本發(fā)明涉及一種用于借助電驅(qū)動(dòng)裝置的損耗熱量來(lái)對(duì)電動(dòng)車輛的內(nèi)部空間進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的方法和空調(diào)裝置。

背景技術(shù)：

在較長(zhǎng)的行駛時(shí)間上純電動(dòng)運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車包括用于加熱內(nèi)部空間的電加熱設(shè)備，因?yàn)殡妱?dòng)力總成系統(tǒng)、例如蓄電池(高壓電池)、電機(jī)、功率電子裝置、直流/直流轉(zhuǎn)換器等的損耗熱量不是在所有行駛狀態(tài)下都足以用于加熱機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間。這樣的附加的電加熱設(shè)備需要附加的結(jié)構(gòu)空間、提高機(jī)動(dòng)車的成本并且提高機(jī)動(dòng)車的重量。

從DE 10 2012 019 005 A1中已知，使用電機(jī)及其電操控裝置的損耗熱量來(lái)加熱機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間。

EP 1 313 628 B1公開(kāi)了機(jī)動(dòng)車的電機(jī)在最佳運(yùn)行點(diǎn)之外的運(yùn)行，用于增加余熱以對(duì)內(nèi)部空間調(diào)溫。

DE 10 2009 043 316 A1公開(kāi)了熱泵系統(tǒng)用于對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫的應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中提出的用于對(duì)具有電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫的措施在總效率方面不是最佳的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出如下任務(wù)，即，創(chuàng)造一種改進(jìn)的用于對(duì)車輛的內(nèi)部空間調(diào)溫的方法和空調(diào)裝置。

本發(fā)明的任務(wù)通過(guò)一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法和一種根據(jù)權(quán)利要求8的空調(diào)裝置來(lái)解決。

按照本發(fā)明的用于對(duì)具有電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫的方法借助熱泵系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部空間調(diào)溫，所述熱泵系統(tǒng)具有加熱溫度區(qū)域和低溫區(qū)域，其中，所述加熱溫度區(qū)域包括至少一個(gè)與內(nèi)部空間熱耦合的內(nèi)部空間換熱器，并且所述低溫包括外部換熱器和/或至少一個(gè)布置在電驅(qū)動(dòng)裝置的部件上的換熱器。如果所述方法確定應(yīng)該對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，則將熱泵系統(tǒng)的加熱溫度區(qū)域的加熱能量輸出給車輛的內(nèi)部空間。這樣改變電驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行點(diǎn)，使得在電驅(qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)電氣部件中的損耗熱量的產(chǎn)生得到控制，由此，低溫區(qū)域在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中的溫度被控制到這種水平，所述水平確保熱泵系統(tǒng)能提供加熱能量。所需要的加熱能量確定在熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域中應(yīng)該存在何種溫度水平。在熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域中所需要的能量水平確定電驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行點(diǎn)。換言之，如果需要少的加熱能量和/或低溫區(qū)域具有高的溫度，則電驅(qū)動(dòng)裝置以相當(dāng)于最佳運(yùn)行點(diǎn)或者處于最佳運(yùn)行點(diǎn)附近的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行。如果低溫區(qū)域具有過(guò)低的溫度用于借助熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生加熱能量，則電驅(qū)動(dòng)裝置在距離最佳運(yùn)行點(diǎn)較遠(yuǎn)的運(yùn)行點(diǎn)中運(yùn)行。

在本發(fā)明的上下文中，最佳運(yùn)行點(diǎn)意味著如下的運(yùn)行點(diǎn)，在該運(yùn)行點(diǎn)中，在電驅(qū)動(dòng)裝置及其部件中產(chǎn)生盡可能低的熱損耗。電驅(qū)動(dòng)裝置的控制以及合適的運(yùn)行點(diǎn)的選擇如熱泵的工作原理以及控制和調(diào)節(jié)回路的設(shè)計(jì)一樣對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。因此，在簡(jiǎn)明的意義上省略其說(shuō)明。

按照本發(fā)明的用于對(duì)具有電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫的方法可以包括：如果確定應(yīng)該對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，則將熱泵的加熱溫度區(qū)域的熱量輸送給車輛的內(nèi)部空間。如果電驅(qū)動(dòng)裝置的部件產(chǎn)生如下數(shù)值的損耗熱量，當(dāng)電驅(qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件與熱泵的低溫區(qū)域熱耦合時(shí)，所述數(shù)值足以用于對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，則借助熱泵的低溫區(qū)域?qū)㈦婒?qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件的損耗熱量導(dǎo)出，其中，低溫區(qū)域在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中的溫度處于機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境溫度的范圍內(nèi)。因此，當(dāng)將從所述損耗熱量中獲得的熱能輸出到機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境中時(shí)產(chǎn)生的損耗降低。

如果電驅(qū)動(dòng)裝置的部件產(chǎn)生如下數(shù)值的損耗熱量，當(dāng)電驅(qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件與熱泵的低溫區(qū)域熱耦合時(shí)，所述數(shù)值不足以用于對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，并且如果外界溫度這么高和/或空氣濕度這么低，使得不存在在低溫區(qū)域的范圍內(nèi)出現(xiàn)妨礙功能的結(jié)冰的危險(xiǎn)，則借助低溫區(qū)域?qū)㈦婒?qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件的損耗熱量導(dǎo)出，其中，低溫區(qū)域在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中的溫度低于車輛的周圍環(huán)境溫度。因此，也可以利用來(lái)自周圍環(huán)境的熱量對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫。低溫區(qū)域的溫度越低，則可以從周圍環(huán)境帶走越多的熱量。不能任意低地選擇低溫區(qū)域的溫度，因?yàn)榉駝t在低溫區(qū)域的范圍內(nèi)存在妨礙功能的結(jié)冰的危險(xiǎn)?？梢越柚幱跓岜孟到y(tǒng)的低溫區(qū)域中的低溫?fù)Q熱器或者說(shuō)外部換熱器從周圍環(huán)境帶走熱量。

如果電驅(qū)動(dòng)裝置的部件產(chǎn)生如下數(shù)值的損耗熱量，當(dāng)至少一個(gè)部件與熱泵的低溫區(qū)域熱耦合時(shí)，所述數(shù)值不足以用于對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，并且如果外界溫度這么低和/或空氣濕度這么高，使得存在在低溫區(qū)域的范圍內(nèi)出現(xiàn)結(jié)冰的危險(xiǎn)，則在最佳運(yùn)行點(diǎn)之外這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得在電驅(qū)動(dòng)裝置的第一電氣部件中的損耗熱量的產(chǎn)生增加，并且借助熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域?qū)⒂伤龅谝浑姎獠考a(chǎn)生的損耗熱量導(dǎo)出。因此，低溫區(qū)域的溫度可以如此程度地被提高，使得在外部換熱器上不吸收熱量或者吸收少的熱量。因此可以確保，在低溫區(qū)域的或者說(shuō)外部換熱器的范圍內(nèi)不出現(xiàn)結(jié)冰或者結(jié)冰是不限制功能的。

所述方法可以這樣構(gòu)成，使得當(dāng)應(yīng)該從機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境帶走熱量時(shí)，低溫區(qū)域的流體僅流過(guò)與外部空氣交換熱量的低溫?fù)Q熱器或者說(shuō)外部換熱器。當(dāng)在低溫區(qū)域中的流體的溫度低于周圍環(huán)境溫度時(shí)是這樣的情況。當(dāng)?shù)蜏貐^(qū)域的流體不流過(guò)低溫?fù)Q熱器時(shí)，避免結(jié)冰或者避免熱量輸出到周圍環(huán)境中。

所述電驅(qū)動(dòng)裝置具有蓄電池、電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制裝置，所述電機(jī)由蓄電池提供電流并且所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置控制將電流從蓄電池提供給電機(jī)和/或控制利用由電機(jī)產(chǎn)生的電流給蓄電池充電。驅(qū)動(dòng)控制裝置可以包括具有多個(gè)功率晶體管的直流/直流轉(zhuǎn)換器以及包括中間電路電容器、插頭、導(dǎo)線、半導(dǎo)體操控裝置、電容器、二極管和其它無(wú)源構(gòu)件。

可以這樣操控所述熱泵系統(tǒng)，使得所述至少一個(gè)電氣部件的冷卻介質(zhì)的溫度位于與機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境溫度相差+/-10K的范圍內(nèi)、優(yōu)選相差+/-5K的范圍內(nèi)。

按照本發(fā)明的方法具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，除了所述至少一個(gè)電氣部件之外，熱泵系統(tǒng)還可以從周圍環(huán)境帶走熱量，因?yàn)榈谝浑姎獠考臏囟忍幱谥車h(huán)境溫度的范圍內(nèi)。所述至少一個(gè)電氣部件和周圍環(huán)境與熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域熱耦合。在低的外界溫度低于冰點(diǎn)或者在冰點(diǎn)附近時(shí)，所述至少一個(gè)電氣部件的溫度可以保持高于或者略微低于機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境溫度并且因此避免或者減少外部換熱器的結(jié)冰。

低溫區(qū)域可以具有流體或者冷卻劑的蒸發(fā)。借助蒸發(fā)的冷卻劑或者水-乙二醇回路從第一電氣部件和/或周圍環(huán)境帶走熱量。備選地，熱泵系統(tǒng)可以借助內(nèi)部空間換熱器將產(chǎn)生的熱量直接輸出給被引導(dǎo)到車輛的內(nèi)部空間中的空氣。熱泵系統(tǒng)可以借助與加熱溫度區(qū)域熱耦合的換熱器將產(chǎn)生的熱量輸出給被引導(dǎo)到至少一個(gè)另外的換熱器上的加熱液體，所述至少一個(gè)另外的換熱器加熱被引導(dǎo)到車輛的內(nèi)部空間中的空氣。這種系統(tǒng)涉及一種液體/流體熱泵系統(tǒng)，其中，加熱溫度區(qū)域使用液態(tài)的介質(zhì)、例如乙二醇和水的混合物。

在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中，第一電氣部件的溫度可以在涉及電驅(qū)動(dòng)裝置的參數(shù)不變的情況下僅變化了低于預(yù)定閾值的數(shù)值。術(shù)語(yǔ)“穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行”相當(dāng)于熱瞬態(tài)振蕩的狀態(tài)。如果不改變參數(shù)、例如負(fù)載、車輛的速度、行車道的斜度、電機(jī)的控制參數(shù)、修正值等，則第一電氣部件的溫度保持基本上恒定并且僅變化了所述閾值。所述閾值可以在+/-5K之內(nèi)、優(yōu)選在+/-10K之內(nèi)。術(shù)語(yǔ)“穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行”不包括第一電氣部件的溫度在參數(shù)改變時(shí)的變化。

所述方法還可以包括步驟：監(jiān)視驅(qū)動(dòng)控制裝置的冷卻機(jī)構(gòu)的溫度和操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得驅(qū)動(dòng)控制裝置的構(gòu)件的溫度波動(dòng)低于預(yù)定的閾值。因此可以確保避免驅(qū)動(dòng)控制裝置的構(gòu)件的溫度波動(dòng)，由此可以總體延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)控制裝置的構(gòu)件和驅(qū)動(dòng)控制裝置的壽命。

所述方法還可以具有步驟：通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制裝置這樣提供電流，使得形成場(chǎng)的電流id與形成轉(zhuǎn)矩的電流iq的比例處于形成場(chǎng)的電流id與形成轉(zhuǎn)矩的電流iq的對(duì)于相應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)來(lái)說(shuō)最佳的比例之外。尤其是，形成場(chǎng)的電流id的提高導(dǎo)致在驅(qū)動(dòng)控制裝置的電氣部件中的損耗功率更多。通過(guò)施加不具有形成場(chǎng)的電流id與形成轉(zhuǎn)矩的電流iq的最佳比例的電流，不僅提高電機(jī)中的溫度，而且提高驅(qū)動(dòng)控制裝置的構(gòu)件的溫度。

所述方法還可以具有步驟：操縱機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)器并且操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得所述電驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)該使機(jī)動(dòng)車運(yùn)動(dòng)。駐車制動(dòng)器承受由電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的該方面適合于在機(jī)動(dòng)車根據(jù)交通停止時(shí)、例如在等交通燈時(shí)用于對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行空氣預(yù)調(diào)節(jié)或者用于加熱內(nèi)部空間。

所述方法還可以具有步驟：操控驅(qū)動(dòng)控制裝置，使得僅將形成場(chǎng)的電流id輸送給電機(jī)。形成場(chǎng)的電流id對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出不作貢獻(xiàn)。因?yàn)闆](méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所以出現(xiàn)小的噪聲。通過(guò)在靜止?fàn)顟B(tài)下加載直流電流，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制裝置的持續(xù)負(fù)荷能力下降。由于可能的不均勻的加熱，繞組的溫度傳感器檢測(cè)不是特別熱的點(diǎn)(熱點(diǎn))。該步驟在機(jī)動(dòng)車的靜止?fàn)顟B(tài)下或在機(jī)動(dòng)車根據(jù)交通停止時(shí)能夠用于對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行空氣預(yù)調(diào)節(jié)。

所述方法可以具有步驟：以這樣的方式操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得驅(qū)動(dòng)控制裝置這樣操控電機(jī)，使得在電機(jī)中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)場(chǎng)，而電機(jī)的軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)場(chǎng)的頻率可以這么高，使得該頻率不可能引起電機(jī)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)楫a(chǎn)生過(guò)低的轉(zhuǎn)矩。該步驟適合用于在機(jī)動(dòng)車根據(jù)交通停止時(shí)對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間進(jìn)行空氣預(yù)調(diào)節(jié)。

按照本發(fā)明的另一方面，如果電機(jī)和/或機(jī)動(dòng)車處于靜止?fàn)顟B(tài)，則可以這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得驅(qū)動(dòng)控制裝置這樣操控電機(jī)，使得電機(jī)沿第一方向產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)矩并且接著沿與第一方向相反的第二方向產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)矩。機(jī)動(dòng)車通過(guò)第一轉(zhuǎn)矩和第二轉(zhuǎn)矩不從其所處的位置運(yùn)動(dòng)離開(kāi)。為了不出現(xiàn)機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)必須快速地使力矩方向反轉(zhuǎn)。所述方法的該方面可以用于在機(jī)動(dòng)車停車時(shí)或在根據(jù)交通停止時(shí)對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行空氣預(yù)調(diào)節(jié)。此外，該運(yùn)行模式可以在電氣初始行駛時(shí)、即在車輛的較長(zhǎng)時(shí)間停止之后使用。

本發(fā)明在另一方面下包括：如果車輛在運(yùn)動(dòng)，則這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得驅(qū)動(dòng)控制裝置這樣操控電機(jī)，使得電機(jī)沿第一方向產(chǎn)生第一疊加轉(zhuǎn)矩并且接著沿與第一方向相反的第二方向產(chǎn)生第二疊加轉(zhuǎn)矩。第一疊加轉(zhuǎn)矩和第二疊加轉(zhuǎn)矩疊加于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。機(jī)動(dòng)車通過(guò)第一疊加轉(zhuǎn)矩和第二疊加轉(zhuǎn)矩不加速并且不減速。在本發(fā)明的另一方面下，如果機(jī)動(dòng)車的變速器處于空轉(zhuǎn)中，從而沒(méi)有轉(zhuǎn)矩從電機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上，則可以這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得驅(qū)動(dòng)控制裝置這樣操控電機(jī)，使得電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的該方面可基于根據(jù)交通的停止用于對(duì)內(nèi)部空間中的空氣進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)以及用于加熱。

按照本發(fā)明的另一方面，如果電機(jī)產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)車輛的轉(zhuǎn)矩，則可以這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得驅(qū)動(dòng)控制裝置給電機(jī)輸送比對(duì)于電機(jī)所處的相應(yīng)運(yùn)行點(diǎn)所必需的電流更高的形成場(chǎng)的電流id。正是在起動(dòng)時(shí)可以在短的時(shí)間內(nèi)以最大可能的損耗加熱來(lái)加熱。附加的形成場(chǎng)的電流id疊加于正常的調(diào)節(jié)。

按照本發(fā)明的另一方面，如果電機(jī)產(chǎn)生電流，則可以這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得更高的形成場(chǎng)的電流id從電機(jī)流向驅(qū)動(dòng)控制裝置。

本發(fā)明也涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被加載到具有處理器的計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)施上面所述的方法的步驟。

本發(fā)明也涉及一種用于具有電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)動(dòng)車的空調(diào)裝置，所述電驅(qū)動(dòng)裝置包括蓄電池、功率裝置和電機(jī)，該電機(jī)由蓄電池提供電流并且該電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。所述空調(diào)裝置還包括具有低溫區(qū)域和加熱溫度區(qū)域的熱泵系統(tǒng)，所述低溫區(qū)域借助外部換熱器與電驅(qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件以及與機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境熱耦合，所述加熱溫度區(qū)域借助內(nèi)部空間換熱器與機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間熱耦合。所述空調(diào)裝置構(gòu)成為用于：如果確定應(yīng)該對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，則將熱泵系統(tǒng)的溫度區(qū)域的加熱能量輸送給車輛的內(nèi)部空間，并且這樣選擇電驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行點(diǎn)，使得在電驅(qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)電氣部件中的損耗熱量的產(chǎn)生得到控制，從而低溫區(qū)域在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中的溫度被控制于這種水平，該水平確保熱泵系統(tǒng)能提供加熱能量。

所述裝置可以如前面關(guān)于所述方法所說(shuō)明的那樣進(jìn)一步改進(jìn)。關(guān)于所述空調(diào)裝置的優(yōu)點(diǎn)參考所述方法。

所述空調(diào)裝置可以構(gòu)成用于：如果電驅(qū)動(dòng)裝置的部件產(chǎn)生如下數(shù)值的損耗熱量，所述數(shù)值足以對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，則借助熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域?qū)㈦婒?qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件的損耗熱量導(dǎo)出，其中，低溫區(qū)域在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中的溫度處于機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境溫度的范圍內(nèi)。如果電驅(qū)動(dòng)裝置的部件產(chǎn)生如下數(shù)值的損耗熱量，所述數(shù)值不足以對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，并且如果外界溫度這么高和/或空氣濕度這么低，使得不存在在低溫區(qū)域的范圍內(nèi)出現(xiàn)結(jié)冰的危險(xiǎn)，則借助熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域?qū)㈦婒?qū)動(dòng)裝置的至少一個(gè)部件的損耗熱量導(dǎo)出，其中，低溫區(qū)域在穩(wěn)定的或者準(zhǔn)穩(wěn)定的運(yùn)行中的溫度低于機(jī)動(dòng)車的周圍環(huán)境溫度。

如果電驅(qū)動(dòng)裝置的部件產(chǎn)生如下數(shù)值的損耗熱量，所述數(shù)值不足以對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，并且如果外界溫度這么低和/或空氣濕度這么高，使得存在在低溫區(qū)域的范圍內(nèi)出現(xiàn)結(jié)冰的危險(xiǎn)，則由空調(diào)裝置這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置，使得在電驅(qū)動(dòng)裝置的第一電氣部件中的損耗熱量的產(chǎn)生增加。借助熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域?qū)⒂傻谝浑姎獠考a(chǎn)生的損耗熱量導(dǎo)出并且接著將其輸送給內(nèi)部空間。附加地，低溫?fù)Q熱器處于熱泵系統(tǒng)的低溫區(qū)域中，該低溫?fù)Q熱器構(gòu)成為換熱器并且將流體與周圍環(huán)境熱耦合。但也可能的是，未設(shè)有任何閥并且各換熱器串聯(lián)?？照{(diào)裝置可以如上面關(guān)于所述方法所說(shuō)明的那樣進(jìn)一步改進(jìn)。

本發(fā)明也涉及一種具有上述空調(diào)裝置的機(jī)動(dòng)車。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在，在參考附圖的情況下闡述本發(fā)明，所述附圖示出本發(fā)明的示例性的并且非限制性的實(shí)施方式，其中：

圖1示出用于對(duì)具有熱泵系統(tǒng)的車輛的內(nèi)部空間調(diào)溫的調(diào)溫系統(tǒng)的原理線路圖，以及

圖2示出示例性的電驅(qū)動(dòng)裝置的原理線路圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可以應(yīng)用于僅具有用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置或者一個(gè)所謂的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的車輛中，所述混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置具有內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)。

參考圖1，該圖示出用于對(duì)車輛的內(nèi)部空間調(diào)溫的調(diào)溫系統(tǒng)的原理線路圖。電機(jī)2連接到功率裝置12上。所述功率裝置12經(jīng)由可選的附加的部件(未示出)連接到蓄電池40上。蓄電池40、功率裝置12和電機(jī)2在運(yùn)行時(shí)可能變熱。蓄電池40的溫度和/或功率通過(guò)至少一個(gè)傳感器42來(lái)確定，功率裝置12的溫度和/或功率通過(guò)至少一個(gè)傳感器32來(lái)確定，以及電機(jī)2的溫度和/或功率通過(guò)至少一個(gè)傳感器30來(lái)確定。所確定的溫度可以發(fā)送給空調(diào)控制裝置26，以便提供用于調(diào)節(jié)內(nèi)部空間的溫度和調(diào)節(jié)電驅(qū)動(dòng)裝置的部件的溫度的輸入數(shù)據(jù)。功率裝置12的冷卻借助第一換熱器29來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述第一換熱器被第一冷卻回路63的第一冷卻流體流過(guò)并且從功率裝置12帶走熱量。電機(jī)2的冷卻借助第二換熱器34來(lái)進(jìn)行，所述第二換熱器被第一冷卻回路63的第一冷卻流體流過(guò)并且導(dǎo)出由電機(jī)2產(chǎn)生的損耗熱量。蓄電池40通過(guò)第三換熱器44來(lái)冷卻，所述第三換熱器被第二冷卻流體流過(guò)并且借助第二冷卻回路47導(dǎo)出由蓄電池40產(chǎn)生的損耗熱量或者在外界溫度低時(shí)對(duì)所述蓄電池調(diào)溫。構(gòu)成為低溫?fù)Q熱器或者說(shuō)外部換熱器并且布置在第一冷卻回路63中的第四換熱器58從周圍環(huán)境帶走熱量或者將該熱量輸出到周圍環(huán)境中。換熱器29、34和58位于熱泵系統(tǒng)的回路的低溫區(qū)域中。

第一冷卻回路63與第一蒸發(fā)器61耦合。第二冷卻回路47與第二蒸發(fā)器45熱耦合。備選地，蓄電池40也可以在沒(méi)有中間連接的流體回路的情況下直接通過(guò)熱泵回路3的蒸發(fā)器來(lái)冷卻。

熱泵回路3包括壓縮機(jī)50，所述壓縮機(jī)壓縮從蒸發(fā)器45、61進(jìn)來(lái)的流體，由此提高所述流體的溫度。所述流體可以在流過(guò)蒸發(fā)器45、61之后主要處于氣體的狀態(tài)。在借助壓縮機(jī)50壓縮之后，所述流體可以仍然總是處于氣體的狀態(tài)。

在壓縮之后，冷卻流體流向內(nèi)部換熱器52。壓縮的冷卻流體在內(nèi)部換熱器52中冷卻并且將其熱量輸出給在管路56中的空氣，該管路將所述空氣輸送給車輛的內(nèi)部空間以便對(duì)內(nèi)部空間調(diào)溫。內(nèi)部換熱器52作為冷凝器或者氣體冷卻器工作。備選地，內(nèi)部換熱器52也可以將熱量輸出給另一流體回路，該流體回路接著經(jīng)由另一換熱器加熱用于內(nèi)部空間的空氣(在該實(shí)施方式中未示出)。

冷卻的冷卻流體以液態(tài)的形式流向膨脹閥33和43。在所述膨脹閥中，冷卻流體的壓力降低并且冷卻劑流量根據(jù)需要分給蒸發(fā)器45和61。然后，冷卻流體流向蒸發(fā)器45、61，液態(tài)的冷卻流體在所述蒸發(fā)器中蒸發(fā)。

第一膨脹閥33控制輸送給第一蒸發(fā)器61的冷卻劑量，并且因此控制第一冷卻回路63的溫度以及包含在第一冷卻回路中的部件的溫度。第二閥43控制輸送給第二蒸發(fā)器45的冷卻劑的量，并且因此控制第二冷卻回路47的溫度。因此可以對(duì)蓄電池40調(diào)溫。也可能的是，在外界溫度低時(shí)對(duì)蓄電池調(diào)溫(在該實(shí)施方式中未示出)。

此外，在熱泵回路3中還可以存在另外的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器例如冷卻用于內(nèi)部空間的進(jìn)入空氣(在該實(shí)施方式中未示出)。

此外，熱泵系統(tǒng)的工作方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的并且在這里不必更詳細(xì)地說(shuō)明。

空調(diào)控制裝置26控制第一膨脹閥33的、壓縮機(jī)50的和電驅(qū)動(dòng)裝置1的工作方式，以便對(duì)車輛的內(nèi)部空間調(diào)溫。尤其是，空調(diào)控制裝置26根據(jù)周圍環(huán)境條件并且根據(jù)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間的熱量需求來(lái)控制機(jī)動(dòng)車的部件的工作方式。如果空調(diào)控制裝置26確定應(yīng)該對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫、即應(yīng)該輸送熱量，則借助內(nèi)部換熱器52和管路56將熱量輸送給內(nèi)部空間。接著，空調(diào)控制裝置26借助傳感器30、32、60檢查，可以從電驅(qū)動(dòng)裝置1或者其部件2、12和/或外部換熱器58帶走多少數(shù)值的熱量。如果可以從電機(jī)2和/或功率裝置12帶走如下數(shù)值的損耗熱量，該數(shù)值足以對(duì)機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部空間調(diào)溫，則空調(diào)控制裝置26這樣操控?zé)岜孟到y(tǒng)和第一膨脹閥33，使得從電驅(qū)動(dòng)裝置1的相應(yīng)部件帶走熱量，以便借助熱泵系統(tǒng)將該熱量作為加熱能量輸送給內(nèi)部空間。在此，低溫區(qū)域的溫度、即功率裝置12的第一換熱器29的溫度、電機(jī)2的第二換熱器34的溫度和/或第四換熱器48的溫度處于外界溫度的范圍內(nèi)，這包括大約+/-10K、優(yōu)選大約+/-5K的溫度范圍。當(dāng)電機(jī)2要求相對(duì)高的功率時(shí)，進(jìn)入該運(yùn)行情況。

如果空調(diào)控制裝置26借助布置在電機(jī)2上的傳感器30、借助布置在功率裝置12上的傳感器32、借助布置在第四換熱器58上的傳感器60和/或借助外界溫度傳感器62確定，電驅(qū)動(dòng)裝置1的部件的、例如電機(jī)2的、功率裝置12等的損耗熱量不足以借助壓縮機(jī)50給內(nèi)部空間提供熱量，則空調(diào)控制裝置26這樣操控壓縮機(jī)50和第一膨脹閥33，使得在低溫區(qū)域中的、即在換熱器29、34、58的區(qū)域中的溫度低于周圍環(huán)境的溫度。當(dāng)不存在在換熱器29、34、58或者機(jī)動(dòng)車的其它部件上出現(xiàn)結(jié)冰的危險(xiǎn)時(shí)，便優(yōu)選所述工作方式。此外，當(dāng)電驅(qū)動(dòng)裝置1、2、12要求相對(duì)低的功率時(shí)，可以出現(xiàn)該運(yùn)行方式。因此從周圍環(huán)境吸收熱量。當(dāng)然，在考慮所述部件之一結(jié)冰的危險(xiǎn)時(shí)，必須考慮外界溫度、空氣濕度、降雪、融雪、形成小水滴等。在本發(fā)明的意義上，容忍微小的不妨礙機(jī)動(dòng)車性能的結(jié)冰。

如果空調(diào)控制裝置26確定必須借助內(nèi)部空間換熱器52對(duì)內(nèi)部空間調(diào)溫，并且借助外界溫度傳感器62確定存在尤其是第四換熱器58可能結(jié)冰的危險(xiǎn)，則空調(diào)控制裝置26指令電驅(qū)動(dòng)裝置1及其部件、即功率裝置12和/或電機(jī)2在最佳工作點(diǎn)之外工作，以便產(chǎn)生更高數(shù)值的損耗熱量。該損耗熱量借助熱泵系統(tǒng)、尤其是壓縮機(jī)50的工作方式被從電機(jī)2、功率裝置12和/或第四換熱器58帶走，以便在借助壓縮機(jī)50壓縮流體之后給內(nèi)部空間提供熱量。當(dāng)外界溫度在冰點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí)、例如當(dāng)外界溫度在低于5℃、優(yōu)選低于2℃的范圍內(nèi)時(shí)，便需要機(jī)動(dòng)車的這種運(yùn)行方式。

通常這樣調(diào)節(jié)熱泵系統(tǒng)，使得外部換熱器的溫度(該外部換熱器在所說(shuō)明的實(shí)施方式中相當(dāng)于第四換熱器58)盡可能低，以便從周圍環(huán)境帶走盡可能多的熱量。這種方案在調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)是不可能的，因?yàn)橛捎诳諝鉂穸?、降雪、噴水而存在外部換熱器、即第四換熱器58結(jié)冰和/或電驅(qū)動(dòng)裝置1的其它部件結(jié)冰的危險(xiǎn)。

在圖1中示出的實(shí)施方式中，第一冷卻流體在第一冷卻回路63中按串行的順序流過(guò)第一換熱器29、第二換熱器34和第四換熱器58。但也可能的是，并行地流過(guò)這些換熱器。

圖2示出具有電驅(qū)動(dòng)裝置的車輛的原理電路圖，所述電驅(qū)動(dòng)裝置使用本發(fā)明的教導(dǎo)。所述車輛包括電機(jī)2，所述電機(jī)不僅可以輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且可以在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生制動(dòng)力矩。電機(jī)2與可選的變速器4連接，所述變速器驅(qū)動(dòng)接觸行車道的驅(qū)動(dòng)輪8。變速器4可以具有至少一個(gè)行駛擋并且具有一個(gè)空擋，在所述至少一個(gè)行駛擋中，電機(jī)2與驅(qū)動(dòng)輪8耦聯(lián)，在所述空擋中，電機(jī)2不與驅(qū)動(dòng)輪8耦聯(lián)。電驅(qū)動(dòng)裝置還包括驅(qū)動(dòng)控制裝置10，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置具有功率裝置12、脈寬調(diào)制裝置14、電流調(diào)節(jié)裝置16、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)裝置18、開(kāi)關(guān)頻率選擇裝置20、最佳場(chǎng)電流22的表、修正的場(chǎng)電流24的表和空調(diào)控制裝置26。

下面闡述驅(qū)動(dòng)控制裝置10的工作方式，只要該工作方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)不是本來(lái)就已知的話。加速踏板和/或速度調(diào)節(jié)裝置(未示出)為轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)裝置18預(yù)定理論轉(zhuǎn)矩M。轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生形成場(chǎng)的電流id的理論值以及形成轉(zhuǎn)矩的電流iq的理論值，這兩個(gè)理論值被傳遞給電流調(diào)節(jié)裝置。電流調(diào)節(jié)裝置從形成場(chǎng)的電流id的理論值和形成轉(zhuǎn)矩的電流iq的理論值確定形成場(chǎng)的電壓ud的理論值和形成轉(zhuǎn)矩的電壓uq的理論值，這兩個(gè)理論值被傳遞給脈寬調(diào)制裝置14。脈寬調(diào)制裝置14產(chǎn)生用于功率裝置12的功率晶體管T1、T2、T3、T4、T5、T6的控制信號(hào)。功率裝置12的結(jié)構(gòu)和工作方式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的并且無(wú)須進(jìn)一步闡述。功率晶體管T1-T6的輸出端連接到電機(jī)2的三個(gè)繞組上。如果電機(jī)2產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)矩，則電流從功率裝置12流向電機(jī)。如果電機(jī)2產(chǎn)生制動(dòng)力矩，則電流從電機(jī)2流向功率裝置12。

驅(qū)動(dòng)控制裝置10還包括形成場(chǎng)的電流與形成轉(zhuǎn)矩的電流的最佳電流角度β的表22。如果電驅(qū)動(dòng)裝置1不應(yīng)該產(chǎn)生附加的損耗熱量，則轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)裝置18從最佳場(chǎng)電流的表22中讀取對(duì)于相應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)來(lái)說(shuō)最佳的電流角度。此外，開(kāi)關(guān)頻率裝置20為脈寬調(diào)制裝置14預(yù)定功率晶體管T1-T6的最佳開(kāi)關(guān)頻率。在電機(jī)2的轉(zhuǎn)速低時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率裝置20預(yù)定低的開(kāi)關(guān)頻率，以便產(chǎn)生用于給電機(jī)供電的基本上正弦形的電流信號(hào)的控制點(diǎn)(Stützstelle)。該低的開(kāi)關(guān)頻率可以大約為5kHz。如果電機(jī)2以較高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，則開(kāi)關(guān)頻率裝置20預(yù)定用于功率晶體管T1-T6的較高的開(kāi)關(guān)頻率，由此產(chǎn)生更多用于基本上正弦形的輸送給電機(jī)2的電流的控制點(diǎn)。

下面闡述驅(qū)動(dòng)控制裝置10的工作原理，如果要求附加的損耗熱量用于對(duì)機(jī)動(dòng)車內(nèi)部空間調(diào)溫的話?？照{(diào)控制裝置26可以引起產(chǎn)生場(chǎng)的電流id與產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流iq的電流角度β變化。例如可以產(chǎn)生附加的產(chǎn)生場(chǎng)的電流id。如果應(yīng)該產(chǎn)生附加的損耗熱量，則切換裝置27這樣切換，使得轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)裝置18從修正的形成場(chǎng)的電流id的表24中讀取對(duì)于相應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)來(lái)說(shuō)最佳的電流角度β的理論值。一般適用的是，由電驅(qū)動(dòng)裝置1產(chǎn)生的損耗熱量與電流的平方成比例。通過(guò)更高的形成場(chǎng)的電流id提高電驅(qū)動(dòng)裝置1的損耗功率，更確切地說(shuō)，所述損耗功率與形成場(chǎng)的電流id的增長(zhǎng)量的平方成比例。

空調(diào)控制裝置26可以操縱機(jī)動(dòng)車的制動(dòng)器28并且借助功率裝置12這樣操控電機(jī)2，使得該電機(jī)應(yīng)該使機(jī)動(dòng)車運(yùn)動(dòng)。因此產(chǎn)生附加的損耗熱量。

空調(diào)控制裝置26可以這樣操控功率裝置12，使得僅將形成場(chǎng)的電流id輸送給電機(jī)，由此產(chǎn)生附加的損耗熱量。

空調(diào)控制裝置26可以借助功率裝置12這樣操控電機(jī)2，使得產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)電場(chǎng)，而電機(jī)2的軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生附加的損耗熱量。這例如可以通過(guò)具有比較高的角頻率的電場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如果機(jī)動(dòng)車處于靜止?fàn)顟B(tài)，則空調(diào)控制裝置26借助功率裝置12這樣操控電機(jī)2，使得電機(jī)沿第一方向產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)矩并且接著沿與第一方向相反的第二方向產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)矩。機(jī)動(dòng)車通過(guò)第一轉(zhuǎn)矩和第二轉(zhuǎn)矩不從其所處的位置運(yùn)動(dòng)離開(kāi)。因此也可以產(chǎn)生附加的損耗熱量。

如果機(jī)動(dòng)車運(yùn)動(dòng)，則空調(diào)控制裝置26可以借助功率裝置12這樣操控電機(jī)，使得電機(jī)沿第一方向產(chǎn)生第一疊加力矩并且接著沿與第一方向相反的第二方向產(chǎn)生第二疊加轉(zhuǎn)矩。第一疊加轉(zhuǎn)矩和第二疊加轉(zhuǎn)矩疊加于電機(jī)2的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。機(jī)動(dòng)車通過(guò)第一疊加轉(zhuǎn)矩和第二疊加轉(zhuǎn)矩不加速并且不減速。疊加轉(zhuǎn)矩可以是當(dāng)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車時(shí)被疊加的轉(zhuǎn)矩。由此也產(chǎn)生附加的損耗熱量。

如果機(jī)動(dòng)車的變速器4處于空轉(zhuǎn)中，從而沒(méi)有轉(zhuǎn)矩從電機(jī)2傳遞給驅(qū)動(dòng)輪8，則空調(diào)控制裝置26可以借助功率裝置12這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置2，使得電機(jī)2產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因此也產(chǎn)生附加的損耗熱量。

如果電機(jī)產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)矩，則空調(diào)控制裝置26可以借助功率裝置12這樣操控電機(jī)2，使得將比對(duì)于相應(yīng)的運(yùn)行點(diǎn)所必需的電流更高的形成場(chǎng)的電流id輸送給電機(jī)2。就此也產(chǎn)生附加的損耗熱量。

如果電機(jī)2產(chǎn)生電流，則空調(diào)控制裝置26可以借助功率裝置12引起更高的形成場(chǎng)的電流id從電機(jī)流向功率裝置12。因此可以在能量回收運(yùn)行和/或發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生更多損耗熱量。通過(guò)這樣的修正，可以吸收機(jī)械能、即制動(dòng)能，而不將能量引導(dǎo)到存儲(chǔ)器中。這可以導(dǎo)致熱負(fù)荷減少和/或機(jī)械制動(dòng)器(盤(pán)式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器)的磨損減少。

空調(diào)控制裝置26或機(jī)動(dòng)車的另外的控制裝置可以這樣操控電驅(qū)動(dòng)裝置1，使得如果蓄電池的充電狀態(tài)阻止充電消耗或電流消耗，則從電機(jī)2的、驅(qū)動(dòng)控制裝置10和/或功率裝置12的最佳運(yùn)行點(diǎn)偏離，從而可以本就在沒(méi)有機(jī)械磨損的情況下減速并且在此在電驅(qū)動(dòng)裝置1中產(chǎn)生的損耗熱量可以用于對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。

最為有效地，可以通過(guò)在定子中的損耗來(lái)加熱冷卻流體。在此，最低的熱傳遞損耗由在定子鐵芯中基于鐵損產(chǎn)生的損耗熱量而產(chǎn)生。此外可以高效地導(dǎo)出在定子繞組中的損耗熱量。在轉(zhuǎn)子中的損耗熱量可以由于絕緣的氣隙而僅有限地或緩慢地通過(guò)定子冷卻來(lái)導(dǎo)出。電機(jī)2的冷卻可以通過(guò)第二換熱器34來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述第二換熱器布置在疊片鐵芯中和/或在疊片組旁邊和/或穿過(guò)電機(jī)2的繞組而布置和/或布置在電機(jī)的繞組旁邊。這樣的流體冷卻對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，并且因此在簡(jiǎn)明的意義上不對(duì)其進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，可以產(chǎn)生用于加熱電動(dòng)車輛的內(nèi)部空間的熱量，而不需要附加的構(gòu)件。因此可以減少電動(dòng)機(jī)動(dòng)車的制造耗費(fèi)和重量。