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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug oder
Hybridfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1.
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Bei
einem derartigen Fahrzeug steht derzeit als wesentliche Energiequelle
für elektrische
Energie der Energiespeicher zur Verfügung, welcher auch als Traktionsbatterie
bezeichnet wird, da er die Energie für das elektrische Antriebsaggregat
bereitstellt. Elektrische Verbraucher, die ihre Energie aus der Traktionsbatterie
beziehen, sorgen hierbei in nachteiliger Weise dafür, dass
sich die Reichweite des Fahrzeugs mitunter erheblich verringert.
Insbesondere Heizeinrichtungen zum Bereitstellen von Wärme haben
sich hierbei als vergleichsweise energieintensiv und somit die Reichweite
reduzierend herausgestellt.
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Auch
bei einem Hybridfahrzeug, bei welchem ein Verbrennungsmotor alternativ
zu dem elektrischen Antriebsaggregat zum Fortbewegen des Fahrzeugs
einsetzbar ist, geht das Nutzen der in dem Energiespeicher gespeicherten
elektrischen Energie für
andere Zwecke als das Fortbewegen des Fahrzeugs auf Kosten der Reichweite,
wenn der elektrische Fahrbetrieb vorliegt. Ist im Energiespeicher
nur noch vergleichsweise wenig elektrische Energie vorhanden und
muss so bei dem Hybridfahrzeug der Verbrennungsmotor zugeschaltet
werden, so führt dies
zu einer ungünstigen
Gesamtbilanz des Fahrzeugs im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch
und die Emissionen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Fahrzeug
der eingangs genannten Art zu schaffen, das konstruktive Alternativen
zu herkömmlichen
Zuheizsystemen bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung
sind in den abhängigen
Patentansprüchen
angegeben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fahrzeug,
insbesondere Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, mit wenigstens
einem elektrischen Antriebsaggregat zum Fortbewegen des Fahrzeugs,
mit einem Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie und
mit wenigstens einer Heizeinrichtung zum Bereitstellen von Wärme, ist
mittels der wenigstens einen Heizeinrichtung Wärme aus einem nicht-elektrischen Prozess
bereitstellbar. Dabei ist zur Schaffung konstruktiver Alternativen
zu üblichen
Brennstoffzuheizern vorgesehen, dass die Heizeinrichtung wenigstens
einen Reaktionsraum für
einen exothermen, insbesondere einen Katalysator nutzenden, chemischen
Redoxreaktionsprozess und/oder Phasenübergangsprozess und/oder eine
reversible Reaktion von chemischen Reaktanden nutzenden Prozess und/oder
wenigstens eine Wärmepumpe
und/oder wenigstens einen Wärmespeicher,
insbesondere Latentwärmespeicher
aufweist. Dadurch geht, ohne auf herkömmliche Zuheizsysteme angewiesen
zu sein, das Bereitstellen von Wärme
mittels der Heizeinrichtung nicht zu Lasten der in dem Energiespeicher
vorhandenen elektrischen Energie, welche somit in größerem Ausmaß zum Fortbewegen
des Fahrzeugs zur Verfügung
steht. Somit ist ein verbessertes Fahrzeug mit altenative Bauformen
effizienter Heizkonzepte geschaffen.
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Das
Bereitstellen von Wärme
aus dem nicht-elektrischen Prozess ist insbesondere vorteilhaft,
wenn die Heizeinrichtung Wärme
zum Beheizen eines Fahrgastraums des Fahrzeugs und/oder zum Beheizen
von Scheiben und/oder zum Beheizen wenigstens eines Fahrzeugsitzes
bereitstellen soll. Die Versorgung des elektrischen Antriebsaggregats
zum Fortbewegen des Fahrzeugs kann somit unabhängig vom Betreiben der Heizeinrichtung
realisiert werden. Ein nicht oder nicht nur auf dem elektrischen
Prozess beruhender Heizbetrieb ermöglicht so ein besonders energieeffizientes
Heizen. Dadurch ist der auf die Antriebsleistung bezogene Wirkungsgrad
des Energiespeichers vergleichsweise hoch.
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Das
Betreiben der Heizeinrichtung kann insbesondere unabhängig vom
Fahrbetrieb des Fahrzeugs sein. Dadurch kann insbesondere in kalten Ländern einem
Fahrzeug mit elektrischem Antriebsaggregat eine zusätzliche
Akzeptanz verschafft werden.
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Auch
dadurch, dass das Betreiben der wenigstens einen Heizeinrichtung
zum Bereitstellen von Wärme
keine Einschränkung
der Reichweite des Fahrzeugs mit sich bringt, ist insgesamt eine
erhöhte Akzeptanz
von Fahrzeugen mit einem elektrischen Antriebsaggregat erreichbar.
Des Weiteren sind die Gesamteffizienz des Fahrzeugs erhöht und in
der Gesamtbilanz des Fahrzeugs die Emissionen reduziert. Das Image
des Fahrzeugs ist hierbei auch dadurch verbesserbar, dass die Wahrscheinlichkeit
eines Liegenbleibens des Fahrzeugs aufgrund von mangelnder elektrischer
Energie zum Fortbewegen des Fahrzeugs deutlich verringert ist.
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Der
Einsatz der wenigstens einen Heizeinrichtung, mittels welcher Wärme aus
einem nicht-elektrischen Prozess bereitstellbar ist, ist des Weiteren
auch bei einem Fahrzeug vorteilhaft, welches als alleiniges oder
zusätzliches
Antriebsaggregat einen hocheffizienten Dieselmotor aufweist. Bei derartigen
Fahrzeugen ist es bekannt, dass aufgrund des hohen Wirkungsgrades
des Diesel nutzenden Antriebsaggregats vergleichsweise wenig vom
Antriebsmotor generierte Wärme
zum Heizen zur Verfügung
steht. Wird nun – anstelle
eines heute üblichen elektrischen
Zuheizers – die
wenigstens eine Heizeinrichtung eingesetzt, welche Wärme aus
einem nicht-elektrischen Prozess bereitstellt, so kann der Energiespeicher
des Diesel-Fahrzeugs geschont werden. Eine derartige Heizeinrichtung
weist vorteilhaft einen gegenüber
dem elektrischen Zuheizer erhöhten
Wirkungsgrad auf.
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Neben
dem Bereitstellen von Wärme
für den Fahrgastraum
des Fahrzeugs kann die bereitgestellte Wärme ergänzend oder alternativ auch
zum Beheizen eines Aggregateraums, insbesondere eines Aggregateraums
für das
elektrische Antriebsaggregat und/oder für eine Verbrennungskraftmaschine,
zum Einsatz kommen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die wenigstens
eine Heizeinrichtung einen Brenner umfassen, welcher dazu ausgelegt
ist, Wärme
aus einem exothermen Prozess mit Flammenbildung bereitzustellen.
Kommt bei einem solchen nicht-elektrischen Prozess ein Biokraftstoff und/oder
ein Brenngas als Brennstoff zum Einsatz, also ein unter ökologischen
Gesichtspunkten akzeptierter und vorteilhafter Energieträger, so
kann dies zusätzlich
die Emissionsbilanz und/oder Ökobilanz des
Fahrzeugs verbessern.
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Ergänzend oder
alternativ kann die wenigstens eine Heizeinrichtung wenigstens einen
Reaktionsraum für
einen exothermen, insbesondere einen Katalysator nutzenden chemischen
Redoxreaktionsprozess und/oder für
einen Phasenübergangsprozess und/oder
für einen
eine reversible Reaktion von chemischen Reaktanden nutzenden Prozess
umfassen. Bei dem exothermen, insbesondere mittels des Katalysators
beschleunigten Redoxreaktionsprozess kann es sich um eine Stoffumwandlung
handeln, welche ohne offene Flammenbildung vonstatten geht. Insbesondere
das Ausnutzen von Phasenübergangsprozessen
ermöglicht
ein Bereitstellen vergleichsweise großer Mengen von Wärmeenergie
bei einem vergleichsweise kleinen Volumen des Reaktionsraums.
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Ergänzend oder
alternativ kann die wenigstens eine Heizeinrichtung wenigstens eine
Wärmepumpe
und/oder wenigstens einen Wärmespeicher, insbesondere
Latentwärmespeicher,
umfassen.
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Bevorzugt
nutzt die Wärmepumpe
hierbei Abwärme
des Fahrzeugs, insbesondere des Antriebsaggregats des Fahrzeugs.
Ergänzend
oder alternativ kann die Wärmepumpe
zum Nutzen von Umgebungswärme
ausgebildet sein. Hierbei kann zum Beaufschlagen eines Wärmeübertragers
der Wärmepumpe
mit der Umgebungswärme
der Fahrtwind und/oder eine aktiv angetriebene Belüftungseinrichtung
zum Einsatz kommen. Der Wirkungsgrad der Wärmepumpe zum Bereitstellen
von Heizwärme
gibt hierbei den Betrag an, welcher in dem Energiespeicher zum Speichern
von elektrischer Energie zusätzlich
zum Fortbewegen des Fahrzeugs zur Verfügung steht, da er nicht für elektrische
Heizprozesse herangezogen zu werden braucht.
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Auch
bei dem Vorsehen des Wärmespeichers,
insbesondere Latentwärmespeichers,
kann Abwärme
des Fahrzeugs ausgenutzt werden, um Wärmeenergie in den Wärmespeicher
einzubringen. Ein Latentwärmespeicher
dient zum Speichern eingetragener Wärmeenergie, ohne dass mit diesem Wärmeeintrag
eine Erhöhung
der Temperatur eines Latentwärmespeichermediums
des Latentwärmespeichers
einhergeht. Die in dem Latentwärmespeicher
speicherbare Energie kann etwa in Form von Schmelzwärme und/oder
in Form von Sorptionswärme,
inbesondere Adsorptionswärme
oder Desorptionswärme
und/oder in Form von Lösungswärme und/oder
in Form von Kristallisationswärme
speicherbar sein. Hierbei wird die Enthalpie einer reversiblen Zustandsänderung
des Latentwärmespeichermediums
genutzt.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der wenigstens eine Wärmespeicher,
insbesondere Latentwärmespeicher,
einen Anschluss aufweist, über
welchen von einer von dem Fahrzeug verschiedenen Einrichtung bereitgestellte,
insbesondere elektrisch generierte, Wärmeenergie in den Wärmespeicher,
insbesondere Latentwärmespeicher,
einspeisbar ist. So kann bei einem stationären Ladevorgang des Energiespeichers
des Fahrzeugs zeitgleich in den Wärmespeicher Wärmeenergie
eingebracht werden. Hierbei kann die Wärmeenergie elektrisch generiert
sein was den technischen Aufwand besonders gering hält oder
die Wärmeenergie
kann als solche, beispielsweise aus einem Fernwärmenetz, thermischen Solarspeicher
oder dergleichen in den Wärmespeicher,
insbesondere Latentwärmespeicher
eingebracht werden. In dem Wärmespeicher
steht dann die gespeicherte Wärmeenergie
zum Bereitstellen von Wärme
für das
Fahrzeug zur Verfügung.
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Der
Wärmespeicher/Heizeinrichtung
kann optional auch zum effizienten und vorteilhaften Erwärmen bzw.
Vorheizen einer (sehr) kalten Batterie und/oder Antriebskomponenenten
genutzt werden um optimale Betriebszustände zu erreichen.
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Der
Einsatz der wenigstens einen Heizeinrichtung, mittels welcher Wärme aus
einem nicht-elektrischen Prozess bereitstellbar ist, ist des Weiteren
auch bei einem Fahrzeug vorteilhaft, welches als alleiniges oder
zusätzliches
Antriebsaggregat einen hocheffizienten Dieselmotor aufweist. Bei derartigen
Fahrzeugen ist es bekannt, dass aufgrund des hohen Wirkungsgrades
des Diesel nutzenden Antriebsaggregats vergleichsweise wenig vom
Antriebsmotor generierte Wärme
zum Heizen zur Verfügung
steht. Wird nun – anstelle
eines heute üblichen elektrischen
Zuheizers – die
wenigstens eine Heizeinrichtung eingesetzt, welche Wärme aus
einem nicht-elektrischen Prozess bereitstellt, so kann der Energiespeicher
des Diesel-Fahrzeugs geschont werden. Eine derartige Heizeinrichtung
weist vorteilhaft einen gegenüber
dem elektrischen Zuheizer erhöhten
Wirkungsgrad auf.
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Die
vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen
sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder
in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen
sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch
in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der
Zeichnung.
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Diese
zeigt stark schematisiert ein Elektrofahrzeug.
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Ein
in der Figur schematisch gezeigtes Elektrofahrzeug 10 weist
ein elektrisches Antriebsaggregat 12 zum Fortbewegen des
Elektrofahrzeugs 10 auf. Das elektrische Antriebsaggregat 12 ist
mit einer Traktionsbatterie 14 gekoppelt, welche elektrische Energie
für das
Antriebsaggregat 12 bereitstellt. Im Bremsbetrieb des Elektrofahrzeugs 10 ist
mittels des dann als Generator wirkenden Antriebsaggregats 12 rückgewonnene
Energie als elektrische Energie in die Traktionsbatterie 14 einspeisbar.
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Das
Elektrofahrzeug 10 weist des Weiteren eine Heizeinrichtung 16 auf,
mittels welcher ein Fahrgastraum des Elektrofahrzeugs 10 und/oder
eine Verglasung und/oder Fahrzeugsitze und/oder ein Aggregateraum,
in welchem das elektrische Antriebsaggregat 12 und/oder
die Traktionsbatterie 14 untergebracht sein können, beheizbar
sind.
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Mittels
der Heizeinrichtung 16 ist die zum Beheizen genutzte Wärme aus
einem nicht-elektrischen Prozess
bereitstellbar. Dadurch geht das Betreiben der Heizeinrichtung 16 nicht
zu Lasten der Reichweite des Elektrofahrzeugs 10.
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Anstelle
des in der Figur beispielhaft gezeigten Elektrofahrzeugs 10 kann
die Heizeinrichtung 16 auch bei einem Hybridfahrzeug vorgesehen
sein, welche zusätzlich
zu dem elektrischen Antriebsaggregat 12 einen Verbrennungsmotor
aufweist.
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Die
Heizeinrichtung 16 kann darüber hinaus auch in einem Fahrzeug
Verwendung finden, welches aufgrund der hohen Effizienz des Verbrennungsmotors,
insbesondere Dieselmotors, nicht in jedem Betriebszustand genügend Abwärme generiert, welche
für Heizzwecke
ausreichend ist.