[发明专利]用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的系统及方法

说明书

本发明涉及用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的系统(1a、1b)。系统(1a、1b)具有制冷剂回路(2a、2b)和至少一个冷却剂回路(3)。制冷剂回路(2a、2b)形成有压缩机(4)、作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂‑冷却剂热交换器(5)、作为蒸发器操作的用于调节乘客舱的供应空气的具有上游的膨胀元件(9、10)的至少一个制冷剂‑空气热交换器(6、7)、以及作为蒸发器操作的用于在对机动车辆的驱动部件进行调温所用的冷却剂与制冷剂之间进行热传递的具有上游的膨胀元件(13)的至少一个第二制冷剂‑冷却剂热交换器(8)，并且在低压侧形成有绕过作为蒸发器操作的热交换器(6、7、8)的旁通流动路径(18)。除了第一制冷剂‑冷却剂热交换器(5)外，冷却剂回路(3)还具有作为用于加热乘客舱的供应空气的热交换器操作的冷却剂‑空气热交换器(31)。另外，本发明涉及用于操作系统(1a、1b)的方法。

技术领域

本发明涉及用于对乘客舱的空气进行空气调节并且用于与机动车辆的驱动部件进行热传递的系统。该系统具有制冷剂回路以及冷却剂回路，制冷剂回路具有作为冷凝器/气体冷却器操作的第一制冷剂-冷却剂热交换器、作为用于调节乘客舱的供应空气的蒸发器操作的至少一个制冷剂-空气热交换器以及作为用于在对机动车辆的驱动部件进行调温所用的冷却剂与制冷剂之间进行热传递的蒸发器操作的第二制冷剂-冷却剂热交换器，冷却剂回路具有第一制冷剂-冷却剂热交换器和作为热交换器操作的冷却剂-空气热交换器。另外，本发明涉及用于操作该系统的方法。

背景技术

从现有技术中已知具有不同驱动概念的机动车辆。这些概念基于使用内燃发动机、电动发动机或两种类型的发动机的组合的驱动器。因此，具有内燃发动机驱动器和电动发动机驱动器的组合的机动车辆具有混合动力驱动器，使得可以根据需要以电力的方式、以电力/具有内燃发动机的方式或者以具有内燃发动机的方式来驱动机动车辆。在这种情况下，具有混合动力驱动器的车辆——这种车辆的电池可以经由内燃发动机以及从电网充电——被称为插电式混合动力车辆或“插电式混合动力电动车辆”(PHEV)，并且与具有仅可以经由内燃发动机充电的机动车辆相比，具有混合动力驱动器的车辆大多形成有更大功率的电池。

一方面，由于形成有诸如高压电池、内部充电器、变压器、逆变器和电动发动机之类的附加部件，因此具有电动驱动器或混合动力驱动器的常规的机动车辆与具有纯内燃发动机驱动器的机动车辆相比具有更高的冷却要求。除了空气调节系统的制冷剂回路外，混合动力驱动车辆还形成有冷却剂回路，在冷却剂回路中，用于消散驱动部件散发的热而循环的冷却剂通过空气-冷却剂热交换器。

特别地，为了符合高压电池的允许的温度极限，冷却剂回路设置有用于与空气调节系统的制冷剂回路进行热耦合的附加的制冷剂-冷却剂热交换器，或者设置有形成为由制冷剂直接冷却的电池冷却器的热交换器，以用于冷却电池。作为用于冷却电池的制冷剂的蒸发器操作的制冷剂-冷却剂热交换器也被称为制冷器。

因此，如公知的那样，用于插电式混合动力电动车辆的热分配的系统具有至少一个制冷剂回路和一个冷却剂回路。

另一方面，公知的是，电动车辆和具有混合动力驱动器的车辆以及燃料电池车辆和高效内燃发动机驱动的车辆不会在较低环境温度下根据热舒适性的要求产生足够的废热来加热乘客舱。

节约成本且节省安装空间的第一解决方案是电加热器，该电加热器例如形成为用于加热流动到乘客舱中的供应空气的PTC加热器。然而，设置有PTC加热器的系统在用于加热乘客舱的供应空气的低吹出温度下具有高的能量消耗。不能以节约能量的方式进行操作的电辅助加热器也使电池操作的机动车辆的行程缩短。

更加节能的第二解决方案是具有热泵功能的空气调节系统，该空气调节系统使用各种热源和散热器，但是与具有电加热器的第一解决方案相比，该空气调节系统要求大得多的安装空间。

从现有技术中已知的具有用于在电池操作的机动车辆内进行热分配的热泵功能的空气调节系统的形成非常复杂，并且在制冷剂侧和冷却剂侧以及在空气侧均需要大量的部件，这会导致高昂的系统成本。