汽車用空氣調節系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于汽車車室(passenger compartment)的空氣調節的空氣調節系統(air condit1ning system)，包括用于引導空氣質量流的外殼、以及用于將汽車的部件尤其是汽車的驅動機構(drive train)部件調節(tempering)成適當溫度的冷卻劑回路(coolant circuit)。在上述外殼的內部形成有用于移送空氣質量流的至少一個送風機(fan)。上述冷卻劑回路具有用于從冷卻劑朝向空氣質量流進行熱傳遞的冷卻劑-空氣-熱交換器。
【背景技術】
[0002]一直以來，與以往技術相關的用于調節向汽車的車室供給的空氣的空氣調節系統，包括設置有用于冷卻的蒸發器的冷卻劑回路、及設置有用于加熱向車室供給的空氣的冷卻劑-空氣-熱交換器的冷卻劑回路。上述冷卻劑回路還具有用于從冷卻劑向外氣(ambient air)傳遞熱的熱交換器，上述熱交換器以與用于移送空氣的送風機相結合的方式配置。具有冷卻劑回路的熱泵功能的同類空氣調節系統還以冷卻劑-空氣-熱泵或空氣-空氣-熱泵工作。一方面，在以冷卻劑-空氣-熱泵的模式使用時，向將要朝向車室供給的空氣傳遞的熱從冷卻劑回路的冷卻劑吸收，上述冷卻劑對上述熱，例如從電機或其他驅動部件引導上述熱。另一方面，在空氣-空氣-熱泵模式下，從外氣朝向在冷卻劑回路內循環的冷卻劑傳遞熱。
[0003]在以往技術中，公知的有，用于將向車室供給并調節的空氣進行加熱、冷卻及除濕的冷卻裝置模式及熱泵模式兼備的汽車空氣調節系統。上述空氣調節系統在冷卻劑回路側或空氣側被控制。
[0004]在DE 10 2009 028 522 Al號中，記述了包括蒸發器單元、冷凝器單元、結構部件及冷卻劑回路的緊湊型空氣調節系統。上述蒸發器單元及冷凝器單元分別具有配置于外殼內的空氣貫流熱交換器及送風機。冷卻裝置模式及熱泵模式兼備以及以再加熱模式形成的冷卻劑回路包括蒸發器、冷凝器及再加熱器(reheater)。在冷卻劑回路側控制空氣調節系統的工作模式。上述空氣調節系統能夠以在冷卻劑回路的內部借助轉換靈活性來體現的空氣-空氣-熱泵模式工作。
[0005]在DE 10 2011 052 752 Al號中，公開了具有用于對空氣進行加熱及冷卻的熱泵功能的模組方式的汽車空氣調節系統。上述汽車空氣調節系統包括:外殼，具有用于調節空氣流動路徑的送風機及風閥；以及冷卻劑回路，具有冷凝器、蒸發器、壓縮機、膨脹部件及相關的連接件。在上述外殼內形成有結合蒸發器的蒸發器-空氣流動路徑及結合冷凝器的冷凝器-空氣流動路徑。通過能夠進行控制的風閥來使上述兩個空氣流動路徑相連接，從而僅通過調節空氣的流動路徑來對車室進行制熱及制冷。
[0006]與在以往技術中公知的其他空氣調節系統相比較，為了通過冷凝器來移送空氣質量流，設置有送風機，在這種情況下，為了使空氣朝向冷卻劑回路中的冷卻劑-空氣-熱交換器流入，需要另外的送風機。
[0007]除了單純能夠以空氣-空氣-熱泵模式工作的空氣調節系統之外，公知的還有，具有為了使用冷卻劑回路的空氣及冷卻劑等的多個熱源(heat source)而形成的冷卻劑回路的空氣調節系統。上述冷卻劑回路以將如電機等的電驅動機構的部件和/或內燃機、電力電子裝置(power electronics)、蓄電池充電管理用蓄電池組或變壓器調節成適當溫度為目的來使用。作為冷卻劑，例如使用水-乙二醇-混合液。在標記為低溫回路(lowtemperature circuit)的冷卻劑回路的內部，配置有冷卻劑-空氣-熱交換器，空氣在上述冷卻劑-空氣-熱交換器溢流。在這種情況下，冷卻劑被冷卻成溫度高于外氣溫度。在外氣溫度相對更高的情況下(在這種溫度下，對冷卻劑進行冷卻的可能性不充分)，冷卻劑回路還具有冷卻劑-冷卻劑-熱交換器。在標記為制冷機(chiller)的冷卻劑-冷卻劑-熱交換器內，冷卻劑在低壓水平下蒸發，熱量從自冷卻劑回路流出的冷卻劑朝向存在于上述冷卻劑回路內的冷卻劑傳遞。在這種情況下，制冷機內的冷卻劑的溫度水平明顯低于外氣的溫度水平。因此，能夠將冷卻劑冷卻成溫度值低于外氣溫度。在以往技術中公知的這些實施例還提供了將冷卻劑回路的冷卻劑作為冷卻劑回路的熱泵模式下的熱源來結合，并且在對向車室供給的空氣的加熱中，使用將要被冷卻的部件的廢熱的可能性。
[0008]在DE 10 2010 042 127 Al號中，公開了以冷卻模式及加熱模式兼用及再加熱模式用形成的汽車尤其是電動汽車或混合動力汽車的空氣調節系統的冷卻劑回路。上述冷卻劑回路包括一次回路，上述一次回路包括:壓縮機，用于在冷卻劑與周邊環境之間進行熱傳遞的熱交換器，第一膨脹部件，用于從將要被調節的車室流入空氣朝向冷卻劑供給熱的熱交換器及以并聯方式配置于該熱交換器的用于借助車輛的驅動機構部件進行熱傳遞的冷卻劑-冷卻劑-熱交換器。在這種情況下，上述驅動機構部件通過一個冷卻劑回路與冷卻劑回路相連接。并且，上述冷卻劑回路具有二次機構，上述二次機構包括用于從冷卻劑朝向將要被調節的車室流入空氣進行熱傳遞的熱交換器及與該熱交換器相連接的調節閥。當空氣調節系統工作時，根據工作模式，可選擇性地或同時使用空氣、流入空氣及驅動機構的部件來作為熱源，并且，可使用上述流入空氣來作為散熱器(heat sink)。
[0009]當在以往技術中公知的系統無負荷工作(idling)時，并且為了在低行駛速度下也能夠體現并維持冷卻劑回路的冷卻功能，需要用于從冷卻劑朝向空氣傳遞熱的冷卻劑回路的熱交換器與用于移送外氣的另外的送風機相結合來配置。除此之外，尤其以追加再加熱模式用形成的空氣調節裝置也具有設置有熱交換器、換向閥、膨脹閥及連接件等的多個部件的復雜的冷卻劑回路，并與冷卻劑回路的復合性調節有關聯。
【發明內容】
[0010]本發明的課題為，提供尤其為了能夠適用于汽車而具有加熱功能的空氣調節系統。上述空氣調節系統不僅應以最少數量的部件形成，同時應費用低廉、易于管理。在這種情況下，尤其應以高效率保障對驅動機構的部件的冷卻功能。上述冷卻功能可結合于存在于汽車的空氣調節系統。本發明的另外的課題為，為了加熱將要朝向車室供給的空氣而使用由上述驅動機構的部件從在冷卻劑回路內循環的冷卻劑吸收的熱。
[0011]根據本發明，一課題可通過用于汽車車室的空氣調節的空氣調節系統來解決。上述空氣調節系統包括:流出口區域，用于將在空氣調節系統內循環的空氣質量流的至少一部分朝向汽車的外部引導；以及外殼，用于引導空氣質量流。在這種情況下，在上述外殼的內部配置有用于移送空氣質量流的至少一個送風機。上述空氣調節系統還包括冷卻劑回路，上述冷卻劑回路使用用于從冷卻劑向空氣質量流進行熱傳遞的冷卻劑-空氣-熱交換器來將汽車的部件尤其是驅動機構部件調節成適當溫度。
[0012]根據本發明的思想，在空氣調節系統的流出口區域配置冷卻劑-空氣-熱交換器，由此朝向汽車的外部引導的空氣質量流在上述冷卻劑-空氣-熱交換器溢流(overflow)。在這種情況下，熱從冷卻劑向將要朝向汽車外部引導的空氣質量流傳遞。由于在上述空氣調節系統的流出口區域的內部配置冷卻劑-空氣-熱交換器，因而不需要用于使空氣朝向冷卻劑-空氣-熱交換器流入的另外的送風機。
[0013]根據本發明的第一替代性的實施例，流出口區域可以為形成于外殼內的排出空氣通道。上述排出空氣通道作為空氣的流動路徑，可由空氣導流裝置(air deflectordevice)開放或封閉。在這種情況下，冷卻劑-空氣-熱交換器配置于排出空氣通道的內部，其結果，將要從外殼朝向汽車的外部引導的空氣質量流在上述冷卻劑-空氣-熱交換器溢流。
[0014]根據本發明的第二替代性的實施例，流出口區域可形成為從車室流出的空氣的排出口。在這種情況下，冷卻劑-空氣-熱交換器配置于上述排出口的內部，其結果，從車室朝向汽車的外部引導的空氣質量流在上述冷卻劑-空氣-熱交換器溢流。
[0015]不僅如此，本發明的另外的課題通過用于汽車車室的空氣調節的本發明的空氣調節系統來解決。上述空氣調節系統包括:外殼，用于引導空氣質量流；以及冷卻劑回路，用于將汽車部件尤其是驅動機構部件調節成適當溫度。在這種情況下，在上述外殼的內部配置有用于移送空氣質量流的至少一個送風機。冷卻劑回路具有用于從冷卻劑向空氣質量流傳遞熱的冷卻劑-空氣-熱交換器。
[0016]根據本發明的思想，在外殼的內部配置冷卻劑-空氣-熱交換器，其結果，在外殼的內部移送的空氣質量流在上述冷卻劑-空氣-熱交換器溢流，熱從冷卻劑向空氣質量流傳遞。這種情況下，向空氣傳遞的冷卻劑熱僅向在外殼的內部移送的空氣質量流送出。因此，從冷卻劑送出的熱量可直接用于對向車室供給的空氣的加熱，或冷卻劑可當做沿空氣的流動方向配置的部件的熱源而使用。在借助送風機移送空氣質量流的外殼的內部配置冷卻劑-空氣-熱交換器，由此不需要用于使空氣朝向冷卻劑-空氣-熱交換器流入的另外的送風機。
[0017]根據本發明的優選實施例，送風機具有流動路徑，上述流動路徑作為外氣(fresh-air)-吸入通道或循環空氣(circulating air)-吸入通道而形成。在這種情況下，經由外氣-吸入通道從汽車