DE102016108468A1

DE102016108468A1 - Kühlmodi für das management einer hochspannungsbatterie für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102016108468A1
Application number: DE102016108468.9A
Authority: DE
Inventors: Angel Fernando Porras; Bo Wu; Mark G. Smith; Neil Robert Burrows
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2016-12-01
Also published as: US20190273296A1; US11688903B2; US20160351981A1; CN106183842A

Abstract

Ein Fahrzeugklimasteuersystem umfasst ein Kühlsystem, einschließlich eines Chillers, eines Kühlmittelkreislaufs, eines Kältemittelkreislaufs, einer Pumpe und eines Kompressors. Der Kühlmittelkreislauf umgeht den Chiller. Der Kältemittelkreislauf bezieht den Chiller ein. Die Pumpe ist ausgelegt, um Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf zu bewegen. Der Kompressor ist ausgelegt, um Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf zu bewegen. Das Fahrzeugklimasteuersystem umfasst auch eine Steuerung, die ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während die Pumpe Fluid durch den Kühlmittelkreislauf bewegt, den Chiller und den Kompressor zu aktivieren.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft Wärmemanagementsysteme für elektrifizierte Fahrzeuge.
HINTERGRUND
Hybrid-Elektrofahrzeuge und Elektrofahrzeuge verwenden einen Motor, um das Fahrzeug anzutreiben. Energie wird dem Motor von einer Batterie zugeführt. Die Batterie ist ausgelegt, um eine elektrische Ladung zu speichern, die auch verwendet werden kann, um weitere Fahrzeugkomponenten mit Energie zu versorgen. Eine effiziente Nutzung der Batterie ermöglicht, dass das Fahrzeug vom Motor angetrieben werden kann. Dies kann durch die Verwendung einer Kühlanordnung erzielt werden. Das Antreiben des Fahrzeugs unter Verwendung eines Motors, der von der Batterie angetrieben wird, reduziert die Notwendigkeit, das Fahrzeug unter Verwendung eines Verbrennungsmotors zu betreiben. Eine Reduzierung des Betriebs des Verbrennungsmotors erhöht die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs.
KURZFASSUNG
Ein Fahrzeugklimasteuersystem umfasst ein Kühlsystem, einschließlich eines Chillers, eines Kühlmittelkreislaufs, eines Kältemittelkreislaufs, einer Pumpe und eines Kompressors. Der Kühlmittelkreislauf umgeht den Chiller. Der Kältemittelkreislauf bezieht den Chiller ein. Die Pumpe ist ausgelegt, um Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf zu bewegen. Der Kompressor ist ausgelegt, um Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf zu bewegen. Das Fahrzeugklimasteuersystem umfasst auch eine Steuerung, die ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während die Pumpe Fluid durch den Kühlmittelkreislauf bewegt, den Chiller und den Kompressor zu aktivieren.
Ein Wärmemanagementverfahren umfasst als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während eine Pumpe Kühlmittel durch einen den Chiller umgehenden Kühlmittelkreislauf bewegt, ein Aktivierungszustand einer Ventilanordnung geändert wird, so dass der Kühlmittelkreislauf den Chiller einbezieht. Das Wärmemanagementverfahren umfasst auch als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während eine Pumpe Kühlmittel durch einen den Chiller umgehenden Kühlmittelkreislauf bewegt, ein Aktivieren des Chillers, während ein Kompressor Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf bewegt, der auch den Chiller einbezieht.
Ein Fahrzeug umfasst eine Traktionsbatterie, ein Wärmemanagementsystem und eine Steuerung. Das Wärmemanagementsystem umfasst einen Kühler, einen Chiller, ein Ventil und eine Pumpe, die ausgelegt sind, um Kühlmittel durch einen Kühlmittelkreislauf zu bewegen, wobei selektiv entweder der Kühler oder der Chiller auf der Basis einer Position des Ventils einbezogen wird. Die Steuerung ist ausgelegt, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kühlmittels einen Schwellenwert überschreitet, was eine Anpassung der Batterietemperatur erfordert, während die Position des Ventils derart ist, dass der Kühlmittelkreislauf den Kühler einbezieht und den Chiller umgeht, das Ventil neu zu positionieren, so dass der Kühlmittelkreislauf den Kühler umgeht und den Chiller einbezieht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines Elektrofahrzeugs;
2 ist eine Darstellung eines Fluidkreislaufs, die den Fluss von Kühlmittel und Kältemittel durch einen Batterie-Chiller und einen Verdampfer für den Fahrgastraum zeigt;
3 ist eine Darstellung eines Fluidkreislaufs, die den Betrieb eines ersten Kühlmodus für eine Elektrofahrzeugbatterie zeigt;
4 ist eine Darstellung eines Fluidkreislaufs, die den Betrieb eines zweiten Kühlmodus für eine Elektrofahrzeugbatterie zeigt;
5 ist eine Darstellung eines Fluidkreislaufs, die den Betrieb eines dritten Kühlmodus für eine Elektrofahrzeugbatterie zeigt;
6 ist eine Darstellung eines Fluidkreislaufs, die den Betrieb eines vierten Kühlmodus für eine Elektrofahrzeugbatterie zeigt;
7 ist eine Darstellung eines Fluidkreislaufs, die den Betrieb eines fünften Kühlmodus für eine Elektrofahrzeugbatterie zeigt;
8 ist ein Steuerlogik-Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kühlsystems darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und weitere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details von bestimmten Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hierin offenbarte spezielle strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um Fachleuten auf dem Gebiet den verschiedenartigen Einsatz der vorliegenden Erfindung zu lehren. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene, unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellte und beschriebene Merkmale mit in einer oder mehreren weiteren Figuren dargestellten Merkmalen kombiniert werden, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen gewünscht sein.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Hybrid-Elektrofahrzeugs 10. Bestimmte Ausführungsformen können jedoch auch im Rahmen von Plug-in-Hybriden und vollelektrischen Fahrzeugen implementiert sein. Das Fahrzeug 10 umfasst eine oder mehrere elektrische Maschinen 12, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 14 verbunden sind. In wenigstens einer Ausführungsform kann eine einzelne elektrische Maschine 12 mechanisch mit dem Hybridgetriebe 14 verbunden sein. Die elektrische Maschine 12 kann fähig sein, als Motor oder Generator zu arbeiten. Zusätzlich kann das Hybridgetriebe 14 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 16 verbunden sein. Das Hybridgetriebe 14 kann auch mechanisch mit einer Antriebswelle 18, die mechanisch mit den Rädern 20 verbunden ist, verbunden sein. Die elektrische Maschine 12 kann einen Antrieb über die Antriebswelle 18 an die Räder 20 und Bremsfähigkeit, wenn der Verbrennungsmotor 16 ein- oder ausgeschaltet ist, bereitstellen. Die elektrische Maschine 12 wirkt auch als Generator und kann Kraftstoffwirtschaftlichkeitsvorteile durch Rückgewinnung der Energie durch regeneratives Bremsen bereitstellen. Die elektrische Maschine 12 reduziert Schadstoffemissionen und erhöht die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Arbeitslast des Verbrennungsmotors 16.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 22 speichert Energie, die von der elektrischen Maschine 12 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 22 stellt typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstrom(DC)-Ausgabe von einem oder mehreren Batteriezellen-Arrays, manchmal als Batteriezellenstapel bezeichnet, innerhalb der Traktionsbatterie 22 bereit. Die Batteriezellen-Arrays können eine oder mehrere Batteriezellen umfassen.
Der Antrieb unter Verwendung der elektrischen Maschine 12 erfordert Leistung von der Batterie 22. Die Versorgung der elektrischen Maschine 12 mit Leistung bewirkt, dass die Batterie 22 thermische Energie generiert. Thermische Energie in Form von Wärme kann die innerhalb der Batterie 22 gespeicherte Ladung vermindern. Das Aufladen der Batterie 22 kann auch thermische Energie generieren, wodurch die Batterie 22 schwächer wird. Dadurch wird die Zeitdauer reduziert, die das Fahrzeug 10 unter Verwendung der elektrischen Maschine 12 angetrieben werden kann. Hochspannungsbatterien von elektrifizierten Fahrzeugen erfordern ein aktives Wärmemanagement, um eine voll nutzbare Batterielebensdauer sicherzustellen, eine ordnungsgemäße Aufladung zu ermöglichen und Fahrzeugfahrleistungsattribute zu erfüllen. Es geht nicht nur um die Haltbarkeit, sondern das Halten der Batterie unterhalb eines Temperaturschwellenwerts ermöglicht auch, dass das Fahrzeug ohne Batterieleistungsgrenzen gefahren wird. Mit anderen Worten kann die Batterietemperatur die Elektrofahrzeugfahrleistung begrenzen. Hybridfahrzeuge ergänzen in der Regel diese Drehmomentstabilität und betreiben den Verbrennungsmotor, um die Differenz auszugleichen. Daher kann es vorteilhaft sein, die Batterie 22 zu kühlen. Das Kühlen der Batterie kann thermische Energie von der Batterie 22 dissipieren und die Effizienz der Leistungsübertragung von der Batterie 22 zur elektrischen Maschine 12 erhöhen. Dies würde ermöglichen, dass die elektrische Maschine das Fahrzeug 10 eine längere Zeitperiode antreibt, und eine Zeitperiode reduzieren, die das Fahrzeug von dem Verbrennungsmotor 16 angetrieben wird. Gleichermaßen kann es vorteilhaft sein, die Batterie 22 zu erwärmen, wenn die Batterie 22 zu kalt ist.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere verbundene Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über dedizierte elektrische Leitungen kommunizieren.
2 zeigt eine Darstellung eines Fluidkreislaufs für ein Kühlsystem 24, das zum Kühlen der Batterie 22 verwendet wird. Das Kühlsystem 24 verwendet ein Kältemittel und ein Kühlmittel in unterschiedlichen thermischen Kreisläufen, um die Leistung der Batterie 22 zu optimieren. Ein erster thermischer Kreislauf 23 und ein zweiter thermischer Kreislauf 25 können verwendet werden, um die Temperatur des Kühlmittels zu steuern. Ein dritter thermischer Kreislauf 27 und ein vierter thermischer Kreislauf 29 können verwendet werden, um die Temperatur eines Kältemittels zu steuern. Der dritte thermische Kreislauf 27 kann auch verwendet werden, um die Temperatur sowohl vom Kühlmittel als auch vom Kältemittel zu optimieren. Das Kühlmittel kann ein herkömmliches Kühlmittelgemisch, wie beispielsweise Wasser und Ethylenglycol, sein. Das Kältemittel kann ein herkömmliches Kältemittel, wie beispielsweise R134a oder 1234yf, sein. Die dritten 27 und vierten 29 Kreisläufe können gleichzeitig betrieben werden, wenn ein Fahrgastraum- und ein Batteriewärmemanagement erforderlich sind.
Der erste thermische Kreislauf 23 und der zweite thermische Kreislauf 25 können eine Kühlmittelpumpe 34, die Batterie 22, einen Kühler 42, einen Chiller 28 und ein Wegeventil 44 umfassen. Die Pumpe 34 wird verwendet, um das Kühlmittel durch den ersten thermischen Kreislauf 23 und den zweiten thermischen Kreislauf 25 zu zirkulieren. Die Pumpe 34 pumpt das Kühlmittel zur Batterie 22. Das Kühlmittel kann vor der Interaktion mit der Batterie 22 einen Kühlmitteltemperatursensor 36 passieren, um die Temperatur des Kühlmittels zu überwachen. Ein Batterietemperatursensor 38 kann zum Überwachen der Temperatur der Batterie 22 verwendet werden.
Eine Steuerung 40 oder ein Steuermodul kommuniziert mit dem Kühlmitteltemperatursensor 36 und dem Batterietemperatursensor 38, um den Fluss des Kühlmittels durch die ersten und zweiten thermischen Kreisläufe 23, 25 auf der Basis des Temperaturbedarfs der Batterie 22 optimal zu steuern. In wenigstens einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung mit einer Mehrzahl von Temperatursensoren 38 kommunizieren. Das Kühlmittel interagiert mit der Batterie 22, um Wärme von der Batterie 22 zu absorbieren. Das erwärmte Kühlmittel von der Batterie 22 wird durch den ersten thermischen Kreislauf 23 in den Kühler 42 gepumpt. Der Kühler 42 kühlt das erwärmte Kühlmittel unter Verwendung von Umgebungsluft, die über den Kühler 42 fließt. Der Kühler 42 ermöglicht, dass das Kühlmittel die thermische Energie, die von der Batterie 22 absorbiert wird, dissipiert und zur weiteren Kühlung zyklisch zur Batterie 22 zurückgeleitet wird.
Das Wegeventil 44 kann verwendet werden, um den Fluss des Kühlmittels vom Kühler 42 zu regulieren. Falls die Umgebungstemperatur oberhalb eines vordefinierten Schwellenwerts liegt oder die Batterietemperatur oberhalb eines vordefinierten Batterietemperaturschwellenwerts liegt, dann kann der Kühler 42 möglicherweise nicht ausreichend Kühlung für das Kühlmittel bereitstellen, um den Kühlbedarf der Batterie zu erfüllen. Das Wegeventil 44 kann von der Steuerung 40 betätigt werden, um den Kühlmittelfluss vom Kühler 42 zu verzögern, wenn die Umgebungstemperatur oberhalb des Schwellenwerts liegt. Bei Betätigung erzwingt das Wegeventil 44, dass das Kühlmittel von der Pumpe 34 durch den Chiller 28 in den zweiten thermischen Kreislauf 25 gepumpt wird. Beispielsweise kann das Kühlmittel nach dem Absorbieren thermischer Energie von der Batterie 22 auch zyklisch durch den Chiller 28 geleitet werden, um das Kühlmittel ausreichend zu kühlen, um den Kühlbedarf der Batterie zu erfüllen. Der gleiche Kühlkreislauf kann verwendet werden, um die Batterie 22 mit oder ohne einen Heizer 45 zu erwärmen. Dieser Kühlkreislauf kann auch verwendet werden, um die Temperaturen über die Batterie 22 hinweg auszugleichen.
Die dritten und vierten thermischen Kreisläufe 27, 29 können einen Kompressor 46, einen Kondensator 48, einen Chiller 28 und einen Verdampfer 50 umfassen. Der Kompressor 46 beaufschlagt das Kältemittel mit Druck und zirkuliert es durch die dritten und vierten Fluidkreisläufe 27, 29. Ein Drucksensor 51 und ein Temperatursensor 53 bestimmen den Druck und die Temperatur des Kältemittels, die zum Messen eines Überhitzungswerts des Kältemittels erforderlich sind. Ein weiterer Drucksensor 52 kann den Druck des Kältemittels überwachen, wenn es vom Kompressor 46 zum Kondensator 48 fließt, um ein Druckverhältnis des Kältemittels basierend auf dem Druck vom Drucksensor 51 zu bestimmen. Der Kompressor 46 zirkuliert das Kältemittel zum Kondensator 48. Der Kondensator 48 kann ein Gebläse 54 umfassen. Der Kondensator 48 ist ausgelegt, um das Kältemittel von einem Gas zu einer Flüssigkeit zu kondensieren, um das Kältemittel weiter zu kühlen. Falls der Kältemitteldruck oberhalb eines vordefinierten Schwellenwerts liegt, dann kann die Steuerung 40 das Gebläse 54 aktivieren. Das Gebläse 54 in Verbindung mit Kühlergrillverschlüssen (nicht gezeigt) hilft, thermische Energie vom Kältemittel weiter zu dissipieren.
Das Kältemittel kann auf der Basis eines Bedarfs des Verdampfers 50 innerhalb des vierten thermischen Kreislaufs 29 zirkuliert werden. Der Kondensator 48 in Verbindung mit dem Gebläse 54 hilft, um Wärme zu dissipieren, die vom Kältemittel im vierten thermischen Kreislauf 29 absorbiert wird, um den Bedarf des Verdampfers 50 zu erfüllen. Vor dem Eintritt in den Verdampfer 50 fließt das Kältemittel durch ein erstes Expansionsventil 57. Das erste Expansionsventil 57 kann ein elektronisches Expansionsventil sein, das von der Steuerung 40 aktiv gesteuert wird. Ein zusätzlicher Temperatursensor 59 wird mit dem Expansionsventil 57 verwendet, um den Fluss von Kältemittel durch den Verdampfer 50 zu regulieren. In wenigstens einer weiteren Ausführungsform kann das erste Expansionsventil 57 ein passives thermisches Expansionsventil sein. Ein Kältemittelabsperrventil 56 kann verwendet werden, um den Kältemittelfluss durch den vierten thermischen Kreislauf 29 abzusperren. Das Kältemittelabsperrventil 56 kann auch verwendet werden, um den Kältemittelfluss durch den Verdampfer 50 zu ermöglichen. Wenn das Kältemittelabsperrventil den Kältemittelfluss durch den Verdampfer 50 ermöglicht, fließt das Kältemittel sowohl durch die dritten 27 als auch die vierten 29 thermischen Kreisläufe, unter der Voraussetzung, dass das elektrische Expansionsventil 58 geöffnet ist.
Der dritte thermische Kreislauf 27 kann zusätzlich den Chiller 28 und ein zweites Expansionsventil 58 umfassen. Der Chiller 28 kann auch ausgelegt sein, um eine Wärmeübertragung des Kältemittels herbeizuführen. Das Kältemittelabsperrventil 56 blockiert nur den Kältemittelfluss zum Verdampfer 50. Um einen Kältemittelfluss durch den Chiller 28 zu ermöglichen, muss sich nur das Expansionsventil 58 öffnen. Das zweite Expansionsventil 58 kann ein elektronisches Expansionsventil sein, das von der Steuerung 40 aktiv gesteuert wird. In wenigstens einer weiteren Ausführungsform kann das zweite Expansionsventil 58 ein passives thermisches Expansionsventil sein. Das zweite Expansionsventil 58 ist ausgelegt, um den Fluss des Kältemittels auf der Basis des Bedarfs des Chillers 28 zu ändern. Das Kältemittel, das durch den Chiller 28 fließt, tauscht Wärme mit dem Kühlmittel aus, um weiter zu helfen, die thermische Energie zu dissipieren, die durch den Betrieb der Batterie 22 generiert wird.
Der Chiller 28 kann auch mit einem Heizer 45 in Fluidverbindung stehen. Der Heizer 45 ist ausgelegt, um das Kühlmittel zu erwärmen. Dies ermöglicht dem Wärmemanagementsystem 24, der Batterie 22 eine Erwärmung sowie eine Kühlung bereitzustellen. Das Wärmemanagementsystem 24 bestimmt, ob die Batterie 22 ein Erwärmen erfordert. Falls die Batterie 22 ein Erwärmen erfordert, verwendet das Wärmemanagementsystem 24 eine Mehrzahl von Heizstufen, um den Bedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Daher kann das Wärmemanagementsystem 24 ein Wärmemanagementkühlsystem 24 oder ein Wärmemanagementheizsystem 24 sein.
Wenn das Kühlmittel durch den Chiller 28 gepumpt wird, da das Wegeventil 44 betätigt wurde, kann das Kältemittel helfen, thermische Energie vom Kühlmittel im Chiller 28 zu absorbieren. Dies ist mit einem aktiven Kühlsystem vereinbar. Eine aktive Kühlung durch Wärmeübertragung vom Kühlmittel zum Kältemittel ermöglicht eine weitere Optimierung der Batterietemperatur. Daher gliedert der dritte thermische Kreislauf 27 den Chiller 28 und den Kompressor 46 durch das zweite Expansionsventil 58 ein.
Die Steuerung 40 kann die unten beschriebene Steuerlogik implementieren, um die Kühlung innerhalb des Chillers 28 und des Verdampfers 50 zu optimieren. Obwohl sie schematisch als ein einzelnes Modul in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt ist, kann die Steuerung 40 Teil eines größeren Steuersystems sein und kann von verschiedenen anderen Steuerungen im gesamten Fahrzeug gesteuert sein, wie beispielsweise von einer Fahrzeugsystemsteuerung, die ein Batterieenergiesteuermodul umfasst, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
3 stellt einen Fluidkreislauf dar, der repräsentativ für einen ersten Kühlmodus 60 des Wärmemanagementsystems 24 ist. Der erste Kühlmodus 60 aktiviert die Pumpe 34 und das Wegeventil 44. Die Pumpe 34 pumpt das Kühlmittel durch den zweiten thermischen Kreislauf 25 zur Batterie 22. Durch Bestromen des Wegeventils 44 wird das Kühlmittel gezwungen, durch den Chiller 28 zu fließen. Der Chiller 28 ist im ersten Kühlmodus 60 nicht aktiv. Das Kühlmittel wird nicht aktiv gekühlt, wenn der Chiller 28 nicht aktiv ist. Im ersten Kühlmodus 60 liegen die Batterietemperaturen oberhalb eines ersten Schwellenwerts, was eine minimale Kühlung erfordert. Daher muss das Kühlmittel nicht aktiv vom Chiller 28 gekühlt werden, um den Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Durch Bestromen des Wegeventils 44 und Pumpen von Kühlmittel durch den Chiller 28 wird sichergestellt, dass das Kühlmittel die Batterie 22 nicht übermäßig abkühlt. Das Ziel dieses Kühlmodus ist, homogene Batteriezellentemperaturen aufrechtzuhalten.
Die passive Kühlung des Kühlers 42 kann eine Wärmeübertragung mit dem Kühlmittel herbeiführen, der über den Kühlbedarf der Batterie 22 hinausgeht. Der Kühlmitteltemperatursensor 36 und der Batterietemperatursensor 38 können der Steuerung 40 eine Batterietemperatur unterhalb eines optimalen Schwellenwerts anzeigen. Die Steuerung 40 kann dann den Heizer 45 unnötigerweise aktivieren. Dies kann mehr Energie erfordern, um die Temperatur der Batterie 22 zu steuern. Das Bestromen des Wegeventils 44 und das Leiten des Kühlmittels durch den inaktiven Chiller 28 helfen, die Temperatur des Kühlmittels innerhalb des ersten Kühlmodus 60 weiter zu steuern.
4 stellt einen Fluidkreislauf dar, der repräsentativ für einen zweiten Kühlmodus 62 des Wärmemanagementsystems 24 ist. Der zweite Kühlmodus 62 wird aktiviert, wenn der Batterietemperatursensor 38 der Steuerung 40 anzeigt, dass die Batterietemperatur oberhalb eines zweiten Schwellenwerts liegt. Der zweite Schwellenwert ist größer als der erste Schwellenwert, was mehr Kühlung als bei Batterietemperaturen innerhalb des ersten Schwellenwerts erfordert. Der zweite Kühlmodus 62 ist mit passiver Kühlung durch den ersten thermischen Kreislauf 23 vereinbar. Beispielsweise pumpt die Pumpe 34 das Kühlmittel durch den Kühler 42. Der Kühler 42 führt eine Wärmeübertragung an die Umgebungsluft herbei, um den Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Die passive Kühltechnik des zweiten Kühlmodus 62 kann von der Temperatur der Batterie 22, der Temperatur des Kühlmittels und der Umgebungstemperatur durch den Kühler 42 abhängen. Der zweite Kühlmodus 62 kann vorteilhaft sein, da er ein passiver Kühlmodus ist. Eine passive Kühlung durch den Kühler 42 erfordert nur sehr wenig Energie, um die Batterie 22 zu kühlen. Dies hilft, die Effizienz der Batterie 22 zu erhöhen sowie die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs 10 zu erhöhen. Falls der Kühlmitteltemperatursensor 36 und der Batterietemperatursensor 38 jedoch anzeigen, dass die Temperatur der Batterie 22 oder die Temperatur des Kühlmittels oberhalb eines Schwellenwerts liegen, so dass der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und der innerhalb des Kühlers 42 herrschenden Umgebungstemperatur nicht ausreichend ist, um den Kühlbedarf der Batterie zu erfüllen, kann die Steuerung 40 einen weiteren Kühlmodus aktivieren.
5 stellt einen Fluidkreislauf dar, der repräsentativ für einen dritten Kühlmodus 64 des Wärmemanagementsystems 24 ist. Der dritte Kühlmodus 64 wird aktiviert, wenn der Batterietemperatursensor 38 oder der Kühlmitteltemperatursensor 36 der Steuerung 40 anzeigt, dass die Batterietemperatur oberhalb eines dritten Schwellenwerts liegt. Der dritte Schwellenwert ist größer als der zweite Schwellenwert, was mehr Kühlung für die Batterie 22 erfordert. Der dritte Kühlmodus 64 verwendet ein aktives Wärmemanagementkühlsystem 24 und pumpt Kühlmittel durch den ersten thermischen Kreislauf 23.
Das Wegeventil 44 ist nicht aktiv, und die Pumpe 34 pumpt das Kühlmittel durch den Kühler 42. Der Kühler 42 kann jedoch möglicherweise nicht ausreichend Kühlung bereitstellen, um den Kühlbedarf für die Batterie 22 zu erfüllen. Der erhöhte Kühlbedarf kann durch eine erhöhte Umgebungstemperatur und eine erhöhte Kühlmitteltemperatur oder eine erhöhte Batterietemperatur verursacht werden. Die Steuerung 40 aktiviert das Gebläse 54, das auch am Kühler 42 angebracht sein kann. Das Gebläse 54 zirkuliert Luft über den Kühler 42. Das Gebläse 54 führt eine Wärmeübertragung zwischen dem Kühler 42 und dem Kühlmittel herbei, um die Temperatur des Kühlmittels weiter zu reduzieren. Das Gebläse 54 erfordert sehr wenig Leistung, um den weiteren Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Die Verwendung minimaler Leistung, um den Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen, ist wiederum vorteilhaft, da dies die Effizienz der Batterie 22 in der Gesamtkraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs 10 verbessert.
6 stellt einen Fluidkreislauf dar, der repräsentativ für einen vierten Kühlmodus 68 des Wärmemanagementsystems 24 ist. Der vierte Kühlmodus 68 wird aktiviert, wenn der Batterietemperatursensor 38 der Steuerung 40 anzeigt, dass die Batterietemperatur oberhalb eines vierten Schwellenwerts liegt. Der vierte Schwellenwert ist größer als der dritte Schwellenwert, was wiederum mehr Kühlung für die Batterie 22 erfordert. Der vierte Kühlmodus 68 verhindert, dass die Batterie 22 in einem leistungsbegrenzten Zustand ist. Der vierte Kühlmodus 68 verwendet ein aktives Wärmemanagementkühlsystem 24, um den erhöhten Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Das aktive Wärmemanagementsystem 24 pumpt Kühlmittel durch die oben erläuterte Konfiguration des zweiten thermischen Kreislaufs 25, wobei das Kühlmittel für die Batterie 22 thermische Energie mit dem Kältemittel innerhalb des Chillers 28 austauschen kann. Das Kältemittel in diesem Kühlmodus 68 fließt so, wie zuvor im dritten thermischen Kreislauf 27 beschrieben wurde. Der vierte Kühlmodus 68 erfordert Energie, um den Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen und eine effiziente Nutzung der Batterie 22 bereitzustellen. Durch Erfüllen des Kühlbedarfs der Batterie 22 wird ermöglicht, dass das Wärmemanagementsystem 24 das Fahrzeug unter Verwendung der Batterie 22 als einzige Bewegungskraft für das Fahrzeug betreibt. Eine Erweiterung der Nutzung der Batterie 22 kann den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verringern und stellt eine bessere Gesamtkraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs bereit. Das Wärmemanagementsystem 24 hilft weiterhin, die Gesamtkraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu erhöhen, indem die Gesamttemperatur der Batterie 22 reduziert wird.
Die Steuerung 40 bestromt das Wegeventil 44, wodurch das Kühlmittel durch den Chiller 28 gezwungen wird. Der Chiller 28 ist aktiv, um den Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Jedoch ist die Batterietemperatur innerhalb des vierten Kühlmodus 68 derart, dass die Steuerung 40 das Kühlen des Verdampfers 50 priorisiert. Falls ein Bedarf zum Kühlen des Verdampfers 50 vorhanden ist, kann die Steuerung 40 das Absperrventil 56 aktivieren, was das Kältemittel dazu bringt, in den Verdampfer 50 zu fließen. Falls der Bedarf zum Kühlen des Chillers 28 vorhanden ist, kann die Steuerung 40 das Expansionsventil 58 aktivieren, um dem Kältemittel zu ermöglichen, durch den Chiller 28 zu fließen. Durch Erzwingen, dass das Kältemittel durch den Chiller 28 fließt, wird thermische Energie vom Kühlmittel zum Kältemittel innerhalb des Chillers 28 übertragen. Die Übertragung von thermischer Energie hilft, die Temperatur des Kühlmittels, das vom Chiller 28 und zur Batterie 22 fließt, weiter zu regulieren.
7 stellt einen Fluidkreislauf dar, der repräsentativ für einen fünften Kühlmodus 70 des Wärmemanagementsystems 24 ist. Der fünfte Kühlmodus 70 wird aktiviert, wenn der Batterietemperatursensor 38 der Steuerung 40 anzeigt, dass die Batterietemperatur oberhalb eines fünften Schwellenwerts liegt oder wenn nur die Batterie Kühlung erfordert. Der fünfte Schwellenwert ist größer als der vierte Schwellenwert, was eine große Menge an Kühlung erfordert. Der fünfte Kühlmodus 70 ist mit einem aktiven Wärmemanagementsystem 24 vereinbar. Der fünfte Kühlmodus 70 verwendet den dritten thermischen Kreislauf 27, um Kühlung der Batterie 22 zu erzielen. Die Batterie 22 kann in einem kritischen oder begrenzten Nutzungszustand sein, wenn die Batterietemperaturen hoch genug sind, um den fünften Kühlmodus 70 zu aktivieren.
Das Wärmemanagementsystem 24 gibt der Kühlung der Batterie 22 den Vorrang, wenn die Batterie 22 in einem kritischen Zustand ist. Die vorrangige Kühlung der Batterie 22 verhindert einen Leistungsabfall der Batterie 22. Das Verhindern des Leistungsabfalls der Batterie 22 hilft, eine optimale Nutzung der Batterie 22 sicherzustellen. Beispielsweise kann die übermäßige thermische Energie durch die Leistungsentladung der Batterie 22 die Batteriestruktur im kritischen Nutzungszustand oder fünften Kühlmodus beschädigen. Dies kann verhindern, dass die Batterie 22 während der zukünftigen Nutzung angemessen effizient arbeitet. Wenn die Batterie im begrenzten Nutzungszustand ist, schaltet das Wärmemanagementsystem 24 den Kältemittelfluss durch den Kabinenverdampfer trotz des Vorhandenseins einer Kabinenkühlanforderung ab.
8 stellt ein Steuerlogikflussdiagramm für das Wärmemanagementsystem 24 dar. Die Steuerschritte werden von der Steuerung 40 implementiert, um die geeignete Kühlmoduskonfiguration für die Batterie zu bestimmen. Bei 72 bestimmt die Steuerung 40, ob die Batterie ein Wärmemanagement erfordert. Beispielsweise können Signale vom Batterietemperatursensor einen Anstieg der Temperatur der Batterie anzeigen. Falls eine Änderung der Batterietemperatur der Steuerung 40 bei 72 anzeigt, dass die Batterie ein Wärmemanagement erfordert, bestimmt die Steuerung 40 bei 74, ob die Batterie ein Erwärmen oder ein Kühlen erfordert. Bei 74 kann die Steuerung 40 bestimmen, dass ein Erwärmen der Batterie erforderlich ist, und bewegt sich bei 76 zur Heizmodusbestimmung. Unter Verwendung der Temperaturdaten vom Batterietemperatursensor berechnet die Steuerung 40 die geeignete Heizstufe bei 78.
Um den geeigneten Heizmodus bei 78 zu bestimmen, vergleicht die Steuerung 40 Batterietemperaturschwellenwerte und den Batterietemperatursensor. Falls die Batterietemperatur beispielsweise bei 78 zwischen die beiden vordefinierten Temperaturschwellenwerte fällt, arbeitet die Steuerung 40 bei 80 auf der ersten Heizstufe, um die Batterie zu erwärmen. Falls die Batterietemperatur bei 78 nicht zwischen die beiden vordefinierten Temperaturschwellenwerte fällt, arbeitet die Steuerung 40 bei 82 auf der zweiten Heizstufe, um die Batterie zu erwärmen.
Bei 74 kann die Steuerung bestimmen, dass eine Batteriekühlung erforderlich ist. Die Steuerung 40 verwendet die Temperaturdaten vom Batterietemperatursensor, um den geeigneten Kühlmodus zu berechnen, um eine effiziente Nutzung der Batterie sicherzustellen. Beispielsweise bestimmt die Steuerung 40 bei 84, welche Art von Kühlmodus aktiviert werden muss. Falls die Steuerung 40 bei 84 bestimmt, dass die erforderliche Batteriekühlung größer als ein anfänglicher Kühlmodus ist, kann die Steuerung 40 einen anderen Kühlmodus anfordern, wenn die Batterietemperatur größer als der erste Schwellenwert für den ersten Kühlmodus ist.
Falls die Batterietemperaturdaten bei 84 anzeigen, dass die Batterietemperatur nicht höher als die Kühlung ist, die mit dem ersten Kühlmodus erzielt wird, zeigt die Steuerung 40 an, dass der erste Kühlmodus erforderlich ist. Die Entscheidung bei 84, den Kühlmodus zu bestimmen, ist primär eine Funktion der Batteriekühlmitteltemperatur, der Batteriekühlmodi und der Umgebungslufttemperatur. Bei 90 bestimmt die Steuerung 40, ob die Entscheidung von 84 der erste Kühlmodus ist. Falls bei 90 der erste Kühlmodus der geeignete Kühlmodus ist, betätigt die Steuerung 40 bei 92 Betätigungselemente, die erforderlich sind, um den ersten Kühlmodus zu aktivieren, wie oben beschrieben wurde. Falls die Batterietemperaturdaten bei 84 anzeigen, dass die Batterietemperatur größer als die Kühlung ist, die mit dem ersten Kühlmodus erzielt wird, bestimmt die Steuerung 40 bei 84, ob der zweite Kühlmodus bei 94 den Batteriekühlbedarf erzielen wird. Falls der zweite Kühlmodus bei 94 genug Kühlung bereitstellt, um den Bedarf der Batterie zu erfüllen, kann die Steuerung 40 die erforderlichen Betätigungselemente aktivieren, um den zweiten Kühlmodus bei 95 zu erzielen. Falls die vom Batterietemperatursensor angezeigte Temperatur der Batterie bei 84 größer als die Kühlung ist, die mit dem zweiten Kühlmodus erzielt wird, kann die Steuerung bei 84 bestimmen, dass der dritte Kühlmodus bei 96 der geeignete Modus ist, um den Bedarf der Batterie 22 zu erfüllen.
Bei 84 kann die Steuerung 40 die Temperaturdaten der Batterie vom Batterietemperatursensor verwenden, um zu bestimmen, ob die Aktivierung des dritten Kühlmodus die Batterie ausreichend kühlen wird. Falls der Kühlbedarf der Batterie nicht größer als die Kühlung ist, die unter Verwendung der dritten Kühlmoduskonfiguration erzielt wird, kann die Steuerung 40 bei 96 die Betätigungselemente aktivieren, die für den dritten Kühlmodus bei 98 erforderlich sind. Falls der Kühlbedarf der Batterie größer als die Kühlung ist, die unter Verwendung des dritten Kühlmodus erzielt wird, kann die Steuerung bei 84 bestimmen, ob der vierte Kühlmodus bei 100 ausreicht, um den Bedarf der Batterie 22 zu erfüllen.
Bei 84 analysiert die Steuerung 40, ob die Kühlung, die vom vierten Kühlmodus bereitgestellt wird, ausreichend sein wird, um den Kühlbedarf der Batterie 22 zu erfüllen. Falls der Kühlbedarf der Batterie kleiner als die Kühlung ist, die vom vierten Kühlmodus bereitgestellt wird, wird die Steuerung 40 bei 100 die Betätigungselemente aktivieren, die erforderlich sind, um den vierten Kühlmodus bei 102 zu aktivieren. Falls die Steuerung 40 bei 84 berechnet, dass die Kühlung, die dem vierten Kühlmodus bereitgestellt wird, kleiner als der Kühlbedarf der Batterie 22 ist, kann die Steuerung 40 bei 84 bestimmen, dass der fünfte Kühlmodus ausreichend sein kann, um den Kühlbedarf der Batterie zu erzielen. Die Steuerung 40 kann bei 84 die Batteriewärmebedingungen so bewerten, dass sie bei einer kritisch hohen Temperatur sind, was eine begrenzte Nutzung erfordert. Deshalb kann die Steuerung 40 bei 104 die erforderlichen Betätigungselemente aktivieren, um den fünften Kühlmodus bei 106 zu aktivieren, um der Kühlung der Batterie den Vorrang zu geben.
8 stellt auch die grundlegende Steuerlogik für das Wärmemanagementsystem 24 dar. Die Steuerung 40 bewertet, ob ein bestimmter Kühlmodus den Kühlbedarf der Batterie 22 erzielen wird. Die von den Kühlmodi bereitgestellte Kühlung kann von externen Faktoren abhängen, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur, ob sich das Fahrzeug bewegt und dem Bedarf der Kühlung der Kabine. Falls beispielsweise die Umgebungstemperatur sehr niedrig ist, dann kann die Steuerung 40 nur befehlen, dass der erste Kühlmodus ausreichend ist, um den Gesamtkühlbedarf der Batterie zu erfüllen. Gleichermaßen kann die Steuerung, falls die Umgebungstemperatur sehr heiß ist, nur den fünften Kühlmodus befehlen. Das Wärmemanagementsystem 24 betrachtet neben der Batterietemperatur andere Faktoren, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, um dem Wärmemanagementsystem 24 zu ermöglichen, verschiedene Fahrbedingungen zu berücksichtigen.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle von den Ansprüchen umfassten möglichen Formen beschreiben sollen. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibende und nicht beschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben wurde, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen zur Bildung weiterer Ausführungsformen der Erfindung, die nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind, kombiniert werden. Obgleich verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, die Vorteile bieten oder gegenüber weiteren Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften bevorzugt sind, erkennen Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet, dass auf eines oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften verzichtet werden kann, um die erwünschten Gesamtsystemattribute zu erzielen, die von der speziellen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Packung, Größe, Servicefreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. umfassen, ohne aber darauf beschränkt zu sein. Somit liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Es wird ferner beschrieben:

A. Fahrzeugklimasteuersystem, umfassend: ein Kühlsystem, einschließlich eines Chillers, eines Kühlmittelkreislaufs, der selektiv den Chiller einbezieht oder umgeht, eines Kältemittelkreislaufs, der den Chiller einbezieht, einer Pumpe, die ausgelegt ist, um Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf zu bewegen, und eines Kompressors, der ausgelegt ist, um Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf zu bewegen; und eine Steuerung, die ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während die Pumpe Fluid durch den Kühlmittelkreislauf bewegt, den Chiller und den Kompressor zu aktivieren.
B. Klimasteuersystem nach A, das ferner einen Kühler, der innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist und ausgelegt ist, um das sich durch ihn bewegende Kühlmittel zu kühlen, umfasst.
C. Klimasteuersystem nach B, das ferner ein Gebläse, das innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist und ausgelegt ist, um Luft über den Kühler zu leiten, umfasst, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um das Gebläse als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kühlmittels unter den Schwellenwert sinkt, zu aktivieren.
D. Klimasteuersystem nach A, das ferner einen Heizer, der innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist, umfasst, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Batterie unter einen weiteren Schwellenwert sinkt, während das Kühlmittel sich durch den Kühlmittelkreislauf bewegt, den Chiller zu deaktivieren und den Heizer zu aktivieren.
E. Klimasteuersystem nach A, wobei das Kühlsystem ferner einen weiteren Kältemittelkreislauf umfasst, der den Chiller umgeht und einen Verdampfer einbezieht, wobei der Kompressor ausgelegt ist, um Kältemittel basierend darauf, ob eine Anforderung für eine Kühlung des Fahrgastraums vorhanden ist, durch die Kältemittelkreisläufe zu bewegen.
F. Wärmemanagementverfahren, umfassend: als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während eine Pumpe Kühlmittel durch einen Kühlmittelkreislauf bewegt, der einen Chiller umgeht, Ändern eines Aktivierungszustands einer Ventilanordnung, so dass der Kühlmittelkreislauf den Chiller einbezieht, und Aktivieren des Chillers, während ein Kompressor Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf bewegt, der auch den Chiller einbezieht.
G. Wärmemanagementverfahren nach F, das ferner als Reaktion darauf, dass die Temperatur unter den Schwellenwert sinkt, ein Deaktivieren des Kompressors und ein Aktivieren eines Gebläses, das ausgelegt ist, um Luft über einen innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordneten Kühler zu blasen, umfasst.
H. Wärmemanagementverfahren nach F, das ferner als Reaktion darauf, dass die Temperatur einen weiteren Schwellenwert überschreitet, ein Aktivieren eines Verdampfers und ein Ändern eines Aktivierungszustands einer Ventilanordnung umfasst, so dass der Kältemittelkreislauf auch den Verdampfer einbezieht.
I. Wärmemanagementverfahren nach F, das ferner als Reaktion darauf, dass die Temperatur unter einen weiteren Schwellenwert sinkt, ein Aktivieren eines Heizers, der innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist, und ein Ändern eines Aktivierungszustands einer Ventilanordnung umfasst, so dass der Kühlmittelkreislauf einen Kühler umgeht.
J. Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie; ein Wärmemanagementsystem, das einen Kühler, einen Chiller, ein Ventil und eine Pumpe umfasst, die ausgelegt sind, um Kühlmittel durch einen Kühlmittelkreislauf zu bewegen, wobei selektiv entweder der Kühler oder der Chiller auf der Basis einer Position des Ventils einbezogen wird; und eine Steuerung, die ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kühlmittels einen Schwellenwert überschreitet, was zu einem Bedarf der Anpassung der Batterietemperatur führt, während die Position des Ventils derart ist, dass der Kühlmittelkreislauf den Kühler einbezieht und den Chiller umgeht, das Ventil neu zu positionieren, so dass der Kühlmittelkreislauf den Kühler umgeht und den Chiller einbezieht.
K. Fahrzeug nach J, wobei das Wärmemanagementsystem ferner einen Verdampfer, einen Kondensator, ein zweites Ventil und einen Kompressor umfasst, die ausgelegt sind, um Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf zu bewegen, wobei selektiv entweder der Chiller oder der Verdampfer auf der Basis einer Position des zweiten Ventils einbezogen wird.
L. Fahrzeug nach K, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur einen weiteren Schwellenwert überschreitet, was zu einem Bedarf der Anpassung der Batterietemperatur führt, während die Position des zweiten Ventils derart ist, dass der Kältemittelkreislauf den Verdampfer einbezieht und den Chiller umgeht, das zweite Ventil neu zu positionieren, so dass der Kältemittelkreislauf den Verdampfer umgeht und den Chiller einbezieht.
M. Fahrzeug nach K, das ferner ein drittes Ventil, das innerhalb des Kältemittelkreislaufs angeordnet ist, umfasst, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um das dritte Ventil zu positionieren, um den Chiller und den Verdampfer im Kältemittelkreislauf einzubeziehen, während das Kühlmittel sich auf der Basis eines Bedarfs der Anpassung der Temperatur des Fahrgastraums durch den Kühlmittelkreislauf bewegt.
N. Fahrzeug nach M, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kühlmittels einen weiteren Schwellenwert überschreitet, was zu einem Bedarf der Anpassung der Temperatur des Fahrgastraums führt, während das Kältemittel sich durch den Kältemittelkreislauf bewegt und die Position des zweiten Ventils derart ist, dass der Kältemittelkreislauf den Verdampfer umgeht und den Chiller einbezieht, eine Position des zweiten Ventils zu ändern, um den Verdampfer im Kältemittelkreislauf einzubeziehen.
O. Fahrzeug nach M, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kühlmittels den Schwellenwert überschreitet, eine Position des dritten Ventils zu modulieren, um die Kühlkapazität des Chillers anzupassen.

Bezugszeichenliste
Fig. 2

48: Klimaanlagenkondensator
52: Druck auf der Hochdruckseite
56: Absperrventil
57: Klimaanlagenexpansionsventil
50: Klimaanlagenverdampfer
59: Temperatursensor
58: Expansionsventil
28: Chiller
51: Druck auf der Niederdruckseite
53: Temperatur auf der Niederdruckseite
44: Wegeventil
34: Kühlmittelpumpe
36: Kühlmitteltemperatursensor

48: Klimaanlagenkondensator
52: Druck auf der Hochdruckseite
56: Absperrventil
57: Klimaanlagenexpansionsventil
50: Klimaanlagenverdampfer
59: Temperatursensor
58: Expansionsventil
51: Druck auf der Niederdruckseite
53: Temperatur auf der Niederdruckseite
44: Wegeventil
34: Kühlmittelpumpe
36: Kühlmitteltemperatursensor

48: Klimaanlagenkondensator
52: Druck auf der Hochdruckseite
56: Absperrventil
-: Klimaanlagenexpansionsventil
50: Klimaanlagenverdampfer
59: Temperatursensor
58: Expansionsventil
51: Druck auf der Niederdruckseite
53: Temperatur auf der Niederdruckseite
46: Klimaanlagenkompressor
44: Wegeventil
34: Kühlmittelpumpe
36: Kühlmitteltemperatursensor

72: Batteriewärmemanagement erforderlich
78: (Batterietemperatur < Schwellenwert 1) und (Batterietemperatur > Schwellenwert 2)

Claims

Fahrzeugklimasteuersystem, umfassend: ein Kühlsystem, einschließlich eines Chillers, eines Kühlmittelkreislaufs, der selektiv den Chiller einbezieht oder umgeht, eines Kältemittelkreislaufs, der den Chiller einbezieht, einer Pumpe, die ausgelegt ist, um Kühlmittel durch den Kühlmittelkreislauf zu bewegen, und eines Kompressors, der ausgelegt ist, um Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf zu bewegen; und eine Steuerung, die ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur einer Batterie einen Schwellenwert überschreitet, während die Pumpe Fluid durch den Kühlmittelkreislauf bewegt, den Chiller und den Kompressor zu aktivieren.
Klimasteuersystem nach Anspruch 1, das ferner einen Kühler, der innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist und ausgelegt ist, um das sich durch ihn bewegende Kühlmittel zu kühlen, umfasst.
Klimasteuersystem nach Anspruch 2, das ferner ein Gebläse, das innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist und ausgelegt ist, um Luft über den Kühler zu leiten, umfasst, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um das Gebläse als Reaktion darauf, dass die Temperatur des Kühlmittels unter den Schwellenwert sinkt, zu aktivieren.
Klimasteuersystem nach Anspruch 1, das ferner einen Heizer, der innerhalb des Kühlmittelkreislaufs angeordnet ist, umfasst, wobei die Steuerung ferner ausgelegt ist, um als Reaktion darauf, dass die Temperatur der Batterie unter einen weiteren Schwellenwert sinkt, während das Kühlmittel sich durch den Kühlmittelkreislauf bewegt, den Chiller zu deaktivieren und den Heizer zu aktivieren.
Klimasteuersystem nach Anspruch 1, wobei das Kühlsystem ferner einen weiteren Kältemittelkreislauf umfasst, der den Chiller umgeht und einen Verdampfer einbezieht, wobei der Kompressor ausgelegt ist, um Kältemittel basierend darauf, ob eine Anforderung für eine Kühlung des Fahrgastraums vorhanden ist, durch die Kältemittelkreisläufe zu bewegen.