WO2013045089A1 - Thermal conditioning of a motor vehicle which, in particular, has an electric drive - Google Patents

Thermal conditioning of a motor vehicle which, in particular, has an electric drive Download PDF

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WO2013045089A1
WO2013045089A1 PCT/EP2012/004046 EP2012004046W WO2013045089A1 WO 2013045089 A1 WO2013045089 A1 WO 2013045089A1 EP 2012004046 W EP2012004046 W EP 2012004046W WO 2013045089 A1 WO2013045089 A1 WO 2013045089A1
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circuit
heat
heat exchanger
valve
transport medium
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PCT/EP2012/004046
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Thomas Haltmeier
Christine Susanne Junior
Christof Böttcher
Nils VRIELINK
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Volkswagen Aktiengesellschaft
Audi Ag
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Definitions

  • the invention relates to an air conditioning arrangement according to the preamble of claim 1, a method according to the preamble of claim 20 and a method according to and / or according to the motor vehicle.
  • Such motor vehicles may, for example, have an electric drive, wherein various electrical components of the electric drive are thermally conditioned, for example, cooled or heated. It is known to use a heat transport medium and this by corresponding associated with the electrical components heat exchanger for transmitting corresponding
  • Corresponding heat can be used for example for heating an interior of the motor vehicle. Moreover, it is known by means of
  • Air conditioning compressors heat and / or refrigeration for the thermal conditioning of
  • DE 10 2005 048 660 A1 discloses an apparatus and a method for regulating the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle.
  • This device for thermally regulating the passenger compartment of the motor vehicle comprises a cooling circuit in which a cooling liquid circulates, a secondary circuit in which a heat-transferring liquid circulates, a heat exchanger through which the cooling liquid and the heat-transferring liquid flow, and means for thermal exchange which are traversed by the heat transfer fluid and an air flow intended to heat and cool the passenger compartment of the vehicle.
  • the means for thermal exchanges comprise at least a whole of two heat exchangers mounted in parallel and each equipped with a flap valve, the flap valves being mounted in anti-parallel to one or the other of the heat exchanger and the cooling mode to supply the passenger compartment.
  • Further air-conditioning arrangements are shown in US 2008 0028768 A1, US 2009 0020620 A1, DE 10 2007 044 466 A1, WO 99 10191 A1, DE 603 03 654 T2, DE 101 54 595 A1 and DE 195 42 125 A1.
  • the object of the invention is to enable an improved thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive.
  • a Peltier heat pump is provided, which also serves as a heat source and as a heat sink, so that there is a particularly simple construction of the air conditioning arrangement.
  • a heat flow can be actively transported by means of the heat pump.
  • the heat pump can be defined as a machine that, using engineering, receives thermal energy from a lower temperature reservoir and, together with the drive energy, transfers it as heat to a higher temperature system. Examples of further heat pumps in addition to a Peltier heat pump would be heat pumps, which after the cold steam process,
  • the invention is characterized in that a switched into the first circuit hot side and connected to the second circuit cold side heat pump by means of a third heat flow from the heat transfer medium or the other heat transport medium of the second cycle in the heat transport medium of the first cycle under a consumption of particular electrical energy can be actively transported and thus an on-demand temperature control of coupled to the first and second circuit thermal components of the vehicle is possible.
  • the invention makes it possible to thermally condition a charger as required and / or to condition electrical components as required and / or to provide a heat exchanger which is as simple as possible, in particular front-end heat exchangers and / or to minimize and / or restrict a flow resistance of corresponding circuits for thermal conditioning by means of a heat transport medium to make do with as few drive pumps for the heat transport medium and / or separate circuits to provide thermal conditioning of electrical components and an interior of the motor vehicle and / or even at relatively high outside temperatures cooling of the electrical components and / or the interior permit and / or in a simple manner a waste heat of a charger for
  • Electric machine, a DC-DC converter and a power electronics thermally condition as needed and / or provide a winter to the electrical components additional heat source for heating the interior and / or provide a simply constructed air conditioning arrangement that requires as little heat sources and / / or to provide a flexible as possible controllable and / or controllable air conditioning arrangement.
  • the heat exchanger is designed in particular as a front-end heat exchanger, so that it is exposed by its arrangement in the front end and thus in the front of a direct air flow.
  • the heat exchanger at a location other than the front end of a vehicle.
  • a preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 2.
  • a heat flow for heating and / or heating by means of the indoor air flow can be introduced into the interior of the motor vehicle.
  • Claim 3 formed.
  • the first circuit can be switched so that the heat generated by the heat pump either the
  • Interior is supplied or discharged to the environment.
  • Advantageously can be switched so between a summer and a winter operation.
  • Claim 4 is formed.
  • a thermal conditioning of the electrical components can take place by means of the electrical component arrangement. This can be the
  • Electro-component arrangement per electrical component at least one separate
  • Electric component either heat are supplied or removed from it.
  • Claim 5 is formed. Advantageously, by means of the second circuit the
  • Electrode assembly can be thermally conditioned.
  • Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
  • Claim 6 is formed.
  • the electrical component arrangement can be separated from the remaining second circuit by means of the valve. This makes it possible to react to operating conditions in which no thermal conditioning of the
  • a fluid-side resistance of the second circuit can be minimized as needed.
  • the charger is arranged in the parallel branch.
  • the charger can therefore be conditioned separately by means of the parallel branch, so that this only has to be thermally conditioned in the event that it actually has to be thermally conditioned,
  • Claim 8 is formed.
  • the parallel branch can be separated by means of the valve arrangement. This can advantageously take place in an operating state of the motor vehicle when it is not being charged, that is to say at a standstill and / or during a driving operation.
  • the charger does not have to be removed from the vehicle while driving
  • Heat transfer medium to be flowed through.
  • Claim 9 is formed.
  • a waste heat of the electrical component assembly is discharged through the front end heat exchanger in the environment of the motor vehicle or is held in the motor vehicle, for example, to thermally condition the interior or to heat.
  • a waste heat of the electrical component arrangement can be used as needed and optimally.
  • a corresponding heat flow, which originates from the electrical component arrangement are recorded. This can be advantageous in particular if very low temperatures prevail in the surroundings of the motor vehicle.
  • Claim 10 is formed. Advantageously, only the first in the front end heat exchanger Heat exchanger and a second heat exchanger required. Advantageously, results in a particularly simple front end heat exchanger.
  • the heat exchanger can be selectively controlled by means of the valve.
  • the front-end heat exchanger can thus be used for different tasks, so that it is advantageously used particularly well and no further heat exchanger of the front-end heat exchanger is required.
  • the third circuit can be controlled by the third pump separately from the first and / or second circuit.
  • Electrode arrangement can be controlled separately, in particular, a
  • the fifth heat flow between the second circuit and the third circuit can be exchanged by means of the water-water heat exchanger.
  • the heat pump provided cooling capacity can be used via the water-water heat exchanger for cooling the electrical components.
  • the second and the third circuit are completely separated from each other operable, controllable and / or regulated.
  • both the second circuit and the third circuit can be supplied with provided by the heat pump cooling capacity.
  • these are equally connected in a common line section, namely the cold side of the heat pump. In this line section are appropriate
  • volume flow of the second circuit and the third circuit can be jointly performed so that they mix there, so that there is also a corresponding transmission of heating and / or cooling capacity or a corresponding DC circuit occurs.
  • Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 16.
  • the second circuit and the third circuit are connected in parallel, wherein advantageously results in a minimum fluid-side resistance of the second circuit and the third circuit.
  • Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 17.
  • the second circuit and the third circuit can be operated with the common heat transport medium, so they are associated with each other on the fluid side. This results in an advantageous low fluid-side resistance in the operation of the second and third circuit.
  • the third circuit can optionally be switched so that it passes through the cold side of the Peltier pump or not.
  • it can thus be selected whether the switched in the third circuit electrical component assembly is to be cooled by the heat pump or not.
  • the maximum flow rate of the heat pump is optionally completely the second cycle, so the interior of the motor vehicle available.
  • a fluid-side resistance of the air-conditioning arrangement can thereby be optimized as needed.
  • the third heat flow is exchanged either only with the second circuit, so that the second circuit can deliver a maximum amount of heat or optionally together with the third circuit, so that advantageously a portion of the second and third circuit withdrawn amount of heat for cooling the
  • the object is also achieved in a method according to the preamble of claim 20 by the characterizing part of claim 20.
  • the method is carried out in particular by means of a previously described air conditioning arrangement. This results in the advantages described above.
  • the object is also achieved by a motor vehicle with a previously described
  • FIG. 1 shows a particularly preferred embodiment of an air conditioning system for thermally conditioning a motor vehicle having an electric drive
  • Figure 2 shows another air conditioning arrangement similar to that shown in Figure 1, wherein a
  • Water-water heat exchanger is provided
  • FIG. 3 shows a further air conditioning arrangement similar to that in FIGS. 1 and 2
  • FIG. 4 shows a further air-conditioning arrangement similar to that shown in FIGS. 1-3, with the difference being that a compact electrical component arrangement is provided;
  • FIG. 5 shows a detailed view of the compact electrical component arrangement shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a detailed view of an electrical component arrangement shown in FIG. 3 with an additional parallel branch, wherein the parallel branch has a charger and
  • FIG. 7 shows a further air-conditioning arrangement similar to that shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a preferred exemplary embodiment of an air-conditioning arrangement 51 for thermally conditioning a motor vehicle 55 having an electric drive 53.
  • the electric drive 53 is shown only schematically in FIG. 1 and has an electric motor 45.
  • the motor vehicle 55 is also shown only partially in FIG.
  • the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 has a first circuit 10.
  • the first circuit 10 is operated with a heat transport medium 57, wherein a first Pump 15 ensures the drive or a circulation of the heat transfer medium 57.
  • the air-conditioning arrangement 51 has a second circuit 20.
  • the second circuit 20 is also operated by means of the heat transfer medium 57. Alternatively or additionally, this can also be operated with a further heat transport medium.
  • a heat transport medium may, in particular, be understood as meaning a liquid, for example oil, water and / or the like.
  • the second circuit 20 is driven by a second pump 25.
  • a front-end heat exchanger 59 is connected in the first circuit 10.
  • the front-end heat exchanger 59 is flowed through by an ambient air stream 63.
  • a fan may be provided, which is not shown in detail in FIG.
  • the ambient air stream 63 originates from an environment 69 surrounding the motor vehicle 55.
  • the front-end heat exchanger 59 has a first heat exchanger 93, which is also connected in the first circuit 10. Between the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 and the ambient air stream 63, a first heat flow 61 can be exchanged.
  • a cooling heat exchanger 65 is connected in the second circuit 20 in the second circuit 20, a cooling heat exchanger 65 is connected.
  • Cooling heat exchanger 65 is associated with an interior 71 of the motor vehicle 55.
  • the interior 71 the interior of the motor vehicle 55, is delimited from the environment 69.
  • Into the interior 71 opens an indoor air flow 73, which is guided through the cooling heat exchanger 65 and / or can be guided. Between the indoor air flow 73 and the
  • Cooling heat exchanger 65 a second heat flow 67 can be replaced. As a result, the interior 71 of the motor vehicle 55 can advantageously be cooled.
  • the first heat flow 61 and the second heat flow 67 are passive, ie driven in the direction of a temperature gradient.
  • the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 advantageously has a Peltier heat pump 79, although other heat pumps can also be used.
  • the Peltier heat pump 79 has a cold side 77 and a warm side 75.
  • a third heat flow 81 can be transported from the cold side 77 to the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 while supplying electrical energy 83 against an energy gradient existing between the cold side 77 and the hot side 75.
  • the third heat flow 81 be transported or pumped from the colder second circuit 20 in the warmer first circuit 10.
  • a heating heat exchanger 85 is connected in the first circuit 10.
  • Heating heat exchanger 85, a fourth heat flow 87 with the indoor air flow 63 are exchanged.
  • Corresponding heat can be pumped from the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 coming through the heating heat exchanger 85, so that advantageously thereby the interior 71 of the motor vehicle 55 can be heated.
  • the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 has an electrical component arrangement 40.
  • the electrical component assembly 40 includes a DC-DC converter 41, power electronics 43, the electric machine 45, a charger 47, and a high-voltage battery 49.
  • the high-voltage battery 49 which may also be referred to as a traction battery, serves to provide drive energy for driving the motor vehicle 55 by means of the
  • the DC-DC converter 41 is used to provide a vehicle electrical system voltage.
  • the power electronics 43 is used to control accordingly
  • the charger 47 serves to charge the high-voltage battery 49 to a not belonging to the motor vehicle 55 power grid.
  • the electrical component arrangement 40 is connected in a third circuit 30.
  • the third circuit 30 is also with the
  • Heat transport medium 57 operated and driven by a third pump 35.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are connected in parallel and are operated with a common heat transport medium 57.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are guided together in a common line section through the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • a third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 is connected.
  • a second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 is connected.
  • the front-end heat exchanger 59 may be a heat exchanger arranged on a front of the motor vehicle 55, the front-end heat exchanger 59
  • the first circuit 10 has the first pump 15 connected downstream of a first valve 1. This is designed as spring-reset, electromagnetically operated 3/2-way valve.
  • the heating heat exchanger 85 is connected downstream.
  • the heating heat exchanger 85, the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream.
  • the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 in turn is the first pump 15th
  • the first part 1 of the first partial heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 is connected downstream.
  • the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59, the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream.
  • the second pump 25 of the second circuit 20 is the common line piece and with this the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 downstream.
  • a second valve 2 is connected in the second circuit 20 via a branch of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • the second valve of the second circuit 20 is designed as a spring-reset, electromagnetically adjustable 3/2-way valve. In a first branch is the second valve 2 of the second circuit 20 of the
  • Cooling heat exchanger 65 downstream.
  • the cooling heat exchanger 65 of the second circuit 20, the second pump 25 of the second circuit 20 is connected downstream.
  • the second circuit 20 of the second valve 2 of the second circuit 20 of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 is connected downstream.
  • the second pump 25 of the second circuit 20 is connected downstream.
  • one of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 forthcoming volume flow of the second circuit 20 selectively through the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 or through the
  • Cooling heat exchanger 65 are performed.
  • the third pump 35 of the third circuit 30 is an eighth valve 8 downstream.
  • the eighth valve 8 is designed as a spring-reset, electromagnetically adjustable 3/2-way valve.
  • the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are connected in parallel or in the common
  • the electrical component assembly 40 is part of the third circuit 30 and has a
  • Valve assembly 91 on.
  • the valve arrangement 91 has a third valve 3, a fourth valve 4, a fifth valve 5 and a sixth valve 6.
  • the valves 3 - 6 are each as
  • the electrical component arrangement 40 has a parallel branch 89.
  • the charger 47 is connected.
  • the charger 47 can be switched into the third circuit 30 by means of the valve assembly 91 as needed or be switched out of this.
  • the third valve 3 is arranged in a further parallel branch of the electrical component arrangement 40 and is connected upstream of the DC-DC converter 41.
  • the power electronics 43 and the electric machine 45 are connected downstream of the DC-DC converter in the further parallel branch.
  • the high-voltage battery 49 is connected in a battery parallel branch of the electrical component arrangement 40. Parallel to the high-voltage battery 49, the sixth valve 6 is connected.
  • the further parallel branch which has the DC-DC converter 41, the power electronics 43 and the electric motor 45, by means of the third valve 3, if necessary, be switched into the third circuit 30 or switched out of this.
  • a triple-confluence parts of the electrical component assembly 40, the electrical component assembly 40 downstream of a seventh valve 7 in the third circuit 30 is provided.
  • the seventh valve 7 is designed as a spring-reset, electromagnetically adjustable 3/2 way valve.
  • the third pump 35 is connected directly downstream.
  • the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 is connected downstream.
  • the third heat exchanger 97 of the third circuit 30, the third pump 35 of the third circuit 30 is connected downstream.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 can be controlled and / or regulated separately.
  • the second pump 25 and the third pump 35 can be made comparatively small.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are brought together.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are again brought apart.
  • the first valve 1 is switched so that of the first circuit 10 the
  • Warm side 75 of the Peltier heat pump 79 and this downstream of the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 are flowed through.
  • the third circuit 30 is downstream of the third pump 35 via the eighth valve 8, this downstream via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, this downstream via the third valve 3, this downstream in the DC-DC converter 41, this downstream via the power electronics 43, this downstream via the electric motor 45 of the electric drive 53, this downstream via the seventh valve 7, this
  • This operating mode can be adjusted in a summer operation, ie at relatively high temperatures in the environment 69 of the motor vehicle 55.
  • Active cooling of the interior 71 and passive cooling via the electrical component arrangement 40 can also take place in a summer mode.
  • the first circuit 10 is switched in the same way as in the operating mode described above. Reference is made to this description.
  • the second circuit 20 is switched as in the above-described operation mode. Reference is made to this description.
  • the third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8, this
  • the third circuit 30 is not connected via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • the second valve 2 of the second circuit 20 has a corresponding switching position.
  • Electric component assembly 40 done.
  • the fourth valve 4, the fifth valve 5 and the sixth valve 6 of the valve arrangement 91 of the electrical component arrangement 40 are closed in this second operating mode.
  • heating of the interior 71 of the motor vehicle 55 can take place with waste heat utilization of the electrical components of the electrical component arrangement 40.
  • a waste heat generated by means of the electrical components can be used to heat the interior 71.
  • such a current drain for heating the interior 71 from the high-voltage battery 49 is minimized.
  • the first circuit 10 is connected, starting from the first pump 15, via the first valve 1, the heating heat exchanger 85, the warm side 75 of the Peltier heat pump 79 and from this back to the first pump 15.
  • the second circuit 20 is connected in the third operating mode, starting from the second pump 25 via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, via the second valve 2 and finally via the second heat exchanger 95 of the second circuit 20 back to the second pump 25.
  • the third circuit 30 is downstream of the third pump 35 via the eighth valve 8, the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 via the junction, via the third valve 3, the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric motor 45, the triple confluence point and finally switched back to the third pump 35 via the seventh valve 7.
  • the waste heat from the electrical component arrangement 40 can be introduced into the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, the Peltier heat pump 79 introducing it at a higher temperature level than the first Circuit 10 for heating the interior 71 can provide.
  • the waste heat can be tapped at a comparatively low temperature level of the cold side 77 and used accordingly.
  • a reheat operation can be understood as meaning that the interior airflow 73 that flows into the interior 71 first of all flows by means of the
  • Cooling heat exchanger 65 is cooled to then by means of
  • Heating heat exchanger 85 to be reheated. It falls below the
  • Interior air flow 73 first at the cooling heat exchanger 65 a dew point, so that condensation water precipitates and thus the beneficial dehumidification of the interior 71 can take place.
  • the first circuit 10 is switched in the same way as in the third operating mode. In this respect, reference is made to the description of the first circuit 10 in the third operating mode.
  • the second circuit 20 and the second valve 2 is in the fourth
  • the third circuit 30 is turned off. In this case, the third pump 35 without delivery.
  • the third heat flow 81 generated by means of the Peltier heat pump 79 can be completely removed from the cooling heat exchanger 65 and then made available again to the heating heat exchanger 85, so that the dehumidification described above can take place.
  • a fifth operating mode can simultaneously dehumidify the interior 71 in the so-called reheat operation and a cooling and / or waste heat utilization of
  • the first circuit 10 and the second circuit 20 are connected in the same way as in the fourth operating mode. In this respect, reference is made to the description of the fourth mode of operation.
  • the third pump 35 of the third circuit 30 is turned on. In this case, the third circuit 30 is connected in the same way as in the winter operation of the third operating mode. Reference is made in this regard to the description of the third mode of operation.
  • a sixth operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 a purely passive cooling of the electrical components of the electrical component arrangement 40 can advantageously take place. In this case, the first circuit 10 and the second circuit 20 are switched off, that is, the first pump 15 and the second pump 25 without delivery.
  • the third circuit 30 is bypassed, bypassing the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 is switched to the same as in the second operating mode. In this respect, reference is made to the description of the second operating mode with respect to the third circuit 30.
  • a pre-conditioning of the high-voltage battery 49 during a mains charging operation can take place using a heat loss of the charging device 47 in a winter operation.
  • the first circuit 10 and the second circuit 20 are switched off, that is, the first pump 15 and the second pump 25 without delivery.
  • the third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8, the charger 47 of the electrical component assembly 40, the fifth valve 5, the high-voltage battery 49, the triple junction point and finally on the seventh valve 7 back connected to the third pump 35.
  • Electric component assembly 40 opened.
  • the remaining valves, ie the third valve 3, the fourth valve 4 and the sixth valve 6 are closed in this seventh operating mode. It can be seen that, advantageously, first the charging device 47 is flowed through by the heat transport medium 57. This absorbed waste heat can be beneficial to the thermal
  • Conditioning the high-voltage battery 49 can be used in the winter operation of the seventh mode of operation. This can be useful in a winter operation, ie at relatively low temperatures in the environment 69 of the motor vehicle 55 advantageous.
  • a passive cooling of the high-voltage battery 49 and the charger 47 can take place during a mains charging operation.
  • a corresponding heat release can advantageously take place via the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 to the surroundings 69 of the motor vehicle 55.
  • the first circuit 10 and the second circuit 20 are also turned off.
  • the third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8 via the charger 47 and this downstream of the sixth valve 6 and the charger 47 and the sixth valve 6 connected in parallel via the fourth valve 4 and the high-voltage battery 49, via the triple junction parts, via the seventh valve 7 and finally via the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 again switched back to the third pump 35.
  • the heat transport medium 57 is guided in parallel via the parallel branch 89 and the further parallel branch through the charger 47 and the high-voltage battery 49.
  • a heat flow can be dissipated both from the charger 47 and from the high-voltage battery 49 and dissipated by the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 via the ambient air stream 63 to the environment 69 of the motor vehicle 55.
  • the third valve 3 and the fifth valve 5 are closed.
  • the remaining valves of the valve assembly 91, so the fourth valve 4 and the sixth valve 6 are open.
  • a ninth operating mode which can also be advantageously used in a summer operation
  • active cooling of the high-voltage battery 49 and the charger 47 can take place.
  • the Peltier heat pump 79 is energized by means of electrical energy 83, so it can pump a heat flow into the first circuit 10.
  • the first circuit 10 is switched as in the first and second operating modes. In this respect, reference is made to the description of the first and second operating modes.
  • the third circuit 30 is identical except for a switching position of the eighth valve 8 as in the eighth operating mode. In this respect, the description of the eighth
  • the third circuit 30 is guided over the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, so that the active cooling can take place. Specifically, the third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8, the
  • the air conditioning assembly 51 shown in Figure 1 has a total of eight valves, namely the first valve 1, the second valve 2, the third valve 3, the fourth valve 4, the fifth valve 5, the sixth valve 6, the seventh valve 7 and the eighth valve 8. This results in a total of 256 theoretical switching states.
  • the description of the operating modes 1 - 9 described above is therefore exemplary. Made up of a total of 8 valves, each two
  • Air conditioning assembly 51 to a variety of requirements by means of corresponding switching positions of the valves 1 - 8 are adjusted. This can be done actively or passively, that is to say with an energization of the Peltier heat pump 79 with the electrical energy 83 or not.
  • the Peltier heat pump 79 is provided as the only source of heat and cold.
  • the air-conditioning arrangement 51 comes without further heat sources, such as an electric PTC heater or the like.
  • the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 is therefore designed to be heaterless.
  • Air conditioning compressor so it is designed climate compressor.
  • FIG. 2 shows a further air conditioning arrangement 51 similar to the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. In the following, only the differences are discussed. In contrast, the air conditioning arrangement shown in Figure 2 51 only seven valves, namely the first to seventh valve 1 - 7. Instead of the eighth valve 8, the
  • a water-water heat exchanger 99 by means of which a heat flow between the third circuit 30 and the second circuit 20 is interchangeable. More specifically, from the electrical component assembly 40 to the
  • Heat transfer medium 57 of the third circuit 30 transmitted heat in the form of a fifth heat flow 101 by means of the water-water heat exchanger 99 on the
  • Heat transfer medium 57 of the second circuit 20 are transmitted.
  • the first circuit 10, the second circuit 20 and the third circuit 30 can also be controlled separately.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are completely separated from one another on the fluid side, so that they can also be operated by means of different heat transport media 57.
  • the second circuit 20 and the third circuit 30 are therefore not fluidly and thermally associated with each other in difference, but only thermally associated with each other by means of the water-water heat exchanger 99 through which the fifth heat flow 101 is feasible.
  • the fifth heat flow 101 is also passively driven by means of a heat gradient between the third circuit 30 and the second circuit 20.
  • the third circuit 30, which has the electrical component arrangement 40 can be coupled to the Peltier heat pump 79 for waste heat utilization and / or for active cooling of the E components. This interconnection has the advantage that a mass flow of
  • Heat transport medium 57 via the electrical components or the
  • Electro-component arrangement 40 can be set independently, which is advantageous in terms of reliability. Furthermore, there is a comparatively short
  • the second pump 25 and the third pump 35 can be dimensioned comparatively small.
  • the air conditioning assembly 51 shown in Figure 2 has the total of seven valves, each of which can assume two switching positions. Consequently, a total of 128 operating modes result, of which four are described in more detail below by way of example.
  • a first mode of operation which may be used for cooling the interior 71 and the electrical components of the electrical component assembly 40 in a summer operation
  • the first circuit 10 extends from the first pump 15 via the first valve 1, the first heat exchanger 93 of the front end
  • the second circuit 20 extends from the second pump 25 through the second valve 2, the cooling heat exchanger 65, the water-water heat exchanger 99 and finally on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25 back.
  • the third circuit 30 extends from the third pump 35 via the third.
  • Valve 3 the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric machine 45, the seventh valve 7, the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 and finally via the water-water heat exchanger 99 back to the third pump 35th
  • the Peltier heat pump 79 provided cold can be used on the one hand via the water-water heat exchanger 99 for cooling the electrical components and the cooling heat exchanger 65 for cooling the interior 71.
  • the air conditioning assembly 51 may be used in a winter operation to heat the interior 71 with waste heat utilization of the electrocomponent assembly 40.
  • the first circuit 10 runs starting from the first pump 15 via the first valve 1, the heater core 85 and finally via the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 back to the first pump 15th
  • the cooling heat exchanger 65 and the heating heat exchanger 85 are part of the interior 71 of the motor vehicle 55 associated air conditioner. To drive the
  • the air conditioner may have a separate blower.
  • the air conditioner may have a recirculation damper, by means of the optional
  • Indoor airflow 73 can be sucked from the interior 71 or from the environment 69. In any case, the indoor air flow 73 for air conditioning of the interior opens into the interior 71st
  • the second circuit 20 runs in the second operating mode, starting from the second pump 25 via the second valve 2, the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, the cooling heat exchanger 65 of the air conditioner, the water-water heat exchanger 99 and finally on the Cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25th
  • the third circuit 30 extends from the third pump 35 via the third valve 3 of the valve assembly 91 of the electrical component assembly 40, the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric machine 45, the seventh valve 7 and finally via the water -Water heat exchanger 99 back to the third pump 35th
  • a third operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 2 can be used for dehumidifying the interior 71 in the reheat mode and for cooling or using waste heat of the electrical components by means of the electro-component arrangement 40.
  • the first circuit 10 is connected as in the second
  • the second circuit 20 is in the third 'operating mode switched as in the first operation mode. In this respect, reference is made to the description of the first operating mode.
  • the third circuit 30 is switched in the third operating mode as in the second
  • a pre-conditioning of the high-voltage battery 49 during a mains charging operation can take place using a heat loss of the charger 47.
  • the fourth operating mode can be used for winter operation, ie for low temperatures in the surroundings 69 of the motor vehicle 55.
  • the first circuit 10 and the second circuit 20 are switched off, that is, the first pump 15 and the second pump 25 without delivery.
  • the third circuit 30 is switched as in the seventh operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1.
  • the description of the seventh operating mode is shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an air-conditioning arrangement 51 of a motor vehicle 55 with an electric drive 53. The system shown in FIG.
  • Air conditioning assembly 51 is similar to that shown in FIGS. 1 and 2
  • Air conditioning arrangement 51 constructed. In the following, only the differences are discussed.
  • the air-conditioning arrangement 51 according to FIG. 3 has only a first circuit 10 and a second circuit 20, which are driven by a first pump 15 and a second pump 25.
  • the third circuit 30 and the third pump 35 can be dispensed with. Nevertheless, the
  • the tenth valve 100 is connected to the second circuit 20 downstream of the cooling heat exchanger 65.
  • a first switching position which is shown in Figure 3
  • the tenth valve 100 the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream.
  • the tenth valve 10 is the electro-component arrangement 40
  • the air conditioning arrangement 51 according to FIG. 3 advantageously has a simplified front-end heat exchanger 59.
  • the front end heat exchanger 59 according to FIG. 3 has only the first heat exchanger 93 and the second heat exchanger 95.
  • the third heat exchanger 97 can be dispensed with.
  • the air-conditioning arrangement 51 according to FIG. 3 has a ninth valve 9.
  • the ninth valve 9 is connected downstream of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 and is part of the second circuit 20. In a first switching position of the ninth valve 9, which is shown in Figure 3, the ninth valve 9, the cooling heat exchanger 65 is connected downstream.
  • the ninth valve 9 In a second switching position, the ninth valve 9, the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream.
  • the Peltier heat pump 79 is twice the heat transfer medium 57, so flowed through by the first circuit 10 and the second circuit 20 and can also be referred to as Peltier water-water heat exchanger.
  • the first valve 1, the second valve 2, the ninth valve 9 and the tenth valve 100 are each designed as a spring-reset, electromagnetically actuated 3/2-way valve.
  • Heat exchanger 97 is dispensable.
  • Heat to be exchanged can optionally be exchanged with different components of the second circuit 20, in particular with the Peltier heat pump 79, the cooling heat exchanger 65 and / or the electrical component arrangement 40.
  • the air conditioning assembly 51 shown in Figure 3 has a total of nine valves, namely the first to seventh valve 1-7 and the ninth valve 9 and the tenth valve 100. These have two switching positions, so that a total of 512 different
  • Switching states result. These 512 switching states are part of the invention, with 7 particularly preferred operating states being explained in more detail below.
  • the first circuit 10 is switched as in the first
  • the second circuit 20 is returned from the second pump 25 via the second valve 2, the cooling heat exchanger 65, the tenth valve 100 and finally via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 second pump 25 out.
  • Operating state can be used advantageously for cooling the interior 71 of the motor vehicle 55.
  • the second heat flow 67 can be withdrawn from the interior airflow 73, which in turn can be pumped from the cold side 77 to the warm side 75 as a third heat flow 81 by means of the Peltier heat pump 79.
  • this can then be delivered in the form of the first heat flow 61 to the ambient air stream 63 and thus to the environment 69 of the motor vehicle 55.
  • the second circuit 20 proceeds in the second operating state, starting from the second pump 25 via the second valve 2, via the cooling heat exchanger 65, via the tenth valve 100, in all three parallel branches via the electrical component arrangement 40, via the seventh valve 7 the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, via the ninth valve 9 and finally on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 again back to the second pump 25.
  • Advantageously, can be done in a series circuit, the cooling of the interior 71 and the electrical components.
  • the still comparatively cool flowing out of the cooling heat exchanger 65 heat transport medium 57 can be advantageously used for cooling the electrical components by means of the electric component assembly 40. After this twofold increase in temperature, heat can be dissipated to the ambient air stream 63.
  • the thus pre-cooled heat transfer medium can then be advantageously brought back on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to a necessary for cooling the interior 71 low temperature level.
  • the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 3 can be used for dehumidifying the interior 71.
  • the second circuit 20 is connected in the same way as in the first operating state. In this respect, reference is made to the description of the first operating state.
  • the first circuit 10 is thus switched as in the first operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1.
  • the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 3 with respect to the switching state of the first circuit 10 is described in the description of the first operating state of FIG Air conditioning 51 assignment referenced.
  • a fourth operating state can equally be used for the dehumidification of the interior 71 with simultaneous cooling or waste heat utilization of the electrical components by means of the electrical component arrangement 40.
  • the first circuit 10 is connected in the same way as in the third operating state. In this respect, the description of the first circuit 10 in the third operating state of that shown in FIG.
  • Air conditioning arrangement 51 referenced.
  • the second circuit 20 extends in the fourth operating state, starting from the second pump 25 via the cooling heat exchanger 65, via the tenth valve 100, via the
  • the interior 71 can be heated, in particular by means of ambient heat.
  • the first circuit 10 is connected as in the third and fourth operating state.
  • the second circuit 20 extends from the second pump 25 via the second valve 2, the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, the ninth valve 9, the cooling heat exchanger 65, the tenth valve 100 and finally via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25.
  • the air-conditioning arrangement 51 illustrated in FIG. 3 can be used for heating the interior 71 with ambient heat and waste heat utilization of the electrical components.
  • the first circuit 10 is switched in the same way as in the third operating state. Insofar is on the
  • the second circuit 20 extends in the sixth operating state, starting from the second pump 25 via the second valve 2, the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, the cooling heat exchanger 65, the tenth valve 100, the
  • Advantageously, can be added to heat the Peltier heat pump 79 by means of the second heat exchanger 95 and by means of the cooling heat exchanger 65 ambient heat , This can advantageously be pumped to heat the interior by means of the heating heat exchanger 85 by means of the Peltier heat pump 79 in the first circuit 10.
  • the air conditioning assembly 51 shown in FIG. 3 may be used to actively condition the electrical components during a power-up phase. Alternatively, if necessary, heating of the electrical components is also possible. Alternatively, if necessary, a preconditioning of the interior 71 is conceivable.
  • the first circuit 10 starting from the first pump 15, is guided back to the first pump 15 via the first valve 1, the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 and finally via the hot side 75 of the Peltier heat pump 79.
  • the switching position of the first valve 1 can optionally be changed.
  • the second circuit 20 is switched to be the same in the seventh operating state as in the fourth operating state. In this respect, reference is made to the description of the fourth operating state. If appropriate, the seventh valve 7 can be switched over differently depending on an ambient temperature level, so that the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 is connected in the second circuit 20.
  • the air conditioning assembly 51 shown in FIG. 3 as well as the air conditioning assembly 51 shown in FIGS. 1 and 2 may be used to separately condition the charger 47 and the high voltage battery 49.
  • the charger 47 can be switched out of the second circuit 20 during a driving state of the motor vehicle 55 by means of the parallel branch 89, so that pressure losses can be advantageously eliminated by the charger 47 during driving, since the charger 47 is operated only during the mains charging operation and accordingly only during this time must be thermally conditioned.
  • the ninth valve 9 is advantageous
  • the front-end heat exchanger 59 can thus be constructed particularly simply, namely only by means of the first heat exchanger 93 and second heat exchanger 95.
  • the second circuit 20 has only the second heat exchanger 95, since in all operating conditions, if necessary, by means of a corresponding switching position of the ninth Valve 9, the second heat exchanger 95 can be used to exchange heat with the environment 69.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of an air conditioning arrangement 51 similar to the air conditioning arrangement 51 shown in FIGS.
  • the front-end heat exchanger 59 has the first heat exchanger 93, the second heat exchanger 95 and the third heat exchanger 97.
  • this eliminates the ninth valve 9 shown in FIG. In the following, only the further differences will be discussed.
  • the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 4 has a total of seven valves, namely the first valve 1, the second valve 2, the fourth valve 4, the fifth valve 5, the sixth valve 6, the seventh valve 7 and the tenth valve 100 the ninth valve 9 can, as shown in Figure 4 advantageously also on the third valve 3 of the
  • Electro-component arrangement 40 can be omitted. This advantageously has a
  • the drawn parallel branch 89 is connected, but in series with the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45.
  • the seven valves resulting in a total of 128 switching states, which are part of the invention.
  • the first valve 1 of the first circuit 10 is not connected downstream of the first pump 15.
  • the first valve 1 is connected downstream of the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59.
  • the first valve 1 fulfills the same function at this point, so that the first circuit 10 according to the illustration of Figure 4 also optionally via the front-end heat exchanger 59 or the
  • Heating heat exchanger 85 can be performed.
  • the air-conditioning arrangement 51 likewise has the two circuits, namely the first circuit 10 and the second circuit 20, which are each coupled to the Peltier heat pump 79.
  • the second circuit 20 acts in a summer operation as a cooling circuit for the
  • the second circuit 20 thus always represents the colder of the two circuits.
  • a temperature level is generated at the heat exchangers of the front-end heat exchanger 59 and the air conditioner with the help of the Peltier heat pump 79, with the depending on the operating heat from the Environment 69 and from the electrical components
  • the switched into the second circuit 20 components are arranged according to the expected temperature level.
  • winter operation case 59 as much heat from the environment 69 is added to the front-end heat exchanger.
  • An exit temperature of the heat transport medium 57 at an outlet of the Peltier heat pump 79 or at an inlet of the front-end heat exchanger 59 is advantageous to below a temperature level of the environment 69th
  • the cooling heat exchanger 65 is flowed through.
  • the cooling heat exchanger 65 condenses due to the low temperature level, the humidity from a mixture of circulating air and fresh air.
  • a latent advantageous Heat output also co-used by condensing out the humidity.
  • the front-end heat exchanger 59 can be decoupled with the aid of the second valve 2 of the second circuit 20.
  • a lower temperature level is produced at the cooling heat exchanger 65 than at the upstream front end heat exchanger 59 and it can be dehumidified more.
  • the electrical components can in one
  • the third heat exchanger 97 is decoupled in the flow direction with the aid of the seventh valve 7, which is designed as a changeover valve.
  • the interior 71 is thermally conditioned.
  • the electrical components are flowed through and cooled.
  • the heat absorbed is first emitted as good as possible to the front end heat exchanger 59 connected downstream of the E components.
  • the seventh valve 7 can be switched.
  • the low temperature level for conditioning the interior 71 is generated via the Peltier heat pump 79.
  • Fan speeds and / or flap positions for example grille shutters
  • a regulating and / or control device not shown in detail in FIGS. 1-4 may be used to control the valves 1-10, the pumps 15, 25, 35 and the electrical energy 83 and the fan of the front-end heat exchanger 59 and the air conditioner be provided.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 4.
  • the electrical component arrangement 40 according to the representation of FIG. 5 has a total of four 2/2-way valves or switching valves, namely a fourth valve 4, a fifth Valve 5, a sixth valve 6 and a seventh valve 7. This results in a total of 16 switching states that are part of the invention. In the following, five of the switching states according to the invention are described in greater detail by way of example.
  • the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is opened, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7, which is embodied as a 3/2-way valve, is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • This first variant can be advantageously used for a charging operation at low temperatures, wherein advantageously a thermal conditioning of the high-voltage battery 49 can be carried out under a waste heat utilization of the charger 47.
  • the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59.
  • This second variant can be advantageously used for a charging operation at high temperatures and / or for cooling the charger 47 and the high-voltage battery 49.
  • the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • This third variant can be advantageously used for a start-up operation in a winter and / or for a heat pump operation with a thermal conditioning of the high-voltage battery 49 after a charging operation.
  • the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59.
  • This fourth variant can be advantageously used for a continuous operation in a summer and / or for a cooling operation of the electric machine 56, the DC-DC converter 41 and the power electronics 43.
  • the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • This switching state can be advantageous for a continuous operation in a winter and / or a heat pump operation with waste heat utilization of
  • FIG. 6 shows a detailed view of the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 3.
  • the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 6 has a total of five valves, namely four switching valves or 2/2-way valves and a 3/2-way switching valve.
  • the valves are each designed as spring-return electromagnetically operated switching valve.
  • the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 6 has the third valve 3, the fourth valve 4, the fifth valve 5, the sixth valve 6 and the seventh valve 7. Accordingly, a total of 32 different switching states, which are part of the invention. Of the 32 possible switching states according to the invention, seven variants are described in greater detail below by way of example.
  • the third valve 3 is opened, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is opened, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • all three parallel branches of the electrical component arrangement 40 are advantageous with the
  • Heat transfer medium 57 flows through, with all the electrical components of the
  • Electric component assembly 40 can be thermally conditioned alike.
  • the third valve 3 is closed, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is opened, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • this second variant can be used for a charging operation at low temperatures and / or a thermal conditioning of the high-voltage battery 49 with waste heat utilization of the charger 47. It can be seen that in this case the heat transport medium 57 first flows through the charger 47, where it is heated, so that the subsequently passed through high-voltage battery 49 can be warmed up accordingly.
  • the third valve 3 is closed, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59.
  • This third variant can be advantageously used for a charging operation at high temperatures, with advantageous cooling of the charger 47 and the high-voltage battery 49 can be carried out. It can be seen that in this case the charger 47 and the high-voltage battery 49 can be flowed through in parallel, so that they can be cooled equally.
  • the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 does not flow through, so that the entire volume flow of the heat transfer medium 57 can be used to cool the charger 47 and the high-voltage battery 49.
  • the third valve 3 is closed, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is closed
  • This fourth variant can be used advantageously for a start-up operation in a winter and / or a heat pump operation with a thermally conditioned battery after a charging operation.
  • only the high-voltage battery 49 is advantageously flowed through.
  • the other parallel branches, in which the charger 47 or the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 are connected, are not flowed through by the heat transport medium 57.
  • the third valve 3 is opened, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is closed
  • This fifth variant can advantageously be used for a continuous operation in a winter and / or a heat pump operation with a waste heat utilization of the power electronics 43 and / or the DC-DC converter 41 and / or the electric machine 45.
  • both the charger 47 and the high-voltage battery 49 are not flowed through, so that they advantageously cause no resistance and no unused flow through the heat transfer medium 57. Due to the opened third valve 3 and the remaining closed valves 4, 5, 6, only the parallel branch of the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 is flowed through.
  • the third valve 3 is opened, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
  • this sixth variant for a continuous operation in a winter and / or a heat pump operation with waste heat utilization of the power electronics 43, the
  • DC-DC converter 41, the electric machine 45 and the high-voltage battery 49 are used.
  • the parallel branch 89, in which the charger 47 is connected does not flow through.
  • the remaining electrical components can advantageously be flowed through by the heat transport medium 57 for utilizing the waste heat.
  • all valves except the seventh valve 7 are the same as in the fifth variant. The only difference is the seventh valve 7 is connected in the direction of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59.
  • This seventh variant can be used advantageously for a continuous driving operation in a summer and / or a cooling operation of the electric machine 45, the DC-DC converter 41 and the power electronics 43. It can be seen that the charger 47 and the high-voltage battery 49 from the second circuit 20 and the electrical component assembly 40th
  • the valves 1 to 10 can also be designed as 2/2 or 3/2-way proportional valves.
  • Motor vehicle 55 take place, in particular the heat flows 61, 67, 81, 87 and / or 101.
  • Fig. 7 shows a further embodiment, similar to that shown in Fig.1, wherein the number of branches and valves is reduced, so that the air conditioning assembly 251 can be made simpler.
  • Functionally identical or identical components are provided in the embodiment shown in FIG. 7 with respect to the components shown in Figure 1 with increased by 200 reference numerals.
  • the illustrated air conditioning arrangement 251 in turn has a first circuit 210 which is operated with a heat transport medium 257, wherein a first pump 215 provides for its circulation. Following in the flow direction of the first pump 215, the hot side 275 of a Peltier heat pump 279 is provided in the circuit 210 and following this branching possibility via two 2/2 way valves 300a, 300b. A further transport of the heat transport medium 257 through a front end heat exchanger 259, in the present case the first partial heat exchanger 293, is possible via the first branch and thus an open valve 300a, and starting from this back to the first pump 215.
  • the front end heat exchanger is as shown in FIG Embodiment, can be flowed through by an ambient air flow 263 between the first part of the heat exchanger 293 and the ambient air stream 263, a first heat flow 261 can be replaced.
  • the second branching possibility at the valve 300b leads the heat transport medium 257 via a heating heat exchanger 285, via which a fourth heat flow 287 with the
  • the air conditioning assembly 251 has analogous to that explained in Fig. 1
  • a second circuit 220 which is operated by means of the heat transport medium 257 and a second pump 225.
  • a further heat transport medium can be provided.
  • the heat transport medium 257 to the cold side 277 of the Peltier heat pump 279 feasible.
  • a branching option in three lines which can be opened or closed via a respective 2/2-way valve 302a, 302b, 302c.
  • a first branch which can be flowed through via the valve 302 a, leads to a cooling heat exchanger 265, which is assigned to an interior 271 of the motor vehicle 255.
  • the leading into the interior 271 indoor airflow 273 is by heat transfer of a second
  • Cooling heat exchanger 265, the heat transport medium 257 to the suction side of the second pump 225 is traceable.
  • a second branch of the circuit 220 is in the direction of via the valve 302b
  • Electro-component arrangement 240 can be conducted. This branch leads into a line section which, in addition, runs into a third circuit 230, which is operated via a third pump 235.
  • a DC-DC converter unit 241, 241 a which as in this case in two parts, for example, to provide the voltage of two independent Bordnetze or one piece (not shown) is arranged.
  • the heat transport medium 257 can be guided either via a second partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 or a bypass 303 bypassing it.
  • the heat transport medium 257 is led to the suction region of the second pump 225 of the second circuit 220 or to the suction region of the third pump 235 of the third circuit 230.
  • the second partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 or a bypass 303 bypassing it.
  • the heat transport medium 257 is led to the suction region of the second pump 225 of the second circuit 220 or to the suction region of the third pump 235 of the third circuit 230.
  • the second partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 or a bypass 303 bypassing it.
  • the heat transport medium 257 is led to the suction region of the second pump 225 of the second circuit 220 or to the suction region of the third pump 235 of the third circuit 230.
  • a third branch of the circuit 220 is opened or closed via the 2/2 valve 302c, the valve 302c being supplied with the high-voltage battery 249 and a charger 247 as part of the electrical component arrangement with the heat transport medium 257.
  • the heat transport medium 257 is returned via the parallel branch 289 to the second pump 225.
  • the operating modes of the arrangement according to FIG. 7 are described analogously to FIG. 1, wherein in a first operating mode for actively cooling the interior 271 of the motor vehicle 255 and part of the electrical component arrangement 240, the valve 300a is opened and the valve 300b is closed, then that the heating heat exchanger 285 is not flowed through by the heat transport medium 257. Rather, the heat transport medium 257 via the hot side 275 of the Peltier heat pump 279 to the front end heat exchanger 259 via the open valve 300a in the first circuit 210 and cooled there by means of the partial heat exchanger 293 through the first heat flow 261 through the ambient air flow 263.
  • the amount of heat generated at the Peltier heat pump 279 on the hot side 275 is thus substantially discharged via the partial heat exchanger 293 to the environment 269. After passing through the first partial heat exchanger 293, the heat transport medium 257 can be conveyed again via the first pump 215.
  • the heat transport medium 257 is cooled on the cold side 277 of the Peltier heat pump 279 and subsequently fed via the open valve 302 b the cooling heat exchanger 265, wherein the over
  • Heat flow 267 cooled indoor air flow 273 the interior 271 can be supplied. Also active, the DC-DC converter 241 241 a, the power electronics 243 and the electric motor 245 can be cooled via the open valve 302 b.
  • the valve 207 is adjusted so that the heat transport medium 257 flows through the bypass 303, bypassing the second partial heat exchanger 295 back to the second pump 225.
  • the valve 208 is then in a switching position, which prevents the way to the third pump 235.
  • the valve 303c is in the closed position, so that the charger 247 and the high-voltage battery 249 are not supplied with the heat transport medium 257.
  • Such an operating mode represents a typical summer operation.
  • Electrode assembly 240 only passively cool.
  • the cooling of the interior as described for the first mode, taking advantage of the cold side 277 of the Peltier heat pump 279.
  • the power electronics 243 and the electric motor 245 provides only the third cycle 230.
  • the heat transport medium 257 is guided via said electrical components and under appropriate switching position of the valve 207 via the second partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 and by means of
  • a heating of the interior 271 with additional utilization of the waste heat of the Elektrokomponenten- arrangement 240 is connected so that the first pump 215, the heat transport medium 257 on the hot side 275th the Peltier heat pump 279 and the open valve 300b leads to the heater core 285. This is done via the fourth heat flow 287, a heating of the indoor air flow 273.
  • the valve 300a is closed.
  • the waste heat which may be produced at the DC-DC converters 241, 241 a, the power electronics 243 and the electric motor 245 is fed via the heat transport medium 257 to the cold side 277 of the Peltier heat pump 279.
  • valves 302a and 302c are closed and the valve 302b is opened. Furthermore, the valve 207 is switched so that the heat transfer medium 257 bypasses the second partial heat exchanger 295 via the bypass 303 and the switching position of the valve 208 is selected such that the supply line to the second pump 225 is opened and the supply to the third pump 235, which is switched off anyway is, is prevented.
  • both the heating heat exchanger 285 and the cooling heat exchanger 265 can be actively included in the circuits of the Peltier heat pump 279.
  • the first pump 215 via the hot side 275 of the heat pump 279 conveys the heat transport medium 257 via the opened valve 300b to the heater core 285, at which via the fourth
  • Heat flow 287 a heating of the inner air flow 273, which is supplied to the interior takes place.
  • the valve 300a is regulated in its position so that a desired temperature at the heat exchanger 285 can be adjusted by the proportion of the heat transfer medium 257 guided to the front-end heat exchanger 259.
  • the second pump 225 conveys the heat transport medium 257 via the cold side 277 of the Peltier heat exchanger 269 and the opened valve 302 a to
  • the third cycle 230 is shut down or the third pump 235 is turned off and the corresponding
  • a fifth operating mode in addition to the reheat operation, cooling and / or waste heat utilization of the electrical component arrangement 240 takes place.
  • the first circuit 210 is connected as in the fourth operating mode.
  • the second circuit 220 is modified in that, in contrast to the fourth mode of operation, the valve 302b is opened in addition to the valve 302a, so that the DC-DC converter 241, 241a, the power electronics 243 and the electric motor 245 are supplied with the heat transport medium 257 become.
  • the switching position of the valve 207 is selected so that the bypass 303 flows through bypassing the second partial heat exchanger 295 and is returned to the second pump 225.
  • a purely passive cooling of the electrical component arrangement 240 takes place exclusively with the exclusive use of the third circuit 230.
  • the heat transport medium 257 is supplied via the third pump 235 to the DC-DC converters 241, 241 a of the power electronics 243 and the electric motor 245 and the valve 207 is switched so that the bypass 303 is closed and the heat transport medium 257 is cooled at the second partial heat exchanger 295 with heat exchange with the ambient air stream 263.
  • the 2/3-way valve 208 is switched so that the third circuit 230 is completely decoupled from the second circuit 220 and a return of the heat transfer medium 257 to the third pump 235 takes place.
  • the first and second circuits 210, 220 are completely shut down, that is, in particular, the first and second pump 215, 225 are turned off. Likewise, the Peltier heat pump 279 is disabled.
  • active cooling of the charging device 247 and the high-voltage battery 249 in a seventh operating mode is advantageously carried out, in particular during summer operation.
  • the first circuit 210 is as in the first mode of operation
  • Embodiment shown in FIG. 7 connected.
  • the third circuit 230 and thus also the third pump 235 are shut down.
  • the valves 302a and 302b are closed.
  • the embodiment shown in Figure 7 has a total of seven valves, of which two are 3/2-way valves and five 2/2-way valves. This number can still be reduced by the valve 300b, in particular in the case of a so-called air-conditioned air conditioning arrangement 251.
  • the heater core would 285 can not be separated from the heat transport medium 257, so that during operation of the Peltier heat pump 279 this is constantly heated, however, by suitable arrangement of the heating heat exchanger 285 in the indoor air flow 273 via one, the proportion of the heat exchanger 285 passing indoor air flow 273, regulating temperature flap to set the temperature of the indoor airflow 273 entering the internal space 271.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 7 or the modified exemplary embodiment not shown has a reduced number of valves and branching points compared with the exemplary embodiment according to FIG. 7
  • front-end heat exchanger 259 is constructed in two parts only.
  • the parallel branch 289 with the valve 302c in the second circuit 220 can be omitted.
  • the charger 247 may then be connected to the third circuit 230 in series with other components such as DC-DC converters 241, 241 a, power electronics 243 or electric motor 245.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to an air-conditioning arrangement (51) for the thermal conditioning of a motor vehicle (55) which, in particular, has an electric drive (53), having a first circuit (10) which is operated with a heat transport medium (57) and which is driven by a first pump (15), having a second circuit (20) which is operated with the heat transport medium (57) or with a further heat transport medium and which is driven by a second pump (25), having a heat exchanger, in particular a front-end heat exchanger (59), which is connected into the first circuit (10) and by means of which a first heat flow (61) can be transported passively between an ambient air flow (63), which passes from an environment (69) of the motor vehicle (55), and the heat transport medium (57) of the first circuit (10), having a cooling heat exchanger (65) which is connected into the second circuit (20) and by means of which a second heat flow (67) can be transported passively between an interior space air flow (73), which issues into an interior space (71) of the motor vehicle (55) which at least partially delimits the environment (69) of the motor vehicle (55), and the heat transport medium (57) or the further heat transport medium of the second circuit (20). To provide an improved air-conditioning arrangement, the latter has a heat pump (79) which has a warm side (75) connected into the first circuit (10) and a cold side (77) connected into the second circuit (20), by means of which heat pump (79) a third heat flow (81) can be transported actively from the heat transport medium (57) or the further transport medium of the second circuit (20) into the heat transport medium (57) of the first circuit (10) with consumption of energy (83), in particular electrical energy. The heat pump is preferably a Peltier heat pump.

Description

Beschreibung  description
Thermisches Konditionieren eines, insbesondere einen Elektroantrieb aufweisenden Thermal conditioning of a, in particular having an electric drive
Kraftfahrzeugs  motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 sowie ein verfahrensgemäßes und/oder anordnungsgemäßes Kraftfahrzeug. The invention relates to an air conditioning arrangement according to the preamble of claim 1, a method according to the preamble of claim 20 and a method according to and / or according to the motor vehicle.
Das thermische Konditionieren von Kraftfahrzeugen ist bekannt. Solche Kraftfahrzeuge können beispielsweise einen Elektroantrieb aufweisen, wobei vielfältige Elektrokomponenten des Elektroantriebs thermisch konditioniert werden, beispielsweise gekühlt oder erwärmt. Es ist bekannt, dazu ein Wärmetransportmedium zu verwenden und dieses durch entsprechende den Elektrokomponenten zugeordnete Wärmetauscher zum Übertragen entsprechender The thermal conditioning of motor vehicles is known. Such motor vehicles may, for example, have an electric drive, wherein various electrical components of the electric drive are thermally conditioned, for example, cooled or heated. It is known to use a heat transport medium and this by corresponding associated with the electrical components heat exchanger for transmitting corresponding
Wärmeströme zu führen. Entsprechende Wärme kann beispielsweise zum Beheizen eines Innenraums des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Außerdem ist es bekannt, mittels To conduct heat flows. Corresponding heat can be used for example for heating an interior of the motor vehicle. Moreover, it is known by means of
Klimakompressoren Wärme und/oder Kälte zum thermischen Konditionieren der Air conditioning compressors heat and / or refrigeration for the thermal conditioning of
Elektrokomponenten, des Innenraums und/oder weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Die DE 10 2005 048 660 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regulierung der Temperatur der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtung zur thermischen Regulierung der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs umfasst einen Kühlkreislauf, in dem eine Kühlflüssigkeit zirkuliert, einen sekundären Kreislauf, in dem eine wärmeübertragende Flüssigkeit zirkuliert, einen Wärmetauscher, der durch die Kühlflüssigkeit und die Wärme übertragende Flüssigkeit durchflössen wird, und Mittel zum thermischen Austausch, welche durch die wärmeübertragende Flüssigkeit und einen Luftstrom durchflössen werden, der dazu bestimmt ist, die Fahrgastzelle des Fahrzeugs zu erwärmen und abzukühlen. Die Electrical components to provide the interior and / or other components of the motor vehicle. DE 10 2005 048 660 A1 discloses an apparatus and a method for regulating the temperature of the passenger compartment of a motor vehicle. This device for thermally regulating the passenger compartment of the motor vehicle comprises a cooling circuit in which a cooling liquid circulates, a secondary circuit in which a heat-transferring liquid circulates, a heat exchanger through which the cooling liquid and the heat-transferring liquid flow, and means for thermal exchange which are traversed by the heat transfer fluid and an air flow intended to heat and cool the passenger compartment of the vehicle. The
wärmeübertragende Flüssigkeit im sekundären Kreislauf zirkuliert in zwei entgegengesetzte Richtungen im Modus des Heizens der Fahrgastzelle einerseits und im Modus des Kühlens der Fahrgastzelle andererseits. Darüber hinaus umfassen die Mittel des thermischen Austausche mindestens eine Gesamtheit von zwei Wärmetauschern, die parallel angebracht sind und jeweils mit einem Klappventil ausgestattet sind, wobei die Klappventile antiparallel angebracht sind, um den einen oder den anderen Wärmetauscher im Modus des Heizens und im Modus des Kühlens der Fahrgastzelle zu versorgen. Weitere Klimatisierungsanordnungen zeigen die US 2008 0028768 A1 , US 2009 0020620 A1 , DE 10 2007 044 466 A1 , WO 99 10191 A1 , DE 603 03 654 T2, DE 101 54 595.A1 sowie DE 195 42 125 A1 . heat transfer fluid in the secondary circuit circulates in two opposite directions in the mode of heating the passenger compartment on the one hand and in the mode of cooling the passenger compartment on the other hand. In addition, the means for thermal exchanges comprise at least a whole of two heat exchangers mounted in parallel and each equipped with a flap valve, the flap valves being mounted in anti-parallel to one or the other of the heat exchanger and the cooling mode to supply the passenger compartment. Further air-conditioning arrangements are shown in US 2008 0028768 A1, US 2009 0020620 A1, DE 10 2007 044 466 A1, WO 99 10191 A1, DE 603 03 654 T2, DE 101 54 595 A1 and DE 195 42 125 A1.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes thermisches Konditionieren eines einen Elektroantrieb aufweisenden Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. CONFIRMATION COPY The object of the invention is to enable an improved thermal conditioning of a motor vehicle having an electric drive.
Die Aufgabe ist durch eine Klimatisierungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft ist eine Peltier-Wärmepumpe vorgesehen, die gleichzeitig als Wärmequelle und als Wärmesenke dient, so dass sich ein besonders einfacher Aufbau der Klimatisierungsanordnung ergibt. Vorteilhaft kann mittels der Wärmepumpe ein Wärmestrom aktiv transportiert werden. Es versteht sich, dass auch der Einsatz anderer Wärmepumpen statt einer Peltier-Wärmepumpe von der Erfindung umfasst sind. So kann allgemein die Wärmepumpe als eine Maschine, die unter Aufwendung von technischer Arbeit thermische Energie aus einem Reservoir mit niedrigerer Temperatur aufnimmt und - zusammen mit der Antriebsenergie - als Wärme auf ein System mit höherer Temperatur überträgt, definiert werden. Beispiele für weitere Wärmepumpen neben einer Peltier-Wärmepumpe wären Wärmepumpen, die nach dem Kaltdampfprozess, The object is achieved by an air conditioning arrangement according to the preamble of claim 1 by the characterizing part of claim 1. Advantageously, a Peltier heat pump is provided, which also serves as a heat source and as a heat sink, so that there is a particularly simple construction of the air conditioning arrangement. Advantageously, a heat flow can be actively transported by means of the heat pump. It is understood that the use of other heat pumps instead of a Peltier heat pump are included in the invention. Thus, in general, the heat pump can be defined as a machine that, using engineering, receives thermal energy from a lower temperature reservoir and, together with the drive energy, transfers it as heat to a higher temperature system. Examples of further heat pumps in addition to a Peltier heat pump would be heat pumps, which after the cold steam process,
magnetokalorisch oder thermoakustisch arbeiten. Unter einem passiven Transportieren eines Wärmestroms kann verstanden werden, dass sich der Wärmestrom entlang eines work magnetocalorically or thermoacoustically. By passive transporting a heat flow, it can be understood that the heat flow along a
Temperaturgefälles ohne weiteres Zutun fortbewegt. Unter aktivem Transportieren des Wärmestroms kann verstanden werden, dass dies entgegen eines vorhandenen Temperature gradient moved on without further action. By actively transporting the heat flow, it can be understood that this is contrary to an existing one
Temperaturgefälles erfolgt. Dieses Phänomen tritt bei sogenannten Wärmepumpen auf, die unter Zuführung von Energie, vorliegend insbesondere der elektrischen Energie, den Temperature gradient takes place. This phenomenon occurs in so-called heat pumps, the supply of energy, in this case in particular the electrical energy, the
Wärmestrom entgegen des Temperaturgefälles antreiben. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine in den ersten Kreislauf geschaltete Warmseite und in den zweiten Kreislauf geschaltete Kaltseite aufweisende Wärmepumpe mittels der ein dritter Wärmestrom von dem Wärmetransportmedium oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs in das Wärmetransportmedium des ersten Kreislaufs unter einem Verbrauch von insbesondere elektrischer Energie aktiv transportierbar und damit eine bedarfsgerechte Temperierung von an den ersten und zweiten Kreislauf gekoppelten thermischen Komponenten des Fahrzeugs möglich ist. Drive heat flow against the temperature gradient. The invention is characterized in that a switched into the first circuit hot side and connected to the second circuit cold side heat pump by means of a third heat flow from the heat transfer medium or the other heat transport medium of the second cycle in the heat transport medium of the first cycle under a consumption of particular electrical energy can be actively transported and thus an on-demand temperature control of coupled to the first and second circuit thermal components of the vehicle is possible.
Die Erfindung ermöglicht es insbesondere ein Ladegerät bedarfsgerecht thermisch zu konditionieren und/oder Elektrokomponenten bedarfsgerecht zu konditionieren und/oder einen möglichst einfach aufgebauten Wärmetauscher, insbesondere Frontend-Wärmetauscher bereitzustellen und/oder einen Strömungswiderstand entsprechender Kreisläufe zum thermischen Konditionieren mittels eines Wärmetransportmedium zu minimieren und/oder mit möglichst wenig Antriebspumpen für das Wärmetransportmedium auszukommen und/oder fluidseitig getrennte Kreisläufe zum thermischen Konditionieren von Elektrokomponenten und eines Innenraums des Kraftfahrzeugs bereitzustellen und/oder auch bei vergleichsweise hohen Außentemperaturen eine Kühlung der Elektrokomponenten und/oder des Innenraums zu ermöglichen und/oder auf einfache Art und Weise eine Abwärme eines Ladegeräts zum In particular, the invention makes it possible to thermally condition a charger as required and / or to condition electrical components as required and / or to provide a heat exchanger which is as simple as possible, in particular front-end heat exchangers and / or to minimize and / or restrict a flow resistance of corresponding circuits for thermal conditioning by means of a heat transport medium to make do with as few drive pumps for the heat transport medium and / or separate circuits to provide thermal conditioning of electrical components and an interior of the motor vehicle and / or even at relatively high outside temperatures cooling of the electrical components and / or the interior permit and / or in a simple manner a waste heat of a charger for
Aufwärmen einer Batterie zu verwenden und/oder bedarfsgerecht entweder Abwärme der Elektrokomponenten an eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abzuführen oder in einem To warm up a battery to use and / or dissipate either waste heat of the electrical components to an environment of the motor vehicle or in one
Winterbetriebsfall für ein Aufwärmen des Innenraums des Kraftfahrzeugs zu verwenden und/oder eine Batterie bedarfsgerecht thermisch zu konditionieren und/oder eine Winter operation case to use for warming up the interior of the motor vehicle and / or thermally condition a battery as needed and / or a
Elektromaschine, einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sowie eine Leistungselektronik bedarfsgerecht thermisch zu konditionieren und/oder für einen Winterbetriebsfall eine zu den Elektrokomponenten zusätzliche Wärmequelle zur Erwärmung des Innenraums bereitzustellen und/oder eine möglichst einfach aufgebaute Klimatisierungsanordnung bereitzustellen, die mit möglichst wenig Wärmequellen auskommt und/oder eine möglichst flexibel ansteuerbare und/oder regelbare Klimatisierungsanordnung bereitzustellen. Der Wärmetauscher ist insbesondere als Frontendwärmetauscher ausgebildet, so dass er durch seine Anordnung im Frontend und damit im Vorderwagen einer direkten Luftanströmung ausgesetzt ist. Electric machine, a DC-DC converter and a power electronics thermally condition as needed and / or provide a winter to the electrical components additional heat source for heating the interior and / or provide a simply constructed air conditioning arrangement that requires as little heat sources and / / or to provide a flexible as possible controllable and / or controllable air conditioning arrangement. The heat exchanger is designed in particular as a front-end heat exchanger, so that it is exposed by its arrangement in the front end and thus in the front of a direct air flow.
Selbstverständlich ist es auch möglich den Wärmetauscher an anderer Stelle als dem Frontend eines Fahrzeugs anzuordnen. Of course, it is also possible to arrange the heat exchanger at a location other than the front end of a vehicle.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 2 ausgebildet. Vorteilhaft kann ein Wärmestrom zum Erwärmen und/oder Beheizen mittels des Innenraumluftstroms in den Innenraum des Kraftfahrzeugs eingebracht werden. A preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 2. Advantageously, a heat flow for heating and / or heating by means of the indoor air flow can be introduced into the interior of the motor vehicle.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 3 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des ersten Ventils der erste Kreislauf so umgeschaltet werden, dass die von der Wärmepumpe erzeugte Wärme entweder dem Claim 3 formed. Advantageously, by means of the first valve, the first circuit can be switched so that the heat generated by the heat pump either the
Innenraum zugeführt wird oder an die Umgebung abgegeben wird. Vorteilhaft kann so zwischen einem Sommer- und einem Winterbetrieb umgeschaltet werden. Interior is supplied or discharged to the environment. Advantageously can be switched so between a summer and a winter operation.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 4 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels der Elektrokomponenten-Anordnung ein thermisches Konditionieren der Elektrokomponenten erfolgen. Dazu kann die Claim 4 is formed. Advantageously, a thermal conditioning of the electrical components can take place by means of the electrical component arrangement. This can be the
Elektrokomponenten-Anordnung pro Elektrokomponente zumindest einen separaten Electro-component arrangement per electrical component at least one separate
Wärmetauscher aufweisen, der von dem Wärmetransportmedium durchströmt wird. Dabei kann, je nach Bedarf und Betriebszustand der Klimatisierungsanordnung der jeweiligen Have heat exchanger, which is traversed by the heat transfer medium. It can, depending on the needs and operating condition of the air conditioning of the respective
Elektrokomponente entweder Wärme zugeführt werden oder von dieser abgeführt werden. Electric component either heat are supplied or removed from it.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 5 ausgebildet. Vorteilhaft können mittels des zweiten Kreislaufes die Claim 5 is formed. Advantageously, by means of the second circuit the
Elektrokomponenten-Anordnung thermisch konditioniert werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Electrode assembly can be thermally conditioned. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 6 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des Ventils die Elektrokomponenten- Anordnung von dem übrigen zweiten Kreislauf abgetrennt werden. Dadurch ist es möglich, auf Betriebszustände zu reagieren, bei denen keine thermische Konditionierung der Claim 6 is formed. Advantageously, the electrical component arrangement can be separated from the remaining second circuit by means of the valve. This makes it possible to react to operating conditions in which no thermal conditioning of the
Elektrokomponenten erforderlich ist. Vorteilhaft kann dadurch bedarfsweise ein fluidseitiger Widerstand des zweiten Kreislaufs minimiert werden. Electrical components is required. Advantageously, a fluid-side resistance of the second circuit can be minimized as needed.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 7 ausgebildet. Vorteilhaft ist das Ladegerät in dem Parallelzweig angeordnet. Das Ladegerät kann also mittels des Parallelzweigs separat konditioniert werden, so dass dieses nur für den Fall, dass dieses auch tatsächlich thermisch konditioniert werden muss, Claim 7 formed. Advantageously, the charger is arranged in the parallel branch. The charger can therefore be conditioned separately by means of the parallel branch, so that this only has to be thermally conditioned in the event that it actually has to be thermally conditioned,
beispielsweise sich in einem Ladebetrieb befindet und gekühlt werden muss, entsprechend mit dem Wärmetransportmedium beschickt werden kann. Vorteilhaft kann dadurch wahlweise zwischen einem Ladebetrieb und einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs unterschieden werden, wobei sich vorteilhaft in jedem der beiden Betriebszustände ein optimaler Strömungswiderstand ergibt. For example, is in a loading operation and must be cooled, can be charged accordingly with the heat transfer medium. Advantageously, this can be selectively distinguished between a charging operation and a driving operation of the motor vehicle, which advantageously results in an optimal flow resistance in each of the two operating states.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 8 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels der Ventilanordnung der Parallelzweig abgetrennt werden. Vorteilhaft kann dies in einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs erfolgen, wenn dieses nicht geladen wird, also in einem Stillstand und/oder während eines Fahrbetriebs. Vorteilhaft muss das Ladegerät während des Fahrbetriebs nicht von dem Claim 8 is formed. Advantageously, the parallel branch can be separated by means of the valve arrangement. This can advantageously take place in an operating state of the motor vehicle when it is not being charged, that is to say at a standstill and / or during a driving operation. Advantageously, the charger does not have to be removed from the vehicle while driving
Wärmetransportmedium durchströmt werden. Heat transfer medium to be flowed through.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 9 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des Ventils gewählt werden, ob eine Abwärme der Elektrokomponenten-Anordnung über den Frontend-Wärmetauscher in die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgegeben wird oder in dem Kraftfahrzeug gehalten wird, beispielsweise um den Innenraum thermisch zu konditionieren beziehungsweise zu erwärmen. Vorteilhaft kann dadurch eine Abwärme der Elektrokomponenten-Anordnung bedarfsweise und optimal genutzt werden. Gegebenenfalls kann auch mittels der Wärmepumpe ein entsprechender Wärmestrom, der von der Elektrokomponenten-Anordnung herrührt, aufgenommen werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, falls in der Umgebung des Kraftfahrzeugs sehr niedrige Temperaturen herrschen. Claim 9 is formed. Advantageously, by means of the valve can be selected whether a waste heat of the electrical component assembly is discharged through the front end heat exchanger in the environment of the motor vehicle or is held in the motor vehicle, for example, to thermally condition the interior or to heat. Advantageously, a waste heat of the electrical component arrangement can be used as needed and optimally. Optionally, by means of the heat pump, a corresponding heat flow, which originates from the electrical component arrangement, are recorded. This can be advantageous in particular if very low temperatures prevail in the surroundings of the motor vehicle.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is according to
Anspruch 10 ausgebildet. Vorteilhaft sind in dem Frontend-Wärmetauscher nur erster Wärmetauscher und ein zweiter Wärmetauscher erforderlich. Vorteilhaft ergibt sich ein besonders einfach aufgebauter Frontend-Wärmetauscher. Claim 10 is formed. Advantageously, only the first in the front end heat exchanger Heat exchanger and a second heat exchanger required. Advantageously, results in a particularly simple front end heat exchanger.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 1 1 ausgebildet. Vorteilhaft kann der Wärmetauscher wahlweise mittels des Ventils angesteuert werden. Vorteilhaft kann so der Frontend-Wärmetauscher für unterschiedliche Aufgaben verwendet werden, so dass dieser vorteilhaft besonders gut ausgenutzt wird und kein weiterer Wärmetauscher des Frontend-Wärmetauschers erforderlich ist. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is formed according to claim 1 1. Advantageously, the heat exchanger can be selectively controlled by means of the valve. Advantageously, the front-end heat exchanger can thus be used for different tasks, so that it is advantageously used particularly well and no further heat exchanger of the front-end heat exchanger is required.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 12 ausgebildet. Vorteilhaft kann der dritte Kreislauf mittels der dritten Pumpe separat von dem ersten und/oder zweiten Kreislauf angesteuert werden. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is formed according to claim 12. Advantageously, the third circuit can be controlled by the third pump separately from the first and / or second circuit.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 13 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des dritten Kreislaufes die Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is formed according to claim 13. Advantageously, by means of the third circuit the
Elektrokomponenten-Anordnung separat angesteuert werden, insbesondere kann eine Electrode arrangement can be controlled separately, in particular, a
Durchflussrate des Wärmetransportmediums und damit entsprechende Wärmeströme separat mittels des dritten Kreislaufs, insbesondere mittels einer entsprechenden Ansteuerung der dritten Pumpe, angesteuert werden. Flow rate of the heat transfer medium and thus corresponding heat flows separately by means of the third circuit, in particular by means of a corresponding control of the third pump, are controlled.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 14 ausgebildet. Vorteilhaft kann mittels des Wasser-Wasser-Wärmetauschers der fünfte Wärmestrom zwischen dem zweiten Kreislauf und dem dritten Kreislauf ausgetauscht werden. Vorteilhaft kann dadurch mittels der Wärmepumpe bereitgestellte Kälteleistung über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher zum Kühlen der Elektrokomponenten verwendet werden. Vorteilhaft sind dennoch der zweite und der dritte Kreislauf gänzlich separiert voneinander betreibbar, steuerbar und/oder regelbar. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is formed according to claim 14. Advantageously, the fifth heat flow between the second circuit and the third circuit can be exchanged by means of the water-water heat exchanger. Advantageously, by means of the heat pump provided cooling capacity can be used via the water-water heat exchanger for cooling the electrical components. Advantageously, however, the second and the third circuit are completely separated from each other operable, controllable and / or regulated.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 15 ausgebildet. Vorteilhaft können sowohl der zweite Kreislauf als auch der dritte Kreislauf mit von der Wärmepumpe bereitgestellter Kälteleistung versorgt werden. Vorteilhaft sind dazu diese gleichermaßen in einen gemeinsamen Leitungsabschnitt geschaltet, nämlich die Kaltseite der Wärmepumpe. In diesem Leitungsabschnitt sind entsprechende Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 15. Advantageously, both the second circuit and the third circuit can be supplied with provided by the heat pump cooling capacity. Advantageously, these are equally connected in a common line section, namely the cold side of the heat pump. In this line section are appropriate
Volumenströme des zweiten Kreislaufs und des dritten Kreislaufs gemeinsam führbar, so dass diese sich dort durchmischen, so dass dort auch eine entsprechende Übertragung von Heiz- und/oder Kälteleistung beziehungsweise eine entsprechende Gleichschaltung auftritt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 16 ausgebildet. Vorteilhaft sind der zweite Kreislauf und der dritte Kreislauf parallel geschaltet, wobei vorteilhaft sich ein minimaler fluidseitiger Widerstand des zweiten Kreislaufs und des dritten Kreislaufs ergibt. Insbesondere kann auf den Wasser-Wasser-Wärmetauscher, der einen zusätzlichen Widerstand darstellt, verzichtet werden. Volume flow of the second circuit and the third circuit can be jointly performed so that they mix there, so that there is also a corresponding transmission of heating and / or cooling capacity or a corresponding DC circuit occurs. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 16. Advantageously, the second circuit and the third circuit are connected in parallel, wherein advantageously results in a minimum fluid-side resistance of the second circuit and the third circuit. In particular, can be dispensed with the water-water heat exchanger, which represents an additional resistance.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 17 ausgebildet. Vorteilhaft können der zweite Kreislauf und der dritte Kreislauf mit dem gemeinsamen Wärmetransportmedium betrieben werden, sind also fluidseitig einander zugeordnet. Dadurch ergibt sich ein vorteilhaft geringer fluidseitiger Widerstand beim Betreiben des zweiten und dritten Kreislaufes. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 17. Advantageously, the second circuit and the third circuit can be operated with the common heat transport medium, so they are associated with each other on the fluid side. This results in an advantageous low fluid-side resistance in the operation of the second and third circuit.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 18 ausgebildet. Vorteilhaft kann der dritte Kreislauf wahlweise so geschaltet werden, dass er durch die Kaltseite der Peltier-Pumpe führt oder nicht. Vorteilhaft kann dadurch also gewählt werden, ob die in den dritten Kreislauf geschaltete Elektrokomponentenanordnung mittels der Wärmepumpe gekühlt werden soll oder nicht. Vorteilhaft steht die maximale Durchflussmenge der Wärmepumpe gegebenenfalls gänzlich dem zweiten Kreislauf, also dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zur Verfügung. Vorteilhaft kann dadurch ein fluidseitiger Widerstand der Klimatisierungsanordnung bedarfsgerecht optimiert werden. Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 18. Advantageously, the third circuit can optionally be switched so that it passes through the cold side of the Peltier pump or not. Advantageously, it can thus be selected whether the switched in the third circuit electrical component assembly is to be cooled by the heat pump or not. Advantageously, the maximum flow rate of the heat pump is optionally completely the second cycle, so the interior of the motor vehicle available. Advantageously, a fluid-side resistance of the air-conditioning arrangement can thereby be optimized as needed.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Klimatisierungsanordnung ist gemäß Anspruch 19 ausgebildet. Vorteilhaft wird der dritte Wärmestrom entweder nur mit dem zweiten Kreislauf ausgetauscht, so dass der zweite Kreislauf eine maximale Wärmemenge abgeben kann oder gegebenenfalls zusammen mit dem dritten Kreislauf, so dass vorteilhaft ein Teil der dem zweiten und dritten Kreislauf entzogenen Wärmemenge zum Kühlen der Another preferred embodiment of the air conditioning arrangement is designed according to claim 19. Advantageously, the third heat flow is exchanged either only with the second circuit, so that the second circuit can deliver a maximum amount of heat or optionally together with the third circuit, so that advantageously a portion of the second and third circuit withdrawn amount of heat for cooling the
Elektrokomponenten verwendet werden kann. Electrical components can be used.
Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 durch das Kennzeichen des Anspruchs 20 gelöst. Das Verfahren wird insbesondere mittels einer vorab beschriebenen Klimatisierungsanordnung durchgeführt. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile. The object is also achieved in a method according to the preamble of claim 20 by the characterizing part of claim 20. The method is carried out in particular by means of a previously described air conditioning arrangement. This results in the advantages described above.
Die Aufgabe ist außerdem durch ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen The object is also achieved by a motor vehicle with a previously described
Klimatisierungsanordnung und/oder eingerichtet, ausgelegt, konstruiert und/oder ausgestattet mit einer Software zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Air conditioning arrangement and / or set up, designed, constructed and / or equipped with software for performing a method described above solved. This results in the advantages described above. Further advantages, features and details emerge from the following description in which an exemplary embodiment is described with reference to the drawing. Same, similar and / or functionally identical parts are the same
Bezugszeichen versehen. Provided with reference numerals.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsanordnung zum thermischen Konditionieren eines einen Elektroantrieb aufweisenden Kraftfahrzeugs; 1 shows a particularly preferred embodiment of an air conditioning system for thermally conditioning a motor vehicle having an electric drive;
Figur 2 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in Figur 1 gezeigten, wobei ein Figure 2 shows another air conditioning arrangement similar to that shown in Figure 1, wherein a
Wasser-Wasser-Wärmetauscher vorgesehen ist;  Water-water heat exchanger is provided;
Figur 3 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in den Figuren 1 und 2 FIG. 3 shows a further air conditioning arrangement similar to that in FIGS. 1 and 2
gezeigten, wobei im Unterschied nur zwei Kreisläufe vorgesehen sind; und  shown, in contrast, only two circuits are provided; and
Figur 4 eine weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in den Figuren 1 - 3 gezeigten, wobei im Unterschied eine kompakter aufgebaute Elektrokomponenten-Anordnung vorgesehen ist; und FIG. 4 shows a further air-conditioning arrangement similar to that shown in FIGS. 1-3, with the difference being that a compact electrical component arrangement is provided; and
Figur 5 eine Detailansicht der in Figur 4 gezeigten kompakten Elektrokomponenten- Anordnung; und FIG. 5 shows a detailed view of the compact electrical component arrangement shown in FIG. 4; and
Figur 6 eine Detailansicht einer in Figur 3 gezeigten Elektrokomponenten-Anordnung mit einem zusätzlichen Parallelzweig, wobei der Parallelzweig ein Ladegerät aufweist und FIG. 6 shows a detailed view of an electrical component arrangement shown in FIG. 3 with an additional parallel branch, wherein the parallel branch has a charger and
Figur 7 ejne weitere Klimatisierungsanordnung ähnlich der in Figur 1 gezeigten mit einer . FIG. 7 shows a further air-conditioning arrangement similar to that shown in FIG.
reduzierten Anzahl von Verzweigungen und Ventilen;  reduced number of branches and valves;
Figur 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsanordnung 51 zum thermischen Konditionieren eines einen Elektroantrieb 53 aufweisenden Kraftfahrzeugs 55. Der Elektroantrieb 53 ist in Figur 1 nur schematisch dargestellt und weist einen Elektromotor 45 auf. Das Kraftfahrzeug 55 ist in Figur 1 ebenfalls nur teilweise dargestellt. FIG. 1 shows a preferred exemplary embodiment of an air-conditioning arrangement 51 for thermally conditioning a motor vehicle 55 having an electric drive 53. The electric drive 53 is shown only schematically in FIG. 1 and has an electric motor 45. The motor vehicle 55 is also shown only partially in FIG.
Die in Figur 1 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 weist einen ersten Kreislauf 10 auf. Der erste Kreislauf 10 wird mit einem Wärmetransportmedium 57 betrieben, wobei eine erste Pumpe 15 den Antrieb beziehungsweise eine Umwälzung des Wärmetransportmediums 57 gewährleistet. The air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 has a first circuit 10. The first circuit 10 is operated with a heat transport medium 57, wherein a first Pump 15 ensures the drive or a circulation of the heat transfer medium 57.
Außerdem weist die Klimatisierungsanordnung 51 einen zweiten Kreislauf 20 auf. Der zweite Kreislauf 20 wird ebenfalls mittels des Wärmetransportmediums 57 betrieben. Alternativ oder zusätzlich kann dieser auch mit einem weiteren Wärmetransportmedium betrieben werden. Unter einem Wärmetransportmedium kann insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl, Wasser und/oder Ähnliches verstanden werden. Der zweite Kreislauf 20 wird von einer zweiten Pumpe 25 angetrieben. In addition, the air-conditioning arrangement 51 has a second circuit 20. The second circuit 20 is also operated by means of the heat transfer medium 57. Alternatively or additionally, this can also be operated with a further heat transport medium. A heat transport medium may, in particular, be understood as meaning a liquid, for example oil, water and / or the like. The second circuit 20 is driven by a second pump 25.
In den ersten Kreislauf 10 ist ein Frontend-Wärmetauscher 59 geschaltet. Der Frontend- Wärmetauscher 59 ist von einem Umgebungsluftstrom 63 durchströmt. Dazu kann ein Gebläse vorgesehen sein, das in Figur 1 nicht näher dargestellt ist. Der Umgebungsluftstrom 63 stammt von einer das Kraftfahrzeug 55 umgebenden Umgebung 69. In the first circuit 10, a front-end heat exchanger 59 is connected. The front-end heat exchanger 59 is flowed through by an ambient air stream 63. For this purpose, a fan may be provided, which is not shown in detail in FIG. The ambient air stream 63 originates from an environment 69 surrounding the motor vehicle 55.
Der Frontend-Wärmetauscher 59 weist einen ersten Wärmetauscher 93 auf, der ebenfalls in den ersten Kreislauf 10 geschaltet ist. Zwischen dem ersten Wärmetauscher 93 des Frontend- Wärmetauschers 59 und dem Umgebungsluftstrom 63 kann ein erster Wärmestrom 61 ausgetauscht werden. The front-end heat exchanger 59 has a first heat exchanger 93, which is also connected in the first circuit 10. Between the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 and the ambient air stream 63, a first heat flow 61 can be exchanged.
In den zweiten Kreislauf 20 ist ein Kühlungswärmetauscher 65 geschaltet. Der In the second circuit 20, a cooling heat exchanger 65 is connected. Of the
Kühlungswärmetauscher 65 ist einem Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 zugeordnet. Der Innenraum 71 , das Innere des Kraftfahrzeugs 55, ist von der Umgebung 69 abgegrenzt. In den Innenraum 71 mündet ein Innenraumluftstrom 73, der durch den Kühlungswärmetauscher 65 geführt ist und/oder führbar ist. Zwischen dem Innenraumluftstrom 73 und dem Cooling heat exchanger 65 is associated with an interior 71 of the motor vehicle 55. The interior 71, the interior of the motor vehicle 55, is delimited from the environment 69. Into the interior 71 opens an indoor air flow 73, which is guided through the cooling heat exchanger 65 and / or can be guided. Between the indoor air flow 73 and the
Kühlungswärmetauscher 65 kann ein zweiter Wärmestrom 67 ausgetauscht werden. Dadurch kann vorteilhaft der Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 gekühlt werden. Cooling heat exchanger 65, a second heat flow 67 can be replaced. As a result, the interior 71 of the motor vehicle 55 can advantageously be cooled.
Der erste Wärmestrom 61 und der zweite Wärmestrom 67 werden passiv, also in Richtung eines Temperaturgefälles angetrieben. The first heat flow 61 and the second heat flow 67 are passive, ie driven in the direction of a temperature gradient.
Die in Figur 1 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 weist vorteilhaft eine Peltier-Wärmepumpe 79 auf, wobei jedoch auch andere Wärmepumpen einsetzbar sind. Die Peltier-Wärmepumpe 79 weist eine Kaltseite 77 und eine Warmseite 75 auf. Vorteilhaft kann ein dritter Wärmestrom 81 unter Zuführung von elektrischer Energie 83 entgegen eines zwischen der Kaltseite 77 und der Warmseite 75 vorhandenen Energiegefälles von der Kaltseite 77 auf die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 transportiert werden. Vorteilhaft kann also der dritte Wärmestrom 81 von dem kälteren zweiten Kreislauf 20 in den wärmeren ersten Kreislauf 10 transportiert beziehungsweise gepumpt werden. The air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 advantageously has a Peltier heat pump 79, although other heat pumps can also be used. The Peltier heat pump 79 has a cold side 77 and a warm side 75. Advantageously, a third heat flow 81 can be transported from the cold side 77 to the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 while supplying electrical energy 83 against an energy gradient existing between the cold side 77 and the hot side 75. Advantageously, therefore, the third heat flow 81 be transported or pumped from the colder second circuit 20 in the warmer first circuit 10.
In den ersten Kreislauf 10 ist ein Heizungswärmetauscher 85 geschaltet. Mittels des In the first circuit 10, a heating heat exchanger 85 is connected. By means of the
Heizungswärmetauschers 85 kann ein vierter Wärmestrom 87 mit dem Innenraumluftstrom 63 ausgetauscht werden. Entsprechende Wärme kann von der Warmseite 75 der Peltier- Wärmepumpe 79 herkommend durch den Heizungswärmetauscher 85 gepumpt werden, so dass vorteilhaft dadurch der Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 beheizt werden kann. Heating heat exchanger 85, a fourth heat flow 87 with the indoor air flow 63 are exchanged. Corresponding heat can be pumped from the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 coming through the heating heat exchanger 85, so that advantageously thereby the interior 71 of the motor vehicle 55 can be heated.
Die in Figur 1 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 weist eine Elektrokomponenten- Anordnung 40 auf. The air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 has an electrical component arrangement 40.
Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 weist einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 , eine Leistungselektronik 43, die Elektromaschine 45, ein Ladegerät 47 und eine Hochvolt-Batterie 49 auf. Die Hochvolt-Batterie 49, die auch als Traktionsbatterie bezeichnet werden kann, dient zum Bereitstellen von Antriebsenergie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 55 mittels des The electrical component assembly 40 includes a DC-DC converter 41, power electronics 43, the electric machine 45, a charger 47, and a high-voltage battery 49. The high-voltage battery 49, which may also be referred to as a traction battery, serves to provide drive energy for driving the motor vehicle 55 by means of the
Elektroantriebs 53. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 dient zum Bereitstellen einer Bordnetzspannung. Die Leistungselektronik 43 dient zum Steuern entsprechender Electric drive 53. The DC-DC converter 41 is used to provide a vehicle electrical system voltage. The power electronics 43 is used to control accordingly
Energieströme. Das Ladegerät 47 dient zum Aufladen der Hochvolt-Batterie 49 an einem nicht zu dem Kraftfahrzeug 55 gehörenden Stromnetz. Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist in einen dritten Kreislauf 30 geschaltet. Der dritte Kreislauf 30 wird ebenfalls mit dem Energy flows. The charger 47 serves to charge the high-voltage battery 49 to a not belonging to the motor vehicle 55 power grid. The electrical component arrangement 40 is connected in a third circuit 30. The third circuit 30 is also with the
Wärmetransportmedium 57 betrieben und von einer dritten Pumpe 35 angetrieben. Der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 sind parallel geschaltet und werden mit einem gemeinsamen Wärmetransportmedium 57 betrieben. Dazu sind der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 in einem gemeinsamen Leitungsabschnitt gemeinsam durch die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geführt. Heat transport medium 57 operated and driven by a third pump 35. The second circuit 20 and the third circuit 30 are connected in parallel and are operated with a common heat transport medium 57. For this purpose, the second circuit 20 and the third circuit 30 are guided together in a common line section through the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
In den dritten Kreislauf 30 ist ein dritter Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. In den zweiten Kreislauf 20 ist ein zweiter Wärmetauscher 95 des Frontend- Wärmetauschers 59 geschaltet. In the third circuit 30, a third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 is connected. In the second circuit 20, a second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 is connected.
Bei dem Frontend-Wärmetauscher 59 kann es sich um einen an einer Front des Kraftfahrzeugs 55 angeordneten Wärmetauscher handeln, wobei der Frontend-Wärmetauscher 59 The front-end heat exchanger 59 may be a heat exchanger arranged on a front of the motor vehicle 55, the front-end heat exchanger 59
gegebenenfalls passiv mittels eines Fahrtwindes von dem Umgebungsluftstrom 63 durchströmt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Umgebungsluftstrom 63 mittels eines Gebläses, das in Figur 1 nicht näher dargestellt ist, angetrieben werden. Der erste Kreislauf 10 weist der ersten Pumpe 15 nachgeschaltet ein erstes Ventil 1 auf. Dieses ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch betätigtes 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem ersten Ventil 1 der Heizungswärmetauscher 85 nachgeschaltet. Dem Heizungswärmetauscher 85 ist die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Der Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 wiederum ist die erste Pumpe 15 optionally passively by means of a wind from the ambient air flow 63 is flowed through. Alternatively or additionally, the ambient air stream 63 by means of a blower, which is not shown in detail in Figure 1, are driven. The first circuit 10 has the first pump 15 connected downstream of a first valve 1. This is designed as spring-reset, electromagnetically operated 3/2-way valve. In a first branch of the first valve 1, the heating heat exchanger 85 is connected downstream. The heating heat exchanger 85, the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream. The hot side 75 of the Peltier heat pump 79 in turn is the first pump 15th
nachgeschaltet. In einem weiteren Zweig des ersten Kreislaufs 10 ist dem ersten Ventil 1 der erste Teilwärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Dem ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 ist die Warmseite 75 der Peltier- Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. downstream. In a further branch of the first circuit 10, the first part 1 of the first partial heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 is connected downstream. The first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59, the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream.
Der zweiten Pumpe 25 des zweiten Kreislaufs 20 ist das gemeinsame Leitungsstück und mit diesem die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Dem zweiten Kreislauf 20 weiter folgend, ist über eine Abzweigung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 ein zweites Ventil 2 in den zweiten Kreislauf 20 geschaltet. Das zweite Ventil des zweiten Kreislaufs 20 ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch verstellbares 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem zweiten Ventil 2 des zweiten Kreislaufs 20 der The second pump 25 of the second circuit 20 is the common line piece and with this the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 downstream. Following the second circuit 20 further, a second valve 2 is connected in the second circuit 20 via a branch of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79. The second valve of the second circuit 20 is designed as a spring-reset, electromagnetically adjustable 3/2-way valve. In a first branch is the second valve 2 of the second circuit 20 of the
Kühlungswärmetauscher 65 nachgeschaltet. Dem Kühlungswärmetauscher 65 des zweiten Kreislaufs 20 ist die zweite Pumpe 25 des zweiten Kreislaufs 20 nachgeschaltet. In einem weiteren Zweig des zweiten Kreislaufs 20 ist dem zweiten Ventil 2 des zweiten Kreislaufs 20 der zweite Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Diesem wiederum ist die zweite Pumpe 25 des zweiten Kreislaufs 20 nachgeschaltet. Abhängig von einer Schaltstellung des zweiten Ventils 2 kann also ein von der Kaltseite 77 der Peltier- Wärmepumpe 79 herstammender Volumenstrom des zweiten Kreislaufs 20 wahlweise durch den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 oder durch den Cooling heat exchanger 65 downstream. The cooling heat exchanger 65 of the second circuit 20, the second pump 25 of the second circuit 20 is connected downstream. In a further branch of the second circuit 20 of the second valve 2 of the second circuit 20 of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 is connected downstream. This, in turn, the second pump 25 of the second circuit 20 is connected downstream. Depending on a switching position of the second valve 2, therefore, one of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 forthcoming volume flow of the second circuit 20 selectively through the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 or through the
Kühlungswärmetauscher 65 geführt werden. Cooling heat exchanger 65 are performed.
Der dritten Pumpe 35 des dritten Kreislaufs 30 ist ein achtes Ventil 8 nachgeschaltet. Das achte Ventil 8 ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch verstellbares 3/2-Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem achten Ventil 8 des dritten Kreislaufs 30 die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Dadurch sind vorteilhaft der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 parallel schaltbar beziehungsweise in dem gemeinsamen The third pump 35 of the third circuit 30 is an eighth valve 8 downstream. The eighth valve 8 is designed as a spring-reset, electromagnetically adjustable 3/2-way valve. In a first branch the eighth valve 8 of the third circuit 30, the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream. As a result, advantageously, the second circuit 20 and the third circuit 30 are connected in parallel or in the common
Leitungsabschnitt der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 gemeinsam führbar. An der der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschalteten Verzweigung trennen sich der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 wieder auf, wobei der dritte Kreislauf 30 in Richtung der Elektrokomponenten-Anordnung 40 abzweigt. Stromabwärts dieser Abzweigung ist eine Einmündung angeordnet, wobei diese Einmündung dem achten Ventil 8 des dritten Kreislaufs 30 nachgeschaltet ist. Dadurch ist also dem achten Ventil 8 des dritten Kreislaufs 30 in einem weiteren Zweig die Elektrokomponenten-Anordnung 40 nachgeschaltet. Line section of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 together feasible. At the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 downstream branch, the second circuit 20 and the third circuit 30 separate again, the third circuit 30 branches off in the direction of the electrical component assembly 40. Downstream of this branch, a junction is arranged, this junction being connected downstream of the eighth valve 8 of the third circuit 30. Thus, the eighth valve 8 of the third circuit 30 in a further branch, the electric component assembly 40 is connected downstream.
Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist Teil des dritten Kreislaufs 30 und weist eine The electrical component assembly 40 is part of the third circuit 30 and has a
Ventilanordnung 91 auf. Die Ventilanordnung 91 weist ein drittes Ventil 3, ein viertes Ventil 4, ein fünftes Ventil 5 und ein sechstes Ventil 6 auf. Die Ventile 3 - 6 sind jeweils als Valve assembly 91 on. The valve arrangement 91 has a third valve 3, a fourth valve 4, a fifth valve 5 and a sixth valve 6. The valves 3 - 6 are each as
federrückgestellte, elektromagnetisch verstellbare 2/2-Wegeventile beziehungsweise spring-return, electromagnetically adjustable 2/2-way valves or
Schaltventile ausgeführt. Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 weist einen Parallelzweig 89 auf. In den Parallelzweig 89 ist das Ladegerät 47 geschaltet. Vorteilhaft kann das Ladegerät 47 mittels der Ventilanordnung 91 bedarfsweise in den dritten Kreislauf 30 hineingeschaltet oder aus diesem herausgeschaltet werden. Switching valves executed. The electrical component arrangement 40 has a parallel branch 89. In the parallel branch 89, the charger 47 is connected. Advantageously, the charger 47 can be switched into the third circuit 30 by means of the valve assembly 91 as needed or be switched out of this.
Das dritte Ventil 3 ist in einem weiteren Parallelzweig der Elektrokomponenten-Anordnung 40 angeordnet.und ist dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 vorgeschaltet. Außerdem befindet sich in dem weiteren Parallelzweig dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler nachgeschaltet die Leistungselektronik 43 und die Elektromaschine 45. In einem Batterie-Parallelzweig der Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist die Hochvolt-Batterie 49 geschaltet. Parallel zu der Hochvolt-Batterie 49 ist das sechste Ventil 6 geschaltet. Vorteilhaft kann so mittels der The third valve 3 is arranged in a further parallel branch of the electrical component arrangement 40 and is connected upstream of the DC-DC converter 41. In addition, the power electronics 43 and the electric machine 45 are connected downstream of the DC-DC converter in the further parallel branch. The high-voltage battery 49 is connected in a battery parallel branch of the electrical component arrangement 40. Parallel to the high-voltage battery 49, the sixth valve 6 is connected. Advantageously, so by means of
Ventilanordnung 91 die Hochvolt-Batterie 49 bedarfsweise in den dritten Kreislauf 30 Valve assembly 91, the high-voltage battery 49, if necessary, in the third circuit 30th
hineingeschaltet oder aus diesem herausgeschaltet werden. be switched into or out of this.
Vorteilhaft kann der weitere Parallelzweig, der den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 , die Leistungselektronik 43 und den Elektromotor 45 aufweist, mittels des dritten Ventils 3 bedarfsweise in den dritten Kreislauf 30 hineingeschaltet oder aus diesem herausgeschaltet werden. Einer Dreifach-Einmündungssteile der Elektrokomponenten-Anordnung 40 ist der Elektrokomponenten-Anordnung 40 nachgeschaltet ein siebtes Ventil 7 in dem dritten Kreislauf 30 vorgesehen. Das siebte Ventil 7 ist als federrückgestelltes, elektromagnetisch verstellbares 3/2 -Wegeventil ausgeführt. In einem ersten Zweig ist dem siebten Ventil 7 des dritten Kreislaufs 30 die dritte Pumpe 35 direkt nachgeschaltet. In einem weiteren Zweig ist dem siebten Ventil 7 der dritte Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Dem dritten Wärmetauscher 97 des dritten Kreislaufs 30 ist die dritte Pumpe 35 des dritten Kreislaufs 30 nachgeschaltet. Advantageously, the further parallel branch, which has the DC-DC converter 41, the power electronics 43 and the electric motor 45, by means of the third valve 3, if necessary, be switched into the third circuit 30 or switched out of this. A triple-confluence parts of the electrical component assembly 40, the electrical component assembly 40 downstream of a seventh valve 7 in the third circuit 30 is provided. The seventh valve 7 is designed as a spring-reset, electromagnetically adjustable 3/2 way valve. In a first branch of the seventh valve 7 of the third circuit 30, the third pump 35 is connected directly downstream. In a further branch of the seventh valve 7, the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 is connected downstream. The third heat exchanger 97 of the third circuit 30, the third pump 35 of the third circuit 30 is connected downstream.
Vorteilhaft können, insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung der zweiten Pumpe 25 und der dritten Pumpe 35 der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 separat angesteuert und/oder geregelt werden. Vorteilhaft ergibt sich ein optimaler fluidseitiger Advantageously, in particular by a corresponding activation of the second pump 25 and the third pump 35, the second circuit 20 and the third circuit 30 can be controlled and / or regulated separately. Advantageously results in an optimal fluid side
Widerstand, so dass der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 besonders Resistance, so that the second circuit 20 and the third circuit 30 especially
energieeffizient mittels der zweiten Pumpe 25 und der dritten Pumpe 35 angetrieben werden können. Insgesamt können die zweite Pumpe 25 und die dritte Pumpe 35 vergleichsweise klein ausgelegt werden. An einem Eingang der Peltier-Wärmepumpe 79 werden der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 zusammengeführt. An einem Ausgang der Peltier-Wärmepumpe 79 werden der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 wieder auseinandergeführt. energy-efficient by means of the second pump 25 and the third pump 35 are driven can. Overall, the second pump 25 and the third pump 35 can be made comparatively small. At an input of the Peltier heat pump 79, the second circuit 20 and the third circuit 30 are brought together. At an output of the Peltier heat pump 79, the second circuit 20 and the third circuit 30 are again brought apart.
In einem Betriebsmodus einer aktiven Kühlung des Innenraums 71 des Kraftfahrzeugs 55 und der Elektrokomponenten des Elektroantriebs 53 beziehungsweise der Elektrokomponenten- Anordnung 40 ist das erste Ventil 1 so geschaltet, dass von dem ersten Kreislauf 10 die In an operating mode of active cooling of the interior 71 of the motor vehicle 55 and the electrical components of the electric drive 53 and the Elektrokomponenten- arrangement 40, the first valve 1 is switched so that of the first circuit 10 the
Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 und dieser nachgeschaltet der erste Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 durchströmt sind. Vorteilhaft kann dadurch von der Peltier-Wärmepumpe 79 gepumpte Wärme, also der dritte Wärmestrom 81 , mittels des ersten Wärmestroms 61 an den Umgebungsluftstrom 63 und damit an die Umgebung 69 des Warm side 75 of the Peltier heat pump 79 and this downstream of the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 are flowed through. Advantageously, heat pumped by the Peltier heat pump 79, ie, the third heat flow 81, by means of the first heat flow 61 to the ambient air flow 63 and thus to the environment 69 of
Kraftfahrzeugs 55 abgegeben werden. Ein entsprechender Wärmetransport erfolgt über das in dem ersten Kreislauf 10 mittels der ersten Pumpe 15 zirkulierenden Wärmetransportmediums 57. Motor vehicle 55 are delivered. A corresponding heat transfer takes place via the heat transfer medium 57 circulating in the first circuit 10 by means of the first pump 15.
Außerdem ist in diesem Betriebsmodus der zweite Kreislauf 20 von der zweiten Pumpe 25 kommend, über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, dieser nachgeschaltet über das zweite Ventil 2, diesem nachgeschaltet über den Kühlungswärmetauscher 65 und diesem nachgeschaltet wieder zurück zu der zweiten Pumpe 25 geführt. In addition, in this mode of operation of the second circuit 20 coming from the second pump 25, via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, this downstream via the second valve 2, this downstream via the cooling heat exchanger 65 and this downstream again back to the second pump 25th guided.
Der dritte Kreislauf 30 ist stromabwärts der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, diesem nachgeschaltet über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, dieser nachgeschaltet über das dritte Ventil 3, diesem nachgeschaltet in den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 , diesem nachgeschaltet über die Leistungselektronik 43, dieser nachgeschaltet über den Elektromotor 45 des Elektroantriebs 53, diesem nachgeschaltet über das siebte Ventil 7, diesem The third circuit 30 is downstream of the third pump 35 via the eighth valve 8, this downstream via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, this downstream via the third valve 3, this downstream in the DC-DC converter 41, this downstream via the power electronics 43, this downstream via the electric motor 45 of the electric drive 53, this downstream via the seventh valve 7, this
nachgeschaltet durch den dritten Wärmetauscher 97 und über diesen schließlich wieder zurück zur dritten Pumpe 35. Dieser Betriebsmodus kann in einem Sommerbetrieb, also bei vergleichsweise hohen Temperaturen in der Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 eingestellt werden. downstream through the third heat exchanger 97 and finally back to the third pump 35. This operating mode can be adjusted in a summer operation, ie at relatively high temperatures in the environment 69 of the motor vehicle 55.
Ebenfalls in einem Sommerbetrieb kann eine aktive Kühlung des Innenraums 71 und eine passive Kühlung über die Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Active cooling of the interior 71 and passive cooling via the electrical component arrangement 40 can also take place in a summer mode.
In diesem zweiten Betriebsmodus ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie in dem vorab beschriebenen Betriebsmodus. Es wird auf diese Beschreibung verwiesen. Außerdem ist in dem zweiten Betriebsmodus der zweite Kreislauf 20 wie bei dem vorab beschriebenen Betriebsmodus geschaltet. Es wird auf diese Beschreibung verwiesen. Im Unterschied zum vorhergehenden Betriebsmodus ist bei dem zweiten Betriebsmodus der dritte Kreislauf 30 von der dritten Pumpe 35 ausgehend über das achte Ventil 8, diesem In this second operating mode, the first circuit 10 is switched in the same way as in the operating mode described above. Reference is made to this description. In addition, in the second operation mode, the second circuit 20 is switched as in the above-described operation mode. Reference is made to this description. In contrast to the previous operating mode, in the second operating mode, the third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8, this
nachgeschaltet über das geöffnete dritte Ventil 3, diesem nachgeschaltet über den Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler 41 , die Leistungselektronik 43, die Elektromaschine 45, über die dreifache Einmündungsstelle, über das siebte Ventil 7 und diesem nachgeschaltet über den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 und von diesem schließlich wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Vorteilhaft ist also der dritte Kreislauf 30 nicht über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Dazu weist das zweite Ventil 2 des zweiten Kreislaufs 20 eine entsprechende Schaltstellung auf. Vorteilhaft kann dennoch eine passive Kühlung der dem dritten Ventil 3 nachgeschalteten Elektrokomponenten der connected downstream via the open third valve 3, this downstream via the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric machine 45, via the triple junction, via the seventh valve 7 and this downstream via the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59th and finally switched back to the third pump 35 from this. Advantageously, therefore, the third circuit 30 is not connected via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79. For this purpose, the second valve 2 of the second circuit 20 has a corresponding switching position. Advantageously, however, a passive cooling of the third valve 3 downstream electrical components of
Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Das vierte Ventil 4, das fünfte Ventil 5 und das sechste Ventil 6 der Ventilanordnung 91 der Elektrokomponenten-Anordnung 40 sind in diesem zweiten Betriebsmodus geschlossen. Electric component assembly 40 done. The fourth valve 4, the fifth valve 5 and the sixth valve 6 of the valve arrangement 91 of the electrical component arrangement 40 are closed in this second operating mode.
In einem dritten Betriebsmodus kann ein Beheizen des Innenraums 71 des Kraftfahrzeugs 55 mit einer Abwärmenutzung der Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Vorteilhaft kann also eine mittels der Elektrokomponenten erzeugte Abwärme zum Erwärmen des Innenraums 71 mit verwendet werden. Vorteilhaft ist so eine Stromentnahme zum Beheizen des Innenraums 71 aus der Hochvolt-Batterie 49 möglichst gering. In a third operating mode, heating of the interior 71 of the motor vehicle 55 can take place with waste heat utilization of the electrical components of the electrical component arrangement 40. Advantageously, therefore, a waste heat generated by means of the electrical components can be used to heat the interior 71. Advantageously, such a current drain for heating the interior 71 from the high-voltage battery 49 is minimized.
Im dritten Betriebsmodus ist der erste Kreislauf 10 ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1 , den Heizungswärmetauscher 85, die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 und von dieser wieder zurück zu der ersten Pumpe 15 geschaltet. In the third operating mode, the first circuit 10 is connected, starting from the first pump 15, via the first valve 1, the heating heat exchanger 85, the warm side 75 of the Peltier heat pump 79 and from this back to the first pump 15.
Der zweite Kreislauf 20 ist im dritten Betriebsmodus ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, über das zweite Ventil 2 und schließlich über den zweiten Wärmetauscher 95 des zweiten Kreislaufs 20 wieder zurück zu der zweiten Pumpe 25 geschaltet. The second circuit 20 is connected in the third operating mode, starting from the second pump 25 via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, via the second valve 2 and finally via the second heat exchanger 95 of the second circuit 20 back to the second pump 25.
Der dritte Kreislauf 30 ist stromabwärts der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 über die Einmündungsstelle, über das dritte Ventil 3, den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 , die Leistungselektronik 43, den Elektromotor 45, die dreifache Einmündungsstelle und schließlich über das siebte Ventil 7 wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Vorteilhaft kann die von der Elektrokomponenten-Anordnung 40 stammende Abwärme in die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 eingebracht werden, wobei die Peltier-Wärmepumpe 79 diese auf einem höheren Temperaturniveau dem ersten Kreislauf 10 zum Erwärmen des Innenraums 71 zur Verfügung stellen kann. Vorteilhaft kann die Abwärme auf einem vergleichsweise niedrigen Temperaturniveau der Kaltseite 77 abgegriffen und entsprechend verwendet werden. Vorteilhaft ergibt sich dadurch ein thermodynamisch guter Wirkungsgrad der Elektrokomponenten-Anordnung 40. The third circuit 30 is downstream of the third pump 35 via the eighth valve 8, the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 via the junction, via the third valve 3, the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric motor 45, the triple confluence point and finally switched back to the third pump 35 via the seventh valve 7. Advantageously, the waste heat from the electrical component arrangement 40 can be introduced into the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, the Peltier heat pump 79 introducing it at a higher temperature level than the first Circuit 10 for heating the interior 71 can provide. Advantageously, the waste heat can be tapped at a comparatively low temperature level of the cold side 77 and used accordingly. Advantageously, this results in a thermodynamically good efficiency of the electrical component assembly 40.
In einem vierten Betriebsmodus kann eine Entfeuchtung des Innenraums 71 in einem In a fourth mode of operation, a dehumidification of the interior 71 in a
sogenannten Reheat-Betrieb erfolgen. Unter einem Reheat-Betrieb kann verstanden werden, dass der in den Innenraum 71 mündende Innenraumluftstrom 73 zunächst mittels des so-called reheat operation. A reheat operation can be understood as meaning that the interior airflow 73 that flows into the interior 71 first of all flows by means of the
Kühlungswärmetauschers 65 abgekühlt wird, um anschließend mittels des Cooling heat exchanger 65 is cooled to then by means of
Heizungswärmetauschers 85 wieder erwärmt zu werden. Dabei unterschreitet der Heating heat exchanger 85 to be reheated. It falls below the
Innenraumluftstrom 73 zunächst an dem Kühlungswärmetauscher 65 einen Taupunkt, so dass Tauwasser ausfällt und damit die vorteilhafte Entfeuchtung des Innenraums 71 stattfinden kann. Interior air flow 73 first at the cooling heat exchanger 65 a dew point, so that condensation water precipitates and thus the beneficial dehumidification of the interior 71 can take place.
In diesem vierten Betriebsmodus ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie im dritten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Kreislaufs 10 in dem dritten Betriebsmodus verwiesen. In this fourth operating mode, the first circuit 10 is switched in the same way as in the third operating mode. In this respect, reference is made to the description of the first circuit 10 in the third operating mode.
Der zweite Kreislauf 20 beziehungsweise dessen zweites Ventil 2 ist in dem vierten The second circuit 20 and the second valve 2 is in the fourth
Betriebsmodus gleich geschaltet wie im ersten Betriebsmodus und im zweiten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten und zweiten Betriebsmodus verwiesen. Operating mode switched the same as in the first operating mode and in the second operating mode. In this respect, reference is made to the description of the first and second operating modes.
Außerdem ist im vierten Betriebsmodus der dritte Kreislauf 30 abgeschaltet. Dabei ist die dritte Pumpe 35 ohne Förderleistung. In addition, in the fourth operating mode, the third circuit 30 is turned off. In this case, the third pump 35 without delivery.
Vorteilhaft kann in dem vierten Betriebsmodus der mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 erzeugte dritte Wärmestrom 81 vollständig dem Kühlungswärmetauscher 65 entzogen und anschließend dem Heizungswärmetauscher 85 wieder zur Verfügung gestellt werden, so dass die vorab beschriebene Entfeuchtung stattfinden kann. Advantageously, in the fourth operating mode, the third heat flow 81 generated by means of the Peltier heat pump 79 can be completely removed from the cooling heat exchanger 65 and then made available again to the heating heat exchanger 85, so that the dehumidification described above can take place.
In einem fünften Betriebsmodus kann gleichzeitig eine Entfeuchtung des Innenraums 71 in dem sogenannten Reheat-Betrieb und eine Kühlung und/oder Abwärmenutzung der In a fifth operating mode can simultaneously dehumidify the interior 71 in the so-called reheat operation and a cooling and / or waste heat utilization of
Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 erfolgen. Dabei sind der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 gleich geschaltet wie in dem vierten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des vierten Betriebsmodus verwiesen. Als Unterschied ist in dem fünften Betriebsmodus die dritte Pumpe 35 des dritten Kreislaufs 30 eingeschaltet. Dabei ist der dritte Kreislauf 30 gleich geschaltet wie bei dem Winterbetrieb des dritten Betriebsmodus. Es wird diesbezüglich auf die Beschreibung des dritten Betriebsmodus verwiesen. In einem sechsten Betriebsmodus der in Figur 1 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 kann vorteilhaft eine rein passive Kühlung der Elektrokomponenten der Elektrokomponenten- Anordnung 40 erfolgen. Dabei sind der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 abgeschaltet, also die erste Pumpe 15 und die zweite Pumpe 25 ohne Förderleistung. Electrical components of the electrical component assembly 40 done. In this case, the first circuit 10 and the second circuit 20 are connected in the same way as in the fourth operating mode. In this respect, reference is made to the description of the fourth mode of operation. As a difference, in the fifth mode of operation, the third pump 35 of the third circuit 30 is turned on. In this case, the third circuit 30 is connected in the same way as in the winter operation of the third operating mode. Reference is made in this regard to the description of the third mode of operation. In a sixth operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1, a purely passive cooling of the electrical components of the electrical component arrangement 40 can advantageously take place. In this case, the first circuit 10 and the second circuit 20 are switched off, that is, the first pump 15 and the second pump 25 without delivery.
Der dritte Kreislauf 30 ist unter Umgehung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 gleich geschaltet wie im zweiten Betriebsmodus. Insofern wird bezüglich des dritten Kreislaufs 30 auf die Beschreibung des zweiten Betriebsmodus verwiesen. The third circuit 30 is bypassed, bypassing the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 is switched to the same as in the second operating mode. In this respect, reference is made to the description of the second operating mode with respect to the third circuit 30.
In einem siebten Betriebsmodus der in Figur 1 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 kann eine Vorkonditionierung der Hochvolt-Batterie 49 während eines Netzladebetriebes unter eine Nutzung einer Verlustwärme des Ladegeräts 47 in einem Winterbetrieb erfolgen. In diesem siebten Betriebsmodus sind der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 abgeschaltet, also die erste Pumpe 15 und die zweite Pumpe 25 ohne Förderleistung. Der dritte Kreislauf 30 ist ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, das Ladegerät 47 der Elektrokomponenten-Anordnung 40, das fünfte Ventil 5, die Hochvolt-Batterie 49, über die dreifache Einmündungsstelle und schließlich über das siebte Ventil 7 wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Dazu ist das fünfte Ventil 5 der Ventilanordnung 91 der In a seventh operating mode of the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1, a pre-conditioning of the high-voltage battery 49 during a mains charging operation can take place using a heat loss of the charging device 47 in a winter operation. In this seventh operating mode, the first circuit 10 and the second circuit 20 are switched off, that is, the first pump 15 and the second pump 25 without delivery. The third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8, the charger 47 of the electrical component assembly 40, the fifth valve 5, the high-voltage battery 49, the triple junction point and finally on the seventh valve 7 back connected to the third pump 35. For this purpose, the fifth valve 5 of the valve assembly 91 of
Elektrokomponenten-Anordnung 40 geöffnet. Die übrigen Ventile, also das dritte Ventil 3, das vierte Ventil 4 und das sechste Ventil 6 sind in diesem siebten Betriebsmodus geschlossen. Es ist zu erkennen, dass vorteilhaft zuerst das Ladegerät 47 von dem Wärmetransportmedium 57 durchströmt wird. Dabei aufgenommene Abwärme kann vorteilhaft zum thermischen Electric component assembly 40 opened. The remaining valves, ie the third valve 3, the fourth valve 4 and the sixth valve 6 are closed in this seventh operating mode. It can be seen that, advantageously, first the charging device 47 is flowed through by the heat transport medium 57. This absorbed waste heat can be beneficial to the thermal
Konditionieren der Hochvolt-Batterie 49 in dem Winterbetrieb des siebten Betriebsmodus verwendet werden. Dies kann vorteilhaft bei einem Winterbetrieb, also bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen in der Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 sinnvoll sein. Conditioning the high-voltage battery 49 can be used in the winter operation of the seventh mode of operation. This can be useful in a winter operation, ie at relatively low temperatures in the environment 69 of the motor vehicle 55 advantageous.
Bei hohen Temperaturen, also einem Sommerbetrieb, kann vorteilhaft in einem achten Betriebsmodus eine passive Kühlung der Hochvolt-Batterie 49 und des Ladegeräts 47 während eines Netzladebetriebs erfolgen. Eine entsprechende Wärmeabgabe kann vorteilhaft über den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 an die Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 erfolgen. At high temperatures, ie a summer operation, advantageously in an eighth operating mode, a passive cooling of the high-voltage battery 49 and the charger 47 can take place during a mains charging operation. A corresponding heat release can advantageously take place via the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 to the surroundings 69 of the motor vehicle 55.
In dem achten Betriebsmodus sind ebenfalls der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 abgeschaltet. Der dritte Kreislauf 30 ist ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8 über das Ladegerät 47 und diesem nachgeschaltet das sechste Ventil 6 sowie dem Ladegerät 47 und dem sechsten Ventil 6 parallel geschaltet über das vierte Ventil 4 und die Hochvolt-Batterie 49, über die dreifache Einmündungssteile, über das siebte Ventil 7 und schließlich über den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Vorteilhaft wird das Wärmetransportmedium 57 über den Parallelzweig 89 und den weiteren Parallelzweig parallel durch das Ladegerät 47 und die Hochvolt-Batterie 49 geführt. Es kann also sowohl von dem Ladegerät 47 als auch von der Hochvolt-Batterie 49 ein Wärmestrom abgeführt und mittels des dritten Wärmetauschers 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 über den Umgebungsluftstrom 63 an die Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 abgeführt werden. Dazu sind das dritte Ventil 3 und das fünfte Ventil 5 geschlossen. Die übrigen Ventile der Ventilanordnung 91 , also das vierte Ventil 4 und das sechste Ventil 6 sind geöffnet. In the eighth mode of operation, the first circuit 10 and the second circuit 20 are also turned off. The third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8 via the charger 47 and this downstream of the sixth valve 6 and the charger 47 and the sixth valve 6 connected in parallel via the fourth valve 4 and the high-voltage battery 49, via the triple junction parts, via the seventh valve 7 and finally via the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 again switched back to the third pump 35. Advantageously, the heat transport medium 57 is guided in parallel via the parallel branch 89 and the further parallel branch through the charger 47 and the high-voltage battery 49. Thus, a heat flow can be dissipated both from the charger 47 and from the high-voltage battery 49 and dissipated by the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 via the ambient air stream 63 to the environment 69 of the motor vehicle 55. For this purpose, the third valve 3 and the fifth valve 5 are closed. The remaining valves of the valve assembly 91, so the fourth valve 4 and the sixth valve 6 are open.
In einem neunten Betriebsmodus, der ebenfalls in einem Sommerbetrieb vorteilhaft zum Einsatz kommen kann, kann eine aktive Kühlung der Hochvolt-Batterie 49 und des Ladegeräts 47 erfolgen. In diesem Fall ist die Peltier-Wärmepumpe 79 mittels der elektrischen Energie 83 bestromt, kann also einen Wärmestrom in den ersten Kreislauf 10 pumpen. Dazu ist der erste Kreislauf 10 so geschaltet wie in dem ersten und zweiten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten und zweiten Betriebsmodus verwiesen. In a ninth operating mode, which can also be advantageously used in a summer operation, active cooling of the high-voltage battery 49 and the charger 47 can take place. In this case, the Peltier heat pump 79 is energized by means of electrical energy 83, so it can pump a heat flow into the first circuit 10. For this purpose, the first circuit 10 is switched as in the first and second operating modes. In this respect, reference is made to the description of the first and second operating modes.
Der dritte Kreislauf 30 ist bis auf eine Schaltstellung des achten Ventils 8 identisch geschaltet wie in dem achten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des achten The third circuit 30 is identical except for a switching position of the eighth valve 8 as in the eighth operating mode. In this respect, the description of the eighth
Betriebsmodus verwiesen. Als einziger Unterschied ist der dritte Kreislauf 30 über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geführt, so dass die aktive Kühlung stattfinden kann. Konkret ist der dritte Kreislauf 30 ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das achte Ventil 8, die Operating mode referenced. The only difference is the third circuit 30 is guided over the cold side 77 of the Peltier heat pump 79, so that the active cooling can take place. Specifically, the third circuit 30 is starting from the third pump 35 via the eighth valve 8, the
Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79, die Elektrokomponenten-Anordnung 40 wie vorab beschrieben, das siebte Ventil 7, den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 und von diesem schließlich wieder zurück zur dritten Pumpe 35 geschaltet. Cold side 77 of the Peltier heat pump 79, the electrical component assembly 40 as described above, the seventh valve 7, the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 and finally switched from this back to the third pump 35.
Die in Figur 1 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 weist insgesamt acht Ventile auf, nämlich das erste Ventil 1 , das zweite Ventil 2, das dritte Ventil 3, das vierte Ventil 4, das fünfte Ventil 5, das sechste Ventil 6, das siebte Ventil 7 und das achte Ventil 8. Daraus ergeben sich insgesamt 256 theoretische Schaltzustände. Die Beschreibung der vorab beschriebenen Betriebsmodi 1 - 9 ist daher beispielhaft. Die sich aus den insgesamt 8 Ventilen, die jeweils zwei The air conditioning assembly 51 shown in Figure 1 has a total of eight valves, namely the first valve 1, the second valve 2, the third valve 3, the fourth valve 4, the fifth valve 5, the sixth valve 6, the seventh valve 7 and the eighth valve 8. This results in a total of 256 theoretical switching states. The description of the operating modes 1 - 9 described above is therefore exemplary. Made up of a total of 8 valves, each two
Schaltstellungen aufweisen, ergebenden Schaltzustände sind ebenfalls Bestandteil der Have switching positions, resulting switching states are also part of the
Erfindung, wobei insbesondere Kombinationen der beschriebenen Betriebszustände 1 - 9 zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können. Vorteilhaft kann die Invention, in particular combinations of the described operating conditions 1 - 9 can be combined to form new embodiments. Advantageously, the
Klimatisierungsanordnung 51 an unterschiedlichste Anforderungen mittels entsprechender Schaltstellungen der Ventile 1 - 8 angepasst werden. Vorteilhaft kann dies aktiv oder passiv, also mit einer Bestromung der Peltier-Wärmepumpe 79 mit der elektrischen Energie 83 oder nicht erfolgen. Vorteilhaft ist als einzige Wärme- und Kältequelle die Peltier-Wärmepumpe 79 vorgesehen. Vorteilhaft kommt die Klimatisierungsanordnung 51 ohne weitere Wärmequellen, wie beispielsweise einen elektrischen PTC-Zuheizer oder Ähnliches aus. Die in Figur 1 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 ist also zuheizerlos ausgeführt. Air conditioning assembly 51 to a variety of requirements by means of corresponding switching positions of the valves 1 - 8 are adjusted. This can be done actively or passively, that is to say with an energization of the Peltier heat pump 79 with the electrical energy 83 or not. Advantageously, the Peltier heat pump 79 is provided as the only source of heat and cold. Advantageously, the air-conditioning arrangement 51 comes without further heat sources, such as an electric PTC heater or the like. The air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1 is therefore designed to be heaterless.
Außerdem benötigt die in Figur 1 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 keinen In addition, the air conditioning assembly 51 shown in Figure 1 does not require one
Klimakompressor, ist also klimakompressorlos ausgeführt. Air conditioning compressor, so it is designed climate compressor.
Figur 2 zeigt eine weitere Klimatisierungsanordnung 51 ähnlich der in Figur 1 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 . Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Im Unterschied weist die in Figur 2 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 nur sieben Ventile auf, nämlich das erste bis siebte Ventil 1 - 7. Anstelle des achten Ventils 8 weist die FIG. 2 shows a further air conditioning arrangement 51 similar to the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. In the following, only the differences are discussed. In contrast, the air conditioning arrangement shown in Figure 2 51 only seven valves, namely the first to seventh valve 1 - 7. Instead of the eighth valve 8, the
Klimatisierungsanordnung 51 gemäß Figur 2 einen Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 auf, mittels dem ein Wärmestrom zwischen dem dritten Kreislauf 30 und dem zweiten Kreislauf 20 austauschbar ist. Genauer kann von der Elektrokomponenten-Anordnung 40 auf das 2, a water-water heat exchanger 99, by means of which a heat flow between the third circuit 30 and the second circuit 20 is interchangeable. More specifically, from the electrical component assembly 40 to the
Wärmetransportmedium 57 des dritten Kreislaufs 30 übertragene Wärme in Form eines fünften Wärmestroms 101 mittels des Wasser-Wasser-Wärmetauschers 99 auf das Heat transfer medium 57 of the third circuit 30 transmitted heat in the form of a fifth heat flow 101 by means of the water-water heat exchanger 99 on the
Wärmetransportmedium 57 des zweiten Kreislaufs 20 übertragen werden. Heat transfer medium 57 of the second circuit 20 are transmitted.
Vorteilhaft können ebenfalls der erste Kreislauf 10, der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 separat angesteuert werden. Als weiterer Unterschied sind der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 fluidseitig komplett voneinander getrennt, so dass diese alternativ auch mittels unterschiedlichen Wärmetransportmedien 57 betreibbar sind. Der zweite Kreislauf 20 und der dritte Kreislauf 30 sind also im Unterschied nicht fluidseitig und thermisch einander zugeordnet, sondern lediglich thermisch einander zugeordnet mittels des Wasser-Wasser- Wärmetauschers 99, über den der fünfte Wärmestrom 101 führbar ist. Der fünfte Wärmestrom 101 wird ebenfalls passiv mittels eines Wärmegefälles zwischen dem dritten Kreislauf 30 und dem zweiten Kreislauf 20 angetrieben. Über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 kann der dritte Kreislauf 30, der die Elektrokomponenten-Anordnung 40 aufweist, zur Abwärmenutzung und/oder zur aktiven Kühlung der E-Komponenten an die Peltier-Wärmepumpe 79 angekoppelt werden. Diese Verschaltung hat den Vorteil, dass ein Massenstrom des Advantageously, the first circuit 10, the second circuit 20 and the third circuit 30 can also be controlled separately. As a further difference, the second circuit 20 and the third circuit 30 are completely separated from one another on the fluid side, so that they can also be operated by means of different heat transport media 57. The second circuit 20 and the third circuit 30 are therefore not fluidly and thermally associated with each other in difference, but only thermally associated with each other by means of the water-water heat exchanger 99 through which the fifth heat flow 101 is feasible. The fifth heat flow 101 is also passively driven by means of a heat gradient between the third circuit 30 and the second circuit 20. Via the water-water heat exchanger 99, the third circuit 30, which has the electrical component arrangement 40, can be coupled to the Peltier heat pump 79 for waste heat utilization and / or for active cooling of the E components. This interconnection has the advantage that a mass flow of
Wärmetransportmediums 57 über die Elektrokomponenten beziehungsweise die Heat transport medium 57 via the electrical components or the
Elektrokomponenten-Anordnung 40 unabhängig eingestellt werden kann, was hinsichtlich einer Betriebssicherheit vorteilhaft ist. Des Weiteren ergibt sich eine vergleichsweise kurze Electro-component arrangement 40 can be set independently, which is advantageous in terms of reliability. Furthermore, there is a comparatively short
Leitungslänge und damit ein vergleichsweise geringer Druckverlust, wobei die zweite Pumpe 25 und die dritte Pumpe 35 vergleichsweise klein dimensioniert werden können. Line length and thus a comparatively low pressure loss, the second pump 25 and the third pump 35 can be dimensioned comparatively small.
Die in Figur 2 dargestellte Klimatisierungsanordnung 51 weist die insgesamt sieben Ventile auf, die jeweils zwei Schaltstellungen einnehmen können. Folglich ergeben sich insgesamt 128 Betriebsmodi, von denen im Folgenden beispielhaft vier Stück näher beschrieben sind. In einem ersten Betriebsmodus, der für eine Kühlung des Innenraums 71 und der Elektrokomponenten der Elektrokomponenten-Anordnung 40 in einem Sommerbetrieb genutzt werden kann, verläuft der erste Kreislauf 10 ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1 , den ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59, über die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 schließlich wieder zurück zur ersten Pumpe 15. Der zweite Kreislauf 20 verläuft ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den Kühlungswärmetauscher 65, den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zur zweiten Pumpe 25 zurück. The air conditioning assembly 51 shown in Figure 2 has the total of seven valves, each of which can assume two switching positions. Consequently, a total of 128 operating modes result, of which four are described in more detail below by way of example. In a first mode of operation, which may be used for cooling the interior 71 and the electrical components of the electrical component assembly 40 in a summer operation, the first circuit 10 extends from the first pump 15 via the first valve 1, the first heat exchanger 93 of the front end Finally, the second circuit 20 extends from the second pump 25 through the second valve 2, the cooling heat exchanger 65, the water-water heat exchanger 99 and finally on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25 back.
Der dritte Kreislauf 30 verläuft ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das dritte. Ventil 3, den Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 , die Leistungselektronik 43, die Elektromaschine 45, das siebte Ventil 7, den dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 und schließlich über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 wieder zurück zur dritten Pumpe 35. Vorteilhaft kann mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 bereitgestellte Kälte einerseits über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 zur Kühlung der Elektrokomponenten und über den Kühlungswärmetauscher 65 zur Kühlung des Innenraums 71 verwendet werden. The third circuit 30 extends from the third pump 35 via the third. Valve 3, the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric machine 45, the seventh valve 7, the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59 and finally via the water-water heat exchanger 99 back to the third pump 35th Advantageously, by means of the Peltier heat pump 79 provided cold can be used on the one hand via the water-water heat exchanger 99 for cooling the electrical components and the cooling heat exchanger 65 for cooling the interior 71.
In einem zweiten Betriebsmodus kann die Klimatisierungsanordnung 51 in einem Winterbetrieb zum Heizen des Innenraums 71 mit einer Abwärmenutzung der Elektrokomponenten- Anordnung 40 verwendet werden. Der erste Kreislauf 10 verläuft dabei ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1 , den Heizungswärmetauscher 85 und schließlich über die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur ersten Pumpe 15. In a second mode of operation, the air conditioning assembly 51 may be used in a winter operation to heat the interior 71 with waste heat utilization of the electrocomponent assembly 40. The first circuit 10 runs starting from the first pump 15 via the first valve 1, the heater core 85 and finally via the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 back to the first pump 15th
Der Kühlungswärmetauscher 65 und der Heizungswärmetauscher 85 sind Teil eines dem Innenraum 71 des Kraftfahrzeugs 55 zugeordneten Klimageräts. Zum Antreiben des The cooling heat exchanger 65 and the heating heat exchanger 85 are part of the interior 71 of the motor vehicle 55 associated air conditioner. To drive the
Innenraumluftstroms 73 kann das Klimagerät ein separates Gebläse aufweisen. Außerdem kann das Klimagerät eine Umluftklappe aufweisen, mittels der wahlweise der Indoor airflow 73, the air conditioner may have a separate blower. In addition, the air conditioner may have a recirculation damper, by means of the optional
Innenraumluftstrom 73 von dem Innenraum 71 oder von der Umgebung 69 angesaugt werden können. Auf jeden Fall mündet der Innenraumluftstrom 73 zur Klimatisierung des Innenraums in den Innenraum 71 . Indoor airflow 73 can be sucked from the interior 71 or from the environment 69. In any case, the indoor air flow 73 for air conditioning of the interior opens into the interior 71st
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem zweiten Betriebsmodus ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend- Wärmetauschers 59, über den Kühlungswärmetauscher 65 des Klimageräts, über den Wasser- Wasser-Wärmetauscher 99 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25. Der dritte Kreislauf 30 verläuft ausgehend von der dritten Pumpe 35 über das dritte Ventil 3 der Ventilanordnung 91 der Elektrokomponenten-Anordnung 40 , den Gleichstrom-Gleichstrom- Wandler 41 , die Leistungselektronik 43, die Elektromaschine 45, das siebte Ventil 7 und schließlich über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 wieder zurück zur dritten Pumpe 35. The second circuit 20 runs in the second operating mode, starting from the second pump 25 via the second valve 2, the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, the cooling heat exchanger 65 of the air conditioner, the water-water heat exchanger 99 and finally on the Cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25th The third circuit 30 extends from the third pump 35 via the third valve 3 of the valve assembly 91 of the electrical component assembly 40, the DC-DC converter 41, the power electronics 43, the electric machine 45, the seventh valve 7 and finally via the water -Water heat exchanger 99 back to the third pump 35th
Ein dritter Betriebsmodus der in Figur 2 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 kann zum Entfeuchten des Innenraums 71 in dem Reheat-Betrieb und zur Kühlung beziehungsweise Abwärmenutzung der Elektrokomponenten mittels der Elektrokomponenten-Anordnung 40 verwendet werden. Der erste Kreislauf 10 ist dabei so geschaltet wie im zweiten A third operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 2 can be used for dehumidifying the interior 71 in the reheat mode and for cooling or using waste heat of the electrical components by means of the electro-component arrangement 40. The first circuit 10 is connected as in the second
Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des zweiten Betriebsmodus verwiesen. Operation mode. In this respect, reference is made to the description of the second operating mode.
Der zweite Kreislauf 20 ist in dem dritten 'Betriebsmodus so geschaltet wie in dem ersten Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Betriebsmodus verwiesen. The second circuit 20 is in the third 'operating mode switched as in the first operation mode. In this respect, reference is made to the description of the first operating mode.
Der dritte Kreislauf 30 ist in dem dritten Betriebsmodus so geschaltet wie im zweiten · The third circuit 30 is switched in the third operating mode as in the second
Betriebsmodus. Insofern wird auf die Beschreibung des zweiten Betriebsmodus verwiesen. Vorteilhaft kann mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlungswärmetauscher 65 und dem Heizungswärmetauscher 85 eingestellt werden, so dass es zu der vorteilhaften Entfeuchtung des Innenraumluftstroms 73 kommt. Vorteilhaft kann dabei noch eine Kühlung beziehungsweise eine Ausnutzung einer Abwärme der Elektrokomponenten erfolgen. Ein entsprechender Wärmestrom kann über den Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 übertragen werden. Operation mode. In this respect, reference is made to the description of the second operating mode. Advantageously, by means of the Peltier heat pump 79, a temperature difference between the cooling heat exchanger 65 and the heating heat exchanger 85 can be adjusted, so that it comes to the advantageous dehumidification of the indoor air flow 73. Advantageously, cooling or utilization of waste heat of the electrical components can take place. A corresponding heat flow can be transmitted via the water-water heat exchanger 99.
In einem vierten Betriebsmodus der in Figur 2 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 kann eine Vorkonditionierung der Hochvolt-Batterie 49 während eines Netzladebetriebs unter einer Nutzung einer Verlustwärme des Ladegeräts 47 erfolgen. Der vierte Betriebsmodus kann für einen Winterbetrieb, also für niedrige Temperaturen in der Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 verwendet werden. In a fourth operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 2, a pre-conditioning of the high-voltage battery 49 during a mains charging operation can take place using a heat loss of the charger 47. The fourth operating mode can be used for winter operation, ie for low temperatures in the surroundings 69 of the motor vehicle 55.
In dem vierten Betriebsmodus sind der erste Kreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 abgeschaltet, also die erste Pumpe 15 und die zweite Pumpe 25 ohne Förderleistung. In the fourth operating mode, the first circuit 10 and the second circuit 20 are switched off, that is, the first pump 15 and the second pump 25 without delivery.
Der dritte Kreislauf 30 ist so geschaltet wie im siebten Betriebsmodus der in Figur 1 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51. Insofern wird bezüglich der Schaltstellung des dritten Kreislaufs 30 auf die Beschreibung des siebten Betriebsmodus der in Figur 1 gezeigten The third circuit 30 is switched as in the seventh operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1. In this respect, with regard to the switching position of the third circuit 30, the description of the seventh operating mode is shown in FIG
Klimatisierungsanordnung 51 verwiesen. Vorteilhaft kann eine Abwärme des Ladegeräts 47 zum Vorkonditionieren der Hochvolt-Batterie 49 verwendet werden. Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsanordnung 51 eines Kraftfahrzeugs 55 mit einem Elektroantrieb 53. Die in Figur 3 gezeigte Air conditioning arrangement 51 referenced. Advantageously, a waste heat of the charger 47 can be used for preconditioning the high-voltage battery 49. FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an air-conditioning arrangement 51 of a motor vehicle 55 with an electric drive 53. The system shown in FIG
Klimatisierungsanordnung 51 ist ähnlich der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Air conditioning assembly 51 is similar to that shown in FIGS. 1 and 2
Klimatisierungsanordnung 51 aufgebaut. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Air conditioning arrangement 51 constructed. In the following, only the differences are discussed.
Im Unterschied zur Darstellung gemäß den Figuren 1 und 2 weist die Klimatisierungsanordnung 51 gemäß Figur 3 nur einen ersten Kreislauf 10 und einen zweiten Kreislauf 20 auf, die von einer ersten Pumpe 15 und einer zweiten Pumpe 25 angetrieben werden. Vorteilhaft kann auf den dritten Kreislauf 30 und die dritte Pumpe 35 verzichtet werden. Um dennoch die In contrast to the representation according to FIGS. 1 and 2, the air-conditioning arrangement 51 according to FIG. 3 has only a first circuit 10 and a second circuit 20, which are driven by a first pump 15 and a second pump 25. Advantageously, the third circuit 30 and the third pump 35 can be dispensed with. Nevertheless, the
Elektrokomponenten-Anordnung 40 mit dem Wärmetransportmedium 57 wahlweise zu versorgen, weist die Klimatisierungsanordnung 51 gemäß Figur 3 ein zehntes Ventil 100 auf. Das zehnte Ventil 100 ist stromabwärts des Kühlungswärmetauschers 65 in den zweiten Kreislauf 20 geschaltet. In einer ersten Schaltstellung, die in Figur 3 gezeigt ist, ist dem zehnten Ventil 100 die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. In einer zweiten Schaltstellung ist dem zehnten Ventil 10 die Elektrokomponenten-Anordnung 40 Electrode assembly 40 to provide the heat transport medium 57 optional, the air conditioning assembly 51 according to Figure 3, a tenth valve 100 on. The tenth valve 100 is connected to the second circuit 20 downstream of the cooling heat exchanger 65. In a first switching position, which is shown in Figure 3, the tenth valve 100, the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream. In a second switching position, the tenth valve 10 is the electro-component arrangement 40
nachgeschaltet. downstream.
Außerdem weist die Klimatisierungsanordnung 51 gemäß Figur 3 vorteilhaft einen vereinfachten Frontend-Wärmetauscher 59 auf. Der Frontend-Wärmetauscher 59 gemäß Figur 3 weist nämlich nur den ersten Wärmetauscher 93 und den zweiten Wärmetauscher 95 auf. Vorteilhaft kann auf den dritten Wärmetauscher 97 verzichtet werden. Um dies zu erreichen, weist die Klimatisierungsanordnung 51 gemäß Figur 3 ein neuntes Ventil 9 auf. Das neunte Ventil 9 ist dem zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet und ist Teil des zweiten Kreislaufs 20. In einer ersten Schaltstellung des neunten Ventils 9, die in Figur 3 gezeigt ist, ist dem neunten Ventil 9 der Kühlungswärmetauscher 65 nachgeschaltet. In einer zweiten Schaltstellung ist dem neunten Ventil 9 die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 nachgeschaltet. Die Peltier-Wärmepumpe 79 ist zweifach von dem Wärmetransportmedium 57, also von dem ersten Kreislauf 10 und dem zweiten Kreislauf 20 durchflössen und kann auch als Peltier-Wasser-Wasser-Wärmetauscher bezeichnet werden. In addition, the air conditioning arrangement 51 according to FIG. 3 advantageously has a simplified front-end heat exchanger 59. Namely, the front end heat exchanger 59 according to FIG. 3 has only the first heat exchanger 93 and the second heat exchanger 95. Advantageously, the third heat exchanger 97 can be dispensed with. In order to achieve this, the air-conditioning arrangement 51 according to FIG. 3 has a ninth valve 9. The ninth valve 9 is connected downstream of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 and is part of the second circuit 20. In a first switching position of the ninth valve 9, which is shown in Figure 3, the ninth valve 9, the cooling heat exchanger 65 is connected downstream. In a second switching position, the ninth valve 9, the hot side 75 of the Peltier heat pump 79 is connected downstream. The Peltier heat pump 79 is twice the heat transfer medium 57, so flowed through by the first circuit 10 and the second circuit 20 and can also be referred to as Peltier water-water heat exchanger.
Das erste Ventil 1 , das zweite Ventil 2, das neunte Ventil 9 und das zehnte Ventil 100 sind jeweils als federrückgestelltes, elektromagnetisch betätigbares 3/2-Wegeventil ausgeführt. The first valve 1, the second valve 2, the ninth valve 9 and the tenth valve 100 are each designed as a spring-reset, electromagnetically actuated 3/2-way valve.
Vorteilhaft kann mittels der Beschaltung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend- Wärmetauschers 59 mittels des neunten Ventils 9 dieser für unterschiedlichste Advantageously, by means of the wiring of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 by means of the ninth valve 9 of this for a variety of
Betriebszustände genutzt werden, so dass ein weiterer, beispielsweise der dritte Operating conditions are used, so that another, for example, the third
Wärmetauscher 97 verzichtbar ist. Gegebenenfalls mit dem Umgebungsluftstrom 63 auszutauschende Wärme kann wahlweise mit unterschiedlichsten Komponenten des zweiten Kreislaufs 20 ausgetauscht werden, insbesondere mit der Peltier-Wärmepumpe 79, dem Kühlungswärmetauscher 65 und/oder der Elektrokomponenten-Anordnung 40. Heat exchanger 97 is dispensable. Optionally, with the ambient air stream 63 Heat to be exchanged can optionally be exchanged with different components of the second circuit 20, in particular with the Peltier heat pump 79, the cooling heat exchanger 65 and / or the electrical component arrangement 40.
Die in Figur 3 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 weist insgesamt neun Ventile auf, nämlich das erste bis siebte Ventil 1 - 7 sowie das neunte Ventil 9 und das zehnte Ventil 100. Diese haben jeweils zwei Schaltstellungen, so dass sich insgesamt 512 unterschiedliche The air conditioning assembly 51 shown in Figure 3 has a total of nine valves, namely the first to seventh valve 1-7 and the ninth valve 9 and the tenth valve 100. These have two switching positions, so that a total of 512 different
Schaltzustände ergeben. Diese 512 Schaltzustände sind Bestandteil der Erfindung, wobei im Folgenden davon 7 besonders bevorzugte Betriebszustände näher erläutert werden. Switching states result. These 512 switching states are part of the invention, with 7 particularly preferred operating states being explained in more detail below.
In einem ersten Betriebszustand ist der erste Kreislauf 10 so geschaltet wie im ersten In a first operating state, the first circuit 10 is switched as in the first
Betriebsmodus der in Figur 2 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51. Insofern wird zum ersten Betriebszustand der in Figur 3 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 bezüglich des ersten Kreislaufs 10 auf die Beschreibung des ersten Kreislaufs 10 des ersten Betriebsmodus der in Figur 2 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 verwiesen. In this respect, reference is made to the description of the first circuit 10 of the first operating mode of the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 2 for the first operating state of the air conditioning arrangement 51 shown in FIG.
In dem ersten Betriebszustand der in Figur 3 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 ist der zweite Kreislauf 20 ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den Kühlungswärmetauscher 65, das zehnte Ventil 100 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25 geführt. Dieser erste In the first operating state of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 3, the second circuit 20 is returned from the second pump 25 via the second valve 2, the cooling heat exchanger 65, the tenth valve 100 and finally via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 second pump 25 out. This first
Betriebszustand kann vorteilhaft für eine Kühlung des Innenraums 71 des Kraftfahrzeugs 55 verwendet werden. Vorteilhaft kann dem Innenraumluftstrom 73 der zweite Wärmestrom 67 entzogen werden, der wiederum als dritte Wärmestrom 81 mittels der Peltier-Wärmepumpe 79 von der Kaltseite 77 zu der Warmseite 75 gepumpt werden kann. Mittels des ersten Kreislaufs 10 kann dieser dann in Form des ersten Wärmestroms 61 an den Umgebungsluftstrom 63 und so an die Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 abgegeben werden. Operating state can be used advantageously for cooling the interior 71 of the motor vehicle 55. Advantageously, the second heat flow 67 can be withdrawn from the interior airflow 73, which in turn can be pumped from the cold side 77 to the warm side 75 as a third heat flow 81 by means of the Peltier heat pump 79. By means of the first circuit 10, this can then be delivered in the form of the first heat flow 61 to the ambient air stream 63 and thus to the environment 69 of the motor vehicle 55.
In einem zweiten Betriebszustand der in Figur 3 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 kann eine Kühlung der Elektrokomponenten mittels der Elektrokomponenten-Anordnung 40 und eine Kühlung des Innenraums 71 erfolgen. Der erste Kreislauf 10 ist dabei so geschaltet wie im ersten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Betriebszustandes verwiesen. In a second operating state of the air conditioning arrangement 51 shown in FIG. 3, cooling of the electrical components by means of the electric component arrangement 40 and cooling of the interior 71 can take place. The first circuit 10 is connected as in the first operating state. In this respect, reference is made to the description of the first operating state.
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem zweiten Betriebszustand ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, über den Kühlungswärmetauscher 65, über das zehnte Ventil 100, in allen drei Parallelzweigen über die Elektrokomponenten-Anordnung 40, über das siebte Ventil 7, über den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59, über das neunte Ventil 9 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25. Vorteilhaft kann in einer Reihenschaltung die Kühlung des Innenraums 71 und der Elektrokomponenten erfolgen. Das noch vergleichsweise kühl aus dem Kühlungswärmetauscher 65 ausströmende Wärmetransportmedium 57 kann vorteilhaft noch zur Kühlung der Elektrokomponenten mittels der Elektrokomponenten-Anordnung 40 verwendet werden. Nach diesem zweifachen Temperaturanstieg kann Wärme an den Umgebungsluftstrom 63 abgeführt werden. Das so wieder vorgekühlte Wärmetransportmedium kann vorteilhaft dann wieder über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder auf ein zur Kühlung des Innenraums 71 notwendiges niedriges Temperaturniveau gebracht werden. The second circuit 20 proceeds in the second operating state, starting from the second pump 25 via the second valve 2, via the cooling heat exchanger 65, via the tenth valve 100, in all three parallel branches via the electrical component arrangement 40, via the seventh valve 7 the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, via the ninth valve 9 and finally on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 again back to the second pump 25. Advantageously, can be done in a series circuit, the cooling of the interior 71 and the electrical components. The still comparatively cool flowing out of the cooling heat exchanger 65 heat transport medium 57 can be advantageously used for cooling the electrical components by means of the electric component assembly 40. After this twofold increase in temperature, heat can be dissipated to the ambient air stream 63. The thus pre-cooled heat transfer medium can then be advantageously brought back on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to a necessary for cooling the interior 71 low temperature level.
In einem dritten Betriebszustand kann die in Figur 3 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 für eine Entfeuchtung des Innenraums 71 verwendet werden. In diesem dritten Betriebszustand ist der zweite Kreislauf 20 gleich geschaltet wie im ersten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Betriebszustandes verwiesen. In a third operating state, the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 3 can be used for dehumidifying the interior 71. In this third operating state, the second circuit 20 is connected in the same way as in the first operating state. In this respect, reference is made to the description of the first operating state.
Der erste Kreislauf 10 ist so geschaltet wie im ersten Betriebsmodus der in Figur 1 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51. Insofern wird bezüglich des dritten Betriebszustandes der in Figur 3 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 bezüglich des Schaltzustandes des ersten Kreislaufes 10 auf die Beschreibung des ersten Betriebszustandes der in Figur 1 gezeigten Klimatisierungsänordnung 51 verwiesen. The first circuit 10 is thus switched as in the first operating mode of the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 1. In this respect, with regard to the third operating state, the air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 3 with respect to the switching state of the first circuit 10 is described in the description of the first operating state of FIG Air conditioning 51 assignment referenced.
Vorteilhaft kann wie vorab beschrieben die Entfeuchtung des Innenraums 71 des Advantageously, as described above, the dehumidification of the interior 71 of the
Kraftfahrzeugs 55 erfolgen. Motor vehicle 55 done.
Ein vierter Betriebszustand kann gleichermaßen für die Entfeuchtung des Innenraums 71 bei einer gleichzeitigen Kühlung beziehungsweise Abwärmenutzung der Elektrokomponenten mittels der Elektrokomponenten-Anordnung 40 verwendet werden. Dabei ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie im dritten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des ersten Kreislaufes 10 in dem dritten Betriebszustand der in Figur 3 gezeigten A fourth operating state can equally be used for the dehumidification of the interior 71 with simultaneous cooling or waste heat utilization of the electrical components by means of the electrical component arrangement 40. In this case, the first circuit 10 is connected in the same way as in the third operating state. In this respect, the description of the first circuit 10 in the third operating state of that shown in FIG
Klimatisierungsanordnung 51 verwiesen. Air conditioning arrangement 51 referenced.
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem vierten Betriebszustand ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über den Kühlungswärmetauscher 65, über das zehnte Ventil 100, über die The second circuit 20 extends in the fourth operating state, starting from the second pump 25 via the cooling heat exchanger 65, via the tenth valve 100, via the
Elektrokomponenten-Anordnung 40, über das siebte Ventil 7 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 zurück zur zweiten Pumpe 25. Electric component assembly 40, via the seventh valve 7 and finally via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25th
In einem fünften Betriebszustand kann ein Beheizen des Innenraums 71 , insbesondere mittels einer Umgebungswärme, erfolgen. Dabei ist der erste Kreislauf 10 so geschaltet wie im dritten und vierten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des dritten und vierten Betriebszustandes verwiesen. Der zweite Kreislauf 20 verläuft ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend- Wärmetauschers 59, das neunte Ventil 9, den Kühlungswärmetauscher 65, das zehnte Ventil 100 und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25. In a fifth operating state, the interior 71 can be heated, in particular by means of ambient heat. In this case, the first circuit 10 is connected as in the third and fourth operating state. In this respect, the description of the third and fourth Operating state referenced. The second circuit 20 extends from the second pump 25 via the second valve 2, the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, the ninth valve 9, the cooling heat exchanger 65, the tenth valve 100 and finally via the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25.
In einem sechsten Betriebszustand kann die in Figur 3 dargestellte Klimatisierungsanordnung 51 für ein Heizen des Innenraums 71 mit einer Umgebungswärme und einer Abwärmenutzung der Elektrokomponenten verwendet werden. In diesem sechsten Betriebszustand ist der erste Kreislauf 10 gleich geschaltet wie im dritten Betriebszustand. Insofern wird auf die In a sixth operating state, the air-conditioning arrangement 51 illustrated in FIG. 3 can be used for heating the interior 71 with ambient heat and waste heat utilization of the electrical components. In this sixth operating state, the first circuit 10 is switched in the same way as in the third operating state. Insofar is on the
Beschreibung des dritten Betriebszustandes verwiesen. Description of the third operating state referenced.
Der zweite Kreislauf 20 verläuft in dem sechsten Betriebszustand ausgehend von der zweiten Pumpe 25 über das zweite Ventil 2, den zweiten Wärmetauscher 95 des Frontend- Wärmetauschers 59, den Kühlungswärmetauscher 65, das zehnte Ventil 100, die The second circuit 20 extends in the sixth operating state, starting from the second pump 25 via the second valve 2, the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59, the cooling heat exchanger 65, the tenth valve 100, the
Elektrokomponenten-Anordnung 40, das siebte Ventil 7, und schließlich über die Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur zweiten Pumpe 25. Vorteilhaft kann zum Erwärmen der Peltier-Wärmepumpe 79 mittels des zweiten Wärmetauschers 95 und mittels des Kühlungswärmetauschers 65 Umgebungswärme aufgenommen werden. Diese kann vorteilhaft zur Erwärmung des Innenraums mittels des Heizungswärmetauschers 85 mittels der Peltier- Wärmepumpe 79 in den ersten Kreislauf 10 gepumpt werden. Electro-component arrangement 40, the seventh valve 7, and finally on the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 back to the second pump 25. Advantageously, can be added to heat the Peltier heat pump 79 by means of the second heat exchanger 95 and by means of the cooling heat exchanger 65 ambient heat , This can advantageously be pumped to heat the interior by means of the heating heat exchanger 85 by means of the Peltier heat pump 79 in the first circuit 10.
In einem siebten Betriebszustand kann die in Figur 3 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 für eine aktive Konditionierung der Elektrokomponenten während einer Netzladephase verwendet werden. Alternativ ist gegebenenfalls auch ein Beheizen der Elektrokomponenten möglich. Alternativ ist gegebenenfalls auch eine Vorkonditionierung des Innenraums 71 denkbar. In a seventh operating condition, the air conditioning assembly 51 shown in FIG. 3 may be used to actively condition the electrical components during a power-up phase. Alternatively, if necessary, heating of the electrical components is also possible. Alternatively, if necessary, a preconditioning of the interior 71 is conceivable.
In diesem siebten Betriebszustand ist der erste Kreislauf 10 ausgehend von der ersten Pumpe 15 über das erste Ventil 1 , den ersten Wärmetauscher 93 des Frontend-Wärmetauschers 59 und schließlich über die Warmseite 75 der Peltier-Wärmepumpe 79 wieder zurück zur ersten Pumpe 15 geführt. Abhängig von einem Umgebungstemperaturniveau der Umgebung 69 des Kraftfahrzeugs 55 kann gegebenenfalls die Schaltstellung des ersten Ventils 1 geändert werden. In this seventh operating state, the first circuit 10, starting from the first pump 15, is guided back to the first pump 15 via the first valve 1, the first heat exchanger 93 of the front-end heat exchanger 59 and finally via the hot side 75 of the Peltier heat pump 79. Depending on an ambient temperature level of the surroundings 69 of the motor vehicle 55, the switching position of the first valve 1 can optionally be changed.
Der zweite Kreislauf 20 ist in dem siebten Betriebszustand gleich geschaltet wie in dem vierten Betriebszustand. Insofern wird auf die Beschreibung des vierten Betriebszustandes verwiesen. Gegebenenfalls kann abweichend davon das siebte Ventil 7 abhängig von einem Umgebungstemperaturniveau umgeschaltet werden, so dass der zweite Wärmetauscher 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 in den zweiten Kreislauf 20 geschaltet ist. The second circuit 20 is switched to be the same in the seventh operating state as in the fourth operating state. In this respect, reference is made to the description of the fourth operating state. If appropriate, the seventh valve 7 can be switched over differently depending on an ambient temperature level, so that the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 is connected in the second circuit 20.
Vorteilhaft kann die in Figur 3 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 ebenso wie die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 zum separaten Konditionieren des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 verwendet werden. Vorteilhaft kann mittels des Parallelzweigs 89 das Ladegerät 47 während eines Fahrzustandes des Kraftfahrzeugs 55 aus dem zweiten Kreislauf 20 herausgeschaltet werden, so dass vorteilhaft Druckverluste durch das Ladegerät 47 während des Fahrbetriebs eliminiert werden können, da das Ladegerät 47 nur während des Netzladebetriebs betrieben wird und dementsprechend nur währenddessen thermisch konditioniert werden muss. Advantageously, the air conditioning assembly 51 shown in FIG. 3 as well as the air conditioning assembly 51 shown in FIGS. 1 and 2 may be used to separately condition the charger 47 and the high voltage battery 49. Advantageously, the charger 47 can be switched out of the second circuit 20 during a driving state of the motor vehicle 55 by means of the parallel branch 89, so that pressure losses can be advantageously eliminated by the charger 47 during driving, since the charger 47 is operated only during the mains charging operation and accordingly only during this time must be thermally conditioned.
Vorteilhaft ist in der Klimatisierungsanordnung 51 gemäß Figur 3 das neunte Ventil 9 In the air conditioning arrangement 51 according to FIG. 3, the ninth valve 9 is advantageous
vorgesehen, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist. Vorteilhaft kann dadurch der Frontend- Wärmetauscher 59 besonders einfach aufgebaut werden, nämlich lediglich mittels des ersten Wärmetauschers 93 und zweiten Wärmetauschers 95. Vorteilhaft weist also der zweite Kreislauf 20 nur den zweiten Wärmetauscher 95 auf, da in allen Betriebszuständen gegebenenfalls mittels einer entsprechenden Schaltstellung des neunten Ventils 9 der zweite Wärmetauscher 95 zum Austausch von Wärme mit der Umgebung 69 verwendet werden kann. provided, which is designed as a 3/2-way valve. Advantageously, the front-end heat exchanger 59 can thus be constructed particularly simply, namely only by means of the first heat exchanger 93 and second heat exchanger 95. Advantageously, therefore, the second circuit 20 has only the second heat exchanger 95, since in all operating conditions, if necessary, by means of a corresponding switching position of the ninth Valve 9, the second heat exchanger 95 can be used to exchange heat with the environment 69.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klimatisierungsanordnung 51 ähnlich der in den Figuren 1 - 3 gezeigten Klimatisierungsanordnung 51 . Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Im Unterschied zur Darstellung gemäß Figur 3 weist der Frontend- Wärmetauscher 59 den ersten Wärmetauscher 93, den zweiten Wärmetauscher 95 und den dritten Wärmetauscher 97 auf. Vorteilhaft kann dadurch auf das in Figur 3 gezeigte neunte Ventil 9 verzichtet werden. Im Folgenden wird lediglich auf die weiteren Unterschiede eingegangen. FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of an air conditioning arrangement 51 similar to the air conditioning arrangement 51 shown in FIGS. In the following, only the differences are discussed. In contrast to the representation according to FIG. 3, the front-end heat exchanger 59 has the first heat exchanger 93, the second heat exchanger 95 and the third heat exchanger 97. Advantageously, this eliminates the ninth valve 9 shown in FIG. In the following, only the further differences will be discussed.
Die in Figur 4 gezeigte Klimatisierungsanordnung 51 weist insgesamt sieben Ventile auf, nämlich das erste Ventil 1 , das zweite Ventil 2, das vierte Ventil 4, das fünfte Ventil 5, das sechste Ventil 6, das siebte Ventil 7 sowie das zehnte Ventil 100. Neben dem neunten Ventil 9 kann gemäß der Darstellung in Figur 4 vorteilhaft auch auf das dritte Ventil 3 der The air-conditioning arrangement 51 shown in FIG. 4 has a total of seven valves, namely the first valve 1, the second valve 2, the fourth valve 4, the fifth valve 5, the sixth valve 6, the seventh valve 7 and the tenth valve 100 the ninth valve 9 can, as shown in Figure 4 advantageously also on the third valve 3 of the
Elektrokomponenten-Anordnung 40 verzichtet werden. Diese weist vorteilhaft einen Electro-component arrangement 40 can be omitted. This advantageously has a
vereinfachten Aufbau auf, wobei das Ladegerät nicht in den in den Figuren 1 - 3 simplified structure, wherein the charger is not in the in Figures 1-3
eingezeichneten Parallelzweig 89 geschaltet ist, sondern in Reihe mit der Leistungselektronik 43, dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 und der Elektromaschine 45. Mittels den sieben Ventilen ergeben sich insgesamt 128 Schaltzustände, die Bestandteil der Erfindung sind. Als weiterer Unterschied ist das erste Ventil 1 des ersten Kreislaufs 10 nicht der ersten Pumpe 15 nachgeschaltet. Gemäß der Darstellung der Figur 4 ist das erste Ventil 1 dem dritten Wärmetauscher 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 nachgeschaltet. Das erste Ventil 1 erfüllt aber an dieser Stelle dieselbe Funktion, so dass der erste Kreislauf 10 gemäß der Darstellung der Figur 4 ebenfalls wahlweise über den Frontend-Wärmetauscher 59 oder den drawn parallel branch 89 is connected, but in series with the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45. By means of the seven valves resulting in a total of 128 switching states, which are part of the invention. As a further difference, the first valve 1 of the first circuit 10 is not connected downstream of the first pump 15. As shown in FIG. 4, the first valve 1 is connected downstream of the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59. However, the first valve 1 fulfills the same function at this point, so that the first circuit 10 according to the illustration of Figure 4 also optionally via the front-end heat exchanger 59 or the
Heizungswärmetauscher 85 geführt werden kann. Gemäß den einzelnen Betriebszuständen wird auf die unterschiedlichen Schaltstellungen der sieben Ventile und außerdem auf die Beschreibung der Klimatisierungsanordnungen 51 gemäß den Figuren 1 - 3 verwiesen. Heating heat exchanger 85 can be performed. In accordance with the individual operating states, reference is made to the different switching positions of the seven valves and also to the description of the air-conditioning arrangements 51 according to FIGS. 1-3.
Gemäß der Darstellung der Figur 4 weist die Klimatisierungsanordnung 51 ebenfalls die zwei Kreisläufe, nämlich den ersten Kreislauf 10 und den zweiten Kreislauf 20, auf, die jeweils an die Peltier-Wärmepumpe 79 angekoppelt sind. According to the representation of FIG. 4, the air-conditioning arrangement 51 likewise has the two circuits, namely the first circuit 10 and the second circuit 20, which are each coupled to the Peltier heat pump 79.
Der zweite Kreislauf 20 fungiert in einem Sommerbetriebsfall als Kühlkreislauf für den The second circuit 20 acts in a summer operation as a cooling circuit for the
Innenraum 71 sowie der Elektrokomponenten und im Winterbetriebsfall als Kreislauf zur Aufnahme von Umgebungswärme aus der Umgebung 69 beziehungsweise zur Aufnahme von Abwärme der Elektrokomponenten. Interior 71 and the electrical components and winter operation as a circuit for receiving ambient heat from the environment 69 or to absorb waste heat of the electrical components.
Der zweite Kreislauf 20 stellt also stets den kälteren der beiden Kreisläufe dar. In diesem zweiten Kreislauf 20 wird mit Hilfe der Peltier-Wärmepumpe 79 ein Temperaturniveau an den Wärmetauschern des Frontend-Wärmetauschers 59 und des Klimageräts erzeugt, mit dem je nach Betriebsfall Wärme aus der Umgebung 69 und von den Elektrokomponenten The second circuit 20 thus always represents the colder of the two circuits. In this second circuit 20, a temperature level is generated at the heat exchangers of the front-end heat exchanger 59 and the air conditioner with the help of the Peltier heat pump 79, with the depending on the operating heat from the Environment 69 and from the electrical components
aufgenommen werden kann beziehungsweise der Innenraum 71 gekühlt und entfeuchtet werden kann. Die in den zweiten Kreislauf 20 geschalteten Komponenten sind dabei entsprechend dem zu erwartenden Temperaturniveau angeordnet. Im Winterbetriebsfall wird an dem Frontend-Wärmetauscher 59 möglichst viel Wärme aus der Umgebung 69 aufgenommen. Eine Austrittstemperatur des Wärmetransportmediums 57 an einem Austritt der Peltier- Wärmepumpe 79 beziehungsweise an einem Eintritt des Frontend-Wärmetauschers 59 ist dazu vorteilhaft dementsprechend unterhalb eines Temperaturniveaus der Umgebung 69. can be received or the interior 71 can be cooled and dehumidified. The switched into the second circuit 20 components are arranged according to the expected temperature level. In winter operation case 59 as much heat from the environment 69 is added to the front-end heat exchanger. An exit temperature of the heat transport medium 57 at an outlet of the Peltier heat pump 79 or at an inlet of the front-end heat exchanger 59 is advantageous to below a temperature level of the environment 69th
Anschließend wird der Kühlungswärmetauscher 65 durchströmt. Subsequently, the cooling heat exchanger 65 is flowed through.
Dies hat den Zweck, eine möglichst hohe Umluftrate durch permanenten Entfeuchtungsbetrieb zu realisieren. This has the purpose of achieving the highest possible air circulation rate through permanent dehumidification operation.
An dem Kühlungswärmetauscher 65 kondensiert durch das niedrige Temperaturniveau die Luftfeuchte aus einer Mischung von Umluft und Frischluft aus. Dabei wird vorteilhaft eine latente Wärmeleistung durch das Auskondensieren der Luftfeuchte mitgenutzt. Für einen reinen Entfeuchtungsbetrieb kann der Frontend-Wärmetauscher 59 mit Hilfe des zweiten Ventils 2 des zweiten Kreislaufs 20 abgekoppelt werden. Dadurch wird am Kühlungswärmetauscher 65 ein niedrigeres Temperaturniveau erzeugt als mit vorgeschaltetem Frontend-Wärmetauscher 59 und es kann stärker entfeuchtet werden. An den Elektrokomponenten kann in einem At the cooling heat exchanger 65 condenses due to the low temperature level, the humidity from a mixture of circulating air and fresh air. In this case, a latent advantageous Heat output also co-used by condensing out the humidity. For a pure dehumidifying operation, the front-end heat exchanger 59 can be decoupled with the aid of the second valve 2 of the second circuit 20. As a result, a lower temperature level is produced at the cooling heat exchanger 65 than at the upstream front end heat exchanger 59 and it can be dehumidified more. On the electrical components can in one
Winterbetriebsfall die zur Verfügung stehende Abwärme für den Wärmepumpenbetrieb mit genutzt werden. Winter operation case the available waste heat for the heat pump operation to be used.
In einem Sommerbetriebsfall wird in dem zweiten Kreislauf 20 der dritte Wärmetauscher 97 in Strömungsrichtung mit Hilfe des siebten Ventils 7, das als Umschaltventil ausgeführt ist, abgekoppelt. Über den Kühlungswärmetauscher 65 wird der Innenraum 71 thermisch konditioniert. Anschließend werden die Elektrokomponenten durchströmt und gekühlt. Sobald die Temperatur des Wärmetransportmediums 57 nach den Elektrokomponenten oberhalb der Umgebungstemperatur ist, wird die dabei aufgenommene Wärme zunächst so gut wie möglich an den den E-Komponenten nachgeschalteten Frontend-Wärmetauscher 59 abgegeben. In a summer operating case, in the second circuit 20, the third heat exchanger 97 is decoupled in the flow direction with the aid of the seventh valve 7, which is designed as a changeover valve. About the cooling heat exchanger 65, the interior 71 is thermally conditioned. Subsequently, the electrical components are flowed through and cooled. As soon as the temperature of the heat transport medium 57 is above the ambient temperature after the electrical components, the heat absorbed is first emitted as good as possible to the front end heat exchanger 59 connected downstream of the E components.
Dementsprechend kann das siebte Ventil 7 umgeschaltet werden. Über die Peltier- Wärmepumpe 79 wird dann wiederum das niedrige Temperaturniveau zur Konditionierung des Innenraums 71 erzeugt. Accordingly, the seventh valve 7 can be switched. In turn, the low temperature level for conditioning the interior 71 is generated via the Peltier heat pump 79.
In dem ersten Kreislauf 10 wird im Sommerbetriebsfall Wärme an die Umgebung 69 abgegeben und im Winterbetriebsfall wird die Heizleistung über den Heizungswärmetauscher 85 in den Innenraum 71 gebracht. In the first cycle 10, heat is released to the environment 69 in the summer operating case, and in the winter operating case the heating power is brought via the heating heat exchanger 85 into the interior 71.
Als Regelparameter stehen in dem gegebenen Kreislauf eine Leistung der Peltier- Wärmepumpe 79, ein jeweiliger Massenstrom in den Kreisläufen sowie Luftmassenströme des Innenraumluftstroms 73 sowie des Umgebungsluftstroms 63 sowie entsprechende As a control parameter are in the given circuit, a power of the Peltier heat pump 79, a respective mass flow in the circuits and air mass flows of the indoor air flow 73 and the ambient air flow 63 and corresponding
Lüfterdrehzahlen und/oder Klappenstellungen, beispielsweise Kühlergrilllamellen, Fan speeds and / or flap positions, for example grille shutters,
Umluftklappen sowie dem Heizungswärmetauscher 85 vorgeschaltete Klappen und/oder Ähnliches zur Verfügung. Recirculation flaps and the heat exchanger 85 upstream flaps and / or the like available.
Zur Regelung und/oder Steuerung kann eine in den Figuren 1 - 4 nicht näher dargestellte Regel- und/oder Steuervorrichtung zum Ansteuern der Ventile 1 - 10, der Pumpen 15, 25, 35 und der elektrischen Energie 83 sowie der Lüfter des Frontend-Wärmetauschers 59 und des Klimageräts vorgesehen sein. For regulating and / or controlling, a regulating and / or control device not shown in detail in FIGS. 1-4 may be used to control the valves 1-10, the pumps 15, 25, 35 and the electrical energy 83 and the fan of the front-end heat exchanger 59 and the air conditioner be provided.
Figur 5 zeigt eine Detailansicht der in Figur 4 dargestellten Elektrokomponenten-Anordnung 40. Die Elektrokomponenten-Anordnung 40 gemäß der Darstellung der Figur 5 weist insgesamt vier 2/2-Wegeventile beziehungsweise Schaltventile auf, nämlich ein viertes Ventil 4, ein fünftes Ventil 5, ein sechstes Ventil 6 sowie ein siebtes Ventil 7. Daraus ergeben sich insgesamt 16 Schaltzustände, die Teil der Erfindung sind. Im Folgenden werden beispielhaft fünf der erfindungsgemäßen Schaltzustände genauer beschrieben. FIG. 5 shows a detailed view of the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 4. The electrical component arrangement 40 according to the representation of FIG. 5 has a total of four 2/2-way valves or switching valves, namely a fourth valve 4, a fifth Valve 5, a sixth valve 6 and a seventh valve 7. This results in a total of 16 switching states that are part of the invention. In the following, five of the switching states according to the invention are described in greater detail by way of example.
In einer ersten Variante ist das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geöffnet, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Diese erste Variante kann vorteilhaft für einen Ladebetrieb bei tiefen Temperaturen verwendet werden, wobei vorteilhaft eine thermische Konditionierung der Hochvolt-Batterie 49 unter einer Abwärmenutzung des Ladegeräts 47 erfolgen kann. In a first variant, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is opened, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7, which is embodied as a 3/2-way valve, is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79. This first variant can be advantageously used for a charging operation at low temperatures, wherein advantageously a thermal conditioning of the high-voltage battery 49 can be carried out under a waste heat utilization of the charger 47.
In einer zweiten Variante ist das vierte Ventil 4 geöffnet ,das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung des dritten Wärmetauschers 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese zweite Variante kann vorteilhaft für einen Ladebetrieb bei hohen Temperaturen und/oder für eine Kühlung des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 verwendet werden. In a second variant, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59. This second variant can be advantageously used for a charging operation at high temperatures and / or for cooling the charger 47 and the high-voltage battery 49.
In einer dritten Variante ist das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier- Wärmepumpe 79 geschaltet. In a third variant, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
Diese dritte Variante kann vorteilhaft für einen Anfahrbetrieb in einem Winter und/oder für einen Wärmepumpenbetrieb bei einer thermischen Konditionierung der Hochvolt-Batterie 49 nach einem Ladebetrieb verwendet werden. This third variant can be advantageously used for a start-up operation in a winter and / or for a heat pump operation with a thermal conditioning of the high-voltage battery 49 after a charging operation.
In einer vierten Variante ist das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung des dritten Wärmetauschers 97 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese vierte Variante kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Sommer und/oder für einen Kühlbetrieb der Elektromaschine 56, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und der Leistungselektronik 43 verwendet werden. In a fourth variant, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the third heat exchanger 97 of the front-end heat exchanger 59. This fourth variant can be advantageously used for a continuous operation in a summer and / or for a cooling operation of the electric machine 56, the DC-DC converter 41 and the power electronics 43.
In einer fünften Variante ist das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier- Wärmepumpe 79 geschaltet. Dieser Schaltzustand kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb unter Abwärmenutzung der In a fifth variant, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79. This switching state can be advantageous for a continuous operation in a winter and / or a heat pump operation with waste heat utilization of
Leistungselektronik 43, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und der Elektromaschine 45 verwendet werden. Figur 6 zeigt eine Detailansicht der in Figur 3 gezeigten Elektrokomponenten-Anordnung 40. Die in Figur 6 gezeigte Elektrokomponenten-Anordnung 40 weist insgesamt fünf Ventile auf, nämlich vier Schaltventile beziehungsweise 2/2-Wegeventile und ein 3/2-Wege-Schaltventil. Die Ventile sind jeweils als federrückgestelltes elektromagnetisch betätigbares Schaltventil ausgeführt. Im Einzelnen weist die in Figur 6 dargestellte Elektrokomponenten-Anordnung 40 das dritte Ventil 3, das vierte Ventil 4, das fünfte Ventil 5, das sechste Ventil 6 und das siebte Ventil 7 auf. Dementsprechend ergeben sich insgesamt 32 unterschiedliche Schaltzustände, die Teil der Erfindung sind. Von den 32 möglichen erfindungsgemäßen Schaltzuständen werden im Folgenden beispielhaft sieben Varianten näher beschrieben. Power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 are used. FIG. 6 shows a detailed view of the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 3. The electrical component arrangement 40 shown in FIG. 6 has a total of five valves, namely four switching valves or 2/2-way valves and a 3/2-way switching valve. The valves are each designed as spring-return electromagnetically operated switching valve. In detail, the electrical component arrangement 40 shown in FIG. 6 has the third valve 3, the fourth valve 4, the fifth valve 5, the sixth valve 6 and the seventh valve 7. Accordingly, a total of 32 different switching states, which are part of the invention. Of the 32 possible switching states according to the invention, seven variants are described in greater detail below by way of example.
In einer ersten Variante ist das dritte Ventil 3 geöffnet, das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geöffnet, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. In diesem Schaltzustand der ersten Variante sind vorteilhaft alle drei Parallelzweige der Elektrokomponenten-Anordnung 40 mit dem In a first variant, the third valve 3 is opened, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is opened, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79. In this switching state of the first variant, all three parallel branches of the electrical component arrangement 40 are advantageous with the
Wärmetransportmedium 57 durchströmt, wobei alle Elektrokomponenten der Heat transfer medium 57 flows through, with all the electrical components of the
Elektrokomponenten-Anordnung 40 gleichermaßen thermisch konditioniert werden können. Electric component assembly 40 can be thermally conditioned alike.
In einer zweiten Variante ist das dritte Ventil 3 geschlossen, das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geöffnet, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. In a second variant, the third valve 3 is closed, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is opened, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
Vorteilhaft kann diese zweite Variante für einen Ladebetrieb bei tiefen Temperaturen und/oder eine thermische Konditionierung der Hochvolt-Batterie 49 unter einer Abwärmenutzung des Ladegeräts 47 verwendet werden. Es ist ersichtlich, dass dabei das Wärmetransportmedium 57 zunächst durch das Ladegerät 47 strömt, dort erwärmt wird, so dass die anschließend durchströmte Hochvolt-Batterie 49 entsprechend aufgewärmt werden kann. Advantageously, this second variant can be used for a charging operation at low temperatures and / or a thermal conditioning of the high-voltage battery 49 with waste heat utilization of the charger 47. It can be seen that in this case the heat transport medium 57 first flows through the charger 47, where it is heated, so that the subsequently passed through high-voltage battery 49 can be warmed up accordingly.
Die Leistungselektronik 43, der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 sowie die The power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the
Elektromaschine 45 sind aufgrund des geschlossenen dritten Ventils 3 nicht durchströmt. Electric machine 45 are not flowed through because of the closed third valve 3.
In einer dritten Variante ist das dritte Ventil 3 geschlossen, das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geöffnet und das siebte Ventil 7 in Richtung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese dritte Variante kann vorteilhaft für einen Ladebetrieb bei hohen Temperaturen verwendet werden, wobei vorteilhaft eine Kühlung des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 erfolgen können. Es ist ersichtlich, dass dabei das Ladegerät 47 und die Hochvolt-Batterie 49 parallel durchströmt werden können, so dass diese gleichermaßen gekühlt werden können. Vorteilhaft sind dabei aufgrund des geschlossenen dritten Ventils 3 die Leistungselektronik 43, der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 sowie die Elektromaschine 45 nicht durchströmt, so dass der gesamte Volumenstrom des Wärmetransportmediums 57 zur Kühlung des Ladegeräts 47 und der Hochvolt-Batterie 49 verwendet werden kann. In a third variant, the third valve 3 is closed, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is opened and the seventh valve 7 is switched in the direction of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59. This third variant can be advantageously used for a charging operation at high temperatures, with advantageous cooling of the charger 47 and the high-voltage battery 49 can be carried out. It can be seen that in this case the charger 47 and the high-voltage battery 49 can be flowed through in parallel, so that they can be cooled equally. Advantageously, due to the closed third valve 3, the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 does not flow through, so that the entire volume flow of the heat transfer medium 57 can be used to cool the charger 47 and the high-voltage battery 49.
In einer vierten Variante ist das dritte Ventil 3 geschlossen, das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in In a fourth variant, the third valve 3 is closed, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is closed
Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 connected.
Diese vierte Variante kann vorteilhaft für einen Anfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb bei thermisch konditionierter Batterie nach einem Ladebetrieb verwendet werden. Dabei wird vorteilhaft lediglich die Hochvolt-Batterie 49 durchströmt. Die übrigen Parallelzweige, in denen das Ladegerät 47 beziehungsweise die Leistungselektronik 43, der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 41 und die Elektromaschine 45 geschaltet sind, sind nicht von dem Wärmetransportmedium 57 durchströmt. This fourth variant can be used advantageously for a start-up operation in a winter and / or a heat pump operation with a thermally conditioned battery after a charging operation. In this case, only the high-voltage battery 49 is advantageously flowed through. The other parallel branches, in which the charger 47 or the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 are connected, are not flowed through by the heat transport medium 57.
In einer fünften Variante ist das dritte Ventil 3 geöffnet, das vierte Ventil 4 geschlossen, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in In a fifth variant, the third valve 3 is opened, the fourth valve 4 is closed, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is closed
Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. Diese fünfte Variante kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb unter einer Abwärmenutzung der Leistungselektronik 43 und/oder des Gleichstrom-Gleichstrom- Wandlers 41 und/oder der Elektromaschine 45 verwendet werden. Vorteilhaft sind dabei sowohl das Ladegerät 47 als auch die Hochyolt-Batterie 49 nicht durchströmt, so dass vorteilhaft diese keinen Widerstand und auch kein ungenutztes Durchströmen des Wärmetransportmediums 57 verursachen. Aufgrund des geöffneten dritten Ventils 3 und der übrigen geschlossenen Ventile 4, 5, 6 ist lediglich der Parallelzweig der Leistungselektronik 43, des Gleichstrom-Gleichstrom- Wandlers 41 und der Elektromaschine 45 durchströmt. Direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79 connected. This fifth variant can advantageously be used for a continuous operation in a winter and / or a heat pump operation with a waste heat utilization of the power electronics 43 and / or the DC-DC converter 41 and / or the electric machine 45. Advantageously, both the charger 47 and the high-voltage battery 49 are not flowed through, so that they advantageously cause no resistance and no unused flow through the heat transfer medium 57. Due to the opened third valve 3 and the remaining closed valves 4, 5, 6, only the parallel branch of the power electronics 43, the DC-DC converter 41 and the electric machine 45 is flowed through.
In einer sechsten Variante ist das dritte Ventil 3 geöffnet, das vierte Ventil 4 geöffnet, das fünfte Ventil 5 geschlossen, das sechste Ventil 6 geschlossen und das siebte Ventil 7 in Richtung der Kaltseite 77 der Peltier-Wärmepumpe 79 geschaltet. In a sixth variant, the third valve 3 is opened, the fourth valve 4 is opened, the fifth valve 5 is closed, the sixth valve 6 is closed and the seventh valve 7 is switched in the direction of the cold side 77 of the Peltier heat pump 79.
Vorteilhaft kann diese sechste Variante für einen Dauerfahrbetrieb in einem Winter und/oder einen Wärmepumpenbetrieb unter Abwärmenutzung der Leistungselektronik 43, des Advantageously, this sixth variant for a continuous operation in a winter and / or a heat pump operation with waste heat utilization of the power electronics 43, the
Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 , der Elektromaschine 45 und der Hochvolt-Batterie 49 genutzt werden. Vorteilhaft ist lediglich der Parallelzweig 89, in den das Ladegerät 47 geschaltet ist, nicht durchströmt. Die übrigen Elektrokomponenten können vorteilhaft von dem Wärmetransportmedium 57 zur Nutzung der Abwärme durchströmt werden. In einer siebten Variante sind alle Ventile bis auf das siebte Ventil 7 gleich geschaltet wie bei der fünften Variante. Als einziger Unterschied ist das siebte Ventil 7 in Richtung des zweiten Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 geschaltet. Diese siebte Variante kann vorteilhaft für einen Dauerfahrbetrieb in einem Sommer und/oder einen Kühlbetrieb der Elektromaschine 45, des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 41 und der Leistungselektronik 43 verwendet werden. Es ist zu erkennen, dass das Ladegerät 47 und die Hochvolt-Batterie 49 aus dem zweiten Kreislauf 20 beziehungsweise der Elektrokomponenten-Anordnung 40 DC-DC converter 41, the electric machine 45 and the high-voltage battery 49 are used. Advantageously, only the parallel branch 89, in which the charger 47 is connected, does not flow through. The remaining electrical components can advantageously be flowed through by the heat transport medium 57 for utilizing the waste heat. In a seventh variant, all valves except the seventh valve 7 are the same as in the fifth variant. The only difference is the seventh valve 7 is connected in the direction of the second heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59. This seventh variant can be used advantageously for a continuous driving operation in a summer and / or a cooling operation of the electric machine 45, the DC-DC converter 41 and the power electronics 43. It can be seen that the charger 47 and the high-voltage battery 49 from the second circuit 20 and the electrical component assembly 40th
herausgeschaltet sind, also nicht von dem Wärmetransportmedium 57 durchströmt sind. are switched out, so are not traversed by the heat transfer medium 57.
Vorteilhaft wird dieses lediglich über den übrigen Zweig in Richtung des zweiten This is advantageous only over the remaining branch in the direction of the second
Wärmetauschers 95 des Frontend-Wärmetauschers 59 zur Abgabe von Wärme an die Heat exchanger 95 of the front-end heat exchanger 59 for the delivery of heat to the
Umgebung 69 geführt. Environment 69 led.
Die Ventile 1 bis 10 können auch als 2/2 beziehungsweise 3/2-Wege-Proportional-Ventile ausgeführt sein. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders genaues Steuern oder in Verbindung mit Messgliedern und einer Regelvorrichtung ein Regeln des Wärmehaushalts des The valves 1 to 10 can also be designed as 2/2 or 3/2-way proportional valves. Advantageously, a particularly accurate control or in conjunction with measuring elements and a control device, a regulation of the heat balance of the
Kraftfahrzeugs 55 erfolgen, insbesondere der Wärmeströme 61 , 67, 81 , 87 und/oder 101. Motor vehicle 55 take place, in particular the heat flows 61, 67, 81, 87 and / or 101.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, ähnlich dem in Fig.1 gezeigten, wobei die Anzahl an Verzweigungen und Ventilen reduziert ist, so dass die Klimatisierungsanordnung 251 einfacher aufgebaut werden kann. Funktions- oder baugleiche Komponenten sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 mit gegenüber den in Fig.1 gezeigten Komponenten mit um jeweils 200 erhöhten Bezugszeichen versehen. Fig. 7 shows a further embodiment, similar to that shown in Fig.1, wherein the number of branches and valves is reduced, so that the air conditioning assembly 251 can be made simpler. Functionally identical or identical components are provided in the embodiment shown in FIG. 7 with respect to the components shown in Figure 1 with increased by 200 reference numerals.
Die dargestellte Klimatisierungsanordnung 251 weist wiederum einen ersten Kreislauf 210 auf, der mit einem Wärmetransportmedium 257 betrieben wird, wobei eine erste Pumpe 215 für dessen Umwälzung sorgt. In Strömungsrichtung der ersten Pumpe 215 folgend ist im Kreislauf 210 die Warmseite 275 einer Peltier-Wärmepumpe 279 vorgesehen und dieser folgend eine Verzweigungsmöglichkeit über zwei 2/2 Wegeventile 300a, 300b. Über den ersten Zweig und damit ein geöffnetes Ventil 300a ist ein Weitertransport des Wärmetransportmediums 257 durch einen Frontendwärmetauscher 259, vorliegend dem ersten Teilwärmetauscher 293, möglich und ausgehend von diesem zurück zur ersten Pumpe 215. Der Frontendwärmetauscher ist, wie in dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel, von einem Umgebungsluftstrom 263 durchströmbar Zwischen dem ersten Teilwärmetauscher 293 und dem Umgebungsluftstrom 263 kann ein erster Wärmestrom 261 ausgetauscht werden. Die zweite Verzweigungsmöglichkeit am Ventil 300b führt das Wärmetransportmedium 257 über einen Heizungswärmetauscher 285, über welchen ein vierter Wärmestrom 287 mit dem The illustrated air conditioning arrangement 251 in turn has a first circuit 210 which is operated with a heat transport medium 257, wherein a first pump 215 provides for its circulation. Following in the flow direction of the first pump 215, the hot side 275 of a Peltier heat pump 279 is provided in the circuit 210 and following this branching possibility via two 2/2 way valves 300a, 300b. A further transport of the heat transport medium 257 through a front end heat exchanger 259, in the present case the first partial heat exchanger 293, is possible via the first branch and thus an open valve 300a, and starting from this back to the first pump 215. The front end heat exchanger is as shown in FIG Embodiment, can be flowed through by an ambient air flow 263 between the first part of the heat exchanger 293 and the ambient air stream 263, a first heat flow 261 can be replaced. The second branching possibility at the valve 300b leads the heat transport medium 257 via a heating heat exchanger 285, via which a fourth heat flow 287 with the
Innenraumluftstrom 273 ausgetauscht wird. Anschließend ist das Wärmetransportmedium 257 in den Saugbereich der Pumpe 215 rückführbar. Indoor airflow 273 is replaced. Subsequently, the heat transport medium 257 in the suction region of the pump 215 is traceable.
Die Klimatisierungsanordnung 251 weist analog zu dem in Fig. 1 erläuterten The air conditioning assembly 251 has analogous to that explained in Fig. 1
Ausführungsbeispiel einen zweiten Kreislauf 220 auf, der mittels des Wärmetransportmediums 257 und einer zweiten Pumpe 225 betrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann wiederum ein weiteres Wärmetransportmedium vorgesehen werden. Über die zweite Pumpe 225 ist das Wärmetransportmedium 257 zur Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279 führbar. Dieser folgend schließt sich eine Verzweigungsmöglichkeit in drei Leitungen an, die über jeweils ein 2/2-Wegeventil 302a, 302b, 302c geöffnet oder verschlossen werden können. Embodiment, a second circuit 220 which is operated by means of the heat transport medium 257 and a second pump 225. Alternatively or additionally, in turn, a further heat transport medium can be provided. Via the second pump 225, the heat transport medium 257 to the cold side 277 of the Peltier heat pump 279 feasible. This is followed by a branching option in three lines, which can be opened or closed via a respective 2/2-way valve 302a, 302b, 302c.
Ein erster über das Ventil 302a durchströmbarer Zweig führt zu einem Kühlungswärmetauscher 265, der einem Innenraum 271 des Kraftfahrzeugs 255 zugeordnet ist. Der in den Innenraum 271 führende Innenraumluftstrom 273 wird durch Wärmeübertragung eines zweiten A first branch, which can be flowed through via the valve 302 a, leads to a cooling heat exchanger 265, which is assigned to an interior 271 of the motor vehicle 255. The leading into the interior 271 indoor airflow 273 is by heat transfer of a second
Wärmestroms 267 mit dem Kühlungswärmetauscher 265 generiert. Vom Heat flow 267 generated with the cooling heat exchanger 265. from
Kühlungswärmetauscher 265 ist das Wärmetransportmedium 257 zur Saugseite der zweiten Pumpe 225 rückführbar. Cooling heat exchanger 265, the heat transport medium 257 to the suction side of the second pump 225 is traceable.
Ein zweiter Zweig des Kreislaufs 220 ist über das Ventil 302b in Richtung einer A second branch of the circuit 220 is in the direction of via the valve 302b
Elektrokomponenten-Anordnung 240 leitbar. Dieser Zweig führt in einen Leitungsabschnitt der zudem in einen dritten Kreislauf 230, der über eine dritte Pumpe 235 betrieben wird, Electro-component arrangement 240 can be conducted. This branch leads into a line section which, in addition, runs into a third circuit 230, which is operated via a third pump 235.
eingebunden ist. In Strömungsrichtung des Wärmetransportmediums 257 ist nach dem Ventil 302b eine Gleichstrom-Gleichstromwandlereinheit 241 , 241 a, die wie vorliegend zweiteilig, beispielsweise zum Bereitstellen der Spannung zweier voneinander unabhängiger Bordnetze oder einteilig (nicht dargestellt) ausgebildet ist, angeordnet. Im Anschluss daran sind eine Leistungselektronik 243 und ein Elektromotor 245, insbesondere der Antriebsmotor des is involved. In the flow direction of the heat transport medium 257 is after the valve 302 b, a DC-DC converter unit 241, 241 a, which as in this case in two parts, for example, to provide the voltage of two independent Bordnetze or one piece (not shown) is arranged. This is followed by power electronics 243 and an electric motor 245, in particular the drive motor of the
Kraftfahrzeuges vorgesehen. Über ein 3/2- Wegeventil 207 ist das Wärmetransportmedium 257 entweder über einen zweiten Teilwärmetauscher 295 des Frontend-Wärmetauschers 259 oder einen diesen umgehenden Bypass 303 führbar. Je nach Schaltzustand eines 3/2 Wegeventils 208 wird das Wärmetransportmedium 257 zum Saugbereich der zweiten Pumpe 225 des zweiten Kreislaufs 220 oder zum Saugbereich der dritten Pumpe 235 des dritten Kreislaufs 230 geführt. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist also der zweite Motor vehicle provided. Via a 3/2-way valve 207, the heat transport medium 257 can be guided either via a second partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 or a bypass 303 bypassing it. Depending on the switching state of a 3/2-way valve 208, the heat transport medium 257 is led to the suction region of the second pump 225 of the second circuit 220 or to the suction region of the third pump 235 of the third circuit 230. In contrast to the first embodiment shown in FIG. 1 is therefore the second
Teilwärmetauscher 295 des Frontend-Wärmetauschers 259 sowohl in den zweiten 220 als auch in den dritten Kreislauf 230 eingebunden. Auf einen separaten Wärmetauscher wie in Fig.1 mit dem Bezugszeichen 97 gekennzeichnet, kann hier verzichtet werden. Ein dritter Zweig des Kreislaufs 220 wird über das 2/2- Ventil 302c geöffnet oder verschlossen, wobei dem Ventil 302c folgend die Hochvolt-Batterie 249 und ein Ladegerät 247 als Teil der Elektrokomponentenanordnung mit dem Wärmetransportmedium 257 versorgbar sind. Partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 integrated into both the second 220 and the third circuit 230. On a separate heat exchanger as indicated in Figure 1 by the reference numeral 97, can be omitted here. A third branch of the circuit 220 is opened or closed via the 2/2 valve 302c, the valve 302c being supplied with the high-voltage battery 249 and a charger 247 as part of the electrical component arrangement with the heat transport medium 257.
Anschließend wird das Wärmetransportmedium 257 über den Parallelzweig 289 zur zweiten Pumpe 225 rückgeführt. Subsequently, the heat transport medium 257 is returned via the parallel branch 289 to the second pump 225.
Im Folgenden werden die Betriebsmodii der Anordnung gemäß Fig.7 analog zu Fig.1 beschrieben, wobei in einem ersten Betriebsmodus zur aktiven Kühlung des Innenraums 271 des Kraftfahrzeugs 255 und eines Teils der Elektrokomponentenanordnung 240 das Ventil 300a geöffnet und das Ventil 300b geschlossen ist, so dass der Heizungswärmetauscher 285 nicht vom Wärmetransportmedium 257 durchströmt wird. Vielmehr wird über das geöffnete Ventil 300a im ersten Kreislauf 210 das Wärmetransportmedium 257 über die Warmseite 275 der Peltier-Wärmepumpe 279 zum Frontendwärmetauscher 259 geführt und dort mittels des Teilwärmetauschers 293 über den ersten Wärmestrom 261 durch den Umgebungsluftstrom 263 gekühlt. Die an der Peltier-Wärmepumpe 279 auf der Warmseite 275 generierte Wärmemenge wird so im Wesentlichen über den Teilwärmetauscher 293 an die Umgebung 269 abgeführt. Nach Passieren des ersten Teilwärmetauschers 293 kann das Wärmetransportmedium 257 wieder über die erste Pumpe 215 gefördert werden. The operating modes of the arrangement according to FIG. 7 are described analogously to FIG. 1, wherein in a first operating mode for actively cooling the interior 271 of the motor vehicle 255 and part of the electrical component arrangement 240, the valve 300a is opened and the valve 300b is closed, then that the heating heat exchanger 285 is not flowed through by the heat transport medium 257. Rather, the heat transport medium 257 via the hot side 275 of the Peltier heat pump 279 to the front end heat exchanger 259 via the open valve 300a in the first circuit 210 and cooled there by means of the partial heat exchanger 293 through the first heat flow 261 through the ambient air flow 263. The amount of heat generated at the Peltier heat pump 279 on the hot side 275 is thus substantially discharged via the partial heat exchanger 293 to the environment 269. After passing through the first partial heat exchanger 293, the heat transport medium 257 can be conveyed again via the first pump 215.
Über die zweite Pumpe 225 im zweiten Kreislauf 220 wird das Wärmetransportmedium 257 an der Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279 gekühlt und in weiterer Folge über das geöffnete Ventil 302b dem Kühlungswärmetauscher 265 zugeführt, wobei der über den About the second pump 225 in the second circuit 220, the heat transport medium 257 is cooled on the cold side 277 of the Peltier heat pump 279 and subsequently fed via the open valve 302 b the cooling heat exchanger 265, wherein the over
Wärmestrom 267 gekühlte Innenraumluftstrom 273 dem Innenraum 271 zugeführt werden kann. Ebenfalls aktiv können über das geöffnete Ventil 302b die Gleichstrom-Gleichstrom- Wandler 241 241 a, die Leistungselektronik 243 und der Elektromotor 245 gekühlt werden. Das Ventil 207 ist dabei so eingestellt, dass das Wärmetransportmedium 257 über den Bypass 303 unter Umgehung des zweiten Teilwärmetauschers 295 zurück zur zweiten Pumpe 225 strömt. Das Ventil 208 befindet sich dann in einer Schaltstellung, die den Weg zur dritten Pumpe 235 unterbindet. Das Ventil 303c ist in geschlossener Stellung, so dass das Ladegerät 247 und die Hochvolt-Batterie 249 nicht mit dem Wärmetransportmedium 257 versorgt werden. Eine solche Betriebsart stellt einen typischen Sommerbetrieb dar. Heat flow 267 cooled indoor air flow 273 the interior 271 can be supplied. Also active, the DC-DC converter 241 241 a, the power electronics 243 and the electric motor 245 can be cooled via the open valve 302 b. The valve 207 is adjusted so that the heat transport medium 257 flows through the bypass 303, bypassing the second partial heat exchanger 295 back to the second pump 225. The valve 208 is then in a switching position, which prevents the way to the third pump 235. The valve 303c is in the closed position, so that the charger 247 and the high-voltage battery 249 are not supplied with the heat transport medium 257. Such an operating mode represents a typical summer operation.
In einem zweiten Betriebsmodus, ebenfalls eine typische Sommerbetriebsart, ist es möglich nur den Innenraum 271 aktiv und die oben beschriebenen Bauteile der In a second operating mode, also a typical summer mode, it is possible only the interior 271 active and the above-described components of the
Elektrokomponentenanordnung 240 nur passiv zu kühlen. Dabei erfolgt die Kühlung des Innenraums, wie zur ersten Betriebsart beschrieben, unter Ausnutzung der Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279. Für die passive Kühlung der Gleichstrom-Gleichstrom Wandler 241 , 241 a, der Leistungselektronik 243 und des Elektromotors 245 sorgt lediglich der dritte Kreislauf 230. Über die dritte Pumpe 235 wird das Wärmetransportmedium 257 über die genannten Elektrokomponenten und unter entsprechender Schaltstellung des Ventils 207 über den zweiten Teilwärmetauscher 295 des Frontend-Wärmetauschers 259 geführt und mittels des Electrode assembly 240 only passively cool. Here, the cooling of the interior, as described for the first mode, taking advantage of the cold side 277 of the Peltier heat pump 279. For the passive cooling of the DC-DC converter 241, 241 a, the power electronics 243 and the electric motor 245 provides only the third cycle 230. About the third pump 235, the heat transport medium 257 is guided via said electrical components and under appropriate switching position of the valve 207 via the second partial heat exchanger 295 of the front-end heat exchanger 259 and by means of
Umgebungsluftstromes 263 gekühlt. Anschließend wird das Wärmetransportmedium 257 bei entsprechender Schaltstellung des Ventils 208 der dritten Pumpe 235 zugeführt. Der dritte Kreislauf 230 ist demnach vom zweiten Kreislauf 220 getrennt, so dass die Kühlung der Elektrokomponentenanordnung 240 ohne Zuschaltung der Peltier-Wärmepumpe 279 passiv erfolgt. Das Ventil 302b ist dann geschlossen - ebenso wie das Ventil 302c. Ambient air stream 263 cooled. Subsequently, the heat transfer medium 257 is supplied to the third pump 235 at a corresponding switching position of the valve 208. Accordingly, the third circuit 230 is disconnected from the second circuit 220, so that the cooling of the electrical component arrangement 240 is passively effected without switching on the Peltier heat pump 279. Valve 302b is then closed - as is valve 302c.
Im dritten Betriebsmodus erfolgt, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig.1 , ein Beheizen des Innenraums 271 unter zusätzlicher Ausnutzung der Abwärme der Elektrokomponenten- Anordnung 240. Der erste Kreislauf 210 ist dabei so geschaltet, das die erste Pumpe 215 das Wärmetransportmedium 257 über die Warmseite 275 der Peltier-Wärmepumpe 279 und das geöffnete Ventil 300b zum Heizungswärmetauscher 285 führt. An diesem erfolgt über den vierten Wärmestrom 287 eine Erwärmung des Innenraumluftstroms 273. Das Ventil 300a ist dabei geschlossen. Die gegebenenfalls an den Gleichstrom-Gleichstrom Wandlern 241 , 241 a, der Leistungselektronik 243 und dem Elektromotor 245 anfallende Abwärme wird über das Wärmetransportmedium 257 der Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279 zugeführt. Hierzu sind die Ventile 302a und 302c geschlossen und das Ventil 302b geöffnet. Des Weiteren ist das Ventil 207 so geschaltet, dass das Wärmetransportmedium 257 über den Bypass 303 den zweiten Teilwärmetauscher 295 umgeht und die Schaltstellung des Ventils 208 so gewählt, dass die Zuleitung zur zweiten Pumpe 225 geöffnet und die Zufuhr zur dritten Pumpe 235, die ohnehin abgeschaltet ist, unterbunden wird. In the third mode of operation, as in the embodiment of Figure 1, a heating of the interior 271 with additional utilization of the waste heat of the Elektrokomponenten- arrangement 240. The first circuit 210 is connected so that the first pump 215, the heat transport medium 257 on the hot side 275th the Peltier heat pump 279 and the open valve 300b leads to the heater core 285. This is done via the fourth heat flow 287, a heating of the indoor air flow 273. The valve 300a is closed. The waste heat which may be produced at the DC-DC converters 241, 241 a, the power electronics 243 and the electric motor 245 is fed via the heat transport medium 257 to the cold side 277 of the Peltier heat pump 279. For this purpose, the valves 302a and 302c are closed and the valve 302b is opened. Furthermore, the valve 207 is switched so that the heat transfer medium 257 bypasses the second partial heat exchanger 295 via the bypass 303 and the switching position of the valve 208 is selected such that the supply line to the second pump 225 is opened and the supply to the third pump 235, which is switched off anyway is, is prevented.
Im vierten Betriebsmodus kann, anlog zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 , eine In the fourth operating mode, analogous to the exemplary embodiment according to FIG
Entfeuchtung des Innenraums 271 im sogenannten Reheat-Betrieb erfolgen. Dabei können sowohl der Heizungswärmetauscher 285 als auch der Kühlungswärmetauscher 265 aktiv in die Kreisläufe der Peltier-Wärmepumpe 279 einbezogen werden. Hierzu fördert die erste Pumpe 215 über die Warmseite 275 der Wärmepumpe 279 das Wärmetransportmedium 257 über das geöffnete Ventil 300b zum Heizungswärmetauscher 285, an welchem über den vierten Dehumidification of the interior 271 done in the so-called reheat operation. In this case, both the heating heat exchanger 285 and the cooling heat exchanger 265 can be actively included in the circuits of the Peltier heat pump 279. For this purpose, the first pump 215 via the hot side 275 of the heat pump 279 conveys the heat transport medium 257 via the opened valve 300b to the heater core 285, at which via the fourth
Wärmestrom 287 eine Erwärmung des Innenluftstroms 273, der dem Innenraum zugeführt wird, stattfindet. Das Ventil 300a wird in seiner Stellung so geregelt, dass sich eine gewünschte Temperatur am Heizungswärmetauscher 285 durch den Anteil des zum Frontend- Wärmetauschers 259 geführten Wärmetransportmediums 257 einstellen lässt. Im zweiten Kreislauf 220 fördert die zweite Pumpe 225 das Wärmetransportmedium 257 über die Kaltseite 277 des Peltier-Wärmetauschers 269 und das geöffnete Ventil 302a zum Heat flow 287, a heating of the inner air flow 273, which is supplied to the interior takes place. The valve 300a is regulated in its position so that a desired temperature at the heat exchanger 285 can be adjusted by the proportion of the heat transfer medium 257 guided to the front-end heat exchanger 259. In the second circuit 220, the second pump 225 conveys the heat transport medium 257 via the cold side 277 of the Peltier heat exchanger 269 and the opened valve 302 a to
Kühlungswärmetauscher 265, wo durch den zweiten Wärmestrom 267 eine Abkühlung und damit verbunden eine Entfeuchtung des Innenraumluftstroms 273 erfolgt. Der dritte Kreislauf 230 ist stillgelegt bzw. die dritte Pumpe 235 abgeschaltet und über die entsprechende Cooling heat exchanger 265, where by the second heat flow 267 cooling and associated dehumidification of the indoor air flow 273 takes place. The third cycle 230 is shut down or the third pump 235 is turned off and the corresponding
Schaltstellung des Ventils 208 vom zweiten Kreislauf 220 getrennt. Des Weiteren sind die Ventile 302b und 302c geschlossen. Switching position of the valve 208 separated from the second circuit 220. Furthermore, the valves 302b and 302c are closed.
In einem fünften Betriebsmodus erfolgt neben dem Reheat-Betrieb eine Kühlung und/oder Abwärmenutzung der Elektrokomponentenanordnung 240. Der erste Kreislauf 210 ist dabei wie im vierten Betriebsmodus geschaltet. Der zweite Kreislauf 220 ist insofern verändert, als dass im Unterschied zum vierten Betriebsmodus neben dem Ventil 302a auch das Ventil 302b geöffnet ist, so dass die Gleichstrom-Gleichstrom Wandler 241 , 241 a, die Leistungselektronik 243 und der Elektromotor 245 mit dem Wärmetransportmedium 257 versorgt werden. Die Schaltstellung des Ventils 207 ist so gewählt, dass der Bypass 303 unter Umgehung des zweiten Teilwärmetauschers 295 durchströmt und zur zweiten Pumpe 225 zurückgeführt wird. In a fifth operating mode, in addition to the reheat operation, cooling and / or waste heat utilization of the electrical component arrangement 240 takes place. The first circuit 210 is connected as in the fourth operating mode. The second circuit 220 is modified in that, in contrast to the fourth mode of operation, the valve 302b is opened in addition to the valve 302a, so that the DC-DC converter 241, 241a, the power electronics 243 and the electric motor 245 are supplied with the heat transport medium 257 become. The switching position of the valve 207 is selected so that the bypass 303 flows through bypassing the second partial heat exchanger 295 and is returned to the second pump 225.
In einem sechsten Betriebsmodus erfolgt vorteilhaft ausschließlich eine rein passive Kühlung der Elektrokomponenten-Anordnung 240 unter ausschließlicher Nutzung des dritten Kreislaufs 230. Das Wärmetransportmedium 257 wird über die dritte Pumpe 235 den Gleichstrom- Gleichstrom Wandlern 241 , 241 a der Leistungselektronik 243 und dem Elektromotor 245 zugeführt und das Ventil 207 ist so geschaltet, dass der Bypass 303 geschlossen und das Wärmetransportmedium 257 am zweiten Teilwärmetauscher 295 unter Wärmeaustausch mit dem Umgebungsluftstrom 263 gekühlt wird. Das 2/3-Wegeventil 208 ist so geschaltet, dass der dritte Kreislauf 230 vollständig vom zweiten Kreislauf 220 entkoppelt ist und eine Rückführung des Wärmetransportmediums 257 zur dritten Pumpe 235 erfolgt. Der erste und zweite Kreislauf 210, 220 sind vollständig stillgelegt, das heißt, das insbesondere die erste und zweite Pumpe 215, 225 abgeschaltet sind. Ebenso ist die Peltier-Wärmepumpe 279 außer Betrieb gesetzt. In a sixth mode of operation, exclusively a purely passive cooling of the electrical component arrangement 240 takes place exclusively with the exclusive use of the third circuit 230. The heat transport medium 257 is supplied via the third pump 235 to the DC-DC converters 241, 241 a of the power electronics 243 and the electric motor 245 and the valve 207 is switched so that the bypass 303 is closed and the heat transport medium 257 is cooled at the second partial heat exchanger 295 with heat exchange with the ambient air stream 263. The 2/3-way valve 208 is switched so that the third circuit 230 is completely decoupled from the second circuit 220 and a return of the heat transfer medium 257 to the third pump 235 takes place. The first and second circuits 210, 220 are completely shut down, that is, in particular, the first and second pump 215, 225 are turned off. Likewise, the Peltier heat pump 279 is disabled.
Während des Netzladebetriebs erfolgt insbesondere im Sommerbetrieb vorteilhaft eine aktive Kühlung des Ladegeräts 247 und der Hochvolt-Batterie 249 in einem siebten Betriebsmodus. Über die zweite Pumpe 225 wird das Wärmetransportmedium 257 über die Kaltseite 277 der Peltier-Wärmepumpe 279 im zweiten Kreislauf 220 bei geöffnetem Ventil 302c zur Aufnahme einer beim Laden der Batterie 249 freiwerdenden Wärme zur Batterie 249 und zum Ladegerät 247 geführt. Der erste Kreislauf 210 ist wie im ersten Betriebsmodus dieses During the mains charging operation, active cooling of the charging device 247 and the high-voltage battery 249 in a seventh operating mode is advantageously carried out, in particular during summer operation. Via the second pump 225, the heat transport medium 257 via the cold side 277 of the Peltier heat pump 279 in the second circuit 220 with open valve 302c for receiving a released during charging of the battery 249 heat to the battery 249 and the charger 247 out. The first circuit 210 is as in the first mode of operation
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7 geschaltet. Der dritte Kreislauf 230 und damit auch die dritte Pumpe 235 sind stillgelegt. Die Ventile 302a und 302b sind geschlossen. Embodiment shown in FIG. 7 connected. The third circuit 230 and thus also the third pump 235 are shut down. The valves 302a and 302b are closed.
Das in Fig.7 gezeigte Ausführungsbeispiel weist insgesamt sieben Ventile auf, wovon zwei 3/2- Wegeventile und fünf 2/2-Wegeventile sind. Diese Zahl lässt sich insbesondere für den Fall einer sogenannten luftseitig geregelten Klimatisierungsanordnung 251 noch um das Ventil 300b reduzieren. In dieser nichtdargestellten Ausführungsform würde der Heizungswärmetauscher 285 zwar vom Wärmetransportmedium 257 nicht getrennt werden können, so dass bei Betrieb der Peltier-Wärmepumpe 279 dieser ständig geheizt wird, jedoch kann durch geeignete Anordnung des Heizungswärmetauschers 285 im Innenraumluftstrom 273 über eine, den Anteil des den Heizungswärmetauscher 285 passierenden Innenraumluftstroms 273, regelnde Temperaturklappe, die Temperatur des in den Innenraum 271 eintretenden Innenluftstroms 273 eingestellt werden. The embodiment shown in Figure 7 has a total of seven valves, of which two are 3/2-way valves and five 2/2-way valves. This number can still be reduced by the valve 300b, in particular in the case of a so-called air-conditioned air conditioning arrangement 251. In this unillustrated embodiment, the heater core would 285 can not be separated from the heat transport medium 257, so that during operation of the Peltier heat pump 279 this is constantly heated, however, by suitable arrangement of the heating heat exchanger 285 in the indoor air flow 273 via one, the proportion of the heat exchanger 285 passing indoor air flow 273, regulating temperature flap to set the temperature of the indoor airflow 273 entering the internal space 271.
In jedem Fall, weist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.7 bzw. dem wie oben geschilderten modifizierten nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 reduzierte Anzahl von Ventilen und Verzweigungsstellen auf, wobei die In any case, the exemplary embodiment according to FIG. 7 or the modified exemplary embodiment not shown has a reduced number of valves and branching points compared with the exemplary embodiment according to FIG
Variantenvielfalt der möglichen Betriebszustände nur wenig reduziert ist. Zudem ist der Frontend-Wärmetauscher 259 nur zweiteilig aufgebaut. Variant variety of possible operating conditions is only slightly reduced. In addition, the front-end heat exchanger 259 is constructed in two parts only.
Des Weiteren kann für den Fall, dass die Batterie 249 keiner Flüssigkeitskühlung bedarf, der Parallelzweig 289 mit dem Ventil 302c im zweiten Kreislauf 220 entfallen. Das Ladegerät 247 kann dann in den dritten Kreislauf 230 in Serie mit den weitern Komponenten wie Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler 241 , 241 a, Leistungselektronik 243 oder Elektromotor 245. Furthermore, in the event that the battery 249 does not require liquid cooling, the parallel branch 289 with the valve 302c in the second circuit 220 can be omitted. The charger 247 may then be connected to the third circuit 230 in series with other components such as DC-DC converters 241, 241 a, power electronics 243 or electric motor 245.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 erstes Ventil 1 first valve
2 zweites Ventil  2 second valve
3 drittes Ventil  3 third valve
4 viertes Ventil  4 fourth valve
5 fünftes Ventil  5 fifth valve
6 sechstes Ventil  6 sixth valve
7, 207 siebtes Ventil  7, 207 seventh valve
8, 208 achtes Ventil  8, 208 eighth valve
9 neuntes Ventil  9 ninth valve
10 210erster Kreislauf  10 first cycle
15 215 erste Pumpe 15 215 first pump
20 220 zweiter Kreislauf 20 220 second cycle
25 225 zweite Pumpe 25 225 second pump
30 230 dritter Kreislauf 30 230 third cycle
35 235 dritte Pumpe 35 235 third pump
40 240 Elektrokomponenten-Anordnung 40 240 electrical component arrangement
41 241 , 241 a Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler41 241, 241 a DC-DC converter
43, 243 Leistungselektronik 43, 243 power electronics
45, 245 Elektromotor  45, 245 electric motor
47, 247 Ladegerät  47, 247 charger
49, 249 Hochvolt-Batterie  49, 249 high-voltage battery
51 , 251 Klimatisierungsanordnung  51, 251 air conditioning arrangement
53, 253 Elektroantrieb  53, 253 electric drive
55, 255 Kraftfahrzeug  55, 255 motor vehicle
57, 257 Wärmetransportmedium  57, 257 heat transport medium
59, 259 Frontend-Wärmetauscher  59, 259 Front end heat exchanger
61 , 261 erster Wärmestrom  61, 261 first heat flow
63, 263 Umgebungsluftstrom  63, 263 ambient air flow
65, 265 Kühlungswärmetauscher  65, 265 Cooling heat exchanger
67, 267 zweiter Wärmestrom  67, 267 second heat flow
69, 269 Umgebung  69, 269 environment
71 , 271 Innenraum  71, 271 interior
73, 273 Innenraumluftstrom  73, 273 Indoor airflow
75, 275 Warmseite  75, 275 warm side
77, 277 Kaltseite 79, 279 Peltier-Wärmepumpe 77, 277 cold side 79, 279 Peltier heat pump
81 , 281 dritter Wärmestrom  81, 281 third heat flow
83, 283elektrische Energie  83, 283electric energy
85, 285 Heizungswärmetauscher 85, 285 heating heat exchanger
87, 287 vierter Wärmestrom 87, 287 fourth heat flow
89, 289 Parallelzweig  89, 289 Parallel branch
91 Ventilanordnung  91 Valve arrangement
93 erster Wärmetauscher  93 first heat exchanger
95 zweiter Wärmetauscher  95 second heat exchanger
97 dritter Wärmetauscher  97 third heat exchanger
99 Wasser-Wasser-Wärmetauscher 99 water-water heat exchanger
100 zehntes Ventil 100 tenth valve
101 fünfter Wärmestrom  101 fifth heat flow
300a, 300b Ventil  300a, 300b valve
302a, 302b, 302c Ventil  302a, 302b, 302c valve
303 Bypass-Kanal  303 bypass channel

Claims

Patentansprüche claims
Klimatisierungsanordnung (51 , 251 ) zum thermischen Konditionieren eines, insbesondere einen Elektroantrieb (53, 253) aufweisenden Kraftfahrzeugs (55, 255), mit: einem mit einem Wärmetransportmedium (57, 257) betriebenen und von einer ersten Pumpe (15, 215) angetriebenen ersten Kreislauf (10, 210), einem mit dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder einem weiteren An air conditioning arrangement (51, 251) for thermally conditioning a motor vehicle (55, 255), in particular an electric drive (53, 253), comprising: one driven by a heat transport medium (57, 257) and driven by a first pump (15, 215) first circuit (10, 210), one with the heat transport medium (57, 257) or another
Wärmetransportmedium betriebenen und von einer zweiten Pumpe (25, 225) angetriebenen zweiten Kreislauf (20, 220), einem in den ersten Kreislauf (10, 210) geschalteten Wärmetauscher, insbesondere Frontend-Wärmetauscher (59, 259), mittels dem ein erster Wärmestrom (61 , 261 ) zwischen einem von einer Umgebung (69, 269) des Kraftfahrzeugs (55, 255) herkommenden Umgebungsluftstrom (63, 263) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) passiv transportierbar ist, einem in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschalteten Kühlungswärmetauscher (65, 265), mittels dem ein zweiter Wärmestrom (67, 267) zwischen einem in einen die Umgebung (69, 269) des Kraftfahrzeugs (55, 255) zumindest teilweise  Heat transfer medium operated and driven by a second pump (25, 225) second circuit (20, 220), in the first circuit (10, 210) connected heat exchanger, in particular front-end heat exchanger (59, 259), by means of a first heat flow ( 61, 261) is passively transportable between an ambient air stream (63, 263) coming from an environment (69, 269) of the motor vehicle (55, 255) and the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) the second circuit (20, 220) connected cooling heat exchanger (65, 265), by means of which a second heat flow (67, 267) between one in the environment (69, 269) of the motor vehicle (55, 255) at least partially
abgrenzenden Innenraum (71 , 271 ) des Kraftfahrzeugs (55, 255) einmündenden Innenraumluftstrom (73, 273) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20, 220) passiv transportierbar ist, gekennzeichnet durch eine in den ersten Kreislauf (10, 210) geschaltete Warmseite (75, 275) und in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschaltete Kaltseite (77, 277) aufweisende Wärmepumpe (79, 279), mittels der ein dritter Wärmestrom (81 , 281 ) von dem  delimiting interior (71, 271) of the motor vehicle (55, 255) opening interior airflow (73, 273) and the heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium of the second circuit (20, 220) is passively transportable, characterized by a in the first circuit (10, 210) switched hot side (75, 275) and in the second circuit (20, 220) connected cold side (77, 277) having heat pump (79, 279), by means of a third heat flow (81, 281) of the
Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium (57, 257) des zweiten Kreislaufs (20, 220) in das Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) unter einem Verbrauch von Energie, insbesondere elektrischer Energie (83, 283) aktiv transportierbar ist. Heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium (57, 257) of the second circuit (20, 220) in the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) with a consumption of energy, in particular electrical energy (83 , 283) is actively transportable.
Klimatisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch Air conditioning arrangement according to the preceding claim, characterized
gekennzeichnet, dass in den ersten Kreislauf (10, 210) ein Heizungswärmetauscher (85, 285) geschaltet ist, mittels dem ein vierter Wärmestrom (87, 287) zwischen dem Innenraumluftstrom (73, 273) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20, 220) passiv transportierbar ist. in that a heating heat exchanger (85, 285) is connected in the first circuit (10, 210), by means of which a fourth heat flow (87, 287) is interposed between the first heat exchanger (85, 285) Indoor air flow (73, 273) and the heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium of the second circuit (20, 220) is passively transportable.
3. Klimatisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch 3. Air conditioning arrangement according to the preceding claim, characterized
gekennzeichnet, dass der erste Kreislauf (10, 210) ein erstes Ventil oder erste Ventile (1 , 300a, 300b) aufweist, mittels dem das Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) wahlweise entweder durch den Wärmetauscher, insbesondere Frontend-Wärmetauscher (59, 259) oder durch den Heizungswärmetauscher (85, 285) führbar ist.  characterized in that the first circuit (10, 210) comprises a first valve or first valves (1, 300a, 300b), by means of which the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) optionally either by the heat exchanger, in particular Front end heat exchanger (59, 259) or through the heating heat exchanger (85, 285) is feasible.
4. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240), mittels der Elektrokomponenten (41 , 43, 45, 47, 49, 241 , 241 a, 243, 245, 247, 249) des Kraftfahrzeugs (55, 255) temperierbar sind. 4. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims, characterized by an electrical component arrangement (40, 240), by means of the electrical components (41, 43, 45, 47, 49, 241, 241 a, 243, 245, 247, 249) of the motor vehicle (55, 255) are temperature-controlled.
5. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (20, 220) die Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) aufweist.  characterized in that the second circuit (20, 220) comprises the electrical component arrangement (40, 240).
6. Klimatisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch 6. Air conditioning arrangement according to the preceding claim, characterized
gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (20) ein oder mehrere Ventile (100, 302b, 302c) aufweist, mittels dem die Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) wahlweise von dem übrigen zweiten Kreislauf (20, 220) abtrennbar ist.  in that the second circuit (20) has one or more valves (100, 302b, 302c) by means of which the electrical component arrangement (40, 240) can optionally be separated from the remaining second circuit (20, 220).
7. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden drei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) einen Parallelzweig (89, 289) aufweist, in den ein Ladegerät (47, 247) der Elektrokomponenten (41 , 241 , 43,, 243, 45, 245, 47, 247, 49, 249) geschaltet ist. 7. Air conditioning arrangement according to one of the preceding three claims, characterized in that the electrical component arrangement (40, 240) has a parallel branch (89, 289), in which a charger (47, 247) of the electrical components (41, 241, 43, , 243, 45, 245, 47, 247, 49, 249).
8. Klimatisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch 8. Air conditioning arrangement according to the preceding claim, characterized
gekennzeichnet, dass die Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) eine  in that the electrical component arrangement (40, 240) has a
Ventilanordnung (91 , 302c) aufweist, mittels der der Parallelzweig (89, 289) von der übrigen Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) abtrennbar ist.  Valve arrangement (91, 302c), by means of which the parallel branch (89, 289) from the remaining electrical component assembly (40, 240) is separable.
9. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden fünf Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) ein Ventil (7, 207) nachgeschaltet ist, mittels dem der Wärmetauscher, insbesondere Frontend- Wärmetauscher (59, 259) der Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240) wahlweise nachschaltbar ist oder nicht. 9. Air conditioning arrangement according to one of the preceding five claims, characterized in that the electric component assembly (40, 240) is a valve (7, 207) downstream, by means of which the heat exchanger, in particular front-end Heat exchanger (59, 259) of the electrical component assembly (40, 240) is selectively connected or not.
10. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 10. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher, insbesondere Frontend-Wärmetauscher (59, 259) nur einen in den ersten Kreislauf (10, 210) geschalteten ersten Wärmetauscher (93, 293) und einen in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschalteten zweiten Wärmetauscher (95, 295) aufweist.  in that the heat exchanger, in particular front-end heat exchanger (59, 259), has only one first heat exchanger (93, 293) connected to the first circuit (10, 210) and a second heat exchanger (95) connected to the second circuit (20, 220) , 295).
1 1 . Klimatisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch 1 1. Air conditioning arrangement according to the preceding claim, characterized
gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (20) ein Ventil (9) aufweist, mittels dem wahlweise entweder der Kühlungswärmetauscher (65) dem zweiten Wärmetauscher (95) des Frontend-Wärmetauschers (59) nachschaltbar oder zusammenwirkend mit dem siebten Ventil (7) des zweiten Kreislaufs (20) der zweite Wärmetauscher (95) des  characterized in that the second circuit (20) comprises a valve (9) by means of which either the cooling heat exchanger (65) the second heat exchanger (95) of the front-end heat exchanger (59) downstream or cooperating with the seventh valve (7) of the second Circuit (20) of the second heat exchanger (95) of the
Frontend-Wärmetauschers (59) der Elektrokomponenten-Anordnung (40) nachschaltbar ist.  Front end heat exchanger (59) of the electrical component assembly (40) is nachschaltbar.
12. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 4, 12. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims 1 - 4,
gekennzeichnet durch einen mit dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder einem dritten Wärmetransportmedium betriebenen und von einer dritten Pumpe (35, 235) angetriebenen dritten Kreislauf (30, 230).  characterized by a third circuit (30, 230) operated with the heat transport medium (57, 257) or a third heat transport medium and driven by a third pump (35, 235).
13. Klimatisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch 13. Air conditioning arrangement according to the preceding claim, characterized
gekennzeichnet, dass der dritte Kreislauf (30,230) die Elektrokomponenten-Anordnung (40, 240 aufweist.  in that the third circuit (30, 230) has the electrical component arrangement (40, 240).
14. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Kreislauf (20) und dem dritten Kreislauf (30) ein Wasser-Wasser-Wärmetauscher (99) geschaltet ist, mittels dem ein fünfter 14. Air conditioning arrangement according to one of the preceding two claims, characterized in that between the second circuit (20) and the third circuit (30), a water-water heat exchanger (99) is connected, by means of which a fifth
Wärmestrom (101 ) zwischen dem Wärmetransportmedium (57) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20) und dem Wärmetransportmedium (57) oder dem dritten Wärmetransportmedium des dritten Kreislaufs (30) passiv transportierbar ist.  Heat flow (101) between the heat transport medium (57) or the further heat transport medium of the second circuit (20) and the heat transport medium (57) or the third heat transport medium of the third circuit (30) is passively transportable.
15. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 oder 13, 15. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims 12 or 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltseite (77, 277) der Wärmepumpe (79, 279) in den zweiten Kreislauf (20, 220) und in den dritten Kreislauf (30, 230) geschaltet oder zumindest schaltbar ist. characterized in that the cold side (77, 277) of the heat pump (79, 279) in the second circuit (20, 220) and in the third circuit (30, 230) connected or at least switchable.
16. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12, 13, 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (20, 220) und der dritte Kreislauf (30, 230) parallel geschaltet sind. 16. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims 12, 13, 15, characterized in that the second circuit (20, 220) and the third circuit (30, 230) are connected in parallel.
17. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12, 13, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf (20, 220) und der dritte Kreislauf (30, 230) mit einem gemeinsamen Wärmetransportmedium (57, 257) betreibbar sind. 17. Air conditioning arrangement according to one of the preceding claims 12, 13, 15 or 16, characterized in that the second circuit (20, 220) and the third circuit (30, 230) with a common heat transport medium (57, 257) are operable.
18. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden sechs Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kreislauf (30, 230) ein Ventil (8, 208) aufweist, mittels dem der dritte Kreislauf (30, 230) wahlweise entweder durch die Kaltseite (77, 277) der Wärmepumpe (79, 279) führbar ist oder nicht. 18. Air conditioning arrangement according to one of the preceding six claims, characterized in that the third circuit (30, 230) comprises a valve (8, 208), by means of which the third circuit (30, 230) either either by the cold side (77, 277 ) of the heat pump (79, 279) is feasible or not.
19. Klimatisierungsanordnung nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Wärmestrom (81 , 281 ) wahlweise entweder nur von dem Wärmetransportmedium (57, 257) des zweiten Kreislaufs (20, 220) oder von dem gemeinsamen Wärmetransportmedium (57, 257) des zweiten Kreislaufs (20, 220) und des dritten Kreislaufs (30, 230) in das Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) aktiv transportierbar ist. 19. Air conditioning arrangement according to one of the preceding two claims, characterized in that the third heat flow (81, 281) selectively either either of the heat transport medium (57, 257) of the second circuit (20, 220) or of the common heat transport medium (57, 257 ) of the second circuit (20, 220) and the third circuit (30, 230) in the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) is actively transportable.
20. Verfahren zum thermischen Konditionieren eines, insbesondere einen Elektroantrieb (53, 253) aufweisenden Kraftfahrzeugs (55, 255) mittels einer Klimatisierungsanordnung (51 , 251 ), insbesondere einer Klimatisierungsanordnung (51 , 251 ) nach einem der 20. A method for thermally conditioning a, in particular an electric drive (53, 253) having motor vehicle (55, 255) by means of an air conditioning arrangement (51, 251), in particular an air conditioning arrangement (51, 251) according to one of
vorhergehenden Ansprüche, mit:  previous claims, with:
Betreiben eines ersten Kreislaufs (10, 210) mit einem von einer ersten Pumpe (15, 215) angetriebenen Wärmetransportmedium (57, 257), Operating a first circuit (10, 210) with a heat transport medium (57, 257) driven by a first pump (15, 215),
Betreiben eines zweiten Kreislaufs (20, 220) mit dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder einem weiteren von einer zweiten Pumpe (25, 225) angetriebenen Wärmetransportmedium (57, 257), passives Transportieren eines ersten Wärmestroms (61 , 261 ) zwischen einem von einer Umgebung (69, 269) des Kraftfahrzeugs (55, 255) herkommenden Umgebungsluftstrom (63, 263) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Kreislaufs (10, 210) mittels eines in den ersten Kreislauf (10, 210) geschalteten Wärmetauschers, insbesondere Frontend-Wärmetauschers (59, 259), passives Transportieren eines zweiten Wärmestroms (67, 267) zwischen einem in einem die Umgebung (69, 269) des Kraftfahrzeugs (55, 255) zumindest teilweise abgrenzenden Innenraum (71 , 271 ) des Kraftfahrzeugs (55, 255) einmündenden Innenraumluftstrom (73, 273) und dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20, 220) mittels eines in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschalteten Kühlungswärmetauschers (65, 265), gekennzeichnet durch aktives Transportieren eines dritten Wärmestroms (81 , 281 ) von dem Wärmetransportmedium (57, 257) oder dem weiteren Wärmetransportmedium des zweiten Kreislaufs (20, 220) in das Wärmetransportmedium (57, 257) des ersten Operating a second circuit (20, 220) with the heat transport medium (57, 257) or another heat transport medium (57, 257) driven by a second pump (25, 225), passively transporting a first heat flow (61, 261) between one of an environment (69, 269) of the motor vehicle (55, 255) coming ambient air flow (63, 263) and the heat transport medium (57, 257) of the first circuit (10, 210) by means of a in the first circuit (10, 210) connected heat exchanger , in particular front-end heat exchanger (59, 259), Passively transporting a second heat flow (67, 267) between an interior airflow (73, 273) opening into an interior (71, 271) of the motor vehicle (55, 255) at least partially delimiting the surroundings (69, 269) of the motor vehicle (55, 255) ) and the heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium of the second circuit (20, 220) by means of a cooling heat exchanger (65, 265) connected in the second circuit (20, 220), characterized by actively transporting a third heat flow (81, 281) from the heat transport medium (57, 257) or the further heat transport medium of the second circuit (20, 220) into the heat transport medium (57, 257) of the first
Kreislaufs (10, 210) unter einem Verbrauch von Energie (83, 283), insbesondere elektrischer Energie mittels einer eine in den ersten Kreislauf (10, 210) geschaltete Warmseite (75, 275) und eine in den zweiten Kreislauf (20, 220) geschaltete Kaltseite (77, 277) aufweisenden Wärmepumpe (79, 279).  Circuit (10, 210) with a consumption of energy (83, 283), in particular electrical energy by means of a one in the first circuit (10, 210) connected hot side (75, 275) and one in the second circuit (20, 220) switched cold side (77, 277) having heat pump (79, 279).
21. Kraftfahrzeug (55, 255) mit einer Klimatisierungsanordnung (51 , 251 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 19 und/oder eingerichtet, ausgelegt, konstruiert und/oder ausgestattet mit einer Software zum Durchführen eines Verfahrens nach dem 21. Motor vehicle (55, 255) with an air conditioning arrangement (51, 251) according to one of the preceding claims 1 - 19 and / or set up, designed, constructed and / or equipped with software for carrying out a method according to the
vorhergehenden Anspruchs.  previous claim.
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