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用于电动或混合动车辆的电池热管理装置

申请号 CN202280057871.X 申请日 2022-08-25 公开(公告)号 CN117858815A 公开(公告)日 2024-04-09
申请人 法雷奥热系统公司; 发明人 M·亚希亚; B·尼科拉斯; S·卡尔;
摘要 本 发明 涉及一种用于电动或混合动 力 机动车辆 的 热管 理装置(1),该热管理装置(1)包括流通回路(A),制冷剂 流体 旨在在该流通回路中流通,该流通回路包括:‑主环路(A1),其沿制冷剂流体的流通方向包括 压缩机 (3)、用于直接或间接加热用于车辆内部的内部空气流的内部冷却器(4)、第一膨胀装置(5)和第一 热交换器 (6),‑第一旁路支路(A2),其至少与第一热交换器(6)并联连接并包括位于冷却器(8)上游的第二膨胀装置(7),该冷却器(8)用于冷却机动车辆的 电池 和/或电动力传动系,以及‑第二旁路支路(A3),其绕过内部冷却器(4)和第一膨胀装置(5)。
权利要求

1.一种用于电动或混合动机动车辆热管理装置(1),所述热管理装置(1)包括可逆的流通回路(A),制冷剂流体配置为在所述流通回路中流通,且所述流通回路包括:
‑主环路(A1),其在制冷剂流体的流通方向上具有:压缩机(3)、用于直接或间接加热用于车辆内部的内部空气流的内部冷却器(4)、第一膨胀装置(5)和第一热交换器(6),‑第一旁路支路(A2),其至少与所述第一热交换器(6)并联连接,并具有设置在冷却器(8)上游的第二膨胀装置(7),所述冷却器(8)用于冷却所述机动车辆的电池和/或电动力传动系,以及
‑第二旁通支路(A3),其用于绕过所述内部冷却器(4)和所述第一膨胀装置(5)。
2.根据权利要求1所述的热管理装置(1),其特征在于,所述第一热交换器(6)设置所述流通回路(A)和辅助回路(B)两者上,传热流体旨在在所述辅助回路中流通。
3.根据前述权利要求中任一项所述的热管理装置(1),其特征在于,所述第一旁路支路(A2)将第一连结点(101)与第二连结点(102)连接,所述第一连结点(101)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一膨胀装置(5)上游、在所述内部冷却器(4)和所述第一膨胀装置(5)之间,所述第二连结点(102)设置在所述主环路(A1)上、在所述压缩机(3)上游、在所述第一热交换器(6)和所述压缩机(3)之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热管理装置(1),其特征在于,所述流通回路(A)包括与所述第二膨胀装置(7)和所述冷却器(8)并联连接的第三旁路支路(A4),所述第三旁路支路(A4)包括第三膨胀装置(9),所述第三膨胀装置(9)设置在蒸发器(10)上游,用于所述机动车辆内部的内部空气流旨在通过所述蒸发器(10)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热管理装置(1),其特征在于,所述第二旁路支路(A3)将第三连结点(103)连接到第四连结点(104),所述第三连结点(103)设置在所述主环路(A1)上、在所述压缩机(3)下游、在所述压缩机(3)和所述内部冷却器(4)之间,所述第四连结点(104)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一膨胀装置(5)下游、在所述第一膨胀装置(5)和所述第一热交换器(6)之间。
6.根据权利要求5所述的热管理装置(1),其特征在于
所述第三旁路支路(A4)将第五连结点(105)连接到第六连结点(106),所述第五连结点(105)设置在所述第一旁路支路(A2)上、在所述第二膨胀装置(7)上游、在所述第一连结点(101)和所述第二膨胀装置(7)之间,所述第六连结点(106)设置第一旁路支路(A2)上、在所述冷却器(8)下游、在所述冷却器(8)和所述第二连结点(102)之间,
所述流通回路(A)还包括第四旁路支路(A5),所述第四旁路支路(A5)将第七连结点(107)连接到第八连结点(108),所述第七连结点(107)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一热交换器(6)下游、在所述第一热交换器(6)和所述第二连结点(102)之间,所述第八连结点(108)设置在所述第一旁路支路(A2)或所述第三旁路支路(A4)上、在所述第三膨胀装置(9)上游。
7.根据权利要求6所述的热管理装置(1),其特征在于,所述流通回路(A)包括内部热交换器(11a,11b),所述内部热交换器被配置成允许在第一侧(11a)和第二侧(11b)之间进行热交换,所述第一侧(11a)设置在所述第四旁路支路(A5)上,所述第二侧(11b)设置在所述第一旁路支路(A2)或所述第三旁路支路(A4)上、在所述蒸发器(10)下游。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的热管理装置(1),其特征在于,所述第二旁路支路(A3)将第三连结点(103)连接到第四连结点(104),所述第三连结点(103)设置在主环路(A1)上、在所述压缩机(3)下游、在所述压缩机(3)和所述内部冷却器(4)之间,所述第四连结点(104)设置在所述主环路(A1)上、在所述第二连结点(102)上游、在所述第一热交换器(6)和所述第二连结点(102)之间,所述第一热交换器(6)被配置成允许制冷剂流体在所述第一热交换器(6)内沿一个方向或另一个方向流通。
9.根据权利要求8所述的热管理装置(1),其特征在于,
所述第三旁路支路(A4)将第五连结点(105)连接到第六连结点(106),所述第五连结点(105)设置在所述第一旁路支路(A2)上、在所述第二膨胀装置(7)上游、在所述第一连结点(101)和所述第二膨胀装置(7)之间,所述第六连结点(106)设置第一旁路支路(A2)上、在所述冷却器(8)下游、在所述冷却器(8)和所述第二连结点(102)之间,
所述流通回路(A)还包括第四旁路支路(A5),所述第四旁路支路(A5)将第七连结点(107)连接到第八连结点(108),所述第七连结点(107)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一热交换器(5)下游、在所述第一膨胀装置(5)和所述第一热交换器(6)之间,所述第八连结点(108)设置在所述第一旁路支路(A2)或所述第三旁路支路(A4)上、在所述第三膨胀装置(9)上游。
10.根据权利要求9所述的热管理装置(1),其特征在于,所述流通回路(A)包括内部热交换器(11a,11b),所述内部热交换器被配置成允许在第一侧(11a)和第二侧(11b)之间进行热交换,所述第一侧(11a)设置在所述第四旁路支路(A5)上,所述第二侧(11b)设置在所述第一旁路支路(A2)或所述第三旁路支路(A4)上、在所述蒸发器(10)下游。
11.根据权利要求8所述的热管理装置(1),其特征在于
所述第三旁路支路(A4)将第五连结点(105)连接到第六连结点(106),所述第五连结点(105)设置在所述第一旁路支路(A2)上、在所述第二膨胀装置(7)上游、在所述第一连结点(101)和所述第二膨胀装置(7)之间,所述第六连结点(106)设置第一旁路支路(A2)上、在所述冷却器(8)下游、在所述冷却器(8)和所述第二连结点(102)之间,
所述流通回路(A)还包括第四旁路支路(A5),所述第四旁路支路(A5)将第七连结点(107)连接到第八连结点(108),所述第七连结点(107)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一膨胀装置(5)下游、在所述第一膨胀装置(5)和所述第一热交换器(6)之间,所述第八连结点(8)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一膨胀装置(5)上游,在所述内部冷却器(3)和所述第一膨胀装置(5)之间。
12.根据权利要求11所述的热管理装置(1),其特征在于,所述流通回路(A)包括内部热交换器(11a,11b),所述内部热交换器被配置成允许在第一侧(11a)和第二侧(11b)之间进行热交换,所述第一侧(11a)设置在所述第四旁路支路(A5)上,所述第二侧(11b)设置在所述第一旁路支路(A2)或所述第三旁路支路(A4)上、在所述蒸发器(10)下游。
13.根据权利要求8所述的热管理装置(1),其特征在于
所述第三旁路支路(A4)将第五连结点(105)连接到第六连结点(106),所述第五连结点(105)设置在所述主支路(A1)上、在所述第一连结点(101)下游、在所述第一连结点(101)和所述第一膨胀装置(5)之间,所述第六连结点(106)设置在所述第一旁路支路(A2)上、在所述冷却器(8)下游、在所述冷却器(8)和所述第二连结点(102)之间,
所述第一膨胀装置(5)还被配置为允许制冷剂流体在所述第一膨胀装置(5)中沿一个方向或另一个方向流通。
14.根据权利要求13所述的热管理装置(1),其特征在于,所述流通回路(A)包括内部热交换器(11a,11b),所述内部热交换器被配置成允许在第一侧(11a)和第二侧(11b)之间进行热交换,所述第一侧(11a)设置在所述主环路(A1)上、在所述第一膨胀装置(5)下游、在所述第五连结点(105)和所述第一膨胀装置(5)之间,所述第二侧(11b)设置在所述第一旁路支路(A2)或所述第三旁路支路(A4)上、在所述蒸发器(10)下游,
所述内部热交换器(11a,11b)被配置成允许制冷剂流体在所述内部热交换器(11a,
11b)的第一侧(11a)内沿一个方向或另一个方向流通。
15.根据权利要求1所述的热管理装置(1),其特征在于,所述第一旁路支路(A2)将第一连结点(101)连接到第二连结点(102),所述第一连结点(101)设置所述主环路(A1)上、在所述第一膨胀装置(5)下游、在所述第一膨胀装置(5)和第一热交换器(6)之间,所述第二连结点(102)设置所述主环路(A1)上、在所述压缩机(3)上游、在所述第一热交换器(6)和所述压缩机(3)之间,
所述第二旁路支路(A3)将第三连结点(103)连接到第四连结点(104),所述第三连结点(103)设置在所述主环路(A1)上、在所述压缩机(3)下游、在所述压缩机(3)和所述内部冷却器(4)之间,所述第四连结点(104)设置在所述主环路(A1)上、在所述第二连结点(102)上游、在所述第一热交换器(6)和所述第二连结点(102)之间,所述第一热交换器(6)配置为允许制冷剂流体在所述第一热交换器(6)内沿一个方向或另一个方向流通。

说明书全文

用于电动或混合动车辆的电池热管理装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电动和混合动力机动车辆的领域,更具体地说,涉及一种用于热管理的装置,特别是在模式下。

背景技术

[0002] 当前的电动或混合动力机动车辆越来越多地包括用于车辆内部的热管理的设备,特别是为了加热车辆内部。这种热管理设备通常是基于热泵原理工作的制冷剂流体流通回路。这种热泵的工作原理是,外部空气流所通过的且作为蒸发器的热交换器从机动车辆外部的环境空气中吸收热量。该热量通过另一个热交换器(例如内部冷却器)重新注入到用于车辆内部的内部空气流中。热泵消耗相对大量的电能,因为它需要使压缩机旋转以允许制冷剂流体的加压。
[0003] 为了限制混合动力或电动机动车辆领域中的电力消耗,已知将用于车辆内部的热管理的系统联接到用于电池和/或电动力传动系的热管理的系统,以便回收所述电池和/或电动力传动系的热量。然而,当前的架构并不令人满意,因为制冷剂流体相继进入膨胀装置、被配置为从外部环境空气吸收热量的第一热交换器、再一个另外的膨胀装置、以及被配置为回收来自电池和/或电动力传动系的热量的第二热交换器。这一系列的膨胀装置和热交换器导致压力下降,这对压缩机产生影响。具体来说,这些压降要求更大的吸入功率,因此要求使用更大功率的压缩机,这会消耗更多的能量

发明内容

[0004] 因此,本发明的其中一个目的是克服现有技术的至少一些缺点,并提出一种改进的管理装置,特别是在热泵模式下,在电池和/或电动力传动系处具有热回收。
[0005] 因此,本发明涉及一种用于电动或混合动力机动车辆的热管理装置,所述热管理装置包括可逆的流通回路,制冷剂流体旨在在该流通回路中流通,该流通回路包括:
[0006] ‑主环路,其在制冷剂流体的流通方向上具有:压缩机、用于直接或间接加热用于车辆内部的内部空气流的内部冷却器、第一膨胀装置和第一热交换器,
[0007] ‑第一旁路支路,其至少与所述第一热交换器并联连接,并具有设置在冷却器上游的第二膨胀装置,所述冷却器用于冷却所述机动车辆的电池和/或电动力传动系,以及[0008] ‑第二旁路支路,用于绕过内部冷却器和第一膨胀装置。
[0009] 根据本发明的一个方面,第一热交换器设置在流通回路和辅助回路两者上,传热流体旨在在辅助回路中流通。
[0010] 根据本发明的另一方面,第一旁路支路将第一连结点连接到第二连结点,第一连结点设置在主环路上、在第一膨胀装置上游、在内部冷却器和所述第一膨胀装置之间,第二连结点设置在主环路上、在压缩机上游、在第一热交换器和所述压缩机之间。
[0011] 根据本发明的另一方面,流通回路还包括与第二膨胀装置和冷却器并联连接的第三旁路支路,所述第三旁路支路包括设置在蒸发器上游的第三膨胀装置,用于机动车辆内部的内部空气流旨在通过该蒸发器。
[0012] 根据本发明的另一方面,第二旁路支路将第三连结点连接到第四连结点,第三连结点设置在主环路上、在压缩机下游、在所述压缩机和内部冷却器之间,第四连结点设置在主环路上、在第一膨胀装置下游、在所述第一膨胀装置和第一热交换器之间。
[0013] 根据本发明的另一方面,第三旁路支路将第五连结点连接到第六连结点,第五连结点设置在第一旁路支路上、在第二膨胀装置上游、在第一连结点和所述第二膨胀装置之间,第六连结点设置在第一旁路支路上、在冷却器下游、在所述冷却器和第二连结点之间,[0014] 流通回路还包括第四旁路支路,该第四旁路支路将第七连结点连接到第八连结点,第七连结点设置在主环路上、在第一热交换器下游、在所述第一热交换器和第二连结点之间,第八连结点设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在第三膨胀装置上游。
[0015] 根据本发明的另一方面,流通回路包括内部热交换器,该内部热交换器构造成允许在第一侧和第二侧之间进行热交换,该第一侧设置在第四旁路支路上,该第二侧设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在蒸发器下游。
[0016] 根据本发明的另一方面,第二旁路支路将第三连结点连接到第四连结点,第三连结点设置在主环路上、在压缩机下游、在所述压缩机和内部冷却器之间,第四连结点设置在主环路上、第二连结点上游、在第一热交换器和所述第二连结点之间,第一热交换器配置成允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。
[0017] 根据本发明的另一方面,第三旁路支路将第五连结点连接到第六连结点,第五连结点设置在第一旁路支路上、在第二膨胀装置上游、在第一连结点和所述第二膨胀装置之间,第六连结点设置在第一旁路支路上、在冷却器下游、在所述冷却器和第二连结点之间,[0018] 该流通回路还包括第四旁路支路,该第四旁路支路将第七连结点连接到第八连结点,第七连结点设置在主环路上、在第一膨胀装置下游、在所述第一膨胀装置和第一热交换器之间,第八连结点设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在第三膨胀装置上游。
[0019] 根据本发明的另一方面,流通回路包括内部热交换器,该内部热交换器构造成允许在第一侧和第二侧之间进行热交换,该第一侧设置在第四旁路支路上,该第二侧设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在蒸发器下游。
[0020] 根据本发明的另一方面,第三旁路支路将第五连结点连接到第六连结点,第五连结点设置在第一旁路支路上、在第二膨胀装置上游、在第一连结点和所述第二膨胀装置之间,第六连结点设置在第一旁路支路上、在冷却器下游、在所述冷却器和第二连结点之间,[0021] 该流通回路还包括第四旁路支路,该第四旁路支路将第七连结点连接到第八连结点,第七连结点设置在主环路上、在第一膨胀装置下游、在所述第一膨胀装置和第一热交换器之间,第八连结点设置在主环路上、在第一膨胀装置上游、在内部冷却器和所述第一膨胀装置之间。
[0022] 根据本发明的另一方面,流通回路包括内部热交换器,该内部热交换器构造成允许在第一侧和第二侧之间进行热交换,该第一侧设置在第四旁路支路上,该第二侧设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在蒸发器下游。
[0023] 根据本发明的另一方面,第三旁路支路将第五连结点连接到第六连结点,第五连结点设置在主支路上、在第一连结点下游、在所述第一连结点和第一膨胀装置之间,第六连结点设置在第一旁路支路上、在冷却器下游、在所述冷却器和第二连结点之间,[0024] 第一膨胀装置还被配置为允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。
[0025] 根据本发明的另一方面,流通回路包括内部热交换器,所述内部热交换器配置为允许在第一侧和第二侧之间进行热交换,该第一侧设置在主支路上、在第一膨胀装置上游、在第五连结点和所述第一膨胀装置之间,该第二侧设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在蒸发器下游,
[0026] 所述内部热交换器被配置成允许制冷剂流体在其第一侧内沿一个方向或另一个方向流通。
[0027] 根据本发明的另一方面,第一旁路支路将第一连结点连接到第二连结点,第一连结点设置在主环路上、在第一膨胀装置下游、在所述第一膨胀装置和第一热交换器之间,第二连结点设置在主环路上、在压缩机上游、在第一热交换器和所述压缩机之间,[0028] 第二旁路支路将第三连结点连接到第四连结点,第三连结点设置在主环路上、在压缩机下游、在所述压缩机和内部冷却器之间,第四连结点设置在主环路上、在第二连结点上游、在第一热交换器和所述第二连结点之间,第一热交换器配置成允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。
[0029] 根据本发明的另一方面,流通回路包括内部热交换器,该内部热交换器配置为允许在第一侧和第二侧之间进行热交换,第一侧设置在主支路上、在第一连结点下游,在所述第一连结点和第一热交换器之间,第二侧设置在第一旁路支路或第三旁路支路上、在蒸发器下游,所述内部热交换器配置为允许制冷剂流体在其第一侧内沿一个方向或另一个方向流通,
[0030] 当第二膨胀装置打开到其最大程度时,热交换器的第一侧的压降等于第二膨胀装置中的压降。附图说明
[0031] 通过阅读以下描述并参考附图,本发明的其他特征和优点将变得更加明显,以下描述以非限制性说明的方式给出,在附图中:
[0032] 图1是根据第一实施例的热管理装置的示意图,
[0033] 图2是根据第二实施例的热管理装置的示意图,
[0034] 图3是根据第三实施例的热管理装置的示意图,
[0035] 图4是根据第四实施例的热管理装置的示意图,
[0036] 图5是根据第五实施例的热管理装置的示意图,
[0037] 图6是根据第六实施例的热管理装置的示意图。
[0038] 在不同的附图中,相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

[0039] 以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例,但这并不一定意味着每次提及涉及同一个实施例,或者特征仅适用于一个实施例。不同实施例的各个特征也可以组合和/或互换以提供其他实施例。
[0040] 在本说明书中,一些元件或参数可以被索引,例如第一元件或第二元件,以及第一参数和第二参数或者第一标准和第二标准等。在这种情况下,索引只是为了区分和表示相似但不相同的元件或参数或标准。这种索引并不意味着给予一个元件、参数或标准优先于另一个的优先级,并且在不脱离本说明书的范围的情况下,这种命名可以容易地互换。这种索引也不意味着任何时间顺序,例如在评估任何给定标准时。
[0041] 在本说明书中,“位于上游”被理解为是指一个元件相对于流体流通方向位于另一个元件之前。相对地,“位于下游”被理解为是指一个元件相对于流体的流通方向位于另一个元件之后。为了清楚和理解,用于定义一个元件在另一个元件的上游或下游的流通方向通常是稍后在说明书中更详细描述的热泵模式的方向。
[0042] 图1示出了用于电动或混合动力机动车辆的热管理装置1。该热管理装置1包括流通回路A,制冷剂流体旨在在流通回路A中流通,并且流通回路A包括主环路A1和第一旁路支路A2。
[0043] 如图1所示,主环路A1沿制冷剂流体的流通方向(由箭头所示)包括:压缩机3、用于直接或间接加热用于车辆内部的内部空气流的内部冷却器4、第一膨胀装置5和第一热交换器6,并且主环路A1与辅助回路B结合设置,传热流体旨在在辅助回路B中流通。这种辅助回路B将在本说明书中稍后描述。
[0044] 另一种可行性是,机动车辆外部的空气流可以旨在通过第一热交换器6。于是,第一热交换器6可以设置在机动车辆的前部面上。
[0045] 旨在用于车辆内部的内部空气流可以旨在直接通过内部冷却器4。内部冷却器4因此被配置成直接加热该内部空气流。因此,内部冷却器4可以设置在暖通装置内。替代方案可以是内部冷却器4设置在主环路A1和辅助环路(未示出)两者上,传热流体在辅助环路中流通。该辅助环路可包括泵和散热器,旨在用于车辆内部的内部空气流旨在通过该散热器。内部冷却器4因此被配置成间接加热该内部空气流。辅助环路中的散热器就其自身而言可以设置在暖通装置内。
[0046] 就其本身而言,第一旁路支路A2至少与第一热交换器6并联连接。第一旁路支路A2包括设置在冷却器8上游的第二膨胀装置7。该冷却器8尤其旨在冷却机动车辆的电池和/或电动力传动系。具有其冷却器8的第一旁路支路A2与第一热交换器6并联连接的事实使得制冷剂流体并联流通成为可行。制冷剂流体的这种并联流通限制了其经历的压降,因此压缩机3的必要功率可以较低。
[0047] 如图1所示,冷却器8尤其可以设置在主环路A1和辅助回路B两者上,传热流体旨在在辅助回路B中流通。该辅助回路B包括例如主环路B1,该主环路B1在传热流体的流通方向上包括:泵23、冷却器8和用于与电池进行热交换的热交换器24。主环路B1与用于与电池交换热量的热交换器24并联连接,主环路B1还包括第一旁路支路B2,该第一旁路支路B2包括用于与电动力传动系的部件进行交换的至少一个交换器25。例如,电动力传动系被理解为是指电达和功率电子器件。为了将传热流体重新引向用于与电池交换热量的热交换器24和/或引向用于与电动力传动系的部件进行交换的所述至少一个交换器25,辅助回路可包括分别设置在热交换器24和25上游的26、27。
[0048] 主环路B1还可以包括与冷却器8并联连接的第二旁路支路B3。当第一热交换器6连接到流通回路A和辅助回路B两者时,该第二旁路支路B3更具体地包括第一热交换器6。为了将传热流体重新导向第一热交换器6和/或冷却器8,辅助回路B可以包括分别设置在冷却器8和第一热交换器6上游的阀28、29。
[0049] 结果,当第一热交换器6与辅助回路B结合设置时,因为热交换器6和冷却器8并联,所以可以以有限的压降有效地从电池和/或动力传动系回收热量。
[0050] 根据图1至5所示的第一实施例,第一旁路支路A2将设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5上游、在内部冷却器4和所述第一膨胀装置5之间的第一连结点101连接到设置在主环路A1上、在压缩机3上游、在第一热交换器6和所述压缩机3之间的第二连结点102。
[0051] 根据该第一实施例,第一膨胀装置5和第二膨胀装置7更具体地可以是具有截止功能的电子膨胀阀。当电子膨胀阀关闭时,这种截止功能使得可以阻止制冷剂流体的流动。因此,这使得可以控制制冷剂流体的流动,并因此将其导向第一热交换器6和/或通过第一旁路支路A2。
[0052] 在图1所示的示例中,制冷剂流体在第一热交换器6和冷却器8两者中流通。这是带有热量回收的热泵运行模式。在辅助回路B内,传热流体流通通过用于与电池交换热量的热交换器24和用于与电动力传动系的部件进行交换的所述至少一个交换器25。因此,热量在电池和电动力传动系处都被回收。
[0053] 在图1的示例中,热管理装置1,更具体地说是流通回路A,只能在有或没有热回收的热泵模式下运行,以便加热用于车辆内部的内部空气流。因此,第一热交换器6仅具有蒸发器功能。
[0054] 根据图2至5所示的实施例和变型,流通回路A是可逆的,并且还包括用于绕过内部冷却器4和第一膨胀装置5的第二旁路支路A3。
[0055] 为了还使得能够冷却旨在用于车辆内部的内部空气流,流通回路A还可以包括与第二膨胀装置7和冷却器8并联连接的第三旁路支路A4。该第三旁路支路A4更具体地包括设置在蒸发器10上游的第三膨胀装置9,用于机动车辆内部的内部空气流旨在通过该第三膨胀装置9。该蒸发器10尤其可以设置在暖通和空调装置内。第三膨胀装置9也可以是电子膨胀阀并具有截止功能。
[0056] 可逆被理解为流通回路A可以在热泵模式和冷却模式下运行。在热泵模式中,制冷剂流体相继流通通过压缩机3、内部冷却器4、第一膨胀装置5和第一热交换器6,然后返回压缩机3,第一热交换器6在该运行模式中充当蒸发器。如上所述,制冷剂流体也可以并行流通通过第一旁路支路A2以回收热量。
[0057] 在该实施例中,制冷剂流体可用于经由蒸发器10冷却内部空气流。制冷剂流体因此相继流通通过压缩机3,经由第二旁路支路A3绕过内部冷却器4,经过在该实施例中用作冷凝器的第一热交换器6,并经过第三膨胀装置9和冷却器10,然后到达压缩机3。与第三旁路支路A4并联,制冷剂流体也可以在第一热交换器6的出口处通过第二膨胀装置7和冷却器8,以冷却辅助回路B中的传热流体,并因此冷却电池和/或电动力传动系。
[0058] 仍然根据图2至5所示的实施例和变型,可逆流通回路A还可以包括用于制冷剂流体的储液器12。该储液器12优选设置在第一旁路支路A2上、在第二连结点102上游,在第六连结点106和所述第二连结点102之间。储液器的设置尤其使得在热泵模式下,第一热交换器6出口处的制冷剂流体可以不通过所述储液器12而直接到达压缩机3。因此,这使得可以进一步限制压降,并因此限制压缩机3的功率和能量消耗的增加以补偿这些压降。
[0059] 为了控制来自压缩机3的制冷剂流体的流动并将其重新导向内部冷却器4或第二旁路支路A3,流通回路A可包括设置在所述第二旁路支路A3上的第一截止阀31和设置在主环路A1上、在内部冷却器4上游、位于第三连结点103和所述内部冷却器4之间的的第二截止阀32。为了避免向内部冷却器4回流,主环路A1可以包括设置在所述内部冷却器4下游的止回阀41。为了避免(尤其是在冷却模式下)制冷剂流体绕过蒸发器10,第三截止阀33可设置在主环路上、在第二连结点102上游。为了避免制冷剂流体从第六连结点106向蒸发器10回流,第三旁路支路A4可以包括位于所述蒸发器10下游的止回阀43。
[0060] 根据图2所示的第二旁路支路A3的第一连接变型,所述第二旁路支路A3将第三连结点103连接到第四连结点104。第三连结点103设置在主环路A1上、在压缩机3下游,在所述压缩机3和内部冷却器4之间。第四连结点104本身设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5下游,在所述第一膨胀装置5和第一热交换器6之间。
[0061] 在图2所示的示例中,第三旁路支路A4更具体地将第五连结点105连接到第六连结点106。第五连结点105设置在第一旁路支路A2上、在第二膨胀装置7上游,在第一连结点101和所述第二膨胀装置7之间。第六连结点106设置在第一旁路支路A2上、在冷却器8下游,在所述冷却器8和第二连结点102之间。
[0062] 为了能够将制冷剂流体从第一热交换器6的流体出口导向第二膨胀装置7和/或第三膨胀装置9(特别是在冷却模式下),流通回路A还包括第四旁路支路A5。该第四旁路支路A5更具体地将第七连结点107连接到第八连结点108。第七连结点107设置在主环路A1上、在第一热交换器6下游,在所述第一热交换器6和第二连结点102之间。第八连结点108本身设置在第三膨胀装置9的上游,在第一旁路支路A2(未示出)或第三旁路支路A4上(如图2所示)。
[0063] 为了避免制冷剂流体在第四旁路支路A5内从第八连结点108向第七连结点107回流,特别是当经由冷却器8回收热量时,第四旁路支路A5可包括止回阀44。在图2的示例中,第三截止阀33本身设置在主环路A1上、在第七连结点107和第二连结点102之间。
[0064] 仍然在图2所示的示例中,流通回路A可以包括内部热交换器11a、11b,内部热交换器11a、11b被配置为允许在设置在第四旁路支路A5上的第一侧11a和设置在第一旁路支路A2上或第三旁路支路A4上且在蒸发器10下游的第二侧11b之间进行热交换。在图2所示的示例中,内部热交换器的第二侧11b设置在第一旁路支路A2上,在第六连结点106和第二连结点102之间,更具体地说是在储液器12的下游。该内部热交换器11a、11b尤其使得可以在冷却模式下改善可逆流通回路的性能系数。
[0065] 根据图3至5所示的第二旁路支路A3的第二连接变型,第二旁路支路A3仍然将第三连结点103连接到第四连结点104。类似于图2的第一变型,第三连结点103设置在主环路A1上、在压缩机3下游,在所述压缩机3和内部冷却器4之间。第四连结点104本身具有不同的设置。在该第二变型中,第四连结点104设置在主环路A1上、在第二连结点102上游,在第一热交换器6和所述第二连结点102之间。由于第四连结点104的这种特定设置,第一热交换器6被配置成允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。具体地,在热泵模式中,制冷剂流体经过第一热交换器6流向第四连结点104,而在冷却模式中,制冷剂流体从第四连结点104经过第一热交换器6。
[0066] 图3示出了该第二变型的第一示例,其在第三旁路支路A4的连接方面类似于图2。第五连结点105因此设置在第一旁路支路A2上、在第二膨胀装置7上游,在第一连结点101和所述第二膨胀装置7之间。第六连结点106也设置在第一旁路支路A2上、在冷却器8下游,在所述冷却器8和第二连结点102之间。
[0067] 以与图2的示例相同的方式,在图3的示例中,流通回路A包括第四旁路支路A5。第八连结点108也设置在第三膨胀装置9的上游,在第一旁路支路A2或第三旁路支路A4上。然而,第七连结点107设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5下游,在所述第一膨胀装置5和第一热交换器6之间。
[0068] 仍然在图3所示的第一示例中,流通回路A也可以包括内部热交换器11a、11b,内部热交换器11a、11b被配置为允许在设置在第四旁路支路A5上的第一侧11a和设置在第一旁路支路A2上或第三旁路支路A4上、在蒸发器10下游的第二侧11b之间进行热交换。在图3所示的第一示例中,内部热交换器的第二侧11b设置在第一旁路支路A2上,在第六连结点106和第二连结点102之间,更具体地说是在储液器12的下游。该内部热交换器11a、11b尤其使得可以在冷却模式下改善可逆流通回路的性能系数。
[0069] 在图2和图3的示例中,第一旁路支路A2都可以包括止回阀42,止回阀42设置成避免制冷剂流体从第五连结点105向第一连结点101回流。
[0070] 图4示出了该第二变型的第二示例,其中第二旁路支路A3和第三旁路支路A4的连接与图3的示例中的相同。第五连结点105设置在第一旁路支路A2上、在第二膨胀装置7上游,在第一连结点101和所述第二膨胀装置7之间。第六连结点106本身设置在第一旁路支路A2上、在冷却器8下游,在所述冷却器8和第二连结点102之间。
[0071] 流通回路A还包括第四旁路支路A5。第四旁路支路A5的第七连结点107设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5下游,在所述第一膨胀装置5和第一热交换器6之间。第八连结点108本身设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5上游,在内部冷却器4和所述第一膨胀装置5之间。为了避免在主环路A1的冷却模式下来自第一热交换器6的制冷剂流体从第七连结点
107向第一连结点101回流,可以在所述第七连结点107和第一连结点101之间设置止回阀
45。
[0072] 在图4所示的第二示例中,第一膨胀装置5、第二膨胀装置7和第三膨胀装置9尤其可以集成在一个公共元件中,以节省空间并易于安装在机动车辆内。第一连结点101、第五连结点105和第八连结点108也可以与膨胀装置5、7和9组合在同一结构内。第一连结点101、第五连结点105和第八连结点108尤其可以在单个制冷剂流体分配和接收点处结合。
[0073] 类似地,仍然在图4所示的第二示例中,为了紧凑和安装,止回阀44、45和第七连结点107可以结合在第一热交换器6的第一端。第一截止阀31和第三截止阀33以及第四连结点104可以在第一热交换器6的与第一端相对的第二端处结合。
[0074] 仍然在图4所示的第二示例中,流通回路A包括内部热交换器11a、11b,内部热交换器11a、11b被配置为允许在设置在第四旁路支路A5上的第一侧11a和设置在第一旁路支路A2上或第三旁路支路A4上、在蒸发器10下游的第二侧11b之间进行热交换。在图4所示的第二示例中,内部热交换器的第二侧11b设置在第一旁路支路A2上,在第六连结点106和第二连结点102之间,更具体地说是在储液器12的下游。该内部热交换器11a、11b尤其使得可以在冷却模式下改善可逆流通回路的性能系数。
[0075] 图5示出了第三示例,其中第三旁路支路A4的第五连结点105设置在主分支A1上、在第一连结点101下游,在所述第一连结点101和第一膨胀装置5之间。第六连结点106本身设置在第一旁路支路A2上、在冷却器8下游,在所述冷却器8和第二连结点102之间。根据图5所示的该第三示例,与第一热交换器6类似,第一膨胀装置5也构造成允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。与图2至4所示的第一、第二和第三示例相比,第三旁路支路A4的这种特定连接使得可以省去用于冷却模式的第四旁路支路A5。
[0076] 流通回路A于是包括内部热交换器11a、11b,内部热交换器11a、11b被配置成允许在第一侧11a和第二侧11b之间进行热交换,第一侧11a设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5上游且在第五连结点105和所述第一膨胀装置5之间,第二侧11b设置在第一旁路支路A2或第三旁路支路A4上、在蒸发器10下游。在这种情况下,内部热交换器的第二侧11b设置在第一旁路支路A2上,在第六连结点106和第二连结点102之间,更具体地说在储液器12的下游。
该内部热交换器11a、11b尤其使得可以在冷却模式下改善可逆流通回路的性能系数。内部热交换器11a、11b特别配置成允许制冷剂流体在其第一侧11a内沿一个方向或另一个方向流通。
[0077] 最后,图6示出了第一旁路支路A2的第二连接实施例。在该第二实施例中,第一连结点101设置在主环路A1上、在第一膨胀装置5下游,在所述第一膨胀装置5和第一热交换器6之间。第二连结点102本身仍然设置在主环路A1上、在压缩机3上游,在第一热交换器6和所述压缩机3之间。
[0078] 在该第二实施例中,流通回路A也是可逆的,并且与图5所示的第三示例一样,包括用于绕过内部冷却器4和第一膨胀装置5的第二旁路支路A3。类似地,流通回路A还可以包括与第二膨胀装置7和冷却器8并联连接的第三旁路支路A4。
[0079] 第二旁路支路A3的第三连结点103设置在主环路A1上、在压缩机3下游,在所述压缩机3和内部冷却器4之间。第四连结点104本身设置在主环路A1上、在第二连结点102上游,在第一热交换器6和所述第二连结点102之间。
[0080] 第三旁路支路A4的第五连结点105设置在第一旁路支路A2上、在第二膨胀装置7上游,在第一连结点101和所述第二膨胀装置7之间。第六连结点106本身设置在第一旁路支路A2上、在冷却器8下游,在所述冷却器8和第二连结点102之间。类似于图5的第三示例,第三旁路支路A4包括设置在蒸发器10上游的第三膨胀装置9,用于机动车辆内部的内部空气流旨在通过该第三膨胀装置9。第一热交换器6还被配置成允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。与图5所示的第三示例相比,这里第一膨胀装置5不必构造成允许制冷剂流体在其中沿一个方向或另一个方向流通。这是因为仅在热泵模式下,流动通过第一膨胀装置5发生。
[0081] 然后,流通回路A包括内部热交换器11a、11b,内部热交换器11a、11b配置成允许在第一侧11a和第二侧11b之间进行热交换,第一侧11a设置在主环路A1上、在第一连结点101下游,在所述第一连结点101和第一热交换器6之间,第二侧11b设置在第一旁路支路A2或第三旁路支路A4上、在蒸发器10下游。内部热交换器11a、11b还被配置成允许制冷剂流体在其第一侧11a内沿一个方向或另一个方向流通。
[0082] 优选地,选择热交换器的第一侧11a,使得当第二膨胀装置7打开到其最大程度时,其压降等于第二膨胀装置7中的压降。这尤其使得可以在热泵模式下平衡压降,同时在来自第一膨胀装置5并通过第一热交换器6的制冷剂流体和通过第一旁路支路A2的制冷剂流体之间进行热回收。
[0083] 结果,可以清楚地看到,由于制冷剂流体在第一热交换器6和冷却器8内并行流通,热管理装置1使得可以限制压降,从而避免压缩机3的功率及其能量消耗增加以补偿这些压降。