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QUERVERWEIS AUF DIE DAZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der am 27. Februar 2019 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0023226 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs, insbesondere auf ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs zur Verbesserung der Kühleffizienz einer elektrisch angetriebenen Vorrichtung.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Im Allgemeinen ist ein Elektrofahrzeug (EV) mit einem Antriebsmotor, einem Getriebe und einer Leistungselektronik (PE) ausgestattet. Insbesondere ist der Begriff „Elektrofahrzeug“ ein Oberbegriff für ein Fahrzeug, in dem elektrische Energie als Kraftquelle genutzt wird. Die Leistungselektronik umfasst einen Wechselrichter, einen Gleichstrom-Gleichstromwandler (DC-DC), einen Anschlusskasten, ein virtuelles Motor-Soundsystem (VESS) und ein Ladegerät. Der Wechselrichter ist eine Vorrichtung, die Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umwandelt, und der DC-DC-Wandler ist eine elektronische Schaltvorrichtung, die eine Gleichspannung mit einer bestimmten Spannung in eine Gleichspannung mit einer anderen Spannung umwandelt. Darüber hinaus ist der Anschlusskasten ein Kasten für die gegenseitige Umwandlung mehrerer Einzelstecker und eines Multisteckers, und das Ladegerät lädt eine Hochspannungsbatterie des Elektrofahrzeugs.
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In einem Elektrofahrzeug beeinflusst die Kühlung der Hochspannungsbatterie und der elektrisch angetriebenen elektronischen Komponenten die Leistung des Fahrzeugs und bestimmt die Lebensdauer der Hochspannungsbatterie und der elektrisch angetriebenen elektronischen Komponenten. Um die Kühlung effektiv umzusetzen, wird ein Verfahren zur Änderung des Zirkulationspfades des Kühlmittels basierend auf einem Betriebszustand des Fahrzeugs angewendet.
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Insbesondere bei dem Verfahren zur Änderung des Zirkulationspfades des Kühlmittels wird ein Verfahren zur Senkung der Temperatur des Kühlmittels unter Verwendung einer Batteriekühlanlage oder ein Verfahren zur Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels unter Verwendung einer Batterieheizung verwendet. Die Verfahren verbessern die Effizienz der Hochspannungsbatterie, erfordern aber eine komplexe Auslegung der Kühlmittelpfade und erfordern Komponenten zur Differenzierung der Zirkulationspfade des Kühlmittels, und bei der komplexen Auslegung der Kühlmittelpfade kann die Anzahl der Teile erhöht werden, um die Zirkulationspfade des Kühlmittels zu differenzieren, und es kann eine räumliche Einschränkung bei der Anordnung der Batteriekühler und der Batterieheizung an den Kühlmittelpfaden auftreten.
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Die in diesem Abschnitt offenbarten Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik darstellen, der in diesem Land einer Person mit durchschnittlicher Fachkenntnis bereits bekannt ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung sieht ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs vor, wobei das Kühlsystem die Kühleffizienz einer elektrisch angetriebenen Vorrichtung mit einer einfachen Ausgestaltung verbessert und gleichzeitig eine Ausgestaltung wie eine Batteriekühlung und eine Batterieheizung überflüssig macht.
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Ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert den Zirkulationspfad eines Kühlmittels gemäß dem Betrieb eines Ventilmoduls, welches Folgendes aufweisen kann: ein integrales Ventil, das ein Kühlmittel zu einem Abschnitt zuführt, in dem eine Zirkulation des Kühlmittels erforderlich ist, während eine Stromquelle des Fahrzeugs gekühlt wird, und dann das Kühlmittel aufnimmt, um das aufgenommene Kühlmittel wieder der Stromquelle und dem Abschnitt zuzuführen, in dem die Kühlmittelzirkulation erforderlich ist; einen integralen Ventileinlasspfad, der ein erster Einlass ist, durch den das Kühlmittel in das integrale Ventil eingeführt werden kann; einen ersten integralen Ventilauslasspfad, der ein erster Auslass ist, durch den das Kühlmittel selektiv aus dem integralen Ventil ausgestoßen werden kann; einen zweiten integralen Ventilauslasspfad, der ein zweiter Kühlmittelauslass ist, durch den das Kühlmittel selektiv aus dem integralen Ventil ausgestoßen werden kann; eine Wärmepumpenvorrichtung, durch die das durch das integrale Ventil hindurchgeführte Kühlmittel immer hindurchtritt und durch die eine Wärmepumpe eingebettet werden kann, um eine Temperatur des Kühlmittels selektiv einzustellen; einen Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad, der ein Einlass ist, durch den das Kühlmittel in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführt werden kann; einen Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad, der ein Auslass ist, durch den das Kühlmittel aus der Wärmepumpenvorrichtung ausgestoßen werden kann; einen integralen Zirkulationsabschnitt der mit dem ersten integralen Ventilauslasspfad, dem zweiten integralen Ventilauslasspfad und dem Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad in Verbindung steht, so dass das Kühlmittel, das durch den ersten integralen Ventilauslasspfad oder den zweiten integralen Ventilauslasspfad hindurchgetreten ist, in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführt wird; einen integralen Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad, der ein Auslass ist, der sich vom Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad unterscheidet, durch den das Kühlmittel aus dem integralen Zirkulationsabschnitt ausgestoßen werden kann; und einen integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad, der ein Einlass ist, der sich vom ersten integralen Ventilauslasspfad und dem zweiten integralen Ventilauslasspfad unterscheidet, durch den das Kühlmittel in den integralen Zirkulationsabschnitt eingeführt werden kann.
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Der integrale Ventileinlasspfad, der erste integrale Ventilauslasspfad und der zweite integrale Ventilauslasspfad können in dem integralen Ventil ausgebildet sein. Der Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad und der Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad können in der Wärmepumpenvorrichtung ausgebildet sein. Der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad und der integrale Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad können in dem integralen Zirkulationsabschnitt ausgebildet sein. Der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad kann gegenüber dem ersten integralen Ventilauslasspfad angeordnet sein, um das in den integralen Zirkulationsabschnitt eingeführte Kühlmittel über den ersten integralen Ventilauslasspfad auszustoßen.
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Der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad und der erste integrale Ventilauslasspfad können an der gleichen Leitung entlang einer Längsrichtung des integralen Zirkulationsabschnitts angeordnet sein, was eine Richtung ist, in der das Kühlmittel im integralen Zirkulationsabschnitt zirkuliert, der zweite integrale Ventilauslasspfad kann zwischen dem integralen Ventilauslasspfad und dem Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad angeordnet sein, und der integrale Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad kann zwischen dem ersten integralen Ventilauslasspfad und dem zweiten integralen Ventilauslasspfad angeordnet sein.
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Das Ventilmodul kann ferner ein Rückschlagventil aufweisen, das zwischen dem zweiten integralen Ventilauslasspfad und dem integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad in Längsrichtung des integralen Zirkulationsabschnitts angeordnet ist, um zu verhindern, dass ein Kühlmittel, das durch den zweiten integralen Ventilauslasspfad hindurchgetreten ist, rückwärts in Richtung des ersten integralen Ventilauslasspfades, des integralen Zirkulationsabschnitts-Auslasspfades und des integralen Zirkulationsabschnitts-Einlasspfades strömt, wenn es durch den integralen Zirkulationsabschnitt zum Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad zirkuliert.
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Darüber hinaus kann das Ventilmodul Folgendes aufweisen: einen Heizzweigpfad, der mit dem Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad als einem vom Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad abgezweigten ersten Kühlmittelpfad in Verbindung steht; einen Kühlzweigpfad, der mit dem Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad als einem vom Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad abgezweigten zweiten Kühlmittelpfad in Verbindung steht; einen Heizabschnitt, der im Heizzweigpfad angeordnet ist, um eine Temperatur des durch den Heizzweigpfad strömenden Kühlmittels als Teil einer in der Wärmepumpenvorrichtung eingebetteten Wärmepumpe selektiv zu erhöhen; einen Kühlabschnitt, der in dem Kühlzweigpfad angeordnet ist, um selektiv eine Temperatur des Kühlmittels zu senken, das durch den Kühlzweigpfad als Teil der in der Wärmepumpenvorrichtung eingebetteten Wärmepumpe strömt; und ein Umwandlungsventil, das in einem Abschnitt angeordnet ist, in dem der Heizzweigpfad und der Kühlzweigpfad von dem Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad abgezweigt sind und das Kühlmittel, das durch den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad strömt, durch mindestens einen von dem Heizzweigpfad und dem Kühlzweigpfad strömen lässt.
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Der Heizzweigpfad und der Kühlzweigpfad können in der Wärmepumpenvorrichtung ausgebildet sein. Das Kühlmittel, das durch den integralen Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad aus dem integralen Zirkulationsabschnitt ausgestoßen wird, kann durch den integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad in den integralen Zirkulationsabschnitt eingeführt werden, nachdem es einen ersten Zirkulationspfad durchlaufen hat, und ein Radiator kann auf dem ersten Zirkulationspfad vorgesehen sein, um zu bewirken, dass ein Kühlmittel, das durch den ersten Zirkulationspfad durchläuft, den Radiator durchläuft. Das Kühlmittel, das durch den Wärmepumpenvorrichtung-Auslasspfad aus der Wärmepumpenvorrichtung ausgestoßen wird, kann durch den integralen Ventileinlasspfad eingeführt werden, nachdem es einen zweiten Zirkulationspfad durchlaufen hat, und eine elektrisch angetriebene Vorrichtung kann an dem zweiten Zirkulationspfad vorgesehen sein, um das Kühlmittel, das durch den zweiten Zirkulationspfad strömt, durch die elektrisch angetriebene Vorrichtung zu führen.
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Die Wärmepumpenvorrichtung kann ferner Folgendes aufweisen: einen Hochtemperatur-Kältemitteleinlass, der mit einem ersten Ende des Heizabschnitts verbunden ist, um ein Hochtemperatur-Kältemittel in den Heizabschnitt einzuführen; einen Hochtemperatur-Kältemittelauslass, der mit einem zweiten Ende des Heizabschnitts verbunden ist, um das in den Heizabschnitt aus dem Heizabschnitt eingeführte Hochtemperatur-Kältemitteldurch den Heizabschnitt auszustoßen; einen Niedertemperatur-Kältemitteleinlass, der mit einem ersten Ende des Kühlabschnitts verbunden ist, um ein Niedertemperatur-Kältemittel in den Kühlabschnitt durch ihn einzuführen; einen Niedertemperatur-Kältemittelauslass, der mit einem zweiten Ende des Kühlabschnitts verbunden ist, um das von dem Kühlabschnitt durch ihn in den Kühlabschnitt eingeführte Niedertemperatur-Kältemittel auszustoßen; einen zwischen dem Hochtemperatur-Kältemittelauslass und dem Niedertemperatur-Kältemitteleinlass angeordneten Verdampfer; und einen zwischen dem Niedertemperatur-Kältemittelauslass und dem Hochtemperatur-Kältemitteleinlass angeordneten Wärmepumpenkondensator.
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Der Verdampfer kann ausgestaltet sein, um ein Kältemittel zu kühlen, während das Kältemittel nacheinander den Hochtemperatur-Kältemittelauslass, den Verdampfer und den Niedertemperatur-Kältemitteleinlass durchläuft. Der Wärmepumpenkondensator kann ausgestaltet sein, um das Kältemittel zu erwärmen, während das Kältemittel nacheinander den Niedertemperatur-Kältemittelauslass, den Wärmepumpenkondensator und den Hochtemperatur-Kältemitteleinlass durchläuft.
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Im Heizabschnitt kann ein Kältemittelzirkulationspfad vorgesehen sein, um den Hochtemperatur-Kältemitteleinlass und den Hochtemperatur-Kältemittelauslass für den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel zu verbinden, während er sich von einem Pfad des Kühlmittels unterscheidet, und im Kühlabschnitt kann ein Kältemittelzirkulationspfad vorgesehen sein, um den Niedertemperatur-Kältemitteleinlass und den Niedertemperatur-Kältemittelauslass für den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel zu verbinden, während er sich von einem Pfad des Kühlmittels unterscheidet. Ein Kältemittel, das in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs verwendet wird, kann zirkuliert werden.
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Wenn das integrale Ventil betätigt wird, um den ersten integralen Ventilauslasspfad zu öffnen und den zweiten integralen Ventilauslasspfad zu schließen, kann das Kühlmittel, das durch den ersten integralen Ventilauslasspfad vom integralen Ventil ausgestoßen wird, nacheinander den integralen Zirkulationsabschnitt, den integralen Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad, den ersten Zirkulationspfad, den integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad, den integralen Zirkulationsabschnitt und den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad durchlaufen und kann dann in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführt werden.
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Wenn das Umwandlungsventil zum Öffnen des Heizzweigpfades und zum Schließen des Kühlzweigpfades betätigt wird, kann das in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführte Kühlmittel durch den Heizabschnitt beim Durchlaufen des Heizzweigpfades erwärmt und dann in das integrale Ventil eingeführt werden, nachdem es nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad, den zweiten Zirkulationspfad und das integrale Ventil durchströmt hat.
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Die Betätigung des integralen Ventils kann durchgeführt werden, wenn ein Kühlmittel mit dem Radiator in einer Kühlmittel-Hochtemperaturumgebung gekühlt werden muss. Die Betätigung des Umwandlungsventils kann durchgeführt werden, wenn das durch den Radiator gekühlte Kühlmittel eine Erwärmung benötigt. Wenn das Umwandlungsventil betätigt wird, um den Heizzweigpfad zu schließen und den Kühlzweigpfad zu öffnen, kann das in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführte Kühlmittel durch den Kühlabschnitt beim Durchlaufen des Kühlzweigpfades in der Temperatur gesenkt und dann in das integrale Ventil eingeführt werden, nachdem es nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad, den zweiten Zirkulationspfad und den integralen Ventileinlasspfad durchlaufen hat.
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Die Betätigung des integralen Ventils kann durchgeführt werden, wenn ein Kühlmittel mit dem Radiator in einer Kühlmittel-Hochtemperaturumgebung gekühlt werden muss. Die Betätigung des Umwandlungsventils kann ausgeführt werden, wenn das Kühlmittel auch nach dem Durchlaufen des Radiators eine weitere Kühlung benötigt. Wenn das integrale Ventil betätigt wird, um den ersten integralen Ventilauslasspfad zu schließen und den zweiten integralen Ventilauslasspfad zu öffnen, kann das Kühlmittel, das durch den zweiten integralen Ventilauslasspfad vom integralen Ventil ausgestoßen wird, in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführt werden, nachdem es nacheinander den integralen Zirkulationsabschnitt und den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad durchlaufen hat.
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Wenn das Umwandlungsventil zum Öffnen des Heizzweigpfades und zum Schließen des Kühlzweigpfades betätigt wird, kann das in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführte Kühlmittel durch den Heizabschnitt beim Durchlaufen des Heizzweigpfades erwärmt und dann in das integrale Ventil eingeführt werden, nachdem es nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad, den zweiten Zirkulationspfad und den integralen Ventileinlasspfad durchlaufen hat. Die Betätigung des integralen Ventils kann durchgeführt werden, wenn das Kühlmittel keine Kühlung mit dem Radiator in einer Kühlmittel-Niedertemperaturumgebung erfordert, und die Betätigung des Umwandlungsventils kann durchgeführt werden, wenn das Kühlmittel eine Erwärmung erfordert, obwohl das Kühlmittel den Radiator nicht durchlaufen hat.
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Wenn das Umwandlungsventil betätigt wird, um den Heizzweigpfad zu schließen und den Kühlzweigpfad zu öffnen, kann das in die Wärmepumpenvorrichtung eingeführte Kühlmittel durch den Kühlabschnitt beim Durchlaufen des Kühlzweigpfades in der Temperatur gesenkt und dann in das integrale Ventil eingeführt werden, nachdem es nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad, den zweiten Zirkulationspfad und den integralen Ventileinlasspfad durchlaufen hat. Die Betätigung des integralen Ventils kann durchgeführt werden, wenn das Kühlmittel keine Kühlung mit dem Radiator in einer Kühlmittel-Niedertemperaturumgebung erfordert, und die Betätigung des Umwandlungsventils kann durchgeführt werden, wenn das Kühlmittel, das nicht durch den Radiator geleitet worden ist, eine Kühlung benötigt.
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Ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Folgendes aufweisen: ein integrales Ventil mit mindestens einem oder mehreren Kühlmitteleinlässen und mindestens zwei oder mehreren Kühlmittelauslässen, und das ausgestaltet ist, ein Kühlmittel selektiv über einen der mindestens zwei oder mehreren Kühlmittelauslässe auszustoßen; eine Vielzahl von Kühlmittelpfaden, die miteinander verbunden sind, so dass das durch einen der mindestens zwei oder mehreren Kühlmittelauslässe ausgestoßene Kühlmittel durch die mindestens einen oder mehreren Kühlmitteleinlässe wieder in das integrale Ventil eingeführt wird, nachdem es einem Abschnitt zugeführt worden ist, in dem eine Kühlmittelzirkulation erforderlich ist; und eine Wärmepumpenvorrichtung, die in mindestens einem oder mehreren der Vielzahl von Kühlmittelpfaden angeordnet ist, um eine Temperatur des Kühlmittels selektiv einzustellen. Das integrale Ventil, ein Teil der Vielzahl von Kühlmittelpfaden, und die Wärmepumpenvorrichtung können ein Ventilmodul ausbilden.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf bestimmte exemplarische Ausführungsformen detailliert beschrieben, wobei die beigefügten Zeichnungen, die im Folgenden beschrieben werden, nur zur Veranschaulichung aufgeführt sind und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und wobei:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kühlsystems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
- 2 eine schematische Darstellung einer Wärmepumpenvorrichtung ist, die im Kühlsystem des Elektrofahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
- 3 ein schematisches Blockdiagramm ist, das eine Funktion der im Kühlsystem des Elektrofahrzeugs vorgesehenen Wärmepumpenvorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 4 ein Funktionsdiagramm ist, welches die Zirkulation eines Kühlmittels zeigt, das in einer Kühlmittel-Hochtemperaturumgebung des Kühlsystems der elektrischen Vorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung realisiert worden ist; und
- 5 ein Funktionsdiagramm ist, welches die Zirkulation des Kühlmittels in einer Kühlmittel-Niedertemperaturumgebung des Kühlsystems des Elektrofahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- Ventilmodul
- 110:
- integrales Ventil
- 112:
- integraler Ventileinlasspfad
- 114:
- erster integraler Ventilauslasspfad
- 116:
- zweiter integraler Ventilauslasspfad
- 120:
- Wärmepumpenvorrichtung
- 122:
- Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad
- 124:
- Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad
- 126:
- Heizzweigpfad
- 128:
- Kühlzweigpfad
- 130:
- integraler Zirkulationsabschnitt
- 132:
- integraler Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad
- 134:
- integraler Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad
- 136:
- erster Zirkulationspfad
- 138:
- zweiter Zirkulationspfad
- 210:
- Heizabschnitt
- 212:
- Hochtemperatur-Kältemitteleinlass
- 214:
- Hochtemperatur-Kältemittelauslass
- 220:
- Kühlabschnitt
- 222:
- Niedertemperatur-Kältemitteleinlass
- 224:
- Niedertemperatur-Kältemittelauslass
- 230:
- Verdampfer
- 240:
- Wärmepumpenkondensator
- 310:
- Radiator
- 320:
- Kondensator
- 330:
- elektrisch angetriebene Vorrichtung
- 410:
- Rückschlagventil
- 420:
- Umwandlungsventil
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es versteht sich, dass der hierin verwendete Begriff „Fahrzeug“ oder „Gefährt“ oder ein anderer ähnlicher Begriff Kraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie Personenkraftwagen einschließlich Geländewagen (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und umfasst Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen). Wie hierin erwähnt, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen aufweist, zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Obwohl die exemplarische Ausführungsform als die Verwendung einer Vielzahl von Einheiten zur Durchführung des exemplarischen Verfahrens beschrieben wird, versteht es sich, dass die exemplarischen Verfahren auch von einem oder mehreren Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist ausgestaltet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell ausgestaltet, um die Module auszuführen, um einen oder mehrere Verfahren auszuführen, die im Folgenden näher beschrieben werden.
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Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll keine Einschränkung der Erfindung darstellen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“, „einer“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen mit einbeziehen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes anzeigt. Es wird weiter verstanden, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Elemente.
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Eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Kühlsystems eines Elektrofahrzeugs gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, wird ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf ein Elektrofahrzeug (EV) angewendet, das ein Gattungsname eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ist, und kann ein Ventilmodul 10, das ausgestaltet ist, einen Zirkulationspfad eines Kühlmittels basierend auf einem Betriebszustand des Fahrzeugs zu variieren, und Kühlmittelpfade 112, 114, 116, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136 und 138, die für die Zirkulation eines Kühlmittels in dem Ventilmodul 10 vorgesehen sind, und Peripheriegeräte 310, 320 und 330 aufweisen.
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Das Ventilmodul 10 kann ein integrales Ventil 110, einen integralen Ventileinlasspfad 112, einen ersten integralen Ventilauslasspfad 114, einen zweiten integralen Ventilauslasspfad 116, eine Wärmepumpenvorrichtung 120, einen Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122, einen Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, einen integralen Zirkulationsabschnitt 130, einen integralen Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134, einen integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 und ein Rückschlagventil 410 aufweisen. Das Ventilmodul kann von einer Steuerung im Fahrzeug gesteuert werden.
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Insbesondere kann das integrale Ventil 110 ausgestaltet sein, um ein Kühlmittel aufzunehmen, während es einen Motor (nicht dargestellt) oder einen Antriebsmotor (nicht dargestellt) kühlt, der eine Energiequelle des Elektrofahrzeugs ist, und um das Kühlmittel den Peripherievorrichtungen 310, 320 und 330 zuzuführen, die eine Zirkulation des Kühlmittels erfordern, und um ein Kühlmittel aufzunehmen, das durch die Peripherievorrichtungen 310, 320 und 330 hindurchgeführt wurde und um das Kühlmittel an den Motor oder den Antriebsmotor und die Peripherievorrichtungen 310, 320 und 330 zurückzuführen. Mit anderen Worten, das integrale Ventil 110 ist ein Ventil, das den Kühlmittelkreislauf des Elektrofahrzeugs, und einen Pfad steuert, durch den ein Kühlmittel vom Motor oder vom Antriebsmotor in das integrale Ventil 110 strömt, was für den Fachmann (d.h. einen Fachmann) offensichtlich ist, wird nicht beschrieben.
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Der integrale Ventileinlasspfad 112 ist ein weiterer Kühlmitteleinlass, durch den das Kühlmittel in das integrale Ventil 110 strömen kann, zusätzlich zu einem Pfad, durch den das Kühlmittel vom Motor oder vom Antriebsmotor in das integrale Ventil 110 strömt. Darüber hinaus kann der integrale Ventileinlasspfad 112 im integralen Ventil 110 so ausgebildet sein, dass das integrale Ventil 110 ein Kühlmittel aufnimmt, das durch die Peripherievorrichtungen 310, 320 und 330 hindurchgeführt wird.
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Der erste integrale Ventilauslasspfad 114 ist einer der Kühlmittelauslässe, durch die ein Kühlmittel selektiv aus dem integralen Ventil 110 ausgestoßen werden kann. Darüber hinaus kann der erste integrale Ventilauslasspfad 114 im integralen Ventil 110 so ausgebildet sein, dass das integrale Ventil 110 ein Kühlmittel ausstößt. Der zweite integrale Ventilauslasspfad 116 ist ein weiterer Kühlmittelauslass, durch den ein Kühlmittel selektiv aus dem integralen Ventil 110 abgeführt werden kann. Darüber hinaus kann der zweite integrale Ventilauslasspfad 116 im integralen Ventil 110 so ausgebildet sein, dass das integrale Ventil 110 ein Kühlmittel ausstößt. Mit anderen Worten, das integrale Ventil 110 funktioniert so, dass das in den integralen Ventileinlasspfad 112 eingeführte Kühlmittel über einen des ersten integralen Ventilauslasspfads 114 und des zweiten integralen Ventilauslasspfads 116 ausgestoßen werden kann.
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Die Wärmepumpenvorrichtung 120 kann eine darin eingebettete Wärmepumpe aufweisen und kann ausgestaltet sein, um eine Temperatur eines Kühlmittels selektiv einzustellen. Darüber hinaus zirkuliert unabhängig davon, ob die Funktion der Wärmepumpenvorrichtung 120 ausgeführt wird, das Kühlmittel, das den ersten integralen Ventilauslauslasspfad 114 des zweiten integralen Ventilauslasspfades 116 über das integrale Ventil 110 durchlaufen hat, immer in der Wärmepumpenvorrichtung 120. Insbesondere die Wärmepumpe, die eine Kühl- und Heizvorrichtung ist, die eine Niedertemperatur-Wärmequelle durch Erwärmung auf eine hohe Temperatur überträgt oder eine Hochtemperatur-Wärmequelle durch Abkühlung auf eine niedrigere Temperatur mit Kältemittel oder Kondensationswärme überträgt, ist für einen Fachmann offensichtlich, weshalb auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
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Der Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 ist ein Kühlmitteleinlass, durch den das Kühlmittel aus dem ersten integralen Ventilauslasspfad 114 oder dem zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführt werden kann. Darüber hinaus kann der Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 in der Wärmepumpenvorrichtung 120 so ausgebildet sein, dass die Wärmepumpenvorrichtung 120 das Kühlmittel aufnehmen kann. Der Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 ist ein Kühlmittelauslass, durch den ein Kühlmittel aus der Wärmepumpenvorrichtung 120 ausgestoßen werden kann. Darüber hinaus kann der Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 in der Wärmepumpenvorrichtung 120 so ausgebildet sein, dass die Wärmepumpenvorrichtung 120 ein Kühlmittel ausstoßen kann.
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Der integrale Zirkulationsabschnitt 130 kann in Verbindung mit dem ersten integralen Ventilauslasspfad 114, dem zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 und dem Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 stehen, um ein Kühlmittel zu zirkulieren, das durch den ersten integralen Ventilauslasspfad 114 oder den zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 in der Wärmepumpenvorrichtung 120 geführt worden ist. Der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134 ist ein weiterer Kühlmittelauslass, durch den ein Kühlmittel aus dem integralen Zirkulationsabschnitt 130 ausgestoßen werden kann, zusätzlich zu einem Pfad, durch den ein Kühlmittel in den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 aus dem integralen Zirkulationsabschnitt 130 ausgestoßen wird. Darüber hinaus kann der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134 im integralen Zirkulationsabschnitt 130 so ausgebildet sein, dass der integrale Zirkulationsabschnitt 130 ein Kühlmittel ausstoßen kann. Ferner kann der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134 angeordnet sein, während er dem ersten integralen Ventilauslasspfad 114 gegenüberliegt, so dass ein in den integralen Zirkulationsabschnitt 130 eingeführtes Kühlmittel über den ersten integralen Ventilauslasspfad 114 ausgestoßen werden kann.
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Der integrale Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 ist ein weiterer Kühlmitteleinlass, durch den ein Kühlmittel in den integralen Zirkulationsabschnitt 130 eingeführt werden kann, zusätzlich zu einem Pfad, durch den ein Kühlmittel in den integralen Zirkulationsabschnitt 130 aus dem ersten integralen Ventilauslasspfad 114 oder dem zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 eingeführt werden kann. Darüber hinaus kann der integrale Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 im integralen Zirkulationsabschnitt 130 so ausgebildet sein, dass der integrale Zirkulationsabschnitt 130 ein Kühlmittel aufnehmen kann. Wenn unterdessen eine Zirkulationsrichtung des Kühlmittels in Bezug auf den integralen Zirkulationsabschnitt 130 auf eine Längsrichtung des integralen Zirkulationsabschnitts 130 eingestellt ist, können der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134 und der erste integrale Ventilauslasspfad 114 auf derselben Linie entlang der Längsrichtung des integralen Zirkulationsabschnitts 130 angeordnet sein, der zweite integrale Ventilauslasspfad 116 kann zwischen dem ersten integralen Ventilauslasspfad 114 und dem Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 angeordnet sein, und der integrale Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 kann zwischen dem ersten integralen Ventilauslasspfad 114 und dem zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 angeordnet sein. Ferner kann ein Abschnitt, in dem der integrale Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134 ausgebildet ist, und ein Abschnitt, in dem der integrale Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 ausgebildet ist, in dem integralen Zirkulationsabschnitt 130 unterteilt sein, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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Zusätzlich kann das Rückschlagventil 410 im integralen Zirkulationsabschnitt 130 angeordnet sein. Insbesondere kann das Rückschlagventil 410 zwischen dem zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 und dem integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 in Längsrichtung des integralen Zirkulationsabschnitts 130 angeordnet sein. Das Rückschlagventil 410 verhindert, dass ein Kühlmittel, das durch den zweiten integrierten Ventilauslasspfad 116 hindurchgeführt worden ist, rückwärts in Richtung des ersten integralen Ventilauslasspfades 114, des integralen Zirkulationsabschnitt-Auslasspfads 134 und des integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfads 132 strömt, wenn das Kühlmittel durch den integralen Zirkulationsabschnitt 130 in den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 zirkuliert wird.
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Das Ventilmodul 10 kann ferner einen Heizzweigpfad 126, einen Kühlzweigpfad 128, einen Heizabschnitt 210, einen Kühlabschnitt 220 und ein Umwandlungsventil 420 aufweisen. Der Heizzweigpfad 126 ist ein Kühlmittelpfad, der vom Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 abgezweigt ist und in Verbindung mit dem Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 steht. Mit anderen Worten, der Heizzweigpfad 126 kann in der Wärmepumpenvorrichtung 120 ausgebildet sein, um ein in den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 eingeführtes Kühlmittel über die Wärmepumpenvorrichtung 120 in den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 abzugeben. Der Kühlzweigpfad 128 ist ein weiterer Kühlmittelpfad, der vom Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 abgezweigt ist und in Verbindung mit dem Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 steht. Mit anderen Worten, der Kühlzweigpfad 128 kann in der Wärmepumpenvorrichtung 120 ausgebildet sein, um ein in den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 eingeführtes Kühlmittel über die Wärmepumpenvorrichtung 120 in den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 abzugeben.
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Der Heizabschnitt 210 ist Teil einer Wärmepumpe, die in der Wärmepumpenvorrichtung 120 eingebettet ist, und kann im Heizzweigpfad 126 angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Heizabschnitt 210 ausgestaltet sein, um selektiv eine Temperatur eines Kühlmittels zu erhöhen, das den Heizzweigpfad 126 durchströmt. Der Kühlabschnitt 220 ist ein Teil der Wärmepumpe, der in der Wärmepumpenvorrichtung 120 eingebettet ist, und kann im Kühlzweigpfad 128 angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Kühlabschnitt 220 ausgestaltet sein, um selektiv eine Temperatur eines Kühlmittels zu senken, das den Kühlzweigpfad 128 durchströmt.
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Des Weiteren kann das Umwandlungsventil 420 in einem Abschnitt angeordnet sein, in dem der Heizzweigpfad 126 und der Kühlzweigpfad 128 vom Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 abgezweigt sind. Das Umwandlungsventil 420 kann ausgestaltet sein, dass das durch den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 geführte Kühlmittel einen oder beide der Heizzweigpfade 126 und 128 durchströmen kann. Die Peripherievorrichtungen 310, 320 und 330 können einen Kühler 310, einen Kondensator 320 und eine elektrisch betriebene Vorrichtung 330 aufweisen. Der Kühler 310 kann ausgestaltet sein, um die Wärme eines Kühlmittels an die Luft abzugeben, und der Kondensator 320 kann ausgestaltet sein, um ein verdampftes Kühlmittel unter Verwendung des Kühlmittels zu kondensieren, und diese Komponenten sind für die Fachleute offensichtlich, so dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
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Die elektrisch angetriebene Vorrichtung 330 ist so definiert, dass sie sich allgemein auf eine Leistungselektronik (PE) und eine Hochspannungsbatterie bezieht. Mit anderen Worten, ein Elektrofahrzeug ist ein Oberbegriff für ein Fahrzeug, das Strom als Energie verwendet, auf welches das Kühlsystem gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und umfasst alle umweltfreundlichen Fahrzeuge, in denen die Leistungselektronik und die Hochspannungsbatterie verwendet werden. Unterdessen kann die elektrisch angetriebene Vorrichtung 330 eine oder beide der Leistungselektronik und der Hochspannungsbatterie sein. Im Allgemeinen sind ein Antriebsmotor, eine Hochspannungsbatterie, ein Getriebe und eine Leistungselektronikkomponente als Stromquelle in einem Elektrofahrzeug angebracht.
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Insbesondere ist eine leistungselektronische Komponente eine Vorrichtung, die Funktionen wie die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, die Umwandlung einer Spannung, die Synchronisation eines Steckverbinders und dergleichen ausführt und den Fachleuten gut bekannt ist. Darüber hinaus ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Hochspannungsbatterie den Antriebsmotor mit Strom versorgt. In einem solchen Elektrofahrzeug kann das ordnungsgemäße Aufrechterhalten einer Temperatur der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 die Leistung des Elektrofahrzeugs bestimmen.
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Das Kühlmittel, das durch den Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad134 aus dem integralen Zirkulationsabschnitt 130 ausgestoßen wird, kann durch einen ersten Zirkulationspfad 136 geführt und dann durch den Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132 in den integralen Zirkulationsabschnitt 130 eingeführt werden. Darüber hinaus können der Kühler 310 und der Kondensator 320 am ersten Zirkulationspfad 136 angeordnet sein. Mit anderen Worten, ein Kühlmittel, das durch den ersten Zirkulationspfad 136 geleitet wird, kann durch den Kühler 310 und den Kondensator 320 geführt werden.
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Ein Kühlmittel, das durch den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124 aus der Wärmepumpenvorrichtung 120 ausgestoßen wird, kann über den integralen Ventileinlasspfad 112 in das integrierte Ventil 110 eingeführt werden, nachdem es einen zweiten Zirkulationspfad 138 durchlaufen hat. Darüber hinaus kann die elektrisch angetriebene Vorrichtung 330 am zweiten Zirkulationspfad 138 angeordnet sein. Mit anderen Worten, das Kühlmittel, das durch den zweiten Zirkulationspfad 138 strömt, kann durch die elektrisch angetriebene Vorrichtung 330 strömen.
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Darüber hinaus ist 2 ein schematisches Diagramm der Wärmepumpenvorrichtung, die im Kühlsystem des Elektrofahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, und 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Funktion der im Kühlsystem des Elektrofahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Wärmepumpenvorrichtung darstellt. Wie in 2 und 3 dargestellt, kann die Wärmepumpenvorrichtung 120 ferner einen Hochtemperatur-Kältemitteleinlass 212, einen Hochtemperatur-Kältemittelauslass 214, einen Niedertemperatur-Kältemitteleinlass 222, einen Niedertemperatur-Kältemittelauslass 224, einen Verdampfer 230 und einen Wärmepumpenkondensator 240 aufweisen.
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Der Wärmepumpenkondensator 240 kann zwischen dem Niedertemperatur-Kältemittelauslass 224 und dem Hochtemperatur-Kältemitteleinlass 212 angeordnet sein. Dementsprechend kann das Kältemittel nacheinander den Niedertemperatur-Kältemittelauslass 224, den Wärmepumpenkondensator 240 und den Hochtemperatur-Kältemitteleinlass 212 durchströmen. Darüber hinaus kann der Wärmepumpenkondensator 240 ausgestaltet sein, um das Kältemittel zu erwärmen, das durch ihn hindurchtritt. Insbesondere ist das Kältemittel ein Kältemittel der Wärmepumpe, und die Wärmepumpe verwendet eine Zirkulation, bei dem das Kältemittel zusammen mit der endothermen Reaktion verdampft wird, während es in einem Verdampfer verdampft wird, und dann in einem Kondensator mit der wärmeerzeugenden Reaktion verflüssigt wird, was für einen Fachmann offensichtlich ist, und entsprechend werden die Funktionen des Verdampfers 230 und des Wärmepumpenkondensators 240 nicht im Detail beschrieben. Währenddessen kann die Wärmepumpe mit einer Klimaanlage eines Fahrzeugs realisiert werden, wobei die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Mit anderen Worten, die Wärmepumpe kann als zusätzliche Vorrichtung vorgesehen werden.
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4 ist ein Betriebsdiagramm, das die Zirkulation eines Kühlmittels zeigt, das in einer Kühlmittel-Hochtemperaturumgebung des Kühlsystems der elektrischen Vorrichtung gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung realisiert worden ist. Wie in 4 dargestellt, da die Kühlung des Kühlmittels mit dem Radiator 310 in einer Kühlmittel-Hochtemperaturumgebung erforderlich ist, kann das integrale Ventil 110 ausgestaltet sein, um den ersten integralen Ventilauslasspfad 114 zu öffnen und den zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 zu schließen. Das Kühlmittel, das durch den ersten integralen Ventilauslasspfad 114 aus dem integralen Ventil 110 durch einen solchen Betrieb des integralen Ventils 110 ausgestoßen wird, kann nacheinander durch den integralen Zirkulationsabschnitt 130, den integralen Zirkulationsabschnitt-Auslasspfad 134, den ersten Zirkulationspfad 136, den integralen Zirkulationsabschnitt-Einlasspfad 132, den integralen Zirkulationsabschnitt 130 und den Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 strömen und anschließend in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführt werden.
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Insbesondere wenn eine Temperatur des Kühlmittels auf ein Niveau gekühlt wird, das ein erforderliches Niveau überschreitet, während es durch den Radiator 310 strömt, so dass die Temperatur des in die Wärmepumpenvorrichtung 120 einzuführenden Kühlmittels erhöht werden muss, kann das Umwandlungsventil 420 ausgestaltet sein, um den Heizzweigpfad 126 zu öffnen und den Kühlzweigpfad 128 zu schließen. Das in die Wärmepumpenvorrichtung 120 in einem solchen Betrieb des Umwandlungsventils 420 eingeführte Kühlmittel kann durch den Heizabschnitt 210 strömen, während es durch den Heizungszweigpfad 126 strömt, und dann kann das Kühlmittel, dessen Temperatur beim Durchlaufen des Heizabschnitts 210 erhöht wird, in das integrale Ventil 110 eingeführt werden, nachdem es nacheinander durch den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, den zweiten Zirkulationspfad 138 und den integralen Ventileinlasspfad 112 geströmt worden ist. Dementsprechend kann in der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 ein Kühlmittel mit einer geeigneten Temperatur zirkulieren.
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Wenn das Kühlmittel auch nach dem Durchlaufen des Radiators 310 nicht ausreichend auf eine erforderliche Temperatur gekühlt werden kann und somit die Temperatur des in die Wärmepumpenvorrichtung 120 einzuführenden Kühlmittels weiter gesenkt werden muss, kann das Umwandlungsventil 420 ausgestaltet sein, um den Heizzweigpfad 126 zu schließen und den Kühlzweigpfad 128 zu öffnen. Somit kann das in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführte Kühlmittel durch den Kühlabschnitt 220 gekühlt werden, während es durch einen solchen Betrieb des Umwandlungsventils 420 durch den Kühlzweigpfad 128 geleitet wird, und dann in das integrale Ventil 110 eingeführt wird, nachdem es nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, den zweiten Zirkulationspfad 138 und den integralen Ventileinlasspfad 112 durchlaufen hat. Dementsprechend kann in der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 ein Kühlmittel mit einer geeigneten Temperatur zirkulieren.
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Andererseits, wenn das durch den Radiator 310 geführte Kühlmittel ausreichend auf eine erforderliche Temperatur gekühlt worden ist und daher keine Notwendigkeit besteht, das in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführte Kühlmittel zu erhöhen oder zu verringern, kann das Umwandlungsventil 420 ausgestaltet sein, mindestens einen der Heizzweigpfade 126 und 128 zu öffnen, und die Wärmepumpenvorrichtung 120 kann den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem Kältemittel stoppen. Somit kann das in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführte Kühlmittel nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, den zweiten Zirkulationspfad 138 und den integralen Ventileinlasspfad 112 durchlaufen und dann in das integrale Ventil 110 eingeführt werden, ohne die Kühlmitteltemperatur aufgrund der oben genannten Vorgänge des Umwandlungsventils 420 und der Wärmepumpenvorrichtung 120 zu erhöhen oder zu senken. Dementsprechend kann in der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 ein Kühlmittel mit einer geeigneten Temperatur zirkulieren.
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5 ist ein Betriebsdiagramm, das den Kühlmittelkreislauf in einer Kühlmittel-Niedertemperaturumgebung des Kühlsystems des Elektrofahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 5 dargestellt, da die Kühlung des Kühlmittels mit dem Radiator 310 in einer Kühlmittel-Niedertemperaturumgebung nicht erforderlich ist, kann das integrale Ventil 110 ausgestaltet sein, um den ersten integralen Ventilauslasspfad 114 zu schließen und den zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 zu öffnen. Aufgrund eines solchen Betriebs des integralen Ventils 110 kann das Kühlmittel, das über den zweiten integralen Ventilauslasspfad 116 aus dem integralen Ventil 110 austritt, in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführt werden, nachdem der integrale Zirkulationsabschnitt 130 und der Wärmepumpenvorrichtungseinlasspfad 122 nacheinander durchlaufen worden sind.
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Insbesondere erfordert eine Temperatur des in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeleiteten Kühlmittels eine Erhöhung, auch wenn das Kühlmittel nicht durch den Radiator 310 gelangt ist, so dass das Umwandlungsventil 420 ausgestaltet sein kann, um den Heizzweigpfad 126 zu öffnen und den Kühlzweigpfad 128 zu schließen. Das durch eine solche Betätigung des Umwandlungsventils 420 in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführte Kühlmittel kann durch den Heizabschnitt 210 beim Durchlaufen des Heizzweigpfades 126 in der Temperatur erhöht und dann in das integrale Ventil 110 eingeführt werden, nachdem es nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, den zweiten Zirkulationspfad 138 und den integralen Ventileinlasspfad 112 durchlaufen hat. Dementsprechend kann in der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 ein Kühlmittel mit einer geeigneten Temperatur zirkulieren.
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Wenn es nicht erforderlich ist, den Kühler 310 zu passieren, aber das in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführte Kühlmittel in seiner Temperatur gesenkt werden muss, kann das Umwandlungsventil 420 ausgestaltet sein, den Heizzweigpfad 126 zu schließen und den Kühlzweigpfad 128 zu öffnen. Das durch einen solchen Betrieb des Umwandlungsventils 420 in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeführte Kühlmittel kann durch den Kühlabschnitt 220 während des Durchlaufs durch den Kühlzweigpfad 128 in der Temperatur gesenkt und dann in das integrale Ventil 110 eingeführt werden, indem es nacheinander durch den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, den zweiten Zirkulationspfad 138 und den integralen Ventileinlasspfad 112 geführt wird. Dementsprechend kann in der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 ein Kühlmittel mit einer geeigneten Temperatur zirkulieren.
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Andererseits, wenn es nicht notwendig ist, eine Temperatur des in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeleiteten Kühlmittels zu erhöhen oder zu senken, kann das Umwandlungsventil 420 ausgestaltet sein, um mindestens einen der Heizzweigpfade 126 und 128 zu öffnen, und die Wärmepumpenvorrichtung 120 kann den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel stoppen. Das durch die vorstehend beschriebenen Vorgänge des Umwandlungsventils 420 und der Wärmepumpenvorrichtung 120 in die Wärmepumpenvorrichtung 120 eingeleitete Kühlmittel kann nacheinander den Wärmepumpenvorrichtungsauslasspfad 124, den zweiten Zirkulationspfad 138 und den integralen Ventileinlasspfad 112 ohne Temperaturerhöhung oder Temperaturabnahme durchlaufen und dann in das integrale Ventil 110 eingeführt werden. Dementsprechend kann in der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 ein Kühlmittel mit einer geeigneten Temperatur zirkulieren.
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In der vorliegenden Beschreibung wird ein Verfahren zum Steuern des Ventilmoduls 10, wie das Erfassen einer Temperatur des Kühlmittels unter Verwendung eines Temperatursensors und dergleichen und das Betreiben des integralen Ventils 110, des Umwandlungsventils 420 und der Wärmepumpenvorrichtung 120 basierend auf der erfassten Temperatur des Kühlers unter Verwendung einer Steuerung, wie beispielsweise einer allgemeinen elektronischen Steuereinheit (ECU), die zum Betreiben elektronischer Vorrichtungen des Fahrzeugs ausgelegt ist, und das Verfahren betreffende Angelegenheiten weggelassen. Ein solches Steuerverfahren des Ventilmoduls 10 kann je nach Ausführung eines Fachmanns unterschiedlich implementiert werden.
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Gemäß der oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Ventilmodul 10, welches das integrale Ventil 110 und die Wärmepumpenvorrichtung 120 aufweist, eingesetzt, um die Kühleffizienz der elektrisch angetriebenen Vorrichtung 330 mit einer vereinfachten Anordnung zu verbessern, und gleichzeitig kann ein Kühlmittel effektiv in den Peripherievorrichtungen 310 und 320, wie beispielsweise dem Radiator 310, zirkulieren. Darüber hinaus wird ein minimaler Platzbedarf für das Vorsehen des Ventilmoduls 10 benötigt, was die Raumausnutzung verbessert und die Ausgestaltung wie beispielsweise eine Batteriekühlung und eine Batterieheizung eliminiert und somit die Raumausnutzung maximiert. Darüber hinaus kann der Wegfall einfacher und unnötiger Ausgestaltungen letztlich Kosten und Gewicht reduzieren und den Kraftstoffverbrauch verbessern.
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Obwohl diese Erfindung im Zusammenhang mit den derzeit als exemplarisch geltenden Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten exemplarischen Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, verschiedene Änderungen und gleichwertige Regelungen abzudecken, die im Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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