DE102009053387A1

DE102009053387A1 - Device for heating passenger compartment i.e. Cabriolet vehicle, has cooling circuit assigned to heat-inducing drive component for cooling drive component, where cooling circuit and heating cycle are assignable to each other

Info

Publication number: DE102009053387A1
Application number: DE102009053387A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Fochler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-11-14
Filing date: 2009-11-14
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-11-15
Also published as: DE102009053387B4

Abstract

The device (1) has a passenger compartment (3) provided with a heating cycle (13), and an additional heating device (15) switched into the heating cycle. A cooling circuit (11) is assigned to a heat-inducing drive component (9) for cooling the drive component. The heating cycle and the cooling circuit are assignable to each other by a mixing tap (37). The heating cycle and the cooling circuit are mergeable into a common section (35) with adjustable flow ratio by the mixing tap, where the common section is arranged downstream to the additional heating device. An independent claim is also included for a method for heating a passenger compartment of an electrically drivable vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Fahrgastraums eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.The invention relates to a device for heating a passenger compartment of an electrically driven vehicle.

Vorrichtungen sowie Verfahren zum Beheizen eines Fahrgastraums eines Fahrzeugs sind bekannt. Dazu kann Wärme von zumindest einer wärmespendenden Komponente des Fahrzeugs auf den Innenraum übertragen werden. Zusätzlich kann Wärme von einer Zuheizvorrichtung auf den Innenraum übertragen werden. Aus der DE 698 16 235 T2 ist ein elektrisches Hybridfahrzeug mit einem Fahrgastraum bekannt. Es sind Wärmetauschermittel vorgesehen, die mit dem Fahrgastraum, einer elektrischen Energiequelle und einem Fahrmotor verbunden sind, um Wärme regelbar in den Fahrgastraum zu koppeln. Um mehr Wärme aus dem Fahrmotor zu erzeugen, die für den Fahrgastraum zur Verfügung gestellt werden kann, muss der Fahrmotor mit einer geringeren Effizienz betrieben werden. Aus der DE 10 2005 025 390 A1 ist eine Vorrichtung zur selektiven Kühlmittelerwärmung für ein brennstoffzellenbetriebenes Elektrofahrzeug bekannt. Eine Kühlmittelverteilung verteilt Kühlmittel durch eine Kühlmittelheizung, welche das Kühlmittel auf eine Heizstufe oder eine von mehreren sukzessive höheren Heizstufen erwärmt. Dazu pumpt eine Kühlmittelpumpe das erhitzte Kühlmittel durch eine Fahrzeugheizungsanlage, welche einen Wärmetauscher aufweist, in dem ein thermischer Austausch zwischen dem erhitzten Kühlmittel und einströmender Luft erfolgt, um die Luft vor der Verteilung der Luft in einer Fahrzeugkabine zu erhitzen.Devices and methods for heating a passenger compartment of a vehicle are known. For this purpose, heat from at least one heat-generating component of the vehicle can be transmitted to the interior. In addition, heat can be transferred from a Zuheizvorrichtung to the interior. From the DE 698 16 235 T2 For example, a hybrid electric vehicle having a passenger compartment is known. There are provided heat exchange means connected to the passenger compartment, an electric power source and a traction motor for controllably coupling heat to the passenger compartment. In order to generate more heat from the traction motor, which can be made available for the passenger compartment, the traction motor must be operated with a lower efficiency. From the DE 10 2005 025 390 A1 a device for selective coolant heating for a fuel cell powered electric vehicle is known. A coolant distribution distributes coolant through a coolant heater, which heats the coolant to a heating level or one of a plurality of successively higher heat levels. For this purpose, a coolant pump pumps the heated coolant through a vehicle heating system having a heat exchanger in which a thermal exchange between the heated coolant and incoming air takes place in order to heat the air before the distribution of the air in a vehicle cabin.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Beheizen eines Fahrgastraums eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs zu ermöglichen, insbesondere eine einfache Steuer- und/oder Regelbarkeit und/oder eine möglichst hohe Energieeffizienz zu gewährleisten.The object of the invention is to enable improved heating of a passenger compartment of an electrically driven vehicle, in particular to ensure simple control and / or controllability and / or the highest possible energy efficiency.

Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Beheizen eines Fahrgastraums eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit einem dem Fahrgastraum zum Beheizen zuordenbaren Heizkreislauf, einer in den Heizkreislauf geschalteten Zuheizvorrichtung und einem zumindest einer wärmespendenden Antriebskomponente zugeordneten Kühlkreislauf zum Kühlen der Antriebskomponente, wobei der Heizkreislauf und der Kühlkreislauf einander mittels einer Mischbatterie zuordenbar sind, gelöst. Vorteilhaft kann mittels der Mischbatterie ein in dem Heizkreislauf und dem Kühlkreislauf strömendes Kühlmedium gemischt werden, wobei vorteilhaft mittels der Mischbatterie auf einfache Art und Weise ein Mischverhältnis eingestellt werden kann. Vorteilhaft kann durch die Mischung beziehungsweise die Zuordnung des Heizkreislaufes zu dem Kühlkreislauf ein mittels der Mischbatterie gesteuerter Wärmeübertrag von dem Kühlkreislauf auf den Heizkreislauf erfolgen. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, einen in dem Kühlkreislauf zirkulierenden Volumenstrom so einzustellen, dass die Zuheizvorrichtung diesen optimal, beziehungsweise mit einer maximalen Energieeffizienz erwärmen kann. Außerdem ist es möglich, in dem Kühlkreislauf vorhandene, sonst ungenutzte Abwärme mittels der Mischbatterie in den Heizkreislauf einzukoppeln, so dass die Zuheizvorrichtung ein vergleichsweise geringes Absolutmaß an Energie verbraucht. Mittels der optimalen Einstellung des Durchflusses durch die Zuheizvorrichtung kann vorteilhaft auch ein relatives Maß beziehungsweise ein Wirkungsgrad der Zuheizvorrichtung optimiert werden.The object is in a device for heating a passenger compartment of an electrically driven vehicle, with a passenger compartment for heating attributable heating circuit, connected in the heating circuit Zuheizvorrichtung and at least one heat-generating drive component associated cooling circuit for cooling the drive component, wherein the heating circuit and the cooling circuit each other be assigned by means of a mixer tap, solved. Advantageously, by means of the mixer tap, a cooling medium flowing in the heating circuit and the cooling circuit can be mixed, wherein advantageously a mixing ratio can be set in a simple manner by means of the mixer tap. Advantageously, by means of the mixture or the assignment of the heating circuit to the cooling circuit, a heat transfer controlled by the mixer tap from the cooling circuit to the heating circuit can take place. As a result, it is advantageously possible to set a volume flow circulating in the cooling circuit such that the auxiliary heating device can heat it optimally or with maximum energy efficiency. In addition, it is possible to couple in the cooling circuit existing, otherwise unused waste heat by means of the mixer tap into the heating circuit, so that the Zuheizvorrichtung consumes a comparatively small absolute amount of energy. By means of the optimum adjustment of the flow through the Zuheizvorrichtung can advantageously also a relative degree or efficiency of the Zuheizvorrichtung be optimized.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass mittels der Mischbatterie der Heizkreislauf und der Kühlkreislauf mit einem einstellbaren Volumenstromverhältnis in ein gemeinsames Teilstück zusammenführbar sind. In dem gemeinsamen Teilstück kann vorteilhaft Wärme von dem Heizkreislauf und dem Kühlkreislauf gemeinsam geführt werden. Mittels der Mischbatterie kann das Volumenstromverhältnis wie vorab beschrieben vorteilhaft eingestellt werden.In one embodiment of the device is provided that by means of the mixer tap the heating circuit and the cooling circuit can be merged with an adjustable volume flow ratio in a common section. Advantageously, heat can be conducted jointly by the heating circuit and the cooling circuit in the common section. By means of the mixer tap, the volume flow ratio can be advantageously set as described above.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das gemeinsame Teilstück einen dem Fahrgastraum zugeordneten Wärmetauscher aufweist. Vorteilhaft kann die in dem gemeinsamen Teilstück geführte Wärme mittels des Wärmetauschers auf den Fahrgastraum übertragen werden. Bei dem Wärmetauscher kann es sich um einen Wasser/Luft-Wärmetauscher handeln, wobei mittels des in dem gemeinsamen Teilstück geführten Volumenstroms in den Fahrgastraum strömende Luft erwärmt werden kann. Unter Fahrgastraum kann ein Innenraum des Fahrzeugs verstanden werden. Im Falle eines geöffneten Fahrzeugs, beispielsweise einem Cabriolet-Fahrzeug, kann darunter der Raum verstanden werden, in dem sich die Fahrgäste beziehungsweise ein Fahrer des Fahrzeugs aufhalten beziehungsweise aufhalten können.In a further embodiment of the device, it is provided that the common section has a heat exchanger associated with the passenger compartment. Advantageously, the guided in the common portion heat can be transmitted by means of the heat exchanger to the passenger compartment. The heat exchanger can be a water / air heat exchanger, wherein air flowing into the passenger compartment can be heated by means of the volume flow carried in the common section. Under passenger compartment, an interior of the vehicle can be understood. In the case of an open vehicle, for example a convertible vehicle, this can be understood as meaning the space in which the passengers or a driver of the vehicle can stay or stop.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das gemeinsame Teilstück der Zuheizvorrichtung nachgeschaltet ist. Vorteilhaft fließt durch die Zuheizvorrichtung nur ein geringerer Teilvolumenstrom, der vorteilhaft mittels der Mischbatterie beziehungsweise mittels Einstellen des in dem gemeinsamen Teilstück herrschenden Volumenstromverhältnisses eingestellt werden kann. Im Vergleich zu dem in dem gemeinsamen Teilstück strömenden Gesamtvolumenstrom wird die Zuheizvorrichtung von einem kleineren Volumenstrom durchströmt. Dies kann vorteilhaft dazu ausgenutzt werden, eine Eintrittstemperaturdifferenz der Zuheizvorrichtung zu erhöhen. Unter einer Eintrittstemperaturdifferenz kann eine Temperaturdifferenz zwischen einer Vorlauftemperatur und einer Rücklauftemperatur der Zuheizvorrichtung verstanden werden. Die Eintrittstemperaturdifferenz kann beispielsweise bei einer Rücklauftemperatur von 10°C und einer Vorlauftemperatur von 90°C bei ungefähr 80°C liegen. Vorteilhaft kann dem Vorlauf der Zuheizvorrichtung mittels der Mischbatterie ein ebenfalls mittels der wärmespendenden Antriebskomponente erwärmter Volumenstrom zugemischt werden, wobei die insgesamt enthaltende Wärme mittels des Wärmetauschers auf den Fahrgastraum übertragbar ist.In a further embodiment of the device is provided that the common portion of the Zuheizvorrichtung is connected downstream. Advantageously, flows through the Zuheizvorrichtung only a smaller partial volume flow, which can be advantageously adjusted by means of the mixer tap or by adjusting the prevailing in the common section volume flow ratio. Compared to the total volume flow flowing in the common section, the auxiliary heating device flows through a smaller volume flow. This can advantageously be exploited to increase an inlet temperature difference of the auxiliary heater. Under an inlet temperature difference, a temperature difference between a flow temperature and a return temperature of the Zuheizvorrichtung be understood. The inlet temperature difference, for example, at a return temperature of 10 ° C and a flow temperature of 90 ° C at about 80 ° C. Advantageously, a volume flow also heated by means of the heat-generating drive component can be admixed to the flow of the auxiliary heating device by means of the mixer tap, wherein the total heat contained can be transferred to the passenger compartment by means of the heat exchanger.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Mischbatterie der Zuheizvorrichtung nachgeschaltet und dem Wärmetauscher vorgeschaltet ist. Die Mischbatterie ist vorteilhaft zwischen die Zuheizvorrichtung, und den Wärmetauscher geschaltet, wobei vorteilhaft der Vorlauf der Zuheizvorrichtung unmittelbar vor dem Wärmetauscher mit dem Teilvolumenstrom des Kühlkreislaufs gemischt werden kann.In a further embodiment of the device it is provided that the mixer tap is connected downstream of the auxiliary heater and connected upstream of the heat exchanger. The mixer tap is advantageously connected between the Zuheizvorrichtung, and the heat exchanger, wherein advantageously the flow of the Zuheizvorrichtung can be mixed immediately before the heat exchanger with the partial volume flow of the cooling circuit.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Zuheizvorrichtung einen elektrisch betreibbaren PTC-Heizer (PTC = positiver Temperaturkoeffizient) aufweist. Vorteilhaft sind PTC-Heizer aufgrund ihrer Temperaturkennlinie vergleichsweise einfach steuer- beziehungsweise regelbar. Vorteilhaft kann mittels der Mischbatterie eine vergleichsweise hohe Eintrittstemperaturdifferenz eingestellt werden, die für PTC-Heizer eine besonders gute Energieeffizienz ermöglichen. Der PTC-Heizer ist von dem in dem Teilstück geführten Kühlmedium durchströmt und kann dieses entsprechend der Eintrittstemperaturdifferenz zum Beheizen des Fahrgastraums erwärmen.In a further exemplary embodiment of the device, it is provided that the auxiliary heating device has an electrically operable PTC heater (PTC = positive temperature coefficient). Advantageously, PTC heaters are relatively easy to control or regulate due to their temperature characteristic. Advantageously, by means of the mixer tap, a comparatively high inlet temperature difference can be set, which enables a particularly good energy efficiency for PTC heaters. The PTC heater is flowed through by the cooling medium guided in the section and can heat it according to the inlet temperature difference for heating the passenger compartment.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem Verfahren zum Beheizen eines Fahrgastraums eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs, mit Führen eines ersten Volumenstroms eines Kühlmediums durch eine Zuheizvorrichtung, Führen eines zweiten Volumenstroms des Kühlmediums durch zumindest eine wärmespendende Antriebskomponente des Fahrzeugs, Abzweigen eines Teilvolumenstroms des zweiten Volumenstroms, Beimischen des Teilvolumenstroms zu dem ersten Volumenstrom und Übertragen einer Wärmemenge von einem aus dem ersten Volumenstrom und dem Teilvolumenstrom des zweiten Volumenstroms zusammengesetzten Gesamtvolumenstroms des Kühlmediums auf den Fahrgastraum zum Beheizen des Fahrgastraums, gelöst. Das Verfahren ist insbesondere mittels einer vorab beschriebenen Vorrichtung durchführbar, wobei sich die vorab beschriebenen Vorteile ergeben.The object is also in a method for heating a passenger compartment of an electrically driven vehicle, with guiding a first volume flow of a cooling medium by a Zuheizvorrichtung, passing a second volume flow of the cooling medium through at least one heat-generating drive component of the vehicle, branching off a partial volume flow of the second volume flow, admixing the Partial volume flow to the first volume flow and transferring an amount of heat from a composite of the first volume flow and the partial volume flow of the second volume flow total volume flow of the cooling medium to the passenger compartment for heating the passenger compartment, solved. The method can be carried out in particular by means of a previously described device, resulting in the advantages described above.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein Beimischen des Teilvolumenstroms mittels einer der Antriebskomponente und der Zuheizvorrichtung nachgeschalteten Mischbatterie vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels der Mischbatterie auf einfache Art und Weise ein Verhältnis zwischen dem Teilvolumenstrom und dem ersten Volumenstrom eingestellt werden, wobei vorteilhaft der erste Volumenstrom in einem gewünschten Maß verringert werden kann, wobei vorteilhaft eine Vorlauf- und eine Rücklauftemperatur der Zuheizvorrichtung beziehungsweise die Eintrittstemperaturdifferenz einstellbar ist.In one embodiment of the method, an admixing of the partial volume flow is provided by means of a mixing battery arranged downstream of the drive component and the auxiliary heating device. Advantageously, a ratio between the partial volume flow and the first volume flow can be adjusted in a simple manner by means of the mixer tap, wherein advantageously the first volume flow can be reduced to a desired level, advantageously a flow and a return temperature of the Zuheizvorrichtung or the inlet temperature difference is adjustable ,

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Führen des Gesamtvolumenstroms des Kühlmediums durch einen dem Fahrgastraum zugeordneten Wärmetauscher vorgesehen. Vorteilhaft kann in dem Gesamtvolumenstrom geführte Wärme auf den Fahrgastraum übertragen werden. Der Gesamtvolumenstrom kann vorteilhaft Abwärme der wärmespendenden Antriebskomponente und Wärme der Zuheizvorrichtung mittels des Wärmetauschers auf den Fahrgastraum übertragen.In a further embodiment of the method, a guiding of the total volume flow of the cooling medium is provided by a heat exchanger associated with the passenger compartment. Advantageously, heat conducted in the total volume flow can be transmitted to the passenger compartment. The total volume flow can advantageously transfer waste heat of the heat-generating drive component and heat of the auxiliary heater by means of the heat exchanger to the passenger compartment.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Einstellen einer Vorlauftemperatur des Wärmetauschers mittels Einstellen eines Mischverhältnisses des ersten Volumenstroms zu dem Teilvolumenstrom vorgesehen. Das Einstellen kann auf einfache Art und Weise mittels der Mischbatterie erfolgen. Vorteilhaft kann mittels des eingestellten Mischverhältnisses eine Energieeffizienz der Zuheizvorrichtung positiv beeinflusst werden.In a further embodiment of the method, a setting of a flow temperature of the heat exchanger is provided by setting a mixing ratio of the first volume flow to the partial volume flow. The adjustment can be done in a simple manner by means of the mixer tap. Advantageously, by means of the set mixing ratio, an energy efficiency of the auxiliary heating device can be positively influenced.

Die Aufgabe ist außerdem bei einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug, eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens und/oder mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The object is also achieved in an electrically drivable vehicle, set up, designed and / or constructed for carrying out a previously described method and / or with a previously described device. This results in the advantages described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Erfindung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features form the subject of the invention, or independently of the claims, either alone or in any meaningful combination, and in particular can additionally also be the subject of one or more separate invention (s). The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Die einzige 1 zeigt ein Durchfluss- und Schaltschema einer Vorrichtung zum Beheizen eines Fahrgastraums eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs.The only 1 shows a flow and circuit diagram of a device for heating a passenger compartment of an electrically driven vehicle.

1 zeigt ein Durchfluss- und Schaltschema einer Vorrichtung 1 zum Beheizen eines mittels des Bezugszeichens 3 lediglich angedeuteten Fahrgastraums eines nur teilweise dargestellten elektrisch antreibbaren Fahrzeugs 5. Das Fahrzeug 5 weist einen elektrischen Antrieb 7 mit zumindest einer wärmespendenden Antriebskomponente 9 auf. Bei der wärmespendenden Antriebskomponente 9 kann es sich beispielsweise um einen Fahrmotor zum Antreiben des Fahrzeugs, eine Leistungselektronik, einen Gleichstrom-/Gleichstromwandler, ein Ladegerät, ein elektrischer Energiespeicher und/oder andere Antriebskomponenten handeln. Die Antriebskomponente 9 ist einem Kühlkreislauf 11 zugeordnet. Mittels des Kühlkreislaufs 11 kann die Antriebskomponente 9 gekühlt werden. 1 shows a flow and switching scheme of a device 1 for heating by means of the reference mark 3 only indicated passenger compartment of a partially shown electrically driven vehicle 5 , The vehicle 5 has an electric drive 7 with at least one heat-generating drive component 9 on. In the heat-giving drive component 9 it may be, for example, a traction motor for driving the vehicle, a power electronics, a DC / DC converter, a charger, an electrical energy storage and / or other drive components. The drive component 9 is a cooling circuit 11 assigned. By means of the cooling circuit 11 can the drive component 9 be cooled.

Zur Erwärmung des Fahrgastraums 3 weist das Fahrzeug 5 einen Heizkreislauf 13 auf, in den eine Zuheizvorrichtung 15 geschaltet ist. Mittels eines Wärmetauschers 17 kann Abwärme der wärmespendenden Antriebskomponente 9 sowie mittels der Zuheizvorrichtung 15 erzeugte Heizwärme auf den Fahrgastraum 3 zu dessen Beheizung übertragen werden. In dem Kühlkreislauf 11 und dem Heizkreislauf 13 strömt ein Kühlmedium 19, wobei jeweilige Strömungsrichtungen mittels Pfeilen 21 symbolisiert sind. Durch die Zuheizvorrichtung 15 des Heizkreislaufs 13 strömt ein erster Volumenstrom 23 des Kühlmediums 19. Durch die wärmespendende Antriebskomponente 9 des Kühlkreislaufs 11 strömt ein zweiter Volumenstrom 25 des Kühlmediums 19.For heating the passenger compartment 3 points the vehicle 5 a heating circuit 13 in which a Zuheizvorrichtung 15 is switched. By means of a heat exchanger 17 can waste heat of the heat-generating drive component 9 and by means of the Zuheizvorrichtung 15 generated thermal heat on the passenger compartment 3 be transferred to its heating. In the cooling circuit 11 and the heating circuit 13 a cooling medium flows 19 , wherein respective directions of flow by means of arrows 21 are symbolized. Through the Zuheizvorrichtung 15 of the heating circuit 13 flows a first volume flow 23 of the cooling medium 19 , Through the heat-giving drive component 9 of the cooling circuit 11 flows a second volume flow 25 of the cooling medium 19 ,

Der wärmespendenden Antriebskomponente 9 nachgeschaltet weist der Kühlkreislauf 11 ein steuerbares Abzweigventil 27 auf, mittels dem der Kühlkreislauf 11 in einen Bypasszweig 29 und einen Parallelzweig 31 verzweigt werden. Der Bypasszweig 29 mündet in eine Saugseite einer Kühlpumpe 33 des Kühlkreislaufs 11.The heat-giving drive component 9 Downstream, the cooling circuit points 11 a controllable branch valve 27 on, by means of the cooling circuit 11 in a bypass branch 29 and a parallel branch 31 be branched. The bypass branch 29 opens into a suction side of a cooling pump 33 of the cooling circuit 11 ,

Der Parallelzweig 31 des Kühlkreislaufs 11 ist dem Heizkreislauf 13 zugeordnet. Dazu wird der Parallelzweig 31 in einem gemeinsamen Teilstück 35 zusammen mit dem Heizkreislauf 13 geführt. Das gemeinsame Teilstück 35 des Parallelzweigs 31 des Kühlkreislaufs 11 sowie des Heizkreislaufs 13 weist eine Mischbatterie 37 sowie dieser nachgeschaltet den Wärmetauscher 17 auf.The parallel branch 31 of the cooling circuit 11 is the heating circuit 13 assigned. This is the parallel branch 31 in a common section 35 together with the heating circuit 13 guided. The common part 35 of the parallel branch 31 of the cooling circuit 11 and the heating circuit 13 has a mixer tap 37 and this downstream of the heat exchanger 17 on.

Die Mischbatterie 37 ist eingangsseitig dem Abzweigventil 27 des Kühlkreislaufs 11 mit einem ersten Eingang und mit einem zweiten Eingang der Zuheizvorrichtung 15 des Heizkreislaufs 13 nachgeschaltet. Ausgangsseitig ist der Mischbatterie 37 der Wärmetauscher 17 nachgeschaltet.The mixer tap 37 is the input side of the branch valve 27 of the cooling circuit 11 with a first input and with a second input of the Zuheizvorrichtung 15 of the heating circuit 13 downstream. On the output side is the mixer tap 37 the heat exchanger 17 downstream.

Mittels der Mischbatterie 37 kann also der erste Volumenstrom 23 des Kühlkreislaufs 11 mit einem in den Parallelzweig 31 geführten Teilvolumenstrom 39 des zweiten Volumenstroms 25 des Kühlkreislaufs 11 gemischt werden. Dadurch kann vorteilhaft der erste Volumenstrom 23 eingestellt werden beziehungsweise in einem gewünschten Maß verringert werden, wobei sich vorteilhaft eine Eingangstemperaturdifferenz der Zuheizvorrichtung 15 erhöht, die einen optimalen Betrieb der Zuheizvorrichtung 15 ermöglicht.By means of the mixer tap 37 So can the first volume flow 23 of the cooling circuit 11 with one in the parallel branch 31 guided partial volume flow 39 of the second volume flow 25 of the cooling circuit 11 be mixed. This can advantageously the first volume flow 23 be set or reduced to a desired degree, which advantageously has an input temperature difference of Zuheizvorrichtung 15 Increases the optimal operation of Zuheizvorrichtung 15 allows.

Zum Antreiben des ersten Volumenstroms 23 des Heizkreislaufs 13 ist der Zuheizvorrichtung 15 eine Heizpumpe 41 vorgeschaltet. Bei den Pumpen 33 und 41 der Kreisläufe 11, 13 kann es sich beispielsweise um elektrisch angetriebene Pumpen handeln.For driving the first volume flow 23 of the heating circuit 13 is the auxiliary heater 15 a heating pump 41 upstream. At the pumps 33 and 41 of the circuits 11 . 13 they may be, for example, electrically driven pumps.

Zur Steuerung der Vorrichtung 1 ist diese eine elektrische Kontrolleinheit 43 zugeordnet, die mittels Steuerleitungen 45 die unterschiedlichen Komponenten der Vorrichtung 1 steuert.To control the device 1 this is an electrical control unit 43 assigned by means of control lines 45 the different components of the device 1 controls.

Die Kreisläufe 11 und 13 weisen verschiedene Regeltemperaturfühler 47 auf, die mittels den Steuerleitungen 45 der elektrischen Kontrolleinheit 43 zugeordnet sind. Der Kühlkreislauf 11 weist der Kühlpumpe 33 nachgeschaltet und einem Kühler 49 vorgeschaltet einen der Regeltemperaturfühler 47 auf. Außerdem ist in den Parallelzweig 31 stromabwärts des Abzweigventils 27 und stromaufwärts der Mischbatterie 37 ein weiterer der Regeltemperaturfühler 47 geschaltet.The circuits 11 and 13 have different control temperature sensors 47 on, by means of the control lines 45 the electrical control unit 43 assigned. The cooling circuit 11 points the cooling pump 33 downstream and a cooler 49 upstream one of the control temperature sensor 47 on. Besides, in the parallel branch 31 downstream of the branch valve 27 and upstream of the mixer tap 37 another of the standard temperature sensors 47 connected.

Der Heizkreislauf 13 weist insgesamt drei der Regeltemperaturfühler 47 auf, einen direkt der Heizpumpe 41 vorgeschaltet, einen zwischen die Mischbatterie 37 und den Wärmetauscher 17 geschaltet sowie einen direkt dem Wärmetauscher 17 nachgeschaltet.The heating circuit 13 indicates a total of three of the control temperature sensor 47 on, one directly the heating pump 41 upstream, one between the mixer tap 37 and the heat exchanger 17 switched as well as one directly to the heat exchanger 17 downstream.

Mittels der elektrischen Kontrolleinheit 43 können mittels der Regeltemperaturfühler 47 gemessene Temperaturen des Kühlmediums 19 zumindest gemessen und/oder gesteuert und/oder geregelt werden. Hierzu kann die elektrische Kontrolleinheit 43 die Volumenströme 23, 25 sowie 39 einstellen. Dies kann insbesondere mittels einer Ansteuerung der Pumpen 33 und 41 sowie der Mischbatterie 37 erfolgen. Außerdem kann eine Heizleistung der Zuheizvorrichtung 15 mittels der elektrischen Kontrolleinheit 43 eingestellt werden.By means of the electrical control unit 43 can by means of the control temperature sensor 47 measured temperatures of the cooling medium 19 at least measured and / or controlled and / or regulated. For this purpose, the electrical control unit 43 the volume flows 23 . 25 such as 39 to adjust. This can in particular by means of a control of the pump 33 and 41 and the mixer tap 37 respectively. In addition, a heating power of the Zuheizvorrichtung 15 by means of the electrical control unit 43 be set.

Die Zuheizvorrichtung 15 ist als elektrisch betriebener Wasser-PTC ausgelegt und kann in abwärmearmen Betriebsphasen des Fahrzeugs 5 dem Fahrgastraum 3 ausreichend Wärme zur Verfügung stellen. Die Zuheizvorrichtung 15 ist so ausgelegt, dass diese mit einer vergleichsweise hohen Eintrittstemperaturdifferenz energieeffizient den ersten Volumenstrom 23 erwärmen kann. Vorteilhaft kann dieser mittels der nachgeschalteten Mischbatterie 37 an eine Wärmeanforderung des Fahrgastraums 3 sowie eine Umgebungstemperatur des Fahrzeugs 5 und/oder weitere Parameter so angepasst beziehungsweise reduziert werden, dass sich eine möglichst große Eingangstemperaturdifferenz für die Zuheizvorrichtung 15 ergibt. Die wärmespendende Antriebskomponente 9 kann den zweiten Volumenstrom 25 auf ein mittleres Temperaturniveau, beispielsweise von ungefähr 45°C erwärmen. Durch Zumischen des Teilstroms 39 des zweiten Volumenstroms 25 kann diese Abwärme mittels des Wärmetauschers 17 ebenfalls auf den Fahrgastraum 3 übertragen werden.The auxiliary heater 15 is designed as an electrically operated water PTC and can be used in low-heat operating phases of the vehicle 5 the passenger compartment 3 provide enough heat. The auxiliary heater 15 is designed so that these with a comparatively high inlet temperature difference energy efficient the first volume flow 23 can warm up. This can advantageously by means of the downstream mixer 37 to a heat requirement of the passenger compartment 3 as well as an ambient temperature of the vehicle 5 and / or other parameters can be adjusted or reduced so that the largest possible input temperature difference for the Zuheizvorrichtung 15 results. The heat-giving drive component 9 can the second volume flow 25 to a medium temperature level, for example, of about 45 ° C. By admixing the partial flow 39 of the second volume flow 25 can this waste heat by means of the heat exchanger 17 also to the passenger compartment 3 be transmitted.

Insbesondere kann vorteilhaft in einem Teillastbetrieb des Fahrzeugs 5 eine insgesamt erforderliche elektrische Aufnahme, insbesondere der Zuheizvorrichtung 15 reduziert werden.In particular, can be advantageous in a part-load operation of the vehicle 5 a total required electrical intake, in particular the Zuheizvorrichtung 15 be reduced.

Das Abzweigventil 27 ist als steuerbares 3-2-Wegeventil ausgelegt.The branch valve 27 is designed as a controllable 3-2-way valve.

Mittels der Mischbatterie 37 können der Teilvolumenstrom 39 und der erste Volumenstrom 23, die unterschiedliche Temperaturniveaus aufweisen, gemischt werden, um dadurch einerseits eine optimale Temperatur an dem Wärmetauscher 17 sowie einen optimalen zweiten Volumenstrom 25 durch die Zuheizvorrichtung 15 hindurch einzustellen. Vorteilhaft kann die Zuheizvorrichtung 15 stets energieoptimal betrieben werden.By means of the mixer tap 37 can the partial volume flow 39 and the first volume flow 23 , which have different temperature levels, are mixed, thereby, on the one hand, an optimum temperature at the heat exchanger 17 as well as an optimal second volume flow 25 through the Zuheizvorrichtung 15 through. Advantageously, the Zuheizvorrichtung 15 Always be operated optimally energy.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
33: Fahrgastraumpassenger compartment
55: Fahrzeugvehicle
77: elektrischer Antriebelectric drive
99: wärmespendende Antriebskomponenteheat-giving drive component
1111: KühlkreislaufCooling circuit
1313: Heizkreislaufheating circuit
1515: ZuheizvorrichtungZuheizvorrichtung
1717: Wärmetauscherheat exchangers
1919: Kühlmediumcooling medium
2121: Pfeilearrows
2323: erster Volumenstromfirst volume flow
2525: zweiter Volumenstromsecond volume flow
2727: Abzweigventildiverter valve
2929: Bypasszweigbypass branch
3131: Parallelzweigparallel branch
3333: Kühlpumpecooling pump
3535: Teilstücksection
3737: Mischbatteriemixer tap
3939: TeilvolumenstromPartial volume flow
4141: Heizpumpeheat pump
4343: Kontrolleinheitcontrol unit
4545: Steuerleitungcontrol line
4747: RegeltemperaturfühlerControl temperature sensor
4949: Kühlercooler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69816235 T2 [0002]
DE 102005025390 A1 [0002]

Claims

Contraption ( 1 ) for heating a passenger compartment ( 3 ) of an electrically driven vehicle ( 5 ), with: - a passenger compartment ( 3 ) for heating assignable heating circuit ( 13 ), - one in the heating circuit ( 13 ) connected Zuheizvorrichtung ( 15 ), - at least one heat-generating drive component ( 9 ) associated cooling circuit ( 11 ) for cooling the drive component ( 9 ), whereby the heating circuit ( 13 ) and the cooling circuit ( 11 ) each other by means of a mixer ( 37 ) are assignable.

Device according to the preceding claim, wherein by means of the mixer tap ( 37 ) the heating circuit ( 13 ) and the cooling circuit ( 11 ) with an adjustable volume flow ratio into a common section ( 35 ) are merge.

Device according to the preceding claim, wherein the common section ( 35 ) a the passenger compartment ( 3 ) associated heat exchanger ( 17 ) having.

Device according to one of the preceding two claims, wherein the common part ( 35 ) of the auxiliary heating device ( 15 ) is connected downstream.

Device according to one of the preceding two claims, wherein the mixer tap ( 37 ) of the auxiliary heating device ( 15 ) and the heat exchanger ( 17 ) is connected upstream.

Device according to one of the preceding claims, wherein the auxiliary heating device ( 15 ) has an electrically operable PTC heater.

Method for heating a passenger compartment ( 3 ) of an electrically driven vehicle ( 5 ), with: - guiding a first volume flow ( 23 ) of a cooling medium ( 19 ) by a Zuheizvorrichtung ( 15 ), - guiding a second volume flow ( 25 ) of the cooling medium ( 19 ) by at least one heat-generating drive component ( 9 ) of the vehicle ( 5 ), - Branching a partial volume flow ( 39 ) of the second volume flow ( 25 ), - admixing the partial volume flow ( 39 ) to the first volume flow ( 23 ), - transferring a quantity of heat from one of the first volume flow ( 23 ) and the partial volume flow ( 39 ) of the second volume flow ( 25 ) composite total volume flow of the cooling medium ( 19 ) to the passenger compartment ( 3 ) for heating the passenger compartment ( 3 ).

Method according to the preceding claim, comprising: admixing the partial volume flow ( 39 ) by means of one of the drive components ( 9 ) and the auxiliary heater ( 15 ) downstream mixer tap ( 37 ).

Method according to one of the preceding two claims, comprising: - guiding the total volume flow of the cooling medium ( 19 ) by a passenger compartment ( 3 ) associated heat exchanger ( 17 ).

Method according to one of the preceding three claims, comprising: - setting a flow temperature of the heat exchanger ( 17 ) by setting a mixing ratio of the first volume flow ( 23 ) to the partial volume flow ( 39 ) of the second volume flow ( 25 ).

Electrically driven vehicle ( 5 ), designed, constructed and / or constructed for carrying out a method according to one of the preceding four claims and / or with a device according to one of claims 1 to 6.