CN103978890A - 优化冷却循环冷却的电动部件的动力可用性的方法和组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优化借助冷却循环冷却的电动部件的动力可用性的方法和组件，电动部件将驱动功率输入车辆中。设置成，控制及调节单元从未来的行驶路段的角度确定冷却循环的峰值负载并且关于行驶路段在时间上在冷却循环的该峰值负载之前预见性地借助于设置在冷却循环中的至少一个换热器将附加的冷却功率输入***中，这样使得由电动部件所提供的驱动功率被优化并且电动部件在经过行驶路段中和在经过行驶路段之后不超过允许的极限温度。

Description

优化冷却循环冷却的电动部件的动力可用性的方法和组件
技术领域
本发明的内容是一种用于优化借助于冷却循环冷却的电动部件(Elektromobilitaetskomponente)(其将驱动功率输入车辆中)的动力可用性的方法。此外说明一种用于执行该方法的组件属于本发明。
背景技术
将驱动功率输入车辆中的电动部件越来越重要。不仅纯电动驱动的车辆、而且所谓的混合动力车辆(其除了电动部件之外具有内燃机)对环境特别友好，因为其避免或至少减少基于碳氢化合物的燃料的消耗。除了去除或减少对环境有害的排放之外，潜在较小的运行成本被评估为这样的带有电动部件的车辆的特别的优点。
上述车辆类型通常也能够通过利用电动机作为发电机将在减速过程中待消除的动能转化成电能并且存入储能器中，这附加地改善环境和成本平衡。
在这些车辆类型中通常将较小的有效范围(当涉及纯电动驱动的车辆时)以及用于在这些车辆类型中所使用的储能器的高成本评价为不利的。在混合动力车辆中此外除了用于电动部件的成本之外也还产生用于传统驱动器的成本，使得在该车辆类型中经济性和正面的环境平衡很大程度上取决于，电动部件在经过行驶路段(Fahrstrecke)时与传统驱动器相比被尽可能长地保持在运行中。
不仅对于纯电动驱动的车辆而且对于混合动力车相应地产生优化借助于电动部件所产生的驱动功率的要求。
下面电动部件相当普遍地被理解成车辆的借助于其可使电能作为驱动功率供车辆使用的部分。在此可涉及多个子部件。
众所周知在所有驱动器中、尤其也在前述类型的电动驱动器中产生通过借助于冷却循环的冷却必须被导出到外部环境处的功率损失。在此适合于不仅将驱动机器本身、而且将储能器冷却成使得所提及的部件不达到其极限温度。这不仅适合于机动的而且适合于发电的运行，其也被称为再生运行。
概念冷却循环下面可相当普遍地来理解，其尤其还应包括多部分的冷却循环，它们可在热力技术上相联结并且其温度水平可以不同。
为了所提及的冷却循环的运行需要巨大的能量，以驱动循环泵、风扇马达和必要时制冷机，仅提及一些耗能的部件。为了将用于冷却循环的耗能部件的运行的能量耗费保持得尽可能少，冷却策略通常设置成仅从冷却循环中抽出需要用于维持待冷却的部件的额定温度的热量。
从以上相应得出对立的要求，一方面提高驱动功率本身和/或驱动功率的可用性，这根据至今常见的方式仅以将用于电动部件的冷却功率设计到最大情况上才可能，而另一方面将由冷却循环的部件所消耗的能量保持得尽可能少，这需要将这些部件构造成使得其尽可能少地消耗功率，但是这等同于冷却功率的减少。
发明内容
本发明的目的现在是说明一种用于运行借助于冷却循环冷却的电动部件的方法，其使能够提高电动部件的动力可用性，而电动部件不达到其极限温度并且冷却循环的冷却功率不必设计到最大情况上。提高动力可用性在此被理解成提高驱动功率本身和/或驱动功率的可用性或者换言之优化由电动部件所提供的驱动功率。
此外说明一种用于执行该方法的组件属于本发明的目的。
发现该目的利地可由此来实现，即借助于控制及调节单元从未来的行驶路段来确定冷却循环的峰值负载(Spitzenbelastung)并且关于行驶路段在时间上在冷却循环的这些峰值负载之前预见性地借助于设置在冷却循环中的至少一个换热器将附加的冷却功率输入***中，这样使得由电动部件所提供的驱动功率被优化并且电动部件在经过行驶路段中和在经过行驶路段之后不超过允许的极限温度。
根据本发明的方法因此利用通常被视为问题的由电动部件和冷却循环构成的***的热惯性。
在根据本发明的方法的有利的改进方案中由电动部件和冷却循环构成的***的冷却能力可借助于控制及调节单元来探测。对此存在不同的可能性，其下面另外来阐述。如果冷却能力已知，控制及调节单元(其以现在常见的方式是基于计算机的***)的该手段可与从未来的行驶路段的负载轮廓(Lastprofil)所确定的冷却轮廓相关联。为了确定负载轮廓，使用导航***的数据，其还具有高度数据且因此具有地形轮廓(Gelaendeprofil)的数据。如果地形轮廓已知，则可从其和车辆质量来确定负载轮廓，其基于***的已知的冷却能力可被转化成冷却轮廓。从初始冷却能力和冷却轮廓的关系中可来确定冷却循环的峰值负载(在其中超过电动部件的极限温度)，如下面还详细地来说明的那样。因为关于行驶路段来确定这些峰值负载，已知其行驶路段方面的地理位置和因此时间上的位置。现在为了满足冷却***的峰值负载，借助于根据本发明的方法关于行驶路段、在时间上在冷却循环的这些峰值负载之前预见性地借助于设置在冷却循环中的至少一个换热器将附加的冷却功率输入***中。通过该附加的冷却功率在目前需要的程度下降低电动部件的温度以及冷却剂循环的温度。通过降低温度显著地提高可用的热容量(其通过由冷却循环和电动部件构成的***来提供)，使得用于完成行驶路段的驱动功率以有利的方式优化地供使用。同时实现，在经过行驶路段中和在经过行驶路段之后不超过允许的极限温度，在极限温度下电动部件被损坏。
作为根据本发明的方法的另一有利的改进方案在控制及调节单元中可设置有在热力技术上代表由电动部件和冷却循环构成的***的模型，其描绘***的冷却能力。这样的通常基于软件的模型在技术上大范围地有利地被用于模拟技术过程，以该方式即基于软件的模型根据起始条件描绘当外部影响作用于其时真实***将经历的状态。在当前情况中给上述模型提供至少最重要的影响***的冷却能力的参数作为输入参数，以限定起始条件。模型与预测单元相关联或包含在其中，预测单元根据未来的行驶路段的地形轮廓确定负载轮廓。地形轮廓如上面所提及的那样由导航***提供给预测单元，其由此确定负载轮廓，从负载轮廓又可导出对于电动部件必需的未来的冷却需求。为了确定负载轮廓可考虑不同的方式，下面另外示例性地指出这些可能性中的一个。预测单元如现在常见且有利的那样基于软件来构造，虽然当然也可考虑硬件解决方案。从模型数据(在当前情况中上面所提及的起始条件)和预测数据现在例如在模拟运行中来确定未来的附加的冷却需求。借助于控制及调节单元通过预见性地降低在冷却循环中的冷却剂温度和电动部件的温度将这些附加的冷却需求输入***中。为了该目的，例如可提高通过换热器的流量。在由电动部件和冷却循环构成的***中的温度的预见性的降低在此在时间上关于行驶路段实现成使得如上面已提及的那样用于完成行驶路段的驱动功率优化地供使用并且电动部件在经过行驶路段中和经过行驶路段之后不超过允许的最大温度。
如上面已指出的那样存在从地形轮廓得到负载轮廓的不同可能性。在所选择的示例中预测单元一方面利用包含高度数据的地形轮廓而另一方面利用车辆质量。车辆质量在此在测量技术上例如可从车轮支承力(Radaufstandskraft)来确定或者其可以以输入值的形式被手动输入。此外，预测单元从所测量的车辆瞬时速度中作为起始条件在从导航***可用的、影响车辆速度的信息(如高度数据、街道指导、街道类别、速度限制等)的帮助下开发虚拟的速度轮廓，从该速度轮廓中可读出所有加速和制动过程。从车辆质量、地形轮廓(其限定上坡和下路路段)和速度轮廓中可沿着由导航***所确定的行驶路段、关于其来确定负载分布。该关于行驶路段的负载分布体现负载轮廓。
在前面所示的方式的简化中速度轮廓可由平均速度代替，由此明显减少用于确定负载轮廓的耗费。
根据应用情况甚至由离散的负载值来代替负载轮廓就可足够，由该负载值可导出对于行驶路段的待驶过的部分的冷却需求。如果将其与由电动部件和冷却循环构成的***的冷却能力相关联，得到可能的附加的冷却需求，为了满足该冷却需求在驶过路段之前可将附加的功率功率输入***中。
电动部件通常具有至少一个储能器和至少一个电动机，而冷却***包含至少一个换热器。在该情况下在根据本发明的有利的改进方案中给用于模拟***的模型至少提供储能器的温度、电动机的温度、冷却剂的温度和外部温度作为起始条件，而储能器的热容量、电动机的热容量、在冷却循环中的冷却剂的热容量和该至少一个换热器的散热能力作为***参数存储在控制及调节单元中并且由此可供使用。以上述方式现在可借助于地形轮廓通过预测单元来确定由于待期望的热输入达到其极限温度的部件。通过借助于该至少一个换热器以同样前述的方法这样降低在冷却循环中的温度来避免在经过真实的行驶路段期间和之后达到极限温度。
对于上述类型(在其中电动部件包含至少一个储能器和至少一个电动机并且在其中冷却***包含至少一个换热器)的***，现在常见还在发电机运行中来运行电动机。在该运行方式中储能器被充电，如这已在上面提及。因为在该再生运行工况中同样产生高损失功率(其以热量的形式被输入***中)，将该方法还用于运行情况是有意义且因此有利的。对此，该方法有利地构造成使得在该情况中还借助于地形轮廓来确定由于待期望的热输入电动部件的子部件是否并且当是时何时将达到其极限温度。在需要时该方法然后以已说明的方式关于行驶路段确定附加的冷却需求并且借助于该至少一个换热器将在冷却循环中的温度预见性地降低到使得即使在再生运行中在经过地形轮廓期间和之后也不通过危险的部件达到该极限温度。
电动部件的部分、例如前面所提及的马达-发电机或储能器可具有完全不同的允许的运行温度范围并且在该情况中必须分别具有带有至少一个换热器的至少一个自己的冷却循环。在这样的组件中如果在与该子循环相关联的部件中可导致超过极限温度将根据本发明的方法应用于子循环中的每个当然是必需且有利的。
根据本发明的方法改进地在带有所预测的较少的热负荷(Beanspruchung)的运行阶段中预见性地设置冷却剂温度的下降以确保从冷却剂循环中优化的散热是有利的。当然条件在此还是，冷却剂温度的下降在时间上靠近冷却剂循环的提高的热负荷的阶段。这样的阶段同样可从地形轮廓借助于预测单元来确定。
众所周知，驶过行驶路段是动态的过程，其受大量影响因素影响。这可以是受交通限制的、受天气限制的或还受驾驶员限制的影响，仅提及一些。因此特别大地选择根据本发明的方法被应用于的行驶路段没有意义。相反有利地使较小的行驶路段部段相继经受本方法，这样使得预测单元相继地分别从未来的行驶路段的可预调节的部段中确定地形轮廓并且由此制定负载轮廓，其然后被用于确定未来的行驶路段的相应区域的未来的冷却需求。
在真正驶过行驶路段期间出现以上提及的外部影响(其在模型中不能被考虑)的情况中，可存在鉴于所确定的冷却需求进行校正的必要性。将根据本发明的方法配备有校正机构因此是有利的。如果在时间上在对于行驶路段部段的起始条件确定之后出现受驾驶员或交通限制的超车过程或制动过程，那么例如出现前述情况。为了能够在这样的情况下进行校正，在根据本发明的方法的有利的改进方案中设置成周期性地在测量技术上探测电动部件或其子部件的温度作为实际温度或多个实际温度并且与从模型所确定的额定温度或与多个额定温度相比较。如果在(多个)实际温度与(多个)额定温度之间产生差，根据该特征改进的方法借助于基于软件的校正机构从所确定差确定对于冷却循环的温度下降的校正因数。所提及的校正机构例如可由此来实现，即校正值储存器借助于所确定的差来写入，其中，在每个储存器地址下存放校正值，其相应于相应的差。这样的储存机构作为特征线储存器或特性场储存器已知。在特性场储存器的情况中为了校正目的可考虑两个或更多个子部件的两个或更多个温度差。
此外，借助于根据本发明的方法来操纵信号装置(其至少将冷却循环的峰值负载的阶段向车辆驾驶员传递信号)是有利的。以该方式车辆驾驶员可通过相应的预见性的驾驶方式在达到峰值负载之前减小冷却需求，使得附加的冷却功率在峰值负载出现之前变得可用并且可被输入***中。对此重要的是，传递信号在时间上或在行驶路段方面在该事件出现之前实现。
如果电动部件是由电动部件和内燃机构成的混合驱动器的部分，可以是，电动部件的至少一个冷却循环在热力技术上与内燃机的冷却循环相联结、例如经由换热器。在这样的情况下在根据本发明的方法的改进方案中对于附加的冷却需求的输入时刻的确定还考虑在内燃机的冷却循环中的情况是有意义的，这样使得在电动部件的冷却循环中的冷却剂温度的下降预见性地在带有内燃机的冷却循环的所预测的较少的热负荷的至少一个运行阶段中实现。借助与预测单元可从地形轮廓或由此获得的负载轮廓来确定这样的较少的热负载的阶段。当然也可考虑将在内燃机的发动机控制中本来就可用的负载数据用于此。当然应理解的是，在该情况中温度下降在时间上或在行驶路段方面必须靠近电动部件的至少一个冷却剂循环的提高的热负荷的接下来的阶段。
为了能够提高可用的冷却功率，将电动部件的至少一个冷却循环至少在需要时在热力技术上与制冷机的冷却循环相联结并且在需要时将来自电动部件的冷却循环的热量的至少一部分导出到制冷机的制冷循环中可以是重要的，以便在电动部件的冷却循环中达到由预测单元所确定的温度下降。这样的制冷机在大多数现今常用的机动车、尤其还商用车中本来就供使用，以便在需要时冷却内室或驾驶舱。由于相对大的内室体积的缓冲效果，可排除对于驾驶员或乘客的持久的舒适性损失。
如在所有技术***中那样，可与出现尽管有预见性的冷却仍导致超过电动部件或子部件的极限温度的运行状态同样少地排除根据本发明的方法的功能失效。对于这样的情况设置有由根据本发明的方法可操控的功率调制装置。其可在由于所测量的温度实际值和/或地形轮廓至少一个子部件的极限温度还在冷却循环中的温度降低之后被超过的情况中将电动部件的功率减少到使得不达到该极限温度。
为了执行根据本发明的方法，如现在常见的那样将利用计算机支持的技术，接下来所说明的用于执行该方法的有利的组件因此仅指在控制及调节单元中优选地作为软件模块实现、但是也可包含硬件部件的功能单元。
首先设置有实际状态探测单元，其在通过传感器所获得的测量值的帮助下周期性地确定说明由冷却循环和电动部件构成的***的在探测时刻当前的冷却功率的值。
此外需要导航单元，其包含对于未来的行驶路段的地形轮廓和影响电动部件的所需的驱动功率的另外的数据。
为了对于未来的行驶路段确定冷却轮廓，设置有预测单元。其从地形轮廓和影响所需的驱动功率的另外的数据产生未来的行驶路段的负载轮廓、如这已在上面所述。从由实际状态探测单元所确定的初始值作为起始冷却功率和负载轮廓出发，预测单元然后在模拟运行中确定未来的行驶路段的冷却轮廓。
为了确定附加的冷却需求设置有评估单元，其从冷却轮廓和在控制及调节单元中在值方面固定的最大冷却功率确定这些附加的冷却需求。这不仅鉴于其大小而且鉴于其沿着未来的行驶路段或时间段(在此其必须可用)的位置发生。评估单元现在将这些附加的冷却需求移到处在需要它的行驶路段区域之前的行驶路段区域中并且由初始的冷却轮廓产生修改的冷却轮廓。
为了操控调整、尤其提高冷却功率的器件设置有操控单元，其将修改的冷却轮廓用作输入信息，使得附加的冷却需求在需要它的时间段之前被输入由冷却循环和电动部件构成的***中。
上述方法以及前述组件有利地通常可应用在车辆中、尤其在商用车中。
附图说明
接下来根据一些图表来详细阐述本发明的另外的设计方案和优点，其中：
图1显示用于预见性的温度管理的组件的原理图示，
图2显示示出冷却轮廓、由此产生的修改的冷却轮廓以及在所监控的电动部件处的温度变化过程的图表，
图3显示示出成阶梯的冷却轮廓和由此产生的修改的成阶梯的冷却轮廓的图表。
附图标记清单
1 电动部件
2 控制及调节单元
3 冷却循环
4 实际状态探测单元
5 导航单元
6 预测单元
7 评估单元
8 储存器
9 操控单元
10 第一冷却剂阀
11 第二冷却剂阀
12 换热器
13 流量计
14 冷却剂泵
15 第一温度传感器
16 第二温度传感器
17 第三温度传感器
18 冷却器风扇
L(k)prog 预测的冷却轮廓
L(k)mod 修改的冷却轮廓
L(k)max 最大可用功率
∑L(k)I 第一附加冷却需求
∑L(k)II 第二附加冷却需求。
具体实施方式
在图1中示意性示出电动部件1，其借助于冷却循环3来冷却。通过冷却循环的流量由控制及调节单元2来控制，如这以后还详细地来说明的那样。控制及调节单元2包含实际状态探测单元4、导航单元5、预测单元6、评估单元7、储存器8和操控单元9。为了调节通过冷却循环的冷却剂流量设置有冷却剂泵14、第一冷却剂阀10和第二冷却剂阀11，其中，第一冷却剂阀10控制通过至换热器12的旁路的流量，而第二冷却剂阀11控制通过换热器12的流量。换热器12是冷却剂-空气-换热器，其通过外部空气来冷却，其中，出于简化原因假设，引起冷却的、借助于冷却器风扇18产生的空气流是恒定的空气流。为了确定温度设置有温度传感器，其中的第一温度传感器15测量在冷却循环中的冷却剂温度，第二温度传感器16测量电动部件1的温度而第三温度传感器17测量外部温度。
为了接下来观察在图1中示出的组件的工作方式假设，电动部件1已处于运行中。电动部件1是纯电动驱动器还是混合***的电动部件在此首先不重要。
为了确定当前由冷却***所施加的冷却功率，实际状态探测单元4经由温度传感器15、16和17周期性地检测在冷却循环3中的冷却剂的温度、电动部件1的温度、外部温度以及借助于流量计13检测通过换热器12的冷却剂流量。借助于上述温度测量值和包含在实际状态探测单元4中的关于冷却剂的热容量、电动部件1的热容量的信息以及同样所包含的关于与流量相关的换热器的散热能力的信息，实际状态探测单元4然后计算冷却循环3的当前的冷却功率。
并行于该过程借助于导航单元5来选出车辆将驶过的未来的行驶路段。导航单元5在此设计成使得其除了纯导航数据之外还保持关于行驶路段的高度信息、以及影响驱动功率的另外的数据可用。这些另外的数据可涉及交通信息(例如交通堵塞)、涉及速度限制、关于街道类型的信息等。
在导航单元5中存在的上述信息(包括从高度数据中获得的所选出的行驶路段的地形轮廓)供预测单元6使用，其从这些信息首先产生功率轮廓。在由实际状态探测单元4所确定的当前的冷却功率作为起始条件的帮助下现在通过预测单元6将功率轮廓转化成冷却轮廓。冷却轮廓在此提供成使得其对于所选出的行驶路段的每个点示出必需的冷却功率。
现在为了能够从冷却轮廓导出附加的冷却需求，将该冷却轮廓传输给评估单元7，其将冷却轮廓与存储在储存器8中的最大冷却功率相关联。最大冷却功率可以是例如与外部温度有关的变量。通过评估单元7评估的结果是关于最大冷却功率在路段的哪个点处被超过且被超过多少量的信息。利用该信息，评估单元7产生修改的冷却轮廓，这样使得超过最大冷却功率的冷却功率部分提前地、即在需要的冷却功率将超过最大冷却功率的时刻之前被加入冷却轮廓中。
该所提及的修改的冷却轮廓现在被传递到操控单元9处。经由其输出，操控单元9控制冷却剂泵14、以及第一冷却剂阀10和第二冷却剂阀11，使得在冷却循环中的温度预先性地被降低，这样使得附加的冷却需求通过冷却循环3的降低的温度以及电动部件1的降低的温度来平衡。
为了说明前述过程，接下来回溯到在图2中示出的图表。在那里在上部的图表中示出冷却轮廓L(k)prog，如其由图1中的预测单元6来确定。在此在横坐标上描绘行驶路段s而在纵坐标上描绘冷却功率L(k)。实线现在显示冷却轮廓L(k)prog，以该方式使得在行驶路段s的每个点处可读取分别所需的冷却功率。
在例如以模拟的方式产生冷却轮廓时，在这里所提及的类型的冷却循环中运用通常的调节策略。其设置成总是提供当前所需要的那么多的冷却功率供使用。
借助于虚点线20在上部的图表中另外绘出通过冷却循环可最大体现的冷却功率L(k)max。如果现在将可最大体现的冷却功率L(k)max与冷却轮廓L(k)prog相关联，可辨识出在点B与C之间以及在点D与E之间超过最大可用的冷却功率L(k)max。这意味着，未满足冷却需求∑L(k)I和冷却需求∑L(k)II。
由此出发，行驶路段的选出的段ΔS处在点A与F之间，另一方面可见，在点A与B之间、以及在点C与D之间存在用于附加冷却的潜能。如果相应地在点A'与B之间以及在C'与D之间的冷却功率提高到最大值L(k)max时，如通过第二图表中的虚线所示，附加的冷却需求∑L(k)I和附加的冷却需求∑L(k)II可有预见性地维持。在此前提是，冷却循环和电动部件能够通过温度下降借助于其热容量来储存这些附加的冷却需求。
以上提及的虚线在图2的第二图表中相应地表示上面提及的修改的冷却轮廓L(k)mod。由该图表另外得出，必需的冷却功率保持在最大可实现的冷却功率L(k)max之下或最大达到它。最大可实现的冷却功率L(k)max也在该图表中通过虚点线示出。
转移到电动部件1的温度情况上，得到在图2中分别在图表3和4中示出的图像。在此第三图表以实线显示在电动部件1中的温度变化过程Tprog，如其如果如所预测的冷却轮廓L(k)prog规定的那样来冷却会出现的那样。在点B与C之间之间以及在点D与E之间导致超过作为虚点线示出的最大允许温度Tmax，这将导致电动部件1的损坏。
而如果如这在根据第二图表的修改的冷却轮廓L(k)mod中所示那样来冷却，电动部件1中的温度变化过程如图2的第四图表所示的那样来建立。这里可辨识出，按照根据本发明的方法的应用在电动部件1处所建立的温度Tmod分别在附加的冷却需求∑L(k)I或∑L(k)II出现之前被降低，这样使得温度曲线Tmod保持在最大允许温度Tmax之下或者说不超过它。
为了简化在图1中示出的控制及调节组件2的部件和因此根据本发明的方法，存在不仅鉴于地形轮廓而且鉴于在驶过未来的行驶路段时影响冷却需求的另外的参数进行分类的可能性。
对于根据图1的控制及调节单元2，该分类意味着，用于探测单元4、导航单元5和预测单元6的耗费显著变小。而在原则上执行根据本发明的方法时没有什么由此改变，温度下降低仅略微更大地来选择，以平衡可能的不精确性。
接下来在根据图1的组件和根据图3的图表的帮助下来说明这样的分类形成中的情况。在那里上部的图表显示通过预测单元6所预测的冷却轮廓L(k)prog'的变化过程而在其下示出的图表显示修改的冷却轮廓L(k)mod'的变化过程。由图示可见，总共设置有六个冷却功率级，其中的两个处在高于L(k)max的不允许的区域中。这意味着，导航单元5不仅鉴于地形轮廓而且鉴于影响冷却轮廓的其余参数不必保留的详细的信息、而是仅保留类别。将这些类别例如六个作为离散值提供给预测单元6。可类似地来处理由实际状态探测单元4所提供的初始冷却功率。这里例如也可考虑分成四级的初始值。不仅实际状态探测单元4的、而且导航单元5的分级的初始值对于预测单元6用作输入值，从这些值它制定已提及的成阶梯的预测冷却轮廓L(k)prog'。
即使在根据本发明的方法的该简化的应用示例中在产生修改的冷却轮廓时也处理成使得超过冷却循环3的最大冷却功率L(k)max的冷却需求∑L(k)I'和∑L(k)II'提前地被调节到修改的冷却轮廓中且产生修改的冷却轮廓L(k)mod'(在图3中下部的图表)。
在电动部件1处的温度情况类似于根据图2的图示，从而放弃再次图示。
在未来的第一行驶路段之后(对于其借助于根据本发明的方法已产生修该的冷却轮廓L(k)mod)可跟随有未来的第二行驶路段(在其起始处应满足附加的冷却需求)，存在对于第二行驶路段的该附加的冷却需求在第一行驶路段中进行降温的必要性。为了该目的，需要在执行根据本发明的方法时始终考虑两个相继的行驶路段部段。这可以以该方式发生，即已制定的冷却轮廓L(k)mod被暂时储存并且如果不能满足在接下来的第二行驶路段开始时的附加的冷却需求那么使该暂时储存的冷却轮廓经受重新修改。在所提及的情况中，在冷却循环中对于满足附加的冷却需求必需的降温在时间上关于行驶路段要移到第一行驶路段的终点处。
在驶过路段时车辆的驱动受大量影响因素影响。因为在根据本发明的方法中仅可考虑可能的影响因素中的最重要的因素，以校正机构(未示出)扩展控制及调节单元2可以是有意义的。这样的校正机构可构造成使得将借助于实际状态探测单元4所探测的实际温度与通过预测单元6所确定的额定温度比较。如果在该比较中产生偏差，必要时可对当前驶过的路段进行冷却轮廓的修正。在实际温度与额定温度之间的这样的偏差不作用到接下来的路段上，因为对于在前的行驶路段的冷却轮廓的每次确定以用于确定开始或起始条件的当前的测量值开始。
为了如果确定了附加的冷却需求那么尽可能减少极强地影响冷却循环的冷却能力的过程，向车辆驾驶员提供表示对于接下来的行驶路段的冷却需求的信号可以是有意义的。对此在根据图1的示例中将由预测单元6来导出信息，因为其确定附加的冷却需求。借助于该信息然后将通过控制及调节单元2来操控信号发生器(未示出)。
利用附加的冷却需要的该信号传递到车辆驾驶员处可实现，该驾驶策略、例如在该时刻不一定必需的超车移到以后的时刻或完全省略。
前述方法或对于执行该方法示例性示出的组件不仅可应用于带有纯电动驱动器的车辆而且可应用于这样的带有混合驱动器的车辆。应用根据本发明的方法的车辆涉及混合动力车辆并且电动部件的冷却***与用于内燃机的冷却***在热力技术上相连接，为了确定可用的冷却功率还考虑在内燃机的冷却循环中的情况可以是必要的。
为了改善冷却功率在根据图1的示例中可设置成将冷却循环3在热力学上与制冷机(未示出)的冷却循环相联结。这样的制冷机通常以空调的形式不仅在私家车而且在商用车中存在，以冷却客舱或驾驶舱。受操控单元9控制，经由这样的联结可将附加的冷却功率引入冷却循环3中，以便实现对于满足附加的未来的冷却需求必要的冷却循环3和电动部件1的温度下降。
上述方法以及用于执行该方法的组件不仅可被用于私家车中而且可被用于商用车、尤其载重车中。当然除了根据本发明的方法和组件的以上所说明的实施形式之外可考虑另外的变型和实施备选方案，使得所说明的实施形式仅是示例性的。

Claims (18)

1. 一种用于优化借助冷却循环冷却的电动部件的动力可用性的方法，所述电动部件将驱动功率输入车辆中，其特征在于，控制及调节单元从未来的行驶路段确定所述冷却循环的峰值负载并且关于行驶路段在时间上在所述冷却循环的这些峰值负载之前预见性地借助于设置在所述冷却循环中的至少一个换热器将附加的冷却功率输入该***中，这样使得由所述电动部件所提供的驱动功率被优化并且所述电动部件在经过所述行驶路段中和在经过所述行驶路段之后不超过允许的极限温度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制及调节单元探测由电动部件和冷却循环构成的所述***的冷却能力并且与从未来的行驶路段的负载轮廓所确定的冷却轮廓相关联，这样使得来确定冷却循环的峰值负载，在所述峰值负载的情况下将超过所述电动部件的极限温度，并且在时间上在所述冷却循环的这些峰值负载之前预见性地借助于设置在所述冷却循环中的至少一个换热器将附加的冷却功率输入所述***中，这样使得由所述电动部件所提供的驱动功率被优化并且所述电动部件在经过所述行驶路段中和在经过所述行驶路段之后不超过允许的极限温度。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述控制及调节单元中设置有在热力技术上代表由电动部件和冷却循环构成的所述***的模型，其描绘所述***的冷却能力，其中，对于该模型来说至少最重要的影响所述***的冷却能力的参数用作输入参数，并且其中，所述模型与预测单元相关联，所述预测单元根据从未来的行驶路段的地形轮廓所确定的至少一个负载轮廓对于所述电动部件确定未来的冷却需求，并且其中，未来的附加的冷却需求从模型数据和预测数据来确定并且通过预见性地降低在所述冷却循环中的冷却剂温度和因此所述电动部件的温度被输入所述***中，使得由所述电动部件所提供的驱动功率被优化并且所述电动部件在经过所述行驶路段中和在经过所述行驶路段之后不超过允许的极限温度。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电动部件包含至少一个储能器和至少一个电动机而所述冷却***包含至少一个换热器，其中，至少所述储能器的温度及其热容量、所述电动机的温度及其热容量、以及在所述冷却***中的所述冷却剂的温度及其热容量和至少一个所述换热器的散热能力以及其周围环境温度用作对所述模型的输入参数，并且借助于所述负载轮廓通过所述预测单元来确定由于待期望的热输入达到其极限温度的部件，并且在所述冷却***中借助于至少一个所述换热器预见性地将温度降低成使得在经过所述行驶路段期间和之后通过这些部件不达到该极限温度。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电动部件包含至少一个储能器和至少一个电动机而所述冷却***包含至少一个换热器，并且所述电动机也能够在发电机运行中运行，其中，在该运行方式中所述储能器被充电并且在该运行方式中还借助于所述负载轮廓来确定由于待期望的热输入达到其极限温度的部件，并且在所述冷却***中借助于至少一个所述换热器预见性地将温度降低成使得在经过所述行驶路段期间和之后通过这些部件不达到该极限温度。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电动部件包括至少两个子部件并且至少两个所述子部件分别具有带有换热器的自己的至少一个冷却循环，其中，这些冷却循环的温度水平可以不同，并且借助于分别所关联的至少一个所述换热器对于子循环中的每个单独实现所述温度水平的下降。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，预见性地在带有至少一个所述冷却剂循环的所预测的较少的热负荷的至少一个运行阶段中实现冷却剂温度的下降，这样使得所述冷却剂温度的下降在时间上靠近至少一个所述冷却剂循环的提高的热负荷的随后的阶段。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预测单元相继地分别从未来的所述行驶路段的可预调节的区域确定所述地形轮廓并且由此制定负载轮廓，其然后被用于确定未来的所述行驶路段的相应的区域的未来的冷却需求。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制及调节单元至少对于相继的未来的两个行驶路段确定所述冷却循环的峰值负载，并且如果在接下来的行驶路段开始时出现所述所述冷却循环的峰值负载那么在经过在前的行驶路段期间所述控制及调节单元将附加的冷却功率输入***中。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在经过所述行驶路段期间对于所述电动部件的至少一个子部件的温度、以及至少一个所述冷却剂循环的冷却剂温度来确定基于模型的额定值和在测量技术上所探测的实际值并且在实际值-额定值比较中来确定对于至少一个所述冷却循环的温度下降的校正因数。
11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置有信号装置，其至少将所述冷却循环的峰值负载的阶段向车辆驾驶员传递信号。
12. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，传递信号在时间上在出现所述峰值之前实现。
13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动部件是混合驱动器的部分，所述混合驱动器包括电动部件和内燃机，并且分别至少一个所述换热器在所述电动部件的冷却循环中在热力技术上与所述内燃机的冷却循环相联结，其中，在所述电动部件的冷却循环中所述冷却剂温度的下降预见性地在带有所述内燃机的至少一个冷却循环的较少的热负荷的至少一个运行阶段中实现，这样使得所述冷却剂温度的下降在时间上靠近所述电动部件的至少一个冷却剂循环的提高的热负荷的随后的阶段，其中，从未来的所述行驶路段来确定带有所述内燃机的少一个冷却循环的较少的热负荷的运行阶段。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电动部件的至少一个冷却循环在热力技术上能够与制冷机的冷却循环联结并且在需要时来自所述电动部件的冷却循环的热量的至少一部分能够导出到所述制冷机的冷冻循环中，以便在所述电动部件的冷却循环中实现预见性的由所述预测单元所确定的温度下降。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设置有功率调制装置，其中，在由于未来的所述行驶路段在所述冷却***中的温度下降之后还将超过部件的极限温度的情况中所述功率调制装置将所述电动部件的功率减少到使得在所述冷却***中的温度下降之后不达到该极限温度。
16. 一种用于执行根据前述权利要求1至15中任一项所述的方法的组件，其特征在于，在所述控制及调节单元(2)中至少设置有
- 实际状态探测单元(4)，其在测量值的帮助下周期性地确定一值，其说明由冷却循环(3)和电动部件(1)构成的***的在探测时刻当前的冷却功率，
- 设置有导航单元(5)，其包含对于未来的行驶路段的地形轮廓和影响所述电动部件(1)的所需的驱动功率的另外的数据，
- 设置有预测单元(6)，其从所述地形轮廓和影响所需的驱动功率的另外的所述数据中产生未来的行驶路段的负载轮廓，并且从所述负载轮廓由通过所述实际状态探测单元(5)所确定的初始值作为起始冷却功率出发在模拟运行中确定所述未来的行驶路段的冷却轮廓，
- 设置有评估单元(7)，其从所确定的所述冷却轮廓和在所述控制及调节单元(2)中在值方面固定的最大冷却功率确定附加的冷却需求，
- 设置有对提高冷却功率的器件的操控单元(8)，其将附加的所述冷却需求在需要附加的所述冷却需求的时间段之前输入由冷却循环(3)和电动部件(1)构成的所述***中。
17. 一种车辆、尤其商用车，其带有借助于冷却循环冷却的电动部件，其特征在于，在所述车辆的运行中运用根据权利要求1至15中任一项所述的方法。
18. 一种车辆、尤其商用车，其带有借助于冷却循环冷却的电动部件，其特征在于，所述车辆、尤其商用车具有根据权利要求16所述的组件。
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