DE102009000115A1 - Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102009000115A1
DE102009000115A1 DE200910000115 DE102009000115A DE102009000115A1 DE 102009000115 A1 DE102009000115 A1 DE 102009000115A1 DE 200910000115 DE200910000115 DE 200910000115 DE 102009000115 A DE102009000115 A DE 102009000115A DE 102009000115 A1 DE102009000115 A1 DE 102009000115A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
controller
air conditioning
conditioning compressor
thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200910000115
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Norden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200910000115 priority Critical patent/DE102009000115A1/de
Priority to US13/132,036 priority patent/US8731796B2/en
Priority to PCT/EP2009/065950 priority patent/WO2010079007A1/de
Priority to JP2011544820A priority patent/JP5409809B2/ja
Priority to EP09799051.9A priority patent/EP2385907B1/de
Publication of DE102009000115A1 publication Critical patent/DE102009000115A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B60H1/005—Regenerative cooling means, e.g. cold accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/3208—Vehicle drive related control of the compressor drive means, e.g. for fuel saving purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/659—Means for temperature control structurally associated with the cells by heat storage or buffering, e.g. heat capacity or liquid-solid phase changes or transition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029—Heat exchange using liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs, welche eine Klimaanlage und einen die Klimaanlage steuernden Controller aufweist. Die Klimaanlage enthält einen mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelten Klimakompressor und einen thermischen Speicher. Der Controller steuert den Klimakompressor derart an, dass die Energieeffizienz des Fahrzeugs verbessert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • Bedingt durch die aktuelle CO2-Klimadebatte und steigende Rohstoffpreise für fossile Brennstoffe ist die Kraftfahrzeugindustrie bemüht, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu senken.
  • Ein möglicher Weg zur Erreichung dieses Ziels ist eine Elektrifizierung des Antriebsstrangs des Fahrzeugs zur Verbesserung der Wirkungsgradkette und zur Rückgewinnung von Energie. Möglichkeiten zur Umsetzung sind beispielsweise Start-Stopp-Fahrzeuge, Hybridfahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und Elektrofahrzeuge.
  • Heutige Elektrofahrzeuge haben im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren deutlich reduzierte Reichweiten, die beispielsweise im Bereich von nur 100 bis 150 Kilometern liegen. Um diesen heutigen Elektrofahrzeugen eine Weiterfahrt zu ermöglichen, bedarf es einer geeigneten Infrastruktur zum Laden sowie einer Ladedauer von mehreren Stunden.
  • Aus diesem Grund ist für Elektrofahrzeuge ein hoher Wirkungsgrad und eine Reduktion jeglicher Energieverluste wünschenswert. Maßnahmen, welche die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen und eine Reduktion der Kapazität der teuren Traktionsbatterie ermöglichen, sind erforderlich. Aber auch für andere Fahrzeugtypen ist eine hohe Energieeffizienz vorteilhaft.
  • Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang besitzen eine Traktionsbatterie. Diese muss in Temperaturbereichen betrieben werden, die unterhalb von 40°C liegen. In heißen Klimazonen ist folglich bei derartigen Fahrzeugen eine Kopplung mit dem Kältekreislauf der Klimaanlage des jeweiligen Fahrzeugs notwendig.
  • Neuere Fahrzeug mit Start-Stopp-Funktion sind typischerweise mit elektrisch betriebenen Klimakompressoren ausgerüstet, um im Bedarfsfall auch während Stopps des Verbrennungsmotors eine Klimatisierung der Fahrgastzelle und der Traktionsbatterie gewährleisten zu können.
  • Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, einen thermischen Speicher zu verwenden, um den Energiebedarf eines Fahrzeugs während kurzer Stoppphasen decken zu können.
  • Vorteile der Erfindung
  • Eine Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen weist demgegenüber mehrere Vorteile auf. Zum einen wird die Gesamtenergieeffizienz des Fahrzeugs erhöht. Dies resultiert in einer Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs bzw. in einer Reduzierung der Kapazität der Fahrzeugbatterie. Damit verbunden ist auch eine Kostenreduktion. Des Weiteren wird aufgrund der Verwendung eines mechanisch angetriebenen Klimakompressors anstelle eines elektrisch angetriebenen Klimakompressors eine einfachere und robustere Vorrichtung bereitgestellt. Der Einsatz eines thermischen Speichers anstelle eines elektrischen Batteriespeichers als Energiespeicher zur Klimatisierung ist von Vorteil, da ein thermischer Speicher kostengünstiger ist und zudem nahezu keinen Alterungseffekten unterliegt. Des Weiteren sind mechanisch angetriebene Klimakompressoren aufgrund einer Herstellbarkeit hoher Stückzahlen und einer geringeren Anzahl von Bauelementen deutlich kostengünstiger und leichter. Ferner werden bekannte elektrische Klima kompressoren typischerweise als Hochspannungskompressoren ausgelegt. Durch den Einsatz eines mechanischen Klimakompressors erhöhen sich die Sicherheit und die Möglichkeiten eines Einbaus innerhalb der Unfall-Deformationszonen des jeweiligen Fahrzeugs.
  • Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren.
  • Zeichnung
  • Die 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs. Die 2 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Betriebspunktverschiebung im Wirkungsgradkennfeld einer elektrischen Maschine.
  • Beschreibung
  • Die 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs. Bei diesem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrofahrzeug. Eine Vorrichtung zum Energiemanagement gemäß der vorliegenden Erfindung kann aber auch bei Fahrzeugen mit Brennkraftmaschinen, Fahrzeugen mit Start-Stopp-Funktionalität, Hybridfahrzeugen, Plug-In-Hybridfahrzeugen und Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet werden.
  • Das in der 1 dargestellte Elektrofahrzeug E weist eine Vorrichtung zum Energiemanagement auf, zu welcher ein Controller 2, ein Speicher 2a, Sensoren S1, S2 und S3, eine Klimaanlage 8 mit einem Kältemittelkreislauf 7, in welchem ein mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelter Klimakompressor 3, ein Verdampfer 9 und ein thermischer Speicher 4 vorgesehen sind, und das Antriebsstrang-Energiemanagement 1 des Elektrofahrzeugs gehören.
  • Des Weiteren sind in der 1 die Traktionsbatterie 5 und die Fahrgastzelle 6 des Elektrofahrzeugs gezeigt.
  • Der Controller 2 steht in bidirektionaler Verbindung mit dem Antriebsstrang-Energiemanagement 1. Weiterhin ist er mit den Sensoren S1, S2 und S3 verbunden und empfängt von diesen bereitgestellte Sensorsignale. Diese Sensorsignale enthalten Informationen über thermische Parameter. Beispielsweise liefert der Sensor S1 Informationen über eine Temperatur des thermischen Speichers 4, der Sensor S2 Informationen über eine Temperatur der Traktionsbatterie 5 und der Sensor S3 Informationen über eine Temperatur des in der 1 nicht gezeichneten Antriebsmotors des Fahrzeugs.
  • Die von den Sensoren S1, S2 und S3 gelieferten Informationen über thermische Parameter sowie weitere Fahrzeugparameter, die dem Controller 2 vom Antriebsstrang-Energiemanagement 1 des Fahrzeugs zugeführt werden, werden vom Controller 2 ausgewertet und in Steuersignale s1 und s2 umgesetzt. Mittels des Steuersignals s1 steuert der Controller 2 den mechanischen Klimakompressor 3, mittels des Steuersignals s2 den thermischen Speicher 4, beispielsweise über Ventile oder Luftklappen.
  • Vorzugsweise erfolgt die Auswertung der dem Controller 2 zugeführten Informationen unter Verwendung eines Alterungstemperaturberechnungsmodells der Traktionsbatterie 5, welches einen weiteren thermischen Parameter darstellt und in dem dem Controller 2 zugehörigen Speicher 2a hinterlegt ist.
  • Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt demnach ein Energiemanagement unter Verwendung von thermischen Parametern, die vom Controller 2 in Steuersignale für einen mechanischen Klimakompressor 3 und einen thermischen Speicher 4 umgesetzt werden, welche beide Bestandteile des Kältemittelkreislaufs 7 der Klimaanlage 8 des Fahr zeugs sind. Die im thermischen Speicher 4 gespeicherte Kälteenergie wird beispielsweise zur Kühlung der Traktionsbatterie 5 und zur Kühlung der Fahrgastzelle 6 des Fahrzeugs verwendet. Alternativ dazu kann der Traktionsbatterie 5 oder der Fahrgastzelle 6 auch Kälteenergie direkt vom mechanischen Klimakompressor 3 über den Verdampfer 9 zugeleitet werden, wie es in der 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist.
  • Mittels der vorstehend beschriebenen Steuerung des mechanischen Klimakompressors 3 und des thermischen Speichers 4 durch den Controller 2 können beispielsweise folgende Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz des Fahrzeugs umgesetzt werden:
    Es kann eine Rekuperation von Bremsenergie erfolgen, indem die Bremsenergie des Fahrzeugs durch eine Erhöhung der Last des mechanischen Klimakompressors 3 in Kälteenergie umgesetzt wird. Diese Kälteenergie kann entweder unmittelbar zur Abkühlung der Traktionsbatterie 5 oder der Fahrgastzelle 6 verwendet werden oder zunächst im thermischen Speicher 4 zwischengespeichert und dann der Traktionsbatterie zu einem späteren Zeitpunkt zugeleitet werden.
  • Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang speichern Bremsenergie typischerweise in elektrischer Form direkt in einer Batterie. Ist diese Batterie geladen, dann kann die Bremsenergie nicht mehr genutzt werden. Durch die vorstehend beschriebene Umwandlung der Bremsenergie in Kälteleistung ist auch bei geladener Batterie eine Nutzung der Bremsenergie weiterhin möglich. Dies ist insbesondere für Fahrzeuge mit kleiner Batteriekapazität von Vorteil. Des Weiteren ist dies von Vorteil, wenn lange Rekuperationsphasen auftreten, beispielsweise bei langen Bergabfahrten.
  • Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Energieeffizienz des Fahrzeugs kann dadurch erreicht werden, dass durch eine Erhöhung oder Erniedrigung der Kompressorlast der Betriebspunkt einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs zu einem Betriebspunkt mit besserem Wirkungsgrad verschoben wird. Möglich wird dies bei Antriebssträngen, welche eine Kopplung von Klimakompressor und elektrischer Maschine aufweisen. Die Grundfunktion ist in der 2 veranschaulicht, in welcher das Wirkungsgradkennfeld einer elektrischen Maschine dargestellt ist. Dabei ist längs der Ordinate das Drehmoment der elektrischen Maschine und längs der Abszisse deren Drehzahl aufgetragen. Der nach oben gerichtete Pfeil veranschaulicht dabei eine Lasterhöhung, der nach unten gerichtete Pfeil eine Lastreduktion in Richtung der Bereiche besseren Wirkungsgrades.
  • Des Weiteren wird zur Verbesserung der Energieeffizienz der Wirkungsgrad der Klimatisierung des Fahrzeugs verbessert. Bei Einsatz eines elektrischen Klimakompressors zur Klimatisierung der Traktionsbatterie 5 oder der Fahrgastzelle 6 muss eine lange Wirkungsgradkette durchlaufen werden. Bei Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung entfällt die Notwendigkeit elektrischer Energiewandlungen. Ferner erwärmt sich die Traktionsbatterie 5 bei einem Zwischenspeichern von elektrischer Energie, wodurch ein zusätzlicher Klimatisierungsbedarf der Traktionsbatterie entsteht. Durch den Einsatz einer Vorrichtung gemäß der Erfindung entsteht keine zusätzliche Wärme in der Batterie.
  • Eine direkte Nutzung der Brems- oder Antriebsenergie zur Kälteerzeugung mittels eines mechanischen Klimakompressors ohne Zwischenspeicherung im thermischen Speicher 4 hat stets einen verbesserten Wirkungsgrad. Aber auch im Falle einer Zwischenspeicherung der Kälteenergie im thermischen Speicher 4 liegt in der Regel eine bessere Wirkungsgradkette vor.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann bei Fahrzeugen in Leichtbauweise erzielt werden, die einen hohen Klimatisierungsbedarf haben. Bei derartigen Fahrzeugen können Kompressorlasten auftreten, welche sich in der Größenordnung der Antriebsleistung des Fahrzeugs befinden. Durch den Controller 2 kann eine Kompressorsteuerung derart vorgenommen werden, dass einem Ruckeln im Antriebsstrang, welches beispielsweise bei Schaltvorgängen auftritt, gezielt entgegengewirkt wird.
  • Als thermischer Speicher 4 kann beispielsweise ein Latentwärmespeicher verwendet werden.
  • Anstelle einer Nutzung eines konventionellen Kältekreislaufs kann auch ein Kältekreislauf mit Wärmepumpenfunktion zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden. Die Abwärme steht dann beispielsweise zum Erwärmen der Batterie oder der Fahrgastzelle zur Verfügung.
  • In der 1 sind der Controller 2 und das Antriebsstrang-Energiemanagement 1 als getrennte Bauteile dargestellt. Alternativ dazu ist es auch möglich, das Antriebsstrang-Energiemanagement 1 und den Controller 2 in Form einer einzigen Baueinheit zu realisieren.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs, welche eine Klimaanlage und einen die Klimaanlage steuernden Controller aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (8) einen mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelten Klimakompressor (3) und einen thermischen Speicher (4) aufweist, der Controller (2) zur Auswertung von Informationen über thermische Parameter des Fahrzeugs vorgesehen ist und der Controller (2) dem mechanischen Klimakompressor (3) durch Auswertung der Informationen über die thermischen Parameter ermittelte Steuersignale (s1) bereitstellt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (2) den Klimakompressor (3) derart steuert, dass kinetische Energie des Fahrzeugs durch Veränderung der Last des Klimakompressors (3) in bedarfsgerechte Kälteenergie umgesetzt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Klimakompressor (3) bereitgestellte Kälteenergie unter Steuerung durch den Controller (2) im thermischen Speicher (4) zwischengespeichert und unter Steuerung durch den Controller (2) aus dem thermischen Speicher (4) an eine Traktionsbatterie (5) und/oder die Fahrgastzelle (6) des Fahrzeugs weitergeleitet wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Klimakompressor (3) bereitgestellte Kälteenergie direkt an die Traktionsbatterie (5) oder die Fahrgastzelle (6) des Fahrzeugs weitergeleitet wird.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (2) den Klimakompressor (3) derart steuert, dass der Betriebspunkt einer elektrischen Maschine des Fahrzeugs verschoben wird.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (2) den Klimakompressor (3) derart steuert, dass einem Ruckeln im Antriebsstrang des Fahrzeugs entgegengewirkt wird.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Speicher (4) ein Latentwärmespeicher ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf nach dem Prinzip einer Wärmepumpe zur Erzeugung von Wärme in Kombination mit einem Wärmespeicher betreibbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller (2) mit dem Antriebsstrang-Energiemanagement (1) des Fahrzeugs verbunden ist und die Steuersignale in Abhängigkeit von Informationen bereitstellt, die ihm vom Antriebsstrang-Energiemanagement (1) zugeführt werden.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsstrang-Energiemanagement (1) dem Controller (2) Informationen über die thermischen Parameter bereitstellt.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Sensoren (S1, S2, S3) aufweist, die mit dem Controller (2) verbunden sind und dem Controller (2) Informationen über die thermischen Parameter bereitstellen.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Parameter Informationen über eine Temperatur des thermischen Speichers, eine Temperatur der Traktionsbatterie und/oder ein Alterungstemperaturberechnungsmodell der Traktionsbatterie umfassen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug ist.
DE200910000115 2009-01-09 2009-01-09 Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs Withdrawn DE102009000115A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910000115 DE102009000115A1 (de) 2009-01-09 2009-01-09 Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs
US13/132,036 US8731796B2 (en) 2009-01-09 2009-11-27 Device for the energy management of a vehicle
PCT/EP2009/065950 WO2010079007A1 (de) 2009-01-09 2009-11-27 Vorrichtung zum energiemanagement eines fahrzeugs
JP2011544820A JP5409809B2 (ja) 2009-01-09 2009-11-27 車両エネルギーマネージメント装置
EP09799051.9A EP2385907B1 (de) 2009-01-09 2009-11-27 Vorrichtung zum energiemanagement eines fahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910000115 DE102009000115A1 (de) 2009-01-09 2009-01-09 Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009000115A1 true DE102009000115A1 (de) 2010-07-15

Family

ID=41612478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910000115 Withdrawn DE102009000115A1 (de) 2009-01-09 2009-01-09 Vorrichtung zum Energiemanagement eines Fahrzeugs

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8731796B2 (de)
EP (1) EP2385907B1 (de)
JP (1) JP5409809B2 (de)
DE (1) DE102009000115A1 (de)
WO (1) WO2010079007A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012212227A1 (de) * 2012-07-12 2014-01-16 Behr Gmbh & Co. Kg Kälteanlage und Kraftfahrzeug mit einer Kälteanlage
DE102013214814A1 (de) * 2013-07-30 2015-02-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern der Energieversorgung mindestens einer Komponente eines Fahrzeugs

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101144050B1 (ko) * 2009-12-03 2012-06-01 현대자동차주식회사 전기자동차의 공기조화장치와 그 제어방법
JP5617615B2 (ja) * 2010-12-27 2014-11-05 株式会社デンソー 車載制御装置
DE102011075284A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Konditionieren eines Wärme-/Kältespeichers sowie Fahrzeug mit einem Wärme-/Kältespeicher
KR101428203B1 (ko) * 2012-11-05 2014-08-07 현대자동차주식회사 차량용 액티브 에어플랩 장치 및 고장 진단 방법
DE102013211282A1 (de) * 2013-06-17 2014-12-18 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zur thermischen Rekuperation
JP6036746B2 (ja) * 2014-04-25 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 車両
FR3022856B1 (fr) * 2014-06-30 2018-05-11 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de vehicule automobile
US11161388B2 (en) * 2016-06-22 2021-11-02 Enermotion Inc. Method and apparatus for hybrid power trailer refrigeration
US10300808B2 (en) 2017-04-20 2019-05-28 Nio Usa, Inc. Preconditioned charging using an autonomous vehicle
CN109599635B (zh) * 2017-09-30 2020-11-20 比亚迪股份有限公司 车载电池的温度调节方法和温度调节系统
JP7024537B2 (ja) 2018-03-22 2022-02-24 株式会社デンソー 冷却装置
US10870368B2 (en) 2018-04-16 2020-12-22 Nio Usa, Inc. Systems and methods of battery thermal management
DE102020128052A1 (de) * 2020-10-26 2022-04-28 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zur thermischen Konditionierung von Traktionsbatterien
CN117545997A (zh) 2021-07-12 2024-02-09 株式会社堀场制作所 试验系统、试验方法和试验系统用程序存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5507153A (en) 1993-03-22 1996-04-16 Seiko Epson Corporation Electric motor vehicle
FR2820369B1 (fr) 2001-02-08 2003-04-18 Renault Vehicule automobile equipe d'un systeme de climatisation et procede de commande d'un tel systeme
JP3745677B2 (ja) * 2001-11-19 2006-02-15 株式会社デンソー 車両用回生制動装置
JP2004132189A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Toyota Motor Corp 車両の蓄熱システム
JP2005035349A (ja) * 2003-07-17 2005-02-10 Toyota Motor Corp 移動体エネルギー管理装置および移動体エネルギー管理方法
FR2883928A1 (fr) 2005-03-30 2006-10-06 Gerald Brunel Systeme de recuperation de l'energie thermique degagee par des vehicules automobiles
US20060259219A1 (en) 2005-05-16 2006-11-16 Denso Corporation Vehicle climate control apparatus and method
JP4635953B2 (ja) * 2005-05-16 2011-02-23 株式会社デンソー 車両用空調装置およびその空調制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012212227A1 (de) * 2012-07-12 2014-01-16 Behr Gmbh & Co. Kg Kälteanlage und Kraftfahrzeug mit einer Kälteanlage
DE102013214814A1 (de) * 2013-07-30 2015-02-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern der Energieversorgung mindestens einer Komponente eines Fahrzeugs
DE102013214814B4 (de) * 2013-07-30 2020-10-01 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern der Energieversorgung mindestens einer Komponente eines Fahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
US8731796B2 (en) 2014-05-20
US20110307131A1 (en) 2011-12-15
EP2385907A1 (de) 2011-11-16
JP5409809B2 (ja) 2014-02-05
WO2010079007A1 (de) 2010-07-15
JP2012514556A (ja) 2012-06-28
EP2385907B1 (de) 2018-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2385907B1 (de) Vorrichtung zum energiemanagement eines fahrzeugs
EP1115591B1 (de) Antriebssystem für kraftfahrzeuge
DE102018108315A1 (de) Steuersystem für konstante geschwindigkeit eines autonomen fahrzeugs
DE102008061295A1 (de) Elektro-Kraftfahrzeug mit erhöhter Reichweite
DE102015113431A1 (de) Zurücklegbare Restentfernungs-Energiekompensation
DE102014017631A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines elektromotorisch unterstützten Abgasturboladers eines Kraftfahrzeugs
DE102007012421A1 (de) Verfahren zur Vorklimatisierung eines Kraftfahrzeugs im Stillstand
DE102011000796A1 (de) Klimatisierungssystem für insbesondere ein Hybridfahrzeug
DE102008040812A1 (de) Abbremsverfahren für Hybridfahrzeuge
WO2016041661A1 (de) Steuervorrichtung und verfahren zum prädiktiven, verbrauchsoptimierten betrieb eines hybridfahrzeugs
DE102009029119A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs
DE102009027558A1 (de) Verfahren zum Betreiebn eines Heiz-oder Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs
DE102009057174A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Hybrid-Funktionen in einem Kraftfahrzeug
DE102007014642A1 (de) Flurförderzeug mit Hybridantrieb
DE102016000983A1 (de) Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen
DE102004044473B4 (de) Steuereinheit und Verfahren zur Ansteuerung der Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs
DE102020103342A1 (de) Rundenlernen für die optimierung des fahrzeugenergiemanagements
DE102012024712A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung und Kühlkreisanordnung
DE102018125227A1 (de) Hybridfahrzeug mit Turboloch-Reduzierungsvorrichtung
DE102015220564A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum steuern des betriebs des verbrennungsmotors eines fahrzeugs
DE102009008474A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Hybridsystems
DE102016223173A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Temperaturabsenkung mindestens einer Komponente in einem Fahrzeug
DE102012211599A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Rückgewinnung von Energie aus einem Abgas eines Fahrzeugs
DE10036793A1 (de) Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
DE102020118924A1 (de) Hybridkraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines Hybridkraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F24F0011020000

Ipc: F24F0011890000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F24F0011890000

Ipc: B60H0001320000

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee