Die Erfindung betrifft ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Kühl- und Heizsystem.

Der DE 102020006417 A1 ist ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb als bekannt zu entnehmen, umfassend einen Kältekreislauf, der einen Verdampfer aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kühl- und Heizsystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Kühl- und Heizsystem der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Kühl- und Heizsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Kühl- und Heizsystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Dies bedeutet, dass das als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen, ausgebildete Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das auch als Kühl- und Heizeinrichtung bezeichnete oder als Kühl- und Heizeinrichtung ausgebildete Kühl- und Heizsystem umfasst. Außerdem umfasst das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand vorzugsweise einen elektrischen Antrieb, mittels welcher das Fahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Hierzu umfasst der Antrieb beispielsweise wenigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das Fahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektrofahrzeug, insbesondere um ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV). Ferner ist es denkbar, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Elektrofahrzeug mit wenigstens einer Brennstoffzelle handelt. Das Kühl- und Heizsystem ist ein System beziehungsweise eine Einrichtung, mittels welcher, wie im Folgenden noch genau erläutert wird, eine auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum bezeichneter Innenraum des Fahrzeugs, insbesondere wahlweise, gekühlt oder beheizt werden kann. Das Fahrzeug kann ein Nutzfahrzeug sein, sodass beispielsweise der Innenraum eine Kabine ist oder als Kabine bezeichnet wird. Die Kabine wird auch als Fahrerkabine bezeichnet, da sich insbesondere während einer Fahrt des Fahrzeugs wenigstens eine Person, wie beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs, in dem Innenraum aufhalten kann. Das Kühl- und Heizsystem umfasst einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältekreislauf. Bei dem Kältemittel kann es sich um ein herkömmliches, insbesondere auch organisches, Kältemittel handeln, oder bei dem Kältemittel kann es sich um ein anorganisches Kältemittel handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Kältemittel um Kohlenstoffdioxid (CO ₂ ) handeln.

In dem auch als Kältemittelkreislauf bezeichneten Kältekreislauf ist ein Wärmetauscher angeordnet, über welchen zum Beheizen des Innenraums des Fahrzeugs Wärme von dem Kältemittel auf Luft, die dem Innenraum zuzuführen ist beziehungsweise zugeführt wird, oder auf eine Flüssigkeit, insbesondere auf eine Kühlflüssigkeit, übertragbar ist. Durch Übertragen der Wärme von dem Kältemittel auf die dem Innenraum zuzuführende Luft wird die Luft erwärmt. Da die Luft dem Innenraum zugeführt wird, das heißt in den Innenraum eingeleitet wird, wird der Innenraum erwärmt. Durch Übertragen von Wärme von dem Kältemittel auf die Luft ist, beziehungsweise wird, das Kältemittel zu kühlen beziehungsweise gekühlt. Alternativ kann der Wärmetauscher von der Flüssigkeit durchströmbar sein, sodass über den Wärmetauscher Wärme von dem Kältemittel auf die den Wärmetauscher durchströmende Flüssigkeit übertragen kann. Die Flüssigkeit kann beispielsweise auch durch einen weiteren Heizwärmetauscher strömen, über welchen die Wärme von der Flüssigkeit an die dem Innenraum zuzuführende Luft übertragbar ist, wodurch der Innenraum beheizt werden kann. Somit sind beispielsweise der Wärmetauscher und der Heizwärmetauscher in einem von der Flüssigkeit durchströmbaren Kreislauf angeordnet, insbesondere derart, dass der Heizwärmetauscher stromab des Wärmetauschers angeordnet ist. Bei der Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um ein Kühlwasser handeln, welches als Kühlwasserstrom den Kreislauf durchströmt. Der Kühlwasserstrom wird somit über den Wärmetauscher erwärmt und strömt nachfolgend durch den Heizwärmetauscher, über den die Luft, die dem Innenraum zugeführt wird, erwärmt wird. Auf diese Weise wird die Wärme zuerst vom Kältemittel auf die Flüssigkeit (das Kühlwasser) und dann von der Flüssigkeit auf die auch als Zuluft bezeichnete Luft übertragen, die in die Kabine eingeleitet, das heißt der Kabine zugeführt wird.

Der Wärmetauscher wird auch als erster Wärmetauscher bezeichnet. Wenn im Folgenden die Rede von dem Wärmetauscher ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Wärmetauscher zu verstehen. Bei dem ersten Wärmetauscher kann es sich somit beispielsweise um einen ersten Kondensator zum Kondensieren des Kältemittels handeln. Ferner kann es sich bei dem ersten Wärmetauscher um einen Kühler, insbesondere um einen Gaskühler, zum Kühlen des Kältemittels handeln. Beispielsweise ist der erste Wärmetauscher an einem Eingang des Innenraums angeordnet beziehungsweise positioniert. Der Eingang ist beispielsweise von der dem Innenraum zuzuführenden Luft, das heißt von der Luft durchströmbar, die dem Innenraum zuzuführen ist beziehungsweise zugeführt wird, sodass die den Eingang durchströmende Luft, die über den Eingang in den Innenraum eingeleitet wird, dem ersten Wärmetauscher zugeführt wird, insbesondere den ersten Wärmetauscher an- und/oder umströmt und/oder durchströmt. Da auch das Kältemittel den ersten Wärmetauscher durchströmt beziehungsweise durchströmen kann, kann Wärme von dem Kältemittel über den ersten Wärmetauscher auf die Luft übertragen werden.

In dem Kältekreislauf ist auch ein erster Verdampfer angeordnet, mittels welchem zum Kühlen und/oder Entfeuchten der dem Innenraum zuzuführenden Luft das Kältemittel zu verdampfen ist. Der erste Verdampfer ist von dem Kältemittel durchströmbar und von der dem Innenraum zuzuführenden Luft an- und/oder umströmbar und/oder durchströmbar, sodass beispielsweise über den ersten Verdampfer ein Wärmeübergang von der dem Innenraum zuzuführenden Luft an das Kältemittel erfolgen kann. Hierdurch wird die dem Innenraum zuzuführende Luft entfeuchtet und/oder gekühlt. Wird die beispielsweise mittels des ersten Verdampfers gekühlte Luft in den Innenraum eingeleitet beziehungsweise dem Innenraum zugeführt, so kann dadurch der Innenraum gekühlt werden.

In dem Kältekreislauf ist auch ein zweiter Verdampfer angeordnet, welcher zusätzlich zu dem ersten Verdampfer vorgesehen ist. Der zweite Verdampfer ist in einer auch als Ausgang bezeichneten Entlüftung des Innenraums angeordnet. Über die Entlüftung ist Luft aus dem Innenraum abführbar. Da der zweite Verdampfer in der Entlüftung angeordnet ist, ist der zweite Verdampfer mit der die Entlüftung durchströmenden und dadurch über die Entlüftung aus dem Innenraum ausströmenden Luft versorgbar. Somit ist es beispielsweise vorgesehen, dass bezogen auf einen Strömungspfad, entlang welchem die Luft strömt, die zunächst dem Innenraum zugeführt wird, daraufhin den Innenraum durchströmt und daraufhin über die Entlüftung aus dem Innenraum ausströmt, der erste Verdampfer in dem Strömungspfad stromauf des zweiten Verdampfers und insbesondere stromauf des Innenraums angeordnet ist, wobei der zweite Verdampfer in dem Strömungspfad stromab des ersten Verdampfers, insbesondere stromab des Innenraums, angeordnet ist. Über den zweiten Verdampfer ist zur Wärmerückgewinnung Wärme von der aus dem Innenraum ausströmenden, das heißt die Entlüftung durchströmenden Luft auf das Kältemittel übertragbar. Die die Entlüftung durchströmende und somit über die Entlüftung aus dem Innenraum ausströmende Luft kann beispielsweise den zweiten Verdampfer an- und/oder umströmen und/oder durch den zweiten Verdampfer hindurchströmen, wobei das Kältemittel beispielsweise durch den zweiten Verdampfer hindurchströmen kann. Über den zweiten Verdampfer kann Wärme von der aus dem Innenraum ausströmenden Luft an das Kältemittel übertragen werden, wodurch das Kältemittel erwärmt wird und/oder ein isothermer Phasenübergang des Kältemittels von flüssig nach gasförmig stattfindet. Die zunächst in der aus dem Innenraum ausströmenden Luft enthaltene Wärme, die über den zweiten Verdampfer an das Kältemittel übertragbar ist beziehungsweise übertragen wird, kann somit rückgewonnen und beispielsweise für andere Zwecke insbesondere zum auch als Heizung bezeichneten Beheizen des Innenraums genutzt werden und geht nicht ungenutzt verloren.

Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Kühl- und Heizsystems realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die mit dem Kältemittel aus dem Kondensator versorgbaren Verdampfer parallel zueinander geschaltet sind. Mit anderen Worten ist eine insbesondere strömungstechnisch parallele Anordnung beziehungsweise Verschaltung der Verdampfer vorgesehen. Somit ist beispielsweise der erste Verdampfer mit einem ersten Teil des Kältemittels aus dem ersten Wärmetauscher und der zweite Verdampfer mit einem zweiten Teil des Kältemittels aus dem ersten Wärmetauscher versorgbar, sodass beispielsweise der erste Teil des von dem ersten Wärmetauscher stammenden beziehungsweise von dem ersten Wärmetauscher wegströmenden und hin zu den Verdampfern strömenden Kältemittels durch den ersten Verdampfer strömt, und der zweite Teil des von dem ersten Wärmetauscher stammenden, das heißt von dem ersten Wärmetauscher wegströmenden und hin zu dem Verdampfer strömenden Kältemittels strömt, insbesondere gleichzeitig, durch den zweiten Verdampfer. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: um den Innenraum besonders energieeffizient beheizen zu können, ist ein Betrieb mit einem der Situation angepassten Umluftanteil vorteilhaft. Bei Nutzung von Frischluft zum Beheizen des Innenraums kann ein großer Teil an Wärmeenergie über die Entlüftung wieder verloren gehen, wobei jedoch Frischluft vorteilhaft sein kann, um eine Feuchtigkeitsregulierung im Innenraum, das heißt von der im Innenraum aufgenommenen Luft zu realisieren. Es wurde gefunden, dass eine serielle Anordnung beziehungsweise Verschaltung der Verdampfer eine Regelbarkeit des einfach auch als System bezeichneten Kühl- und Heizsystems erschwert. Zudem können bei einer seriellen Anordnung beziehungsweise Verschaltung der Verdampfer unerwünschte Geräuschemissionen, insbesondere des zweiten Verdampfers, entstehen, insbesondere aufgrund eines ungünstigen Zustands des Kältemittels.

Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun durch die Erfindung vermieden werden. Mit anderen Worten ermöglicht es die Erfindung, das System besonders vorteilhaft betreiben, insbesondere steuern oder regeln, zu können. Insbesondere kann durch die parallele Anordnung beziehungsweise Verschaltung der Verdampfer eine auch als Durchflussmenge bezeichnete, dem jeweiligen Verdampfer durchströmende Menge des Kältemittels besonders vorteilhaft eingestellt, insbesondere geregelt oder gesteuert, werden. Insbesondere ist es möglich, die den ersten Verdampfer durchströmende Durchflussmenge des Kältemittels einzustellen, ohne die den zweiten Verdampfer durchströmende Durchflussmenge des Kältemittels überwiegend zu beeinflussen und umgekehrt. Außerdem ermöglicht es beispielsweise die Erfindung, das Kältemittel durch einen der Verdampfer hindurchströmen zu lassen, während es unterbleibt, dass Kältemittel durch den anderen Verdampfer hindurchströmt. Beispielsweise bei einer Abschaltung des ersten Verdampfers ist eine Durchströmung des zweiten Verdampfers möglich. Mit anderen Worten ist es möglich, das Kältemittel durch den zweiten Verdampfer hindurchströmen zu lassen, das heißt durch den zweiten Verdampfer hindurchzuleiten, während es unterbleibt, dass das Kältemittel durch den ersten Verdampfer hindurchströmt, das heißt während der erste Verdampfer abgeschaltet ist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Regelbarkeit des Systems realisiert werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft für Betriebsfälle oder in Betriebsfällen, in welchen das System bei Außentemperaturen von weniger als 7 Grad Celsius betrieben wird. Durch die parallele Anordnung der Verdampfer ist bei einem Betrieb beider Verdampfer, das heißt in einem Betriebszustand, in welchem das Kältemittel, insbesondere gleichzeitig, sowohl durch den ersten Verdampfer als auch durch den zweiten Verdampfer hindurchströmt, keine ungünstige Zustandsveränderung des Kältemittels gegeben. Demnach werden unerwünschte Geräuschemissionen vermieden. Ein erwünschter Kältemittelzustand bei Eintritt in einem beispielsweise stromab der Verdampfer angeordneten Kältemittelkompressor ist durch eine Festlegung beziehungsweise Einstellungen von den Verdampfer durchströmenden, jeweiligen Massenströmen des Kältemittels und einer Mischung dieser stromauf des einfach auch als Kompressor bezeichneten Kältemittelkompressors einstellbar. Der Kältemittelkompressor wird beispielsweise auch als Verdichter oder Kältemittelverdichter bezeichnet, wobei mittels des Kältemittelverdichters das Kältemittel durch den Kältekreislauf hindurchzufördern und zu verdichten ist. Beispielsweise ist der Kältemittelverdichter stromab der Verdampfer und stromauf des ersten Wärmetauschers angeordnet.

Um den Innenraum besonders effizient temperieren, insbesondere beheizen, zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in dem Kältekreislauf ein mit dem Kältemittel aus dem Wärmetauscher versorgbarer, zweiter Wärmetauscher angeordnet ist. Die folgenden und vorigen Ausführungen zu dem ersten Wärmetauscher können ohne weiteres auch auf den zweiten Wärmetauscher übertragen werden, sodass beispielsweise der zweite Wärmetauscher ein zweiter Kondensator oder ein zweiter Gaskühler sein kann. Über den zweiten Wärmetauscher sind die Verdampfer mit dem Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher versorgbar, sodass der zweite Wärmetauscher stromab des ersten Wärmetauschers und stromauf der Verdampfer in dem Kältekreislauf angeordnet ist. Mittels des zweiten Wärmetauschers ist das Kältemittel zu kühlen. Beispielsweise kann über den zweiten Wärmetauscher ein Wärmeübergang von dem in dem zweiten Wärmetauscher durchströmenden Kältemittel an auch als Kühlluft bezeichnete Luft erfolgen, die beispielsweise den zweiten Wärmetauscher an- und/oder umströmt und/oder durchströmt.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in dem Kältekreislauf eine Ventileinrichtung angeordnet ist. Über die Ventileinrichtung ist der zweite Wärmetauscher mit dem Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher versorgbar. Außerdem sind die Verdampfer unter Umgehen des zweiten Wärmetauschers mit dem Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher versorgbar. Mit anderen Worten kann beispielsweise ein erster Kältemittelteil des von dem ersten Wärmetauscher wegströmenden Kältemittels über die Ventileinrichtung zu dem zweiten Wärmetauscher strömen, daraufhin den zweiten Wärmetauscher durchströmen und daraufhin in Richtung der Verdampfer strömen. Ferner kann, insbesondere alternativ oder zusätzlich, insbesondere gleichzeitig, ein zweiter Kältemittelteil des von dem ersten Wärmetauscher wegströmenden Kältemittels über die Ventileinrichtung den Verdampfern zugeführt beziehungsweise in Richtung der Verdampfer geführt werden und dabei den zweiten Wärmetauscher umgehen, das heißt nicht durch den zweiten Wärmetauscher hindurchströmen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte und effiziente Betreibbarkeit, insbesondere Regelbarkeit, des Systems dargestellt werden.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass an einer stromab des ersten Wärmetauschers und stromauf des zweiten Wärmetauschers angeordneten Abzweigstelle ein von zumindest einem Teil des Kältemittels aus dem ersten Wärmetauscher durchströmbarer, erster Kältezweig abzweigt, in welchem eine erste Kühleinrichtung angeordnet ist, welche auch in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf angeordnet ist. In dem auch als erster Kühlkreislauf bezeichneten Kühlkreislauf ist auch wenigstens eine insbesondere von einer Batterie unterschiedliche Antriebskomponente zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben, des Fahrzeugs angeordnet. Beispielsweise handelt es sich bei der Antriebskomponente um die zuvor genannte, elektrische Maschine. Die Antriebskomponente ist mittels des Kühlmittels zu kühlen. Dabei ist über die erste Kühleinrichtung Wärme von dem Kühlmittel auf das Kältemittel übertragbar, wodurch das Kühlmittel zu kühlen ist. Die erste Kühleinrichtung wird auch als Chiller oder erster Chiller bezeichnet. Hierdurch kann ein besonders energieeffizienter Betrieb des Systems realisiert werden.

Um eine besonders energieeffiziente Temperierung von Komponenten des Fahrzeugs und somit einen besonders energieeffizienten Betrieb realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an einer stromab des zweiten Wärmetauschers und stromauf der Verdampfer angeordneten, zweiten Abzweigstelle ein von zumindest einem Teil des Kältemittels aus dem zweiten Wärmetauscher durchströmbarer, zweiter Kältezweig abzweigt, in welchem eine zweite Kühleinrichtung angeordnet ist. Die zweite Kühleinrichtung ist auch in einem von einem Kühlfluid durchströmbaren, zweiten Kühlkreislauf angeordnet, welcher beispielsweise ein von dem ersten Kühlkreislauf unterschiedlicher beziehungsweise zusätzlich zum ersten Kühlkreislauf vorgesehener, weiterer Kühlkreislauf ist. In dem Kühlkreislauf ist auch wenigstens eine Batterie zum, insbesondere elektrochemischen, Speichern, von elektrischer Energie des Fahrzeugs angeordnet. Die Batterie ist vorzugsweise eine Traktionsbatterie. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine dadurch, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist, dass die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben wird. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt, die beziehungsweise der in der Batterie gespeichert ist. Die Batterie ist mittels des Kühlfluids zu kühlen. Über die zweite Kühleinrichtung ist Wärme von dem Kühlfluid auf das Kältemittel übertragbar, wodurch das Kühlfluid zu kühlen ist.

Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mündet der zweite Kältezweig in den ersten Kältezweig an einer ersten Einleitstelle, die stromab der ersten Kühleinrichtung und stromauf einer zweiten Einleitstelle angeordnet ist, an welcher der erste Kältezweig in dem Kältekreislauf mündet. Hierdurch kann ein besonders effizienter Betrieb dargestellt werden.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Stelle stromab der Verdampfer und stromauf des ersten Wärmetauschers, insbesondere stromauf des Kältemittelverdichters, angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Betreibbarkeit, insbesondere Regelbarkeit, des Systems realisiert werden, sodass das System besonders energieeffizient betrieben werden kann.

In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung, ist der zweiten Kühleinrichtung eine an einer stromauf der zweiten Kühleinrichtung von dem zweiten Kältezweig abzweigende und an einer stromab der zweiten Kühleinrichtung in den zweiten Kältezweig oder in den ersten Kältezweig mündende Umgehungsleitung zugeordnet, über welche die zweite Kühleinrichtung von zumindest einem Teil des Kältemittels umgehbar ist. Dadurch kann eine die zweite Kühleinrichtung durchströmende Menge des Kältemittels bedarfsgerecht eingestellt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Betreibbarkeit, insbesondere Regelbarkeit, des Systems realisiert werden kann.

Schließlich hat es sich zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs des Systems als vorteilhaft gezeigt, wenn wenigstens ein elektrisches Heizelement vorgesehen ist, mittels welchem das Kältemittel und/oder die dem Innenraum (Kabine) zuzuführende Luft (Zuluft), insbesondere elektrisch, erwärmt werden kann. Hierzu ist beispielsweise das Heizelement ein PTC-Element beziehungsweise das Heizelement umfasst wenigstens ein PTC-Element (PTC - positive temperature coefficient). Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Heizelement ein Kaltleiter ist beziehungsweise einen Kaltleiter umfasst, welcher auch als PTC-Widerstand oder PTC- Thermistor bezeichnet wird.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, mit einem Kühl- und Heizsystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung eines Kühl- und Heizsystems für ein Fahrzeug.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung ein einfach auch als System bezeichnetes und als eine Einrichtung ausgebildetes Kühl- und Heizsystem 10 für ein Fahrzeug. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Kühl- und Heizsystem 10 aufweist. Vorzugsweise weist das Fahrzeug auch einen elektrischen Antrieb auf, mittels welchem das Fahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Hierzu umfasst der Antrieb wenigstens eine elektrische Maschine, die in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist. Mittels der elektrischen Maschine, insbesondere in einem Motorbetrieb, ist das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar. Das als Kraftfahrzeug ausgebildete Fahrzeug umfasst außerdem wenigstens eine Batterie, in welcher elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Dabei kann die Batterie Bestandteil des Antriebs sein. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit der elektrischen Energie versorgt, die in der Batterie gespeichert ist. Die elektrische Maschine und/oder die Batterie ist vorzugsweise eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere reinen, elektrischen Antreiben des Fahrzeugs realisiert werden.

Das Kühl- und Heizsystem 10 weist einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältekreislauf 12 auf, welcher auch als Kältemittelkreislauf bezeichnet wird. In dem Kältekreislauf 12 ist ein erster Wärmetauscher 14 angeordnet, welcher auch als erster Kondensator bezeichnet wird oder als ein erster Kondensator ausgebildet ist. Über den ersten Wärmetauscher 14 ist zum Beheizen das auch als Fahrgastzelle oder Fahrgastraum oder Kabine bezeichneten Innenraums 16 des Fahrzeugs Wärme von dem Kältemittel auf Luft übertragbar, die, insbesondere über einen Eingang, dem Innenraum 16 zuzuführen ist beziehungsweise zugeführt wird. Somit ist beispielsweise der erste Wärmetauscher 14 an beziehungsweise in dem Eingang angeordnet, wobei die Luft, die dem Innenraum 16 zugeführt wird, dem Innenraum 16 über den Eingang zugeführt wird und somit den Eingang durchströmt. Die den Eingang durchströmende und dem Innenraum 16 zuzuführende Luft wird somit dem ersten Wärmetauscher 14 zugeführt, sodass über den ersten Wärmetauscher 14 Wärme von dem Kältemittel an die dem Innenraum 16 zuzuführende Luft übergehen kann. Dadurch wird das Kältemittel gekühlt, und die dem Innenraum 16 zuzuführende Luft wird erwärmt. Da die mittels des Wärmetauschers 14 erwärmte Luft im Innenraum 16 zugeführt wird, das heißt in den Innenraum 16 eingeleitet wird, wird hierdurch der Innenraum 16 beheizt, das heißt erwärmt.

In dem Kältekreislauf 12 ist außerdem ein erster Verdampfer 18 angeordnet, mittels welchem zum Kühlen und/oder Entfeuchten der dem Innenraum 16 zuzuführenden Luft das Kältemittel zu verdampfen ist, das heißt verdampft wird. Hierzu ist es beispielsweise vorgesehen, dass der erste Verdampfer 18 an oder in dem Eingang angeordnet ist. Beispielsweise ist der Verdampfer 18 bezogen auf einen Strömungspfad, entlang welchem die Luft dem Innenraum 16 zugeführt, das heißt in den Innenraum 16 eingeleitet wird, stromauf oder stromab des Wärmetauschers 14 angeordnet. In dem Kältekreislauf 12 ist außerdem ein zweiter Verdampfer 20 angeordnet, welcher an oder in einer Entlüftung 22 des Innenraums 16 angeordnet ist. Über die auch als Ausgang bezeichnete Entlüftung ist beziehungsweise wird Luft aus dem Innenraum 16 abgeführt, sodass die aus dem Innenraum 16 stammende und die Entlüftung 22 durchströmende Luft aus dem Innenraum 16 ausströmt. Da der zweite Verdampfer 20 in der Entlüftung 22 angeordnet ist, wird der Verdampfer 20 mit der die Entlüftung 22 durchströmenden und somit über die Entlüftung 22 aus dem Innenraum 16 ausströmenden Luft versorgt, insbesondere derart, dass die aus dem Innenraum 16 ausströmende Luft den Verdampfer 20 umströmt und/oder anströmt und/oder durchströmt. Über den zweiten Verdampfer 20 ist zur Wärmerückgewinnung Wärme von der die Entlüftung 22 durchströmenden und somit über die Entlüftung 22 aus dem Innenraum 16 ausströmende Luft auf das Kältemittel übertragbar, wodurch das Kältemittel erwärmt wird. Die von der aus dem Innenraum 16 ausströmende Luft über den Verdampfer 20 auf das Kältemittel übertragene Wärme kann genutzt werden, beispielsweise über den Wärmetauscher 14, derart, dass die Wärme über den Wärmetauscher 14 an die Luft übertragen wird, die dem Innenraum 16 zugeführt wird, um den Innenraum 16 zu beheizen. Dadurch kann ein besonders effizienter Betrieb realisiert werden.

Insbesondere ist der zweite Verdampfer 20 hinten an der als auch Innenraumentlüftung bezeichneten Entlüftung 22 angeordnet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass beispielsweise der Verdampfer 20 an oder auf einer in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten weisenden Rückseite des Innenraums 16 angeordnet ist.

Um nun das einfach auch als System bezeichnete Kühl- und Heizsystem 10 besonders vorteilhaft betreiben, insbesondere regeln, und somit besonders effizient betreiben zu können, sind die mit dem Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher 14 versorgbaren Verdampfer 18 und 20 parallel zueinander geschaltet. Mit anderen Worten, der jeweilige Verdampfer 18 beziehungsweise 20 an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, ist stromab des Wärmetauschers 14 angeordnet, sodass beispielsweise ein erster Teil des von dem Wärmetauscher 14 wegströmenden beziehungsweise aus dem Wärmetauscher 14 ausströmenden Kältemittels durch den Verdampfer 18 und ein zweiter Teil des von dem Wärmetauscher 14 wegströmenden und somit aus dem Wärmetauscher 14 ausströmenden Kältemittels, insbesondere gleichzeitig, durch den Verdampfer 20 strömen kann. Die Verdampfer 18 und 20 sind jedoch in Relation zueinander parallel geschaltet beziehungsweise angeordnet, das heißt in einer parallelen Anordnung angeordnet oder verschaltet. Dadurch kann beispielsweise eine einen der Verdampfer 18 und 22 durchströmende, erste Menge des Kältemittels eingestellt, insbesondere geregelt, werden, ohne eine dem jeweils anderen Verdampfer 20 beziehungsweise 18 durchströmende, zweite Menge des Kältemittels übermäßig zu beeinflussen. Insbesondere ist es denkbar, dass einer der Verdampfer 18 beziehungsweise 20 deaktiviert ist, während der jeweils andere Verdampfer 20 beziehungsweise 18 aktiviert ist. Dies bedeutet, dass das Kältemittel durch den aktivierten Verdampfer hindurchströmt, während es unterbleibt, dass das Kältemittel durch den deaktivierten Verdampfer hindurchströmt.

In dem Kältekreislauf 12 ist, insbesondere stromab des ersten Wärmetauschers 14, ein zweiter Wärmetauscher 24 angeordnet. Der zweite Wärmetauscher 24 ist beispielsweise ein zweiter Kondensator oder wird auch als zweiter Kondensator bezeichnet. Der zweite Wärmetauscher 24 ist mit dem Kältemittel aus dem Wärmetauscher 14, das heißt mit zumindest einem Teil des aus dem Wärmetauscher 14 ausströmenden und von dem Wärmetauscher wegströmenden Kältemittels versorgbar, wobei über den zweiten Wärmetauscher 24 die Verdampfer 18 und 20 mit dem Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher 14 versorgbar sind. Somit ist beispielsweise der Wärmetauscher 24 in Strömungsrichtung des von dem Wärmetauscher 14 zu den Verdampfern 18 und 20 strömenden Kältemittels stromauf der Verdampfer 18 und 20 und stromab des Wärmetauschers 14 angeordnet. Mittels des zweiten Wärmetauschers 24 kann das Kältemittel gekühlt werden. Des Weiteren ist in dem Kältekreislauf 12, insbesondere stromab des Wärmetauschers 14 und stromauf des Wärmetauschers 24, eine Ventileinrichtung 25 angeordnet. Über die Ventileinrichtung 25 ist der zweite Wärmetauscher 24 mit dem Kältemittel aus dem Wärmetauscher 14 versorgbar, und über die Ventileinrichtung 25 sind die Verdampfer 18 und 20 unter Umgehen des zweiten Wärmetauschers 24 mit dem Kältemittel aus dem ersten Wärmetauscher 14 versorgbar. Über einen ersten Anschluss A1 kann das Kältemittel aus dem Wärmetauscher 14 in die Ventileinrichtung 25 hineinströmen. Über einen zweiten Anschluss A2 und einen dritten Anschluss A3 kann das über den ersten Anschluss A1 in die Ventileinrichtung 25 eingeströmte Kältemittel aus der Ventileinrichtung 25 ausströmen. Das den Anschluss A2 durchströmenden und somit über den Anschluss A2 aus der Ventileinrichtung 25 ausströmende Kältemittel mit dem Wärmetauscher 24 zugeführt und strömt über den Wärmetauscher 24 zu den Verdampfern 18 und 20. Das den Anschluss A3 durchströmende und somit über den Anschluss A3 aus der Ventileinrichtung 25 ausströmende Kältemittel umgeht den Wärmetauscher 24, das heißt strömt nicht durch den Wärmetauscher 24 hindurch, sondern strömt unter Umgehung des Wärmetauschers 24 in Richtung der Verdampfer 18 und 20.

An einer stromab des ersten Wärmetauschers 14 und stromauf des zweiten Wärmetauschers 24, insbesondere stromab der Ventileinrichtung 25 und stromab des Wärmetauschers 24, angeordneten ersten Abzweigstelle S1 zweigt ein zumindest von einem Teil des Kältemittels aus dem ersten Wärmetauscher 14 durchströmbarer, erster Kältezweig 26 von dem Kältekreislauf 12 ab. In dem ersten Kältezweig 26 ist eine erste Kühleinrichtung 28 angeordnet, welche auch als erster Chiller bezeichnet wird. Dabei ist in dem Kältezweig 26, insbesondere stromauf der Kühleinrichtung 28 und stromab der Abzweigstelle S1, ein insbesondere als Absperrventil ausgebildetes Ventil 30 angeordnet, welches beispielsweise zwischen einem Kältezweig 26 freigegebenen Offenzustand und einem den Kältezweig 26 verschließenden Schließzustand verstellbar ist. Die Kühleinrichtung 28 ist auch in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren, ersten Kühlkreislauf angeordnet, in welchem auch wenigstens eine Antriebskomponente wie beispielsweise die elektrische Maschine des Fahrzeugs angeordnet ist. Die Antriebskomponente ist mittels des Kühlmittels zu kühlen, wobei über die erste Kühleinrichtung 28 Wärme von dem Kühlmittel auf das Kältemittel übertragbar ist, wodurch das Kühlmittel zu kühlen ist.

An einer stromab des zweiten Wärmetauschers 24 und stromauf der Verdampfer 18 und 20 angeordneten, zweiten Abzweigstelle S2 zweigt ein zweiter Kältezweig 32 von dem Kältekreislauf 12 ab, sodass der zweite Kältezweig 32 von zumindest einem Teil des Kältemittels aus dem zweiten Wärmetauscher 24 durchströmbar ist. In dem zweiten Kältezweig 32 ist eine zweite Kühleinrichtung 34 angeordnet, welche auch als zweiter Chiller bezeichnet wird. Die Kühleinrichtung 34 ist auch in einem zweiten Kühlkreislauf angeordnet, in welchem auch die Batterie angeordnet ist. Der zweite Kühlkreislauf ist von einem Kühlfluid durchströmbar, mittels welchem die Batterie gekühlt werden kann. Über die zweite Kühleinrichtung 34 ist Wärme von dem Kühlfluid auf das Kältemittel übertragbar, wodurch das Kühlfluid zu kühlen ist. Der zweite Kältezweig 32 mündet in den ersten Kältezweig 26 an einer ersten Einleitstelle E1, welche beispielsweise in dem Kältezweig 26 stromab der Kühleinrichtung 28 und stromauf einer zweiten Einleitstelle E2 angeordnet ist, an welcher der erste Kältezweig 26 in den Kältekreislauf 12 mündet. Dabei ist die Einleitstelle E2 stromab der Verdampfer 18 und 20 und stromauf des ersten Wärmetauschers 14 angeordnet.

In dem Kältekreislauf 12 ist auch ein als Kompressor bezeichneter Kältemittelverdichter 36 angeordnet, mittels welchem das Kältemittel durch den Kältekreislauf 12 zu fördern ist. Außerdem ist der Kältemittelverdichter 36 dazu ausgebildet, das Kältemittel zu verdichten. Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Kältemittelverdichter 36 stromauf des Wärmetauschers 14 und stromab der Verdampfer 18 und 20, insbesondere stromab der Einleitstelle E2, angeordnet ist. Das System umfasst außerdem eine elektronische Recheneinrichtung 38, welche auch als Regelelektronik bezeichnet wird oder als Regelelektronik ausgebildet ist. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 38 ist das System betreibbar, insbesondere zu regeln. Insbesondere kann mittels der elektronischen Recheneinrichtung 38 ein Druck und/oder Temperatur des Kältemittels insbesondere in dem Kältekreislauf 12 eingestellt, insbesondere geregelt, werden, sodass beispielsweise das System mittels der elektronischen Recheneinrichtung 38 in Abhängigkeit von dem Druck und/oder Temperatur des Kältemittels betrieben, insbesondere geregelt, wird. Insbesondere wird beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung 38, insbesondere in Abhängigkeit von dem Druck und/oder der Temperatur des Kältemittels, eine jeweilige, der jeweiligen Verdampfer 18 beziehungsweise 20 durchströmende und auch als Durchflussmenge bezeichnete Menge des Kältemittels eingestellt, insbesondere geregelt. Der zweiten Kühleinrichtung 34 ist eine Umgehungsleitung 40 zugeordnet, welche an einer dritten Abzweigstelle A3 von dem zweiten Kältezweig 32 abzweigt und an einer dritten Einleitstelle E3 vorliegend in den Kältezweig 26 mündet. Dadurch kann eine Abzweigstelle A3 zumindest ein Teil des den Kältezweig 32 durchströmenden Kältemittels aus dem Kältezweig 32 abgezweigt und in die Umgehungsleitung 40 eingeleitet werden. Das die Umgehungsleitung 40 durchströmende Kältemittel umgeht die Kühleinrichtung 34 und strömt somit nicht durch die Kühleinrichtung 34, sodass das die Umgehungsleitung 40 durchströmende Kältemittel nicht mittels der Kühleinrichtung 34 erwärmt wird. Das die Umgehungsleitung 40 durchströmende Kältemittel kann an der einen Stelle E3 aus der Umgehungsleitung 40 ausströmen und in den Kältezweig 26 einströmen. Die eine Stelle E3 ist stromab der Kühleinrichtung 28 und insbesondere stromab der Einleitstelle E1 und stromauf der Einleitstelle E2 angeordnet.

Dem Verdampfer 18 ist beispielsweise ein insbesondere als Expansionsventil ausgebildetes Ventilelement 42 zugeordnet, mittels welchem beispielsweise die den Verdampfer 18 durchströmende Menge des Kältemittels einstellbar ist. Ferner ist beispielsweise dem Verdampfer 20 ein insbesondere als Expansionsventil ausgebildetes Ventilelement 44 zugeordnet, mittels welchem beispielsweise die dem Verdampfer 20 durchströmende Menge des Kältemittels einstellbar ist. In dem Kältekreislauf 12 ist außerdem ein Rückschlagventil 46 angeordnet, welches stromab des Wärmetauschers 24 und stromauf der Verdampfer 18 und 20 angeordnet ist und beispielsweise in Richtung der Verdampfer 18 und 20 öffnet und in entgegengesetzte Richtungen und somit in Richtung des Wärmetauschers 24 versperrt, sodass das Kältemittel von dem Wärmetauscher 24 über das Rückschlagventil 46 zu den Verdampfern 18 und 20, jedoch nicht in umgekehrter Richtung strömen kann.

Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kühl- und Heizsystem 10 außerdem ein elektrisches Heizelement 48 auf, welches in einem Luftstrom zur Kabine angeordnet ist, wobei der Luftstrom durch die Luft gebildet ist, die dem Innenraum zugeführt wird und auch als Zuluft bezeichnet wird. Mittels des in dem Luftstrom angeordneten Heizelements 48 wird die Zuluft zur Kabine, das heißt die Luft, die dem Innenraum 16 zuzuführen ist beziehungsweise zugeführt wird, elektrisch beheizt, das heißt erwärmt. Hierzu ist beispielsweise das Heizelement 48 als PTC-Element ausgebildet beziehungsweise Heizelement 48 umfasst wenigsten ein PTC-Element (Teil platte).