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DE102023005427A1 - Tempering device and motor vehicle with such a - Google Patents

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Publication number
DE102023005427A1
DE102023005427A1 DE102023005427.5A DE102023005427A DE102023005427A1 DE 102023005427 A1 DE102023005427 A1 DE 102023005427A1 DE 102023005427 A DE102023005427 A DE 102023005427A DE 102023005427 A1 DE102023005427 A1 DE 102023005427A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature control
control circuit
coolant
cooler
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023005427.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Lichtenberger
Torsten Frank
Stefan Morgenstern
Rene Pichlbauer
Manuel Schwarz
Andreas Siuka
Ramanan Wanner
Ulrich Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102023005427.5A priority Critical patent/DE102023005427A1/en
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung (5; 105; 205) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Temperierkreislauf (6; 106; 206) in dem Kühlmittel zirkulierbar ist und der folgendes aufweist: zumindest einen Antriebsmotor (12, 13) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (1); einen Chiller (17), der vom Temperierkreislauf (6; 106; 206) und fluidisch davon getrennt von einem Kältemittelkreislauf (8) durchströmbar ist; eine Antriebsbatterie (2), und einen Temperierkreiskühler (7), der vom Temperierkreislauf (6; 106; 206) und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist, wobei die Temperiereinrichtung (5; 105; 205) einen ersten Betriebsmodus aufweist, in dem der Temperierkreiskühler (7), der Chiller (17), die Antriebsbatterie (2) und erneut der Temperierkreiskühler (7) in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind, ferner mit einem Schaltventil (15) in Form eines 5/4-Wege-Ventils zum Schalten des Temperierkreislaufs (6) in verschiede Betriebsmodi.

Figure DE102023005427A1_0000
The invention relates to a temperature control device (5; 105; 205) for a motor vehicle (1), with a temperature control circuit (6; 106; 206) in which coolant can be circulated and which has the following: at least one drive motor (12, 13) for driving the motor vehicle (1); a chiller (17) through which the temperature control circuit (6; 106; 206) can flow and through which a coolant circuit (8) can be fluidically separated from it; a drive battery (2), and a temperature control circuit cooler (7) through which air can flow from the temperature control circuit (6; 106; 206) and fluidically separated therefrom, wherein the temperature control device (5; 105; 205) has a first operating mode in which air can flow through the temperature control circuit cooler (7), the chiller (17), the drive battery (2) and again the temperature control circuit cooler (7) in this order in a ring-like series, furthermore with a switching valve (15) in the form of a 5/4-way valve for switching the temperature control circuit (6) into different operating modes.
Figure DE102023005427A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung zum Beheizen und/oder Kühlen verschiedener Fahrzeugkomponenten eines elektrifizierten Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Temperiereinrichtung.The invention relates to a temperature control device for heating and/or cooling various vehicle components of an electrified motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a temperature control device.

Aus der DE 10 2021 123 953 A1 ist ein Temperierkreislauf bekannt, der mit einem Kältekreislauf zusammenwirkt. Soll bei diesem System die Antriebsbatterie gekühlt werden, dann ist es nicht möglich dies ausschließlich mit kaltem, vom Temperier-Hauptkreislauf kommendem Kühlmittel zu tun, denn dieses vom Temperier-Hauptkreislauf kommende Kühlmittel mischt sich vor Erreichen der Antriebsbatterie mit bereits von der Antriebsbatterie erwärmtem vom Batteriekreislauf (an einer Stelle unmittelbar vor dem Eingang einer zweiten Wärmequelle). Ebenso verhält es sich für den Fall, dass die Antriebsbatterie mit Wärme vom Antriebsmotor erwärmt werden soll. Auch hier würde sich heißes vom Antriebsmotor kommende Kühlmittel mit Kühlmittel vermischen, welches von der Antriebsbatterie kommt und aufgrund dessen, dass es kühler ist als das vom Antriebsmotor kommende Kühlmittel, das Temperaturniveau des Kühlmittels absenkt.From the DE 10 2021 123 953 A1 a temperature control circuit is known that works together with a refrigeration circuit. If the drive battery is to be cooled in this system, then it is not possible to do this exclusively with cold coolant coming from the main temperature control circuit, because this coolant coming from the main temperature control circuit mixes with the battery circuit that has already been heated by the drive battery before it reaches the drive battery (at a point immediately before the entrance to a second heat source). The same applies if the drive battery is to be heated with heat from the drive motor. Here too, hot coolant coming from the drive motor would mix with coolant coming from the drive battery and, because it is cooler than the coolant coming from the drive motor, lowers the temperature level of the coolant.

Zum weiteren Stand der Technik wird auf EP 2 392 486 B1 , EP 1 637 709 A2 , DE 10 2009 042 774 A1 und DE 10 2017 221 914 A1 verwiesen.For further information on the state of the art, please refer to EP 2 392 486 B1 , EP 1 637 709 A2 , DE 10 2009 042 774 A1 and DE 10 2017 221 914 A1 referred to.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise zu beseitigen. Diese Aufgabe wird durch eine Temperiereinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is therefore an object of the present invention to at least partially eliminate the above-mentioned disadvantages. This object is achieved by a temperature control device according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 8. Advantageous further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einem Temperierkreislauf in dem Kühlmittel zirkulierbar ist und der folgendes aufweist: zumindest einen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs; einen Chiller, der vom Temperierkreislauf und fluidisch davon getrennt von einem Kältemittelkreislauf durchströmbar ist; eine Antriebsbatterie, und einen Temperierkreiskühler, der vom Temperierkreislauf und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist, wobei die Temperiereinrichtung einen ersten Betriebsmodus aufweist, in dem der Temperierkreiskühler, der Chiller, die Antriebsbatterie und erneut der Temperierkreiskühler in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass beim Kühlen ein Kühlmittel mit niedrigerem Temperaturniveau bei der Antriebsbatterie ankommt, weil es möglich ist, dass das die Antriebsbatterie erreichende Kühlmittel direkt vom Temperierkreiskühler (im Kühlbetrieb, wie beispielsweise während des Ladens im Stand) kommt, ohne mit wärmerem Kühlmittel gemischt zu werden, welches unmittelbar zuvor bereits die Antriebsbatterie durchströmte, wie im Stand der Technik.According to one embodiment of the invention, a temperature control device for a motor vehicle is provided, with a temperature control circuit in which coolant can be circulated and which has the following: at least one drive motor for driving the motor vehicle; a chiller through which the temperature control circuit can flow and fluidically separated from a refrigerant circuit; a drive battery, and a temperature control circuit cooler through which the temperature control circuit can flow and fluidically separated from it by air, wherein the temperature control device has a first operating mode in which the temperature control circuit cooler, the chiller, the drive battery and again the temperature control circuit cooler can flow through in a ring-like series in this order. This embodiment has the advantage that during cooling, a coolant with a lower temperature level arrives at the drive battery because it is possible for the coolant reaching the drive battery to come directly from the temperature control circuit cooler (in cooling mode, such as during charging when stationary) without being mixed with warmer coolant that has already flowed through the drive battery immediately beforehand, as in the prior art.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im ersten Betriebsmodus der Temperierkreiskühler, der zumindest eine Antriebsmotor, der Chiller, die Antriebsbatterie und erneut der Temperierkreiskühler in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass beim Beheizen der Antriebsbatterie Kühlmittel mit höherem Temperaturniveau bei der Antriebsbatterie ankommt, weil es möglich ist, dass das die Antriebsbatterie erreichende Kühlmittel direkt vom Antriebsmotor kommt (im Heizbetrieb, wie beispielsweise während der Fahrt im Winter), ohne mit kälterem Kühlmittel gemischt zu werden.According to a further embodiment of the invention, in the first operating mode, the temperature control circuit cooler, the at least one drive motor, the chiller, the drive battery and again the temperature control circuit cooler can be flowed through in a ring-like series in this order. This embodiment has the advantage that when the drive battery is heated, coolant with a higher temperature level arrives at the drive battery because it is possible for the coolant reaching the drive battery to come directly from the drive motor (in heating mode, such as when driving in winter), without being mixed with colder coolant.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im ersten Betriebsmodus zwischen der Antriebsbatterie und dem Temperierkreiskühler ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher, der insbesondere als Kondensator fungiert, angeordnet. Mittels des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauschers kann die Temperatur im Temperierkreislauf und somit das Druckniveau im Temperierkreislauf gesenkt werden, was den Vorteil eines Bauteilschutzes für Komponenten im Temperierkreislauf haben kann. Außerdem kann mittels des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauschers der Temperierkreislauf über den Kältekreislauf beheizt werden, was die Umsetzung einer Wärmepumpenfunktionalität ermöglicht.According to a further embodiment of the invention, in the first operating mode, a refrigerant-coolant heat exchanger, which functions in particular as a condenser, is arranged between the drive battery and the temperature control circuit cooler. The temperature in the temperature control circuit and thus the pressure level in the temperature control circuit can be reduced by means of the refrigerant-coolant heat exchanger, which can have the advantage of protecting components in the temperature control circuit. In addition, the temperature control circuit can be heated via the refrigeration circuit by means of the refrigerant-coolant heat exchanger, which enables the implementation of a heat pump functionality.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Temperiereinrichtung ferner einen Kältekreiskühler, der vom Kältekreislauf und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist. Insbesondere ist der Kältekreiskühler in einem Luftströmungspfad durch den Temperierkreiskühler angeordnet, also insbesondere entlang einer Fahrzeuglängsachse gesehen vor oder hinter dem Temperierkreiskühler. Dies erhöht die Flexibilität der Temperiereinrichtung deutlich und ermöglicht, dass der Temperierkreislauf mit Kältekreisläufen verschiedener Kältemittel geeignet ist. Beispielsweise kann durch den Kältekreiskühler die Temperiereinrichtung auch mit dem Kältemittel R744 verwendet werden, weil eine entsprechende Kühlung ermöglicht und ein Überhitzen des Kältekreislaufs vermieden wird.According to a further embodiment of the invention, the temperature control device also has a refrigeration circuit cooler through which air can flow from the refrigeration circuit and fluidically separated from it. In particular, the refrigeration circuit cooler is arranged in an air flow path through the refrigeration circuit cooler, i.e. in particular in front of or behind the refrigeration circuit cooler when viewed along a vehicle's longitudinal axis. This significantly increases the flexibility of the temperature control device and enables the temperature control circuit to be suitable for refrigeration circuits with different refrigerants. For example, the refrigeration circuit cooler means that the temperature control device can also be used with the refrigerant R744 because appropriate cooling is possible and overheating of the refrigeration circuit is avoided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kältekreiskühler entlang einer Fahrzeuglängsachse gesehen hinter dem Temperierkreiskühler angeordnet, d.h. der Temperierkreiskühler ist im Vergleich zum Kältekreiskühler näher zu einem Fahrzeugvorderende positioniert. Insbesondere ist der Kältekreiskühler in Fahrzeuglängsrichtung gesehen direkt hinter dem Temperierkreiskühler angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der üblicherweise heißere Kältekreiskühler dem Temperierkreiskühler, bezogen auf die Anströmungsrichtung, nachgeschaltet ist. Dadurch kann die Kühlleistung am Temperierkreiskühler verbessert werden und das Temperaturniveau stromabwärts des Temperierkreiskühlers gesenkt werden. Außerdem haben Kältemittel wie R744 sehr hohe Anforderungen an die Kühlmitteltemperatur. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, dass der Temperierkreiskühler bezogen auf die Luftströmung stromaufwärts des Kältekreiskühlers angeordnet ist, weil somit das Kühlmittel besser gekühlt wer den kann.According to a further embodiment of the invention, the cooling circuit cooler is arranged behind the temperature control circuit cooler, as seen along a vehicle longitudinal axis, ie the temperature control circuit cooler is positioned closer to the front end of the vehicle than the refrigeration circuit cooler. In particular, the refrigeration circuit cooler is arranged directly behind the temperature control circuit cooler in the longitudinal direction of the vehicle. This has the advantage that the usually hotter refrigeration circuit cooler is arranged downstream of the temperature control circuit cooler in relation to the direction of flow. This improves the cooling performance of the temperature control circuit cooler and lowers the temperature level downstream of the temperature control circuit cooler. In addition, refrigerants such as R744 have very high requirements for the coolant temperature. In this context, it is advantageous that the temperature control circuit cooler is arranged upstream of the refrigeration circuit cooler in relation to the air flow, because this allows the coolant to be cooled better.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Temperiereinrichtung ferner ein Schaltventil in Form eines 5/4-Wege-Ventils zum Schalten des Temperierkreislaufs in verschiede Betriebsmodi. Auf diese Weise lassen sich diverse Betriebsmodi mit einem einzigen Schaltventil verwirklichen.According to a further embodiment of the invention, the temperature control device also has a switching valve in the form of a 5/4-way valve for switching the temperature control circuit into different operating modes. In this way, various operating modes can be implemented with a single switching valve.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Temperiereinrichtung ferner einen Kühler-Bypass zur Umgehung des Temperierkreiskühlers, insbesondere zur Umgehung ausschließlich des Temperierkreiskühlers. Durch den Kühler-Bypass kann im Bedarfsfall Wärmeenergie im Temperierkreislauf gehalten werden.According to a further embodiment of the invention, the temperature control device also has a cooler bypass for bypassing the temperature control circuit cooler, in particular for bypassing only the temperature control circuit cooler. The cooler bypass can be used to keep heat energy in the temperature control circuit if necessary.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im ersten Betriebsmodus der Temperierkreiskühler, der Chiller, die Antriebsbatterie, der zumindest eine Antriebsmotor und erneut der Temperierkreiskühler in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat auch den Vorteil, dass beim Kühlen ein Kühlmittel mit niedrigerem Temperaturniveau bei der Antriebsbatterie ankommt, weil es möglich ist, dass das die Antriebsbatterie erreichende Kühlmittel direkt vom Temperierkreiskühler kommt, ohne mit wärmerem Kühlmittel gemischt zu werden, welches unmittelbar zuvor bereits die Antriebsbatterie durchströmte, wie im Stand der Technik.According to a further embodiment of the invention, in the first operating mode, the temperature control circuit cooler, the chiller, the drive battery, the at least one drive motor and again the temperature control circuit cooler can be flowed through in a ring-like series in this order. This embodiment also has the advantage that during cooling, a coolant with a lower temperature level arrives at the drive battery because it is possible for the coolant reaching the drive battery to come directly from the temperature control circuit cooler without being mixed with warmer coolant that has already flowed through the drive battery immediately beforehand, as in the prior art.

Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit, mit einem Temperierkreislauf in dem Kühlmittel zirkulierbar ist und der folgendes aufweist: zumindest einen Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs; einen Chiller, der vom Temperierkreislauf und fluidisch davon getrennt von einem Kältemittelkreislauf durchströmbar ist; eine Antriebsbatterie, und einen Temperierkreiskühler, der vom Temperierkreislauf und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist, einen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher, der im Temperierkreislauf angeordnet ist und wahlweise durchströmbar oder umgehbar ist, und einen Kältekreiskühler, der vom Kältekreislauf und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist. Insbesondere fungiert der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher dabei als Kondensator. Dies erhöht die Flexibilität der Temperiereinrichtung deutlich und ermöglicht, dass der Temperierkreislauf mit Kältekreisläufen verschiedener Kältemittel kompatibel ist. Beispielsweise kann durch den Kältekreiskühler die Temperiereinrichtung auch mit dem Kältemittel R744 genutzt werden, weil eine entsprechende Kühlung des Kältekreislaufs ermöglicht und ein Überhitzen des Kältekreislaufs vermieden wird. Außerdem kann mittels des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauschers der Temperierkreislauf über den Kältekreislauf beheizt werden, was die Umsetzung einer Wärmepumpenfunktionalität ermöglicht.Furthermore, the present invention provides a temperature control device for a motor vehicle, with a temperature control circuit in which coolant can be circulated and which has the following: at least one drive motor for driving the motor vehicle; a chiller through which the temperature control circuit can flow and fluidically separated from a refrigerant circuit; a drive battery, and a temperature control circuit cooler through which the temperature control circuit can flow and fluidically separated from air, a refrigerant-coolant heat exchanger that is arranged in the temperature control circuit and can optionally be flowed through or bypassed, and a refrigeration circuit cooler through which the refrigeration circuit can flow and fluidically separated from air. In particular, the refrigerant-coolant heat exchanger functions as a condenser. This significantly increases the flexibility of the temperature control device and enables the temperature control circuit to be compatible with refrigeration circuits of different refrigerants. For example, the refrigeration circuit cooler allows the temperature control device to be used with the refrigerant R744 because it enables appropriate cooling of the refrigeration circuit and prevents the refrigeration circuit from overheating. In addition, the temperature control circuit can be heated via the refrigeration circuit using the refrigerant-coolant heat exchanger, which enables the implementation of a heat pump functionality.

Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Temperiereinrichtung bereit.Furthermore, the present invention provides a motor vehicle with such a temperature control device.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 zeigt eine Temperiereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 zeigt einen ersten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung aus 2;
  • 4 zeigt einen zweiten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung aus 2;
  • 5 zeigt einen dritten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung aus 2;
  • 6 zeigt eine Temperiereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 zeigt verschiedene Betriebsmodi der Temperiereinrichtung aus 6;
  • 8 zeigt einen ersten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung aus 6, und
  • 9 zeigt eine Temperiereinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 shows a motor vehicle according to an embodiment of the invention;
  • 2 shows a tempering device according to a first embodiment of the invention;
  • 3 shows a first operating mode of the tempering device from 2 ;
  • 4 shows a second operating mode of the tempering device from 2 ;
  • 5 shows a third operating mode of the tempering device from 2 ;
  • 6 shows a tempering device according to a second embodiment of the invention;
  • 7 shows different operating modes of the temperature control device 6 ;
  • 8 shows a first operating mode of the tempering device from 6 , and
  • 9 shows a tempering device according to a third embodiment of the invention.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Antriebsbatterie 2 auf, in der elektrische Energie auf elektrochemischer Basis gespeichert wird. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich um ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug, welches zumindest temporär rein batterieelektrisch angetrieben wird, wie beispielsweise ein reines Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Insbesondere handelt es sich um einen Personenkraftwagen. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the invention. The motor vehicle 1 has a drive battery 2 in which electrical energy is stored on an electrochemical basis. The motor vehicle 1 is an electrified motor vehicle which at least that is temporarily powered purely by battery-electric power, such as a pure electric vehicle or a hybrid vehicle. In particular, it is a passenger car.

Die Antriebsbatterie 2 hat ein unterhalb eines Fahrzeuginsassenraums 3 angeordnetes Batteriegehäuse 4, welches eine Vielzahl von Batteriezellen einhaust. Die Batteriezellen sind miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden und bilden gemeinsam die Antriebsbatterie 2 mit einem Spannungsniveau von mehr als 150 Volt aus. Die Antriebsbatterie 2 speichert elektrische Energie stellt diese für den Antrieb des Kraftfahrzeugs (d.h. einem oder mehreren Antriebsmotoren) und weiteren Fahrzeugverbrauchern zur Verfügung.The drive battery 2 has a battery housing 4 arranged beneath a vehicle passenger compartment 3, which houses a plurality of battery cells. The battery cells are electrically connected to one another in series and/or parallel and together form the drive battery 2 with a voltage level of more than 150 volts. The drive battery 2 stores electrical energy and makes it available for driving the motor vehicle (i.e. one or more drive motors) and other vehicle consumers.

2 zeigt eine Temperiereinrichtung 5 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Temperiereinrichtung 5 weist einen Temperierkreislauf 6 auf, in dem Kühlmittel, beispielsweise mit Additiven versetztes Wasser, zirkulierbar ist. Außerdem weist die Temperiereinrichtung 5 einen Kältemittelkreislauf 8 auf, der mit dem Temperierkreislauf 6 zusammenwirkt, und in dem Kältemittel, insbesondere R744 (CO2-Kältemittel), Propan, R1234yf oder R134a, zirkulierbar ist. Da der Schwerpunkt dieser Erfindung auf dem Temperierkreislauf 6 der Temperiereinrichtung 5 liegt, ist der Kältemittelkreislauf 8 nur angedeutet. Die Temperiereinrichtung 5 ist in dem Kraftfahrzeug 1 installiert. 2 shows a temperature control device 5 according to a first embodiment of the invention. The temperature control device 5 has a temperature control circuit 6 in which coolant, for example water mixed with additives, can be circulated. In addition, the temperature control device 5 has a refrigerant circuit 8 which interacts with the temperature control circuit 6 and in which refrigerant, in particular R744 (CO 2 refrigerant), propane, R1234yf or R134a, can be circulated. Since the focus of this invention is on the temperature control circuit 6 of the temperature control device 5, the refrigerant circuit 8 is only indicated. The temperature control device 5 is installed in the motor vehicle 1.

Der Temperierkreislauf 6 weist einen Temperierkreiskühler 7 auf, der vom Kühlmittel des Temperierkreislaufs 6 und fluidisch von diesem getrennt von Luft umströmbar oder durchströmbar ist. Darüber hinaus weist die Temperiereinrichtung einen Kältekreiskühler 9 auf, der vom Kältemittel des Kältekreislaufs 8 und fluidisch von diesem getrennt von Luft umströmbar oder durchströmbar ist. Der Kältekreiskühler 9 ist in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 1 gesehen hinter dem Temperierkreiskühler 7 angeordnet. Bei der Luft handelt es sich insbesondere um Umgebungsluft des Kraftfahrzeugs 1. Zur Unterstützung der Luftströmung um oder durch den Temperierkreiskühler 7 und/oder den Kältekreiskühler 9 ist ein Gebläse 10 vorgesehen. Stromabwärts (bezogen auf eine Strömungsrichtung des Kühlmittels) des Temperierkreiskühlers 7 ist eine erste Kühlmittelpumpe 11 zum Fördern des Kühlmittels im Temperierkreislauf 6 angeordnet.The temperature control circuit 6 has a temperature control circuit cooler 7, around which the coolant of the temperature control circuit 6 can flow or through, and fluidically separated from it by air. In addition, the temperature control device has a refrigeration circuit cooler 9, around which the coolant of the refrigeration circuit 8 can flow or through, and fluidically separated from it by air. The refrigeration circuit cooler 9 is arranged behind the temperature control circuit cooler 7, as seen in the longitudinal direction of the motor vehicle 1. The air is in particular ambient air of the motor vehicle 1. A fan 10 is provided to support the air flow around or through the temperature control circuit cooler 7 and/or the refrigeration circuit cooler 9. Downstream (in relation to a flow direction of the coolant) of the temperature control circuit cooler 7, a first coolant pump 11 is arranged to convey the coolant in the temperature control circuit 6.

Stromabwärts der Kühlmittelpumpe 11 ist zumindest ein Antriebsmotor 12, 13 in den Temperierkreislauf 6 eingebunden, d.h. so im Temperierkreislauf 6 angeordnet, dass vom Antriebsmotor 12, 13 Wärmeenergie an das Kühlmittel abgegeben und von diesem aufgenommen werden kann, beispielsweise indem das Kühlmittel ein Gehäuse oder einen Wärmetauscher des Antriebsmotors 12, 13 durchströmt. Im Falle mehrerer Antriebsmotoren 12, 13, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, sind diese parallel zueinander in den Temperierkreislauf 6 eingebunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein ersten Antriebsmotor 12 und ein zweiter Antriebsmotor 13 vorgesehen, von denen einer der Vorderachse und der andere der Hinterachse zugeordnet ist.Downstream of the coolant pump 11, at least one drive motor 12, 13 is integrated into the temperature control circuit 6, i.e. arranged in the temperature control circuit 6 in such a way that heat energy can be released from the drive motor 12, 13 to the coolant and absorbed by it, for example by the coolant flowing through a housing or a heat exchanger of the drive motor 12, 13. In the case of several drive motors 12, 13, as in the exemplary embodiment shown, these are integrated parallel to one another in the temperature control circuit 6. In the exemplary embodiment shown, a first drive motor 12 and a second drive motor 13 are provided, one of which is assigned to the front axle and the other to the rear axle.

Dem zweiten Antriebsmotor 13 ist eine erste Elektronikkomponente 14 vorgeschaltet, so dass der erste Antriebsmotor 12 genaugenommen parallel zur Reihenschaltung aus der ersten Elektronikkomponente 14 und zweitem Antriebsmotor 13 ist. Die erste Elektronikkomponente 14 kann ebenso dem ersten Antriebsmotor 12 vorgeschaltet sein. Die erste Elektronikkomponente 14 kann beispielsweise eine oder mehrere Komponenten aus der folgender Gruppe aufweisen: ein fahrzeuginternes Ladegerät, einen Inverter, ein Steuergerät (z.B. Batteriesteuergerät), einen Computer für autonomes Fahren oder Unterhaltungselektronik.A first electronic component 14 is connected upstream of the second drive motor 13, so that the first drive motor 12 is actually parallel to the series connection of the first electronic component 14 and the second drive motor 13. The first electronic component 14 can also be connected upstream of the first drive motor 12. The first electronic component 14 can, for example, have one or more components from the following group: an in-vehicle charger, an inverter, a control unit (e.g. battery control unit), a computer for autonomous driving or entertainment electronics.

Stromabwärts des zumindest einen Antriebsmotors 12, 13 bzw. der Parallelschaltung der Antriebsmotoren 12, 13 zweigt sich der Temperierkreislauf 6 auf, wobei ein Strang zu einem ersten Anschluss 15.1 eines ersten Schaltventils 15 und ein anderer Strang zu einer optionalen zweiten Elektronikkomponente 16 führt. Die zweite Elektronikkomponente 16 kann ebenso eine oder mehrere Komponenten aus der folgender Gruppe aufweisen: ein fahrzeuginternes Ladegerät, einen Inverter, ein Steuergerät (z.B. Batteriesteuergerät), einen Computer für autonomes Fahren oder Unterhaltungselektronik.Downstream of the at least one drive motor 12, 13 or the parallel connection of the drive motors 12, 13, the temperature control circuit 6 branches off, with one branch leading to a first connection 15.1 of a first switching valve 15 and another branch leading to an optional second electronic component 16. The second electronic component 16 can also have one or more components from the following group: an in-vehicle charger, an inverter, a control unit (e.g. battery control unit), a computer for autonomous driving or entertainment electronics.

Das erste Schaltventil 15 ist ein 5/4-Wege-Ventil, mit dem ersten Anschluss 15.1, einem zweiten Anschluss 15.2, einem dritten Anschluss 15.3, einem vierten Anschluss 15.4 und einem fünften Anschluss 15.5. Je nach Schaltstellung des Schaltventil 15 werden die fünf Anschlüsse 15.1 bis 15.5 unterschiedlich miteinander verbunden, wobei auch Zwischenstellungen denkbar sind.The first switching valve 15 is a 5/4-way valve, with the first connection 15.1, a second connection 15.2, a third connection 15.3, a fourth connection 15.4 and a fifth connection 15.5. Depending on the switching position of the switching valve 15, the five connections 15.1 to 15.5 are connected to one another in different ways, although intermediate positions are also conceivable.

Der dritte Anschluss 15.3 führt zu einem Chiller 17 bzw. Wärmetauscher, der vom Kühlmittel des Temperierkreislaufs 6 und fluidisch davon getrennt vom Kältemittel des Kältemittelkreislaufs 8 durchströmbar ist, so dass ein Wärmetausch zwischen Kühl- und Kältemittel möglich ist. Optional kann der Chiller 17 einen elektrischen Heizer aufweisen, der in den Chiller 17 integriert ist. Ebenso ist es möglich, dass dieser optionale elektrische Heizer als separates Bauteil dem Chiller 17 vor- oder nachgeschaltet ist.The third connection 15.3 leads to a chiller 17 or heat exchanger through which the coolant of the temperature control circuit 6 can flow and, fluidically separated from it, the coolant of the coolant circuit 8, so that heat exchange between the coolant and the coolant is possible. Optionally, the chiller 17 can have an electric heater that is integrated into the chiller 17. It is also possible for this optional electric heater to be installed upstream or downstream of the chiller 17 as a separate component.

Ein von der zweiten Elektronikkomponente 16 kommender Strang mündet in eine vom dritten Anschluss 15.3 zum Chiller 17 führenden Leitungsabschnitt.A strand coming from the second electronic component 16 flows into a Connection 15.3 to the line section leading to chiller 17.

Stromabwärts des Chillers 17 ist die Antriebsbatterie 2 in den Temperierkreislauf 6 eingebunden, d.h. so im Temperierkreislauf 6 angeordnet, dass von der Antriebsbatterie 2 Wärmeenergie an das Kühlmittel abgegeben und von diesem aufgenommen werden kann, beispielsweise indem das Kühlmittel zumindest einen in der Antriebsbatterie 2 vorgesehenen Batteriekühler durchströmt. Mittels eines Batterie-Bypassventils 18 kann das vom Chiller 17 kommende Kühlmittel ganz oder teilweise über eine Batterie-Bypassleitung 19 an der Antriebsbatterie 2 vorbeigeführt werden oder vollständig durch die Antriebsbatterie 2 hindurchgeführt werden. Beispielsweise kann das Batterie-Bypassventils 18 als Sicherheitsventil fungieren, welches bei einer Leckage von Kühlmittel in der Antriebsbatterie 2 das Kühlmittel über die Batterie-Bypassleitung 19 entsprechend an der Antriebsbatterie 2 vorbeiführt.Downstream of the chiller 17, the drive battery 2 is integrated into the temperature control circuit 6, i.e. it is arranged in the temperature control circuit 6 in such a way that heat energy can be released from the drive battery 2 to the coolant and absorbed by it, for example by the coolant flowing through at least one battery cooler provided in the drive battery 2. By means of a battery bypass valve 18, the coolant coming from the chiller 17 can be completely or partially guided past the drive battery 2 via a battery bypass line 19 or can be guided completely through the drive battery 2. For example, the battery bypass valve 18 can function as a safety valve which, in the event of a coolant leak in the drive battery 2, guides the coolant past the drive battery 2 via the battery bypass line 19.

Stromabwärts der Antriebsbatterie 2 ist eine zweite Kühlmittelpumpe 20 zum Fördern von Kühlmittel vorgesehen. Stromabwärts der zweiten Kühlmittelpumpe 20 führt der Temperierkreislauf 6 zum zweiten Anschluss 15.2 des ersten Schaltventils 15.Downstream of the drive battery 2, a second coolant pump 20 is provided for pumping coolant. Downstream of the second coolant pump 20, the temperature control circuit 6 leads to the second connection 15.2 of the first switching valve 15.

Von einem vierten Anschluss 15.4 des ersten Schaltventils 15 führt der Temperierkreislauf 6 über einen Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 zurück zum Temperierkreiskühler 7. Der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 ist vom Kühlmittel des Temperierkreislaufs 6 und fluidisch davon getrennt vom Kältemittel des Kältemittelkreislaufs 8 durchströmbar, so dass eine Wärmeübertragung zwischen Kühl- und Kältemittel möglich ist. Der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 fungiert abhängig vom verwendeten Kältemittel als Kondensator und/oder als Gaskühler. Beispielsweise fungiert der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 mit dem Kältemittel R134a und R1234yf als Kondensator. Mit dem Kältemittel R744 fungiert der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 je nach Temperaturniveau des Kältemittels als Kondensator (bis ca. 30 Grad Celsius) oder als Gaskühler (über ca. 30 Grad Celsius).From a fourth connection 15.4 of the first switching valve 15, the temperature control circuit 6 leads via a refrigerant-coolant heat exchanger 21 back to the temperature control circuit cooler 7. The coolant of the temperature control circuit 6 and, fluidically separated from it, the refrigerant of the refrigerant circuit 8 can flow through the refrigerant-coolant heat exchanger 21, so that heat transfer between the coolant and the refrigerant is possible. The refrigerant-coolant heat exchanger 21 functions as a condenser and/or as a gas cooler depending on the refrigerant used. For example, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 functions as a condenser with the refrigerants R134a and R1234yf. With the refrigerant R744, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 functions as a condenser (up to approx. 30 degrees Celsius) or as a gas cooler (above approx. 30 degrees Celsius), depending on the temperature level of the refrigerant.

Von einem fünften Anschluss 15.5 des ersten Schaltventils 15 führt der Temperierkreislauf 6, unter Umgehung des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21, zurück zum Temperierkreiskühler 7. Dabei ist diese Umgehungsleitung frei von Wärmequellen oder Wärmesenken. Insbesondere wird damit ausschließlich der flüssigkeitsgekühlte Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 umgangen.From a fifth connection 15.5 of the first switching valve 15, the temperature control circuit 6 leads back to the temperature control circuit cooler 7, bypassing the refrigerant-coolant heat exchanger 21. This bypass line is free of heat sources or heat sinks. In particular, it only bypasses the liquid-cooled refrigerant-coolant heat exchanger 21.

Ferner ist ein Kühler-Bypass 22 vorgehen, mit dem der Temperierkreiskühler 7 umgangen werden kann. Insbesondere wird damit ausschließlich der Temperierkreiskühler 7 umgangen. Eine Durchströmung des Kühler-Bypasses 22 kann über ein Absperrventil 23 freigegeben, teilweise freigegeben oder gesperrt werden.Furthermore, a cooler bypass 22 is provided, with which the temperature control circuit cooler 7 can be bypassed. In particular, only the temperature control circuit cooler 7 is thereby bypassed. Flow through the cooler bypass 22 can be released, partially released or blocked via a shut-off valve 23.

3 zeigt einen ersten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung 6. Dabei sind von Kühlmittel durchströmbare Abschnitte des Temperierkreislaufs 5 mit Volllinien und nicht durchströmte Abschnitte bzw. Abschnitte mit stehendem Kühlmittel mit Strichlinien dargestellt. 3 shows a first operating mode of the temperature control device 6. Sections of the temperature control circuit 5 through which coolant can flow are shown with solid lines and sections through which no flow or sections with stagnant coolant are shown with dashed lines.

In diesem Betriebsmodus ist das erste Schaltventil 15 so geschaltet, dass der Temperierkreiskühler 7, die erste Kühlmittelpumpe 11, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 bzw. die Parallelschaltung aus erstem Antriebsmotor 12 und zweitem Antriebsmotor 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14, die zweite Elektronikkomponente 16, der Chiller 17, die Antriebsbatterie 2, die zweite Kühlmittelpumpe 20, der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 und erneut der Temperierkreiskühler 7 in einem geschlossenen Kreislauf seriell und in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind. Insbesondere ist dieser geschlossene Kreislauf frei von aktiv Wärme zuführenden oder abführenden Kühlmittelsträngen.In this operating mode, the first switching valve 15 is switched such that the temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11, the at least one drive motor 12, 13 with upstream first electronic component 14 or the parallel connection of the first drive motor 12 and second drive motor 13 with upstream first electronic component 14, the second electronic component 16, the chiller 17, the drive battery 2, the second coolant pump 20, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 and again the temperature control circuit cooler 7 are connected to one another in series and in this order in a closed circuit. In particular, this closed circuit is free of coolant strands that actively supply or remove heat.

Dieser erste Betriebsmodus ist beispielsweise zur Kühlung der Antriebsbatterie 2 während oder nach einem Lade- oder Schnellladevorgang im Stand des Kraftfahrzeugs 1 geeignet. Beispielsweise sind in diesem Betriebsmodus die Antriebsmotoren 12, 13 kalt oder zumindest kälter als die Antriebsbatterie 2. Dabei wird das zirkulierte Kühlmittel bei höherem Kühlbedarf der Antriebsbatterie 2 mittels des Chillers 17 gekühlt, der wiederum vom Kältekreislauf 8 gekühlt wird. Bei geringerem Kühlbedarf ist auch eine Kühlung der Antriebsbatterie 2 nur über eine Wärmeabfuhr am Temperierkreiskühler 7 möglich.This first operating mode is suitable, for example, for cooling the drive battery 2 during or after a charging or quick-charging process when the motor vehicle 1 is stationary. For example, in this operating mode the drive motors 12, 13 are cold or at least colder than the drive battery 2. If the cooling requirement of the drive battery 2 is higher, the circulated coolant is cooled by means of the chiller 17, which in turn is cooled by the cooling circuit 8. If the cooling requirement is lower, the drive battery 2 can also only be cooled by dissipating heat at the temperature control circuit cooler 7.

In diesem ersten Betriebsmodus ist in 3 eine Durchströmung des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauschers 21 dargestellt. Jedoch ist dies optional und auch eine Umgehung des Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauschers 21 möglich.In this first operating mode, 3 a flow through the refrigerant-coolant heat exchanger 21 is shown. However, this is optional and bypassing the refrigerant-coolant heat exchanger 21 is also possible.

4 zeigt einen zweiten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung 6. Dabei sind von Kühlmittel durchströmbare Abschnitte des Temperierkreislaufs 5 mit Volllinien und nicht durchströmte Abschnitte bzw. Abschnitte mit stehendem Kühlmittel mit Strichlinien dargestellt. 4 shows a second operating mode of the temperature control device 6. Sections of the temperature control circuit 5 through which coolant can flow are shown with solid lines and sections through which no flow or sections with stagnant coolant are shown with dashed lines.

In diesem Betriebsmodus ist das erste Schaltventil 15 so geschaltet, dass die erste Kühlmittelpumpe 11, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 bzw. die Parallelschaltung aus erstem Antriebsmotor 12 und zweitem Antriebsmotor 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14, die zweite Elektronikkomponente 16, der Chiller 17, die Antriebsbatterie 2, die zweite Kühlmittelpumpe 20, der Kühler-Bypass 22 und erneut die erste Kühlmittelpumpe 11 in einem geschlossenen Kreislauf seriell und in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind. Insbesondere ist dieser geschlossene Kreislauf frei von aktiv Wärme zuführenden oder abführenden Kühlmittelsträngen.In this operating mode, the first switching valve 15 is switched so that the first coolant pump 11, the at least one drive motor 12, 13 with upstream first electronic component 14 or the parallel circuit of the first drive motor 12 and second drive motor 13 with upstream first electronic component 14, the second electronic component 16, the chiller 17, the drive battery 2, the second coolant pump 20, the cooler bypass 22 and again the first coolant pump 11 are connected to one another in series and in this order in a closed circuit. In particular, this closed circuit is free of coolant strands that actively supply or remove heat.

In diesem zweiten Betriebsmodus wird der Temperierkreiskühler 7 umgangen, wodurch Wärmeenergie im Temperierkreislauf 6 verbleibt. Dadurch kann beispielsweise Wärmeenergie des zumindest einen Antriebmotors 12, 13 zur Beheizung der Antriebsbatterie 2 verwendet werden. Dies bietet sich beispielsweise während der Fahrt bei kalten Umgebungstemperaturen (z.B. -10°C) an.In this second operating mode, the temperature control circuit cooler 7 is bypassed, whereby thermal energy remains in the temperature control circuit 6. This means that, for example, thermal energy from at least one drive motor 12, 13 can be used to heat the drive battery 2. This is useful, for example, when driving in cold ambient temperatures (e.g. -10°C).

Außerdem ist mit der beschriebenen Verschaltung möglich, die Antriebsbatterie 2 über eine Wärmepumpenfunktionalität zu beheizen. Dafür nimmt der Kältekreislauf 8 über den Kältekreiskühler 9 Umgebungswärme auf, um über eine Wärmepumpenfunktionalität Wärme über den Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 in den Temperierkreislauf 6 einzuleiten.In addition, the described connection makes it possible to heat the drive battery 2 via a heat pump function. For this purpose, the refrigeration circuit 8 absorbs ambient heat via the refrigeration circuit cooler 9 in order to introduce heat into the temperature control circuit 6 via the refrigerant-coolant heat exchanger 21 via a heat pump function.

5 zeigt einen dritten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung aus 2, in dem das Schaltventil 15 die in 2 dargestellte Schaltstellung einnimmt. In dieser Schaltstellung wird der zweite Anschluss 15.2 mit dem dritten Anschluss 15.3 verbunden und der erste Anschluss 15.1 mit dem vierten Anschluss 15.4 verbunden. 5 shows a third operating mode of the tempering device from 2 , in which the switching valve 15 in 2 shown switching position. In this switching position, the second connection 15.2 is connected to the third connection 15.3 and the first connection 15.1 is connected to the fourth connection 15.4.

Damit wird ein Motorkreislauf 26 ausgebildet, der in 5 mit einer Strichpunktlinie eingezeichnet ist. In diesem Motorkreislauf 26 ist der Temperierkreiskühler 7, die erste Kühlmittelpumpe 11, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 bzw. die Parallelschaltung aus erstem Antriebsmotor 12 und zweitem Antriebsmotor 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14, der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 und erneut der Temperierkreiskühler 7 seriell und insbesondere in dieser Reihenfolge miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der ersten Kühlmittelpumpe 11 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist.This forms a motor circuit 26 which in 5 is shown with a dash-dot line. In this motor circuit 26, the temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11, the at least one drive motor 12, 13 with upstream first electronic component 14 or the parallel connection of first drive motor 12 and second drive motor 13 with upstream first electronic component 14, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 and again the temperature control circuit cooler 7 are connected to one another in series and in particular in this order, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the first coolant pump 11.

Außerdem wird ein Batteriekreislauf 27 ausgebildet, der in 5 mit einer Strichdoppelpunktlinie eingezeichnet ist. In diesem Batteriekreislauf 27 ist der Chiller 17, die Antriebsbatterie 2 und die zweite Kühlmittelpumpe 20 ringartig seriell miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittels der zweiten Kühlmittelpumpe 20 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist. Dabei könnte die Antriebsbatterie beispielsweise mittels des Chillers 17 gekühlt werden.In addition, a battery circuit 27 is formed, which in 5 is shown with a dashed double-dot line. In this battery circuit 27, the chiller 17, the drive battery 2 and the second coolant pump 20 are connected in series in a ring-like manner, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the second coolant pump 20. The drive battery could be cooled by means of the chiller 17, for example.

Dabei ist der Motorkreislauf 26 wahlweise und unabhängig von dem Batteriekreislauf 27 betreibbar, wobei kein Kühlmittelaustausch zwischen dem Motorkreislauf 26 und dem Batteriekreislauf 27 stattfindet.The engine circuit 26 can be operated selectively and independently of the battery circuit 27, whereby no coolant exchange takes place between the engine circuit 26 and the battery circuit 27.

6 zeigt eine Temperiereinrichtung 105 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Temperiereinrichtung 105 weist einen Temperierkreislauf 106 auf, in dem Kühlmittel, beispielsweise mit Additiven versetztes Wasser, zirkulierbar ist. Außerdem weist die Temperiereinrichtung 105 den Kältemittelkreislauf 8 auf (siehe Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels), der mit dem Temperierkreislauf 106 zusammenwirkt. Die Temperiereinrichtung 105 ist in dem Kraftfahrzeug 1 installiert. Bezüglich der aus dem ersten Ausführungsbeispiel bekannten Komponenten (gleiche Bezugszeichen) wird auf deren vorstehende Beschreibung verwiesen, die auch für das zweite Ausführungsbeispiel gilt. 6 shows a temperature control device 105 according to a second embodiment of the invention. The temperature control device 105 has a temperature control circuit 106 in which coolant, for example water mixed with additives, can be circulated. In addition, the temperature control device 105 has the coolant circuit 8 (see description of the first embodiment), which interacts with the temperature control circuit 106. The temperature control device 105 is installed in the motor vehicle 1. With regard to the components known from the first embodiment (same reference numerals), reference is made to their above description, which also applies to the second embodiment.

Der Temperierkreislauf 106 weist den Temperierkreiskühler 7, den Kältekreiskühler 9, das Gebläse 10 den Kühler-Bypass 22 und das Absperrventil 23 auf. Stromabwärts (bezogen auf eine Strömungsrichtung des Kühlmittels) des Temperierkreiskühlers 7 ist die erste Kühlmittelpumpe 11 zum Fördern des Kühlmittels im Temperierkreislauf 106 angeordnet.The temperature control circuit 106 has the temperature control circuit cooler 7, the cooling circuit cooler 9, the fan 10, the cooler bypass 22 and the shut-off valve 23. Downstream (relative to a flow direction of the coolant) of the temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11 for conveying the coolant in the temperature control circuit 106 is arranged.

Stromabwärts der Kühlmittelpumpe 11 ist der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 bzw. die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Parallelschaltung von Antriebsmotoren 12, 13 in den Temperierkreislauf 106 eingebunden. Dem ersten Antriebsmotor 12 ist die erste Elektronikkomponente 14 vorgeschaltet, so dass der zweite Antriebsmotor 13 parallel zur Reihenschaltung aus der ersten Elektronikkomponente 14 und dem ersten Antriebsmotor 12 ist. Die erste Elektronikkomponente 14 kann ebenso dem zweiten Antriebsmotor 13 vorgeschaltet sein.Downstream of the coolant pump 11, the at least one drive motor 12, 13 or the parallel connection of drive motors 12, 13 described in the first embodiment is integrated into the temperature control circuit 106. The first electronic component 14 is connected upstream of the first drive motor 12, so that the second drive motor 13 is parallel to the series connection of the first electronic component 14 and the first drive motor 12. The first electronic component 14 can also be connected upstream of the second drive motor 13.

Stromabwärts des zumindest einen Antriebsmotors 12, 13 bzw. der Parallelschaltung der Antriebsmotoren 12, 13 zweigt sich der Temperierkreislauf 106 auf, wobei ein erster Strang A über ein Einwegeventil 124 direkt zum Kühler-Bypass 22 oder zum Temperierkreiskühler 7 zurück führt. Ein zweiter Strang B führt zu der optionalen zweiten Elektronikkomponente 16.Downstream of the at least one drive motor 12, 13 or the parallel connection of the drive motors 12, 13, the temperature control circuit 106 branches off, with a first line A leading back via a one-way valve 124 directly to the cooler bypass 22 or to the temperature control circuit cooler 7. A second line B leads to the optional second electronic component 16.

Das Schaltventil 15 ist im zweiten Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Stattdessen weist der Temperierkreislauf 106 ein erstes Ventil V1, ein zweites Ventil V2 und ein drittes Ventil V3 auf. Diese Ventile können Absperrventile sein, die einen Durchfluss von Kühlmittel sperren oder vollständig freigeben. Sie können auch Zwischenstellungen zum teilweisen freigeben der Durchströmung aufweisen oder als Proportionalventile ausgebildet sein.The switching valve 15 is not provided in the second embodiment. Instead, the temperature control circuit 106 has a first valve V1, a second valve V2 and a third valve V3. These Valves can be shut-off valves that block the flow of coolant or completely release it. They can also have intermediate positions to partially release the flow or be designed as proportional valves.

Der Temperierkreislauf 106 weist außerdem den Chiller 17, mit optionalem, integrierten oder separaten elektrischen Heizer, die Antriebsbatterie 2, das Batterie-Bypassventils 18 mit der Batterie-Bypassleitung 19 und die zweite Kühlmittelpumpe 20 auf. Diese Komponenten sind wie im ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Stromabwärts der zweiten Kühlmittelpumpe 20 ist ein Ventilknotenpunkt K vorgesehen.The temperature control circuit 106 also has the chiller 17, with optional, integrated or separate electric heater, the drive battery 2, the battery bypass valve 18 with the battery bypass line 19 and the second coolant pump 20. These components are arranged as in the first embodiment. A valve node K is provided downstream of the second coolant pump 20.

Vom Ventilknotenpunkt K führt ein mit dem ersten Ventil V1 versehener dritter Strang C in den ersten Strang A und zwar an einer Stelle des ersten Strangs A zwischen dem Einwegeventil 124 und dem Kühler-Bypass 22.From the valve node K, a third branch C provided with the first valve V1 leads into the first branch A, namely at a point on the first branch A between the one-way valve 124 and the cooler bypass 22.

Außerdem führt vom Ventilknotenpunkt K ein mit dem dritten Ventil V3 versehener vierter Strang D zum Chiller 17. Dabei mündet der die zweite Elektronikkomponente 16 aufweisende zweite Strang B in den vierten Strang D und zwar an einer Stelle stromaufwärts des Chillers 17.In addition, a fourth line D provided with the third valve V3 leads from the valve node K to the chiller 17. The second line B having the second electronic component 16 flows into the fourth line D at a point upstream of the chiller 17.

Die drei Ventile V1 bis V3 bzw. deren Funktionen können selbstverständlich auch teilweise oder ganz in einem Multiventil zusammengefasst sein.The three valves V1 to V3 and their functions can of course also be partially or completely combined in a multi-valve.

Ferner führt vom Ventilknotenpunkt K ein fünfter Strang E zum zweiten Strang B an einer Stelle zwischen dem zumindest einen Antriebsmotor 12, 13 und der zweiten Elektronikkomponente 14. Der fünfte Strang E ist mit dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 versehen.Furthermore, a fifth branch E leads from the valve node K to the second branch B at a point between the at least one drive motor 12, 13 and the second electronic component 14. The fifth branch E is provided with the refrigerant-coolant heat exchanger 21.

Darüber hinaus kann in den Temperierkreislauf 106 eine dritte Elektronikkomponente 125 eingebunden sein, von der ein Zuleitungsstrang stromabwärts des Chillers 17 und stromaufwärts der Antriebsbatterie 2 abzweigt, und von der ein Ableitungsstrang stromaufwärts der zweiten Kühlmittelpumpe 20 (und stromabwärts der Antriebsbatterie 2) einmündet. Auf diese Weise kann die dritte Elektronikkomponente 125 auch im Temperierkreislauf 6 des ersten Ausführungsbeispiels eingebunden sein.In addition, a third electronic component 125 can be integrated into the temperature control circuit 106, from which a supply line branches off downstream of the chiller 17 and upstream of the drive battery 2, and from which a discharge line flows upstream of the second coolant pump 20 (and downstream of the drive battery 2). In this way, the third electronic component 125 can also be integrated into the temperature control circuit 6 of the first embodiment.

7 zeigt verschiedene Betriebsmodi der Temperiereinrichtung aus 5. Wird das erste Ventil V1 geschlossen, dann wird ein Motorkreislauf 126 ausgebildet, der in 7 mit einer Strichpunktlinie eingezeichnet ist. In diesem Motorkreislauf 126 ist der Temperierkreiskühler 7, die erste Kühlmittelpumpe 11, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 bzw. die Parallelschaltung aus erstem Antriebsmotor 12 und zweitem Antriebsmotor 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14, das Einwegeventil 124 und erneut der Temperierkreiskühler 7 seriell und insbesondere in dieser Reihenfolge miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der ersten Kühlmittelpumpe 11 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist. 7 shows different operating modes of the temperature control device 5 If the first valve V1 is closed, a motor circuit 126 is formed, which 7 is shown with a dash-dot line. In this motor circuit 126, the temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11, the at least one drive motor 12, 13 with upstream first electronic component 14 or the parallel circuit of first drive motor 12 and second drive motor 13 with upstream first electronic component 14, the one-way valve 124 and again the temperature control circuit cooler 7 are connected to one another in series and in particular in this order, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the first coolant pump 11.

Wird bei geschlossenem ersten Ventil V1 auch das zweite Ventil V2 geschlossen und das dritte Ventil V3 geöffnet, dann wird ein Batteriekreislauf 127 ausgebildet, der in 7 mit einer Strichdoppelpunktlinie eingezeichnet ist. In diesem Batteriekreislauf 127 ist der Chiller 17, die Antriebsbatterie 2 und die zweite Kühlmittelpumpe 20 ringartig seriell miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der zweiten Kühlmittelpumpe 20 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist. Dabei könnte die Antriebsbatterie beispielsweise mittels des Chillers 17 gekühlt werden.If the second valve V2 is closed and the third valve V3 is opened when the first valve V1 is closed, a battery circuit 127 is formed which 7 is shown with a dashed double-dot line. In this battery circuit 127, the chiller 17, the drive battery 2 and the second coolant pump 20 are connected in series in a ring-like manner, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the second coolant pump 20. The drive battery could be cooled by means of the chiller 17, for example.

Wird das erste Ventil V1 geschlossen, das zweite Ventil V2 geöffnet und das dritte Ventil V3 geschlossen, dann wird ein Batterie-Kondensator-Kreislauf 128 ausgebildet, der in 7 mit einer Strichpunktlinie eingezeichnet ist. In diesem Batterie-Kondensator-Kreislauf 128 ist der Chiller 17, die Antriebsbatterie 2, die zweite Kühlmittelpumpe 20, der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 und die zweite Elektronikkomponente 16 ringartig seriell miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der zweiten Kühlmittelpumpe 20 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist.If the first valve V1 is closed, the second valve V2 is opened and the third valve V3 is closed, a battery-capacitor circuit 128 is formed, which 7 is shown with a dash-dot line. In this battery-condenser circuit 128, the chiller 17, the drive battery 2, the second coolant pump 20, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 and the second electronic component 16 are connected in series in a ring-like manner, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the second coolant pump 20.

Dabei ist der Motorkreislauf 126 wahlweise und unabhängig von dem Batteriekreislauf 127 und dem Batterie-Kondensator-Kreislauf 128 betreibbar, wobei im Wesentlichen kein Kühlmittelaustausch zwischen dem Motorkreislauf 126 einerseits und dem Batteriekreislauf 127 oder dem Batterie-Kondensator-Kreislauf 128 andererseits stattfindet.The motor circuit 126 can be operated selectively and independently of the battery circuit 127 and the battery capacitor circuit 128, wherein essentially no coolant exchange takes place between the motor circuit 126 on the one hand and the battery circuit 127 or the battery capacitor circuit 128 on the other hand.

8 zeigt einen ersten Betriebsmodus der Temperiereinrichtung aus 5. Dieser entspricht im Wesentlichen dem ersten Betriebsmodus des ersten Ausführungsbeispiels, wobei im Unterschied zu diesem der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 umgangen wird. In 8 sind von Kühlmittel durchströmbare Abschnitte des Temperierkreislaufs 5 mit Volllinien und nicht durchströmte Abschnitte bzw. Abschnitte mit stehendem Kühlmittel mit Strichlinien dargestellt. 8 shows a first operating mode of the tempering device from 5 . This essentially corresponds to the first operating mode of the first embodiment, whereby, in contrast to this, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 is bypassed. In 8 Sections of the temperature control circuit 5 through which coolant can flow are shown with solid lines and sections through which no flow or sections with stagnant coolant are shown with dashed lines.

In diesem Betriebsmodus ist das erste Ventil V1 geöffnet, das zweite Ventil V2 geschlossen und das dritte Ventil V3 geschlossen. Damit sind der Temperierkreiskühler 7, die erste Kühlmittelpumpe 11, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 bzw. die Parallelschaltung aus erstem Antriebsmotor 12 und zweitem Antriebsmotor 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14, die zweite Elektronikkomponente 16, der Chiller 17, die Antriebsbatterie 2, die zweite Kühlmittelpumpe 20 und erneut der Temperierkreiskühler 7 in einem geschlossenen Kreislauf seriell und in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind. Insbesondere ist dieser geschlossene Kreislauf frei von aktiv Wärme zuführenden oder abführenden Kühlmittelsträngen. Durch das Einwegeventil 124 herrscht wenig oder keine Kühlmittelströmung, da der Sog der zweiten Kühlmittelpumpe 20 das vom zumindest einen Antriebsmotor 12, 13 kommende Kühlmittel in den zweiten Strang B zieht.In this operating mode, the first valve V1 is open, the second valve V2 is closed and the third valve V3 is closed. This means that the temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11, the at least one drive motor 12, 13 with an upstream first electronic component 14 or the parallel connection of the first drive motor 12 and second drive motor 13 with upstream first electronic component 14, the second electronic component 16, the chiller 17, the drive battery 2, the second coolant pump 20 and again the temperature control circuit cooler 7 are connected to one another in series and in this order in a closed circuit. In particular, this closed circuit is free of coolant strands that actively supply or remove heat. There is little or no coolant flow through the one-way valve 124, since the suction of the second coolant pump 20 draws the coolant coming from at least one drive motor 12, 13 into the second strand B.

9 zeigt eine Temperiereinrichtung 205 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bezüglich der aus dem ersten Ausführungsbeispiel bekannten Komponenten (gleiche Bezugszeichen) wird auf deren vorstehende Beschreibung verwiesen, die auch für das dritte Ausführungsbeispiel gilt. 9 shows a tempering device 205 according to a third embodiment of the invention. With regard to the components known from the first embodiment (same reference numerals), reference is made to their above description, which also applies to the third embodiment.

Die Temperiereinrichtung 205 weist einen Temperierkreislauf 206 auf, in dem Kühlmittel, beispielsweise mit Additiven versetztes Wasser, zirkulierbar ist. Außerdem weist die Temperiereinrichtung 205 einen Kältemittelkreislauf 8 auf (siehe erstes Ausführungsbeispiel), der mit dem Temperierkreislauf 6 zusammenwirkt. Die Temperiereinrichtung 205 ist in dem Kraftfahrzeug 1 installiert.The temperature control device 205 has a temperature control circuit 206 in which coolant, for example water mixed with additives, can be circulated. In addition, the temperature control device 205 has a coolant circuit 8 (see first embodiment) which interacts with the temperature control circuit 6. The temperature control device 205 is installed in the motor vehicle 1.

Der Temperierkreislauf 206 weist den Temperierkreiskühler 7, den Kältekreiskühler 9, das Gebläse 10, den Kühler-Bypass 22 und das Absperrventil 23 auf (siehe erstes Ausführungsbeispiel). Stromabwärts des Temperierkreiskühlers 7 (bezogen auf eine Strömungsrichtung des Kühlmittels) ist die erste Kühlmittelpumpe 11 angeordnet.The temperature control circuit 206 has the temperature control circuit cooler 7, the cooling circuit cooler 9, the fan 10, the cooler bypass 22 and the shut-off valve 23 (see first embodiment). The first coolant pump 11 is arranged downstream of the temperature control circuit cooler 7 (relative to a flow direction of the coolant).

Stromabwärts der ersten Kühlmittelpumpe 11 zweigt sich der Temperierkreislauf 206 auf, wobei ein erster Strang A über ein erstes Einwegeventil 224 direkt zu dem zumindest einen Antriebsmotor 12, 13 bzw. zu der Parallelschaltung mehrerer Antriebsmotoren 12, 13 führt. Ein zweiter Strang B führt zu der ersten Elektronikkomponente 14.Downstream of the first coolant pump 11, the temperature control circuit 206 branches off, with a first branch A leading via a first one-way valve 224 directly to the at least one drive motor 12, 13 or to the parallel connection of several drive motors 12, 13. A second branch B leads to the first electronic component 14.

Ferner weist der Temperierkreislauf 206 das erste Ventil V1, das zweite Ventil V2 und das drittes Ventil V3 auf (siehe zweites Ausführungsbeispiel).Furthermore, the temperature control circuit 206 has the first valve V1, the second valve V2 and the third valve V3 (see second embodiment).

Der Temperierkreislauf 206 weist außerdem den Chiller 17, mit optionalem integrierten oder separaten elektrischen Heizer auf, die zweite Elektronikkomponente 16, die zweite Kühlmittelpumpe 20 und die Antriebsbatterie 2 auf, die in dieser Reihenfolge seriell angeordnet sind.The temperature control circuit 206 also includes the chiller 17, with optional integrated or separate electric heater, the second electronic component 16, the second coolant pump 20 and the drive battery 2, which are arranged in series in this order.

Stromabwärts der Antriebsbatterie 2 ist ein zweites Einwegeventil 229 angeordnet und stromabwärts davon der Ventilknotenpunkt K. Die schaltbare Batterie-Bypassleitung 19 zweigt zur wahlweisen Umgehung der Antriebsbatterie 2 stromaufwärts der Antriebsbatterie 2 ab und mündet direkt in den Ventilknotenpunkt K.A second one-way valve 229 is arranged downstream of the drive battery 2 and downstream of it is the valve node K. The switchable battery bypass line 19 branches off upstream of the drive battery 2 to optionally bypass the drive battery 2 and flows directly into the valve node K.

Vom Ventilknotenpunkt K führt ein mit dem ersten Ventil V1 versehener dritter Strang C in den ersten Strang A und zwar an einer Stelle des ersten Strangs A zwischen dem ersten Einwegeventil 224 und dem zumindest einen Antriebsmotor 12, 13.From the valve node K, a third line C provided with the first valve V1 leads into the first line A, namely at a point on the first line A between the first one-way valve 224 and the at least one drive motor 12, 13.

Außerdem führt vom Ventilknotenpunkt K ein mit dem dritten Ventil V3 versehener vierter Strang D zum Chiller 17. Dabei mündet der die erste Elektronikkomponente 14 aufweisende zweite Strang B in den vierten Strang D und zwar an einer Stelle stromaufwärts des Chillers 17.In addition, a fourth line D provided with the third valve V3 leads from the valve node K to the chiller 17. The second line B having the first electronic component 14 flows into the fourth line D at a point upstream of the chiller 17.

Ferner führt vom Ventilknotenpunkt K ein fünfter Strang E zum zweiten Strang B an einer Stelle zwischen der ersten Kühlmittelpumpe 11 und der zweiten Elektronikkomponente 14. Der fünfte Strang E ist mit dem Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 versehen.Furthermore, a fifth branch E leads from the valve node K to the second branch B at a point between the first coolant pump 11 and the second electronic component 14. The fifth branch E is provided with the refrigerant-coolant heat exchanger 21.

Stromabwärts des dritten Strangs C bzw. des ersten Einwegeventils 224 ist der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 bzw. eine Parallelschaltung des ersten Antriebsmotors 12 und des zweiten Antriebsmotors 13 in den Temperierkreislauf 6 eingebunden.Downstream of the third line C or the first one-way valve 224, the at least one drive motor 12, 13 or a parallel connection of the first drive motor 12 and the second drive motor 13 is integrated into the temperature control circuit 6.

Stromabwärts des zumindest einen Antriebsmotors bzw. der Parallelschaltung der Antriebsmotoren 12, 13 führt der Temperierkreislauf 206 zurück zum Kühler-Bypass 22 oder den Temperierkreiskühler 7.Downstream of the at least one drive motor or the parallel connection of the drive motors 12, 13, the temperature control circuit 206 leads back to the cooler bypass 22 or the temperature control circuit cooler 7.

Der Temperierkreislauf 206 funktioniert ähnlich dem Temperierkreislauf 106 (siehe 5 bis 7), nur mit dem wesentlichen Unterschied, dass der zweite Strang B nicht wie im zweiten Ausführungsbeispiel stromabwärts des zumindest einen Antriebsmotors 12, 13, sondern stromabwärts der ersten Kühlmittelpumpe 11 und stromaufwärts des zumindest einen Antriebsmotors 12, 13 abzweigt.The temperature control circuit 206 functions similarly to the temperature control circuit 106 (see 5 to 7 ), only with the essential difference that the second branch B does not branch off downstream of the at least one drive motor 12, 13 as in the second embodiment, but downstream of the first coolant pump 11 and upstream of the at least one drive motor 12, 13.

Wie im zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Motorkreislauf darstellbar, wenn das erste Ventil V1 geschlossen wird. In diesem Motorkreislauf ist der Temperierkreiskühler 7, die erste Kühlmittelpumpe 11, das erste Einwegeventil 224, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 und erneut der Temperierkreiskühler 7 seriell und insbesondere in dieser Reihenfolge miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der ersten Kühlmittelpumpe 11 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist.As in the second embodiment, a motor circuit can be represented when the first valve V1 is closed. In this motor circuit, the temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11, the first one-way valve 224, the at least one drive motor 12, 13 and again the temperature control circuit cooler 7 are connected to one another in series and in particular in this order, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the first coolant pump 11.

Wird bei geschlossenem ersten Ventil V1 auch das zweite Ventil V2 geschlossen und das dritte Ventil V3 geöffnet, dann wird ein Batteriekreislauf ausgebildet. In diesem Batteriekreislauf ist der Chiller 17, die zweite Elektronikkomponente, die zweite Kühlmittelpumpe 20, die Antriebsbatterie 2 und das zweite Einwegeventil 229 ringartig seriell miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der zweiten Kühlmittelpumpe 20 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist. Dabei könnte die Antriebsbatterie beispielsweise mittels des Chillers 17 gekühlt werden.If the second valve V2 is closed and the third valve V3 is opened when the first valve V1 is closed, a battery circuit is formed. In this battery circuit, the chiller 17, the second electronic component, the second coolant pump 20, the drive battery 2 and the second one-way valve 229 are connected in series in a ring-like manner so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the second coolant pump 20. The drive battery could be cooled by means of the chiller 17, for example.

Wird das erste Ventil V1 geschlossen, das zweite Ventil V2 geöffnet und das dritte Ventil V3 geschlossen, dann wird ein Batterie-Kondensator-Kreislauf ausgebildet. In diesem Batterie-Kondensator-Kreislauf ist der Chiller 17, die zweite Elektronikkomponente, die zweite Kühlmittelpumpe 20, die Antriebsbatterie 2, das zweite Einwegeventil 229, der Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher 21 und die erste Elektronikkomponente 14 ringartig seriell miteinander verbunden, so dass Kühlmittel mittel der zweiten Kühlmittelpumpe 20 in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierbar ist.If the first valve V1 is closed, the second valve V2 is opened and the third valve V3 is closed, a battery-condenser circuit is formed. In this battery-condenser circuit, the chiller 17, the second electronic component, the second coolant pump 20, the drive battery 2, the second one-way valve 229, the refrigerant-coolant heat exchanger 21 and the first electronic component 14 are connected in series in a ring-like manner, so that coolant can be circulated in a closed circuit by means of the second coolant pump 20.

Dabei ist, wie im zweiten Ausführungsbeispiel, der Motorkreislauf wahlweise und unabhängig von dem Batteriekreislauf und dem Batterie-Kondensator-Kreislauf betreibbar, wobei im Wesentlichen kein Kühlmittelaustausch zwischen dem Motorkreislauf einerseits und dem Batteriekreislauf oder dem Batterie-Kondensator-Kreislauf andererseits stattfindet.As in the second embodiment, the engine circuit can be operated selectively and independently of the battery circuit and the battery-capacitor circuit, whereby essentially no coolant exchange takes place between the engine circuit on the one hand and the battery circuit or the battery-capacitor circuit on the other.

Des Weiteren ist ein erster Betriebsmodus darstellbar, in dem das erste Ventil V1 geöffnet, das zweite Ventil V2 geschlossen und das dritte Ventil V3 geschlossen. Damit sind der Temperierkreiskühler 7, die erste Kühlmittelpumpe 11, die erste Elektronikkomponente 14, der Chiller 17, die zweite Elektronikkomponente 16, die zweite Kühlmittelpumpe 20, die Antriebsbatterie 2, das zweite Einwegeventil 229, der zumindest eine Antriebsmotor 12, 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 bzw. die Parallelschaltung aus erstem Antriebsmotor 12 und zweitem Antriebsmotor 13 mit vorgeschalteter erster Elektronikkomponente 14 und erneut der Temperierkreiskühler 7 in einem geschlossenen Kreislauf seriell und in dieser Reihenfolge miteinander verbunden. Insbesondere ist dieser geschlossene Kreislauf frei von aktiv Wärme zuführenden oder abführenden Kühlmittelsträngen.Furthermore, a first operating mode can be represented in which the first valve V1 is opened, the second valve V2 is closed and the third valve V3 is closed. The temperature control circuit cooler 7, the first coolant pump 11, the first electronic component 14, the chiller 17, the second electronic component 16, the second coolant pump 20, the drive battery 2, the second one-way valve 229, the at least one drive motor 12, 13 with upstream first electronic component 14 or the parallel connection of the first drive motor 12 and second drive motor 13 with upstream first electronic component 14 and again the temperature control circuit cooler 7 are connected to one another in series and in this order in a closed circuit. In particular, this closed circuit is free of coolant strands that actively supply or remove heat.

Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, such illustration and description is to be considered as exemplary and not restrictive, and it is not intended to limit the invention to the embodiment disclosed. The mere fact that certain features are recited in various dependent claims is not to suggest that a combination of these features could not also be used to advantage.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
22
Antriebsbatterietraction battery
33
Fahrzeuginsassenraumvehicle passenger compartment
44
Batteriegehäusebattery case
55
Temperiereinrichtungtempering device
66
Temperierkreislauftemperature control circuit
77
Temperierkreiskühlertemperature circuit cooler
88
Kältekreislaufrefrigeration cycle
99
Kältekreiskühlerrefrigeration circuit cooler
1010
Gebläsefan
1111
Erste KühlmittelpumpeFirst coolant pump
1212
Erster Antriebsmotorfirst drive motor
1313
Zweiter AntriebsmotorSecond drive motor
1414
Erste ElektronikkomponenteFirst electronic component
1515
Erstes SchaltventilFirst switching valve
15.115.1
Erster Anschlussfirst connection
15.215.2
Zweiter AnschlussSecond connection
15.315.3
Dritter Anschlussthird connection
15.415.4
Vierter AnschlussFourth Connection
15.515.5
Fünfter AnschlussFifth Connection
1616
Zweite ElektronikkomponenteSecond electronic component
1717
Chillerchiller
1818
Batterie-Bypassventilbattery bypass valve
1919
Batterie-Bypassleitungbattery bypass line
2020
Zweite KühlmittelpumpeSecond coolant pump
2121
Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscherrefrigerant-coolant heat exchanger
2222
Kühler-Bypasscooler bypass
2323
Absperrventilshut-off valve
2626
Motorkreislaufengine circuit
2727
Batteriekreislaufbattery circuit
105105
Temperiereinrichtungtempering device
106106
Temperierkreislauftemperature control circuit
124124
Einwegeventilone-way valve
125125
Dritte ElektronikkomponenteThird electronic component
126126
Motorkreislaufengine circuit
127127
Batteriekreislaufbattery circuit
128128
Batterie-Kondensator-Kreislaufbattery-capacitor circuit
205205
Temperiereinrichtungtempering device
206206
Temperierkreislauftemperature control circuit
224224
Erstes EinwegeventilFirst one-way valve
229229
Zweites EinwegeventilSecond one-way valve
AA
Erster Strangfirst strand
BB
Zweiter Strangsecond strand
CC
Dritter Strangthird strand
DD
Vierter Strangfourth strand
EE
Fünfter Strangfifth strand
KK
Ventilknotenpunktvalve hub
V1V1
Erstes VentilFirst valve
V2V2
Zweites VentilSecond valve
V3V3
Drittes Ventilthird valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2021 123 953 A1 [0002]DE 10 2021 123 953 A1 [0002]
  • EP 2 392 486 B1 [0003]EP 2 392 486 B1 [0003]
  • EP 1 637 709 A2 [0003]EP 1 637 709 A2 [0003]
  • DE 10 2009 042 774 A1 [0003]DE 10 2009 042 774 A1 [0003]
  • DE 10 2017 221 914 A1 [0003]DE 10 2017 221 914 A1 [0003]

Claims (8)

Temperiereinrichtung (5; 105; 205) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Temperierkreislauf (6; 106; 206) in dem Kühlmittel zirkulierbar ist und der folgendes aufweist: zumindest einen Antriebsmotor (12, 13) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (1); einen Chiller (17), der vom Temperierkreislauf (6; 106; 206) und fluidisch davon getrennt von einem Kältemittelkreislauf (8) durchströmbar ist; eine Antriebsbatterie (2), und einen Temperierkreiskühler (7), der vom Temperierkreislauf (6; 106; 206) und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist, wobei die Temperiereinrichtung (5; 105; 205) einen ersten Betriebsmodus aufweist, in dem der Temperierkreiskühler (7), der Chiller (17), die Antriebsbatterie (2) und erneut der Temperierkreiskühler (7) in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind, ferner mit einem Schaltventil (15) in Form eines 5/4-Wege-Ventils zum Schalten des Temperierkreislaufs (6) in verschiede Betriebsmodi.Temperature control device (5; 105; 205) for a motor vehicle (1), with a temperature control circuit (6; 106; 206) in which coolant can be circulated and which has the following: at least one drive motor (12, 13) for driving the motor vehicle (1); a chiller (17) through which the temperature control circuit (6; 106; 206) can flow and, fluidically separated from it, a coolant circuit (8); a drive battery (2), and a temperature control circuit cooler (7) through which air can flow from the temperature control circuit (6; 106; 206) and fluidically separated therefrom, wherein the temperature control device (5; 105; 205) has a first operating mode in which air can flow through the temperature control circuit cooler (7), the chiller (17), the drive battery (2) and again the temperature control circuit cooler (7) in this order in a ring-like series, further with a switching valve (15) in the form of a 5/4-way valve for switching the temperature control circuit (6) into different operating modes. Temperiereinrichtung (5; 105) gemäß Anspruch 1, wobei im ersten Betriebsmodus der Temperierkreiskühler (7), der zumindest eine Antriebsmotor (12, 13), der Chiller (17), die Antriebsbatterie (2) und erneut der Temperierkreiskühler (7) in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind.Tempering device (5; 105) according to claim 1 , wherein in the first operating mode the temperature control circuit cooler (7), the at least one drive motor (12, 13), the chiller (17), the drive battery (2) and again the temperature control circuit cooler (7) can be flowed through in a ring-like series in this order. Temperiereinrichtung (5; 105) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im ersten Betriebsmodus zwischen der Antriebsbatterie (2) und dem Temperierkreiskühler (7) ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmetauscher (21) angeordnet ist.Tempering device (5; 105) according to claim 1 or 2 , wherein in the first operating mode a refrigerant-coolant heat exchanger (21) is arranged between the drive battery (2) and the temperature control circuit cooler (7). Temperiereinrichtung (5; 105; 205) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Kältekreiskühler (9), der vom Kältekreislauf (8) und fluidisch davon getrennt von Luft durchströmbar ist.Temperature control device (5; 105; 205) according to one of the preceding claims, further comprising a refrigeration circuit cooler (9) through which the refrigeration circuit (8) and air can flow, fluidically separated therefrom. Temperiereinrichtung (5; 105; 205) gemäß Anspruch 4, wobei der Kältekreiskühler (9) entlang einer Fahrzeuglängsachse (x) gesehen hinter dem Temperierkreiskühler (7) angeordnet ist.Tempering device (5; 105; 205) according to claim 4 , wherein the refrigeration circuit cooler (9) is arranged behind the temperature control circuit cooler (7) as viewed along a vehicle longitudinal axis (x). Temperiereinrichtung (5; 105; 205) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem Kühler-Bypass (22) zur Umgehung des Temperierkreiskühlers (7).Tempering device (5; 105; 205) according to one of the preceding claims, further comprising a cooler bypass (22) for bypassing the tempering circuit cooler (7). Temperiereinrichtung (205) gemäß Anspruch 1, 4, 5 oder 6, wobei im ersten Betriebsmodus der Temperierkreiskühler (7), der Chiller (17), die Antriebsbatterie (2), der zumindest eine Antriebsmotor (12, 13) und erneut der Temperierkreiskühler (7) in dieser Reihenfolge ringartig seriell durchströmbar sind.Tempering device (205) according to claim 1 , 4 , 5 or 6 , wherein in the first operating mode the temperature control circuit cooler (7), the chiller (17), the drive battery (2), the at least one drive motor (12, 13) and again the temperature control circuit cooler (7) can be flowed through in a ring-like series in this order. Kraftfahrzeug (1) mit einer Temperiereinrichtung (5; 105; 205) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.Motor vehicle (1) with a temperature control device (5; 105; 205) according to one of the Claims 1 until 7 .
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1637709A2 (en) 2004-09-17 2006-03-22 Behr GmbH & Co. Exchanging device for motor vehicles
DE102009042774A1 (en) 2009-09-25 2011-03-31 Behr Gmbh & Co. Kg System for a motor vehicle for heating and / or cooling a battery and a motor vehicle interior
EP2392486B1 (en) 2010-06-04 2018-04-04 Tesla, Inc. Thermal management system with dual mode coolant loops
DE102017221914A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 Hyundai Motor Company HVAC system of a vehicle
DE102021123953A1 (en) 2021-09-16 2023-03-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermal management system and motor vehicle with such

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1637709A2 (en) 2004-09-17 2006-03-22 Behr GmbH & Co. Exchanging device for motor vehicles
DE102009042774A1 (en) 2009-09-25 2011-03-31 Behr Gmbh & Co. Kg System for a motor vehicle for heating and / or cooling a battery and a motor vehicle interior
EP2392486B1 (en) 2010-06-04 2018-04-04 Tesla, Inc. Thermal management system with dual mode coolant loops
DE102017221914A1 (en) 2017-08-09 2019-02-14 Hyundai Motor Company HVAC system of a vehicle
DE102021123953A1 (en) 2021-09-16 2023-03-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Thermal management system and motor vehicle with such

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