DE102010060230A1 - Temperiersystem für eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, Verfahren zum Betreiben eines derartigen Temperiersystems und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Temperiersystem - Google Patents

Temperiersystem für eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, Verfahren zum Betreiben eines derartigen Temperiersystems und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Temperiersystem Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Temperiersystem (1) für eine Antriebsvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges (3), mit: einem ersten Temperierkreislauf (12), welcher mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (4) der Antriebsvorrichtung (2) gekoppelt ist; einem von dem ersten Temperierkreislauf (12) getrennten zweiten Temperierkreislauf (18), welcher mit einem elektrischen Energiespeicher (6) der Antriebsvorrichtung (2) gekoppelt ist; und einem Wärmetauscher (15) zum wahlweisen Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem zweiten Temperierkreislauf (18). Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Temperiersystems (1) für eine Antriebsvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges (3), wobei das Temperiersystem (1) einen ersten mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (4) gekoppelten Temperierkreislauf (12) und einen von dem ersten Temperierkreislauf (12) getrennten, zweiten mit einem elektrischen Energiespeicher (6) gekoppelten Temperierkreislauf (18) aufweist, mit folgendem Verfahrenschritt: wahlweises Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem zweiten Temperierkreislauf (18) mittels eines Wärmetauschers (15), derart, dass dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem zweiten Temperierkreislauf (18) Wärme entzogen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft noch ferner ein Kraftfahrzeug (3) mit einem derartigen Temperiersystem (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Temperiersystem für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Temperiersystems und auf ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Temperiersystem.
  • Obwohl auf beliebige Fahrzeuge anwendbar, wird die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf ein Personenkraftfahrzeug näher erläutert.
  • Bei Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen ist die von einer elektrischen Antriebseinrichtung und einem der elektrischen Antriebseinrichtung zugeordneten elektrischen Energiespeicher abgebbare Leistung stark abhängig von der Temperatur dieser Komponenten. Die elektrische Antriebseinrichtung weist bei einer möglichst tiefen Temperatur die beste Leistungsentfaltung auf und der elektrische Energiespeicher vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 37°C. Zur optimalen Leistungsentfaltung der elektrischen Antriebseinrichtung und des elektrischen Energiespeichers ist eine Temperierung dieser Bauelemente erforderlich.
  • Die DE 601 22 992 D2 beschreibt eine Kühleinrichtung für ein eine Wärmekraftmaschine und mindestens einen Elektromotor umfassendes Hybridfahrzeug. Die Kühleinrichtung umfasst ein Kühlmittel zur Kühlung der Wärmekraftmaschine und des Elektromotors, einen Kühler mit mehreren Kühlkanälen zur Kühlung des Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit einem Luftstrom, eine erste Leitung zwischen dem Kühler und der Wärmekraftmaschine in Strömungsrichtung des Kühlmittels und eine zweite Leitung zwischen der Wärmekraftmaschine und dem Kühler in Strömungsrichtung des Kühlmittels. Ferner weist die Kühleinrichtung eine Abzweigleitung auf, welche einen ersten, mit der ersten Leitung verbundenen Zweig und einen zweiten, mit einer Leitung stromaufwärts der Wärmekraftmaschine verbundenen Zweig umfasst, wobei die Abzweigleitung dazu geeignet ist, den Elektromotor zu kühlen, und wobei der erste Zweig über eine elektronische Leistungseinheit und den Elektromotor geführt wird.
  • Die US 6,450,275 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Komponenten eines Hybridfahrzeuges. Die Vorrichtung dient zum Kühlen von elektrischen Hybridkomponenten wie beispielsweise einem Wechselstromsystem, einer Brennkraftmaschine, einer elektrischen Antriebseinheit mit den zugehörigen Aggregaten, wie beispielsweise einem Gleichstrom-Gleichstrom-Konverter, einem Generator und einem Antriebsmotor. Die Kühlung dieser Komponenten wird mittels eines Kühlsystems durchgeführt, welches Kühlkreise, Kühler, Ventilatoren, Pumpen, einen Klimaanlagenkompressor und eine Steuereinrichtung aufweist. Die Pumpen bewegen das Fluid durch die Kühlkreise, wobei das Fluid von den Komponenten Wärme aufnimmt, welche mittels der Kühler unter Beteiligung des Luftstroms des Ventilators abgeführt wird. Die Steuereinrichtung kontrolliert die Temperatur der Komponenten, indem die aktuelle Komponententemperatur oder die entsprechende Kühlmitteltemperatur gemessen und mit einem Messwert eines Sensor verglichen wird, um erforderlichenfalls den Ventilator einzuschalten. Mittels einer Geschwindigkeitskontrolle der Ventilatorgeschwindigkeit regelt die Steuereinrichtung den Luftstrom über den Kühler und den Luftkondensator um die Kühlmitteltemperatur und somit die Temperatur der Komponenten in vorbestimmten Grenzen zu halten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Temperiersystem zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Temperiersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Demgemäß ist ein Temperiersystem für eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, mit: einem ersten Temperierkreislauf, welcher mit einer elektrischen Antriebseinrichtung der Antriebsvorrichtung gekoppelt ist; einem von dem ersten Temperierkreislauf getrennten zweiten Temperierkreislauf, welcher mit einem elektrischen Energiespeicher der Arbeitsvorrichtung gekoppelt ist; und einem Wärmetauscher zum wahlweisen Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf und dem zweiten Temperierkreislauf.
  • Ferner ist ein Verfahren zum Betreiben eines Temperiersystems für eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, wobei das Temperiersystem einen ersten mit einer elektrischen Antriebseinrichtung gekoppelten Temperierkreislauf und einen von dem ersten Temperierkreislauf getrennten, zweiten mit einem elektrischen Energiespeicher gekoppelten Temperierkreislauf aufweist, mit folgendem Verfahrensschritt: wahlweises Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf und dem zweiten Temperierkreislauf mittels eines Wärmetauschers, derart, dass dem ersten Temperierkreislauf oder dem zweiten Temperierkreislauf Wärme entzogen wird.
  • Hierdurch ist es möglich, Wärme aus dem ersten Temperierkreislauf auf den zweiten Temperierkreislauf und umgekehrt zu übertragen, um nach Bedarf die elektrische Antriebseinrichtung zu kühlen und/oder den elektrischen Energiespeicher auf eine optimale Betriebstemperatur zu temperieren.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Temperiersystems und des im Patentanspruch 10 angegebenen Verfahrens.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Temperiersystem einen dritten Temperierkreislauf zum Temperieren eines Innenraums des Kraftfahrzeuges auf, wobei der Wärmetauscher zum wahlweisen Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf und dem zweiten Temperierkreislauf, dem ersten Temperierkreislauf und dem dritten Temperierkreislauf, dem zweiten Temperierkreislauf und dem dritten Temperierkreislauf und/oder dem ersten Temperierkreislauf, dem zweiten Temperierkreislauf und dem dritten Temperierkreislauf ausgebildet ist. Hierdurch ist mittels des dritten Temperierkreislaufes sowohl aus dem ersten Temperierkreislauf als auch aus dem zweiten Temperierkreislauf Wärme entziehbar, wodurch diese Temperierkreisläufe weiter heruntergekühlt werden können. Dies erweitert den Einsatzbereich des Temperiersystems.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der dritte Temperierkreislauf einen elektrischen Klimakompressor auf. Hierdurch ist der dritte Temperierkreislauf mittels des elektrischen Klimakompressors beliebig kühlbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Temperierkreisläufe jeweils Schaltventile zum schaltbaren Zuleiten eines Temperierfluides zu dem Wärmetauscher auf. Hierdurch ist die wahlweise Übertragung von Wärme zwischen den Temperierkreisläufen mit technisch einfachen Mitteln schaltbar ausgebildet.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Temperiersystem eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Schaltventile auf, wodurch eine automatisierte und komfortable Ansteuerung der Schaltventile möglich ist. Dies vereinfacht die Anwendung des Temperiersystems.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die elektrische Antriebseinrichtung eine mit dem ersten Temperierkreislauf gekoppelte Elektromaschine und eine mit dem ersten Temperierkreislauf gekoppelte Leistungselektronik, insbesondere einen Pulswechselrichter, auf. Hierdurch ist sowohl die Elektromaschine als auch die ihr zugeordnete Leistungselektronik vorteilhaft temperierbar. Dies erhöht die aus der Antriebseinrichtung entnehmbare elektrische Leistung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Temperiersystem eine Heizeinrichtung, insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung, zum Aufheizen des elektrischen Energiespeichers auf. Hierdurch ist der elektrische Energiespeicher unabhängig von dem ersten und dem zweiten Temperierkreislauf schnell auf eine optimale Betriebstemperatur aufheizbar.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Temperierkreislauf und/oder der zweite Temperierkreislauf jeweils einen Kühler, insbesondere einen Luftkühler, auf. Hierdurch ist vorteilhaft die von dem elektrischen Energiespeicher und der elektrischen Antriebseinrichtung abgeführte Wärme an die Umgebung des Kraftfahrzeuges abgebbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der elektrische Energiespeicher als Hochvoltbatterie ausgebildet. Hierdurch ist eine verlustreduzierte Übertragung der elektrischen Energie von dem elektrischen Energiespeicher zu der elektrischen Antriebseinrichtung möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines dritten Temperierkreislaufes dem ersten Temperierkreislauf und/oder dem zweiten Temperierkreislauf Wärme entzogen. Hierdurch ist mittels des dritten Temperierkreislaufes sowohl aus dem ersten Temperierkreislauf als auch aus dem zweiten Temperierkreislauf Wärme entziehbar, wodurch diese Temperierkreisläufe vorteilhaft heruntergekühlt werden können.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Antriebsvorrichtung mittels des weiteren Verfahrensschrittes auf eine maximale Leistungsabgabe vorbereitet. Hierdurch ist beispielsweise eine Konditionierung der Antriebsvorrichtung für einen Rennstart möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird während des weiteren Verfahrensschrittes die elektrische Antriebseinrichtung bis auf eine minimal mögliche Temperatur abgekühlt und der elektrische Energiespeicher wird bis auf eine zum Betreiben des elektrischen Energiespeichers optimale Temperatur temperiert. Hierdurch ist eine optimale Leistungsentfaltung der elektrischen Antriebseinrichtung und des elektrischen Energiespeichers möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der weitere Verfahrensschritt mittels einem Betätigen einer Schalteinrichtung eingeleitet. Hierdurch kann ein Fahrzeugführer beliebig den weiteren Verfahrensschritt einleiten, um beispielsweise einen Rennstart eines Kraftfahrzeuges mit einem derartigen Temperiersystem zu ermöglichen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende schematische Figur der Zeichnung näher erläutert.
  • Die beiliegende Figur zeigt in einer Aufsicht ein Kraftfahrzeug mit einem Temperiersystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Figur illustriert eine bevorzugte Ausführungsform eines Temperiersystems 1 für eine Antriebsvorrichtung 2 eines Kraftfahrzeuges 3. Die Antriebsvorrichtung 2 weist beispielsweise mindestens eine elektrische Antriebseinrichtung 4 zum Antreiben einer Antriebsachse 5, einen elektrischen Energiespeicher 6, insbesondere eine Batterie 6, und eine weitere Antriebsachse 8, welche ebenfalls mittels einer weiteren elektrischen Antriebseinrichtung 7 angetrieben sein kann, auf. Optional kann die Antriebsvorrichtung 2 eine Brennkraftmaschine 9 aufweisen. Mittels der Brennkraftmaschine 9 kann eine der Antriebsachsen 5, 8 oder beide Antriebsachsen 5, 8 angetrieben sein. Die erste und/oder die zweite elektrische Antriebseinrichtung 4, 7 weist jeweils vorzugsweise eine Elektromaschine 10 und eine der Elektromaschine 10 zugeordnete Leistungselektronik 11, insbesondere einen Pulswechselrichter 11, auf. Der elektrische Energiespeicher 6 ist vorzugsweise als Hochvoltbatterie 6 ausgebildet. Die Elektromaschine 10 ist vorzugsweise sowohl zum generatorischen als auch zum elektromotorischen Betrieb ausgebildet. Die Elektromaschine 10 kann mit der Brennkraftmaschine 9 wirkverbunden sein.
  • Das Temperiersystem 1 weist beispielsweise einen ersten Temperierkreislauf 12, welcher der elektrischen Antriebseinrichtung 4 und/oder der weiteren elektrischen Antriebseinrichtung 7 zugeordnet und mit dieser gekoppelt ist, auf. Im Folgenden wird nur auf die erste elektrische Antriebseinrichtung 4 Bezug genommen. Die zweite elektrische Antriebseinrichtung 7 kann ebenfalls mit dem ersten Temperierkreislauf 12 gekoppelt sein oder einen eigenen Temperierkreislauf aufweisen. Insbesondere ist der erste Temperierkreislauf 12 mit der Elektromaschine 10 und mit der Leistungselektronik 11 gekoppelt. Der erste Temperierkreislauf 12 ist vorzugsweise mit einem Temperierfluid, insbesondere mit Kühlwasser, durchströmt. Der erste Temperierkreislauf 12 ist derart mit der Elektromaschine 10 und mit der Leistungselektronik 11 gekoppelt, dass diese mittels des ersten Temperierkreislaufes 12 gekühlt oder beheizt werden. Eine Pumpeinrichtung 13, insbesondere eine elektrische Wasserpumpe 13, des ersten Temperierkreislaufes 12 sorgt für eine Umwälzung des Kühlfluides. Ein Kühler 14, insbesondere ein Luftkühler 14, welcher vorzugsweise in einem Frontbereich 34 des Kraftfahrzeuges 3 angeordnet ist, ermöglicht ein Entziehen von Wärme aus dem ersten Temperierkreislauf 12. Der Kühler 14 ist vorzugsweise als Luft/Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet.
  • Das Temperiersystem 1 weist weiterhin einen Wärmetauscher 15, insbesondere einen dreifach wirkenden Wärmetauscher 15, auf, welcher schaltbar mit dem ersten Temperierkreislauf 12 wirkverbunden ist. Mittels eines Schaltventils 16, insbesondere eines elektrischen Schaltventils 16, des ersten Temperierkreislaufes 12 ist das in dem ersten Temperierkreislauf 12 zirkulierende Kühlfluid durch den Wärmetauscher 15 hindurchleitbar oder mittels einer Bypassleitung 17 bei entsprechender Schaltstellung des Schaltventils 16 an dem Wärmetauscher 15 vorbeileitbar.
  • Das Temperiersystem 1 weist vorzugsweise einen zweiten Temperierkreislauf 18, welcher vorzugsweise dem elektrischen Energiespeicher 6 zugeordnet und mit diesem gekoppelt ist, auf. Der zweite Temperierkreislauf 18 weist vorzugsweise eine Pumpeinrichtung 19, insbesondere eine elektrische Wasserpumpe 19, auf, welche ein Kühlfluid in dem zweiten Temperierkreislauf 18 umwälzt. Mittels des zweiten Temperierkreislaufes 18 wird dem elektrischen Energiespeicher 6 Wärme zugeführt oder entzogen. Der zweite Temperierkreislauf 18 ist vorzugsweise ebenfalls mit dem Kühler 14 wirkverbunden, wobei die Temperierkreislaufe 12, 18 in dem Kühler 14 vorzugsweise voneinander fluidisch getrennt sind. Alternativ kann der zweite Temperierkreislauf 18 einen separaten Kühler 32 aufweisen. Der Kühler 32 ist vorzugsweise als Luft/Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet. Der zweite Temperierkreislauf 18 kann auch ohne Kühler ausgebildet sein. Der zweite Temperierkreislauf 18 ist ferner wahlweise mit dem Wärmetauscher 15 wirkverbunden, wodurch Wärme zwischen den Temperierkreisläufen 12, 18 übertragbar ist. Mittels eines entsprechenden Schaltventils 20, insbesondere eines elektrischen Schaltventils 20, ist das in dem zweiten Temperierkreislauf 18 zirkulierende Temperierfluid wahlweise schaltbar durch den Wärmetauscher 15 hindurchführbar oder mittels einer entsprechenden Bypassleitung 21 an diesem vorbeiführbar.
  • Vorzugsweise weist das Temperiersystem einen dritten Temperierkreislauf 22 auf, welcher dem Temperieren eines Innenraums 23 des Kraftfahrzeuges 3 dient. Vorzugsweise weist der dritte Temperierkreislauf 22 zum Entziehen von Wärme aus dem dritten Temperierkreislauf 22 einen Klimakompressor 24, insbesondere einen elektrischen Klimakompressor 24, auf. Ferner weist der dritte Temperierkreislauf 22 vorzugsweise eine Pumpeinrichtung 25, insbesondere eine elektrische Wasserpumpe 25, und einen Wärmetauscher 33 zum Wärmeaustausch zwischen dem Innenraum 23 und dem dritten Temperierkreislauf 22 auf. Der dritte Temperierkreislauf 22 ist vorzugsweise mit dem Wärmetauscher 15 wahlweise in Wirkverbindung. Mittels eines Schaltventils 26, insbesondere eines elektrischen Schaltventils 26, und einer Bypassleitung 27 ist in dem dritten Temperierkreislauf 22 zirkulierendes Kühlfluid schaltbar durch den Wärmetauscher 15 hindurchführbar oder wahlweise an diesem vorbeiführbar. Die Temperierkreisläufe 12, 18, 22 sind vorzugsweise voneinander fluidisch getrennt.
  • Der Wärmetauscher 15 ist insbesondere zum Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf 12 und dem zweiten Temperierkreislauf 18, zwischen dem ersten Temperierkreislauf 12 und dem dritten Temperierkreislauf 22, zwischen dem zweiten Temperierkreislauf 18 und dem dritten Temperierkreislauf 22 sowie zwischen allen Temperierkreisläufen 12, 18, 22 gleichzeitig ausgebildet.
  • Das Temperiersystem 1 weist weiterhin vorzugsweise eine Steuereinrichtung 28 zum Ansteuern der Schaltventile 16, 20, 26 auf. Ferner weist das Temperiersystem 1 eine Heizeinrichtung 29, insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung 29, zum Aufheizen des elektrischen Energiespeichers 6 auf. Das Temperiersystem 1 weist vorzugsweise einen von einem Fahrzeugführer bedienbaren Schalter 30 zum Bedienen des Temperiersystems 1 und eine Anzeige 31 zum Anzeigen eines Temperierzustandes der Antriebsvorrichtung 2 auf.
  • Die Funktionsweise des Temperiersystems 1 wird im Folgenden erläutert. In einem ersten Betriebszustand des Temperiersystems 1 wird mittels der Kühler 14, 32 und des Wärmetauschers 15 eine aus dem ersten und zweiten Temperierkreislauf 12, 18 entziehbare Wärme maximiert. Das heißt, die elektrische Antriebseinrichtung 4 wird soweit abgekühlt wie mittels des Kühlers 14 und des zweiten Temperierkreislaufes 18 möglich, und die Batterie 6 wird mittels der Abwärme der elektrischen Antriebseinrichtung 4 auf eine zum Betrieb der Batterie 6 optimale Temperatur, beispielsweise 37°C, temperiert. Der erste Temperierkreislauf 12 und der zweite Temperierkreislauf 18 tauschen mittels des Wärmetauschers 15 Wärme derart aus, dass die elektrische Antriebseinrichtung 4 und der elektrische Energiespeicher 6 vorzugsweise eine durch die Kühlleistung der Kühler 14, 32 erreichbare möglichst geringe Temperatur aufweisen. Je nachdem aus welchem Kreislauf 12, 18 Wärme abzuführen ist oder zu welchem Kreislauf 12, 18 Wärme zuzuführen ist, sind die Temperierkreisläufe 12, 18 mittels des Wärmetauschers 15 miteinander gekoppelt oder voneinander entkoppelt. Falls erforderlich kann die Batterie 6 mittels des Kühlers 32 gekühlt werden oder mittels der Abwärme der elektrischen Antriebseinrichtung 4 erwärmt werden. In dem ersten Betriebszustand des Temperiersystems 1 ist das Schaltventil 26 des dritten Temperierkreislaufes 22 vorzugsweise derart geschaltet, dass der dritte Temperierkreislauf 22 von dem Wärmetauscher 15 abgekoppelt ist. Der dritte Temperierkreislauf 22 dient in diesem Betriebszustand lediglich der Temperierung des Innenraums 23 des Kraftfahrzeuges 3. Eine Kühlleistung des Klimakompressors 24 wird lediglich zur Klimatisierung des Innenraums 23 eingesetzt. Die Temperatur des Innenraums 23 kann von dem Fahrzeugführer beliebig eingestellt werden. Das Schalten der Schaltventile 16, 20 zum gesteuerten Wärmeaustausch zwischen den Temperierkreisläufen 12, 18 erfolgt vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung 28 unbemerkt von dem Fahrzeugführer.
  • Mittels einem Betätigen des Schalters 30 wird das Temperiersystem 1 in einen zweiten Betriebszustand, in eine sogenannte Rennstartkonditionierung, geschaltet. In dem zweiten Betriebszustand wird der dritte Temperierkreislauf 22 mit dem Wärmetauscher 15 gekoppelt. Es ist somit ein Wärmeaustausch zwischen dem dritten Temperierkreislauf 22 und dem ersten und/oder dem zweiten Temperierkreislauf 12, 18 sowie zwischen dem ersten und dem zweiten Temperierkreislauf 12, 18 möglich. Die Antriebsvorrichtung 2 wird in dem zweiten Betriebszustand in einen Zustand gebracht, indem sie eine maximale elektrische Leistung bereitstellen kann. In den zweiten Betriebszustand wird das Temperiersystem 1 vorzugsweise dann geschaltet, wenn das Kraftfahrzeug 3 mit einem stationären Stromnetz verbunden ist. Weiterhin kann das Temperiersystem 1 in dem Fall, dass das Kraftfahrzeug 3 als Hybridfahrzeug ausgebildet ist und die laufende Brennkraftmaschine 9 mittels einem generatorischen Betrieb einer Elektromaschine elektrischen Strom erzeugt, in den zweiten Betriebszustand geschaltet werden, beispielsweise bei einer Standphase des Kraftfahrzeuges 3 an einer Ampel. Der elektrische Klimakompressor 24 wird vorzugsweise mittels der von außen zugeführten oder der von der Brennkraftmaschine 9 erzeugten elektrischen Energie betrieben.
  • Mittels des Klimakompressors 24 des dritten Temperierkreislaufes 22 und des Wärmetauschers 15 wird der erste Temperierkreislauf 12 auf eine möglichst geringe Temperatur gebracht. Insbesondere auf eine Temperatur an der Elektromaschine 10 von etwa 140° und von etwa 70° an der Leistungselektronik 11. Vorzugsweise wird die Elektromaschine 10 nicht so weit abgekühlt wie die ihr zugeordnete Leistungselektronik 11, um die Laufeigenschaften eines mit der Elektromaschine 10 wirkverbundenen Getriebes nicht zu verschlechtern. Der zweite Temperierkreislauf 18 wird vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 37° gebracht, da bei dieser Temperatur der elektrische Energiespeicher 6 die beste Leistungsentfaltung zeigt. Insbesondere wird die Batterie 6 auf eine Temperatur gebracht, welche etwas unter der „Wohlfühltemperatur” der Batterie 6 von etwa 37°C liegt, da die Batterie 6 sich unter Last erwärmt. Zum Erreichen der gewünschten Temperatur des zweiten Temperierkreislaufes 18 wird vorzugsweise Abwärme des ersten Temperierkreislaufes 12 auf den zweiten Temperierkreislauf 18 übertragen oder der elektrische Energiespeicher 6 wird mittels der optionalen Heizeinrichtung 29 auf die gewünschte Temperatur gebracht. Ist die Temperatur der. Batterie 6 zu hoch, so wird dem zweiten Temperierkreislauf 18 mittels des Kühlers 32 und/oder mittels des dritten Temperierkreislaufes 22 Wärme entzogen. Die elektrische Antriebseinrichtung 4 kann nach einem Abkühlen auf eine entsprechend niedrige Temperatur für einen gewissen Zeitraum überlastet werden und so deutlich mehr Antriebsleistung als in einem warmen Zustand zur Verfügung stellen.
  • Mittels der Anzeige 31 wird dem Fahrzeugführer insbesondere visualisiert, für welchen Zeitraum die elektrische Antriebseinrichtung 4 und die Batterie 6 mit maximaler elektrischer Leistung, das heißt unter Überlast, betrieben werden können. Diese Dauer hängt ab von der Tiefe der Temperatur, das heißt der Abkühlung im ersten Temperierkreislauf 12. Je geringer die Temperatur im ersten Temperierkreislauf 12 ist, desto länger ist ein Überlastbetrieb der elektrischen Antriebseinrichtung 4 möglich. Der Fahrzeugführer kann so entscheiden, ob die aktuell mögliche Dauer des Überlastbetriebs ausreicht oder ob er weiter herunterkühlen möchte. Nach dem Abkühlen der elektrischen Antriebseinrichtung 4 kann diese gezielt überlastet werden und weist somit eine höhere Leistungsabgabe als in einem warmen Betriebszustand auf.
  • 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 60122992 D2 [0004]
    • US 6450275 B1 [0005]

Claims (15)

  1. Temperiersystem (1) für eine Antriebsvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges (3), mit: einem ersten Temperierkreislauf (12), welcher mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (4) der Antriebsvorrichtung (2) gekoppelt ist; einem von dem ersten Temperierkreislauf (12) getrennten zweiten Temperierkreislauf (18), welcher mit einem elektrischen Energiespeicher (6) der Antriebsvorrichtung (2) gekoppelt ist; und einem Wärmetauscher (15) zum wahlweisen Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem zweiten Temperierkreislauf (18).
  2. Temperiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersystem (1) einen dritten Temperierkreislauf (22) zum Temperieren eines Innenraums (23) des Kraftfahrzeuges (3) aufweist, wobei der Wärmetauscher (15) zum wahlweisen Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem zweiten Temperierkreislauf (18), dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem dritten Temperierkreislauf (22), dem zweiten Temperierkreislauf (18) und dem dritten Temperierkreislauf (22) und/oder dem ersten Temperierkreislauf (12), dem zweiten Temperierkreislauf (18) und dem dritten Temperierkreislauf (22) ausgebildet ist.
  3. Temperiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Temperierkreislauf (22) einen elektrischen Klimakompressor (24) aufweist.
  4. Temperiersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkreisläufe (12, 18, 22) jeweils Schaltventile (16, 20, 26) zum schaltbaren Zuleiten eines Temperierfluides zu dem Wärmetauscher (15) aufweisen.
  5. Temperiersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersystem (1) eine Steuereinrichtung (28) zum Ansteuern der Schaltventile (16, 20, 26) aufweist.
  6. Temperiersystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Antriebseinrichtung (4) eine mit dem ersten Temperierkreislauf (12) gekoppelte Elektromaschine (10) und eine mit dem ersten Temperierkreislauf (12) gekoppelte Leistungselektronik (11), insbesondere einen Pulswechselrichter (11), aufweist.
  7. Temperiersystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiersystem (1) eine Heizeinrichtung (29), insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung (29), zum Aufheizen des elektrischen Energiespeichers (6) aufweist.
  8. Temperiersystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperierkreislauf (12) und/oder der zweite Temperierkreislauf (18) jeweils einen Kühler (14, 32), insbesondere einen Luftkühler (14, 32), aufweisen.
  9. Temperiersystem nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher (6) als Hochvoltbatterie (6) ausgebildet ist.
  10. Verfahren zum Betreiben eines Temperiersystems (1) für eine Antriebsvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeuges (3), wobei das Temperiersystem (1) einen ersten mit einer elektrischen Antriebseinrichtung (4) gekoppelten Temperierkreislauf (12) und einen von dem ersten Temperierkreislauf (12) getrennten, zweiten mit einem elektrischen Energiespeicher (6) gekoppelten Temperierkreislauf (18) aufweist, mit folgendem Verfahrenschritt: wahlweises Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf (12) und dem zweiten Temperierkreislauf (18) mittels eines Wärmetauschers (15), derart, dass dem ersten Temperierkreislauf (12) oder dem zweiten Temperierkreislauf (18) Wärme entzogen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines dritten Temperierkreislaufes (22) dem ersten Temperierkreislauf (12) und/oder dem zweiten Temperierkreislauf (18) Wärme entzogen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (2) mittels des weiteren Verfahrenschrittes auf eine maximale Leistungsabgabe vorbereitet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des weiteren Verfahrensschrittes die elektrische Antriebseinrichtung (4) bis auf eine minimal mögliche Temperatur abgekühlt und der elektrische Energiespeicher (6) bis auf eine zum Betreiben des elektrischen Energiespeichers (6) optimale Temperatur temperiert wird.
  14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Verfahrensschritt mittels einem Betätigen einer Schalteinrichtung (30) eingeleitet wird.
  15. Kraftfahrzeug (3) mit einem Temperiersystem (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9.
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