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Die
Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem für ein ein erstes Batteriesystem
aufweisendes Fahrzeug, mit:
- – einem
Brennstoffzellensystem (14), das dazu ausgelegt ist, elektrische
Energie zu erzeugen, und
- – einem
ersten Kältekreis
(16), der einen elektrisch antreibbaren Kompressor (18)
umfasst.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Klimatisierungssystems
für ein ein
erstes Batteriesystem aufweisendes Fahrzeug, mit den Schritten:
- – Erzeugen
von elektrischer Energie mit einem Brennstoffzellensystem, und
- – Antreiben
eines elektrisch antreibbaren Kompressors, der Bestandteil eines
ersten Kältekreises
ist.
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Als
Fahrzeug kommen in beiden Fällen sämtliche
Luft-, Wasser- und Landfahrzeuge in Betracht, unabhängig davon,
ob sie über
einen eigenen Antriebsmotor verfügen
oder nicht.
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Aufgrund
von steigenden Komfortanforderungen gewinnt die Standklimatisierung
von Fahrzeugen zunehmend an Bedeutung, wobei unter den Begriff Standklimatisierung
im vorliegenden Zusammenhang sowohl ein Kühlen als auch ein Heizen des Fahrzeuginnenraums
fällt.
Beispielsweise im Bereich der Standklimatisierung von Nutz- oder
Personenkraftwagen wurden bereits Lösungen vorgeschlagen, bei denen
ein ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandener Kältekreis mit einem ausschließlich elektrisch
antreibbaren Kompressor oder mit einem sowohl elektrisch als auch
mechanisch antreibbaren Hybridkompressor ausgestattet wird, der
im Standbetrieb von der solchen Kraftfahrzeugen üblicherweise zugeordneten Batterie
mit elektrischer Energie versorgt wird. Ein Problem derartiger Lösungen besteht
darin, dass der Energieverbrauch von elektrisch antreibbaren Kompressoren
(und weiterer Komponenten des Kältekreises)
relativ hoch ist, so dass die Fahrzeugbatterie vergleichsweise schnell
entladen wird, weshalb entweder nur sehr kurze Standklimatisierungszeiträume möglich sind
oder beispielsweise das Risiko eines nicht mehr startbaren Antriebsmotors
in Kauf genommen werden muss. Zur Lösung dieses Problems wurde
bereits vorgeschlagen, die Fahrzeugbatterie durch ein im Fahrzeug
mitgeführtes
Brennstoffzellensystem zu laden. Doch selbst bei dieser Lösung kann
es vorkommen, dass die Fahrzeugbatterie durch die Standklimatisierung
so weit entladen wird, dass ein ordnungsgemäßer Betrieb des Fahrzeugs nicht
mehr möglich
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Klimatisierungssysteme
derart weiterzuentwickeln, dass eine Standklimatisierung über längere Zeiträume möglich wird, ohne
die Funktionsweise von anderen Fahrzeugkomponenten nachteilig zu
beeinflussen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Klimatisierungssystem
baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass es weiterhin einen Controller aufweist,
der dazu ausgelegt ist, das Klimatisierungssystem in einen ersten
Betriebsmodus zu bringen, in dem der elektrisch antreibbare Kompressor
mit von dem Brennstoffzellensystem erzeugter elektrischer Energie
versorgt wird, ohne dass das erste Batteriesystem belastet wird.
Beispielsweise im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen wird durch diese
Lösung
sichergestellt, dass das beispielsweise zum Start des Antriebsmotors
erforderliche erste Batteriesystem in dem ersten Betriebsmodus,
der insbesondere ein Standklimatisierungsmodus sein kann, in keiner
Weise belastet wird. Um dies sicherzustellen, kann der Controller
beispielsweise veranlassen, dass das erste Batteriesystem zumindest
während
Standklimatisierungsphasen galvanisch von dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
getrennt wird. Anstelle einer galvanischen Trennung kommt selbstverständlich auch
ein Entladeschutz in Form von in den entsprechenden Stromkreis geschalteten
Dioden und dergleichen in Frage. Wenn es sich bei dem zu klimatisierenden
Fahrzeug beispielsweise um ein Segelboot ohne eigenen Antriebsmotor
handelt, kann das erste Batteriesystem zur Versorgung von sicherheitsrelevanten
Einrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise zur Versorgung von
Navigationsgeräten,
Positionslichtern und dergleichen.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist vorgesehen, dass es ein zweites Batteriesystem umfasst, das
mit von dem Brennstoffzellensystem erzeugter elektrischer Energie
geladen werden kann und das in dem ersten Betriebsmodus zumindest
zeitweise die zur Versorgung des elektrisch antreibbaren Kompressors
erforderliche Energie zumindest teilweise liefert. Dadurch ist es
beispielsweise möglich,
eine Standklimatisierung des Fahrzeugs auch dann schon zu beginnen,
wenn das Brennstoffzellensystem noch nicht in Betrieb ist oder noch
nicht die volle Leistung liefert.
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Im
vorliegend erläuterten
Zusammenhang wird weiterhin bevorzugt, dass das zweite Batteriesystem
das Brennstoffzellensystem in dessen Startphase mit elektrischer
Energie versorgen kann. Obwohl es grundsätzlich natürlich möglich ist, die zum Start des
Brennstoffzellensystems erforderliche Energie durch das dem Fahrzeug
ohnehin zugeordnete erste Batteriesystem zur Verfügung zu
stellen, wird bevorzugt, dass dieses erste Batteriesystem auch in der
Startphase des Brennstoffzellensystems nicht belastet wird.
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Im
Zusammenhang mit dem zweiten Batteriesystem wird es als besonders
vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass das zweite Batteriesystem
einen oder mehrere Lithium-Ionen-Akkumulatoren
umfasst. Lithium-Ionen-Akkumulatoren zeichnen sich durch eine hohe
Energiedichte aus, wobei die nutzbare Lebensdauer mehrere Jahre
beträgt.
Im Vergleich zu herkömmlichen
Akkumulatoren sind Lithium-Ionen-Akkumulatoren vergleichsweise klein und
leicht. Selbstverständlich
können
erfindungsgemäß nicht
nur Lithium-Ionen-Akkumulatoren als solche eingesetzt werden, sondern
auch entsprechende Weiterentwicklungen, wie beispielsweise Lithium-Polymer-Akkumulatoren oder
Lithium-Titanat-Akkumulatoren.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
ist vorgesehen, dass es einen Wärmetauscher
umfasst, und dass der Controller dazu ausgelegt ist, das Klimatisierungssystem
in einen zweiten Betriebsmodus zu bringen, in dem von dem Brennstoffzellensystem
erzeugte Wärme über den
Wärmetauscher
in den Innenraum des Fahrzeugs eingebracht werden kann. Die Wärme kann
dabei entweder direkt über
einen Luftstrom oder indirekt über
einen geeigneten Flüssigkeitskreislauf
in den Innenraum des Fahrzeugs eingebracht werden. Zusätzlich oder
alternativ können
selbstverständlich
auch elektrische Heizeinrichtungen vorgesehen sein, die vorzugsweise
von den Brennstoffzellensystem und/oder, soweit vorhanden, von dem
zweiten Batteriesystem mit elektrischer Energie versorgt werden.
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In
vielen Fällen
wird es als vorteilhaft erachtet, dass der erste Kältekreis
Bestandteil einer Standklimaanlage ist, die unabhängig von
einem etwaigen im Fahrzeug angeordneten zweiten Kältekreis
betrieben werden kann. Solche Lösungen
kommen beispielsweise im Rahmen von Kraftfahrzeugnachrüstungen
in Betracht. In solchen Fällen
weist das Fahrzeug üblicherweise
bereits einen Kältekreis
mit einem vom Antriebsmotor des Fahrzeugs mechanisch antreibbaren
Kompressor auf und das erfindungsgemäße Klimatisierungssystem kann
insbesondere zu Zwecken der Standklimatisierung nachgerüstet werden.
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Insbesondere
wenn das Fahrzeug ohnehin mit einem Kraftstofftank ausgestattet
ist, wird bevorzugt, dass das Brennstoffzellensystem einen Reformer
umfasst, der dazu ausgelegt ist, aus in einem Fahrzeugtank befindlichem
Kraftstoff und Oxidationsmittel ein wasserstoffhaltiges Reformat
zu erzeugen. Als entsprechender Kraftstoff kommen, ohne darauf beschränkt zu sein,
insbesondere Gas, Benzin oder Diesel in Betracht. Je nach Ausführungsform kann
das Brennstoffzellensystem dann durch eine ohnehin im Fahrzeug vorhandene
oder eine separate Kraftstoffentnahmevorrichtung mit Kraftstoff
versorgt werden.
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Weiterhin
kann erfindungsgemäß vorgesehen
sein, dass der Controller und/oder Komponenten des Brennstoffzellensystems
von dem ersten Batteriesystem mit elektrischer Energie versorgt
werden können.
Wenn beispielsweise alle im Fahrzeug vorhandenen Batteriesysteme
je nach Betriebsmodus untereinander und/oder mit verschiedenen Verbrauchern
gekoppelt und auch wieder getrennt werden können, lässt sich ein äußerst flexibles
Energiemanagement erzielen, so dass die im Fahrzeug gerade zur Verfügung stehende
Energie jeweils optimal genutzt werden kann.
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Als
besonders vorteilhaft werden alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
angesehen, bei denen vorgesehen ist, dass das Brennstoffzellensystem
ein SOFC-System ist. Bei derartigen Festoxidbrennstoffzellen handelt es
sich um Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die beispielsweise bei
einer Betriebstemperatur von 800 bis 1000°C betrieben werden können. Dieser
Brennstoffzellentyp zeichnet sich insbesondere durch einen besonders
hohen Systemwirkungsgrad aus und ist daher auch für mobile
Anwendungen sehr gut geeignet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass das Klimatisierungssystem den elektrisch antreibbaren
Kompressor in einen ersten Betriebsmodus mit von dem Brennstoffzellensystem
erzeugter elektrischer Energie versorgt, ohne dadurch das erste
Batteriesystem zu belasten. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang
mit dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem
erläuterten
Eigenschaften und Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur
Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem verwiesen
wird.
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Gleiches
gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei zur Vermeidung von Wiederholungen auch diesbezüglich auf
die entsprechenden Ausführungen
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Klimatisierungssystem verwiesen
wird.
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Vorzugsweise
umfass das erfindungsgemäße Verfahren
den folgenden weiteren Schritt:
- – Laden
eines zweiten Batteriesystems mit von dem Brennstoffzellensystem
erzeugter elektrischer Energie, um in dem ersten Betriebsmodus zumindest
zeitweise die zur Versorgung des elektrisch antreibbaren Kompressors
erforderliche Energie zumindest teilweise über das zweite Batteriesystem
liefern zu können.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren
wird weiterhin der folgende Schritt bevorzugt:
- – Versorgen
des Brennstoffzellensystems, in dessen Startphase, mit elektrischer
Energie aus dem zweiten Batteriesystem.
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Auch
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es als vorteilhaft
erachtet, dass das zweite Batteriesystem (24) einen oder
mehrere Lithium-Ionen-Akkumulatoren umfasst.
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Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Verfahren
den folgenden Schritt umfassen:
- – in einem
zweiten Betriebsmodus, Einbringen von in dem Brennstoffzellensystem
erzeugter Wärme
in den Innenraum des Fahrzeugs.
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Der
folgende Schritt wird ebenfalls als vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren
betrachtet:
- – Betreiben einer den ersten
Kältekreis
umfassenden Standklimaanlage, unabhängig von einem etwaigen im
Fahrzeug angeordneten zweiten Kältekreis.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist der folgende weitere Schritt vorgesehen:
- – Erzeugen
von wasserstoffhaltigem Reformat aus in einem Fahrzeugtank befindlichem
Kraftstoff und Oxidationsmittel mit einem dem Brennstoffzellensystem
zugeordneten Reformer.
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Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Verfahren
den folgenden weiteren Schritt umfassen:
- – Versorgen
des Controllers und/oder von Komponenten des Brennstoffzellensystems
mit in dem ersten Batteriesystem gespeicherter elektrischer Energie.
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Auch
der folgende weitere Schritt wird als vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren
eingestuft:
- – Versorgen des Controllers
und/oder von Komponenten des Brennstoffzellensystems mit in dem zweiten
Batteriesystem gespeicherter elektrischer Energie.
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Für alle Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird bevorzugt, dass das Brennstoffzellensystem ein SOFC-System ist.
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Wie
eingangs bereits angedeutet, ist die vorliegende Erfindung im Zusammenhang
mit den unterschiedlichsten Fahrzeugtypen anwendbar. Insbesondere
kommen sämtliche
Kraftwagen, Kraftwagenanhänger
(insbesondere auch zum Tiertransport geeignete Kraftwagenanhänger), Hybridfahrzeuge,
Elektrofahrzeuge (auch nicht für
den öffentlichen
Verkehr zugelassene Elektrofahrzeuge wie beispielsweise Golfcarts),
Motorboote, Segelboote sowie sämtliche Schienen-
und Luftfahrzeuge in Betracht.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen
beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems,
die auch zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist;
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2 ein
schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems,
die ebenfalls zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist;
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3 ein
schematisches Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems,
die ebenfalls zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist; und
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4 ein
schematisches Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems,
die wiederum zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet
ist.
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In
dem schematischen Blockschaltbild gemäß 1 bezeichnet
der Block 12 ein Fahrzeug, wobei im Rahmen dieses Beispiels
angenommen sei, dass es sich um einen Personenkraftwagen handelt.
Das Fahrzeug 12 umfasst ein Klimatisierungssystem 10,
mit einem SOFC-System 14 und einem ersten Kältekreis 16.
Der erste Kältekreis 16 kann Bestandteil
eines Standklimatisierungsmoduls sein und umfasst einen elektrisch
antreibbaren Kompressor 18, bei dem es sich auch um einen
Hybridkompressor handeln kann, sowie weitere für die Standklimatisierung erforderliche
Komponenten 34, wie Kondensator, Verdampfer, Expansionseinrichtung,
Lüfter usw.,
die dem Fachmann gut bekannt sind und die daher hier nicht der erläutert werden.
Der erste Kältekreis 16 ist
im dargestellten Fall zusätzlich
zu einem zweiten Kältekreis 36 vorgesehen,
wobei auch der zweite Kältekreis 36 beispielsweise
einen mechanisch und elektrisch antreibbaren, sogenannten Hybridkompressor
umfassen kann. Bei dem zweiten Kältekreis 36 kann
es sich insbesondere um einen ohnehin im Fahrzeug 12 vorgesehenen
Kältekreis handeln.
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Das
Fahrzeug 12 umfasst weiterhin ein erstes Batteriesystem 20,
ein drittes Batteriesystem 38 und ein viertes Batteriesystem 40.
Bei dem ersten Batteriesystem 20 kann es sich beispielsweise
um die Standardfahrzeugbatterie handeln, während das dritte Batteriesystem 38 einem
Hybridantrieb zugeordnet sein kann. Das vierte Batteriesystem 40 stellt ein
beliebiges weiteres Batteriesystem dar.
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Dem
Brennstoffzellensystem 14 ist ein Reformer 28 zugeordnet,
der über
strichpunktiert dargestellte Leitungen mit einem Fahrzeugtank 30 in
Verbindung steht, so dass dem Reformer 28 über eine Kraftstoffentnahmevorrichtung 42 Kraftstoff
zugeführt
werden kann. Dem Reformer 28 eventuell zuviel zugeführter Kraftstoff
kann über
eine entsprechende Rückführleitung
wieder in den Fahrzeugtank 30 eingebracht werden.
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Dem
Brennstoffzellensystem 14 ist weiterhin ein Controller 22 zugeordnet,
der über
die gestrichelt dargestellten Leitungen mit dem ersten Kältekreis 16, dem
zweiten Kältekreis 36 und
der Kraftstoffentnahmevorrichtung 42 in Verbindung steht,
um diese zu steuern oder zu regeln. Zwischen dem Brennstoffzellensystem 14 und
dem Controller 22 sind natürlich ebenfalls geeignete,
jedoch nicht dargestellte Verbindungen vorgesehen, so dass der Controller 22 auch das
Brennstoffzellensystem 14 in geeigneter Weise ansteuern
kann.
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Im
dargestellten Fall ist weiterhin ein zweites Batteriesystem 24 in
Form eines Lithium-Ionen-Akkumulators vorgesehen. Sämtliche
Batteriesysteme 20, 24, 38, 40 können durch mit
durchgezogener Linie dargestellte Ströme geladen und durch punktiert
dargestellte Ströme
entladen werden. Weiterhin deuten die punktiert dargestellten Pfeile
zwischen dem Brennstoffzellensystem 14 beziehungsweise
dem Controller 22 und dem ersten Kältekreis 16 beziehungsweise
dem zweiten Kältekreis 36 an,
dass auch über
diese Verbindungen eine Spannungsversorgung erfolgen kann. Gemäß der Darstellung
von 1 stehen auch das erste Batteriesystem 20,
das dritte Batteriesystem 38 und das vierte Batteriesystem 40 über den
Controller 22 mit dem Brennstoffzellensystem 14 in
Verbindung, so dass auch diese Batteriesysteme über das Brennstoffzellensystem 14 geladen
werden können,
wobei es ebenfalls denkbar ist, das Brennstoffzellensystem 14 beispielsweise während der
Startphase mit elektrischer Energie aus diesen Batteriesystemen
zu versorgen. Es sich jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen ausschließlich das
zweite Batteriesystem 24 über den Controller 22 mit
dem Brennstoffzellensystem 14 in Verbindung steht.
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Der
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der
Controller 22 dazu in der Lage ist, das Klimatisierungssystem 10 in
einen ersten Betriebsmodus zu bringen, in dem der elektrisch antreibbare
Kompressor 18 mit von dem Brennstoffzellensystem 14 erzeugte
elektrischer Energie versorgt wird, ohne dass das erste Batteriesystem 20 beziehungsweise
das dritte Batteriesystem 38 oder das vierte Batteriesystem 40 belastet
werden. Hierzu werden beispielsweise sämtliche Batteriesysteme bis
auf das zweite Batteriesystem 24 galvanisch oder über geeignete
Leistungsschalter von dem ersten Kältekreis 16 und, sofern
auch der zwei te Kältekreis 36 elektrisch
antreibbar ist, auch von dem zweiten Kältekreis 36 entkoppelt.
Somit wird der elektrisch antreibbare Kompressor 18 über das
zweite Batteriesystem 24 mit von dem Brennstoffzellensystem 14 erzeugter
elektrischer Energie versorgt. Das zweite Batteriesystem 24 übernimmt
im dargestellten Fall die Funktion eines Puffers, so dass insbesondere der
erste Kältekreis 16 auch
dann betrieben werden kann, wenn das Brennstoffzellensystem 14 noch nicht
mit voller Leistung arbeitet. Das zweite Batteriesystem 24 kann
insbesondere auch dazu verwendet werden, die zum Start des Brennstoffzellensystems 14 erforderliche
elektrische Energie zumindest teilweise zu liefern.
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Sofern
der Innenraum 26 des Fahrzeugs 12 nicht gekühlt sondern
geheizt werden soll, kommt der dem Brennstoffzellensystem 14 zugeordnete
Wärmetauscher 32 zum
Einsatz. Über
diesen Wärmetauscher 32 kann
dem Innenraum 26 von dem Brennstoffzellensystem 14 ohnehin
erzeugte Abwärme
zugeführt
werden. Dies kann direkt über
eine Luftströmung
oder indirekt über
einen geeigneten Flüssigkeitskreislauf
erfolgen.
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Das
Klimatisierungssystem gemäß 1 ermöglicht somit
insbesondere auch im Stand des Fahrzeugs 12 eine Klimatisierung
des Innenraums 26, ohne die Batteriesysteme 20, 38, 40 zu
belasten.
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Weiterhin
lassen sich mit dem in 1 gezeigten System die folgenden
Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Betreiben eines Klimatisierungssystems 10 für ein ein
erstes Batteriesystem 20 aufweisendes Fahrzeug 12 durchführen:
- – Erzeugen
von elektrischer Energie mit dem Brennstoffzellensystem 14 und
Antreiben des elektrisch antreibbaren Kompressors 18, der
Bestandteil des ersten Kältekreises 16 ist,
wobei das Klimatisierungssystem 10 den elektrisch antreibbaren
Kompressor 18 in einen ersten Betriebsmodus mit von dem
Brennstoffzellensystem 14 erzeugter elektrischer Energie
versorgt, ohne dadurch das erste Batteriesystem 20 zu belasten.
- – Laden
des zweiten Batteriesystems 24 mit von dem Brennstoffzellensystem 14 erzeugter
elektrischer Energie, um in dem ersten Betriebsmodus zumindest zeitweise
die zur Versorgung des elektrisch antreibbaren Kompressors 18 erforderliche Energie
zumindest teilweise über
das zweite Batteriesystem 14 liefern zu können.
- – Versorgen
des Brennstoffzellensystems 14, in dessen Startphase, mit
elektrischer Energie aus dem zweiten Batteriesystem 24.
- – In
einem zweiten Betriebsmodus, Einbringen von in dem Brennstoffzellensystem 14 erzeugter Wärme in den
Innenraum 26 des Fahrzeugs 12.
- – Betreiben
einer den ersten Kältekreis 16 umfassenden
Standklimaanlage, unabhängig
von dem im Fahrzeug 12 angeordneten zweiten Kältekreis 36.
- – Erzeugen
von wasserstoffhaltigem Reformat aus in dem Fahrzeugtank 30 befindlichem
Kraftstoff und Oxidati onsmittel mit einem dem Brennstoffzellensystem 14 zugeordneten
Reformer 28.
- – Versorgen
des Controllers 22 und/oder von Komponenten des Brennstoffzellensystems 14 mit
in dem ersten Batteriesystem 20 gespeicherter elektrischer
Energie.
- – Versorgen
des Controllers 22 und/oder von Komponenten des Brennstoffzellensystems 14 mit
in dem zweiten Batteriesystem 24 gespeicherter elektrischer
Energie.
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Dabei
wird stets bevorzugt, dass das Brennstoffzellensystem 14 ein
SOFC-System ist und dass das zweite Batteriesystem 20 zumindest
einen Lithium-Ionen-Akkumulator aufweist.
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Weiterhin
wird bevorzugt, dass beim Laden/Entladen der einzelnen Batteriesysteme
die folgenden Prioritäten
gelten und von dem Controller 22 umgesetzt werden.
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Laden:
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- 1. Prüfen,
ob das erste Batteriesystem 20 nachgeladen werden sollte,
und gegebenenfalls nachladen.
- 2. Prüfen,
ob das dritte Batteriesystem 38 nachgeladen werden sollte,
und gegebenenfalls nachladen.
- 3. Prüfen,
ob das zweite Batteriesystem 24 nachgeladen werden sollte,
und gegebenenfalls nachladen.
- 4. Prüfen,
ob das vierte Batteriesystem 40 nachgeladen werden sollte,
und gegebenenfalls nachladen.
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Entladen:
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- 1. Bei einer Standklimatisierungsanforderung, prüfen, ob
das zweite Batteriesystem 24 ausreichend Energie gespeichert
hat, um das Brennstoffzellensystem 14 zu starten und gleichzeitig die
Standklimatisierung durchzuführen;
wenn ja, Brennstoffzellensystem 14 starten und gleichzeitig
Standklimatisierung beginnen; dabei falls möglich das zweite Batteriesystem 24 nachladen.
- 2. Wenn nein zu 1., prüfen,
ob das zweite Batteriesystem 24 ausreichend Energie gespeichert hat,
um das Brennstoffzellensystem zu starten; wenn ja, Brennstoffzellensystem
starten und anschließend
Standklimatisierung beginnen; dabei falls möglich das zweite Batteriesystem 24 nachladen.
- 3. Wenn nein zu 2., prüfen,
ob das dritte Batteriesystem 38 ausreichend Energie gespeichert
hat, um das Brennstoffzellensystem 14 zu starten und gleichzeitig
die Standklimatisierung durchzuführen;
wenn ja, Brennstoffzellensystem starten und, falls möglich, Standklimatisierung
beginnen (siehe auch punktierte Verbindung zwischen dem dritten
Batteriesystem 38 und den Kältekreisen), nach dem Start
des Brennstoffzellensystems 14 Standklimatisierung beginnen,
falls noch nicht erfolgt, und, falls möglich, sowohl das zweite Batteriesystem 24 als
auch das dritte Batteriesystem 38 nachladen.
- 4. Wenn nein zu 3., Hinweis ausgeben, dass derzeit keine Standklimatisierung
möglich
ist.
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2 zeigt
eine gegenüber
der Darstellung von 1 vereinfachte Ausführungsform,
bei der nur das erste Batteriesystem 20 und das zweite
Batteriesystem 24 vorhanden sind, wobei das erste Batteriesystem 20 nicht
von dem Brennstoffzellensystem 14, sondern von anderen
nicht dargestellten Einrichtungen, beispielsweise einer Lichtmaschine,
geladen wird.
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3 zeigt
eine gegenüber
der Darstellung von 2 weiter vereinfachte Ausführungsform,
bei der der erste Kältekreis 16 und/oder
der zweite Kältekreis 36 ausschließlich über das
Brennstoffzellensystem 14 beziehungsweise den Controller 22 mit elektrischer
Energie versorgt werden, also nur indirekt von dem zweiten Batteriesystem 24,
das ebenfalls an das Brennstoffzellensystem 14 angeschlossen
ist, und zwar über
den Controller 22.
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Schließlich zeigt 4 eine
gegenüber
der Darstellung von 3 noch weiter vereinfachte Ausführungsform,
bei der nur einer der Kältekreise 16 und 36 vorgesehen
ist, wobei in diesem Fall vorzugsweise sowohl die Standklimatisierung
als auch die Klimatisierung im Fahrbetrieb über den einzig vorhandenen
Kältekreis 16 oder 36 erfolgt.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- Klimatisierungssystem
- 12
- Fahrzeug
- 14
- Brennstoffzellensystem
- 16
- Erster
Kältekreis
- 18
- Elektrisch
antreibbarer Kompressor
- 20
- Erstes
Batteriesystem
- 22
- Controller
- 24
- Zweites
Batteriesystem
- 26
- Innenraum
- 28
- Reformer
- 30
- Fahrzeugtank
- 32
- Wärmetauscher
- 34
- Komponenten
des ersten Kältekreises
- 36
- Zweiter
- 38
- Drittes
Batteriesystem
- 40
- Viertes
Batteriesystem
- 42
- Kraftstoffentnahmevorrichtung