[发明专利]机动车电池的加热/冷却系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机动车，所述机动车包括第一加热/冷却循环回路以及第二加热/冷却循环回路，其中，第一加热/冷却循环回路具有布置于其中的热源/热沉和第一个泵，而第二加热/冷却循环回路具有布置于其中待加热/冷却的电池和第二个泵。此外，本发明还涉及一种用于此类车辆的运行方法。

背景技术

用于机动车电池(蓄电池)的加热/冷却循环回路早已为人所知。通常尤其要对电动车辆和混合动力车辆的高功率电池进行调温，以使其在有利于发挥性能的温度范围内工作。因此要在外界温度较高时冷却电池，在外界温度较低时加热电池。

例如DE 42 39 834 A1公开了通过燃料加热器或者内燃机对电池进行加热。借助一个阀接通或者切断电池加热装置。问题是燃料加热器或者内燃机所提供的入口温度约为75～85°C或者约为90～110°C，这对于电池的加热而言太高了。加热介质的温度应当尽可能不要比电池实际温度高出大约20°C。

此外DE 101 28 164 A1公开了通过两个分开的冷却回路对电池进行冷却。压缩机、冷凝器和蒸发器位于第一循环回路之中，电池和泵位于第二循环回路之中。通过一个热交换器将这两个循环回路相互连接。为了停止冷却电池，可以使用旁路绕过热交换器。缺点是结构比较复杂，需要一个热交换器来连接两个冷却循环回路。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种经过改进的机动车电池加热/冷却系统及其经过改进的运行方法。尤其应以尽可能简单的方式对电池进行调温，而不会损害电池。

本发明的该任务是通过开头所述类型的机动车来解决的，在所述机动车中可以通过至少一个阀如下地连接两个加热/冷却循环回路，使得同一个液态载热体可以流过两个加热/冷却循环回路。

另外，本发明的任务是通过一种用于机动车运行的方法来解决的，其中所述机动车包括第一加热/冷却循环回路以及第二加热/冷却循环回路，其中，第一加热/冷却循环回路具有布置于其中的热源/热沉和第一个泵，而第二加热/冷却循环回路具有布置于其中的待加热/冷却的电池和第二个泵，并且，通过至少一个阀如下地连接这两个加热/冷却循环回路，使得同一个液态载热体可以流过两个加热/冷却循环回路。

以这种方式可以连接两个加热/冷却循环回路，而不需要体积比较大而且沉重的热交换器。取而代之，以一个比较紧凑而且很轻的阀来连接加热/冷却循环回路，从而也可以构造更轻、更加紧凑的机动车。

例如可以通过一个燃料加热器形成热源。其优点在于，燃料加热器通常反正是机动车的组成部分，譬如用来对乘客舱和/或内燃机进行加热的停车预热装置。但是也可以例如通过内燃机形成热源。其优点在于，内燃机通常反正是机动车的组成部分，譬如电动车辆的驱动电机或者增程器。内燃机工作时积累的废热可用来加热电池。如果不仅有增程器而且也有燃料加热器，那么就不需要接通增程器来加热内部空间，从而可以实现车辆低噪声工作。使用本已存在的部件来加热电池，无论如何是对同一部件的双重利用。

关于本发明的其它有益的设计方案和改进方案，可参阅相关从属权利要求以及结合附图所作的说明。

特别适宜的是，将阀实施为混合阀或者实施为时钟脉控的换向阀(getaktetes Umschaltventil)，从而可以调整第一和第二加热/冷却循环回路之间的热交换。如前所述，燃料加热器的入口温度(约为75～85°C)或者内燃机的入口温度(约为90～110°C)太高，因此在没有其它措施的情况下不适宜用来加热电池。电池上的加热介质温度应当尽可能不要比电池温度高出大约20°C。现在借助所述的阀，可以从第一加热循环回路中抽取有针对性的热量供应给第二加热循环回路。

在一种变型方案中，为此使用时钟脉控的换向阀，也就是说，以相对较高的频率在断开位置和闭合位置之间转换的换向阀。改变断开位置与接通位置的持续时间之比，就能从第一加热回路抽取更多或更少的热量供应给第二加热回路。换向阀的这种工作模式早已为人所知，被称作“脉宽调制”(PWM)。

在此，应该迅速地完成转换，使得所产生的来自第一加热循环回路的高温载热体“块’’和第二加热循环回路中温度较低的循环载热体“块”充分混合后到达电池。因此载热体就会在电池上具有均匀的温度，或者仅有不会使得电池受损的温度波动。例如布置在第二加热循环回路中的泵就能起到辅助作用。使用换向阀的另一个好处在于，对其的控制仅需具有一个数字输出端。