DE102010023476A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb und Kühlanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb und Kühlanordnung für ein Fahrzeug Download PDF

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M.Sc. Dipl.-Ing. Häfner Christian
Dipl.-Ing. Dischinger Jürgen
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb, insbesondere eines Hybridfahrzeugs. Im Ladebetrieb wird elektrischer Strom in eine Hochvoltbatterie (14) des Fahrzeugs eingebracht. Ein Kühlmittel in einem Niedertemperatur-Kühlkreislauf (12) wird erwärmt, indem in das Kühlmittel Abwärme wenigstens einer beim Laden der Hochvoltbatterie (14) mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtung (14, 16) eingebracht wird. Wenigstens ein fahrzeugseitiger Verbraucher (14, 24, 28, 56) wird mit dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kühlanordnung (10) für ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb, bei welchem elektrischer Strom in einen elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs eingebracht wird. Zudem wird bei dem Verfahren ein Kühlmittel in wenigstens einem Kühlkreislauf erwärmt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kühlanordnung für ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb.
  • Die DE 10 2008 021 424 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs. Im Ladebetrieb wird eine Hochspannungsbatterie über ein fahrzeugeigenes Hochspannungsladegerät geladen, welches hierfür mit einer externen Stromquelle verbunden ist. Die externe Stromquelle versorgt des Weiteren eine Heizsonde, mittels welcher Kühlwasser eines Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs erwärmt wird. Mittels einer weiterer jeweiliger elektrischer Heizeinrichtungen wird Motoröl und die Hochspannungsbatterie vorgewärmt, und ein Katalysator wird auf eine höhere Temperatur gebracht. Über das während des Ladevorgangs erwärmte Kühlwasser kann ein Fahrgastraum des Hybridfahrzeugs mit Wärme versorgt werden.
  • Als nachteilig bei einem derartigen Verfahren ist der Umstand anzusehen, dass das Vorwärmen von Komponenten des Fahrzeugs mit einem vergleichsweise hohen elektrischen Energieverbrauch einhergeht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Kühlanordnung zu schaffen, welches bzw. welche ein besonders energieeffizientes Vorwärmen ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Kühlanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, welches einen elektrischen Antrieb aufweist, wird elektrischer Strom in einen elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs eingebracht. In wenigstens einem Kühlkreislauf wird ein Kühlmittel erwärmt. In das Kühlmittel wird Abwärme einer Einrichtung eingebracht, welche beim Laden des elektrischen Energiespeichers mit elektrischer Energie beaufschlagt wird. Wenigstens ein fahrzeugseitiger Verbraucher wird mit dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagt.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Laden des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs die Verlustleistung der am Ladebetriebe beteiligten Einrichtungen abgeführt werden muss, wenn man verhindern möchte, dass das Temperaturniveau dieser Einrichtungen auf einen kritischen Wert ansteigt. Anstatt nun die Abwärme der am Ladebetrieb beteiligten Einrichtungen über einen Kühler an die Umgebung des Fahrzeugs abzuführen, wird vorliegend diese Abwärme genutzt um den wenigstens einen fahrzeugseitigen Verbraucher zu erwärmen. Mit anderen Worten wird der fahrzeugseitige Verbraucher als Wärmesenke genutzt, wodurch der fahrzeugseitige Verbraucher günstiger betrieben werden kann.
  • Vorliegend ist zum Kühlen der während des Ladebetriebs mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtungen ein Kühlkreislauf vorgesehen, welcher auch als Niedertemperatur-Kühlkreislauf bezeichnet wird, da das Kühlmittel hier während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau gehalten wird. Im Ladebetrieb wird nun beim Laden entstehende Abwärme in diesen Niedertemperatur-Kühlkreislauf eingebracht. Das Vorwärmen der Verbraucher kann deren Betriebseigenschaften verbessern und/oder es kann der Erhöhung des Komforts für einen Fahrzeugnutzer dienen, ohne dass hierfür elektrische Energie aufgewendet zu werden braucht, die nicht ohnehin beim Laden des elektrischen Energiespeichers eingesetzt wird.
  • Wenn der Niedertemperatur-Kühlkreislauf einen luftgekühlten Kühlmittelkühler aufweist, welcher mittels eines Lüfters mit Kühlluft beaufschlagbar ist, so braucht dieser Lüfter gar nicht betrieben zu werden, um die Verlustleistung im Ladebetrieb abzuführen. Zumindest kann jedoch der Lüfter mit verringerter Leistung betrieben werden. Auch wirkt sich dies positiv auf die Energiebilanz des Ladevorgangs aus. Zudem ist eine durch den Lüfterbetrieb bedingte Geräuschbelästigung vermeidbar. Wird der Kühlmittelkühler nicht von dem Kühlmittel durchströmt, welches die Abwärme der beim Laden des elektrischen Energiespeichers mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtung aufgenommen hat, so wird Wärme einer Einrichtung, welche ein höheres Temperaturniveau aufweist als die der elektrische Energiespeicher auf den elektrischen Energiespeicher übertragen. Dieses Vorwärmen verbessert den Ladebetrieb des elektrischen Energiespeichers und reduziert dabei den Energieverbrauch. Zudem ist durch Erwärmen des elektrischen Energiespeichers auf dessen Betriebstemperatur besonders rasch eine besonders hohe Fahrleistung des Fahrzeugs erreichbar. Mit einer solchen Ladestrategie ist es insbesondere möglich, das Fahrzeug auch bei sehr niedriger Außentemperatur elektrisch angetrieben einzusetzen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein weiterer Kühlkreislauf mit dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf gekoppelt, in welchen die Abwärme der wenigstens einen Einrichtung eingebracht wird. Durch Koppeln des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs mit dem weiteren Kühlkreislauf, welcher Wärme an weitere zu erwärmende fahrzeugseitige Verbraucher abgeben kann, kann auf besonders energieeffiziente Weise ein Vorwärmen dieser Verbraucher erfolgen, ohne dass hierzu zusätzliche elektrische Energie von einer externen Quelle dem Fahrzeug zugeführt zu werden braucht.
  • Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das mittels der Abwärme erwärmte Kühlmittel als fahrzeugseitigem Verbraucher wenigstens einer Komponente eines verbrennungsmotorischen Antriebs des Fahrzeugs und/oder dem elektrischen Energiespeicher und/oder einem Heizungswärmetauscher zum Beheizen eines Fahrgastraums des Fahrzeugs zugeführt wird. Das Verfahren ist nämlich sowohl bei einem Fahrzeug mit ausschließlich elektrischem Antrieb als auch bei einem Hybridfahrzeug einsetzbar, bei welchem zusätzlich zu dem elektrischen Antrieb eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. Abwärme aus dem Ladebetrieb kann bei dem rein elektrisch betriebenen Fahrzeug energieeffizient genutzt werden, um den Fahrgastraum und/oder bei noch sehr kaltem elektrischen Energiespeicher den Energiespeicher zu erwärmen. Bei dem Hybridfahrzeug kann ergänzend oder alternativ die wenigstens eine Komponente des verbrennungsmotorischen Antriebs vorgewärmt werden, um deren Laufeigenschaften zu verbessern.
  • Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als Komponente des verbrennungsmotorischen Antriebs des Fahrzeugs eine Verbrennungskraftmaschine und/oder ein Ölkühler, insbesondere ein Motorölkühler und/oder ein Getriebeölkühler, mit dem durch Abwärme erwärmten Kühlmittel beaufschlagt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Erwärmen einer Abgasbehandlungseinrichtung vorgesehen sein. Die vorgewärmte Verbrennungskraftmaschine zeichnet sich beim an den Ladebetrieb anschließenden Fahrbetrieb durch einen besonders geringen Kraftstoffverbrauch aus. Das Vorwärmen des Öls verbessert dessen Schmiereigenschaften und trägt somit ebenfalls zu einer Verbrauchsreduzierung bei. Wird das Getriebe und/oder eine weitere Komponente des Antriebsstrangs vorgewärmt, so werden die Schleppverluste verringert und es kann mehr Energie in Fahrleistung umgesetzt werden. Durch Vorwärmen der Abgasbehandlungseinrichtung können besonders rasch sehr niedrige Emissionswerte erreicht werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Kühlanordnung für ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb ist elektrischer Strom in einen elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs einbringbar. Des Weiteren ist ein Kühlmittel in wenigstens einem Kühlkreislauf erwärmbar. In das Kühlmittel ist Abwärme wenigstens einer beim Laden des elektrischen Energiespeichers mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtung einbringbar, wobei wenigstens ein fahrzeugseitiger Verbraucher mit dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagbar ist.
  • Insbesondere kann die Kühlanordnung wenigstens eine Verbindungsleitung umfassen, mittels welcher das mittels der Verlustleistung der im Ladebetrieb mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtung erwärmte Kühlmittel in einen weiteren Kühlkreislauf einbringbar ist. Der weitere Kühlkreislauf ist also mit dem ersten, insbesondere als Niedertemperatur-Kühlkreislauf ausgebildeten, Kühlkreislauf über die Verbindungsleitung koppelbar. Durch die Verbindungsleitung ist ein Übertreten des durch die Abwärme des Ladevorgangs erwärmten Kühlmittels aus dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf in den weiteren Kühlkreislauf möglich, mittels welchem fahrzeugseitige Verbraucher vorwärmbar sind.
  • Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Kühlanordnung.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der 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.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
  • Diese zeigt schematisch eine Kühlanordnung eines Hybridfahrzeugs, bei welcher Verbindungsleitungen zwischen einem Niedertemperatur-Kühlkreislauf und einem Motor-Kühlkreislauf angeordnet sind.
  • Eine Kühlanordnung 10 eines Hybridfahrzeugs umfasst einen Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12, welcher im Fahrbetrieb und im Ladebetrieb dem Abführen von Wärme einer Hochvoltbatterie 14 und eines Ladegeräts 16 dient. Hierfür ist in dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 ein mit Kühlluft beaufschlagbarer Kühler 18 vorgesehen. Je nach Kühlbedarf kann zusätzlich oder alternativ ein mit einem Kältemittel beaufschlagbarer Wärmetauscher 20 zum Einsatz kommen, welcher auch als Chiller bezeichnet wird und welcher in einen (nicht gezeigten) Kältemittelkreis einer Klimaanlage des Hybridfahrzeugs eingebunden sein kann. Wenn im Ladebetrieb die Hochvoltbatterie 14 besonders kalt ist, kann ein Beaufschlagen des Kühlers 18 mit dem Kühlmittel unterbunden werden. Dann dient die Hochvoltbatterie 14 – als ein Beispiel für einen fahrzeugseitigen Verbraucher – als Wärmesenke zum Aufnehmen der Abwärme oder Verlustleistung des Ladegeräts 16.
  • Ein Motor-Kühlkreislauf 22 dient dem Abführen von Wärme eines Verbrennungsmotors 24 des Hybridfahrzeugs. Mit dem Motor-Kühlkreislauf 22 ist ein Heizkreislauf 26 gekoppelt, welcher einen Heizungswärmetauscher 28 zum Beheizen eines Fahrgastraums des Hybridfahrzeugs aufweist. Im verbrennungsmotorischen Fahrbetrieb wird Abwärme des Verbrennungsmotors 24 über einen weiteren luftgekühlten Kühler 30 und/oder über den Heizungswärmetauscher 28 abgeführt.
  • Eine erste Verbindungsleitung 32 ermöglicht es, im Ladebetrieb den Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 und den Motor-Kühlkreislauf 22 so miteinander zu koppeln, dass erwärmtes Kühlmittel aus dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 in den Motor-Kühlkreislauf 22 übertreten kann. Hierfür wird ein Ventil 33 geöffnet, welches in dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 angeordnet ist. Dann dienen die in dem Motor-Kühlkreislauf 22 und/oder in dem Heizkreislauf 26 angeordneten fahrzeugseitigen Verbraucher als Wärmesenken zum Abführen der Verlustleistung des Ladegeräts 16 und/oder der Hochvoltbatterie 14.
  • In dem Motor-Kühlkreislauf 22 befindet sich ein Absperrventil 34. Wird das Absperrventil 34 geschlossen, so kann das die Abwärme der Hochvoltbatterie 14 und des Ladegeräts 16 abführende Kühlmittel lediglich in den Heizkreislauf 26 eingebracht werden. Dort dient das Kühlmittel dann dem Vorwärmen der Luft im Fahrgastraum des Hybridfahrzeugs über den Heizungswärmetauscher 28.
  • Der Heizkreislauf 26 weist, insbesondere für den Fahrbetrieb, einen elektrischen Zuheizer 36 auf, welcher als PTC-Heizelement ausgebildet sein kann. Wenn der Fahrgastraum lediglich mittels des elektrischen Zuheizers 36 beheizt werden soll, kann ein Ventil 38 in eine Stellung verbracht werden, in welcher nach dem Verlassen des Zuheizers 36 das Kühlmittel direkt wieder dem Heizungswärmetauscher 28 zuströmt. Das Ventil 38 kann jedoch auch in eine Stellung verbracht werden, in welcher das Kühlmittel einer Rückführleitung 40 zum Verbrennungsmotor 24 zugeführt wird. In der Rückführleitung 40 ist eine – beispielsweise elektrisch betriebene – Heizungspumpe 42 angeordnet.
  • Von der Rückführleitung 40 zweigt an einem Ventil 44 eine weitere Verbindungsleitung 46 ab, über welche Kühlmittel aus dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 wieder in diesen rückgeführt werden kann, nachdem in dem Motor-Kühlkreislauf 22 und/oder in dem Heizkreislauf 26 eine Wärmeabgabe erfolgte. In dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 sind des Weiteren ein Ausgleichsbehälter 48 und eine Kühlmittelpumpe 50 angeordnet.
  • Wenn im Ladebetrieb die Verlustleistung der Hochvoltbatterie 14 und des Ladegeräts 16 über das erwärmte Kühlmittel, welches die Verbindungsleitung 32 durchströmt, in den Motor-Kühlkreislauf 22 eingebracht wird, kann durch Öffnen des Absperrventils 34 eine Wärmeabgabe an den Verbrennungsmotor 24 erfolgen. Durch Schließen des Ventils 38 kann hierbei zudem ein Durchströmen des Heizkreislaufs 26 unterbunden werden. Das sich in dem Motor-Kühlkreislauf 22 befindende Kühlmittel kann optional ergänzend oder zusätzlich zum Erwärmen von Waschwasser einer (nicht gezeigten) Scheibenwaschanlage des Hybridfahrzeugs genutzt werden.
  • Das vom Verbrennungsmotor 24 kommende Kühlmittel strömt, nachdem es an den Verbrennungsmotor 24 Wärme abgegeben hat, einem Leitungsstrang 52 zu, in welchem ein Ventil, vorliegend ein Dreiteller-Thermostatventil 54, angeordnet ist.
  • Durch Ansteuern des Dreiteller-Thermostatventils 54 kann bewirkt werden, dass das im Ladebetrieb erwärmte Kühlmittel zusätzlich einem Motorölkühler 56 zugeführt wird, wo es für ein Erwärmen des Motoröls sorgt. Nach der Wärmeabgabe an den Verbrennungsmotor 24 und/oder den Motorölkühler 56 kann das nun abgekühlte Kühlmittel über die Verbindungsleitung 46 wieder in den Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 rückgeführt werden. Für das Fördern des Kühlmittels in dem Motor-Kühlkreislauf 22 ist eine Kühlwasserpumpe 58 vorgesehen. Die Heizungspumpe 42 kann entweder so ausgebildet sein, dass sie in beide Richtungen durchströmbar ist und/oder so, dass sie ihre Förderrichtung ändern kann, um ein Rückführen des Kühlmittels in den Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 zu ermöglichen.
  • Von der Kühlanordnung 10 sind in der Figur des Weiteren Anschlussleitungen 60, 62 gezeigt, welche zu einem Ausgleichsbehälter 64 des Motor-Kühlkreislaufs 22 führen. In dem Ausgleichsbehälter 64 kann ein Trocknungsmittel, etwa Silikagel 66, angeordnet sein. Von den mit dem Kühler 30 in Verbindung stehenden Anschlussleitungen 60, 62 kann die Anschlussleitung 60 mit einem Rückschlagventil 68 versehen sein.
  • Die Kühlanordnung 10 kann einen weiteren (vorliegend nicht gezeigten) Kühlkreislauf, insbesondere Niedertemperatur-Kühlkreislauf, umfassen, welcher im Fahrbetrieb des Hybridfahrzeugs auf einem Temperaturniveau betrieben wird, welches von den (insbesondere jeweils unterschiedlichen) Temperaturniveaus des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 12 und des Motor-Kühlkreislaufs 22 verschieden ist. Dieser zweite Niedertemperatur-Kühlkreislauf kann zum Abführen der Verlustleistung des elektrischen Antriebsaggregats des Hybridfahrzeugs und/oder einer Leistungselektronik dienen. Die Leistungselektronik kann einen Spannungswandler und/oder einen Umrichter für das elektrische Antriebsaggregat umfassen. Des Weiteren kann der zweite Niedertemperatur-Kühlkreislauf zum Kühlen von Getriebeöl über einen Getriebeölwärmetauscher und/oder zum Kühlen von Ladeluft über einen Ladeluftwärmetauscher herangezogen werden.
  • Wenn im Ladebetrieb des Hybridfahrzeugs über den Spannungswandler Niedrigvoltspannung in ein Niedrigvolt-Bordnetz des Hybridfahrzeugs eingespeist wird, kann auch die Abwärme des Spannungswandlers dazu benutzt werden, zu erwärmende Komponenten, insbesondere den Verbrennungsmotor 24 und/oder den Fahrgastraum vorzuwärmen. Hierfür kann auch dieser zweite Niedertemperatur-Kühlkreislauf über (nicht gezeigte) Verbindungsleitungen mit dem Motor-Kühlkreislauf 22 und/oder mit dem Niedertemperatur-Kühlkreislauf 12 koppelbar sein. Ebenso kann auf diese Weise Abwärme des Umrichters für das elektrische Antriebsaggregat einem der fahrzeugseitigen Verbraucher zugeführt werden.
  • Während also die unterschiedlichen Kühlkreisläufe 12, 22 im Fahrbetrieb in der Regel entkoppelt sind, um in den einzelnen Kühlkreisläufen 12, 22 unterschiedliche Temperaturniveaus einzustellen, ermöglicht das fluidische Koppeln der Kühlkreisläufe 12, 22 (sowie gegebenenfalls das Koppeln mit dem zweiten Niedertemperatur-Kühlkreislauf) ein besonders energieeffizientes Vorwärmen fahrzeugseitiger Verbraucher. Insbesondere das Vorwärmen des Verbrennungsmotors 24 führt zu einer verkürzten Warmlaufphase und zu einem reduzierten Verschleiß desselben beim Starten. Das Vorwärmen eines (nicht gezeigten) Getriebes verringert dessen Schleppverluste und sorgt für einen hohen Wirkungsgrad des Getriebes.
  • Die beim reinen Ladebetrieb, welcher beispielsweise drei bis vier Stunden dauern kann, zur Verfügung stehende Verlustleistung zum Vorwärmen kann bei 300 bis 400 Watt liegen. Wenn jedoch über den Spannungswandler Niedrigvoltspannung in eine (nicht gezeigte) Niedrigvoltbatterie eingespeist und/oder im Niedrigvolt-Bordnetz angeordnete Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden, kann die Verlustleistung beim Laden auf mehr als 1 KW steigen. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn zum Vorklimatisieren im Stand eine Klimaanlage des Hybridfahrzeugs in Betrieb genommen und/oder eine Sitzheizung mit Strom versorgt wird. Das Vorklimatisieren kann während einer Dauer von rund 30 Minuten erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kühlanordnung
    12
    Niedertemperatur-Kühlkreislauf
    14
    Hochvoltbatterie
    16
    Ladegerät
    18
    Kühler
    20
    Wärmetauscher
    22
    Motor-Kühlkreislauf
    24
    Verbrennungsmotor
    26
    Heizkreislauf
    28
    Heizungswärmetauscher
    30
    Kühler
    32
    Verbindungsleitung
    33
    Ventil
    34
    Absperrventil
    36
    Zuheizer
    38
    Ventil
    40
    Rückführleitung
    42
    Heizungspumpe
    44
    Ventil
    46
    Verbindungsleitung
    48
    Ausgleichsbehälter
    50
    Kühlmittelpumpe
    52
    Leitungsstrang
    54
    Dreiteller-Thermostatventil
    56
    Motorölkühler
    58
    Kühlwasserpumpe
    60
    Anschlussleitung
    62
    Anschlussleitung
    64
    Ausgleichsbehälter
    66
    Silikagel
    68
    Rückschlagventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008021424 A1 [0002]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb, bei welchem elektrischer Strom in einen elektrischen Energiespeicher (14) des Fahrzeugs eingebracht wird, und bei welchem ein Kühlmittel in wenigstens einem Kühlkreislauf (12) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kühlmittel Abwärme wenigstens einer beim Laden des elektrischen Energiespeichers (14) mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtung (14, 16) eingebracht wird, wobei wenigstens ein fahrzeugseitiger Verbraucher (14, 24, 28, 56) mit dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kühlkreislauf (22) mit dem wenigstens einen Kühlkreislauf (12) gekoppelt wird, in welchen die Abwärme der wenigstens einen Einrichtung (14, 16) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Abwärme erwärmte Kühlmittel als fahrzeugseitigem Verbraucher – wenigstens einer Komponente (24) eines verbrennungsmotorischen Antriebs des Fahrzeugs und/oder – dem elektrischen Energiespeicher (14) und/oder – einem Heizungswärmetauschers (28) zum Beheizen eines Fahrgastraums des Fahrzeugs zugeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente des verbrennungsmotorischen Antriebs des Fahrzeugs – eine Verbrennungskraftmaschine (24) und/oder – ein Ölkühler, insbesondere Motorölkühler (56) und/oder Getriebeölkühler, und/oder – eine Abgasbehandlungseinrichtung mit dem durch die Abwärme erwärmten Kühlmittel beaufschlagt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kühlmittel Abwärme eines Ladegeräts (16) zum Laden des elektrischen Energiespeichers (14) eingebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kühlmittel Abwärme zumindest eines, insbesondere zum Einspeisen von elektrischer Energie in ein Bordnetz ausgelegten, Spannungswandlers des Fahrzeugs eingebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel zum Erwärmen von Waschwasser einer Scheibenwaschanlage des Fahrzeugs genutzt wird.
  8. Kühlanordnung für ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb, bei welcher elektrischer Strom in einen elektrischen Energiespeicher (14) des Fahrzeugs einbringbar ist, und bei welcher ein Kühlmittel in wenigstens einem Kühlkreislauf (12, 22) erwärmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kühlmittel Abwärme wenigstens einer beim Laden des elektrischen Energiespeichers (14) mit elektrischer Energie beaufschlagten Einrichtung (14, 16) einbringbar ist, wobei wenigstens ein fahrzeugseitiger Verbraucher (14, 24, 28, 56) mit dem erwärmten Kühlmittel beaufschlagbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018038662A1 (en) * 2016-08-23 2018-03-01 Scania Cv Ab A cooling system for an electric power unit in a vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008021424A1 (de) 2007-05-03 2008-11-13 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Betreiben eines anschließbaren hybrid-elektrischen Fahrzeugs

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008021424A1 (de) 2007-05-03 2008-11-13 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren zum Betreiben eines anschließbaren hybrid-elektrischen Fahrzeugs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018038662A1 (en) * 2016-08-23 2018-03-01 Scania Cv Ab A cooling system for an electric power unit in a vehicle

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