DE202010007146U1

DE202010007146U1 - electric vehicle

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Publication number: DE202010007146U1
Application number: DE202010007146U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: DE102011102436A1

Abstract

Elektrofahrzeug (10), mit einem Fahrgastraum (12), einer Temperierungseinrichtung (14) zur Temperierung des Fahrgastraums (12), und wenigstens einem ersten und wenigstens einem zweiten Latentwärmespeicher (16, 18), die jeweils ein Speichermedium (20a, b) aufweisen, wobei die Temperierungseinrichtung (14) eine Wärmepumpe (24) mit einer Warmseite (26) und einer Kaltseite (28) aufweist, wobei das Speichermedium (20a) des ersten Latentwärmespeichers (16) zum Abkühlen des Speichermediums (20a) des ersten Latentwärmespeichers (16) mit der Kaltseite (28) wärmeübertragend verbunden ist, wobei das Speichermedium (20b) des zweiten Latentwärmespeichers (18) zum Erwärmen des Speichermediums (20b) des zweiten Latentwärmespeichers (18) mit der Warmseite (26) wärmeübertragend verbunden ist, und wobei das Speichermedium (20a) des ersten Latentwärmespeichers (16) dafür vorgesehen ist, dem Fahrgastraum (12) Wärmeenergie zu entziehen, und wobei das Speichermedium (20b) des zweiten Latentwärmespeichers (18) dafür vorgesehen ist, dem Fahrgastraum (12) Wärmeenergie zuzuführen.Electric vehicle (10), with a passenger compartment (12), a temperature control device (14) for temperature control of the passenger compartment (12), and at least one first and at least one second latent heat store (16, 18), each of which has a storage medium (20a, b) The temperature control device (14) has a heat pump (24) with a warm side (26) and a cold side (28), the storage medium (20a) of the first latent heat store (16) for cooling the storage medium (20a) of the first latent heat store (16 ) is connected to the cold side (28) in a heat-transferring manner, the storage medium (20b) of the second latent heat store (18) for heating the storage medium (20b) of the second latent heat store (18) being connected to the warm side (26) in a heat-transferring manner, and wherein the storage medium (20a) of the first latent heat accumulator (16) is provided for extracting thermal energy from the passenger compartment (12), and the storage medium (20b) of the second latent heat rmespeichers (18) is intended to be supplied to the passenger compartment (12) heat energy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug.The present invention relates to an electric vehicle.

Wie beispielsweise in der DE 101 61 254 A1 offenbart, weisen bekannte Elektrofahrzeuge zur Temperierung des Fahrgastraums, welche sowohl die Kühlung des Fahrgastraums als auch eine Erwärmung des Fahrgastraum umfasst, oft eine Temperierungseinrichtung mit einer Wärmepumpe auf. Es ist ferner z. B. aus der DE 196 09 048 A1 oder der DE 195 30 609 C2 oder der DE 199 12 139 C1 bekannt, einen Teil der bei Betrieb der Temperierungseinrichtung bereitgestellten Wärmeenergie in einem Thermoenergiespeicher zu speichern bzw. diesen Thermoenergiespeicher an eine bei Betrieb der Temperierungseinrichtung kalte Einheit, wie einen Verdampfer, wärmeübertragend zu koppeln, um dem Thermoenergiespeicher zu kühlen. Bei Betrieb des Elektrofahrzeugs, aber insbesondere auch kurz vor Fahrantritt, kann dann die in dem Thermoenergiespeicher gespeicherte Wärmeenergie zur Heizung bzw. zur Erwärmung des Fahrgastraums genutzt werden oder der Thermoenergiespeicher kann zur Kühlung desselben genutzt werden, je nachdem ob der Thermoenergiespeicher zuvor mit Wärmenergie beladen wurde oder durch Wärmeentzug gekühlt wurde. Auf diese Weise wird die Batterie des Elektrofahrzeugs, welche die für den Betrieb des Elektrofahrzeugs erforderliche Energie bereitstellt und der einzige Energielieferant ist, wirksam entlastet.Such as in the DE 101 61 254 A1 discloses, known electric vehicles for controlling the temperature of the passenger compartment, which includes both the cooling of the passenger compartment and a heating of the passenger compartment, often a temperature control device with a heat pump. It is also z. B. from the DE 196 09 048 A1 or the DE 195 30 609 C2 or the DE 199 12 139 C1 It is known to store part of the heat energy provided during operation of the tempering device in a thermal energy store or to heat-couple this thermal energy store to a unit which is cold during operation of the temperature control unit, such as an evaporator, in order to cool the thermal energy store. During operation of the electric vehicle, but especially shortly before driving, then stored in the thermal energy storage heat energy for heating or heating of the passenger compartment can be used or the thermal energy storage can be used to cool the same, depending on whether the thermal energy storage was previously loaded with heat energy or was cooled by heat extraction. In this way, the battery of the electric vehicle, which provides the energy required for the operation of the electric vehicle and is the only energy supplier, effectively relieved.

Insbesondere bei plötzlichen Wetteränderungen kann es jedoch erforderlich sein, dass der Thermoenergiespeicher, dessen gespeicherte Wärmeenergie z. B. zuvor zur Erwärmung bzw. Heizung des Fahrgastraums genutzt wurde, nun zur Kühlung des Fahrgastraums zumindest beitragen soll. Dies macht es erforderlich, den Thermoenergiespeicher zunächst durch Wärmentzug zu kühlen, wobei dieser Kühlvorgang eine gewisse Abkühlzeit in Anspruch nimmt während derer der Thermoenergiespeicher nicht zur Kühlung des Fahrgastraums beitragen kann oder diese vollständig übernimmt, wie z. B. bei ausgeschalteter Temperierungseinrichtung. Im umgekehrten Fall, wo kurzfristig ein zuvor zur Kühlung benutzter Thermoenergiespeicher zur Erwärmung des Fahrgastraums zumindest beitragen soll, ist es erforderlich, den Thermoenergiespeicher zunächst mit Wärmeenergie zu beladen, wobei dieser Ladevorgang eine gewisse Ladezeit bzw. Erwärmungszeit in Anspruch nimmt während derer der Thermoenergiespeicher nicht zur Erwärmung des Fahrgastraums beitragen oder diese vollständig übernehmen kann. Insgesamt gesehen ist es daher bei bekannten Lösungen erforderlich, dass nach Umstellung der Temperierungseinrichtung von Heizen zu Kühlen oder von Kühlen zu Heizen die Batterie des Elektrofahrzeugs zeitweise infolge der erforderlichen Kühlung oder Erwärmung des Thermoenergiespeichers vergleichsweise höher belastet wird.However, especially with sudden weather changes, it may be necessary that the thermal energy storage, the stored heat energy z. B. previously used for heating or heating of the passenger compartment, should now at least contribute to the cooling of the passenger compartment. This makes it necessary to cool the thermal energy storage initially by heat extraction, this cooling process takes a certain cooling time to complete during which the thermal energy storage can not contribute to the cooling of the passenger compartment or this completely takes over, such. B. when the tempering device is switched off. In the opposite case, where in the short term a previously used for cooling thermal energy storage to warm the passenger compartment should at least, it is necessary to first load the thermal energy storage with thermal energy, this charging takes a certain charging time or heating time to complete during which the thermal energy storage not Contribute to the warming of the passenger compartment or take over completely. Overall, therefore, it is necessary in known solutions that after conversion of the temperature control from heating to cooling or cooling to heating the battery of the electric vehicle is temporarily charged comparatively higher due to the required cooling or heating of the thermal energy storage.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofahrzeug anzugeben, bei dem sowohl eine Umstellung der Temperierungseinrichtung zur Temperierung des Fahrgastraums von Heizen nach Kühlen als auch eine Umstellung der Temperierungseinrichtung von Kühlen nach Heizen mit einer die Batterie des Elektrofahrzeugs schonenden Belastung verbunden ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide an electric vehicle in which both a changeover of the temperature control for temperature control of the passenger compartment of heating after cooling and a changeover of the temperature control of cooling after heating with a gentle battery of the electric vehicle load is connected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In vorteilhafter Weise kann so während der aktuellen Bedarfslage (Heizen oder Kühlen) die momentan nicht benötigte Energieform für eine geänderte Bedarfssituation vorgehalten werden und muss dann nicht über den Energiespeicher des Elektrofahrzeuges neu erzeugt werden. Deshalb werden die Speicherressourcen für die Antriebsfunktionen geschont und in Folge dessen die Reichweite bis zur nächsten notwendigen Aufladung des Energiespeichers gesteigert.This object is achieved with an electric vehicle with the features of claim 1. In an advantageous manner, the currently unneeded energy form can thus be kept available for a changed demand situation during the current requirement situation (heating or cooling) and then does not have to be newly generated via the energy store of the electric vehicle. Therefore, the memory resources for the drive functions are spared and consequently the range is increased until the next necessary charging of the energy store.

Das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers ist zum Abkühlen des Speichermediums desselben mit der Kaltseite der Wärmepumpe wärmeübertragend verbunden. Der erste Latentwärmespeicher fungiert daher als Kaltkörper. Durch die wärmeübertragende Verbindung kann also Wärmeenergie des Speichermediums auf die Kaltseite der Wärmepumpe übertragen werden. Vorzugsweise ist hierbei das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers mit einem Verdampfer der Wärmepumpe wärmeübertragend verbunden. Das Speichermedium des zweiten Latentwärmespeichers ist zum Erwärmen des zweiten Speichermediums mit der Warmseite der Wärmepumpe wärmeübertragend verbunden. Durch die wärmeübertragende Verbindung kann also Wärmeenergie der Warmseite auf das Speichermedium übertragen werden. Vorzugsweise ist hierbei das Speichermedium des zweiten Latentwärmespeichers mit einem Kondensator der Wärmepumpe wärmeübertragend verbunden. Der zweite Latentwärmespeicher fungiert daher als Warmkörper.The storage medium of the first latent heat storage is the same for cooling the storage medium with the cold side of the heat pump connected heat transfer. The first latent heat storage therefore acts as a cold body. By the heat transferring connection so heat energy of the storage medium can be transferred to the cold side of the heat pump. In this case, the storage medium of the first latent heat accumulator is preferably heat-transfer-connected to an evaporator of the heat pump. The storage medium of the second latent heat storage is connected for heating the second storage medium with the hot side of the heat pump heat transfer. By the heat transferring compound so heat energy of the warm side can be transferred to the storage medium. Preferably, in this case, the storage medium of the second latent heat storage is connected heat-transmitting with a capacitor of the heat pump. The second latent heat storage therefore acts as a warm body.

Das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers ist dafür vorgesehen, dem Fahrgastraum Wärmeenergie zu entziehen, und zwar durch Übertragung von Wärmeenergie des Fahrgastraums auf das Speichermedium, einhergehend mit einer Kühlung des Fahrgastraum bzw. der im Fahrgastraum befindlichen Luft, so dass das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers neben der Temperierungseinrichtung zur Kühlung des Fahrgastraums beitragen oder diese auch vollständig übernehmen kann, wie z. B. bei einer ausgeschalteten Temperierungseinrichtung.The storage medium of the first latent heat storage is intended to extract heat energy from the passenger compartment, by transferring heat energy of the passenger compartment to the storage medium, accompanied by cooling of the passenger compartment or the air in the passenger compartment, so that the storage medium of the first latent heat storage next to the Tempering device contribute to the cooling of the passenger compartment or can take over this completely, such. B. at an off tempering.

Die Temperierungseinrichtung ist zur Temperierung des Fahrgastraums eingerichtet, wobei die Temperierung sowohl die Kühlung des Fahrgastraums als auch eine Erwärmung des Fahrgastraums umfasst. Sofern die Temperierungseinrichtung im Kühlmodus betrieben wird, erfolgt die Kühlung des Fahrgastraums durch Übertragen von Wärmeenergie aus dem Fahrgastraum auf die Kaltseite der Wärmepumpe und kann zusätzlich auch durch Übertragung von Wärmeenergie auf das abgekühlte Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers erfolgen, wobei letzteres somit zur Kühlung des Fahrgastraums und zur Verbrauchsreduzierung der in den Batterien gespeicherte elektrische Energie beiträgt. Das Speichermedium kann die Kühlung auch vollständig übernehmen kann, z. B. wenn die Temperierungseinrichtung ausgeschaltet ist. The tempering device is set up for controlling the temperature of the passenger compartment, wherein the temperature control comprises both the cooling of the passenger compartment and heating of the passenger compartment. If the temperature control device is operated in cooling mode, the cooling of the passenger compartment by transferring heat energy from the passenger compartment to the cold side of the heat pump and can also be done by transferring heat energy to the cooled storage medium of the first latent heat storage, the latter thus for cooling the passenger compartment and contributes to the reduction in consumption of stored in the batteries electrical energy. The storage medium can also completely take over the cooling, z. B. when the temperature control device is turned off.

Sofern die Temperierungseinrichtung im Erwärmungsmodus bzw. Heizmodus betrieben wird, wird zur Erwärmung bzw. Heizung des Fahrgastraums Wärmeenergie von der Warmseite der Wärmepumpe in den Fahrgastraum übertragen und es kann zusätzlich auch Wärmeenergie des erwärmten Speichermediums des zweiten Latentwärmespeichers in den Fahrgastraum übertragen werden, wobei das Speichermedium des zweiten Latentwärmespeichers dann zur Erwärmung des Fahrgastraums und zur Verbrauchsreduzierung der in den Batterien gespeicherte elektrische Energie beiträgt. Das Speichermedium kann die Erwärmung bzw. Heizung auch vollständig übernehmen, wie z. B. bei ausgeschalteter Temperierungseinrichtung.If the temperature control device is operated in the heating mode or heating mode, heat energy from the warm side of the heat pump is transferred to the passenger compartment for heating or heating of the passenger compartment and it can also be transferred heat energy of the heated storage medium of the second latent heat storage in the passenger compartment, wherein the storage medium the second latent heat storage then contributes to the heating of the passenger compartment and to reduce fuel consumption stored in the batteries electrical energy. The storage medium can take over the heating or heating completely, such. B. when the tempering device is switched off.

Im Unterschied zu bekannten Lösungen, wo nur ein Thermoenergiespeicher bzw. Latentwärmespeicher vorgesehen ist, weist das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug wenigstens einen ersten Latentwärmespeicher zur Kühlung und ferner wenigstens einen zweiten Latentwärmespeicher zur Erwärmung bzw. Heizung auf. Dies hat den Vorteil, dass im Unterschied zu bekannten Lösungen nach Umstellung der Temperierungseinrichtung von Heizen zu Kühlen bzw. von Kühlen zu Heizen keine nachteilige Kühlzeit bzw. Erwärmungszeit (Ladezeit) des einzelnen Speichermediums zu berücksichtigen ist. Denn im Unterschied zu bekannten Lösungen, kann nach Umstellung der Temperierungseinrichtung z. B. von Heizen zu Kühlen das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers zur Kühlung des Fahrgastraums beitragen oder diese vollständig übernehmen, und zwar ohne, dass eine vorgeschaltete Kühlzeit erforderlich wäre. Es kann auf einfache und praktische Weise zwischen dem ersten und dem zweiten Latentwärmespeicher gewechselt werden, deren Speichermedien während des laufenden Betriebs des Elektrofahrzeugs erwärmt (und damit geladen) bzw. gekühlt werden können. Nachteilige Kühlzeiten bzw. Erwärmungszeiten, während derer die Latentwärmespeicher nicht zur Kühlung bzw. Erwärmung genutzt werden können, entfallen. In vorteilhafter Weise kann nach aktueller Bedarfslage (Heizen oder Kühlen) die momentan nicht benötigte Energieform für eine geänderte Bedarfssituation vorgehalten werden und muss somit nicht über die Batterie des Elektrofahrzeuges neu erzeugt werden. Die Bedarfssituation kann sich dabei insbesondere dann ändern, wenn es im Tagesverlauf zu spürbaren Differenzen in der Umgebungstemperatur kommt, wie dies in der Regel der Fall ist.In contrast to known solutions, where only a thermal energy storage or latent heat storage is provided, the electric vehicle according to the invention at least a first latent heat storage for cooling and further at least a second latent heat storage for heating or heating. This has the advantage that in contrast to known solutions after conversion of the temperature control from heating to cooling or from cooling to heating no adverse cooling time or heating time (charging time) of the individual storage medium is taken into account. Because in contrast to known solutions, after conversion of the temperature control z. B. contribute from heating to cooling the storage medium of the first latent heat storage for cooling the passenger compartment or take this completely, without that an upstream cooling time would be required. It can be changed in a simple and practical way between the first and the second latent heat storage, the storage media heated during operation of the electric vehicle (and thus charged) or can be cooled. Adverse cooling times or heating times, during which the latent heat storage can not be used for cooling or heating, eliminated. In an advantageous manner, according to current requirements (heating or cooling), the currently unneeded form of energy can be kept available for a changed demand situation and thus does not have to be newly generated via the battery of the electric vehicle. The demand situation may change in particular if there are noticeable differences in the ambient temperature during the course of the day, as is usually the case.

Insgesamt gesehen ist somit bei dem erfindungsgemäßen Elektrofahrzeug sowohl eine Umstellung der Temperierungseinrichtung von Heizen nach Kühlen als auch eine Umstellung der Temperierungseinrichtung von Kühlen nach Heizen mit einer die Batterie des Elektrofahrzeugs schonenden Belastung verbunden.Overall, therefore, in the electric vehicle according to the invention, both a changeover of the temperature control of heating after cooling and a changeover of the temperature control of cooling after heating with a gentle the battery of the electric vehicle load is connected.

Erfindungsgemäß sind Latentwärmespeicher vorgesehen. Ein Latentwärmespeicher ist bekannterweise ein Wärmespeicher, der eingerichtet ist, thermische Energie verborgen („latent” vom Lateinischen „latere” bedeutet „verborgen sein”), verlustarm, mit vielen Wiederholzyklen und über lange Zeit zu speichern. Als Speichermedium dienen hierbei bekannterweise sogenannte „Phase Change”-Materialien bzw. „Phasenwechselmaterialien” (Abk.: PCM), deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die spezifische Wärmekapazität der gleichen Menge eines Stoffes ohne eine Phasenumwandlung. Latentwärmespeicher funktionieren daher durch die Ausnutzung der Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen des Speichermediums, wie zum Beispiel des Phasenübergangs fest-flüssig (Erstarren/Schmelzen), wobei die Ausnutzung des Phasenübergangs fest-flüssig sehr oft angewandt wird. Das Speichermedium ist vorzugsweise in einem formstabilen wärmeisolierten Speicherbehälter eingeschlossen. Es kann beispielsweise rein aus Wasser oder aus einer eutektischen Mischung von Wasser mit mindestens einem Salz oder auch aus einer geringprozentigen Glykolwassermischung mit Glykol als Frostschutzmittel bestehen. Eine vorteilhafte Salz-Wasser-Mischung besteht aus 19,5% KCl/H₂O (mit KCl gleich Kaliumchlorid und H₂O gleich Wasser). Die Minderung der spezifischen Schmelzwärme durch die Zusätze gegenüber reinem Wasser ist aufgrund der geringen Konzentration bei dem Anwendungsfall ohne Bedeutung. Beim Phasenübergang von flüssig nach fest entsteht somit eine Suspension von Eiskristallen in der Solelösung, die zwar eine erhebliche Volumenänderung beim Gefrieren aufweist aber die sonst übliche Sprengwirkung von gefrierendem Wasser sicher vermeidet. Im Falle eines rein aus Wasser bestehenden Speichermediums ist der Speicherbehälter derart gefüllt, dass der Wasserspiegel mit dem Behälter einen Pufferbereich einschließt, der die thermisch und phasenwechselseitigen bedingten Ausdehnungen des Wassers ausgleicht. Vorzugsweise ist das Speichermedium in eine Matrix aus thermisch gut leitendem Material eingebettet wie beispielsweise Grafit.According to the invention, latent heat accumulators are provided. A latent heat storage is known to be a heat storage device that is designed to hide thermal energy ("latent" from Latin "latere" means to be "hidden"), low loss, with many repetitive cycles, and long term storage. As a storage medium in this case known as "phase change" materials or "phase change materials" (abbr. PCM), the latent heat of fusion, solution heat or heat of absorption is substantially greater than the specific heat capacity of the same amount of a substance without a phase transformation. Latent heat storage therefore work by utilizing the enthalpy of reversible thermodynamic changes in state of the storage medium, such as the solid-liquid phase transition (solidification / melting), the use of the solid-liquid phase transition is very often applied. The storage medium is preferably enclosed in a dimensionally stable thermally insulated storage container. It can, for example, consist purely of water or of a eutectic mixture of water with at least one salt or also of a low-percentage glycol water mixture with glycol as antifreeze. An advantageous salt-water mixture consists of 19.5% KCl / H ₂ O (with KCl equal to potassium chloride and H ₂ O equal to water). The reduction of the specific heat of fusion by the additives compared to pure water is irrelevant due to the low concentration in the application. During the phase transition from liquid to solid, a suspension of ice crystals is thus formed in the brine solution, which admittedly has a considerable change in volume during freezing but reliably avoids the otherwise usual explosive effect of freezing water. In the case of a storage medium made entirely of water, the storage container is filled in such a way that the water level with the container encloses a buffer area which determines the thermal and phase-dependent conditional expansions of the water balances. Preferably, the storage medium is embedded in a matrix of thermally highly conductive material such as graphite.

Das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers weist vorzugsweise eine Phasenübergangstemperatur für den Phasenübergang fest-flüssig auf, die innerhalb eines Bereichs von 243 Grad Kelvin bis 275 Grad Kelvin, weiter vorzugsweise 253 Grad Kelvin bis 263 Grad Kelvin liegt. Das Speichermedium des zweiten Latentwärmespeichers weist vorzugsweise eine Phasenübergangstemperatur für den Phasenübergang fest-flüssig auf, die innerhalb eines Bereichs von 313 Grad Kelvin bis 343 Grad Kelvin liegt.The storage medium of the first latent heat storage preferably has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition that is within a range of 243 degrees Kelvin to 275 degrees Kelvin, more preferably 253 degrees Kelvin to 263 degrees Kelvin. The storage medium of the second latent heat storage preferably has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition that is within a range of 313 degrees Kelvin to 343 degrees Kelvin.

Bei einer praktischen Ausführungsform ist wenigstens ein Kühlkreislauf vorgesehen, der von einem in dem Kühlkreislauf aufgenommenen Kühlmedium durchströmbar ist, wobei das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers wenigstens eine wärmeübertragende Verbindung zu dem Kühlkreislauf aufweist, die zum Abkühlen des Kühlmediums durch Übertragung von Wärmenergie auf das abgekühlte Speichermedium vorgesehen ist.In a practical embodiment, at least one cooling circuit is provided which can be flowed through by a cooling medium received in the cooling circuit, wherein the storage medium of the first latent heat accumulator has at least one heat-transferring connection to the cooling circuit which is provided for cooling the cooling medium by transferring heat energy to the cooled storage medium is.

Mittels dieser praktischen Ausführungsform kann auf praktische Weise eine Kühlung des Fahrgastraums mittels des ersten Latentwärmespeichers erfolgen.By means of this practical embodiment, cooling of the passenger compartment by means of the first latent heat accumulator can take place in a practical manner.

Bei einer weiteren praktischen Ausführungsform ist wenigstens ein Wärmekreislauf vorgesehen, der von einem in dem Wärmekreislauf aufgenommenen Heizmedium durchströmbar ist, wobei das Speichermedium des zweiten Latentwärmespeichers wenigstens eine wärmeübertragende Verbindung zu dem Wärmekreislauf aufweist, die zum Erwärmen des Heizmediums durch Übertragung von Wärmenergie auf das Heizmedium vorgesehen ist.In a further practical embodiment, at least one heat circuit is provided which can be flowed through by a heat medium received in the heat cycle, wherein the storage medium of the second latent heat storage has at least one heat-transferring connection to the heat cycle, which provided for heating the heating medium by transferring heat energy to the heating medium is.

Mittels dieser weiteren praktischen Ausführungsform kann auf praktische Weise eine Erwärmung bzw. Heizung des Fahrgastraums mittels des zweiten Latentwärmespeichers erfolgen.By means of this further practical embodiment, a heating or heating of the passenger compartment by means of the second latent heat accumulator can take place in a practical manner.

Vorzugsweise ist mindestens eines der Speichermedien innerhalb des zugeordneten Kühlkreislaufes oder des Wärmekreislaufes angeordnet, so dass die wärmeübertragende Verbindung realisiert ist, indem das Kühlmedium oder das Heizmedium im direkten Kontakt mit dem Speichermedium bzw. mit einem das Speichermedium umgebenden Gehäuse steht. Vorteilhaft wird so eine besonders verlustarme Wärmeübertragung realisiert.Preferably, at least one of the storage media is disposed within the associated cooling circuit or the thermal circuit, so that the heat transferring connection is realized by the cooling medium or the heating medium is in direct contact with the storage medium or with a housing surrounding the storage medium. Advantageously, a particularly low-loss heat transfer is realized.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Kühlkreislauf und/oder der Wärmekreislauf eine Kühlmediums- bzw. Heizmediums-Fördereinheit aufweisen, wobei eine Kühlkreislauf- bzw. Wärmekreislauf-Steuerung vorgesehen ist, die eingerichtet ist, bei Überschreiten oder Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Kühlmediums- bzw. Heizmediums-Fördereinheit zu aktivieren.In an advantageous embodiment of the invention, the cooling circuit and / or the heat cycle may have a Kühlmediums- or heating medium delivery unit, wherein a cooling circuit or heat circulation control is provided which is set when exceeding or falling below a predetermined passenger compartment temperature or to activate the Kühlmediums- or heating medium delivery unit after receiving an activation signal.

Vorzugsweise ist das Kühlmedium und/oder das Heizmedium eine Flüssigkeit und der Kühlkreislauf und/oder der Wärmekreislauf weist wenigstens einen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit einem Gebläse auf, wobei der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher von der Kühlflüssigkeit und/oder der Wärmeträgerflüssigkeit durchströmbar ist und das Gebläse eingerichtet ist, die bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers mit der Kühlflüssigkeit abgekühlte Luft oder die bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers erwärmte Luft in den Fahrgastraum zu lenken.Preferably, the cooling medium and / or the heating medium is a liquid and the cooling circuit and / or the heat circuit has at least one air-liquid heat exchanger with a fan, wherein the air-liquid heat exchanger can be flowed through by the cooling liquid and / or the heat transfer fluid and the blower is arranged to direct the air cooled by the cooling liquid through the air-liquid heat exchanger or the air heated by the flow of the air-liquid heat exchanger into the passenger compartment.

Die Aktivierung der Kühlflüssigkeits-Fördereinheit durch die Kühlkreislauf-Steuerung, wobei die Kühlflüssigkeits-Fördereinheit z. B. in Form einer Umwälzpumpe ausgebildet sein kann, bewirkt eine Förderung der Kühlflüssigkeit, einhergehend mit einer Durchströmung des Kühlkreislaufs mit der Kühlflüssigkeit bzw. einer Zirkulation der Kühlflüssigkeit in dem Kühlkreislauf. Durch Aktivierung des Gebläses des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers wird die bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers mit der Kühlflüssigkeit abgekühlte Luft zur Kühlung des Fahrgastraums in den Fahrgastraum gelenkt. Die Kühlflüssigkeit hingegen wird über die wärmeübertagende Verbindung des Kühlkreislaufs zu dem Speichermedium des ersten Latentwärmspeichers abgekühlt.The activation of the cooling liquid delivery unit by the cooling circuit control, wherein the cooling liquid delivery unit z. B. in the form of a circulating pump, causes a promotion of the cooling liquid, along with a flow through the cooling circuit with the cooling liquid or a circulation of the cooling liquid in the cooling circuit. By activating the blower of the air-liquid heat exchanger, the air cooled with the cooling liquid through the air-liquid heat exchanger is directed into the passenger compartment for cooling the passenger compartment. The cooling liquid, on the other hand, is cooled down via the heat-transferring connection of the cooling circuit to the storage medium of the first latent heat accumulator.

Die Kühlkreislauf-Steuerung ist eingerichtet, bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Kühlflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse zu aktivieren.The cooling circuit control is set to activate the cooling liquid delivery unit and the blower when a predetermined passenger compartment temperature is exceeded or after receiving an activation signal.

Zur Messung der Fahrgastraum-Temperatur ist hierbei vorzugsweise wenigstens ein in dem Fahrgastraum angeordneter Temperaturmessfühler bzw. wenigstens eine in dem Fahrgastraum angeordnete Temperaturmesseinrichtung vorgesehen, wobei ein Temperatur-Messsignal des Temperaturmessfühlers bzw. der Temperaturmesseinrichtung an die Kühlkreislauf-Steuerung übertragbar ist, wobei das Temperatur-Messsignal z. B. über eine Signalleitung oder drahtlos an die Kühlkreislauf-Steuerung übertragbar ist. Überschreitet die dem Temperaturmesssignal zugeordnete gemessene Temperatur eine vorgegebene Fahrgastraum-Temperatur aktiviert die Kühlkreislauf-Steuerung die Kühlflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse. Auf diese Weise erfolgt bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur, die z. B. innerhalb eines Bereichs von 19°C bis 23°C (19 bis 23 Grad Celsius) liegen kann, eine Kühlung des Fahrgastraums durch Hinzuschalten des ersten Latentwärmespeichers. Diese Kühlung kann eine zusätzliche Kühlung sein, welche eine von der Temperierungseinrichtung vorgenommene Kühlung unterstützt. Diese Kühlung kann jedoch auch die einzige Kühlung sein, z. B. bei ausgeschalteter Temperierungseinrichtung.For measuring the passenger compartment temperature, at least one temperature sensor arranged in the passenger compartment or at least one temperature measuring unit arranged in the passenger compartment is preferably provided, wherein a temperature measurement signal of the temperature sensor or the temperature measuring unit is transferable to the cooling circuit controller, wherein the temperature Measuring signal z. B. via a signal line or wirelessly to the cooling circuit control is transferable. If the measured temperature associated with the temperature measurement signal exceeds a predetermined passenger compartment temperature, the refrigeration cycle controller activates the refrigerant supply unit and the blower. In this way, when a predetermined passenger compartment temperature is exceeded, the z. Within a Range of 19 ° C to 23 ° C (19 to 23 degrees Celsius), a cooling of the passenger compartment by adding the first latent heat storage. This cooling can be an additional cooling, which supports cooling made by the temperature control device. However, this cooling can also be the only cooling, z. B. when the tempering device is switched off.

Die Kühlkreislauf-Steuerung ist ferner eingerichtet nach Empfang eines Aktivierungssignals die Kühlflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse zu aktivieren. Hierbei kann es sich um ein beliebiges Aktivierungssignal handeln, welches z. B. von einer Steuereinrichtung des Elektrofahrzeugs ausgegeben wird. Das Aktivierungssignal kann insbesondere auch ein von einem Insassen des Elektrofahrzeugs durch Betätigung eines Schaltmittels erzeugtes bzw. generiertes Aktivierungssignal sein, so dass ein Hinzuschalten des ersten Latentwärmespeichers je nach Bedarf vom Insassen veranlasst werden kann.The refrigeration cycle controller is further configured, after receiving an activation signal, to activate the cooling liquid delivery unit and the blower. This may be an arbitrary activation signal, which z. B. is output by a control device of the electric vehicle. The activation signal may in particular also be an activation signal generated or generated by an occupant of the electric vehicle by actuation of a switching means, so that an addition of the first latent heat accumulator can be initiated as required by the occupant.

Bevorzugt weist bei einer weiteren praktischen Ausführungsform der Wärmekreislauf eine Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit auf, und es ist bei dieser weiteren praktischen Ausführungsform bevorzugt eine Wärmekreislauf-Steuerung vorgesehen, die eingerichtet ist, bei Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse zu aktivieren.Preferably, in another practical embodiment, the heat cycle to a heat transfer fluid delivery unit, and it is preferably provided in this further practical embodiment, a heat cycle control, which is set below a predetermined passenger compartment temperature or after receiving an activation signal, the heat transfer fluid delivery unit and to activate the blower.

Die Aktivierung der Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit durch die Wärmekreislauf-Steuerung, wobei die Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit z. B. in Form einer Umwälzpumpe ausgebildet sein kann, bewirkt eine Förderung der Wärmeträgerflüssigkeit, einhergehend mit einer Durchströmung des Wärmekreislaufs mit der Wärmeträgerflüssigkeit bzw. eine Zirkulation der Wärmeträgerflüssigkeit in dem Wärmekreislauf. Durch Aktivierung des Gebläses des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers wird die bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers mit der Wärmeträgerflüssigkeit erwärmte Luft zur Erwärmung bzw. Heizung des Fahrgastraums in den Fahrgastraum gelenkt. Die Wärmeträgerflüssigkeit hingegen wird über die wärmeübertagende Verbindung des Wärmekreislaufs zu dem Speichermedium des zweiten Latentwärmspeichers erwärmt.The activation of the heat transfer fluid delivery unit by the heat cycle control, wherein the heat transfer fluid delivery unit z. B. may be formed in the form of a circulating pump, causes a promotion of the heat transfer fluid, accompanied by a flow through the heat cycle with the heat transfer fluid or a circulation of the heat transfer fluid in the heat cycle. By activating the blower of the air-liquid heat exchanger, the air heated with the heat transfer fluid flowing through the air-liquid heat exchanger to the heating or heating of the passenger compartment is directed into the passenger compartment. By contrast, the heat transfer fluid is heated to the storage medium of the second latent heat accumulator via the heat-transferring connection of the heat cycle.

Die Wärmekreislauf-Steuerung ist eingerichtet, bei Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse zu aktivieren.The heat cycle control is set up to activate the heat transfer liquid delivery unit and the blower when falling below a predetermined passenger compartment temperature or after receiving an activation signal.

Auch bei dieser weiteren praktischen Ausführungsform ist hierbei zur Messung der Fahrgastraum-Temperatur vorzugsweise wenigstens ein in dem Fahrgastraum angeordneter Temperaturmessfühler bzw. wenigstens eine in dem Fahrgastraum angeordnete Temperaturmesseinrichtung vorgesehen, wobei ein Temperatur-Messsignal des Temperaturmessfühlers bzw. der Temperaturmesseinrichtung an die Wärmekreislauf-Steuerung übertragbar ist, wobei das Temperatur-Messsignal z. B. über eine Signalleitung oder drahtlos an die Wärmekreislauf-Steuerung übertragbar ist. Unterschreitet die dem Temperaturmesssignal zugeordnete gemessene Temperatur eine vorgegebene Fahrgastraum-Temperatur aktiviert die Wärmekreislauf-Steuerung die Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse. Auf diese Weise erfolgt bei Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur, die z. B. innerhalb eines Bereichs 19°C bis 23°C liegen kann, eine Erwärmung bzw. ein Heizen des Fahrgastraums durch Hinzuschalten des zweiten Latentwärmespeichers. Diese Erwärmung kann eine zusätzliche Erwärmung sein, welche eine von der Temperierungseinrichtung vorgenommene Erwärmung unterstützt. Diese Erwärmung bzw. Heizung kann jedoch auch die einzige vorgesehene Erwärmung bzw. Heizung sein, z. B. bei ausgeschalteter Temperierungseinrichtung.In this further practical embodiment, at least one temperature sensor arranged in the passenger compartment or at least one temperature measuring device arranged in the passenger compartment is preferably provided for measuring the passenger compartment temperature, wherein a temperature measurement signal of the temperature sensor or the temperature measuring device can be transmitted to the heat circuit control is, wherein the temperature measurement signal z. B. via a signal line or wirelessly to the heat cycle control is transferable. If the measured temperature associated with the temperature measurement signal falls below a predetermined passenger compartment temperature, the heat cycle controller activates the heat transfer fluid delivery unit and the blower. In this way, falls below a predetermined passenger compartment temperature, the z. B. within a range of 19 ° C to 23 ° C, a heating or heating of the passenger compartment by adding the second latent heat storage. This heating can be an additional heating, which supports a heating carried out by the temperature control device. However, this heating or heating may also be the only intended heating or heating, z. B. when the tempering device is switched off.

Die Wärmekreislauf-Steuerung ist ferner eingerichtet nach Empfang eines Aktivierungssignals die Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit und das Gebläse zu aktivieren. Hierbei kann es sich um ein beliebiges Aktivierungssignal handeln, welches z. B. von einer Steuereinrichtung des Elektrofahrzeugs ausgegeben wird. Das Aktivierungssignal kann insbesondere auch ein von einem Insassen des Elektrofahrzeugs durch Betätigung eines Schaltmittels erzeugtes bzw. generiertes Aktivierungssignal sein, so dass ein Hinzuschalten des zweiten Latentwärmespeichers je nach Bedarf vom Insassen veranlasst werden kann.The heat cycle control is further arranged upon receipt of an activation signal to activate the heat transfer liquid delivery unit and the blower. This may be an arbitrary activation signal, which z. B. is output by a control device of the electric vehicle. The activation signal may in particular also be an activation signal generated or generated by an occupant of the electric vehicle by actuation of a switching means, so that an addition of the second latent heat accumulator can be initiated as required by the occupant.

Das Speichermedium des ersten Latentwärmespeichers weist vorzugsweise eine Phasenübergangstemperatur für den Phasenübergang fest-flüssig auf, die innerhalb eines Bereichs von 243 Grad Kelvin bis 275 Grad Kelvin, also innerhalb eines Bereiches von –30°C bis 2°C liegt. Das Speichermedium des zweiten Latentwärmespeichers 18 weist vorzugsweise eine Phasenübergangstemperatur für den Phasenübergang fest-flüssig auf, die innerhalb eines Bereichs von 313 Grad Kelvin bis 343 Grad Kelvin, also innerhalb eines Bereiches von 40°C bis 70°C liegt.The storage medium of the first latent heat storage preferably has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition, which is within a range of 243 degrees Kelvin to 275 degrees Kelvin, ie within a range of -30 ° C to 2 ° C. The storage medium of the second latent heat storage 18 preferably has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition which is within a range of 313 degrees Kelvin to 343 degrees Kelvin, that is within a range of 40 ° C to 70 ° C.

Die Speichermedien des wenigstens ersten und des wenigstens zweiten Latentwärmespeichers können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und durch eine thermische Isolierung voneinander beabstandet sein. Vorteilhaft lassen sich hierbei Bauraum und Gewicht reduzieren. Die thermische Isolierung kann durch einen geschäumten Werkstoff, vorzugsweise einen Polymeren-Werkstoff gebildet sein.The storage media of the at least first and the at least second latent heat accumulator can be arranged in a common housing and spaced from each other by a thermal insulation. Advantageously, this space and weight can be reduced. The thermal insulation may be formed by a foamed material, preferably a polymer material.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten 1 und 2 näher erläutert, die sehr schematisch ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug 10 zeigen. Hereinafter, embodiments of the invention with reference to the accompanying 1 and 2 explained in more detail, very schematically an inventive electric vehicle 10 demonstrate.

Das in 1 gezeigte Elektrofahrzeug 10 weist einen Fahrgastraum 12, eine Temperierungseinrichtung 14 zur Temperierung des Fahrgastraums 12, und einen ersten und einen zweiten Latentwärmespeicher 16, 18 auf. Jeder Latentwärmespeicher 16, 18 weist ein Speichermedium 20a, b auf, wobei jedes Speichermedium 20a, b innerhalb eines Gehäuses 22 des jeweiligen Latentwärmespeichers 16, 18 aufgenommen ist. Das Gehäuse 22 besteht dabei aus einem faserverstärkten Kunststoff um eine ausreichende Crashsicherheit bei möglichst geringem Eigengewicht des Gehäuses 22 zu erreichen. Das Gehäuse 22 der Latentwärmespeicher 16, 18 weist eine thermische Isolierung auf, um die in den Speichermedien 20a, b gespeicherte Temperatur bzw. Wärmemenge über einen Zeitraum von mehreren Stunden oder Tagen zu erhalten.This in 1 shown electric vehicle 10 has a passenger compartment 12 , a tempering device 14 for temperature control of the passenger compartment 12 , and a first and a second latent heat storage 16 . 18 on. Each latent heat storage 16 . 18 has a storage medium 20a , b on, with each storage medium 20a , b within a housing 22 the respective latent heat storage 16 . 18 is included. The housing 22 consists of a fiber-reinforced plastic to a sufficient crash safety at the lowest possible weight of the housing 22 to reach. The housing 22 the latent heat storage 16 . 18 has a thermal insulation to those in the storage media 20a , b stored temperature or amount of heat over a period of several hours or days to obtain.

Die Temperierungseinrichtung 14 weist eine Wärmepumpe 24 mit einer Warmseite 26 und einer Kaltseite 28 auf, wobei die Wärmepumpe 24 in bekannter Weise einen Verdichter 30, einen Kondensator 32, eine Drossel 34 und einen Verdampfer 36 aufweist und mit einem Wärmepumpen-Fluid (vorzugsweise Kohlendioxid – CO₂) betrieben wird. Das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 ist zum Abkühlen desselben mit der Kaltseite 28 derart wärmeübertragend verbunden, dass das Speichermedium 20a mit dem Verdampfer 36 wärmeübertragend verbunden ist, also eine wärmeübertragende Verbindung 38 zu dem Verdampfer 36 aufweist. Das Speichermedium 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 ist zum Erwärmen desselben mit der Warmseite 26 der Wärmepumpe 24 derart wärmeübertragend verbunden, dass das Speichermedium 20b mit dem Kondensator 32 der Wärmepumpe 24 wärmeübertragend verbunden ist, also eine wärmeübertragende Verbindung 38 zu dem Kondensator 32 aufweist.The tempering device 14 has a heat pump 24 with a warm side 26 and a cold side 28 on, with the heat pump 24 in a known manner a compressor 30 , a capacitor 32 , a throttle 34 and an evaporator 36 and operated with a heat pump fluid (preferably carbon dioxide - CO ₂ ). The storage medium 20a the first latent heat storage 16 is to cool it with the cold side 28 such heat transfer connected, that the storage medium 20a with the evaporator 36 heat transfer is connected, so a heat transferring connection 38 to the evaporator 36 having. The storage medium 20b the second latent heat storage 18 is for heating the same with the hot side 26 the heat pump 24 such heat transfer connected, that the storage medium 20b with the capacitor 32 the heat pump 24 heat transfer is connected, so a heat transferring connection 38 to the capacitor 32 having.

Es ist ein Kühlkreislauf 40 vorgesehen ist, der von einer in dem Kühlkreislauf 40 aufgenommenen Kühlflüssigkeit 41 (nicht näher dargestellt) durchströmbar ist. Das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 weist eine wärmeübertragende Verbindung 38 zu dem Kühlkreislauf 40 auf, die zum Abkühlen 40 der Kühlflüssigkeit 41 durch Übertragung von Wärmenergie auf das abgekühlte Speichermedium 20a vorgesehen ist. Zur Ausbildung der wärmeübertragenden Verbindung 38 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Abschnitt des Kühlkreislaufs 40 in das Speichermedium 20a eingebettet. Der Kühlkreislauf 40 weist ferner einen von der Kühlflüssigkeit 41 durchströmbaren Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher 42 mit einem Gebläse (nicht näher dargestellt) auf, welches eingerichtet ist, die bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers 42 mit der Kühlflüssigkeit 41 abgekühlte Luft in den Fahrgastraum 12 zu lenken. Der Kühlkreislauf 40 weist ferner eine Kühlflüssigkeits-Fördereinheit 44 in Form einer Umwälzpumpe 44 auf. Eine nicht dargestellte Kühlkreislauf-Steuerung ist dazu eingerichtet, bei Überschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Kühlflüssigkeits-Fördereinheit 44 und das Gebläse zu aktivieren.It is a cooling circuit 40 is provided, the one of the in the cooling circuit 40 absorbed coolant 41 (not shown in detail) can be flowed through. The storage medium 20a the first latent heat storage 16 has a heat transferring compound 38 to the cooling circuit 40 on, for cooling 40 the cooling liquid 41 by transfer of heat energy to the cooled storage medium 20a is provided. To form the heat transferring compound 38 is a section of the refrigeration cycle in this embodiment 40 in the storage medium 20a embedded. The cooling circuit 40 also has one of the cooling liquid 41 permeable air-liquid heat exchanger 42 with a blower (not shown in detail), which is set up when flowing through the air-liquid heat exchanger 42 with the coolant 41 cooled air in the passenger compartment 12 to steer. The cooling circuit 40 further comprises a cooling liquid delivery unit 44 in the form of a circulation pump 44 on. A cooling circuit control, not shown, is adapted to the cooling liquid delivery unit when a predetermined passenger compartment temperature is exceeded or after receipt of an activation signal 44 and to activate the blower.

Es ist auch ein Wärmekreislauf 46 vorgesehen, der von einer in dem Wärmekreislauf 46 aufgenommenen Wärmeträgerflüssigkeit 47 (nicht näher dargestellt) durchströmbar ist. Das Speichermedium 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 weist eine wärmeübertragende Verbindung 38 zu dem Wärmekreislauf 46 auf, die zum Erwärmen der Wärmeträgerflüssigkeit 47 durch Übertragung von Wärmenergie auf die Wärmeträgerflüssigkeit 47 vorgesehen ist. Zur Ausbildung der wärmeübertragenden Verbindung 38 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Abschnitt des Wärmekreislaufs 46 in das Speichermedium 20b eingebettet Der Wärmekreislauf 46 weist ferner einen von der Wärmeträgerflüssigkeit 47 durchströmbaren Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher 42 mit einem Gebläse (nicht näher dargestellt) auf, welches eingerichtet ist, die bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers 42 mit Wärmeträgerflüssigkeit erwärmte Luft in den Fahrgastraum 12 zu lenken. Der Wärmekreislauf 46 weist ferner eine Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit 48 in Form einer Umwälzpumpe 48 auf. Eine nicht dargestellte Wärmekreislauf-Steuerung ist dazu eingerichtet, bei Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Wärmeträgerflüssigkeits-Fördereinheit 48 und das Gebläse zu aktivieren. In einer nicht näher dargestellten alternativen Ausführungsform können die Speichermedien 20a, b des wenigstens ersten und des wenigstens zweiten Latentwärmespeichers 16, 18 in einem gemeinsamen Gehäuse 22 angeordnet und durch eine thermische Isolierung voneinander beabstandet sein. Vorzugsweise ist die thermische Isolierung dabei durch einen geschäumten Werkstoff, weiter vorzugsweise einen Kunststoff-Werkstoff gebildet.It is also a thermal cycle 46 provided by one in the heat cycle 46 absorbed heat transfer fluid 47 (not shown in detail) can be flowed through. The storage medium 20b the second latent heat storage 18 has a heat transferring compound 38 to the heat cycle 46 on, for heating the heat transfer fluid 47 by transfer of heat energy to the heat transfer fluid 47 is provided. To form the heat transferring compound 38 is a section of the heat cycle in this embodiment 46 in the storage medium 20b embedded The heat cycle 46 also has one of the heat transfer fluid 47 permeable air-liquid heat exchanger 42 with a blower (not shown in detail), which is set up when flowing through the air-liquid heat exchanger 42 air heated with heat transfer fluid into the passenger compartment 12 to steer. The heat cycle 46 further comprises a heat transfer fluid delivery unit 48 in the form of a circulation pump 48 on. A heat cycle control, not shown, is set up when the temperature falls below a predetermined passenger compartment temperature or after receiving an activation signal, the heat transfer fluid delivery unit 48 and to activate the blower. In an alternative embodiment, not shown, the storage media 20a , B of the at least first and at least second latent heat storage 16 . 18 in a common housing 22 be arranged and spaced from each other by a thermal insulation. Preferably, the thermal insulation is formed by a foamed material, more preferably a plastic material.

Die 2 zeigt ein Elektrofahrzeug 10, mit einem Fahrgastraum 12, einer Temperierungseinrichtung 14 zur Temperierung des Fahrgastraums 12, und wenigstens einem ersten und wenigstens einem zweiten Latentwärmespeicher 16, 18, die jeweils ein Speichermedium 20a, b aufweisen, wobei die Temperierungseinrichtung 14 eine Wärmepumpe 24 mit einer Warmseite 26 und einer Kaltseite 28 aufweist. Das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 ist zum Abkühlen des Speichermediums 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 mit der Kaltseite 28 wärmeübertragend verbunden, wobei das Speichermedium 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 zum Erwärmen des Speichermediums 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 mit der Warmseite 26 wärmeübertragend verbunden ist. Das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 ist dafür vorgesehen, dem Fahrgastraum 12 Wärmeenergie zu entziehen. Das Speichermedium 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 ist demgegenüber vorgesehen dem Fahrgastraum 12 Wärmeenergie zuzuführen.The 2 shows an electric vehicle 10 , with a passenger compartment 12 , a tempering device 14 for temperature control of the passenger compartment 12 , and at least a first and at least a second latent heat storage 16 . 18 , each a storage medium 20a , b, wherein the tempering device 14 a heat pump 24 with a warm side 26 and a cold side 28 having. The storage medium 20a the first latent heat storage 16 is for cooling the storage medium 20a the first latent heat storage 16 With the cold side 28 heat transfer connected, wherein the storage medium 20b the second latent heat storage 18 for heating the storage medium 20b the second latent heat storage 18 with the warm side 26 heat transfer connected. The storage medium 20a the first latent heat storage 16 is intended for the passenger compartment 12 To extract heat energy. The storage medium 20b the second latent heat storage 18 is in contrast provided the passenger compartment 12 To supply heat energy.

Es ist ein Kühlkreislauf 40 vorgesehen, der von einem in dem Kühlkreislauf 40 aufgenommenen Kühlmedium 41 durchströmbar ist, wobei das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 wenigstens eine wärmeübertragende Verbindung 38 zu dem Kühlkreislauf 40 aufweist, die zum Abkühlen des Kühlmediums 41 durch Übertragung von Wärmenergie auf das abgekühlte Speichermedium 20a vorgesehen ist. Ergänzend ist ein Wärmekreislauf 46 vorgesehen, der von einem in dem Wärmekreislauf 46 aufgenommenen Heizmedium 47 durchströmbar ist. Das Speichermedium 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 weist wenigstens eine wärmeübertragende Verbindung 38 zu dem Wärmekreislauf 46 auf, die zum Erwärmen des Heizmediums 47 durch Übertragung von Wärmenergie auf das Heizmedium 47 vorgesehen ist.It is a cooling circuit 40 provided by one in the cooling circuit 40 recorded cooling medium 41 can be flowed through, wherein the storage medium 20a the first latent heat storage 16 at least one heat transferring compound 38 to the cooling circuit 40 having, for cooling the cooling medium 41 by transfer of heat energy to the cooled storage medium 20a is provided. In addition, there is a heat cycle 46 provided by one in the heat cycle 46 recorded heating medium 47 can be flowed through. The storage medium 20b the second latent heat storage 18 has at least one heat transferring compound 38 to the heat cycle 46 on, for heating the heating medium 47 by transfer of heat energy to the heating medium 47 is provided.

Das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 ist innerhalb des zugeordneten Kühlkreislaufes 40 angeordnet, so dass die wärmeübertragende Verbindung 38 realisiert ist, indem das Kühlmedium 41 im direkten Kontakt mit dem Speichermedium 20a bzw. mit einem das Speichermedium 20a umgebenden Gehäuse 22 steht. Das Kühlmedium 41 wird durch die aus dem Fahrgastraum abgesaugte Luft gebildet, die diesem zumindest teilweise gekühlt wieder zugeführt wird. Die Transportrichtung der Luft innerhalb des Kühlkreislaufes 40 ist durch Pfeile angedeutet. Ein bei der Abkühlung entstehendes Kondensat kann innerhalb des Kühlkreislaufes 40 aufgenommen und/oder abgeführt werden. Das Speichermedium 20a weist eine hohe Austauschoberfläche und Wärmeübertragungsdynamik auf. Beispielhaft ist das Speichermedium 20a durch kleinvolumige Portionierungen eines Phasenwechselmaterials (z. B. in kleinen Beuteln) gebildet. Das Speichermedium 20a ist strömungstechnisch günstig innerhalb des Kühlkreislaufes 40 (Luftkanalsystem) angeordnet. Alternativ kann dabei auch Luft von außerhalb des Fahrgastraums angesaugt werden. Die wärmeübertragende Verbindung 38 mit der Kaltseite 28 der Wärmepumpe 24 kann alternativ durch einen weiteren Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher (nicht näher dargestellt) realisiert sein, der das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 mit der Kaltseite 28 koppelt. Dabei wird die im weiteren Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher zirkulierbare Flüssigkeit von der Kaltseite 28 durch Wärmeentzug abgekühlt. Die Flüssigkeit entzieht dann ihrerseits die Wärme aus der durch den weiteren Luft-Wärmetauscher zirkulierbaren Luft. Die abgekühlte Luft kann mit Hilfe von Luftsteuerungsmittel (z. B. Klappen oder Ventile) über das Speichermedium 20a geführt werden, um dieses entsprechend abzukühlen. Vorzugsweise erfolgt dieser Abkühlvorgang innerhalb eines in sich zunächst geschlossenen Luftführungssystems. Beispielhaft kann das mindestens eine Speichermedium 20a des Latentwärmespeichers 16 innerhalb eines Innenverkleidungsteils (Dachhimmel, Türinnenverkleidung, Armaturenbrett, etc.) des Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Soll eine Kühlung des Fahrgastraumes 12 eingeleitet werden, kann das bis dato geschlossene Luftführungssystem zum Fahrgastraumes 12 hin geöffnet, und Luft in den Fahrgastraumes 12 verbracht werden, die durch Umströmen des Speichermedium 20a abgekühlt ist.The storage medium 20a the first latent heat storage 16 is within the associated cooling circuit 40 arranged so that the heat transferring connection 38 is realized by the cooling medium 41 in direct contact with the storage medium 20a or with a storage medium 20a surrounding housing 22 stands. The cooling medium 41 is formed by the sucked out of the passenger compartment air, which is supplied to this at least partially cooled again. The transport direction of the air within the cooling circuit 40 is indicated by arrows. A condensate formed during cooling can be inside the cooling circuit 40 be recorded and / or removed. The storage medium 20a has a high exchange surface and heat transfer dynamics. Exemplary is the storage medium 20a formed by small-volume portioning of a phase change material (eg in small bags). The storage medium 20a is fluidically favorable within the cooling circuit 40 (Air duct system) arranged. Alternatively, it is also possible to suck in air from outside the passenger compartment. The heat transferring compound 38 with the cold side 28 the heat pump 24 may alternatively be realized by a further air-liquid heat exchanger (not shown in detail), the storage medium 20a the first latent heat storage 16 with the cold side 28 coupled. In this case, the circulating in the further air-liquid heat exchanger liquid from the cold side 28 cooled by heat extraction. The liquid then in turn removes the heat from the circulating through the other air heat exchanger air. The cooled air can be directed over the storage medium by means of air control means (eg flaps or valves) 20a to cool this down accordingly. This cooling process preferably takes place within an initially closed air guidance system. By way of example, the at least one storage medium 20a the latent heat storage 16 be arranged within an interior trim part (headliner, door trim panel, dashboard, etc.) of the motor vehicle. Should a cooling of the passenger compartment 12 can be initiated, the hitherto closed air duct system to the passenger compartment 12 Open, and air in the passenger compartment 12 be spent by circulating the storage medium 20a has cooled.

Der Kühlkreislauf 40 und der Wärmekreislauf 46 weist eine Kühlmediums- bzw. Heizmediums-Fördereinheit 44, 48 auf. Es ist eine Kühlkreislauf- bzw. Wärmekreislauf-Steuerung vorgesehen, die eingerichtet ist, bei Überschreiten oder Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgastraum-Temperatur oder nach Empfang eines Aktivierungssignals die Kühlmediums- bzw. Heizmediums-Fördereinheit 44, 48 zu aktivieren. Das Heizmedium 47 ist eine Flüssigkeit (z. B. demineralisiertes Wasser). Der Wärmekreislauf 46 weist wenigstens einen Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher 42 mit einem Gebläse auf, wobei der Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher 42 von der Wärmeträgerflüssigkeit 47 durchströmbar ist. Ferner ist das Gebläse eingerichtet bei Durchströmen des Luft-Flüssigkeits-Wärmetauschers 42 mit der Kühlflüssigkeit erwärmte Luft in den Fahrgastraum 12 zu lenken. Das Speichermedium 20a des ersten Latentwärmespeichers 16 weist eine Phasenübergangstemperatur für den Phasenübergang fest-flüssig auf, die innerhalb eines Bereichs von –30°C bis 0°C liegt. Das Speichermedium 20b des zweiten Latentwärmespeichers 18 weist eine Phasenübergangstemperatur für den Phasenübergang fest-flüssig auf, die innerhalb eines Bereichs von 40°C bis 70°C liegt.The cooling circuit 40 and the heat cycle 46 has a Kühlmediums- or heating medium delivery unit 44 . 48 on. A cooling circuit or heat circulation control is provided, which is set up when the predetermined passenger compartment temperature is exceeded or fallen short of or after receiving an activation signal, the cooling medium or heating medium delivery unit 44 . 48 to activate. The heating medium 47 is a liquid (eg demineralised water). The heat cycle 46 has at least one air-liquid heat exchanger 42 with a blower, wherein the air-liquid heat exchanger 42 from the heat transfer fluid 47 can be flowed through. Further, the blower is set up when flowing through the air-liquid heat exchanger 42 with the cooling liquid heated air in the passenger compartment 12 to steer. The storage medium 20a the first latent heat storage 16 has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition which is within a range of -30 ° C to 0 ° C. The storage medium 20b the second latent heat storage 18 has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition which is within a range of 40 ° C to 70 ° C.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Elektrofahrzeugelectric vehicle
1212: Fahrgastraumpassenger compartment
1414: Temperierungseinrichtungtempering
1616: erster Latentwärmespeicherfirst latent heat storage
1818: zweiter Latentwärmespeichersecond latent heat storage
20a, b20a, b: Speichermediumstorage medium
2222: Gehäusecasing
2424: Wärmepumpeheat pump
2626: Warmseitewarm side
2828: Kaltseitecold side
3030: Verdichtercompressor
3232: Kondensatorcapacitor
34 34: Drosselthrottle
3636: VerdampferEvaporator
3838: wärmeübertragende Verbindungheat transferring compound
4040: KühlkreislaufCooling circuit
4141: Kühlmediumcooling medium
4242: Luft-Flüssigkeits-WärmetauscherAir-liquid heat exchanger
4444: Kühlflüssigkeits-FördereinheitCoolant delivery unit
4646: WärmekreislaufHeat cycle
4747: Heizmediumheating medium
4848: Wärmeträgerflüssigkeits-FördereinheitCoolant liquid delivery unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10161254 A1 [0002]
DE 19609048 A1 [0002]
DE 19530609 C2 [0002]
DE 19912139 C1 [0002]

Claims

Electric vehicle ( 10 ), with a passenger compartment ( 12 ), a tempering device ( 14 ) for controlling the temperature of the passenger compartment ( 12 ), and at least one first and at least one second latent heat storage ( 16 . 18 ), each a storage medium ( 20a , b), wherein the temperature control device ( 14 ) a heat pump ( 24 ) with a warm side ( 26 ) and a cold side ( 28 ), wherein the storage medium ( 20a ) of the first latent heat accumulator ( 16 ) for cooling the storage medium ( 20a ) of the first latent heat accumulator ( 16 ) with the cold side ( 28 ) is heat-transmitting connected, wherein the storage medium ( 20b ) of the second latent heat store ( 18 ) for heating the storage medium ( 20b ) of the second latent heat store ( 18 ) with the warm side ( 26 ) is heat-transmitting connected, and wherein the storage medium ( 20a ) of the first latent heat accumulator ( 16 ) is provided to the passenger compartment ( 12 ) Heat energy, and wherein the storage medium ( 20b ) of the second latent heat store ( 18 ) is provided to the passenger compartment ( 12 ) Supply heat energy.

Electric vehicle ( 10 ) according to claim 1, characterized in that at least one cooling circuit ( 40 ) provided by one in the refrigeration cycle ( 40 ) received cooling medium ( 41 ) is flowed through, wherein the storage medium ( 20a ) of the first latent heat accumulator ( 16 ) at least one heat transferring compound ( 38 ) to the cooling circuit ( 40 ) for cooling the cooling medium ( 41 ) by transfer of heat energy to the cooled storage medium ( 20a ) is provided.

Electric vehicle ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one heat cycle ( 46 ) provided by one in the heating circuit ( 46 ) received heating medium ( 47 ) is flowed through, wherein the storage medium ( 20b ) of the second latent heat store ( 18 ) at least one heat transferring compound ( 38 ) to the heat cycle ( 46 ), for heating the heating medium ( 47 ) by transferring heat energy to the heating medium ( 47 ) is provided.

Electric vehicle ( 10 ) according to claim 2 or 3, characterized in that at least one of the storage media ( 20a , b) within the associated cooling circuit ( 40 ) or the heat cycle ( 46 ) is arranged so that the heat-transferring compound ( 38 ) is realized by the cooling medium ( 41 ) or the heating medium ( 48 ) in direct contact with the storage medium ( 20a , b) or with a storage medium ( 20a , b) surrounding housing ( 22 ) stands.

Electric vehicle ( 10 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the cooling circuit ( 40 ) and / or the heat cycle ( 46 ) a cooling medium or heating medium delivery unit ( 44 . 48 ), and that a cooling circuit or heat circulation control is provided, which is set up when exceeding or falling below a predetermined passenger compartment temperature or after receiving an activation signal, the cooling medium or heating medium delivery unit ( 44 . 48 ) to activate.

Electric vehicle ( 10 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the cooling medium ( 41 ) and / or the heating medium ( 47 ) is a liquid and the cooling circuit ( 40 ) and / or the heat cycle ( 46 ) at least one air-liquid heat exchanger ( 42 ) with a fan, wherein the air-liquid heat exchanger ( 42 ) of the cooling liquid ( 41 ) and / or the heat transfer fluid ( 47 ) is flowed through and the blower is arranged, which when flowing through the air-liquid heat exchanger ( 42 ) cooled air with the cooling liquid or when flowing through the air-liquid heat exchanger ( 42 ) heated air into the passenger compartment ( 12 ) to steer.

Electric vehicle ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the storage medium ( 20a ) of the first latent heat accumulator ( 16 ) has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition that is within a range of 243 degrees Kelvin to 275 degrees Kelvin.

Electric vehicle ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the storage medium ( 20b ) of the second latent heat store ( 18 ) has a phase transition temperature for the solid-liquid phase transition that is within a range of 313 degrees Kelvin to 343 degrees Kelvin.

Electric vehicle ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the storage media ( 20a , b) of the at least first and the at least second latent heat accumulator ( 16 . 18 ) in a common housing ( 22 ) are arranged and spaced from each other by a thermal insulation.

Electric vehicle ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the thermal insulation is formed by a foamed material, preferably a polymer material.