[发明专利]对乘客舱空气进行空气调节并与机动车辆动力总成部件热传递的系统及运行该系统的方法

说明书

本发明涉及一种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动力总成的部件进行热传递的系统。系统具有制冷剂回路，其具有压缩机、制冷剂‑冷却剂‑换热器、用于与制冷剂进行热传递的换热器的和膨胀机构。在此，第一流动路径设有换热器和设置在换热器上游的第一膨胀机构，以及第二流动路径设有制冷剂‑冷却剂‑换热器和设置在制冷剂‑冷却剂‑换热器上游的第二膨胀机构。流动路径可平行地并且彼此不相关地加载有制冷剂。制冷剂回路还具有作为第一流动路径和第二流动路径之间的连接的第三流动路径以及作为压缩机的出口侧和第一流动路径的连接的第四流动路径。本发明还涉及一种用于在热气模式下运行系统的方法。

技术领域

本发明涉及一种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尤其电的动力总成的部件进行热传递的系统。所述系统具有制冷剂回路，所述制冷剂回路具有压缩机、可根据需要运行以通过制冷剂吸收热量或从制冷剂中释放热量的换热器和制冷剂-冷却剂-换热器。可运行以通过制冷剂吸收热量或从制冷剂释放热量的换热器与上游的膨胀机构设置在第一流动路径内，而制冷剂-冷却剂-换热器与上游的膨胀机构设置在第二流动路径内。这两个流动路径能够平行地且彼此不相关地加载有制冷剂。本发明还涉及一种用于运行所述系统的方法。

背景技术

从现有技术中已知具有不同的驱动方案的机动车辆。这些方案基于借助于内燃机、电动机或由这两种马达类型构成的组合的驱动器。具有由内燃机驱动的和电马达驱动的驱动器构成的组合的机动车辆因此具有混合驱动器，使得机动车辆能够根据需求电驱动、以电/内燃机驱动的方式驱动或者也能够以内燃机驱动的方式驱动。在此，具有混合驱动器的机动车辆称为插电式混合动力或“插电式混合动力电动汽车”的简称PHEV，其中所述混合驱动器的电池既能够经由内燃机也能够在电网处充电，所述具有混合驱动器的机动车辆通常构成有比具有与仅可经由内燃机充电的电池的机动车辆功率更强的电池。

具有电驱动器或混合驱动器的传统的机动车辆一方面由于构成有附加的部件如高压电池、内部的充电设备、变压器、逆变器以及电马达与具有纯内燃机驱动的驱动器的机动车辆相比通常具有更高的冷量需求。除了空调系统的制冷剂回路外，混合驱动的机动车辆还构成有冷却剂回路，在所述冷却剂回路中，循环以导出由驱动器部件散发的热量的冷却剂通过空气冷却的换热器传导。

为了尤其遵循高压电池的所允许的温度限制，设有具有附加的用于与空调系统的冷却剂回路热耦合的制冷剂-冷却剂-换热器的冷却剂回路或构成为电池冷却器的直接制冷剂冷却的换热器以冷却电池。

因此已知，用于PHEV的热分布的系统具有至少一个制冷剂回路和冷却剂回路。

另一方面已知，电动车辆和具有混合驱动器的车辆以及燃料电池汽车和高效地以内燃机驱动的方式驱动的车辆无法产生足以在环境温度低的情况下根据热舒适度的要求对乘客舱进行加热的废热。

低成本且节省空间的第一种解决方案是电加热器，所述电加热器例如构成为PTC加热器，所述PTC加热器用于加热流入乘客舱的进入空气。然而，设有PTC加热器的系统在用于加热乘客舱的进入空气的吹出温度低时具有高的能耗。无法高能效地运行的电辅助加热器还缩短以电池电运行的机动车辆的行程长度。

更节能的第二种解决方案是具有热泵功能的空调系统，所述空调系统使用不同的热源和热沉，然而比借助于电加热器的第一种解决方案占用明显更大的结构空间。

从现有技术中已知的具有用于在以电池电运行的机动车辆内的热分布的热泵功能的空调系统的构成至少在使用标准制冷剂如R1234yf、R134a和R744时是非常复杂的，并且不仅在制冷剂侧和冷却剂侧而且在空气侧需要大量的部件，这除了大的结构空间外还引起高的系统成本。

发明内容