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用于調(diào)整車輛的溫度的熱能系統(tǒng)和具有這種系統(tǒng)的車輛的制作方法

文檔序號:40816447發(fā)布日期:2025-01-29 02:34閱讀:7來源:國知局
用于調(diào)整車輛的溫度的熱能系統(tǒng)和具有這種系統(tǒng)的車輛的制作方法

本發(fā)明涉及用于調(diào)整車輛的溫度的熱能系統(tǒng)和具有這種熱能系統(tǒng)的車輛。


背景技術(shù):

1、電動車輛需要冷卻系統(tǒng),以便將運行中和在為電池充電時在機組(電池、電機(電動機/電動馬達/edrive(電驅(qū)動))、減速傳動裝置、軸承等)和電子部件(功率電子器件,如逆變器、dc/dc轉(zhuǎn)換器、dc-ac轉(zhuǎn)換器等)中不斷積累的損耗功率散發(fā)掉。

2、車輛系統(tǒng)在此通常具有多個冷卻回路,其中一部分冷卻回路能夠彼此耦接,以便形成熱管理系統(tǒng)。通常情況下存在以水-乙二醇為基礎(chǔ)的冷卻劑回路,經(jīng)由該冷卻劑回路將熱量散發(fā)到環(huán)境。另外的回路包括熱泵/ac壓縮機,以用于對乘客車廂/乘客艙進行空氣調(diào)節(jié)或用于對從部件散熱進行輔助。在某些系統(tǒng)中還設(shè)有第三回路,以用于從傳動裝置的潤滑系統(tǒng)和冷卻油系統(tǒng)中散熱。

3、在已知的系統(tǒng)中,關(guān)于車內(nèi)空氣調(diào)節(jié)和對功率電子器件的冷卻主要存在兩個基本原理。

4、乘客艙借助來自電驅(qū)動裝置的冷卻回路的冷卻劑熱交換器進行加熱,并經(jīng)由空調(diào)設(shè)施/熱泵的制冷回路進行冷卻,這就需要附加的熱交換器用于對乘客艙進行空氣調(diào)節(jié)。為了更高的加熱功率,通常需要附加的電加熱器,該附加的電加熱器要么直接加熱冷卻劑流要么直接加熱車內(nèi)空氣。

5、第二種原理通過如下方式經(jīng)由制冷回路將加熱和冷卻功能捆綁起來,即,使用冷凝式熱交換器取代加熱式熱交換器,并根據(jù)需要將空氣要么導引通過該冷凝式熱交換器(加熱)要么導引通過蒸發(fā)器式熱交換器(冷卻)。

6、所有系統(tǒng)的共同點是,功率電子器件關(guān)于冷卻方面串聯(lián)地前置于電機,其中,將于是已被預加溫的冷卻劑流用于對馬達進行冷卻。

7、由于電池單元內(nèi)部的化學和物理過程,使得儲能器/蓄電池/高壓電池(hv電池)在能量轉(zhuǎn)換中同樣具有損耗。它們的影響取決于功率和溫度,從而在功率較低時,損耗功率也較低,而能量轉(zhuǎn)換越大,內(nèi)部損耗就越高。為了確保冷卻功率,在大多數(shù)系統(tǒng)中為此都提供了液冷方式。

8、電驅(qū)動裝置需要對能量進行智能化的分配,以便高效地充分利用可用的電池容量。所已知的熱管理系統(tǒng)將車內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的功能(加熱/冷卻)拆分到多個熱交換器中(水-空氣用于加熱,制冷劑-空氣用于冷卻)。為此,通常也設(shè)置有電輔助加熱器。

9、除了成本外,在結(jié)構(gòu)空間要求、線路路徑長度和材料投入方面也存在缺點。

10、此外,將對功率電子器件和電機的冷卻串聯(lián)進行將導致電機的性能或edrive(電驅(qū)動)的效率受損。由于冷卻劑的高溫度,使得功率電子器件的電流承載能力降低,從而限制了冷卻功率。然而,edrive(電驅(qū)動)中的更高溫度將由于油的粘度更低而導致機械方面的損耗降低。而在冷卻劑溫度較低時,這一特性則顛倒。因此,必須找到折中方案。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此,本發(fā)明的任務是提供一種熱能系統(tǒng)和車輛,它們消除了上述其中一個或多個缺點。尤其地,本發(fā)明的任務是提供一種高效的熱能系統(tǒng)和具有這種系統(tǒng)的車輛,在這種熱能系統(tǒng)中,車輛或各個部件的損耗能量被盡可能地利用,以至于只有多余的、不可利用的能量被釋放到環(huán)境中的程度。

2、根據(jù)第一方面,該任務通過一種用于調(diào)整車輛溫度的熱能系統(tǒng)來解決,該熱能系統(tǒng)包括熱泵,熱泵具有用于對冷卻劑流進行冷卻的冷卻單元和用于對冷卻劑流進行加溫的加熱單元,熱泵被構(gòu)造成能將熱能從輸送給冷卻單元的冷卻劑流輸送至輸送給加熱單元的冷卻劑流。熱能系統(tǒng)具有多個系統(tǒng)區(qū)段,并且這些系統(tǒng)區(qū)段被構(gòu)造成用于對車輛的各自的車輛區(qū)段進行加溫和/或冷卻。系統(tǒng)區(qū)段中的第一系統(tǒng)區(qū)段被構(gòu)造成用于對車輛區(qū)段中的具有至少一個第一電子器件單元的第一車輛區(qū)段進行冷卻,并且第五系統(tǒng)區(qū)段被構(gòu)造成用于對車輛區(qū)段中的具有馬達的第五車輛區(qū)段進行冷卻。系統(tǒng)還包括從冷卻單元下游開始的低溫線路路徑、即nt線路路徑和從加熱單元下游開始的高溫線路路徑、即ht線路路徑,其中,ht和nt線路路徑中的至少一個線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流導引至多個系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段。在冷卻單元的下游,nt線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流引導至多個系統(tǒng)區(qū)段中的第一系統(tǒng)區(qū)段。nt線路路徑還被構(gòu)造成用于在將冷卻劑流導引至第五系統(tǒng)區(qū)段的情況下,在第一系統(tǒng)區(qū)段的下游并在第五系統(tǒng)區(qū)段的上游,冷卻劑流被導引至至少一個另外的系統(tǒng)區(qū)段,其中,另外的系統(tǒng)區(qū)段被構(gòu)造成用于對具有乘客艙、電池或散熱器的另外的車輛區(qū)段進行冷卻和/或加溫。ht和nt線路路徑中的第一線路路徑還被構(gòu)造成用于將冷卻劑流導引至加熱單元,而ht和nt線路路徑中的第二線路路徑還被構(gòu)造成用于將冷卻劑流導引至冷卻單元。

3、因此,ht和nt線路路徑中的一個線路路徑可以將冷卻劑流導引至具有馬達的第五系統(tǒng)區(qū)段。如果nt線路路徑將冷卻劑流導引至馬達,則從第一系統(tǒng)區(qū)段的下游,nt線路路徑將冷卻劑流導引至系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個另外的系統(tǒng)區(qū)段,然后將冷卻劑流導引至第五系統(tǒng)區(qū)段。因此,在對馬達冷卻之前,可以對第一和第五系統(tǒng)區(qū)段之外的另外的系統(tǒng)區(qū)段進行冷卻。因此可以實現(xiàn)改善的能效。另外的系統(tǒng)區(qū)段可以包括第二至第四系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段或者是一個這種系統(tǒng)區(qū)段。替選地,如果ht線路路徑將冷卻劑流導引至第五系統(tǒng)區(qū)段,則nt線路路徑將冷卻劑流至少是導引至第一系統(tǒng)區(qū)段。

4、系統(tǒng)可以包括馬達、至少一個第一電子器件單元和/或另外的電子器件單元、乘客艙的乘客艙熱交換器、乘客艙的第一熱交換器、乘客艙的第二熱交換器、電池和/或散熱器。為了對乘客艙進行空氣調(diào)節(jié),車輛和/或系統(tǒng)可以提供乘客艙熱交換器。替選地,乘客艙熱交換器可以由兩個單個的熱交換器來代替。通過并聯(lián)式運行第一和第二熱交換器,能通過如下方式對乘客艙空氣進行除濕,即首先將空氣引導經(jīng)過第二熱交換器并在此進行冷卻降溫,其中,濕氣被凝結(jié)并可以排出。隨后,空氣導引通過第一熱交換器,并再次加溫到目標溫度水平。然而,原則上能經(jīng)由單個的乘客艙熱交換器對乘客艙進行冷卻和加熱,該乘客艙熱交換器可以在第一運行模式中與ht線路路徑連接以用于加熱空氣,而在第二運行模式中可以與nt線路路徑接連以用于冷卻空氣。因此,只有在冷卻期間才能對空氣進行除濕。通過合適的用于切換空氣引導的裝置,使得在第一和第二熱交換器中的其中一個處的、尤其是第一熱交換器處的熱能可以要么釋放到乘客艙,要么釋放到環(huán)境空氣。通過中間位置能實現(xiàn)乘客艙與環(huán)境空氣之間的熱能排放的無級分配。

5、這些系統(tǒng)區(qū)段被構(gòu)造成用于對各自的車輛區(qū)段進行加溫和/或冷卻。因此,給每個系統(tǒng)區(qū)段配屬有至少一個車輛區(qū)段。加溫可以意味著,輸送熱能,以便對各自的車輛區(qū)段或各自的單元進行加溫。冷卻可以意味著,排出熱能,以便對各自的車輛區(qū)段或各自的單元進行冷卻。因此,進行冷卻的系統(tǒng)區(qū)段可以是系統(tǒng)區(qū)段中的冷卻至少一個車輛區(qū)段和/或冷卻車輛區(qū)段的至少一個單元的系統(tǒng)區(qū)段。進行加溫的系統(tǒng)區(qū)段可以對車輛區(qū)段和/或車輛區(qū)段的至少一個單元進行加溫。尤其地,給第一系統(tǒng)區(qū)段配屬第一車輛區(qū)段。其中一個系統(tǒng)區(qū)段可以僅被構(gòu)造成用于加溫或冷卻。其中一個系統(tǒng)區(qū)段可以被構(gòu)造成用于冷卻和加溫。第一線路路徑可以被構(gòu)造成用于對第一熱交換器和/或散熱器進行加溫并對馬達進行冷卻。

6、線路路徑可以被構(gòu)造成用于能與系統(tǒng)區(qū)段連接。系統(tǒng)區(qū)段可以具有一個或多個線路路徑或nt和/或ht線路路徑的區(qū)段。

7、車輛的第一電子器件單元和/或另外的電子器件單元(見下文)中的一個電子器件單元可以是尤其是在運行中產(chǎn)生熱能的電子器件單元,并因此被加溫。為了確保電子器件單元的性能,可以例如借助nt線路路徑的冷卻劑流對電子器件單元進行冷卻。電子器件單元可以是控制電子器件、逆變器、dc/dc轉(zhuǎn)換器、dc/ac轉(zhuǎn)換器和車載充電器(obc)中的一種。借助所提出的系統(tǒng)可以對兩個、三個、四個或更多個電子器件單元進行冷卻和/或加溫,尤其是進行冷卻。第一車輛區(qū)段可以具有一個、兩個、三個或更多個第一電子器件單元。另外的系統(tǒng)區(qū)段可以具有一個、兩個、三個或更多個第二和第三電子器件單元。第一電子器件單元和下文提到的電子器件單元中的至少一個點可以被構(gòu)造成用于控制車輛驅(qū)動裝置。

8、ht和nt線路路徑中的第一線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流導引至加熱單元,其中,ht和nt線路路徑中的第二線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流導引至冷卻單元(所謂的“冷卻器(chiller)”)。如果第一線路路徑為ht線路路徑,并且第二條線路路徑為nt線路路徑,則存在具有兩個冷卻劑流回路(雙回路結(jié)構(gòu))的系統(tǒng)。相反,如果第一線路路徑為nt線路路徑,并且第二線路路徑為ht線路路徑,則存在唯一的冷卻劑回路(單回路結(jié)構(gòu))。

9、nt線路路徑的冷卻劑流可以具有比ht線路路徑的冷卻劑流更低的平均溫度。

10、冷卻單元和/或加熱單元可以被構(gòu)造成用于對(在各自的單元的抽吸側(cè))輸送給各自的單元的冷卻劑流進行加溫和/或冷卻,并將其輸出至各自的線路路徑。線路路徑可以至少部分由管道、軟管、通道和/或這些的組合構(gòu)成。

11、根據(jù)第一方面,提出了一種熱能系統(tǒng),該熱能系統(tǒng)可以將來自電部件(尤其是電子器件單元和/或電池)的損耗能以及來自乘客艙的冷卻部的能量總是運輸?shù)接杏玫牡胤交蛘呖梢詢Υ嬖跓豳|(zhì)量中以后續(xù)使用。只有當所需量和儲存器容量耗盡時,才會將能量排出到環(huán)境中。

12、為了提升效率設(shè)置有熱泵,熱泵將熱能從具有較低溫度水平的nt線路路徑的冷卻劑流轉(zhuǎn)引到具有較高溫度水平的ht線路路徑的冷卻劑流中。由于流動流量不同而有可能的是,借助熱泵還將來自環(huán)境空氣的能量用于加熱目的。此外,熱泵還能夠?qū)崿F(xiàn)對乘客艙的冷卻/a/c。

13、所提出的系統(tǒng)的基本構(gòu)思基于兩個冷卻劑回路的呈現(xiàn),它們由具有不同溫度水平的nt線路路徑和ht線路路徑構(gòu)成。兩個線路路徑的溫差可以介于-10?k至+100?k之間。兩個冷卻劑流的熱耦合是經(jīng)由熱泵產(chǎn)生的。熱泵可以包括制冷劑儲備器、壓縮機、膨脹閥或節(jié)流件、用于冷卻單元的蒸發(fā)器式熱交換器和用于加熱單元的液冷的液化器(英文:liquidcooled?condenser(液冷的液化器),lcc)。

14、下文將描述最多具有三個閥(英文“flow-switch(流切換器)”)的系統(tǒng)。這些閥可以被布置成,通過各自的閥的切換狀態(tài)組合可以用系統(tǒng)滿足車輛的所有的所需的運行狀態(tài)。其中至少一個閥的實施方案有利地被設(shè)置為徑向的旋轉(zhuǎn)滑閥實施方案,但也能采用另一種形式(軸向的活塞滑閥)。

15、馬達的冷卻部,尤其是電動馬達(e馬達)的冷卻部,或馬達熱交換器的冷卻部,尤其是馬達的油-水熱交換器(參見下文)的冷卻部可以配屬于ht線路路徑,而電子器件部件,如尤其是第一電子器件單元(見下文)則被接入在nt線路路徑中。第一至第三電子器件單元可以包括車載充電器(obc)、控制器和/或車輛的一個或多個功率電子器件。第一至第三電子器件單元、尤其是第一電子器件單元可以包括車載充電器和控制器。將馬達和第一電子器件單元分開提供的優(yōu)點是,使得第一電子器件單元可以在較低的進入溫度下被冷卻,并因此能實現(xiàn)更高的性能和效率,而馬達本身原則上可以承受更高的溫度水平,或者由于其熱質(zhì)量較高而可以受到更長時間的負載,直到達到馬達的極限溫度。因此可以確保所需的冷卻功率符合需求且優(yōu)化了性能。

16、第一至第三電子器件單元(見下文)可以包括電子器件子系統(tǒng)。此外,第一、第二和/或第三電子器件單元可以包括單個的電子器件單元或兩個、三個或更多個電子器件單元。尤其地,第一電子器件單元可以包括兩個或三個電子器件單元。第二和/或第三電子器件單元尤其可以包括單個的電子器件單元。第一至第三電子器件單元中的至少一個電子器件單元可以串行地前后依次(串聯(lián)地)被其中一個線路路徑、尤其是nt線路路徑的冷卻劑流流過。其中,該順序可以有利地基于要被穿流的電子器件單元的需求和/或冷卻功率需求來確定。如下順序顯得特別有利,即,首先用最冷的冷卻劑流供應給電子器件單元,并隨后冷卻劑流流經(jīng)電子器件單元的中央計算機,而obc(on-board?charger(車載充電器))則在最后被流經(jīng),這是因為只有當其他系統(tǒng)被關(guān)斷或不產(chǎn)生顯著的損耗功率/不存在冷卻功率需求時,該obc才處于激活。不同的供應順序是可能的并且可以基于不同的電子器件單元的冷卻功率要求來確定。

17、在另外的變體中,對電子器件單元進行并聯(lián)式供應或進行串行式和并聯(lián)式穿流的組合原則上是可行的。在此,可以基于電子器件單元的冷卻功率需求和/或質(zhì)量流量比來劃分布置方式。在此值得推薦的是,根據(jù)所預期的冷卻功率比在考慮電子器件單元的、尤其是子系統(tǒng)的壓力比的情況下例如借助入口處的節(jié)流孔對體積流量進行液力平衡。

18、該系統(tǒng)的另外的特征是經(jīng)由唯一的乘客艙熱交換器或兩個熱交換器實現(xiàn)對客艙/乘客艙的間接空氣調(diào)節(jié),其中,尤其是乘客艙熱交換器根據(jù)需求要么被供應來自ht線路路徑的熱的冷卻劑流(加熱需求),要么被供應來自nt線路路徑的冷的冷卻劑流(冷卻需求)。在兩個單獨的乘客艙熱交換器的情況下,第一熱交換器可以被供應來自nt線路路徑的冷的冷卻劑以用于冷卻乘客艙空氣,而第二熱交換器則被供應熱的冷卻劑,以用于加熱乘客艙空氣。應輸送給乘客艙的空氣在此可以首先導引通過第一熱交換器,以便對空氣進行冷卻,并通過將空氣濕氣冷凝能夠?qū)崿F(xiàn)對乘客艙中的空氣的除濕。隨后,可以通過第二熱交換器將空氣加溫到所期望的溫度。

19、系統(tǒng)或車輛還可以具有尤其是唯一的散熱器(見下文),以用于與環(huán)境空氣進行能量交換,該散熱器可以根據(jù)需要接入在nt線路路徑或ht線路路徑中,并因此能夠?qū)崿F(xiàn)排出多余的損耗功率,又能夠?qū)崿F(xiàn)從環(huán)境中吸收熱能,以便通過熱泵將該熱能送入其中一個線路路徑,尤其是ht線路路徑。

20、儲能器/電池也可以根據(jù)需要通過兩個線路路徑進行操作,其中,互連方式允許進行對乘客艙和電池串行式供應,也允許進行并聯(lián)式運行。因此有可能的是,乘客艙與電池需求(冷卻或加熱)無關(guān)地被冷卻。

21、此外,閥的組合還可以使回路能夠?qū)崿F(xiàn)作為所有系統(tǒng)區(qū)段和/或車輛區(qū)段的液力串聯(lián)的互連方式,從而能實現(xiàn)運行車輛而不運行熱泵,并因此能夠?qū)崿F(xiàn)盡可能高的整個系統(tǒng)的效率。

22、在該上述串聯(lián)的第二運行模式中,可以借助熱泵降低流經(jīng)第一電子器件單元和乘客艙或電池之前的冷卻劑溫度,并同時提高散熱器之前的冷卻劑溫度,以便提高整個系統(tǒng)的冷卻功率和乘客艙的空氣調(diào)節(jié)功率。

23、依賴于邊界條件(環(huán)境溫度、車輛的行駛狀況、車輛的運行條件、日照影響等)地,需要不同的互連方式,以便滿足對車輛區(qū)段的溫度,諸如第一至第三電子器件單元、尤其是第一電子器件單元的溫度調(diào)節(jié)和控溫的要求。因此可以分別確保達到盡可能好的效率的目的。

24、多個系統(tǒng)區(qū)段中的第二系統(tǒng)區(qū)段可以被構(gòu)造成用于對車輛區(qū)段中的具有車輛的乘客艙、尤其是具有車輛的乘客艙的乘客艙熱交換器的第二車輛區(qū)段進行加溫和冷卻。多個系統(tǒng)區(qū)段中的第三系統(tǒng)區(qū)段可以被構(gòu)造成用于對車輛區(qū)段中的具有車輛的電池的第三車輛區(qū)段進行加溫和/或冷卻。多個系統(tǒng)區(qū)段中的第四系統(tǒng)區(qū)段可以被構(gòu)造成用于對車輛區(qū)段中的具有散熱器的第四車輛區(qū)段進行加溫和/或冷卻。

25、多個系統(tǒng)區(qū)段中的第五系統(tǒng)區(qū)段被構(gòu)造成用于對車輛區(qū)段中的具有用馬達的第五車輛區(qū)段進行冷卻,并且尤其可以被構(gòu)造成用于對至少一個第二電子器件單元進行冷卻且對第二電子器件單元下游對馬達進行冷卻。例如,當應阻止第二電子器件單元上出現(xiàn)冷凝時,對第二電子器件單元和馬達進行冷卻是尤為有利的?;谲囕v車型,馬達可以布置在第五車輛區(qū)段、第一車輛區(qū)段或第三車輛區(qū)段中。

26、第一系統(tǒng)區(qū)段還可以被構(gòu)造成用于對具有第一電子器件單元和馬達的第一車輛區(qū)段進行冷卻,使得相應的線路路徑將冷卻劑流從第一電子器件單元的下游導引至馬達和/或相對第一電子器件單元并聯(lián)地導引。尤其地,這種可以是nt線路路徑??梢杂欣氖牵瑢⒃撾娮悠骷卧婉R達非??拷囟ㄎ?,或者將電子器件單元和馬達集成在殼體內(nèi)。在這種情況下有利的是,電子器件單元和馬達配屬于nt線路路徑,并且首先為電子器件單元提供最低的進入溫度,并隨后將冷卻劑流直接導引至馬達。如果空間布置相應有利,則可能的是,將附加的電子器件單元相對第一電子器件單元(如dc-dc轉(zhuǎn)換器)并聯(lián)接入,或相對馬達串聯(lián)地接入。

27、第三系統(tǒng)區(qū)段還可以被構(gòu)造成用于對具有電池和馬達的第三車輛區(qū)段進行加溫和/或冷卻,使得相應的線路路徑將冷卻劑流從馬達下游導引至電池,尤其是導引至第三電子器件單元,從第三電子器件單元下游導引至馬達,并從馬達下游導引至電池。例如,如果馬達必須/應該在熱泵之前較遠的地方安裝,則第三電子器件單元和馬達的這種接入方式是有利的。

28、nt線路路徑可以是第一線路路徑,而ht線路路徑可以是第二線路路徑,其中,nt線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流串聯(lián)式地導引至第一、第二、第三和第五區(qū)段,而ht線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流串聯(lián)式地導引至第二和第四系統(tǒng)區(qū)段。這相當于單回路結(jié)構(gòu)。通過所提出的結(jié)構(gòu)以及部件和熱交換器的布置方式能通過如下方式實現(xiàn)熱旁路,即,降低在第一電子器件單元和第二熱交換器之前的冷卻劑流的溫度以用于對乘客艙進行冷卻,并因此使更高的冷卻功率潛力和空氣調(diào)節(jié)真正成為可能。加熱單元被布置成,在其之后流經(jīng)乘客艙的第一熱交換器并進一步流經(jīng)散熱器,然后將冷卻劑流導引至冷卻單元。因此,單回路結(jié)構(gòu)可以具有不同的溫度水平,該不同的溫度水平能夠通過如下方式實現(xiàn)熱功率的提升,即,優(yōu)化了在主要部件處的進入溫度。熱泵在熱學上被如下這樣地接入,即,使該熱泵能夠?qū)崿F(xiàn)熱旁路,以便將進入第一電子器件單元的冷卻劑流置于較低的溫度水平。該能量在第一熱交換器之前被送入,并提高了針對乘客艙加熱器和/或散熱器的進入溫度。因此提升了整個系統(tǒng)冷卻功率。此外,在熱泵處于非激活時,還能實現(xiàn)經(jīng)濟模式,這尤其能夠?qū)崿F(xiàn)提升車輛的續(xù)航里程的提升。

29、ht線路路徑可以是第一線路路徑,而nt線路路徑可以是第二線路路徑,其中,ht線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流串聯(lián)式地導引至第二、第四和第五系統(tǒng)區(qū)段,而nt線路路徑被構(gòu)造成用于將冷卻劑流串聯(lián)使地導引至第一、第二和第三系統(tǒng)區(qū)段。簡化的結(jié)構(gòu)被視為尤為有利,這是因為除了部件較少外,針對系統(tǒng)的控制或控制電子器件的耗費也明顯更少,從而在此展現(xiàn)出明顯的結(jié)構(gòu)空間和成本優(yōu)勢。

30、如果系統(tǒng)不具有閥,則上面提及的兩種結(jié)構(gòu)可以尤其有利。

31、第一至第五系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段可以具有一個、兩個或更多個系統(tǒng)線路路徑,其中,這些系統(tǒng)線路路徑被構(gòu)造成用于借助系統(tǒng)線路路徑的一個、兩個或多個的輸入端和/或輸出端能與nt和ht線路路徑中的至少一個線路路徑連接。因此,冷卻劑流可以從系統(tǒng)線路路徑的其中一個線路路徑進行轉(zhuǎn)引。替選或附加地,第一至第五系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段可以包括nt和/或ht線路路徑的區(qū)段。第一至第五系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段可以被構(gòu)造成用于借助系統(tǒng)線路路徑和/或區(qū)段來冷卻和/或加溫各自的車輛區(qū)段。

32、系統(tǒng)可以包括分別具有第一和第二切換狀態(tài)的第一和第二閥,這些閥分別具有兩個閥輸入端和兩個閥輸出端,以用于與ht和nt線路路徑連接。因此,閥可以代表節(jié)點,在這些節(jié)點處,nt和ht線路路徑與各自的節(jié)點連接。第一閥具有兩個輸入端,其中,提供用于nt線路路徑的第一輸入端和用ht線路路徑的第二輸入端。此外,第一閥具有兩個輸出端,其中一個輸出端用于ht線路路徑,并且一個輸出端用于nt線路路徑。上述結(jié)構(gòu)可以涉及到第二閥和每種另外的閥。ht和nt線路路徑可以被構(gòu)造成用于基于第一和第二閥的切換狀態(tài)將冷卻劑流導引至多個系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段。

33、第一閥可以被構(gòu)造成用于基于第一閥的第一切換狀態(tài)a)將冷卻劑流從第四系統(tǒng)區(qū)段引導至第五系統(tǒng)區(qū)段或加熱單元,并將冷卻劑流從第三系統(tǒng)區(qū)段引導至冷卻單元。此外,第一閥還可以被構(gòu)造成用于基于第一閥的第二切換狀態(tài)b)將冷卻劑流從第三系統(tǒng)區(qū)段導引至第五系統(tǒng)區(qū)段或直接導引至加熱單元,并將冷卻劑流從第四系統(tǒng)區(qū)段導引至冷卻單元。無論乘客艙是借助乘客艙熱交換器還是借助第一和第二熱交換器進行冷卻和/或加溫,第一閥都可以具有上述切換狀態(tài)。

34、第二系統(tǒng)區(qū)段可以包括加熱區(qū)段和冷卻區(qū)段,其中,加熱區(qū)段被構(gòu)造成用于對乘客艙熱交換器的第一熱交換器進行加溫,而冷卻區(qū)段被構(gòu)造成用于對乘客艙熱交換器的第二熱交換器進行冷卻,其中,冷卻區(qū)段布置在第一系統(tǒng)區(qū)段的下游和第三或第四系統(tǒng)區(qū)段之前的上游,而加熱區(qū)段布置在加熱單元之后的下游和第四或第三系統(tǒng)區(qū)段之前的上游。如果存在第一和第二熱交換器取代了單一的乘客艙熱交換器,則第二系統(tǒng)區(qū)段的上述結(jié)構(gòu)尤為有利。

35、第二閥可以被構(gòu)造成用于基于第一閥的第一切換狀態(tài)c)將冷卻劑流從冷卻區(qū)段引導至第三系統(tǒng)區(qū)段,并將冷卻劑流從加熱區(qū)段引導至第四系統(tǒng)區(qū)段,其中,第二閥還可以被構(gòu)造成用于基于第二閥的第二切換狀態(tài)d)將冷卻劑流從冷卻區(qū)段引導至第四系統(tǒng)區(qū)段,并將冷卻劑流從加熱區(qū)段引導至第三系統(tǒng)區(qū)段。因此,在存在第一和第二熱交換器的情況下可以借助第一和第二閥實現(xiàn)車輛的所有必要的運行狀態(tài)。采用所提出的結(jié)構(gòu)和兩個熱交換器,使得可以對乘客艙的車內(nèi)空氣進行除濕,這是因為為此空氣首先被冷卻,以便使?jié)駳饽Y(jié),并隨后再次被加溫。僅利用單一的乘客艙熱交換器進行這一點在所有環(huán)境條件下是不可能的。為了確保除濕功能可以有利的是,分別經(jīng)由第一和第二熱交換器來設(shè)置對乘客艙的加熱和冷卻。根據(jù)雙回路結(jié)構(gòu),利用第一和第二熱交換器可以確保對乘客艙冷卻和加熱。第一和第二閥的切換狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)對所有部件的冷卻,并且有選擇地對電池進行冷卻或加熱,而這與乘客艙的空氣調(diào)節(jié)無關(guān),這等同于基本布局。

36、系統(tǒng)還包括具有第一和第二切換狀態(tài)的第三閥,第三閥具有兩個閥輸入端和兩個閥輸出端,以用于與ht和nt線路路徑連接,其中,ht和nt線路路徑被構(gòu)造成用于基于第一至第三閥的切換狀態(tài)將冷卻劑流導引至多個系統(tǒng)區(qū)段中的至少一個系統(tǒng)區(qū)段。相對第一和第二閥提供第三閥對于具有單個的乘客艙熱交換器的結(jié)構(gòu)尤為有利。

37、第二和第三閥可以被構(gòu)造成用于

38、-?基于第二和第三閥的第一切換狀態(tài)c)、e),將冷卻劑流從第一系統(tǒng)區(qū)段導引至第二系統(tǒng)區(qū)段,將冷卻劑流從第二系統(tǒng)區(qū)段導引至第三系統(tǒng)區(qū)段以及將冷卻劑流從加熱單元導引至第四系統(tǒng)區(qū)段;和/或

39、-?基于第二閥的第一切換狀態(tài)c)和第三閥的第二切換狀態(tài)f),將冷卻劑流從第一系統(tǒng)區(qū)段導引至第二系統(tǒng)區(qū)段、將冷卻劑流從第二系統(tǒng)區(qū)段導引至第四系統(tǒng)區(qū)段以及將冷卻劑流從加熱單元導引至第三系統(tǒng)區(qū)段;

40、-?基于第二閥的第二切換狀態(tài)d)和第三閥的第一切換狀態(tài)e),將冷卻劑流從第一系統(tǒng)區(qū)段導引至第四系統(tǒng)區(qū)段,將冷卻劑流從加熱單元導引至第二系統(tǒng)區(qū)段以及將冷卻劑流從第二系統(tǒng)區(qū)段導引至第三系統(tǒng)區(qū)段;和/或

41、-?基于第二和第三閥的第二切換狀態(tài)d)和f),將冷卻劑流從第一系統(tǒng)區(qū)段導引至第三系統(tǒng)區(qū)段,將冷卻劑流從加熱單元導引至第二系統(tǒng)區(qū)段以及將冷卻劑流從第二系統(tǒng)區(qū)段導引至第四系統(tǒng)區(qū)段。

42、熱能系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用于基于第一至第三閥中的至少一個閥的切換狀態(tài)借助ht和nt線路路徑對第二、第三、第四和/或第五系統(tǒng)區(qū)段進行加溫和/或冷卻。加溫和/或冷卻還可以通過散熱器加以改善,其中,熱能可以借助散熱器排放到環(huán)境流體中,或可以從該環(huán)境流體吸收熱能。因此,可以將多余的熱能排放到環(huán)境流體中,或者可以從環(huán)境流體中將熱能送入到冷卻劑流中。

43、系統(tǒng)還可以包括第一冷卻劑泵和/或第二冷卻劑泵,其中,第一冷卻劑泵可以沿第一線路路徑布置在加熱單元之前的上游或第五系統(tǒng)區(qū)段之前的上游,并可以被構(gòu)造成用于將冷卻劑流泵送至加熱單元。第二冷卻劑泵可以沿第二線路路徑構(gòu)造在冷卻單元的上游,并被構(gòu)造成用于將冷卻劑流泵送至冷卻單元。系統(tǒng)還可以包括另外的冷卻劑泵。

44、第一冷卻劑泵和/或第二冷卻劑泵可以具有激活狀態(tài)和非激活狀態(tài),其中,第一冷卻劑泵和/或第二冷卻劑泵在激活狀態(tài)下被構(gòu)造成用于泵送冷卻劑流,其中,第一冷卻劑泵和/或第二冷卻劑泵在非激活狀態(tài)下被構(gòu)造成用于在不泵送的情況下繼續(xù)導引冷卻劑流。

45、ht線路路徑的冷卻劑流在離開加熱單元時具有的溫度可以高于nt線路路徑的冷卻劑流在離開冷卻單元時的溫度。

46、熱泵可以具有激活狀態(tài)和非激活狀態(tài),其中,熱泵可以被構(gòu)造成用于在激活狀態(tài)下將熱能從輸送給冷卻單元的冷卻劑輸送至輸送給加熱單元的冷卻劑流,其中,熱泵可以被構(gòu)造成用于在非激活狀態(tài)下阻止冷卻單元與加熱單元之間的熱能交換。因此,熱泵在非激活狀態(tài)下可以繼續(xù)導引輸送給各自的冷卻單元或加熱單元的冷卻劑流,而不輸送或抽取熱能。

47、第五系統(tǒng)區(qū)段可以被構(gòu)造成用于對馬達熱交換器、尤其是用于冷卻所述馬達的油-水熱交換器進行冷卻。替選地,也可以通過水冷卻對馬達進行冷卻。

48、馬達熱交換器可以具有激活狀態(tài)和非激活狀態(tài),其中,馬達熱交換器在激活狀態(tài)下被構(gòu)造成用于與馬達進行熱能交換,其中,馬達熱交換器在非激活狀態(tài)下不與各自的線路路徑的冷卻劑流進行熱能交換或被阻止進行熱能交換。

49、ht線路路徑和/或nt線路路徑可以具有激活狀態(tài)和激活狀態(tài),其中,在一個或多個線路路徑處于激活狀態(tài)下熱能運輸通過冷卻劑流來進行,其中,一個或多個線路路徑被構(gòu)造成用于在一個或多個線路路徑處于非激活狀態(tài)下阻止熱能運輸。在非激活狀態(tài)下,可以實現(xiàn)線路路徑的冷卻劑流的導引,尤其是環(huán)流,但不進行熱能運輸。

50、第一、第二和/或第三閥可以被構(gòu)造成用于切換出如下切換狀態(tài)組合:

51、-?a、c、f;

52、-?a、d、e;和/或

53、-?b、d、f。

54、第一至第三閥中的每個閥都可以被構(gòu)造成用于在兩個各自的切換狀態(tài)之間進行變換。如果只設(shè)置第一和第二閥,則第一和第二閥可以被構(gòu)造成用于切換出切換狀態(tài)組合a和c、a和d或b和d。此外,第一和第二閥或第一至第三閥可以被構(gòu)造成用于切換出來自a、b、c、d、e和f的任何可能的切換狀態(tài)組合。

55、散熱器可以具有激活運行狀態(tài)和非激活運行狀態(tài)。在激活運行狀態(tài)下,散熱器可以被構(gòu)造成用于對環(huán)境流體、尤其是車輛的環(huán)境空氣進行冷卻或加溫,其中,在散熱器的非激活運行狀態(tài)下,不會進行或阻止與環(huán)境流體和/或散熱器的熱能交換。散熱器可以被構(gòu)造成用于將輸送給散熱器的冷卻劑的熱能輸送給環(huán)境流體,或?qū)崮軓沫h(huán)境流體輸送給冷卻劑流。第四系統(tǒng)區(qū)段可以具有帶旁通閥的并聯(lián)接線。并聯(lián)接線可以包括第一和第二并聯(lián)線路路徑區(qū)段。第一并聯(lián)線路路徑區(qū)段可以被構(gòu)造成用于將冷卻劑流從旁通閥下游導引至散熱器。第二并聯(lián)線路路徑區(qū)段可以被構(gòu)造成用于與第一并聯(lián)線路路徑區(qū)段并聯(lián)地導引冷卻劑流,尤其是使得冷卻劑流從散熱器旁導引經(jīng)過。基于旁通閥的切換,使得冷卻劑流可以導引至散熱器或并聯(lián)地從該散熱器旁導引經(jīng)過。

56、系統(tǒng)還可以包括第一和/或第二膨脹儲備器。第一和/或第二膨脹儲備器可以被構(gòu)造成用于給其中一個冷卻劑流輸送冷卻劑,或從該其中一個冷卻劑流接收冷卻劑。第一膨脹儲備器可以被構(gòu)造成用于給第一線路路徑的冷卻劑流輸送冷卻劑,或從中接收冷卻劑。第二膨脹儲備器可以被構(gòu)造成用于給第二線路路徑的冷卻劑流輸送冷卻劑,或從中接收冷卻劑。在雙回路結(jié)構(gòu)中可以提供第一和第二冷卻劑儲備器。這對于不具有閥的雙回路的結(jié)構(gòu)尤為有利。如果存在單回路結(jié)構(gòu)和/或可以通過兩個或三個閥在單回路結(jié)構(gòu)與雙回路結(jié)構(gòu)之間進行變換,則可以提供第一和第二膨脹儲備器中的單個的膨脹儲備器。在單回路結(jié)構(gòu)中,冷卻劑可以從其中單個的膨脹儲備器輸送給整個冷卻劑回路。如果在以后的時間點變換成雙回路結(jié)構(gòu),則可以提前在單回路結(jié)構(gòu)中相應地輸送或接收冷卻劑。

57、冷卻劑儲備器、第一和/或第二膨脹儲備器可以被構(gòu)造成用于補償冷卻劑流因溫度差異而產(chǎn)生的壓力變化和/或體積變化。

58、系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用于借助第二系統(tǒng)區(qū)段對乘客艙、尤其是乘客艙熱交換器或第一和第二熱交換器進行加溫和/或冷卻,借助第三系統(tǒng)區(qū)段對電池進行加溫和/或冷卻,借助第四系統(tǒng)區(qū)段對散熱器進行加溫和/或冷卻,和/或借助第五系統(tǒng)區(qū)段對馬達進行冷卻。該系統(tǒng)還可以被構(gòu)造成用于基于第一和第二閥的切換狀態(tài)或第一至第三閥的切換狀態(tài)來實現(xiàn)對系統(tǒng)區(qū)段的加溫和/或冷卻。此外,系統(tǒng)還可以被構(gòu)造成用于使第一和第二閥或第一至第三閥在第一和第二切換狀態(tài)之間進行切換,以便能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)區(qū)段的加溫和/或冷卻。

59、系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用于能夠?qū)崿F(xiàn)ht和nt線路路徑的冷卻劑流之間的體積補償和/或壓力補償。為此,系統(tǒng)可以包括與各自的冷卻劑流和/或線路路徑連接的補償線路。這在雙回路結(jié)構(gòu)中尤為有利。此外,這種補償可以借助唯一的儲備器,例如第一或第二膨脹儲備器來實現(xiàn)。補償功能可以利用尤其可以相對較小的線路橫截面積來實現(xiàn)。替選地,補償線路還可以具有節(jié)流閥。這兩種替選方案都可以被構(gòu)造成能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻劑的加注。補償線路可以與線路路徑連接,使得補償線路的具有冷卻劑的第一端部布置在第一冷卻劑泵之前的上游,并且補償線路的第二端部布置在第二冷卻劑泵之前的上游,以便在那里分別輸送或提取冷卻劑。這些定位是有利的,這是因為在這里冷卻劑流的壓力相對不受ht和nt線路路徑的壓力阻力的影響。

60、該任務根據(jù)第二方面通過一種車輛來解決,尤其是包括根據(jù)第一方面的熱能系統(tǒng)的電子車輛來解決。

61、上文描述的第一方面的特征可以作為第二方面的特征構(gòu)造。

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