DE102009035773A1

DE102009035773A1 - Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie

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Publication number: DE102009035773A1
Application number: DE200910035773
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. Herzog (FH); Matthias Dipl.-Ing. Merz; Robert Parei; Maik Dr. Ziegler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-08-01
Filing date: 2009-08-01
Publication date: 2011-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen, bei welchem mittels thermischer Energie ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeigeführt und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei in einem ersten Prozessschritt eine Verdampfung des Arbeitsmediums mittels thermischer Energie eines Kühlkreislaufs einer Verbrennungskraftmaschine (20) des Kraftwagens und in einem zweiten Prozessschritt eine Überhitzung des Arbeitsmediums mittels thermischer Energie einer Standheizung (14) des Kraftwagens durchgeführt werden, sowie ein Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen, bei welchem mittels thermischer Energie einer Standheizung (14) ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeigeführt und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, wobei als Arbeitsmedium ein alkoholisches Arbeitsmedium genutzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 2. Die Erfindung betrifft zudem einen Kraftwagen mit einer Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 9, sowie nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
Ein solches Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie ist allgemein bekannt. Die WO 2007/025517 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Arbeitsmedium mittels bereitgestellter thermischer Energie von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand überführt wird (Phasenübergang). Das Arbeitsmedium wechselwirkt mit einem beweglichen Element, dessen Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird.
Der Prozess läuft dabei als ein Kreisprozess ab. Die thermische Energie rührt insbesondere von einer Standheizung eines Kraftwagens her, wobei die gewonnene elektrische Energie auch für den Betrieb dieser Standheizung genutzt wird.
Nachteil dieses Verfahrens ist, dass nur eine geringe elektrische Leistung im Bereich von 50 bis 100 Watt erreicht wird.
Dieses Leistungsspektrum reicht nicht aus, um elektrische Verbraucher des Kraftwagens mit elektrischer Energie zu versorgen, wenn eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens nicht läuft, weil sie sich im Stand- und/oder Pausenbetrieb befindet.
Die Versorgung von elektrischen Verbrauchern in den genannten Betriebsphasen der Verbrennungskraftmaschine geschieht in der Regel über eine oder mehrere Batterien des Kraftwagens. Eine Kapazität der Batterie beziehungsweise Kapazitäten der Batterien ist beziehungsweise sind begrenzt. Daraus resultiert eine zeitlich äußerst begrenzte Nutzung von elektrischer Energie im Stand- und/oder Pausenbetrieb der Verbrennungskraftmaschine zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern eben in Abhängigkeit der Batteriekapazitäten beziehungsweise Batteriekapazität.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass elektrische Energie zur Versorgung von Verbrauchern in einem Kraftwagen während eines Stand- und/oder Pausenbetriebs einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens in höherem Maße und für längere Zeiträume zur Verfügung steht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst. Zur Erfindung gehört auch ein Kraftwagen, welcher die Merkmale des Patentanspruchs 9 aufweist, sowie ein Kraftwagen, welcher die Merkmale des Patentanspruchs 10 aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen, bei welchem mittels thermischer Energie ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeigeführt und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, sieht vor, dass in einem ersten Prozessschritt eine Verdampfung des Arbeitsmediums mittels der thermischen Energie eines Kühlkreislaufs einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens und in einem zweiten Prozessschritt eine Überhitzung des Arbeitsmediums mittels der thermischen Energie einer Standheizung des Kraftwagens durchgeführt wird.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die thermische Energie der Standheizung in elektrische Energie umgewandelt wird und dadurch elektrische Leistungen im Bereich von 500 bis 1000 Watt bereitgestellt werden können.
Mit Hilfe dieser elektrischen Energie können elektrische Verbraucher, das heißt Aggregate, während eines Stand- und/oder Pausenbetriebs der Verbrennungskraftmaschine über ein Bordnetz des Kraftwagens betrieben werden.
Aufgrund der Höhe der gewonnenen elektrischen Leistung ist eine Versorgung der elektrischen Verbraucher über lange Zeiträume möglich, andererseits können mehrere elektrische Verbraucher gleichzeitig betrieben werden wie beispielsweise eine Klimaanlage für eine Standklimatisierung und andere Komfortfunktionen, die den Komfort für Insassen des Kraftwagens deutlich steigern.
Eine Nutzung der thermischen Energie des Kühlkreislaufs der Verbrennungskraftmaschine erweist sich dabei insofern als vorteilhaft, als dass dadurch ein Gesamtwirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine gesteigert wird, da die ansonsten ungenutzte thermische Energie weiter verwertet wird.
Eine derartige Nutzung der Standheizung als Hilfsbetriebseinheit, das heißt als Auxiliary Power Unit, spart den Einsatz zusätzlicher Komponenten und reduziert damit das benötigte Gewicht des Kraftwagens, was einem geringerem Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine zugute kommt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein Teil der gewonnenen elektrischen Energie, der nicht für den Betrieb von elektrischen Verbrauchern benötigt wird, über das Bordnetz in zumindest eine Batterie des Kraftwagens geleitet, und diese somit geladen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch Abwärme der Verbrennungskraftmaschine und die thermische Energie der Standheizung in jedem Fall positiv genutzt wird.
Die elektrische Energie wird derart gewonnen, dass in Folge des Phasenübergangs des Arbeitsmediums ein bewegliches Teil bewegt wird, dessen Bewegungsenergie wiederum in elektrische Energie umgewandelt wird. Das bewegliche Element ist dabei beispielsweise Teil einer Expansionsmaschine, die allgemein bekannt und an die vorliegende Anwendung angepasst ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Verdampfung des Arbeitsmediums in einem ersten Wärmetauscher und die Überhitzung des Arbeitsmediums in einem zweiten Wärmetauscher durchgeführt, wodurch möglichst hohe Wirkungsgrade erzielt werden, was das Maß der gewonnenen elektrischen Energie weiter steigert.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen wird mittels der thermischen Energie der Standheizung direkt ein Phasenübergang des Arbeitsmediums herbeigeführt und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umgewandelt, wobei vorteilhafter Weise als Arbeitsmedium ein alkoholisches Arbeitsmedium genutzt wird.
Eine Verdampfung eines derartigen Arbeitsmediums erfolgt schon bei niedrigeren Temperaturen als es beispielsweise bei Wasser als Arbeitsmedium der Fall ist, wodurch geringere Temperaturniveaus zur Verdampfung nötig sind, was wiederum die benötigte thermische Energie der Standheizung und damit die von der Standheizung aufzunehmende elektrische Leistung gering hält.
Diese Vorteile kommen besonders dann zum Tragen, wenn in einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ein Kalina-Kreisprozess durchgeführt wird. Technisch entspricht das Verfahren einem Clausius-Rankine-Kreisprozess. Unter dem Kalina-Kreisprozess oder Kalina Cycle Verfahren versteht man ein Wärmeaustauschverfahren zur Dampferzeugung auf einem niedrigem Temperaturniveau zur Energieerzeugung, bei dem die Wärme an ein Ammoniak-Wasser-Gemisch abgegeben wird. Der schon bei niedrigen Temperaturen entstehende Dampf wird dann zum Antrieb von Turbinen genutzt. Daraus resultiert ein besonders hoher Wirkungsgrad und damit ein besonders hohes Maß an gewonnener elektrischer Energie, was die Möglichkeit zur Speisung mehrerer elektrischer Verbraucher des Kraftwagens, beispielsweise zur Realisierung von Komfortfunktionen, ermöglicht.
Bei einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung wird die Standheizung mittels eines Kraftstoffes der Verbrennungskraftmaschine betrieben. Dies ist im Falle eines Dieselmotors Dieselkraftstoff im Falle eines Benzinmotors Benzin.
Dies bedeutet eine deutliche Verbesserung gegenüber einem konventionellen Standheizungsbetrieb, da eine Betriebsdauer der Standheizung nicht mehr durch eine begrenzte Batteriekapazität eingeschränkt ist. Einzige benötigte Energiequelle für einen Betrieb der Standheizung ist der Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine.
In diesem Zusammenhang kann jedoch dennoch vorgesehen sein, dass die Standheizung geringe elektrische Leistungen von der Batterie des Kraftwagens beziehen kann, um beispielsweise Nebenfunktionen ausführen zu können.
Ein sehr häufiger Betrieb der Standheizung erfolgt bei sehr tiefen Außentemperaturen. Diese tiefen Außentemperaturen schränken eine Leistungsfähigkeit der Batterie oder den Batterien des Kraftwagens ein. Eine auf die beschriebene Art und Weise autark arbeitende Standheizung stellt sicher, dass auch nach einem langen Betrieb der Standheizung der Kraftwagen beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine problemlos gestartet werden kann.
Diese Tatsache schont auch die Batterie beziehungsweise die Batterien des Kraftwagens, wodurch ein Austausch seltener wird, was einerseits den Komfort für einen Fahrer des Kraftwagens deutlich steigert, andererseits Kosten für diesen senkt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass mittels der elektrischen Energie elektrische Verbraucher des Kraftwagens betrieben werden. Dies ist insbesondere während eines Stand- und/oder Pausenbetriebs der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen. Die Hilfsbetriebseinheitsfunktion der Standheizung ermöglicht somit den Betrieb einer elektrisch angetriebenen Klimaanlage, ohne dass Zusatzbatterien benötigt werden. Auch bei diesem Aspekt ist ein quasi autarker Betrieb möglich, da nur der Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine als Energieträger zur Verfügung stehen muss. Dadurch wird eine Standklimatisierung erreicht, die den Komfort für die Insassen des Kraftwagens deutlich steigert.
In diesem Zusammenhang sind auch andere Komfortfunktionen denkbar, so zum Beispiel Massagesitze, Entertainment-Funktionen oder eine Fahrgastraumbeleuchtung.
Nichtsdestotrotz steht weiterhin ein gewöhnlicher Standheizungsbetrieb für eine Erwärmung des Fahrgastraums und der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung. Wird keine elektrische Energie zum Betreiben von elektrischen Verbrauchern benötigt, kann der Dampfkraftprozess über einen Bypass umgangen werden, wodurch die volle thermische Energie der Standheizung zur Erwärmung des Fahrgastraums und/oder zur Erwärmung der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung steht.
Diese Regelung ermöglicht einen bedarfsgerechten Einsatz der thermischen Energie und die Zuführung dieser zu ihren optimalen Zweck.
Weiterhin besteht eine Möglichkeit einen weiteren Wärmetauscher in den erwähnten Kalina-Dampfkraftprozess zu integrieren, der die in einem Fahrbetrieb der Verbrennungskraftmaschine anfallende Abwärme derselbigen ebenfalls zum Antreiben eines Generators nutzt.
Die in diesem Fahrbetrieb gewonnene elektrische Energie kann direkt in das Bordnetz des Kraftwagens eingespeist werden und entlastet somit einen konventionellen Generator, beispielsweise eine Lichtmaschine, woraus auch eine Entlastung der Verbrennungskraftmaschine resultiert. Diese Entlastung wiederum führt zu einer Kraftstoffeinsparung und damit zu einer Reduktion von CO₂-Emissionen. Diese Kraftstoffeinsparung rechtfertigt dann ein aus einem Mehrgewicht, welches aus den zur Durchführung des Verfahrens benötigten erwähnten Komponenten entsteht, entstehendes Nutzlastdefizit.
Ein weiterer Vorteil aus einer derartigen Nutzung der Standheizung als Auxiliary Power Unit, das heißt als Hilfsbetriebseinheit, ergibt sich daraus, dass die Kapazität beziehungsweise die Kapazitäten der Batterie beziehungsweise der Batterien des Kraftwagens reduziert wird beziehungsweise werden, da elektrische Energie bei Bedarf von der Standheizungs-Auxiliary Power Unit erzeugt werden kann.
Dies führt zu einer Gewichtsersparnis, da elektrische Energiespeicher, beispielsweise in Form von Batterien, ein hohes spezifisches Gewicht aufweisen.
Weiterhin können Lade- und Entladezyklen der elektrischen Energiespeicher durch den Einsatz der Standheizung als Auxiliary Power Unit reduziert werden, was zu einer höheren Lebensdauer der Energiespeicher führt.
Der erste dieser beiden Aspekte verschiebt das beschriebene, etwaige Nutzlastdefizit in eine positive Richtung. Der zweite Aspekt führt einerseits zu einer Reduzierung von Kosten, da die Batterie beziehungsweise die Batterien nicht mehr so häufig ausgetauscht werden müssen und andererseits aus demselben Grund zu einem Komfortgewinn für den Fahrer des Kraftwagens, in dem eine erfindungsgemäßes Verfahren zum Einsatz kommt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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.
Die Figur zeigt beispielhaft ein Systemschaubild für ein Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen.
Das Systemschaubild 10 in der Figur zeigt eine Standheizung 14, die mittels eines Kraftstoffs aus einem Kraftstofftank 12 versorgt wird. Für Nebenfunktionen wird sie zudem mit elektrischer Energie aus den Batterien 16 versorgt.
Ein Steuergerät 18 regelt dabei die Standheizung 14 beziehungsweise einen Fluss von elektrischer Energie von und/oder zu den Batterien 16.
Wird die Standheizung 14 beispielsweise während einer Standphase einer Verbrennungskraftmaschine 20, wie sie beispielsweise während eines automatischen Stopps im Rahmen einer Start-Stopp-Funktion vorkommt, als Hilfsbetriebseinheit das heißt als Auxiliary Power Unit, eingesetzt, wird thermische Energie der Standheizung 14 in einem ersten Wärmetauscher 22 dazu genutzt, um einen Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeizuführen.
Das Arbeitsmedium wird dazu von einem Tank 26 mittels einer Pumpe 24 in den Wärmetauscher 22 gefördert.
Der Phasenübergang des Arbeitsmediums führt zu einer Druckerhöhung desselbigen. In einem Expander 28 wird das Druckmedium wieder entspannt, und der Expander, beispielsweise in Form einer Turbine, wird angetrieben. Über eine mit dem Expander 28 drehfest verbundene Welle 30 wird ein ebenso drehfest mit der Welle 30 verbundener Generator 23 angetrieben, wodurch die Bewegungsenergie des Expanders 28 in elektrische Energie umgewandelt wird.
Somit ist die Umwandlung der thermischen Energie der Standheizung 14 in elektrische Energie vollzogen. Die elektrische Energie wird vom Generator 32 und vom Steuergerät 18 geregelt in die Batterien 16 eingespeist und gespeichert.
Alternativ kann hierbei vorgesehen sein, dass die elektrische Energie direkt zum Betrieb von elektrischen Verbrauchern genutzt wird.
Das expandierte Arbeitsmedium wird über einen zweiten Wärmetauscher 34, in dem es seine Wärme abgibt, zu einem Kondensator 36 geleitet, in dem es einen zu dem ersten Phasenübergang entgegengesetzten Phasenübergang vollführt. Fand im ersten Wärmetauscher 22 ein Phasenübergang von einem flüssigen in einen gasförmigen Aggregatszustand statt, so findet nun im Kondensator 36 ein Phasenübergang vom gasförmigen in den wieder flüssigen Aggregatzustand statt. Über eine Pumpe 38 wird das nun wieder flüssige Arbeitsmedium in den Tank 26 geleitet, wodurch ein Kreislauf geschlossen ist, und somit ein (Dampf-)Kreisprozess realisiert ist.
Der Expander 28, die Welle 30 und der Generator 32 sind dabei vorzugsweise als ein Aggregat in Form einer Expansionsmaschine ausgeführt.
Wird kein oder nur ein geringer Teil der thermischen Energie der Standheizung 14 zur Erzeugung von elektrischer Energie durch die Expansionsmaschine benötigt, so kann die Erzeugung von elektrischer Energie aus der thermischen Energie mittels eines Bypassventils 40 umgangen werden, woran sich der beschriebene Wärmetauscher 34, der Kondensator 36 und die Pumpe 38 zur Schließung des Kreislaufes anschließen.
Für eine schnellere Aufwärmung der Verbrennungskraftmaschine 20 bei einem Kaltstart ist der Wärmetauscher 34 an einen Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine 20 angekoppelt. So kann über ein Magnetventil 42 das bei einem Kaltstart kalte Kühlwasser durch den Wärmetauscher 34 fließen, wo das Kühlwasser die thermische Energie des Arbeitsmediums aufnimmt und sich somit schneller erwärmt. Ein Rückschlagventil 44 verhindert dabei ein Rückfließen des Kühlwassers.
Über eine Restwärmepumpe 46 wird das Kühlwasser der Verbrennungskraftmaschine 20 zu einer Heizung 48 in einem Fahrgastraum 50 des Kraftwagens gepumpt.
Somit ist klar, dass eine schnellere Erwärmung des Kühlwassers nicht nur der Verbrennungskraftmaschine 20 im Hinblick auf eine kürzere Warmlaufphase zugute kommt, sondern auch einen Komfortgewinn für Insassen des Fahrgastraumes 50 des Kraftwagens bedeutet, da eine schnellere Aufheizung des Fahrgastraums 50 auch und gerade bei kalten Außentemperaturen stattfinden kann.
Über ein Ventil 52 kann das Kühlwasser bei Bedarf, so zum Beispiel bei Erreichung einer hohen Temperatur des Kühlwassers, über einen Kühler 54 geleitet werden, wo das Kühlwasser hohe Temperaturen abgeben kann zu einer effizienten Kühlung der Verbrennungskraftmaschine 20. Auch hier verhindert ein Rückschlagventil 56 das Rückfließen von Kühlwasser. Alternativ kann mittels eines Ventils 52 der Kühler 54 umgangen werden, so zum Beispiel wenn eine Kühlung des Kühlwassers durch den Kühler 54 nicht nötig ist, was dann der Fall ist, wenn eben eine schnelle Erwärmung der Verbrennungskraftmaschine 20 und des Fahrgastraums 50 während einer Kaltstartphase der Verbrennungskraftmaschine 20 erwünscht ist.
Mittels der wie beschrieben gewonnenen elektrischen Energie aus der thermischen Energie der Standheizung 14 kann wiederum geregelt von dem Steuergerät 18 über eine elektrische Maschine 58, wie in der Figur dargestellt, ein elektrischer Verbraucher betrieben werden. In der Figur ist der Übersicht wegen nur ein elektrischer Verbraucher dargestellt. Selbstverständlich ist der Betrieb von mehreren Verbrauchern und/oder Komfortfunktionen in Standphasen der Verbrennungskraftmaschine 20 möglich.
Die elektrische Maschine 58 wird also von der gespeicherten elektrischen Energie aus den Batterien 16 gespeist und treibt einen Kompressor 60 einer Klimaanlage an.
Der Kompressor 60 verdichtet ein Kältemittel der Klimaanlage. Das verdichtete Kältemittel wird in einem Verdampfer 62 wieder entspannt, wodurch ein Kühleffekt eintritt. Der Verdampfer 62 ist dabei im Fahrgastraum 50 angeordnet, wodurch eine Kühlung desselbigen realisiert ist.
Auf diese Weise ist eine Standklimatisierung während einer Standphase der Verbrennungskraftmaschine 20 erreicht, ohne die Kapazitäten der Batterien 16 unzulässig stark zu senken, da diese ständig durch den beschriebenen Auxiliary Power Unit-Betrieb der Standheizung 14 geladen werden. Somit ist die Standklimatisierung nicht abhängig von den Kapazitäten der Batterien 16, sondern lediglich von der Betriebsdauer der Standheizung 14, die wiederum abhängt von der verfügbaren Kraftstoffmenge im Kraftstofftank 12.
Über ein thermostatisches Expansionsventil 64 wird das expandierte Kältemittel wieder zurückgeführt zu einem Kondensator 66 wo es von seinem nun gasförmigen Zustand in seinen flüssigen Ausgangszustand überführt wird, worauf es vom Kompressor 60 in der beschriebenen Art und Weise wiederum verdichtet werden kann. Der Klimakreislauf ist somit ebenfalls geschlossen.
Das Systemschaubild 10 in der Figur zeigt deutlich die autarke Betriebsmöglichkeit der Standheizung 14 auf, wodurch der Betrieb von zumindest einem elektrischen Verbraucher, hier in Form einer Klimaanlage beziehungsweise einer elektrischen Maschine 58, unabhängig von der Kapazität der Batterien 16 möglich ist.
Bezugszeichenliste

10: Systemschaubild
12: Tank
14: Standheizung
16: Batterien
18: Steuergerät
20: Verbrennungskraftmaschine
22: Wärmetauscher
24: Pumpe
26: Tank
28: Expander
30: Welle
32: Generator
34: Wärmetauscher
36: Kondensator
38: Pumpe
40: Magnetventil
42: Magnetventil
44: Rückschlagventil
46: Pumpe
48: Heizung
50: Fahrgastraum
52: Ventil
54: Motorkühler
56: Rückschlagventil
58: elektrische Maschine
60: Kompressor
62: Verdampfer
64: thermostatisches Expansionsventil
66: Kondensator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/025517 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen, bei welchem mittels thermischer Energie ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeigeführt und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Prozessschritt eine Verdampfung des Arbeitsmediums mittels der thermischer Energie eines Kühlkreislaufs einer Verbrennungskraftmaschine (20) des Kraftwagens und in einem zweiten Prozessschritt eine Überhitzung des Arbeitsmediums mittels der thermischen Energie einer Standheizung (14) des Kraftwagen durchgeführt werden.
Verfahren zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie in einem Kraftwagen, bei welchem mittels thermischer Energie einer Standheizung (14) ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeigeführt und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsmedium ein alkoholisches Arbeitsmedium genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überhitzung ein Abgas der Standheizung (14) genutzt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfung des Arbeitsmediums in einem ersten Wärmetauscher (22) und die Überhitzung des Arbeitsmediums in einem zweiten Wärmetauscher durchgeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kalina-Kreisprozess durchgeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der gewonnen elektrischen Energie in ein Bordnetz des Kraftwagens eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektrischen Energie elektrische Verbraucher (58) des Kraftwagens, insbesondere während einer Standphase der Verbrennungskraftmaschine (20), betrieben werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standheizung (14) mittels eines Kraftstoffes der Verbrennungskraftmaschine (20) betrieben wird.
Kraftwagen mit einer Verbrennungskraftmaschine (20) und mit einer Standheizung (14), wobei thermische Energie in elektrische Energie umwandelbar ist, indem mittels thermischer Energie ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeiführbar und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umwandelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Prozessschritt eine Verdampfung des Arbeitsmediums mittels der thermischer Energie eines Kühlkreislaufs einer Verbrennungskraftmaschine (20) des Kraftwagens und in einem zweiten Prozessschritt eine Überhitzung des Arbeitsmediums mittels der thermischer Energie einer Standheizung (14) des Kraftwagen durchführbar ist.
Kraftwagen mit einer Verbrennungskraftmaschine (20) und mit einer Standheizung (14), wobei thermische Energie in elektrische Energie umwandelbar ist, indem mittels thermischer Energie der Standheizung (14) ein Phasenübergang eines Arbeitsmediums herbeiführbar und die dabei im Arbeitsmedium gespeicherte Energie in elektrische Energie umwandelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium als ein alkoholisches Arbeitsmedium gebildet ist.