SE1050432A1 - Cooling and heating systems - Google Patents

Cooling and heating systems

Info

Publication number
SE1050432A1
SE1050432A1 SE1050432A SE1050432A SE1050432A1 SE 1050432 A1 SE1050432 A1 SE 1050432A1 SE 1050432 A SE1050432 A SE 1050432A SE 1050432 A SE1050432 A SE 1050432A SE 1050432 A1 SE1050432 A1 SE 1050432A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
temperature
cooling
pump
unit
heating
Prior art date
Application number
SE1050432A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE534769C2 (en
Inventor
Magnus Kolasa
Original Assignee
Scania Cv Ab
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 Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE1050432A priority Critical patent/SE534769C2/en
Priority to PCT/SE2011/050504 priority patent/WO2011149404A1/en
Priority to EP11786981.8A priority patent/EP2564463A4/en
Publication of SE1050432A1 publication Critical patent/SE1050432A1/en
Publication of SE534769C2 publication Critical patent/SE534769C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • 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
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • 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
    • 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
    • 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
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • 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
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • H01M10/50—
    • 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
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552—Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • 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
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/246—Temperature
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

kylning sker genom att styra flödet från en kylenhet eller en värrneenhet förbi energikällan. cooling takes place by controlling the fate of a cooling unit or a heating unit past the energy source.

Kyl- och värrnesystemen enligt den kända tekniken kräver i vissa fall en aktiv styrning för att åstadkomma kylning och uppvärmning. Detta medför ett mera komplext system vilket är dyrare och ofta mer komplicerat att tillverka.The cooling and heating systems according to the prior art require in some cases an active control to provide cooling and heating. This results in a more complex system, which is more expensive and often more complicated to manufacture.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett kyl- och värmesystem som är robust, har lägre komplexitet än dagens system och är enkelt och därmed billigt att tillverka.The object of the present invention is to provide a cooling and heating system which is robust, has lower complexity than the current system and is simple and thus cheap to manufacture.

Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syfte åstadkommes med uppfinningen såsom den definieras av de oberoende patentkraven.Summary of the Invention The above object is achieved by the invention as defined by the independent claims.

Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.Preferred embodiments are claimed by the dependent claims.

Uppfmningen avser således ett kyl- och värmesystem för en anordning, till exempel ett batteri, där systemet omfattar en kylenhet, en värrneenhet, en temperatursensor anpassad att avkänna temperaturen för anordningen och att avge en temperatursignal i beroende av avkänd temperatur till en styrenhet, ett rörsystem anpassat att föra ett medium för kylning och uppvärmning så att anordningen kyls respektive värms. Systemet omfattar vidare en reversibel pump anordnad i anslutning till rörsystemet och anpassad att föra mediet i rörsystemet i en första riktning eller i en andra riktning, motriktad den första riktningen, i beroende av styrsignaler från styrenheten. Ett antal envägsventiler är anordnade i anslutning till kylenheten respektive värrneenheten, på sådant sätt att vid olika pumpriktningar medger envägsventilema att flödet passerar antingen kylenheten eller värrneenheten. Styrenheten är anordnad att avge styrsignaler, i beroende av temperatursignalen, till pumpen så att pumpen pumpar mediet i en första riktning om anordningen skall kylas och i en andra riktning om anordningen skall värmas.The invention thus relates to a cooling and heating system for a device, for example a battery, wherein the system comprises a cooling unit, a heating unit, a temperature sensor adapted to sense the temperature of the device and to emit a temperature signal depending on sensed temperature to a control unit, a pipe system adapted to carry a medium for cooling and heating so that the device is cooled and heated, respectively. The system further comprises a reversible pump arranged in connection with the pipe system and adapted to carry the medium in the pipe system in a first direction or in a second direction, opposite to the first direction, depending on control signals from the control unit. A number of one-way valves are arranged in connection with the cooling unit and the heating unit, respectively, in such a way that at different pump directions the one-way valves allow the fate to pass either the cooling unit or the heating unit. The control unit is arranged to deliver control signals, depending on the temperature signal, to the pump so that the pump pumps the medium in a first direction if the device is to be cooled and in a second direction if the device is to be heated.

Genom uppfinningen åstadkommes samma funktionalitet som i ett system som innehåller en elektriskt styrd tre-vägsventil. 10 15 20 25 30 Företrädesvis anordnas två envägsventiler, en i anslutning till kylenheten och en i anslutning till värmeenheten. Ventilerna monteras så att flödet tillåts gå åt motsatta håll i kyl- resp. värrnekretsen. Valet av krets görs då genom att reversera flödets riktning genom batteriet dvs. genom att reversera pumpens riktning.The invention provides the same functionality as in a system containing an electrically controlled three-way valve. 10 15 20 25 30 Preferably, two one-way valves are arranged, one adjacent to the cooling unit and one adjacent to the heating unit. The valves are mounted so that fl fate is allowed to go in opposite directions in the cooling resp. the protective circuit. The choice of circuit is then made by reversing the direction of fate through the battery, ie. by reversing the direction of the pump.

Enligt föreliggande uppfinning behövs ingen aktiv styrning av ventiler. En komplex och dyr komponent ersätts av två enklare och billigare komponenter. Den ena eller båda envägsventilerna kan företrädesvis integreras i andra komponenter vilket ytterligare minskar systemets komplexitet. Tryckfallet blir det lägsta möjliga vid drift då ingen icke aktiv komponent hindrar flödet.According to the present invention, no active control of valves is required. A complex and expensive component is replaced by two simpler and cheaper components. One or both one-way valves can preferably be integrated into other components, which further reduces the complexity of the system. The pressure drop will be the lowest possible during operation as no inactive component prevents the fl fate.

Kort ritningsbeskrivning Figur l är ett schematiskt blockdiagram som illustrerar föreliggande uppfinning.Brief Description of the Drawings Figure 1 is a schematic block diagram illustrating the present invention.

Figur 2 är ett schematiskt blockdiagram som illustrerar föreliggande uppfinning vid kylning av en anordning.Figure 2 is a schematic block diagram illustrating the present invention in cooling a device.

Figur 3 är ett schematiskt blockdiagram som illustrerar föreliggande uppfinning vid uppvärmning av en anordning.Figure 3 is a schematic block diagram illustrating the present invention in heating a device.

Figur 4 är en graf som visar olika temperaturintervall för att illustrera föreliggande uppfinning.Figure 4 is a graph showing different temperature ranges to illustrate the present invention.

Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Med hänvisning till figurerna kommer nu uppfinningen att beskrivas i detalj.Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention Referring to the figures, the invention will now be described in detail.

Figur l är ett schematiskt blockdiagram som visar ett kyl- och värmesystem för en anordning, där systemet omfattar en kylenhet, en värrneenhet, en temperatursensor anpassad att avkänna temperaturen för anordningen och att avge en temperatursignal i beroende av avkänd temperatur till en styrenhet. Anordningen, kylenheten och värmeenheten är sammankopplade via ett rörsystem som är anpassat att föra ett medium för kylning och uppvärmning till anordningen så att den kyls respektive värms.Figure 1 is a schematic block diagram showing a cooling and heating system for a device, the system comprising a cooling unit, a heating unit, a temperature sensor adapted to sense the temperature of the device and to emit a temperature signal depending on the sensed temperature to a control unit. The device, the cooling unit and the heating unit are connected via a pipe system which is adapted to bring a medium for cooling and heating to the device so that it is cooled and heated, respectively.

Rörsystemet har i figurerna indikerats med grova linjer. 10 15 20 25 30 Anordningen som skall värrnas eller kylas är enligt en utföringsforrn ett batteri, eller ett flertal batterier, t.ex. anordnade i ett hybridfordon, exempelvis en buss, lastbil eller personbil.The pipe system has been indicated in the figures by rough lines. According to one embodiment, the device to be heated or cooled is a battery, or a number of batteries, e.g. arranged in a hybrid vehicle, for example a bus, truck or passenger car.

Kyl- och värrnesystemet enligt föreliggande uppfinning kan även användas för kylning och uppvärmning av andra anordningar, till exempel DC/DC-omvandlare, andra kraftelektroniska omvandlare samt elmotorer etc., dvs. kyl- och värrnesystemet kan användas för kylning och uppvärmning för varj e anordning som har ett temperaturintervall där optimal funktion erhålles.The cooling and heating system according to the present invention can also be used for cooling and heating of other devices, for example DC / DC converters, other power electronic converters and electric motors, etc., ie. The cooling and heating system can be used for cooling and heating for any device that has a temperature range where optimal function is obtained.

Kylenheten kan exempelvis utgöras av en förångare eller en värmeväxlare som kyls av fartvinden.The cooling unit can, for example, consist of an evaporator or a heat exchanger which is cooled by the wind.

Värrneenheten kan exempelvis utgöras av en elektrisk värmare, en värmeväxlare som är kopplad till ett fordons avgassystem för att utnyttja värmen därifrån eller kopplad till en värrneväxlare kopplad till ett fordons kylsystem som är avsett att kyla fordonets motor.The heating unit can for instance consist of an electric heater, a heat exchanger which is connected to a vehicle's exhaust system for utilizing the heat therefrom or connected to a heat exchanger connected to a vehicle's cooling system which is intended to cool the vehicle's engine.

Temperatursensorn kan till exempel vara en resistiv temperaturgivare som utgörs av en komponent som ändrar resistansen i beroende av temperaturen.The temperature sensor can, for example, be a resistive temperature sensor which consists of a component which changes the resistance depending on the temperature.

Systemet omfattar vidare en reversibel pump anordnad i anslutning till rörsystemet och anpassad att föra mediet i rörsystemet i en första riktning eller i en andra riktning, motriktad den första riktningen, i beroende av styrsignaler från styrenheten.The system further comprises a reversible pump arranged in connection with the pipe system and adapted to carry the medium in the pipe system in a first direction or in a second direction, opposite to the first direction, depending on control signals from the control unit.

Ett antal envägsventiler anordnade i anslutning till kylenheten respektive värrneenheten, på sådant sätt att vid olika pumpriktningar medger envägsventilerna att flödet passerar antingen kylenheten eller Värmeenheten. Företrädesvis är en envägsventil anordnad i anslutning till kylenheten och en envägsventil anordnad i anslutning till värmeenheten.A number of one-way valves arranged in connection with the cooling unit and the heating unit, respectively, in such a way that at different pump directions the one-way valves allow the flow to pass either the cooling unit or the heating unit. Preferably, a one-way valve is arranged in connection with the cooling unit and a one-way valve is arranged in connection with the heating unit.

Styrenheten är anordnad att avge styrsignaler, i beroende av temperatursignalen, till pumpen så att pumpen pumpar mediet i en första riktning om anordningen skall kylas och i en andra riktning om anordningen skall värmas. Detta illustreras i figurema 2 och 3, där pilama i figur 2 anger flödesriktningen då anordningen skall kylas och mediet kan passera kylenheten men förhindras av envägsventilen vid värrneenheten att passera denna. På 10 15 20 25 30 samma sätt visas i figur 3 systemet anpassat för uppvärmning av anordningen där flödesriktningen anges av pilarna där mediet kan passera värrneenheten men förhindras av envägsventilen vid kylenheten att passera denna.The control unit is arranged to deliver control signals, depending on the temperature signal, to the pump so that the pump pumps the medium in a first direction if the device is to be cooled and in a second direction if the device is to be heated. This is illustrated in Figures 2 and 3, where the arrows in Figure 2 indicate the direction of flow when the device is to be cooled and the medium can pass the cooling unit but is prevented by the one-way valve at the heating unit from passing it. In the same way, Figure 3 shows the system adapted for heating the device where the direction of fate is indicated by the arrows where the medium can pass the protection unit but is prevented by the one-way valve at the cooling unit from passing it.

Styrenheten innefattar en jämförelseenhet (ej visad i figurerna) som är anpassad att jämföra temperaturen som erhållits ur temperatursignalen med en inställbar första temperaturnivå, och om temperatursignalen överstiger den första temperatumivån avges en första styrsignal till pumpen att pumpa i den riktning som innebär att kylenhetens envägsventil släpper igenom medium medan värrneenhetens envägsventilen förhindrar medium, varvid anordningen kyls. Detta illustreras således av figur 2.The control unit comprises a comparison unit (not shown in the ur gures) which is adapted to compare the temperature obtained from the temperature signal with an adjustable first temperature level, and if the temperature signal exceeds the first temperature level a first control signal is given to the pump to pump in the direction of cooling. through medium while the one-way valve of the heating unit prevents medium, whereby the device is cooled. This is thus illustrated by Figure 2.

J ämförelseenheten vidare är anpassad att ämföra temperaturen som erhållits ur temperatursignalen med en inställbar andra temperatumivå, som är lägre eller lika med den första temperatumivån, och om temperaturen understiger den inställbara andra temperaturnivån avges en andra styrsignal till pumpen att pumpa i den andra riktningen som innebär att värrneenhetens envägsventil släpper igenom medium medan kylenhetens envägsventil förhindrar medium, varvid anordningen värms. Detta illustreras av figur 3.The comparison unit is further adapted to compare the temperature obtained from the temperature signal with an adjustable second temperature level, which is lower or equal to the first temperature level, and if the temperature is below the adjustable second temperature level, a second control signal is given to the pump to pump in the second direction. that the one-way valve of the heating unit lets medium through while the one-way valve of the cooling unit prevents medium, whereby the device is heated. This is illustrated by Figure 3.

Figur 4 är en graf som illustrerar ett temperaturintervall mellan -10 och 60 °C. De första och andra temperaturnivåema är markerade Tl respektive T2. Även en tredje temperaturnivå T3 är markerad. Vidare är fyra temperaturintervall A, B, C och D markerade, där A är temperaturer lägre än T2, B är intervallet mellan T2 och TS, C är intervallet mellan T3 och Tl , och D är temperaturer högre än Tl.Figure 4 is a graph illustrating a temperature range between -10 and 60 ° C. The first and second temperature levels are marked T1 and T2, respectively. A third temperature level T3 is also marked. Furthermore, four temperature ranges A, B, C and D are marked, where A is temperatures lower than T2, B is the range between T2 and TS, C is the range between T3 and T1, and D is temperatures higher than T1.

Med hänvisning till figur 4 kommer nu ett exempel på en tillämpning av kyl- och värrnesystemet enligt föreliggande uppfinning att beskrivas.With reference to Figure 4, an example of an application of the cooling and heating system according to the present invention will now be described.

I detta exempel är anordningen ett batteri i ett hybridfordon som har en optimal arbetstemperatur i intervallet 10-50 grader.In this example, the device is a battery in a hybrid vehicle that has an optimal operating temperature in the range 10-50 degrees.

Vid temperaturer lägre än T2 kommer styrenheten att styra pumpen att pumpa i den riktning som visas i figur 3, dvs. i den riktning som innebär att batteriet värms. 10 15 20 25 30 6 Om temperaturen överstiger Tl kommer istället styrenheten att styra pumpen så den pumpar i riktningen som visas i figur 2, dvs. i den riktning som innebär att batteriet kyls.At temperatures lower than T2, the control unit will control the pump to pump in the direction shown in figure 3, ie. in the direction that the battery is heating up. 10 15 20 25 30 6 If the temperature exceeds T1, the control unit will instead control the pump so that it pumps in the direction shown in figure 2, ie. in the direction that the battery is cooling.

Ytterligare temperaturnivåer kan användas för att ytterligare förbättra temperaturkontrollen. Till exempel kan en tredje temperatumivå T3 införas mellan T2 och Tl. Syftet med T3 kan vara att välja denna till den mest optimala arbetstemperaturen för batteriet och införa en differentierad uppvärmning resp. kylning i intervallen B och C.Additional temperature levels can be used to further improve temperature control. For example, a third temperature level T3 may be introduced between T2 and T1. The purpose of T3 can be to select this to the most optimal working temperature for the battery and introduce a differentiated heating resp. cooling in intervals B and C.

Detta innebär att pumpen i intervall B pumpar med lägre hastighet, dvs. en mindre vänneeffekt åstadkommes än i A. På motsvarande sätt pumpar pumpen i intervall C med lägre hastighet, dvs. en mindre kyleffekt åstadkommes än i D.This means that the pump in interval B pumps at a lower speed, ie. a smaller friend effect is achieved than in A. Correspondingly, the pump pumps at intervals C at a lower speed, ie. a smaller cooling effect is achieved than in D.

Temperaturnivåema kan även användas för att helt koppla bort batteriet, dvs. inget energiuttag, om temperaturen ligger utanför acceptabla intervall. Exempelvis om temperaturen ligger under T2 kommer systemet att värma batteriet, men batteriet kopplas inte in förrän temperaturen överstiger T2. I intervallet B kan antingen uppvärmningen fortsätta med full effekt, med mindre effekt, eller inte alls, beroende på vad som valts av operatören eller vad en vald reglerstrategi bestämmer.The temperature levels can also be used to completely disconnect the battery, ie. no energy consumption, if the temperature is outside acceptable ranges. For example, if the temperature is below T2, the system will heat the battery, but the battery will not turn on until the temperature exceeds T2. In interval B, either the heating can continue with full power, with less power, or not at all, depending on what is chosen by the operator or what a chosen control strategy determines.

När temperaturen överstiger T3 kan pumpen börja pumpa i motsatt riktning för att istället åstadkomma kylning. Detta kan ske med full effekt, eller med mindre effekt. Om temperaturen överstiger Tl kopplas batteriet bort, helt eller delvis, och enbart kylning med full effekt sker till temperaturen åter är i intervall C.When the temperature exceeds T3, the pump can start pumping in the opposite direction to cause cooling instead. This can be done with full effect, or with less effect. If the temperature exceeds T1, the battery is disconnected, completely or partially, and only cooling with full power takes place until the temperature is again in interval C.

Enligt en utföringsforrn ligger den första temperatumivän Tl i intervallet 30 - 60 °C, till exempel 50 °C vilket illustreras i figur 4, och den andra temperatumivån T2 ligger i intervallet 0 - 30 °C, till exempel l0 °C vilket också illustreras i figur 4.According to one embodiment, the first temperature level T1 is in the range 30 - 60 ° C, for example 50 ° C which is illustrated in Figure 4, and the second temperature level T2 is in the range 0 - 30 ° C, for example 10 ° C which is also illustrated in figure 4.

Den tredje temperatumivån T3 är i exemplet i figur 4 vald till ca 25 °C.The third temperature level T3 is in the example in Figure 4 selected to about 25 ° C.

Envägsventilerna som används är företrädesvis enkla mekaniska ventiler. Till exempel bestående av en kula som vilar i ett säte inspänt med en fjäder och som släpper fram vätska i en riktning, motriktat fjädern, och hindrar vätska i den andra riktningen. Ett annat 10 7 alternativ är en enkel fjäderbelastad vikbar lucka som kan vikas i en riktning motriktat fjäderkrafien och som tätar i den andra riktningen.The one-way valves used are preferably simple mechanical valves. For example, consisting of a ball resting in a seat clamped with a spring and releasing fluid in one direction, opposite the spring, and obstructing fluid in the other direction. Another alternative is a simple spring-loaded foldable door which can be folded in one direction opposite to the spring collar and which seals in the other direction.

Envägsventilerna kan vara separata enheter eller kan vara integrerade i kyl- respektive värrneenheten.The one-way valves can be separate units or can be integrated in the cooling or heating unit.

Föreliggande uppfinning omfattar också ett hybridfordon eller ett elfordon som innefattar ett kyl och värmesystem som beskrivits ovan.The present invention also encompasses a hybrid vehicle or an electric vehicle comprising a cooling and heating system as described above.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan beskrivna föredragna utföringsfonner.The present invention is not limited to the preferred embodiments described above.

Olika altemativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Ovan utforingsformer skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. The above embodiments are, therefore, not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (10)

10 15 20 25 30 Patentkrav10 15 20 25 30 Patent claims 1. Kyl- och värmesystem för en anordning, där systemet omfattar en kylenhet, en värrneenhet, en temperatursensor anpassad att avkänna temperaturen för anordningen och att avge en temperatursignal i beroende av avkänd temperatur till en styrenhet, ett rörsystem anpassat att föra ett medium för kylning och uppvärmning så att anordningen kyls respektive värms, k ä n n e t e c k n a d a v att systemet vidare omfattar en reversibel pump anordnad i anslutning till rörsystemet och anpassad att föra mediet i rörsystemet i en första riktning eller i en andra riktning, motriktad den första riktningen, i beroende av styrsignaler från styrenheten, ett antal envägsventiler anordnade i anslutning till kylenheten respektive värrneenheten, på sådant sätt att vid olika pumpriktningar medger envägsventilema att flödet passerar antingen kylenheten eller värrneenheten, varvid styrenheten är anordnad att avge styrsignaler, iberoende av temperatursignalen, till pumpen så att pumpen pumpar mediet i en forsta riktning om anordningen skall kylas och i en andra riktning om anordningen skall värmas.A cooling and heating system for a device, the system comprising a cooling unit, a heating unit, a temperature sensor adapted to sense the temperature of the device and to emit a temperature signal depending on the sensed temperature to a control unit, a pipe system adapted to carry a medium for cooling and heating so that the device is cooled and heated, respectively, characterized in that the system further comprises a reversible pump arranged in connection with the pipe system and adapted to carry the medium in the pipe system in a first direction or in a second direction, opposite the first direction, depending on control signals from the control unit, a number of one-way valves arranged in connection with the cooling unit and the heating unit, respectively, in such a way that at different pump directions the one-way valves allow the fate to pass either the cooling unit or the heating unit, the control unit being arranged to deliver control signals to the pump. in a first direction if the device is to be cooled and in a second direction if the device is to be heated. 2. System enligt krav 1, varvid styrenheten innefattar en jämförelseenhet som är anpassad att jämföra temperaturen som erhållits ur temperatursignalen med en inställbar första temperatumivå Tl, och om temperatursignalen överstiger den första temperatumivån avges en första styrsignal till pumpen att pumpa i den riktning som innebär att kylenhetens envägsventil släpper igenom medium medan värmeenhetens envägsventilen förhindrar medium, varvid anordningen kyls.The system of claim 1, wherein the control unit comprises a comparison unit adapted to compare the temperature obtained from the temperature signal with an adjustable first temperature level T1, and if the temperature signal exceeds the first temperature level, a first control signal is output to the pump to pump in the direction the one-way valve of the cooling unit lets medium through while the one-way valve of the heating unit prevents medium, whereby the device cools. 3. System enligt krav 2, varvid jämförelseenheten vidare är anpassad att jämföra temperaturen som erhållits ur temperatursignalen med en inställbar andra temperatumivå T2, som är lägre eller lika med den första temperatumivån Tl , och om temperaturen understiger den inställbara andra temperatumivån avges en andra styrsignal till pumpen att pumpa i den andra riktningen som innebär att värmeenhetens envägsventil släpper igenom medium medan kylenhetens envägsventil förhindrar medium, varvid anordningen värms. 10 15 20 25 9The system of claim 2, wherein the comparison unit is further adapted to compare the temperature obtained from the temperature signal with an adjustable second temperature level T2, which is lower than or equal to the first temperature level T1, and if the temperature is below the adjustable second temperature level, a second control signal is output to the pump to pump in the other direction which means that the one-way valve of the heating unit lets medium through while the one-way valve of the cooling unit prevents medium, whereby the device is heated. 10 15 20 25 9 4. System enligt krav enligt krav 3, varvid den första temperatumivån ligger i intervallet 30 - 60 °C och den andra temperatumivån ligger i intervallet 0 - 30 °C.The system of claim 3, wherein the first temperature level is in the range of 30 - 60 ° C and the second temperature level is in the range of 0 - 30 ° C. 5. System enligt något av föregående krav, varvid envägsventilema är integrerade i kyl- respektive värmeenheten.System according to one of the preceding claims, wherein the one-way valves are integrated in the cooling and heating unit, respectively. 6. System enligt krav 3 eller 4, varvid en tredje temperatumivå T3 införs mellan T2 och T1, där temperaturer lägre än T2 ligger i ett intervall A, där intervallet mellan T2 och T3 betecknas som intervall B, intervallet mellan T3 och T1 betecknas som intervall C och där temperaturer högre än T1 ligger i ett intervall D.A system according to claim 3 or 4, wherein a third temperature level T3 is introduced between T2 and T1, wherein temperatures lower than T2 are in an interval A, where the interval between T2 and T3 is denoted as interval B, the interval between T3 and T1 is denoted as interval C and where temperatures higher than T1 are in a range D. 7. System enligt krav 6, varvid T3 väljs till anordningens optimala arbetstemperatur.A system according to claim 6, wherein T3 is selected to the optimum operating temperature of the device. 8. System enligt krav 6 eller 7, varvid en differentierad uppvärmning resp. kylning åstadkommes i intervallen B och C genom att pumpen i intervall B pumpar med lägre hastighet än i intervall A och genom att pumpen i intervall C pumpar pumpen med lägre hastighet än i intervall D.A system according to claim 6 or 7, wherein a differentiated heating resp. cooling is achieved in intervals B and C by the pump in interval B pumping at a lower speed than in interval A and by the pump in interval C pumping the pump at a lower speed than in interval D. 9. System enligt något av föregående krav, varvid anordningen är ett batteri.A system according to any one of the preceding claims, wherein the device is a battery. 10. Hybridfordon eller elfordon innefattande ett kyl- och värmesystem enligt något av föregående krav.A hybrid vehicle or electric vehicle comprising a cooling and heating system according to any one of the preceding claims.
SE1050432A 2010-04-30 2010-04-30 Cooling and heating systems SE534769C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050432A SE534769C2 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Cooling and heating systems
PCT/SE2011/050504 WO2011149404A1 (en) 2010-04-30 2011-04-27 Cooling and warming system
EP11786981.8A EP2564463A4 (en) 2010-04-30 2011-04-27 Cooling and warming system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1050432A SE534769C2 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Cooling and heating systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1050432A1 true SE1050432A1 (en) 2011-10-31
SE534769C2 SE534769C2 (en) 2011-12-13

Family

ID=45002339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1050432A SE534769C2 (en) 2010-04-30 2010-04-30 Cooling and heating systems

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2564463A4 (en)
SE (1) SE534769C2 (en)
WO (1) WO2011149404A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017116981A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Lion Smart Gmbh Temperature control device for a temperature control of a battery system, battery system and method for tempering and / or extinguishing a battery system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5287913A (en) * 1992-05-29 1994-02-22 Dave Dunning Hose assembly and temperature control system utilizing the hose assembly
DE4345532B4 (en) * 1992-10-01 2008-05-21 Hitachi, Ltd. Cooling system for electric motor vehicle with electric drive motor - includes pump and cooling line for non-freezing coolant soln. which is force-circulated through pipeline for cooling heat produced by electric drive motor and cooled by radiator and fan.
JP3414825B2 (en) * 1994-03-30 2003-06-09 東芝キヤリア株式会社 Air conditioner
DE102004035879A1 (en) * 2004-07-23 2006-02-16 Daimlerchrysler Ag Cooling system, in particular for a motor vehicle, and method for cooling a heat source
DE102007017172A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Cooling system for cooling e.g. battery of hybrid vehicle, has cooling circuit formed such that circulating direction of medium is reversible after time interval or in accordance to regulation based on temperature of cooling-needy unit
WO2009046269A2 (en) * 2007-10-03 2009-04-09 Parker Hannifin Corp. Fuel cell/battery thermal management system

Also Published As

Publication number Publication date
SE534769C2 (en) 2011-12-13
EP2564463A1 (en) 2013-03-06
EP2564463A4 (en) 2013-10-23
WO2011149404A1 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10406888B2 (en) Electric vehicle thermal management system
US10272736B2 (en) Electric vehicle thermal management system
EP3069910A2 (en) Electric vehicle thermal management system with series and parallel structure
JP2006224879A (en) Vehicle cooling system
CN109477326B (en) Control system for air blowing device of construction machine
US9222399B2 (en) Liquid cooled internal combustion engine with coolant circuit, and method for operation of the liquid cooled internal combustion engine
CN105275571A (en) Automobile cooling water circulation control system and method and automobile
CN103253124B (en) Semiconductor device and its cooling system
SE0950536A1 (en) Device and method for improving the performance of a motor vehicle
SE1050432A1 (en) Cooling and heating systems
SE538434C2 (en) Cooling system and a motor vehicle comprising such a cooling system
CN104302153A (en) Method and apparatus for controlling a coolant circuit thermally coupled to a power electronics device
US9988968B2 (en) Engine cooling system and method for operating the same
US10746083B2 (en) Vehicular cooling device
JP2017019413A (en) Temperature-increasing system
JP2007186089A (en) Warming-up device for vehicular equipment
CN205025553U (en) Control car cooling fan's device and car
CN106194384B (en) Apparatus and method for controlling cooling fan rotation speed
JP6276105B2 (en) Fan clutch control device
EP3181456B1 (en) Aircraft heat exchange system including a thermoelectric device
EP3130776B1 (en) Cooling system for an engine disposed within an engine room
US20170191402A1 (en) Engine cooling dual fan system with ec and dc motors and method of operating
CN106828079A (en) A kind of radiating of electric automobile and heating system
SE517383C2 (en) Pressurized gas supply system and method for verifying whether a compressor operates in a pressurized gas supply system
SE1450013A1 (en) Konvektorsystem