[发明专利]汽车热源的冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述、用于冷却汽车热源的装置。

背景技术

EP 1 264 715 B1公开了一种用于冷却温度升高的单元如驱动电池的冷却系统，在这个系统中，电池的热量可通过冷却剂回路散发并传送到汽车空调系统的制冷回路。因此，为了保证驱动电池的足够散热，制冷回路必须处于工作中。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却汽车热源的装置，它能够轻松地根据不断变化的外部环境调整工作状态，并具有高能效。

这个目的由前面所述的并具有权利要求1所述的装置实现。通过可选地使第一或第二流体流过，可在最优地利用外部条件的情况下实现充分地冷却。例如，在第一运行模式下，汽车空调系统制冷回路中的压缩机运转时，可利用热泵冷却，而在第二运行模式下，则可通过另一个流体流确保充分的冷却，如果制冷回路的压缩机在例如冬天时不工作的情况下。除了针对周围环境对整个系统进行优化之外，还可提高运行安全性，从而能够在制冷回路的压缩机出现故障的情况下，通过另一个可选的流体流进行冷却。

在一个优选的实施形式中，热源是蓄电池，特别是锂离子蓄电池。这种蓄电池可以汽车的驱动电池，所述汽车既可以是混合动力汽车，也可以是纯电动汽车。特别是现代的驱动电池，在这里首先是锂离子电池，出于功率密度高、运行安全和优化使用寿命的考虑，要求具有一个可适应所有条件的冷却系统，它可以确保驱动电池处于适当的工作温度下。

在本发明的一个优选实施形式中，第一流体流中的流体与第二流体流中的流体相同。所述流体优选为制冷剂，其中，第一流体流由制冷回路、特别是空调系统的压缩机驱动，而第二流体流则由循环泵驱动。制冷回路中的压缩机运行需要较高的启动功率，而在空气调节方面，只有在万不得已的情况下才在低温下运行，例如进行除湿时。此外，在更低的温度下空调系统则无法运行。如果在这种情况下关闭压缩机，那么按照本发明，制冷回路的分流可通过预设的循环泵作为备用的流体流发挥作用，并以简单的冷却回路的形式通过或者不通过制冷剂的相变将热源的热量带走。在这个实施形式中，通常要么选择第一流体流作为压缩机运行时的制冷剂流，要么选择第二流体流作为循环泵运行时的制冷剂流。在一个简单并适合的详细方案中，这两个可交替的流体流均可由制冷回路的冷凝器冷却。

在这里，第二流体流特别优选地穿过设置在冷却体后面的阀，所述阀用于打开或关闭第二流体流。此外，在不希望冷却体中的制冷剂出现沸腾的情况下，所述阀可作为节流阀来相应地调节冷却体中的压力。

在符合本发明的第一详细设计方案中，在冷却体中设置用于第一流体的第一流道和用于第二流体的第二流道。至少对于两个流体属于同一种流体的情况，也可采用以下替代方案，即两个流体穿过冷却体中的同一个流道。在这里，流体的选择可通过至少一个转换阀实现。

为了在例如冬天冷启动时使需冷却的热源迅速达到所希望的工作温度，较佳的是，至少一个流体流可流经一个特别的电加热元件，以便对热源进行选择性的加热。

在另一个优选的实施形式中，第一流体流的流体是制冷回路、特别是空调系统的制冷剂，而第二流体流的流体是与第一流体分开的冷却剂回路中的冷却剂。这样也同样提供了一种可能性，即当制冷回路关闭时，热源的冷却可通过冷却回路中的冷却剂流动实现。在这个变型中，流体流既可以是交替地也可以是累积地流向冷却体，而在累积的变型中，可以实现特别高的冷却效率。这种两个流体流的累积的流动可特别适用于外部温度很高和/或热源的功率很大的情况。对于制冷剂的流体流，按照发明，冷却体以是一种带有布置在前面的膨胀元件的蒸发器，这样，制冷剂在冷却体的内部蒸发或发生相的转化。对于冷却剂，通常会不发生蒸发，但是在本发明并不排除这种可能性。

在适当的实施形式中，冷却回路包括循环泵和冷却器，用于将热量从流体带走。冷却器可以是例如低温冷却器，设置在汽车上被迎面风吹到的前端区域。

例如，为了能够在冬天的冷启动情况下迅速地达到工作温度，冷却回路可具有热交换器，以便对处于驱动电池上游的冷却剂进行有选择的冷却。在一个可能的具体方案中，补充的热交换器将来自汽车制动过程中的热量传递到流体上。在这里，制动器可以是感应制动器、欧姆加热装置或者摩擦制动器。

在冷却回路中还可对另一个热源进行冷却。在这里，它可以是汽车的任何一个适当的部件，例如电动机或大功率电子元件。

在优选的实施形式中，冷却体可选择性通过一个阀与冷却回路分离。这特别具有优势，特别是在一个运行模式下，冷却回路被用于冷却其它部件，而热源或驱动电池则通过来自制冷回路的流体流冷却。