DE102024115102A1

DE102024115102A1 - Fahrzeugwärmemanagementsystem

Info

Publication number: DE102024115102A1
Application number: DE102024115102.1A
Authority: DE
Inventors: Seong Bin JEONG; Yong Woong Cha; Dong Seok Oh; Chnag Gi Ryu; Yeon Ho Kim; Dae Hyun SONG; Jong Hwan Kwon; Jae Yeon Kim; Jung Ha Park
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2023-11-09
Filing date: 2024-05-29
Publication date: 2025-05-15
Also published as: US20250153539A1; KR20250068389A; CN119974876A

Abstract

Fahrzeugwärmemanagementsystem, aufweisend ein Kältemittelsystem (10), das einen Kompressor (11), einen wassergekühlten Kondensator (12), ein chillerseitiges Expansionsventil (16) und einen Chiller (15) aufweist, und ein Kühlmittelsystem (20), das eine Fahrgastraumheizung (21), eine Batterie (22), eine Leistungselektronik(PE)-Komponente (23) und eine Steuerventileinheit (30) aufweist, wobei der wassergekühlte Kondensator (12) eine Kältemittelpassage (12a), durch welche ein Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage (12b) aufweist, durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, und wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage (12b) des wassergekühlten Kondensators (12) und die Fahrgastraumheizung (21) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugwärmemanagementsystem, und insbesondere ein Fahrzeugwärmemanagementsystem, das gestaltet ist, um das Heizen und Kühlen eines Fahrgastraumes und das Wärmemanagement einer Batterie und einer Leistungselektronik(PE)-Komponente effizient durchzuführen.
Mit dem wachsenden Interesse an Energieeffizienz und Umweltproblemen ist es erwünscht, umweltfreundliche Fahrzeuge zu entwickeln, die Verbrennungsmotorfahrzeuge ersetzen können. Derartige umweltfreundliche Fahrzeuge sind klassifiziert in Elektrofahrzeuge, welche mittels Brennstoffzellen oder elektrischem Strom als eine Leistungsquelle angetrieben werden, und Hybridfahrzeuge, welche mittels eines Verbrennungsmotors und einer Batterie angetrieben werden.
Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge können ein Fahrzeugwärmemanagementsystem für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HVAC) in einem Fahrgastraum (oder einem Insassenraum, z.B. einer Kabine) aufweisen und eine Batterie- und Leistungselektronik(PE)-Komponente auf optimalen Temperaturen halten. Das Fahrzeugwärmemanagementsystem kann ein Kältemittelsystem für die HVAC in dem Fahrgastraum und ein Kühlmittelsystem zum Halten der Batterie und der PE-Komponente auf angemessenen Temperaturen aufweisen.
Das Kältemittelsystem kann gestaltet sein, um das Heizen und Kühlen des Fahrgastraumes mittels Phasenänderungen eines durch einen Kompressor, einen Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer hindurch zirkulierenden Kältemittels durchzuführen. Das Kältemittelsystem kann über verschiedene Wärmetauscher und/oder Chiller (z.B. Kühler) mit dem Kühlmittelsystem thermisch verbunden sein.
Das Kältemittelsystem nach dem Stand der Technik kann einen Innenkondensator aufweisen, der in einem HVAC-Gehäuse angeordnet ist und konfiguriert sein kann, um das Kältemittel und die in den Fahrgastraum strömende Warmluft zu kondensieren. Jedoch kann die Luftheizungseffizienz durch die Kondensation des Kältemittels nicht sehr hoch sein, was zu einer relativ reduzierten Fahrgastraumheizungsleistung führt.
Bei dem Fahrzeugwärmemanagementsystem nach dem Stand der Technik können das Kältemittelsystem und das Kühlmittelsystem sehr komplexe Konfigurationen haben, was zu hohen Herstellungskosten führt. Außerdem kann die Wärmeübertragungseffizienz zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel nicht hoch sein, was zu einer Leistungsverschlechterung bei der Fahrgastraum-HVAC und dem Wärmemanagement der Batterie und der PE-Komponente führt.
Mit der Erfindung wird ein Fahrzeugwärmemanagementsystem geschaffen, das gestaltet ist, um das Heizen und Kühlen eines Fahrgastraumes und das Wärmemanagement einer Batterie und einer Leistungselektronik(PE)-Komponente effizient durchzuführen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Fahrzeugwärmemanagementsystem ein Kältemittelsystem aufweisen, das einen Kompressor, einen wassergekühlten Kondensator, ein chillerseitiges (z.B. ein wärmetauscherseitiges) Expansionsventil und einen Chiller (z.B. einen Wärmetauscher) aufweist. Außerdem kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem ein Kühlmittelsystem aufweisen, das eine Fahrgastraumheizung (z.B. eine Kabinenheizung), eine Batterie, eine PE(Leistungselektronik)-Komponente und eine Steuerventileinheit aufweist. Der wassergekühlte Kondensator kann eine Kältemittelpassage, durch welche ein Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage aufweisen, durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt. Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage des wassergekühlten Kondensators und die Fahrgastraumheizung miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage des wassergekühlten Kondensators und die Batterie miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Die Steuerventileinheit kann eine erste Fahrgastraumöffnung und eine zweite Fahrgastraumöffnung aufweisen, die konfiguriert sind, um mit der Fahrgastraumheizung in Fluidverbindung zu stehen.
Die Steuerventileinheit kann eine erste Kondensatoröffnung und eine zweite Kondensatoröffnung aufweisen, die konfiguriert sind, um mit der Kühlmittelpassage des wassergekühlten Kondensators in Fluidverbindung zu stehen.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die erste Fahrgastraumöffnung und die erste Kondensatoröffnung miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die zweite Fahrgastraumöffnung und die zweite Kondensatoröffnung miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Das Kühlmittelsystem kann eine Fahrgastraumpumpe aufweisen, die konfiguriert ist, um mit der ersten Fahrgastraumöffnung in Fluidverbindung zu stehen.
Die Steuerventileinheit kann eine Batterieöffnung, die konfiguriert ist, um mit der Batterie in Fluidverbindung zu stehen, und eine Komponentenöffnung aufweisen, die konfiguriert ist, um mit der PE-Komponente in Fluidverbindung zu stehen.
Das Kühlmittelsystem kann eine Batteriepumpe aufweisen, die konfiguriert ist, um mit der Batterieöffnung in Fluidverbindung zu stehen.
Das Kühlmittelsystem kann ferner einen Radiator aufweisen, der konfiguriert ist, um mit der Steuerventileinheit in Fluidverbindung zu stehen. Die Steuerventileinheit kann eine Radiatoröffnung aufweisen, die konfiguriert ist, um mit dem Radiator in Fluidverbindung zu stehen.
Das Kühlmittelsystem kann eine Radiatorpumpe aufweisen, die konfiguriert ist, um mit der Radiatoröffnung in Fluidverbindung zu stehen.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage des wassergekühlten Kondensators und der Radiator miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass der Radiator mit der PE-Komponente und/oder der Batterie fluidverbunden ist.
Der Chiller kann eine Kältemittelpassage, durch welche das Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage aufweisen, durch welche das Kühlmittel hindurchtritt.
Die Steuerventileinheit kann eine erste Chilleröffnung und eine zweite Chilleröffnung aufweisen, die konfiguriert sind, um mit der Kühlmittelpassage des Chillers in Fluidverbindung zu stehen.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Batterieöffnung mit wenigstens einer von der ersten Chilleröffnung, der Radiatoröffnung oder der ersten Kondensatoröffnung fluidverbunden ist.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Komponentenöffnung mit wenigstens einer von der Radiatoröffnung oder der ersten Chilleröffnung fluidverbunden ist.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Radiatoröffnung mit wenigstens einer von der Komponentenöffnung, der ersten Kondensatoröffnung oder der Batterieöffnung fluidverbunden ist.
Das Kühlsystem kann ferner eine Hilfspumpe aufweisen, die konfiguriert ist, um mit der Steuerventileinheit in Fluidverbindung zu stehen. Die Steuerventileinheit kann ferner eine Hilfsöffnung aufweisen, die konfiguriert ist, um mit der Hilfspumpe in Fluidverbindung zu stehen.
Die Steuerventileinheit kann konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Hilfsöffnung und die zweite Chilleröffnung miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 einen Zustand, in welchem ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Modus arbeitet;
3 einen Zustand, in welchem ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem zweiten Modus arbeitet;
4 einen Zustand, in welchem ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem dritten Modus arbeitet;
5 einen Zustand, in welchem ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem vierten Modus arbeitet;
6 einen Zustand, in welchem ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem fünften Modus arbeitet;
7 ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
8 ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen werden durchweg dieselben Bezugszeichen verwendet, um dieselben oder äquivalente Elemente zu bezeichnen. Außerdem wurde eine ausführliche Beschreibung von wohlbekannten Techniken, die mit der vorliegenden Offenbarung verbunden sind, weggelassen, um den Gedanken der vorliegenden Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern.
Begriffe, wie erstes, zweites, A, B, (a) und (b) können verwendet werden, um die Elemente in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben. Diese Begriffe werden lediglich verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, und die wesentlichen Merkmale, die Reihenfolge oder die Ordnung und dergleichen der entsprechenden Elemente sind nicht durch die Begriffe beschränkt. Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technische oder wissenschaftliche Begriffe, dieselben Bedeutungen wie jene, die von Fachleuten mit allgemeinem Wissen auf dem Gebiet der Technik, zu welchem die vorliegende Offenbarung gehört, verstanden werden. Solche Begriffe, wie jene, die in einem allgemein verwendeten Lexikon definiert sind, sind so zu interpretieren, dass sie Bedeutungen wie die kontextuellen Bedeutungen auf dem relevanten Gebiet der Technik haben, und sind nicht so auszulegen, dass sie ideale oder übermäßig formale Bedeutungen haben, sofern nicht klar definiert ist, dass sie solche in der vorliegenden Anmeldung haben.
Wenn eine Steuereinrichtung, eine Komponente, eine Vorrichtung, ein Element, ein Teil, eine Einheit, ein Modul oder dergleichen der vorliegenden Offenbarung so beschrieben ist, dass sie(es) einen Zweck hat oder einen Betrieb, eine Funktion oder dergleichen durchführt, sollte die Steuereinrichtung, die Komponente, die Vorrichtung, das Element, das Teil, die Einheit oder das Modul hierin so betrachtet werden, dass sie(es) „konfiguriert ist, um“ diesen Zweck zu erfüllen oder diesen Betrieb oder diese Funktion durchzuführen. Jede(s) Steuereinrichtung, Komponente, Vorrichtung, Element, Teil, Einheit, Modul und dergleichen kann separat ausgeführt oder mit einem Prozessor und einem Speicher, wie einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium, als ein Teil der Vorrichtung einbezogen sein.
Mit Bezug auf 1 kann ein Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Kältemittelsystem 10 aufweisen, das mit einem Fahrgastraum (oder einem Insassenraum, z.B. einer Kabine) thermisch verbunden ist. Das Fahrzeugwärmemanagementsystem kann auch ein Kühlmittelsystem 20 aufweisen, das mit einer Fahrgastraumheizung 21, einer Batterie 22 und einer Leistungselektronik(PE)-Komponente 23 thermisch verbunden ist.
Das Kältemittelsystem 10 kann einen Kompressor 11, einen wassergekühlten Kondensator 12, ein kühlungsseitiges Expansionsventil 13, einen Verdampfer 14, einen Chiller (z.B. einen Wärmetauscher) 15 und ein chillerseitiges Expansionsventil 16 aufweisen.
Der Kompressor 11 kann ein Kältemittel komprimieren, um zu ermöglichen, dass das Kältemittel zirkuliert. Gemäß einer Ausführungsform kann der Kompressor 11 ein elektrischer Kompressor sein, der durch Elektroenergie angetrieben wird.
Der wassergekühlte Kondensator 12 kann mit dem Kühlsystem 20 thermisch verbunden sein und kann konfiguriert sein, um Wärme zwischen dem in dem Kältemittelsystem 10 zirkulierenden Kältemittel und einem in dem Kühlsystem 20 zirkulierenden Kühlsystem 20 zu übertragen. Der wassergekühlte Kondensator 12 kann eine Kältemittelpassage 12a, durch welche das Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage 12b aufweisen, durch welche das Kühlmittel hindurchtritt. Das durch die Kältemittelpassage 12a hindurchtretende Kältemittel kann Wärme an das durch die Kühlmittelpassage 12b hindurchtretende Kühlmittel übertragen, so dass das Kältemittel gekühlt und kondensiert werden kann und das Kühlmittel erwärmt werden kann.
Das kühlungsseitige Expansionsventil 13 kann zwischen der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 und dem Verdampfer 14 angeordnet sein. Wenn das Kältemittelsystem 10 in einem Kühlungsmodus arbeitet, kann das kühlungsseitige Expansionsventil 13 konfiguriert sein, um das von der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 aufgenommene Kältemittel zu expandieren. Außerdem kann das kühlungsseitige Expansionsventil 13 konfiguriert sein, um die Strömungsrate des Kältemittels in den Verdampfer 14 einzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das kühlungsseitige Expansionsventil 13 ein thermisches Expansionsventil (TXV) sein, das die Temperatur und/oder den Druck des Kältemittels erfasst und den Öffnungsgrad des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 einstellt. Speziell kann das kühlungsseitige Expansionsventil 13 ein TXV sein, das ein Solenoidventil (nicht gezeigt) aufweist, das die Strömung des Kältemittels in eine Innenpassage des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 wahlweise blockiert oder freigibt. Das Solenoidventil kann durch eine Steuereinrichtung 100 geöffnet oder geschlossen werden, um dadurch die Strömung des Kältemittels in das kühlungsseitige Expansionsventil 13 freizugeben oder zu blockieren. Wenn das Solenoidventil geöffnet ist, kann es ermöglicht werden, dass das Kältemittel in das kühlungsseitige Expansionsventil 13 hineinströmt, und wenn das Solenoidventil geschlossen ist, kann die Strömung des Kältemittels in das kühlungsseitige Expansionsventil 13 blockiert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Solenoidventil in einem Ventilkörper des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 montiert sein, so dass es konfiguriert sein kann, um die Innenpassage des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 zu öffnen oder zu schließen. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Solenoidventil stromaufwärts des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 angeordnet sein, so dass es konfiguriert sein kann, um einen Einlass des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 wahlweise zu öffnen oder zu schließen. Wenn das Solenoidventil geschlossen ist, kann das Kältemittel nicht zu dem kühlungsseitigen Expansionsventil 13 und dem Verdampfer 14 geführt werden. Dementsprechend kann der Kühlungsbetrieb des Kältemittelsystems 10 nicht durchgeführt werden. Wenn das Solenoidventil geöffnet ist, kann das Kältemittel zu dem kühlungsseitigen Expansionsventil 13 und dem Verdampfer 14 geführt werden. Mit anderen Worten kann, wenn das Solenoidventil des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 geöffnet ist, das Kältemittelsystem 10 in dem Kühlungsmodus arbeiten.
Der Verdampfer 14 kann konfiguriert sein, um das durch das kühlungsseitige Expansionsventil 13 expandierte Kältemittel zu verdampfen, um dadurch die in den Fahrgastraum hineinströmende Luft zu kühlen.
Das Kältemittelsystem 10 kann einen Kältemittelzirkulationspfad 50 aufweisen, der es ermöglicht, dass das Kältemittel zirkuliert. Der Kältemittelzirkulationspfad 50 kann eine erste Kältemittelleitung 51 aufweisen, die sich von einem Auslass des Kompressors 11 zu einem Einlass der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 erstreckt. Der Kältemittelzirkulationspfad 50 kann auch eine zweite Kältemittelleitung 52 aufweisen, die sich von einem Auslass der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 zu dem Einlass des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 erstreckt. Außerdem kann der Kältemittelzirkulationspfad 50 eine dritte Kältemittelleitung 53, die sich von einem Auslass des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 zu einem Einlass des Verdampfers 14 erstreckt, und eine vierte Kältemittelleitung 54 aufweisen, die sich von einem Auslass des Verdampfers 14 zu einem Einlass des Kompressors 11 erstreckt.
Außerdem kann der Kältemittelzirkulationspfad 50 eine Verteilungsleitung 55 aufweisen, die sich von der zweiten Kältemittelleitung 52 zu der vierten Kältemittelleitung 54 erstreckt. Die Verteilungsleitung 55 kann konfiguriert sein, um die Strömung des Kältemittels von einer Stromaufwärtsstelle des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 zu einer Stromaufwärtsstelle des Kompressors 11 zu führen. Speziell kann ein Einlass der Verteilungsleitung 55 mit der zweiten Kältemittelleitung 52 an der Stromaufwärtsseite des kühlungsseitigen Expansionsventils 13 verbunden sein, und ein Auslass der Verteilungsleitung 55 kann mit der vierten Kältemittelleitung 54 an der Stromaufwärtsseite des Kompressors 11 verbunden sein.
Das Kältemittelsystem 10 kann den Chiller 15 aufweisen, der zwischen der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 und dem Kompressor 11 angeordnet ist. Der Chiller 15 kann in der Verteilungsleitung 55 angeordnet sein und kann konfiguriert sein, um Wärme zwischen dem in dem Kältemittelsystem 10 zirkulierenden Kältemittel und dem in dem Kühlsystem 20 zirkulierenden Kühlmittel an der Stromaufwärtsseite des Kompressors 11 zu übertragen. Der Chiller 15 kann eine Kältemittelpassage 15a, durch welche das Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage 15b aufweisen, durch welche das Kühlmittel hindurchtritt. Die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 kann mit der Verteilungsleitung 55 des Kältemittelzirkulationspfades 50 fluidverbunden sein.
Das Kältemittelsystem 10 kann das chillerseitige Expansionsventil 16 aufweisen, das an der Stromaufwärtsseite der Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 in der Verteilungsleitung 55 angeordnet ist. Das chillerseitige Expansionsventil 16 kann konfiguriert sein, um die Strömung des Kältemittels und/oder die Strömungsrate des Kältemittels in die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 einzustellen. Außerdem kann das chillerseitige Expansionsventil 16 konfiguriert sein, um das von der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 aufgenommene Kältemittel zu expandieren. Gemäß einer Ausführungsform kann das chillerseitige Expansionsventil 16 ein elektronisches Expansionsventil (EXV) sein, das eine Betätigungseinrichtung 16a aufweist. Die Betätigungseinrichtung 16a kann eine Welle aufweisen, die bewegbar ist, um eine Öffnung zu öffnen oder zu schließen, die in einem Ventilkörper des chillerseitigen Expansionsventils 16 definiert ist. Die Position der Welle kann in Abhängigkeit von der Drehrichtung, dem Drehgrad und dergleichen der Betätigungseinrichtung 16a variiert werden. Dementsprechend kann der Öffnungsgrad der Öffnung des chillerseitigen Expansionsventils 16 variiert werden. Die Steuereinrichtung 100 kann den Betrieb der Betätigungseinrichtung 16a steuern. Außerdem kann das chillerseitige Expansionsventil 16 ein EXV des vollständig offenen Typs sein. Da der Öffnungsgrad des chillerseitigen Expansionsventils 16 variiert wird, kann die Strömungsrate des Kältemittels in die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 variiert werden. In einem Zustand, in welchem das chillerseitige Expansionsventil 16 vollständig geöffnet ist (d.h. der Öffnungsgrad des chillerseitigen Expansionsventils 16 ist 100%), kann das Kältemittel nicht expandiert werden, während es durch das chillerseitige Expansionsventil 16 hindurchtritt.
Das Fahrzeugwärmemanagementsystem 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein HVAC-Gehäuse 70 aufweisen, das an einem Armaturenpaneel des Fahrzeuges montiert ist. Der Verdampfer 14 und die Fahrgastraumheizung 21 können in dem HVAC-Gehäuse 70 angeordnet sein. Die Fahrgastraumheizung 21 kann an der Stromabwärtsseite des Verdampfers 14 in einer Luftströmungsrichtung angeordnet sein. Eine Luftmischklappe 71 kann zwischen dem Verdampfer 14 und der Fahrgastraumheizung 21 angeordnet sein Eine elektrische Heizung 73 kann in dem HVAC-Gehäuse 70 angeordnet sein und kann konfiguriert sein, um die in den Fahrgastraum strömende Luft mittels Elektroenergie zu erwärmen. Die elektrische Heizung 73 kann an der Stromabwärtsseite der Fahrgastraumheizung 21 in der Luftströmungsrichtung angeordnet sein.
Gemäß den Ausführungsformen, die in den 1 bis 6 gezeigt sind, kann ein Kühlungsmodul benachbart zu einem Frontgrill (nicht gezeigt) des Fahrzeuges lediglich einen Radiator 24 aufweisen, und ein Elektromotor eines Kühlgebläses kann in einen relativ kostengünstigen DC(Gleichstrom)-Elektromotor geändert werden. Infolgedessen können die Herstellungskosten reduziert werden.
Mit Bezug auf 7 kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ferner einen luftgekühlten Kondensator 18 aufweisen, der an der Stromabwärtsseite der Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 angeordnet ist. Der luftgekühlte Kondensator 18 kann eine darin vorgesehene Kältemittelpassage aufweisen, und das Kältemittel kann durch die Kältemittelpassage des luftgekühlten Kondensators 18 hindurchtreten. Der luftgekühlte Kondensator 18 kann benachbart zu dem Frontgrill des Fahrzeuges angeordnet sein und kann Umgebungsluft direkt kontaktieren, so dass Wärme zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft in dem luftgekühlten Kondensator 18 übertragen werden kann. Insbesondere kann der luftgekühlte Kondensator 18 Wärme mit der Umgebungsluft tauschen, die zwangsläufig von dem Kühlgebläse geblasen wird, so dass eine Wärmeübertragungsrate zwischen dem Kältemittel und der Umgebungsluft weiter erhöht werden kann.
Das Kühlsystem 20 kann die Fahrgastraumheizung 21, die Batterie 22, die PE-Komponente 23 und eine Steuerventileinheit 30 aufweisen.
Die Fahrgastraumheizung 21 kann eine darin vorgesehene Kühlmittelpassage aufweisen. Das durch die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtretende Kühlmittel kann Wärme an die an einer Außenfläche der Fahrgastraumheizung 21 vorbeiführende Luft übertragen, so dass die an der Außenfläche der Fahrgastraumheizung 21 vorbeiführende Luft erwärmt werden kann und das durch die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtretende Kühlmittel gekühlt werden kann.
Die Batterie 22 kann eine Kühlmittelpassage aufweisen, die innerhalb oder außerhalb davon vorgesehen ist. Da das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtritt, kann das Kühlmittel erwärmt oder gekühlt werden, so dass die Batterie 22 auf einer angemessenen Temperatur gehalten werden kann. Zum Beispiel kann die Batterie 22 ein Hochspannungsbatteriepack eines Elektrofahrzeuges sein.
Die PE-Komponente 23 kann eine Kühlmittelpassage aufweisen, die innerhalb oder außerhalb davon vorgesehen ist. Da das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtritt, kann das Kühlmittel erwärmt oder gekühlt werden, so dass die PE-Komponente 23 auf einer angemessenen Temperatur gehalten werden kann. Zum Beispiel kann die PE-Komponente 23 ein Elektromotor, ein Inverter, eine Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung und dergleichen sein, welche Antriebsquellen eines Elektrofahrzeuges sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und die Fahrgastraumheizung 21 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Wenn die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und die Fahrgastraumheizung 21 über die Steuerventileinheit 30 miteinander fluidverbunden sind, kann das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtreten, und die Fahrgastraumheizung 21 kann die in den Fahrgastraum strömende Luft wirksam erwärmen, so dass die Fahrgastraumheizungsleistung verbessert werden kann. Daher kann das von dem wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel die in den Fahrgastraum hineinströmende Luft mittels der in dem HVAC-Gehäuse 70 angeordneten Fahrgastraumheizung 21 erwärmen, so dass das Heizen des Fahrgastraumes effizient durchgeführt werden kann. In dem Fahrzeugwärmemanagementsystem nach dem Stand der Technik kann, da ein Innenkondensator, der das Kältemittel kondensiert, in einem HVAC-Gehäuse vorgesehen ist, die Luftheizungsleistung des Innenkondensators relativ reduziert sein. Außerdem kann der Innenkondensator relativ teuer sein. Andererseits kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine relativ hohe Luftheizungsleistung mittels der Fahrgastraumheizung 21 erreichen, und die Fahrgastraumheizung 21 kann relativ kostengünstig sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und die Batterie 22 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Wenn die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und die Batterie 22 über die Steuerventileinheit 30 miteinander fluidverbunden sind, kann das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten, so dass es die Batterie 22 angemessen erwärmen kann.
Das Kühlmittelsystem 20 kann ferner den Radiator 24 aufweisen, der mit der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist. Der Radiator 24 kann benachbart zu dem Frontgrill des Fahrzeuges angeordnet sein und kann eine darin vorgesehene Kühlmittelpassage aufweisen. Das durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 hindurchtretende Kühlmittel kann durch die an einer Außenfläche des Radiators 24 vorbeiführende Umgebungsluft gekühlt werden. Der Radiator 24 kann das Kühlmittel durch die mittels eines Kühlgebläses (nicht gezeigt) zwangsläufig geblasene Umgebungsluft kühlen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Radiator 24 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Wenn die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Radiator 24 über die Steuerventileinheit 30 miteinander fluidverbunden sind, kann das durch den Radiator 24 gekühlte Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtreten, so dass das Kältemittel durch den wassergekühlten Kondensator 12 wirksam kondensiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass der Radiator 24 mit der PE-Komponente 23 und/oder der Batterie 22 fluidverbunden ist. Wenn der Radiator 24 über die Steuerventileinheit 30 mit der PE-Komponente und/oder der Batterie 22 fluidverbunden ist, kann das durch den Radiator 24 gekühlte Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 und/oder die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten, so dass die PE-Komponente 23 und/oder die Batterie 22 angemessen gekühlt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Batterie 22 und die PE-Komponente 23 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Wenn die Batterie 22 und die PE-Komponente 23 über die Steuerventileinheit 30 miteinander fluidverbunden sind, kann das von der PE-Komponente 23 abgeführte Kühlmittel durch den Radiator 24 und die Batterie 22 hindurchtreten.
Das Kühlmittelsystem 20 kann ferner einen Vorratsbehälter 27 aufweisen, der mit der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist. Der Vorratsbehälter 27 kann mit dem Radiator 24 fluidverbunden sein und kann das Kühlmittel temporär speichern. Wenn ein Kühlmitteldruck in dem Radiator 24 auf einen vorbestimmten Druck oder größer erhöht ist, kann der Vorratsbehälter 27 das Kühlmittel aufnehmen, oder wenn der Kühlmitteldruck in dem Radiator 24 kleiner als der vorbestimmte Druck ist, kann der Vorratsbehälter 27 das Kühlmittel auffüllen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Vorratsbehälter 27 mit einem Auslass des Radiators 24 verbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass der Vorratsbehälter 27 mit der PE-Komponente 23 und/oder der Batterie 22 fluidverbunden ist. Wenn der Vorratsbehälter 27 über die Steuerventileinheit 30 mit der PE-Komponente 23 und/oder der Batterie 22 fluidverbunden ist, kann das von dem Vorratsbehälter 27 abgeführte Kühlmittel durch die PE-Komponente 23 und/oder die Batterie 22 hindurchtreten.
Das Kühlmittelsystem 20 kann ferner eine Heizung (z.B. einen Erhitzer) 25 aufweisen, die mit der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist. Die Heizung 25 kann eine darin vorgesehene Kühlmittelpassage aufweisen, und das Kühlmittel kann durch die Kühlmittelpassage der Heizung 25 hindurchtreten. Die Heizung 25 kann mit der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 fluidverbunden sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Heizung 25 eine elektrische Heizung sein, die konfiguriert ist, um das Kühlmittel durch Elektroenergie zu erwärmen. Wenn das Heizen des Fahrgastraumes oder das Erwärmen der Batterie 22 erforderlich ist, kann die Heizung 25 eingeschaltet sein. Wenn die Heizung 25 eingeschaltet ist, kann das Kühlmittel durch die Heizung 25 erwärmt werden. Wenn die Heizung 25 ausgeschaltet ist, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Heizung 25 hindurchtreten, ohne durch die Heizung 25 erwärmt zu werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Heizung 25 und die Fahrgastraumheizung 21 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Das Kühlsystem 20 kann ferner eine Hilfspumpe 44 aufweisen, die mit der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Hilfspumpe 44 und die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Die Steuerventileinheit 30 kann eine erste Fahrgastraumöffnung 31 und eine zweite Fahrgastraumöffnung 32 aufweisen, die mit der Fahrgastraumheizung 21 in Fluidverbindung stehen. Wenn die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 mit der Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 in Fluidverbindung stehen, kann das Kühlmittel über die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 der Steuerventileinheit 30 durch die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtreten.
Die Steuerventileinheit 30 kann eine erste Kondensatoröffnung 36 und eine zweite Kondensatoröffnung 37 aufweisen, die mit der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 in Fluidverbindung stehen. Wenn die erste Kondensatoröffnung 36 und die zweite Kondensatoröffnung 37 mit der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 in Fluidverbindung stehen, kann das Kühlmittel über die erste Kondensatoröffnung 36 und die zweite Kondensatoröffnung 37 der Steuerventileinheit 30 durch die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtreten.
Die Steuerventileinheit 30 kann eine Batterieöffnung 33 aufweisen, die mit der Batterie 22 in Fluidverbindung steht. Wenn die Batterieöffnung 33 mit der Kühlmittelpassage der Batterie 22 in Fluidverbindung steht, kann das Kühlmittel über die Batterieöffnung 33 der Steuerventileinheit 30 durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten.
Die Steuerventileinheit 30 kann eine Komponentenöffnung 34 aufweisen, die mit der PE-Komponente 23 in Fluidverbindung steht. Wenn die Komponentenöffnung 34 mit der Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 in Fluidverbindung steht, kann das Kühlmittel über die Komponentenöffnung 34 der Steuerventileinheit 30 durch die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten.
Die Steuerventileinheit 30 kann eine Radiatoröffnung 35 aufweisen, die mit dem Radiator 24 in Fluidverbindung steht. Wenn die Radiatoröffnung 35 mit der Kühlmittelpassage des Radiators 24 in Fluidverbindung steht, kann das Kühlmittel über die Radiatoröffnung 35 der Steuerventileinheit 30 durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 hindurchtreten.
Die Steuerventileinheit 30 kann eine erste Chilleröffnung 38 und eine zweite Chilleröffnung 39 aufweisen, die mit der Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 in Fluidverbindung steht. Wenn die erste Chilleröffnung 38 und die zweite Chilleröffnung 39 mit der Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 in Fluidverbindung steht, kann das Kühlmittel über die erste Chilleröffnung 38 und die zweite Chilleröffnung 39 der Steuerventileinheit 30 durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind, und um zu ermöglichen, dass die zweite Fahrgastraumöffnung 32 und die zweite Kondensatoröffnung 37 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Wenn die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander fluidverbindet und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 und die zweite Kondensatoröffnung 37 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtreten. Wenn die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 von der ersten Kondensatoröffnung 36 fluidtrennt und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 von der zweiten Kondensatoröffnung 37 fluidtrennt, kann das Kühlmittel nicht durch die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtreten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Batterieöffnung 33 mit wenigstens einer von der ersten Chilleröffnung 38, der Radiatoröffnung 35 oder der ersten Kondensatoröffnung 36 fluidverbunden ist. Mit anderen Worten ist die Batterieöffnung 33 mit der ersten Chilleröffnung 38, der Radiatoröffnung 35, der ersten Kondensatoröffnung 36 oder einer Kombination davon fluidverbunden. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Batterieöffnung 33 und die erste Chilleröffnung 38 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 und die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Batterieöffnung 33 und die Radiatoröffnung 35 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24, den Vorratsbehälter 27 und die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Batterieöffnung 33 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12, die Kühlmittelpassage der Heizung 25 und die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Komponentenöffnung 34 mit wenigstens einer von der Radiatoröffnung 35 oder der ersten Chilleröffnung 38 fluidverbunden ist. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Komponentenöffnung 34 und die Radiatoröffnung 35 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Komponentenöffnung 34 und die erste Chilleröffnung 38 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 und die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Radiatoröffnung 35 mit wenigstens einer von der Komponentenöffnung 34, der ersten Kondensatoröffnung 36 oder der Batterieöffnung 33 fluidverbunden ist. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35 und die Komponentenöffnung 34 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 und die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtreten. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35 und die Batterieöffnung 33 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 und die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten.
Das Kühlsystem 20 kann eine Fahrgastraumpumpe 41, die mit der ersten Fahrgastraumöffnung 31 der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist, eine Batteriepumpe 42, die mit der Batterieöffnung 33 der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist, und eine Radiatorpumpe 43 aufweisen, die mit der Radiatoröffnung 35 der Steuerventileinheit 30 fluidverbunden ist. Wenn die Fahrgastraumpumpe 41, die Batteriepumpe 42 und die Radiatorpumpe 43 wahlweise arbeiten, kann das Kühlmittel in verschiedenen Richtungen strömen. Wenn die Fahrgastraumpumpe 41 arbeitet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 hindurchtreten. Wenn die Batteriepumpe 42 arbeitet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten. Wenn die Radiatorpumpe 43 arbeitet, kann das Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 hindurchtreten.
Die Steuerventileinheit 30 kann ferner eine Hilfsöffnung 40 aufweisen, die mit der Hilfspumpe 44 in Fluidverbindung steht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Steuerventileinheit 30 konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die Hilfsöffnung 40 und die zweite Chilleröffnung 39 miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind. Wenn die Steuerventileinheit 30 die Hilfsöffnung 40 und die zweite Chilleröffnung 39 miteinander fluidverbindet, kann das Kühlmittel durch die Hilfspumpe 44 und die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten.
Das Kühlsystem 20 kann einen Kühlmittelzirkulationspfad 80 aufweisen, der es ermöglicht, dass das Kühlmittel zirkuliert. Der Kühlmittelzirkulationspfad 80 kann eine erste Kühlmittelleitung 81, die mit der ersten Fahrgastraumöffnung 31 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, und eine zweite Kühlmittelleitung 82 aufweisen, die mit der zweiten Fahrgastraumöffnung 32 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist. Der Kühlmittelzirkulationspfad 80 kann auch eine dritte Kühlmittelleitung 83, die mit der Batterieöffnung 33 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, eine vierte Kühlmittelleitung 84, die mit der Komponentenöffnung 34 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, eine fünfte Kühlmittelleitung 85, die mit der Radiatoröffnung 35 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, und eine sechste Kühlmittelleitung 86 aufweisen, die mit der ersten Kondensatoröffnung 36 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist. Außerdem kann der Kühlmittelzirkulationspfad 80 eine siebte Kühlmittelleitung 87, die mit der zweiten Kondensatoröffnung 37 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, eine achte Kühlmittelleitung 88, die mit der ersten Chilleröffnung 38 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, eine neunte Kühlmittelleitung 89, die mit der zweiten Chilleröffnung 39 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist, und eine zehnte Kühlmittelleitung 90, die mit der Hilfsöffnung 40 der Steuerventileinheit 30 verbunden ist.
Die erste Kühlmittelleitung 81 kann die erste Fahrgastraumöffnung 31 der Steuerventileinheit 30 und eine erste Öffnung der Fahrgastraumheizung 21 miteinander verbinden. Die Fahrgastraumpumpe 41 kann mit der ersten Kühlmittelleitung 81 fluidverbunden sein.
Die zweite Kühlmittelleitung 82 kann die zweite Fahrgastraumöffnung 32 der Steuerventileinheit 30 und eine zweite Öffnung der Fahrgastraumheizung 21 miteinander verbinden.
Die dritte Kühlmittelleitung 83 kann über eine erste Verbindungsleitung 45 mit der neunten Kühlmittelleitung 89 verbunden sein. Die erste Verbindungsleitung 45 kann die dritte Kühlmittelleitung 83 und die neunte Kühlmittelleitung 89 miteinander verbinden. Außerdem kann die dritte Kühlmittelleitung 83 über eine zweite Verbindungsleitung 46 mit der zweiten Kühlmittelleitung 82 verbunden sein. Die zweite Verbindungsleitung 46 kann die dritte Kühlmittelleitung 83 und die zweite Kühlmittelleitung 82 miteinander verbinden. Die Batteriepumpe 42 und die Kühlmittelpassage der Batterie 22 können mit der dritten Kühlmittelleitung 83 fluidverbunden sein.
Die vierte Kühlmittelleitung 84 kann mit der zehnten Kühlmittelleitung 90 verbunden sein. Die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 kann mit der vierten Kühlmittelleitung 84 fluidverbunden sein.
Die fünfte Kühlmittelleitung 85 kann mit der siebten Kühlmittelleitung 87 und der zehnten Kühlmittelleitung 90 verbunden sein. Die Kühlmittelpassage des Radiators 24, der Vorratsbehälter 27 und die Radiatorpumpe 43 können mit der fünften Kühlmittelleitung 85 fluidverbunden sein.
Die sechste Kühlmittelleitung 86 kann die erste Kondensatoröffnung 36 der Steuerventileinheit 30 und die siebte Kühlmittelleitung 87 miteinander verbinden. Die Heizung 25 und die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 können mit der sechsten Kühlmittelleitung 86 fluidverbunden sein.
Die siebte Kühlmittelleitung 87 kann mit der fünften Kühlmittelleitung 85 und der zehnten Kühlmittelleitung 90 verbunden sein.
Die achte Kühlmittelleitung 88 kann die erste Chilleröffnung 38 der Steuerventileinheit 30 und die erste Öffnung der Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 miteinander verbinden.
Die neunte Kühlmittelleitung 89 kann die zweite Chilleröffnung 39 der Steuerventileinheit 30 und eine zweite Öffnung der Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 miteinander verbinden.
Die zehnte Kühlmittelpassage 90 kann mit der vierten Kühlmittelleitung 84, der fünften Kühlmittelleitung 85 und der siebten Kühlmittelleitung 87 verbunden sein. Die Hilfspumpe 44 kann mit der zehnten Kühlmittelleitung 90 fluidverbunden sein.
2 zeigt einen Zustand, in welchem das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Modus arbeitet. Mit Bezug auf 2 kann, wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem in dem ersten Modus arbeitet, die Batterie 22 durch den Chiller 15 gekühlt werden, die PE-Komponente 23 kann durch den Radiator 24 gekühlt werden, und das Heizen des Fahrgastraumes kann nicht durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 2 kann die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 von der ersten Kondensatoröffnung 36 und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 von der zweiten Kondensatoröffnung 37 fluidtrennen, so dass das Kühlmittel nicht zwischen der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Fahrgastraumheizung 21 zirkulieren kann. Da das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel nicht an die Fahrgastraumheizung 21 übertragen wird, kann das Heizen des Fahrgastraumes nicht durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 2 kann die Steuerventileinheit 30 die Batterieöffnung 33 und die erste Chilleröffnung 38 miteinander fluidverbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Batteriepumpe 42 durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 und die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten kann. Wenn der Öffnungsgrad des chillerseitigen Expansionsventils 16 des Kältemittelsystems 10 eingestellt ist, kann das Kältemittel durch das chillerseitige Expansionsventil 16 expandiert werden, und das expandierte Kältemittel kann durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das die Abwärme der Batterie 22 absorbiert, kann durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtritt, kann Wärme an das durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtretende Kältemittel übertragen, so dass das Kühlmittel gekühlt werden kann und das Kältemittel erwärmt oder verdampft werden kann.
Mit Bezug auf 2 kann die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35 und die Komponentenöffnung 34 miteinander verbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Radiatorpumpe 43 durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten. Außerdem kann die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander verbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Radiatorpumpe 43 durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24, die Kühlmittelpassage der Heizung 25 und die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtreten kann. Dementsprechend kann das durch den Radiator 24 gekühlte Kühlmittel in einem vorbestimmten Verhältnis an die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 und die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 verteilt werden, so dass die PE-Komponente 23 gekühlt werden kann, und das durch die Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtretende Kältemittel kann kondensiert werden.
3 zeigt einen Zustand, in welchem das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem zweiten Modus arbeitet. Mit Bezug auf 3 kann, wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem in dem zweiten Modus arbeitet, die Batterie 22 durch den Chiller 15 gekühlt werden, die PE-Komponente 23 kann durch den Radiator 24 gekühlt werden, und das Heizen des Fahrgastraumes kann durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 3 kann die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die erste Kondensatoröffnung 36 sowie die zweite Fahrgastraumöffnung 32 und die zweite Kondensatoröffnung 37 miteinander fluidverbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Fahrgastraumpumpe 41 zwischen der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Fahrgastraumheizung 21 zirkulieren kann. Das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel kann an die Fahrgastraumheizung 21 übertragen werden, so dass die Fahrgastraumheizung 21 die in den Fahrgastraum strömende Luft erwärmen kann, und daher kann das Heizen des Fahrgastraumes durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 3 kann die Steuerventileinheit 30 die Batterieöffnung 33 und die erste Chilleröffnung 38 miteinander fluidverbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Batteriepumpe 42 durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 und die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten kann. Wenn der Öffnungsgrad des chillerseitigen Expansionsventils 16 des Kältemittelsystems 10 eingestellt ist, kann das Kältemittel durch das chillerseitige Expansionsventil 16 expandiert werden, und das expandierte Kältemittel kann durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das die Abwärme der Batterie 22 absorbiert, kann durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtritt, kann Wärme an das durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtretende Kältemittel übertragen, so dass das Kühlmittel gekühlt werden kann und das Kältemittel erwärmt oder verdampft werden kann. Da das in dem Kältemittelsystem 10 zirkulierende Kältemittel durch den Chiller 15 ausreichend verdampft werden kann, kann das Kältemittel durch den wassergekühlten Kondensator 12 ausreichend kondensiert werden. Dementsprechend kann das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel zu der Fahrgastraumheizung 21 geführt werden, so dass die Fahrgastraumheizung 21 die in den Fahrgastraum strömende Luft ausreichend erwärmen kann. Wenn die Heizung 25 wahlweise eingeschaltet ist, kann das Kühlmittel durch die Heizung 25 zusätzlich erwärmt werden.
Mit Bezug auf 3 kann die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35 und die Komponentenöffnung 34 miteinander verbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Radiatorpumpe 43 durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten kann. Dementsprechend kann das durch den Radiator 24 gekühlte Kühlmittel zu der Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 geführt werden, so dass die PE-Komponente 23 angemessen gekühlt werden kann.
4 zeigt einen Zustand, in welchem das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem dritten Modus arbeitet. Mit Bezug auf 4 können, wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem in dem dritten Modus arbeitet, die Batterie 22 und die PE-Komponente 23 durch den Chiller 15 und den Radiator 24 gekühlt werden, und das Heizen des Fahrgastraumes kann nicht durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 4 kann die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 von der ersten Kondensatoröffnung 36 und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 von der zweiten Kondensatoröffnung 37 fluidtrennen, so dass das Kühlmittel nicht zwischen der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Fahrgastraumheizung 21 zirkulieren kann. Da das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel nicht an die Fahrgastraumheizung 21 übertragen wird, kann das Heizen des Fahrgastraumes nicht durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 4 kann die Steuerventileinheit 30 die Komponentenöffnung 34 und die erste Chilleröffnung 38 miteinander fluidverbinden. Außerdem kann die Steuerventileinheit 30 die Radiatoröffnung 35, die Batterieöffnung 33 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander fluidverbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Batteriepumpe 42 und der Radiatorpumpe 43 durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24, die Kühlmittelpassage der Batterie 22, die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15, die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 und die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtreten kann. Ein Teil des durch den Radiator 24 gekühlten Kühlmittels kann durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22, die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten, so dass das Kühlmittel durch den Chiller 15 und den Radiator 24 gekühlt werden kann und die Batterie 22 und die PE-Komponente 23 gekühlt werden können. Ein übriger Teil des durch den Radiator 24 gekühlten Kühlmittels kann durch die Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtreten, so dass das durch die Kältemittelpassage 12a des wassergekühlten Kondensators 12 hindurchtretende Kältemittel angemessen kondensiert werden kann.
5 zeigt einen Zustand, in welchem das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem vierten Modus arbeitet. Mit Bezug auf 5 können, wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem in dem vierten Modus arbeitet, die Batterie 22 und die PE-Komponente 23 durch den Chiller 15 und den Radiator 24 gekühlt werden, und das Heizen des Fahrgastraumes kann durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 5 kann die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die erste Kondensatoröffnung 36 fluidverbinden, und die zweite Fahrgastraumöffnung 32 und die zweite Kondensatoröffnung 37 fluidverbinden, sodass das Kühlmittel zwischen der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Fahrgastraumheizung 21 mittels der Fahrgastraumpumpe 41 zirkulieren kann. Das von dem wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel kann zu der Fahrgastraumheizung 21 transferiert werden, sodass die Fahrgastraumheizung 21 die in den Fahrgastraum strömende Luft erwärmen kann, und damit kann das Heizen des Fahrgastraums durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 5 kann die Steuerventileinheit 30 die Komponentenöffnung 34 und die erste Chilleröffnung 38 sowie die Radiatoröffnung 35 und die Batterieöffnung 33 miteinander fluidverbinden, so dass das Kühlmittel mittels der Batteriepumpe 42 und der Radiatorpumpe 43 durch die Kühlmittelpassage des Radiators 24, die Kühlmittelpassage der Batterie 22, die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten kann. Das durch den Radiator 24 gekühlte Kühlmittel kann durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22, die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 und die Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 hindurchtreten, so dass das Kühlmittel durch den Chiller 15 und den Radiator 24 gekühlt werden kann und die Batterie 22 und die PE-Komponente 23 gekühlt werden können. Wenn der Öffnungsgrad des chillerseitigen Expansionsventils 16 des Kältemittelsystems 10 eingestellt ist, kann das Kältemittel durch das chillerseitige Expansionsventil 16 expandiert werden. Das expandierte Kältemittel kann durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das die Abwärme der Batterie 22 und die Abwärme der PE-Komponente 23 absorbiert, kann durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtritt, kann Wärme an das durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtretende Kältemittel übertragen, so dass das Kühlmittel gekühlt werden kann und das Kältemittel erwärmt oder verdampft werden kann. Da das in dem Kältemittelsystem 10 zirkulierende Kältemittel durch den Chiller 15 ausreichend verdampft werden kann, kann das Kältemittel durch den wassergekühlten Kondensator 12 ausreichend kondensiert werden. Dementsprechend kann das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel zu der Fahrgastraumheizung 21 geführt werden, so dass die Fahrgastraumheizung 21 die in den Fahrgastraum strömende Luft ausreichend erwärmen kann. Wenn die Heizung 25 wahlweise eingeschaltet ist, kann das Kühlmittel durch die Heizung 25 zusätzlich erwärmt werden.
6 zeigt einen Zustand, in welchem das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem fünften Modus arbeitet. Mit Bezug auf 6 können, wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem in dem fünften Modus arbeitet, die Wärme der Umgebungsluft und die Abwärme der PE-Komponente 23 in dem Chiller 15 zurückgewonnen werden, und das Heizen des Fahrgastraumes und/oder das Erwärmen der Batterie 22 können durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 6 kann die Steuerventileinheit 30 die erste Fahrgastraumöffnung 31 und die erste Kondensatoröffnung 36 sowie die zweite Fahrgastraumöffnung 32 und die zweite Kondensatoröffnung 37 miteinander fluidverbinden, so dass das Kühlmittel zwischen der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 und der Fahrgastraumheizung 21 zirkulieren kann. Das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel kann an die Fahrgastraumheizung 21 übertragen werden, so dass die Fahrgastraumheizung 21 die in den Fahrgastraum strömende Luft erwärmen kann, und daher kann das Heizen des Fahrgastraumes durchgeführt werden.
Mit Bezug auf 6 kann die Steuerventileinheit 30 die Komponentenöffnung 34, die erste Chilleröffnung 38 und die Radiatoröffnung 35 miteinander fluidverbinden. Die Steuerventileinheit 30 kann auch die Hilfsöffnung 40 und die zweite Chilleröffnung 39 miteinander fluidverbinden, so dass das von der Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 abgeführte Kühlmittel mittels der Hilfspumpe 44 durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten kann. Das von der Kühlmittelpassage des Radiators 24 abgeführte Kühlmittel kann mittels der Radiatorpumpe 43 durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten. Das von der Kühlmittelpassage der PE-Komponente 23 abgeführte Kühlmittel und das von der Kühlmittelpassage des Radiators 24 abgeführte Kühlmittel können in der Innenpassage der Steuerventileinheit 30 miteinander verbunden werden und zu der Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 geführt werden. Wenn der Öffnungsgrad des chillerseitigen Expansionsventils 16 des Kältemittelsystems 10 eingestellt ist, kann das Kältemittel durch das chillerseitige Expansionsventil 16 expandiert werden. Das expandierte Kältemittel kann durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtreten. Das Kühlmittel, das die Abwärme der PE-Komponente 23 absorbiert, kann durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtreten, und das Kühlmittel, das durch die Kühlmittelpassage 15b des Chillers 15 hindurchtritt, kann Wärme an das durch die Kältemittelpassage 15a des Chillers 15 hindurchtretende Kältemittel übertragen, so dass das Kühlmittel gekühlt werden kann und das Kältemittel erwärmt oder verdampft werden kann.
Mit Bezug auf 6 kann die Steuerventileinheit 30 die Batterieöffnung 33 und die erste Kondensatoröffnung 36 miteinander fluidverbinden, so dass das von der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 abgeführte Kühlmittel in einem vorbestimmten Verhältnis an die Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 und die Kühlmittelpassage der Batterie 22 verteilt werden kann. Ein Teil des von der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 abgeführten Kühlmittels kann mittels der Batteriepumpe 42 durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten. Außerdem kann das von der Kühlmittelpassage der Batterie 22 abgeführte Kühlmittel mit der zweiten Kühlmittelleitung 82 verbunden werden und zu der Kühlmittelpassage 12b des wassergekühlten Kondensators 12 geführt werden. Dementsprechend kann das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel durch die Kühlmittelpassage der Batterie 22 hindurchtreten, so dass die Batterie 22 angemessen erwärmt werden kann.
Wie oben beschrieben, kann das durch den wassergekühlten Kondensator 12 erwärmte Kühlmittel zu der Kühlmittelpassage der Fahrgastraumheizung 21 und/oder der Kühlmittelpassage der Batterie 22 geführt werden, so dass das Heizen des Fahrgastraumes und/oder das Erwärmen der Batterie durchgeführt werden können. Wenn die Heizung 25 wahlweise eingeschaltet ist, kann das Kühlmittel durch die Heizung 25 zusätzlich erwärmt werden.
Mit Bezug auf die 1 bis 7 kann die Steuerventileinheit 30 ein einziges Ventilgehäuse 30a mit der Mehrzahl von Öffnungen 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 und 40 aufweisen.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerventileinheit 30 eine Mehrzahl von physikalisch voneinander getrennten Ventilgehäusen aufweisen. Wenn die Mehrzahl von Ventilgehäusen physikalisch voneinander getrennt sind, kann die Anordnung des Wärmemanagementsystems in verschiedenen Weisen geändert werden. Mit Bezug auf 8 kann die Steuerventileinheit 30 des Fahrzeugwärmemanagementsystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ein erstes Ventilgehäuse 30b und ein zweites Ventilgehäuse 30c aufweisen, die physikalisch voneinander getrennt sind. Das erste Ventilgehäuse 30b kann die erste Fahrgastraumöffnung 31, die Batterieöffnung 33, die Komponentenöffnung 34, die Radiatoröffnung 35, die erste Kondensatoröffnung 36 und die erste Chilleröffnung 38 aufweisen. Das zweite Ventilgehäuse 30c kann die zweite Fahrgastraumöffnung 32, die zweite Kondensatoröffnung 37, die zweite Chilleröffnung 39 und die Hilfsöffnung 40 aufweisen.
Wie oben beschrieben, kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß Ausführungsformen der Erfindung gestaltet sein, um das Heizen und Kühlen des Fahrgastraumes und das Wärmemanagement der Batterie und der PE-Komponente effizient durchzuführen. Infolgedessen kann die elektrische Effizienz des Fahrzeuges verbessert werden.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung kann durch Verwenden eines Systems, das Luft durch das Kühlmittel erwärmt, die Anzahl von Komponenten bedeutend reduziert werden und das Gewicht des Fahrzeugwärmemanagementsystems kann reduziert werden. Außerdem kann der Preis einiger Komponenten relativ gering sein, so dass die Herstellungskosten des Fahrzeugwärmemanagementsystems reduziert werden können.
Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung kann das durch den wassergekühlten Kondensator erwärmte Kühlmittel die in den Fahrgastraum strömende Luft durch die in dem HVAC-Gehäuse angeordnete Fahrgastraumheizung erwärmen, so dass das Heizen des Fahrgastraumes effizient durchgeführt werden kann. Wenn das Fahrzeugwärmemanagementsystem nach dem Stand der Technik einen Innenkondensator aufweist, der ein Kältemittel in einem HVAC-Gehäuse kondensiert, kann dies die Nachteile haben, dass die Luftheizungsleistung des Innenkondensators relativ reduziert sein kann und der Preis des Innenkondensators relativ hoch sein kann. Andererseits kann das Fahrzeugwärmemanagementsystem gemäß den Ausführungsformen der Erfindung eine relativ hohe Luftheizungsleistung mittels der Fahrgastraumheizung erreichen, und die Fahrgastraumheizung kann relativ kostengünstig sein.
Bezugszeichenliste

10: Kältemittelsystem
11: Kompressor
12: wassergekühlter Kondensator
12a: Kältemittelpassage
12b: Kühlmittelpassage
13: kühlungsseitiges Expansionsventil
14: Verdampfer
15: Chiller
15a: Kältemittelpassage
15b: Kühlmittelpassage
16: chillerseitiges Expansionsventil
20: Kühlmittelsystem
21: Fahrgastraumheizung
22: Batterie
23: PE-Komponente
24: Radiator
25: Heizung
30: Steuerventileinheit
31: erste Fahrgastraumöffnung
32: zweite Fahrgastraumöffnung
33: Batterieöffnung
34: Komponentenöffnung
35: Radiatoröffnung
36: erste Kondensatoröffnung
37: zweite Kondensatoröffnung
38: erste Chilleröffnung
39: zweite Chilleröffnung
40: Hilfsöffnung
41: Fahrgastraumpumpe
42: Batteriepumpe
43: Radiatorpumpe
44: Hilfspumpe
50: Kältemittelzirkulationspfad
70: HVAC-Gehäuse
71: Luftmischklappe
73: elektrische Heizung
80: Kühlmittelzirkulationspfad

Claims

Fahrzeugwärmemanagementsystem, aufweisend: ein Kältemittelsystem (10), das einen Kompressor (11), einen wassergekühlten Kondensator (12), ein chillerseitiges Expansionsventil (16) und einen Chiller (15) aufweist, und ein Kühlmittelsystem (20), das eine Fahrgastraumheizung (21), eine Batterie (22), eine Leistungselektronik(PE)-Komponente (23) und eine Steuerventileinheit (30) aufweist, wobei der wassergekühlte Kondensator (12) eine Kältemittelpassage (12a), durch welche ein Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage (12b) aufweist, durch welche ein Kühlmittel hindurchtritt, und wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage (12b) des wassergekühlten Kondensators (12) und die Fahrgastraumheizung (21) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage (12b) des wassergekühlten Kondensators (12) und die Batterie (22) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerventileinheit (30) eine erste Fahrgastraumöffnung (31) und eine zweite Fahrgastraumöffnung (32) aufweist, die konfiguriert sind, um mit der Fahrgastraumheizung (21) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerventileinheit (30) eine erste Kondensatoröffnung (36) und eine zweite Kondensatoröffnung (37) aufweist, die konfiguriert sind, um mit der Kühlmittelpassage (12b) des wassergekühlten Kondensators (12) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 4, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die erste Fahrgastraumöffnung (31) und die erste Kondensatoröffnung (36) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind, und wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die zweite Fahrgastraumöffnung (32) und die zweite Kondensatoröffnung (37) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Kühlmittelsystem (20) eine Fahrgastraumpumpe (41) aufweist, die konfiguriert ist, um mit der ersten Fahrgastraumöffnung (31) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerventileinheit (30) eine Batterieöffnung (33), die konfiguriert ist, um mit der Batterie (22) in Fluidverbindung zu stehen, und eine Komponentenöffnung (34) aufweist, die konfiguriert ist, um mit der PE-Komponente (23) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 7, wobei das Kühlmittelsystem (20) eine Batteriepumpe (42) aufweist, die konfiguriert ist, um mit der Batterieöffnung (33) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Kühlmittelsystem (20) ferner einen Radiator (24) aufweist, der konfiguriert ist, um mit der Steuerventileinheit (30) in Fluidverbindung zu stehen, und wobei die Steuerventileinheit (30) eine Radiatoröffnung (35) aufweist, die konfiguriert ist, um mit dem Radiator (24) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 9, wobei das Kühlmittelsystem (20) eine Radiatorpumpe (43) aufweist, die konfiguriert ist, um mit der Radiatoröffnung (35) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Kühlmittelpassage (12b) des wassergekühlten Kondensators (12) und der Radiator (24) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass der Radiator (24) mit wenigstens einem von der PE-Komponente (23) oder der Batterie (22) fluidverbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Chiller (15) eine Kältemittelpassage (15a), durch welche das Kältemittel hindurchtritt, und eine Kühlmittelpassage (15b) aufweist, durch welche das Kühlmittel hindurchtritt.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 13, wobei die Steuerventileinheit (30) eine erste Chilleröffnung (38) und eine zweite Chilleröffnung (39) aufweist, die konfiguriert sind, um mit der Kühlmittelpassage (15b) des Chillers (15) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 14, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Batterieöffnung (33) mit wenigstens einer von der ersten Chilleröffnung (38), der Radiatoröffnung (35) oder der ersten Kondensatoröffnung (36) fluidverbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Komponentenöffnung (34) mit wenigstens einer von der Radiatoröffnung (35) oder der ersten Chilleröffnung (38) fluidverbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Radiatoröffnung (35) mit wenigstens einer von der Komponentenöffnung (34), der ersten Kondensatoröffnung (36) oder der Batterieöffnung (33) fluidverbunden ist.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Kühlsystem (20) ferner eine Hilfspumpe (44) aufweist, die konfiguriert ist, um mit der Steuerventileinheit (30) in Fluidverbindung zu stehen, und wobei die Steuerventileinheit (30) ferner eine Hilfsöffnung (40) aufweist, die konfiguriert ist, um mit der Hilfspumpe (44) in Fluidverbindung zu stehen.
Fahrzeugwärmemanagementsystem nach Anspruch 18, wobei die Steuerventileinheit (30) konfiguriert ist, um zu ermöglichen, dass die Hilfsöffnung (40) und die zweite Chilleröffnung (39) miteinander fluidverbunden oder voneinander fluidgetrennt sind.