-01
EP2520452B1 (de) 2018-05-23
DE102011100685A1 (de) 2012-11-08
BR102012010653A2 (pt) 2013-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2596389C2 (ru) Система активного охлаждения электрических компонентов привода
KR102518177B1 (ko) 차량의 공조시스템
US9815349B2 (en) Integrated cooling system for eco-friendly vehicle
JP5484071B2 (ja) 熱電発電機を搭載した車両
KR101000594B1 (ko) 연료전지 차량의 통합형 전력변환장치
EP2506695B1 (en) Inverter apparatus and electric vehicle having the same
JP2012041033A (ja) ハイブリッド電気自動車用発熱部品冷却構造体
US20100100266A1 (en) Thermal management system for vehicle
JP4816350B2 (ja) コンデンサの冷却構造およびその冷却構造を備えたモータ
CN105501071B (zh) 汽车热管理系统
KR20200139878A (ko) 차량용 열관리시스템
CN111216533B (zh) 一种48v混合动力汽车热管理系统及混合动力汽车
WO2008146902A1 (ja) 駆動機構
KR100899270B1 (ko) 연료전지 자동차의 열관리시스템
JP2004096832A (ja) 液冷式電力変換装置
JP5712750B2 (ja) 電力変換装置
KR101263245B1 (ko) 배터리 냉각장치
KR100970336B1 (ko) 연료전지 자동차의 열관리시스템
KR100899269B1 (ko) 연료전지 자동차의 열관리시스템
CN212529295U (zh) 一种动力总成和电动汽车
CN110708919A (zh) 冷却系统、牵引变流器及轨道车辆
CN218241985U (zh) 电池冷却系统及搅拌车
CN218616342U (zh) 电池热管理系统及车辆
CN219248457U (zh) 一种新能源车用电驱总成散热结构及新能源车
WO2024106247A1 (ja) 冷却システム