车辆的前端部模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆的前端部模块，包括具有至少一个新鲜空气开口的车辆前端部元件、连接新鲜空气开口与车辆发动机舱的空气通道、车辆空调系统的热交换器、和布置在空气通道中用于通过空气作用于热交换器的风扇，所述热交换器布置在空气通道中且适于空气流动通过其，且适于选择性地用作制冷剂冷凝器或制冷剂蒸发器。
【背景技术】
[0002]该类型的前端部模块从现有技术中已知，例如从WO 2004/009427 Al或KR2012-0109098 A已知。一些常规前端部模块特别设计为作为低温存储器，用于尽可能高效地利用来自车辆周围环境的新鲜空气，例如，用于冷却内燃发动机、车辆内部、车辆电池和/或供应至内燃发动机的增压空气。通过对应的热交换器的新鲜空气流在此在行进中通过在车辆前部处出现的动态压力实现或至少被辅助。但是，前端部模块还具有风扇，其确保通过热交换器的足够新鲜空气流，特别地甚至在低车速时。
[0003]为了冷却车辆内部，通常提供空调系统，同时，为了为车辆内部供暖，在仅由内燃发动机驱动车辆的情况下，通常使用来自内燃发动机的废热。但是，在混合动力或电动车辆中，存在来自驱动马达的显著少的废热，且因此所述废热不足以用于车辆内部的满意供暖。
[0004]车辆内部的替代的电供暖已经证明是高耗能的，且对车辆的总体能量需求具有不理想的严重作用。
[0005]对于混合动力或电动车辆的车辆内部的节能供暖，因此已经提出将常规车辆空调系统的空调回路设计为可逆的，使得空调系统可还用作用于为车辆内部供暖的热泵。
[0006]在车辆的前端部模块中的热交换器(所述热交换器用作用于冷却车辆内部的制冷剂冷凝器)在热泵模式下用作冷却剂蒸发器，且在过程中，从新鲜空气提取热能用于为车辆内部供暖。
[0007]但是，特别是在湿冷天气的情况下，车辆空调系统的热泵模式迅速导致用作制冷剂冷凝器的热交换器的不希望的结冰，由此热泵的加热性能下降。对此，已经开发了具有用于为前端部模块中的热交换器除冰的操作模式的车辆空调系统。但是，由于新鲜空气的连续流入，热交换器的有效除冰在不利的湿冷天气条件下是个问题。另外，车辆空调系统的加热性能在热交换器的除冰期间被显著损害。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提出一种车辆前端部模块，其以简单的方式有助于车辆空调系统的特别高效的热泵。
[0009]根据本发明，通过在开始时提到的类型的前端部模块实现了该目的，其中，风扇配置为可逆的，在第一操作模式下，风扇将来自新鲜空气开口的新鲜空气朝向发动机舱递送，以及在第二操作模式下，将来自发动机舱空气朝向新鲜空气开口递送。特别是在湿冷天气情况下，风扇可因而在车辆空调系统的热泵模式下通过来自发动机舱的空气为热交换器充气，该空气比新鲜空气更热且更干。热交换器的结冰由此以简单的方式被阻止。
[0010]在前端部模块的一个实施例中，为了控制空气通道中的空气流设置至少一个新鲜空气瓣，所述瓣在打开位置和关闭位置之间可调整。在风扇的第二操作模式下，所述至少一个新鲜空气瓣使得可以防止或至少大大地减少新鲜空气的不期望流入(其沿与风扇的流动方向相反地引导)在行进中达到热交换器。由新鲜空气的流入产生的动态压力因而最小，且因此，在可保持的风扇动力下，足够量的空气从发动机舱朝向新鲜空气开口流动通过热交换器。
[0011 ] 所述至少一个新鲜空气瓣优选地集成在车辆前端部元件中，新鲜空气开口在所述至少一个新鲜空气瓣的打开位置中基本上暴露，在所述至少一个新鲜空气瓣的关闭位置中基本上关闭。空气通道中的空气流可由此通过很少的技术成本以空气动力学方式有利地受控，其中，新鲜空气瓣被设计为例如车辆的可枢转散热器格栅条板。
[0012]前端部模块的风扇优选地是轴流风扇，这是由于与替代风扇比较，轴流风扇关于被递送的空气质量流非常紧凑，且因此在前端部模块中占据非常小的构造空间。
[0013]特别地，风扇包括多个绕风扇轴线旋转的风扇叶片，所述风扇叶片定形为使得在第一操作模式下风扇的传送率至少与在第二操作模式下风扇的传送率一样高。由于风扇在第一操作模式下占主导地位地操作，前端部模块可由此以特别节能的方式操作。
[0014]热交换器优选地布置在车辆前端部模块的新鲜空气开口和风扇之间，且因此，在第一操作模式下，风扇吸收新鲜空气通过热交换器，在第二操作模式下，将来自发动机舱的空气推动通过热交换器。作为替换例，当然还可设想风扇布置在热交换器和新鲜空气开口之间。此外，空气通道中的其他热交换器可布置在相对于风扇的吸入侧或递送侧，例如用于冷却发动机、电池或增压空气，其中，可设想单个热交换器的并联连接和串联连接两者。
[0015]在前端部模块的另一实施例中，空气通道包括排气开口，其中，在风扇的第二操作模式下递送的空气可在流动通过热交换器之后经由排气开口释放到车辆环境。在风扇的第二操作模式下，排气开口防止热交换器下游的不期望的高的动态压力，且确保空气通道中的基本恒定的流动阻力。这引起通过热交换器的均匀空气流，且因此引起在热泵模式下车辆空调系统的基本恒定的加热功率。
[0016]为了控制通过排气开口的空气流，优选地设置排气瓣，所述排气瓣在打开位置和关闭位置之间可调整。排气瓣这里特别地被弹簧加载到其关闭位置，以便例如防止喷洒的水到空气通道中的不期望穿入。
[0017]在前端部模块的另一实施例中，空气通道包括再循环空气开口，在风扇的第二操作模式下递送的空气可在流动通过热交换器之后经由再循环空气开口流回发动机舱。在风扇的第二操作模式下，再循环空气开口防止热交换器下游的不期望的高的动态压力，且确保空气通道中的基本恒定的流动阻力。这引起通过热交换器的均匀空气流，且因此引起在热泵模式下车辆空调系统的基本恒定的加热功率。
[0018]在该实施例中，为了控制通过再循环空气开口的空气流，优选地设置再循环空气瓣，所述再循环空气瓣在打开位置和关闭位置之间可调整。再循环空气瓣这里特别地被弹簧加载到其关闭位置，以便例如在风扇的第一操作模式下防止热空气被不期望地吸出发动机舱。
[0019]本发明还涉及一种车辆，特别是混合动力或电动车辆，包括发动机舱、上述前端部模块，所述前端部模块布置在车辆的发动机舱中，位于沿行进方向看的车辆前端部处。
【附图说明】
[0020]本发明的进一步的特征和优势从优选实施例的以下描述参考附图呈现，在附图中:
[0021]图1是通过车辆的根据本发明的前端部模块的示意截面，处于第一操作模式中；
[0022]图2示出通过根据图1的前端部模块的示意截面，处于第二操作模式中；和
[0023]图3示出通过根据本发明的前端部模块的另一实施例的示意截面，处于第二操作模式中。
【具体实施方式】
[0024]图1至3每个示出车辆10 (特别是混合动力或电动车辆)在前端部模块12的区域中的示意切面图。前端部模块12如驱动马达13(由虚线指示)一样被精确地容置在车辆10的发动机舱14中，其中，前端部模块12在沿行进方向16看的车辆前端部处布置在发动机舱14中。
[0025]车辆10的前端部模块12包括具有至少一个新鲜空气开口 22的车辆前端部元件
20、连接新鲜空气开口 22与车辆10的发动机舱14的空气通道24、车辆空调系统的热交换器26、和布置在空气通道24中用于通过空气作用于热交换器26的风扇28，所述热交换器布置在空气通道24中且适于空气流动通过其，且适于选择性地用作制冷剂冷凝器或制冷剂蒸发器。
[0026]车辆空调系统是用于冷却车辆内部18的常规空调系统，但是空调系统可另外地还作为用于为车辆内部18供暖的热泵操作。这样的具有可逆制冷剂回路的车辆空调系统通常从现有技术已知，且因此下面不再更详细地讨论。图1至3仅示出车辆空调系统的热交换器26，所述热交换器在空调系统的冷却模式下用作制冷剂冷凝器，在空调系统的加热模式下用作制冷剂蒸发器。
[0027]根据图1至3，前端部模块12的风扇28是轴流风扇，这是由于该风扇相对于被递送的空气质量流具有较小的尺寸，且因而在车辆10的前端部模块12中占据相对较小的构造空间。
[0028]此外，风扇28构造为可逆的，即，可通过旋转方向的反转沿相反方向递送空气。
[0029]在根据图1的前端部模块10的第一操作模式中，风扇28因此将新鲜空气30从新鲜空气开口 22朝向发动机舱14递送，且在根据图2的前端部模块10的第二操作模式中，将空气32从发动机舱14朝向新鲜空气开口 22递送。
[0030]特别地，风扇28包括多个绕风扇轴线A旋转的风扇叶片34，风扇叶片34定形为使得在第一操作模式下风扇28的传送率至少与在第二操作模式下风扇28的传送率一样高。以这样的方式定形的风扇叶片34对特别是前端部模块12的节能操作有总体贡献，这是由于前端部模块12的风扇28在第一操作模式下通常占主体地位地操作。
[0031]如果车辆空调系统在用于冷却车辆内部18的冷却模式下操作，则风扇28总是处于第一操作模式下。甚至在车辆空调系统的热泵模式下，风扇28在一些环境下保持在其第一操作模式下，且仅当确定湿冷天气条件时切换至其第二操作模式，例如，经由车辆传感器设备确定湿冷天气条件，所述条件会导致在风扇28的第一操作模式下热交换器26的结冰。但是，替换地，还可设想风扇28在车辆空调系统的冷却模式下总是在第一操作模式下操作，且在车辆空调系统的供暖模式下总是在第二操作模式下操作。
[0032]为了控制空气通道24中的空气流设置至少一个新鲜空气瓣36，所述瓣在打开位置和关闭位置之间可调整。在当前情况下，多个