用于机动车的热系统以及用于运行该热系统的方法技术方案

技术编号:45143927 阅读:4 留言:0更新日期:2025-05-06 18:00
本发明专利技术涉及一种用于机动车的热系统(10),该热系统包括用于对机动车电池(18)进行控温的控温回路(12)、用于通过空调热交换器(26)对客舱进行空气调节的空调回路(14)、以及将控温回路(12)与空调回路(14)热耦联的热交换器(16),其中,空调回路(14)具有通过可调节的第一膨胀阀(34)联接在压缩机(24)的输出侧上的旁路管路(32),其中,旁路管路(32)绕开热交换器(16)和空调热交换器(26)被引导回压缩机(24)的输入侧。通过借助于第一膨胀阀(34)和旁路管路(32)实现的在空调回路(14)中的再循环,能够在设备耗费低的情况下实现良好的机动车电池(18)的控温和良好的客舱空气调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热系统以及一种用于运行这种热系统的方法,通过该热系统和方法可以对机动车电池进行控温/调温并且可以对机动车的客舱进行空气调节。


技术介绍

1、从wo 2019/069018 a1中已知,将用于对机动车的机动车电池进行控温的控温回路经由被称为“冷却器”的蒸发器与用于对机动车的客舱进行空气调节的空调回路热耦联,其中,空调回路可以借助于阀选择性地流过冷却器旁并且伸延通过联接在空调回路中的蒸发器。

2、例如在机动车的冷起动时,存在不应该冷却而是应该加热机动车电池的情况。在达到设计的机动车电池运行温度之后,通常仅还需要进行冷却,在此情况时应该将在机动车电池中产生的热用于对客舱进行空气调节。然而,为了机动车电池尽可能快速达到其运行温度(在该运行温度下机动车电池可以高效率运行),应该在设备耗费尽可能低的情况下避免由于用于客舱的空气调节的功率输出影响用于加热到运行温度的加热功率。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是,阐明能够在设备耗费低的情况下实现良好的机动车电池控温和良好的客舱空气调节的措施。

2、根据本专利技术,该目的通过一种具有权利要求1所述的特征的热系统以及一种具有权利要求10所述的特征的方法实现。本专利技术的优选的设计方案在从属权利要求和以下描述中给出,其分别可以单独地或组合说明本专利技术的一个方面,其中,通过权利要求确定保护范围。

3、本专利技术的一个方面涉及一种用于机动车的热系统,该热系统包括用于对机动车电池进行控温的控温回路//调温回路、用于通过空调热交换器对客舱进行空气调节的空调回路、和将控温回路与空调回路热耦联的热交换器,其中,空调回路具有通过可调节的第一膨胀阀联接在压缩机的输出侧上的旁路管路,其中,旁路管路在绕开热交换器和空调热交换器的情况下被引导回压缩机的输入侧。

4、借助于旁路管路,可以在压缩机的区域中循环地输送空调回路的一部分或全部质量流,并且相应地防止流过热交换器。由此,可以相应地减小或甚至完全阻止从控温回路中吸收热量,从而相应地在控温回路中有更多的热量可供加热机动车电池使用。由此,相应地降低了可供用于客舱的空气调节的热功率,并且转而将其用于快速加热机动车电池。由于由此特别快速地将机动车电池加热至运行温度,因此车辆乘员通常可接受客舱的空气调节的时间延迟。尤其是,当机动车电池的温度逐渐升高时可行的是,通过相应地调整通过旁路的旁路质量流,调整从控温回路到空调回路中的热功率输出,以便至少利用所减少的热功率对客舱进行空气调节。在控温回路中所需的用于加热机动车电池的加热功率和在空调回路中所需的用于对客舱进行空气调节的热功率之间,可以调节出最优的平衡,该平衡尤其可以取决于机动车电池的当前温度和与之相关的效率与机动车电池的运行温度的差距。通过借助于第一膨胀阀和旁路管路所实现的在空调回路中的再循环,能够在设备耗费低的情况下实现良好的机动车电池控温和良好的客舱空气调节。

5、第一膨胀阀可以设计成抵消在压缩机中实现的压力升高,从而就压缩机而言运行条件不发生显著变化。优选地,第一膨胀阀在初始状态中可以完全断开旁路管路,从而空调回路的全部质量流被引导通过也被称为“冷却器”的热交换器,并且可以从控温回路中吸收尽可能多的热量。优选地,第一膨胀阀可以设计成,在0%至100%之间无级地调整通过旁路管路的旁路质量流。

6、压缩机尤其是设计成压缩气态的介质,尤其是蒸发的制冷介质。因此,在压缩机的输出侧上会存在比在压缩机的输入侧上显著更高的压力。通过压缩,还可以提高介质的温度,介质可以在该温度水平下被输送给空调热交换器。

7、空调热交换器可以设计成对被引导到机动车的客舱中的空气进行空气调节,尤其是加热。在空调热交换器中,介质的压力可能由于压力损失而降低,并且介质的温度可能由于散发的热量而降低。空调热交换器尤其为机动车的空调设备的一部分。

8、也被称为“冷却器”的热交换器不仅是空调回路的一部分而且是控温回路的一部分,在此优选地,空调回路的穿流热交换器的介质和控温回路的穿流热交换器的介质被相互分离,但能够彼此交换热量。不一定必须规定空调回路的介质和控温回路的介质在热交换器中发生物理状态改变。但可以规定,在热交换器的配属于空调回路的一侧中相应的介质蒸发和/或在热交换器的配属于控温回路的一侧中相应的介质冷凝。

9、机动车电池可以是控温回路的一部分,并且根据机动车电池相对于机动车电池的预期运行温度的当前温度而起到散热器或热源的作用。机动车电池尤其可以具有布置在壳体内的电池电芯,其中优选地,控温回路的介质可以被引导到机动车电池的壳体中用以流过电池电芯。

10、尤其地,可通过pi调节元件调节第一膨胀阀的调节位置以调整旁路质量流。由此第一膨胀阀的预期的调节位置不是突然地,而是斜坡式地被操控。由此可以避免在空调回路的管路中的压力突然波动。

11、优选地,可根据在控温回路中的加热需求调节第一膨胀阀。调节机构可以计算在控温回路中所需的加热需求,并且借助于对第一膨胀阀的调节仅允许向热交换器中引入空调回路的如下介质量,即,不会导致达不到所需的加热需求。在此,调节机构可以考虑机动车电池的当前温度、机动车电池的设计的运行温度、在控温回路内规定的加热功率和/或控温回路的介质的质量流。

12、特别优选地,旁路管路经由收集器,尤其是仅仅经由收集器被引导回压缩机的输入侧。除了管路和/或收集器外,在旁路管路的出口与压缩机的入口之间尤其未设置空调回路的其他功能构件,从而旁路质量流既不被输送给蒸发器也不被输送给冷凝器或热交换器元件,如空调热交换器。由此,旁路管路与空调回路的剩余管路的连接点——旁路管路在该连接点处被引导回空调回路的剩余管路中——可以被设置得特别靠近压缩机,从而旁路管路可以实施得相应短。在收集器中可以缓冲一定量的空调回路的介质,在此原则上也可以实现相分离。由此,收集器还可以减轻通过第一膨胀阀引起的压力波动。

13、特别优选地,空调热交换器和热交换器在空调回路中通过未分支的连接管路相互连接。由此可以避免在空调回路中额外的旁路管路。优选地,在空调回路中,介质首先穿流空调热交换器,随后穿流热交换器。

14、尤其地,在连接管路中设有可调节的第二膨胀阀。如果第二膨胀阀关闭,则在通向压缩机的管路区域中介质可以被拦截,从而连接管路不会无介质地运行。此外在空调回路侧上在热交换器的入口处直接就可以调整通过热交换器的流量,而不必连接管路首先无介质地运行。

15、优选地,可根据第一膨胀阀的调节位置调节第二膨胀阀。由此可以确保,在压缩机的出口处的质量流相应于流过旁路管路的质量流与流过热交换器的质量流之和。由此可以避免在空调回路的管路部段上的死区时间和时间延迟。

16、特别优选地,控温回路具有用于加热用于机动车电池的控温介质的加热器。尤其是,该加热器可以电运行,并且加热控温回路的介质,尤其是水。如果机动车电池达到其设计的运行温度,则可以简单地切断加热器,从而不影响用于冷却机动车电池的控温回路的冷却功能。通本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于机动车的热系统(10),该热系统包括:

2.根据权利要求1所述的热系统(10),其中,能通过PI调节元件调节第一膨胀阀(34)的调节位置以调整旁路质量流。

3.根据权利要求1或2所述的热系统(10),其中,能根据在控温回路(12)中的加热需求调节第一膨胀阀(34)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热系统(10),其中,旁路管路(32)经由收集器(30),尤其是仅仅经由收集器(30)被引导回压缩机(24)的输入侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热系统(10),其中,空调热交换器(26)和热交换器(16)在空调回路(14)中通过未分支的连接管路(36)相互连接。

6.根据权利要求5所述的热系统(10),其中,在连接管路(36)中设有可调节的第二膨胀阀(38)。

7.根据权利要求6所述的热系统(10),其中,能根据第一膨胀阀(34)的调节位置调节第二膨胀阀(38)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热系统(10),其中,控温回路(12)具有用于加热用于机动车电池(18)的控温介质的加热器(22)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的热系统(10),其中,空调热交换器(26)设计成用于对被引导到客舱中的空气进行温度调节的空调热泵的加热调节器。

10.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的热系统(10)的方法,其中,根据控温回路(12)的加热需求调节在空调回路(14)中被引导通过热交换器(16)的质量流。

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【技术特征摘要】

1.一种用于机动车的热系统(10),该热系统包括:

2.根据权利要求1所述的热系统(10),其中,能通过pi调节元件调节第一膨胀阀(34)的调节位置以调整旁路质量流。

3.根据权利要求1或2所述的热系统(10),其中,能根据在控温回路(12)中的加热需求调节第一膨胀阀(34)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热系统(10),其中,旁路管路(32)经由收集器(30),尤其是仅仅经由收集器(30)被引导回压缩机(24)的输入侧。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热系统(10),其中,空调热交换器(26)和热交换器(16)在空调回路(14)中通过未分支的连接管路(36)相互连接。

6.根据权利要求5所述的热系...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·西格尔B·舍费尔T·胡格J·凯尔基
申请(专利权)人:奥迪股份公司
类型:发明
国别省市:

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