DE102023002767A1 - Automatisches HLK-Steuersystem mit Superkühlmodul - Google Patents

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Abstract

Ein automatisch gesteuertes Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystem 300 für ein Fahrzeug umfasst einen Kompressor 102, einen Kondensator 104 und eine elektronische Steuereinheit 306, die mit dem Kompressormotor 302 in Verbindung steht, sowie ein Superkühlmodul 400, ein Navigationsmodul 326 zur Bereitstellung einer oder mehrerer interner Informationen und für eine zu fahrende Strecke. Die elektronische Steuereinheit 306 führt die Fahrzeugparameter und die Streckeninformationen zusammen und steuert den Betrieb des Superkühlmoduls 400 an, um das komprimierte Kältemittel durch Veränderung der Drehzahl des Kompressormotors zu unterkühlen, um die vordefinierte Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf HVK-Systeme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf die automatische Regelung und Steuerung von Heizung, Lüftung und Klimaanlage in der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs durch den Einbau eines Superkühlmoduls.
  • Ein Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystem (HVK) ist in Personenkraftwagen vorgesehen, um eine ordnungsgemäße Luftzirkulation in der Kabine zu ermöglichen und basierend auf den klimatischen Bedingungen eine angemessene Temperatur und Feuchtigkeit für den Komfort der Fahrgäste aufrechtzuerhalten. Ein Kondensator des HVK-Systems des Fahrzeugs, der die von der Fahrgastzelle des Fahrzeugs absorbierte Wärme an die Umgebung abgibt, ist typischerweise an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angebracht, um die Vorteile des frontalen Luftstroms zu nutzen. Wenn das Fahrzeug jedoch steht oder verkehrsbedingt oder aus anderen Gründen verlangsamt wird, verringert sich der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs am vorne montierten Kondensator, was die Effizienz des HVK-Systems beeinträchtigt und durch eine Erhöhung der Drehzahl des Kondensatorlüfters kompensiert werden muss. Die Notwendigkeit, den Kondensatorlüfter mit höherer Drehzahl zu betreiben, erfordert wiederum zusätzliche Leistung vom Motor des Fahrzeugs und beeinträchtigt im Falle von Elektrofahrzeugen die Reichweite der Elektrofahrzeuge.
  • Das Patentdokument US2020298819A1 offenbart ein System für Heizung, Lüftung und Klimatisierung mit einem an die Steuerung gekoppelten HLK-System. Die Steuerung ist dafür konfiguriert, fahrzeuginterne Informationen wie die Kabinentemperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt, externe statische Informationen wie den Straßenzustand, die Begrenzung der Geschwindigkeitsbereiche und externe dynamische Informationen, die den Verkehr auf der Strecke und die Wetterbedingungen enthalten, zu empfangen, um den Betrieb des HVK-Systems durch Variieren der Kompressordrehzahl zu steuern und die Temperatur unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend den Fahrgästen zu halten.
  • Das Patentdokument IN202141059274A zielt darauf ab, die Nachteile des konventionellen HVK-Systems zu überwinden, indem ein thermoelektrischer Kühler eingesetzt wird, der als Wärmepumpe fungiert, die Wärme auf der einen Seite (kalte Seite) aufnimmt und auf der anderen Seite (heiße Seite) abgibt. Das vorgeschlagene System sieht die Montage des thermoelektrischen Kühlers am Gebläse des Fahrzeugs vor, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern.
  • Während die zitierten Patentdokumente verschiedene Arten von HVK-Systemen für Fahrzeuge offenbaren, um Einschränkungen der herkömmlichen Systeme zu überwinden, ist es möglich, ein verbessertes und effizienteres HVK-System für Fahrzeuge bereitzustellen, das die Einschränkungen der herkömmlichen HVK-Systeme überwindet.
  • Es besteht daher die Notwendigkeit, ein verbessertes und effizientes HVK-System für Fahrzeuge bereitzustellen, das die Probleme der konventionellen HVK-Systeme überwindet und effektiv arbeitet, um für den Komfort der Fahrgäste bei jedem Wetter und allen Streckenbedingungen zu sorgen.
  • Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein automatisches, einfaches und kostengünstiges Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystem für Fahrzeuge bereitzustellen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System bereitzustellen, das Fahrzeugroutendaten verwendet, um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Regionen und die Dauer vorherzusagen, um den Kompressor effizient zu nutzen.
  • Ein weiteres Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen verbesserten Kühleffekt bei langsamer Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder bei einer großen Differenz zwischen der eingestellten Kabinentemperatur und der Außentemperatur zu erzielen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine software- und algorithmusbasierte Steuerung eines autarken Superkühlsystems bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, die Systemsteuerung in die Lage zu versetzen, die Magnetventile und den Generator in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, dem Bereich und der Dauer zu betreiben, ohne den Kompressor zu belasten.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, mehr Platz an der Vorderseite für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug zu schaffen.
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf HLK-Systeme für Fahrzeuge. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf die automatische Regelung und Steuerung von Heizung, Lüftung und Klimaanlage in der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs durch den Einbau eines Superkühlmoduls.
  • In einem Aspekt kann das Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystem (HVK) für ein Fahrzeug ein Klimatisierungssystem enthalten, das einen Luftkompressor enthält, um Heizung, Ventilation und Klimatisierung im Fahrzeuginnenraum durchzuführen. Der Kompressor enthält einen Kompressormotor, einen Kondensator, einen Trockner, ein Luftturbinengebläse, einen Kompressorinverter zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung und eine Batterie zur Versorgung des Systems mit elektrischer Energie über ein Paar elektrischer Leitungen. Die Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie, die mit einer externen Stromquelle und Solarenergie aufgeladen wird.
  • In einem Aspekt enthält die elektronische Steuereinheit (ECU) (im Folgenden auch als ECU bezeichnet) eine Programmiereinheit, eine Verarbeitungseinheit, eine Arbeitsspeichereinheit und ein Leistungsmodul, das mit dem Kompressormotor in Verbindung steht, sowie ein autarkes Superkühlmodul, das nach dem Peltierprinzip arbeitet.
  • In einem anderen Aspekt ist ein Navigationsmodul dafür konfiguriert, einen oder mehrere Parameter des Fahrzeugs und Informationen über die zu fahrende Strecke bereitzustellen.
  • In einem Aspekt enthält das System eine elektronische Steuereinheit (ECU), die mit dem Kompressormotor, dem Kondensator, dem Kompressorinverter, dem Superkühlmodul und dem Navigationsmodul kommuniziert. Die ECU enthält einen oder mehrere Prozessoren, die operativ mit einem Arbeitsspeicher in Verbindung stehen, wobei der Arbeitsspeicher Anweisungen enthält, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, um die Fahrzeugparameter und die Streckeninformationen zusammenzuführen, um ein Betätigungssignal auszulösen, indem die zusammengeführten Fahrzeugparameter und Streckeninformationen berücksichtigt werden. Ferner steuert die ECU den Betrieb des Superkühlmoduls an, um das komprimierte Kältemittel zu unterkühlen und die Drehzahl des Kompressormotors zu verändern, um die vordefinierte Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.
  • In einem Aspekt steuert die ECU den Betrieb des Superkühlmoduls, um das komprimierte Kältemittel durch Variieren der Drehzahl des Kompressormotors zu unterkühlen, um die vordefinierte Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.
  • In einem Aspekt arbeitet das HVK-System in Kommunikation mit einem drahtlosen Netzwerk-Kommunikationssystem, um vorherige Informationen für jede plötzliche Änderung der Wetter- und Verkehrsbedingungen zu erhalten, indem die in die Navigationseinheit eingespeisten Informationen korreliert werden, um das HVK-System zu steuern.
  • In einem Aspekt nimmt die ECU ein Softwareprogramm und einen Algorithmus, um zu entscheiden und das Superkühlmodul des Fahrzeugs bei langsamer Geschwindigkeit, im Stoppzustand und bei hohem Temperaturunterschied im Innenraum zu steuern. Das Superkühlmodul ist eine Anordnung von p- und n-Halbleitern zwischen zwei Keramikplatten, die elektrisch in Reihe und thermisch parallel geschaltet sind, um Wärme direkt in eine Temperaturdifferenz umzuwandeln, um die Kabinentemperatur ohne Belastung des Kompressors und des Kondensators aufrechtzuerhalten. Und in Verbindung mit dem Luftturbinengebläse zusammen mit der natürlichen Luftströmung, um das komprimierte Kältemittel während des Fahrzeugstopps, bei langsamer Geschwindigkeit oder bei einer großen Differenz in der Fahrgastzelle in Bezug auf den vordefinierten Temperaturbereich zu unterkühlen, ohne den Kompressor und den Kondensator zu belasten.
  • In einem Aspekt enthalten die internen Informationen beispielsweise die Temperatur der Fahrgastzelle, die Daten des Luftkompressors und die Drehzahl des Luftturbinengebläses, und die externen Informationen enthalten statische Informationen, die verschiedene Geschwindigkeitsbegrenzungen und die Beschaffenheit der zu befahrenden Straße sind. Und dynamische Informationen sind Wetterphänomene, Verkehrsbedingungen und geplante Stopps auf der zu fahrenden Strecke.
  • Verschiedene Objekte, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.
  • Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der vorliegenden Offenbarung und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen zeigen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.
    • 1 zeigt ein herkömmliches HVK-System eines Fahrzeugs.
    • 2 zeigt eine beispielhafte Schnittansicht des vorgeschlagenen thermoelektrischen Generators, konfiguriert mit p-Typ- und n-Typ-Halbleitern, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm des Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 zeigt ein beispielhaftes schematisches Diagramm eines Unterkühlungsmoduls des HLK-Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Es folgt eine ausführliche Beschreibung der in den begleitenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind im Detail, um die Offenbarung klar zu vermitteln. Jedoch soll die angebotene Ausführlichkeit die vorhersehbaren Variationen von Ausführungsformen nicht einschränken; im Gegensatz dazu wird beabsichtigt, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
  • Die hierin erläuterten Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf ein HLK-System. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf die automatische Regelung und Steuerung von Heizung, Lüftung und Klimaanlage in der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs durch den Einbau eines Superkühlmoduls, wobei das Superkühlmodul verwendet wird, um Kühlkapazität zu speichern, wenn die Betriebsbedingungen für das HVK-System günstig sind, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, was zu einem effizienten Wärmeaustausch am Kondensator des Systems führt, und die gespeicherte Kühlleistung zu nutzen, wenn die Betriebsbedingungen ungünstig sind, beispielsweise wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt oder steht, was zu einer Verringerung der Wärmeaustauschleistung des Kondensators des Systems führt. In einem anderen Aspekt entscheidet das System basierend auf Eingaben über Streckendetails von einer Navigationseinheit/einem Navigationsmodul des Fahrzeugs, die Kühlkapazität zu speichern oder die Kühlkapazität zu verwenden.
  • In einer Ausführungsform kann das Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystem für ein Fahrzeug eine Klimaanlage enthalten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert wird. Die elektronische Steuereinheit (ECU) enthält eine Programmiereinheit, eine Verarbeitungseinheit, eine Arbeitsspeichereinheit und ein Leistungsmodul, das mit dem Kompressormotor in Verbindung steht, sowie ein autarkes Superkühlmodul, das nach dem Peltierprinzip arbeitet.
  • In einer Ausführungsform ist ein Navigationsmodul dafür konfiguriert, einen oder mehrere Parameter des Fahrzeugs und Informationen über die zu fahrende Strecke bereitzustellen.
  • In einer Ausführungsform empfängt die ECU eine Reihe von Datenpaketen/Signalen, die den internen und externen Informationen und der vom Fahrzeug zu fahrenden Strecke entsprechen. Die ECU steht in Kommunikation mit dem Kompressormotor, dem Kondensator, dem Kompressorinverter, dem Superkühlmodul, dem Navigationsmodul und einem oder mehreren Prozessoren, um die Fahrzeugparameter und die Streckeninformationen zusammenzuführen, um ein Betätigungssignal unter Berücksichtigung der zusammengeführten Fahrzeugparameter und Streckeninformationen auszulösen. Die Prozessoren stehen in operativer Kommunikation mit der Arbeitsspeichereinheit.
  • In einer Ausführungsform steuert die ECU den Betrieb des Superkühlmoduls, um das komprimierte Kältemittel durch Variieren der Drehzahl des Kompressormotors zu unterkühlen, um die vordefinierte Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Das Superkühlmodul ist mit einer Anordnung von p- und n-Halbleitern konfiguriert, die zwischen zwei Keramikplatten elektrisch in Reihe und thermisch parallel angeordnet ist, um Wärme direkt in eine Temperaturdifferenz umzuwandeln, um die Temperatur im Fahrgastraum aufrechtzuerhalten, ohne den Kompressor und den Kondensator zu belasten.
  • In einer Ausführungsform enthalten die internen Informationen beispielsweise die Temperatur der Fahrgastzelle, die Daten des Luftkompressors und die Drehzahl des Luftturbinengebläses, und die externen Informationen enthalten statische Informationen, die verschiedene Geschwindigkeitsbegrenzungen und die Beschaffenheit der zu befahrenden Straße sind. Und dynamische Informationen sind Wetterphänomene, Verkehrsbedingungen und geplante Stopps auf der zu fahrenden Strecke.
  • In einer Ausführungsform arbeitet das HVK-System in Kommunikation mit einem drahtlosen Netzwerk-Kommunikationssystem, um vorherige Informationen für jede plötzliche Änderung der Wetter- und Verkehrsbedingungen zu erhalten, indem die in die Navigationseinheit eingespeisten Informationen korreliert werden, um das HVK-System zu steuern.
  • Es wird auf 1 Bezug genommen, in der eine perspektivische Ansicht des herkömmlichen Klimatisierungssystems einen Kompressor 102, einen Kondensator 104, einen Luftturbinenventilator 106 und eine Trocknereinheit 108 enthält. Das Kältemittel zirkuliert im System von der Kompressoreinheit 102, die das Kältemittel mit Hilfe eines Kompressormotors verdichtet, um zum Verdampfer 112 zu zirkulieren, wo die gekühlte Luft durch Gebläse 110 in den Fahrgastraum geblasen wird.
  • In einer Ausführungsform ist die Drehzahl des Motors proportional zu dem Temperaturbereich, den der Fahrgast je nach Bedarf einstellt. Dabei ist zu beachten, dass die Drehzahl des Kompressormotors umso höher ist, je niedriger die eingestellte Temperatur ist. Dadurch wird die in einem Fahrzeug eingebaute Batterie stärker belastet. Bei einem Elektrofahrzeug wird die Fahrstrecke des Fahrzeugs geringer. Die gesamte Bedienung erfolgt über eine ECU.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Schnittansicht des vorgeschlagenen thermoelektrischen Generators 202, der mit p-Typ-Halbleitern 204 und n-Typ-Halbleitern 206 konfiguriert ist, die zwischen zwei Keramikplatten 208-1 und 208-2 über Elektroden 210-1 und 210-2 elektrisch in Reihe und thermisch parallel angeordnet sind, um aufgenommene Wärme (kalte Seite) 212 direkt in abgegebene Wärme (heiße Seite) 214 umzuwandeln, und zwar in eine Temperaturdifferenz zur Aufrechterhaltung der Kabinentemperatur. Der thermoelektrische Generator 202, der mit dem Peltier-Effekt arbeitet, kann in ein Superkühlmodul 400 integriert werden (siehe 4). Wie in Bezug auf 4 beschrieben, kann der thermoelektrische Generator 202 als Außenhülle einer Kältemittelkammer des Superkühlmoduls 400 konfiguriert sein.
  • In einer Ausführungsform steuert die ECU den Betrieb des thermoelektrischen Generators 202 an, um das komprimierte Kältemittel zu unterkühlen und dabei die vordefinierte Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten, ohne den Kompressor 102 und den Kondensator 104 zu belasten. Der thermoelektrische Generator 202, der mit dem Peltier-Effekt arbeitet, kann in ein Superkühlmodul 400 integriert werden (siehe 4).
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Blockschaltbild des offenbarten Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystems 300 für ein Fahrzeug. Das HVK-System 300 kann einen Luftkompressor 102 zum Komprimieren eines Kältemittels enthalten, der von einem Kompressormotor 302 angetrieben wird, einen Kondensator 104, einen Trockner 108, einen Luftturbinenlüfter 106, ein Gebläse 110, Magnetventile 322-1 und 322-2 und eine Batterie 304 zur Versorgung des Systems mit elektrischer Energie über ein Paar elektrischer Leitungen. Die Batterie 304 kann eine wiederaufladbare Batterie sein, die mit einer externen Stromquelle und Solarenergie aufgeladen wird. Darüber hinaus enthält das System 300 eine ECU 306 zur Steuerung des Betriebs des Systems 300 und ein Superkühlmodul 400, das zur Unterkühlung des Kältemittels basierend auf dem Peltier-Effekt funktioniert.
  • In einer Ausführungsform enthält die ECU 306 eine Verarbeitungseinheit 320, eine Arbeitsspeichereinheit 318 und ein Stromversorgungsmodul 310, das mit dem Kompressormotor 302 in Verbindung steht, sowie ein Navigationsmodul 326, das dafür konfiguriert ist, einen oder mehrere Parameter des Fahrzeugs und Informationen über die zu fahrende Strecke bereitzustellen. Die ECU kann durch die Motorstarttaste 308 aktiviert werden.
  • In einer Ausführungsform steht die ECU 306 in Kommunikation mit dem Kompressormotor 302, dem Superkühlmodul 400 und in elektrischer Kommunikation mit der Batterie 304. Die Verarbeitungseinheit 320 steht operativ in Kommunikation mit dem Arbeitsspeicher 318, wobei der Arbeitsspeicher Anweisungen ausführt, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, um die Fahrzeugparameter und die Streckeninformationen zu extrahieren, um ein Betätigungssignal auszulösen, indem die zusammengeführten Fahrzeugparameter und Streckeninformationen berücksichtigt werden. Bei den Fahrzeugparametern handelt es sich um interne Informationen, die die Temperatur der Kabine, die Daten des Luftkompressors und die Drehzahl des Luftturbinengebläses enthalten, die von dem internen Informationsmodul 312 bereitgestellt werden. Die externen Informationen werden vom externen dynamischen Informationsmodul 314 extrahiert und enthalten Wetterphänomene, Verkehrsbedingungen und geplante Stopps für die zu befahrende Strecke. Das externe statische Informationsmodul 316 extrahiert verschiedene Geschwindigkeitsbegrenzungen und die Beschaffenheit der zu befahrenden Straße.
  • In einer Ausführungsform nimmt die ECU 306 ein Softwareprogramm und einen Algorithmus, um zu entscheiden und das Superkühlmodul 400 des Fahrzeugs bei langsamer Geschwindigkeit, im Stoppzustand und bei hohen Temperaturunterschieden im Innenraum zu steuern. Das Superkühlmodul 400 enthält einen thermoelektrischen Generator 202, der nach dem Peltier-Effekt arbeitet und eine Anordnung von Halbleitern des p-Typs 204 und des n-Typs 206 aufweist, die zwischen zwei Keramikplatten 208-1 und 208-2 elektrisch in Reihe und thermisch parallel angeordnet sind, um Wärme direkt in eine Temperaturdifferenz umzuwandeln, um die Kabinentemperatur ohne Belastung des Kompressors 102 und des Kondensators 104 aufrechtzuerhalten. Die ECU 306 steht mit dem Luftturbinengebläse 106 zusammen mit dem natürlichen Luftstrom in Verbindung, um das komprimierte Kältemittel zu unterkühlen, um die Kühlleistung zu speichern, wenn die Bedingungen für das HVK-System günstig sind, und die gespeicherte Kühlleistung zu verwenden, wenn die Bedingungen für das HVK-System ungünstig sind, wie z.B. während des Fahrzeugstopps, bei langsamer Geschwindigkeit, oder wenn ein großer Unterschied in der Fahrgastzelle 324 in Bezug auf den vordefinierten Temperaturbereich besteht, Dadurch wird die gewünschte Kühlung ohne Belastung des Kompressors 102 und des Kondensators 104 erreicht.
  • In einer Ausführungsform arbeitet das System 300 in Kommunikation mit einem drahtlosen Netzwerk-Kommunikationssystem, um vorherige Informationen für jede plötzliche Änderung der Wetter- und Verkehrsbedingungen zu erhalten, indem die in die Navigationseinheit eingespeisten Informationen korreliert werden, um das System 300 zu steuern.
  • 4 zeigt ein schematisches Diagramm eines Superkühlmoduls 400 des HVK-Systems 300. Wie gezeigt, kann das Superkühlmodul 400 in einer Ausführungsform eine Kältemittelkammer 402, einen Peltier-basierten thermoelektrischen Generator 202, der konzentrisch um die Kältemittelkammer 402 herum angeordnet ist, und einen Generator 404 zur Versorgung der Peltier-Module des thermoelektrischen Generators 202 enthalten. Ebenfalls dargestellt sind eine Luftturbine 106 und eine Vielzahl von Luftlamellenführungen 406, die mit dem Superkühlmodul 400 verbunden sind. Der thermoelektrische Generator 202 überträgt bei seiner Versorgung durch den Generator 404 Wärme aus der Kältemittelkammer 402 (kalte Seite 212) an die Umgebung (heiße Seite 214).
  • Somit stellt die vorliegende Offenbarung ein HVK-System 300 zur Verfügung, das einfach im Aufbau, kosteneffektiv im Hinblick auf die Einsparung einer oder mehrerer Energien, da die Belastung des Motors und des Kompressors 102 aufgrund des Superkühlmoduls 400 sehr stark verringert wird, und effektiv aufgrund der Aufrechterhaltung der Luftkühlung während der gesamten zu fahrenden Strecke ist. Außerdem kann die Schaufel des Luftturbinenlüfters 106 aus einem Verbundwerkstoff hergestellt werden, um die Effizienz zu erhöhen.
  • Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erdacht werden, ohne vom grundsätzlichen Umfang der Erfindung abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Varianten oder Beispiele beschränkt, die enthalten sind, um eine Person mit normalem Fachwissen auf dem Gebiet der Technik in die Lage zu versetzen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit Informationen und Wissen kombiniert wird, die der Person mit normalem Fachwissen auf dem Gebiet der Technik zur Verfügung stehen.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein automatisches, einfaches, kostengünstiges und effektives Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungssystem für Fahrzeuge bereit.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein System bereit, das Fahrzeugroutendaten verwendet, um die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Regionen und die Dauer vorherzusagen, um den Kompressor effizient zu nutzen.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine software- und algorithmusbasierte Steuerung eines autarken Superkühlsystems bereit.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Systemsteuerung bereit, die entscheidet, die Magnetventile und den Generator in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, der Region und der Dauer zu betreiben, ohne den Kompressor zu belasten.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt einen verbesserten Kühleffekt bei langsamer Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder bei einem großen Unterschied zwischen der eingestellten Kabinentemperatur und der Außentemperatur bereit.
  • Die vorliegende Offenbarung bietet mehr Platz an der Vorderseite für den Einsatz in einem Elektrofahrzeug.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2020298819 A1 [0003]
    • IN 202141059274 A [0004]

Claims (8)

  1. Heizungs-, Ventilations- und Klimatisierungs- (HLK) System (300) für ein Fahrzeug, wobei das HLK-System Folgendes umfasst: einen Luftkompressor (102), der mit einem Kompressormotor (302) dafür konfiguriert ist, den Kompressor (102) anzutreiben; einen Kondensator (104), der mit einem Luftturbinengebläse (106) dafür konfiguriert ist, das Kältemittel von Gas zu einer Flüssigkeit in einem Kältemittelkreislauf zu kondensieren; ein Superkühlmodul (400), das mit einem Luftturbinengebläse (106) und einem natürlichen Luftstrom in Verbindung steht, um das komprimierte Kältemittel zu unterkühlen; ein Navigationsmodul (326), das dafür konfiguriert ist, einen oder mehrere Parameter des Fahrzeugs und Informationen über die zu fahrende Strecke bereitzustellen; eine elektronische Steuereinheit (306), die mit dem Kompressormotor (302), dem Kondensator (104), dem Superkühlmodul (400) und dem Navigationsmodul (326) in Verbindung steht, wobei die elektronische Steuereinheit (306) eine Verarbeitungseinheit (320) mit einem oder mehreren Prozessoren umfasst, die operativ mit einem Arbeitsspeicher (318) gekoppelt sind, wobei die Anweisungen des Arbeitsspeichers von einem oder mehreren Prozessoren für Folgendes ausgeführt werden können: Zusammenführen der Fahrzeugparameter und der Streckeninformationen und Auslösen eines Betätigungssignals unter Berücksichtigung der zusammengeführten Fahrzeugparameter und Streckeninformationen; Auslösen des Betriebs des Superkühlmoduls (400), um das komprimierte Kältemittel zu unterkühlen und die Drehzahl des Kompressormotors (302) zu verändern, um die vordefinierte Temperatur in der Fahrgastzelle (324) des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten;
  2. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (306) mit einer Verarbeitungseinheit (320), einer Arbeitsspeichereinheit (318), einem Stromversorgungsmodul (310), das mit dem Kompressormotor (302) in Verbindung steht, und einem autarken Superkühlmodul (400) konfiguriert ist, wobei sie elektrisch mit einer Batterie (304) gekoppelt ist.
  3. System nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit (306) ein Softwareprogramm und einen Algorithmus verwendet, um das Superkühlmodul (400) des Fahrzeugs bei langsamer Geschwindigkeit, im Stoppzustand und bei hohem Temperaturunterschied in der Kabine zu steuern und zu regeln.
  4. System nach Anspruch 1, wobei die Drehzahl des Kompressormotors (302) von der elektronischen Steuereinheit (306) gesteuert wird, um den Kompressor (102) und das Luftturbinengebläse (106) zu regulieren.
  5. System nach Anspruch 1, wobei das Superkühlmodul (400) mit einer Anordnung von Halbleitern des p-Typs (204) und des n-Typs (206) konfiguriert ist und mit dem Luftturbinengebläse (106) zusammen mit der natürlichen Luftströmung in Verbindung steht, um das komprimierte Kältemittel während des Fahrzeugstopps, bei langsamer Geschwindigkeit oder bei einem großen Unterschied in der Fahrgastzelle (324) in Bezug auf den vordefinierten Temperaturbereich zu unterkühlen, ohne den Kompressor (102) und den Kondensator (104) zu belasten.
  6. System nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugparameter die Temperatur der Fahrgastzelle (324) und Kompressordaten enthalten, wobei die Streckenparameter Geschwindigkeitsbegrenzungen, Streckenbedingungen, Wetter und Verkehr enthalten.
  7. System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (306) kommunikativ mit dem drahtlosen Netzwerk gekoppelt ist, um vorherige Informationen über plötzliche Änderungen der Wetter- und Verkehrsbedingungen zu erhalten, um das System (300) zu steuern.
  8. System nach Anspruch 1, wobei die Batterie (304) eine wiederaufladbare Batterie ist, die mit einer externen Stromquelle und Solarenergie aufgeladen wird.
DE102023002767.7A 2022-07-19 2023-07-06 Automatisches HLK-Steuersystem mit Superkühlmodul Pending DE102023002767A1 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200298819A1 (en) 2015-12-10 2020-09-24 Cummins Inc. Systems and methods of energy management and control of vehicle accessories

Patent Citations (1)

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