DE102010039028B4 - Heiz/-Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug mit einem Elektroantriebsmotor und einer Quelle elektrischer Energie (40) für den Elektroantriebsmotor, umfassend einen im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb betreibbaren Kältemittelkreislauf (12) mit einer Verdichteranordnung (14), wenigstens einer Expansionsanordnung (16, 18) und einer ersten Wärmetauscheranordnung (20) zur Übertragung von Wärme zwischen dem im Kältemittelkreislauf (12) zirkulierenden Kältemittel und einem in einen Fahrzeuginnenraum (22) einzuleitenden Luftstrom (L), gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung (44, 46) zur Übertragung von Wärme von einem zur Quelle elektrischer Energie (40) zu leitenden Luftstrom auf das in dem Kältekreislauf (12) zirkulierende Kältemittel im Heizbetrieb oder/und zur Übertragung von Wärme von dem in dem Kältemittelkreislauf (12) zirkulierenden Kältemittel auf den zur Quelle elektrischer Energie (40) zu leitenden Luftstrom im Kühlbetrieb.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Fahrzeug umfasst einen Elektroantriebsmotor und eine für den Betrieb dieses Elektroantriebsmotors die erforderliche elektrische Energie bereitstellende Quelle elektrischer Energie, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie.
  • Derartige Quellen elektrischer Energie, insbesondere Batterien, weisen einen Temperaturbereich auf, in welchem sie elektrische Energie mit optimaler Effizienz bereitstellen können. Diese Temperatur liegt beispielsweise im Bereich von 30 bis 35°C. Zu hohe oder zu niedrige Temperaturen führen zu Effizienzeinbußen und mithin bei elektromotorisch betriebenen Fahrzeugen zu bisweilen deutlich verringerten Reichweiten.
  • Die Druckschrift US 5,490,572 A offenbart ein Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug, bei dem ein Kältemittelkreislauf sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb betreibbar ist und vermittels eines in diesem Kältemittelkreislauf angeordneten Wärmetauschers Wärme zwischen dem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel und einem in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitenden Luftstrom übertragen werden kann. Dabei kann ein Teil des in den Fahrzeuginnenraum einzuleitenden Luftstroms zu einer Quelle elektrischer Energie abgezweigt werden und diese dadurch entsprechend dem jeweils gewählten Betriebsmodus des Kältemittelkreislaufs erwärmt oder gekühlt werden. Ferner ist ein zusätzlicher, nicht im Kältemittelkreislauf eingebundener, mittels einer Heizanordnung heizbarer Wärmetauscher vorgesehen, so dass der zur Quelle elektrischer Energie abgezweigte Luftstrom unabhängig vom Betriebsmodus des Kältemittelkreislaufs erwärmt werden kann.
  • Die Druckschrift US 2005/0056035 A1 offenbart ein Kühlsystem für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug, bei dem mittels zweier in dem Kältemittelkreislauf angeordneter Wärmetauscher sowohl ein Fahrzeuginnenraum als auch eine Quelle elektrischer Energie kühlbar sind.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch Fahrzeug bereitzustellen, mit welchem die Quelle elektrischer Energie für einen Elektroantriebsmotor in einem dafür vorgesehenen Temperaturbereich gehalten werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug gemäß Anspruch 1, mit einem Elektroantriebsmotor und einer Quelle elektrischer Energie für den Elektroantriebsmotor, umfassend einen Kältemittelkreislauf mit einer Verdichteranordnung, wenigstens einer Expansionsanordnung und einer ersten Wärmetauscheranordnung zur Übertragung von Wärme zwischen dem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel und einem in einen Fahrzeuginnenraum einzuleitenden Luftstrom, ferner umfassend wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung zur Übertragung von Wärme zwischen dem in dem Kältekreislauf zirkulierenden Kältemittel und einem zur Quelle elektrischer Energie zu leitenden Luftstrom.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Heiz/Kühl-System kann nicht nur für eine geeignete Temperierung, also Erwärmung oder Kühlung, eines Fahrzeuginnenraums gesorgt werden, sondern es kann durch die Beeinflussung der Temperatur eines zu der Quelle elektrischer Energie zu leitenden Luftstroms in wenigstens einer weiteren Wärmetauscheranordnung dafür gesorgt werden, dass, ggf. auch unabhängig davon, ob der Fahrzeuginnenraum erwärmt oder gekühlt wird, diese Quelle elektrischer Energie im geeigneten Temperaturbereich arbeiten kann.
  • Da bei einem elektromotorisch betriebenen Fahrzeug keine zusätzlichen Wärmequellen, wie z. B. eine Brennkraftmaschine, vorhanden sind, ist vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb betreibbar ist.
  • Insbesondere um den Heizbetrieb und den Kühlbetrieb realisieren zu können, also das System sowohl als Klimaanlage als auch als Wärmepumpe betreiben zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass der Kältemittelkreislauf eine erste Expansionsanordnung in Strömungsrichtung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf vor der ersten Wärmetauscheranordnung und eine zweite Expansionsanordnung in Strömungsrichtung nach der ersten Wärmetauscheranordnung umfasst.
  • Zum Umschalten zwischen den beiden Betriebsarten Heizen und Kühlen kann vorgesehen sein, dass der Kältemittelkreislauf eine erste Ventilanordnung zum wahlweisen Freigeben und Sperren der ersten Expansionsanordnung und eine zweite Ventilanordnung zum wahlweisen Freigeben und Sperren der zweiten Expansionsanordnung umfasst. Durch entsprechende Schaltung der Ventilanordnungen kann somit zwischen dem Heizbetrieb und dem Kühlbetrieb gewählt bzw. umgeschaltet werden.
  • Um bei zu niedriger Temperatur der Quelle elektrischer Energie für eine Erwärmung derselben sorgen zu können, beispielsweise auch dann, wenn das Heiz/Kühl-System grundsätzlich im Kühlbetrieb betrieben wird, wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung eine zweite Wärmetauscheranordnung zur Übertragung von Wärme von dem im Kältemittelkreislauf zirkulierenden Kältemittel auf einen zur Quelle elektrischer Energie zu leitenden Luftstrom umfasst.
  • Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die zweite Wärmetauscheranordnung in Strömungsrichtung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf stromaufwärts der ersten Expansionsanordnung angeordnet ist.
  • Um bei Integration dieser zweiten Wärmetauscheranordnung in den Kältemittelkreislauf vermittels der ersten Ventilanordnung zwischen dem Heizbetrieb und dem Kühlbetrieb umschalten zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass der Kältemittelkreislauf einen durch die erste Ventilanordnung freigebbaren und sperrbaren ersten Teilströmungsweg von der Verdichteranordnung zur ersten Wärmetauscheranordnung umfasst, wobei im ersten Teilströmungsweg die zweite Wärmetauscheranordnung und die erste Expansionsanordnung angeordnet sind, und einen durch die erste Ventilanordnung freigebbaren und sperrbaren ersten Bypassströmungsweg umfasst, wobei der erste Bypassströmungsweg unter Umgehung der zweiten Wärmetauscheranordnung und der ersten Expansionsanordnung von der Verdichteranordnung zur ersten Wärmetauscheranordnung führt.
  • Eine Kühlung der Quelle elektrischer Energie, beispielsweise auch dann, wenn der Fahrzeuginnenraum zu heizen ist, kann dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung eine dritte Wärmetauscheranordnung zum Übertragen von Wärme von einem zur Quelle elektrischer Energie zu leitenden Luftstrom auf das im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittel umfasst.
  • Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die dritte Wärmetauscheranordnung in Strömungsrichtung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf stromabwärts der zweiten Expansionsanordnung angeordnet ist.
  • Bei Integration dieser dritten Wärmetauscheranordnung in den Kältemittelkreislauf kann das Umschalten zwischen den beiden vorangehend angesprochenen Betriebsarten Heizen und Kühlen dadurch leicht realisiert werden, dass der Kältemittelkreislauf einen durch die zweite Ventilanordnung freigebbaren und sperrbaren zweiten Teilströmungsweg von der ersten Wärmetauscheranordnung zur Verdichteranordnung umfasst, wobei im zweiten Teilströmungsweg die zweite Expansionsanordnung und die dritte Wärmetauscheranordnung angeordnet sind, und einen durch die zweite Ventilanordnung freigebbaren und sperrbaren zweiten Bypassströmungsweg umfasst, wobei der zweite Bypassströmungsweg unter Umgehung der zweiten Expansionsanordnung und der dritten Wärmetauscheranordnung von der ersten Wärmetauscheranordnung zur Verdichteranordnung führt.
  • Gemäß einem werteren vorteilhaften Aspekt wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Teil des in den Fahrzeuginnenraum einzuleitenden Luftstroms oder/und eines aus dem Fahrzeuginnenraum abzuziehenden Luftstroms zur Quelle elektrischer Energie leitbar ist. Dies bedeutet, dass dann, wenn der in den Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luftstrom oder auch die aus dem Fahrzeuginnenraum abzuziehende Luft eine Temperatur aufweist, welche für die Temperierung der Quelle elektrischer Energie geeignet ist, auch diese Luft bzw. dieser Luftstrom zumindest zum Teil genutzt werden kann, um die Quelle elektrischer Energie bei der geeigneten Temperatur zu halten oder auf die geeignete Temperatur zu bringen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug mit einem Elektroantriebsmotor und einer Quelle elektrischer Energie dafür sowie einem erfindungsgemäß aufgebauten Heiz/Kühl-System.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende 1 detailliert beschrieben. Diese zeigt in prinzipartiger Darstellung ein ausgebildetes Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug.
  • In der 1 ist ein Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug allgemein mit 10 bezeichnet. Das Heiz/Kühl-System umfasst einen Kältemittelkreislauf 12, in welchem ein beispielsweise in herkömmlichen Fahrzeugklimaanlagen eingesetztes Kältemittel zirkuliert. Zur Zirkulation angetrieben wird das Kältemittel im Kältemittelkreislauf 12 durch eine beispielsweise als herkömmlicher Kompressor aufgebaute Verdichteranordnung 14. Diese komprimiert das Kältemittel und fördert es in der in 1 eingezeichneten Richtung.
  • Das Heiz/Kühl-System 10 umfasst zwei Expansionsanordnungen, also beispielsweise Expansionsventile 16, 18. Die erste Expansionsanordnung 16 ist in Strömungsrichtung des Kältemittelkreislaufs 12 vor einer ersten Wärmetauscheranordnung 20 angeordnet. Die zweite Expansionsanordnung 18 ist in Strömungsrichtung nach der ersten Wärmetauscheranordnung 20 angeordnet. In der Wärmetauscheranordnung 20 findet eine thermische Wechselwirkung zwischen dem in einen Fahrzeuginnenraum 22 einzuleitenden Luftstrom L, beispielsweise gefördert durch ein Gebläse 24, und dem im Kältemittelkreislauf 12 zirkulierenden Kältemittel statt.
  • Zwischen der ersten Expansionsanordnung 16 und der ersten Wärmetauscheranordnung 20 ist eine beispielsweise als Drei-Wege-Ventil ausgestaltete erste Ventilanordnung 26 angeordnet. In Strömungsrichtung hinter der ersten Wärmetauscheranordnung 20 und parallel zur zweiten Expansionsanordnung 18 ist eine beispielsweise als Magnetventil ausgebildete zweite Ventilanordnung 28 vorgesehen.
  • Durch die erste Ventilanordnung 26 wird wahlweise ein erster Teilströmungsweg 30 von der Verdichteranordnung 14 über die im ersten Teilströmungsweg 30 angeordnete erste Expansionsanordnung 16 zur ersten Wärmetauscheranordnung 20 freigegeben oder gesperrt. Parallel zu diesem ersten Teilströmungsweg 30 ist ein erster Bypassströmungsweg 32 vorgesehen, welcher anstelle des ersten Teilströmungswegs 30 durch die erste Ventilanordnung 26 freigegeben oder gesperrt werden kann. Dies bedeutet, dass das durch die Verdichteranordnung 14 verdichtete Kältemittel entweder über den ersten Teilströmungsweg 30 oder über den ersten Bypassströmungsweg 32 zur ersten Wärmetauscheranordnung 20 strömt.
  • Das die erste Wärmetauscheranordnung 20 verlassende Kältemittel kann über einen zweiten Teilströmungsweg 34, welcher auch die zweite Expansionsanordnung 18 enthält, oder wahlweise über einen zweiten Bypassströmungsweg 36 zu der Verdichteranordnung 14 zurückgeleitet werden. Abhängig davon, ob die zweite Ventilanordnung 18 den zweiten Bypassströmungsweg 36 freigibt oder sperrt, wird das die erste Wärmetauscheranordnung 20 verlassende Kältemittel entweder über den zweiten Bypassströmungsweg 36 strömen, nämlich bei offener zweiter Ventilanordnung und mithin geringerem Strömungswiderstand im zweiten Bypassströmungsweg 36 im Vergleich zum zweiten Teilströmungsweg 34, was bedeutet, dass bei offener zweiter Ventilanordnung 28 im Sinne der vorliegenden Erfindung der zweite Teilströmungsweg 34 aufgrund seines größeren Strömungswiderstands gesperrt ist, vom Kältemittel also im Wesentlichen nicht durchströmt wird. Bei geschlossener, also den zweiten Bypassströmungsweg 36 sperrender zweiter Ventilanordnung 28 strömt das die erste Wärmetauscheranordnung 20 verlassende Kältemittel über den zweiten Teilströmungsweg 34 und mithin die zweite Expansionsanordnung 18 zur Verdichteranordnung 14 zurück.
  • Soll das Heiz/Kühl-System 10 zum Kühlen des in den Fahrzeuginnenraum 22 einzuleitenden Luftstroms L, also als Klimaanlage betrieben werden, in welchem Betriebsmodus dem Luftstrom L im Allgemeinen Wärme und Feuchtigkeit entzogen wird, wird die erste Ventilanordnung 26 derart angesteuert bzw. geschaltet, dass sie den ersten Bypassströmungsweg 32 sperrt und den ersten Teilströmungsweg 30 freigibt. Die zweite Ventilanordnung 28 wird derart angesteuert bzw. geschaltet, dass sie den zweiten Bypassströmungsweg 36 freigibt, somit also den ersten Teilströmungsweg 34 sperrt.
  • Das aus der Verdichteranordnung 40 in den ersten Teilströmungsweg 30 in komprimierter Weise eingeleitete Kältemittel wird in der ersten Expansionsanordnung 16 expandiert, was zu einem Temperaturabfall des Kältemittels führt. Dieses somit mit vergleichsweise niedriger Temperatur in die erste Wärmetauscheranordnung 20 eingeleitete Kältemittel nimmt von dem in den Fahrzeuginnenraum 22 geförderten Luftstrom L Wärme auf, kühlt diesen also und entzieht diesem dabei im Allgemeinen auch Feuchtigkeit. Der Luftstrom L strömt in gekühlter Weise in den Fahrzeuginnenraum 22.
  • Soll das Heiz/Kühl-System im Heizbetrieb, also als Wärmepumpe betrieben werden, so wird die erste Ventilanordnung 26 derart angesteuert bzw. geschaltet, dass sie den ersten Bypassströmungsweg 32 freigibt und den ersten Teilströmungsweg 30 sperrt. Die zweite Ventilanordnung 28 wird derart angesteuert bzw. geschaltet, dass sie den zweiten Bypassströmungsweg 36 sperrt und damit den zweiten Teilströmungsweg 34 über die zweite Expansionsanordnung 18 freigibt. Das durch die Verdichteranordnung 14 komprimierte und in komprimierter und dabei erwärmter Form über den ersten Bypassströmungsweg 32 in die erste Wärmetauscheranordnung 20 eingeleitete Kältemittel überträgt Wärme auf den in den Fahrzeuginennraum 22 geförderten Luftstrom L, so dass diese in erwärmter Weise in den Fahrzeuginnenraum 22 gelangt Dies bedeutet, dass das Kältemittel die erste Wärmetauscheranordnung 20 im Wesentlichen in komprimierter Weise durchströmt. Erst nach dem Austritt aus der ersten Wärmetauscheranordnung 20 wird in der zweiten Expansionsanordnung 18 das Kältemittel wieder entspannt und strömt zur Verdichteranordnung 14 weiter.
  • Um bei vergleichsweise niedrigen Umgebungstemperaturen, welche einen Heizbetrieb erforderlich machen, dem in den Fahrzeuginnenraum 22 einzuleitenden Luftstrom L auch Feuchtigkeit entziehen zu können, kann das Heiz/Kühl-System grundsätzlich im Kühlbetrieb betrieben wenden, was bedeutet, dass der in den Fahrzeuginnenraum 22 einzuleitende Luftstrom L zunächst gekühlt wird und ihm Feuchtigkeit entzogen wird. Der Luftstrom L kann dann über eine elektrisch betreibbare Heizanordnung 38, beispielsweise einen PTC-Heizer, geleitet und dabei wieder erwärmt werden. Der getrocknete und wieder erwärmte Luftstrom L gelangt dann in den Fahrzeuginnenraum 22. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch entsprechende Strömungskanäle eine Durchströmung der elektrisch betreibbaren Heizanordnung 38 nur dann erfolgt, wenn diese auch zu betreiben ist, ansonsten aber der Luftstrom L unmittelbar in den Fahrzeuginnenraum 22 geleitet wird.
  • In der 1 erkennt man weiter eine allgemein mit 40 bezeichnete Quelle elektrischer Energie, also beispielsweise Batterie, welche zum Betreiben eines Elektroantriebsmotors eines elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugs dient, überdies aber auch die Energiequelle für andere elektrisch betreibbare Systembereiche eines Fahrzeugs sein kann. Der Quelle elektrischer Energie 40 kann ein Temperatursensor 42 zugeordnet sein, der deren Temperatur oder die Temperatur in deren Umgebung erfasst. Ebenso wie die Signale anderer Temperatursensoren, beispielsweise vorgesehen zum Erfassen der Umgebungstemperatur oder der Temperatur im Fahrzeuginennraum 22, leitet der Temperatursensor 42 sein Signal in eine Ansteueranordnung, welche dazu dient, das Heiz/Kühl-System 10 in geeigneter Weise und unter Berücksichtigung der Vorgaben eines Benutzers zu betreiben.
  • Für die Quelle elektrischer Energie 40 existiert im Allgemeinen ein Temperaturbereich, in welchem diese mit optimaler Effizienz arbeiten kann. Dieser Temperaturbereich kann beispielsweise bei 30 bis 35°C liegen. Das Heiz/Kühl-System 10 ist so aufgebaut, dass die Temperatur der Quelle elektrischer Energie 40 in diesem Bereich gehalten werden kann bzw. auf diese Temperatur erwärmt oder gekühlt werden kann. Hierzu kann zum einen der in den Fahrzeuginnenraum 22 einzuleitende Luftstrom L genutzt werden. Weist dieser eine Temperatur auf, welche für die Temperierung der Quelle elektrischer Energie 40 geeignet ist, so kann dieser Luftstrom L, beispielsweise bevor er in den Fahrzeuginnenraum 22 eingeleitet wird, oder zumindest ein Teil dieses Luftstroms L, in Richtung zur Quelle elektrischer Energie 40 geleitet werden, diese umströmen und dabei für die geeignete Temperierung sorgen. Auch der aus dem Fahrzeuginnenraum 22 abgezogene Luftstrom kann zumindest zum Teil dazu genutzt werden, die Quelle elektrischer Energie 40 zu temperieren, wenn die Fahrzeuginnenraumtemperatur auf einem geeigneten Niveaus ist.
  • Das Heiz/Kühl-System 10 umfasst zwei weitere Wärmetauscheranordnungen 44, 46 und diesen zugeordnet jeweilige Gebläse 48, 50. Vermittels dieser Gebläse kann Luft, im Allgemeinen Umgebungsluft, über die jeweils zugeordnete Wärmetauscheranordnung 44 bzw. 46 hinweg und durch Kanalanordnungen 52 bzw. 54 direkt in Richtung zur Quelle elektrischer Energie 40 geleitet wenden. In den Kanalanordnungen 52, 54 können durch die Ansteuervorrichtung stellbare Drosseln 56, 58 vorgesehen sein.
  • Wird das Heiz/Kühl-System 10 im Kühlbetrieb betrieben, was bedeutet, dass durch die erste Ventilanordnung 26 der erste Teilströmungsweg 30 freigegeben ist und mithin das von der Verdichteranordnung 14 komprimierte Kältemittel zunächst durch die zweite Wärmetauscheranordnung 44 und erst dann die erste Expansionsanordnung 16 geleitet wird, kann bei gleichzeitigem Betrieb des Gebläses 48 ein Luftstrom über die zweite Wärmetauscheranordnung 44 hinweg und durch die Kanalanordnung 52 zur Quelle elektrischer Energie 40 geleitet werden, welcher von dem verdichteten und dabei erwärmten Kältemittel in der zweiten Wärmetauscheranordnung 44 Wärme aufnimmt und somit erwärmt in Richtung zur Quelle elektrischer Energie 40 strömt. Dies bedeutet, dass auch bei grundsätzlich im Kühlbetrieb betriebefem Heiz/Kühl-System 10 das Zuführen eines erwärmten Luftstroms zur Quelle elektrischer Energie 40 möglich ist und somit für deren Erwärmung gesorgt werden kann.
  • Wird das Heiz/Kühl-System 10 im Heizbetrieb betrieben, was bedeutet, dass das komprimierte Kältemittel nach dem Verlassen der Verdichteranordnung 14 über den ersten Bypassströmungsweg 32, die erste Wärmetauscheranordnung 20 und die zweite Expansionsanordnung 18 strömt, so gelangt das in bzw. nach der zweiten Expansionsanordnung 18 wieder entspannte und dabei gekühlte Kältemittel in die dritte Wärmetauscheranordnung 46. Ein durch das Gebläse 50 über die dritte Wärmetauscheranordnung 46 hinweg geförderter Luftstrom kann dabei Wärme an das mit vergleichsweise niedriger Temperatur durch die dritte Wärmetauscheranordnung 46 geleitete Kältemittel abgeben und gelangt somit über die Kanalanordnung 54 gekühlt in Richtung zur Quelle elektrischer Energie 40. Somit wird es möglich, im Heizbetrieb, also bei grundsätzlich erwärmt in den Fahrzeuginnenraum 22 eingeleitetem Luftstrom L gleichwohl für eine Kühlung der Quelle elektrischer Energie 40 zu sorgen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen aufgebauten Heiz/Kühl-System 10 wird es möglich, im Wesentlichen unabhängig von der jeweils gewählten Betriebsweise desselben die Quelle elektrischer Energie 40 auf ein geeignetes Temperaturniveau zu bringen bzw. dort zu halten, indem entweder ein gekühlter oder ein erwärmter Luftstrom zu dieser geleitet wird oder, falls im geeigneten Temperaturbereich, der in den Fahrzeuginnenraum eingeleitete oder/und aus diesem abgezogene Luftstrom genutzt wird.

Claims (11)

  1. Heiz/Kühl-System für ein elektromotorisch betriebenes Fahrzeug mit einem Elektroantriebsmotor und einer Quelle elektrischer Energie (40) für den Elektroantriebsmotor, umfassend einen im Heizbetrieb und im Kühlbetrieb betreibbaren Kältemittelkreislauf (12) mit einer Verdichteranordnung (14), wenigstens einer Expansionsanordnung (16, 18) und einer ersten Wärmetauscheranordnung (20) zur Übertragung von Wärme zwischen dem im Kältemittelkreislauf (12) zirkulierenden Kältemittel und einem in einen Fahrzeuginnenraum (22) einzuleitenden Luftstrom (L), gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung (44, 46) zur Übertragung von Wärme von einem zur Quelle elektrischer Energie (40) zu leitenden Luftstrom auf das in dem Kältekreislauf (12) zirkulierende Kältemittel im Heizbetrieb oder/und zur Übertragung von Wärme von dem in dem Kältemittelkreislauf (12) zirkulierenden Kältemittel auf den zur Quelle elektrischer Energie (40) zu leitenden Luftstrom im Kühlbetrieb.
  2. Heiz/Kühl-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (12) eine erste Expansionsanordnung (16) in Strömungsrichtung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf (12) vor der ersten Wärmetauscheranordnung (20) und eine zweite Expansionsanordnung (18) in Strömungsrichtung nach der ersten Wärmetauscheranordnung (20) umfasst
  3. Heiz/Kühl-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (12) eine erste Ventilanordnung (26) zum wahlweisen Freigeben und Sperren der ersten Expansionsanordnung (16) und eine zweite Ventilanordnung (28) zum wahlweisen Freigeben und Sperren der zweiten Expansionsanordnung (18) umfasst.
  4. Heiz/Kühl-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung (44, 46) eine zweite Wärmetauscheranordnung (44) zur Übertragung von Wärme von dem im Kältemittelkreislauf (12) zirkulierenden Kältemittel auf einen zur Quelle elektrischer Energie (40) zu leitenden Luftstrom umfasst.
  5. Heiz/Kühl-System nach Anspruch 4 und Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wärmetauscheranordnung (44) in Strömungsrichtung des Kältemittels (12) im Kältemittelkreislauf stromaufwärts der ersten Expansionsanordnung (16) angeordnet ist.
  6. Heiz/Kühl-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (12) einen durch die erste Ventilanordnung (26) freigebbaren und sperrbaren ersten Teilströmungsweg (30) von der Verdichteranordnung (14) zur ersten Wärmetauscheranordnung (20) umfasst, wobei im ersten Teilströmungsweg (30) die zweite Wärmetauscheranordnung (44) und die erste Expansionsanordnung (16) angeordnet sind, und einen durch die erste Ventilanordnung (26) freigebbaren und sperrbaren ersten Bypassströmungsweg (32) umfasst, wobei der erste Bypassströmungsweg (32) unter Umgehung der zweiten Wärmetauscheranordnung (44) und der ersten Expansionsanordnung (16) von der Verdichteranordnung (14) zur ersten Wärmetauscheranordnung (20) führt.
  7. Heiz/Kühl-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Wärmetauscheranordnung (44, 46) eine dritte Wärmetauscheranordnung (46) zum Übertragen von Wärme von einem zur Quelle elektrischer Energie (40) zu leitenden Luftstrom auf das im Kältemittelkreislauf (12) zirkulierende Kältemittel umfasst.
  8. Heiz/Kühl-System nach Anspruch 7 und Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Wärmetauscheranordnung (46) in Strömungsrichtung des Kältemittels im Kältemittelkreislauf (12) stromabwärts der zweiten Expansionsanordnung (18) angeordnet ist.
  9. Heiz/Kühl-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (12) einen durch die zweite Ventilanordnung (28) freigebbaren und sperrbaren zweiten Teilströmungsweg (34) von der ersten Wärmetauscheranordnung (20) zur Verdichteranordnung (14) umfasst, wobei im zweiten Teilströmungsweg (34) die zweite Expansionsanordnung (18) und die dritte Wärmetauscheranordnung (46) angeordnet sind, und einen durch die zweite Ventilanordnung (28) freigebbaren und sperrbaren zweiten Bypassströmungsweg (36) umfasst, wobei der zweite Bypassströmungsweg (36) unter Umgehung der zweiten Expansionsanordnung (18) und der dritten Wärmetauscheranordnung (46) von der ersten Wärmetauscheranordnung (20) zur Verdichteranordnung (14) führt.
  10. Heiz/Kühl-System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des in den Fahrzeuginnenraum (22) einzuleitenden Luftstroms (L) oder/und eines aus dem Fahrzeuginnenraum (22) abzuziehenden Luftstroms zur Quelle elektrischer Energie (40) leitbar ist.
  11. Elektromotorisch betriebenes Fahrzeug, umfassend einen Elektroantriebsmotor und eine Quelle elektrischer Energie (40) für den Elektroantriebssmotor, vorzugsweise Batterie, ferner umfassend ein Heiz/Kühl-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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