本發(fā)明涉及一種用于電動車或者混合動力車的熱系統(tǒng)，該熱系統(tǒng)能在多種運行模式中運行并且具有冷卻循環(huán)，該冷卻循環(huán)具有冷卻裝置以及用于內(nèi)部空間加熱的加熱熱交換器，該加熱熱交換器與冷卻裝置并聯(lián)，用于構(gòu)成加熱循環(huán)，其中，在冷卻循環(huán)中設(shè)置至少一個熱源，用于將熱輸出至冷卻循環(huán)。

背景技術(shù)：

用于這種熱系統(tǒng)的相應(yīng)的冷卻循環(huán)例如在de102012217101a1中進行了描述。

普遍已知的是，在車輛中、也就是說在電動車中或者混合動力車中設(shè)有用于待進行空氣調(diào)節(jié)的不同部件的多個冷卻循環(huán)。例如已知低溫循環(huán)(簡稱nt循環(huán))和高溫循環(huán)(簡稱ht循環(huán))的區(qū)別，其中，這兩種循環(huán)分別在不同的溫度區(qū)間對車輛部件進行空氣調(diào)節(jié)。但是，特別是基于大量的部件和管路，構(gòu)造多個冷卻循環(huán)會造成相應(yīng)高的結(jié)構(gòu)耗費、高的成本以及高的構(gòu)造空間需求。

為了尤其避免在使用多個分離的冷卻循環(huán)的情況下出現(xiàn)的缺點，在de102012217101a1中提出了一種用于車輛的冷卻方案，在該冷卻方案中，傳統(tǒng)分離的冷卻循環(huán)聯(lián)合成為一個共同的冷卻循環(huán)。于是，在低溫區(qū)間或者在與之相較的較高溫區(qū)間運行的車輛各部件共同設(shè)置在該共同的冷卻循環(huán)中。熱輸出在此通過共同的冷卻裝置實現(xiàn)。在一種實施方式中，此外設(shè)有分支管路，借助該分支管路能通過如下方式繞開在低溫區(qū)間中運行的部件：冷卻劑的分容積流量通過分支管路引導(dǎo)。作為附加或者在一種變型方案中，加熱循環(huán)與冷卻裝置并聯(lián)，借助該加熱循環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部空間加熱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

現(xiàn)在本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種熱系統(tǒng)，借助這種熱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛不同部件之間最佳的熱傳輸。此外，該熱系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)成本更低，其重量和所需的構(gòu)造空間減小。

根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的熱系統(tǒng)解決。有利的構(gòu)造方案、擴展方案與變型方案是從屬權(quán)利要求的主題。

所述熱系統(tǒng)構(gòu)造用于在電動車或者混合動力車中使用，并且能在多種運行模式中運行。此外，所述熱系統(tǒng)具有冷卻循環(huán)，該冷卻循環(huán)具有冷卻裝置以及用于內(nèi)部空間加熱的加熱熱交換器。該加熱熱交換器與冷卻裝置并聯(lián)，用于構(gòu)造加熱循環(huán)。此外，在冷卻循環(huán)中設(shè)置至少一個熱源，用于將熱輸出至冷卻循環(huán)。除此之外，所述熱系統(tǒng)具有制冷循環(huán)，該制冷循環(huán)具有冷凝器以及具有汽化器，所述冷凝器與汽化器分別構(gòu)造用于與冷卻循環(huán)進行熱交換。在此，冷凝器設(shè)置在加熱循環(huán)中，而冷卻循環(huán)附加地具有汽化器循環(huán)，在所述汽化器循環(huán)中設(shè)置汽化器以及低溫部件。所述低溫部件尤其是車輛的高壓儲能器。運行模式之一是第一冷卻運行，在該第一冷卻運行中，汽化器循環(huán)能單獨運行并且熱從低溫部件到冷卻循環(huán)中的傳遞僅通過所述汽化器實現(xiàn)。

借助本發(fā)明取得的優(yōu)點尤其在于，在熱系統(tǒng)的不同運行狀態(tài)下、以及相應(yīng)于連接到熱系統(tǒng)上的每個單個的部件對熱的要求實現(xiàn)對部件的最優(yōu)化的空氣調(diào)節(jié)。換言之：由接通的各部件產(chǎn)生的廢熱首先被導(dǎo)入冷卻循環(huán)中，并且從那里繼續(xù)傳遞到那些在相應(yīng)的運行模式中需要熱(即應(yīng)當(dāng)被加熱)的部件上。

多余的熱于是尤其集中通過冷卻裝置被輸出到車輛的周圍環(huán)境中，由此有利地避免如否則在存在多個分離冷卻循環(huán)的情況下那樣必須使用多個冷卻器。

此外，在第一冷卻運行中能夠只通過汽化器冷卻低溫部件，也就是說，為了冷卻低溫部件使用的冷卻劑流不通過另外的熱源引導(dǎo)，由此在低溫部件上實現(xiàn)特別有效的熱吸收。通過單獨運行汽化器循環(huán)，尤其是能由熱源輸出到冷卻循環(huán)中的熱由此不會到達低溫部件。該組件特別適合用于冷卻高壓儲能器，因此在一種優(yōu)選的變型方案中，所述低溫部件是用于驅(qū)動車輛的高壓儲能器。

冷卻劑(例如水或者水/乙二醇混合物)在相應(yīng)合適的管路中在冷卻循環(huán)中循環(huán)，所述管路為冷卻和/或加熱目的將車輛的不同部件相互連接。在此，所述不同部件尤其是這樣設(shè)置在冷卻循環(huán)中，使得這些部件直接與冷卻劑進行熱交換，或者使得冷卻劑從連接到冷卻循環(huán)上的、適當(dāng)?shù)臒峤粨Q器流過。所述熱源即為這種部件，并且例如是電驅(qū)動機、充電電子裝置或者發(fā)生器。在此，尤其也可能的是，所述熱源包括在冷卻循環(huán)中彼此串聯(lián)或者并聯(lián)的多個部件。所述熱源的特點尤其在于，在運行時產(chǎn)生熱量，該熱量借助冷卻循環(huán)導(dǎo)出。在此，所述熱源尤其保持在低溫區(qū)間內(nèi)，例如保持在約60℃，這尤其意味著，所述熱源將以經(jīng)典的方式借助低溫循環(huán)冷卻。

所述制冷循環(huán)尤其用作熱泵并且包括用于將熱量吸收到冷卻循環(huán)中的汽化器(也稱作冷凍機)以及用于將熱從制冷循環(huán)輸出到冷卻循環(huán)中的冷凝器(例如水冷卻冷凝器)。尤其進一步在制冷循環(huán)中冷凝器上游設(shè)置壓縮機以及在冷凝器的下游設(shè)置膨脹機構(gòu)。

所述冷卻循環(huán)尤其由冷卻劑所流經(jīng)的全部管路以及所述管路上連接的部件的整體構(gòu)成。部分的冷卻循環(huán)在此構(gòu)成汽化器循環(huán)，所述汽化器循環(huán)由此是冷卻循環(huán)的子單元。在該汽化器循環(huán)中，尤其是在第一冷卻運行中將低溫部件設(shè)置為熱源并且汽化器設(shè)置為散熱裝置。此外，汽化器循環(huán)能單獨運行，也就是說，冷卻劑流在汽化器循環(huán)中循環(huán)，并且沒有冷卻劑流入到汽化器循環(huán)中，也沒有冷卻劑從汽化器循環(huán)中流出。尤其是僅順次連續(xù)流經(jīng)低溫部件以及汽化器。因此，優(yōu)選在所述汽化器循環(huán)中附加地設(shè)置泵，用于輸送冷卻劑。因此，在汽化器循環(huán)單獨運行的情況下，低溫部件唯獨通過汽化器冷卻，由所述低溫部件產(chǎn)生的熱由此完全被傳遞到制冷循環(huán)中。在單獨運行的汽化器循環(huán)中的冷卻劑的溫度例如約為15℃至20℃并且由此尤其低于其余冷卻循環(huán)中的溫度。

所述加熱循環(huán)尤其是以如下方式構(gòu)造：加熱熱交換器設(shè)置成與冷卻裝置并聯(lián)，在此，“并聯(lián)”尤其理解為：在冷卻裝置以及加熱熱交換器的上游設(shè)置有冷卻劑管路的分支部位，從所述分支部位出發(fā)，冷卻劑既能輸送至冷卻裝置，也能輸送至加熱熱交換器。為了以合適的方式劃分冷卻劑流，適宜地在加熱循環(huán)中所述分支部位的下游設(shè)置泵。所述加熱熱交換器用于對車輛的內(nèi)部空間進行加熱并且例如構(gòu)造成空氣/冷卻劑熱交換器，空氣為了加熱內(nèi)部空間從所述空氣/冷卻劑熱交換器上流過，然后從冷卻劑中吸收熱量。加熱的空氣緊接著流入到內(nèi)部空間中。

為了提供在加熱循環(huán)中的熱，在該加熱循環(huán)中設(shè)置冷凝器。也就是說，借助冷凝器將熱從制冷循環(huán)輸送至加熱循環(huán)，所述熱于是能用于內(nèi)部空間加熱。然而，基于冷卻裝置與加熱熱交換器的并聯(lián)布置，作為替選可能的是，相應(yīng)的熱也通過冷卻裝置輸出到周圍環(huán)境中，例如在不應(yīng)當(dāng)進行內(nèi)部空間加熱的情況下。

熱在冷卻循環(huán)中不同部件之間的分布尤其與所述熱系統(tǒng)于給定的時間點所處的運行模式有關(guān)。因此，在第一冷卻運行中，低溫部件的特別有效的冷卻在汽化器循環(huán)中以如下方式實現(xiàn)：所述汽化器循環(huán)如前所述單獨運行。作為附加，在所述第一冷卻運行中尤其也可能的是：冷卻熱源，也就是說，將由該熱源產(chǎn)生的熱導(dǎo)出。于是，所述熱尤其是被直接輸送至冷卻裝置并由冷卻裝置輸出到周圍環(huán)境中。而由低溫部件產(chǎn)生的熱則首先通過汽化器輸出到制冷循環(huán)中并且從那里通過冷凝器回到冷卻循環(huán)中并且最終輸出至冷卻裝置。以這種方式實現(xiàn)對低溫部件與熱源的特別有效的以及各自單獨的冷卻。

優(yōu)選一種另外的運行模式第一加熱運行，在所述第一加熱運行中，加熱循環(huán)能單獨運行并且僅借助冷凝器實現(xiàn)熱到加熱循環(huán)中的傳遞。在此，所述加熱循環(huán)尤其是能夠以與上述汽化器循環(huán)類似的方式單獨運行。所述冷凝器在加熱循環(huán)中構(gòu)成熱源并且所述加熱熱交換器構(gòu)成散熱裝置。例如所述冷凝器將冷卻劑加熱至約50℃至60℃，溫度在通過加熱熱交換器進行熱導(dǎo)出后相應(yīng)較低。

在第一加熱運行中，熱尤其是不直接從熱源傳遞到加熱循環(huán)中，而是將從熱源輸出至冷卻劑的熱被輸送至汽化器并且隨后間接通過制冷循環(huán)到達加熱循環(huán)中。于是在這種情況下，冷凝器尤其構(gòu)成在加熱循環(huán)中的唯一的熱源，并且加熱所需的熱由此通過制冷循環(huán)輸送。該構(gòu)造方案能夠以如下方式實現(xiàn)特別靈活的內(nèi)部空間加熱：根據(jù)情況采用不同的熱源。相應(yīng)的熱源將它們?nèi)康臒嵬ㄟ^汽化器輸出至制冷循環(huán)中并且最終通過冷凝器進入到加熱循環(huán)中。熱的產(chǎn)生例如通過熱源、低溫部件或者在有相應(yīng)需求的情況下也通過冷卻裝置從周圍環(huán)境吸收熱實現(xiàn)。冷卻循環(huán)的不屬于加熱循環(huán)的部分由此尤其構(gòu)成集熱循環(huán)，所述集熱循環(huán)根據(jù)可用性和需求從車輛的不同的產(chǎn)生熱的部件中收集熱。

于是，在一種示例性的實施方案中可能的是，將車輛的電力驅(qū)動系統(tǒng)的廢熱、高壓儲能器的廢熱、來自周圍環(huán)境的熱或者由這些不同的成分構(gòu)成的組合用于內(nèi)部空間加熱。由熱源帶入到冷卻循環(huán)中的熱以及可能附加的通過冷卻裝置從周圍環(huán)境吸收的熱于是被間接地通過汽化器以及冷凝器輸送至加熱熱交換器。

在一種合理的變型方案中，在制冷循環(huán)中與汽化器并聯(lián)地設(shè)置高壓儲能器。換言之：所述高壓儲能器不設(shè)置在汽化器循環(huán)中，而是設(shè)置在制冷循環(huán)中。為此尤其在制冷循環(huán)中設(shè)置高壓儲能器熱交換器，用于與制冷劑交換熱。所述高壓儲能器從而也像在制冷循環(huán)中的汽化器一樣，尤其是一種熱源。設(shè)置在汽化器循環(huán)中的低溫部件于是例如是類似于熱源的部件；然而作為替選，完全省去所述汽化器循環(huán)。于是在該構(gòu)造方案中可能實現(xiàn)如下的熱輸出：首先從高壓儲能器輸出到制冷劑上，從那里間接輸出至冷凝器，并且可能然后輸出到加熱熱交換器和/或冷卻裝置上。

為了尤其也能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部空間冷卻，所述制冷循環(huán)適宜地包括在其中設(shè)置了汽化器的汽化器分支以及與汽化器分支并聯(lián)的、具有空氣調(diào)節(jié)汽化器的空氣調(diào)節(jié)分支。類似于加熱熱交換器，所述空氣調(diào)節(jié)汽化器例如是一種空氣/制冷劑熱交換器，空氣流經(jīng)所述空氣/制冷劑熱交換器并且從所述空氣/制冷劑熱交換器中吸走熱量，然后將熱量輸出至制冷劑?！安⒙?lián)”在此尤其理解為：在冷凝器的下游設(shè)置分支并且第一冷卻劑流朝著汽化器的方向流動，而第二制冷劑流朝著空氣調(diào)節(jié)汽化器的方向流動。以這種方式構(gòu)造兩個并聯(lián)的分支，于是尤其也在這兩個并聯(lián)的分支中分別設(shè)置連接在所述汽化器上游或者所述空氣調(diào)節(jié)汽化器上游的膨脹機構(gòu)。通過相應(yīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)所述膨脹機構(gòu)，于是能夠按需對第一制冷劑流和第二制冷劑流進行調(diào)節(jié)。尤其所述空氣調(diào)節(jié)分支于是能夠與汽化器分支不相關(guān)地接通，即：所述內(nèi)部空間冷卻能夠按需實現(xiàn)，并且尤其是與通過汽化器進入到制冷循環(huán)的熱吸收不相關(guān)地實現(xiàn)。

于是，尤其也在第一冷卻運行中能夠執(zhí)行內(nèi)部空間冷卻，并且在此被吸收到制冷循環(huán)中的熱通過冷凝器輸出至冷卻循環(huán)并且最終通過冷卻裝置輸出至周圍環(huán)境中。

在混合動力車的情況下，所述混合動力車除了高壓儲能器外也具有內(nèi)燃機。為了對內(nèi)燃機進行空氣調(diào)節(jié)，內(nèi)燃機適宜地設(shè)置在高溫循環(huán)(簡稱ht循環(huán))中，并且在一種優(yōu)選的構(gòu)造方案中，所述高溫循環(huán)連接到加熱循環(huán)上。換言之：像汽化器循環(huán)以及加熱循環(huán)一樣，所述高溫循環(huán)也是冷卻循環(huán)的一部分。由于所述高溫循環(huán)連接到加熱循環(huán)上，冷卻劑僅通過加熱循環(huán)流入和流出。此外，通過將高溫循環(huán)直接連接到加熱循環(huán)上，能夠?qū)?nèi)燃機進行特別有效的廢熱利用。于是，在接通內(nèi)燃機的情況下，由內(nèi)燃機產(chǎn)生的廢熱直接進給到加熱循環(huán)中，并且在需要的情況下在那里供內(nèi)部加熱使用，或者作為替選完全或者部分通過冷卻裝置導(dǎo)出。于是，所述高溫循環(huán)尤其附加于冷凝器用作用于加熱循環(huán)的熱源。

優(yōu)選所述高溫循環(huán)連接在冷凝器的下游。由于內(nèi)燃機在運行時可能高于在冷凝器中的冷卻劑的溫度運行，因此通過將內(nèi)燃機相對于冷凝器連接在下游，能夠?qū)崿F(xiàn)這兩個部件同時將熱輸出至冷卻循環(huán)中。冷凝器上的冷卻劑的入口溫度例如為約60℃或者更低，而內(nèi)燃機上的出口溫度高于100℃。基于這種相應(yīng)的溫度差，冷卻劑因此適宜地首先流經(jīng)冷凝器，在那里吸收來自制冷循環(huán)的熱，接著流經(jīng)相對較熱的內(nèi)燃機并且在高溫循環(huán)中吸收額外的熱。

為了特別優(yōu)化地調(diào)節(jié)流至內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度，所述冷卻劑的一部分在內(nèi)燃機的下游分支并且被導(dǎo)回到冷凝器下游、內(nèi)燃機上游的交匯部位。加熱的冷卻劑于是在那里和與之相較更冷的冷卻劑匯合，與之混合并且重新被用于對內(nèi)燃機進行溫度調(diào)節(jié)。例如所述冷卻劑以約80℃至90℃的溫度離開冷凝器，并且在交匯部位上和溫度約105℃的冷卻劑匯合，使得將約為95℃熱度的冷卻劑輸送給所述發(fā)動機。優(yōu)選所述相應(yīng)的容積流以及溫度因此能夠借助適當(dāng)?shù)拈y和/或適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)由設(shè)置在冷卻循環(huán)中的泵進行調(diào)節(jié)，使得能夠?qū)崿F(xiàn)與相應(yīng)的運行情況的最優(yōu)化的匹配。

為了尤其是在接通內(nèi)燃機的情況下也實現(xiàn)熱系統(tǒng)中的特別靈活的熱分布，在一種有利的擴展方案中，一種另外的運行模式是第二冷卻運行，在該第二冷卻運行中，所述汽化器循環(huán)能單獨運行并且將熱從高溫循環(huán)中導(dǎo)出，即尤其是將內(nèi)燃機的廢熱通過冷卻裝置導(dǎo)出。于是，在這種發(fā)動機冷卻的情況下，冷卻劑被從加熱循環(huán)導(dǎo)入到高溫循環(huán)中，例如通過接通設(shè)置在高溫循環(huán)中的高溫泵。于是，在內(nèi)燃機的下游，所述高溫循環(huán)又與加熱循環(huán)連接，使得加熱后的冷卻劑被傳輸給加熱循環(huán)并且視需求用于內(nèi)部空間加熱和/或為了冷卻裝置而被輸出到周圍環(huán)境中。在使用內(nèi)燃機作為熱源的情況下，通過冷卻裝置將熱部分導(dǎo)出可能是合理的，這是因為：雖然例如達到100℃左右高溫的起步溫度用于加熱是理想的，但是這卻可能無法以有效的方式實現(xiàn)，尤其是當(dāng)內(nèi)燃機上的冷卻需求大于內(nèi)部空間的加熱需求時。

特別是在與上述的導(dǎo)回到交匯部位的導(dǎo)回方案的組合中，剩余的、即內(nèi)燃機下游的未被導(dǎo)回的冷卻劑流于是或被用于內(nèi)部空間加熱，或者被引導(dǎo)至冷卻裝置，用于將熱輸出到周圍環(huán)境中。如同高溫循環(huán)一樣，到匯合部位的導(dǎo)回分支尤其同時也是加熱循環(huán)的一部分。根據(jù)是否實現(xiàn)了發(fā)動機冷卻，冷卻劑的流動方向在該部段是相反的。通過這種雙重利用，得到一種特別緊湊的構(gòu)造方式。

由于汽化器循環(huán)的單獨的可運行性，在這種運行模式中，所述低溫部件尤其能夠最優(yōu)化地冷卻，在此，在冷卻的情況下，相應(yīng)的熱首先通過汽化器進入到制冷循環(huán)中，然后通過冷凝器進入到加熱循環(huán)中。然后類似于上述的第一冷卻運行的情況，從那里開始實現(xiàn)廢熱的適當(dāng)?shù)牟⑶曳闲枨蟮姆植?。此外，通過單獨運行汽化器循環(huán)也確保了，在第二冷卻運行中，由內(nèi)燃機加熱的冷卻劑不會導(dǎo)致可能不期望的加熱或者減弱對低溫部件的冷卻。

在一種優(yōu)選的擴展方案中，一種另外的運行模式是第二加熱運行，在該第二加熱運行中，所述內(nèi)部空間加熱通過將高溫循環(huán)的廢熱、即尤其是內(nèi)燃機的廢熱傳遞到加熱熱交換器上實現(xiàn)。在接通內(nèi)燃機的情況下，熱于是被輸出至冷卻劑，加熱后的冷卻劑被輸送至加熱循環(huán)并且在那里又由加熱熱交換器輸出至待加熱的內(nèi)部空間空氣中?？赡懿恍枰臒嵊谑悄軌蛞蕴貏e簡單的方式朝著冷卻裝置的方向分支并且能導(dǎo)出到周圍環(huán)境中。如已經(jīng)在第一加熱運行中那樣，在所述第二加熱運行中除了內(nèi)燃機的熱外，熱源的熱以及低溫部件的通過冷凝器帶入到加熱循環(huán)中的熱也被輸送至所述加熱熱交換器。無論實際上是這些部件中的哪個部件將熱輸出到冷卻循環(huán)上，在任何情況下都有利地確保了優(yōu)化的內(nèi)部空間加熱。

由于在內(nèi)燃機運行的情況下，至少內(nèi)燃機已經(jīng)提供了廢熱，因此在一種有利的擴展方案中，在第二加熱運行中，僅按需實現(xiàn)在汽化器循環(huán)中的低溫部件的冷卻并且由此最優(yōu)化地調(diào)節(jié)其溫度。

在一種優(yōu)選的擴展方案中，在高溫循環(huán)中內(nèi)燃機的下游設(shè)置附加冷卻裝置。所述附加冷卻裝置尤其是設(shè)置在高溫循環(huán)中，而不設(shè)置在加熱循環(huán)中，以及優(yōu)選設(shè)置在用于將冷卻劑導(dǎo)回到內(nèi)燃機上游的可能的分支的上游。通過這種方式可能的是，在冷卻內(nèi)燃機的情況下以如下方式減輕冷卻裝置的負荷：在冷卻劑被導(dǎo)入到加熱循環(huán)中之前，部分由內(nèi)燃機產(chǎn)生的熱已經(jīng)通過附加冷卻裝置被輸出至周圍環(huán)境中。

為了能夠尤其從第二加熱運行出發(fā)實現(xiàn)內(nèi)燃機的啟動運行，有利地在高溫循環(huán)中內(nèi)燃機和附加冷卻裝置之間設(shè)置高溫分支，用于將冷卻劑導(dǎo)回至內(nèi)燃機，這尤其類似于上述的到交匯部位的分支。在加熱后的冷卻劑在附加冷卻裝置中輸出熱之前，所述高溫分支能夠?qū)崿F(xiàn)對加熱后的冷卻劑進行導(dǎo)回。尤其是借助所述高溫分支能夠構(gòu)造相對于其余的冷卻循環(huán)、尤其是也相對于所述加熱循環(huán)閉合的高溫循環(huán)，即能夠單獨運行的高溫循環(huán)，在所述高溫循環(huán)中，冷卻劑按需求僅流經(jīng)內(nèi)燃機，由此使所述內(nèi)燃機升溫。

為了進一步改進所述熱系統(tǒng)的靈活性，在一種優(yōu)選的擴展方案中，在冷卻裝置的下游以及汽化器的上游設(shè)置尾部通風(fēng)冷卻裝置。所述尾部通風(fēng)冷卻裝置一方面能夠?qū)崿F(xiàn)從車輛的內(nèi)部空間中導(dǎo)出到周圍空氣中的空氣中附加地吸收熱，所述尾部通風(fēng)冷卻裝置在此用作熱源并且能夠?qū)崿F(xiàn)從已經(jīng)升溫的內(nèi)部空間空氣中進行特別有效的熱回收，回收的熱然后按需通過連接在下游的汽化器又被用于內(nèi)部空間加熱。另一方面，在內(nèi)部空間空氣相應(yīng)冷卻的情況下可能的是，將所述尾部通風(fēng)冷卻裝置作為散熱裝置運行并且將連接在所述尾部通風(fēng)冷卻裝置上游的、或者作為替選連接在其下游的熱源的熱通過從內(nèi)部空間排出到周圍環(huán)境中的內(nèi)部空間空氣導(dǎo)出。在這種運行模式中，所述尾部通風(fēng)冷卻裝置由此以有利的方式減輕冷卻裝置的負荷。

為了使內(nèi)燃機運行，可能向內(nèi)燃機輸送增壓空氣，在此，事先冷卻增壓空氣通常會導(dǎo)致內(nèi)燃機的效率提升。因此，在一種合理的變型方案中將增壓空氣冷卻裝置連接到冷卻循環(huán)上，在此，所述增壓空氣冷卻裝置優(yōu)選在汽化器循環(huán)中與低溫部件并聯(lián)設(shè)置。于是能夠以類似于冷卻低溫部件的方式實現(xiàn)一種尤其間接的增壓空氣冷卻。為了按照需求并且彼此不相關(guān)地接通和斷開對低溫部件以及增壓空氣冷卻裝置的冷卻，在汽化器循環(huán)中設(shè)置適當(dāng)?shù)拈y。

在一種同樣合理的構(gòu)造方案中，一種另外的運行模式是增壓運行(ladebetrieb)，在該增壓運行中，低溫部件熱量的導(dǎo)出通過冷卻裝置實現(xiàn)，其中，所述低溫部件尤其是高壓儲能器。在此，車輛尤其不處在運行中，并且不從所述高壓儲能器中吸取能量，而是對所述高壓儲能器進行增壓。在此可能形成的熱被輸出至冷卻循環(huán)并且在那里進一步引導(dǎo)至冷卻裝置并導(dǎo)出至周圍環(huán)境中。同樣可能通過運行現(xiàn)有的充電電子裝置附加地產(chǎn)生熱，所產(chǎn)生的熱于是通過冷卻裝置輸出。所述制冷循環(huán)在此尤其不激活，即不實現(xiàn)從冷卻循環(huán)進入到制冷循環(huán)的熱傳遞。

尤其是通過前述不同構(gòu)造方案中的幾個方案或者全部方案構(gòu)成的組合得到另外的優(yōu)點。因此，在一種實施方式中，為了實現(xiàn)內(nèi)部空間加熱，同時提供多個熱源，即高壓儲能器、尾部通風(fēng)冷卻裝置(即來自內(nèi)部空間的廢氣的熱)、電驅(qū)動部件以及在汽化器出口上的冷卻介質(zhì)低于車輛的周圍環(huán)境溫度發(fā)生過冷的情況下也包括通過冷卻裝置從周圍環(huán)境吸取的熱。作為附加，在混合動力車的情況下也能將傳統(tǒng)可能設(shè)置在單獨的高溫循環(huán)中的內(nèi)燃機用作熱源。除了冷卻所述高壓儲能器外，此外也能借助被帶入到冷卻循環(huán)中的熱對所述高壓儲能器進行加熱，只要所述高壓儲能器作為低溫部件設(shè)置在冷卻循環(huán)中。通過這種對高壓儲能器進行空氣調(diào)節(jié)的可能性，所述高壓儲能器能有利地在最優(yōu)化的溫度下運行。

即使在周圍環(huán)境溫度特別低的情況下冷卻裝置結(jié)冰時，已述的其它熱源能繼續(xù)用于內(nèi)部空間加熱。此外尤其是在所述冷卻運行之一中，在冷卻循環(huán)中的不同熱源(尤其低溫部件以及內(nèi)燃機)的熱輸出會導(dǎo)致冷卻循環(huán)中冷卻劑相應(yīng)升溫，由此自動地解凍結(jié)冰的冷卻裝置。因此有利地存在一種能夠克服冷卻裝置結(jié)冰的自調(diào)節(jié)式熱系統(tǒng)。

通過如下方式：所述制冷系統(tǒng)僅作為特別簡單的熱泵而裝備冷凝器、汽化器、壓縮機與膨脹機構(gòu)以及裝備用于冷卻內(nèi)部空間的汽化器，可能的是，將這種冷卻循環(huán)設(shè)計得特別緊湊并且以這種方式減少所需的構(gòu)造空間以及將制冷循環(huán)的制造成本保持在較低水平?；谒鼍o湊性，此外有利地僅需要少量的冷卻劑。由于在冷卻循環(huán)中優(yōu)選分別存在多個熱源以及散熱裝置，即使單個部件發(fā)生故障，所述熱系統(tǒng)也特別牢靠，這是因為相應(yīng)的冷卻任務(wù)以及加熱任務(wù)能夠相應(yīng)地分布，并且供使用的熱能根據(jù)需求分布。

附圖說明

下面結(jié)合附圖詳細地闡述本發(fā)明的實施例。附圖示意性示出：

圖1示出處于第一冷卻運行中的熱系統(tǒng)，

圖2示出處于第一加熱運行中的熱系統(tǒng)，

圖3示出處于第二冷卻運行中的熱系統(tǒng)，

圖4示出處于第二加熱運行中的熱系統(tǒng)，和

圖5示出處于增壓運行中的熱系統(tǒng)。

具體實施方式

圖1至圖5示出熱系統(tǒng)2的一個實施例。在這里示出的變型方案中，所述熱系統(tǒng)2用于在未詳細示出的、在下面也統(tǒng)稱為車輛的混合動力車中的熱管理。在此，在圖1至圖5的每個附圖中示出熱系統(tǒng)2的一種運行模式。所述熱系統(tǒng)包括冷卻循環(huán)4和制冷循環(huán)6，其中虛線示出制冷循環(huán)6的管路；實線示出冷卻循環(huán)4的管路。冷卻循環(huán)4的、在給定的運行模式中被冷卻劑流經(jīng)的那些管路部段在相應(yīng)的附圖中加粗示出。作為附加，冷卻劑的流動方向在圖1至圖5中用箭頭標(biāo)明。

所述制冷循環(huán)6構(gòu)造成熱泵并且首先包括壓縮機8、冷凝器10、膨脹機構(gòu)12以及汽化器14。這四個部件順次連續(xù)設(shè)置在制冷循環(huán)6的汽化器分支16中。并聯(lián)于所述汽化器分支16，制冷循環(huán)6具有空氣調(diào)節(jié)分支18，在該空氣調(diào)節(jié)分支中設(shè)置一個另外的膨脹機構(gòu)12以及空氣調(diào)節(jié)汽化器20，所述空氣調(diào)節(jié)汽化器在這里用于冷卻在車輛內(nèi)部空間中的空氣，即用于內(nèi)部空間冷卻。由此通過空氣調(diào)節(jié)汽化器20以及汽化器14將熱吸收到制冷循環(huán)6中，借助冷凝器10將熱從制冷循環(huán)6中輸出。

冷卻循環(huán)4與制冷循環(huán)6借助冷凝器10以及汽化器14熱連接，用于交換熱。因此，于是在運行時借助汽化器14從冷卻循環(huán)4中吸取熱并且輸送至制冷循環(huán)6，并且借助冷凝器10將熱從制冷循環(huán)6轉(zhuǎn)移到冷卻循環(huán)4中。

在冷卻循環(huán)4中又設(shè)置應(yīng)進行冷卻和/或加熱的多個車輛部件。根據(jù)運行模式，各部件構(gòu)成熱源或者散熱裝置，或者完全斷開。在這里示出的實施例中，在冷卻循環(huán)4中首先設(shè)置冷卻裝置22，用于與周圍環(huán)境空氣(即在車輛外的周圍環(huán)境中的空氣)進行熱交換。為了輸送冷卻劑，在冷卻裝置22的下游設(shè)置泵24a。在所述泵的下游設(shè)置冷凝器10，以及在這里示出的變型方案中與所述冷凝器并聯(lián)地設(shè)置被統(tǒng)稱為熱源26的車輛部件。所述熱源26在此例如是充電電子裝置、電驅(qū)動機或者車輛的發(fā)生器。接通熱源26后，所述熱源產(chǎn)生熱，所述熱借助冷卻循環(huán)4導(dǎo)出。為此，所述熱源26以合理的方式、例如借助合適的熱交換器連接到冷卻循環(huán)4上?！斑B接到冷卻循環(huán)”在下面也理解為：相應(yīng)的部件為實現(xiàn)熱交換以合理的方式與冷卻循環(huán)的冷卻劑連接，例如借助被冷卻劑流經(jīng)的或者環(huán)流的熱交換器。

在所述冷卻循環(huán)4中進一步設(shè)置加熱熱交換器28，用于實現(xiàn)內(nèi)部空間加熱。所述加熱熱交換器尤其是與所述空氣調(diào)節(jié)汽化器20組合構(gòu)成在車輛中的未詳細示出的空調(diào)器。作為附加，這兩個部件在這里這樣順次連續(xù)設(shè)置，使得流入的空氣首先流經(jīng)空氣調(diào)節(jié)汽化器20并且緊接著流經(jīng)加熱熱交換器28。通過該組件于是可能的是，首先對流入的空氣進行除濕并且緊接著進行加熱。

所述加熱熱交換器28以及冷凝器10進一步設(shè)置在加熱循環(huán)30中，該加熱循環(huán)是所述冷卻循環(huán)4的一部分。在此，所述加熱熱交換器28尤其相對于分支部位32與冷卻裝置22并聯(lián)。在運行時于是可能的是，借助控制閥34劃分冷卻劑的容積流并且輸送至所述冷卻裝置22和/或所述加熱熱交換器28。

在所述冷卻循環(huán)4中進一步設(shè)置低溫部件36，該低溫部件這里尤其是車輛的高壓儲能器。所述低溫部件36與所述汽化器14構(gòu)成汽化器循環(huán)38。在所述汽化器循環(huán)中，在這里示出的實施例中附加地并且與所述低溫部件36并聯(lián)地設(shè)置增壓空氣冷卻裝置40。對在汽化器循環(huán)38中在低溫部件36和增壓空氣冷卻裝置40之間循環(huán)的冷卻劑流的符合需求的分配在這里通過閥42a實現(xiàn)。作為附加，在這里在所述低溫部件26的下游設(shè)置閉鎖閥44a。為了輸送冷卻劑，所述汽化器循環(huán)38此外包括泵24b。

在這里示出的變型方案中，在所述熱源26的下游以及所述汽化器14的上游設(shè)置尾部通風(fēng)冷卻裝置46。在運行時，被從車輛內(nèi)部空間輸出到周圍環(huán)境中的空氣流經(jīng)所述尾部通風(fēng)冷卻裝置。根據(jù)相應(yīng)的運行模式，借助所述尾部通風(fēng)冷卻裝置于是可能的是，將熱輸出到排出的空氣中或者從排出的空氣中將熱吸收到冷卻循環(huán)4中。

在圖1至圖5中示出的熱系統(tǒng)2是一種用于混合動力車的熱系統(tǒng)2。如上面已經(jīng)提及的那樣，所述低溫部件36在這里是用于向電驅(qū)動部件供給能量的高壓儲能器。此外，所述混合動力車包括同樣集成到冷卻循環(huán)4中的內(nèi)燃機48。為此，所述內(nèi)燃機48設(shè)置在高溫循環(huán)50中。所述高溫循環(huán)是冷卻循環(huán)4的一部分并且在這里連接到加熱循環(huán)30上。“連接”在這里尤其理解為：冷卻劑進入到高溫循環(huán)50中以及從高溫循環(huán)中流出都只通過加熱循環(huán)30實現(xiàn)。為了通過高溫循環(huán)50輸送冷卻劑，在該高溫循環(huán)中設(shè)置泵24c。

在這里示出的實施方式中，在所述高溫循環(huán)50中進一步設(shè)置附加冷卻裝置52，熱能夠通過所述附加冷卻裝置從冷卻循環(huán)4中排出到周圍環(huán)境中。在所述附加冷卻裝置52的上游設(shè)置閥42b，用于將高溫循環(huán)50中的冷卻劑部分地或者完全地通過高溫分支54重新輸送到內(nèi)燃機48中。

圖1示出處于第一冷卻運行中的熱系統(tǒng)2。在此，所述汽化器循環(huán)38單獨運行并且低溫部件36的冷卻以及在接通內(nèi)燃機48的情況下增壓空氣冷卻裝置40的冷卻也唯獨借助汽化器14實現(xiàn)。在此不實現(xiàn)與冷卻循環(huán)4的剩余部分的冷卻劑交換。熱通過制冷循環(huán)6被輸送給冷凝器10并且在那里又被傳遞到冷卻循環(huán)4中。于是緊接著將熱輸送至冷卻裝置22并且輸出到周圍環(huán)境中。在這里示出的情況下，在第一冷卻運行中也對熱源26進行冷卻。由所述熱源26產(chǎn)生的熱通過冷卻循環(huán)4同樣地輸送至冷卻裝置22。所述加熱循環(huán)30在此情況下關(guān)閉并且作為附加能借助空氣調(diào)節(jié)汽化器20實現(xiàn)內(nèi)部空間冷卻。內(nèi)燃機48以及高溫循環(huán)50同樣是不激活的。

從所述第一冷卻運行出發(fā)，作為附加也能對內(nèi)燃機48實現(xiàn)預(yù)熱。為此激活泵24c，使得從冷凝器10和/或熱源26中吸收熱的冷卻劑首先被輸送至還較冷的內(nèi)燃機48中并且在那里輸出熱。

在圖2中示出所述熱系統(tǒng)2的第一加熱運行。在此，所述汽化器循環(huán)38尤其不單獨運行。此外，控制閥34是打開的，也就是說加熱循環(huán)30已激活并且冷卻劑流經(jīng)加熱熱交換器28，即實現(xiàn)內(nèi)部空間加熱。在此，所述加熱循環(huán)30單獨運行，并且用于內(nèi)部空間加熱的熱唯獨借助冷凝器10從制冷循環(huán)6被輸送至加熱循環(huán)30。為了輸送加熱循環(huán)30中的冷卻劑，在本運行模式中也接通泵24d。由冷凝器10提供的熱間接來自另外的、設(shè)置在冷卻循環(huán)4中的部件。在這里示出的變型方案中，尤其是借助熱源26、借助尾部通風(fēng)冷卻裝置46、借助低溫部件36以及在接通內(nèi)燃機48的情況下也借助增壓空氣冷卻裝置40將熱吸收到冷卻循環(huán)4中。由這些部件輸出的熱被搜集地借助汽化器14轉(zhuǎn)移到制冷循環(huán)6中。尤其是與圖1的第一冷卻運行相反，設(shè)置在熱源26的下游的閉鎖閥44b閉鎖，由此將通過熱源26的冷卻劑流朝著汽化器14的方向引導(dǎo)，而非引導(dǎo)至加熱循環(huán)30。

通過在這里選擇的、所述低溫部件36相對于汽化器14的布置也確保了，這種首先通過熱源26和尾部通風(fēng)冷卻裝置46的冷卻劑在通過低溫部件36之前已經(jīng)通過汽化器14將熱排出。換言之：所述汽化器14連接在低溫部件36的上游，由此實現(xiàn)對所述低溫部件36的改進的冷卻。在所述汽化器14的上游，冷卻劑的分流借助在汽化器循環(huán)38中的泵24b輸送，余下的冷卻劑流被引導(dǎo)至冷卻裝置22，通過所述冷卻裝置將熱排出到周圍空氣中。為此，連接在所述冷卻裝置22上游的閥42c尤其是這樣切換，使得冷卻劑只從汽化器14以及汽化器循環(huán)38輸送至冷卻裝置22，而不從加熱循環(huán)30輸送。作為替選，也能根據(jù)周圍環(huán)境條件以及根據(jù)其他部件的能用的廢熱的量在本運行模式中借助冷卻裝置22從周圍環(huán)境中將熱吸收到冷卻循環(huán)4中。

圖3和圖4分別示出一種運行模式，與在圖1和圖2中示出的示出的運行模式相反的是，在這兩種運行模式中，機動車的內(nèi)燃機48是接通的。

因此，在圖3中示出第二冷卻運行，在該第二冷卻運行中，除了汽化器循環(huán)38單獨運行外，也實現(xiàn)對內(nèi)燃機48的冷卻。為此激活高溫循環(huán)50，并且相對于加熱循環(huán)30，在冷凝器10的上游、在交匯部位56上，冷卻劑借助泵24c被輸送到高溫循環(huán)50中以及被輸送至內(nèi)燃機48中。在這里示出的變型方案中，作為附加這樣切換閥42b，使得不使用高溫分支54，而是將在高溫循環(huán)50中循環(huán)的冷卻劑流完全輸送至附加冷卻裝置52。在所述附加冷卻裝置52的下游，冷卻劑流的一部分通過節(jié)流閥58被導(dǎo)回；余下部分被輸送至冷卻裝置22。因此不僅實現(xiàn)低溫部件36的冷卻，也實現(xiàn)內(nèi)燃機48的冷卻。

加熱循環(huán)30在此是不激活的。最優(yōu)化的是，也能夠借助空氣調(diào)節(jié)汽化器20實現(xiàn)內(nèi)部空間冷卻。

為了預(yù)熱內(nèi)燃機48，能通過如下方式使用高溫分支54：相應(yīng)地切換閥42b。部分冷卻劑于是在附加冷卻裝置52的上游分支并且以相應(yīng)的溫度被輸送至內(nèi)燃機48，用這種方式能使所述內(nèi)燃機升溫。在一種變型方案中，閥42b這樣切換，使得沒有冷卻劑被繼續(xù)引導(dǎo)至附加冷卻裝置52以及加熱循環(huán)30中；所述高溫循環(huán)50于是單獨運行，由此不與冷卻循環(huán)4其余部分實現(xiàn)主動的冷卻劑交換。

圖4示出第二加熱運行，在該第二加熱運行中，內(nèi)燃機48的廢熱被輸送至加熱循環(huán)30并且借助加熱熱交換器28被用于內(nèi)部空間加熱。為此，相應(yīng)激活泵24d并且控制閥34這樣切換，使得在加熱循環(huán)30中的冷卻劑的部分容積流保留在分支部位32上，而保留的冷卻劑流引導(dǎo)至冷卻裝置22。按要求也可能的是，將分支部位32上的總冷卻劑流引導(dǎo)至加熱熱交換器28。

基于在圖3和圖4中的高溫循環(huán)50的運行，冷卻劑在這里通過節(jié)流閥58朝著相對于在圖1和圖2中示出的運行模式中的方向相反的方向流動。這尤其要歸因于對泵24c的不同控制。

圖5示出處于增壓運行中的熱系統(tǒng)2，在該增壓運行中，所述低溫部件36是被增壓的高壓儲能器。在此產(chǎn)生的熱被輸出到冷卻循環(huán)4上并且通過冷卻裝置22排出。此外，在本運行模式中也可能的是，將由熱源26產(chǎn)生的熱、例如充電電子裝置的廢熱同樣通過冷卻裝置22排出。由于在這里關(guān)閉內(nèi)燃機48，因此冷卻劑尤其不流經(jīng)增壓空氣冷卻裝置40；為此相應(yīng)地切換閥42a。

在這里示出的實施例中，所述低溫部件36是混合動力車的高壓儲能器。但是在一種替選的、未在這里示出的實施方案中，所述高壓儲能器不是集成到冷卻循環(huán)4中，而是集成到制冷循環(huán)6中，確切地說是與汽化器14并聯(lián)。于是在此，熱相應(yīng)地直接輸出到冷卻劑上。

附圖標(biāo)記列表

2熱系統(tǒng)

4冷卻循環(huán)

6制冷循環(huán)

8壓縮機

10冷凝器

12膨脹機構(gòu)

14汽化器

16汽化器分支

18空氣調(diào)節(jié)分支

20空氣調(diào)節(jié)汽化器

22冷卻裝置

24a、24b、24c、24d泵

26熱源

28加熱熱交換器

30加熱循環(huán)

32分支部位

34控制閥

36低溫部件

38汽化器循環(huán)

40增壓空氣冷卻裝置

42a、42b、42c閥

44a、44b閉鎖閥

46尾部通風(fēng)冷卻裝置

48內(nèi)燃機

50高溫循環(huán)

52附加冷卻裝置

54高溫分支

56交匯部位

58節(jié)流閥