本发明涉及一种用于电动车辆的废热利用系统，并且涉及一种具有这样的废热利用系统的电动车辆。
背景技术：
在电动车辆中，即，在电驱动的车辆中，利用为了驱动电动机而存在的可充电电池，从而为各种辅助单元，即为耗电器提供电能。由于在电动车辆中不能消耗由内燃机产生的废热来加热车辆内部，所以需要电操作的加热装置，其同样从电动车辆的电池吸取操作所需的电热力。然而，不再能够获得电能来驱动电动机，这能够明显地减少电动车辆的行程。
技术实现要素：
因此本发明的目的为创建用于电动车辆的废热利用系统，通过其而不再发生上述的问题，或只是以大大受限的程度发生。特别地，本发明的目的为示出用于电动车辆的废热利用系统的发展的新方式。
根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。
因此，本发明的基本构思为：将出现在电动车辆中用于冷却电池和电动机的冷却回路与出现在电动车辆中用于调节车辆的空气调节回路一起以如下方式结合在废热利用系统内部中：能够利用由电池和/或由电动机产生的热，从而当需要时加热车辆内部，但也能够有效地排放到电动车辆的周围。在利用来自电动机和/或电池的废热加热车辆内部的情况下，遵循热泵的运行原理的根据本发明的废热利用系统从两个冷却回路中的一个提供热。
根据本发明的用于电动车辆的废热利用系统，其包括用于驱动电动车辆的电动机以及用于向电动机供给电能的电池，并且具有第一冷却回路。第一冷却回路用于冷却电动机。在第一冷却回路中，在废热利用系统的运行期间循环有第一冷却剂。在第一冷却回路中，布置有：将被冷却的电动机，用于将热从第一冷却剂排放到废热利用系统的周围的第一直接热交换器以及用于驱动第一冷却回路中的第一冷却剂的第一运送装置。
而且，根据本发明的废热利用系统包括用于冷却电池的第二冷却回路。在废热利用系统的运行期间，第二冷却剂在第二冷却回路中循环。在第二冷却回路中布置有：将要被冷却的电池以及用于驱动第二冷却回路中的第二冷却剂的第二运送装置。除此之外，废热利用系统包括用于对电动车辆的车辆内部进行空气调节的空气调节回路。在空气调节回路中，在废热利用系统的运行期间循环有工作介质。在空气调节回路中，布置有用于压缩工作介质的压缩机，用于冷凝工作介质的冷凝器以及用于蒸发工作介质的蒸发器。
废热利用系统还包括第一制冷器和第二制冷器，通过所述第一制冷器，来自第一冷却回路的热能够转移到空气调节回路中，通过所述第二制冷器热能够从第二冷却回路转移到空气调节回路中。通过两个制冷器，电动机或电池的废热能够转移到空气调节回路中。如果需要，以这种方式引入到空气调节回路中的热能够被放出至车辆内部，从而对其进行加热，如果不应当进行这样的加热，则放出至电动车辆或其废热利用系统的周围。在不应当进一步对车辆内部进行加热的情况下，布置在第一或第二冷却回路中的第一和第二直接热交换器用于将热排放到废热利用系统的周围。
只有特别当由空气调节回路提供的热不足以按照期望地加热车辆内部时，用于加热车辆的电加热装置的使用因此是根据需要可选的。
根据有益的进一步的发展，冷凝器被设计为直接热交换器，通过其来自空气调节回路的热能够转移到废热利用系统的周围。作为直接热交换器的设计在技术上允许以特别简单的方式构成废热利用系统。特别地，能够省略具体的加热回路，通过所述加热回路由两个冷却回路提供的废热能够热联接到车辆内部中。相反，直接经由空气调节回路并且经由布置在空气调节回路中的冷凝器，发生全部的热从两个冷却回路转移到车辆内部中。
除此之外，废热利用系统在优选的实施例中包括加热回路、第三运送装置以及第三直接热交换器，在所述加热回路中循环有加热介质，所述第三运送装置布置在加热回路中用于驱动加热介质，所述第三直接热交换器布置在加热回路中用于将热从加热介质放出至车辆内部。通过该实施例，出现在空气调节回路中的冷凝器被设计为间接热交换器，通过所述间接热交换器来自空气调节回路的热能够被转移到加热回路中。冷凝器作为间接热交换器的设计没有直接将热放出至车辆内部中的空气，而是将其转移至在加热回路中循环的加热介质，允许根据本发明的废热利用系统能够的特别灵活的热管理。特别地，能够涉及诸如例如电动车辆的周围中的不同外界温度以及车辆内部中的不同温度等级的各种参数能够被影响。同时，能够灵活地考虑当前由电池以及由电动车辆产生的废热的量。依据车辆内部中的热需求，由电池和电动机产生的废热也能够被具体地放出至电动车辆的周围。
结果，在各种操作参数的不同操作状态下并且通过具有诸如例如车辆内部中的所述外界温度的不同外界温度的不同外界状态而能够实现来自电池的具有低电耗的车辆内部中的高温。除此之外，本文引入的废热利用系统使得能够将电池用作用于缓解储存废热的热蓄能器。当电池例如在充电站的帮助下充电时，通过充电过程的适当的激活，能够将电池的温度增加至高但能允许的等级。由于电池的高质量以及与其相关的高热容，因此能够在电池中储存大量的热量。被缓解储存在电池中的该热稍后能够通过根据本发明的废热利用系统被引入到车辆内部，通常在电动车辆处于行驶模式时，从而加热所述车辆内部。
根据该实施例，第二直接热交换器能够优先以如下方式设计：其能够可选地合并到第二冷却回路中用于将热从第二冷却剂排出到废热利用系统的周围，或合并到加热回路中用于将热从加热介质排出到废热利用系统的周围。当热将被从第二冷却回路排出到废热利用系统的周围时，第二热交换器能够合并在第二冷却回路中。这能够是例如当特别多的废热由电池产生并被引入到第二冷却回路中时发生的情况。如果，相反地，热将被从加热回路排出到废热利用系统的周围，第二热交换器能够合并在加热回路中。这能够是例如当未被引入到车辆内部中的过多的热出现在加热回路中时发生的情况。通过该实施例因此不需要在每种情况下针对第二冷却回路和加热回路设置单独的热交换器。这伴随着明显的成本节约。在该实施例的进一步的发展中能够想到将第二热交换器与第二冷却回路和加热回路流体地连接，使得其合并在加热回路以及第二冷却回路中。
依据所述回路保持更多的热在周围排放，第二直接热交换器因此能够适当地合并在各个回路中。这使得如果需要在废热利用系统的周围中的热的灵活排放是可能的。
特别优选地，在废热利用系统中第一操作状态是可调节的。第一操作状态一方面，主要用于为了确保高外界温度中的电池所需的冷却，并且另一方面还通过空气调节回路冷却车辆内部。相反地，在第一操作状态中加热车辆内部并非目的。在第一操作状态下，第二制冷器因此将由电池放出的废热转移至第二冷却剂，从第二冷却剂转移至工作介质。布置在空气调节回路中并且设计为间接热交换器的冷凝器将该热至少部分地从工作介质进一步转移至加热介质。由于因为高外界温度，所以不需要车辆内部的加热，用于将热从加热回路排放到废热利用系统的周围的第二直接热交换器集成在加热回路中，使得其流过有加热介质。通过第二直接热交换器，热因此能够从加热介质放出至废热利用系统的周围。实际上用于将热转移到车辆内部中、布置在加热回路中的第三热交换器被流体地跨过或失效，使得没有加热介质流过该热交换器。
同样，第一制冷器在第一操作状态下也被流体地跨过，使得空气调节回路与第一冷却回路之间没有热交换发生。具有电动机的第一冷却回路因此从空气调节回路分离。如果可行，由电动机产生的废热因此经由第一直接热交换器而被放出到电动车辆的周围。工作介质流过出现在空气调节回路中的蒸发器用于从电动车辆的车辆内部吸收热。通过提到的措施，实现了电池和车辆内部的期望的冷却。
在进一步优选的实施例中，能够在废热利用系统中调节第二操作状态。通常，当具有废热利用系统的电动车辆以高外界温度连接至用于为电池充电的充电站时，废热利用系统处于第二操作状态。在该情况下，废热由电池产生，而不是由电动机产生，或者只较小程度地由电动机产生。由于具有高外界温度而不需要车辆内部的加热，所以第二操作状态主要设计用于将由电池在充电过程期间产生的热排放到电动车辆的周围。在第二操作状态下，第二制冷器因此将热从第二冷却剂转移至工作介质，并且布置在空气调节回路中的冷凝器将该热至少部分地从工作介质进一步转移至加热介质。在第二操作状态下，用于将热从加热回路排放到废热利用系统的周围的第二直接热交换器也集成在加热回路中，使得其流过有加热介质。正如在第二操作状态下那样，布置在加热回路中的第三热交换器也在第二状态下被跨过或者失效，使得没有加热介质流过该热交换器。同样，第一制冷器被流体地跨过或失效，使得在空气调节回路与第一冷却回路之间没有热交换发生。由于在电池的充电过程期间通常没有车辆乘员出现在车辆内部，所以不需要通过空气调节回路的车辆的冷却，即使具有高外界温度。出于该原因，与之前说明的第一操作状态相反地，蒸发器在第二操作状态下也以这种方式被流体地跨过并失效，使得没有工作介质能够流过蒸发器。因此，没有热从车辆内部转移到空气调节回路的工作介质。
由于用于对电池充电的电动车辆连接至充电站，即，停车，所以电动机通常不产生任何废热量，或只可忽视地产生小量废热。由于该原因，在有益的进一步发展中建议在第二操作状态下使第一运送装置失效，使得在冷却回路中没有第一冷却剂循环。换言之，第一冷却回路被关闭。通过使第一运送装置失效，能够进一步地节省电能。以这种方式，能够明显地加速电池的充电过程。
根据进一步优选的实施例，在废热利用系统中能够调节第三操作状态。当电池向与第二操作状态一样通常在充电过程期间需要冷却时，通常在废热利用系统能够中调节第三操作状态。与第二操作状态相反，当电动车辆的周围或废热利用系统的周围的外界温度明显低于第一操作状态期间时，因此主要采用第三操作状态，使得与第二操作状态相反地，车辆内部将被加热。以这种方式确保了充电过程的完成之后已经适当地对车辆内部进行了温度调节。在第三操作状态下，第二制冷器将热从第二冷却剂转移至工作介质，并且布置在空气调节回路中的冷凝器将热从工作介质转移至加热介质。在该实施例中，工作介质流过布置在空气调节回路中的蒸发器用于从电动车辆的车辆内部吸收热。与第二操作状态相反地，在第三操作状态下加热介质流过布置在加热回路中的第三直接热交换器，使得放出至车辆内部的热被从第三热交换器中的加热介质提取。以这种方式，车辆内部按照期望地被加热。调节温度或车辆内部的加热所不需要的余热能够与第二操作状态类似地通过第二直接热交换器放出至废热利用系统的周围。
特别实际地，如果需要，在第二操作状态下第二直接热交换器能够另外地切换到加热回路，用于将热从加热回路排放到废热利用系统的周围。
根据进一步优选的实施例，在废热利用系统中能够调节第四操作状态。通常特别是当处于非常低的外界温度(通常为10℃和更低)的车辆内部通过由电动机产生的废热加热时，调节第四操作状态。通常，因此在电动车辆处于低外界温度的行驶模式中调节第四操作状态。在第四操作状态下，第一制冷器将由电动机产生并且在第一冷却回路中吸收的热从第一冷却剂转移至工作介质。第二制冷器失效，使得没有热从第二冷却剂转移至工作介质。在该实施例中，布置在空气调节回路中的冷凝器将热从工作介质转移至加热介质。相反地，布置在空气调节回路中的蒸发器被流体地跨过或失效，使得没有工作介质流过蒸发器。以这种方式在第四操作状态下防止了由空气调节回路进行的车辆内部的不期望的冷却。在该实施例中加热介质流过布置在加热回路中的第三直接热交换器，使得从第三热交换器中的加热介质提取热，以放出至车辆内部。
根据进一步优选的实施例，在废热利用系统中能够调节第五操作状态。通常特别是当处于非常低的外界温度(通常为10℃和更低)的车辆内部通过由电池产生的废热加热时，调节第五操作状态。通常，第五操作状态因此在电动车辆的停车状态下被调节，通常就在机动车辆已经停车之后。在该情况下，在行驶模式下引起的废热至少暂时地储存在电池中，所述电池由于其高质量而具有高热熔，并且遵循热储能器的操作原理，并且能够因此被使用。在第五操作状态下，第二制冷器将热从第二冷却剂转移至工作介质。相反地，第一制冷器由于关闭的电动机而失效，使得没有热从第一冷却剂转移至工作介质。在该实施例中，布置在空气调节回路中的冷凝器将热从工作介质传递至加热介质。相反地，布置在空气调节回路中的蒸发器被流体地跨过，使得没有工作介质流过蒸发器。在第五操作状态下以这种方式避免了通过空气调节回路的车辆内部的不期望的冷却。加热介质流过布置在加热回路中的第三直接换热器，使得在第三热交换器中热被从加热介质提取，以放出至车辆内部。以这种方式，车辆内部按照期望地被加热。
本发明还涉及一种具有电动机并且具有用于为电动机提供电能的电池的电动车辆。除此之外，电动车辆包括以上已经介绍的根据本发明的废热利用系统。为了该装载的废热，废热利用系统可操作地连接至电动机和/或电池。上述废热利用系统的优点因此也转移至根据本发明的电动车辆。
本发明的进一步重要的特征和益处从从属权利要求、附图以及通过附图的相关附图描述而获得。
应当理解的是，在没有离开本发明的范围的情况下，上述特征以及将在下文中描述的特征不仅能够用在叙述的各个结合中，而且还能够用在其他结合中或者由它们本身使用。
附图说明
本发明优选的示例性实施例示出在附图中并且在下面的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记指代相同的或者相似的或者功能上等同的部件。
在每种情况下示意性地示出：
图1为根据本发明的废热利用系统的第一示例，具有设计为类似电路图中的间接热交换器的冷凝器，
图2-图6为五种不同的操作状态中的图1的废热利用系统，
图7为根据本发明的废热利用系统的第二示例，具有设计为类似电路图中的间接热交换器的冷凝器。
具体实施方式
图1示例性地示出了示意性的类似电路图的体现中的根据本发明的用于电动车辆的废热利用系统1。电动车辆包括用于驱动电动车辆的电动机2，以及用于为电动机2供给电能的电池。电池3为可充电的设计，使得在放电状态下能够在充电站(未示出)充电。废热利用系统1还包括用于冷却电动机2的第一冷却回路4a，所述第一冷却回路4a包括功率电子器件50，其能够包括多于一个的功率晶体管(未示出)。在废热利用系统1的运行期间，第一冷却剂5a在第一冷却回路4a中循环。除了待冷却的电动机，第一直接热交换器6a设置在第一冷却回路4a中，用于将热从第一冷却剂5a排放到废气利用系统1的周围51(参见箭头52)。第一运送装置7a用于在第一冷却回路4a中驱动第一冷却剂5a。
除此之外，废热利用系统1包括用于冷却电池3的第二冷却回路4b。第二冷却剂5b在废热利用系统1的运行期间在第二冷却回路4b中循环。在第二冷却回路4b中，除了待冷却的电池2，用于驱动第二冷却剂5b的第二运送装置7b布置在第二冷却回路6b中。根据图1，用于将热从第二冷却剂5b排放到废热利用系统1的周围51中(参见箭头53)的第二直接热交换器6b能够连接到冷却回路4b中，为了此目的第二冷却剂5b流过所述冷却回路4b。两个热交换器6a、6b能够被设计为传统的散热器或热交换器。在第一和第二冷却回路4a、4b中，膨胀箱13a、13b能够在每种情况下针对第一和第二冷却剂5a、5b而布置。针对第一和第二冷却剂5a、5b，并且还针对加热介质5c，能够使用同样的物质，使得两种冷却剂仅在它们的温度等级方面不同。第一冷却回路4a的第一冷却剂5a通常具有比第二冷却回路4b的第二冷却剂5b更高的温度级别。
而且，废热利用系统1包括用于对电动车辆的内部进行空气调节的空气调节回路20，其未详细地示出在附图中，并且标记有附图标记54。在废热利用系统1的运行期间，工作介质21在空气调节回路20中循环。根据图1，经受从车辆内部54吸收热的用于压缩工作介质21的压缩机22、用于冷凝工作介质1的冷凝器11以及用于蒸发工作介质21的蒸发器23以已知的方式布置在空气调节回路20中。
而且，废热利用系统1包括第一制冷器8a，通过所述第一制冷器8a热能够从第一冷却回路4a转移到空气调节回路20中。而且，废热利用系统1包括第二制冷器8b，通过所述第二制冷器8b热能够从第二冷却回路4b转移到空气调节回路20中。两个制冷器8a、8b沿流体平行方向布置。为此目的，第一制冷器8a布置在第一流体引导路径32a中，而第二制冷器8b布置在第二流体引导路径32b中，所述第二流体引导路径32b新近地平行连接至所述第一流体引导路径32。
如果需要，通过从电池3吸取电能的电加热装置9车辆内部54还能够被电加热。只是可选地，电加热装置9还能够设置在废热利用系统1中。电加热装置9能够以其直接加热存在于车辆内部54中的空气使得其温度上升的方式实现。可替代此的，电加热装置还能够集成在加热回路4c中，使得加热介质5c被加热。加热介质随后放出更多的热至车辆内部54，其结果是根据需要增加空气等的温度。
在图1中示出的示例中，废热利用系统1还包括用于通过来自两个冷却回路4a、4b的热加热车辆内部54的加热回路4c。加热介质5c在加热回路4c中循环。用于驱动加热介质5c的第三运送装置7c布置在加热回路4c中。在加热回路4c中还布置有第三直接热交换器6b，其用于将热从加热介质5c放出到车辆内部54中。
如从图1显而易见的，第二直接热交换器6b以如下的方式设计：所述第二直接热交换器6b能够合并在第二冷却回路4b中用于将热从第二冷却剂5b排放到周围51中，或者合并到加热回路4c中用于将热从加热介质4c排放到周围51中。如果第二直接热交换器6b将被合并在加热回路4c中，旁通管线30能够通过阀装置31而合并在第二冷却回路5b中，通过其将第二直接热交换器6b流体地跨过。如在图1中指示的，阀装置31能够被设计为三通阀。这样的构造的实质的优点在于在加热回路4c中能够省略膨胀箱。
在图1的示例中，布置在空气调节回路20中的冷凝器11被设计为间接热交换器，通过其热能够被从空气调节回路20转移到加热回路4c中。
现将注意力引向图2的表现，其示出了处于第一操作状态的图1的废热利用系统1。随后，当车辆内部54与电池3二者将通过周围51的外界温度被冷却(通常40℃或更多)时，废热利用系统1优先处于第一操作状态。如果电动车辆处于驾驶模式，即电动车辆2是活动的，则在废热利用系统1的第一操作状态中电动机2需要另外地冷却。
在第一操作状态下，通过冷凝器11、第二直接热交换器6b以及第二制冷器8b的帮助实现热泵，通过其热能够被从电池3并且从电动机2以及车辆内部54排放到周围51中：为了冷却电池3，由电池3产生的废热被在第二冷却回路中循环的第二冷却剂5b吸收。该废热通过第二制冷器8b至少部分地从第二冷却回路4b转移到空气调节回路20中(参见箭头56)。为了该目的，工作介质21和第二冷却剂5b流过第二制冷器8b。与之相比，没有工作介质21流过第一制冷器8a。因此，使第一制冷器8a失效。第一制冷器8a的这样的实效能够通过关闭可控的阀装置33实现，所述阀装置33布置在空气调节回路20的第二流体引导路径32b中。在图2中示出的废热利用系统1的第一操作状态下，阀构件33因此被关闭。因此，工作介质21能够只流过具有第二制冷器8b的第二流体引导路径32b。所以，在空气调节回路20与第一冷却回路4a之间没有热交换发生。这意味着在第一操作状态下第一冷却回路4a与空气调节回路20热分离。由电动机2或功率电子器件50产生并且转移至第一冷却剂5a的热因此被专门从布置在第一冷却回路4a中的第一直接热交换器6a排出(参见箭头52)。
如在图2中另外可看到地证实的，废热利用系统1的第一操作状态下的工作介质21并非只是经由第二制冷器8b从第二冷却回路4b吸收热；相反地，热经由蒸发器23另外被从车辆内部54吸收(参见箭头55)，从而冷却车辆内部54。在设计为间接热交换器的冷凝器11中，由工作介质21吸收的热被转移至在加热回路4c中循环的加热介质5c(参见图2中的图57)。为了将热从第二冷却回路4b排放到废热利用系统1的周围51中，根据图2，第二直接热交换器6b合并在加热回路4c中并且与第二冷却回路4b联接，使得加热介质5c流过。阀装置31因此以如下的方式调节：第二冷却剂5b流过经过第二直接热交换器6b的旁通管道30。在第一操作状态下，加热回路4c并未用于加热车辆内部54，而是用于将电池3的废热以及来自车辆内部54的热的废热排放到废热利用系统能够1的周围51中。
通过第二直接热交换器6b，由冷凝器11中的加热介质5c吸收的热能够按照期望地排放到废热利用系统的周围51中。
布置在加热回路4c中的第三热交换器6c优先通过进一步的可控阀装置34以没有加热介质5c能够流过第三热交换器6c的方式被跨过。以这种方式，在第一操作状态下防止了从热介质5c到车辆内部54中的不期望的热的散发。为了该目的，阀装置34能够被设计为三通阀，通过其留在冷凝器11中的加热介质5c能够或者被引入第一流体引导路径35a中，或者被引入与第一流体引导路径35a流体地平行连接的第二流体引导路径35b中。第二直接热交换器6b布置在第一流体引导路径35a中。第三直接热交换器6c布置在第二流体引导路径35b中。在根据图1的第一操作状态下，阀装置34以加热装置5c能够专门流过第一流体引导路径35a的方式被调节。由于在车辆内部54中没有通过电加热装置9提供加热输出，所以其能够在第一操作状态下被关闭，因此使得其不从电池3吸取任何电能。
让我们现在看图3的体现。图3示出了在区别于第一操作状态的第二操作状态中的废热利用系统1。该操作状态通常在废热利用系统1中被调节，特别是当部分放电或完全放电的电池3将在充电站(为了清楚，没有示出在附图中)进行再次充电时。在该情况下，停在充电站的电动车辆的电动机2通常被关闭。在该情况下，通常不需要通过空气调节回路20冷却车辆内部54，因为没有车辆乘员在电池3充电的同时可能会出现在车辆内部。
第二操作状态因此主要意在用于有效地将在充电过程期间在电池中产生的废热排出到废热利用系统1的周围51中。
看图3的表征，能够注意到其以回路图的方式示出了废热利用系统1的第二操作状态，因为相比于第一操作状态实质上的区别技术特征仅在于，相比于第一操作状态空气调节回路1的蒸发器23被流体地跨过。这意味着没有工作介质21被引导穿过蒸发器23。因此，也没有来自车辆内部54的热被工作介质21吸收。
如直接从图3显而易见的，蒸发器23流体地与第二制冷器8b平行地连接。蒸发器23的上游或下游布置有可控的阀装置36，其在打开状态下将蒸发器23打开，使得工作介质21能够流过，而在关闭状态下防止工作介质21流过蒸发器23。在第二操作状态下，可控的阀装置36因此被调节为关闭状态，使得工作介质21被引导穿过与蒸发器23流体地平行连接的第二制冷器8b。在根据图2的第一操作状态下，阀装置36因此被调节为打开状态。
由于在电动车辆的停车状态下电动机2不产生任何废热，所以不需要将由电动机2产生的废热通过第一冷却回路4a排出到周围51中。因此，第一运送装置7a能够在根据图3的第二操作状态下失效，使得没有冷却剂在第一冷却回路4a中循环。在该情况下，例如由于周围51中的过高的外界温度，电动机2的冷却应当是必需的，第一运送装置7a能够被打开，并且第一冷却回路4a以这种方式再次起作用。第一冷却回路4a的这样可选的激活在图3中由第一冷却回路4a的虚线体现指示。第一制冷器8a在第二操作状态下失效。
图4示出了在进一步的第三操作状态下的废热利用系统1。特别是当电池3将被冷却并且车辆内部54同时将被加热时，优先调节第三操作状态。废热利用系统1的周围51的外界温度在这种情况下通常比在第一和第二操作状态下低，并且能够例如总共达到15℃。
将图3的体现与图4的体现相比较，能够注意到第三操作状态相对于第二操作状态的区别特征就像在第一操作状态中一样，在于用于从电动车辆的车辆内部54吸收热的工作介质21流过蒸发器23。因此，在第三操作状态下阀装置36至少部分地打开，优先完全地打开。进一步的区别特征在于加热介质5c流过布置在加热回路4c中的第三直接热交换器6c。为此目的，以加热介质5c被引导穿过第二流体引导路径35b的方式调节阀装置34。因此，热被从第三直接热交换器6c中的加热介质5c提取，并放出至车辆内部54，用于对其进行加热(参见图4中的箭头57)。在第三操作状态下，加热回路4因此被用于加热车辆内部54。
在通过第二制冷器8b将比加热车辆内部所需的热更多的热从第二冷却回路8b的第二冷却剂5b转移至空气调节回路20的工作介质21的情况下，第二直接热交换器6b能够被切换到加热回路4c，用于当需要时将过多的热从加热回路5c排放到废热利用系统的周围51。这在图4中由加热回路4c的第一流体引导路径35a的虚线体现指示，其中布置有第二直接热交换器。这样的另外的激活能够通过以如下方式适当地调节阀装置34而实现：加热介质50c也能够进入具有第二直接热交换器6b的第一流体引导路径35a。第一制冷器8a在第三操作状态下也失效。
图5示出了在进一步的第四操作状态下的废热利用系统1。特别是当由于废热利用系统1的周围51中的低外界温度(例如，大约-10℃或更低)电动车辆的车辆内部54将被加热时，优选在废热利用系统1中调节第四操作状态。在第四操作状态下，能够将在运行期间由电动机2产生的废热转移到车辆内部54中。与第一、第二以及第三操作状态相反地，第一制冷器8a在第四操作状态下被激活。阀装置33因此被调节到打开状态，使得工作介质21能够流过第一制冷器8a。第一制冷器8a随后将由电动机2放出至冷却剂5的热转移至在冷却回路20中循环的工作介质21(参见图5中的箭头58)。与此相反地，第二制冷器8b失效，使得没有热从第二冷却剂5b转移至工作介质21。为了使第二制冷器8b失效，能够在其上游或下游布置进一步的可控的阀装置37。阀装置37在打开和关闭位置之间是可调节的。在根据图5的关闭状态下，阀装置37防止工作介质21流过第二制冷器8b。在第一、第二以及第三操作状态下，阀装置37处于打开状态(参见图2、图3以及图4)。
由于车辆内部54将被加热，所以布置在空气调节回路20中的蒸发器23在第四操作状态下被流体地跨过，使得没有工作介质21流过蒸发器23。以这种方式，防止了从待加热的车辆内部54提取热。
除此之外，布置在空气调节回路中的冷凝器11至少部分地将从工作介质21吸收的热经由第一制冷器8a转移至引导穿过加热回路4c的加热介质5c。
由于在第四操作状态下加热介质流过布置在加热回路4c中的第三直接热交换器6c，所以放出至车辆内部54的热能够被从第三热交换器6c中的加热介质5c提取。以这种方式，车辆内部54能够如所期望地被加热。在通过第三热交换器6c可获得的向车辆内部54的热量不足的情况下，能够另外地激活电加热装置9。
图6示出了在进一步的第五操作状态下的废热利用系统1。与第四操作状态相同，特别是当由于废热利用系统1的周围51中的低外界温度(例如，大约-10℃或更低)电动车辆的车辆内部54将被加热时，优先调节第五操作状态。然而，在第五操作状态下，并非在运行期间由电动机2产生的废热被转移到车辆内部54中，而是储存在电池3中的热被转移到车辆内部54中。
这是可能的版本，特别是当在电动车辆的停车之后电动机2已经被关闭，并且因此不再产生能够供给至车辆内部54的任何废热时。由于电池3因为其高质量而通常具有非常高的热容，并且能够因此用作热储能器，所以储存在电池3中的能量能够至少以一定程度被用于加热车辆内部54。第五操作状态因此用于将热从电池3转移到车辆内部中。第五操作状态因此不同于第四操作状态之处一方面在于第二制冷器8b将热从第二冷却剂5b转移至工作介质21。另一方面，第一制冷器8a失效，使得没有热从第一冷却剂5a转移至工作介质21。因此，阀装置33处于关闭状态，而阀装置37处于打开状态。第二制冷器8b因此将通过电池3放出至第一冷却剂5a的热转移至在冷却回路20中循环的工作介质21(参见图6中的箭头58)。
类似于第四操作状态，同样在第五操作状态下，布置在空气调节回路20中的冷凝器11至少部分地将从工作介质21吸收的热经由第二制冷器8b转移至引导穿过加热回路4c的加热介质5c。由于同样在第五操作状态下，加热介质5c流过布置在加热回路4c中的第三直接热交换器6c，将放出至车辆内部54的热能够被从第三热交换器6c中的加热介质5c提取。以这种方式，车辆内部54如所期望地被加热。在由第三热交换器6c提供至车辆内部54的热量不足的情况下，电加热装置9也能够在第五操作状态下被另外地激活。
在第四和第五操作状态下，第一直接热交换器6a通过设计为三通阀、与旁通管线39相互作用的可控阀装置38而被流体地跨过，使得没有第一冷却剂5a流过第一直接热交换器6a。因此，也没有热能够被放出至废热利用系统1的周围51。以这种方式，在根据图5的第四操作状态下确保了热从第一冷却剂5a转移至工作介质21专门经由第一制冷器8a而进行。在根据图6的第五操作状态下，以这种方式也防止了热从第一冷却回路4a的不期望的排放。
能够理解的是，根据本发明的废热利用系统1还能够可替代地或除了上述五个操作状态在未更加详细讨论的进一步的操作状态下被调节。
为了在两个或更多操作状态之间调节或切换，废热利用系统1能够装备有未更详细地示出在附图中的控制/调节装置，通过所述控制/调节装置，废热利用系统1能够在至少两个操作状态之间切换。为了在操作状态之间切换，控制/调节装置能够激活上述的阀装置31、33、34、36、37、38。为了调节上述五个操作状态中的一个，阀装置31、33、34、36、37以及38能够通过如上所述的控制/调节装置进行适当的激活而被调节。在此，阀装置的激活或调节能够作为废热利用系统1的至少一个操作参数(诸如例如每单位时间由电池产生的废热)的函数以及作为废热利用系统1的至少一个外界参数(诸如例如废热利用系统1的周围51中的外界温度)的函数而被激活。
“直接热交换器”在此意味着热交换器，通过其热能够在各个冷却剂5a、5b之间，或在加热介质5c与出现在周围51或车辆内部54中的空气之间交换。
技术术语“间接热交换器”在此意味着热交换器，通过其热能够在循环在空气调节回路20中的工作介质21和第一冷却剂5a或第二冷却剂5b或加热介质5c之间交换。不发生与出现在外界51和车辆内部54中的空气的直接热交换。
“制冷器”8a、8b在此意味着热交换器，通过其热能够从第一或第二冷却剂5a、5b转移至空气调节回路20的工作介质21。
图7示出了图1至图6的废热利用系统1的第二示例性实施例。在图7的示例中，布置在空气调节回路20中的冷凝器11没有实现为间接冷凝器，而是实现为直接冷凝器。这允许将冷凝器11用作加热元件从而加热车辆内部54。为此目的，在冷凝器11中从流过空气调节回路20的工作介质提取热并直接供给至车辆内部54。
进一步的冷凝器12能够用于将不需要用于加热车辆内部54的过量的热放出至废热利用系统1的周围51(参见图7中的箭头59)。