專利名稱：車輛氣候控制系統(tǒng)及溫度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛氣候控制系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)制冷劑回路和至少一個(gè)溫度控制回路，用于控制車輛內(nèi)部腔室和至少一個(gè)車輛組件的溫度，特別是用于電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛；一種控制車輛組件溫度的方法，其使用至少一個(gè)制冷劑回路和至少一個(gè)溫度控制回路；以及具有這種氣候控制系統(tǒng)的車輛。
背景技術(shù)：
車輛的氣候控制系統(tǒng)以及控制車輛內(nèi)部腔室氣候的方法已眾所周知。例如，EP0991536B1公開了一種空調(diào)系統(tǒng)和加熱驅(qū)動(dòng)單元的制冷劑的方法。該申請中的車輛空調(diào)系統(tǒng)包括由至少一個(gè)冷凝器、膨脹元件、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)以及跨接所述冷凝器的旁路和用于打開和閉合所述旁路的旁路閥組成的制冷劑回路，其中在制冷劑回路設(shè)置有熱交換器，該熱交換器在一側(cè)受到制冷劑的作用，在另一側(cè)受到驅(qū)動(dòng)單元的冷凍劑的作用。制冷劑回路 中的熱交換器設(shè)置在壓縮機(jī)和冷凝器之間。為了加熱所述驅(qū)動(dòng)單元的冷凍劑，制冷劑經(jīng)由熱交換器被帶到更高壓力下，通過在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮制冷劑來加熱制冷劑，因此產(chǎn)生熱量并且從制冷劑轉(zhuǎn)移到冷凍劑，更快地加熱驅(qū)動(dòng)單元。在冷凍劑的加熱階段，冷凝器被跨接，壓縮機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的熱量或者在熱交換器內(nèi)被唯一轉(zhuǎn)移至冷凍劑，或者通過蒸發(fā)器轉(zhuǎn)移至流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣。DE10207128A1公開了一種車輛空調(diào)系統(tǒng)，具體講是二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)。其制冷劑回路包括壓縮機(jī)、制冷劑冷卻器、冷凍劑冷卻器和蒸發(fā)器一側(cè)之間的內(nèi)部熱交換器、膨脹閥和蒸發(fā)器，其中在壓縮機(jī)和制冷劑冷卻器之間設(shè)有與引擎?zhèn)壤鋮s回路相對應(yīng)的輔助熱交換器，用于將該空調(diào)系統(tǒng)從冷卻模式切換為加熱模式。膨脹閥位于輔助熱交換器下游位置處，借助于膨脹閥可使制冷劑在加熱模式中節(jié)流為較低的壓強(qiáng)。輔助膨脹閥是自輔助熱交換器和制冷劑冷卻器之間的制冷劑管路分流出的旁路的一部分。旁路與制冷劑管路平行連接，同時(shí)跨接制冷劑管路中設(shè)置的止回閥。DE4408960C1公開了一種用于冷卻動(dòng)力電池的裝置，具體講，其用于電動(dòng)車輛。該申請?zhí)峁┮环N電池冷卻回路，其包括空冷熱交換器和電池供電循環(huán)泵。進(jìn)一步，提供一種冷卻系統(tǒng)，其包括電池供電壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器，該冷卻系統(tǒng)插入到電池冷卻回路內(nèi)并與電池蛇形冷卻線圈部件和空冷熱交換器串聯(lián)，且與后者熱接觸。在電池冷卻回路內(nèi)設(shè)置有旁路以旁路空冷熱交換器，切換閥位于其上游位置。混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛和燃料電池驅(qū)動(dòng)的車輛的電池系統(tǒng)和電池帶來了電池溫度控制的需求，即，獨(dú)立于所產(chǎn)生的任何引擎廢熱來加熱和冷卻電池，因?yàn)樵陔妱?dòng)車輛中，這種諸如在具有內(nèi)燃機(jī)的車輛中集聚的引擎廢熱不再產(chǎn)生。在混合動(dòng)力車輛中，引擎熱量可能用于加熱電池。原則上，在所述類型的車輛中沒有引擎熱量可用于加熱客廂。目前最常用的能量存儲裝置是鎳金屬氫化物電池(NiNH電池)。進(jìn)一步，在所謂智能領(lǐng)域，鈉鎳氯化物電池(NaNiCl電池)是眾所周知的。這種電池具有90Wh/kg至140Wh/kg的高能量密度，但是需要較高的工作溫度。因此，當(dāng)車輛靜止時(shí)需要加熱來保持這種電池的使用狀態(tài)。鋰離子電池在目前所有可使用的可充電能量存儲裝置中具有最高的能量密度。與傳統(tǒng)的鎳金屬氫化物電池相比，鋰離子高電壓電池具有更高的能量密度和更好的導(dǎo)電效率，同時(shí)體積小且重量輕。具體的能量密度例如可為120Wh/kg至150Wh/kg。因此，冷卻和加熱這種電池對于保持使用狀態(tài)特別重要。使用上述公知的車輛空調(diào)系統(tǒng)或冷卻動(dòng)力電池的裝置，可能確保特別是具有高能量密度的電池的使用狀態(tài)，因?yàn)槭褂萌魏紊鲜鱿到y(tǒng)都不能既冷卻又加熱電池，同時(shí)控制車輛內(nèi)部腔室的溫度，而所有這些功能又彼此相互獨(dú)立。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供用來控制車輛組件的溫度的氣候控制系統(tǒng)和控制車輛組件溫度方法，其通過提供一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)來相互獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的各種情形下均需要的、對各個(gè)車輛組件，比如電池、燃料電池、電力電子器件、用于例如燃料電池、流體系統(tǒng)等的DC/DC轉(zhuǎn)換器，和車輛內(nèi)部腔室的溫度控制。對于權(quán)利要求I的前序所述的氣候控制系統(tǒng)，以上目的通過提供至少一個(gè)從溫度控制回路吸收熱量的裝置和至少一個(gè)向溫度控制回路釋放熱量的裝置來實(shí)現(xiàn)。對于權(quán)利要求11的前序所述的方法，以上目的通過在制冷劑回路的低壓側(cè)，將來自溫度控制回路的熱量吸入制冷劑回路，以及在制冷劑回路的高壓側(cè)，使熱量通過制冷劑回路釋放至溫度控制回路來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
在從屬權(quán)利要求中描述。通過本發(fā)明得到一種尤其用于車輛的氣候控制系統(tǒng)，其中至少一個(gè)制冷劑回路和至少一個(gè)溫度控制回路彼此連接，以便使用同一個(gè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)所需要的對諸如電池、燃料電池、電力電子器件、流體系統(tǒng)等的車輛組件和車輛內(nèi)部腔室的加熱和冷卻。整個(gè)溫度控制，即，車輛組件的加熱和冷卻通過與待溫控組件連接的、以溫度控制回路形式存在的傳熱介質(zhì)回路完成。通過氣候控制系統(tǒng)單獨(dú)地或以彼此任何組合的方式進(jìn)行溫度控制的組件，除了電池和內(nèi)燃機(jī)，還有例如電動(dòng)機(jī)、變頻器、車輛電力電子器件、電動(dòng)輔助單元。當(dāng)至少兩個(gè)組件彼此組合時(shí)，可設(shè)置串聯(lián)或并聯(lián)連接的組件。同樣，任何流體系統(tǒng)均可通過氣候控制系統(tǒng)進(jìn)行溫度控制。因此，與EP0991536B1的現(xiàn)有技術(shù)不同，利用根據(jù)本發(fā)明的氣候控制系統(tǒng)，不但能向驅(qū)動(dòng)單元供給熱量，而且能得到如DE10207128A1所描述的、具有從冷卻模式向加熱模式切換的裝置的空調(diào)系統(tǒng)，而且能得到制冷劑回路和溫度控制回路的至少雙重結(jié)合，以使熱量可從制冷劑回路供給和釋放至溫度控制回路、以及從溫度控制回路供給和釋放至制冷劑回路。因此車輛組件在運(yùn)轉(zhuǎn)中可交互地冷卻和加熱，以實(shí)現(xiàn)對特定外部條件的最佳適應(yīng)，并確保車輛組件的使用狀態(tài)。車輛組件因此可保持在最佳溫度而不受外部天氣影響。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)車輛內(nèi)部腔室的最佳氣候控制。為了能簡單地實(shí)現(xiàn)車輛組件在各種情形下所需要的運(yùn)行狀態(tài)和車輛內(nèi)部腔室的運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)選提供至少一個(gè)裝置用于連接和斷開至少一個(gè)組件和/或氣候控制系統(tǒng)的支路或回路，尤其是提供至少一個(gè)跨接閥和/或多向閥和/或旁路。因此，制冷劑回路的可由用于熱交換的溫度控制回路控制的單個(gè)元件或組件、以及兩個(gè)回路自身的單個(gè)組件可根據(jù)各自期望的運(yùn)行狀態(tài)連接或斷開或跨接，所述運(yùn)行狀態(tài)包括車輛組件和車輛內(nèi)部腔室的加熱和/或冷卻。
優(yōu)選用于從溫度控制回路吸收熱量的裝置是低壓側(cè)熱交換器，尤其是蒸發(fā)器，用于向溫度控制回路釋放熱量的裝置是所述至少一個(gè)制冷劑回路的高壓側(cè)熱交換器，尤其是降溫器或冷凝器。制冷劑回路，其作為例如在所謂的空調(diào)系統(tǒng)或制冷系統(tǒng)模式、以及熱泵模式下運(yùn)行的車輛空調(diào)系統(tǒng)的一部分，可與溫度控制回路互相結(jié)合，以便熱量可經(jīng)由蒸發(fā)器從溫度控制回路向制冷劑回路釋放。所述溫度控制回路進(jìn)一步包括與周圍空氣接觸的冷卻器和與車輛內(nèi)部腔室連接的加熱熱交換器。可設(shè)置一種包括溫度控制回路的加熱熱交換器和制冷劑回路的蒸發(fā)器的裝置。因此，車輛內(nèi)部腔室的加熱和冷卻均成為可能。優(yōu)選地，所述制冷劑回路進(jìn)一步包括兩個(gè)制冷劑冷卻器或降溫器，其中第一制冷劑冷卻器或降溫器進(jìn)一步設(shè)置在流動(dòng)方向的壓縮機(jī)的下游，以便其可用于在高壓側(cè)向溫度控制回路轉(zhuǎn)移熱量。第二制冷劑冷卻器可充當(dāng)蒸發(fā)器(在熱泵模式中)或充當(dāng)冷凝器或液化器或制冷劑降溫器。所述冷卻器設(shè)置在流動(dòng)方向的第一制冷劑冷卻器的下游，并且位于第一蒸發(fā)器的上游，所述第一蒸發(fā)器與溫度控制回路、或設(shè)置在第一蒸發(fā)器和第二制冷劑冷卻器之間的膨脹閥連通。優(yōu)選地，可進(jìn)一步設(shè)置包含溫度控制回路的冷卻器和第二制冷劑冷卻器的單元，該單元由周圍空氣進(jìn)行溫度控制，即冷卻或加熱，例如與熱泵關(guān)聯(lián)。 優(yōu)選地，可進(jìn)一步設(shè)置結(jié)合在制冷劑回路內(nèi)的內(nèi)部熱交換器。其在流動(dòng)方向上設(shè)置在第二制冷劑冷卻器的下游以及第二蒸發(fā)器的下游，以便可在向前流動(dòng)的制冷劑和向后流動(dòng)的制冷劑之間、或在高壓側(cè)和低壓側(cè)之間發(fā)生內(nèi)部熱交換。所述兩個(gè)蒸發(fā)器可串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，其中后一種變形例通常是優(yōu)選的。為了能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部熱交換器如同熱泵模式中一樣被跨接這樣的應(yīng)用，優(yōu)選跨接閥或旁通閥在流動(dòng)方向上設(shè)置在第二制冷劑冷卻器的下游。當(dāng)跨接內(nèi)部熱交換器時(shí)，制冷劑可從第二制冷劑冷卻器直接流回壓縮機(jī)。第二制冷劑冷卻器吸收熱量，第一制冷劑冷卻器釋放熱量。制冷劑在第一制冷劑冷卻器的下游膨脹，第二制冷劑冷卻器設(shè)置在低壓側(cè)?？捎眠@種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車輛組件和車輛內(nèi)部腔室的加熱。優(yōu)選地，進(jìn)一步設(shè)置跨接閥和/或旁路，用于跨接在流動(dòng)方向上位于第一制冷劑冷卻器下游的膨脹閥。具體講，當(dāng)冷卻車輛組件并同時(shí)加熱車輛內(nèi)部腔室時(shí)，通過跨接膨脹閥，制冷劑在高壓側(cè)可經(jīng)由跨接閥從第一制冷劑冷卻器直接流向第二制冷劑冷卻器。第二制冷劑冷卻器于是充當(dāng)冷凝器，并且引起熱量的釋放和制冷劑的液化。對于這種冷卻車輛組件并同時(shí)加熱車輛內(nèi)部腔室的運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)選地，僅在第二制冷劑冷卻器的下游、第一蒸發(fā)器的上游，通過設(shè)置的第二膨脹閥降低壓強(qiáng)。在制冷劑回路內(nèi)可設(shè)置兩個(gè)蒸發(fā)器的并聯(lián)回路。這有利于運(yùn)轉(zhuǎn)彼此相互獨(dú)立的兩個(gè)制冷劑回路。在這種情形下，優(yōu)選地，在第二制冷劑冷卻器和特定的蒸發(fā)器之間設(shè)置兩個(gè)膨脹閥，其中第二制冷劑冷卻器下游的制冷劑流可根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式相應(yīng)地被分成兩個(gè)集流。如果選擇更經(jīng)濟(jì)的方案，可設(shè)置所述至少一個(gè)制冷劑回路的兩個(gè)蒸發(fā)器的串聯(lián)回路。在后一種方案中可省略集流的劃分以及第二蒸發(fā)器上游的膨脹閥。配置兩個(gè)膨脹閥使得能在低壓側(cè)上膨脹為不同的壓強(qiáng)。優(yōu)選地，僅設(shè)置一個(gè)溫度控制回路，用于冷卻和加熱車輛組件，例如電池、燃料電池等。設(shè)置跨接閥和旁路，用于選擇性連接和斷開溫度控制回路和制冷劑回路的各個(gè)元件，以及用于選擇性連接和斷開待溫控組件。優(yōu)選地，用于控制車輛組件溫度的溫度控制回路可進(jìn)一步包括冷卻回路和加熱回路，其各自用于從所述溫度控制回路吸收熱量的裝置以及用于向所述溫度控制回路釋放熱
量的裝置。 進(jìn)一步，溫度控制回路可包括兩個(gè)冷卻回路，用于在不同的溫度水平下運(yùn)行車輛，特別是混合動(dòng)力車輛的組件。這些不同的溫度水平主要是混合動(dòng)力車輛的需要，因?yàn)榕c諸如電池、燃料電池、電力電子器件、流體系統(tǒng)等其他車輛組件相比，內(nèi)燃機(jī)在不同溫度水平下運(yùn)行，即，通常冷卻至大約90°C。可將氣候控制系統(tǒng)、空調(diào)或制冷劑系統(tǒng)或熱泵的單個(gè)組件分成兩個(gè)或多個(gè)回路。進(jìn)一步優(yōu)選地，回路和支路的一個(gè)或多個(gè)泵以及一個(gè)或多個(gè)壓 縮機(jī)可為電動(dòng)操作，或設(shè)成被啟動(dòng)，這樣，這些裝置能在較低能量下高效運(yùn)轉(zhuǎn)，因此特別適用于電動(dòng)車輛。優(yōu)選地，在制冷劑回路中所使用的制冷劑從C02、R744、諸如HF0_1234yf的氫氟烯烴、諸如1，I, I, 2-四氟乙烷或R134a的四氟乙烷中選擇。CO2是在超臨界范圍運(yùn)行的高壓制冷劑，而HF0-1234yf和R134a是在次臨界范圍運(yùn)行的制冷劑。添加防凍劑的冷卻水例如適用于所述溫度控制回路。原則上，組件的直接冷卻，具體地，電池的直接冷卻可通過旁路傳熱介質(zhì)的制冷劑回路或溫度控制回路完成。然而，在這種情形中必須采取另外的措施來適應(yīng)或補(bǔ)償制冷劑回路和組件內(nèi)存在的不同壓強(qiáng)。


為了詳細(xì)說明本發(fā)明，下文參照附圖詳細(xì)描述典型實(shí)施方式。其中；圖I是本發(fā)明的氣候控制系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的總體圖；圖2是圖I的氣候控制系統(tǒng)用于加熱電池和加熱車輛內(nèi)部腔室的運(yùn)行狀態(tài)的總體圖；圖3是圖I的氣候控制系統(tǒng)用于冷卻電池和加熱車輛內(nèi)部腔室的運(yùn)行狀態(tài)的總體圖；圖4是圖I的氣候控制系統(tǒng)用于冷卻電池和加熱車輛內(nèi)部腔室的運(yùn)行狀態(tài)的總體圖；圖5是圖I的氣候控制系統(tǒng)用于冷卻電池和冷卻車輛內(nèi)部腔室的運(yùn)行狀態(tài)的總體圖；圖6是本發(fā)明的氣候控制系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的總體圖，該第二實(shí)施方式具有兩個(gè)分離的加熱回路和冷卻回路；圖7是本發(fā)明的氣候控制系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的總體圖，該第三實(shí)施方式用于混合動(dòng)力車輛，具有兩個(gè)冷卻回路和一個(gè)加熱回路；以及圖8是本發(fā)明的氣候控制系統(tǒng)的另一實(shí)施方式的總體圖，該另一實(shí)施方式用于混合動(dòng)力車輛，具有制冷劑回路的串聯(lián)連接的兩個(gè)蒸發(fā)器。附圖標(biāo)記I氣候控制系統(tǒng)2制冷劑回路3溫度控制回路4車輛內(nèi)部腔室
5 環(huán)境6 電池7冷卻回路8加熱回路
9內(nèi)燃機(jī)10 泵IOa 泵IOb 泵IOc 泵11電動(dòng)機(jī)12壓縮機(jī)21第一制冷劑冷卻器22第一膨脹閥23第二制冷劑冷卻器/冷凝器24跨接閥25內(nèi)部熱交換器26跨接閥27三向閥28 管路29 管路30加熱熱交換器31加熱/冷卻單元32 風(fēng)扇33跨接閥34冷卻器35 風(fēng)扇36跨接閥37 管路38跨接閥39跨接閥40第二膨脹閥41第三膨脹閥42第一蒸發(fā)器43第二蒸發(fā)器44三向閥45 管路46 管路47 管路48 管路
49 管路50 管路51 管路52 管路60 管路61 管路62 管路63 管路
64 管路7O三向閥71三向閥72 管路72a 管路73 管路74 管路80 管路81 管路82 管路82a 管路83三向閥84 管路85 管路86 管路87跨接閥90第一溫度控制/冷卻回路91 管路92三向閥93 管路94三向閥95 管路96 管路97 管路98 管路100第二冷卻回路101 管路102 管路103三向閥104 管路105三向閥
110加熱回路111 管路112 管路113三向閥114 管路115 管路116 管路600 組件 601組件(流體系統(tǒng))A壓縮機(jī)20下游的點(diǎn)B第一制冷劑冷卻器21下游的點(diǎn)C第一膨脹閥22下游的點(diǎn)D第二制冷劑冷卻器23下游的點(diǎn)E壓縮機(jī)20上游的點(diǎn)F第二膨脹閥40下游的點(diǎn)G第一蒸發(fā)器42下游的點(diǎn)FK車輛空調(diào)系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式圖I是包括制冷劑回路2和溫度控制回路3的氣候控制系統(tǒng)I的示意圖。該制冷劑回路例如為可在空調(diào)模式和熱泵模式下運(yùn)行的車輛空調(diào)系統(tǒng)FK的一部分。制冷劑回路2包括壓縮機(jī)20、第一制冷劑冷卻器21、第一膨脹閥22和第二制冷劑冷卻器23，第二制冷劑冷卻器23可根據(jù)上述模式作為冷凝器或蒸發(fā)器(在熱泵模式中)運(yùn)行。具有跨接閥24的旁路平行于膨脹閥22設(shè)置。制冷劑回路2進(jìn)一步包括位于制冷劑流動(dòng)方向上第二制冷劑冷卻器23下游的內(nèi)部熱交換器25。熱交換器25為任選，當(dāng)如圖I所示設(shè)置交換器25時(shí)，其可通過跨接閥26被跨接，借助跨接閥26，制冷劑可從第二制冷劑冷卻器23經(jīng)由管路51流回壓縮機(jī)20。第二制冷劑冷卻器23在熱泵模式中作為蒸發(fā)器運(yùn)行，借助第二制冷劑冷卻器23可加熱制冷劑。在內(nèi)部熱交換器25的下游，制冷劑管路系統(tǒng)通過三向閥27分流為兩個(gè)管路?？稍O(shè)置另一種閥門或不同類型的導(dǎo)管來代替三向閥。管路28、29 二者均包括膨脹閥。這兩個(gè)膨脹閥40、41通向兩個(gè)蒸發(fā)器，第一蒸發(fā)器42與溫度控制回路3連通，第二蒸發(fā)器43可用于車輛內(nèi)部腔室4的溫度控制。第二蒸發(fā)器43與溫度控制回路3的加熱熱交換器30共同形成加熱/冷卻單元31，用于車輛內(nèi)部腔室4的溫度控制。加熱/冷卻單元31進(jìn)一步包括風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)32。設(shè)置另一個(gè)三向閥44來使蒸發(fā)器43下游的制冷劑回流至壓縮機(jī)20。從該閥引出的管路45通向內(nèi)部熱交換器25。從三向閥44引出的另一條管路46與第一蒸發(fā)器42連接。該制冷劑回路因此閉合。除了已經(jīng)提到的加熱熱交換器30，溫度控制回路3還包括加熱熱交換器30的跨接閥33。溫度控制回路3進(jìn)一步包括具有風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)35的冷卻器34，冷卻器34與環(huán)境5或周圍空氣接觸。冷卻器34和第二制冷劑冷卻器23也可作為一個(gè)用于從環(huán)境5或通過環(huán)境5吸收和釋放熱量的單元運(yùn)行。可與溫度控制回路3發(fā)生熱交換的制冷劑回路2的第一蒸發(fā)器42通過跨接閥36可被跨接，跨接閥36位于冷凍劑流動(dòng)方向上冷卻器34的下游位置。在圖I中未示出的三向閥或另一種類型的閥門可設(shè)置在管路64的分支內(nèi)，管路64從冷卻器34通向跨接閥36或蒸發(fā)器42的。制冷劑回路與溫度控制回路的熱交換可通過第一制冷劑冷卻器21進(jìn)行。設(shè)置相應(yīng)的管路37，其從溫度控制回路到第一制冷劑冷卻器21并回到該溫度控制回路。然而，也可通過跨接閥38在溫度控制回路部分跨接第一制冷劑冷卻器。因此，無需在每種情形下都與第一制冷劑冷卻器21進(jìn)行熱交換。在下文詳細(xì)說明其各種運(yùn)行狀態(tài)。該氣候控制系統(tǒng)的執(zhí)行熱交換的具體組件以直流、逆流或叉流形式運(yùn)轉(zhuǎn)。也可以根據(jù)傳熱介質(zhì)或熱交換器采用其他運(yùn)行模式。圖I進(jìn)一步例示電池6作為一個(gè)待溫控的車輛組件，其被置于溫度控制回路3內(nèi)?？蛇x地或另外地，車輛的其他組件600和601，諸如例如車輛的電力電子器件、流體系統(tǒng)、燃料電池等，也可通過氣候控制系統(tǒng)I進(jìn)行溫度控制。各個(gè)組件可并聯(lián)連接或串聯(lián)連接，即，置于氣候控制系統(tǒng)內(nèi)。也可連接其他熱交換器。這些熱交換器例如控制另一用于致冷和/或熱量轉(zhuǎn)移的流體的溫度。為了能夠進(jìn)行這種與該氣候控制系統(tǒng)的連接以及從該氣候控制系統(tǒng)的移除，在各情形下設(shè)置跨接閥。例如，用于跨接電池6的跨接閥39設(shè)置在冷凍劑流動(dòng)方向上跨接閥38的下游。因此，冷凍劑或者流過電池6或者用于控制其溫度。可使用其他類型的閥門，例如換向閥，來代替跨接閥。大部分的電池，特別是電動(dòng)車輛或燃料電池車輛的電池，需要15_35°C的溫度以安全運(yùn)行。例如，如果由于周圍溫度在_20°C和40°C之間浮動(dòng)，得不到以上溫度，則如前文所示，需要對電池或其他的車輛組件進(jìn)行溫度控制。同時(shí)，根據(jù)當(dāng)前周圍溫度，期望將車輛內(nèi)部腔室的的溫度大體控制在16°C和25°C之間。因此需要電池或其他車輛組件以及回路和車輛內(nèi)部腔室的各種運(yùn)行狀態(tài)，這將在下文參照圖2-圖8詳細(xì)說明?？赡艿倪\(yùn)行狀態(tài)為電池或組件以及回路和車輛內(nèi)部腔室的冷卻，僅車輛內(nèi)部腔室的冷卻，僅電池或車輛的其他組件和回路的冷卻，電池或車輛的其他組件和回路的冷卻連同車輛內(nèi)部腔室的加熱，電池或車輛的其他組件和回路以及車輛內(nèi)部腔室二者的加熱，僅車輛內(nèi)部腔室的加熱以及僅電池或車輛的其他組件和回路的進(jìn)一步加熱。圖2顯示加熱作為一個(gè)或多個(gè)溫度可控組件的例子的電池6和車輛內(nèi)部腔室4的運(yùn)行狀態(tài)，其中顯示加熱車輛內(nèi)部腔室和溫度控制回路。電池作為一個(gè)或多個(gè)待溫控的車輛組件的典型例在下文進(jìn)行描述。在制冷劑回路2內(nèi)流動(dòng)的制冷劑通過壓縮機(jī)20壓縮，以使壓縮機(jī)20下游A點(diǎn)的制冷劑為氣態(tài)并處于高壓和過熱狀態(tài)。制冷劑以這種狀態(tài)進(jìn)入制冷劑冷卻器21。在該冷卻器內(nèi)，熱量經(jīng)由管路37釋放至溫度控制回路3。因此，跨接閥閉合以使在作為熱交換器的制冷劑冷卻器21內(nèi)所釋放的熱量經(jīng)由管路60、61到達(dá)電池6。因此，能以與加熱其他車輛組件相同的方式加熱電池。熱量可進(jìn)一步釋放至車輛內(nèi)部腔室4，這通過從電池導(dǎo)向加熱熱交換器的管路62以及加熱熱交換器30完成。因此，在電池內(nèi)沒有被移除并用于加熱的熱量傳向加熱熱交換 器30。如果電池在運(yùn)行期間被加熱，該熱量可釋放至管路62內(nèi)的冷凍劑，然后到達(dá)加熱熱交換器30。車輛內(nèi)部腔室4通過加熱熱交換器30加熱，加熱熱交換器30優(yōu)選包括使熱空氣流入車輛內(nèi)部腔室的風(fēng)扇32或相應(yīng)的鼓風(fēng)機(jī)?？諝馔ㄟ^加熱熱交換器加熱并通過鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇32吹入車輛內(nèi)部腔室4。因在加熱熱交換器30內(nèi)釋放熱量而冷卻的冷凍劑經(jīng)由管路63流向冷卻器34。在這種情形下，環(huán)境5的空氣可用于冷卻冷凍劑。具體來講，每當(dāng)溫度的實(shí)際值低于溫度的預(yù)定期望值時(shí)加熱電池和車輛內(nèi)部腔室。來自冷卻器34的冷卻的冷凍劑通過管路64和閉合的跨接閥36直接再次流向第一制冷劑冷卻器21以在該冷卻器內(nèi)再次被加熱。在所示的例子中，設(shè)置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵10，用于輸送冷凍劑通過溫度控制回路?？梢蕴峁┆?dú)立于例如汽化的冷凍劑進(jìn)行的循環(huán)。 原則上，熱量通過制冷劑冷卻器21轉(zhuǎn)移至溫度控制系統(tǒng)。這一方面可在氣候控制系統(tǒng)作為制冷系統(tǒng)運(yùn)彳了時(shí)完成，另一方面可在氣候控制系統(tǒng)作為熱栗運(yùn)彳了時(shí)完成，在下文進(jìn)行描述。由于熱量在制冷劑冷卻器21內(nèi)釋放，在B點(diǎn)位置的制冷劑處于高壓但與A點(diǎn)位置相比溫度較低，B點(diǎn)位于從制冷劑冷卻器21通向膨脹閥22的管路48內(nèi)，且位于膨脹閥22的上游。通過膨脹閥22降低壓強(qiáng)，以使在膨脹閥下游C點(diǎn)的制冷劑處于低壓。在管路49內(nèi)制冷劑以濕蒸汽存在并以這種狀態(tài)進(jìn)入第二制冷劑冷卻器23。制冷劑冷卻器23充當(dāng)蒸發(fā)器以提供熱量。具體地，用于蒸發(fā)的熱量可從周圍空氣吸取。在此，第二制冷劑冷卻器23和冷卻器34組合為一個(gè)單元，因?yàn)槎呖膳c周圍空氣5進(jìn)行熱交換。在管路50內(nèi)或第二制冷劑冷卻器下游D點(diǎn)，制冷劑應(yīng)當(dāng)處于低壓，但由于吸收熱量，與C點(diǎn)相比溫度升高。通過為該目的而閉合的跨接26，制冷劑直接經(jīng)由管路51返回至壓縮機(jī)20。壓縮機(jī)上游E點(diǎn)的制冷劑因而處于低壓并具有與D點(diǎn)接近的溫度，以便，如下文所述，其后通過壓縮機(jī)20再此完成制冷劑向高壓的加熱加壓。可根據(jù)最多樣熱交換器原則，以不同方式設(shè)計(jì)第一制冷劑冷卻器21。具體講，它可配置為逆流、直流或叉流熱交換器。如上文所述，根據(jù)制冷劑進(jìn)入制冷劑冷卻器23時(shí)所具有的狀態(tài)(高壓或低壓)和從制冷劑冷卻器23以何種形式釋放，第二制冷劑冷卻器23既可作為液化器或冷凝器運(yùn)行，也可作為蒸發(fā)器運(yùn)行。圖3示出另一運(yùn)行狀態(tài)，即車輛組件的冷卻和車輛內(nèi)部腔室4的加熱，在此以電池6作為車輛組件的實(shí)例進(jìn)行說明。在所示的實(shí)施方式中，這種運(yùn)行狀態(tài)在沒有制冷劑回路2參與的情況下實(shí)現(xiàn)。在此，冷凍劑僅用來冷卻電池和加熱車輛內(nèi)部腔室。冷凍劑通過冷卻器34由周圍空氣5冷卻并經(jīng)由管路64、跨接閥36、跨接閥38、管路60和管路61流至電池6，跨接閥36和跨接閥38 二者閉合。在此冷凍劑用于冷卻電池并根據(jù)熱交換器原則吸收電池的余熱，以使溫度升高的冷凍劑通過管路62流向加熱熱交換器。通過該熱交換器，余熱可用于通過加熱車輛內(nèi)部腔室內(nèi)的空氣來加熱內(nèi)部腔室。因此,熱量通過加熱熱交換器30釋放至車輛內(nèi)部腔室4內(nèi)。在管路63內(nèi)溫度降低的冷凍劑因此回流到冷卻器34，在此，循環(huán)再次開始。圖4的線路圖內(nèi)示出冷卻例如電池6和加熱車輛內(nèi)部腔室4的變形例。在該實(shí)施方式中，制冷劑回路2參與熱傳遞。制冷劑氣體由壓縮機(jī)或氣體壓縮機(jī)20壓縮，以便如上文圖2所述，在壓縮機(jī)20下游A點(diǎn)以氣態(tài)形式存在并處于高壓和過熱狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，制冷劑進(jìn)入制冷劑冷卻器21內(nèi)，然而目前在制冷劑冷卻器21內(nèi)沒有熱量釋放至溫度控制回路3，因?yàn)槭侵评鋭┒皇抢鋬鰟┝鹘?jīng)制冷劑冷卻器21。相反，仍然處于高壓的制冷劑經(jīng)過管路48到達(dá)目前閉合的跨接閥24。膨脹閥22因此被跨接。在管路49內(nèi)的C點(diǎn)，制冷劑仍然處于高壓并仍作為過熱氣體介質(zhì)進(jìn)入制冷劑冷卻器23。在此，制冷劑冷卻器用作液化器或冷凝器，其中熱量釋放至周圍空氣。通過其后制冷劑流經(jīng)的內(nèi)部熱交換器25可以實(shí)現(xiàn)向制冷劑回路低壓側(cè)進(jìn)一步釋放熱量。仍處于高壓的制冷劑隨后經(jīng)由三向閥27和管路28到達(dá)膨脹閥40，在膨脹閥40內(nèi)壓力降低同時(shí)溫度不變。在膨脹閥40下游F點(diǎn)，制冷劑在管路52內(nèi)處于低壓。制冷劑從膨脹閥40被傳至蒸發(fā)器42，在蒸發(fā)器42內(nèi)在低壓下吸收由溫度控制回路3內(nèi)的冷凍劑提供的熱量。為此，冷凍劑被傳至冷卻器34的下游并通過蒸發(fā)器42，其中跨接閥36打開。被相應(yīng)地冷卻了的冷凍劑通過泵10、跨接閥38、管路60和管路61被抽到電池處,用于冷卻電池。在蒸發(fā)器42內(nèi)加熱的制冷劑在其下游G點(diǎn)處于低壓并經(jīng)由管路46和三向閥44回流至內(nèi)部熱交換器25，并從內(nèi)部熱交換器25到達(dá)壓縮機(jī)20。在內(nèi)部熱交換器25內(nèi)可與從制冷劑冷卻器23流向膨脹閥40的制冷劑發(fā)生熱交換。內(nèi)部熱交換器原則上也可省略。 冷凍劑從電池6或與電池6串聯(lián)或并聯(lián)的其他車輛組件600、601流向加熱熱交換器30以通過熱交換器加熱車輛內(nèi)部腔室4。被冷卻的冷凍劑隨后經(jīng)由管路63被抽回至冷卻器34。圖5顯示各個(gè)組件或元件處于工作狀態(tài)的氣候控制系統(tǒng)，以得到冷卻車輛的燃料電池等的電池6或組件或流體系統(tǒng)以及冷卻車輛內(nèi)部腔室4的運(yùn)行狀態(tài)。在這種情形下，制冷劑回路2內(nèi)的兩個(gè)蒸發(fā)器42、43和個(gè)制冷劑冷卻器21、23以及任選設(shè)置的內(nèi)部熱交換器25均處于工作狀態(tài)。制冷劑在壓縮機(jī)20內(nèi)被壓縮、因此在A點(diǎn)以氣體形式存在且處于非常高的壓強(qiáng)和嚴(yán)重過熱狀態(tài)。經(jīng)由管路47制冷劑進(jìn)入第一制冷劑冷卻器21內(nèi)。在該冷卻器內(nèi)沒有與溫度控制回路3發(fā)生熱交換，因?yàn)槔鋬鰟]有流經(jīng)制冷劑冷卻器21。相反，制冷劑仍然以高壓形態(tài)經(jīng)由跨接閥24通向第二制冷劑冷卻器23。制冷劑冷卻器23在此充當(dāng)液化器或冷凝器，其中熱氣可向周圍空氣釋放其熱量并冷凝。因此在制冷劑冷卻器23下游D點(diǎn)仍然處于高壓但是由于溫度降低，大部分處于液態(tài)。制冷劑經(jīng)由管路50輸送到內(nèi)部熱交換器25，并在內(nèi)部熱交換器25內(nèi)與下文描述的回流的制冷劑發(fā)生熱交換。在內(nèi)部熱交換器25的下游形成兩個(gè)集流，該兩個(gè)集流經(jīng)由三向閥27輸送至膨脹閥40和膨脹閥41。在兩個(gè)膨脹閥內(nèi)，制冷劑由高壓降至低壓同時(shí)溫度降低。制冷劑經(jīng)由管路52輸送至蒸發(fā)器42，經(jīng)由管路53輸送至蒸發(fā)器43。通過蒸發(fā)器42，由于從溫度控制回路吸收熱量而產(chǎn)生升溫，溫度控制回路3內(nèi)的跨接閥36閉合并且冷凍劑經(jīng)過蒸發(fā)器42以進(jìn)行熱交換。因此，冷凍劑進(jìn)一步冷卻并經(jīng)由打開的跨接閥38和管路60、62通向電池6或車輛的待冷卻組件。由于沒有加熱車輛的內(nèi)部腔室4，通過打開跨接閥33跨接加熱熱交換器30，以使在電池和其他車輛組件內(nèi)加熱的冷凍劑直接輸送再此到達(dá)冷卻器34。在該冷卻器內(nèi)，冷凍劑在周圍空氣作用下冷卻。如前所述，經(jīng)由三向閥27供給至膨脹閥41的制冷劑集流經(jīng)由管路53傳輸至蒸發(fā)器43。在此，液態(tài)制冷劑在低壓低溫下蒸發(fā)，同時(shí)例如在循環(huán)空氣模式中從車輛內(nèi)部腔室空氣吸熱或從外部的或周圍空氣吸熱，外部的或周圍空氣被供給至車輛內(nèi)部腔室，以使車輛內(nèi)部腔室4可通過該裝置冷卻。原則上，在此通過車輛空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冷卻，其中鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇32可切換至打開狀態(tài)或任選地關(guān)閉。在蒸發(fā)器43內(nèi)加熱的制冷劑經(jīng)由三向閥44再次輸送至管路45并經(jīng)由管路45輸送至任選設(shè)置的內(nèi)部熱交換器25，在內(nèi)部熱交換器25內(nèi)與從制冷劑冷卻器23流入的制冷劑發(fā)生熱交換。進(jìn)一步加熱的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由管路51再次輸送至壓縮機(jī)20，以使制冷劑在壓縮機(jī)20內(nèi)再次被壓縮。從蒸發(fā)器42通過吸收熱量加熱的制冷劑在G點(diǎn)處于低壓，經(jīng)由管路46輸送至三向閥44，并經(jīng)由三向閥44、管路45、內(nèi)部熱交換器25和管路51再次輸送至壓縮機(jī)20，以使制冷劑回路因此閉合。作為一個(gè)變形的實(shí)施方式，兩個(gè)蒸發(fā)器42、43也可在不同低壓位置運(yùn)行。為此，在兩個(gè)管路46、47的至少一個(gè)中設(shè)置合適的調(diào)節(jié)裝置或至少一個(gè)止回閥，以阻止制冷劑流回低壓回路的任一個(gè)。流經(jīng)任選設(shè)置的內(nèi)部熱交換器25的制冷劑因此具有中等低壓。
因此，通過適當(dāng)?shù)剡B接或跨接冷卻回路和制冷劑回路的單個(gè)元件，電池和車輛內(nèi)部腔室二者均可被冷卻。如果每次僅車輛組件6、600、601或車輛內(nèi)部腔室待冷卻或加熱，回路的不被供予冷凍劑的特定部分通過打開跨接閥33或39而被斷開。圖6示出氣候控制系統(tǒng)I的變形例，其中設(shè)置有制冷劑回路2，但沒有溫度控制回路3，溫度控制回路以分離的冷卻回路7和加熱回路8的組合形式出現(xiàn)。比如，電池6和/或車輛另外的或其他的組件可插入到加熱回路8和冷卻回路7內(nèi)，其中，電池6和其他組件可按照圖I所示的實(shí)施方式與溫度控制回路并聯(lián)連接或串聯(lián)連接。為此，如圖6所示，例如兩個(gè)三向閥70、71設(shè)置在電池的上游和下游，以便來自冷卻回路7的用于冷卻的冷凍劑能夠以與來自加熱回路8的被加熱的冷凍劑相同的方式，經(jīng)由這些閥門供給。在包含冷卻器34和導(dǎo)向蒸發(fā)器42的管路64以及用于跨接蒸發(fā)器42的跨接閥36的冷卻回路7內(nèi)，管路72從蒸發(fā)器42或跨接閥36導(dǎo)向三向閥70。由此形成管路72，其經(jīng)過電池并且通過管路72可與電池區(qū)域或電池發(fā)生熱交換。經(jīng)由第二三向閥71和管路73，冷凍劑回流到冷卻器34。為了使冷卻回路內(nèi)的冷凍劑移動(dòng)，與前述實(shí)施方式一樣，在此同樣設(shè)置泵10a，其優(yōu)選地由電動(dòng)機(jī)11驅(qū)動(dòng)。也可以采用其他類型的泵。以與圖4和圖5所示的兩個(gè)實(shí)施方式相同的方式，在冷卻回路7內(nèi)熱量可經(jīng)由蒸發(fā)器42釋放至制冷劑回路2內(nèi)的制冷劑。同樣，與圖2和圖3所示的兩個(gè)實(shí)施方式的一樣，也可以通過跨接閥36跨接蒸發(fā)器42。加熱回路8與制冷劑回路2連接，以便在致冷模式和熱泵模式中從第一制冷劑冷卻器21吸收熱量。電池可用來自制冷劑冷卻器21的熱量加熱。除了自經(jīng)過加熱回路8輸送冷凍劑的、同樣由電動(dòng)機(jī)11驅(qū)動(dòng)的泵IOb到達(dá)制冷劑冷卻器21的管路80，加熱回路8包括從制冷劑冷卻器21通向三向閥70的管路81。如果電池或另外的車輛組件或車輛的流體系統(tǒng)不需加熱，可以設(shè)置具有跨接閥83的旁路82。如果跨接閥83打開，通過制冷劑冷卻器21加熱的冷凍劑經(jīng)由跨接閥83和管路84流向加熱熱交換器30。因此，在循環(huán)空氣模式或在外部空氣模式下，與圖5所示的方式一樣，加熱熱交換器可通過加熱供給至熱交換器的空氣來加熱車輛內(nèi)部腔室4。經(jīng)由另一管路85，冷凍劑可回流至泵IOb并通過管路80到達(dá)制冷劑冷卻器21。如果是電池而不是車輛內(nèi)部腔室需要加熱，跨接閥83閉合并且三向閥70在經(jīng)過電池的管路72a的方向上打開，在管路72的方向上關(guān)閉。在冷卻模式下，三向閥在管路82a方向上關(guān)閉，并在管路72和72a方向上打開。因此，待加熱的電池或車輛組件或待加熱的車輛流體系統(tǒng)可通過加熱的冷凍劑加熱。電池下游的三向閥71可切換以用于冷凍劑從電池返回至泵10b，以使冷凍劑經(jīng)由另外的管路86和另外的跨接加熱熱交換器的跨接閥87返回至回流管85，并因此到達(dá)泵IOb和管路80，同樣到達(dá)制冷劑冷卻器21。原則上，制冷劑回路2根據(jù)圖I所示的結(jié)構(gòu)并以相應(yīng)的方式運(yùn)行。正如根據(jù)圖I的氣候控制系統(tǒng)的實(shí)施方式中已經(jīng)描述的，蒸發(fā)器43可用于冷卻車輛內(nèi)部腔室。不僅在冷卻回路、加熱回路和溫度控制回路內(nèi)的泵10由電動(dòng)機(jī)操作，優(yōu)選地，制冷劑回路2的壓縮機(jī)20也由電動(dòng)機(jī)操作，尤其是在純電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛中。通過提供這種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵和壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)僅需要相當(dāng)?shù)偷哪芰縼磉\(yùn)行泵和壓縮機(jī)的混合車輛和電動(dòng)車輛特別好的適用性，。圖7示出氣候控制系統(tǒng)I的另一實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中設(shè)置兩個(gè)冷卻回路或溫度控制回路，這種結(jié)構(gòu)特別適用于包括具有不同溫度水平的組件的混合動(dòng)力車輛。因此， 內(nèi)燃機(jī)9包括在第一溫度控制回路90內(nèi)，該第一溫度控制回路90為引擎溫度控制回路。在引擎溫度控制回路90內(nèi)，管路91從冷卻器34導(dǎo)向三向閥92，并且另外的管路93經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)9到達(dá)另一三向閥94。另一管路95從三向閥94經(jīng)由由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵10a、另外的管路96回到冷卻器34。經(jīng)由冷卻器引擎溫度控制回路的冷凍劑可因此通過周圍空氣冷卻。第二冷卻回路100用于車輛組件，例如電池、燃料電池、電力電子器件、流體系統(tǒng)等，該回路與用于內(nèi)燃機(jī)9的第一溫度控制回路90分離。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)在90度左右的溫度下運(yùn)行，而電池或其他車輛組件在較低溫度下運(yùn)行，尤其是15°C至35°C的溫度，這兩個(gè)彼此分離的冷卻回路或溫度控制回路適用于混合動(dòng)力車輛。第二冷卻回路100包括制冷劑回路2的蒸發(fā)器42。第二冷卻回路100包括經(jīng)過蒸發(fā)器42的管路101。在該蒸發(fā)器的下游，該管路繼續(xù)為管路102。管路102導(dǎo)入三向閥103，從三向閥103分支出經(jīng)過例如電池6的管路104。因此，能夠向電池或者串聯(lián)或并聯(lián)至此的車輛的組件600，例如尤其是燃料電池、電力電子器件等，供給用于冷卻的冷凍劑。設(shè)置另一個(gè)三向閥105用于回流通過從電池吸收熱量而加熱的冷凍劑，該三向閥105在第二冷凍劑回路100內(nèi)切換至泵IOc的方向上。如圖I或圖6所示的氣候控制系統(tǒng)I的實(shí)施方式，熱量可經(jīng)由蒸發(fā)器42釋放至制冷劑回路2，冷凍劑回路100內(nèi)的冷凍劑可被冷卻，以用于冷卻電池和車輛的其他組件600。在制冷劑回路2內(nèi)，兩個(gè)蒸發(fā)器42、43并聯(lián)連接，制冷劑從該兩個(gè)蒸發(fā)器42、43向壓縮機(jī)20的回流并由三向閥44控制。車輛內(nèi)部腔室4由內(nèi)燃機(jī)9釋放至管路93內(nèi)的冷凍劑的熱量加熱，管路93內(nèi)的冷凍劑經(jīng)由三向閥94供給至加熱熱交換器30而不是直接流向管路95。向加熱熱交換器30的供給通過管路97完成。另一個(gè)管路98從該加熱熱交換器導(dǎo)回至引擎溫度控制回路90的管路95。如果車輛內(nèi)部腔室不需加熱，而是處于相反的氣候控制或待冷卻，制冷劑回路2或車輛空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器43用于該目的，如圖I和圖5所示的氣候控制系統(tǒng)的實(shí)施方式，冷凍劑經(jīng)由膨脹閥41和管路53傳輸至蒸發(fā)器43。不僅能夠冷卻混合車輛的電池或其他組件，而且也能夠通過加熱回路110來加熱這些組件，在圖7中，這些組件由電池6代表。原則上，該加熱回路不僅可用于車輛組件的加熱而且也可用于內(nèi)燃機(jī)9的加熱，例如在冬季作為獨(dú)立車輛加熱器的一部分。加熱回路110可通過經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)9的管路93連接。從冷卻器34流動(dòng)的冷凍劑，在內(nèi)燃機(jī)9運(yùn)行期間冷卻，可通過加熱回路110引導(dǎo)，其中冷凍劑由制冷劑冷卻器21加熱并隨后經(jīng)由管路93供給至內(nèi)燃機(jī)9。為此，加熱回路110的管路111從三向閥92分支。管路111經(jīng)過制冷劑冷卻器21以從制冷劑冷卻器21吸收熱量。該管路作為管路112導(dǎo)向三向閥113。管路114從該三向閥分支向管路93的方向，管路115從該三向閥分支向三向閥103的方向。如果電池或車輛的組件以及內(nèi)燃機(jī)待加熱，例如當(dāng)冬季開始時(shí)，管路114、115可任選地打開。進(jìn)一步，能夠通過相應(yīng)的裝置或閥門的位置分離兩個(gè)冷卻回路。例如，如果電池6和內(nèi)燃機(jī)9需加熱，通常這不會同時(shí)發(fā)生，因?yàn)橐粋€(gè)驅(qū)動(dòng)單元足夠啟動(dòng)車輛，因此例如首先加熱內(nèi)燃機(jī)9。因此，在此可設(shè)定回路的優(yōu)先切換或待加熱組件的優(yōu)先切換。如果隨后內(nèi)燃機(jī)充分加熱或隨后電池和車輛的另外組件充分加熱，各自的管路114或115可通過三向閥113關(guān)閉。熱的冷凍劑可經(jīng)由管路115三向閥103和管路104供給至電池或車輛的其他組件，管路104經(jīng)過組件或電池到達(dá)三向閥105。溫的冷凍劑從閥門由管路116引導(dǎo)向管路93或通過相應(yīng)設(shè)置的任選地與管路93連接的三向閥直接引回至三向閥92和管路111，以由制冷劑冷卻器21釋放的熱量加熱。 當(dāng)加熱電池或車輛的其他組件時(shí)，冷凍劑回路100通過三向閥103和105關(guān)閉。如果內(nèi)燃機(jī)以及電池或車輛的其他組件均不需加熱，三向閥113可相應(yīng)切換為僅從管路112至管路114，并且管路114與管路93連接的區(qū)域內(nèi)的部分通過另一相應(yīng)設(shè)置但沒有在圖7中標(biāo)示三向閥到達(dá)三向閥92，并從三向閥93到達(dá)管路111，以便實(shí)現(xiàn)閉合回路，而沒有通過內(nèi)燃機(jī)或電池或車輛的其他組件進(jìn)一步移除熱量。由于氣候控制系統(tǒng)的這種實(shí)施方式包括熱工連接的兩個(gè)冷卻回路或溫度控制回路和一個(gè)加熱回路以及制冷劑回路2，車輛的組件例如尤其是電池、燃料電池、電力電子器件等和混合車輛的內(nèi)燃機(jī)以及車輛內(nèi)部腔室可通過連接和斷開氣候控制系統(tǒng)的單個(gè)回路和組件進(jìn)行溫度控制。圖8是圖7的氣候控制系統(tǒng)的變形例，其中兩個(gè)蒸發(fā)器42和43設(shè)置為串聯(lián)連接而不是圖7中的并聯(lián)連接。通過在蒸發(fā)器42內(nèi)從冷凍劑回路100吸收熱量加熱的制冷劑通向蒸發(fā)器43，其中如果從車輛內(nèi)部腔室吸取熱量則在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)一步吸收熱量，S卩，加熱/冷卻單元31充當(dāng)氣候控制系統(tǒng)，以使熱的制冷劑進(jìn)一步供給至內(nèi)部熱交換器25。與圖I至圖5的實(shí)時(shí)方式一樣，在內(nèi)部熱交換器25內(nèi)進(jìn)一步吸收熱量后，制冷劑可任選地從內(nèi)部熱交換器25供給至壓縮機(jī)20。既然在內(nèi)部熱交換器25的下游僅設(shè)置一個(gè)膨脹閥40而三向閥27被略去，在離開制冷劑冷卻器23后，制冷劑經(jīng)由內(nèi)部熱交換器25直接輸送至膨脹閥40，制冷劑冷卻器23可根據(jù)膨脹閥22是否被跨接閥24跨接(在熱泵模式中)充當(dāng)液化器或蒸發(fā)器。制冷劑以低壓低溫形態(tài)從該膨脹閥40到達(dá)蒸發(fā)器42。在該蒸發(fā)器中可再次從制冷劑回路100吸收熱量。與圖7所示的實(shí)施方式相比，圖8的具有串聯(lián)的蒸發(fā)器42和43的實(shí)施方式的成本更低，因?yàn)橛绕涫堑诙蛎涢y41和三向閥27被略去。為了降低成本，這種方式也使用于圖I至圖6的實(shí)施方式。還可用兩個(gè)串聯(lián)連接的熱交換器來代替唯一的一個(gè)制冷劑冷卻器21。通過這種方法，例如內(nèi)燃機(jī)9和電池6等組件能更好地隔離。除了附圖所示和上文所述的氣候控制系統(tǒng)I的實(shí)施方式，也可以通過制冷劑回路2直接控制電池6的溫度，即，旁路溫度控制/冷卻回路或傳熱介質(zhì)回路3。然而，因?yàn)榇郎乜亟M件的耐高壓性差，需要采取另外的措施來就降低制冷劑內(nèi)存在的高壓。除了所述的氣候控制系統(tǒng)的實(shí)施方式，也可形成各種其他的系統(tǒng)，其中在每種情形中提供至少一個(gè)用于向溫度控制回路傳熱的裝置以及至少一個(gè)從溫度控制回路向制冷劑回路傳熱的裝置。圖中所示和上文所描述的風(fēng)扇、閥門安置和管路導(dǎo)向僅視為氣候控制系統(tǒng)的單個(gè)組件和熱交換器的連接的實(shí)例。也可采用其他合適的實(shí)現(xiàn)溫度控制的實(shí)施方式，例如移除和分離氣候控制系統(tǒng)的，尤其是溫度控制回路的，支路和跨接部分，其中在每種情形下提供至少一個(gè)用于 向溫度控制回路傳熱的裝置以及至少一個(gè)從溫度控制回路向制冷劑回路傳熱的裝置。
權(quán)利要求
1.一種車輛氣候控制系統(tǒng)(1)，其包括至少一個(gè)制冷劑回路(2)和至少一個(gè)溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)，用于控制車輛內(nèi)部腔室(4)和至少一個(gè)車輛組件(6、600、601)的溫度，尤其是用于電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛，其特征在于，包括 至少一個(gè)用于從所述溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)吸收熱量的裝置(42)以及至少一個(gè)用于向所述溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)釋放熱量的裝置(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣候控制系統(tǒng)(I)，其特征在于， 所述用于從所述溫度控制回路吸收熱量的裝置為低壓側(cè)熱交換器(42)，尤其是蒸發(fā)器； 所述用于向所述溫度控制回路釋放熱量的裝置為所述至少一個(gè)制冷劑回路(2)的高壓側(cè)熱交換器(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氣候控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，包括 至少一個(gè)用于連接和斷開至少一個(gè)組件(6、21、25、30、42)和/或所述氣候控制系統(tǒng)(I)的支路或回路的裝置(24、26、36、38、39、33、83、87)，尤其是至少一個(gè)跨接閥和/或多向閥和/或芳路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，包括 所述至少一個(gè)制冷劑回路(2)的兩個(gè)蒸發(fā)器(42、43)的并聯(lián)回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，包括 所述至少一個(gè)制冷劑回路(2)的兩個(gè)蒸發(fā)器(42、43)的串聯(lián)回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(I),其特征在于,包括 一個(gè)用于冷卻和加熱車輛組件(6、600、601)的溫度控制回路(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(I),其特征在于， 所述用于控制車輛組件(6、600、601)溫度的溫度控制回路包括冷卻回路(7)和加熱回路(8 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(I)，其特征在于， 所述溫度控制回路包括兩個(gè)冷卻回路(90、100)，用于控制車輛的，尤其是混合動(dòng)力車輛的組件(6、9、600、601)處于不同溫度水平。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，包括 一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)操作或驅(qū)動(dòng)的泵(10)和壓縮機(jī)(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的氣候控制系統(tǒng)(1)，其特征在于， 所述制冷劑回路(2)內(nèi)使用的制冷劑從CO2、氫氟利烯烴、四氟乙烷中選擇。
11.一種用于控制車輛組件溫度的方法，其使用至少一個(gè)制冷劑回路(2)和至少一個(gè)溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)，其特征在于， 在所述制冷劑回路的低壓側(cè)來自所述溫度控制回路的熱量被吸進(jìn)入所述制冷劑回路內(nèi)；以及 在所述制冷劑回路的高壓側(cè)熱量由所述制冷劑回路釋放至向所述溫度控制回路。
12.—種車輛，其具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的溫度控制系統(tǒng)。
全文摘要
提供一種車輛的氣候控制系統(tǒng)(1)，其包括至少一個(gè)制冷劑回路(2)，至少一個(gè)溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)，用于控制車輛內(nèi)部腔室(4)和至少一個(gè)車輛組件(6、600、601)的溫度，尤其是用于電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛，提供至少一個(gè)用于從溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)吸收熱量的裝置(42)和至少一個(gè)用于向溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)釋放熱量的裝置(21)。一種用于控制車輛組件溫度的方法，其使用至少一個(gè)制冷劑回路(2)和至少一個(gè)溫度控制回路(3、7、8、90、100、110)，在制冷劑回路的低壓側(cè)熱量由溫度控制回路吸入制冷劑回路，并在制冷劑回路的高壓側(cè)熱量由制冷劑回路釋放至溫度控制回路。
文檔編號B60H1/00GK102781693SQ201080065010
公開日2012年11月14日 申請日期2010年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
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