DE102009028330A1

DE102009028330A1 - Method for heating inner area of car, involves guiding waste heat into vehicle inner area, and heating inner area by waste heat of charging device and/or battery when actual temperature is deviated from target temperature

Info

Publication number: DE102009028330A1
Application number: DE200910028330
Authority: DE
Inventors: Gisbert Krauter; Jochen Fassnacht; Bernd Eckert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2011-02-10

Abstract

The method involves guiding waste heat into a vehicle inner area (4) by heat convection, thermal conduction and/or radiant heat by a fluid circuit (13) that is thermally coupled with a charging device (5) and/or a battery (6). Actual temperature of the vehicle inner area is detected and compared with target temperature of the vehicle inner area. The vehicle inner area is heated by waste heat of the charging device and/or the battery when the actual temperature is deviated from the target temperature. An independent claim is also included for a heating device for an inner area of a plug-in-hybrid vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen eines Fahrzeuginnenraumes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Erwärmungseinrichtung für einen Fahrzeuginnenraum gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.The The present invention relates to a method for heating a vehicle interior according to the preamble of claim 1 and a heating device for a vehicle interior according to the preamble of claim 9.

Stand der TechnikState of the art

In zunehmendem Maße werden von der Kraftfahrzeugindustrie Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge als Plug-In-Hybridfahrzeuge hergestellt. Elektrofahrzeuge werden ausschließlich mittels eines Elektromotors betrieben, der von einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt wird. Bei Plug-In-Hybridfahrzeugen wird das Fahrzeug von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor angetrieben. Dabei werden die Batterien des Plug-In-Hybridfahrzeuges bzw. Elektrofahrzeuges beim Stillstand von einem lokalen Stromnetz aufgeladen. Das Plug-In-Hybridfahrzeug und das Elektrofahrzeug verfügen dabei über ein Ladegerät. Am lokalen oder externen Stromnetz liegt beispielsweise eine Spannung von 220 V oder 230 V als Wechselspannung vor. Diese Wechselspannung muss dabei vom Ladegerät in eine Gleichspannung umgewandelt werden und ferner die Spannung auf das Spannungsniveau der Batterien, zum Beispiel 200 V bis 800 V, transformiert werden. Das Elektrofahrzeug und das Plug-In-Hybridfahrzeug wird hierzu mittels eines Stromkabels und einer Steckverbindung an das externes Stromnetz mit Wechselspannung angeschlossen. Beim Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeuges oder des Plug-In-Hybridfahrzeuges gibt dabei das Ladegerät und/oder die Batterie Abwärme ab, die an die Umgebung des Fahrzeuges abzuführen ist. Die Abwärme des Ladegerätes liegt dabei im Bereich von mehreren 100 W bis über 1 kW.In are increasingly being used by the automotive industry Electric vehicles and hybrid vehicles as plug-in hybrid vehicles produced. Electric vehicles are exclusively by means of an electric motor operated by a battery with electric Energy is supplied. For plug-in hybrid vehicles, the vehicle becomes powered by an internal combustion engine and an electric motor. there become the batteries of the plug-in hybrid vehicle or electric vehicle Charged at standstill from a local power grid. The plug-in hybrid vehicle and the electric vehicle have a Charger. For example, on the local or external power grid a voltage of 220 V or 230 V as AC voltage. These AC voltage must be from the charger to a DC voltage be converted and also the voltage to the voltage level of the batteries, for example 200 V to 800 V, are transformed. The electric vehicle and the plug-in hybrid vehicle is this means a power cable and a plug connection to the external power grid connected with AC voltage. When charging the battery of the Electric vehicle or the plug-in hybrid vehicle gives it Charger and / or the battery dissipates the heat is to dissipate to the environment of the vehicle. The waste heat The charger is in the range of several hundred W to over 1 kW.

Aus der DE 196 49 710 A1 ist eine Vorrichtung zur Fahrgastraumbeheizung bei einem Elektrofahrzeug bekannt. Mit einem Wärmeträgerkreislauf kann Abwärme mindestens eine Antriebskomponente, insbesondere eines Antriebsmotors und/oder einer Antriebssteuereinheit, aufgenommen und an den Fahrgastraum abgegeben werden. Die Antriebssteuereinheit wird dabei in Abhängigkeit von der benötigten Heizleistung in eine Betriebsweise versetzt, bei der die von der mindestens einen Antriebskomponente an den Wärmeträgerkreislauf als Verlustleistung abgegebene Abwärme erhöht wird.From the DE 196 49 710 A1 a device for passenger compartment heating in an electric vehicle is known. With a heat carrier circuit waste heat at least one drive component, in particular a drive motor and / or a drive control unit, recorded and delivered to the passenger compartment. In this case, the drive control unit is set into an operating mode as a function of the required heating power, in which the waste heat emitted by the at least one drive component to the heat carrier circuit as a power loss is increased.

Die DE 20 2004 013 691 U1 zeigt eine Anordnung zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums mit mindestens einer ersten Heizzone mit einem ersten Heizelement zur Beheizung des Sitzes des Insassen, wobei mindestens eine zweite Heizzone mit mindestens einem weiteren Heizelement zur Beheizung des Türbereiches und/oder des Beinbereiches vorgesehen ist.The DE 20 2004 013 691 U1 shows an arrangement for heating the vehicle interior with at least a first heating zone with a first heating element for heating the seat of the occupant, wherein at least one second heating zone is provided with at least one further heating element for heating the door area and / or the leg area.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäßes Verfahren zum Erwärmen eines Fahrzeuginnenraumes eines Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeugs während eines Stillstandes des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges, wobei der Fahrzeuginnenraum mittels der Abwärme eines Ladegerätes für wenigstens eine Batterie und/oder der Abwärme der wenigstens einen Batterie erwärmt wird.inventive Method for heating a vehicle interior of a vehicle Electric or plug-in hybrid vehicle during a standstill of the Electric or plug-in hybrid vehicle, wherein the vehicle interior by means of the waste heat of a charger for at least one battery and / or the waste heat of at least a battery is heated.

Die Abwärme des Ladegerätes und/oder der wenigstens einen Batterie kann somit während des Stillstandes des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraums genutzt werden. Damit ist in vorteilhafter Weise keine zusätzliche Standheizung mit einem elektrischen Heizelement erforderlich. Darüber hinaus wird der Fahrzeuginnenraum bereits vor Fahrtantritt entsprechend erwärmt, sodass während der Fahrt oder zumindest während der Anfangsphase der Fahrt mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug die elektrische Energie der wenigstens einen Batterie ausschließlich zum Antrieb, das heißt zur Traktion des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeugs, verwendet werden kann. Damit ist während der Fahrt mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug bzw. während dem Beginn der Fahrt mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug das Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes mittels elektrischer Energie aus der wenigstens einen Batterie nicht erforderlich, sodass dadurch die Reichweite des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeugs erhöht werden kann. Außerdem wird in vorteilhafter Weise dadurch elektrische Energie eingespart, weil die Abwärme des Ladegerätes und/oder der wenigstens einen Batterie nicht an die Umgebung abgegeben werden, sondern zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes genutzt werden kann.The Waste heat of the charger and / or at least a battery can thus during standstill of the Electric or plug-in hybrid vehicle for heating the Vehicle interior are used. This is advantageous no additional parking heater with an electric heating element required. In addition, the vehicle interior warmed up accordingly before departure so that during the ride or at least during the initial phase of the ride electrical energy with the electric or plug-in hybrid vehicle the at least one battery exclusively for propulsion, that is, the traction of the electric or plug-in hybrid vehicle, can be used. This is with you while driving the electric or plug-in hybrid vehicle or during the Start the journey with the electric or plug-in hybrid vehicle the Heating the vehicle interior by means of electrical energy from the at least one battery not required, so by Increases the range of the electric or plug-in hybrid vehicle can be. In addition, it is advantageously characterized saved electrical energy, because the waste heat of the charger and / or the at least one battery is not released to the environment, but can be used to heat the vehicle interior.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Fahrzeuginnenraum während des Aufladens der wenigstens einen Batterie erwärmt. Die Abwärme des Ladegeräts und/oder der wenigstens einen Batterie wird somit nicht zwischengespeichert, sondern ohne zeitliche Verzögerung während des Aufladens der wenigstens einen Batterie mittels des Ladegeräts in den Fahrzeuginnenraum abgegeben.In In another embodiment, the vehicle interior heated during charging of the at least one battery. The waste heat of the charger and / or the at least a battery is thus not cached, but without temporal Delay during charging of at least a battery by means of the charger in the vehicle interior issued.

In einer weiteren Variante wird der Fahrzeuginnenraum vor Fahrtantritt erwärmt.In Another variant is the vehicle interior before departure heated.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird die Abwärme in den Fahrzeuginnenraum mittels Wärmekonvektion und/oder Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung geleitet.In an additional embodiment is the waste heat in the vehicle interior by means of heat convection and / or Conduction and / or thermal radiation passed.

In einer ergänzenden Ausführungsform ist ein Fluidkreislauf mit dem Ladegerät und/oder der wenigstens einen Batterie thermisch gekoppelt. Mittels des Fluidkreislaufes kann die Wärme gut kontrolliert von dem Ladegerät und/oder der wenigstens einen Batterie an den Fahrzeuginnenraum abgegeben werden. Ferner ermöglicht ein Fluidkreislauf auch ein gesteuertes Abgeben der Abwärme des Ladegerätes und/oder der wenigstens einen Batterie an die Umgebung des Kraftfahrzeuges, sofern ein Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes nicht erwünscht ist, zum Beispiel wenn der Fahrzeuginnenraum bereits auf die erforderliche Soll-Temperatur erwärmt ist oder während des Sommers ein Erwärmen des Fahrzeuginnenraums aufgrund der ausreichend hohen Außentemperaturen in der Umgebung des Kraftfahrzeuges nicht erwünscht ist.In a supplementary embodiment is a fluid circuit with the charger and / or the at least one battery thermally coupled. By means of the fluid circuit, the heat well controlled by the charger and / or the at least a battery are delivered to the vehicle interior. Further a fluid circuit also allows controlled dispensing the waste heat of the charger and / or the at least a battery to the environment of the motor vehicle, if heating the vehicle interior is not desired, for example if the vehicle interior is already at the required target temperature is warmed or warming during the summer the vehicle interior due to the sufficiently high outside temperatures in the environment of the motor vehicle is not desired.

In einer weiteren Variante leitet der Fluidkreislauf die Abwärme in den Fahrzeuginnenraum mittels Wärmekonvention.In In another variant, the fluid circuit directs the waste heat in the vehicle interior by means of heat convention.

Zweckmäßig wird eine Ist-Temperatur des Fahrzeuginnenraumes erfasst, wird die Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur des Fahrzeuginnenraumes verglichen und der Fahrzeuginnenraumes bei einer Abweichung der Ist-Temperatur von der Soll-Temperatur erwärmt wird. In vorteilhafter Weise wird damit der Fahrzeuginnenraum nicht unkontrolliert erwärmt, sondern der Fahrzeuginnenraum wird lediglich auf eine, vorzugsweise vom Benutzer vorgebbare Soll-Temperatur, erwärmt.expedient If an actual temperature of the vehicle interior is detected, the Actual temperature with a target temperature of the vehicle interior compared and the vehicle interior in a deviation of the Actual temperature is heated by the target temperature. In Advantageously, so that the vehicle interior is not uncontrolled heated, but the vehicle interior is only on a, preferably predetermined by the user target temperature heated.

In einer weiteren Ausführungsform wird für das Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes nicht benötigte Abwärme in die Umgebung des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges geleitet. Während des Aufladens der wenigstens einen Batterie mittels des Ladegerätes darf sich das Ladegerät und/oder die wenigstens eine Batterie nicht über eine bestimmte Temperatur hinaus erwärmen. Deshalb ist es erforderlich, die Abwärme, sofern diese nicht zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes benötigt wird, an die Umgebung des Kraftfahrzeuges abzugeben. Dies wird vorzugsweise mittels des Fluidkreislaufes kontrolliert durchgeführt, sodass eine ausreichende Kühlung des Ladegerätes und/oder der wenigstens einen Batterie während des Aufladens der wenigstens einen Batterie gewährleistet ist.In Another embodiment is for heating the vehicle interior waste heat not needed directed into the environment of the electric or plug-in hybrid vehicle. During charging of the at least one battery by means the charger may be the charger and / or the at least one battery is not above a certain temperature warm up. Therefore, it is necessary to remove the waste heat, if not for heating the vehicle interior is required to deliver to the environment of the motor vehicle. This is preferably controlled by means of the fluid circuit performed, so that sufficient cooling the charger and / or the at least one battery ensured during charging of at least one battery is.

Erfindungsgemäße Erwärmungseinrichtung für einen Fahrzeuginnenraum eines Elektro- und/oder Plug-In-Hybridfahrzeuges, umfassend einen Fluidkreislauf, einen A-Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme von dem Fluidkreislauf auf Luft in den Fahrzeuginnenraum, wenigstens eine Wärmequelle zur Erwärmung des Fluidkreislaufes, wobei der Fluidkreislauf mit einem Ladegerät und/oder wenigstens einer Batterie thermisch gekoppelt ist, so dass die wenigstens eine Wärmequelle das Ladegerät und/oder die wenigstens eine Batterie ist, um mittels der Abwärme des Ladegerätes und/oder der wenigstens einen Batterie den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen.invention Heating device for a vehicle interior an electric and / or plug-in hybrid vehicle, comprising a Fluid circuit, an A heat exchanger for transmission of heat from the fluid circuit to air in the vehicle interior, at least one heat source for heating the Fluid circulation, wherein the fluid circuit with a charger and / or at least one battery is thermally coupled, so that the at least a heat source the charger and / or the at least a battery is to by means of the waste heat of the charger and / or the at least one battery to heat the vehicle interior.

Mittels des Fluidkreislaufs kann die Übertragung der Wärme von im Ladegerät und/oder der wenigstens einen Batterie kontrolliert und gesteuert auf den Fahrzeuginnenraum übertragen werden.through the fluid circuit can be the transfer of heat from in the charger and / or the at least one battery controlled and controlled transmitted to the vehicle interior become.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Erwärmungseinrichtung einen B-Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme von dem Fluidkreislauf auf Umgebungsluft des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges, um nicht zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes benötigte Abwärme in die Umgebungsluft des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges abzuleiten. Die Abwärme des Ladegerätes und/oder der wenigstens eine Batterie kann damit gut gesteuert und/oder geregelt werden. Die Abwärme kann somit sowohl mittels des A-Wärmetauschers an den Fahrzeuginnenraum und/oder mittels des B-Wärmetauscher an die Umgebungsluft des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges abgeleitet werden. Mittels einer Steuerungseinrichtung und entsprechender Temperatursensoren wird je nach Bedarf die Abwärme entweder an den Fahrzeuginnenraum und/oder an die Umgebungsluft abgegeben.In In another embodiment, the heating device comprises a B heat exchanger for the transfer of heat from the fluid circuit to ambient air of the electric or plug-in hybrid vehicle, in order not to heat the vehicle interior needed Waste heat into the ambient air of the electric or plug-in hybrid vehicle derive. The waste heat of the charger and / or the at least one battery can thus be well controlled and / or regulated become. The waste heat can thus both by means of the A-heat exchanger to the vehicle interior and / or by means of the B-heat exchanger to the ambient air of the electric or plug-in hybrid vehicle be derived. By means of a control device and corresponding Temperature sensors will either waste heat as needed delivered to the vehicle interior and / or to the ambient air.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Erwärmungseinrichtung einen F-Temperatursensor zur Erfassung einer Ist-Temperatur des Fahrzeuginnenraumes und/oder eine Steuerungseinrichtung.In a further embodiment comprises the heating device an F-temperature sensor for detecting an actual temperature of Vehicle interior and / or a control device.

In einer zusätzlichen Variante umfasst die Erwärmungseinrichtung einen L-Temperatursensor zur Erfassung einer Ist-Temperatur des Ladegerätes und/oder einen B-Temperatursensor zur Erfassung einer Ist-Temperatur der wenigstens einen Batterie.In an additional variant comprises the heating device an L-temperature sensor for detecting an actual temperature of Charger and / or a B-temperature sensor for detecting a Actual temperature of the at least one battery.

Mittels der von dem F-Temperatursensor, dem L-Temperatursensor und dem B-Temperatursensor erfassten Ist-Temperaturen und der Steuerungseinrichtung können die erfassten Ist-Temperaturen mit Soll-Temperaturen verglichen werden und dann das Ableiten der Abwärme an den Fahrzeuginnenraum und/oder die Umgebungsluft entsprechend gesteuert werden, sodass die entsprechenden Soll-Temperaturen erreicht werden.through that of the F-temperature sensor, the L-temperature sensor and the B-temperature sensor detected actual temperatures and the control device can the detected actual temperatures compared with target temperatures and then dissipating the waste heat to the vehicle interior and / or the ambient air are controlled accordingly, so the corresponding target temperatures are reached.

In einer weiteren Ausführungsform liegt eine Soll-Temperatur des Fahrzeuginnenraumes zwischen 15°C und 25°C.In Another embodiment is a desired temperature of the vehicle interior between 15 ° C and 25 ° C.

In einer ergänzenden Ausgestaltung wird vom Benutzer des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges die Soll-Temperatur mittels einer Eingabeeinheit vorgegeben.In an additional configuration is provided by the user of the electronic or plug-in hybrid vehicle the target temperature by means of a Input unit specified.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Batterie eine Lithiumionenbatterie und/oder dient die Batterie als Traktionsbatterie zum Antrieb des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges.In a further embodiment, the Battery is a lithium-ion battery and / or the battery serves as a traction battery for driving the electric or plug-in hybrid vehicle.

Insbesondere ist von der Erwärmungseinrichtung ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar.Especially is of the heating device in this patent application described method executable.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Erwärmungseinrichtung und/oder von dem Kraftfahrzeug ist ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren ausführbar.One Motor vehicle according to the invention comprises an in this protective rights application described heating device and / or of the motor vehicle is a in this patent application described method executable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:in the Below are embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings described. It shows:

1 einen schematisiertes Systembild einer Erwärmungseinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 a schematic system image of a heating device in a first embodiment,

2 einen schematisiertes Systembild der Erwärmungseinrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel und 2 a schematic system image of the heating device in a second embodiment and

3 eine Ansicht eines Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeuges. 3 a view of an electric and plug-in hybrid vehicle.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist ein stark schematisiertes Systembild einer Erwärmungseinrichtung 1 für ein Elektrofahrzeug 2 oder ein Plug-In-Hybridfahrzeug 3 dargestellt. Das Elektrofahrzeug 2 wird ausschließlich mittels elektrischer Energie aus einer Batterie 6 bzw. einer Traktionsbatterie 7 angetrieben. Die Batterie 6 ist dabei vorzugsweise als eine Lithiumionenbatterie 8 ausgebildet. Das Hybridfahrzeug als Plug-In-Hybridfahrzeug 3 wird sowohl von einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) als auch von einem Elektromotor (nicht dargestellt) mittels elektrischer Energie aus der Traktionsbatterie 7 fortbewegt. Die Traktionsbatterie 7 wird dabei während des Stillstandes des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 an einem externen Stromnetz 10, zum Beispiel mit einer Wechselspannung von 220 V oder 230 V, aufgeladen. Hierzu wird die Batterie 6 elektrisch mit einem Ladegerät 5 durch ein Stromkabel 21 und einer Steckverbindung 11 mit dem externen Stromnetz 10 verbunden. Das Ladegerät 5 wandelt dabei die Wechselspannung des externen Stromnetzes 10 in eine Gleichspannung um und transformiert ferner die Spannung des externen Stromnetzes 10 von zum Beispiel 220 V auf das erforderliche Spannungsniveau zum Laden der Batterie 6 mit Gleichspannung, zum Beispiel mit einer Spannung von 200 V bis 800 V.In 1 is a highly schematized system image of a heating device 1 for an electric vehicle 2 or a plug-in hybrid vehicle 3 shown. The electric vehicle 2 is powered solely by electrical energy from a battery 6 or a traction battery 7 driven. The battery 6 is preferably as a lithium ion battery 8th educated. The hybrid vehicle as a plug-in hybrid vehicle 3 is powered by both an internal combustion engine (not shown) and an electric motor (not shown) from the traction battery 7 moves. The traction battery 7 This is during the standstill of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 on an external power grid 10 , for example, with an AC voltage of 220 V or 230 V, charged. This is the battery 6 electrically with a charger 5 through a power cable 21 and a plug connection 11 with the external power grid 10 connected. The charger 5 converts the AC voltage of the external power grid 10 into a DC voltage and further transforms the voltage of the external power grid 10 from, for example, 220V to the required voltage level for charging the battery 6 with DC voltage, for example with a voltage of 200 V to 800 V.

Beim Aufladen der Batterie 6 mit dem Ladegerät 5 während des Stillstandes des Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 gibt das Ladegerät 5 Abwärme im Bereich von einigen 100 W bis über 1 kW ab. Ferner gibt auch die Batterie 6 beim Aufladen Abwärme ab. Um eine Erhitzung des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 beim Aufladen der Batterie 6 zu vermeiden, wird mittels eines Fluidkreislaufes 13 das Ladegerät 5 und die Batterie 6 auf eine vorgegebene Soll-Temperatur gekühlt. Der Fluidkreislauf 13 wird dabei von Leitungen 23 gebildet, in denen sich eine Flüssigkeit als Kühlflüssigkeit befindet. Mittels eines nicht dargestellten Wärmetauschers an dem Lagegerät 5 und an der Batterie 6 kann die Abwärme des Ladegerätes 5 und/oder der Batterie 6 an die Kühlflüssigkeit des Fluidkreislaufes 13 abgegeben werden. Die Kühlflüssigkeit in dem Fluidkreislauf 13 wird dabei mittels einer nicht dargestellten Umwälzpumpe in einem Kreislauf umgewälzt. Zum Abgeben der von dem Fluidkreislauf 13 aufgenommen Abwärme des Ladegerätes 5 und/oder der Batterie 6, ist die Erwärmungseinrichtung 1 mit einem A-Wärmetauscher 14 versehen. Der A-Wärmetauscher 14 ist im Bereich eines Fahrzeuginnenraumes 4 des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 angeordnet. Der Fahrzeuginnenraum 4 ist in 1 als ein strichlierter Rechteckrahmen symbolisch dargestellt. Mittels eines Gebläses 16 kann Luft durch den A-Wärmetauscher 14 geleitet werden, so dass die Kühlflüssigkeit des Fluidkreislaufes 13 im A-Wärmetauscher 14 abgekühlt und die durch den A-Wärmetauscher 14 geleitete Luft erwärmt wird, d. h. der Fahrzeuginnenraum 4 erwärmt wird, weil die durch den A-Wärmetauscher 14 geleitete Luft in den Fahrzeuginnenraum 4 eingeleitet wird. Die Erwärmungseinrichtung 1 ist außerdem mit einem B-Wärmetauscher 15versehen. Der B-Wärmetauscher ist im Bereich einer Umgebung 24 des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 angeordnet. Die Umgebung 24 ist in 1 und 2 als strichlierter Rechteckrahmen dargestellt. Vorzugsweise befindet sich auch am B-Wärmetauscher 15 in analoger Weise zu dem A-Wärmetauscher 14 ein Gebläse 16 (nicht dargestellt). Mittels des B-Wärmetauschers 15 kann die Abwärme der Batterie 6 und des Ladegerätes 5 an die Umgebungsluft des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 abgegeben werden.When charging the battery 6 with the charger 5 during the stoppage of the electric and plug-in hybrid vehicle 2 . 3 gives the charger 5 Waste heat in the range of a few 100 W to over 1 kW. There is also the battery 6 waste heat when charging. To heat the charger 5 and the battery 6 when charging the battery 6 to avoid is by means of a fluid circuit 13 The charger 5 and the battery 6 cooled to a predetermined target temperature. The fluid circuit 13 is doing by lines 23 formed in which a liquid is as a cooling liquid. By means of a heat exchanger, not shown, on the positioner 5 and on the battery 6 can reduce the waste heat of the charger 5 and / or the battery 6 to the coolant of the fluid circuit 13 be delivered. The cooling fluid in the fluid circuit 13 is circulated by means of a circulating pump, not shown in a circuit. For dispensing of the fluid circuit 13 absorbed waste heat of the charger 5 and / or the battery 6 , is the heating device 1 with an A heat exchanger 14 Mistake. The A heat exchanger 14 is in the range of a vehicle interior 4 of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 arranged. The vehicle interior 4 is in 1 symbolically represented as a dashed rectangle frame. By means of a blower 16 can air through the A heat exchanger 14 be routed so that the cooling fluid of the fluid circuit 13 in the A heat exchanger 14 cooled and the through the A heat exchanger 14 Guided air is heated, ie the vehicle interior 4 is heated, because through the A heat exchanger 14 directed air into the vehicle interior 4 is initiated. The heating device 1 is also equipped with a B heat exchanger 15 Mistake. The B-heat exchanger is in the range of an environment 24 of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 arranged. The environment 24 is in 1 and 2 shown as a dotted rectangle frame. Preferably also located on the B-heat exchanger 15 in an analogous manner to the A heat exchanger 14 a fan 16 (not shown). By means of the B-heat exchanger 15 can reduce the waste heat of the battery 6 and the charger 5 to the ambient air of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 be delivered.

Ein F-Temperatursensor 18 erfasst die Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum 4, ein L-Temperatursensor 19 erfasst die Temperatur des Ladegerätes 5 und ein B-Temperatursensor 20 erfasst die Temperatur der Batterie 6. Die Daten der Temperatursensoren 18, 19 und 20 werden an eine Steuerungseinrichtung 17 übermittelt. Von der Steuerungseinrichtung 17 wird die Temperatur des Fahrzeuginnenraumes 4, welche als Ist-Temperatur von dem F-Temperatursensor 18 gemessen wird, mit einer Soll-Temperatur verglichen. In analoger Weise wird die Ist-Temperatur des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 mit einer Soll-Temperatur des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 verglichen. Die Steuerungseinrichtung 17 kann Teil des Ladegerätes 5 oder einer nicht dargestellten Steuerung der Batterie 6 oder einer Klimaanlagensteuerung sein oder ein separates Steuerungsgerät sein.An F-temperature sensor 18 detects the temperature in the vehicle interior 4 , an L temperature sensor 19 detects the temperature of the charger 5 and a B temperature sensor 20 detects the temperature of the battery 6 , The data of the temperature sensors 18 . 19 and 20 are sent to a controller 17 transmitted. From the control device 17 becomes the temperature of the vehicle interior 4 , which is the actual temperature of the F-temperature sensor 18 is measured, compared with a target temperature. In an analogous way, the actual temperature of the charger 5 and the battery 6 with a nominal temperature of the charger 5 and the battery 6 compared. The control device 17 can be part of the charger 5 or a control, not shown, of the battery 6 or an air conditioning control or be a separate control device.

Der Fluidkreislauf 13 ist ferner mit Ventilen 22 versehen. Mittels der Ventile 22 können Teile des Fluidkreislaufes 13 verschlossen werden, sodass die Abwärme des Ladegerätes 5 und/oder der Batterie 6 entweder ausschließlich an den Fahrzeuginnenraum 4, ausschließlich an die Umgebung 24 oder sowohl an den Fahrzeuginnenraum 4 als auch in die Umgebung 24 abgeleitet wird. Darüber hinaus kann zusätzlich gesteuert und/oder geregelt werden, ob die Abwärme nur des Ladegerätes 5, nur der Batterie 6 oder sowohl des Ladegerätes 5 als auch der Batterie 6 mittels des Fluidkreislaufes 13 abgeleitet wird. Die Steuerungseinrichtung 17 kann somit bei einer Abweichung einer Ist-Temperatur von eine Soll-Temperatur automatisch steuern und/oder regeln, wie die Abwärme des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 zum Erreichen der erforderlichen Soll-Temperatur eingesetzt wird. Soll beispielsweise der Fahrzeuginnenraum 4 mit einer Ist-Temperatur von beispielsweise 10°C auf eine Soll-Temperatur von 21°C erwärmt werden, kann die gesamte Abwärme des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 genutzt werden. Nach dem Erreichen der erforderlichen Soll-Temperatur des Fahrzeuginnenraumes 4 wird die gesamte Abwärme des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 nicht mehr an den Fahrzeuginnenraum 4, sondern an die Umgebung 24 des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 abgegeben. Außerdem kann gesteuert oder geregelt werden, welche Wärmequelle 9, nämlich das Ladegerät 5 oder die Batterie 6, zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 oder zur Abgabe der Abwärme an die Umgebung 24 verwendet wird. Beträgt die Ist-Temperatur der Batterie 6 beispielsweise 0°C und soll die Soll-Temperatur der Batterie 6 20°C beim Aufladen betragen, kann beispielsweise zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 lediglich die Abwärme des Ladegerätes 5 genutzt werden, bis sich die Batterie 5 mittels der eigenen Abwärme auf die erforderliche Soll-Temperatur von 20°C erwärmt hat. Damit kann das Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 sowie das Erreichen der Soll-Temperatur des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 energieoptimiert gesteuert oder geregelt werden mittels der Steuerungseinrichtung 17. Eine optimale Ausnutzung der eingesetzten elektrischen Energie ist damit gewährleistet.The fluid circuit 13 is also with valves 22 Mistake. By means of the valves 22 can be parts of the fluid circuit 13 be closed, so that the waste heat of the charger 5 and / or the battery 6 either exclusively to the vehicle interior 4 , exclusively to the environment 24 or both to the vehicle interior 4 as well as in the surroundings 24 is derived. In addition, can be additionally controlled and / or regulated, whether the waste heat only the charger 5 , only the battery 6 or both of the charger 5 as well as the battery 6 by means of the fluid circuit 13 is derived. The control device 17 can thus automatically control and / or regulate at a deviation of an actual temperature of a target temperature, such as the waste heat of the charger 5 and the battery 6 is used to achieve the required target temperature. For example, if the vehicle interior 4 with an actual temperature of, for example, 10 ° C to a set temperature of 21 ° C can be heated, the entire waste heat of the charger 5 and the battery 6 for heating the vehicle interior 4 be used. After reaching the required target temperature of the vehicle interior 4 is the total waste heat of the charger 5 and the battery 6 no longer to the vehicle interior 4 but to the environment 24 of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 issued. In addition, it is possible to control or regulate which heat source 9 namely the charger 5 or the battery 6 , for heating the vehicle interior 4 or for the release of waste heat to the environment 24 is used. Is the actual temperature of the battery 6 for example, 0 ° C and should set the target temperature of the battery 6 20 ° C when charging amount, for example, to warm the vehicle interior 4 only the waste heat of the charger 5 be used until the battery 5 has heated to the required target temperature of 20 ° C by means of its own waste heat. This can be the heating of the vehicle interior 4 as well as reaching the target temperature of the charger 5 and the battery 6 energy-optimized controlled or regulated by means of the control device 17 , Optimum utilization of the electrical energy used is thus guaranteed.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erwärmungseinrichtung 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Der Fluidkreislauf 13 ist nur mit dem Ladegerät 5 und dem B-Wärmetauscher 15 thermisch gekoppelt. Der Fluidkreislauf 13 ist somit nicht mit dem A-Wärmetauscher 14 und der Batterie 6 thermisch gekoppelt. An dem Ladegerät 5 sind Lamellen 12 zum Ableiten der Wärme von dem Ladegerät 5 mittels Wärmeleitung und Wärmestrahlung in den Fahrzeuginnenraum 4 angeordnet. Das Ladegerät 5 ist somit im Bereich des Fahrzeuginnenraumes 4, der in analoger Weise zu 1 mit einem strichlierten Rechteckrahmen dargestellt ist, angeordnet. Die Abwärme des Ladegerätes 5 wird somit ohne den Fluidkreislauf 13 in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet. Hierzu ist das Ladegerät 5 beispielsweise unterhalb eines Fahrzeugsitzes oder im Bereich einer Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes angeordnet. Soll die Abwärme des Ladegerätes 5 ausschließlich an den Fahrzeuginnenraum mittels der Lamellen 12 abgegeben werden, wird der in 2 dargestellte Fluidkreislauf 13 nicht von der Umwälzpumpe umgewälzt und das Ventil 22 ist geschlossen. Nach dem Erreichen der erforderlichen Soll-Temperatur des Fahrzeuginnenraumes 4 aufgrund des Ableitens von Abwärme des Ladegerätes 5 in den Fahrzeuginnenraum 4, wird das Ventil 22 geöffnet und die nicht dargestellte Umwälzpumpe eingeschaltet. Dadurch wird die Abwärme des Ladegerätes 5 aufgrund der thermischen Kopplung des Fluidkreislaufes 13 mit dem Ladegerät 5 im Wesentlichen ausschließlich von dem Ladegerät 5 an die Umgebung 24 des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 abgegeben. Damit kann in ähnlicher Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel mittels der Abwärme des Ladegerätes 5 der Fahrzeuginnenraum 4 auf die erforderliche Soll-Temperatur erwärmt werden und nach dem Erreichen der erforderlichen Soll-Temperatur das Ladegerät 5 durch Abgabe der Abwärme an die Umgebung 24 gekühlt werden.In 2 is a second embodiment of the heating device 1 shown. In the following, essentially only the differences from the first embodiment will be according to FIG 1 described. The fluid circuit 13 is only with the charger 5 and the B heat exchanger 15 thermally coupled. The fluid circuit 13 is therefore not with the A-heat exchanger 14 and the battery 6 thermally coupled. On the charger 5 are slats 12 to dissipate the heat from the charger 5 by means of heat conduction and heat radiation in the vehicle interior 4 arranged. The charger 5 is thus in the range of the vehicle interior 4 which in an analogous way too 1 is shown with a dashed rectangular frame, arranged. The waste heat of the charger 5 thus becomes without the fluid circuit 13 introduced into the vehicle interior. This is the charger 5 for example, arranged below a vehicle seat or in the region of a seat surface of a vehicle seat. Should the waste heat of the charger 5 exclusively to the vehicle interior by means of the lamellae 12 will be delivered in the 2 illustrated fluid circuit 13 not circulated by the circulation pump and the valve 22 is closed. After reaching the required target temperature of the vehicle interior 4 due to the dissipation of waste heat from the charger 5 in the vehicle interior 4 , the valve becomes 22 opened and the circulating pump, not shown, turned on. This will reduce the waste heat of the charger 5 due to the thermal coupling of the fluid circuit 13 with the charger 5 essentially exclusively from the charger 5 to the environment 24 of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 issued. This can be done in a similar manner as in the first embodiment by means of the waste heat of the charger 5 the vehicle interior 4 be heated to the required target temperature and after reaching the required target temperature, the charger 5 by releasing the waste heat to the environment 24 be cooled.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 und der erfindungsgemäßen Erwärmungseinrichtung 1 wesentliche Vorteile verbunden. Während des Aufladens der Batterie 6 mittels des Ladegerätes 5 beim Stillstand des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 wird die Abwärme des Ladegerätes 5 und der Batterie 6 zum Vorwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 genutzt. Damit kann die beim Aufladen der Batterie 6 und beim Betrieb des Ladegerätes 5 vorhandene Abwärme genutzt werden, um den Fahrzeuginnenraum 4 auf die erforderliche Soll-Temperatur zu erwärmen. Während der Fahrt mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug 2, 3 nach dem Abtrennen des Ladegerätes 5 von dem externen Stromnetz 10 bzw. während der Anfangsphase der Fahrt mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug 2, 3 kann somit die elektrische Energie der Batterie 6 ausschließlich zur Traktion bzw. zum Antrieb des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges verwendet werden. Damit braucht, insbesondere im Winter bei niedrigen Außentemperaturen, nicht während der Beginn der Fahrt mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug 2, 3 die elektrische Energie der Batterie 6 zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 genutzt werden, sodass dadurch die Reichweite mit dem Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeug 2, 3 mittels elektrischer Energie aus der Batterie 6 erhöht wird. Ferner wird auch weniger Energie zum Betrieb des Elektro- oder Plug-In-Hybridfahrzeuges 2, 3 benötigt, weil die Abwärme aus dem Ladegerät 5 und der Batterie 6 sinnvoll zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraumes 4 vor Fahrtantritt genutzt werden kann.Overall, with the inventive method for heating the vehicle interior 4 and the heating device according to the invention 1 significant benefits. While charging the battery 6 by means of the charger 5 at standstill of the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 is the waste heat of the charger 5 and the battery 6 for preheating the vehicle interior 4 used. This can be done while charging the battery 6 and during operation of the charger 5 Existing waste heat can be used to the vehicle interior 4 to heat to the required target temperature. While driving with the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 after disconnecting the charger 5 from the external power grid 10 or during the initial phase of travel with the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 thus can the electrical energy of the battery 6 be used exclusively for traction or to drive the electric or plug-in hybrid vehicle. This does not require, especially in winter at low outside temperatures, during the beginning of the journey with the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 the electri energy of the battery 6 for heating the vehicle interior 4 be used so that thereby the range with the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 by means of electrical energy from the battery 6 is increased. Furthermore, less energy is required to operate the electric or plug-in hybrid vehicle 2 . 3 needed because the waste heat from the charger 5 and the battery 6 useful for heating the vehicle interior 4 can be used before departure.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19649710 A1 [0003]
- DE 202004013691 U1 [0004]

Claims

Method for heating a vehicle interior ( 4 ) of an electric or plug-in hybrid vehicle ( 2 . 3 ) during a standstill of the electric or plug-in hybrid vehicle ( 2 . 3 ), characterized in that the vehicle interior ( 4 ) by means of the waste heat of a charger ( 5 ) for at least one battery ( 6 ) and / or the waste heat of the at least one battery ( 6 ) is heated.

Method according to claim 1, characterized in that the vehicle interior ( 4 ) during charging of the at least one battery ( 6 ) is heated.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the vehicle interior ( 4 ) is heated before starting to drive.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the waste heat in the vehicle interior ( 4 ) is conducted by means of thermal convection and / or heat conduction and / or thermal radiation.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a fluid circuit ( 13 ) with the charger ( 5 ) and / or the at least one battery ( 6 ) is thermally coupled.

Method according to claim 5, characterized in that the fluid circuit ( 13 ) the waste heat in the vehicle interior ( 4 ) by heat convention.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that an actual temperature of the vehicle interior ( 4 ) is detected, the actual temperature with a target temperature of the vehicle interior ( 4 ) and the vehicle interior ( 4 ) is heated at a deviation of the actual temperature of the target temperature.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that for the heating of the vehicle interior ( 4 ) Unwanted waste heat into the environment ( 24 ) of the electric or plug-in hybrid vehicle.

Heating device ( 1 ) for a vehicle interior ( 4 ) of an electric or plug-in hybrid vehicle ( 2 . 3 ), comprising: - a fluid circuit ( 13 ), - an A-heat exchanger ( 14 ) for transferring heat from the fluid circuit ( 13 ) on air into the vehicle interior ( 4 ), - at least one heat source ( 9 ) for heating the fluid circuit ( 13 ), characterized in that the Fluidkeislauf ( 13 ) with a charger ( 5 ) and / or at least one battery ( 6 ) is thermally coupled, so that the at least one heat source ( 9 ) The charger ( 5 ) and / or the at least one battery ( 6 ) by means of the waste heat of the charger ( 5 ) and / or the at least one battery ( 6 ) the vehicle interior ( 4 ) to heat.

Heating device according to claim 9, characterized in that the heating device ( 1 ) a B heat exchanger ( 15 ) for transferring heat from the fluid circuit ( 13 ) to ambient air of the electric or plug-in hybrid vehicle ( 2 . 3 ) so as not to heat the vehicle interior ( 4 ) required waste heat into the ambient air of the electric or plug-in hybrid vehicle ( 2 . 3 ).

Heating device according to claim 9 or 10, characterized in that the heating device ( 1 ) an F temperature sensor ( 18 ) for detecting an actual temperature of the vehicle interior ( 4 ) and / or a control device ( 17 ).

Heating device according to one or more of claims 9 to 11, characterized in that the heating device ( 1 ) an L temperature sensor ( 19 ) for detecting an actual temperature of the charger ( 5 ) and / or a B temperature sensor ( 20 ) for detecting an actual temperature of the at least one battery ( 6 ).

Heating device according to one or more of claims 9 to 12, characterized in that a target temperature of the vehicle interior ( 4 ) is between 15 ° C and 25 ° C.

Heating device according to one or more of claims 9 to 13, characterized in that the battery ( 6 ) a lithium ion battery ( 8th ) and / or the battery ( 6 ) as a traction battery ( 7 ) for driving the electric or plug-in hybrid vehicle ( 2 . 3 ) serves.

Heating device according to one or more of claims 9 to 14, characterized in that a Method according to one or more of the claims 1 to 8 is executable.