DE102017221157A1

DE102017221157A1 - Wärmepumpensystem für Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017221157A1
Application number: DE102017221157.1A
Authority: DE
Inventors: Jae Yeon Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: KR20190016709A; CN109383219A; US10677500B2; KR102429009B1; DE102017221157B4; CN109383219B; US20190047369A1

Abstract

Ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug umfasst eine Kühlvorrichtung mit einem Kühler und einer ersten Wasserpumpe, durch eine Kühlleitung und Zirkulieren eines Kühlmittels entlang der Kühlleitung, um eine elektrische Komponente zu kühlen; ein Batteriemodul, das an einer Batterie-Kühlleitung vorgesehen ist, die durch ein erstes Ventil selektiv mit der Kühlleitung verbunden ist; ein Heiz-, Ventilations- und Klimaanlage- (HVAC) Modul, das eine interne Heizvorrichtung, die durch eine erste Verbindungsleitung mit der Kühlleitung verbunden ist, eine Kühleinrichtung, die durch eine zweite Verbindungsleitung mit der Batterie-Kühlleitung verbunden ist, und eine Öffnungs- oder Schließ-Klappe aufweist, die zwischen der internen Heizvorrichtung und der Kühleinrichtung vorgesehen ist und Außenluft steuert, die durch die Kühleinrichtung durchgeht, um selektiv in die interne Heizvorrichtung eingeleitet zu werden, abhängig von Kühl-, Heiz-, und Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsarten des Fahrzeugs; und ein Zentralisierte-Energie-(CE)-Modul, das mit jeder der Batterie-Kühlleitung und der Kühlleitung verbunden ist.

Description

WÄRMEPUMPENSYSTEM FÜR FAHRZEUG
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Nutzen der Priorität an die Koreanische Patentanmeldung Nr. 10-2017-0100981 , am 9. August 2017 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum angemeldet, die gesamten Inhalte von welcher hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug. Genauer betrifft die vorliegende Offenbarung ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug zum Kühlen oder Heizen eines Inneren des Fahrzeugs durch entsprechendes und selektives Verwenden eines Kühlmittels mit hoher Temperatur und des Kühlmittels mit niedriger Temperatur.
HINTERGRUND
Eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bezieht sich im Allgemeinen auf eine Klimaanlagenvorrichtung, die ein Kältemittel zirkuliert, um ein Inneres des Fahrzeugs zu heizen oder kühlen.
Die Klimaanlagenvorrichtung, welche das Innere des Fahrzeugs bei einer angemessenen Temperatur ungeachtet einer Änderung in einer Außentemperatur beibehalten soll, um eine angenehme Innenumgebung beizubehalten, ist ausgestaltet, das Innere des Fahrzeugs zu heizen oder kühlen durch Wärmeaustausch durch einen Verdampfer in einem Prozess, in welchem ein durch Antreiben eines Kompressors abgelassenes Kältemittel zu dem Kompressor durch einen Kondensator, einen Aufnahmetrockner, ein Expansionsventil und den Verdampfer zirkuliert wird.
Das heißt, die Klimaanlagenvorrichtung senkt eine Temperatur und eine Feuchtigkeit des Inneren durch Kondensieren eines Hochtemperatur-Hochdruck-Gasphase-Kältemittels, das von dem Kompressor verdichtet ist, durch den Kondensator, Durchführen des Kältemittels durch den Aufnahmetrockner und das Expansionsventil, und dann Verdampfen des Kältemittels in dem Verdampfer in einer Kühlbetriebsart im Sommer.
In letzter Zeit ist, gemäß einer kontinuierlichen Zunahme in einem Interesse an Energieeffizienz und einem Umweltverschmutzungsproblem, die Entwicklung eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, das imstande ist ein Verbrennungsmotor-Fahrzeug im Wesentlichen zu ersetzen, gefordert worden, und das umweltfreundliche Fahrzeug wird allgemein in ein Elektrofahrzeug, das unter Verwendung einer Brennstoffzelle oder Elektrizität als eine Energiequelle angetrieben wird, und ein Hybrid-Fahrzeug klassifiziert, das unter Verwendung eines Motors und einer Batterie angetrieben wird.
Bei dem Elektrofahrzeug oder dem Hybrid-Fahrzeug unter diesen umweltfreundlichen Fahrzeugen wird eine separate Heizvorrichtung nicht verwendet, ungleich einer Klimaanlage des Verbrennungsmotor-Fahrzeugs, und eine in dem umweltfreundlichen Fahrzeug verwendete Klimaanlage wird im Allgemeinen ein Wärmepumpensystem genannt.
Das Elektrofahrzeug erzeugt eine Antriebskraft durch Umwandeln einer Chemische-Reaktion-Energie zwischen Sauerstoff und Wasserstoff in elektrische Energie. In diesem Prozess wird Wärmeenergie durch eine chemische Reaktion in einer Brennstoffzelle erzeugt. Deshalb ist es notwendig, erzeugte Wärme zum Sicherstellen einer Leistung der Brennstoffzelle effektiv zu beseitigen.
Außerdem erzeugt das Hybrid-Fahrzeug eine Antriebskraft durch Antreiben eines Motors unter Verwendung von Elektrizität, die von der oben beschriebenen Brennstoffzelle zugeführt wird, oder einer elektrischen Batterie, zusammen mit einem Motor, der durch einen allgemeinen Brennstoff betrieben wird. Deshalb sollte Wärme, die von der Brennstoffzelle oder der Batterie und dem Motor erzeugt wird, effektiv beseitigt werden, um eine Leistung des Motors sicherzustellen.
Deshalb sollten bei dem Hybrid-Fahrzeug oder dem Elektrofahrzeug gemäß der verwandten Technik eine Kühlvorrichtung, ein Wärmepumpensystem und ein Batterie-Kühlsystem ausgestaltet werden, die entsprechend separate geschlossene Kreisläufe verwenden, um eine Wärmeerzeugung des Motors, einer elektrischen Komponente und der Batterie, einschließlich der Brennstoffzellen, zu verhindern.
Folglich werden eine Größe und ein Gewicht eines an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordneten Kühlmoduls unweigerlich vergrößert, und ein Layout von Verbindungsrohren, die ein Kühlmittel oder ein Kältemittel an jedes des Wärmepumpensystems, der Kühlvorrichtung und des Batterie-Kühlsystems in einem Motorraum zuführen, wird kompliziert.
Da das Batterie-Kühlsystem, das die Batterie abhängig von einem Zustand des Fahrzeugs aufwärmt oder kühlt, separat vorgesehen ist, so dass die Batterie eine optimale Leistung aufweist, wird außerdem eine Vielzahl an Ventilen zum Verbinden der entsprechenden Verbindungsrohre miteinander verwendet, und ein Geräusch und Vibrationen aufgrund von häufigen Öffnungs- oder Schließ-Vorgängen dieser Ventile werden erzeugt und an das Innere des Fahrzeugs übertragen, wobei dadurch ein Fahrkomfort verschlechtert wird.
Die obige Information, die in diesem Hintergrundabschnitt offenbart ist, dient lediglich zur Steigerung eines Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung, und deshalb kann sie eine Information enthalten, die nicht den Stand der Technik bildet, der in diesem Land einer Person mit gewöhnlichem Fachwissen bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung ist in dem Bestreben ausgeführt worden, ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit Vorteilen des selektiven Austauschens von thermischer Energie, die von einem Kältemittel zum Zeitpunkt eines Kondensierens und Verdampfens des Kältemittels mit Wärme eines Kältemittels erzeugt wird, und Steuerns einer Innentemperatur des Fahrzeugs unter Verwendung eines Niedertemperatur-Kühlmittels oder eines Hochtemperatur-Kühlmittels, von welchem die Wärme ausgetauscht wird.
Ferner ist die vorliegende Offenbarung in einem Bestreben ausgeführt worden, ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, mit Vorteilen des Verbesserns einer Heizeffizienz des Fahrzeugs unter Verwendung von Abwärme einer elektrischen Komponente und eines Batteriemoduls, und Erhöhens einer Gesamtfahrstrecke des Fahrzeugs durch effizientes Steuern einer Temperatur des Batteriemoduls, so dass das Batteriemodul eine optimale Leistung aufweist.
Ein Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Kühlvorrichtung mit einem Kühler bzw. Radiator und einer ersten Wasserpumpe, durch eine Kühlleitung und Zirkulieren eines Kühlmittels entlang der Kühlleitung, um eine elektrische Komponente zu kühlen; ein Batteriemodul, das an einer Batterie-Kühlleitung vorgesehen ist, die durch ein erstes Ventil selektiv mit der Kühlleitung verbunden ist; ein Heiz-, Ventilations- und Klimaanlage- („heating, ventilation, and air conditioning“, HVAC) Modul, das eine interne Heizvorrichtung, die durch eine erste Verbindungsleitung mit der Kühlleitung verbunden ist, eine Kühleinrichtung, die durch eine zweite Verbindungsleitung mit der Batterie-Kühlleitung verbunden ist, und eine Öffnungs- oder Schließ-Klappe aufweist, die zwischen der internen Heizvorrichtung und der Kühleinrichtung vorgesehen ist und Außenluft steuert, die durch die Kühleinrichtung durchgeht, um selektiv in die interne Heizvorrichtung eingeleitet zu werden, abhängig von Kühl-, Heiz-, und Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsarten des Fahrzeugs; und ein Zentralisierte-Energie-(„centralized energy“, CE)-Modul, das mit jeder der Batterie-Kühlleitung und der Kühlleitung verbunden ist, thermische Energie austauscht, die zum Zeitpunkt eines Kondensierens und Verdampfens eines darin zirkulierten Kältemittels mit Wärme eines Kühlmittels erzeugt wird, und ein Niedertemperatur- oder Hochtemperatur-Kühlmittel zuführt, von welchem die Wärme mit dem HVAC-Modul ausgetauscht wird, wobei das CE-Modul ferner mit einer elektronischen Kühleinrichtung versehen ist, durch welche Kühlmittel und Kältemittel durchgehen, zum Erwärmen des Kühlmittels und Kühlen des Kühlmittels, entsprechend dem, ob die Energie angewandt wird.
Das CE-Modul kann einen Kondensator aufweisen, der an den Kühlleitungen vorgesehen ist, die durch ein zweites Ventil, das an der Kühlleitung zwischen dem Kühler und dem Batteriemodul vorgesehen ist, und ein drittes Ventil, das an der Kühlleitung zwischen der elektrischen Komponente und dem ersten Ventil vorgesehen ist, miteinander verbunden sind; einen Nebenkondensator, der durch ein Kältemittel mit dem Kondensator verbunden ist, um weiter Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel auszutauschen, welches von dem Kondensator abgeführt wird; einen Aufnahmetrockner, der zwischen dem Kondensator und dem Nebenkondensator vorgesehen ist; einen Nebenwärmetauscher, der mit der elektronischen Kühleinrichtung verbunden ist, die durch die Kältemittelleitung mit dem Nebenkondensator verbunden ist, und das Kältemittel durch Wärmeaustauschen des Kältemittels, welches durch die elektronische Kühleinrichtung durchgeführt wird, und des Niedertemperatur-Kältemittels weiter kondensiert, derart dass eine Kondensationsmenge des Kältemittels durch eine Unterkühlungszunahme des Kältemittels erhöht ist; ein Expansionsventil, das mit dem Nebenwärmetauscher durch eine Kältemittelleitung verbunden ist; einen Verdampfer, der durch die Kältemittelleitung mit dem Expansionsventil verbunden und an der Batterie-Kühlleitung zwischen dem Batteriemodul und dem ersten Ventil vorgesehen ist; einen Kompressor, der an der Kältemittelleitung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator vorgesehen ist; und wobei die mit dem Kondensator verbundene Kühlleitung durch den Nebenkondensator durchgeführt ist, der mit dem Aufnahmetrockner durch die Kältemittelleitung beziehungsweise die elektronische Kühleinrichtung verbunden ist, und das von dem Verdampfer abgeführte Kältemittel Wärme mit dem von dem Nebenkondensator zugeführten Kältemittel austauscht, während es durch den Nebenwärmetauscher durchgeht, und dann an den Kompressor zugeführt wird.
Ein thermoelektrisches Element kann an der Mitte der elektronischen Kühleinrichtung eingerichtet werden, und wenn Energie angewandt wird, wird eine Seite des thermoelektrischen Elements, die mit der Kühlleitung verbunden ist, erwärmt, und die andere Seite des thermoelektrischen Elements, die mit der Kältemittelleitung verbunden ist, wird gekühlt.
Das erste Ventil kann die Kühlleitung, die mit der elektrischen Komponente zwischen dem Kühler und dem Verdampfer verbunden ist, und die Batterie-Kühlleitung verbinden, und die erste Verbindungsleitung kann die Kühlleitung und die interne Heizvorrichtung durch das zweite Ventil und das dritte Ventil selektiv verbinden.
Die Batterie-Kühlleitung kann mit einer ersten Zweigleitung versehen werden, die den Verdampfer und das Batteriemodul durch das erste Ventil verbindet, die zweite Verbindungsleitung kann mit der Batterie-Kühlleitung durch ein viertes Ventil zwischen dem Verdampfer und dem Batteriemodul, die durch die erste Zweigleitung verbunden sind, verbunden werden, die Kühlleitung, die zwischen der elektrischen Komponente und dem Kühler verbindet, kann mit einer zweiten Zweigleitung versehen werden, die mit der Kühlleitung zwischen dem Kühler und der ersten Wasserpumpe durch ein fünftes Ventil verbunden ist, eine dritte Zweigleitung, welche die Batterie-Kühlleitung durch ein sechstes Ventil verzweigt, kann vorgesehen werden, um eine Zufuhr des Kältemittels an das Batteriemodul zwischen dem Verdampfer und dem Batteriemodul zu steuern, die durch das Batteriemodul durchgehende Batterie-Kühlleitung kann mit einer ersten Batterie-Heizleitung versehen werden, die mit der ersten Verbindungsleitung durch ein siebtes Ventil verbunden ist, das an einem hinteren Teil des Batteriemoduls in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Kühlmittels vorgesehen ist, und die durch das Batteriemodul durchgehende Batterie-Kühlleitung kann mit einer zweiten Batterie-Heizleitung versehen werden, die mit der ersten Verbindungsleitung an einem Vorderteil des Batteriemoduls in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels verbunden ist, und ein achtes Ventil aufweist.
In einem Fall des Kühlens der elektrischen Komponente in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, kann die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet werden, und die zweite Verbindungsleitung wird, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geöffnet, die erste Verbindungsleitung kann geschlossen werden und die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, wird geöffnet, durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils, die Verbindung zwischen der Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung kann durch Betätigungen der ersten bis dritten Ventile geschlossen werden, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kühler miteinander verbindet, kann, in einem Zustand, in welchem die zweite Zweigleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des fünften Ventils geöffnet werden, die dritte Zweigleitung kann durch die Betätigung des sechsten Ventils geschlossen werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch das siebte und das achte Ventil geschlossen werden, und das Kältemittel kann in dem CE-Modul zirkuliert werden.
Der Verdampfer kann das entlang der Batterie-Kühlleitung zirkulierte Kühlmittel in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs mit einem darin verdampften Niedertemperatur-Kältemittel durch einen Wärmeaustausch kühlen, und kann durch die zweite Verbindungsleitung ein Niedertemperatur-Kühlmittel an die Kühleinrichtung zuführen.
In einem Fall des Kühlens des Batteriemoduls zusammen mit der elektrischen Komponente in einer Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, kann die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung durch die Betätigung des vierten Ventils geöffnet werden, und die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden.
In einem Fall eines Erhöhens einer Temperatur des Batteriemoduls in einer Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, können die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, und die erste Verbindungsleitung durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils geöffnet werden, und die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung kann durch die geöffneten ersten und zweiten Batterie-Heizleitungen mit der ersten Verbindungsleitung verbunden werden.
In einem Fall eines Rückgewinnens einer Abwärme des Batteriemoduls und der elektrischen Komponente in einer Heizbetriebsart des Fahrzeugs, kann die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geschlossen werden, und die zweite Verbindungsleitung wird, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geöffnet ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geschlossen, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, und die erste Verbindungsleitung können durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Kühlleitung kann durch Betätigungen der ersten bis dritten Ventile mit der Batterie-Kühlleitung verbunden werden, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kühler miteinander verbindet, kann, in einem Zustand, in welchem die zweite Zweigleitung geöffnet ist, durch eine Betätigung des fünften Ventils geschlossen werden, die dritte Zweigleitung kann durch die Betätigung des sechsten Ventils geschlossen werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden, und das Kältemittel kann in dem CE-Modul zirkuliert werden.
Die in der elektrischen Komponente und dem Batteriemodul erzeugte Abwärme kann eine Temperatur eines Kühlmittels erhöhen, das entlang der Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung zirkuliert wird, und das Kühlmittel, von welchem die Temperatur erhöht werden kann, erhöht eine Temperatur eines von dem Verdampfer abgeführten Kältemittels.
In einem Fall des Rückgewinnens der Abwärme lediglich von dem Batteriemodul in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, kann die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet werden, und die Verbindung zwischen der Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung kann durch Betätigungen der ersten bis dritten Ventile geschlossen werden.
In einem Fall eines Erhöhens einer Temperatur des Batteriemoduls in einer Heizbetriebsart des Fahrzeugs, kann die erste Zweigleitung durch die Betätigung des ersten Ventils geschlossen werden, und die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung und die zweite Verbindungsleitung können durch die Betätigung des vierten Ventils geschlossen werden, die Kühlleitung und die erste Verbindungsleitung, welche die elektrische Komponente verbinden, und der Kondensator und der Nebenkondensator werden durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils geöffnet, die Kühlleitung kann durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils mit der Batterie-Kühlleitung verbunden werden, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kühler verbindet, kann, in einem Zustand, dass die zweite Zweigleitung geöffnet ist, durch die Betätigung des fünften Ventils geschlossen werden, die dritte Zweigleitung kann durch die Betätigung des sechsten Ventils geöffnet werden, derart dass die Kühlleitung und die Batterie-Kühlleitung verbunden sind, das Kältemittel kann in dem CE-Modul zirkuliert werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils geöffnet werden, und die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung kann mit der ersten Verbindungsleitung durch die geöffneten ersten und zweiten Batterie-Heizleitungen verbunden werden.
In der Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs, kann die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet werden, und die zweite Verbindungsleitung wird, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geöffnet, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, und die erste Verbindungsleitung können durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Verbindung der mit der elektrischen Komponente verbundenen Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung kann durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils geschlossen werden, in einem Zustand, dass der Betrieb der ersten Wasserpumpe angehalten ist, die zweite und die dritte Zweigleitung können durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils geschlossen werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden, und das Kältemittel kann in dem CE-Modul zirkuliert werden.
In einem Fall des Erhöhens der Temperatur des Batteriemoduls in der Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs, kann die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet werden, und die zweite Verbindungsleitung kann, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geöffnet werden, die Kühlleitung und die erste Verbindungsleitung, die den Kondensator und den Nebenkondensator verbindet, können durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Verbindung der mit der elektrischen Komponente verbundenen Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung kann durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils geschlossen werden, in einem Zustand, dass der Betrieb der ersten Wasserpumpe angehalten ist, die zweite und die dritte Zweigleitung können durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils geschlossen werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils geöffnet werden, die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung kann mit der ersten Verbindungsleitung durch die geöffneten ersten und zweiten Batterie-Heizleitungen verbunden werden, und das Kältemittel kann in dem CE-Modul zirkuliert werden.
In einem Fall eines Erhöhens einer Temperatur des Batteriemoduls in einem Zustand, dass eine Kühl- oder Heizbetriebsart des Fahrzeugs, kann die Zirkulation des Kältemittels in dem CE-Modul angehalten werden, die erste Zweigleitung kann mit der Batterie-Kühlleitung verbunden werden, und die Verbindung mit der Kühlleitung wird geschlossen, durch Betätigung des ersten Ventils, die durch das Batteriemodul durchgehende Batterie-Kühlleitung kann durch die Betätigung des vierten Ventils geöffnet werden, die zweite und die dritte Zweigleitung können durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils geschlossen werden, und die erste und die zweite Batterie-Heizleitung können durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden.
Eine Heizvorrichtung kann in der Batterie-Kühlleitung zwischen dem Batteriemodul und dem Verdampfer vorgesehen werden, und die Heizvorrichtung kann betätigt werden, um eingeschaltet zu werden, so dass das entlang der Batterie-Kühlleitung zirkulierte Kühlmittel erwärmt wird, um in das Batteriemodul eingeleitet zu werden.
Ein mit der zweiten Zweigleitung verbundener Vorrats- bzw. Ausgleichsbehälter kann zwischen dem Kühler und der ersten Wasserpumpe vorgesehen werden.
Der Kondensator, der Nebenkondensator und der Verdampfer können ein Wärmetauscher des Wasserkühlungstyps sein, in welchem das Kühlmittel durch die Kühlleitung und die Batterie-Kühlleitung nach innen eingeleitet wird.
Das in dem CE-Modul zirkulierte Kältemittel kann ein R152-a oder R744 Kältemittel sein.
Eine zweite Wasserpumpe kann in der Batterie-Kühlleitung vorgesehen werden, und eine dritte Wasserpumpe kann in der ersten Verbindungsleitung vorgesehen werden.
Die elektrische Komponente kann ein Motor, eine elektrische Leistungssteuereinheit („electric power control unit“, EPCU) oder eingebautes Ladegerät („on board charger“, OBC) sein, und der Motor und die elektrische Leistungssteuereinheit können während eines Fahrens erwärmt werden, und das eingebaute Ladegerät kann erwärmt werden, während das Batteriemodul geladen wird.
Das zweite und das dritte Ventil können ein 4-Wege-Ventil sein, das erste, das vierte, das fünfte, das sechste und das siebte Ventil können ein 3-Wege-Ventil sein, und das achte Ventil kann ein 2-Wege-Ventil sein.
Wie oben beschrieben, gemäß dem Wärmepumpensystem für das Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wird die thermische Energie, die von dem Kältemittel zum Zeitpunkt des Kondensierens und Verdampfens des Kältemittels erzeugt wird, mit der Wärme des Kühlmittels ausgetauscht, und eine Innentemperatur des Fahrzeugs wird unter Verwendung des Niedertemperatur- oder Hochtemperatur-Kühlmittels gesteuert, von welchem die Wärme ausgetauscht wird, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug zu vereinfachen und ein Layout von Verbindungsrohren zu vereinfachen, durch welche das Kältemittel zirkuliert wird.
Außerdem kann das Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug eine Heizeffizienz des Fahrzeugs verbessern, unter Verwendung der Abwärme der elektrischen Komponente und des Batteriemoduls, und kann eine Gesamtfahrstrecke des Fahrzeugs vergrößern, durch ein effizientes Steuern der Temperatur des Batteriemoduls, so dass das Batteriemodul eine optimale Leistung aufweist.
Außerdem ist das CE-Modul, das die thermische Energie durch die Kondensation und Verdampfung des Kältemittels erzeugt, verpackt, und das Hochleistung- R152-a oder R744 Kältemittel wird verwendet, derart dass eine Größe und ein Gewicht verringert werden können, und eine Erzeugung von Geräusch, Vibrationen und Betriebsinstabilität kann verhindert werden, verglichen mit einer Klimaanlagenvorrichtung gemäß der verwandten Technik.
Außerdem umfasst das CE-Modul zusammen den Nebenkondensator, der das Kältemittel und das Kühlmittel durch Wärmeaustausch sekundär kondensiert, die elektronische Kühleinrichtung, die das Kühlmittel gemäß einer angewandten Energie erwärmt und das Kältemittel kühlt, und den Nebenwärmetauscher, der das Niedertemperatur-Kältemittel und das kondensierte Kältemittel kondensiert, um eine Kondensationsmenge des Kältemittels zu erhöhen, wobei dadurch die Kühlleistung und -effizienz durch Erhöhen der Unterkühlung des Kältemittels verbessert werden.
Ferner wird das gesamte Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug vereinfacht, wobei es dadurch ermöglicht wird, Kosten, die zur Herstellung des Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug erforderlich sind, und ein Gewicht des Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug zu verringern, und eine Raumnutzung zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand abhängig von einer Kühlbetriebsart eines Fahrzeugs in dem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls an einer Kühlbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Rückgewinnen einer Abwärme von einer elektrischen Komponente und einem Batteriemodul in einer Heizbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls an einer Heizbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand abhängig von einer Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs in dem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls an einer Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls zeigt, wenn eine Kühl- oder Heizbetriebsart für ein Fahrzeug nicht betrieben wird, in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden.
Da beispielhafte Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung angegeben werden, und Ausgestaltungen, die in den begleitenden Zeichnungen gezeigt werden, lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind und nicht den Gedanken der vorliegenden Offenbarung darstellen. Deshalb ist es zu verstehen, dass verschiedene Äquivalente und Modifikationen, die beispielhafte Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung angegeben werden, und Ausgestaltungen, die in den begleitenden Zeichnungen gezeigt werden, ersetzen können, zu einem Zeitpunkt, an welchem die vorliegende Offenbarung angemeldet ist.
Eine Beschreibung für Inhalte, die nicht zu der vorliegenden Offenbarung zugehörig sind, wird weggelassen werden, um die vorliegende Offenbarung deutlich zu beschreiben, und überall in der Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
Da Größen und Dicken der entsprechenden Komponenten in den begleitenden Zeichnungen zur Annehmlichkeit der Erläuterung beliebig gezeigt wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf in den begleitenden Zeichnungen gezeigte Inhalte beschränkt. Außerdem wurden Dicken übertrieben, um verschiedene Abschnitte und Bereiche unübersehbar darzustellen.
Außerdem werden überall in der vorliegenden Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich gegenteilig beschrieben, das Wort „aufweisen bzw. umfassen“ und Variationen, wie beispielsweise „umfasst“ oder „mit“, verstanden werden, den Einschluss von angegebenen Elementen, aber nicht den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente zu implizieren.
Außerdem bedeuten die Begriffe „∼einheit“, „∼mittel“, „∼teil“, ,,∼element‟ und dergleichen, die in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten einer umfassenden Ausgestaltung zum Durchführen von zumindest einer Funktion oder Tätigkeit.
1 ist ein Blockdiagramm eines Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Das Wärmepumpensystem 1 für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung tauscht thermische Energie, die in eine Kältemittel zum Zeitpunkt des Kondensierens und Verdampfens des Kältemittels erzeugt wird, mit Wärme eines Kühlmittels aus, um eine Kühl- oder Heizbetriebsart des Fahrzeugs lediglich unter Verwendung eines Niedertemperatur- oder Hochtemperatur-Kühlmittels durchzuführen.
Dieses Wärmepumpensystem 1 wird an ein Hybrid-Fahrzeug oder Elektrofahrzeug angewandt. Unter Bezugnahme auf 1, weist das Wärmepumpensystem 1 eine Kühlvorrichtung 10, ein Batteriemodul B, ein HVAC-Modul 30 und ein Zentralisierte-Energie-(CE)-Modul 40 auf.
Zuerst, weist die Kühlvorrichtung 10 einen (Auto-)Kühler 12 auf, der mit einer Kühlleitung 11 und einer ersten Wasserpumpe 14 verbunden ist, und ein Kühlmittel entlang der Kühlleitungen 11 zirkuliert, um eine elektrische Komponente 15 zu kühlen.
Hier kann die elektrische Komponente 15 einen Motor 16, und eine elektrische Leistungssteuereinheit (EPCU) 17 und ein eingebautes Ladegerät (OBC) 18, die an beiden Seiten des Motors 16 angeordnet sind, umfassen.
Der Motor 16 und die elektrische Leistungssteuereinheit 17 können Wärme erzeugen, während das Fahrzeug gefahren wird, und das eingebaute Ladegerät 18 kann Wärme erzeugen, während eines Ladens des Batteriemoduls B, das geladen wird.
Deshalb wird in dem Fall des Rückgewinnens von Abwärme von der elektrischen Komponente 15 in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, die von dem Motor 16 und der elektrischen Leistungssteuereinheit 17 erzeugte Wärme rückgewonnen, und die von dem eingebauten Ladegerät 18 erzeugte Wärme kann zum Zeitpunkt des Ladens des Batteriemoduls B rückgewonnen werden.
Der Kühler 12 ist an dem Vorderteil des Fahrzeugs angeordnet, und weist ein dahinter angeordnetes Kühlgebläse 13 auf, um das Kühlmittel durch einen Betrieb des Kühlgebläses 13 zu kühlen und Wärme mit einer Außenluft auszutauschen.
Die wie oben beschrieben ausgestaltete Kühlvorrichtung 10 zirkuliert das in dem Kühler 12 gekühlte Kühlmittel entlang der Kühlleitungen 11 durch einen Betrieb der ersten Wasserpumpe 14, um die elektrische Komponente 15 zu kühlen, um nicht überhitzt zu sein.
Das Batteriemodul B ist an einer Batterie-Kühlleitung 21 vorgesehen, die durch ein erstes Ventil V1 selektiv mit der Kühlleitung 11 verbunden wird.
Das Batteriemodul B führt der elektrischen Komponente 15 Energie zu, und ist ein Wasserkühlungstyp, dass das Batteriemodul durch ein entlang der Batterie-Kühlleitung 21 strömendes Kühlmittel gekühlt wird. Hier ist eine zweite Wasserpumpe 23 an der Batterie-Kühlleitung 21 vorgesehen.
Die zweite Wasserpumpe 23 ist an der Batterie-Kühlleitung 21 zwischen dem Kühler 12 und dem Batteriemodul B vorgesehen. Die zweite Wasserpumpe 23 wird betrieben, um das Kühlmittel durch die Batterie-Kühlleitungen 21 zu zirkulieren.
Das heißt, das Batteriemodul B ist durch die Batterie-Kühlleitung 21 mit der Kühlvorrichtung 10 verbunden, und das Kühlmittel kann in dem Batteriemodul B durch einen Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 zirkuliert werden.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst das HVAC-Modul (Heiz-, Ventilations- und Klimaanlage-) 30 eine interne Heizvorrichtung 31, eine Kühleinrichtung 33 und eine Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35.
Die interne Heizvorrichtung 31 ist durch eine erste Verbindungsleitung 50 mit der Kühlleitung 11 verbunden. Die Kühleinrichtung 33 ist durch eine zweite Verbindungsleitung 60 mit der Batterie-Kühlleitung 21 verbunden.
Außerdem ist die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 zwischen der internen Heizvorrichtung 31 und der Kühleinrichtung 33 vorgesehen. Die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 steuert die durch die Kühleinrichtung 33 durchgehende Außenluft, um selektiv in die interne Heizvorrichtung 31 eingeleitet zu werden, abhängig von Kühl-, Heiz-, und Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsarten des Fahrzeugs.
Das heißt, in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs ist die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 geöffnet, so dass die durch die Kühleinrichtung 33 durchgehende Außenluft in die interne Heizvorrichtung 31 eingeleitet wird. Im Gegensatz schließt die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs die interne Heizvorrichtung 31, so dass die Außenluft, die gekühlt wird, während sie durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht, direkt in ein Inneres des Fahrzeugs eingeleitet wird.
Das CE-Modul 40 ist mit jeder der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 verbunden. Das CE-Modul 40 tauscht eine thermische Energie, die zum Zeitpunkt eines Kondensierens und Verdampfens eines darin zirkulierten Kältemittels erzeugt wird, mit Wärme eines Kühlmittels aus, und führt ein Niedertemperatur- oder Hochtemperatur-Kühlmittel zu, von welchem die Wärme mit dem HVAC-Modul 30 ausgetauscht wird.
Hier ist das Kältemittel ein Hochleistung- R152-a oder R744 Kältemittel.
Das heißt, das Hochtemperatur-Kühlmittel wird durch die erste Verbindungsleitung 50 an die interne Heizvorrichtung 31 zugeführt, und das Niedertemperatur-Kühlmittel wird durch die zweite Verbindungsleitung 60 an die Kühleinrichtung 33 zugeführt.
Hier umfasst das CE-Modul 40 einen Kondensator 42, der durch eine Kältemittelleitung 41 verbunden ist, einen Nebenkondensator 44, eine elektronische Kühleinrichtung 45, einen Nebenwärmetauscher 46, ein Expansionsventil 47, einen Verdampfer 48 und einen Kompressor 49.
Zuerst, sind der Kondensator 42 und der Nebenkondensator 44 an den Kühlleitungen 11 vorgesehen, die miteinander verbunden sind durch ein zweites Ventil V2, das an der Kühlleitung 11 zwischen dem Kühler 12 und dem Batteriemodul B vorgesehen ist, und ein drittes Ventil V3, das an der Kühlleitung 11 zwischen der elektrischen Komponente 15 und dem ersten Ventil V1 vorgesehen ist.
Hier ist ein Aufnahmetrockner 43 zwischen dem Kondensator 42 und dem Nebenkondensator 44 vorgesehen.
Der Aufnahmetrockner 43 separiert ein Kühlmittel in einem Gaszustand, das in dem von dem Kondensator 42 abgeführten Kühlmittel enthalten ist, und strömt es zu dem Nebenkondensator 44 ein.
Folglich tauscht der Kondensator 42 Wärme zwischen einem darein eingeleiteten Kältemittel und einem Kühlmittel aus, um das Kältemittel zu kondensieren, und führt thermische Energie, die zum Zeitpunkt eines Kondensierens des Kältemittels erzeugt wird, dem Kühlmittel zu, um eine Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen.
Der Nebenkondensator 44 kondensiert weiter das von dem Aufnahmetrockner 43 zugeführte Kältemittel dadurch, dass es mit dem Kühlmittel thermisch ausgetauscht wird.
Die elektronische Kühleinrichtung 45 ist durch die Kühlleitung 11 und die Kältemittelleitung 41 mit dem Nebenkondensator 44 verbunden, um das Kühlmittel zu erwärmen und das Kältemittel zu kühlen, entsprechend dem, ob die Energie angewandt wird oder nicht.
Hierin ist die elektronische Kühleinrichtung 45 mit einer externen Energieversorgung (nicht gezeigt) verbunden.
Ein thermoelektrisches Element 45a ist an der Mitte der elektronischen Kühleinrichtung 45 vorgesehen. Wenn Energie angewandt wird, kann eine Seite des thermoelektrischen Elements 45a, die mit der Kühlleitung 11 verbunden ist, erwärmt werden, und die andere Seite des thermoelektrischen Elements 45a, die mit der Kältemittelleitung 41 verbunden ist, kann gekühlt werden.
Das thermoelektrische Element 45a ist ein Peltier-Element, an welches ein Peltier-Effekt angewandt wird, um eine Seite des thermoelektrischen Elements 45a zu erwärmen, wenn die Energie daran angewandt wird, und die andere Seite davon zu kühlen. Das thermoelektrische Element 45a entspricht einer allgemein bekannten Technologie, wobei nachstehend eine detaillierte Beschreibung einer Ausgestaltung davon weggelassen wird.
Die elektronische Kühleinrichtung 45, wenn die Energie an das thermoelektrische Element 45a zugeführt wird, erzeugt eine Seite des thermoelektrischen Elements 45a, die mit der Kühlleitung 11 verbunden ist, Wärme, wobei dadurch das durch das Innere von ihr durchgehende Kühlmittel erwärmt wird.
Im Gegensatz dazu, die elektronische Kühleinrichtung 45, wenn die Energie an das thermoelektrische Element 45a zugeführt wird, kühlt die andere Seite des thermoelektrischen Elements 45a, die mit der Kältemittelleitung 41 verbunden ist, wobei dadurch das durch das Innere von ihr durchgehende Kältemittel gekühlt wird.
Deshalb kann die elektronische Kühleinrichtung 45 das kondensierte Kältemittel weiter kühlen, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44 durchgeht.
Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist der Nebenwärmetauscher 46 durch die Kältemittelleitung 41 mit der elektronischen Kühleinrichtung 45 verbunden.
Das Expansionsventil 47 ist durch die Kältemittelleitung 41 mit dem Nebenwärmetauscher 46 verbunden. Das Expansionsventil 47 empfängt und dehnt das Kältemittel aus, das durch den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht.
Das Expansionsventil 47 kann ein mechanisches Expansionsventil oder ein elektronisches Expansionsventil sein.
Der Verdampfer 48 ist durch die Kältemittelleitung 41 mit dem Expansionsventil 47 verbunden. Der Verdampfer 48 ist an der Batterie-Kühlleitung 21 zwischen dem Batteriemodul B und dem ersten Ventil V1 vorgesehen.
Der Verdampfer 48 tauscht Wärme zwischen einem darein eingeleiteten Kältemittel und einem Kühlmittel aus, um das Kältemittel zu verdampfen, und führt thermische Energie mit niedriger Temperatur, die zum Zeitpunkt des Verdampfens des Kältemittels erzeugt wird, dem Kühlmittel zu, um eine Temperatur des Kühlmittels zu senken.
Hier tauscht das von dem Verdampfer 48 abgeführte Kältemittel Wärme mit dem von der elektronischen Kühleinrichtung 45 zugeführten Kältemittel aus, während es durch den Nebenwärmetauscher 46 durchgeführt wird, und kann dann an den Kompressor 49 zugeführt werden.
Das heißt, das kondensierte Kältemittel, das von der elektronischen Kühleinrichtung 45 abgeführt wird, und ein Kältemittel mit einer niedrigen Temperatur und einem geringen Druck, das von dem Verdampfer 48 abgeführt wird, werden entsprechend in den Nebenwärmetauscher 46 geströmt.
Folglich kann der Nebenwärmetauscher 46 eine Temperatur des Kältemittels erniedrigen und die Kondensationsmenge des Kältemittels erhöhen, durch sekundären Wärmeaustausch mit einem Niedertemperatur-Kältemittel und einem Mitteltemperatur-Kältemittel.
Der Nebenwärmetauscher 46 kondensiert weiter das kondensierte Kältemittel, während es der Reihe nach durch den Kondensator 44, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, wobei dadurch eine Unterkühlung des Kältemittels erhöht wird, folglich eine Leistungszahl („coefficient of performance“, COP) verbessert wird, welche ein Koeffizient einer Kühlleistung ist, verglichen mit von dem Kompressor verbrauchter Energie.
Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist der Nebenwärmetauscher 46, der Wärme zwischen dem Mitteltemperatur-Kältemittel und dem Niedertemperatur-Kältemittel austauscht, beispielhaft in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden, wobei die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Der Nebenwärmetauscher 46 leitet um und kühlt einen Teil des von der elektronischen Kühleinrichtung 45 abgeführten Kältemittels, und kühlt ein verbleibendes Kältemittel durch Verwenden des gekühlten Kältemittels und des Niedertemperatur-Kältemittels, das von dem Verdampfer 48 abgeführt wird, um eine Unterkühlung zu erhöhen.
Der Kondensator 42, der Nebenkondensator 44 und der Verdampfer 48 sind ein Wasserkühlungstyp-Wärmetauscher, in welchem das Kühlmittel durch die Kühlleitung 11 und die Batterie-Kühlleitung 21 nach innen eingeleitet wird.
Wenn das Expansionsventil 47 der mechanische Typ ist, dehnt sich das Kältemittel in dem Expansionsventil 47 aus und strömt ein zu dem Verdampfer 48, nachdem es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44, die elektronische Kühleinrichtung 45 und den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht. Das von dem Verdampfer 48 abgeführte Kältemittel kann durch das Expansionsventil 46 zu dem Kompressor 49 abgeführt werden, nachdem es durch den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht.
Das heißt, wenn das Kältemittel wieder durch das Expansionsventil 47 durchgeht, nachdem es von dem Verdampfer 48 durch den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht, nimmt das Expansionsventil 47 die Temperatur und den Druck des Kältemittels wahr, um einen Expansionsbetrag des Kältemittels zu steuern.
Andererseits, wenn das Expansionsventil 47 der elektronische Typ ist, dehnt sich das Kältemittel in dem Expansionsventil 47 aus und strömt ein zu dem Verdampfer 48, nachdem es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44, die elektronische Kühleinrichtung 45 und den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht. Das von dem Verdampfer 48 abgeführte Kältemittel kann zu dem Kompressor 49 abgeführt werden, nachdem es durch den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht.
In diesem Fall ist ein Sensor, der die Temperatur und den Druck des Kältemittels misst, separat an der Kältemittelleitung 41 vorgesehen, die den Nebenwärmetauscher 46 und den Kompressor 49 verbindet, und dieser Sensor misst eine Überhitzungswärme des Kältemittels, um den Ausdehnungsbetrag des Expansionsventils 47 zu steuern.
Ferner ist der Kompressor 49 an der Kältemittelleitung 41 zwischen dem Verdampfer 48 und dem Kondensator 42 vorgesehen. Der Kompressor 41 komprimiert das Kältemittel in einem Gaszustand, welches von dem Verdampfer 48 abgeführt wird und durch den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht.
Hier verbindet das erste Ventil V1 die Kühlleitung 11, die mit der elektrischen Komponente 15 und der Batterie-Kühlleitung 21 verbunden ist, zwischen dem Kühler 12 und dem Verdampfer 48.
Die erste Verbindungsleitung 50 verbindet selektiv die Kühlleitung 11 und die interne Heizvorrichtung 31 durch das zweite Ventil V2 und das dritte Ventil V3.
Hier kann eine dritte Wasserpumpe 52 an der ersten Verbindungsleitung 50 vorgesehen sein. Die dritte Wasserpumpe 52 zirkuliert das Kühlmittel zu der ersten Verbindungsleitung 50.
Die erste, die zweite und die dritte Wasserpumpe 14, 23 und 52 können eine elektrische Wasserpumpe sein.
Das heißt, das Hochtemperatur-Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert wird, während es durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, wird durch die erste Verbindungsleitung 50, die durch das zweite und das dritte Ventil V2 und V2 geöffnet wird, in die interne Heizvorrichtung 31 geströmt.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist eine erste Zweigleitung 70, die den Verdampfer 48 und das Batteriemodul B durch das erste Ventil V1 verbindet, an der Batterie-Kühlleitung 21 vorgesehen.
Das erste Ventil V1 verbindet selektiv die Kühlleitung 11 und die Batterie-Kühlleitung 21 miteinander, oder verbindet selektiv die Batterie-Kühlleitung 21 und die erste Zweigleitung 70 miteinander, um eine Strömung des Kühlmittels zu steuern.
Das heißt, das erste Ventil V1 kann die mit dem Kühler 12 verbundene Kühlleitung 11 und die Batterie-Kühlleitung 21 miteinander verbinden, und die erste Zweigleitung 70 schließen, in dem Fall eines Kühlens des Batteriemoduls B unter Verwendung des in dem Kühler 12 gekühlten Kühlmittels.
Außerdem kann das erste Ventil V1 die erste Zweigleitung 70 öffnen und eine Verbindung zwischen der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 schließen, in dem Fall eines Steigerns einer Temperatur des Batteriemoduls B, oder in dem Fall eines Kühlens des Batteriemoduls B unter Verwendung des Kühlmittels, das die Wärme mit dem Kältemittel austauscht.
Deshalb wird das Niedertemperatur-Kühlmittel, von welchem der Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in dem Verdampfer 48 vollendet wird, durch die erste Zweigleitung 70, die durch das erste Ventil V1 geöffnet wird, in das Batteriemodul B eingeleitet, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Batteriemodul B effizient zu kühlen.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird die zweite Verbindungsleitung 60 mit der Batterie-Kühlleitung 21 durch ein viertes Ventil V4 zwischen dem Verdampfer 48 und dem Batteriemodul B, die durch die erste Zweigleitung 70 miteinander verbunden sind, verbunden.
Das vierte Ventil V4 öffnet oder schließt selektiv die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21, und verbindet selektiv die zweite Verbindungsleitung 60 und die Batterie-Kühlleitung 21 miteinander, um das Niedertemperatur-Kühlmittel an die Kühleinrichtung 33 zuzuführen.
Eine zweite Zweigleitung 72, die mit der Kühlleitung 11 zwischen dem Kühler 12 und der ersten Wasserpumpe 14 durch das fünfte Ventil V5 verbunden ist, kann an der Kühlleitung 11 vorgesehen sein, welche die elektrische Komponente 15 und den Kühler 12 verbindet.
Die zweite Zweigleitung 72 wird durch eine Betätigung des fünften Ventils V5 selektiv geöffnet, in dem Fall eines Absorbierens der in der elektrischen Komponente 15 und dem Batteriemodul B erzeugten Abwärme, um eine Temperatur des Kühlmittels zu steigern.
In diesem Fall wird die mit dem Kühler 12 verbundene Kühlleitung 11 durch die Betätigung des fünften Ventils V5 geschlossen.
Eine dritte Zweigleitung 74, welche die Batterie-Kühlleitung 21 durch das sechste Ventil V6 verzweigt, um die Zuführung des Kühlmittels an das Batteriemodul B zu steuern, ist an der Batterie-Kühlleitung 21 zwischen dem Verdampfer 48 und dem Batteriemodul B vorgesehen.
Die dritte Zweigleitung 74 wird durch die Betätigung des sechsten Ventils V6 selektiv geöffnet, wenn die Temperatur des Batteriemoduls B in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs erhöht wird. In diesem Fall wird die durch das Batteriemodul B durchgehende Batterie-Kühlleitung 21 durch die Betätigung des sechsten Ventils V6 geschlossen.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist eine erste Batterie-Heizleitung 76, die durch ein siebtes Ventil V7, das basierend auf der Strömungsrichtung des Kühlmittels an einem hinteren Teil des Batteriemoduls B vorgesehen ist, mit der ersten Verbindungsleitung 50 verbunden ist, an der Batterie-Kühlleitung 21 des Batteriemoduls B vorgesehen.
Auch ist eine zweite Batterie-Heizleitung 78, die mit der ersten Verbindungsleitung 50 basierend auf der Strömungsrichtung des Kühlmittels an einem Vorderteil des Batteriemoduls B verbunden ist, an der durch das Batteriemodul B durchgehenden Batterie-Kühlleitung 21 vorgesehen. Ein achtes Ventil V8 kann an der zweiten Batterie-Heizleitung 78 vorgesehen sein.
Wenn die Temperatur des Batteriemoduls B in der Kühlbetriebsart, der Heizbetriebsart und der Heiz-/Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs erhöht wird, können hier die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 die durch das Batteriemodul B durchgehende Batterie-Kühlleitung 21 mit der ersten Verbindungsleitung 50 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 verbinden.
Das heißt, das Kühlmittel mit der hohen Temperatur, das durch die erste Verbindungsleitung 50 an die interne Heizvorrichtung 31 zugeführt wird, strömt durch die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 in das Batteriemodul B ein. Folglich kann die Temperatur des Batteriemoduls B ansteigen.
Ein mit der zweiten Zweigleitung 72 verbundener Vorratsbehälter 19 kann zwischen dem Kühler 12 und der ersten Wasserpumpe 14 vorgesehen sein. Das Kühlmittel, das von dem Kühler 12 eingeleitet und gekühlt wird, kann in dem Vorratsbehälter 19 gelagert werden.
Hier können das zweite und das dritte Ventil V2 und V3 ein 4-Wege-Ventil sein, und das erste, das vierte, das fünfte, das sechste und das siebte Ventil V1, V4, V5, V6 und V7 können ein 3-Wege-Ventil sein, die eine Durchflussrate verteilen können. Auch kann das achte Ventil V8 ein 2-Wege-Ventil sein.
Nachstehend werden Vorgänge und Tätigkeiten in jeder Betriebsart des Wärmepumpensystems für das Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das wie oben beschrieben ausgestaltet ist, im Detail unter Bezugnahme auf 2 bis 8 beschrieben werden.
Zuerst wird ein Vorgang in dem Fall eines Kühlens der elektrischen Komponente 15 in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand abhängig von einer Kühlbetriebsart eines Fahrzeugs in dem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 2 wird die Kühlvorrichtung 10 betätigt, um die elektrische Komponente 15 zu kühlen. Außerdem werden die entsprechenden Komponenten des CE-Moduls 40 betätigt, um das Innere des Fahrzeugs zu kühlen, derart dass das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 41 zirkuliert wird.
Hier wird die erste Zweigleitung 70 durch eine Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet.
Die zweite Verbindungsleitung 60 wird in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils V4 geöffnet.
Außerdem wird die erste Verbindungsleitung 50 geschlossen, und die Kühlleitung 11, welche die elektrische Komponente 15, den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 verbindet, wird geöffnet, durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils V2 und V3.
Hier wird die Verbindung zwischen der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 durch Betätigungen des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 geschlossen.
Außerdem wird die zweite Zweigleitung 72 durch eine Betätigung des fünften Ventils V5 geschlossen. Zur gleichen Zeit öffnet das fünfte Ventil V5 die Kühlleitung 11, welche die elektrische Komponente 15 und den Kühler 12 miteinander verbindet.
Auch wird die dritte Zweigleitung 74 durch die Betätigung des sechsten Ventils V6 geschlossen.
Deshalb kühlt das in dem Kühler 12 gekühlte Kühlmittel die elektrische Komponente 15, während es durch einen Betrieb der ersten Wasserpumpe 14 entlang der Kühlleitungen 11 zirkuliert wird, die durch das zweite, das dritte und das fünfte Ventil V2, V3 und V5 miteinander verbunden sind.
Außerdem wird das Kühlmittel der Batterie-Kühlleitung 21 durch einen Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 entlang der Batterie-Kühlleitung 21, der ersten Zweigleitung 70 und der zweiten Verbindungsleitung 60 zirkuliert.
In diesem Fall wird die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 durch eine Betätigung des vierten Ventils V4 geschlossen, derart dass das Einströmen des Kühlmittels verhindert wird.
Hier kondensiert der Nebenkondensator 44 zusätzlich das Mitteltemperatur-Kältemittel, das durch den Aufnahmetrockner 43 von dem Kondensator 42 durchgeht, mit dem Kühlmittel, das in der Kühlleitung 21 zirkuliert, um eine Kondensationsmenge des Kältemittels durch den Wärmeaustausch zu erhöhen.
Dann kühlt die elektronische Kühleinrichtung 45 weiter das von dem Nebenkondensator 44 zugeführte Kältemittel durch eine Betätigung des thermoelektrischen Elements 45a, an welches die Energie angewandt wird.
Auch kondensiert der Nebenwärmetauscher 46 zusätzlich das von der elektronischen Kühleinrichtung 45 abgeführte Mitteltemperatur-Kältemittel mit dem von dem Verdampfer 48 abgeführten Niedertemperatur-Kältemittel durch den Wärmeaustausch, um die Kondensationsmenge durch die zunehmende Unterkühlung des Kältemittels weiter zu erhöhen, wobei dadurch die Kondensationsmenge des Kältemittels weiter zunimmt.
Auch tauscht der Verdampfer 48 Wärme zwischen dem entlang der Batterie-Kühlleitung 21 zirkulierten Kühlmittel und dem darin verdampften Niedertemperatur-Kältemittel aus, und führt das Niedertemperatur-Kühlmittel der Kühleinrichtung 33 zu.
Das heißt, das entlang der Kältemittelleitung 41 in dem CE-Modul 40 zirkulierte Kältemittel wird primär durch Wärmeaustausch mit dem durch den Kondensator 42 durchgehenden Kühlmittel kondensiert. Dann wird das Kältemittel sekundär kondensiert, während es wieder Wärme in dem Nebenkondensator 44 austauscht, und wird gekühlt, während es durch die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, so dass die Kondensationsmenge des Kältemittels erhöht ist.
Die Kondensationsmenge wird weiter erhöht, während das von der elektronischen Kühleinrichtung 45 abgeführte Kältemittel zusätzlich Wärme mit dem von dem Verdampfer 48 zugeführten Niedertemperatur-Kältemittel in dem Nebenwärmetauscher 46 austauscht.
Danach wird das Kältemittel, dessen Kondensationsmenge vergrößert ist, in dem Expansionsventil 47 ausgedehnt, und wird in dem Verdampfer 48 verdampft.
In diesem Fall kühlt das in dem Verdampfer 48 verdampfte Kältemittel das durch die Batterie-Kühlleitung 21 eingeleitete Kühlmittel. Das Kältemittel, von welchem die Kondensationsmenge erhöht wird, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44, die elektronische Kühleinrichtung 45 und den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht, wird ausgedehnt und an den Verdampfer 48 zugeführt, wobei dadurch das Kältemittel zu niedrigerer Temperatur in dem Verdampfer 48 verdampft wird.
Das heißt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, kondensieren der Nebenkondensator 44, die elektronische Kühleinrichtung 45 und der Nebenwärmetauscher 45 jeweils weiter das Kältemittel, wobei dadurch eine Unterkühlungsausbildung begünstigt wird. Außerdem können die Kühlleistung und -effizienz in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs verbessert werden.
Andererseits kühlt das in dem Verdampfer 48 verdampfte Kältemittel das durch die Batterie-Kühlleitung 21 eingeleitete Kühlmittel. Das Kühlmittel wird auf eine niedrigere Temperatur gekühlt, während es durch den Verdampfter 48 durchgeht, und wird durch die zweite Verbindungsleitung 60 in die Kühleinrichtung 33 zugeführt.
Somit wird die in das HVAC-Modul 30 eingeleitete Außenluft gekühlt, während sie Wärme mit dem Kühlmittel austauscht, das in die Kühleinrichtung 33 eingeleitet wird, und ist in einem Niedertemperatur-Zustand.
Die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 schließt einen Abschnitt durch welchen die gekühlte Außenluft in die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht, so dass die gekühlte Außenluft nicht durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht. Deshalb wird die gekühlte Außenluft direkt in das Innere des Fahrzeugs eingeleitet, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Innere des Fahrzeugs effizient zu kühlen.
In dem Fall eines Kühlens des Batteriemoduls B zusammen mit der elektrischen Komponente 15 in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, kann die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 durch die Betätigung des vierten Ventils V4 geöffnet werden.
Auch werden die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 geschlossen.
In diesem Fall wird das Kühlmittel, das gekühlt wird, während es durch den Verdampfer 48 durchgeht, entlang der mit dem Batteriemodul B verbundenen Batterie-Kühlleitung 21 und der zweiten Verbindungsleitung 60 zirkuliert. Deshalb kann das Batteriemodul B durch das an die Batterie-Kühlleitung 21 zugeführte Niedertemperatur-Kühlmittel effizient gekühlt werden.
Der Vorgang für den Fall eines Erhöhens der Temperatur des Batteriemoduls B in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls an einer Kühlbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 3, ist die Kühlvorrichtung 10 in Betrieb, um die elektrische Komponente 15 zu kühlen. Die entsprechenden Komponenten des CE-Moduls 40 werden betätigt, um das Innere des Fahrzeugs zu kühlen, derart dass das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 41 zirkuliert wird.
Hier wird die erste Zweigleitung 70 durch eine Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet.
Die zweite Verbindungsleitung 60 wird in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils V4 geöffnet.
Außerdem wird die erste Verbindungsleitung 50 geöffnet und die Kühlleitung 11, welche die elektrische Komponente 15, den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 verbindet, wird geöffnet, durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils V2 und V3.
Hier wird die Verbindung zwischen der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 durch Betätigungen des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 geschlossen.
Außerdem wird die zweite Zweigleitung 72 durch eine Betätigung des fünften Ventils V5 geschlossen. Zur gleichen Zeit öffnet das fünfte Ventil V5 die Kühlleitung 11, welche die elektrische Komponente 15 und den Kühler 12 miteinander verbindet.
Auch wird die dritte Zweigleitung 74 durch die Betätigung des sechsten Ventils V6 geschlossen.
Deshalb kühlt das in dem Kühler 12 gekühlte Kühlmittel die elektrische Komponente 15, während es durch einen Betrieb der ersten Wasserpumpe 14 entlang der Kühlleitungen 11 zirkuliert wird, die durch das zweite, das dritte und das fünfte Ventil V2, V3 und V5 miteinander verbunden sind.
Außerdem wird das Kühlmittel der Batterie-Kühlleitung 21 durch einen Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 entlang der Batterie-Kühlleitung 21, der ersten Zweigleitung 70 und der zweiten Verbindungsleitung 60 zirkuliert.
In diesem Fall wird die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 durch das vierte Ventil V4 geschlossen, derart dass das Einströmen des Kühlmittels verhindert wird.
Hier kann der Nebenkondensator 44 das Mitteltemperatur-Kältemittel, das von dem Kondensator 42durch den Aufnahmetrockner 43 durchgeht, durch Wärmeaustausch mit dem entlang der Kühlleitung 21 zirkulierten Kühlmittel sekundär kondensieren, um eine Kondensationsmenge des Kältemittels zu erhöhen.
Dann kühlt die elektronische Kühleinrichtung 45 weiter das von dem Nebenkondensator 44 zugeführte Kältemittel durch eine Betätigung des thermoelektrischen Elements 45a, an welches die Energie angewandt wird.
Auch kondensiert der Nebenwärmetauscher 46 zusätzlich das von der elektronischen Kühleinrichtung 45 abgeführte Mitteltemperatur-Kältemittel mit dem von dem Verdampfer 48 abgeführten Niedertemperatur-Kältemittel durch den Wärmeaustausch, um die Kondensationsmenge durch die Unterkühlungszunahme des Kältemittels weiter zu erhöhen, wobei dadurch die Kondensationsmenge des Kältemittels weiter zunimmt.
Auch tauscht der Verdampfer 48 Wärme zwischen dem entlang der Batterie-Kühlleitung 21 zirkulierten Kühlmittel und dem darin verdampften Niedertemperatur-Kältemittel aus, und führt das Niedertemperatur-Kühlmittel der Kühleinrichtung 33 zu.
Das heißt, das entlang der Kältemittelleitung 41 in dem CE-Modul 40 zirkulierte Kältemittel wird primär durch Wärmeaustausch mit dem durch den Kondensator 42 durchgehenden Kühlmittel kondensiert. Dann wird das Kältemittel sekundär kondensiert, während es wieder Wärme in dem Nebenkondensator 44 austauscht, und wird gekühlt, während es durch die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, so dass die Kondensationsmenge des Kältemittels erhöht wird.
Die Kondensationsmenge wird weiter erhöht, während das von der elektronischen Kühleinrichtung 45 abgeführte Kältemittel zusätzlich Wärme mit dem von dem Verdampfer 48 zugeführten Niedertemperatur-Kältemittel in dem Nebenwärmetauscher 46 austauscht.
Danach wird das Kältemittel, dessen Kondensationsmenge vergrößert ist, in dem Expansionsventil 47 ausgedehnt, und wird in dem Verdampfer 48 verdampft.
In diesem Fall kühlt das in dem Verdampfer 48 verdampfte Kältemittel das durch die Batterie-Kühlleitung 21 eingeleitete Kühlmittel. Das Kältemittel, von welchem die Kondensationsmenge erhöht wird, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44, die elektronische Kühleinrichtung 45 und den Nebenwärmetauscher 46 durchgeht, wird ausgedehnt und dem Verdampfer 48 zugeführt, wobei dadurch das Kältemittel zu niedrigerer Temperatur in dem Verdampfer 48 verdampft wird.
Das heißt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, kondensieren der Nebenkondensator 44, die elektronische Kühleinrichtung 45 und der Nebenwärmetauscher 45 jeweils weiter das Kältemittel, wobei dadurch eine Unterkühlungsausbildung begünstigt wird. Außerdem können die Kühlleistung und -effizienz in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs verbessert werden.
Andererseits kühlt das in dem Verdampfer 48 verdampfte Kältemittel das durch die Batterie-Kühlleitung 21 eingeleitete Kühlmittel. Das Kühlmittel wird auf eine niedrigere Temperatur gekühlt, während es durch den Verdampfer 48 durchgeht, und wird durch die zweite Verbindungsleitung 60 in die Kühleinrichtung 33 zugeführt.
Somit wird die in das HVAC-Modul 30 eingeleitete Außenluft gekühlt, während sie Wärme mit dem Kühlmittel austauscht, das in die Kühleinrichtung 33 eingeleitet wird, und ist in einem Niedertemperatur-Zustand.
Die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 schließt einen Abschnitt, durch welchen die gekühlte Außenluft in die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht, so dass die gekühlte Außenluft nicht durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht. Deshalb wird die gekühlte Außenluft direkt in das Innere des Fahrzeugs eingeleitet, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Innere des Fahrzeugs effizient zu kühlen.
Um die Temperatur des Batteriemoduls B zu erhöhen, werden hier die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 geöffnet.
Die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 können die geöffnete erste Verbindungsleitung 50 und die durch das Batteriemodul B durchgehende Batterie-Kühlleitung 21 verbinden.
Folglich wird das Kühlmittel durch den Betrieb der dritten Wasserpumpe 52 in der Kühlleitung 11, die durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, und der ersten Verbindungsleitung 50, die mit der Kühlleitung 11 verbunden ist, durch das zweite und das dritte Ventil V2 und V3 zirkuliert.
Das heißt, das Kühlmittel, das durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, wird in die Hochtemperatur und -druck in dem Kompressor 49 komprimiert und tauscht Wärme mit dem zugeführten Kältemittel aus, derart dass die Temperatur von ihm weiter erhöht werden kann.
Deshalb wird das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert wird, während es durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, an die interne Heizvorrichtung 31 zugeführt.
In diesem Fall wird die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 geschlossen, so dass die Außenluft, die in das HVAC-Modul 30 eingeleitet wird und durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht, nicht durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht.
In diesem Zustand kann das entlang der ersten Verbindungsleitung 50 zirkulierte Hochtemperatur-Kühlmittel die Temperatur des Batteriemoduls B erhöhen, während es in die Batterie-Kühlleitung 21 zirkuliert wird, die durch die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 mit dem Batteriemodul B verbunden ist.
Ein Vorgang des Rückgewinnens der Abwärme von der elektrischen Komponente und dem Batteriemodul in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben werden.
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Rückgewinnen einer Abwärme von einer elektrischen Komponente und einem Batteriemodul in einer Heizbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 4, in dem Fall des Rückgewinnens der Abwärme der elektrischen Komponente 15 und des Batteriemoduls B in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, werden die entsprechenden Komponenten des CE-Moduls 40 betätigt, um das Innere des Fahrzeugs zu heizen, derart dass das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 41 zirkuliert wird.
In diesem Fall wird die erste Zweigleitung 70 durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geschlossen.
Die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 wird durch die Betätigung des vierten Ventils V4 geöffnet. Die zweite Verbindungsleitung 60 wird durch die Betätigung des vierten Ventils V4 geschlossen.
Die Kühlleitung 11 und die erste Verbindungsleitung 50, welche die elektrische Komponente 15, und den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 verbinden, werden durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils V2 und V3 geöffnet.
Auch wird die Kühlleitung 11 mit der Batterie-Kühlleitung 21 durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 verbunden. In dem Zustand, dass das fünfte Ventil V5 die zweite Zweigleitung 72 öffnet, schließt das fünfte Ventil V5 die Kühlleitung 12, welche die elektrische Komponente 15 und den Kühler 12 verbindet.
Außerdem wird die dritte Zweigleitung 74 durch die Betätigung des sechsten Ventils V6 geschlossen.
Auch werden die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 geschlossen.
Deshalb werden die Kühlleitung 11 und die Batterie-Kühlleitung 21 durch selektive Betätigungen der ersten bis fünften Ventile V1 bis V5 miteinander verbunden, und können einen geschlossenen Kreislauf ausbilden, entlang welchen das Kühlmittel zirkuliert wird.
Hier steigern die in der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme und die in dem Batteriemodul B erzeugte Abwärme die Temperatur des Kühlmittels, das entlang der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 zirkuliert wird.
Das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert ist, steigert weiter eine Temperatur des von dem Verdampfer 48 abgeführten Kältemittels, während es durch Betriebe der ersten und der zweiten Wasserpumpe 14 und 23 durch den Verdampfer 48 durchgeht.
Das Kältemittel, von welchem die Temperatur gesteigert ist, wird in den Kompressor 49 eingeleitet, wird bei einer höheren Temperatur und Druck in dem Kompressor 49 komprimiert, und wird dann in den Kondensator 42 eingeleitet. Das zu dem Kondensator 42 eingeleitete Kältemittel wird durch den Aufnahmetrockner 43 in den Nebenkondensator 44 eingeleitet.
Hier wird das Kühlmittel durch den Betrieb der dritten Wasserpumpe 52 entlang der Kühlleitung 11, die durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, und der ersten Verbindungsleitung 50 zirkuliert, die durch das zweite und das dritte Ventil V2 und V3 mit der Kühlleitung 11 verbunden ist.
Das Kühlmittel, das durch den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44 durchgeht, wird bei einer hohen Temperatur und Druck in dem Kompressor 49 komprimiert und tauscht Wärme mit dem zugeführten Kältemittel aus. Dann kann die Temperatur des Kühlmittels durch das Heizen des thermoelektrischen Elements 45a, während das Kühlmittel durch die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, weiter gesteigert werden.
Deshalb wird das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert wird, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, an die interne Heizvorrichtung 31 zugeführt.
Hier wird die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 geöffnet, so dass die Außenluft, die in das HVAC-Modul 30 eingeleitet wird und durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht, an welche die Zufuhr des Kühlmittels angehalten wird, durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht.
In diesem Fall, weil die zweite Verbindungsleitung 60 geschlossen ist, wird die Zufuhr des Kühlmittels an die Kühleinrichtung 33 angehalten.
Folglich wird die von der Außenseite eingeleitete Außenluft in einem Raumtemperaturzustand eingeleitet, welcher nicht gekühlt ist, wenn sie durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht. Die eingeleitete Außenluft wird in den Hochtemperaturzustand umgewandelt, während sie durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht, und wird in das Fahrzeuginnere eingeleitet, derart dass ein Heizen des Inneren des Fahrzeugs umgesetzt werden kann.
Die Heizvorrichtung 25 kann selektiv eingeschaltet werden, falls nötig, um das entlang der Batterie-Kühlleitung 21 zirkulierte Kühlmittel zu erwärmen. Deshalb kann die Temperatur des durch den Verdampfer 48 durchgehenden Kältemittels schnell gesteigert werden.
Das heißt, das Wärmepumpensystem 1 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform verwendet Abwärmequellen, die in der elektrischen Komponente 15 und dem Batteriemodul B erzeugt werden, um die Temperatur des Kältemittels in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs zu steigern, wobei dadurch ermöglicht wird, einen Energieverbrauch des Kompressors 49 zu verringern und eine Heizeffizienz zu verbessern.
Ferner, obwohl nicht in 5 gezeigt, in dem Fall des Rückgewinnens der Abwärme lediglich von dem Batteriemodul B in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, wird die erste Zweigleitung 70 durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet. Zur gleichen Zeit wird die Verbindung zwischen der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 durch die Betätigungen des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 geschlossen.
Somit gewinnt das Kühlmittel die in dem Batteriemodul B erzeugte Abwärme zurück, während es durch einen Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 entlang der Batterie-Kühlleitung 21 und der ersten Zweigleitung 70 zirkuliert wird, derart dass eine Temperatur des Kühlmittels gesteigert wird. Das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert ist, kann eine Temperatur des Kältemittels durch Wärmeaustausch mit dem Kältemittel steigern, während es durch den Verdampfer 48 durchgeht.
Das heißt, obwohl ein Fall, in welchem beide der Abwärme der elektrischen Komponente 15 und der Abwärme des Batteriemoduls B rückgewonnen werden, oder die Abwärme des Batteriemoduls B rückgewonnen wird, in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, beispielhaft in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Das heißt, die in der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme, außer die Abwärme des Batteriemoduls B, kann auch rückgewonnen werden.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird ein Vorgang für einen Fall eines Erhöhens der Temperatur des Batteriemoduls B in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf 5 beschrieben werden.
5 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls an einer Heizbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 5, in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, in dem Fall des Erhöhens der Temperatur des Batteriemoduls B, werden die entsprechenden Komponenten des CE-Moduls 40 betätigt, um das Innere des Fahrzeugs zu heizen, derart dass das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 41 zirkuliert wird.
In diesem Fall wird die erste Zweigleitung 70 durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geschlossen.
Die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 und die zweite Verbindungsleitung 60 werden durch die Betätigung des vierten Ventils V4 geschlossen.
Die Kühlleitung 11 und die erste Verbindungsleitung 50, welche die elektrische Komponente 15, und den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 verbinden, werden durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils V2 und V3 geöffnet.
Auch wird die Kühlleitung 11 mit der Batterie-Kühlleitung 21 durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 verbunden. In dem Zustand, dass das fünfte Ventil V5 die zweite Zweigleitung 72 öffnet, schließt das fünfte Ventil V5 die Kühlleitung 12, welche die elektrische Komponente 15 und den Kühler 12 verbindet.
Die dritte Zweigleitung 74 wird durch die Betätigung des sechsten Ventils V6 geöffnet, derart dass sie mit der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 verbunden ist.
Auch werden die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 geöffnet.
Folglich werden die Kühlleitung 11 und die Batterie-Kühlleitung 21 durch selektive Betätigungen der ersten bis fünften Ventile V1, V2, V3, V4 und V5 miteinander verbunden, und ein geschlossener Kreislauf, dass das Kühlmittel zirkuliert wird, kann ausgebildet werden.
Hier erhöht die von der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärme die Temperatur des Kühlmittels, das entlang der Kühlleitung 11 und der dritten Zweigleitung 74 zirkuliert wird.
Während das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert ist, durch den Betrieb der ersten Wasserpumpe 14 durch den Verdampfer 48 durchgeht, erhöht das Kältemittel weiter die Temperatur des von dem Verdampfer 48 abgeführten Kältemittels.
Das Kältemittel, von welchem die Temperatur gesteigert ist, wird in den Kompressor 49 eingeleitet, wird bei einer höheren Temperatur und Druck in dem Kompressor 49 komprimiert, und wird dann in den Kondensator 42 eingeleitet. Das in den Kondensator 42 eingeleitete Kältemittel wird durch den Aufnahmetrockner 43 in den Nebenkondensator 44 eingeleitet.
Hier wird das Kühlmittel durch den Betrieb der dritten Wasserpumpe 52 entlang der Kühlleitung 11, die durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, und der ersten Verbindungsleitung 50 zirkuliert, die durch das zweite und das dritte Ventil V2 und V3 mit der Kühlleitung 11 verbunden ist.
Das Kühlmittel, das durch den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44 durchgeht, wird bei einer hohen Temperatur und Druck in dem Kompressor 49 komprimiert und tauscht Wärme mit dem zugeführten Kältemittel aus. Dann kann die Temperatur des Kühlmittels durch das Heizen des thermoelektrischen Elements 45a, während das Kühlmittel durch die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, weiter gesteigert werden.
Deshalb wird das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert wird, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, der internen Heizvorrichtung 31 zugeführt.
Hier wird die Öffnungs- oder Schließ-Klappe 35 geöffnet, so dass die Außenluft, die in das HVAC-Modul 30 eingeleitet wird und durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht, an welche die Zufuhr des Kühlmittels angehalten ist, durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht.
In diesem Fall, weil die zweite Verbindungsleitung 60 geschlossen ist, wird die Zufuhr des Kühlmittels an die Kühleinrichtung 33 angehalten.
Folglich wird die von der Außenseite eingeleitete Außenluft in einem Raumtemperaturzustand eingeleitet, der nicht gekühlt ist, wenn sie durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht. Die eingeleitete Außenluft wird in den Hochtemperaturzustand umgewandelt, während sie durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht, und wird in das Fahrzeuginnere eingeleitet, derart dass ein Heizen des Inneren des Fahrzeugs umgesetzt werden kann.
Das heißt, das Wärmepumpensystem 1 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform erhöht die Temperatur des Batteriemoduls B in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, weil die von der elektrischen Komponente 15 erzeugte Abwärmequelle verwendet wird, um die Temperatur des Kältemittels zu erhöhen, wobei der Energieverbrauch des Kompressors 49 verringert werden kann und die Heizeffizienz verbessert werden kann.
Hier können die erste und die zweite Heizleitung 76 und 78, welche geöffnet werden, um die Temperatur des Batteriemoduls B zu erhöhen, die geöffnete erste Verbindungsleitung 50 und die durch das Batteriemodul B durchgehende Batterie-Kühlleitung 21 verbinden.
Während das entlang der ersten Verbindungsleitung 50 zirkulierte Hochtemperatur-Kühlmittel durch die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 zu der mit dem Batteriemodul B verbundenen Batterie-Kühlleitung 21 zirkuliert wird, wird folglich die Temperatur des Batteriemoduls B erhöht.
Der Vorgang in der Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden.
6 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand abhängig von einer Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs in dem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 6, werden in der Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs die entsprechenden Komponenten des CE-Moduls 40 betätigt, um das Innere des Fahrzeugs zu heizen, derart dass das Kältemittel entlang der Kältemittelleitung 41 zirkuliert wird.
Die erste Zweigleitung 70 wird durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet. Die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 wird durch eine Betätigung des vierten Ventils V4 geschlossen. Zur gleichen Zeit wird die zweite Verbindungsleitung 60 durch das vierte Ventil V4 geöffnet, derart dass die erste Zweigleitung 70 und die zweite Verbindungsleitung 60 miteinander verbunden sind.
Die Kühlleitung 11, welche die elektrische Komponente 15, und den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44, und die elektronische Kühleinrichtung 45 verbindet, und die erste Verbindungsleitung 50 werden durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils V2 und V3 geöffnet, um miteinander verbunden zu sein.
Die Verbindung zwischen der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 wird durch die Betätigungen des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 geschlossen, in einem Zustand, in welchem ein Betrieb der ersten Wasserpumpe 14 angehalten ist.
Die zweite und die dritte Zweigleitung 72 und 74 werden durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils V5 und V6 geschlossen.
Auch werden die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 geschlossen.
Folglich wird das Kühlmittel durch den Betrieb der dritten Wasserpumpe 52 entlang der Kühlleitung 11, die durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, und der ersten Verbindungsleitung 50 zirkuliert, die mit der Kühlleitung 11 durch das zweite und das dritte Ventil V2 und V3 verbunden ist.
Hier wird das Kühlmittel, das durch den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44 durchgeht, bei einer hohen Temperatur und Druck in dem Kompressor 49 komprimiert und tauscht Wärme mit dem zugeführten Kältemittel aus. Dann kann die Temperatur des Kühlmittels durch das Heizen des thermoelektrischen Elements 45a, während das Kühlmittel durch die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, weiter gesteigert werden.
Deshalb wird das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert wird, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, an die interne Heizvorrichtung 31 zugeführt.
Unterdes wird das Kühlmittel der Batterie-Kühlleitung 21 durch einen Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 entlang der Batterie-Kühlleitung 21, der ersten Zweigleitung 70 und der zweiten Verbindungsleitung 60 zirkuliert.
Hier tauscht der Verdampfer 48 Wärme zwischen dem entlang der Batterie-Kühlleitung 21 zirkulierten Kühlmittel und dem darin verdampften Niedertemperatur-Kältemittel aus, und führt das Niedertemperatur-Kühlmittel der Kühleinrichtung 33 zu.
In diesem Fall kühlt das in dem Verdampfer 48 verdampfte Kältemittel das durch die Batterie-Kühlleitung 21 eingeleitete Kühlmittel. Außerdem wird das Kühlmittel, das gekühlt wird, während es durch den Verdampfer 48 durchgeht, durch die zweite Verbindungsleitung 60 an die Kühleinrichtung 33 zugeführt.
Deshalb wird die in das HVAC-Modul 30 eingeleitete Außenluft entfeuchtet, während sie durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht, in welche das Niedertemperatur-Kühlmittel eingeleitet wird. Dann wird die Außenluft in einen Hochtemperaturzustand geändert, während sie durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht, an welche das Hochtemperatur-Kühlmittel zugeführt wird, und wird dann in das Innere des Fahrzeugs eingeleitet, wobei dadurch das Innere des Fahrzeugs geheizt und entfeuchtet wird.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird der Vorgang für den Fall des Erhöhens der Temperatur des Batteriemoduls B in der Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls an einer Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart eines Fahrzeugs in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 7, wenn die Temperatur des Batteriemoduls B in der Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs erhöht wird, werden die entsprechenden Komponenten des CE-Moduls 40 betätigt, um das Innere des Fahrzeugs zu heizen, derart dass das Kältemittel durch die Kältemittelleitung 41 zirkuliert wird.
Die erste Zweigleitung 70 wird durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geöffnet. Die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 wird durch eine Betätigung des vierten Ventils V4 geschlossen. Zur gleichen Zeit wird die zweite Verbindungsleitung 60 durch das vierte Ventil V4 geöffnet, derart dass die erste Zweigleitung 70 und die zweite Verbindungsleitung 60 miteinander verbunden sind.
Die Kühlleitung 11, welche die elektrische Komponente 15, und den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44, und die elektronische Kühleinrichtung 45 verbindet, und die erste Verbindungsleitung 50 werden durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils V2 und V3 geöffnet, um miteinander verbunden zu sein.
Die Verbindung zwischen der Kühlleitung 11 und der Batterie-Kühlleitung 21 wird durch die Betätigungen des ersten, des zweiten und des dritten Ventils V1, V2 und V3 geschlossen, in einem Zustand, in welchem ein Betrieb der ersten Wasserpumpe 14 angehalten ist.
Die zweite und die dritte Zweigleitung 72 und 74 werden durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils V5 und V6 geschlossen.
Auch werden die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils V7 und V8 geöffnet.
Folglich wird das Kühlmittel durch den Betrieb der dritten Wasserpumpe 52 entlang der Kühlleitung 11, die durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, und der ersten Verbindungsleitung 50 zirkuliert, die durch das zweite und das dritte Ventil V2 und V3 mit der Kühlleitung 11 verbunden ist.
Hier wird das Kühlmittel, das durch den Kondensator 42 und den Nebenkondensator 44 durchgeht, bei einer hohen Temperatur und Druck in dem Kompressor 49 komprimiert, und tauscht Wärme mit dem zugeführten Kältemittel aus. Dann kann die Temperatur des Kühlmittels durch das Heizen des thermoelektrischen Elements 45a weiter gesteigert werden, während das Kühlmittel durch die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht.
Deshalb wird das Kühlmittel, von welchem die Temperatur gesteigert wird, während es der Reihe nach durch den Kondensator 42, den Nebenkondensator 44 und die elektronische Kühleinrichtung 45 durchgeht, der internen Heizvorrichtung 31 zugeführt.
Das Kühlmittel der Batterie-Kühlleitung 21 wird durch einen Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 entlang der Batterie-Kühlleitung 21, der ersten Zweigleitung 70 und der zweiten Verbindungsleitung 60 zirkuliert.
Hier tauscht der Verdampfer 48 Wärme zwischen dem entlang der Batterie-Kühlleitung 21 zirkulierten Kühlmittel und dem darin verdampften Niedertemperatur-Kältemittel aus, und führt das Niedertemperatur-Kühlmittel der Kühleinrichtung 33 zu.
In diesem Fall kühlt das in dem Verdampfer 48 verdampfte Kältemittel das durch die Batterie-Kühlleitung 21 eingeleitete Kühlmittel. Außerdem wird das Kühlmittel, das gekühlt wird, während es durch den Verdampfer 48 durchgeht, der Kühleinrichtung 33 durch die zweite Verbindungsleitung 60 zugeführt.
Deshalb wird die in das HVAC-Modul 30 eingeleitete Außenluft entfeuchtet, während sie durch die Kühleinrichtung 33 durchgeht, in welche das Niedertemperatur-Kühlmittel eingeleitet wird. Dann wird die Außenluft in einen Hochtemperaturzustand geändert, während sie durch die interne Heizvorrichtung 31 durchgeht, an welche das Hochtemperatur-Kühlmittel zugeführt wird, und wird dann in das Innere des Fahrzeugs eingeleitet, wobei dadurch das Innere des Fahrzeugs geheizt und entfeuchtet wird.
Hier können die erste und die zweite Heizleitung 76 und 78, die geöffnet sind, um die Temperatur des Batteriemoduls B zu erhöhen, die geöffnete erste Verbindungsleitung 50 und die durch das Batteriemodul B durchgehende Batterie-Kühlleitung 21 verbinden.
Während das entlang der ersten Verbindungsleitung 50 zirkulierte Hochtemperatur-Kühlmittel durch die erste und die zweite Batterie-Heizleitung 76 und 78 in die mit dem Batteriemodul B verbundene Batterie-Kühlleitung 21 zirkuliert wird, kann folglich das Hochtemperatur-Kältemittel die Temperatur des Batteriemoduls B erhöhen.
Als nächstes wird der Vorgang, wenn die Temperatur des Batteriemoduls B in dem Zustand erhöht wird, dass die Kühl- oder Heizbetriebsart des Fahrzeugs angehalten ist, unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden.
8 ist ein Blockdiagramm, das einen Betriebszustand zum Erhöhen einer Temperatur eines Batteriemoduls zeigt, wenn eine Kühl- oder Heizbetriebsart für ein Fahrzeug nicht betrieben wird, in einem Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Unter Bezugnahme auf 8, in dem Zustand, dass die Kühl- oder Heizbetriebsart des Fahrzeugs nicht betrieben wird, wenn die Temperatur des Batteriemoduls B gesteigert wird, wird die Tätigkeit des CE-Moduls 40 angehalten, derart dass die Zirkulation der Kältemittels angehalten ist.
Auch wird die erste Zweigleitung 70 durch die Betätigung des ersten Ventils V1 mit der Batterie-Kühlleitung 21 verbunden. Auch wird die Verbindung der Batterie-Kühlleitung 21 und der Kühlleitung 11 durch die Betätigung des ersten Ventils V1 geschlossen.
Folglich bilden die Batterie-Kühlleitung 21 und die erste Zweigleitung 70 einen geschlossenen Kreislauf aus. Somit geht das Kühlmittel durch das Batteriemodul B durch, während es durch den Betrieb der zweiten Wasserpumpe 23 entlang der Batterie-Kühlleitung 21 und der ersten Zweigleitung 70 zirkuliert wird.
In diesem Fall wird die Heizvorrichtung 25 betätigt, um eingeschaltet zu sein, derart dass die Heizvorrichtung 25 das Kühlmittel erwärmt, das entlang der Batterie-Kühlleitung 21 zirkuliert wird, um in das Batteriemodul B eingeleitet zu werden, wobei sich dadurch die Temperatur des Batteriemoduls B schnell erhöht.
Wenn das Wärmepumpensystem 1 für das Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, angewandt wird, wird deshalb die thermische Energie, die von dem Kältemittel zum Zeitpunkt des Kondensierens und Verdampfens des Kältemittels erzeugt wird, mit der Wärme des Kühlmittels ausgetauscht, und eine Innentemperatur des Fahrzeugs wird unter Verwendung des Niedertemperatur- oder Hochtemperatur-Kühlmittels gesteuert, von welchem die Wärme ausgetauscht wird, wobei es dadurch ermöglicht wird, das Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug zu vereinfachen und ein Layout von Verbindungsrohren zu vereinfachen, durch welche das Kältemittel zirkuliert wird.
Außerdem kann das Wärmepumpensystem 1 für ein Fahrzeug eine Heizeffizienz des Fahrzeugs verbessern, unter Verwendung der Abwärme der elektrischen Komponente 15 und des Batteriemoduls B, und kann durch effizientes Steuern der Temperatur des Batteriemoduls B eine Gesamtfahrstrecke des Fahrzeugs vergrößern, so dass das Batteriemodul B eine optimale Leistung aufweist.
Außerdem ist das CE-Modul 40, das die thermische Energie durch die Kondensation und Verdampfung des Kältemittels erzeugt, verpackt, und das Hochleistung- R152-a oder R744 Kältemittel wird verwendet, derart dass eine Größe und ein Gewicht verringert werden können, und eine Erzeugung von Geräusch, Vibrationen und Betriebsinstabilität verhindert werden kann, verglichen mit einer Klimaanlagenvorrichtung gemäß der verwandten Technik.
Außerdem umfasst das CE-Modul 40 zusammen den Nebenkondensator 44, der das Kältemittel und das Kühlmittel durch Wärmeaustausch sekundär kondensiert, die elektronische Kühleinrichtung 45, die das Kühlmittel gemäß einer angewandten Energie erwärmt und das Kältemittel kühlt, und den Nebenwärmetauscher 46, der das Niedertemperatur-Kältemittel und das kondensierte Kältemittel kondensiert, um eine Kondensationsmenge des Kältemittels zu erhöhen, wobei dadurch die Kühlleistung und -effizienz durch Erhöhen der Unterkühlung des Kältemittels verbessert werden.
Ferner wird das gesamte Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug vereinfacht, wobei es dadurch ermöglicht wird, Kosten, die zur Herstellung des Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug erforderlich sind, und ein Gewicht des Wärmepumpensystems für ein Fahrzeug zu verringern, und eine Raumnutzung zu verbessern.
Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig erachtet wird, praktische beispielhafte Ausführungsformen zu sein, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb des Gedankens und Umfangs der angehängten Ansprüche enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020170100981 [0001]

Claims

Wärmepumpensystem für ein Fahrzeug, mit: einer Kühlvorrichtung mit einem Kühler und einer ersten Wasserpumpe, durch eine Kühlleitung und Zirkulieren eines Kühlmittels entlang der Kühlleitung, um eine elektrische Komponente zu kühlen; einem Batteriemodul, das an einer Batterie-Kühlleitung vorgesehen ist, die durch ein erstes Ventil selektiv mit der Kühlleitung verbunden ist; einem Heiz-, Ventilations- und Klimaanlage- (HVAC) Modul, das eine interne Heizvorrichtung, die durch eine erste Verbindungsleitung mit der Kühlleitung verbunden ist, eine Kühleinrichtung, die durch eine zweite Verbindungsleitung mit der Batterie-Kühlleitung verbunden ist, und eine Öffnungs- oder Schließ-Klappe aufweist, die zwischen der internen Heizvorrichtung und der Kühleinrichtung vorgesehen ist und Außenluft steuert, die durch die Kühleinrichtung durchgeht, um selektiv in die interne Heizvorrichtung eingeleitet zu werden, abhängig von Kühl-, Heiz-, und Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsarten des Fahrzeugs; und einem Zentralisierte-Energie-(CE)-Modul, das mit jeder der Batterie-Kühlleitung und der Kühlleitung verbunden ist, thermische Energie austauscht, die zum Zeitpunkt eines Kondensierens und Verdampfens eines darin zirkulierten Kältemittels mit Wärme eines Kühlmittels erzeugt wird, und ein Niedertemperatur- oder Hochtemperatur-Kühlmittel zuführt, von welchem die Wärme mit dem HVAC-Modul ausgetauscht wird, wobei das CE-Modul ferner mit einer elektronischen Kühleinrichtung versehen ist, durch welche Kühlmittel und Kältemittel durchgehen, zum Erwärmen des Kühlmittels und Kühlen des Kühlmittels, entsprechend dem, ob die Energie angewandt wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei: das CE-Modul aufweist: einen Kondensator, der an den Kühlleitungen vorgesehenen ist, die durch ein zweites Ventil, das an der Kühlleitung zwischen dem Kühler und dem Batteriemodul vorgesehen ist, und ein drittes Ventil, das an der Kühlleitung zwischen der elektrischen Komponente und dem ersten Ventil vorgesehen ist, miteinander verbunden sind; einen Nebenkondensator, der durch ein Kältemittel mit dem Kondensator verbunden ist, um weiter Wärme zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel auszutauschen, welches von dem Kondensator abgeführt wird; einen Aufnahmetrockner, der zwischen dem Kondensator und dem Nebenkondensator vorgesehen ist; einen Nebenwärmetauscher, der mit der elektronischen Kühleinrichtung verbunden ist, die durch die Kältemittelleitung mit dem Nebenkondensator verbunden ist, und das Kältemittel durch Wärmeaustauschen des Kältemittels, welches durch die elektronische Kühleinrichtung durchgeführt wird, und des Niedertemperatur-Kältemittels weiter kondensiert, derart dass eine Kondensationsmenge des Kältemittels durch eine Unterkühlungszunahme des Kältemittels erhöht ist; ein Expansionsventil, das mit dem Nebenwärmetauscher durch eine Kältemittelleitung verbunden ist; einen Verdampfer, der durch die Kältemittelleitung mit dem Expansionsventil verbunden und an der Batterie-Kühlleitung zwischen dem Batteriemodul und dem ersten Ventil vorgesehen ist; und einen Kompressor, der an der Kältemittelleitung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator vorgesehen ist, wobei die mit dem Kondensator verbundene Kühlleitung durch den Nebenkondensator durchgeführt ist, der mit dem Aufnahmetrockner durch die Kältemittelleitung beziehungsweise die elektronische Kühleinrichtung verbunden ist, und das von dem Verdampfer abgeführte Kältemittel Wärme mit dem von dem Nebenkondensator zugeführten Kältemittel austauscht, während es durch den Nebenwärmetauscher durchgeht, und dann an den Kompressor zugeführt wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei: ein thermoelektrisches Element an einer Mitte der elektronischen Kühleinrichtung angeordnet ist, und wenn Energie angewandt wird, eine Seite des thermoelektrischen Elements, die mit der Kühlleitung verbunden ist, erwärmt wird, und eine andere Seite des thermoelektrischen Elements, die mit der Kältemittelleitung verbunden ist, gekühlt wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei: das erste Ventil die Kühlleitung, die mit der elektrischen Komponente zwischen dem Kühler und dem Verdampfer verbunden ist, und die Batterie-Kühlleitung verbindet, und die erste Verbindungsleitung die Kühlleitung und die interne Heizvorrichtung durch das zweite Ventil und das dritte Ventil selektiv verbindet.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 4, wobei: die Batterie-Kühlleitung mit einer ersten Zweigleitung versehen ist, die den Verdampfer und das Batteriemodul durch das erste Ventil verbindet, die zweite Verbindungsleitung mit der Batterie-Kühlleitung durch ein viertes Ventil zwischen dem Verdampfer und dem Batteriemodul, die durch die erste Zweigleitung verbunden sind, verbunden ist, die Kühlleitung, die zwischen der elektrischen Komponente und dem Kühler verbindet, mit einer zweiten Zweigleitung versehen ist, die mit der Kühlleitung zwischen dem Kühler und der ersten Wasserpumpe durch ein fünftes Ventil verbunden ist, eine dritte Zweigleitung, welche die Batterie-Kühlleitung durch ein sechstes Ventil verzweigt, vorgesehen ist, um eine Zufuhr des Kältemittels an das Batteriemodul zwischen dem Verdampfer und dem Batteriemodul zu steuern, die durch das Batteriemodul durchgehende Batterie-Kühlleitung mit einer ersten Batterie-Heizleitung versehen ist, die mit der ersten Verbindungsleitung durch ein siebtes Ventil verbunden ist, das an einem hinteren Teil des Batteriemoduls in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Kühlmittels vorgesehen ist, und die durch das Batteriemodul durchgehende Batterie-Kühlleitung mit einer zweiten Batterie-Heizleitung versehen ist, die mit der ersten Verbindungsleitung an einem Vorderteil des Batteriemoduls in Bezug auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels verbunden ist, und ein achtes Ventil aufweist.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei: in einem Fall des Kühlens der elektrischen Komponente in einer Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet wird, und die zweite Verbindungsleitung, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geöffnet wird, die erste Verbindungsleitung geschlossen wird und die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, geöffnet wird, durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils, die Verbindung zwischen der Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung durch Betätigungen der ersten bis dritten Ventile geschlossen wird, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kühler miteinander verbindet, in einem Zustand, in welchem die zweite Zweigleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des fünften Ventils geöffnet wird, die dritte Zweigleitung durch die Betätigung des sechsten Ventils geschlossen wird, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch das siebte und das achte Ventil geschlossen werden, und das Kältemittel in dem CE-Modul zirkuliert wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, wobei: der Verdampfer das entlang der Batterie-Kühlleitung zirkulierte Kühlmittel in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs mit einem darin verdampften Niedertemperatur-Kältemittel durch einen Wärmeaustausch kühlt und durch die zweite Verbindungsleitung ein Niedertemperatur-Kühlmittel an die Kühleinrichtung zuführt.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei: in einem Fall des Kühlens des Batteriemoduls zusammen mit der elektrischen Komponente in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung durch die Betätigung des vierten Ventils geöffnet wird, und die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei: in einem Fall eines Erhöhens einer Temperatur des Batteriemoduls in der Kühlbetriebsart des Fahrzeugs, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, und die erste Verbindungsleitung durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, wobei die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils geöffnet werden, und die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung durch die geöffneten ersten und zweiten Batterie-Heizleitungen mit der ersten Verbindungsleitung verbunden wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei: in einem Fall eines Rückgewinnens einer Abwärme des Batteriemoduls und der elektrischen Komponente in einer Heizbetriebsart des Fahrzeugs, die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geschlossen wird, und die zweite Verbindungsleitung, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geöffnet ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geschlossen wird, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, und die erste Verbindungsleitung durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Kühlleitung durch Betätigungen der ersten bis dritten Ventile mit der Batterie-Kühlleitung verbunden wird, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kühler miteinander verbindet, in einem Zustand, in welchem die zweite Zweigleitung geöffnet ist, durch eine Betätigung des fünften Ventils geschlossen wird, die dritte Zweigleitung durch die Betätigung des sechsten Ventils geschlossen wird, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden, und das Kältemittel in dem CE-Modul zirkuliert wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei: die in der elektrischen Komponente und dem Batteriemodul erzeugte Abwärme eine Temperatur eines Kühlmittels erhöht, das entlang der Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung zirkuliert wird, und das Kühlmittel, von welchem die Temperatur erhöht wird, eine Temperatur eines von dem Verdampfer abgeführten Kältemittels erhöht.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach Anspruch 10 oder 11, wobei: in einem Fall des Rückgewinnens der Abwärme lediglich von dem Batteriemodul in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet wird, und die Verbindung zwischen der Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung durch Betätigungen der ersten bis dritten Ventile geschlossen wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei: in einem Fall eines Erhöhens einer Temperatur des Batteriemoduls in der Heizbetriebsart des Fahrzeugs, die erste Zweigleitung durch die Betätigung des ersten Ventils geschlossen wird, und die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung und die zweite Verbindungsleitung durch die Betätigung des vierten Ventils geschlossen werden, die Kühlleitung und die erste Verbindungsleitung, welche die elektrische Komponente verbinden, und der Kondensator und der Nebenkondensator durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Kühlleitung durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils mit der Batterie-Kühlleitung verbunden wird, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kühler verbindet, in einem Zustand, dass die zweite Zweigleitung geöffnet ist, durch die Betätigung des fünften Ventils geschlossen wird, die dritte Zweigleitung durch die Betätigung des sechsten Ventils geöffnet wird, derart dass die Kühlleitung und die Batterie-Kühlleitung verbunden sind, das Kältemittel in dem CE-Modul zirkuliert wird, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils geöffnet werden, und die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung mit der ersten Verbindungsleitung durch die geöffneten ersten und zweiten Batterie-Heizleitungen verbunden ist.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei: in einer Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs, die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet wird, und die zweite Verbindungsleitung, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geöffnet wird, die Kühlleitung, welche die elektrische Komponente und den Kondensator miteinander verbindet, und die erste Verbindungsleitung durch Betätigungen des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Verbindung der mit der elektrischen Komponente verbundenen Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils geschlossen wird, in einem Zustand, dass der Betrieb der ersten Wasserpumpe angehalten ist, die zweite und die dritte Zweigleitung durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils geschlossen werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden, und das Kältemittel in dem CE-Modul zirkuliert wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 14, wobei: in einem Fall des Erhöhens der Temperatur des Batteriemoduls in einer Heiz- und Entfeuchtungsbetriebsart des Fahrzeugs, die erste Zweigleitung durch eine Betätigung des ersten Ventils geöffnet wird, und die zweite Verbindungsleitung, in einem Zustand, in welchem die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung geschlossen ist, durch eine Betätigung des vierten Ventils geöffnet wird, die Kühlleitung und die erste Verbindungsleitung, die den Kondensator und den Nebenkondensator verbindet, durch die Betätigung des zweiten und des dritten Ventils geöffnet werden, die Verbindung der mit der elektrischen Komponente verbundenen Kühlleitung und der Batterie-Kühlleitung durch die Betätigung des ersten, des zweiten und des dritten Ventils geschlossen wird, in einem Zustand, dass der Betrieb der ersten Wasserpumpe angehalten ist, die zweite und die dritte Zweigleitung durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils geschlossen werden, die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten und des achten Ventils geöffnet werden, die mit dem Batteriemodul verbundene Batterie-Kühlleitung mit der ersten Verbindungsleitung durch die geöffneten ersten und zweiten Batterie-Heizleitungen verbunden ist, und das Kältemittel in dem CE-Modul zirkuliert wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 15, wobei: in einem Fall eines Erhöhens einer Temperatur des Batteriemoduls in einer Kühlbetriebsart oder einer Heizbetriebsart des Fahrzeugs, die Zirkulation des Kältemittels in dem CE-Modul angehalten ist, die erste Zweigleitung mit der Batterie-Kühlleitung verbunden wird, und die Verbindung mit der Kühlleitung geschlossen wird, durch Betätigung des ersten Ventils, die durch das Batteriemodul durchgehende Batterie-Kühlleitung durch die Betätigung des vierten Ventils geöffnet wird, die zweite und die dritte Zweigleitung durch die Betätigung des fünften und des sechsten Ventils geschlossen werden, und die erste und die zweite Batterie-Heizleitung durch die Betätigung des siebten Ventils und des achten Ventils geschlossen werden.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 16, wobei: eine Heizvorrichtung in der Batterie-Kühlleitung zwischen dem Batteriemodul und dem Verdampfer vorgesehen ist, und die Heizvorrichtung betätigt wird, um eingeschaltet zu sein, so dass das entlang der Batterie-Kühlleitung zirkulierte Kühlmittel erwärmt wird, um in das Batteriemodul eingeleitet zu werden.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 17, wobei: ein mit der zweiten Zweigleitung verbundener Vorratsbehälter zwischen dem Kühler und der ersten Wasserpumpe vorgesehen ist.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 und 4 bis 18, wobei: der Kondensator, der Nebenkondensator und der Verdampfer ein Wärmetauscher des Wasserkühlungstyps sind, in welchem das Kühlmittel durch die Kühlleitung und die Batterie-Kühlleitung nach innen eingeleitet wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: das in dem CE-Modul zirkulierte Kältemittel ein R152-a oder R744 Kältemittel ist.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: eine zweite Wasserpumpe in der Batterie-Kühlleitung vorgesehen ist, und eine dritte Wasserpumpe in der ersten Verbindungsleitung vorgesehen ist.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die elektrische Komponente ein Motor oder eine elektrische Leistungssteuereinheit (EPCU) oder eingebautes Ladegerät (OBC) ist, und der Motor und die elektrische Leistungssteuereinheit während eines Fahrens erwärmt werden, und das eingebaute Ladegerät während eines Ladens des Batteriemoduls erwärmt wird.
Wärmepumpensystem für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 19, wobei: das zweite und das dritte Ventil ein 4-Wege-Ventil sind, das erste, das vierte, das fünfte, das sechste und das siebte Ventil ein 3-Wege-Ventil sind, und das achte Ventil ein 2-Wege-Ventil ist.