WO2023061686A1 - Temperiereinrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2023061686A1
WO2023061686A1 PCT/EP2022/075473 EP2022075473W WO2023061686A1 WO 2023061686 A1 WO2023061686 A1 WO 2023061686A1 EP 2022075473 W EP2022075473 W EP 2022075473W WO 2023061686 A1 WO2023061686 A1 WO 2023061686A1
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WO
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temperature control
control circuit
valve device
circuit
control fluid
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PCT/EP2022/075473
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English (en)
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Inventor
Stefan Hofmanninger
Rene Pichlbauer
Alexander LICHTENBERGER
Andreas Siuka
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00885—Controlling the flow of heating or cooling liquid, e.g. valves or pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow

Definitions

  • the invention relates to a temperature control device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1 or 9.
  • the invention also relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle.
  • DE 102017 220 376 A1 discloses a cooling system for a motor vehicle as known, with an electrical energy store for driving the motor vehicle. Furthermore, DE 102019 132 688 A1 discloses a heat management system for a motor vehicle with an engine chiller circuit in which a chiller, an electrical energy store and an electric motor are arranged.
  • the object of the present invention is to create a temperature control device for a motor vehicle and a motor vehicle, so that a particularly advantageous temperature control can be achieved.
  • a first aspect of the invention relates to a temperature control device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle that is preferably designed as a passenger car.
  • the motor vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, has the temperature control device in its fully manufactured state.
  • the temperature control device can be used to achieve a particularly advantageous temperature control, i.e. cooling and/or heating, of the interior of the motor vehicle, also referred to as the passenger cell or passenger compartment, in the interior of which people, such as the driver of the motor vehicle, can be present while the motor vehicle is being driven.
  • the temperature control device has a first temperature control circuit, which can also simply be called the first circuit or first Temperature control circuit is called.
  • a temperature control fluid which is preferably a liquid, can flow through the first temperature control circuit.
  • the tempering fluid can at least, in particular at least predominantly, contain water.
  • the temperature control device has at least one drive machine, by means of which the motor vehicle can be driven.
  • the drive machine is arranged in the first temperature control circuit and is therefore to be temperature controlled, ie to be cooled and/or heated, by means of the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit.
  • the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit can flow through at least part of the drive machine, as a result of which the temperature of the drive machine can be controlled, i.e. cooled and/or heated, in particular by heat exchange between the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit and the drive machine.
  • the drive machine is preferably an electric machine that can be driven, for example, in motor mode and thus as an electric motor, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the drive machine, in particular the electrical machine is very preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and is preferably several hundred volts. As a result, particularly high electrical power can be produced for, in particular, purely electrical driving of the motor vehicle.
  • the temperature control device also includes a first pump arranged in the first temperature control circuit, by means of which the temperature control fluid can be conveyed through the first temperature control circuit.
  • the temperature control device also has a second temperature control circuit through which the temperature control fluid can flow.
  • the temperature control device includes an electrical energy store, by means of which electrical energy is or is to be stored.
  • the electrical energy store is arranged in the second temperature control circuit and can thereby be temperature controlled, that is to say cooled and/or heated, by means of the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit.
  • the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit can flow through at least part of the electrical energy store.
  • the temperature of the electrical energy storage device can be controlled by means of the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit, in particular by heat exchange between the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit and the electrical energy storage device.
  • the second temperature control circuit is also called the second Temperature control circuit or second circuit called.
  • the first temperature control circuit is also referred to as the first circuit, and the second temperature control circuit is also referred to as the second circuit.
  • the electrical energy store is preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and is very preferably several hundred volts.
  • the electrical machine can be supplied with the electrical energy stored in the energy store, as a result of which the electrical machine can be operated in motor mode.
  • the temperature control device also includes a second pump which is arranged in the second temperature control circuit and is provided in addition to the first pump.
  • the second pump is a component provided in addition to the first pump and external to the first pump.
  • the first pump is a component that is provided in addition to the second pump and is external to the second pump.
  • the first pump and/or the second pump is preferably an electric pump, ie a pump that can be operated electrically.
  • the temperature control fluid can be conveyed through the second temperature control circuit by means of the second pump.
  • the temperature control device has a valve device which can be switched between a first switching state and a second switching state.
  • the pumps are connected in series with one another, in particular in the flow direction of the temperature control fluid flowing through the temperature control circuits.
  • the pumps are fluidically arranged or connected in series with one another, so that the temperature control fluid first flows through one of the pumps and then through the other pump on its way through the temperature control circuits or at least through respective areas of the temperature control circuits.
  • the temperature control circuits are coupled or connected to one another, in particular fluidically, via or by means of the valve device in such a way that the pumps are connected in series with one another, so that the Tempering fluid flows first through one pump and then or thereupon through the other pump, particularly when it is conveyed simultaneously by means of at least one of the pumps or by means of both pumps.
  • the pumps are connected in parallel to one another, in particular in the flow direction of the temperature control fluid flowing through the temperature control circuits.
  • the pumps are fluidically arranged or connected parallel to one another.
  • the temperature control fluid is conveyed through the first temperature control circuit by means of the first pump and through the second temperature control circuit by means of the second pump while the valve device is in the second switching state
  • the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit flows through the first pump and, in particular simultaneously, the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit flows in particular parallel or simultaneously through the second pump.
  • the temperature control circuits are separated from one another in the second switching state by means of the valve device at least in such a way that in the second switching state the pumps are connected in parallel rather than in series.
  • the temperature control circuits or the aforementioned areas, in which the pumps are arranged, for example are connected in series to one another by means of the valve device.
  • the temperature control circuits or the regions of the temperature control circuits are connected in parallel to one another, in particular by means of the valve device.
  • the valve device and its switching states enable a particularly needs-based and advantageous guidance or conduction of the temperature control fluid, so that, for example, heat contained in the temperature control fluid, which has been transferred from the electrical energy store and/or from the drive machine to the temperature control fluid, can be used as needed and advantageously, in particular for example, to control the temperature of the interior of the motor vehicle, in particular to heat it.
  • a particularly great advantage is that in the first switching state, in which the pumps are connected in series with one another, both pumps can convey the temperature control fluid, in particular through temperature control circuits or at least through the respective areas of the temperature control circuits.
  • the pumps can each be configured individually in terms of space, weight and cost, in particular compared to using exactly one pump instead of the two pumps, since then exactly one pump would have to be designed to pump the temperature control fluid through both, in particular simultaneously To be able to promote temperature control circuits.
  • the costs, the space requirement and the weight of the temperature control device can be kept within a particularly low range.
  • the valve device in Flow direction of the temperature control circuits flowing through the temperature control fluid is arranged upstream of the first pump in the first temperature control circuit and upstream of the second pump in the second temperature control circuit.
  • a further embodiment is characterized by a second valve device, which is preferably provided in addition to the first valve device. Provision is therefore preferably made for the second valve device to be a component which is provided in addition to the first valve device and is external to the first valve device, with conversely it is preferably provided that the first valve device is a component which is provided in addition to the second valve device and is provided in relation to the second valve device .
  • the second valve device can be switched between a third switching state and a fourth switching state.
  • the temperature control fluid flowing through the drive machine and thus coming from the drive machine and flowing towards the second valve device and flowing through the second valve device is arranged by means of the second valve device in a first partial region of the first temperature control circuit arranged downstream of the second valve device, with, for example, the first Sub-area can be a first of the previously mentioned areas of temperature control circuits.
  • the temperature control fluid flowing through the drive machine and thus coming from the drive machine and in particular flowing through the second valve device can be introduced by means of the second valve device into a second partial area of the second temperature control circuit, which is arranged downstream of the second valve device, and thereby into the second temperature control circuit, with, for example, the second sub-area can be the second area of the temperature control circuits.
  • the fact that the temperature control fluid flows through the respective temperature control circuit i.e. the respective temperature control circuit can be or will be flowed through by the temperature control fluid, can be understood in particular to mean that the temperature control fluid flows through at least part of the respective temperature control circuit and thus, for example, at least through the flows through each portion of the respective temperature control circuit.
  • an air conditioning device which is designed for temperature control of the interior of the motor vehicle to be supplied air.
  • tempering in particular cooling and/or heating
  • the air to be supplied to the interior the interior can be tempered, ie cooled and/or heated.
  • the air conditioning device has a refrigerant circuit that is provided in addition to the temperature control circuits and through which a refrigerant can flow.
  • the refrigerant is preferably provided in addition to the tempering fluid and is a fluid that is different from the tempering fluid.
  • the refrigerant circuit is fluidically separated from the first temperature control circuit and/or the second temperature control circuit.
  • the air conditioning device also has at least one heat exchanger, which is also referred to as a chiller.
  • the heat exchanger is arranged both in the refrigerant circuit and in the second temperature control circuit, so that both the refrigerant and the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit can flow through the heat exchanger.
  • heat can be transferred or exchanged between the refrigerant and the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit.
  • the heat contained in the temperature control fluid to be transferred via the heat exchanger to the coolant flowing through the coolant circuit, as a result of which the temperature control fluid is cooled.
  • the heat transferred to the refrigerant and thus contained in the refrigerant can be used, for example, to heat the air to be supplied to the interior, as a result of which the interior can be warmed or heated.
  • a temperature control that is particularly energy-efficient and, through the use of the first valve device, is economical in terms of cost, weight and installation space.
  • the air conditioning can be operated in heat pump operation, in which the air to be supplied to the interior can be heated by means of heat transferred or passed over from the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit to the refrigerant via the heat exchanger.
  • the air conditioning device is also a compression refrigeration machine or can be operated as a compression refrigeration machine, by means of which the air to be supplied to the interior can be cooled. In the heat pump operation, for example, heat is emitted the refrigerant to the air.
  • the air-conditioning device is operated as a compression refrigerating machine, for example, heat is transferred from the air to be supplied to the interior to the refrigerant, as a result of which the air is cooled.
  • a particularly needs-based temperature control of the interior can be achieved in a simple manner.
  • a further embodiment is characterized in that the air-conditioning device has a condenser which is designed to condense the refrigerant and is therefore arranged in the refrigerant circuit and which is provided in addition to the heat exchanger.
  • the condenser is a second heat exchanger that is provided in addition to the heat exchanger and is external to the heat exchanger, or vice versa.
  • the condenser is arranged in the refrigerant circuit.
  • the condenser is arranged in the first temperature control circuit and is fluidically connected in parallel with the drive machine.
  • the condenser is therefore a liquid-flowing or liquid-cooled, in particular water-flowing or water-cooled, condenser, via which heat can be exchanged between the refrigerant and the temperature-control fluid flowing through the second temperature-control circuit, in particular such that via the condenser, heat can be transferred from the refrigerant to the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit.
  • the refrigerant is cooled and the tempering fluid is heated. Heat transferred to the tempering fluid as a result can then be used, for example, in particular via the heat exchanger and in particular subsequently via the refrigerant, in order to heat the air to be supplied to the interior.
  • a particularly advantageous and energy-efficient temperature control can be achieved in this way.
  • the temperature control fluid flowing through the condenser and thus temperature control fluid coming from the condenser and flowing through the second valve device can be introduced or is introduced into the first partial region of the first temperature control circuit arranged downstream of the second valve device.
  • the second valve device in the direction of flow of the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit downstream of the Condenser, in particular in the first temperature control circuit is arranged, in particular the valve device being arranged in the first temperature control circuit upstream of the first subregion.
  • the temperature control fluid flowing through the condenser and thus coming from the condenser and flowing through the second valve device can be introduced into the first partial region of the first temperature control circuit arranged downstream of the second valve device, for example by means of the second valve device.
  • the temperature control fluid flowing through the condenser and thus coming from the condenser and flowing through the second valve device can be introduced by means of the second valve device into the second partial region of the second temperature control circuit, which is arranged downstream of the second valve device, and thereby into the second temperature control circuit.
  • the temperature control circuits are coupled or connected via or by means of the second valve device, in particular fluidly, in such a way that the temperature control fluid first flows through the condenser and thus, for example, first through the temperature control circuit and after the condenser through the flows through the second valve device and is conducted by means of the second valve device into the second partial area and thus into the second temperature control circuit.
  • the temperature control fluid first flows through the condenser and thus, for example, first through the temperature control circuit and after the condenser through the flows through the second valve device and is conducted by means of the second valve device into the second partial area and thus into the second temperature control circuit.
  • a further embodiment of the invention provides that the second valve device can be switched into at least one intermediate state, in which the second valve device has a throttled flow of the temperature control fluid compared to the third switching state and the fourth switching state allowed and effected by the capacitor.
  • the second valve device can preferably be used to throttle the heat exchanger as required.
  • the second valve device can be switched into the at least one intermediate state in which, for example, the tempering fluid flows through the heat exchanger 23, but throttled compared to the third switching state and compared to the fourth switching state.
  • the tempering fluid flows through the condenser, ie for example a respective first mass flow of the tempering fluid which is greater than zero.
  • the temperature control fluid flows, that is, for example, a respective, compared to zero larger, second mass flow of the temperature control fluid through the condenser, but the second mass flow is lower than the first mass flow. This means that the capacitor can be throttled as required.
  • a cooler for cooling the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit is arranged in the first temperature control circuit.
  • the cooler is an ambient air cooler, around which the relative air and thus the ambient air forming the relative air can flow, in particular when the motor vehicle is driving, in particular when driving forwards. Heat can be transferred via the cooler from the temperature control fluid flowing through the cooler to the ambient air flowing around the cooler, as a result of which the temperature control fluid is cooled. In this way, an advantageous temperature control can be achieved in a simple manner.
  • cooler in particular an additional cooler, configured in particular as a low-temperature cooler in front of the condenser, that is to say upstream of the condenser.
  • additional cooler configured in particular as a low-temperature cooler in front of the condenser, that is to say upstream of the condenser.
  • an exact throttling of the capacitor is conceivable.
  • a second aspect of the invention relates to a temperature control device for a motor vehicle, having a first temperature control circuit through which a temperature control fluid can flow.
  • the temperature control device comprises at least one drive machine which is arranged in the first temperature control circuit and is therefore to be temperature-controlled by means of the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit, by means of which the motor vehicle can be driven.
  • a first pump arranged in the first temperature control circuit for conveying the temperature control fluid through the first temperature control circuit.
  • the temperature control device also includes a second temperature control circuit through which the temperature control fluid can flow, and at least one electrical energy store for storing electrical energy, which is arranged in the second temperature control circuit and is therefore to be temperature-controlled by means of the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit.
  • the temperature control device comprises a second pump, which is provided in particular in addition to the first pump and is therefore external to the first pump and is arranged in the second temperature control circuit.
  • the temperature control fluid can be conveyed through the second temperature control circuit by means of the second pump.
  • the temperature control device has a valve device arranged in the second temperature control circuit, which is also arranged in the first temperature control circuit and downstream of the drive machine.
  • the valve device of the second aspect of the invention can be switched between a first switching state and a second switching state.
  • the temperature control fluid flowing through the drive machine and thus coming from the drive machine and flowing through the valve device of the second aspect of the invention is arranged in a downstream of the valve device of the second aspect of the invention by means of the valve device of the second aspect of the invention, first portion of the first temperature control circuit can be introduced, so that so to speak the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit upstream of the drive machine remains in the first temperature control circuit even after the drive machine and after the valve device of the second aspect of the invention.
  • the temperature control fluid flowing through the drive machine and thus coming from the drive machine and flowing through the valve device of the second aspect of the invention is in a second partial region of the second valve device, which is arranged downstream of the second valve device Temperature control circuit and thereby introduced into the second temperature control circuit.
  • the temperature control circuits are coupled or connected to one another, in particular fluidly, by means of the valve device of the second aspect of the invention in such a way that the temperature control circuits or at least respective areas, parts or partial areas of the temperature control circuits are connected in series with one another in terms of flow or that the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit upstream of the drive machine and then through the drive machine and then through the valve device of the second aspect of the invention is guided after or downstream of the drive machine by means of the valve device of the second aspect of the invention into the second partial area and thus into the second temperature control circuit, or is initiated and then flows through the second temperature control circuit, ie at least part of the second temperature control circuit.
  • the temperature control fluid or the heat contained in the temperature control fluid, which has been transferred from the engine to the temperature control fluid, for example, can be used particularly advantageously, as required and in a simple manner to heat the motor vehicle, in particular the interior of the Motor vehicle to temper.
  • Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which has a temperature control device according to the first aspect and/or according to the second aspect.
  • Advantages and advantageous configurations of the first and second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the third aspect of the invention and vice versa.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a
  • Temperature control device for a motor vehicle a first valve device of the temperature control device being in a first switching state
  • Fig. 2 is a schematic representation of the first embodiment of
  • Temperature control device wherein the valve device is in a second switching state
  • Fig. 3 shows a detail of a schematic representation of a second
  • Fig. 4 is a schematic representation of a third embodiment of the
  • Fig. 5 is a schematic representation of a fourth embodiment of
  • Fig. 6 shows a detail of a schematic representation of a fifth
  • FIG. 7 shows a detail of a schematic representation of an embodiment of the first valve device
  • Fig. 8 shows a detail of a schematic representation of a sixth
  • the temperature control device 1 shows, in a schematic representation, a first embodiment of a temperature control device 1 of a motor vehicle which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle has an interior space, also referred to as a passenger cell or passenger compartment, in which people, such as the driver of the motor vehicle, can be present while the motor vehicle is being driven.
  • the temperature control device 1 has a first temperature control circuit 2 through which a preferably liquid temperature control fluid can flow.
  • a component arrangement 3 through which the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit 2 can flow is arranged in the first temperature control circuit 2 and which is to be temperature controlled, i.e. to be cooled and/or heated, by means of the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit 2 .
  • the component arrangement 3 has a plurality of components, which are in particular designed separately from one another, which are arranged in the first temperature control circuit 2 and can therefore be flown through by the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit 2 and thus by means of the temperature control fluid flowing through the first temperature control circuit 2 temper, that is to cool and / or to heat.
  • a first of the components of the component arrangement 3 is a drive machine 4, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the motor vehicle has at least or exactly two axles arranged one behind the other and thus consecutively in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the respective axle comprises, for example, at least or exactly two wheels, also referred to as vehicle wheels, which are arranged next to one another or on opposite sides of the motor vehicle in the transverse direction of the vehicle.
  • the respective wheel is a respective ground contact element, via which the motor vehicle can be or is supported on a roadway downwards in the vertical direction of the vehicle.
  • a first of the axles is a front axle, the wheels of which are also referred to as front wheels.
  • a second of the axles is a rear axle, which in Vehicle longitudinal direction is arranged behind the front axle.
  • the wheels of the rear axle are also referred to as rear wheels.
  • the drive machine 4 is arranged on the rear axle so that the rear wheels, in particular purely, can be driven electrically by means of the drive machine 4, whereby the motor vehicle, for example, can be driven electrically, in particular purely.
  • the drive machine 4 is therefore an electrical machine, for example.
  • a second of the components is, for example, a second drive machine 5, which can be designed as a second electrical machine.
  • the drive machine 5 is preferably arranged on the front axle, so that the front wheels can be driven, in particular purely electrically, by means of the drive machine 5 .
  • the rear wheels can thus be driven by means of the engine 4 and the front wheels can be driven by means of the engine 5 .
  • a third of the components of the component arrangement 3 is denoted by 6, wherein the component 6 can be, for example, a control device, and therefore an electrical or electronic computing device such as a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • a fourth of the components of the component arrangement 3 is denoted by 7 .
  • the component 7 is or includes, for example, power electronics and/or at least one or more electronic computing devices or control units, such as at least one or more battery management systems (BMS).
  • BMS battery management systems
  • the component arrangement 3 is or forms a so-called heat block, which can emit or provide heat, with the interior of the motor vehicle being particularly advantageously temperature-controlled, in particular warmed or heated, for example by means of the heat provided by the heat block.
  • the drive machine 4 and the component 7 are arranged in a first sub-branch, the component 5 in a second sub-branch and the component 6 in a third sub-branch of the temperature control circuit 2 .
  • the sub-branches are connected in parallel to one another in terms of flow.
  • the drive machine 4 and the component 7 are fluidically connected in series with one another.
  • the temperature control device 1 also has a first pump 8, by means of which the temperature control fluid can be conveyed or is being conveyed through the first temperature control circuit 2, which is also referred to as the first circuit. Furthermore, the temperature control device 1 has a second temperature control circuit 9 through which the temperature control fluid can flow, which is also referred to as the second circuit. As will be explained in more detail below, the second circuit is a so-called HVS circuit, because the second circuit contains an electrical energy store 10 arranged for storing electrical energy.
  • the drive machines 4 and 5 can be supplied with the electrical energy stored in the energy store 10 and can thus be operated in a motor mode and thus as an electric motor in order to drive the wheels, in particular purely electrically.
  • the components of the component arrangement 3 can be temperature-controlled by means of the temperature control fluid flowing through the temperature control circuit 2 .
  • the energy store 10 is arranged in the second temperature control circuit 9 (second circuit)
  • the energy store 10 can be temperature controlled by means of the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit 9, i.e. it can be cooled and/or heated, since the second temperature control circuit 9 can be flowed through by the temperature control fluid.
  • the temperature control device 1 also has a second pump 11 which is provided in addition to the pump 8 and by means of which the temperature control fluid can be conveyed through the second temperature control circuit 9 .
  • the pumps 8 and 11 are preferably designed as electric pumps, ie as electrically operable pumps.
  • the temperature control device 1 has a first valve device 12, which is also referred to as a switching valve.
  • the valve device 12 can be switched over, in particular electrically, between a first switching state S1 shown in FIG. 1 and a second switching state S2 shown in FIG.
  • the pumps 8 and 11 are connected in series with one another. It can be seen from FIG. 1 that the pump 8 is arranged in a first partial area T1 of the first circuit, the first partial area T1 also being referred to as the first part or first area of the first circuit.
  • the pump 11 is arranged in a second partial area T2 of the second circuit (temperature control circuit 9), the second partial area T2 also being referred to as the second part or second area of the second circuit.
  • the circuits, in particular the partial areas T1 and T2 are coupled or connected to one another by means of the valve device 12, in particular fluidly, in such a way that the partial areas T1 and T2 and thus the pumps 8 and 11 are connected in series with one another, in the first embodiment, for example, in such a way that the partial area T1 and thus the pump 8 are arranged downstream of the partial area T2 or the pump 11 in the flow direction of the temperature control fluid flowing through the circuits or the partial areas T1 and T2.
  • the tempering fluid thus flows on its way through the circuits, respectively through the partial areas T 1 and T2, first through the pump 11 or the partial area T2 and then through the pump 8 or the partial area T1.
  • the energy storage device 10 is arranged in the partial area T2, that the tempering fluid first flows through the energy storage device 10 and then through the pump 8 on its way through the pumps 8 and 11 and through the partial areas T1 and T2.
  • the energy store 10 is arranged downstream of the pump 11 and upstream of the valve device 12 in the direction of flow of the temperature control fluid flowing through the second circuit which is arranged in or in the first switching state S1 downstream of the partial region T2 and thereby downstream of the pump 11 and in particular downstream of the energy store 10 .
  • the pumps 8 and 11 are connected in parallel to one another.
  • This is implemented in particular in such a way that in the second switching state S2 the circuits, in particular at least the partial areas T1 and T2, are separated from one another by means of the valve device 12, in particular fluidically, in such a way that pump 11 or the partial area T2 and thus the
  • the temperature control fluid flowing through energy store 10, which comes from pump 11 and, in the present case, energy store 10 or partial region T2 flows to valve device 12 and flows through valve device 12, is not routed into the first circuit by means of valve device 12, but downstream of valve device 12 at least temporarily remains in the second circle.
  • the circuits are separated from one another in the second switching state S2 by means of the valve device 12, in particular fluidly, in such a way that the temperature control fluid initially flowing through the first circuit upstream of the valve device 12 does not get into is passed through the second circuit, but remains in the second circuit downstream or downstream of the valve device 12 and then flows through the component arrangement 3 .
  • a third sub-area T3 of the first circuit which is arranged in the flow direction of the temperature control fluid flowing through the first circuit, is arranged upstream of the sub-area T1 and upstream of the valve device 12 by means of the valve device 12 is separated from the sub-area T 1 .
  • the temperature control fluid flows through the third sub-area T3, then through the valve device 12 and then through the sub-area T1 and then through the component arrangement 3.
  • the valve device 12 is arranged in the direction of flow of the temperature control fluid flowing through the circuits upstream of the first pump 8 in the first circuit and downstream of the second pump 11, in particular downstream of the energy store 10, in the second circuit.
  • the temperature control device 1 also has a second valve device 13 which is provided in particular in addition to the valve device 12 and is arranged in the second temperature control circuit 9 .
  • the valve device 13 is arranged in the first temperature control circuit 2 , downstream of the drive machine 4 , in particular downstream of the component arrangement 3 .
  • a fourth subregion of the first circuit located downstream of valve device 13 and upstream of subregion T3 is designated T4, and a subregion of the second circuit located downstream of valve device 13 and downstream of valve device 12 is designated T5.
  • the second valve device 13 can be switched between a third switching state S3 and a fourth switching state S4.
  • the third switching state S3 the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 and thus the drive machine 4, coming from the component arrangement 3 and thus from the drive machine 4, flowing to the valve device 13 and then flowing through the valve device 13 is or is introduced by means of the second valve device 13 into the partial region T4 of the first temperature control circuit 2 arranged downstream of the second valve device 13, so that in the third switching state S3 the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 remains in the first temperature control circuit 2 after the valve device 13 and, in particular, is not introduced into the second circuit.
  • the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 and thus the drive machine 4 and thus coming from the component arrangement 3 or the drive machine 4, flowing towards the valve device 13 and flowing through the valve device 13 is or is released by means of the second valve device 13 into the downstream the second valve device 13 arranged, fifth partial area T5 of the second temperature control circuit 9 and thus in the second temperature control circuit 9 can be introduced or introduced.
  • the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 and then the valve device 13 does not flow (further) into the downstream of the valve device 13 Partial area T4 and thus not (further) into the first circuit, but it is introduced into partial area T5 and thus into the second circuit, in particular by means of the valve device 13.
  • the temperature control device 1 also has an air conditioning device 14, shown particularly schematically in FIG.
  • the air conditioning device 14 can be operated in compression refrigeration machine operation and can therefore be operated as a compression refrigeration machine, by means of which the air to be supplied to the interior can be or is cooled.
  • the air conditioning device 14 can be operated in a heat pump mode and thus as a heat pump, by means of which the air to be supplied to the interior can be heated.
  • the interior can be cooled by cooling the air to be supplied to the interior, and the interior can be heated, ie heated, by heating the air to be supplied to the interior.
  • the air conditioning device 14 has an additional coolant circuit provided for the temperature control circuits 2 and 9, which is also referred to as a refrigeration circuit and a coolant that is provided in particular in addition to the temperature control fluid and is different from the temperature control fluid can flow through it.
  • a refrigerant compressor provided in addition to the pumps 8 and 11 and also referred to simply as a compressor is arranged in the refrigerant circuit, by means of which the refrigerant can be conveyed through the refrigerant circuit and compressed.
  • the air conditioning device 14 has a heat exchanger 15 , also referred to as a chiller, which is arranged both in the refrigerant circuit and in the second temperature control circuit 9 and can therefore be flowed through both by the refrigerant and by the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit 9 .
  • Heat can be exchanged or transferred between the refrigerant and the temperature control fluid flowing through the second temperature control circuit 9 via the chiller, in particular in such a way that heat can be transferred via the chiller from the temperature control fluid flowing through the second circuit to the refrigerant and/or heat from the refrigerant to the second Circuit through-flowing temperature control fluid can be transferred.
  • the air conditioning device 14 has an evaporator provided in addition to the chiller for evaporating the refrigerant, the evaporator being arranged in the refrigerant circuit. Also includes the Air conditioning device 14 preferably a second heat exchanger provided in addition to the chiller and in addition to the evaporator, which is also referred to as a condenser and is designed for condensing the refrigerant. Thus, the condenser (second heat exchanger) is arranged in the refrigerant circuit.
  • the temperature control device 1 enables a so-called heating event to be implemented in a particularly weight-, cost-effective, space-saving and energy-efficient manner, with both the interior space and the energy store 10 being particularly advantageously heated in or by the heating event, and thus being able to be brought to an advantageously high temperature , and this in an energy-efficient, cost-, weight- and space-saving manner.
  • Heat that is transferred from the component arrangement 3 to the tempering fluid can be introduced into the second circuit (HVS circuit), in particular in or through the switching state S4, since the tempering fluid, by means of which the component arrangement 3 is cooled, can be drawn off by means of the valve device 13 in the fourth switching state S4 is introduced into the second circuit.
  • the heat contained in the tempering fluid can now be transferred to the refrigerant, for example via the heat exchanger 15 (chiller), as a result of which the refrigerant is heated.
  • the air to be supplied to the interior can be heated, in particular in such a way that heat contained in the refrigerant is contained in the refrigerant because the heat contained in the tempering fluid was transferred to the refrigerant via the chiller , in the heat pump operation and/or via the condenser is transferred to the air which is supplied to the interior space, and is therefore introduced into the interior space.
  • a heating element 16 is arranged, in particular downstream of the valve device 13 and upstream of the heat exchanger 15, which can be embodied, for example, as an electric flow heater (EDH). It is explicitly stated that the heating element 16 can be omitted.
  • the heating element 16 is preferably an electrical heating element, ie electrical operable, so that the temperature control fluid can be electrically heated via the heating element 16, in particular on its way, in particular from the valve device 13 and/or also the energy store 10, to the heat exchanger 15. As a result, the interior and the energy store 10 can be heated as required, in particular via the chiller.
  • the second circuit is also referred to as a battery circuit or as a high-voltage storage circuit (HVS circuit).
  • HVS circuit high-voltage storage circuit
  • the circuits can be or can be fluidly connected to one another via at least or exactly one connecting line 17, with the connecting line 17 being or being fluidly connected to the second circuit at a connection point V1 and to the second circuit at a connection point V2 is.
  • the connection point V1 is located in the second circuit downstream of the heat exchanger 15 and upstream of the pump 11 and thus upstream of the energy store 10
  • the connection point V2 is located in the first circuit downstream of the valve device 13 and upstream of the valve device 12, in particular upstream of one in the first Circle arranged cooler 18 arranged.
  • the temperature control fluid flowing through the first circuit and the cooler 18 can be cooled by means of the cooler 18 . In particular when heating, i.e.
  • the temperature control fluid bypasses the cooler 18, which is designed in particular as a high-temperature cooler (HT cooler), in particular in such a way that the temperature control fluid completely flows through the second circuit or at least predominantly bypasses the cooler 18, that is to say does not flow through the cooler 18 completely or at least predominantly.
  • HT cooler high-temperature cooler
  • a fan 19 which can be operated in particular electrically is assigned to the cooler 18 , by means of which air can be conveyed which then, when it is conveyed by means of the fan 19 , flows around the cooler 18 .
  • the temperature control fluid flowing through the cooler 18 can be effectively cooled via the cooler 18 .
  • both pumps 8 and 11 are active in the first switching state S1, ie both pumps 8 and 11 convey the tempering fluid, in particular simultaneously, whereby excessive cavitation can be avoided. Since the pumps 8 and 11 are connected in parallel to one another in the second switching state S2, Each pump 8 or 11 only has to convey the tempering fluid through its own circuit, so that the respective pump 8 or 11 can be designed to save space, weight and cost.
  • the temperature control device 1 also has a compensating tank 20 in which a quantity 21 of the temperature control fluid is received in order to be able to compensate for volume and/or quantity fluctuations of the temperature control fluid in the circuits.
  • an element such as a check valve 22 can optionally be arranged in the second circuit, which in the first embodiment is arranged downstream of the pump 11, in particular downstream of the energy store 10, and upstream of the valve device 12.
  • the aforementioned second heat exchanger of the air conditioning device 14 can be seen in FIG. 1 and is denoted by 23 .
  • the second heat exchanger 23 which is preferably designed to condense the refrigerant and is provided in addition to the heat exchanger 15, is arranged in the refrigerant circuit.
  • the heat exchanger 23 is arranged in the first circuit (first temperature control circuit 2 ) and is thereby connected in parallel to the component arrangement 3 and thus to the drive machine 4 . It can be seen from Fig.
  • the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 and thus coming from the heat exchanger 23 and also flowing through the valve device 13 is in the partial region T4 of the first circuit arranged downstream of the second valve device 13 by means of the second valve device 13 is initiated, so that the first temperature control fluid flowing through the partial area T 1 and then the heat exchanger 23 and then the valve device 13 remains in the first circuit.
  • the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 is introduced by means of the second valve device 13 into the partial area T5 arranged downstream of the second valve device 13 and thus into the second circuit.
  • valve device 13 prevents the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 from flowing into the partial area T5
  • the valve device 13 prevents the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 from flowing into the partial area T4.
  • the valve device 13 can also be brought or switched into a fifth switching state S5 and into a sixth switching state S6.
  • the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 and thus the drive machine 4 is routed by means of the valve device 13 into the partial region T5 and thus into the second circuit, while the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 flows by means of the valve device 13 both in the first Circle and in the second circle, that is, both in the sub-area T4 and in the sub-area T5, is suppressed.
  • the valve device 13 directs the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 and thus the drive machine 4 into the partial area T4, while the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 flows both in the partial area T4 and in the partial area T5 by means of the valve device 13 is prevented.
  • valve device 13 is, for example, a switching valve, in particular a single switching valve, the switching valve having, for example, a housing and at least or precisely one valve element which is arranged in the housing and can be moved relative to the housing, in particular in a translatory and/or rotary manner, which can be moved relative to the housing into the respective switching positions which bring about the respective switching states S3, S4, S5 and S6.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the temperature control device 1.
  • the valve device 13 comprises two separate valves 24 and 25.
  • the valve device 13 is formed by two separate valves 24 and 25, with the valve 24 provided in addition to the valve 25 and is an external component with respect to the valve 25 and vice versa.
  • the respective valve 24 or 25 comprises, for example, its own valve housing and its own valve element, which can be moved relative to its own valve housing, in order to implement the different switching states S3, S4, S5 and S6 of the valve device 13.
  • the valve 24 is a switching valve or is also referred to as a switching valve.
  • the valve 25 is, for example, a throttle valve or is also referred to as a throttle valve.
  • valve device 13 in particular by means of the valve 25, a throttling of the heat exchanger 23, in particular as required, can be implemented.
  • the valve device 13, in particular the valve 25, are switched to at least one intermediate state in which, for example, the tempering fluid flows through the heat exchanger 23, but opposite to the Switching states S3 and S4 throttled.
  • the temperature control fluid in the switching states S5 and S6, for example, the temperature control fluid is prevented from flowing through the heat exchanger.
  • the temperature control fluid flows through the heat exchanger 23, that is to say, for example, a respective first mass flow of the temperature control fluid that is greater than zero.
  • the temperature control fluid i.e. for example a respective second mass flow of the temperature control fluid which is greater than zero, flows through the heat exchanger 23, with the second mass flow, however, being lower than the first mass flow. This means that the heat exchanger 23 can be throttled as required.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a third embodiment of the temperature control device 1.
  • the third embodiment differs in particular from the first and second embodiments in that in the fourth switching state S4 the second valve device 13 directs the temperature control fluid flowing through the heat exchanger 23 into the partial region T4 is conducted and thus remains in the first circuit, while the temperature control fluid flowing through the component arrangement 3 and thus the drive machine 4 is conducted by means of the valve device 13 into the partial region T5 and thus into the second circuit 9 .
  • the pump 8 is arranged upstream of the valve device 12 in the first circuit.
  • an optional check valve 22 or another element preventing backflow can be arranged in the temperature control circuit 2 and in the process downstream of the energy store 10 and upstream of the valve device 12, wherein a return flow of the temperature control fluid from the valve device 12 to the energy store 10 can be avoided or is avoided by means of the check valve 22 or by means of the element, and wherein the element or the check valve 22 prevents a flow of the temperature control fluid in the opposite direction, i.e. from the energy store 10 the valve device 12 allows or enables.
  • the check valve 22 could alternatively be arranged in the energy store 10 or in its storage housing. The check valve 22 would then be arranged, for example, downstream of the storage cells of the energy store 10, the storage cells of which are arranged in the storage housing.
  • FIG. 4 also shows a component 6 ′, which can be provided in addition to or as an alternative to component 6 and can be part of component arrangement 3 .
  • the valve device 13 is or functions as a switching and throttle valve.
  • the valve device 12 can be brought into a seventh switching state S7, in which the partial area T3 is fluidically connected to the partial area T1 by means of or via the valve device 12.
  • the switching state S7 corresponds to the switching state S2, but with the difference that in the switching state S7 the sub-area T2 is separated from the sub-area T5, such that the valve device 12 allows the temperature control fluid to flow from the sub-area T2 to and into the sub-area T5 or vice versa.
  • an undesired backflow of the tempering fluid into the battery circuit, in particular from the partial area T5 into the partial area T2 can be avoided as a result of which, for example, the check valve 22 can be omitted without losing its function.
  • the check valve 22 or its function is implemented by the valve device 12 or the switching state S7. For example, if the switching state S7 is omitted, then the check valve 22 can advantageously be provided.
  • the drive machine 4 can also be transferred to the drive machine 5 and vice versa.
  • the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 is routed there or into the partial area T4 or T5 by means of the valve device 13, in which or in which the temperature control fluid flowing through the drive machine 4 is also guided by means of the Valve device 13 is directed or guided.
  • the switching state S4 this means, for example, that the valve device 13 in the switching state S4 directs both the temperature control fluid flowing through the drive machine 4 and the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 into the partial area T5 and thus into the second circuit.
  • the valve device 13 directs both the temperature control fluid flowing through the drive machine 4 and the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 into the partial area T4.
  • valve device 13 by way of example, i.e. optionally, but particularly advantageously, that exactly or at least one of the Switching states S3, S4, S5 and S6, or some of the switching states S3, S4, S5 and S6 or all or the switching states S3, S4, S5 and S6 are assigned a respective intermediate state, also referred to as a mixed state.
  • valve element of the valve device 13 can be moved into a respective intermediate position that brings about the respective intermediate state, in particular relative to the valve housing of the valve device 13 into the partial region T4 or T5, in which or in which the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 is also conducted by means of the valve device 13 in the respective switching state S3, S4, S5 or S6, to which the respective intermediate state is assigned, but in relation to the respective switching state S3, S4, S5 or S6, to which the respective intermediate state is assigned, throttled.
  • a respective throttling of the tempering fluid flowing through the drive machine 5 and consequently the valve device 13 takes place, that is effected by means of the valve device 13 .
  • the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 it is conceivable for the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 to be shut off in the respective intermediate state by means of the valve device 13 .
  • the valve device 13 prevents the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 from flowing from the drive machine 5 into the partial area T4 or T5, in which the valve device 13 controls the drive machine 4 through-flowing temperature control fluid flows.
  • valve device 13 in the respective intermediate state also prevents the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 from flowing from the drive machine 5 into the corresponding other partial area T5 or T4.
  • the corresponding or analogous thing can be transferred to the heat exchanger 23, in particular such that in at least one of the switching states S3, S4, S5 and S6, in particular for example in the switching state S5 and/or S6 and/or in at least one, some or all of the intermediate states and/or in at least one or more intermediate states, the temperature control fluid flowing through heat exchanger 23 and flowing into the respective partial region T4 or T5 is throttled or shut off, i.e. is effected by means of valve device 13, in particular with respect to at least one or several or all of the switching states S3, S4, S5 and S6, in particular compared to the switching states S3 and S4.
  • the fifth embodiment can be an alternative to or an extension of the third embodiment.
  • no throttling of the drive machine 5 or of the temperature control fluid flowing through the drive machine 5 is provided.
  • a valve 26 is preferably provided in addition to the valve device 13 , which valve is assigned to the drive machine 5 , for example, and is therefore a separate valve of the drive machine 5 , for example. It can be seen that the valve 26 is arranged in a path through which the temperature control fluid can flow, by means of which the temperature control fluid can be guided from the drive machine 5 to the valve device 13 and thus runs between the drive machine 5 and the valve device 13 .
  • the valve 26 is arranged in the path and downstream of the drive machine 5 and upstream of the valve device 13 and can be switched between an eighth switching state S8 and a ninth switching state S9.
  • the valve 26 opens the path and allows the temperature control fluid to flow from the drive machine 5 via the path and thereby via the valve 26 to the valve device 13.
  • the ninth switching state S9 the path is blocked by the valve 26, whereby a flow of the temperature control fluid from the drive machine 5 via the path to the valve device 13 is avoided.
  • the valve device 13 can be adjusted between its switching states S3 to S6, while the valve 26 remains in its switching state S8.
  • the valve device 13 can be adjusted between its switching states S3 to S6, while the valve 26 remains in its switching state S9. This means that the tempering fluid can be routed as required.
  • the heat exchanger 23 is throttled, in particular as required, in particular as described above for FIG.
  • the switching state S1 and/or S2 can be assigned a respective intermediate state ST or S2' of the valve device 12, with the respective intermediate state ST or S2' also being referred to as the respective mixed state of the valve device 12.
  • the Valve device 12 has a single valve part, which can be moved into further switch positions that bring about the respective switching states S1, S2 or into intermediate or mixed positions that bring about the respective mixed states of the valve device 12, in particular relative to a valve housing of the valve device 12.
  • the temperature control fluid from the energy store 10 and the valve are routed from the partial area T3 into the partial area T1, with in particular a further part of the temperature control fluid from the energy store 10 bypassing the component arrangement 3 and the valve device 13 is directed into the partial area T5.
  • Fig. 8 shows a section of a sixth embodiment of the temperature control device 1.
  • a branch is provided which is arranged or connected in parallel to the component 6 in terms of flow and through which the temperature control fluid can flow, in which the heat exchanger 23 and, upstream of the heat exchanger 23, a cooler 27 designed in particular as a low-temperature cooler are arranged.
  • an expansion tank 28 is provided, in particular downstream of the cooler 27 and preferably connected in parallel to the heat exchanger 23 in terms of flow technology, which is also assigned to one or the high-temperature cooler, for example.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Temperierfluid durchströmbaren, ersten Temperierkreislauf (2), mit wenigstens einer in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordneten und dadurch mittels des den ersten Temperierkreislauf (2) durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden Antriebsmaschine (4), mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist, mit einer in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordneten, ersten Pumpe (8) zum Fördern des Temperierfluids durch den ersten Temperierkreislauf (2), mit einem von dem Temperierfluid durchströmbaren, zweiten Temperierkreislauf (9), mit wenigstens einem in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten und dadurch mittels des den zweiten Temperierkreislauf (9) durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden, elektrischen Energiespeicher (10) zum Speichern von elektrischer Energie, und mit einer in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten, zweiten Pumpe (11) zum Fördern des Temperierfluids durch den zweiten Temperierkreislauf (9), umfassend eine Ventileinrichtung (12), welche umschaltbar ist.

Description

TEMPERIEREINRICHTUNG FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG
Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise 9. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen.
Der DE 102017 220 376 A1 ist ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen, mit einem elektrischen Energiespeicher zum Antrieb des Kraftfahrzeugs. Des Weiteren offenbart die DE 102019 132 688 A1 ein Wärmemanagementsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem Motor-Chiller-Kreislauf, in welchem ein Chiller, ein elektrischer Energiespeicher sowie ein Elektromotor angeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine besonders vorteilhafte Temperierung darstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Temperiereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch eine Temperiereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Temperiereinrichtung aufweist. Insbesondere kann mittels der Temperiereinrichtung eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung, des auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneten Innenraums des Kraftfahrzeugs realisiert werden, in dessen Innenraum sich während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs Personen wie beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs aufhalten können. Die Temperiereinrichtung weist einen ersten Temperierkreislauf auf, welcher auch einfach als erster Kreislauf oder erster Temperierkreis bezeichnet wird. Der erste Temperierkreislauf ist von einem Temperierfluid durchströmbar, welches vorzugsweise eine Flüssigkeit ist. Beispielsweise kann das Temperierfluid zumindest, insbesondere zumindest überwiegend, Wasser aufweisen. Die Temperiereinrichtung weist wenigstens eine Antriebsmaschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Die Antriebsmaschine ist in dem ersten Temperierkreislauf angeordnet und dadurch mittels des den ersten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids zu temperieren, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen. Beispielsweise kann das den ersten Temperierkreislauf durchströmende Temperierfluid zumindest durch einen Teil der Antriebsmaschine hindurchströmen, wodurch die Antriebsmaschine temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden kann, insbesondere durch einen Wärmeaustausch zwischen dem den ersten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluid und der Antriebsmaschine. Vorzugsweise handelt es sich bei der Antriebsmaschine um eine elektrische Maschine, die beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor antreibbar ist, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Ganz vorzugsweise ist die Antriebsmaschine, insbesondere die elektrische Maschine, eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsoder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Hierdurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs dargestellt werden.
Die Temperiereinrichtung umfasst außerdem eine in dem ersten Temperierkreislauf angeordnete, erste Pumpe, mittels welcher das Temperierfluid durch den ersten Temperierkreislauf hindurch gefördert werden kann. Die Temperiereinrichtung weist außerdem einen zweiten Temperierkreislauf auf, welcher von dem Temperierfluid durchströmbar ist. Des Weiteren umfasst die Temperiereinrichtung einen elektrischen Energiespeicher, mittels welchem elektrische Energie zu speichern oder gespeichert ist. Der elektrische Energiespeicher ist in dem zweiten Temperierkreislauf angeordnet und dadurch mittels des den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids zu temperieren, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen. Beispielsweise kann das den zweiten Temperierkreislauf durchströmende Temperierfluid zumindest durch einen Teil des elektrischen Energiespeichers hindurchströmen. Hierdurch kann der elektrische Energiespeicher mittels des den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids temperiert werden, insbesondere durch einen Wärmeaustausch zwischen dem den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluid und dem elektrischen Energiespeicher. Der zweite Temperierkreislauf wird auch als zweiter Temperierkreis oder zweiter Kreislauf bezeichnet. Der erste Temperierkreislauf wird auch als erster Kreis bezeichnet, und der zweite Temperierkreislauf wird auch als zweiter Kreis bezeichnet. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Insbesondere ist es denkbar, dass die elektrische Maschine mit der in dem Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgbar ist, wodurch die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb betreibbar ist.
Die Temperiereinrichtung umfasst außerdem eine in dem zweiten Temperierkreislauf angeordnete, zweite Pumpe, welche zusätzlich zu der ersten Pumpe vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass die zweite Pumpe eine zusätzlich zu der ersten Pumpe vorgesehene und bezüglich der ersten Pumpe externe Komponente ist. Umgekehrt betrachtet ist die erste Pumpe eine zusätzlich zu der zweiten Pumpe vorgesehene und bezüglich der zweiten Pumpe externe Komponente. Vorzugsweise ist die erste Pumpe und/oder die zweite Pumpe eine elektrische Pumpe, das heißt eine elektrisch betreibbare Pumpe. Mittels der zweiten Pumpe kann das Temperierfluid durch den zweiten Temperierkreislauf hindurch gefördert werden.
Um nun eine besonders vorteilhafte Temperierung, insbesondere des Innenraums des Kraftfahrzeugs, realisieren zu können, weist die Temperiereinrichtung erfindungsgemäß eine Ventileinrichtung auf, welche zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar ist. In dem ersten Schaltzustand sind die Pumpen, insbesondere in Strömungsrichtung des die Temperierkreisläufe durchströmenden Temperierfluids, seriell zueinander geschaltet. Mit anderen Worten sind in dem ersten Schaltzustand die Pumpen strömungstechnisch seriell zueinander angeordnet oder geschaltet, sodass das Temperierfluid auf seinem Weg durch die Temperierkreisläufe beziehungsweise zumindest durch jeweilige Bereiche der Temperierkreisläufe zunächst durch eine der Pumpen und daraufhin durch die andere Pumpe hindurchströmt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass in dem ersten Schaltzustand der Ventileinrichtung, welche auch als erste Ventileinrichtung bezeichnet wird, die Temperierkreisläufe derart über die oder mittels der Ventileinrichtung miteinander, insbesondere fluidisch, gekoppelt oder verbunden sind, dass die Pumpen seriell zueinander geschaltet sind, sodass das Temperierfluid insbesondere dann, wenn es mittels zumindest einer der Pumpen oder mittels beider Pumpen gleichzeitig gefördert wird, zunächst durch die eine Pumpe und dann beziehungsweise daraufhin durch die andere Pumpe hindurchströmt. In dem zweiten Schaltzustand sind die Pumpen, insbesondere in Strömungsrichtung des die Temperierkreisläufe durchströmenden Temperierfluids, parallel zueinander geschaltet. Mit anderen Worten sind in dem zweiten Schaltzustand die Pumpen strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet oder geschaltet. Wird somit beispielsweise das Temperierfluid mittels der ersten Pumpe durch den ersten Temperierkreislauf und mittels der zweiten Pumpe durch den zweiten Temperierkreislauf hindurch gefördert, während sich die Ventileinrichtung in dem zweiten Schaltzustand befindet, so strömt das den ersten Temperierkreislauf durchströmende Temperierfluid durch die erste Pumpe und, insbesondere gleichzeitig, das den zweiten Temperierkreislauf durchströmende Temperierfluid fließt insbesondere parallel beziehungsweise gleichzeitig durch die zweite Pumpe hindurch. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind beispielsweise die Temperierkreisläufe in dem zweiten Schaltzustand mittels der Ventileinrichtung zumindest derart voneinander getrennt, dass in dem zweiten Schaltzustand die Pumpe nicht seriell, sondern parallel zueinander geschaltet sind. In dem ersten Schaltzustand sind die Temperierkreisläufe beziehungsweise die zuvor genannten Bereiche, in denen beispielsweise die Pumpen angeordnet sind, mittels der Ventileinrichtung seriell zueinander geschaltet. In dem zweiten Schaltzustand sind jedoch die Temperierkreisläufe beziehungsweise die Bereiche der Temperierkreisläufe parallel zueinander geschaltet, insbesondere mittels der Ventileinrichtung. Die Ventileinrichtung und ihre Schaltzustände ermöglichen eine besonders bedarfsgerechte und vorteilhafte Führung oder Leitung des Temperierfluids, sodass beispielsweise im Temperierfluid enthaltene Wärme, die beispielsweise von dem elektrischen Energiespeicher und/oder von der Antriebsmaschine auf das Temperierfluid übergegangen ist, bedarfsgerecht und vorteilhaft genutzt werden können, insbesondere um beispielsweise den Innenraum des Kraftfahrzeugs zu temperieren, insbesondere zu erwärmen. Ein besonders großer Vorteil ist außerdem, dass in dem ersten Schaltzustand, in welchem die Pumpen seriell zueinander geschaltet sind, beide Pumpen das Temperierfluid fördern können, insbesondere durch Temperierkreisläufe beziehungsweise zumindest durch die jeweiligen Bereiche der Temperierkreisläufe. Dadurch können die Pumpen jeweils alleine betrachtet bauraum-, gewichts- und kostengünstig ausgestaltet werden, insbesondere im Vergleich zu einer Verwendung genau einer Pumpe anstelle der beiden Pumpen, da dann die genau eine Pumpe dazu ausgebildet werden müsste, das Temperierfluid, insbesondere gleichzeitig, durch beide Temperierkreisläufe hindurchfördern zu können. Somit können die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Temperiereinrichtung in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Um eine besonders vorteilhafte Temperierung auf besonders gewichts-, bauraum- und kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in Strömungsrichtung des die Temperierkreisläufe durchströmenden Temperierfluids stromauf der ersten Pumpe in dem ersten Temperierkreislauf und stromauf der zweiten Pumpe in dem zweiten Temperierkreislauf angeordnet ist. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich durch eine zweite Ventileinrichtung aus, welche vorzugsweise zusätzlich zur ersten Ventileinrichtung vorgesehen ist. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Ventileinrichtung eine zusätzlich zur ersten Ventileinrichtung vorgesehene und bezüglich der ersten Ventileinrichtung externe Komponente ist, wobei es umgekehrt vorzugsweise vorgesehen ist, dass die erste Ventileinrichtung eine zusätzlich zur zweiten Ventileinrichtung vorgesehene und bezüglich der zweiten Ventileinrichtung vorgesehene Komponente ist. Die zweite Ventileinrichtung ist zwischen einem dritten Schaltzustand und einem vierten Schaltzustand umschaltbar. In dem dritten Schaltzustand ist mittels der zweiten Ventileinrichtung das die Antriebsmaschine durchströmende und somit von der Antriebsmaschine kommende und zu der zweiten Ventileinrichtung hinströmende und die zweite Ventileinrichtung durchströmende Temperierfluid in einem stromab der zweiten Ventileinrichtung angeordneten, ersten Teilbereich des ersten Temperierkreislaufs angeordnet, wobei beispielsweise der erste Teilbereich ein erster der zuvor genannten Bereiche der Temperierkreisläufe sein kann. In dem vierten Schaltzustand ist mittels der zweiten Ventileinrichtung das die Antriebsmaschine durchströmende und somit von der Antriebsmaschine kommende und insbesondere die zweite Ventileinrichtung durchströmende Temperierfluid in einem stromab der zweiten Ventileinrichtung angeordneten, zweiten Teilbereich des zweiten Temperierkreislaufs und dadurch in den zweiten Temperierkreislauf einleitbar, wobei beispielsweise der zweite Teilbereich der zweite Bereich der Temperierkreisläufe sein kann. Hierdurch ist eine bedarfsgerechte Führung oder Leitung des Temperierfluids auf einfache Weise darstellbar, sodass im Temperierfluid enthaltene Wärme auf besonders einfache Weise und bedarfsgerecht genutzt werden kann, um beispielsweise den Innenraum des Kraftfahrzeugs zu temperieren.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung kann darunter, dass das Temperierfluid durch den jeweiligen Temperierkreislauf hindurchströmt, mithin der jeweilige Temperierkreislauf von dem Temperierfluid durchströmbar ist oder durchströmt wird, insbesondere verstanden werden, dass das Temperierfluid zumindest durch einen Teil des jeweiligen Temperierkreislaufs und somit beispielsweise zumindest durch den jeweiligen Teilbereich des jeweiligen Temperierkreislaufs hindurchströmt.
Um eine besonders vorteilhafte Temperierung des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Innenraums des Kraftfahrzeugs, realisieren zu können, ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Klimatisierungseinrichtung vorgesehen, welche zum Temperieren von dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zuzuführender Luft ausgebildet ist. Durch das Temperieren, insbesondere Kühlen und/oder Erwärmen, der dem Innenraum zuzuführenden Luft kann der Innenraum temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden. Die Klimatisierungseinrichtung weist einen zusätzlich zu den Temperierkreisläufen vorgesehenen und von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf auf. Vorzugsweise ist das Kältemittel zusätzlich zum Temperierfluid vorgesehen und ein von dem Temperierfluid unterschiedliches Fluid. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf fluidisch von dem ersten Temperierkreislauf und/oder dem zweiten Temperierkreislauf getrennt ist.
Die Klimatisierungseinrichtung weist außerdem wenigstens einen Wärmetauscher auf, welcher auch als Chiller bezeichnet wird. Der Wärmetauscher ist sowohl in dem Kältemittelkreislauf als auch in dem zweiten Temperierkreislauf angeordnet, sodass der Wärmetauscher sowohl von dem Kältemittel als auch von dem den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluid durchströmbar ist. Somit kann über den Wärmetauscher Wärme zwischen dem Kältemittel und dem den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluid übertragen beziehungsweise ausgetauscht werden. Insbesondere ist es beispielsweise denkbar, dass in dem Temperierfluid enthaltene Wärme über den Wärmetauscher auf das den Kältemittelkreislauf durchströmende Kältemittel übergeht, wodurch das Temperierfluid gekühlt wird. Die auf das Kältemittel übergegangene und somit in dem Kältemittel enthaltene Wärme kann beispielsweise genutzt werden, um die dem Innenraum zuzuführende Luft zu erwärmen, wodurch der Innenraum erwärmt beziehungsweise beheizt werden kann. Hierdurch kann eine besonders energieeffiziente und durch Verwendung der ersten Ventileinrichtung kosten-, gewichts- und bauraumgünstige Temperierung dargestellt werden.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Klimatisierung in einem Wärmepumpenbetrieb betreibbar, in welchem die dem Innenraum zuzuführende Luft mittels über den Wärmetauscher von dem den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluid auf das Kältemittel übertragene oder übergegangene Wärme erwärmbar ist. Hierdurch kann eine besonders energieeffiziente und einfache Temperierung des Innenraums dargestellt werden. Ganz vorzugsweise ist die Klimatisierungseinrichtung auch eine Kompressionskältemaschine oder als eine Kompressionskältemaschine betreibbar, mittels welcher die dem Innenraum zuzuführende Luft gekühlt werden kann. In dem Wärmepumpenbetrieb geht beispielsweise Wärme von dem Kältemittel an die Luft über. Wird die Klimatisierungseinrichtung als Kompressionskältemaschine betrieben, geht beispielsweise Wärme von der dem Innenraum zuzuführenden Luft an das Kältemitte über, wodurch die Luft gekühlt wird. Dadurch kann auf einfache Weise eine besonders bedarfsgerechte Temperierung des Innenraums dargestellt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Klimatisierungseinrichtung einen zum Kondensieren des Kältemittels ausgebildeten und somit in dem Kältemittelkreislauf angeordneten Kondensator aufweist, welcher zusätzlich zu dem Wärmetauscher vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass der Kondensator ein zusätzlich zu dem Wärmetauscher vorgesehener und bezüglich des Wärmetauschers externer, zweiter Wärmetauscher ist beziehungsweise umgekehrt. Der Kondensator ist in dem Kältemittelkreislauf angeordnet. Außerdem ist der Kondensator in dem ersten Temperierkreislauf angeordnet und dabei strömungstechnisch parallel zu der Antriebsmaschine geschaltet. Da vorzugsweise das Temperierfluid eine Flüssigkeit ist, welche vorzugsweise Wasser umfasst, ist der Kondensator somit ein flüssigkeitsdurchströmter oder flüssigkeitsgekühlter, insbesondere wasserdurchströmter oder wassergekühlter, Kondensator, über welchen Wärme zwischen dem Kältemittel und dem den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluid austauschbar ist, insbesondere derart, dass über den Kondensator Wärme von dem Kältemittel an das den zweiten Temperierkreislauf durchströmende Temperierfluid übertragbar ist. Hierdurch wird das Kältemittel gekühlt, und das Temperierfluid wird erwärmt. Dadurch an das Temperierfluid übergegangene Wärme kann dann beispielsweise genutzt werden, insbesondere über den Wärmetauscher und insbesondere daraufhin über das Kältemittel, um die dem Innenraum zuzuführende Luft zu erwärmen. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte und energieeffiziente Temperierung dargestellt werden.
Um das Temperierfluid besonders vorteilhaft und bedarfsgerecht führen und somit eine besonders einfache und vorteilhafte Temperierung, insbesondere des Innenraums des Kraftfahrzeugs, realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem dritten Schaltzustand mittels der zweiten Ventileinrichtung das den Kondensator durchströmende Temperierfluid und somit von dem Kondensator kommende und die zweite Ventileinrichtung durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung angeordneten ersten Teilbereich des ersten Temperierkreislaufs einleitbar ist beziehungsweise eingeleitet wird. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Ventileinrichtung in Strömungsrichtung des den ersten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids stromab des Kondensators, insbesondere in dem ersten Temperierkreislauf, angeordnet ist, wobei insbesondere die Ventileinrichtung in dem ersten Temperierkreislauf stromauf des ersten Teilbereiches angeordnet ist.
In dem vierten Schaltzustand ist beispielsweise mittels der zweiten Ventileinrichtung das den Kondensator durchströmende und somit von dem Kondensator kommende und die zweite Ventileinrichtung durchströmende Temperierfluid in dem stromab der zweiten Ventileinrichtung angeordneten, ersten Teilbereich des ersten Temperierkreislaufs einleitbar ist. Alternativ ist es vorgesehen, dass mittels der zweiten Ventileinrichtung das den Kondensator durchströmende und somit von dem Kondensator kommende und die zweite Ventileinrichtung durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung angeordneten, zweiten Teilbereich des zweiten Temperierkreislaufs und dadurch in den zweiten Temperierkreislauf einleitbar ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass in dem vierten Schaltzustand die Temperierkreisläufe derart über die beziehungsweise mittels der zweiten Ventileinrichtung, insbesondere fluidisch, gekoppelt oder verbunden sind, dass das Temperierfluid zunächst den Kondensator und somit beispielsweise zunächst den Temperierkreislauf durchströmt und nach dem Kondensator durch die zweite Ventileinrichtung hindurchströmt und mittels der zweiten Ventileinrichtung in den zweiten Teilbereich und somit in den zweiten Temperierkreislauf geleitet wird. Hierdurch kann eine besonders einfache und bedarfsgerechte Temperierung dargestellt werden.
Um das Temperierfluid auf besonders einfache und bedarfsgerechte Weise zu führen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zweite Ventileinrichtung in wenigstens einen Zwischenzustand schaltbar ist, in welchem die zweite Ventileinrichtung eine gegenüber dem dritten Schaltzustand und dem vierten Schaltzustand gedrosselte Strömung des Temperierfluids durch den Kondensator zulässt und bewirkt. Mit anderen Worten, vorzugsweise kann mittels der zweiten Ventileinrichtung eine insbesondere bedarfsgerechte Drosselung des Wärmetauschers realisiert werden. Hierzu kann beispielsweise die zweite Ventileinrichtung in den wenigstens einen Zwischenzustand geschaltet werden, in welchem beispielsweise das Temperierfluid durch den Wärmetauscher 23 hindurchströmt, jedoch gegenüber dem dritten Schaltzustand und gegenüber dem vierten Schaltzustand gedrosselt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, beispielsweise strömt in dem dritten Schaltzustand und in dem vierten Schaltzustand das Temperierfluid, das heißt beispielsweise ein jeweiliger, gegenüber Null größerer, erster Massenstrom des Temperierfluids durch den Kondensator hindurch. In dem Zwischenzustand, welcher ein weiterer Schaltzustand der zweiten Ventileinrichtung ist, strömt das Temperierfluid, das heißt beispielsweise ein jeweiliger, gegenüber Null größerer, zweiter Massenstrom des Temperierfluids durch den Kondensator hindurch, wobei jedoch der zweite Massenstrom geringer als der erste Massenstrom ist. Dadurch ist eine bedarfsgerechte Drosselung des Kondensators darstellbar.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in dem ersten Temperierkreislauf ein Kühler zum Kühlen des den ersten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids angeordnet ist. Insbesondere ist der Kühler ein Umgebungsluftkühler, welcher insbesondere bei einer Fahrt, insbesondere bei einer Vorwärtsfahrt, des Kraftfahrzeugs von dem Fahrtwind und somit von den Fahrtwind bildender Umgebungsluft umströmbar ist. Über den Kühler kann Wärme von dem den Kühler durchströmenden Temperierfluid an die den Kühler umströmende Umgebungsluft übergehen, wodurch das Temperierfluid gekühlt wird. Hierdurch kann auf einfache Weise eine vorteilhafte Temperierung dargestellt werden.
Denkbar ist auch eine optionale, zusätzliche Einbindung eines insbesondere als Niedertemperaturkühler ausgebildeten, insbesondere weiteren, Kühlers vor dem Kondensator, das heißt stromauf des Kondensators. Insbesondere ist eine exakte Drosselung des Kondensators denkbar.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Temperierfluid durchströmbaren, ersten Temperierkreislauf. Die Temperiereinrichtung umfasst wenigstens eine in dem ersten Temperierkreislauf angeordnete und dadurch mittels des den ersten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids zu temperierende Antriebsmaschine, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Vorgesehen ist außerdem eine in dem ersten Temperierkreislauf angeordnete, erste Pumpe zum Fördern des Temperierfluids durch den ersten Temperierkreislauf. Die Temperiereinrichtung umfasst außerdem einen von dem Temperierfluid durchströmbaren, zweiten Temperierkreislauf sowie wenigstens einen in dem zweiten Temperierkreislauf angeordneten und dadurch mittels des den zweiten Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden, elektrischen Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie. Außerdem umfasst die Temperiereinrichtung eine insbesondere zusätzlich zu der ersten Pumpe vorgesehene und somit bezüglich der ersten Pumpe externe, zweite Pumpe, welche in dem zweiten Temperierkreislauf angeordnet ist. Mittels der zweiten Pumpe kann das Temperierfluid durch den zweiten Temperierkreislauf hindurch gefördert werden. Um nun eine besonders vorteilhafte Temperierung realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Temperiereinrichtung eine in dem zweiten Temperierkreislauf angeordnete Ventileinrichtung aufweist, welche auch in dem ersten Temperierkreislauf und dabei stromab der Antriebsmaschine angeordnet ist. Die Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung ist zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar.
In dem ersten Schaltzustand des zweiten Aspekts der Erfindung ist mittels der Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung das die Antriebsmaschine durchströmende und somit von der Antriebsmaschine kommende und die Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung durchströmende Temperierfluid in einem stromab der Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung angeordneten, ersten Teilbereich des ersten Temperierkreislaufs einleitbar, sodass sozusagen das stromauf der Antriebsmaschine den ersten Temperierkreislauf durchströmende Temperierfluid auch nach der Antriebsmaschine und nach der Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung in dem ersten Temperierkreislauf bleibt. In dem zweiten Schaltzustand des zweiten Aspekts der Erfindung ist mittels der Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung das die Antriebsmaschine durchströmende und somit von der Antriebsmaschine kommende und die Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung durchströmende Temperierfluid in einem stromab der zweiten Ventileinrichtung angeordneten, zweiten Teilbereich des zweiten Temperierkreislaufs und dadurch in den zweiten Temperierkreislauf einleitbar. Mit anderen Worten sind in dem zweiten Schaltzustand des zweiten Aspekts der Erfindung die Temperierkreisläufe mittels der Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung derart, insbesondere fluidisch, miteinander gekoppelt oder verbunden, dass die Temperierkreisläufe beziehungsweise zumindest jeweilige Bereiche, Teile oder Teilbereiche der Temperierkreisläufe strömungstechnisch seriell zueinander geschaltet sind beziehungsweise dass das stromauf der Antriebsmaschine den ersten Temperierkreislauf und daraufhin der Antriebsmaschine und daraufhin die Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung durchströmende Temperierfluid nach beziehungsweise stromab der Antriebsmaschine mittels der Ventileinrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung in den zweiten Teilbereich und somit in den zweiten Temperierkreislauf geführt oder eingeleitet wird und daraufhin den zweiten Temperierkreislauf, das heißt zumindest einen Teil des zweiten Temperierkreislaufs, durchströmt. Dadurch kann das Temperierfluid beziehungsweise im Temperierfluid enthaltene Wärme, die beispielsweise von der Antriebsmaschine auf das Temperierfluid übergegangen ist, besonders vorteilhaft, bedarfsgerecht sowie auf einfache Weise genutzt werden, um das Kraftfahrzeug, insbesondere den Innenraum des Kraftfahrzeugs, zu temperieren. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Temperiereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt und/oder gemäß dem zweiten Aspekt aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer
Temperiereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei sich eine erste Ventileinrichtung der Temperiereinrichtung in einem ersten Schaltzustand befindet;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der
Temperiereinrichtung, wobei sich die Ventileinrichtung in einem zweiten Schaltzustand befindet;
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform der Temperiereinrichtung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der
Temperiereinrichtung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der
Temperiereinrichtung;
Fig. 6 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer fünften
Ausführungsform der Temperiereinrichtung; Fig. 7 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der ersten Ventileinrichtung; und
Fig. 8 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer sechsten
Ausführungsform der Temperiereinrichtung;
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform einer Temperiereinrichtung 1 eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug weist einen auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneten Innenraum auf, in welchem sich während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs Personen wie beispielsweise der Fahrer des Kraftfahrzeugs aufhalten können. Die Temperiereinrichtung 1 weist einen ersten Temperierkreislauf 2 auf, welcher von einem vorzugsweise flüssigen Temperierfluid durchströmbar ist. In dem ersten Temperierkreislauf 2 ist eine von dem den ersten Temperierkreislauf 2 durchströmenden Temperierfluid durchströmbare Komponentenanordnung 3 angeordnet, welche mittels des den ersten Temperierkreislauf 2 durchströmenden Temperierfluids zu temperieren, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen, ist. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Die Komponentenanordnung 3 weist mehrere, insbesondere untereinander separat voneinander ausgebildete Komponenten auf, die in dem ersten Temperierkreislauf 2 angeordnet und demzufolge von dem den ersten Temperierkreislauf 2 durchströmenden Temperierfluid durchströmbar und somit mittels des den ersten Temperierkreislauf 2 durchströmenden Temperierfluids zu temperieren, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen sind. Eine erste der Komponenten der Komponentenanordnung 3 ist eine Antriebsmaschine 4, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander und somit aufeinanderfolgend angeordnete Achsen auf. Die jeweilige Achse umfasst beispielsweise wenigstens oder genau zwei auch als Fahrzeugräder bezeichnete Räder, welche in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander beziehungsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Das jeweilige Rad ist ein jeweiliges Bodenkontaktelement, über welches das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin auf einer Fahrbahn abstützbar oder abgestützt ist. Eine erste der Achsen ist eine Vorderachse, deren Räder auch als Vorderräder bezeichnet werden. Eine zweite der Achsen ist eine Hinterachse, welche in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Vorderachse angeordnet ist. Die Räder der Hinterachse werden auch als Hinterräder bezeichnet. Beispielsweise ist die Antriebsmaschine 4 der Hinterachse angeordnet, sodass mittels der Antriebsmaschine 4 die Hinterräder, insbesondere rein, elektrisch antreibbar sind, wodurch beispielsweise das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Somit ist die Antriebsmaschine 4 beispielsweise eine elektrische Maschine. Eine zweite der Komponenten ist beispielsweise eine zweite Antriebsmaschine 5, welche als eine zweite elektrische Maschine ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine 5 der Vorderachse angeordnet, sodass mittels der Antriebsmaschine 5 die Vorderräder, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden können. Somit können mittels der Antriebsmaschine 4 die Hinterräder und mittels der Antriebsmaschine 5 die Vorderräder angetrieben werden. Eine dritte der Komponenten der Komponentenanordnung 3 ist mit 6 bezeichnet, wobei die Komponente 6 beispielsweise ein Steuergerät, mithin eine elektrische oder elektronische Recheneinrichtung wie beispielsweise ein Batteriemanagementsystem (BMS) sein kann. Eine vierte der Komponenten der Komponentenanordnung 3 ist mit 7 bezeichnet. Die Komponente 7 ist oder umfasst beispielsweise eine Leistungselektronik und/oder wenigstens eine oder mehrere, elektronische Recheneinrichtungen beziehungsweise Steuergeräte wie beispielsweise wenigstens eine oder mehrere Batteriemanagementsysteme (BMS). Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist oder bildet die Komponentenanordnung 3 einen sogenannten Wärmeblock, welcher Wärme abgeben oder bereitstellen kann, wobei beispielsweise mittels der von dem Wärmeblock bereitgestellten Wärme der Innenraum des Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft temperiert, insbesondere erwärmt beziehungsweise beheizt, werden kann. Es ist erkennbar, dass die Antriebsmaschine 4 und die Komponente 7 in einem ersten Teilzweig, die Komponente 5 in einem zweiten Teilzweig und die Komponente 6 in einem dritten Teilzweig des Temperierkreislaufs 2 angeordnet sind. Dabei sind die Teilzweige strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet. In dem ersten Teilzweig sind die Antriebsmaschine 4 und die Komponente 7 strömungstechnisch seriell zueinander geschaltet.
Die Temperiereinrichtung 1 weist des Weiteren eine erste Pumpe 8 auf, mittels welcher das Temperierfluid durch den ersten Temperierkreislauf 2, welcher auch als erster Kreis bezeichnet wird, hindurch gefördert werden kann oder hindurch gefördert wird. Des Weiteren weist die Temperiereinrichtung 1 einen von dem Temperierfluid durchströmbaren, zweiten Temperierkreislauf 9 auf, welcher auch als zweiter Kreis bezeichnet wird. Der zweite Kreis ist, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ein sogenannter HVS-Kreis, denn in dem zweiten Kreis ist ein elektrischer Energiespeicher 10 zum Speichern von elektrischer Energie angeordnet. Die Antriebsmaschinen 4 und 5 können mit der in dem Energiespeicher 10 gespeicherten, elektrischen Energie versorgt und dadurch in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden, um dadurch die Räder, insbesondere rein, elektrisch anzutreiben. Da die Komponenten der Komponentenanordnung 3 in dem Temperierkreislauf 2 angeordnet sind, können die Komponenten der Komponentenanordnung 3 mittels des den Temperierkreislauf 2 durchströmenden Temperierfluids temperiert werden. Da der Energiespeicher 10 in dem zweiten Temperierkreislauf 9 (zweiter Kreislauf) angeordnet ist, kann der Energiespeicher 10 mittels des den zweiten Temperierkreislauf 9 durchströmenden Temperierfluids temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden, da der zweite Temperierkreislauf 9 von dem Temperierfluid durchströmbar ist.
Die Temperiereinrichtung 1 weist außerdem eine zusätzlich zu der Pumpe 8 vorgesehene, zweite Pumpe 11 auf, mittels welcher das Temperierfluid durch den zweiten Temperierkreislauf 9 hindurch gefördert werden kann. Vorzugsweise sind die Pumpen 8 und 11 als elektrische Pumpen, mithin als elektrisch betreibbare Pumpen, ausgebildet.
Um nun eine besonders vorteilhafte, bedarfsgerechte sowie energieeffiziente Temperierung des Kraftfahrzeugs auf besonders gewichts-, kosten- und bauraumgünstige Weise realisieren zu können, weist die Temperiereinrichtung 1 eine erste Ventileinrichtung 12 auf, welche auch als Durchschaltventil bezeichnet wird. Die Ventileinrichtung 12 ist zwischen einem in Fig. 1 gezeigten, ersten Schaltzustand S1 und einem in Fig. 2 gezeigten, zweiten Schaltzustand S2, insbesondere elektrisch, umschaltbar. In dem ersten Schaltzustand S1 sind die Pumpen 8 und 11 seriell zueinander geschaltet. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass die Pumpe 8 in einem ersten Teilbereich T1 des ersten Kreises angeordnet ist, wobei der erste Teilbereich T 1 auch als erster Teil oder erster Bereich des ersten Kreises bezeichnet wird. Die Pumpe 11 ist in einem zweiten Teilbereich T2 des zweiten Kreises (Temperierkreislauf 9) angeordnet, wobei der zweite Teilbereich T2 auch als zweiter Teil oder zweiter Bereich des zweiten Kreises bezeichnet wird. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass in dem ersten Schaltzustand S1 die Kreise, insbesondere die Teilbereiche T1 und T2, mittels der Ventileinrichtung 12 derart, insbesondere fluidisch, miteinander gekoppelt oder verbunden sind, dass die T eilbereiche T 1 und T2 und somit die Pumpen 8 und 11 seriell zueinander geschaltet sind, bei der ersten Ausführungsform beispielhaft derart, dass der Teilbereich T 1 und somit die Pumpe 8 in Strömungsrichtung des die Kreise beziehungsweise die Teilbereiche T 1 und T2 durchströmenden Temperierfluids stromab des Teilbereichs T2 beziehungsweise der Pumpe 11 angeordnet sind. Somit strömt das Temperierfluid auf seinem Weg durch die Kreise beziehungsweise durch die T eilbereiche T 1 und T2 zunächst durch die Pumpe 11 beziehungsweise den Teilbereich T2 und daraufhin durch die Pumpe 8 beziehungsweise den Teilbereich T1. Es ist erkennbar, dass der Energiespeicher 10 in dem Teilbereich T2 angeordnet ist, dass das Temperierfluid auf seinem Weg durch die Pumpen 8 und 11 und durch die Teilbereiche T 1 und T2 zunächst durch den Energiespeicher 10 und daraufhin durch die Pumpe 8 hindurchströmt. In dem zweiten Kreis ist der Energiespeicher 10 in Strömungsrichtung des den zweiten Kreis durchströmenden Temperierfluids stromab der Pumpe 11 und stromauf der Ventileinrichtung 12 angeordnet, die bezogen auf den ersten Kreis und dabei in Strömungsrichtung des den ersten Kreis durchströmenden Temperierfluids stromauf der Pumpe 8 und bezogen auf den beziehungsweise in dem ersten Schaltzustand S1 stromab des Teilbereichs T2 und dabei stromab der Pumpe 11 und insbesondere stromab des Energiespeichers 10 angeordnet ist.
In dem zweiten Schaltzustand S2 sind die Pumpen 8 und 11 parallel zueinander geschaltet. Dies ist insbesondere derart realisiert, dass in dem zweiten Schaltzustand S2 die Kreise, insbesondere zumindest die Teilbereiche T 1 und T2, mittels der Ventileinrichtung 12 derart, insbesondere fluidisch, voneinander getrennt sind, dass das zunächst die Pumpe 11 beziehungsweise den Teilbereich T2 und somit den Energiespeicher 10 durchströmende Temperierfluid, welches von der Pumpe 11 und vorliegend dem Energiespeicher 10 beziehungsweise dem Teilbereich T2 kommt, zu der Ventileinrichtung 12 strömt und die Ventileinrichtung 12 durchströmt, nicht mittels der Ventileinrichtung 12 in den ersten Kreis geleitet wird, sondern nach der Ventileinrichtung 12 zumindest vorübergehend in dem zweiten Kreis verbleibt. Bezogen auf den ersten Kreis sind die Kreise in dem zweiten Schaltzustand S2 mittels der Ventileinrichtung 12 derart, insbesondere fluidisch, voneinander getrennt, dass das stromauf der Ventileinrichtung 12 zunächst den ersten Kreis durchströmende Temperierfluid auf seinem Weg durch die Ventileinrichtung 12 mittels der Ventileinrichtung 12 nicht in den zweiten Kreis geleitet wird, sondern stromab beziehungsweise nach der Ventileinrichtung 12 in dem zweiten Kreis verbleibt und daraufhin die Komponentenanordnung 3 durchströmt.
Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass es außerdem in dem ersten Schaltzustand S1 vorgesehen ist, dass ein in Strömungsrichtung des den ersten Kreis durchströmenden Temperierfluids stromauf des Teilbereichs T 1 und stromauf der Ventileinrichtung 12 angeordneter, dritter Teilbereich T3 des ersten Kreises mittels der Ventileinrichtung 12 von dem Teilbereich T 1 getrennt ist. In dem zweiten Schaltzustand strömt das Temperierfluid durch den dritten Teilbereich T3, daraufhin durch die Ventileinrichtung 12 und daraufhin durch den Teilbereich T1 und daraufhin durch die Komponentenanordnung 3. Die Ventileinrichtung 12 ist in Strömungsrichtung des die Kreise durchströmenden Temperierfluids stromauf der ersten Pumpe 8 in dem ersten Kreis und stromab der zweiten Pumpe 11, insbesondere stromab des Energiespeichers 10, in dem zweiten Kreis angeordnet.
Die Temperiereinrichtung 1 weist des Weiteren eine insbesondere zusätzlich zu der Ventileinrichtung 12 vorgesehene, zweite Ventileinrichtung 13 auf, die in dem zweiten Temperierkreislauf 9 angeordnet ist. Außerdem ist die Ventileinrichtung 13 in dem ersten Temperierkreislauf 2 und dabei stromab der Antriebsmaschine 4, insbesondere stromab der Komponentenanordnung 3, angeordnet. Ein stromab der Ventileinrichtung 13 und stromauf des Teilbereichs T3 angeordneter, vierter Teilbereich des ersten Kreises ist mit T4 bezeichnet, und ein stromab der Ventileinrichtung 13 sowie stromab der Ventileinrichtung 12 angeordneter Teilbereich des zweiten Kreises ist mit T5 bezeichnet.
Die zweite Ventileinrichtung 13 ist umschaltbar zwischen einem dritten Schaltzustand S3 und einem vierten Schaltzustand S4. In dem dritten Schaltzustand S3 ist beziehungsweise wird mittels der zweiten Ventileinrichtung 13 das die Komponentenanordnung 3 und somit die Antriebsmaschine 4 durchströmende, von der Komponentenanordnung 3 und somit von der Antriebsmaschine 4 kommende, zu der Ventileinrichtung 13 hinströmende und daraufhin die Ventileinrichtung 13 durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung 13 angeordneten Teilbereich T4 des ersten Temperierkreislaufs 2 einleitbar beziehungsweise eingeleitet, sodass in dem dritten Schaltzustand S3 das die Komponentenanordnung 3 durchströmende Temperierfluid nach der Ventileinrichtung 13 in dem ersten Temperierkreislauf 2 verbleibt und insbesondere nicht in den zweiten Kreis eingeleitet wird.
In dem vierten Schaltzustand S4 jedoch ist beziehungsweise wird mittels der zweiten Ventileinrichtung 13 das die Komponentenanordnung 3 und somit die Antriebsmaschine 4 durchströmende und somit von der Komponentenanordnung 3 beziehungsweise der Antriebsmaschine 4 kommende, zu der Ventileinrichtung 13 hinströmende und die Ventileinrichtung 13 durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung 13 angeordneten, fünften Teilbereich T5 des zweiten Temperierkreislaufs 9 und somit in den zweiten Temperierkreislauf 9 einleitbar beziehungsweise eingeleitet. Somit strömt beispielsweise das die Komponentenanordnung 3 und daraufhin die Ventileinrichtung 13 durchströmende Temperierfluid nach oder stromab der Ventileinrichtung 13 nicht (weiter) in den Teilbereich T4 und somit nicht (weiter) in den ersten Kreis, sondern es wird in den Teilbereich T5 und somit in den zweiten Kreis eingeleitet, insbesondere mittels der Ventileinrichtung 13.
Die Temperiereinrichtung 1 weist außerdem eine in Fig. 1 besonders schematisch dargestellte Klimatisierungseinrichtung 14 auf, mittels welcher Luft, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zuzuführen ist oder zugeführt wird, temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden kann. Beispielsweise ist die Klimatisierungseinrichtung 14 in einem Kompressionskältemaschinenbetrieb und somit als Kompressionskältemaschine betreibbar, mittels welcher die dem Innenraum zuzuführende Luft gekühlt werden kann oder gekühlt wird. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Klimatisierungseinrichtung 14 in einem Wärmepumpenbetrieb und somit als Wärmepumpe betreibbar ist, mittels welcher die dem Innenraum zuzuführende Luft erwärmt werden kann. Durch Kühlen der dem Innenraum zuzuführenden Luft kann der Innenraum gekühlt werden, und durch Erwärmen der dem Innenraum zuzuführenden Luft kann der Innenraum erwärmt, das heißt beheizt, werden. Die Klimatisierungseinrichtung 14 weist einen zusätzlich zu den Temperierkreisläufen 2 und 9 vorgesehenen Kältemittelkreislauf auf, welcher auch als Kältekreis bezeichnet wird und von einem insbesondere zusätzlich zu dem Temperierfluid vorgesehenen und von dem Temperierfluid unterschiedlichen Kältemittel durchströmbar ist. Beispielsweise ist in dem Kältemittelkreislauf ein zusätzlich zu den Pumpen 8 und 11 vorgesehener und einfach auch als Verdichter bezeichneter Kältemittelverdichter angeordnet, mittels welchem das Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf hindurch gefördert und verdichtet werden kann. Die Klimatisierungseinrichtung 14 weist einen auch als Chiller bezeichneten Wärmetauscher 15 auf, welcher sowohl in dem Kältemittelkreislauf als auch in dem zweiten Temperierkreislauf 9 angeordnet und somit sowohl von dem Kältemittel als auch von dem den zweiten Temperierkreislauf 9 durchströmenden Temperierfluid durchströmbar ist. Über den Chiller kann Wärme zwischen dem Kältemittel und dem den zweiten Temperierkreislauf 9 durchströmenden Temperierfluid ausgetauscht beziehungsweise übertragen werden, insbesondere derart, dass über den Chiller Wärme von dem den zweiten Kreis durchströmenden Temperierfluid auf das Kältemittel und/oder Wärme von dem Kältemittel auf das den zweiten Kreis durchströmende Temperierfluid übertragen werden kann.
Beispielsweise weist die Klimatisierungseinrichtung 14 einen zusätzlich zu dem Chiller vorgesehenen Verdampfer zum Verdampfen des Kältemittels auf, wobei der Verdampfer in dem Kältemittelkreislauf angeordnet ist. Außerdem umfasst die Klimatisierungseinrichtung 14 vorzugsweise einen zusätzlich zu dem Chiller und zusätzlich zu dem Verdampfer vorgesehenen, zweiten Wärmetauscher, welcher auch als Kondensator bezeichnet wird und zum Kondensieren des Kältemittels ausgebildet ist. Somit ist der Kondensator (zweiter Wärmetauscher) in dem Kältemittelkreislauf angeordnet.
Die Temperiereinrichtung 1 ermöglicht die Realisierung eines sogenannten Heizungsfalls auf besonders gewichts-, kosten- und bauraumgünstige sowie energieeffiziente Weise, wobei in dem oder durch den Heizungsfall sowohl der Innenraum als auch der Energiespeicher 10 besonders vorteilhaft erwärmt, mithin auf eine vorteilhaft hohe Temperatur gebracht werden können, und dies auf energieeffiziente sowie kosten-, gewichts- und bauraumgünstige Weise. Wärme, die von der Komponentenanordnung 3 auf das Temperierfluid übergeht, kann insbesondere in dem oder durch den Schaltzustand S4 in den zweiten Kreis (HVS-Kreis) eingebracht werden, da das Temperierfluid, mittels welchem die Komponentenanordnung 3 gekühlt wird, mittels der Ventileinrichtung 13 in dem vierten Schaltzustand S4 in den zweiten Kreis eingeleitet wird. Die in dem Temperierfluid enthaltene Wärme kann nun zum einen beispielsweise über den Wärmetauscher 15 (Chiller) auf das Kältemittel übertragen werden, wodurch das Kältemittel erwärmt wird. Beispielsweise in dem Wärmepumpenbetrieb und/oder über den Kondensator kann die dem Innenraum zuzuführende Luft erwärmt werden, insbesondere derart, dass im Kältemittel enthaltene Wärme, die dadurch in dem Kältemittel enthalten ist, dass die im Temperierfluid enthaltene Wärme über den Chiller an das Kältemittel übertragen wurde, in dem Wärmepumpenbetrieb und/oder über den Kondensator an die Luft übertragen wird, die dem Innenraum zugeführt wird, mithin in den Innenraum eingeleitet wird. Außerdem kann beispielsweise das Temperierfluid, welches die Komponentenanordnung 3 durchströmt und dadurch gekühlt hat und daraufhin mittels der Ventileinrichtung 13, insbesondere in dem Schaltzustand S4, in den Teilbereich T5 und somit in den zweiten Kreis eingeleitet wurde, insbesondere nach dem beziehungsweise stromab des Wärmetauschers 15 den Teilbereich T2 beziehungsweise die Pumpe 11 und insbesondere den elektrischen Energiespeicher 10 durchströmen und somit Wärme an den Energiespeicher 10 abgeben und dadurch den Energiespeicher 10 erwärmen.
In dem zweiten Kreis, insbesondere in dem Teilbereich T5, ist, insbesondere stromab der Ventileinrichtung 13 und stromauf des Wärmetauschers 15, ein Heizelement 16 angeordnet, welches beispielsweise als elektrischer Durchlauferhitzer (EDH) ausgebildet sein kann. Es sei explizit festgehalten, dass das Heizelement 16 entfallen kann. Das Heizelement 16 ist vorzugsweise ein elektrisches Heizelement, mithin elektrisch betreibbar, sodass über das Heizelement 16 das Temperierfluid insbesondere auf seinem Weg, insbesondere von der Ventileinrichtung 13 und/oder auch dem Energiespeicher 10, zu dem Wärmetauscher 15 elektrisch beheizt werden kann. In der Folge können insbesondere über den Chiller der Innenraum sowie der Energiespeicher 10 bedarfsgerecht erwärmt werden. Da der elektrische Energiespeicher 10 in dem zweiten Kreis angeordnet ist und da der Energiespeicher 10 als eine Batterie und/oder als eine Hochvolt-Komponente ausgebildet ist, wird der zweite Kreis auch als Batteriekreis oder als Hochvoltspeicherkreis (HVS-Kreis) bezeichnet. Insgesamt ist erkennbar, dass der Wärmeblock (Komponentenanordnung 3) als Wärmequelle für den Batteriekreis und vorzugsweise auch für den Innenraum genutzt werden kann.
In Fig. 1 ist erkennbar, dass die Kreise über wenigstens oder genau eine Verbindungsleitung 17 fluidisch miteinander verbindbar oder verbunden sein können, wobei die Verbindungsleitung 17 an einer Verbindungsstelle V1 mit dem zweiten Kreis und an einer Verbindungsstelle V2 mit dem zweiten Kreis fluidisch verbunden oder verbindbar ist. Die Verbindungsstelle V1 ist in dem zweiten Kreis stromab des Wärmetauschers 15 und stromauf der Pumpe 11 und somit stromauf des Energiespeichers 10 angeordnet, und die Verbindungsstelle V2 ist in dem ersten Kreis stromab der Ventileinrichtung 13 und stromauf der Ventileinrichtung 12, insbesondere stromauf eines in dem ersten Kreis angeordneten Kühlers 18, angeordnet. Mittels des Kühlers 18 kann das den ersten Kreis und dabei den Kühler 18 durchströmende Temperierfluid gekühlt werden. Insbesondere in dem Heizungsfall, das heißt um den Batteriekreis und/oder den Innenraum zu erwärmen, umgeht das Temperierfluid den insbesondere als Hochtemperatur-Kühler (HT-Kühler) ausgebildeten Kühler 18, insbesondere derart, dass das Temperierfluid auf seinem Weg durch den zweiten Kreis komplett oder zumindest überwiegend den Kühler 18 umgeht, das heißt komplett oder zumindest überwiegend den Kühler 18 nicht durchströmt.
Dem Kühler 18 ist ein insbesondere elektrisch betreibbarer Lüfter 19 zugeordnet, mittels welchen Luft gefördert werden kann, die dann, wenn sie mittels des Lüfters 19 gefördert wird, den Kühler 18 umströmt. Hierdurch kann über den Kühler 18 das den Kühler 18 durchströmende Temperierfluid effektiv gekühlt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in dem ersten Schaltzustand S1 beide Pumpen 8 und 11 aktiv sind, das heißt beide Pumpen 8 und 11 das Temperierfluid, insbesondere gleichzeitig, fördern, wodurch eine übermäßige Kavitation vermieden werden kann. Da die Pumpen 8 und 11 in dem zweiten Schaltzustand S2 parallel zueinander geschaltet sind, muss jede Pumpe 8 beziehungsweise 11 das Temperierfluid nur durch ihren jeweiligen, eigenen Kreis hindurchfördern, sodass die jeweilige Pumpe 8 beziehungsweise 11 bauraum-, gewichts- und kostengünstig ausgestaltet werden kann.
Die Temperiereinrichtung 1 weist außerdem einen Ausgleichsbehälter 20 auf, in welchem eine Menge 21 des Temperierfluids aufgenommen ist, um dadurch Volumen- und/oder Mengenschwankungen des Temperierfluids in den Kreisen kompensieren zu können. Außerdem kann optional in dem zweiten Kreis ein Element wie beispielsweise ein Rückschlagventil 22 angeordnet sein, welches bei der ersten Ausführungsform stromab der Pumpe 11, insbesondere stromab des Energiespeichers 10, und stromauf der Ventileinrichtung 12 angeordnet ist. Hierdurch kann ein unerwünschtes Rückströmen des Temperierfluids in den Batteriekreis beziehungsweise zumindest einen Teil des Batteriekreises vermieden werden.
Der zuvor genannte, vorzugsweise als Kondensator ausgebildete oder fungierende, zweite Wärmetauscher der Klimatisierungseinrichtung 14 ist in Fig. 1 erkennbar und mit 23 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass der vorzugsweise zum Kondensieren des Kältemittels ausgebildete und zusätzlich zu dem Wärmetauscher 15 vorgesehene, zweite Wärmetauscher 23 in dem Kältemittelkreislauf angeordnet ist. Außerdem ist der Wärmetauscher 23 in dem ersten Kreis (erster Temperierkreislauf 2) angeordnet und dabei parallel zu der Komponentenanordnung 3 und somit zu der Antriebsmaschine 4 geschaltet. Aus Fig. 1 ist erkennbar, dass in dem dritten Schaltzustand S3 mittels der zweiten Ventileinrichtung 13 das den Wärmetauscher 23 durchströmende und somit von dem Wärmetauscher 23 kommende und auch die Ventileinrichtung 13 durchströmende Temperierfluid in dem stromab der zweiten Ventileinrichtung 13 angeordneten Teilbereich T4 des ersten Kreises eingeleitet wird, sodass das zunächst den Teilbereich T 1 und daraufhin den Wärmetauscher 23 und daraufhin die Ventileinrichtung 13 durchströmende Temperierfluid in dem ersten Kreis verbleibt. Bei der ersten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in dem vierten Schaltzustand S4 mittels der zweiten Ventileinrichtung 13 das den Wärmetauscher 23 durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung 13 angeordneten Teilbereich T5 und somit in den zweiten Kreis eingeleitet wird. In dem dritten Schaltzustand S3 wird mittels der Ventileinrichtung 13 ein Strömen des den Wärmetauscher 23 durchströmenden Temperierfluids in den Teilbereich T5 unterbunden, und in dem Schaltzustand S4 wird ein Strömen des den Wärmetauscher 23 durchströmenden Temperierfluids in den Teilbereich T4 mittels der Ventileinrichtung 13 vermieden. Die Ventileinrichtung 13 ist auch in einen fünften Schaltzustand S5 und in einen sechsten Schaltzustand S6 bringbar oder schaltbar. In dem fünften Schaltzustand S5 wird das die Komponentenanordnung 3 und somit die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid mittels der Ventileinrichtung 13 in den Teilbereich T5 und somit in den zweiten Kreis geleitet, während ein Strömen des den Wärmetauscher 23 durchströmenden Temperierfluids mittels der Ventileinrichtung 13 sowohl in dem ersten Kreis als auch in dem zweiten Kreis, das heißt sowohl in dem Teilbereich T4 als auch in dem Teilbereich T5, unterbunden wird. In dem sechsten Schaltzustand S6 wird mittels der Ventileinrichtung 13 das die Komponentenanordnung 3 und somit die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid in den Teilbereich T4 geleitet, während ein Strömen des den Wärmetauscher 23 durchströmenden Temperierfluids sowohl in dem Teilbereich T4 als auch in dem Teilbereich T5 mittels der Ventileinrichtung 13 unterbunden wird.
Bei der ersten Ausführungsform ist beispielsweise die Ventileinrichtung 13 ein Schaltventil, insbesondere ein einziges Schaltventil, wobei das Schaltventil beispielsweise ein Gehäuse und wenigstens oder genau ein in dem Gehäuse angeordnetes und relativ zu dem Gehäuse, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, bewegbares Ventilelement aufweist, welches in jeweilige, die jeweiligen Schaltzustände S3, S4, S5 und S6 bewirkende Schaltstellungen relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Bei der zweiten Ausführungsform umfasst die Ventileinrichtung 13 zwei separate Ventile 24 und 25. Mit anderen Worten ist bei der zweiten Ausführungsform die Ventileinrichtung 13 durch zwei separate Ventile 24 und 25 gebildet, wobei das Ventil 24 zusätzlich zu dem Ventil 25 vorgesehen und bezüglich des Ventils 25 eine externe Komponente ist und umgekehrt. Das jeweilige Ventil 24 beziehungsweise 25 umfasst beispielsweise ein jeweiliges, eigenes Ventilgehäuse und ein jeweiliges, eigenes Ventilelement, welches relativ zu dem jeweiligen, eigenen Ventilgehäuse bewegbar ist, um dadurch die unterschiedlichen Schaltzustände S3, S4, S5 und S6 der Ventileinrichtung 13 zu realisieren. Insbesondere ist das Ventil 24 ein Schaltventil oder wird auch als Schaltventil bezeichnet. Ferner ist das Ventil 25 beispielsweise ein Drosselventil oder wird auch als Drosselventil bezeichnet.
Insbesondere kann mittels der Ventileinrichtung 13, ganz insbesondere mittels des Ventils 25, eine insbesondere bedarfsgerechte Drosselung des Wärmetauschers 23 realisiert werden. Hierzu kann beispielsweise die Ventileinrichtung 13, insbesondere das Ventil 25, in wenigstens einen Zwischenzustand geschaltet werden, in welchem beispielsweise das Temperierfluid durch den Wärmetauscher 23 hindurchströmt, jedoch gegenüber den Schaltzuständen S3 und S4 gedrosselt. Mit anderen Worten, beispielsweise ist in den Schaltzuständen S5 und S6 unterbunden, dass das Temperierfluid durch den Wärmetauscher hindurchströmt. In den Schaltzuständen S3 und S4 strömt das Temperierfluid, das heißt beispielsweise ein jeweiliger, gegenüber Null größerer, erster Massenstrom des Temperierfluids durch den Wärmetauscher 23 hindurch. In dem Zwischenzustand, welcher ein weiterer Schaltzustand der Ventileinrichtung 13 ist, strömt das Temperierfluid, das heißt beispielsweise ein jeweiliger, gegenüber Null größerer, zweiter Massenstrom des Temperierfluids durch den Wärmetauscher 23 hindurch, wobei jedoch der zweite Massenstrom geringer als der erste Massenstrom ist. Dadurch ist eine bedarfsgerechte Drosselung des Wärmetauschers 23 darstellbar.
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine dritte Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten und zweiten Ausführungsform, dass in dem vierten Schaltzustand S4 mittels der zweiten Ventileinrichtung 13 das den Wärmetauscher 23 durchströmende Temperierfluid in den Teilbereich T4 geleitet wird und somit in dem ersten Kreis verbleibt, während das die Komponentenanordnung 3 und somit die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid mittels der Ventileinrichtung 13 in den Teilbereich T5 und somit in den zweiten Kreis 9 geleitet wird. Außerdem ist es bei der dritten Ausführungsform vorgesehen, dass die Pumpe 8 stromauf der Ventileinrichtung 12 in dem ersten Kreis angeordnet ist. Bei der dritten Ausführungsform kann, wie bei der ersten Ausführungsform und insbesondere in Fig. 1 dargestellt, optional ein Rückschlagventil 22 oder ein anderes, ein Rückströmen verhinderndes Element in dem Temperierkreislauf 2 und dabei stromab des Energiespeichers 10 und stromauf der Ventileinrichtung 12 angeordnet sein, wobei mittels des Rückschlagventils 22 beziehungsweise mittels des Elements ein Rückströmen des Temperierfluids von der Ventileinrichtung 12 hin zu dem Energiespeicher 10 vermeidbar ist beziehungsweise vermieden wird, und wobei das Element beziehungsweise das Rückschlagventil 22 eine Strömung des Temperierfluids in die entgegengesetzte Richtung, also von dem Energiespeicher 10 zu der Ventileinrichtung 12 zulässt beziehungsweise ermöglicht. Das Rückschlagventil 22 könnte alternativ in dem Energiespeicher 10 beziehungsweise in dessen Speichergehäuse angeordnet sein. Dann wäre das Rückschlagventil 22 beispielsweis stromab von Speicherzellen des Energiespeichers 10 angeordnet, dessen Speicherzellen in dem Speichergehäuse angeordnet sind. Mittels der Speicherzellen kann die elektrische Energie gespeichert werden, wobei beispielsweise die Speicherzellen mittels des den Temperierkreislauf 2 durchströmenden Temperierfluids zu temperieren sind. In Fig. 4 ist auch eine Komponente 6‘ dargestellt, welche zusätzlich oder alternativ zu der Komponente 6 vorgesehen sein und Bestandteil der Komponentenanordnung 3 sein kann. Insbesondere ist oder fungiert die Ventileinrichtung 13 als ein Schalt- und Drosselventil.
Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Bei der vierten Ausführungsform ist die Ventileinrichtung 12 in einen siebten Schaltzustand S7 bringbar, in welchem mittels der oder über die Ventileinrichtung 12 der Teilbereich T3 fluidisch mit dem Teilbereich T1 verbunden ist. Insofern entspricht der Schaltzustand S7 dem Schaltzustand S2, jedoch mit dem Unterschied, dass in dem Schaltzustand S7 der Teilbereich T2 von dem Teilbereich T5 getrennt ist, derart, dass die Ventileinrichtung 12 ein Strömen des Temperierfluids von dem Teilbereich T2 zu dem und in den Teilbereich T5 beziehungsweise umgekehrt unterbindet. Insbesondere kann hierdurch ein unerwünschtes Rückströmen des Temperierfluids in den Batteriekreis, insbesondere von dem Teilbereich T5 in den Teilbereich T2, vermieden werden, wodurch beispielsweise das Rückschlagventil 22 entfallen kann, ohne dessen Funktion zu verlieren. Mit anderen Worten ist das Rückschlagventil 22 beziehungsweise dessen Funktion durch die Ventileinrichtung 12 beziehungsweise den Schaltzustand S7 realisiert. Entfällt beispielsweise der Schaltzustand S7, so kann das Rückschlagventil 22 vorteilhafterweise vorgesehen sein.
Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Antriebsmaschine 4 können auch auf die Antriebsmaschine 5 übertragen werden und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass in dem jeweiligen Schaltzustand S3, S4, S5 beziehungsweise S6 mittels der Ventileinrichtung 13 das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid dorthin beziehungsweise in den Teilbereich T4 beziehungsweise T5 geleitet wird, worin beziehungsweise in dem auch das die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid mittels der Ventileinrichtung 13 geleitet beziehungsweise geführt wird. Bezogen auf den Schaltzustand S4 bedeutet das beispielsweise, dass mittels der Ventileinrichtung 13 in dem Schaltzustand S4 sowohl das die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid als auch das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid in den Teilbereich T5 und somit in den zweiten Kreis geleitet wird. Bezogen auf den dritten Schaltzustand S3 wird mittels der Ventileinrichtung 13 sowohl das die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid als auch das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid in den Teilbereich T4 geleitet.
Des Weiteren ist es bei der Ventileinrichtung 13 beispielhaft, das heißt optional, jedoch besonders vorteilhafterweise, vorgesehen, dass genau oder zumindest einem der Schaltzustande S3, S4, S5 und S6, oder einigen der Schaltzustände S3, S4, S5 und S6 oder allen beziehungsweise den Schaltzuständen S3, S4, S5 und S6 ein jeweiliger, auch als Mischzustand bezeichneter Zwischenzustand zugeordnet ist. Dabei ist beispielsweise das Ventilelement der Ventileinrichtung 13 in eine jeweilige, den jeweiligen Zwischenzustand bewirkende Zwischenstellung bewegbar, insbesondere relativ zu dem Ventilgehäuse der Ventileinrichtung 13. Beispielsweise ist es in dem jeweiligen Zwischenzustand vorgesehen, dass mittels der Ventileinrichtung 13 das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid dorthin beziehungsweise in den Teilbereich T4 beziehungsweise T5 geleitet wird, worin beziehungsweise in dem das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid mittels der Ventileinrichtung 13 auch in dem jeweiligen Schaltzustand S3, S4, S5 beziehungsweise S6 geleitet wird, dem der jeweilige Zwischenzustand zugeordnet ist, jedoch gegenüber dem jeweiligen Schaltzustand S3, S4, S5 beziehungsweise S6, dem der jeweilige Zwischenzustand zugeordnet ist, gedrosselt. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in dem jeweiligen Zwischenzustand gegenüber dem jeweiligen Schaltzustand S3, S4, S5 beziehungsweise S6, dem der jeweilige Zwischenzustand zugeordnet ist, eine jeweilige Drosselung des die Antriebsmaschine 5 und in der Folge die Ventileinrichtung 13 durchströmenden Temperierfluids erfolgt, das heißt mittels der Ventileinrichtung 13 bewirkt wird. Alternativ ist es denkbar, dass in dem jeweiligen Zwischenzustand mittels der Ventileinrichtung 13 eine Absperrung des die Antriebsmaschine 5 durchströmenden Temperierfluids erfolgt. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass es beispielsweise vorgesehen ist, dass in dem jeweiligen Zwischenzustand die Ventileinrichtung 13 unterbindet, dass das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid von der Antriebsmaschine 5 in den Teilbereich T4 beziehungsweise T5 strömt, in dem über die Ventileinrichtung 13 das die Antriebsmaschine 4 durchströmende Temperierfluid strömt. Vorzugsweise ist es auch vorgesehen, dass in dem jeweiligen Zwischenzustand die Ventileinrichtung 13 auch unterbindet, dass das die Antriebsmaschine 5 durchströmende Temperierfluid von der Antriebsmaschine 5 in den entsprechenden anderen Teilbereich T5 beziehungsweise T4 strömt. Entsprechendes beziehungsweise Analoges kann auf den Wärmetaucher 23 übertragen werden, insbesondere derart, dass in zumindest einem der Schaltzustände S3, S4, S5 und S6, insbesondere beispielsweise in dem Schaltzustand S5 und/oder S6 und/oder in wenigstens einem, einigen oder allen der Zwischenzustände und/oder in wenigstens einem oder weiteren Zwischenzuständen eine Drosselung oder Absperrung des den Wärmetauscher 23 durchströmenden und in den jeweiligen Teilbereich T4 beziehungsweise T5 strömenden Temperierfluids erfolgt, das heißt mittels der Ventileinrichtung 13 bewirkt wird, insbesondere gegenüber wenigstens einem oder mehreren oder allen der Schaltzustände S3, S4, S5 und S6, insbesondere gegenüber der Schaltzustände S3 und S4.
Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Insbesondere kann die fünfte Ausführungsform eine Alternative zu oder eine Erweiterung der dritten Ausführungsform sein. Bei der fünften Ausführungsform ist beispielsweise keine Drosselung der Antriebsmaschine 5 beziehungsweise des die Antriebsmaschine 5 durchströmenden Temperierfluids vorgesehen. Dabei ist insbesondere in vorzugsweise zusätzlich zu der Ventileinrichtung 13 vorgesehenes Ventil 26 vorgesehen, welches beispielsweise der Antriebsmaschine 5 zugeordnet und somit beispielsweise ein eigenes Ventil der Antriebsmaschine 5 ist. Es ist erkennbar, dass das Ventil 26 in einem von dem Temperierfluid durchströmbaren Pfad angeordnet ist, mittels welchem das Temperierfluid von der Antriebsmaschine 5 zu der Ventileinrichtung 13 führbar ist und somit zwischen der Antriebsmaschine 5 und der Ventileinrichtung 13 verläuft. Das Ventil 26 ist dabei in dem Pfad und stromab der Antriebsmaschine 5 und stromauf der Ventileinrichtung 13 angeordnet und zwischen einem achten Schaltzustand S8 und einem neunten Schaltzustand S9 umschaltbar. In dem achten Schaltzustand S8 gibt das Ventil 26 den Pfad frei und ermöglicht eine Strömung des Temperierfluids von der Antriebsmaschine 5 über den Pfad und dabei über das Ventil 26 zu der Ventileinrichtung 13. In dem neunten Schaltzustand S9 ist der Pfad durch das Ventil 26 versperrt, wodurch eine Strömung des Temperierfluids von der Antriebsmaschine 5 über den Pfad zu der Ventileinrichtung 13 vermieden ist. Insbesondere kann die Ventileinrichtung 13 zwischen ihren Schaltzuständen S3 bis S6 verstellt werden, während das Ventil 26 in seinem Schaltzustand S8 verbleibt. Ferner kann die Ventileinrichtung 13 zwischen ihren Schaltzuständen S3 bis S6 verstellt werden, während das Ventil 26 in seinem Schaltzustand S9 verbleibt. Dadurch ist eine bedarfsgerechte Führung des Temperierfluids darstellbar.
Beispielsweise in dem Zwischenzustand zwischen den Schaltzuständen S4 und S5 und/oder in dem Zwischenzustand zwischen den Schaltzuständen S3 und S6 erfolgt beispielsweise eine, insbesondere bedarfsgerechte Drosselung des Wärmetauschers 23, insbesondere wie es oben zu Fig. 3 beschrieben ist.
Aus Fig. 7 ist erkennbar, dass dem Schaltzustand S1 und/oder S2 ein jeweiliger Zwischenzustand ST beziehungsweise S2‘ der Ventileinrichtung 12 zugeordnet sein kann, wobei der jeweilige Zwischenzustand ST beziehungsweise S2‘ auch als jeweiliger Mischzustand der Ventileinrichtung 12 bezeichnet wird. Beispielsweise weist die Ventileinrichtung 12 ein, einziges, Ventilteil auf, welches in jeweilige, die jeweiligen Schaltzustände S1 , S2 bewirkende, weitere Schaltstellungen beziehungsweise in jeweilige, die jeweiligen Mischzustände der Ventileinrichtung 12 bewirkenden Zwischenoder Mischstellungen, insbesondere relativ zu einem Ventilgehäuse der Ventileinrichtung 12, bewegbar ist. Beispielsweise wird in der jeweiligen Mischstellung der Ventileinrichtung 12 sowohl zumindest ein Teil des Temperierfluids aus dem Energiespeicher 10 als auch das Ventil aus dem Teilbereich T3 in den Teilbereich T 1 geleitet, wobei insbesondere ein weiterer Teil des Temperierfluids aus dem Energiespeicher 10 unter Umgehung der Komponentenanordnung 3 und der Ventileinrichtung 13 in den Teilbereich T5 geleitet wird.
Schließlich zeigt Fig. 8 ausschnittsweise eine sechste Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Hier ist ein strömungstechnisch parallel zu der Komponente 6 angeordneter oder geschalteter, von dem Temperierfluid durchströmbarer Zweig vorgesehen, in welchem der Wärmetauscher 23 und stromauf des Wärmetauschers 23 ein insbesondere als Niedertemperaturkühler ausgebildeter Kühler 27 angeordnet sind. Außerdem ist, insbesondere stromab des Kühlers 27 und vorzugsweise strömungstechnisch parallel zu dem Wärmetauscher 23 geschaltet ein Ausgleichsbehälter 28 vorgesehen, welcher beispielsweise auch einem oder dem Hochtemperatur-Kühler zugeordnet ist.
Bezugszeichenhste
1 Temperiereinrichtung
2 erster Temperierkreislauf
3 Komponentenanordnung
4 Antriebsmaschine
5 Antriebsmaschine
6 Komponente
6‘ Komponente
7 Komponente
8 erste Pumpe
9 zweiter Temperierkreislauf
10 elektrischer Energiespeicher
11 zweite Pumpe
12 erste Ventileinrichtung
13 zweite Ventileinrichtung
14 Klimatisierungseinrichtung
15 Wärmetauscher
16 Heizelement
17 Verbindungsleitung
18 Kühler
19 Lüfter
20 Ausgleichsbehälter
21 Menge
22 Rückschlagventil
23 Wärmetauscher
24 Ventil
25 Ventil
26 Ventil
27 Kühler
28 Ausgleichsbehälter
S1 erster Schaltzustand
S1‘ Zwischenzustand
S2 zweiter Schaltzustand
S2‘ Zwischenzustand
S3 dritter Schaltzustand S4 vierter Schaltzustand
S5 fünfter Schaltzustand
S6 sechster Schaltzustand
S7 siebter Schaltzustand
S8 achter Schaltzustand
S9 neunter Schaltzustand
T1 Teilbereich
T2 Teilbereich
T3 Teilbereich
T4 Teilbereich
T5 Teilbereich
V1 Verbindungsstelle
V2 Verbindungsstelle

Claims

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Patentansprüche Temperiereinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Temperierfluid durchströmbaren, ersten Temperierkreislauf (2), mit wenigstens einer in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordneten und dadurch mittels des den ersten Temperierkreislauf (2) durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden Antriebsmaschine (4), mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist, mit einer in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordneten, ersten Pumpe (8) zum Fördern des Temperierfluids durch den ersten Temperierkreislauf (2), mit einem von dem Temperierfluid durchströmbaren, zweiten Temperierkreislauf (9), mit wenigstens einem in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten und dadurch mittels des den zweiten Temperierkreislauf (9) durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden, elektrischen Energiespeicher (10) zum Speichern von elektrischer Energie, und mit einer in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten, zweiten Pumpe (11) zum Fördern des Temperierfluids durch den zweiten Temperierkreislauf (9), gekennzeichnet durch eine Ventileinrichtung (12), welche umschaltbar ist zwischen:
- einem ersten Schaltzustand (S1), in welchem die Pumpen (8, 11) seriell zueinander geschaltet sind, und
- einem zweiten Schaltzustand (S2), in welchem die Pumpen (8, 11) parallel zueinander geschaltet sind. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (12) in Strömungsrichtung des die Temperierkreisläufe (2, 9) durchströmenden Temperierfluids stromauf der ersten Pumpe (8) in dem ersten Temperierkreislauf (2) und stromab der zweiten Pumpe (11) in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordnet ist. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine in dem zweiten Temperierkreislauf (9) und in dem ersten Temperierkreislauf 30
(11) stromab der Antriebsmaschine (4) angeordnete, zweite Ventileinrichtung (13), welche umschaltbar ist zwischen:
- einem dritten Schaltzustand (S3), in welchem mittels der zweiten Ventileinrichtung (13) das die Antriebsmaschine (4) durchströmende Temperierfluid in einen stromab der zweiten Ventileinrichtung (13) angeordneten, ersten Teilbereich (T4) des ersten Temperierkreislaufs (2) einleitbar ist, und
- einem vierten Schaltzustand (S4), in welchem mittels der zweiten Ventileinrichtung (13) das die Antriebsmaschine (4) durchströmende Temperierfluid in einen stromab der zweiten Ventileinrichtung (14) angeordneten, zweiten Teilbereich (T5) des zweiten Temperierkreislaufs (9) und dadurch in den zweiten Temperierkreislauf (9) einleitbar ist. Temperiereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zum Temperieren von dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zuzuführender Luft ausgebildete Klimatisierungseinrichtung (14), welche aufweist:
- einen zusätzlich zu den Temperierkreisläufen (2, 9) vorgesehenen und von einem Kältemittel durchström baren Kältemittelkreislauf, und
- wenigstens einen in dem Kältemittelkreislauf und in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten Wärmetauscher (15), über weichen Wärme zwischen dem Kältemittel und dem den zweiten Temperierkreislauf (9) durchströmenden Temperierfluid übertragbar ist. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung (14) in einem Wärmepumpenbetrieb betreibbar ist, in welchem die dem Innenraum zuzuführende Luft mittels über den Wärmetauscher (15) von dem den zweiten Temperierkreislauf (9) durchströmenden Temperierfluid auf das Kältemittel übertragene Wärme erwärmbar ist. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung (14) einen zum Kondensieren des Kältemittels ausgebildeten und zusätzlich zu dem Wärmetauscher (15) vorgesehenen Kondensator (23) aufweist, welcher in dem Kältemittelkreislauf angeordnet ist, wobei der Kondensator (23) auch in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordnet und parallel zu der Antriebsmaschine (4) geschaltet ist. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 6 in dessen Rückbezug über Anspruch 4 oder 5 auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass:
- in dem dritten Schaltzustand (S3) mittels der zweiten Ventileinrichtung (13) das den Kondensator (23) durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung (13) angeordneten, ersten Teilbereich (T4) des ersten Temperierkreislaufs (2) einleitbar ist, und
- in dem vierten Schaltzustand (S4): o mittels der zweiten Ventileinrichtung (13) das den Kondensator (23) durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung (13) angeordneten, ersten Teilbereich (T4) des ersten Temperierkreislaufs (2) einleitbar ist, oder o mittels der zweiten Ventileinrichtung (13) das den Kondensator (23) durchströmende Temperierfluid in den stromab der zweiten Ventileinrichtung (13) angeordneten, zweiten Teilbereich (T5) des zweiten Temperierkreislaufs (9) einleitbar ist. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventileinrichtung (13) in wenigstens einen Zwischenzustand schaltbar ist, in welchem die zweite Ventileinrichtung (13) eine gegenüber dem dritten Schaltzustand (S3) und dem vierten Schaltzustand (S4) gedrosselte Strömung des Temperierfluids durch den Kondensator (23) zulässt. Temperiereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Temperierkreislauf (2) ein Kühler zum Kühlen des den ersten Temperierkreislauf (2) durchströmenden Temperierfluids (18) angeordnet ist. Temperiereinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Temperierfluid durchströmbaren, ersten Temperierkreislauf (2), mit wenigstens einer in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordneten und dadurch mittels des den ersten Temperierkreislauf (2) durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden Antriebsmaschine (4), mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist, mit einer in dem ersten Temperierkreislauf (2) angeordneten, ersten Pumpe (8) zum Fördern des Temperierfluids durch den ersten Temperierkreislauf (2), mit einem von dem Temperierfluid durchströmbaren, zweiten Temperierkreislauf (9), mit wenigstens einem in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten und dadurch mittels des den zweiten Temperierkreislauf (9) durchströmenden Temperierfluids zu temperierenden, elektrischen Energiespeicher (10) zum Speichern von elektrischer Energie, und mit einer in dem zweiten Temperierkreislauf (9) angeordneten, zweiten Pumpe (11) zum Fördern des Temperierfluids durch den zweiten Temperierkreislauf (9), gekennzeichnet durch eine in dem zweiten Temperierkreislauf (9) und in dem ersten Temperierkreislauf (2) stromab der Antriebsmaschine (4) angeordnete Ventileinrichtung (13), welche umschaltbar ist zwischen:
- einem ersten Schaltzustand (S3), in welchem mittels der Ventileinrichtung (13) das die Antriebsmaschine (4) durchströmende Temperierfluid in einen stromab der Ventileinrichtung (13) angeordneten, ersten Teilbereich (T4) des ersten Temperierkreislaufs (2) einleitbar ist, und
- einem zweiten Schaltzustand (S4), in welchem mittels der Ventileinrichtung (13) das die Antriebsmaschine (4) durchströmende Temperierfluid in einen stromab der zweiten Ventileinrichtung (13) angeordneten, zweiten Teilbereich (T5) des zweiten Temperierkreislaufs (9) und dadurch in den zweiten Temperierkreislauf (9) einleitbar ist. Kraftfahrzeug, mit einer Temperiereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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