EP2512852A1 - Hybrid-kraftfahrzeug mit zwei kühlkreisen - Google Patents

Hybrid-kraftfahrzeug mit zwei kühlkreisen

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EP2512852A1
EP2512852A1 EP10785026A EP10785026A EP2512852A1 EP 2512852 A1 EP2512852 A1 EP 2512852A1 EP 10785026 A EP10785026 A EP 10785026A EP 10785026 A EP10785026 A EP 10785026A EP 2512852 A1 EP2512852 A1 EP 2512852A1
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EP
European Patent Office
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temperature
cooling circuit
low
temperature cooling
hybrid drive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10785026A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Max Bachmann
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a at least one transmission and a hybrid drive comprehensive motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the main components of a drive train of a motor vehicle are a drive unit and a transmission.
  • a gearbox converts torques and speeds and thus converts the tractive power of the drive unit.
  • the present invention relates to a motor vehicle whose drive train comprises at least one transmission and a drive unit as a hybrid drive with an internal combustion engine and with an electric machine.
  • FIG. 1 shows a highly schematic block diagram of a motor vehicle having a hybrid drive comprising an internal combustion engine 1 and an electric machine 2, with a transmission 3 and an output 4, wherein between the internal combustion engine 1 and the electric machine 2 of the hybrid drive in the example of FIG a clutch 5 is connected.
  • a clutch 5 In purely electromotive driving the clutch 5 is open and the engine 1 is decoupled from the output 4.
  • the clutch 5 In a hybrid drive, the clutch 5 is closed and the engine 1 is coupled to the output 4. This structure is also called a parallel hybrid.
  • the electric machine 2 of the hybrid drive is assigned an electrical energy store 6. Then, when the electric machine 2 is operated as a generator, the electric energy storage 6 can be charged by means of the electric machine 2. On the other hand, when the electric machine 2 is operated by a motor, the energy stored in the electrical energy store 6 serves to drive the electric machine 2. Power electronics 7 serve to control or regulate the electrical energy store 6 and / or the electric machine 2.
  • the internal combustion engine 1 can be cooled by means of a cooler 8, which is part of a high-temperature cooling circuit 9 shown in dotted lines in FIG. 1.
  • the radiator 8 is associated with a fan 10, by means of which the temperature of the radiator 8 and the internal combustion engine 1 flowing through the cooling medium air can be passed through the radiator 8.
  • the internal combustion engine 1 can be effectively cooled, the cooling of the power electronics, the electrical energy store and / or the electric machine according to need is difficult.
  • thermodynamic primary circuit for cooling an electrical energy storage of a hybrid drive of a motor vehicle
  • thermodynamic secondary circuit wherein a commercial air conditioning provides the thermodynamic primary circuit
  • a cooler which is connected in parallel to the evaporator of the commercial air conditioning system, both in the thermodynamic primary circuit and in the thermodynamic secondary circuit, which is the cooling of the electrical energy storage of the hybrid drive is integrated.
  • the present invention is based on the problem of creating a novel motor vehicle.
  • This problem is solved by a motor vehicle according to claim 1.
  • the energy store of the hybrid drive and the power electronics of the hybrid drive are temperature-dependent cooled via the second radiator and thus the first low-temperature cooling circuit or via the refrigeration system and thus the second low-temperature cooling circuit.
  • the electrical energy storage and optionally the electric machine of a hybrid drive is possible.
  • the electric energy storage of the hybrid drive and the power electronics thereof are preferably switched independently of each other when exceeding different limit temperatures of the coolant flowing through the second radiator for cooling the same via the refrigeration system to the second low-temperature circuit.
  • FIG. 1 shows an exemplary powertrain diagram of a motor vehicle with a hybrid drive according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a detail of a motor vehicle according to the invention according to a first embodiment of the invention
  • 3 shows a detail of a motor vehicle according to the invention according to a second embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows details of a motor vehicle according to the invention according to a first embodiment of the invention, namely those details which relate to the cooling of the electrical energy storage device 6, the power electronics 7 and optionally the electric machine 2 of the hub drive.
  • the power electronics 7 comprises a not shown in detail to be cooled inverter and a voltage converter to be cooled.
  • the motor vehicle comprises, in addition to the first radiator 8 of the high-temperature cooling circuit 9, a second radiator 11 and a refrigeration system 12, the second radiator 11 being associated with a first low-temperature cooling circuit 13 and the refrigeration system 12 being associated with a second low-temperature cooling circuit 14.
  • the refrigeration system 14 comprises an evaporator 16, a compressor 17, a condenser 18 and an expansion valve 19.
  • the second condenser 11 and the condenser 18 are assigned a common fan 15.
  • the first low-temperature circuit 13 and the second low-temperature circuit 14 are each a pump 20 and 21 and a respective temperature sensor 22 and 23 assigned.
  • coolant can be pumped or conveyed through this first low-temperature cooling circuit 13, the temperature of the coolant flowing through the second cooler 11 being used with the aid of the temperature sensor 22 assigned to the second cooler 11 of the first low-temperature cooling circuit 13 can be detected metrologically.
  • the pump 21 of the second low-temperature cooling circuit 14 is used for the movement of coolant through the second low-temperature cooling circuit 14, wherein by means of the temperature sensor 23, as seen in the flow direction of the second low-temperature cooling circuit 14 coolant is positioned between the evaporator 1 6 and the pump 21, the temperature of the the evaporator 1 6 leaving coolant can be detected metrologically.
  • both the electric energy storage 6 of the hybrid drive and the power electronics 7 of the hybrid drive is temperature-dependent cooled or cooled via the second radiator 1 1 of the first low-temperature cooling circuit 13 or the refrigeration system 14 of the second low-temperature cooling circuit 12, wherein the electrical energy storage 6 of the hybrid drive and the power electronics 7 of the same independently when exceeding different limit temperatures of the second radiator 1 1 flowing coolant for cooling via the refrigeration system 12 to the second low-temperature circuit 14 are switched on.
  • the valve 24 is a 2/2-way valve and the valve 25 is a 3/2-way valve.
  • the pump 21 of the second low-temperature cooling circuit 14 transfers the valve 24 in its second switching position, so then the electrical energy storage 6 of the hybrid drive is decoupled from the first low-temperature cooling circuit 13 and coupled to the second low-temperature cooling circuit 14.
  • the valve 25 remains in its switching position shown in Fig. 1, so that the power electronics 7 remains coupled to the first low-temperature cooling circuit 13.
  • both the electrical energy storage 6 and the power electronics 7 are the second low-temperature cooling circuit 14, so then both the electrical energy storage 6 and the Power electronics 7 are cooled via the refrigeration system 12 of the second low-temperature cooling circuit 14.
  • the control device also transfers the temperature-dependent controlled valve 25 in its second switching position, so that then the power electronics 7 is decoupled from the first low-temperature cooling circuit 13 and coupled to the second low-temperature cooling circuit 14.
  • the control of the two valves 24 and 25 and the pumps 20 and 21 is carried out, as already stated, using the control device, not shown, at least the temperature of the second cooler 1 1 of the first low-temperature cooling circuit 13 by means of the temperature sensor 22 measured temperature supplied by the coolant becomes.
  • the control device not shown, the electric energy storage 6 and the power electronics 7 for cooling the same to the second low-temperature cooling circuit 14, namely successively successively, the energy storage 6 below when a first limit temperature and the power electronics 7 below at a second, higher limit temperature is the second low-temperature cooling circuit 14 is switched. 2
  • the electric machine 2 of the hybrid drive is permanently cooled by the second radiator 11 of the first low-temperature cooling circuit 13.
  • the temperature detected by the temperature sensor 23 of the coolant of the second low-temperature cooling circuit 14 can be used by the control device, not shown, to the Performance of the refrigeration system 12 to regulate.
  • the check valve 26 shown in FIG. 2 it is prevented that coolant can pass from the first low-temperature cooling circuit 13 into the second low-temperature cooling circuit 14 when the two valves 24 and 25 assume the switching position shown in FIG. 2.
  • the valves 24 and 25 assume the position shown in Fig. 2 only when the temperature of the second radiator 1 1 flowing through the coolant of the first low-temperature cooling circuit 13 is smaller than the first limit temperature, in which case the pump 21 is off.
  • the electrical energy storage 6 and the power electronics 7 either the first low-temperature cooling circuit 13 or the second low-temperature cooling circuit 14 switched.
  • a reservoir 27 serves in the first low-temperature cooling circuit 13 to provide additional coolant or the absorption of excess coolant, depending on which switching position the valves 24 and 25 occupy.
  • the second low-temperature cooling circuit 14 may also be associated with such a reservoir. Alternatively, it is possible to manage the absorption of excess coolant and the provision of additional coolant via a corresponding reservoir of the high-temperature cooling circuit.
  • FIG 3 shows a simplified variant of the invention, in which the electric machine 2 of the hybrid drive is cooled neither by the first low-temperature cooling circuit 13 nor by the second low-temperature cooling circuit 14, but rather by the high-temperature cooling circuit 9, via which the internal combustion engine 1 of the hybrid drive is also cooled.
  • a single temperature-dependent actuated valve 28 is present, which, when the temperature of the first low-temperature cooling circuit 13 and the second radiator 1 1 of the same flowing through coolant is less than the first limit temperature, assumes the position shown in Figure 3, wherein then continues the pump 20 of the first low-temperature cooling circuit 13 is turned on and the pump 21 of the second low-temperature cooling circuit 14 is switched on. In this case, then both the electrical energy storage 6 and the power electronics 7 via the second radiator 1 1 and thus the first low-temperature cooling circuit 13 are cooled.
  • the valve 28 is transferred to the second switching position, in which case the pump 21 of the second low-temperature cooling circuit 14 is then turned on , In this case, then the electrical energy storage 6 is decoupled from the first low-temperature cooling circuit 13 and coupled to the second low-temperature cooling circuit 14 so as to be cooled by the refrigeration system 12.
  • the power electronics 7 is then still cooled by the second radiator 1 1 and thus from the first low-temperature cooling circuit 13.
  • both pumps 20, 21 remain switched on and the valve 28 resumes the switching position shown in Fig. 3, in which case both the electrical energy storage. 6 as well as the power electronics 7 are cooled by both the radiator 1 1 and 12 of the refrigeration system.
  • FIGS. 2 and 3 All embodiments of FIGS. 2 and 3 is therefore common that when the temperature of the coolant of the first low-temperature cooling circuit 13, which flows through the second radiator 1 1, is smaller than the first limit temperature, both the electrical energy storage 6 and the Power electronics 7 from the first low-temperature cooling circuit 13 and thus the second cooler 1 1 are cooled. Then, when the temperature of the second radiator 1 1 flowing through coolant is greater than the first limit temperature, however, smaller than the second limit temperature, only the electrical energy storage 6 is the second low-temperature cooling circuit 14 so that the same is then cooled by the refrigeration system 12, whereas the Power electronics 7 is still cooled by the second radiator 1 1.
  • the power electronics 7 are also connected to the second low-temperature cooling circuit 14, so that then both the electrical energy store 6 and the power electronics 7 via the refrigeration system 14 and thus the second Low temperature cooling circuit 14 are cooled.
  • Fig. 4 shows a variant of the embodiments of FIGS. 2 and 3, in which the radiator 1 1 of the second low-temperature cooling circuit 13 and the condenser 18 of the refrigeration system 12 of the second low-temperature cooling circuit 14 separate, individual fans 15 are assigned.
  • the temperature of the low-temperature cooling circuits 13 and 14 to be cooled assemblies of the hybrid drive, so the electric energy storage 6 and / or the power electronics 7 and optionally the electric machine 2, are assigned provide the measured values of the temperature of the coolant flowing through the same of the control device, not shown. It is then possible for the control device to determine, based on the temperatures which the sensors 22, 23 of the low-temperature cooling circuits 13, 14 and the temperature sensors assigned to the assemblies 6, 7, 2 of the hybrid drive, whether one of the pumps 20 and 21 the two low-temperature cooling circuits 13 and 14 is defective.
  • the control device when the pump 20 of the first low-temperature cooling circuit 13 is activated, to check how the temperature of the coolant flowing through the radiator 11 with the aid of the temperature sensor 22 changes to the temperature of the coolant on the electric machine 2 behaves, which is to be cooled by the first low-temperature cooling circuit 13. If it is found that there is a significant difference between these temperatures, it can be concluded that the coolant pump 20 of the first low-temperature cooling circuit 13 is defective. In this case, then, the control device, the coolant pump 21 of the second low-temperature cooling circuit 13 are activated to provide redundancy in the cooling.
  • the functionality of the pump 21 of the second low-temperature cooling circuit 14 can be tested, in which case, for example, when the pump 21 is activated, the temperature measured using the temperature sensor 23 can be compared with a temperature which is measured using a temperature sensor assigned to the electrical energy store 6 is detected.
  • the failure of a pump 20 or 21 can be detected in an analogous manner in order to provide a redundancy of the cooling function.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit einem Hybridantrieb und mit einem zwischen den Hybridantrieb und einen Abtrieb geschalteten Getriebe, wobei der Hybridantrieb einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine (2), einen elektrischen Energiespeicher (6) und eine Leistungselektronik (7) umfasst, mit einem einen ersten Kühler umfassenden Hochtemperaturkühlkreislauf, über den der Verbrennungsmotor des Hybridantriebs gekühlt ist, mit einem einen zweiten Kühler (11) umfassenden ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) und einem eine Kälteanlage (12) umfassenden zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14), wobei der Energiespeicher (6) des Hybridantriebs und die Leistungselektronik (7) des Hybridantriebs temperaturabhängig über den zweiten Kühler (11) und damit den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) oder über die Kälteanlage (14) und damit den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (12) gekühlt sind.

Description

HYBRID-KRAFTFAHRZEUG MIT ZWEI KÜHLKREISEN
Die Erfindung betrifft ein zumindest ein Getriebe und einen Hybridantrieb umfassendes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Die Hauptkomponenten eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sind ein Antriebsaggregat und ein Getriebe. Ein Getriebe wandelt Drehmomente und Drehzahlen und setzt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um. Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, dessen Antriebsstrang zumindest ein Getriebe und als Antriebsaggregat einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und mit einer elektrischen Maschine umfasst.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert ein Blockschaltbild eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Verbrennungsmotor 1 und eine elektrische Maschine 2 umfassenden Hybridantrieb, mit einem Getriebe 3 und einem Abtrieb 4, wobei zwischen den Verbrennungsmotor 1 und die elektrische Maschine 2 des Hybridantriebs im Beispiel der Fig. 1 eine Kupplung 5 geschaltet ist. Bei rein elektromotorischer Fahrt ist die Kupplung 5 geöffnet und der Verbrennungsmotor 1 ist vom Abtrieb 4 abgekoppelt. Bei einer Hybridfahrt ist die Kupplung 5 geschlossen und der Verbrennungsmotor 1 ist an den Abtrieb 4 angekoppelt. Diese Struktur wird auch als Parallelhybrid bezeichnet.
Gemäß Fig. 1 ist der elektrischen Maschine 2 des Hybridantriebs ein elektrischer Energiespeicher 6 zugeordnet. Dann, wenn die elektrische Maschine 2 generatorisch betrieben wird, kann der elektrische Energiespeicher 6 mit Hilfe der elektrischen Maschine 2 geladen werden. Dann hingegen, wenn die elektrische Maschine 2 motorisch betrieben wird, dient die im elektrischen Energiespeicher 6 gespeicherte Energie dem Antreiben der elektrischen Maschine 2. Eine Leistungselektronik 7 dient der Steuerung bzw. Regelung des elektrischen Energiespeichers 6 und/oder der elektrischen Maschine 2. Der Verbrennungsmotor 1 kann mit Hilfe eines Kühlers 8, der Bestandteil eines in Fig. 1 punktiert gezeigten Hochtemperaturkühlkreislaufs 9 ist, gekühlt werden. Hierzu ist dem Kühler 8 ein Lüfter 10 zugeordnet, mit Hilfe dessen zur Temperierung des den Kühler 8 und den Verbrennungsmotor 1 durchströmenden Kühlmediums Luft durch den Kühler 8 geleitet werden kann.
Bei dem in Fig. 1 stark schematisiert in Form eines Blockschaltbilds gezeigten Kraftfahrzeug kann zwar der Verbrennungsmotor 1 effektiv gekühlt werden, die bedarfgerechte Kühlung der Leistungselektronik, des elektrischen Energiespeichers und/oder der elektrischen Maschine bereitet jedoch Schwierigkeiten.
Aus der DE 10 2005 048 241 A1 ist ein Zweikreisbatteriekühlsystem zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers eines Hybridantriebs eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das dort offenbarte Zweikreisbatteriekühlsystem verfügt über einen thermodynamischen Primärkreislauf und einen thermodynamischen Sekundärkreislauf, wobei eine handelsübliche Klimaanlage den thermodynamischen Primärkreislauf bereitstellt, und wobei ein Kühler, der zum Verdampfer der handelsüblichen Klimaanlage parallel geschaltet ist, sowohl in den thermodynamischen Primärkreislauf als auch in den thermodynamischen Sekundärkreislauf, welcher der Kühlung des elektrischen Energiespeichers des Hybridantriebs dient, integriert ist. Hiermit ist zwar prinzipiell die Kühlung des elektrischen Energiespeichers eines Hybridantriebs möglich, eine bedarfsgerechte Kühlung der Leistungselektronik sowie des elektrischen Energiespeichers und gegebenenfalls der elektrischen Maschine des Hybridantriebs ist jedoch mit diesem aus dem Stand der Technik bekannten Zweikreisbatteriekühlsystem nicht möglich.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Kraftfahrzeug zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind der Energiespeicher des Hybridantriebs und die Leistungselektronik des Hybridantriebs temperaturabhängig über den zweiten Kühler und damit den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf oder über die Kälteanlage und damit den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf gekühlt.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird eine völlig neuartige, effektive und bedarfsgerechte Kühlung der Leistungselektronik, des elektrischen Energiespeichers und gegebenenfalls der elektrischen Maschine eines Hybridantriebs ermöglicht. Abhängig von der Temperatur kann sowohl der elektrische Energiespeicher des Hybridantriebs als auch die Leistungselektronik desselben über den zweiten Kühler des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs oder die Kälteanlage des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs gekühlt werden. Dabei werden vorzugsweise der elektrische Energiespeicher des Hybridantriebs sowie die Leistungselektronik desselben unabhängig voneinander bei Überschreiten unterschiedlicher Grenztemperaturen des den zweiten Kühler durchströmenden Kühlmittels zur Kühlung derselben über die Kälteanlage dem zweiten Niedertemperaturkreislauf aufgeschaltet. Hierdurch kann unterschiedlichen Kühlanforderungen des elektrischen Energiespeichers sowie der Leistungselektronik Rechnung getragen und eine bedarfsgerechte Kühlung gewährleistet werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein beispielhaftes Antriebsstrangsschema eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantrieb nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 ein Detail eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 ein Detail eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 4 eine Alternative für die Details der Fig. 2 und 3.
Fig. 2 zeigt Details eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich solche Details, welche die Kühlung des elektrischen Energiespeichers 6, der Leistungselektronik 7 und gegebenenfalls der elektrischen Maschine 2 des Hybrisantriebs betreffen. Die Leistungselektronik 7 umfasst einen im Detail nicht gezeigten zu kühlenden Wechselrichter sowie einen zu kühlenden Spannungswandler.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst zusätzlich zum ersten Kühler 8 des Hochtemperaturkühlkreislaufs 9 einen zweiten Kühler 1 1 sowie eine Kälteanlage 12, wobei der zweite Kühler 1 1 einem ersten Niedertempera- turkühlkreislauf 13 und die Kälteanlage 12 einem zweiten Niedertemperatur- kühlkreislauf 14 zugeordnet ist. Die Kälteanlage 14 umfasst einen Verdampfer 1 6, einen Kompressor 17, einen Kondensator 18 und ein Expansionsventil 19. Dem zweite Kühler 1 1 und dem Kondensator 18 sind ein gemeinsamer Lüfter 15 zugeordnet.
Dem ersten Niedertemperaturkreislauf 13 sowie dem zweiten Niedertemperaturkreislauf 14 sind jeweils eine Pumpe 20 bzw. 21 und jeweils ein Temperatursensor 22 bzw. 23 zugeordnet.
Mithilfe der Pumpe 20 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 kann Kühlmittel durch diesen ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 gepumpt bzw. gefördert werden, wobei mithilfe des Temperatursensors 22, der dem zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 zugeordnet ist, die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels messtechnisch erfasst werden kann. Die Pumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 dient der Bewegung von Kühlmittel durch den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14, wobei mithilfe des Temperatursensors 23, der in Strömungsrichtung des den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 durchströmenden Kühlmittels gesehen zwischen dem Verdampfer 1 6 und der Pumpe 21 positioniert ist, die Temperatur des den Verdampfer 1 6 verlassenden Kühlmittels messtechnisch er- fasst werden kann.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist sowohl der elektrische Energiespeicher 6 des Hybridantriebs als auch die Leistungselektronik 7 des Hybridantriebs temperaturabhängig über den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 oder über die Kälteanlage 14 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 12 gekühlt bzw. kühlbar, wobei der elektrische Energiespeicher 6 des Hybridantriebs und die Leistungselektronik 7 desselben unabhängig voneinander bei Überschreiten unterschiedlicher Grenztemperaturen des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels zur Kühlung über die Kälteanlage 12 dem zweiten Niedertemperaturkreislauf 14 aufgeschaltet sind.
Unterhalb einer ersten Grenztemperatur des den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 durchströmenden Kühlmittels, zum Beispiel unterhalb von 25 °C dieses Kühlmittels, sind sowohl der elektrische Energiespeicher 6 des Hybridantriebs als auch die Leistungselektronik 7 desselben jeweils über den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 gekühlt, wozu die Pumpe 20 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 läuft, die Pumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 stillsteht, und die beiden in Fig. 2 gezeigten, temperaturabhängig angesteuerten Ventile 24 und 25, die in Fig. 2 gezeigte Position bzw. Schaltstellung einnehmen. Beim Ventil 24 handelt es sich um ein 2/2-Wegeventil und beim Ventil 25 um ein 3/2-Wegeventil. Dann, wenn die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 des ersten Nie- dertemperaturkühlkreislaufs 13 durchströmenden Kühlmittels die erste Grenztemperatur überschreitet, jedoch kleiner als eine zweite Grenztemperatur ist, zum Beispiel kleiner als 50 °C, ist der elektrische Energiespeicher 6 des Hybridantriebs über die Kälteanlage 12 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 gekühlt, wohingegen die Leistungselektronik 7 weiterhin über den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 gekühlt ist. Hierzu schaltet dann abhängig von der Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 durchströmenden Kühlmittels, die vom Sensor 22 erfasst wird, eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung die Pumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 ein und überführt das Ventil 24 in seine zweite Schaltstellung, sodass dann der elektrische Energiespeicher 6 des Hybridantriebs vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 abgekoppelt und an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 angekoppelt ist. Das Ventil 25 verbleibt in seiner in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung, sodass die Leistungselektronik 7 an den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 angekoppelt bleibt.
Dann, wenn die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 durchströmenden Kühlmittels auch die zweite Grenztemperatur überschreitet, sind sowohl der elektrische Energiespeicher 6 als auch die Leistungselektronik 7 dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 aufgeschaltet, sodass dann sowohl der elektrische Energiespeicher 6 als auch die Leistungselektronik 7 über die Kälteanlage 12 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 gekühlt sind. Hierzu überführt dann die nicht gezeigte Steuerungseinrichtung auch das temperaturabhängig gesteuerte Ventil 25 in seine zweite Schaltposition, sodass dann auch die Leistungselektronik 7 vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 abgekoppelt und an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 angekoppelt ist. Die Ansteuerung der beiden Ventile 24 und 25 sowie der Pumpen 20 und 21 erfolgt, wie bereits ausgeführt, mithilfe der nicht gezeigten Steuerungseinrichtung, der als Eingangsgröße zumindest die mithilfe des Temperatursensors 22 gemessene Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 durchströmenden Kühlmittels zugeführt wird. Abhängig von dieser Temperatur schaltet die nicht gezeigte Steuerungseinrichtung den elektrischen Energiespeicher 6 sowie die Leistungselektronik 7 zur Kühlung derselben dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 auf, nämlich sukzessive nacheinander, wobei der Energiespeicher 6 zuerst bei Überschreiten einer ersten Grenztemperatur und die Leistungselektronik 7 nachfolgend bei Überschreiten einer zweiten, höheren Grenztemperatur dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 aufgeschaltet wird. Wie Fig. 2 entnommen werden kann, ist die elektrische Maschine 2 des Hybridantriebs permanent vom zweiten Kühler 1 1 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 gekühlt.
Dann, wenn der Energiespeicher 6 und gegebenenfalls die Leistungselektronik 7 des Hybridantriebs dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 zur Kühlung derselben über die Kälteanlage 12 aufgeschaltet sind, kann die vom Temperatursensor 23 erfasste Temperatur des Kühlmittels des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 von der nicht gezeigten Steuerungseinrichtung verwendet werden, um die Leistung der Kälteanlage 12 zu regeln.
Über das in Fig. 2 gezeigte Rückschlagventil 26 wird verhindert, dass dann, wenn die beiden Ventile 24 und 25, die in Fig. 2 gezeigte Schaltstellung einnehmen, Kühlmittel vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 in den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 gelangen kann. Wie bereits erwähnt, nehmen die Ventile 24 und 25 die in Fig. 2 gezeigte Position nur dann ein, wenn die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 kleiner als die erste Grenztemperatur ist, wobei dann in diesem Fall die Pumpe 21 ausgeschaltet ist. Abhängig davon, welche Schaltstellung die Ventil 24 und 25 einnehmen, sind, wie bereits ausgeführt, der elektrische Energiespeicher 6 sowie die Leistungselektronik 7 entweder dem ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 oder dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 aufgeschaltet. Ein Vorratsbehälter 27 dient dabei im ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 der Bereitstellung von zusätzlichem Kühlmittel oder der Aufnahme von überschüssigem Kühlmittel, abhängig davon, welche Schaltstellung die Ventile 24 und 25 einnehmen. Im zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 kann ebenfalls ein solcher Vorratsbehälter zugeordnet sein. Alternativ ist es möglich, die Aufnahme von überschüssigem Kühlmittel sowie die Bereitstellung von zusätzlichem Kühlmittel über einen entsprechenden Vorratsbehälter des Hochtemperaturkühlkreislaufs zu bewerkstelligen.
Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Variante der Erfindung, in welcher die elektrische Maschine 2 des Hybridantriebs weder vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 noch vom zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 gekühlt wird, sondern vielmehr vom Hochtemperaturkühlkreislauf 9, über welchen auch der Verbrennungsmotor 1 des Hybridantriebs gekühlt wird.
In diesem Fall ist dann ein einziges temperaturabhängig angesteuertes Ventil 28 vorhanden, welches dann, wenn die Temperatur des den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 bzw. den zweiten Kühler 1 1 desselben durchströmenden Kühlmittels kleiner als die erste Grenztemperatur ist, die in Fig. 3 gezeigte Position einnimmt, wobei dann weiterhin die Pumpe 20 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 eingeschaltet und die Pumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 aufgeschaltet ist. In diesem Fall sind dann sowohl der elektrische Energiespeicher 6 als auch die Leistungselektronik 7 über den zweiten Kühler 1 1 und damit den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 gekühlt. Dann, wenn die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels die erste Grenztemperatur überschreitet, jedoch kleiner als die zweite Grenztemperatur ist, wird das Ventil 28 in die zweite Schaltstellung überführt, wobei dann weiterhin die Pumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühl- kreislaufs 14 eingeschaltet wird. In diesem Fall ist dann der elektrische Energiespeicher 6 vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 abgekoppelt und an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 angekoppelt, um so von der Kälteanlage 12 gekühlt zu sein. Die Leistungselektronik 7 ist dann weiterhin vom zweiten Kühler 1 1 und damit vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 gekühlt.
Dann, wenn die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels auch größer als die zweite Grenztemperatur ist, bleiben beiden Pumpen 20, 21 eingeschaltet und das Ventil 28 nimmt wieder die in Fig. 3 gezeigte Schaltstellung ein, wobei dann sowohl der elektrische Energiespeicher 6 als auch die Leistungselektronik 7 sowohl vom Kühler 1 1 als auch von der Kälteanlage 12 gekühlt sind.
Allen Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 ist demnach gemeinsam, dass dann, wenn die Temperatur des Kühlmittels des ersten Niedertemperatur- kühlkreislaufs 13, welches den zweiten Kühler 1 1 durchströmt, kleiner als die erste Grenztemperatur ist, sowohl der elektrische Energiespeicher 6 als auch die Leistungselektronik 7 vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 und damit vom zweiten Kühler 1 1 gekühlt sind. Dann, wenn die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels größer als die erste Grenztemperatur jedoch kleiner als die zweite Grenztemperatur ist, ist ausschließlich der elektrische Energiespeicher 6 dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 aufgeschaltet, sodass derselbe dann von der Kälteanlage 12 gekühlt ist, wohingegen die Leistungselektronik 7 weiterhin vom zweiten Kühler 1 1 gekühlt ist. Überschreitet die Temperatur des den zweiten Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels auch die zweite Grenztemperatur, so ist nachfolgend auch die Leistungselektronik 7 dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 aufgeschaltet, sodass dann sowohl der elektrische Energiespeicher 6 als auch die Leistungselektronik 7 über die Kälteanlage 14 und damit über den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf 14 gekühlt sind.
Fig. 4 zeigt eine Variante zu den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3, in welcher dem Kühler 1 1 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 sowie dem Kondensator 18 der Kälteanlage 12 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 separate, individuelle Lüfter 15 zugeordnet sind.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass auch den über die Niedertemperaturkühlkreisläufe 13 bzw. 14 zu kühlenden Baugruppen des Hybridantriebs, also dem elektrischen Energiespeicher 6 und/oder der Leistungselektronik 7 und gegebenenfalls der elektrischen Maschine 2, Temperatursensoren zugeordnet sind, die Messwerte über die Temperatur des dieselben durchströmenden Kühlmittels der nicht gezeigten Steuerungseinrichtung bereitstellen. Dabei ist es dann möglich, dass die Steuerungseinrichtung auf Grundlage der Temperaturen, welche die Sensoren 22, 23 der Niedertemperaturkühlkreisläufe 13, 14 und die den Baugruppen 6, 7, 2 des Hybridantriebs zugeordneten Temperatursensoren bereitstellen, ermittelt, ob eine der Pumpen 20 bzw. 21 der beiden Niedertemperaturkühlkreisläufe 13 bzw. 14 defekt ist.
So ist es zum Beispiel im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 möglich, dass die Steuerungseinrichtung bei aktivierter Pumpe 20 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 überprüft, wie sich die mithilfe des Temperatursensors 22 erfasste Temperatur des den Kühler 1 1 durchströmenden Kühlmittels zur Temperatur des Kühlmittels an der elektrischen Maschine 2 verhält, die vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf 13 gekühlt werden soll. Wird hierbei festgestellt, dass zwischen diesen Temperaturen eine deutliche Abweichung besteht, so kann darauf geschlossen werden, dass die Kühlmittelpumpe 20 des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 defekt ist. In diesem Fall kann dann von der Steuerungseinrichtung die Kühlmittelpumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 13 aktiviert werden, um eine Redundanz in der Kühlung bereitzustellen.
Auf analoge Art und Weise kann auch die Funktionsfähigkeit der Pumpe 21 des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs 14 geprüft werden, wobei dann zum Beispiel bei aktivierter Pumpe 21 die mithilfe des Temperatursensors 23 gemessene Temperatur mit einer Temperatur verglichen werden kann, die mithilfe eines dem elektrischen Energiespeicher 6 zugeordneten Temperatursensors erfasst wird.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann auf analoge Art und Weise der Ausfall einer Pumpe 20 bzw. 21 detektiert werden, um eine Redundanz der Kühlfunktion bereitzustellen.
Bezuqszeichen
Verbrennungsmotor
Elektromotor
Getriebe
Abtrieb
Kupplung
Energiespeicher
Leistungselektronik
erster Kühler
Hochtemperaturkühlkreislauf
Lüfter
erster Niedertemperaturkühlkreislauf zweiter Niedertemperaturkühlkreislauf zweiter Kühler
Kälteanlage
Lüfter
Verdampfer
Kompressor
Kondensator
Expansionsventil
Pumpe
Pumpe
Temperatursensor
Temperatursensor
Ventil
Ventil
Rückschlagventil
Vorratsbehälter
Ventil

Claims

Patentansprüche
1 . Kraftfahrzeug, mit einem Hybridantrieb und mit einem zwischen den Hybridantrieb und einen Abtrieb geschalteten Getriebe, wobei der Hybridantrieb einen Verbrennungsmotor (1 ), eine elektrische Maschine (2), einen elektrischen Energiespeicher (6) und eine Leistungselektronik (7) umfasst, mit einem einen ersten Kühler (8) umfassenden Hochtemperaturkühlkreislauf (9), über den der Verbrennungsmotor (1 ) des Hybridantriebs gekühlt ist, mit einem einen zweiten Kühler (1 1 ) umfassenden ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) und einem eine Kälteanlage (12) umfassenden zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14), dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Energiespeicher (6) des Hybridantriebs als auch die Leistungselektronik (7) des Hybridantriebs temperaturabhängig über den zweiten Kühler (1 1 ) und damit den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) oder über die Kälteanlage (14) und damit den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (12) gekühlt ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (6) des Hybridantriebs und die Leistungselektronik (7) des Hybridantriebs unabhängig voneinander bei Überschreiten unterschiedlicher Grenztemperaturen des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels zur Kühlung derselben über die Kälteanlage (12) dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) aufgeschaltet sind.
3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb einer ersten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels sowohl der Energiespeicher (6) des Hybridantriebs als auch die Leistungselektronik (7) des Hybridantriebs jeweils über den zweiten Kühler (1 1 ) und damit den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) gekühlt sind.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der ersten Grenztemperatur jedoch unterhalb einer zweiten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels der Energiespeicher (6) des Hybridantriebs über die Kälteanlage (12) und damit den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) gekühlt ist, wohingegen die Leistungselektronik (7) des Hybridantriebs über den zweiten Kühler (1 1 ) und damit den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) gekühlt ist.
5 Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der zweiten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels sowohl der Energiespeicher (6) des Hybridantriebs als auch die Leistungselektronik (7) des Hybridantriebs jeweils über die Kälteanlage (12) und damit den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) gekühlt sind.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (2) des Hybridantriebs vom zweiten Kühler (1 1 ) des ersten Niedertemperaturkühlkreislaufs (12) gekühlt ist.
7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mindestens zwei temperaturabhängig angesteuerte Ventile (24, 25), wobei eine Steuerungseinrichtung bei Überschreiten der ersten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels ein erstes temperaturabhängig angesteuertes Ventil (24) derart schaltet, dass der Energiespeicher (6) vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) abgekoppelt und an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) angekoppelt ist, und wobei die Steuerungseinrichtung bei Überschreiten der zweiten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels zusätzlich ein zweites temperaturabhängig angesteuertes Ventil (25) derart schaltet, dass zusätzlich die Leistungselektronik (7) vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) abgekoppelt und an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) angekoppelt ist.
8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung bei Überschreiten der ersten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels eine temperaturabhängig angesteuerte Pumpe (21 ) des zweiten Niedertemperaturkühlkreislaufs (14) einschaltet.
9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) vom ersten Kühler (8) des Hochtemperatur- kühlkreislaufs (9) gekühlt ist.
10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens ein temperaturabhängig angesteuertes Ventil (28), wobei eine Steuerungseinrichtung bei Überschreiten der ersten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels ein temperaturabhängig angesteuertes Ventil (28) derart schaltet, dass der Energiespeicher (6) vom ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) abgekoppelt und an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) angekoppelt ist, und wobei die Steuerungseinrichtung bei Überschreiten der zweiten Grenztemperatur des den zweiten Kühler (1 1 ) durchströmenden Kühlmittels das temperaturabhängig angesteuertes Ventil (28) derart schaltet, dass der Energiespeicher (6) und die Leistungselektronik (7) beide an den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) angekoppelt sind.
1 1 . Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) ein erster Temperatursensor (22) und eine erste Pumpe (20) zugeordnet ist, dass dem zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) ein zweiter Temperatursensor (23) und eine zweite Pumpe (21 ) zugeordnet ist, und dass dem Energiespeicher (6) und/oder der Leistungselektronik (7) und/oder der elektrische Maschine (2) jeweils ein weiterer Temperatursensor zugeordnet ist.
12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung für den ersten Niedertemperaturkühlkreislauf (13) und/oder den zweiten Niedertemperaturkühlkreislauf (14) aus einem Vergleich der Temperaturen, die von dem jeweiligen Temperatursensor (22, 23) des jeweiligen Niedertemperaturkühlkreislaufs (13, 14) und dem Temperatursensor einer von dem jeweiligen Niedertemperaturkühlkreislauf (13, 14) gekühlten Baugruppe (6, 7, 2) des Hybridantriebs der Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden, ermittelt, ob die jeweilige Pumpe (22, 23) des jeweiligen Niedertemperaturkühlkreislaufs (13, 14) läuft oder ausgefallen ist.
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