DE102009036444A1 - Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung - Google Patents

Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung Download PDF

Info

Publication number
DE102009036444A1
DE102009036444A1 DE102009036444A DE102009036444A DE102009036444A1 DE 102009036444 A1 DE102009036444 A1 DE 102009036444A1 DE 102009036444 A DE102009036444 A DE 102009036444A DE 102009036444 A DE102009036444 A DE 102009036444A DE 102009036444 A1 DE102009036444 A1 DE 102009036444A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
drive arrangement
combustion engine
internal combustion
vehicle
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Withdrawn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
DE102009036444A
Other languages
English (en)
Inventor
Oliver Dipl.-Ing. Wagner
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102009036444A priority Critical patent/DE102009036444A1/de
Publication of DE102009036444A1 publication Critical patent/DE102009036444A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K25/00—Auxiliary drives
    • B60K25/02—Auxiliary drives directly from an engine shaft
    • 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
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/34—Cabin temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • 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
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung (1) für ein Elektrofahrzeug, welche ein zum Fortbewegen des Elektrofahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat (2) umfasst. Ein Verdichter (8) zum Verdichten eines Kältemittels ist mittels einer elektrischen Maschine (10) elektrisch antreibbar. Die Antriebsanordnung (1) weist eine zum Fortbewegen des Elektrofahrzeugs keinen Beitrag liefernde Verbrennungskraftmaschine auf, welche als Reichweitenverlängerer (5) ausgebildet ist. Zum Antreiben des Verdichters (8) ist der Reichweitenverlängerer (5) mit diesem koppelbar. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebsanordnung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, welche ein zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat umfasst. Des Weiteren umfasst die Antriebsanordnung einen Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels, welcher mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Antriebsanordnung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge bekannt, welche ein zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat aufweisen. Bei derartigen Fahrzeugen führt das elektrische Antreiben eines ein Kältemittel für eine Klimaanlage komprimierenden Verdichters dazu, dass weniger elektrische Energie zum rein elektrischen Fortbewegen des Fahrzeugs zur Verfügung steht. Um dem abzuhelfen, ist es für Hybridfahrzeuge bekannt, den Verdichter wahlweise mechanisch, nämlich mittels der zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegten Verbrennungskraftmaschine des Hybridantriebs anzutreiben. Ein solcher Hybridantrieb ist jedoch vergleichsweise komplex. Des Weiteren führt das Betreiben der als Antriebsaggregat ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine zu unerwünschten Schadstoffemissionen.
  • Aus der EP 1 066 168 B1 ist darüber hinaus ein Kraftfahrzeug mit einer als Antriebsaggregat für das Kraftfahrzeug dienenden Verbrennungskraftmaschine bekannt. Hierbei ist die Verbrennungskraftmaschine mit einem Planetengetriebe gekoppelt, welches dem Antreiben eines Kompressors zum Verdichten eines Kältemittels dient. Über einen elektrischen Zusatzmotor, welcher ebenfalls mit dem Planetengetriebe verbunden ist, kann die Drehzahl des Kompressors in einem günstigen Drehzahlbereich gehalten werden. Bei stehendem Kraftfahrzeug und ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine wird der Kompressor elektrisch von dem Zusatzmotor angetrieben. Aufgrund der begrenzten elektrischen Energiereserve des Kraftfahrzeugs kann eine Standklimatisierung so jedoch nur vorübergehend aufrecht erhalten werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Antriebsanordnung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung zu schaffen, welche bzw. welches ein besonders einfaches und effizientes Antreiben des Verdichters ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung für ein Fahrzeug umfasst ein zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat. Des Weiteren ist ein Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels vorgesehen, welcher mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbar ist. Die Antriebsanordnung weist darüber hinaus eine zum Fortbewegen des Fahrzeugs beitragsfrei arbeitende Verbrennungskraftmaschine auf, welche zum Antreiben des Verdichters mit diesem koppelbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine ist hierbei also nicht dazu ausgelegt, das Fahrzeug fortzubewegen. Entsprechend kann die Verbrennungskraftmaschine im Hinblick auf ihre Leistung und/oder ihre Größe und/oder ihr Gewicht besonders klein dimensioniert sein, da zum Antreiben des Verdichters deutlich weniger Energie notwendig ist als zum Fortbewegen des Fahrzeugs. Das Betreiben der Verbrennungskraftmaschine geht somit mit vergleichsweise geringen Schadstoffemissionen einher.
  • Gleichzeitig ist der Verdichter mittels der Verbrennungskraftmaschine mechanisch und somit mit einem besonders hohen Wirkungsgrad betreibbar. Hierbei kann die Antriebsanordnung dennoch vergleichsweise einfach ausgebildet sein, da die Verbrennungskraftmaschine nicht mit einem Getriebe gekoppelt zu werden braucht, welches bei einer zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegten Verbrennungskraftmaschine üblicherweise vorgesehen ist. Durch das direkte mechanische Antreiben des Verdichters ist das Bereitstellen von Kälte für eine Klimaanlage des Fahrzeugs mit einem besonders guten Wirkungsgrad erreichbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mit der Verbrennungskraftmaschine ein Generator gekoppelt, mittels welchem elektrische Energie sowohl für das elektrische Antriebsaggregat, als auch zum Wiederaufladen der Traktionsbatterie generierbar ist. Bei einem Elektrofahrzeug mit einer solchen Antriebsanordnung dient dann die Verbrennungskraftmaschine als Reichweitenverlängerer (Range Extender), wobei bei laufendem Reichweitenverlängerer der Verdichter bevorzugt mechanisch angetrieben wird. Zusätzlich wird durch das Betreiben der Verbrennungskraftmaschine jedoch auch elektrische Energie generiert, welche ein länger andauerndes Fortbewegen des Fahrzeugs mittels des elektrischen Antriebsaggregats möglich macht.
  • Im Gegensatz zu einem ausschließlich elektrisch antreibbaren Verdichter ist dieses mechanische Antreiben des Verdichters mit einer besonders geringen Schadstoffemission, insbesondere Kohlendioxidemission, der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Die mechanische Energie der Verbrennungskraftmaschine braucht nämlich nicht erst in elektrische Energie gewandelt zu werden, um den Verdichter anzutreiben. Auch das Aufladen einer bei einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug üblicherweise vorhandenen Traktionsbatterie erfolgt dann besonders schnell, da vom Generator keine elektrische Energie mit schlechtem Wirkungsgrad zum Antreiben des Verdichters abgezweigt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Antriebsanordnung ist zum Antreiben des Verdichters ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe vorgesehen, wobei eine Drehzahl des mechanisch mittels der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Verdichters mittels der elektrischen Maschine über das Getriebe beeinflussbar ist. Bevorzugt ist hierbei das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet, wobei ein Sonnenrad des Planetengetriebes mit der elektrischen Maschine, ein Planetenradträger mit der Verbrennungskraftmaschine und ein Hohlrad des Planetengetriebes mit dem Verdichter gekoppelt sind. Je nachdem, wie stark die elektrische Maschine das Sonnenrad des Planetengetriebes abbremst, kann die Drehzahl des Verdichters stufenlos von null Umdrehungen pro Minute bis hin zu einer maximalen Drehzahl des Verdichters eingestellt werden. Dies bringt eine weitere Steigerung der Effizienz beim Antreiben des Verdichters mit sich, da die Drehzahl des Verdichters passend zu der geforderten Verdichterleistung und unabhängig von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine gewählt werden kann.
  • In alternativen Ausführungsformen können auch von den vorliegend beschriebenen Kopplungen abweichende Kopplungen der elektrischen Maschine, der Verbrennungskraftmaschine und des Verdichters mit den Komponenten des Getriebes, insbesondere, Planetengetriebes vorgesehen sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung für ein Fahrzeug ein besonders einfaches und effizientes Antreiben des Verdichters ermöglicht, bei welchem die Antriebsanordnung ein zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat umfasst, bei welchem ein mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbarer Verdichter ein Kältemittel verdichtet und bei welchem eine zum Fortbewegen des Fahrzeugs beitragsfrei arbeitende Verbrennungskraftmaschine den Verdichter antreibt.
  • Die für die erfindungsgemäße Antriebsanordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform einer Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Hybrid-Kältemittelverdichter, welcher sowohl elektromotorisch als auch mittels eines Reichweitenverlängerers mechanisch antreibbar ist; und
  • 2 eine zweite Ausführungsform einer Antriebsanordnung mit einem mechanisch durch den Reichweitenverlängerer oder elektrisch durch eine als Generator betreibbare elektrische Maschine antreibbar ist.
  • Eine in 1 schematisch gezeigte Antriebsanordnung 1 umfasst ein elektrisches Antriebsaggregat 2, welches dem Fortbewegen eines die Antriebsanordnung 1 aufweisenden Elektrofahrzeugs dient. Dem elektrischen Antriebsaggregat 2 wird elektrische Energie aus einer Traktionsbatterie 3 zur Verfügung gestellt. Die Traktionsbatterie 3 stellt darüber hinaus elektrische Energie für einen Elektromotor bereit, welcher in einen Hybrid-Kältemittelverdichter 4 integriert ist. Die Antriebsanordnung 1 umfasst des Weiteren einen Reichweitenverlängerer 5 (Range Extender), welcher dann in Betrieb genommen wird, wenn die in der Traktionsbatterie 3 gespeicherte elektrische Energie zur Neige geht. Der Reichweitenverlängerer 5 treibt dann einen Generator 6 an, welcher elektrische Energie in die Traktionsbatterie 3 einspeist und somit die Traktionsbatterie 3 wieder auflädt.
  • Der Reichweitenverlängerer 5 ist also eine Verbrennungskraftmaschine, welche im Gegensatz zu einer Verbrennungskraftmaschine bei einem Hybridfahrzeug – oder im Gegensatz zu einem kraftstoffversorgten Antriebsmotor – nicht dazu ausgelegt ist, das Fahrzeug anzutreiben. Vielmehr wird das Fortbewegen des Elektrofahrzeugs alleine durch das elektrische Antriebsaggregat 2 bewerkstelligt. Die als Reichweitenverlängerer 5 ausgebildete Verbrennungskraftmaschine ist daher auch nicht über ein Getriebe mit den Rädern des Elektrofahrzeugs gekoppelt.
  • Der Reichweitenverlängerer 5 ist von seiner Größe, seinem Gewicht und seiner Leistung her entsprechend klein dimensioniert, was mit einem vergleichsweise geringen Schadstoffausstoß beim Betreiben des Reichweitenverlängerers 5 einhergeht. Wenn der Reichweitenverlängerer 5 in Betrieb genommen wird, dann wird der Hybrid-Kältemittelverdichter 4 nicht mehr elektrisch, sondern direkt mechanisch von dem Reichweitenverlängerer 5 angetrieben. Hierbei kann beispielsweise eine Riemenscheibe des Hybrid-Kältemittelverdichters 4 über einen (nicht gezeigten) Riemen mit einer Abtriebswelle des Reichweitenverlängerers 5 gekoppelt sein.
  • Das direkte mechanische Antreiben des Hybrid-Kältemittelverdichters 4 mittels des Reichweitenverlängerers 5 ist in Bezug auf den Wirkungsgrad besonders vorteilhaft und führt zu besonders geringen Schadstoffemissionen, insbesondere Kohlendioxidemissionen, der Antriebsanordnung 1. Darüber hinaus ist durch den Reichweitenverlängerer 5 mittels des Elektrofahrzeugs eine längere Fahrstrecke zurücklegbar als dies beim Vorsehen lediglich der Traktionsbatterie 3 der Fall wäre.
  • Der Hybrid-Kältemittelverdichter 4 stellt das verdichtete Kältemittel einer Klimaanlage 7 des Elektrofahrzeugs zur Verfügung. Über den vorteilhaft auf der Abtriebswelle des Reichweitenverlängerers 5 angeordneten Generator 6 ist also gleichzeitig mit dem Bereitstellen einer Klimatisierungsleistung für die Klimaanlage 7 die Traktionsbatterie 3 aufladbar.
  • Die Antriebsanordnung 1 umfasst vorteilhaft eine Steuerungseinrichtung, mittels welcher der Reichweitenverlängerer 5 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrischen Antriebsaggregats 2 oder von dem Ladezustand der Traktionsbatterie 3 in Betrieb zu nehmen ist.
  • Bei einer in 2 gezeigten weiteren Ausführungsform einer Antriebsanordnung 1 ist der Kältemittelverdichter als besonders einfacher Spiralverdichter 8 ausgebildet und in eine ein Planetengetriebe 9 und eine elektrische Maschine 10 umfassende Baueinheit 11 integriert. In alternativen Ausführungsformen einer solchen Antriebsanordnung 1 kann der Kältemittelverdichter mechanisch, etwa über einen Riemen oder dergleichen, mit dem Planetengetriebe 9 gekoppelt sein.
  • Das die Antriebsantriebsanordnung 1 gemäß 2 aufweisende Elektrofahrzeug umfasst neben dem elektrischen Antriebsaggregat 2, der Traktionsbatterie 3 und dem Reichweitenverlängerer 5 auch den Generator 6, mittels welchem die Traktionsbatterie 3 – wie bei der Ausführungsform der Antriebsanordnung 1 gemäß 1 – geladen werden kann.
  • Der Reichweitenverlängerer 5 ist jedoch zudem mechanisch, etwa über einen Riemen, mit einem Planetenradträger 12 des Planetengetriebes 9 gekoppelt. Wenn also der Reichweitenverlängerer 5 nicht in Betrieb ist, steht der Planetenradträger 12. Um den mit einem Hohlrad 13 des Planetengetriebes 9 gekoppelten Spiralverdichter 8 anzutreiben, wird dann mittels der elektrischen Maschine 10 ein Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 9 in Bewegung gesetzt. Die Drehung des Sonnenrads 14 bewirkt über drehbar auf dem Planetenradträger 12 gelagerte Planetenräder 15, dass das Hohlrad 13 in Bewegung gesetzt wird und so den Spiralverdichter 8 antreibt. Bei stehendem Reichweitenverlängerer 5 ist also ein rein elektrisches Antreiben des Spiralverdichters 8 realisiert.
  • Wenn der Reichweitenverlängerer durch den, bevorzugt als Starter-Generator ausgebildeten, Generator 6 in Betrieb genommen wird, lädt der Reichweitenverlängerer 5 über den Generator 6 die Traktionsbatterie 3. Gleichzeitig wird der Planetenradträger 12 in Bewegung gesetzt. Obwohl sich der Planetenradträger 12 mit konstanter Drehzahl dreht, kann nun die Drehzahl des Hohlrads 13 und damit des Spiralverdichters 8 von null Umdrehungen pro Minute bis hin zu einer maximalen Drehzahl frei gewählt werden. Steht aufgrund des vergleichsweise großen mechanischen Widerstands, welchen der Spiralverdichter 8 einem Drehen des Hohlrads 13 entgegensetzt, beim Inbetriebnehmen des Reichweitenverlängerers 5 und damit drehendem Planetenradträger 12 zunächst das Hohlrad 13 (die Drehzahl des Spiralverdichters 8 ist dann gleich null Umdrehungen pro Minute), so dreht sich das Sonnenrad 14 besonders schnell. Dabei wird in der elektrischen Maschine 10 noch kein Strom generiert. Erst durch Bestromen von in einem (nicht gezeigten) Stator der elektrischen Maschine 10 angeordneten (ebenfalls nicht gezeigten) Erregerwicklungen wird ein, der generierten elektrischen Leistung entsprechendes Bremsmoment auf das Sonnenrad aufgebracht. Dadurch wird die Bewegung des Rotors der elektrischen Maschine 10 und damit auch das Sonnenrad 14 abgebremst.
  • Je stärker das Sonnenrad 14 abgebremst wird, desto größer wird die damit einhergehende Drehzahl des Hohlrads 13 und damit des Spiralverdichters 8. So kann bei konstanter und somit verbrennungsmotorisch günstiger Drehzahl des Reichweitenverlängerers 5 dennoch jede gewünschte Drehzahl des Spiralverdichters 8 erreicht werden.
  • Der, durch diese Regelung der Spiralverdichterleistung, in der elektrischen Maschine 10 erzeugte Strom wird zur Ladung der Batterie verwendet.
  • Ebenso wie in der mit Bezug auf 1 beschriebenen Ausführungsform der Antriebsanordnung 1 wird der Spiralverdichter 8 immer dann direkt und somit mit besonders hohem Wirkungsgrad mechanisch von dem Reichweitenverlängerer 5 angetrieben, wenn dieser in Betrieb geht.
  • Um einzustellen, welchen Beitrag die dann als Generator betriebene elektrische Maschine 10 und der Generator 6 jeweils zum Laden der Traktionsbatterie 3 bereitstellen soll, ist vorliegend eine Lastverteilungseinrichtung 16 vorgesehen, welche vorteilhaft ebenfalls in die Baueinheit 11 integriert ist. Über diese wird auch das Bestromen der Erregerwicklungen des Stators der elektrischen Maschine 10 gesteuert und somit bestimmt, ob oder wie stark das Sonnenrad 14 gebremst werden soll.
  • Der Reichweitenverlängerer 5 kann also Leistung sowohl für den Generator 6 als auch für den Spiralverdichter 8 und – über das Sonnenrad 14 des Planetengetriebes 9 – für die elektrische Maschine 10 liefern. Das variabel und je nach Bedarf regelbare Einstellen der Drehzahl des Spiralverdichters 8 ermöglicht ein besonders effizientes Bereitstellen von verdichtetem Kältemittel für die Klimaanlage 7 des Elektrofahrzeugs.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsanordnung
    2
    elektrisches Antriebsaggregat
    3
    Traktionsbatterie
    4
    Hybrid-Kältemittelverdichter
    5
    Reichweitenverlängerer
    6
    Generator
    7
    Klimaanlage
    8
    Spiralverdichter
    9
    Planetengetriebe
    10
    elektrische Maschine
    11
    Baueinheit
    12
    Planetenradträger
    13
    Hohlrad
    14
    Sonnenrad
    15
    Planetenrad
    16
    Lastverteilungseinrichtung
  • 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
    • - EP 1066168 B1 [0003]

Claims (10)

  1. Antriebsanordnung für ein Fahrzeug, welche ein zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat (2) und einen Verdichter (4, 8) zum Verdichten eines Kältemittels umfasst, welcher mittels einer elektrischen Maschine (10) elektrisch antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (1) eine zum Fortbewegen des Fahrzeugs beitragsfrei arbeitende Verbrennungskraftmaschine (5) aufweist, welche zum Antreiben des Verdichters (4, 8) mit diesem koppelbar ist.
  2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verbrennungskraftmaschine (5) ein Generator (6) gekoppelt ist, mittels welchem elektrische Energie für das elektrische Antriebsaggregat (2) generierbar ist.
  3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (1) eine Steuerungseinrichtung umfasst, mittels welcher die Verbrennungskraftmaschine (5) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des elektrischen Antriebsaggregats (2) und/oder einem Ladezustand einer Traktionsbatterie (3) in Betrieb zu nehmen ist.
  4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antreiben des Verdichters (8) ein mit der elektrischen Maschine (10) gekoppeltes Getriebe (9) vorgesehen ist, wobei eine Drehzahl des mechanisch mittels der Verbrennungskraftmaschine (5) angetriebenen Verdichters (8) mittels der elektrischen Maschine (10) über das Getriebe (9) beeinflussbar ist.
  5. Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Planetengetriebe (9) ausgebildet ist, wobei ein Sonnenrad (14) des Planetengetriebes (9) mit der elektrischen Maschine (10), ein Planetenradträger (12) mit der Verbrennungskraftmaschine (5) und ein Hohlrad (13) des Planetengetriebes (9) mit dem Verdichter (8) gekoppelt sind.
  6. Antriebsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (10) als Generator betreibbar ist.
  7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung eine Lastverteilungseinrichtung (16) umfasst, mittels welcher ein Beitrag der Generatoren (6, 10) zum Bereitstellen von elektrischer Energie einstellbar ist.
  8. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der, insbesondere als Spiralverdichter (8) ausgebildete, Verdichter in eine das Getriebe (9) und die elektrische Maschine (10) umfassende Baueinheit (11) integriert ist.
  9. Antriebsanordnung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 8 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Verbrennungskraftmaschine (5) gekoppelte, insbesondere zum Starten der Verbrennungskraftmaschine (5) ausgelegte, Generator (6) auf einer Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine (5) angeordnet ist.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung (1) für ein Fahrzeug, welche ein zum Fortbewegen des Fahrzeugs ausgelegtes elektrisches Antriebsaggregat (2) umfasst, bei welchem ein mittels einer elektrischen Maschine (10) elektrisch antreibbarer Verdichter (4, 8) ein Kältemittel verdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Fortbewegen des Fahrzeugs beitragsfrei arbeitende Verbrennungskraftmaschine (5) den Verdichter (4, 8) antreibt.
DE102009036444A 2009-08-06 2009-08-06 Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung Withdrawn DE102009036444A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009036444A DE102009036444A1 (de) 2009-08-06 2009-08-06 Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009036444A DE102009036444A1 (de) 2009-08-06 2009-08-06 Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009036444A1 true DE102009036444A1 (de) 2011-02-10

Family

ID=43430147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009036444A Withdrawn DE102009036444A1 (de) 2009-08-06 2009-08-06 Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009036444A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011108170A1 (de) 2011-07-22 2013-01-24 Fev Gmbh Umkehrgetriebe für einen Range Extender mit selbsttätiger Umlaufschmierung
DE102013204488A1 (de) 2013-03-14 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden eines Schadens eines Lagers mindestens einer Welle eines Reichweitenverlängerers eines Elektrofahrzeuges
DE102015220131A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Handtmann Systemtechnik Gmbh & Co. Kg Verdichtereinrichtung, Antriebsvorrichtung, Kraftfahrzeug
DE102015220132A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Handtmann Systemtechnik Gmbh & Co. Kg Verdichtereinrichtung, Antriebsvorrichtung, Kraftfahrzeug
US10738725B2 (en) 2018-02-05 2020-08-11 Ford Global Technologies, Llc Crankshaft controller

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1066168B1 (de) 1999-02-01 2004-05-26 Robert Bosch Gmbh Antriebsanordnung für wenigstens ein nebenaggregat eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betrieb der antriebsanordnung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1066168B1 (de) 1999-02-01 2004-05-26 Robert Bosch Gmbh Antriebsanordnung für wenigstens ein nebenaggregat eines kraftfahrzeugs und verfahren zum betrieb der antriebsanordnung

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011108170A1 (de) 2011-07-22 2013-01-24 Fev Gmbh Umkehrgetriebe für einen Range Extender mit selbsttätiger Umlaufschmierung
DE102013204488A1 (de) 2013-03-14 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden eines Schadens eines Lagers mindestens einer Welle eines Reichweitenverlängerers eines Elektrofahrzeuges
DE102015220131A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Handtmann Systemtechnik Gmbh & Co. Kg Verdichtereinrichtung, Antriebsvorrichtung, Kraftfahrzeug
DE102015220132A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Handtmann Systemtechnik Gmbh & Co. Kg Verdichtereinrichtung, Antriebsvorrichtung, Kraftfahrzeug
US10738725B2 (en) 2018-02-05 2020-08-11 Ford Global Technologies, Llc Crankshaft controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014001387T5 (de) Generator-/Motorstart-Anordnung mit einem System zur Getriebeuntersetzung
DE102005024777A1 (de) Energiespeichereinrichtung
DE102010017760A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Antriebssystem
DE102009036444A1 (de) Antriebsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung
DE102010011027B4 (de) Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE4109379A1 (de) Kraftfahrzeugantrieb
DE102014213650A1 (de) Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE10322473A1 (de) Elektrisches Antriebsaggregat
DE102011112870A1 (de) Reichweitenverlängerer für Elektrofahrzeuge
EP1931528A1 (de) Hybridantriebsstrang eines kraftfahrzeugs
DE102015121463A1 (de) Verdichteranordnung für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor
WO2007017463A1 (de) Vorrichtung zur energieumsetzung
WO2019228720A1 (de) Antriebsstrang für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie verfahren zum betreiben eines solchen antriebsstrangs
DE102017128435A1 (de) Hybrid-Turbolader-System und -Verfahren
DE102014209301A1 (de) Antriebsstrang für mobile Anwendungen
DE102012220733A1 (de) Hybridfahrzeugantrieb mit Turbo-Compound-Motor als Range-Extender
DE102015204552A1 (de) Hybridantriebssystem
DE102007028700A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Betriebes eines Hybridfahrzeuges sowie Hybridfahrzeug
DE102007007925A1 (de) Parallel-Hybridantrieb in einem Kraftfahrzeug und Verfahren zur Ansteuerung eines Parallel-Hybridantriebes
DE19930793B4 (de) Hybridantrieb
CH714943B1 (de) Vorrichtung zum Aufladen eines Verbrennungsmotors.
DE102014011328B4 (de) Pumpanordnung für einen Kraftwagen und Verfahren zum Betreiben einer Pumpanordnung
DE102016012208B4 (de) Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102011088208A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs
WO2020187886A1 (de) Integrierte startergenerator-gasverdichter-vorrichtung, verfahren zu deren betrieb und kraftfahrzeug mit einer startergenerator-gasverdichter-vorrichtung

Legal Events

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

Effective date: 20150303