车辆调温系统的制作方法

文档序号:15816909发布日期:2018-11-02 22:44阅读:181来源:国知局

本发明涉及一种车辆调温系统,其尤其是可以在混合驱动车辆、例如插电式混合驱动车辆中使用。

背景技术

在混合驱动车辆中,用于运行电驱动马达的车辆电池尤其是在电驱动状态中一方面通过电驱动马达、另一方面通过电能的其他的消耗器、例如电力电子装置强加载。此外,在这样的例如构造为锂离子电池的车辆电池中存在要求,所述车辆电池应该在为运行优化的温度窗口中工作,以便一方面可以保证电能的消耗器的足够的供电,另一方面也可以确保,在充电运行中电池可以再次充电。



技术实现要素:

本发明的任务是,设置一种尤其是用于混合驱动车辆的车辆调温系统,其能够实现在车辆中提供的热能的改善的利用。

按照本发明,该任务通过一种车辆调温系统解决,其尤其是用于混合驱动车辆,所述车辆调温系统具有:

-第一载热介质回路,其包括内燃机、加热器和至少一个、优选多个传热区域,所述传热区域用于在第一载热介质回路中循环的第一载热介质和第一组要热调节的系统区域之间的传热,

-第二载热介质回路,其包括至少一个、优选多个传热区域,所述传热区域用于在第二载热介质回路中循环的第二载热介质和第二组要热调节的系统区域之间的传热,

-载热介质回路热交换器装置,其用于在第一载热介质回路中循环的第一载热介质和在第二载热介质回路中循环的第二载热介质之间的传热。

按照本发明构造的车辆调温系统具有载热介质回路,其原则上为了热交换相互耦合,然而本身配置给车辆的不同的系统区域。这样例如第一载热介质回路可以基本上配置给车辆的内燃机或配设给内燃机的系统区域,以便对其以合适的方式进行热调节,而第二载热介质回路可以基本上配置给车辆的设置用于电行驶运行的系统区域。通过在这两个载热介质回路之间交换热能的可能性,在回路之一中存在的过量的热能可以被传输到另一个回路,以便对配置给所述一个或多个回路的系统区域进行加热。因此可以尽量避免,在车辆中生成的热能作为损耗热量向外释放。

为了依赖于热条件可以将内燃机作为热源或热沉利用,提出,第一载热介质回路具有第一载热介质回路阀布置结构,以用于释放/锁止内燃机,以便用于第一载热介质流经/防止第一载热介质流经。

按照一个特别有利的方面可以规定,载热介质回路热交换器装置或/和加热器的加热器热交换器装置不依赖于第一载热介质回路阀布置结构的切换位置可由第一载热介质流经。因此确保,不依赖于,配置给第一载热介质回路的系统区域是否应该热处理,能够实现一方面与加热器或另一方面与另一个载热介质回路的热相互作用。

为了可以以合适的方式对配置给第一载热介质回路的系统区域加热或必要时可以将热量从其导出,提出,第一载热介质回路配置于第一组系统区域中的至少一个、优选每个系统区域具有系统区域热交换器装置,以用于在系统区域和第一载热介质之间的热量传输。

在此可以由此确保各个系统区域的与其他的系统区域独立的热处理,即,第一载热介质回路配置于第一组系统区域中的至少一个、优选每个系统区域具有系统区域阀布置结构,以用于释放/锁止系统区域热交换器装置以便用于第一载热介质流经/防止第一载热介质流经。

第一组系统区域可以具有一个或多个接着给出的系统区域:

-在内燃机中设置的内燃机油,

-在配置给内燃机的变速器中设置的变速器油,

-车辆内部空间。

内燃机可以具有可由第一载热介质流经的载热介质外罩,其中为内燃机配置有第一冷却器热交换器装置,以用于释放流经载热介质外罩的第一载热介质的热量。

第二组系统区域可以具有下面给出的系统区域中一个或多个:

-车辆电池,

-电池充电单元,

-车辆电子装置。

第一组系统区域基本上具有如下系统区域,所述系统区域与内燃机关联或在常规的车辆中也通过在内燃机中产生的热量热调节,而第二组系统区域基本上具有如下系统区域,所述系统区域主要为车辆的电的行驶被使用或者是必需的。

要指出,在本发明的意义上,一组系统区域可以具有唯一的或多个系统区域。

按照一种特别有利的方面提出,在第二载热介质回路中,载热介质回路热交换器装置车辆电池或/和车辆电子装置可由第二载热介质串行流经,或/和在第二载热介质回路中,载热介质回路热交换器装置和电池充电单元可由第二载热介质并行流经。通过载热介质回路热交换器装置和电池充电单元的并行的穿流性确保,在载热介质回路热交换器装置的区域中到第二载热介质上的热能基本上不用于加热电池充电单元,因为电池充电单元是基本上非热关键的结构组合件并且为了适合的运行不是必须热调节。

要指出的是,当实施以下内容,即系统区域、例如车辆电池由载热介质可流经时,该系统区域具有可由载热介质流经的热交换器装置,在所述热交换器装置中,例如热量可以被载热介质接收并且然后可以传输到相应的系统区域的在运行中的要热调节的区域上或可以从这些区域传输到流经分别配置的热交换器装置的载热介质上。

为了可以用于传热利用载热介质回路热交换器装置或将其锁止以防止传热,提出,第二载热介质回路具有第二载热介质回路阀布置结构,以用于释放/锁止载热介质回路热交换器装置,以便用于第二载热介质流经/防止第二载热介质流经。因此在第一载热介质回路的区域中不需要设置结构上的措施,以便激活或去激活载热介质回路热交换器装置。

载热介质回路热交换器装置和第二载热介质回路阀布置结构可以由第二载热介质串行流经并且一起关于电池充电单元可被并行地流经。

因为在电行驶运行中在该运行利用的系统区域的区域中可以产生热量,并且所述热量依赖于环境条件必须导出,以便避免过度加热,所以提出,第二载热介质回路具有第二冷却器热交换器装置,以用于释放在第二载热介质回路中循环的第二载热介质的热量。

为此,可以为第二冷却器热交换器装置配置有冷却器阀布置结构,以用于释放/锁止第二冷却器热交换器装置以便用于第二载热介质流经/防止第二载热介质流经。

为了在两个载热介质回路中可以产生在那里分别设置的载热介质的循环,每个载热介质回路可以具有至少一个载热介质泵。

按照本发明的另一个特别有利的方面,在第一载热介质回路和第二载热介质回路之间不存在载热介质交换连接。因此确保,在两个载热介质回路之间不会产生导致过量的加热或冷却的热的相互作用。

加热器可以是燃料运行的加热器。这确保,也在车辆电池负载时例如在电行驶运行中热量可以尤其是被提供用于加热车辆内部空间并且车辆电池为此不附加地受载,从而可以提高在电行驶运行中的作用范围。

附图说明

接着参考附图1详细说明本发明,其以原理式的图示出车辆调温系统。

具体实施方式

在图1中总体地以10表示车辆调温系统。车辆调温系统10具有两个相互处于或可置于热的相互作用中的载热介质回路12、14,然而在所述载热介质回路之间不存在载热介质交换连接。在第一载热介质回路12中循环的第一载热介质不可以到达第二载热介质回路14中,而在第二载热介质回路14中循环的第二载热介质不可以到达第一载热介质回路中。尽管可以对于第一载热介质和第二载热介质使用相同的优选液体的介质、例如基本上使用水。

第一载热介质回路12作为主要的组成部分具有作为用于车辆的驱动总成可用的内燃机16以及包括燃烧器区域20和加热器热交换器装置22的优选燃料运行的加热器18。内燃机16的载热介质外罩和加热器热交换器装置22可由在第一载热介质回路12中循环的第一载热介质流经。

为内燃机16配置有第一冷却器热交换器装置24。借助调温布置结构26,第一冷却器热交换器装置24可以为了被流经而被释放,从而例如在第一载热介质具有足够高的温度或不应该进一步被加热的状态中,过量的热量可以被释放到环境中。因为在该状态下,不需要能量到第一载热介质中的进一步输送,所以加热器18不运行,从而第一载热介质流经加热器热交换器装置22,而没有在那里接收热量。

第一载热介质回路12此外具有第一载热介质回路阀布置结构28。通过该第一载热介质回路阀布置结构28,依赖于其切换位置,内燃机16可以为了以第一载热介质流经而被释放,如在图1中示出的切换位置中的情况,或可以被锁止以防止被流经,从而在第一载热介质回路12中通过载热介质30的输送作用循环的载热介质不流经内燃机,然而流经加热器热交换器装置22。

第一载热介质回路12此外具有多个彼此并行连接的或可连接的系统区域热交换器布置结构32、34、36和分别配置给其的系统区域阀布置结构38、40、42。通过所述系统区域阀布置结构38、40、42,分别配置给其的系统区域热交换器布置结构32、34、36可以为了通流被释放或锁止。

系统区域热交换器布置结构32、34、36分别配置给第一组系统区域的不同的系统区域,其中,第一组系统区域的特征在于,其系统区域可以通过在第一载热介质回路12中循环的第一载热介质直接加热,或者热量可以传输到其上。这样例如系统区域热交换器装置32可以设置用于,建立与内燃机16的可作为第一组这样的系统区域观察的内燃机油的热的相互作用。为此,例如系统区域热交换器装置32可以设置在内燃机16的油槽的区域中或通过对应的导管连接部与内燃机16连接,以便将热量从内燃机油传输到第一载热介质上,或反之。系统区域热交换器装置34可以配置于配设给内燃机16的变速器44的可看作为第一组系统区域的另一个系统区域的变速器油设置,以便依赖于热的条件将热量从变速器油传输到第一载热介质上,或反之。系统区域热交换器装置36可以设置用于,加热要引入可看作为第一组系统区域中的另一个系统区域的车辆内部空间中的空气。为此系统区域热交换器装置36可以由该输送通过鼓风机的空气环流。

依赖于热的条件因此可能的是,将热量传输到不同的系统区域上或从所述系统区域接受热量并且将热量传输到一个或多个其他系统区域上或通过加热器18加热这些系统区域中的一个或多个还有内燃机16本身。

第二载热介质回路14例如串行地由第二载热介质可流经地具有一个或多个车辆电池46例如锂-离子-电池、车辆电子装置48或其一部分尤其是电力电子装置以及电池充电单元50,通过所述电池充电单元,车辆电池46例如可以从静止的电网中充电。此外,第二载热介质回路14具有第二冷却器热交换器装置52,所述第二冷却器热交换器装置借助第二载热介质回路阀布置结构54为了以借助载热介质泵56输送的第二载热介质的流经可以被释放或可以被锁止以防止通流。在不同的尤其是为车辆的电行驶运行设置的系统区域的加载时产生的热量可以只要存在该系统区域的过度的加热的危险、因此一旦需要通过第二冷却器热交换器装置52释放至环境。在这里要指出,为了与在第二载热介质回路中循环的第二载热介质的热的相互作用,第二组系统区域的配置给第二载热介质回路的系统区域、亦即例如车辆电池46、车辆电子装置48以及电池充电单元50可以具有相应的可由第二载热介质流经的热交换器布置结构47、49、51。

为了将两个载热介质回路12、14相互热耦合,设置载热介质回路热交换器装置58。所述载热介质回路热交换器装置不仅可由第一载热介质而且可由第二载热介质流经,从而较热的载热介质的热量可以传输到较冷的载热介质上。在此配置于第一载热介质回路12,载热介质回路热交换器装置58串行于加热器热交换器装置22设置并且如加热器热交换器装置独立于第一载热介质回路阀布置结构28的切换状态可由第一载热介质流经。配置于第二载热介质回路14,载热介质回路热交换器装置58串行于车辆电池46和车辆电子装置48设置并且与第二载热介质回路阀布置结构60一起并行于充电单元50设置。

如果第二载热介质回路阀布置结构60处于其在图1中示出的切换状态中,其中第二载热介质回路阀布置结构为了通流释放载热介质回路热交换器装置58,则第二载热介质循环通过载热介质回路热交换器装置58、车辆电池46和车辆电子装置48。在该状态下,第二载热介质可以在载热介质回路热交换器装置58中从第一载热介质接收热量并且传输到第二组系统区域的各系统区域或其一部分上并且因此对其加热。如果所述系统区域足够热或应该必要时被冷却,亦即通过第二载热介质输出热量,则这可以例如在通过第二载热介质回路阀布置结构60锁止的载热介质回路热交换器装置58中通过第二冷却器热交换器装置52进行,或可以经由通过第二载热介质回路阀布置结构60为了通流而释放的载热介质回路热交换器装置58传输到第一载热介质上,只要该过量的热量可以在第一组系统区域的各系统区域之一的区域中被利用的话。

按照本发明构造的车辆调温系统因此能够实现在充分利用在车辆的区域中生成的热量情况中的高的易变性,然而同时保证,配置给两个载热介质回路的系统区域的组在每个所述载热介质回路中也分别独立于另一个组以合适的方式可以被热调节。这样可以例如在防止通流而锁止的载热介质回路热交换器装置58中并且在运行的混合驱动车辆的电行驶运行中在第一载热介质回路12中内燃机16例如通过加热器18的运行已经被热调节,以便保证,当必须或应该从电行驶运行转入内燃机行驶运行中时,内燃机16或内燃机油和变速器油已经足够地被加热。内燃机16可以于是在也导致减少的有害物质排放的热调节的状态中运行。另一方面可以通过在第一载热介质回路12的区域中例如通过内燃机16或/和加热器18提供的热量对第二组系统区域的各系统区域充分地加热,这尤其是可以用于,提供或快速地达到其用于车辆电池46的合适的恢复需要的温度。

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