WO2023061685A1 - Thermomanagementsystem für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2023061685A1
WO2023061685A1 PCT/EP2022/075472 EP2022075472W WO2023061685A1 WO 2023061685 A1 WO2023061685 A1 WO 2023061685A1 EP 2022075472 W EP2022075472 W EP 2022075472W WO 2023061685 A1 WO2023061685 A1 WO 2023061685A1
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battery
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cooler
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Christian Allgäuer
Rene Pichlbauer
Andreas Siuka
Alexander LICHTENBERGER
Simon Eglseer
Oliver Horn
Patrick MARINELL
Felix Artmeier
Stefan Hofmanninger
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a thermal management system with a temperature control circuit and a refrigerant circuit that interacts with it.
  • the thermal management system is used to control the temperature of vehicle components and to control the temperature of a vehicle passenger compartment.
  • the invention relates to a motor vehicle with such a thermal management system.
  • a thermal management system according to the preamble of claim 1 is known from EP 3 711 983 A1.
  • a vehicle passenger compartment is heated by means of a heat pump function via a capacitor 42 and an electric auxiliary heater 46.
  • a high-voltage battery 16 is heated, for example, by inefficient operation (trimming) of a drive motor 24.
  • For heating the high-voltage battery via the electric auxiliary heater 46 or the heat pump function must be flowed through a cooler 26, which can lead to heat loss to the environment. This in turn can lead to efficiency and heating output losses.
  • a thermal management system for a motor vehicle with a cooler circuit in which a cooler, a cooler circuit pump and a first heat source are connected in series; a battery string, in which a chiller and a traction battery are connected in series, wherein the chiller can be flowed through fluidically from the battery string separately from a refrigerant circuit; a first connection which is arranged in the cooler circuit downstream of the first heat source and upstream of the cooler, wherein at the first connection coolant can be selectively introduced into the battery string by means of a first valve device; a second connection, which leads from the battery string to a point in the cooler circuit downstream of the cooler and upstream of the first heat source, which has a second valve device with which the battery string and the cooler circuit
  • the thermal management system is also equipped with a condenser line that runs between the second connection and the first connection, the condenser line having a condenser and the condenser being fluidically separated from the condenser line, the refrigerant circuit can also flow through it.
  • This modified integration of the liquid-cooled condenser means that the traction battery can be heated directly, bypassing the cooler.
  • the vehicle passenger compartment can also be heated efficiently using a heat pump function. This results in improvements in efficiency and heating performance benefits.
  • Condenser train bypassing the first heat source between the second connection and the first connection.
  • the capacitor branch is connected in parallel to the first heat source. This opens up additional operating modes, since the condenser branch and the first heat source can be flown through independently of one another.
  • a flow through the condenser branch can be adjusted by means of a flow control valve or the first valve device.
  • the thermal management system is also equipped with a branch which runs between the second connection and the first connection, bypassing the first heat source and parallel to the condenser branch, with a second heat source being arranged in this further branch.
  • the integration of the second heat source in a different line than the first heat source makes it possible to specifically address the temperature control requirements of the individual heat sources.
  • the battery string has a heat source between the first connection and the chiller.
  • the battery string has a heat source between the third connection and the traction battery.
  • a heating heat exchanger is arranged in the condenser branch.
  • the capacitor branch also functions as a heating branch for heating a vehicle passenger compartment.
  • the thermal management system also has a battery bypass line, which branches off from the battery string, bypasses the traction battery and reconnects with the battery string. As a result, operating states can be represented in which the battery string is circulated, but the traction battery is bypassed.
  • the thermal management system also has a chiller bypass line, which branches off from the battery string upstream of the chiller and reconnects with the battery string downstream of the chiller.
  • a chiller bypass line which branches off from the battery string upstream of the chiller and reconnects with the battery string downstream of the chiller.
  • the second connection also has a connecting line which is connected directly to the second valve device and leads to the point in the cooler circuit downstream of the cooler and upstream of the first heat source.
  • the capacitor branch branches off from the connecting line.
  • the thermal management system is also equipped with an NT cooler, from which a feed line branches off from the cooler circuit and whose outlet line opens into the connecting line, with a one-way valve being arranged in the connecting line between this junction and the cooler circuit, which causes a flow blocked from the cooler circuit in the connecting line.
  • the flow temperature of the downstream components can be reduced by the NT cooler.
  • the capacitor branch is connected directly to the second valve device and the second valve device has a switch position in which the connecting line and the capacitor branch are shut off at the same time.
  • the second valve device has at least three switching positions, in which case the chiller and the traction battery can be connected to form the ring-like closed battery circuit in a first switching position, and in a second switching position the battery string is fluidically connected to the condenser string and the connecting line is blocked, and in a third switching position of the battery string is fluidly connected at the same time with the capacitor string and the connecting line.
  • the invention provides a motor vehicle with such a thermal management system.
  • Figure 1 shows schematically a first embodiment of a refrigeration circuit
  • Figure 2 shows schematically a second embodiment of a refrigeration circuit
  • Figure 3 shows schematically a third embodiment of a refrigeration cycle
  • FIG. 4 shows schematically a fourth embodiment of a refrigeration circuit
  • FIG. 5 shows a temperature control circuit 30 according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a temperature control circuit 70 according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 7 shows a first operating state of the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 8 shows a second operating state of the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 9 shows a third operating state of the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 10 shows a fourth operating state of the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 11 shows a fifth operating state of the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 12 shows a sixth operating state of the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment
  • FIG. 13 shows a temperature control circuit 80 according to a third exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 14 shows a temperature control circuit 90 according to a fourth exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 15 shows a temperature control circuit 100 according to a fifth exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 16 shows a first operating state of temperature control circuit 100 from FIG. 15;
  • FIG. 17 shows a second operating state of temperature control circuit 100 from FIG. 15;
  • FIG. 18 shows a temperature control circuit 110 according to a sixth exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 19 shows a temperature control circuit 120 according to a seventh exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 20 shows a temperature control circuit 130 according to an eighth exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 21 shows an operating state of the temperature control circuit 130 from FIG. 20 according to the eighth exemplary embodiment
  • FIG. 22 shows a temperature control circuit 140 according to a ninth exemplary embodiment of the invention.
  • the refrigerant circuits and temperature control circuits of the thermal management system according to the invention explained below can be installed individually or in combination in a motor vehicle that is not shown, in particular a passenger car, for example an electric vehicle.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a refrigeration circuit 1 schematically.
  • Refrigeration circuit 1 has a refrigerant compressor 2, a condenser 3 with a liquid collector 4, an air conditioning evaporator 5, a chiller 6 and an internal heat exchanger 7 or internal heat exchanger.
  • a evaporator valve 8 and a chiller valve 9 are provided. These valves 8 and 9 are adapted to block or release (partially or fully) flow. They also act as expansion organs when they are partially open.
  • the air conditioning evaporator 5 and the chiller 6 are connected in parallel to one another. More precisely, a series connection of the evaporator valve 8 , the air conditioning evaporator 5 and a one-way valve 10 or check valve is arranged in parallel with a series connection of the chiller valve 9 and the chiller 6 .
  • the elements mentioned are arranged in the respective series connection, in particular in the direction of flow, in the order mentioned.
  • a refrigerant for example R134a, R1234yf, R290, R744 or the like, circulates in the refrigeration circuit 1 , in particular through the components of the refrigeration circuit 1 .
  • the refrigerant compressor 2, the condenser 3, the parallel connection of the air conditioning evaporator 5 and the chiller 6 are connected in series.
  • the components mentioned, seen in the direction of flow of the refrigerant, are closed in series in this order in a ring-like manner.
  • the air-conditioning evaporator 5 is in particular an air-liquid heat exchanger through which the refrigerant can flow and which is arranged in an air-conditioning unit 11 . More precisely, the air-conditioning evaporator 5 is arranged in an air duct of the air-conditioning device 11 via which air (outside air or circulating air) can be supplied to a vehicle passenger compartment, so that this air can be temperature-controlled, in particular cooled, by means of the air-conditioning evaporator 5 .
  • the condenser 3 can be traversed by refrigerant and coolant of the temperature control circuits explained later. The refrigerant and the coolant in the condenser 3 are fluidically separated from one another and in heat exchange with one another. The condenser 3 is therefore a so-called liquid-cooled condenser.
  • the chiller 6 is a heat exchanger that transfers thermal energy between the coolant of the refrigeration circuit 1 and the coolant of the temperature control circuits (FIG. 5 ff.). For this purpose, the refrigerant and the coolant flow through the chiller 6 fluidically separated from one another and in heat exchange with one another.
  • the evaporator valve 8 is connected upstream of this.
  • the chiller valve 8 is connected upstream of the latter.
  • they can be self-regulating, electrically lockable expansion devices or motor-driven expansion devices with a freely selectable opening cross section.
  • the refrigeration circuit 1 also has the internal heat exchanger 7, which has two chambers that can be flown through but are in thermal contact but are fluidically separated from one another.
  • one chamber is arranged between the condenser 3 and the parallel connection of the air conditioning evaporator 5 and the chiller 6
  • the other chamber is arranged between this parallel connection and the refrigerant compressor 2 .
  • the chambers are preferably flowed through in opposite directions and thus form a countercurrent heat exchanger.
  • the gaseous gas thus flows through the internal heat exchanger 7 in a chamber upstream of the refrigerant compressor 2 Low-pressure level refrigerant and in the other chamber the coming from the condenser 3 at high pressure, liquid refrigerant.
  • Thermal energy is extracted from the liquid refrigerant by the internal heat exchanger 7, which means that the refrigerant is further cooled. This energy is supplied to the predominantly gaseous refrigerant, which means that an even higher proportion evaporates and is present in gaseous form. This serves to increase the performance and efficiency of the refrigeration circuit 1.
  • the internal heat exchanger 7 is not absolutely necessary for the function of the refrigeration circuit 1.
  • a pressure/temperature sensor 12 is arranged on an inlet side of the refrigerant compressor 2 and a pressure/temperature sensor 13 is arranged on the outlet side.
  • FIG. 2 shows a schematic of a second embodiment of a refrigeration circuit 14.
  • the refrigeration circuit 14 differs from the refrigeration circuit 1 from Fig. 1 only in that in the refrigeration circuit 14 there is also a heating condenser 15, an air-side temperature sensor 16 assigned to the heating condenser 15 and a downstream of the condenser 3 and upstream of the internal heat exchanger 7 arranged pressure-temperature sensor 17 are provided.
  • the refrigerant compressor 2, the heating condenser 15, the condenser 3 and the parallel connection of the air conditioning evaporator 5 and the chiller 6 are connected in series.
  • the components mentioned, seen in the direction of flow of the refrigerant, are closed in series in this order in a ring-like manner.
  • the heating condenser 15 and the condenser 3 could be exchanged with regard to the order.
  • the heating condenser 15 is in particular an air-liquid heat exchanger through which the refrigerant can flow and which is arranged in the air conditioning unit 11 .
  • the heating condenser 15 is arranged together with the air-conditioning evaporator 5 in the air duct of the air-conditioning device 11, via which air can be supplied to the vehicle passenger compartment, so that this air can be temperature-controlled, in particular heated, by means of the heating condenser 15.
  • the heating condenser 15 can be completely or partially shut off on the air side in the air conditioning unit 11 via air flaps.
  • FIG. 3 schematically shows a third embodiment of a refrigeration circuit 18.
  • the refrigeration circuit 18 differs from the refrigeration circuit 14 from FIG. 2 only in that a first valve 19, a return line 20 and a second valve 21 provided in the return line are also provided.
  • the valves 19 and 21 are adapted to block or release a flow, in particular to block, partially release or fully release. They also act as expansion organs when they are partially open.
  • a main circuit 22 is formed in the refrigeration circuit 18, in which the refrigerant compressor 2, the first valve 19, the heating condenser 15, the condenser 3 and the parallel connection of the evaporator 5 and the chiller 6 are connected in series.
  • the components mentioned, seen in the direction of flow of the refrigerant, are closed in series in this order in a ring-like manner.
  • the return line 20 branches off on a high-pressure side of the refrigerant compressor 2, in particular between the refrigerant compressor 2 and the first valve 19, from the main circuit 22 and upstream of the Chillers 6, more precisely between the chiller valve 9 and the chiller 6 back into the main circuit 22.
  • a short circuit is formed via the return line 20, which only includes the refrigerant compressor 2, the return line 20 including the second valve 21, the chiller 6 and the internal heat exchanger 7 has.
  • refrigerant is only circulated in this short circuit and not in the main circuit 22 due to the blocking of the first valve 19 .
  • Refrigerant in the form of hot gas is removed from the high-pressure side via this short-circuit circuit, expanded by the second valve 21 to a low-pressure level and fed to the refrigerant compressor 2 on its low-pressure side.
  • This refrigerant hot gas injection on the low-pressure side of the refrigerant compressor 2 allows the refrigeration circuit 18 to start up very quickly, particularly in a start-up phase, because the refrigerant is supplied with thermal energy via the refrigerant compressor 2, which then circulates back to the inlet of the refrigerant compressor 2 and again with thermal energy is applied without this thermal energy being substantially withdrawn from the refrigerant again.
  • the refrigeration circuit 18 can also be operated in an operating state in which the first valve 19 is partially or fully open and the second valve 21 blocks a flow, so that the main circuit 22 is in operation (refrigerant circulates) and the short-circuit circuit is not in operating (refrigerant not circulating).
  • This operating state is suitable, for example, when the refrigeration circuit power requirement (for example for heating the vehicle passenger compartment) is not so high that the additional heat energy from the short-circuit circuit described above is not required.
  • the refrigeration circuit 18 can be operated in an operating state in which the first valve 19 is partially or fully open and the second valve 21 is also partially or fully open, so that both the short circuit and the main circuit 22 are in operation .
  • This operating state is suitable, for example, after a start-up phase, with continuous operation still requiring a high cooling circuit capacity (for example for heating the vehicle passenger compartment).
  • FIG. 4 schematically shows a fourth embodiment of a refrigeration circuit 23.
  • the refrigeration circuit 23 differs from the refrigeration circuit 18 from FIG.
  • a one-way valve 24 or a check valve is provided downstream of the chiller 6 .
  • the series connection of the evaporator valve 8 , the air conditioning evaporator 5 and the check valve 10 is arranged in parallel with a series connection of the chiller valve 9 , the chiller 6 and the check valve 24 .
  • the elements mentioned are arranged in the respective series connection, in particular in the direction of flow, in the order mentioned.
  • the refrigeration cycle 23 differs from the refrigeration cycle 18 in that a bypass line 25 is provided for the parallel connection of the air conditioning evaporator 5 and the chiller 6 , which bypass line extends parallel to the parallel connection of the air conditioning evaporator 5 and the chiller 6 .
  • a bypass valve 26 is arranged, which is adapted blocking or releasing a flow, in particular blocking, partially releasing or fully releasing.
  • the bypass valve 26 is controlled in particular in such a way that it releases a flow (completely or partially) while the short-circuit circuit and the main circuit 22 are in operation.
  • Flow through the air-conditioning evaporator 5 and the chiller 6 is prevented by blocking them on the high-pressure side via the evaporator valve 8 and the chiller valve 9 and on the low-pressure side via the check valves 10 and 24 .
  • This avoids a lower pressure being present at the outlets of the chiller 6 and the air-conditioning evaporator 5 via the check valves 10 and 24 than at their inlets during operation of the short-circuit circuit, so that refrigerant is drawn into the chiller 6 and the evaporator 5 could become.
  • the refrigeration circuit 23 differs from the refrigeration circuit 18 in that a return line 27, in which the second valve 21 is arranged, branches off on a high-pressure side of the refrigerant compressor 2, in particular between the refrigerant compressor 2 and the first valve 19, from the main circuit 22 and downstream of the chiller 6, more precisely downstream of the check valve 10 and downstream of the check valve 24 and upstream of the internal heat exchanger 7 back into the main circuit 22.
  • the refrigeration circuit 23 corresponds to the refrigeration circuit 18, which is why reference is made to its description.
  • FIG. 5 shows a temperature control circuit 30 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • This temperature control circuit 30 includes a cooler circuit 31 in which a cooler 32, a cooler circuit pump 33, a one-way valve 34, a first heat source 35 and a first Valve device 36 are arranged in series.
  • the components of the cooler circuit 31 form a closed circuit in which coolant can circulate when the cooler circuit pump 33 is activated, which coolant is, for example, water mixed with additives.
  • the cooler 32 is in particular a so-called high-temperature cooler.
  • a fan 37 is assigned to this in a known manner.
  • a coolant expansion tank 38 is provided in a known manner.
  • a flow direction of the coolant is predetermined by the one-way valve 34 and/or the conveying direction of the cooling circuit pump 33 .
  • a first connection 39 at which a battery string 40 branches off is arranged downstream of the first heat source 35 and upstream of the cooler 32 .
  • the course of the battery string 40 is indicated in FIGS. 5 and 6 by a dashed line.
  • the first connection 39 is formed by the first valve device 36, but it should be noted that this does not necessarily have to be the case.
  • the first connection 39 can also simply be a branch line and the first valve device is formed in the form of two shut-off valves (one in the battery string 40 and the other downstream of the first connection 39 in the cooler circuit 31).
  • a third heat source 41, the chiller 6, a battery pump 43, a fourth heat source 44, a battery bypass valve 45, a traction battery 46 and a one-way valve 47 are arranged in series in the battery string 40, in particular in the order mentioned arranged in series.
  • the traction battery 46 has a multiplicity of electrochemical storage cells which store electrical energy and provide at least for a drive of the motor vehicle. In addition, the storage cells and thus the traction battery 46 are rechargeable.
  • a second connection 48 which includes a second valve device 49 and a connecting line 50 in the exemplary embodiment shown.
  • the connecting line 50 leads from the second valve device 49 to the cooler circuit 31 at a point 52 downstream of the cooler circuit pump 33 and upstream of the first heat source 35, in particular downstream of the one-way valve 34 and upstream of the first heat source 35.
  • a circulation line 51 is also provided, which of the second valve device 49 back to the battery string 40 to a point between the first connection 39 and the chiller 6, in particular between the first connection 39 and the third heat source 41.
  • the second valve device 49 has a first switching state, which is shown in Fig. 5, in which a coolant coming from the battery string 40 is routed into the circuit line 51 and the connecting line 50 is shut off by the second valve device 49, so that a ring-like flow occurs ble battery cooling circuit 53 (indicated by a chain line) is formed, in which the components of the battery string 40 can flow through serially and in the form of a ring-like circuit of coolant.
  • the second valve device 49 has a second switching state, in which a coolant coming from the battery string 40 is routed into the connecting line 50 and the circuit line 51 is shut off by the second valve device 49, so that the coolant coming from the battery string 40 the cooler circuit 31 can be guided. Intermediate positions are also conceivable, so that coolant flows into the circuit line 51 and the connecting line 50 at the same time.
  • a battery bypass line 54 branches off from battery string 40, bypasses traction battery 46 and one-way valve 47, in particular exclusively traction battery 46 and one-way valve 47, and flows back into battery string 40 at a point between one-way valve 47 and the second valve device 49.
  • a coolant flow coming from the cooling circuit pump 33 can be guided either into the battery bypass line 54 or through the traction battery 46. Intermediate positions are also conceivable, so that the battery bypass line 54 and the traction battery 46 are flowed through at the same time.
  • a third connection 55 is provided, which connects the battery string 40 at a point between the chiller 6 and that of the battery pump 43 to the cooler circuit 31 at a point downstream of the first connection 39 and upstream of the cooler 32 .
  • the third connection comprises a connecting line 56 without a valve, but a valve could also be provided.
  • a capacitor branch 57 is provided between the second connection 48 and the first connection 39 .
  • the capacitor branch 57 is arranged downstream of the second connection 48 and upstream of the first connection 39 .
  • the capacitor branch 57 is connected in parallel with the first heat source 35 .
  • the condenser branch 57 branches off from the cooler circuit 31 downstream of the point 52 .
  • the capacitor bank 57 are a Condenser train pump 58, the condenser 3 (already described in connection with FIGS.
  • the electric heater 59 is an auxiliary heater that can be operated electrically and selectively heats a coolant flowing through the capacitor bank 57 .
  • the heating heat exchanger 61 is a heat exchanger that can be flushed with air and is arranged in the air-conditioning device 11 , in particular in the air duct of the air-conditioning device 11 , in order to heat air to be supplied to a vehicle passenger compartment.
  • the condenser branch valve 61 is a proportional valve with which flow through the condenser branch 57 can be controlled.
  • a return line 62 branches off between the heating heat exchanger 60 and the condenser branch valve 61 and leads to the input side of the condenser branch pump 58 .
  • a one-way valve 63 is provided in the return line 62 , which only allows a flow in the direction toward the input side of the condenser branch pump 58 .
  • a second heat source 64 is connected in parallel with the first heat source 53 and in parallel with the capacitor branch 57 .
  • the first heat source 35 and the second heat source 64 are, for example, electric drive machines, electric heaters, control devices, power electronics, DC-DC converters. These can be operated at an efficient operating point or at an inefficient operating point to generate heat output.
  • the third heat source 41 and the fourth heat source 44 are, for example, electric heaters, control devices, power electronics, DC-DC converters. These can also be operated at an efficient operating point or at an inefficient operating point to generate heat output.
  • a temperature sensor 65 is further provided at the downstream exit of the radiator 32 .
  • Another temperature sensor 66 is provided upstream of the radiator 32, more precisely in the radiator circuit 31 between the third connection 56 and the radiator 32.
  • a temperature sensor 67 is provided between the fourth heat source 44 and the battery bypass valve 45 .
  • the temperature control circuit 30 from FIG. 5 interacts, for example, with the refrigeration circuit 1 from FIG. 1 .
  • thermal energy is absorbed via the evaporator 5 and/or the chiller 6 and released via the condenser 3 into the condenser section 57 .
  • heat energy is transferred into the air flow of the air conditioning device 11 , which tempers the vehicle passenger compartment.
  • FIG. 6 shows a temperature control circuit 70 according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • This temperature control circuit 70 differs from the temperature control circuit 30 from FIG. 5 only by a modified condenser branch 71 and the missing return line 62.
  • the condenser branch 71 lacks the condenser branch pump 58, the electric heater 59 and the heating heat exchanger 60.
  • the capacitor 3 and the capacitor train valve 61 are in series in the condenser train 71 .
  • the temperature control circuit 70 corresponds to the temperature control circuit 30, which is why reference is made to its description in order to avoid repetition.
  • the heating heat exchanger 61 not present in the temperature control circuit 70 is replaced by the use of the refrigerant-side heating condenser 15 (see FIGS. 2 to 4) for heating the vehicle passenger compartment.
  • the temperature control circuit 70 interacts in particular with the refrigeration circuits of the second to fourth embodiments, which were described in FIGS. 2 to 4. Controlled heat emission from the condenser 15 into the temperature control circuit 70 is possible via the condenser branch valve 61, so that sufficient heat output is available for the vehicle passenger compartment.
  • FIGS. 7 to 12 different operating states of the temperature control circuit 70 are shown according to the second embodiment, which are described below. However, this description applies correspondingly to the temperature control circuit 30 according to the first exemplary embodiment, with which the same operating states can be represented.
  • coolant flows through the coolant strands shown as solid lines, i.e. coolant is in motion relative to the strands.
  • the coolant strands shown with dashed lines do not flow through, or the coolant is in these strands and is stationary relative to the strands.
  • the valves are always drawn in the same switch position, regardless of the operating state, but the person skilled in the art will of course recognize from the drawn and/or described flow profile in the temperature control circuit which switch position of the valve this corresponds to.
  • FIG. 7 shows a first operating state of temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment.
  • the cooler circuit pump 33 is not active, and a return flow via the cooler 32 is prevented by the one-way valve 34 .
  • the first valve device 36, the second valve device 49 and the battery bypass valve 45 are switched such that the first and second heat source 35 and 64 and the Capacitor 3 flows through each other in parallel.
  • This parallel connection is in turn flowed through in series to the fourth heat source 44 and the traction battery 46 .
  • the coolant volume flow through the condenser 3 is adjusted by means of the condenser branch valve 61 so that a defined heat emission into the condenser branch 71 takes place here. This is necessary in particular when the vehicle passenger compartment is simultaneously heated by means of the heating condenser 15 , ie heat is removed from the refrigeration circuit by means of the heating condenser 15 and at the same time by means of the condenser 3 .
  • the volume flow control by means of the condenser train valve 61 is necessary in order not to remove too much heat from the refrigeration circuit, as this would reduce the heating capacity of the vehicle occupants as well as the pressure and temperature level in the refrigeration circuit, making comfortable temperature control of the vehicle occupants difficult.
  • the chiller 6 and the third heat source 41 are bypassed in this first operating state and there is no flow through them. This can be useful for two reasons. First, hydraulic pressure losses are avoided by the chiller 6 and the third heat source 41, which can lead to better efficiency, an increased volume flow or a smaller dimensioning of the battery pump 43. Secondly, in the case of refrigeration circuit configurations with a compressor short-circuit, as for example in FIG 6 cannot be shut off on the refrigerant side. As a result, there would not be sufficient heat output, in particular for the vehicle passenger compartment.
  • the fourth embodiment of the refrigeration circuit does not have this restriction, since the bypass valve 26, which acts as an expansion element, the chiller 6 can be bypassed on the refrigerant side in short-circuit operation. Heat sources that require a permanent flow of coolant and the lower temperature level, for example many electronic components, can therefore only be positioned at the location of the fourth heat source 44 or directly upstream of the second valve device 49 in this operating state.
  • FIG. 8 shows a second operating state of temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment.
  • the first valve device 36 is switched in such a way that, in contrast to the first operating state from FIG. This is particularly useful in combination with the refrigeration circuits shown in FIGS. From a coolant temperature of approximately >15° C., this second operating state is also conceivable in combination with the refrigeration circuit 23 of FIG.
  • the temperature level in the temperature control circuit 70 is higher than the temperature level corresponding to the suction pressure (pressure level at the pressure-temperature sensor 12) in the refrigeration circuit 23, it is possible to apply an additional load in the refrigeration circuit 23 via the chiller 6 as a measure to increase the heat output. This increases the power consumption of the refrigerant compressor 2, which results in an increased heating output. This can be used either for the vehicle passenger compartment or for the traction battery 41 .
  • FIG. 9 shows a third operating state of temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment.
  • the ring-like closed battery cooling circuit 53 see FIGS. 5 and 6) and the ring-like closed cooler circuit 31 are formed, coolant circulating in both at the same time without a significant coolant exchange taking place between these two circuits.
  • This third operating state is a cooling operation, in which the first to fourth heat sources 35, 64, 41, 44 are operated at an efficient operating point.
  • the heat is dissipated via the cooler 32 to the environment.
  • the waste heat from the third and fourth heat sources 41 , 44 and from the traction battery 46 is dissipated by means of the chiller 6 into the refrigeration cycle.
  • FIG. 10 shows a fourth operating state of temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment.
  • the first valve device 36, the second valve device 49 and the battery bypass valve 45 are switched in such a way that the fourth heat source 44 is connected in parallel with the first and second heat source 35, 64 and with the condenser 3.
  • the traction battery 46 is bypassed via the battery bypass line 54 and the fourth heat source 44 and the battery pump 43 (not active) flow backwards.
  • the coolant circuit 31 flows through in a ring-like manner, with a parallel line branching off at point 52, which runs along the connecting line 50, the battery bypass line 54, the fourth Heat source 44 and the connecting line 56 extends to open at the third connection 55 in the cooler circuit 31 again.
  • FIG. 11 shows a fifth operating state of temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment.
  • the first valve device 36 is in its other switching position and is switched in such a way that the third heat source 41 and the chiller 6 are connected in series with the parallel connection of the first heat source 35, the second heat source 64 and the condenser branch 57 is switched.
  • This connection is in turn connected in parallel to the fourth heat source 44, through which the flow is backwards.
  • This operating state is particularly useful for efficient cooling of the third and fourth heat sources 41 , 44 .
  • a ring-like circuit is formed from the series connection of the cooler 32, the cooler circuit pump 33, the parallel connection (first heat source 35, second heat source 64 and condenser 3), the third heat source 41, the chiller 6 and the third connection 55 educated.
  • a parallel branch is formed, which branches off at point 52 and has a series connection of connecting line 50, battery bypass line 54, fourth heat source 44 and opens back into the circuit described above at third connection 55.
  • FIG. 12 shows a sixth operating state of temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment.
  • the second valve device 49 is switched so that the Connecting line 50 is not flowed through and the battery cooling circuit 53 (see Fig. 5 and 6) is formed bypassing the traction battery 46.
  • a ring-like circuit is formed from a series connection of the cooler 32, the cooler circuit pump 33, the parallel connection (first heat source 35, second heat source 64 and condenser 3), the third heat source 41, the chiller 6 and the third connection 55.
  • the flow through the fourth heat source 44 is counterclockwise, so that the coolant flows are mixed at the junction with the circuit line 51 upstream of the third heat source 41, which flows from the fourth heat source 44 on the one hand and from the first heat source 35 on the other , the second heat source 64 and the condenser 3 come.
  • This operating mode is particularly useful in heat pump operation since the waste heat from the fourth heat source 44 can be used via the chiller 6 to heat the vehicle passenger compartment.
  • the battery pump 43 If the battery pump 43 is not active, it is passively flown backwards, whereby the fourth heat source 44 is flowed through parallel to the chiller 6 and to the third heat source 41 .
  • This operating state is particularly advantageous with regard to the pump capacity, since the battery pump 43 does not have to be operated.
  • the fourth heat source 44 is arranged in series and not parallel to the first and second heat source and the condenser 3 and thus does not reduce the volume flow through them.
  • FIG. 13 shows a temperature control circuit 80 according to a third exemplary embodiment of the invention.
  • This temperature control circuit 80 differs from the temperature control circuit 70 only in that the second connection 48 has only a second valve device 81 and no connecting line 50 .
  • the placement of the second valve device 81 in the battery cooling circuit 53 corresponds to that of the second Valve device 49.
  • the second valve device 81 is designed as a 2/2-way valve.
  • the second valve device 81 has two switching positions, with the coolant flow coming from the battery bypass line 54 or the traction battery 46 being routed into the circuit line 51 in a first switching position.
  • the coolant coming from the cooler 32 is routed by the second valve device 81 to the parallel connection of the condenser branch 71 , the first heat source 35 and the second heat source 64 .
  • the second connection 48 according to FIG. 13 corresponds to the second connection 48 according to FIGS. 5 and 6, except that in FIGS. 5 and 6 the connection by means of the second valve device 49 plus connecting line 50 and in FIG. 13 the connection only by means of the second Valve device 81 is realized.
  • the cooler circuit pump 33 is arranged in the cooler circuit 31 downstream of the second connection 48 or downstream of the second valve device 81 .
  • the circuit line 51 is blocked at the second valve device 81 and the line coming from the cooler 32 is also blocked at the second valve device 81 .
  • the coolant flow coming from the battery bypass line 54 or the traction battery 46 is led to the cooling circuit pump 33 and to the parallel connection of the first heat source 35 , the second heat source 64 and the condenser 3 .
  • the parallel connection (first and second heat source 35, 64 and capacitor 3), fourth heat source 44 and optionally traction battery 46 and/or battery bypass line 54 are connected in series in a closed ring-like manner.
  • This third exemplary embodiment thus enables the realization of a serial connection of the cooling circuit pump 33 and the battery pump 43 in the first and second operating states described above. In these operating states, both the cooler circuit pump 33 and the battery pump 43 are activated, which can result in the battery pump 43 being dimensioned smaller.
  • the one-way valve 34 can be omitted.
  • a temperature sensor 82 is provided, which is arranged between the second valve device 82 and the cooler circuit pump 33, since the return temperature of the traction battery 46 or the cooler 32 can thereby be detected.
  • FIG. 14 shows a temperature control circuit 90 according to a fourth exemplary embodiment of the invention. Compared to the temperature control circuit 70 , this exemplary embodiment also has a chiller bypass valve 91 and a chiller bypass line 92 .
  • the chiller bypass line 92 branches off from the battery string 40 , bypasses (only) the chiller 6 and flows back into the battery string 40 again. With the chiller bypass valve 91 , a coolant flow coming from the third heat source 41 can be selectively routed through the chiller bypass line 92 or through the chiller 6 . Intermediate positions are also conceivable, so that the flow can flow through the chiller bypass line 92 and the chiller 6 at the same time.
  • coolant flows through the coolant lines shown as solid lines and coolant lines shown with broken lines do not flow through them.
  • FIG. 15 shows a temperature control circuit 100 according to a fifth exemplary embodiment of the invention.
  • this exemplary embodiment also has an LT cooler (so-called low-temperature cooler). This is arranged in an LT cooler line 102, which branches off from the cooler circuit 31 downstream of the cooler circuit pump 33, in particular between the cooler circuit pump 33 and the one-way valve 34, and opens into a second connection 103, more precisely a connecting line 104.
  • the connecting line 104 differs from the connecting line 50 only in that the LT cooler line 102 opens into it at a node 105, the condenser line 71 branches off from it at the node 105, and the line also branches off from it at the node 105 the second heat source 64 branches off and between the node 105 and the point 52 a one-way valve 106 is arranged.
  • the one-way valve 106 only allows flow from node 105 to point 52 .
  • second connection 104 corresponds to second connection 48.
  • a one-way valve 107 is arranged between node 105 and LT cooler 101 , which only allows flow in the direction from LT cooler 101 to node 105 .
  • the flow temperature of the condenser 3 and the second heat source 64 can be lowered by this exemplary embodiment.
  • Figure 16 shows a first operating state of temperature control circuit 100 from Figure 15.
  • This first operating state of the temperature control circuit 100 represents a heating operation.
  • the cooling circuit pump 33 is not active here, and a backflow through the two coolers 32 and 101 is prevented by the one-way valves 34 and 107 .
  • the first operating state otherwise corresponds to the first operating state illustrated in FIG. 7 .
  • coolant flows through the coolant lines shown as solid lines and coolant lines shown with broken lines do not flow through them.
  • Figure 17 shows a second operating state of temperature control circuit 100 from Figure 15.
  • This second operating state of the temperature control circuit 100 represents cooling operation.
  • the cooling circuit pump 33 is active.
  • the one-way valve 106 prevents an undesired flow from the point 52 to the condenser branch 71 and/or the second heat source 64, since the pressure level at point 52 is higher than at the node due to the cooler circuit pump 33 and the pressure loss through the LT cooler 101 105
  • This second operating state essentially corresponds to the operating state shown in FIG. 9 , in contrast to which there is flow through both coolers 32 and 101 , which, as already mentioned, leads to a lower flow temperature of the condenser 3 and the second heat source 64 .
  • FIG. 18 shows a temperature control circuit 110 according to a sixth exemplary embodiment of the invention. In this embodiment, only the differences to the temperature control circuit 100 according to the fifth 15 received and otherwise referred to its description.
  • a second valve device 111 differs from the second valve device 49 in that two separate lines are connected to one of the valve connections. In a first switching position of the second valve device 111, this valve connection is inactive or blocked, so that the two lines on the second valve device 111 are also separated from one another. In a second switching position, the second valve device 111 connects the one-way valve 47 and the battery bypass line 54 to both of these separate lines. One of the lines is the connecting line 50 and the other line leads to a node 112, from which the capacitor branch 71 extends, to which the second heat source 64 is connected in parallel.
  • the LT cooler line 102 opens into the node 112.
  • the one-way valve 106 from FIG. 15 can therefore be omitted.
  • An undesired flow during cooling operation from point 52 via the connecting line 50 to the condenser branch 71 and/or the second heat source 64 is prevented by the second valve device 111 .
  • FIG. 19 shows a temperature control circuit 120 according to a seventh exemplary embodiment of the invention.
  • this exemplary embodiment only the differences from the temperature control circuit 70 according to the second exemplary embodiment from FIG. 6 are described. For the rest, reference is made to its description.
  • the temperature control circuit 120 has a second valve device 121, which differs from the second valve device 49 in that it has three switching positions.
  • the connecting line 50 extends between the second valve device 121 and the point 52.
  • the parallel connection Condenser branch 71 and second heat source 64 leads from the second valve device 121 to the first connection 39.
  • a one-way valve 122 is provided between the side of this parallel circuit which is connected to the second valve device 121 and the point 52.
  • a coolant flow is directed from the traction battery 46 or the battery bypass line 54 into the circuit line 51, so that the battery cooling circuit 53 is formed, for example.
  • a flow of coolant from the second valve device 121 into the condenser branch 71, to the second heat source 64 and into the connecting line 50 is blocked.
  • coolant flow from the second valve device 121 into the circuit line 51 is blocked, released into the condenser branch 71 and to the second heat source 64 and blocked into the connecting line 50 .
  • FIG. 20 shows a temperature control circuit 130 according to an eighth exemplary embodiment of the invention.
  • the temperature control circuit 110 according to the sixth exemplary embodiment from FIG. 18 are explained and, moreover, reference is made to its description.
  • the temperature control circuit 130 has a second valve device 131, which differs from the second valve device 111 in that it has three switching positions instead of two. In a first switching position of the second valve device 131, a coolant flow is directed from the traction battery 46 or the battery bypass line 54 into the circuit line 51, so that the battery cooling circuit 53 is formed, for example. A flow of coolant from the second valve device 131 into the condenser branch 71, to the second heat source 64 and into the connecting line 50 is blocked.
  • coolant flow from the second valve device 131 into the circuit line 51 is blocked, released into the condenser branch 71 and to the second heat source 64 and blocked into the connecting line 50 .
  • FIG. 21 shows an operating state of temperature control circuit 130 from FIG. 20. As already mentioned, in FIG. 21 coolant flows through the coolant lines shown as solid lines and coolant lines shown with dashed lines do not flow through.
  • the cooling circuit pump 33 is not active. By shutting off the connecting line 50, flow through the first heat source 35 is prevented. This makes sense in particular when the first heat source 35 does not make any volume flow requirements and also does not generate any heat output. In this way, the heat output from the condenser 3 and the second heat source 64 can be supplied to the traction battery 46 or the chiller 6 in a targeted manner, so that the thermal mass of the first heat source 35 does not have to be heated. Additionally arise hydraulic advantages, since the first heat source 35 does not have to be flown through, which results in better efficiency, a higher volume flow through the condenser branch 71 and the second heat source 64 or a smaller dimensioning of the battery pump 43 .
  • FIG. 22 shows a temperature control circuit 140 according to a ninth exemplary embodiment of the invention.
  • the temperature control circuit 80 according to the third exemplary embodiment from FIG. 13 are explained, and reference is also made to its description.
  • the temperature control circuit 140 also has only a second valve device 141 and no connecting line 50 at the second connection 48 .
  • the second valve device 141 differs from the second valve device 81 in that the second valve device 141 has a third switch position in addition to the two switching positions of the second valve device 81 described.
  • the placement of the second valve device 141 in the battery cooling circuit 53 corresponds to that of the second valve device 81 .
  • the battery cooling circuit 53 is interrupted, i.e. the flow of coolant coming from the battery bypass line 54 or the traction battery 46 is blocked.
  • the cooler circuit 31 is formed, i.e. the flow of coolant coming from the cooler 32 is passed on to the parallel connection of the condenser branch 71, the first heat source 35 and the second heat source 64.
  • a further difference between the temperature control circuit 140 and the temperature control circuit 80 is that in the temperature control circuit 140 the condenser branch valve 61 and the first valve device 36 of the temperature control circuit 80 are combined to form the first valve device 142 . That is, the first valve device 142 of the temperature control circuit 140 allows the same interconnections and functionalities as the condenser branch valve 61 and the first valve device 36 together, for which purpose the valve device 142 has at least four switching positions. The first valve device 142 is arranged at the first connection 39 .
  • a condenser branch 143 has the condenser 3 but no longer has a condenser branch valve.
  • the condenser coil 143 is connected to an input side of the first heat source 35 and the second heat source 64 .
  • the other end of the capacitor branch 143 is connected directly to an input connection of the first valve device 142 .
  • An output side of the first heat source 35 and the second heat source 64 is connected to an input port separate therefrom.
  • the battery string 40 is connected to one and the other forwards the coolant along the cooler circuit 31 to the third connection 56.
  • the first valve device 142 can be used in all the previously described exemplary embodiments instead of the condenser branch valve 61 and the first valve device 36 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Thermomanagementsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einen Kühlerkreis (31) in dem ein Kühler (32), eine Kühlerkreis-Pumpe (33) und eine erste Wärmequelle (35) seriell verschaltet sind; einem Batterie-Strang (40), in dem ein Chiller (6) und eine Traktionsbatterie (46) seriell verschaltet sind; einer ersten Verbindung (39) stromab der ersten Wärmequelle (35) angeordnet ist, an der Kühlmittel wahlweise in den Batterie-Strang (40) einleitbar ist; einer zweiten Verbindung (48), die vom Batterie-Strang (40) zu einer Stelle (52) des Kühlerkreises (31) stromaufwärts der ersten Wärmequelle (35) führt, ferner mit einem Kondensatorstrang (57), der zwischen der zweiten Verbindung (48) und der ersten Verbindung (39) verläuft, wobei der Kondensatorstrang (57) einen flüssigkeitsgekühlten Kondensator (3) aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Thermomanagementsystem.

Description

THERMOMANAGEMENTSYSTEM FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG
Die Erfindung betrifft ein Thermomanagementsystem mit einem Temperierkreislauf und einem mit diesem zusammenwirkenden Kältemittelkreislauf. Das Thermomanagementsystem dient zur Temperierung von Fahrzeugkomponenten sowie zur Temperierung eines Fahrzeuginsassenraums. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Thermomanagementsystem.
Aus der EP 3 711 983 A1 ist ein Thermomanagementsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Die Beheizung eines Fahrzeuginsassenraums erfolgt bei diesem Thermomanagementsystem mittels einer Wärmepumpenfunktion über einen Kondensator 42 und einen elektrischen Zuheizer 46. Eine Beheizung eines Hochvoltspeichers 16 erfolgt beispielsweise über einen ineffizienten Betrieb (Vertrimmung) eines Antriebsmotors 24. Für eine Beheizung des Hochvoltspeichers über den elektrischen Zuheizer 46 oder die Wärmepumpenfunktion muss ein Kühler 26 durchströmt werden, was zu Wärmeverlusten an die Umgebung führen kann. Dies kann wiederum zu Effizienz- und Heizleistungsverlusten führen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung den vorstehend genannten Nachteil zumindest teilweise zu lösen. Diese Aufgabe wird durch ein Thermomanagementsystem gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Thermomanagementsystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einen Kühlerkreis in dem ein Kühler, eine Kühlerkreis-Pumpe und eine erste Wärmequelle seriell verschaltet sind; einem Batterie-Strang, in dem ein Chiller und eine Traktionsbatterie seriell verschaltet sind, wobei der Chiller fluidisch vom Batterie-Strang getrennt von einem Kältemittelkreislauf durchströmbar ist; einer ersten Verbindung, die in dem Kühlerkreis stromabwärts der ersten Wärmequelle und stromaufwärts des Kühlers angeordnet ist, wobei an der ersten Verbindung mittels einer ersten Ventileinrichtung Kühlmittel wahlweise in den Batterie-Strang einleitbar ist; einer zweiten Verbindung, die vom Batterie-Strang zu einer Stelle des Kühlerkreises stromabwärts des Kühlers und stromaufwärts der ersten Wärmequelle führt, welche eine zweite Ventileinrichtung aufweist mit der wahlweise der Batterie-Strang und der Kühlerkreis fluidleitend verbindbar sind und/oder der Chiller und die Traktionsbatterie zu einem ringartigen Batteriekreislauf verschaltbar sind, und einer dritten Verbindung zwischen dem Batterie-Strang und dem Kühlerkreis, wobei im Batterie-Strang zwischen der ersten Verbindung und der dritten Verbindung der Chiller angeordnet ist. Das Thermomanagementsystem ist ferner ausgestattet mit einem Kondensatorstrang, der zwischen der zweiten Verbindung und der ersten Verbindung verläuft, wobei der Kondensatorstrang einen Kondensator aufweist und der Kondensator, fluidisch vom Kondensatorstrang getrennt, auch von dem Kältemittelkreislauf durchströmbar ist. Durch diese veränderte Einbindung des flüssigkeitsgekühlten Kondensators ist eine unmittelbare Beheizung der Traktionsbatterie, unter Umgehung des Kühlers, möglich. Auch die Beheizung des Fahrzeuginsassenraums ist über eine Wärmepumpenfunktionalität effizient darstellbar. Dadurch ergeben sich Verbesserungen hinsichtlich der Effizienz sowie Heizleistungsvorteile.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verläuft der
Kondensatorstrang unter Umgehung der ersten Wärmequelle zwischen der zweiten Verbindung und der ersten Verbindung. Insbesondere ist der Kondensatorstrang parallel zur ersten Wärmequelle geschaltet. Dies eröffnet zusätzliche Betriebsmodi, da Kondensatorstrang und erste Wärmequelle unabhängig voneinander durchströmbar sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Durchfluss durch den Kondensatorstrang mittels eines Durchflusssteuerventils oder die erste Ventileinrichtung einstellbar.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Thermomanagementsystem ferner mit einem Strang ausgestattet, der unter Umgehung der ersten Wärmequelle und parallel zum Kondensatorstrang, zwischen der zweiten Verbindung und der ersten Verbindung verläuft, wobei in diesem weiteren Strang eine zweite Wärmequelle angeordnet ist. Die Einbindung der zweiten Wärmequelle in einem anderen Strang als die erste Wärmequelle, ermöglicht, speziell auf die Temperieranforderungen der einzelnen Wärmequellen einzugehen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Batterie-Strang zwischen der ersten Verbindung und dem Chiller eine Wärmequelle auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Batterie-Strang zwischen der dritten Verbindung und der Traktionsbatterie eine Wärmequelle auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Kondensatorstrang ein Heizwärmetauscher angeordnet. Dadurch fungiert der Kondensatorstrang auch als Heizstrang zur Beheizung eines Fahrzeuginsassenraums. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Thermomanagementsystem ferner eine Batterie-Bypassleitung auf, welche vom Batterie-Strang abzweigt, die Traktionsbatterie umgeht und wieder in den Batterie-Strang einmündet. Dadurch sind Betriebszustände darstellbar bei denen der Batterie-Strang durchströmt, jedoch die Traktionsbatterie umgangen wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Thermomanagementsystem ferner eine Chiller-Bypassleitung auf, welche stromaufwärts des Chillers vom Batterie-Strang abzweigt und stromabwärts des Chillers wieder in den Batterie-Strang einmündet. Dadurch können in Betriebszuständen, in denen der Chiller nicht benötigt wird, hydraulische Druckverluste durch den Chiller vermieden werden oder Wärmeverluste an den Kühlkreis unterbunden werden, falls der Chiller kältemittelseitig nicht absperrbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die zweite Verbindung ferner eine Verbindungsleitung auf, welche direkt an die zweite Ventilreinrichtung angeschlossen ist und zu der Stelle des Kühlerkreises stromabwärts des Kühlers und stromaufwärts der ersten Wärmequelle führt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zweigt der Kondensatorstrang von der Verbindungsleitung ab.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Thermomanagement ferner ausgestattet mit einem NT-Kühler, von dem eine Zuleitung vom Kühlerkreis abzweigt und dessen Ableitung in die Verbindungsleitung mündet, wobei in der Verbindungsleitung zwischen dieser Einmündung und dem Kühlerkreis ein Einwegeventil angeordnet ist, welches eine Strömung vom Kühlerkreis in die Verbindungsleitung sperrt. Durch den NT-Kühler kann die Vorlauftemperatur der nachgeschalteten Komponenten verringert werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kondensatorstrang direkt an die zweite Ventileinrichtung angeschlossen und die zweite Ventileinrichtung weist eine Schaltstellung auf, in der gleichzeitig die Verbindungsleitung und der Kondensatorstrang abgesperrt sind. Dadurch kann ein Einwegeventil eingespart werden, weil durch die ventilseitige Absperrung eine Rückströmung in bestimmten Betriebszuständen verhindert wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die zweite Ventileinrichtung zumindest drei Schaltstellungen auf, wobei in einer ersten Schaltstellung der Chiller und die Traktionsbatterie zu dem ringartig geschlossenen Batteriekreislauf verschaltbar sind, in einer zweiten Schaltstellung der Batterie-Strang mit dem Kondensatorstrang fluidleitend verbunden ist und die Verbindungsleitung gesperrt ist, und in einer dritten Schaltstellung der Batterie-Strang gleichzeitig mit dem Kondensatorstrang und der Verbindungsleitung fluidleitend verbunden ist.
Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Thermomanagementsystem bereit.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
Figur 1 zeigt schematisch eine erste Ausführung eines Kältekreislaufs;
Figur 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführung eines Kältekreislaufs;
Figur 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführung eines Kältekreislaufs;
Figur 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführung eines Kältekreislaufs; Figur 5 zeigt einen Temperierkreislauf 30 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 6 zeigt einen Temperierkreislauf 70 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 7 zeigt einen ersten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 8 zeigt einen zweiten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 9 zeigt einen dritter Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 10 zeigt einen vierten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 11 zeigt einen fünften Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 12 zeigt einen sechsten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 13 zeigt einen Temperierkreislauf 80 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 14 zeigt einen Temperierkreislauf 90 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figur 15 zeigt einen Temperierkreislauf 100 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 16 zeigt einen ersten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 100 aus Figur 15;
Figur 17 zeigt einen zweiten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 100 aus Figur 15;
Figur 18 zeigt einen Temperierkreislauf 110 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 19 zeigt einen Temperierkreislauf 120 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 20 zeigt einen Temperierkreislauf 130 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 21 zeigt einen Betriebszustand des Temperierkreislaufs 130 aus Fig. 20 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel, und
Figur 22 zeigt einen Temperierkreislauf 140 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die nachfolgend erläuterten Kältemittelkreisläufe und Temperierkreisläufe des erfindungsgemäßen Thermomanagementsystems können einzeln oder in Kombination in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, beispielsweise einem Elektrofahrzeug installiert sein.
Figur 1 zeigt schematisch eine erste Ausführung eines Kältekreislaufs 1 . Der
Kältekreislauf 1 weist einen Kältemittelverdichter 2, einen Kondensator 3 mit einem Flüssigkeitssammler 4, einen Klima-Verdampfer 5, einen Chiller 6 sowie einen inneren Wärmetauscher 7 bzw. inneren Wärmeübertrager auf. Darüber hinaus ist ein Verdampfer-Ventil 8 sowie ein Chiller-Ventil 9 vorgesehen. Diese Ventile 8 und 9 sind angepasst, eine Durchströmung zu sperren oder freizugeben (teilweise oder vollständig). Ferner fungieren sie im teilgeöffneten Zustand als Expansionsorgane.
Der Klima-Verdampfer 5 und der Chiller 6 sind zueinander parallel geschaltet. Genauer ist eine Reihenschaltung aus dem Verdampfer-Ventil 8, dem Klima-Verdampfer 5 und einem Einwegeventil 10 bzw. Rückschlagventil parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Chiller-Ventil 9 und dem Chiller 6 angeordnet. Die genannten Elemente sind in der jeweiligen Reihenschaltung insbesondere in Strömungsrichtung in der genannten Reihenfolge angeordnet.
In dem Kältekreislauf 1 , insbesondere durch die Komponenten des Kältekreislaufs 1 , zirkuliert ein Kältemittel, beispielsweise R134a, R1234yf, R290, R744 oder dergleichen.
In dem Kältekreislauf 1 ist der Kältemittelverdichter 2, der Kondensator 3, die Parallelschaltung aus Klima-Verdampfer 5 und Chiller 6 in Reihe geschaltet. Insbesondere sind die genannten Komponenten, in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen, in dieser Reihenfolge ringartig geschlossen in Reihe geschaltet.
Der Klima-Verdampfer 5 ist insbesondere ein Luft-Flüssigkeits- Wärmeüberträger, der von dem Kältemittel durchströmbar ist und in einem Klimagerät 11 angeordnet ist. Genauer ist der Klima-Verdampfer 5 in einer Luftführung des Klimageräts 11 angeordnet, über welche einem Fahrzeuginsassenraum Luft (Außenluft oder Umluft) zuführbar ist, so dass diese Luft mittels des Klima-Verdampfers 5 temperierbar, insbesondere kühlbar, ist. Der Kondensator 3 ist von Kältemittel und von Kühlmittel der später erläuterten Temperierkreisläufe durchströmbar. Dabei sind das Kältemittel und das Kühlmittel im Kondensator 3 fluidisch voneinander getrennt und in Wärmetausch miteinander. Der Kondensator 3 ist somit ein sog. flüssigkeitsgekühlter Kondensator.
Der Chiller 6 ist ein Wärmeüberträger, der Wärmeenergie zwischen dem Kältemittel des Kältekreislaufs 1 und dem Kühlmittel der Temperierkreisläufe (Fig. 5 ff.) überträgt. Dazu durchströmen das Kältemittel und das Kühlmittel fluidisch getrennt voneinander und in Wärmetausch miteinander befindlich den Chiller 6.
Zum Einstellen der Durchströmung des Klima-Verdampfers 5, zum Einstellen der Expansion des Kältemittels vor dem Klima-Verdampfer 5 und somit zum Einstellen seiner Kühlleistung ist diesem das Verdampfer-Ventil 8 vorgeschaltet. Zum Einstellen der Durchströmung des Chillers 6 und zum Einstellen der Expansion des Kältemittels vor dem Chiller 6 ist diesem das Chiller-Ventil 8 vorgeschaltet. Es kann sich beispielsweise um selbstregelnde, elektrisch absperrbare Expansionsorgane handeln oder motorisch angesteuerte Expansionsorgane mit frei wählbarem Öffnungsquerschnitt.
Der Kältekreislauf 1 weist ferner den inneren Wärmetauscher 7 auf, der zwei in Wärmekontakt, aber fluidisch voneinander getrennt durchströmbare Kammern hat. Dabei ist eine Kammer zwischen dem Kondensator 3 und der Parallelschaltung aus Klima-Verdampfer 5 und Chiller 6 und die andere Kammer zwischen dieser Parallelschaltung und dem Kältemittelverdichter 2 angeordnet. Die Kammern werden vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung durchströmt und bilden somit einen Gegenstromwärmetäuscher aus. Den inneren Wärmetauscher 7 durchströmt somit in einer Kammer stromaufwärts des Kältemittelverdichters 2 das gasförmige, auf Niederdruckniveau befindliche Kältemittel und in der anderen Kammer das vom Kondensator 3 kommende auf Hochdruck befindliche, flüssige Kältemittel. Durch den inneren Wärmetauscher 7 wird dem flüssigen Kältemittel Wärmeenergie entzogen, was dazu führt, dass das Kältemittel weiter abkühlt wird. Dem überwiegend gasförmigen Kältemittel wird diese Energie zugeführt, was dazu führt, dass ein noch höherer Anteil verdampft und gasförmig vorliegt. Dies dient zur Leistungs- und Effizienzsteigerung des Kältekreislaufs 1. Für die Funktion des Kältekreislaufs 1 ist der innere Wärmetauscher 7 jedoch nicht zwingend erforderlich.
Darüber hinaus ist an einer Eingangsseite des Kältemittelverdichters 2 ein Druck-Temperatur-Sensor 12 und an der Ausgangsseite ein Druck- Temperatur-Sensor 13 angeordnet.
Figur 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführung eines Kältekreislaufs 14. Der Kältekreislauf 14 unterscheidet sich vom Kältekreislauf 1 aus Fig. 1 lediglich dadurch, dass im Kältekreislauf 14 zusätzlich ein Heizkondensator 15, ein dem Heizkondensator 15 zugeordneter luftseitiger Temperatursensor 16 und ein stromabwärts des Kondensators 3 und stromaufwärts des inneren Wärmetauschers 7 angeordneter Druck-Temperatur-Sensor 17 vorgesehen sind.
Somit ist im Kältekreislauf 14 der Kältemittelverdichter 2, der Heizkondensator 15, der Kondensator 3 sowie die Parallelschaltung aus Klima-Verdampfer 5 und Chiller 6 in Reihe geschaltet. Insbesondere sind die genannten Komponenten, in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen, in dieser Reihenfolge ringartig geschlossen in Reihe geschaltet. Es ist aber auch eine andere Reihenfolge möglich, beispielsweise könnten der Heizkondensator 15 und der Kondensator 3 bzgl. der Reihenfolge getauscht werden. Der Heizkondensator 15 ist insbesondere ein Luft-Flüssigkeits- Wärmeüberträger, der von dem Kältemittel durchströmbar ist und in dem Klimagerät 11 angeordnet ist. Genauer ist der Heizkondensator 15 zusammen mit dem Klima-Verdampfer 5 in der Luftführung des Klimageräts 11 angeordnet, über welche dem Fahrzeuginsassenraum Luft zuführbar ist, so dass diese Luft mittels des Heizkondensators 15 temperierbar, insbesondere beheizbar, ist. Üblicherweise ist der Heizkondensator 15 luftseitig in dem Klimagerät 11 über Luftklappen ganz oder teilweise absperrbar.
Abgesehen von diesen Unterschieden wird auf die Beschreibung des Kältekreislaufs 1 auf Fig. 1 verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.
Figur 3 zeigt schematisch eine dritte Ausführung eines Kältekreislaufs 18. Der Kältekreislauf 18 unterscheidet sich vom Kältekreislauf 14 aus Fig. 2 nur dadurch, dass zusätzlich ein erstes Ventil 19, eine Rückführleitung 20 sowie ein in der Rückführleitung vorgesehenes zweites Ventil 21 vorgesehen sind. Die Ventile 19 und 21 sind angepasst, eine Durchströmung zu sperren oder freizugeben, insbesondere zu sperren, teilweise freizugeben oder vollständig freizugeben. Ferner fungieren sie im teilgeöffneten Zustand als Expansionsorgane.
In dem Kältekreislauf 18 ist ein Hauptkreislauf 22 ausgebildet, in dem der Kältemittelverdichter 2, das erste Ventil 19, der Heizkondensator 15, der Kondensator 3 sowie die Parallelschaltung aus Verdampfer 5 und Chiller 6 in Reihe geschaltet sind. Insbesondere sind die genannten Komponenten, in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen, in dieser Reihenfolge ringartig geschlossen in Reihe geschaltet.
Die Rückführleitung 20 zweigt auf einer Hochdruckseite des Kältemittelverdichters 2, insbesondere zwischen dem Kältemittelverdichter 2 und dem ersten Ventil 19, vom Hauptkreislauf 22 ab und stromaufwärts des Chillers 6, genauer zwischen dem Chiller-Ventil 9 und dem Chiller 6 zurück in den Hauptkreislauf 22.
Es wäre denkbar, anstatt der beiden Ventile 19 und 21 ein einziges Ventil, beispielsweise einem 3/2-Wege-Ventil mit einem Eingang und zwei Ausgängen, vorzusehen. Dieses wäre dann an der Abzweigung der Rückführleitung 20 vom Hauptkreislauf 22 vorzusehen.
In einem Betriebszustand, in dem das erste Ventil 19 eine Durchströmung sperrt und das zweite Ventil 21 eine Durchströmung freigibt, wird über die Rückführleitung 20 ein Kurzschluss-Kreislauf ausgebildet, der nur den Kältemittelverdichter 2, die Rückführleitung 20 inklusive des zweiten Ventils 21 , den Chiller 6 und den inneren Wärmetauscher 7 aufweist. In diesem Betriebszustand wird Kältemittel nur in diesem Kurzschluss-Kreislauf und durch die Sperrung des ersten Ventils 19 nicht im Hauptkreislauf 22 zirkuliert.
Über diesen Kurzschluss-Kreislauf wird Kältemittel in Form von Heißgas von der Hochdruckseite entnommen, vom zweiten Ventil 21 auf ein Niederdruckniveau expandiert und dem Kältemittelverdichter 2 auf seiner Niederdruckseite zugeführt. Durch diese Kältemittelheißgaseinspritzung auf der Niederdruckseite des Kältemittelverdichters 2, kann insbesondere in einer Anlaufphase ein sehr schnelles Aufstarten des Kältekreislaufs 18 erreicht werden, weil dem Kältemittel über den Kältemittelverdichter 2 Wärmeenergie zugeführt wird, diese dann zurück zum Eingang des Kältemittelverdichters 2 zurück zirkuliert und erneut mit Wärmeenergie beaufschlagt wird, ohne dass dem Kältemittel diese Wärmeenergie wieder wesentlich entzogen wird.
Der Kältekreislauf 18 kann ferner in einem Betriebszustand betrieben werden, in dem das erste Ventil 19 teilweise oder vollständig geöffnet ist und das zweite Ventil 21 eine Durchströmung sperrt, so dass der Hauptkreislauf 22 in Betrieb ist (Kältemittel zirkuliert) und der Kurzschluss-Kreislauf nicht in Betrieb ist (Kältemittel nicht zirkuliert). Dieser Betriebszustand ist beispielsweise dann geeignet, wenn die Kältekreisleistungsanforderung (beispielsweise zum Beheizen des Fahrzeuginsassenraums) nicht so hoch ist, so dass die vorstehend beschriebene zusätzlich Wärmeenergie vom Kurzschluss-Kreislauf nicht benötigt wird.
Darüber hinaus kann der Kältekreislauf 18 in einem Betriebszustand betrieben werden, in dem das erste Ventil 19 teilweise oder vollständig geöffnet ist und das zweite Ventil 21 ebenfalls teilweise oder vollständig geöffnet ist, so dass sowohl der Kurzschluss-Kreislauf als auch der Hauptkreislauf 22 in Betrieb ist. Dieser Betriebszustand ist beispielsweise nach einer Anlaufphase geeignet, wobei im Dauerbetrieb nach wie vor eine hohe Kältekreisleistung (beispielsweise zum Beheizen des Fahrzeuginsassenraums) erforderlich ist.
Figur 4 zeigt schematisch eine vierte Ausführung eines Kältekreislaufs 23. Der Kältekreislauf 23 unterscheidet sich vom Kältekreislauf 18 aus Fig. 3 dadurch, dass die Parallelschaltung aus Klima-Verdampfer 5 und Chiller 6 leicht anders aufgebaut ist. So ist stromabwärts des Chillers 6 ein Einwegeventil 24 bzw. ein Rückschlagventil vorgesehen. Genauer ist die Reihenschaltung aus dem Verdampfer-Ventil 8, dem Klima-Verdampfer 5 und dem Rückschlagventil 10 parallel zu einer Reihenschaltung aus dem Chiller-Ventil 9, dem Chiller 6 und dem Rückschlagventil 24 angeordnet. Die genannten Elemente sind in der jeweiligen Reihenschaltung insbesondere in Strömungsrichtung in der genannten Reihenfolge angeordnet.
Darüber hinaus unterscheidet sich der Kältekreislauf 23 vom Kältekreislauf 18 dadurch, dass zur Parallelschaltung des Klima-Verdampfers 5 und des Chillers 6 eine Bypassleitung 25 vorgesehen ist, welche sich parallel zur Parallelschaltung aus Klima-Verdampfer 5 und Chiller 6 erstreckt. In der Bypassleitung 25 ist ein Bypassventil 26 angeordnet, welches angepasst ist, eine Durchströmung zu sperren oder freizugeben, insbesondere zu sperren teilweise freizugeben oder vollständig freizugeben.
Das Bypassventil 26 wird insbesondere so angesteuert, dass es eine Durchströmung freigibt (ganz oder teilweise), während der Kurzschluss- Kreislauf und der Hauptkreislauf 22 in Betrieb sind. Eine Durchströmung des Klima-Verdampfers 5 und des Chillers 6 wird unterbunden, indem diese auf der Hochdruckseite über das Verdampfer-Ventil 8 und das Chiller-Ventil 9 und auf der Niederdruckseite über die Rückschlagventile 10 und 24 abgesperrt sind. Somit wird vermieden, dass beim Betrieb des Kurzschluss- Kreislaufs über die Rückschlagventile 10 und 24 an den Ausgängen des Chillers 6 und des Klima-Verdampfers 5 ein niedrigerer Druck anliegt als an deren Eingängen, so dass Kältemittel in den Chiller 6 und den Verdampfer 5 gezogen werden könnte.
Darüber hinaus unterscheidet sich der Kältekreislauf 23 vom Kältekreislauf 18 dadurch, dass eine Rückführleitung 27, in der das zweite Ventil 21 angeordnet ist, auf einer Hochdruckseite des Kältemittelverdichters 2, insbesondere zwischen dem Kältemittelverdichter 2 und dem ersten Ventil 19, vom Hauptkreislauf 22 abzweigt und stromabwärts des Chillers 6, genauer stromabwärts des Rückschlagventils 10 und stromabwärts des Rückschlagventils 24 sowie stromaufwärts des inneren Wärmetauschers 7 zurück in den Hauptkreislauf 22 mündet.
Abgesehen von den beschriebenen Unterschieden entspricht der Kältekreislauf 23 dem Kältekreislauf 18, weshalb auf dessen Beschreibung verwiesen wird.
Figur 5 zeigt einen Temperierkreislauf 30 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser Temperierkreislauf 30 umfasst einen Kühlerkreis 31 , in dem ein Kühler 32, eine Kühlerkreis-Pumpe 33, ein Einwegeventil 34, eine erste Wärmequelle 35 und eine erste Ventileinrichtung 36 seriell angeordnet sind. In dem in Fig. 5 dargestellten Schaltzustand der ersten Ventileinrichtung 36 bilden die Komponenten des Kühlerkreises 31 einen geschlossenen Kreislauf aus, in dem bei aktivierter Kühlerkreis-Pumpe 33 Kühlmittel zirkulierbar ist, bei dem es sich beispielsweise um ein mit Additiven versetztes Wasser handelt.
Bei dem Kühler 32 handelt es sich insbesondere um einen sog. Hochtemperatur-Kühler. Diesem ist in bekannter Weise ein Lüfter 37 zugeordnet. Darüber hinaus ist in bekannter Weise ein Kühlmittel- Ausgleichsbehälter 38 vorgesehen.
Durch das Einwegeventil 34 und/oder die Förderrichtung der Kühlerkreis- Pumpe 33 ist eine Strömungsrichtung des Kühlmittels vorgegeben.
Stromabwärts der ersten Wärmequelle 35 und stromaufwärts des Kühlers 32 ist eine erste Verbindung 39 angeordnet, an der ein Batterie-Strang 40 abzweigt. Der Verlauf des Batterie-Strangs 40 ist in den Fig. 5 und 6 durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die erste Verbindung 39 durch die erste Ventileinrichtung 36 ausgebildet, es ist jedoch zu beachten, dass dies nicht zwangsläufig so sein muss. So kann beispielsweise die erste Verbindung 39 auch einfach eine Leitungsabzweigung sein und die erste Ventileinrichtung in Form von zwei Absperrventilen (eines in dem Batterie-Strang 40 und das andere stromabwärts der ersten Verbindung 39 in dem Kühlerkreis 31 ) gebildet wird.
In dem Batterie-Strang 40 sind eine dritte Wärmequelle 41 , der Chiller 6, eine Batterie-Pumpe 43, eine vierte Wärmequelle 44, ein Batterie-Bypass-Ventil 45, eine Traktionsbatterie 46 und ein Einwegeventil 47 seriell angeordnet, insbesondere in der genannten Reihenfolge seriell angeordnet. Das Einwegeventil 47 verhindert zusammen mit dem Batterie-Bypass-Ventil 45 im Falle einer internen Traktionsbatterie-Leckage ein Nachlaufen von Kühlmittel in die Traktionsbatterie 46. Die Traktionsbatterie 46 weist eine Vielzahl von elektrochemischen Speicherzellen auf, welche elektrische Energie speichern und zumindest für einen Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Darüber hinaus sind die Speicherzellen und somit die Traktionsbatterie 46 wiederaufladbar.
Darüber hinaus ist eine zweite Verbindung 48 vorgesehen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Ventileinrichtung 49 sowie eine Verbindungsleitung 50 umfasst. Die Verbindungsleitung 50 führt von der zweiten Ventileinrichtung 49 zum Kühlerkreis 31 an eine Stelle 52 stromabwärts der Kühlerkreis-Pumpe 33 und stromaufwärts der ersten Wärmequelle 35, insbesondere stromabwärts des Einwegeventils 34 und stromaufwärts der ersten Wärmequelle 35. Ferner ist eine Zirkulationsleitung 51 vorgesehen, welche von der zweiten Ventileinrichtung 49 zurück zum Batterie-Strang 40 an eine Stelle zwischen der ersten Verbindung 39 und dem Chiller 6, insbesondere zwischen der ersten Verbindung 39 und der dritten Wärmequelle 41 , führt.
Die zweite Ventileinrichtung 49 hat einen ersten Schaltzustand, der in Fig. 5 dargestellt ist, in dem ein vom Batterie-Strang 40 kommendes Kühlmittel in die Kreislaufleitung 51 geleitet wird und die Verbindungsleitung 50 von der zweiten Ventileinrichtung 49 abgesperrt wird, so dass ein ringartig durchström barer Batterie-Kühlkreislauf 53 (durch eine Strichpunktline gekennzeichnet) ausgebildet wird, in dem die Komponenten des Batterie- Strangs 40 seriell und in Form eines ringartigen Kreislaufs von Kühlmittel durchströmbar sind.
Außerdem hat die zweite Ventileinrichtung 49 einen zweiten Schaltzustand, in dem ein vom Batterie-Strang 40 kommendes Kühlmittel in die Verbindungsleitung 50 geleitet wird und die Kreislaufleitung 51 von der zweiten Ventileinrichtung 49 abgesperrt wird, so dass das von dem Batterie- Strang 40 kommende Kühlmittel in den Kühlerkreis 31 führbar ist. Es sind auch Zwischenstellungen denkbar, so dass Kühlmittel gleichzeitig in die Kreislaufleitung 51 und die Verbindungsleitung 50 strömt.
Eine Batterie-Bypassleitung 54 zweigt vom Batterie-Strang 40 ab, umgeht die Traktionsbatterie 46 und das Einwegeventil 47, insbesondere ausschließlich die Traktionsbatterie 46 und das Einwegeventil 47, und mündet in den Batterie-Strang 40 zurück und zwar an einer Stelle zwischen dem Einwegeventil 47 und der zweiten Ventileinrichtung 49. Mit dem Batterie- Bypass-Ventil 45 kann ein von der Kühlerkreis-Pumpe 33 kommender Kühlmittelstrom wahlweise in die Batterie-Bypassleitung 54 oder durch die Traktionsbatterie 46 geführt werden. Auch Zwischenstellungen sind denkbar, so dass gleichzeitig die Batterie-Bypassleitung 54 und die Traktionsbatterie 46 durchströmt werden.
Darüber hinaus ist eine dritte Verbindung 55 vorgesehen, welche den Batterie-Strang 40 an einer Stelle zwischen dem Chiller 6 und dem der Batterie-Pumpe 43 mit dem Kühlerkreis 31 an einer Stelle stromabwärts der ersten Verbindung 39 und stromaufwärts des Kühlers 32 verbindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die dritte Verbindung eine Verbindungsleitung 56 ohne Ventil, es könnte jedoch auch ein Ventil vorgesehen sein.
Zwischen der zweiten Verbindung 48 und der ersten Verbindung 39 ist ein Kondensatorstrang 57 vorgesehen. Insbesondere ist der Kondensatorstrang 57 stromabwärts der zweiten Verbindung 48 und stromaufwärts der ersten Verbindung 39 angeordnet. Der Kondensatorstrang 57 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur ersten Wärmequelle 35 geschaltet. Es wäre jedoch auch eine Ausführung denkbar, bei welcher der Kondensatorstrang 57 seriell zur ersten Wärmequelle 35 geschaltet ist, wobei dies auch eine Anpassung des Kältekreislaufs erfordern würde. Im dargestellten Ausführungsbeispiel zweigt der Kondensatorstrang 57 stromabwärts der Stelle 52 vom Kühlerkreis 31 ab. Im Kondensatorstrang 57 sind eine Kondensatorstrang-Pumpe 58, der Kondensator 3 (bereits in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschrieben), ein elektrischer Heizer 59, ein Heizwärmetauscher 60 sowie ein Kondensatorstrang-Ventil 61 seriell, insbesondere in der genannten Reihenfolge in Richtung von der zweiten Verbindung 48 zur ersten Verbindung 39 angeordnet. Der elektrische Heizer 59 ist ein Zuheizer, der elektrisch betreibbar ist und wahlweise ein durch den Kondensatorstrang 57 strömendes Kühlmittel erwärmt. Der Heizwärmetauscher 61 ist ein luftumspülbarer Wärmeüberträger der in dem Klimagerät 11 , insbesondere in der Luftführung des Klimagerät 11 , angeordnet ist, um damit eine einem Fahrzeuginsassenraum zuzuführende Luft zu erwärmen. Das Kondensatorstrang-Ventil 61 ist ein Proportionalventil, mit dem eine Durchströmung des Kondensatorstrangs 57 steuerbar ist. Zwischen dem Heizwärmetauscher 60 und dem Kondensatorstrang-Ventil 61 zweigt eine Rückleitung 62 ab, die zur Eingangsseite der Kondensatorstrang- Pumpe 58 führt. In der Rückleitung 62 ist ein Einwegeventil 63 vorgesehen, welches nur eine Strömung in Richtung hin zur Eingangsseite der Kondensatorstrang-Pumpe 58 zulässt.
Außerdem ist parallel zur ersten Wärmequelle 53 und parallel zum Kondensatorstrang 57 eine zweite Wärmequelle 64 geschaltet.
Bei der ersten Wärmequelle 35 und der zweiten Wärmequelle 64 handelt es sich beispielsweise um elektrische Antriebsmaschinen, um elektrische Heizer, Steuergeräte, Leistungselektronik, DC-DC Wandler. Diese können in einem effizienten Betriebspunkt oder in einem ineffizienten Betriebspunkt zur Generierung von Heizleistung betrieben werden.
Bei der dritten Wärmequelle 41 und der vierten Wärmequelle 44 handelt es sich beispielsweise um elektrische Heizer, Steuergeräte, Leistungselektronik, DC-DC Wandler. Diese können ebenfalls in einem effizienten Betriebspunkt oder in einem ineffizienten Betriebspunkt zur Generierung von Heizleistung betrieben werden. Ferner ist am stromabwärtigen Ausgang des Kühlers 32 ein Temperatursensor 65 vorgesehen. Ein weiterer Temperatursensor 66 ist stromaufwärts des Kühler 32, genauer im Kühlerkreis 31 zwischen der dritten Verbindung 56 und dem Kühler 32, vorgesehen. Ferner ist ein Temperatursensor 67 zwischen der vierten Wärmequelle 44 und dem Batterie-Bypassventil 45 vorgesehen.
Der Temperierkreislauf 30 aus Fig. 5 wirkt beispielsweise mit dem Kältekreislauf 1 aus Fig. 1 zusammen. Beispielsweise wird im Kältekreislauf 1 Wärmeenergie über den Verdampfer 5 und/oder den Chiller 6 aufgenommen und über den Kondensator 3 in den Kondensatorstrang 57 abgegeben. Dort erfolgt mittels des Heizwärmetauschers 60 eine Übertragung von Wärmeenergie in den Luftstrom des Klimageräts 11 , welcher den Fahrzeuginsassenraum temperiert.
Verschiedene spezifische Betriebsmodi des Temperierkreislaufs 30 werden später erläutert.
Figur 6 zeigt einen Temperierkreislauf 70 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser Temperierkreislauf 70 unterscheidet sich vom Temperierkreislauf 30 aus Fig. 5 nur durch einen modifizierten Kondensatorstrang 71 und die fehlende Rückleitung 62. Im Kondensatorstrang 71 fehlt gegenüber dem Kondensatorstrang 57 die Kondensatorstrang-Pumpe 58, der elektrische Heizer 59 und der Heizwärmetauscher 60. Anders ausgedrückt, sind im Kondensatorstrang 71 der Kondensator 3 sowie das Kondensatorstrang-Ventil 61 seriell.
Abgesehen von diesem genannten Unterschieden entspricht der Temperierkreislauf 70 dem Temperierkreislauf 30, weshalb auf dessen Beschreibung verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Der im Temperierkreislauf 70 nicht vorhandene Heizwärmetauscher 61 wird durch die Verwendung des kältemittelseitigen Heizkondensators 15 (siehe Fig. 2 bis 4) zur Beheizung des Fahrzeuginsassenraums ersetzt. Das heißt, der Temperierkreislauf 70 wirkt insbesondere mit den Kältekreisläufen der zweiten bis vierten Ausführung, welche in den Figuren 2 bis 4 beschreiben wurden, zusammen. Über das Kondensatorstrang-Ventil 61 ist eine geregelte Wärmeabgabe des Kondensators 15 in den Temperierkreislauf 70 möglich, sodass ausreichend Heizleistung für den Fahrzeuginsassenraum zur Verfügung steht.
In den Figuren 7 bis 12 sind verschiedene Betriebszustände des Temperierkreislaufs 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, die nachfolgend beschreiben werden. Diese Beschreibung gilt aber entsprechend für den Temperierkreislauf 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit dem die gleichen Betriebszustände darstellbar sind. In den Figuren 7 bis 12 sowie den Figuren 14, 16, 17 und 21 sind jeweils die als Volllinien dargestellten Kühlmittelstränge von Kühlmittel durchströmt, d.h. Kühlmittel ist gegenüber den Strängen in Bewegung. Hingegen sind die mit gestrichelten Linien dargestellten Kühlmittelstränge nicht durchströmt bzw. das Kühlmittel befindet sich gegenüber den Strängen unbewegt in diesen Strängen. Darüber hinaus sind die Ventile unabhängig vom Betriebszustand immer in derselben Schaltposition eingezeichnet, aber der Fachmann erkennt selbstverständlich durch den eingezeichneten und/oder beschriebenen Strömungsverlauf im Temperierkreislauf, welcher Schaltposition des Ventils dies entspricht.
In Figur 7 ist ein erster Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. In diesem Betriebszustand ist die Kühlerkreis-Pumpe 33 nicht aktiv, eine Rückströmung über den Kühler 32 wird durch das Einwegeventil 34 unterbunden. Die erste Ventileinrichtung 36, die zweite Ventileinrichtung 49 und das Batterie-Bypass-Ventil 45 sind derart geschaltet, dass die erste und zweite Wärmequelle 35 und 64 sowie der Kondensator 3 zueinander parallel durchströmt werden. Diese Parallelschaltung wird wiederum seriell zur vierten Wärmequelle 44 und der Traktionsbatterie 46 durchströmt. Dadurch ist eine Beheizung der Traktionsbatterie 46 mittels Abwärme der ersten Wärmequelle 35, der zweiten Wärmequelle 64, der vierten Wärmequelle 44 und des Kondensators 3 möglich. Der Kühlmittel-Volumenstrom durch den Kondensator 3 wird mittels des Kondensatorstrang-Ventils 61 eingestellt, sodass hier eine definierte Wärmeabgabe in den Kondensatorstrang 71 erfolgt. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn eine gleichzeitige Beheizung des Fahrzeuginsassenraums mittels des Heizkondensators 15 erfolgt, d.h. Wärme aus dem Kältekreislauf mittels des Heizkondensators 15 und gleichzeitig mittels des Kondensators 3 abgeführt wird. Die Volumenstromregelung mittels Kondensatorstrang-Ventil 61 ist nötig, um nicht zu viel Wärme aus dem Kältekreis zu entnehmen, da dadurch die Heizleistung des Fahrzeuginsassenraums sowie das Druck- und Temperaturniveau im Kältekreislauf absinken würde und somit eine komfortable Temperierung des Fahrzeuginsassenraums schwierig wäre.
Der Chiller 6 und die dritte Wärmequelle 41 werden in diesem ersten Betriebszustand umgangen und nicht durchströmt. Dies kann aus zweierlei Gründen sinnvoll sein. Erstes werden hydraulische Druckverluste durch den Chiller 6 und die dritte Wärmequelle 41 vermieden, was zu einer besseren Effizienz, einem erhöhten Volumenstrom oder einer kleineren Dimensionierung der Batterie-Pumpe 43 führen kann. Zweitens ist bei Kältekreiskonfigurationen mit einem Verdichter-Kurzschluss, wie beispielsweise in Fig. 3, eine Durchströmung des Chillers 6 mit kaltem Kühlmittel (ca. <15°C) nicht ratsam, da dadurch dem Kältekreislauf zu viel Wärme entzogen werden würde, da der Chiller 6 auf der Kältemittelseite nicht absperrbar ist. In der Folge würde nicht ausreichend Heizleistung, insbesondere für den Fahrzeuginsassenraum, zur Verfügung stehen. Die vierte Ausführung des Kältekreislaufs (Fig. 4) weist diese Einschränkung nicht auf, da mittels des als Expansionsorgan fungierenden Bypassventils 26 der Chiller 6 kältemittelseitig im Kurzschlussbetrieb umgangen werden kann. Wärmequellen, welche einen dauerhaften Durchfluss mit Kühlmittel und das niedrigere Temperaturniveau benötigen, beispielsweise viele Elektronikkomponenten, können daher in diesem Betriebszustand nur an der Stelle der vierten Wärmequelle 44 oder unmittelbar stromauf der zweiten Ventileinrichtung 49 positioniert werden.
In Figur 8 ist ein zweiter Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. In diesem Betriebszustand ist die erste Ventileinrichtung 36 derart geschaltet, dass im Unterschied zum ersten Betriebszustand aus Fig. 7 zusätzlich der Chiller 6 und die dritte Wärmequelle 41 durchströmt werden, d.h. mit in Serie geschaltet sind. Dies ist insbesondere in Kombination mit den Kältekreisläufen der Figuren 1 , 2 und 4 sinnvoll. Ab einer Kühlmitteltemperatur von ca. >15°C ist dieser zweite Betriebszustand auch in Kombination mit dem Kältekreislauf 23 der Figur 3 denkbar, da in diesem Fall Wärme vom Temperierkreislauf 70 in den Kältekreislauf 23 übertragen werden würde. Sobald das Temperaturniveau im Temperierkreislauf 70 höher ist als das dem Saugdruck entsprechende Temperaturniveau (Druckniveau am Druck-Temperatur-Sensor 12) im Kältekreislauf 23 ist es möglich als heizleistungssteigernde Maßnahme über den Chiller 6 eine zusätzliche Last im Kältekreislauf 23 aufzubringen. Dadurch steigt die Leistungsaufnahme des Kältemittelverdichters 2, was in einer erhöhten Heizleistung resultiert. Diese kann entweder für den Fahrzeuginsassenraum oder die Traktionsbatterie 41 genutzt werden.
Zusätzlich ist bei gleichem Schaltzustand ein Betriebszustand möglich, bei dem eine Vorwärmung des Antriebsstrangs, insbesondere der Antriebsmotoren, auf optimale Temperatur hinsichtlich Effizienz (ca. 50°C) durchgeführt wird, indem der Kühler 32 umgangen wird. Dies ist vorteilhaft, wenn kein Wärmepumpenbetrieb stattfindet und eine Außentemperatur beispielsweise höher als 20°C ist. In Figur 9 ist ein dritter Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. In diesem Betriebszustand wird der ringartig geschlossene Batterie-Kühlkreislauf 53 (siehe Fig. 5 und 6) sowie der ringartig geschlossene Kühlerkreis 31 ausgebildet, wobei in beiden gleichzeitig Kühlmittel zirkuliert ohne dass ein wesentlicher Kühlmittelaustausch zwischen diesen beiden Kreisläufen stattfindet. Bei diesem dritten Betriebszustand handelt es sich um einen Kühlbetrieb, bei dem die erste bis vierte Wärmequelle 35, 64, 41 , 44 in einem effizienten Betriebspunkt betrieben werden. Die Wärmeabfuhr erfolgt über den Kühler 32 an die Umgebung. Die Abwärme der dritten und vierten Wärmequelle 41 , 44 sowie der Traktionsbatterie 46 wird mittels des Chillers 6 über in den Kältekreislauf abgeführt.
In einem besonders effizienten Betrieb ist eine Pufferung der Abwärme der dritten Wärmequelle 41 und der vierten Wärmequelle 44 in der thermischen Masse der Traktionsbatterie 46 denkbar. Dies hat den Vorteil, dass lediglich die Batterie-Pumpe 43, aber nicht der Chiller 6 betrieben werden muss. Die Abwärme kann bei kälteren Temperaturen zur Beheizung der Traktionsbatterie 46 oder für eine nachgelagerte Wärmepumpenanwendung für die effiziente Heizung des Fahrzeuginsassenraums genutzt werden.
In Figur 10 ist ein vierter Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem vierten Betriebszustand sind die erste Ventileinrichtung 36, die zweite Ventileinrichtung 49 und das Batterie-Bypass-Ventil 45 derart geschaltet, dass die vierte Wärmequelle 44 parallel zur ersten und zweiten Wärmequelle 35, 64 sowie zum Kondensator 3 geschaltet ist. Dabei wird die Traktionsbatterie 46 über die Batterie-Bypassleitung 54 umgangen und die vierte Wärmequelle 44 sowie die Batterie-Pumpe 43 (nicht aktiv) rückwärts durchströmt. Anders ausgedrückt wird der Kühlerkreis 31 ringartig durchströmt, wobei an der Stelle 52 ein Parallelstrang abzweigt, der sich entlang der Verbindungsleitung 50, der Batterie-Bypassleitung 54, der vierten Wärmequelle 44 und der Verbindungsleitung 56 erstreckt, um an der dritten Verbindung 55 wieder in den Kühlerkreis 31 zu münden. Hierbei ergibt sich der Vorteil einer besonders energieeffizienten Kühlung der vierten Wärmequelle 44, da die Batterie-Pumpe 43 und der Chiller 6 nicht betrieben werden muss.
Optional ist durch Umschalten des Batterie-Bypass-Ventils 45 auch eine Durchströmung der Traktionsbatterie 46 denkbar, wozu jedoch das Einwegeventil 47 entfallen müsste.
In Figur 11 ist ein fünfter Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem fünften Betriebszustand ist im Unterschied zum vierten Betriebszustand aus Fig. 10 die erste Ventileinrichtung 36 in der seiner anderen Schaltstellung und derart geschaltet, dass die dritte Wärmequelle 41 und der Chiller 6 seriell zur Parallelschaltung aus erster Wärmequelle 35, zweiter Wärmequelle 64 und Kondensatorstrang 57 geschaltet ist. Diese Verschaltung ist wiederum parallel zur vierten Wärmequelle 44 geschaltet, die rückwärts durchströmt wird. Dieser Betriebszustand ist insbesondere zur effizienten Kühlung der dritten und vierten Wärmequelle 41 , 44 sinnvoll. Anders ausgedrückt wird in diesem Betriebszustand ein ringartiger Kreislauf aus der Serienschaltung des Kühlers 32, der Kühlerkreis-Pumpe 33, der Parallelschaltung (erste Wärmequelle 35, zweite Wärmequelle 64 und Kondensator 3), der dritten Wärmequelle 41 , dem Chiller 6 und der dritten Verbindung 55 gebildet. Dazu wird ein Parallelstrang gebildet, der an der Stelle 52 abzweigt und eine Serienschaltung aus Verbindungsleitung 50, Batterie-Bypassleitung 54, vierter Wärmequelle 44 aufweist und an der dritten Verbindung 55 in den vorstehend beschriebenen Kreislauf zurückmündet.
In Figur 12 ist ein sechster Betriebszustand des Temperierkreislaufs 70 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem Betriebszustand ist die zweite Ventileinrichtung 49 so geschaltet, dass die Verbindungsleitung 50 nicht durchströmt wird und der Batterie-Kühlkreislauf 53 (siehe Fig. 5 und 6) unter Umgehung der Traktionsbatterie 46 ausgebildet wird. Gleichzeitig wird ein ringartiger Kreislauf aus einer Serienschaltung des Kühlers 32, der Kühlerkreis-Pumpe 33, der Parallelschaltung (erste Wärmequelle 35, zweite Wärmequelle 64 und Kondensator 3), der dritten Wärmequelle 41 , dem Chiller 6 und der dritten Verbindung 55 gebildet. Bei aktiver Batterie-Pumpe 43 wird die vierte Wärmequelle 44 gegen den Uhrzeigersinn durchströmt, sodass es an der Einmündung der Kreislaufleitung 51 stromauf der dritten Wärmequelle 41 zu einer Durchmischung der Kühlmittelströme kommt, welche einerseits von der vierte Wärmequelle 44 und andererseits von der ersten Wärmequelle 35, der zweiten Wärmequelle 64 und des Kondensators 3 kommen. Dieser Betriebsmodus ist insbesondere im Wärmepumpenbetrieb sinnvoll, da damit die Abwärme der vierten Wärmequelle 44 über den Chiller 6 zur Beheizung des Fahrzeuginsassenraums nutzbar ist.
Ist die Batterie-Pumpe 43 nicht aktiv, dann wird sie passiv rückwärts durchströmt, wodurch die vierte Wärmequelle 44 parallel zum Chiller 6 und zur dritten Wärmequelle 41 durchströmt wird. Dieser Betriebszustand ist insbesondere hinsichtlich Pumpleistung vorteilhaft, da die Batterie-Pumpe 43 nicht betrieben werden muss. Gegenüber dem vierten und fünften Betriebszuständen ergibt sich der Vorteil, dass die vierte Wärmequelle 44 seriell und nicht parallel zur ersten und zweiten Wärmequelle sowie dem Kondensator 3 angeordnet ist und somit den Volumenstrom über diese nicht reduziert.
Figur 13 zeigt einen Temperierkreislauf 80 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser Temperierkreislauf 80 unterscheidet sich vom Temperierkreislauf 70 nur dadurch, dass die zweite Verbindung 48 nur eine zweite Ventileinrichtung 81 und keine Verbindungsleitung 50 aufweist. Die Platzierung der zweiten Ventileinrichtung 81 im Batterie-Kühlkreislauf 53 entspricht jener der zweiten Ventileinrichtung 49. Beispielsweise ist die zweite Ventileinrichtung 81 als 2/2 -Wegeventil ausgeführt. Die zweite Ventileinrichtung 81 weist zwei Schaltstellungen auf, wobei in einer ersten Schaltstellung der von der Batterie-Bypassleitung 54 oder der Traktionsbatterie 46 kommende Kühlmittelstrom in die Kreislaufleitung 51 geleitet wird. Gleichzeitig wird in dieser Schaltstellung von der zweiten Ventileinrichtung 81 das vom Kühler 32 kommende Kühlmittel zur Parallelschaltung aus Kondensatorstrang 71 , erster Wärmequelle 35 und zweiter Wärmequelle 64 geleitet. Funktionell entspricht die zweite Verbindung 48 gemäß Fig. 13 der zweiten Verbindung 48 gemäß Fig. 5 und 6, nur dass in Fig. 5 und 6 die Verschaltung mittels der zweiten Ventileinrichtung 49 plus Verbindungsleitung 50 und in Fig. 13 die Verschaltung nur mittels der zweiten Ventileinrichtung 81 realisiert wird.
Außerdem ist im Unterschied zum Temperierkreislauf 70 die Kühlerkreis- Pumpe 33 im Kühlerkreis 31 stromab der zweiten Verbindung 48 bzw. stromab der zweiten Ventileinrichtung 81 angeordnet.
In einer zweiten Schaltstellung wird die Kreislaufleitung 51 an der zweiten Ventileinrichtung 81 gesperrt und der vom Kühler 32 kommende Strang ebenfalls an der zweiten Ventileinrichtung 81 gesperrt. Der von der Batterie- Bypassleitung 54 oder der Traktionsbatterie 46 kommende Kühlmittelstrom wird zur Kühlerkreis-Pumpe 33 und zur Parallelschaltung aus erster Wärmequelle 35, zweiter Wärmequelle 64 und Kondensator 3 geführt. Dies führt dazu, dass in der zweiten Schaltstellung beispielsweise die Parallelschaltung (erste und zweite Wärmequelle 35, 64 sowie Kondensator 3), vierte Wärmequelle 44 und wahlweise Traktionsbatterie 46 und/oder Batterie-Bypassleitung 54 ringartig geschlossen seriell verschaltet sind. Je nach Schaltstellung der ersten Ventileinrichtung 36 wahlweise mit oder ohne der Serienschaltung aus dritter Wärmequelle 41 und Chiller 6 zwischen der Parallelschaltung und der vierten Wärmequelle 44. Somit ermöglicht dieses dritte Ausführungsbeispiel die Realisierung einer seriellen Verschaltung der Kühlerkreis-Pumpe 33 und der Batterie-Pumpe 43 in dem vorhergehend beschriebenen ersten und zweiten Betriebszustand. In diesen Betriebszuständen werden sowohl die Kühlerkreis-Pumpe 33 als auch die Batterie-Pumpe 43 angesteuert, was zu einer geringeren Dimensionierung der Batterie-Pumpe 43 führen kann. Das Einwegeventil 34 kann entfallen. Außerdem ist ein Temperatursensor 82 vorgesehen, der zwischen der zweiten Ventileinrichtung 82 und der Kühlerkreis-Pumpe 33 angeordnet ist, da dadurch die Rücklauftemperatur der Traktionsbatterie 46 oder des Kühlers 32 erfasst werden kann.
Figur 14 zeigt einen Temperierkreislauf 90 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel weist gegenüber dem Temperierkreislauf 70 zusätzlich ein Chiller-Bypass-Ventil 91 und eine Chiller-Bypassleitung 92 auf.
Die Chiller-Bypassleitung 92 zweigt vom Batterie-Strang 40 ab, umgeht (nur) den Chiller 6 und mündet wieder in den Batterie-Strang 40 zurück. Mit dem Chiller-Bypass-Ventil 91 kann ein von der dritten Wärmequelle 41 kommender Kühlmittelstrom wahlweise durch die Chiller-Bypassleitung 92 oder durch den Chiller 6 geführt werden. Auch Zwischenstellungen sind denkbar, so dass gleichzeitig die Chiller-Bypassleitung 92 und der Chiller 6 durchströmt werden.
Wie bereits erwähnt, sind in Fig. 14 jeweils die als Volllinien dargestellten Kühlmittelstränge von Kühlmittel durchströmt und die mit gestrichelten Linien dargestellten Kühlmittelstränge nicht durchströmt.
Mit diesem Ausführungsbeispiel ist im ersten Betriebszustand eine Durchströmung der dritten Wärmequelle 41 und anschließender Durchströmung der Chiller-Bypassleitung 92 möglich. Figur 15 zeigt einen Temperierkreislauf 100 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel weist gegenüber dem Temperierkreislauf 70 zusätzlich einen NT-Kühler (sog. Niedertemperaturkühler) auf. Dieser ist in einem NT-Kühler-Strang 102 angeordnet, welcher stromabwärts der Kühlerkreis-Pumpe 33, insbesondere zwischen der Kühlerkreis-Pumpe 33 und dem Einwegeventil 34, vom Kühlerkreis 31 abzweigt und in eine zweite Verbindung 103, genauer eine Verbindungsleitung 104, einmündet. Die Verbindungsleitung 104 unterscheidet sich von der Verbindungsleitung 50 nur dadurch, dass in sie, an einem Knotenpunkt 105, der NT-Kühler-Strang 102 einmündet, von ihr, am Knotenpunkt 105, der Kondensatorstrang 71 abzweigt, von ihr ebenfalls am Knotenpunkt 105 der Strang der zweiten Wärmequelle 64 abzweigt und zwischen dem Knotenpunkt 105 und der Stelle 52 ein Einwegeventil 106 angeordnet ist. Das Einwegeventil 106 lässt nur eine Durchströmung vom Knotenpunkt 105 zur Stelle 52 zu. Abgesehen von diesen Unterschieden der Verbindungsleitung 104 gegenüber der Verbindungsleitung 50 entspricht die zweite Verbindung 104 der zweiten Verbindung 48.
Darüber hinaus ist zwischen dem Knotenpunkt 105 und dem NT-Kühler 101 ein Einwegeventil 107 angeordnet, welches nur eine Strömung in Richtung vom NT-Kühler 101 hin zum Knotenpunkt 105 zulässt.
Im Übrigen wird auf die Beschreibung des Temperierkreislaufs 70 aus Fig. 6 verwiesen.
Durch dieses Ausführungsbeispiel kann die Vorlauftemperatur des Kondensators 3 und der zweiten Wärmequelle 64 abgesenkt werden.
Figur 16 zeigt einen ersten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 100 aus Figur 15. Dieser erste Betriebszustand des Temperierkreislaufs 100 stellt einen Heizbetrieb dar. Dabei ist die Kühlkreis-Pumpe 33 nicht aktiv, eine Rückströmung durch die beiden Kühler 32 und 101 wird durch die Einwegeventile 34 und 107 verhindert. Hinsichtlich der Funktionsweise entspricht der erste Betriebszustand ansonsten dem in Fig. 7 dargestellten ersten Betriebszustand.
Wie bereits erwähnt, sind in Fig. 16 und 17 jeweils die als Volllinien dargestellten Kühlmittelstränge von Kühlmittel durchströmt und die mit gestrichelten Linien dargestellten Kühlmittelstränge nicht durchströmt.
Figur 17 zeigt einen zweiten Betriebszustand des Temperierkreislaufs 100 aus Figur 15.
Dieser zweite Betriebszustand des Temperierkreislaufs 100 stellt einen Kühlbetrieb dar. Dabei ist die Kühlkreis-Pumpe 33 aktiv. Durch das Einwegeventil 106 wird eine ungewollte Strömung von der Stelle 52 zum Kondensatorstrang 71 und/oder die zweite Wärmequelle 64 verhindert, da an Stelle 52 aufgrund der Kühlerkreis-Pumpe 33 und des Druckverlustes durch den NT-Kühler 101 ein höheres Druckniveau anliegt als am Knotenpunkt 105.
Dieser zweite Betriebszustand entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 9 dargestellten Betriebszustand, wobei im Unterschied zu diesem beide Kühler 32 und 101 durchströmt werden, was, wie bereits erwähnt, zu einer niedrigeren Vorlauftemperatur des Kondensators 3 und der zweiten Wärmequelle 64 führt.
Figur 18 zeigt einen Temperierkreislauf 110 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nur auf die Unterschiede zum Temperierkreislauf 100 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel aus Figur 15 eingegangen und ansonsten auf dessen Beschreibung verwiesen.
Eine zweite Ventileinrichtung 111 unterscheidet sich von der zweiten Ventileinrichtung 49 dadurch, dass an einem der Ventilanschlüsse zwei getrennte Leitungen angeschlossen sind. In einer ersten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 111 ist dieser Ventilanschluss inaktiv bzw. gesperrt, so dass auch die zwei Leitungen an der zweiten Ventileinrichtung 111 voneinander getrennt sind. In einer zweiten Schaltstellung verbindet die zweite Ventileinrichtung 111 das Einwegeventil 47 und die Batterie- Bypassleitung 54 mit beiden dieser getrennten Leitungen. Dabei ist eine der Leitungen die Verbindungsleitung 50 und die andere Leitung führt zu einem Knotenpunkt 112, vom der sich der Kondensatorstrang 71 erstreckt, zu dem die zweite Wärmequelle 64 parallel geschaltet ist.
Der NT-Kühler-Strang 102 mündet im Unterschied zu Fig. 15 in den Knotenpunkt 112. Daher kann das Einwegeventil 106 aus Fig. 15 entfallen. Eine ungewollte Strömung im Kühlbetrieb von Stelle 52 über die Verbindungsleitung 50 zum Kondensatorstrang 71 und/oder die zweite Wärmequelle 64 wird durch die zweite Ventileinrichtung 111 unterbunden.
Figur 19 zeigt einen Temperierkreislauf 120 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zu diesem Ausführungsbeispiel werden nur die Unterschiede zum Temperierkreislauf 70 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 beschrieben. Im Übrigen wird auf dessen Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied zum Temperierkreislauf 70 weist der Temperierkreislauf 120 eine zweite Ventileinrichtung 121 auf, welche sich von der zweiten Ventileinrichtung 49 dadurch unterscheidet, dass sie drei Schaltstellungen aufweist. Zwischen der zweiten Ventileinrichtung 121 und der Stelle 52 erstreckt sich die Verbindungsleitung 50. Die Parallelschaltung aus Kondensatorstrang 71 und zweiter Wärmequelle 64 führt von der zweiten Ventileinrichtung 121 zur ersten Verbindung 39. Zwischen der Seite dieser Parallelschaltung, welche an der zweiten Ventileinrichtung 121 angeschlossen ist und der Stelle 52 ist ein Einwegeventil 122 vorgesehen.
In einer ersten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 121 wird eine Kühlmittelströmung von der Traktionsbatterie 46 oder der Batterie- Bypassleitung 54 in die Kreislaufleitung 51 geleitet, so dass beispielsweise der Batterie-Kühlkreislauf 53 ausgebildet wird. Eine Kühlmittelströmung von der zweiten Ventileinrichtung 121 in den Kondensatorstrang 71 , zur zweiten Wärmequelle 64 und in die Verbindungsleitung 50 wird gesperrt.
In einer zweiten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 121 wird eine Kühlmittelströmung von der zweiten Ventileinrichtung 121 in die Kreislaufleitung 51 gesperrt, in den Kondensatorstrang 71 und zur zweiten Wärmequelle 64 freigegeben sowie in die Verbindungsleitung 50 gesperrt.
In einer dritten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 121 wird eine Kühlmittelströmung von der zweiten Ventileinrichtung 121 in die Kreislaufleitung 51 gesperrt, in den Kondensatorstrang 71 und zur zweiten Wärmequelle 64 freigegeben sowie ebenfalls in die Verbindungsleitung 50 freigegeben.
Figur 20 zeigt einen Temperierkreislauf 130 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zu diesem Ausführungsbeispiel werden nur die Unterschiede zum Temperierkreislauf 110 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel aus Fig. 18 erläutert und im Übrigen auf dessen Beschreibung verwiesen.
Der Temperierkreislauf 130 weist eine zweite Ventileinrichtung 131 auf, welche sich von der zweiten Ventileinrichtung 111 dadurch unterscheidet, dass sie drei statt zwei Schaltstellungen aufweist. In einer ersten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 131 wird eine Kühlmittelströmung von der Traktionsbatterie 46 oder der Batterie- Bypassleitung 54 in die Kreislaufleitung 51 geleitet, so dass beispielsweise der Batterie-Kühlkreislauf 53 ausgebildet wird. Eine Kühlmittelströmung von der zweiten Ventileinrichtung 131 in den Kondensatorstrang 71 , zur zweiten Wärmequelle 64 und in die Verbindungsleitung 50 wird gesperrt.
In einer zweiten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 131 wird eine Kühlmittelströmung von der zweiten Ventileinrichtung 131 in die Kreislaufleitung 51 gesperrt, in den Kondensatorstrang 71 und zur zweiten Wärmequelle 64 freigegeben sowie in die Verbindungsleitung 50 gesperrt.
In einer dritten Schaltstellung der zweiten Ventileinrichtung 131 wird eine Kühlmittelströmung von der zweiten Ventileinrichtung 131 in die Kreislaufleitung 51 gesperrt, in den Kondensatorstrang 71 und zur zweiten Wärmequelle 64 freigegeben sowie ebenfalls in die Verbindungsleitung 50 freigegeben.
Figur 21 stellt einen Betriebszustand des Temperierkreislaufs 130 aus Fig. 20 dar. Wie bereits erwähnt, sind in Fig. 21 jeweils die als Volllinien dargestellten Kühlmittelstränge von Kühlmittel durchströmt und die mit gestrichelten Linien dargestellten Kühlmittelstränge nicht durchströmt.
In diesem Betriebszustand ist die Kühlerkreis-Pumpe 33 nicht aktiv. Durch Absperrung der Verbindungsleitung 50 wird eine Durchströmung der ersten Wärmequelle 35 unterbunden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die erste Wärmequelle 35 keine Volumenstromanforderung stellt und auch keine Heizleistung generiert. Damit kann die Heizleistung von Kondensator 3 und der zweiten Wärmequelle 64 zielgerichtet der Traktionsbatterie 46 oder dem Chiller 6 zugeführt werden, so dass die thermische Masse der ersten Wärmequelle 35 nicht erwärmt werden muss. Zusätzlich ergeben sich hydraulische Vorteile, da die erste Wärmequelle 35 nicht durchströmt werden muss, was in einer besseren Effizienz, einem höheren Volumenstrom über den Kondensatorstrang 71 und die zweite Wärmequelle 64 oder einer kleineren Dimensionierung der Batterie-Pumpe 43 resultiert.
Figur 22 zeigt einen Temperierkreislauf 140 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zu diesem Ausführungsbeispiel werden nur die Unterschiede zum Temperierkreislauf 80 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aus Fig. 13 erläutert und im Übrigen auf dessen Beschreibung verwiesen.
Wie der Temperierkreislauf 80 weist auch der Temperierkreislauf 140 an der zweiten Verbindung 48 nur eine zweite Ventileinrichtung 141 und keine Verbindungsleitung 50 auf. Dabei unterscheidet sich die zweite Ventileinrichtung 141 von der zweiten Ventileinrichtung 81 dadurch, dass die zweite Ventileinrichtung 141 zusätzlich zu den zwei beschriebenen Schaltstellungen der zweiten Ventileinrichtung 81 eine dritte Schaltstellung hat. Die Platzierung der zweiten Ventileinrichtung 141 im Batterie- Kühlkreislauf 53 entspricht jener der zweiten Ventileinrichtung 81 .
In der dritten Schaltstellung der Ventileinrichtung 141 wird der Batterie- Kühlkreislauf 53 unterbrochen, d.h. der von der Batterie-Bypassleitung 54 oder der Traktionsbatterie 46 kommende Kühlmittelstrom gesperrt.
Gleichzeitig wird der Kühlerkreis 31 ausgebildet, d.h. der vom Kühler 32 kommende Kühlmittelstrom zur Parallelschaltung aus Kondensatorstrang 71 , erster Wärmequelle 35 und zweiter Wärmequelle 64 weitergeleitet.
Ein weiterer Unterschied des Temperierkreislaufs 140 gegenüber dem Temperierkreislauf 80 besteht darin, dass beim Temperierkreislauf 140 das Kondensatorstrang-Ventil 61 und die erste Ventileinrichtung 36 des Temperierkreislaufs 80 zur ersten Ventileinrichtung 142 zusammengefasst sind. Das heißt, die erste Ventileinrichtung 142 des Temperierkreislaufs 140 erlaubt die gleichen Verschaltungen und Funktionalitäten wie das Kondensatorstrang-Ventil 61 und die erste Ventileinrichtung 36 zusammen, wozu die Ventileinrichtung 142 zumindest vier Schaltstellungen aufweist. Die erste Ventileinrichtung 142 ist an der ersten Verbindung 39 angeordnet.
Durch die Zusammenführung der Ventile weist ein Kondensatorstrang 143 den Kondensator 3, aber kein Kondensatorstrang-Ventil mehr auf. An einem Ende ist der Kondensatorstrang 143 mit einer Eingangsseite der ersten Wärmequelle 35 und der zweiten Wärmequelle 64 verbunden. Das andere Ende des Kondensatorstrangs 143 ist direkt an einen Eingangsanschluss der ersten Ventileinrichtung 142 angeschlossen. An einen davon separaten Eingangsanschluss ist eine Ausgangsseite der ersten Wärmequelle 35 und der zweiten Wärmequelle 64 angeschlossen. Von zwei Ausgangsanschlüssen der Ventileinrichtung 142 ist an einen der Batteriestrang 40 angeschlossen und der andere leitet das Kühlmittel entlang des Kühlerkreises 31 weiter zur dritten Verbindung 56.
Die erste Ventileinrichtung 142 kann bei allen vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen anstatt des Kondensatorstrang-Ventils 61 und der ersten Ventileinrichtung 36 verwendet werden.
Die in dieser Beschreibung erläuterten Betriebszustände sind nicht abschließend und der Fachmann ist sicher in der Lage anhand des aufgezeigten Schaltschemas und der Funktionalität des Thermomanagementsystems weitere Betriebsmodi vorteilhaft zu nutzen.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.
Bezugszeichenliste
1 Kältekreislauf
2 Kältemittelverdichter
3 Kondensator
4 Flüssigkeitssammler
5 Klima-Verdampfer
6 Chiller
7 Innerer Wärmetauscher
8 Verdampfer-Ventil
9 Chiller-Ventil
10 Einwegeventil
11 Klimagerät
12 Druck-Temperatur-Sensor
13 Druck-Temperatur-Sensor
14 Kältekreislauf
15 Heizkondensator
16 Temperatursensor
17 Druck-Temperatur-Sensor
18 Kältekreislauf
19 Erstes Ventil
20 Rückführleitung
21 Zweites Ventil
22 Hauptkreislauf
23 Kältekreislauf
24 Rückschlagventil
25 Bypassleitung
26 Bypassventil
27 Rückführleitung
30 Temperierkreislauf
31 Kühlerkreis
32 Kühler 33 Kühlerkreis-Pumpe
34 Einwegeventil
35 Erste Wärmequelle
36 Erste Ventileinrichtung
37 Lüfter
38 Kühlmittel-Ausgleichsbehälter
39 Erste Verbindung
40 Batterie-Strang
41 Dritte Wärmequelle
43 Batterie-Pumpe
44 Vierte Wärmequelle
45 Batterie-Bypass-Ventil
46 Traktionsbatterie
47 Einwegeventil
48 Zweite Verbindung
49 Zweite Ventileinrichtung
50 Verbindungsleitung
51 Kreislaufleitung
52 Stelle
53 Batterie-Kühlkreislauf
54 Batterie-Bypassleitung
55 Dritte Verbindung
56 Verbindungsleitung
58 Kondensatorstrang-Pumpe
59 Elektrischer Heizer
60 Heizwärmetauscher
61 Kondensatorstrang-Venti I
62 Rückleitung
63 Einwegeventil
64 Zweite Wärmequelle
65 Temperatursensor
66 Temperatursensor 67 Temperatursensor
70 Temperierkreislauf
71 Kondensatorstrang
80 Temperierkreislauf
81 Zweite Ventileinrichtung
82 Temperatursensor
90 Temperierkreislauf
91 Chiller-Bypass-Ventil
92 Chiller-Bypassleitung
100 Temperierkreislauf
101 NT-Kühler
102 NT-Kühler-Strang
103 Erste Verbindung
104 Verbindungsleitung
105 Knotenpunkt
106 Einwegeventil
107 Einwegeventil
110 T emperierkreislauf
111 Zweite Ventileinrichtung
112 Knotenpunkt
120 Temperierkreislauf
121 Zweite Ventileinrichtung
122 Einwegeventil
130 Temperierkreislauf
131 Zweite Ventileinrichtung
140 Temperierkreislauf
141 Zweite Ventileinrichtung
142 Erste Ventileinrichtung
143 Kondensatorstrang

Claims

39 Ansprüche
1. Thermomanagementsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einen Kühlerkreis (31 ) in dem ein Kühler (32), eine Kühlerkreis-Pumpe (33) und eine erste Wärmequelle (35) seriell verschaltet sind; einem Batterie-Strang (40), in dem ein Chiller (6) und eine Traktionsbatterie (46) seriell verschaltet sind, wobei der Chiller (6) fluidisch vom Batterie-Strang (40) getrennt von einem Kältemittelkreislauf (1 ; 14; 18; 23) durchströmbar ist; einer ersten Verbindung (39), die in dem Kühlerkreis (31 ) stromabwärts der ersten Wärmequelle (35) und stromaufwärts des Kühlers (32) angeordnet ist, wobei an der ersten Verbindung (39) mittels einer ersten Ventileinrichtung (36; 142) Kühlmittel wahlweise in den Batterie-Strang (40) einleitbar ist; einer zweiten Verbindung (48; 103), die vom Batterie-Strang (40) zu einer Stelle (52) des Kühlerkreises (31 ) stromabwärts des Kühlers (32) und stromaufwärts der ersten Wärmequelle (35) führt, welche eine zweite Ventileinrichtung (49; 81 ; 111 ; 121 ; 131 ; 141 ) aufweist mit der wahlweise der Batterie-Strang (40) und der Kühlerkreis (31 ) fluidleitend verbindbar sind und/oder der Chiller (6) und die Traktionsbatterie (46) zu einem ringartigen Batteriekreislauf (53) verschaltbar sind, und einer dritten Verbindung (55) zwischen dem Batterie-Strang (40) und dem Kühlerkreis (31 ), wobei im Batterie-Strang (40) zwischen der ersten Verbindung (39) und dritten Verbindung (48; 103) der Chiller (6) angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Kondensatorstrang (57; 71 ; 143), der zwischen der zweiten Verbindung (48; 103) und der ersten Verbindung (39) verläuft, wobei der Kondensatorstrang (57; 71 ; 143) einen Kondensator (3) aufweist und der Kondensator (3), fluidisch vom Kondensatorstrang (57; 71 ; 143) getrennt, auch von dem Kältemittelkreislauf (1 ; 14; 18; 23) durchströmbar ist. 40
2. Thermomanagementsystem gemäß Anspruch 1 , wobei der Kondensatorstrang (57; 71 ; 143) unter Umgehung der ersten Wärmequelle (35) zwischen der zweiten Verbindung (48; 103) und der ersten Verbindung (39) verläuft.
3. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Durchfluss durch den Kondensatorstrang (57; 71 ; 143) mittels eines Durchflusssteuerventils (61 ) oder die erste Ventileinrichtung (142) einstellbar ist.
4. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Strang, der unter Umgehung der ersten Wärmequelle (35) und parallel zum Kondensatorstrang (57; 71 ; 143), zwischen der zweiten Verbindung (48; 103) und der ersten Verbindung (39) verläuft, wobei in diesem weiteren Strang eine zweite Wärmequelle (64) angeordnet ist.
5. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Batterie-Strang (40) zwischen der ersten Verbindung (39) und dem Chiller (6) eine Wärmequelle (41 ) aufweist.
6. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Batterie-Strang (40) zwischen der dritten Verbindung (55) und der Traktionsbatterie (46) eine Wärmequelle (44) aufweist.
7. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Kondensatorstrang (57) ein Heizwärmetauscher (60) angeordnet ist.
8. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Batterie-Bypassleitung (54), welche vom 41
Batterie-Strang (40) abzweigt, die Traktionsbatterie (46) umgeht und wieder in den Batterie-Strang (40) einmündet.
9. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Chiller-Bypassleitung (92), welche stromaufwärts des Chillers (6) vom Batterie-Strang (40) abzweigt und stromabwärts des Chillers (6) wieder in den Batterie-Strang (40) einmündet.
10. Thermomanagementsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verbindung (48; 103) ferner eine Verbindungsleitung (50; 104) aufweist, welche direkt an die zweite Ventilreinrichtung (49; 111 ; 121 ; 131 ) angeschlossen ist und zu der Stelle (52) des Kühlerkreises (31 ) stromabwärts des Kühlers (32) und stromaufwärts der ersten Wärmequelle (35) führt.
11. Thermomanagement gemäß Anspruch 10, ferner mit einem NT-Kühler (101 ), von dem eine Zuleitung vom Kühlerkreis (31 ) abzweigt und dessen Ableitung in die Verbindungsleitung (104) mündet, wobei in der Verbindungsleitung (104) zwischen dieser Einmündung und dem Kühlerkreis (31 ) ein Einwegeventil (106) angeordnet ist, welches eine Strömung vom Kühlerkreis (31 ) in die Verbindungsleitung (104) sperrt.
12. Thermomanagementsystem gemäß Anspruch 10, wobei der Kondensatorstrang (57; 71 ) von der Verbindungsleitung (104) abzweigt.
13. Thermomanagementsystem gemäß Anspruch 10, wobei der Kondensatorstrang (57; 71 ) direkt an die zweite Ventileinrichtung angeschlossen ist und die zweite Ventileinrichtung (111 ; 121 ; 131) eine Schaltstellung aufweist, in der gleichzeitig die Verbindungsleitung (111 ; 121 ; 131 ) und der Kondensatorstrang (57; 71 ) abgesperrt sind.
14. Thermomanagementsystem gemäß Anspruch 10, wobei die zweite Ventileinrichtung (111 ; 121 ; 131 ) zumindest drei Schaltstellungen aufweist, wobei in einer ersten Schaltstellung der Chiller (6) und die Traktionsbatterie (46) zu dem ringartig geschlossenen Batteriekreislauf (53) verschaltbar sind, in einer zweiten Schaltstellung der Batterie-Strang (40) mit dem Kondensatorstrang (57; 71 ) fluidleitend verbunden ist und die Verbindungsleitung (50) gesperrt ist, und in einer dritten Schaltstellung der Batterie-Strang (40) gleichzeitig mit dem Kondensatorstrang (57; 71) und der Verbindungsleitung (50) fluidleitend verbunden ist.
15. Kraftfahrzeug mit einem Thermomanagementsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14.
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