DE102012014443A1 - Drive system for motor vehicle, has internal combustion engine, whose waste heat is converted into electrical energy by organic Rankine cycle system, where energy storage device provides electrical energy to electric motor - Google Patents

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Abstract

The drive system has an internal combustion engine (1), whose waste heat is converted into electrical energy or mechanical energy by an organic Rankine cycle system (2). The power of the internal combustion engine is forwarded to a drive wheel (4) by a drive train (3). The organic Rankine cycle system provides mechanical energy or electric current, which is stored in an energy storage device (5) or is introduced into the drive train. The energy storage device provides electrical energy to an electric motor.

Description

Es ist bekannt, das ein Verbrennungsmotor (1) in einen Fahrzeug oder Kraftfahrzeug eine große Menge ungenutzter Wärmeenergie in die Umwelt abgibt. Diese Wärmeenergie kann mit Hilfe eines ORC Prozesses in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt werden, die wiederum als Antriebsenergie zur Verfügung stehen kann und somit den eingesetzten Kraftstoff besser ausnutzt. Auf Grund der Verschiedenen Betriebszustände des Verbrennungsmotors und den Bedingungen, die für einen sicheren Betrieb einer ORC Anlage (2) nötig sind, wird ein besonderes Antriebskonzept eines Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs nötig was im wesentlichen, in Bezug auf Bauteile, Eigenschaften und Funktionsschema, der nachfolgenden Beschreibung folgt. Als ORC Anlage/ORC Prozess/ORC Kreislauf wird dabei eine technische Vorrichtung verbaut, die als Energieerzeugungsanlage auf Grund eines thermodynamischen Kreisprozesses (Carnot-Kreisprozess) ausgeführt ist. Dabei arbeitet die Energieerzeugungsanlage nach einem Kreisprozess der als Ericsson-Kreisprozess, Clausius-Rankine-Kreisprozess, Joule-Kreisprozess, Kalina-Kreisprozess, Stirling-Kreisprozess oder Organic-Rankine-Cycle bekannt ist. Symbolisch wird hierfür, in allen Beschreibungen, der Begriff „ORC” verwendet.It is known that a combustion engine ( 1 ) emits a large amount of unused heat energy into the environment in a vehicle or motor vehicle. This heat energy can be converted into mechanical or electrical energy with the help of an ORC process, which in turn can be available as drive energy and thus makes better use of the fuel used. Due to the different operating states of the internal combustion engine and the conditions required for safe operation of an ORC system ( 2 ) are necessary, a special drive concept of a vehicle or motor vehicle is necessary which essentially, in terms of components, characteristics and functional scheme, the following description follows. As ORC plant / ORC process / ORC cycle thereby a technical device is installed, which is designed as a power generation plant on the basis of a thermodynamic cycle (Carnot cycle). The energy generation plant works according to a cycle known as the Ericsson cycle, the Clausius-Rankine cycle, the Joule cycle, the Kalina cycle, the Stirling cycle, or the Organic Rankine cycle. Symbolically, the term "ORC" is used in all descriptions.

Ein Verbrennungsmotor erzeugt aus einem Energieträger durch einen Verbrennungsprozess, meist mit Diesel oder Benzinkraftstoff der entsprechenden Normung betrieben, mechanische Energie in Form einer Drehbewegung der Kurbelwelle (15). Weiterhin entsteht eine Wärmemenge, die ebenfalls aus dem Verbrennungsprozess hervorgeht, die verbrennungsmotorisch nicht genutzt werden kann und die durch das Kühlsystem und Abgassystem vom Verbrennungsmotor entfernt werden muss.An internal combustion engine generates mechanical energy in the form of a rotational movement of the crankshaft from an energy source through a combustion process, usually operated with diesel or gasoline fuel of the appropriate standardization (US Pat. 15 ). Furthermore, an amount of heat is produced, which also results from the combustion process, which can not be used by internal combustion engines and which must be removed by the internal combustion engine through the cooling system and exhaust system.

Die vom Verbrennungsmotor erzeugte Kraft muss nun an die Antriebsräder (4) übertragen werden, was durch einen Antriebsstrang (3) erfolgt. Dabei kann es sich um folgende Arten der Energieübertragung handeln. Mechanische Wellengetriebe/Getriebe (18) leiten die Kraft bis zu den Fahrzeugrädern weiter, oder ein Elektrogenerator erzeugt wiederum elektrische Energie und diese wird elektrisch direkt an einen Elektromotor im mechanischen Antriebsstrang oder an elektrische Direktmotoren der Fahrzeugräder geleitet, oder die Kraft wird hydraulisch durch einen Hydrostatischen-Antrieb an den mechanischen Antriebsstrang oder direkt an die Räder geleitet, oder es werden sonstige Kraftübertragungsarten angewand die an einem Fahrzeugrad enden oder weitere Kraftverteilungswege beinhalten.The force generated by the internal combustion engine must now be applied to the drive wheels ( 4 ) transmitted by a drive train ( 3 ) he follows. These can be the following types of energy transfer. Mechanical shaft gears / gearboxes ( 18 ) conduct the power to the vehicle wheels, or an electric generator in turn generates electrical energy and this is electrically passed directly to an electric motor in the mechanical drive train or direct electrical motors of the vehicle wheels, or the force is hydraulically by a hydrostatic drive to the mechanical drive train or passed directly to the wheels, or other types of power transmission are used which end at a vehicle or include other power distribution paths.

Auf dem Weg der Kraftweiterleitung von Verbrennungsmotor zu den Rädern, und dabei zählen auch die Kurbelwelle und alle mechanischen Kraftüberträger wie Zahnräder, Steuerkette, Steuerriemen, sonstige Wellen des Verbrennungsmotors mit, befindet sich ein oder mehrere elektrische Motoren (6.1/6.2/6.3/6.4/6.5/6.6/6.7/6.8/6.9/6.10), die ebenso als Generator wirken können. Dabei ist die Zahl und der Einbauort der Elektromotoren vom jeweiligen Antriebskonzept und der Art der Kraftübertragung abhängig. Diese elektrischen Generatoren bzw. Motoren können bedingt durch ihre Einbauposition im Energieflussschema der Kraftübertragung verschiedene Aufgaben übernehmen. So kann ein elektrischer Radmotor/Generator oder ein direkter Elektromotor/Generator-Triebstrang, der mit dem Rad verbunden ist, Bremsenergie des Fahrzeugs in elektrischen Strom wandeln bzw. elektrischen Strom in Beschleunigungsenergie.On the way of the power transmission of internal combustion engine to the wheels, including the crankshaft and all mechanical power transmission such as gears, timing chain, timing belt, other waves of the internal combustion engine, there is one or more electric motors ( 6.1 / 6.2 / 6.3 / 6.4 / 6.5 / 6.6 / 6.7 / 6.8 / 6.9 / 6.10 ), which can also act as a generator. The number and location of the electric motors depends on the respective drive concept and the type of power transmission. These electric generators or motors can take on different tasks due to their installation position in the energy flow scheme of the power transmission. Thus, an electric wheel motor / generator or a direct electric motor / generator driveline, which is connected to the wheel, convert braking energy of the vehicle into electrical current or electrical current in acceleration energy.

Ein elektrischer Motor/Generator, der mit dem Kurbelwellenflansch (7) des Verbrennungsmotors verbunden ist, kann den Verbrennungsmotor starten und/oder als Generator zur Stromerzeugung arbeiten und/oder Bremsenergie des Fahrzeugs in elektrischen Strom wandeln bzw. elektrischen Strom in Beschleunigungsenergie sowie den Verbrennungsmotor in Bewegung halten ohne das dieser Kraftstoff verbraucht und dennoch alle Nebenaggregate betriebsbereit sind. Ein elektrischer Motor/Generator, der sich an den Steuerrädern (16) oder Wellen des Verbrennungsmotors befindet oder an diesen befestigt ist und Energie auf sonstige Art und Weise einleitet bzw. entnimmt, kann den Verbrennungsmotor starten und/oder als Generator zur Stromerzeugung arbeiten und/oder Bremsenergie des Fahrzeugs in elektrischen Strom wandeln bzw. elektrischen Strom in Beschleunigungsenergie sowie den Verbrennungsmotor in Bewegung halten ohne das dieser Kraftstoff verbraucht und dennoch alle Nebenaggregate betriebsbereit sind.An electric motor / generator connected to the crankshaft flange ( 7 ) of the internal combustion engine is connected, can start the engine and / or work as a generator to generate electricity and / or convert braking energy of the vehicle into electricity or keep electric current in acceleration energy and the engine in motion without this fuel consumed and yet all ancillaries ready are. An electric motor / generator connected to the control wheels ( 16 ) or waves of the internal combustion engine is located or attached to this and other energy initiates or removes, can start the engine and / or work as a generator to generate electricity and / or convert braking energy of the vehicle into electricity or electrical power in Acceleration energy and keep the combustion engine in motion without this fuel consumed and yet all ancillaries are ready.

Ein elektrischer Motor/Generator, der zwischen Kraftübertragungs-Einheiten verbaut ist kann den Verbrennungsmotor starten und/oder als Generator zur Stromerzeugung arbeiten und/oder Bremsenergie des Fahrzeugs in elektrischen Strom wandeln bzw. elektrischen Strom in Beschleunigungsenergie sowie den Verbrennungsmotor in Bewegung halten ohne das dieser Kraftstoff verbraucht und dennoch alle Nebenaggregate betriebsbereit sind. Weiterhin sind sonstige Betriebszustände denkbar. Diese elektrischen Motoren erhalten elektrische Energie von einem Generator oder einem elektrischen Motor der als Generator wirkt oder aus einem Stromspeicher um die Energie in Antriebsenergie umzuwandeln.An electric motor / generator installed between power transmission units may start the engine and / or operate as a generator to generate power and / or convert braking energy of the vehicle into electrical power, or keep electrical power in acceleration energy and the engine in motion without it Fuel consumed and yet all ancillaries are ready for use. Furthermore, other operating conditions are conceivable. These electric motors receive electrical energy from a generator or electric motor acting as a generator or from a power storage to convert the energy into drive energy.

Die Abwärme des Verbrennungsmotors wird durch das Kühlwassersystem (22) und durch die Abgasanlage (25) vom Verbrennungsmotor weg transportiert. Einer oder beide dieser Transportwege werden im Ganzen oder zum Teil durch den Verdampfungswärmetauscher (8/9) der ORC Anlage geleitet um das Arbeitsmedium des geschlossenen Arbeitsmittelkreises des ORC Prozesses zu erwärmen und zu verdampfen. Dieser Dampf durchströmt daraufhin eine Expansionsmaschine (10) und kann in dieser, einen Teil seiner Energie in mechanische oder elektrische Form Wandeln. Die restliche Energie des Dampfes liegt weiterhin in thermischer Form mit einem geringeren Temperaturniveau vor und wird anschließend, in einem Rückkühler/Rückkühlwärmetauscher (11) vorgekühlt und dann in einem Kühlwärmetauscher/Verflüssiger (12) verflüssigt, oder direkt in einem Kühlwärmetauscher (26) verflüssigt. Daraufhin befördert eine Rückförderpumpe (13), flüssiges Kältemittel durch den Rückkühler zurück in den oder die Verdampfungswärmetauscher. Die Rückförderpumpe kann Bestandteil der Expansionsmaschine sein. Weiterhin muss der Rückkühler nicht zwingend verbaut sein.The waste heat of the internal combustion engine is through the cooling water system ( 22 ) and through the exhaust system ( 25 ) transported away from the internal combustion engine. One or both of these transport routes are in whole or in part by the Evaporating heat exchanger ( 8th / 9 ) of the ORC system to heat and evaporate the working fluid of the closed working fluid circuit of the ORC process. This steam then flows through an expansion machine ( 10 ) and in this, can convert some of its energy into mechanical or electrical form. The residual energy of the steam is still in thermal form at a lower temperature level and is then, in a recooler / recooling heat exchanger ( 11 ) and then in a cooling heat exchanger / condenser ( 12 ) or directly in a cooling heat exchanger ( 26 ) liquefied. Then a return pump ( 13 ), liquid refrigerant through the recooler back into the evaporator or the heat exchangers. The return pump can be part of the expansion machine. Furthermore, the recooler does not necessarily have to be installed.

Die Expansionsmaschine des ORC Kreislaufes wandelt die thermische Energie des gasförmigen Wärmeträgermediums in eine andere Energieform. Diese kann mechanisch, in Form einer drehenden Welle aus der Expansionsmaschine ausgegeben werden, welche als Kraftabgabewelle der Expansionsmaschine bezeichnet wird oder in elektrischer Form ausgegeben werden. Bei einer elektrischen Energieausgabe, wird die Wärmeenergie des gasförmigen Arbeitsmittels noch in der Expansionsmaschine durch einen Generator in elektrische Energie gewandelt und durch einen elektrischen Stromanschluss ausgegeben. Dieser Strom kann nun in einem Stromspeicher gespeichert werden oder steht als Antriebsenergie für die Elektromotoren zur Verfügung.The expansion machine of the ORC cycle converts the thermal energy of the gaseous heat transfer medium into another form of energy. This can be output mechanically, in the form of a rotating shaft from the expansion machine, which is referred to as a power output shaft of the expansion machine or output in electrical form. In an electrical energy output, the heat energy of the gaseous working fluid is still converted in the expansion machine by a generator into electrical energy and output by an electrical power connection. This current can now be stored in a power storage or is available as drive energy for the electric motors.

Weiterhin besteht dieses Antriebskonzept aus einen Stromspeicher (5), der elektrischen Strom aufnehmen, bevorraten und wieder abgeben kann. Dabei kann der Stromspeicher in Form eines Batteriespeichers, als Speicher in Form einer Brennstoffzelle oder in sonstiger Form ausgelegt werden um elektrischen zu Strom speichern.Furthermore, this drive concept consists of a power storage ( 5 ), which can take electricity, store and deliver it. In this case, the power storage in the form of a battery storage, can be designed as storage in the form of a fuel cell or in any other form to save electricity to electricity.

Um eine Steigerung der Energieeffizienz zu erhalten müssen die Bauteile in einer besonderen Art und Weise zusammenarbeiten, die in ihrer Grundfunktion gleich ist aber auf verschiedenen Wegen realisiert werden kann. Folgendermaßen funktioniert diese Zusammenarbeit der Komponenten.To obtain an increase in energy efficiency, the components must work together in a special way, which is the same in their basic function but can be realized in different ways. This cooperation of the components works as follows.

Während des Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeuges erzeugt der Verbrennungsmotor aus chemischer Energie, durch Verbrennung des Kraftstoffes, eine mechanische Energie an der Kurbelwelle, also Antriebskraft. Weiterhin entsteht Wärme, die durch den Kühler und die Abgasanlage abgeführt wird. Die mechanische Energie der Kurbelwelle wird durch eine, wie bereits beschriebene, Kraftübertragungsart zu den Antriebsrädern geleitet.During the acceleration process of the vehicle, the internal combustion engine generates from chemical energy, by combustion of the fuel, a mechanical energy at the crankshaft, that is, driving force. Furthermore, heat is generated, which is dissipated by the radiator and the exhaust system. The mechanical energy of the crankshaft is conducted to the drive wheels by a mode of transmission as already described.

Die Wärmeüberträgermedien Kühlwasser und Abgas, durchlaufen nach ihrem Austritt aus dem Verbrennungsraum bzw. Kühlkanal, zum Teil oder vollmengig, einzeln oder getrennt voneinander oder nacheinander oder durch einen Hilfskreis, den Verdampferwärmetauscher einer ORC Anlage. Danach gelangen die Wärmeüberträgermedien zu ihrer Kühlstelle bzw. ins Freie.The heat transfer media cooling water and exhaust gas, after passing out of the combustion chamber or cooling channel, partially or fully, individually or separately from each other or successively or by an auxiliary circuit, the evaporator heat exchanger of an ORC system. Thereafter, the heat transfer media reach their cold spot or the outdoors.

Dieser Verdampferwärmetauscher verdampft ein Arbeitsmedium des geschlossenen ORC Kreislaufes und erhöht den Energiegehalt des Dampfes. Der Dampf durchströmt anschließend eine Expansionsmaschine, die den Dampf expandiert und zum Teil in nutzbare Energie umwandelt. Dabei kann die Energie mechanisch in Form einer Drehbewegung ausgegeben werden. Diese Rotationsenergie kann, durch entsprechende Anschlüsse, in die drehenden Teile des Verbrennungsmotors einleitet werden, in die drehenden Teile der/des Elektromotors einleitet werden, an einen Generator angeschlossen werden oder durch sonstige Anschlüsse des Antriebsstrangs eingeleitet werden. Eine andere Bauart der Expansionsmaschine wandelt den Energiegehalt des Dampfes ebenfalls in mechanische Energie aber anders als bereits beschrieben, wird die mechanische Energie noch im Bauteil „Expansionsmaschine” in elektrische Energie gewandelt. Ausgegeben wird elektrischer Strom mit entsprechender Leistung. Diese elektrische Leistung wird nun durch eine Steuerungsstrecke entweder zum Stromspeicher geleitet um die Leistung zu speichern oder sie wird durch einen Elektromotor in den Antriebsstrang eingeleitet um als Antriebsenergie zu wirken oder es werden beide Wege bedient. Der gleiche Weg wird beim Anschluss eines Generators an eine mechanisch ausgebende Expansionsmaschine beschritten.This evaporator heat exchanger vaporizes a working medium of the closed ORC cycle and increases the energy content of the steam. The steam then flows through an expansion machine, which expands the steam and partly converts it into usable energy. The energy can be output mechanically in the form of a rotary movement. This rotational energy can, by appropriate connections, be introduced into the rotating parts of the internal combustion engine, be introduced into the rotating parts of the / of the electric motor, be connected to a generator or be initiated by other connections of the drive train. Another type of expansion machine also converts the energy content of the steam into mechanical energy, but unlike what has already been described, the mechanical energy is still converted into electrical energy in the "expansion machine" component. Electric power with corresponding power is output. This electrical power is now passed through a control path either to the power storage to store the power or it is introduced by an electric motor in the drive train to act as drive energy or both ways are served. The same way is followed when connecting a generator to a mechanically issuing expansion machine.

Nachdem der Dampf in der Expansionsmaschine gearbeitet hat durchströmt er den Regenerationswärmetauscher und anschließend den Kondensator, wo wieder flüssiges Arbeitsmittel entsteht. Eine Rückförderpumpe fördert das flüssige Arbeitsmittel durch den Regenerationswärmetauscher zurück zu den Verdamfungswärmetauscher/n. Der Regenerationswärmetauscher muss nicht zwingend verbaut sein.After the steam has worked in the expansion machine, it flows through the regeneration heat exchanger and then the condenser, where again liquid working fluid is produced. A recirculation pump conveys the liquid working fluid through the regeneration heat exchanger back to the Verdamfungswärmetauscher / n. The regeneration heat exchanger does not necessarily have to be installed.

Weiterhin kann währen des Beschleunigungsvorgang elektrische Energie aus dem Stromspeicher, durch einem oder mehrere Elektromotoren, die im Antriebsstrang verbaut sind, in Antriebsenergie gewandelt werden. Dabei hängt die Höhe der eingeleiteten Energie von der Leistung ab, die angefordert wird, von der momentan abgegebenen Leistung des ORC Prozesses, dem Ladezustand und der Leistung des Stromspeichers, von der Auslastung der Elektromotoren die von der ORC Anlage gespeist werden, vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors und von zu erwarteten Betriebszuständen, die in der Systemsteuerung gespeichert sind.Furthermore, during the acceleration process, electrical energy can be converted into drive energy from the power storage device by one or more electric motors installed in the drive train. In this case, the amount of energy input depends on the power requested, the current output of the ORC process, the state of charge and the power of the current memory, the load of the electric motors powered by the ORC system, the operating condition of the internal combustion engine and expected operating states stored in the system controller.

Während des Teillastbetriebes oder bei geringer Kraftanforderung des Fahrzeugs kann der Verbrennungsmotor nun vom Antriebsstrang getrennt und ausgeschaltet werden. Die benötigte Antriebsenergie wird nun durch die ORC Anlage, die anfallende Rest-Wärme des Verbrennungsmotors nutzt um Energie zu erzeugen, die durch einen Elektromotor in den Antriebsstrang eingespeist wird und/oder durch den Energiespeicher zur Verfügung gestellt, der über einen Elektromotor Energie in den Antriebsstrang gibt. Nach erkalten des Verbrennungsmotors und nach entleeren des Stromspeichers wird der Verbrennungsmotor wieder gestartet. Unter Umständen kann es im Teillastbereich auch sinnvoll sein den Verbrennungsmotor weiter mitlaufen zu lassen und nur dessen Leistung zu drosseln.During part-load operation or when the vehicle requires little power, the internal combustion engine can now be disconnected from the drive train and switched off. The required drive energy is now through the ORC system that uses residual heat of the internal combustion engine to generate energy that is fed by an electric motor in the drive train and / or made available by the energy storage, the power via an electric motor in the drive train gives. After the internal combustion engine has cooled down and the power accumulator has been emptied, the internal combustion engine is restarted. Under certain circumstances, it may also be useful in the partial load range to continue to run the internal combustion engine and only to throttle its performance.

Während eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs wird die anfallende Bremsenergie durch Generatoren im Antriebsstrang in elektrischen Strom umgewandelt, der im Stromspeicher gespeichert wird. Dabei sind die die Generatoren die selben Bauteile, die während einer Beschleunigung als Motor wirken. Weiterhin wird die Restwärme des Verbrennungsmotors durch die ORC Anlage in Strom verwandelt, der ebenfalls im Stromspeicher gespeichert wird. Der Verbrennungsmotor kann mm wieder vom Antriebsstrang getrennt und ausgeschaltet werden.During a braking process of the vehicle, the resulting braking energy is converted by generators in the drive train into electricity, which is stored in the power storage. The generators are the same components that act as a motor during acceleration. Furthermore, the residual heat of the internal combustion engine is converted by the ORC system into electricity, which is also stored in the electricity storage. The internal combustion engine can be disconnected from the drive train and switched off again.

Während Zeiten in denen keine Antriebsleistung benötigt wird, kann der Verbrennungsmotor ausgeschaltet werden und alle Verbraucher des Fahrzeuges erhalten ihre benötigte Energie durch den Stromspeicher.During times in which no drive power is needed, the engine can be turned off and all consumers of the vehicle get their required energy through the power storage.

Das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten wird durch eine Systemsteuerung/elektrische Regeleinrichtung (14) bestimmt. Diese erfasst alle möglichen Betriebszustände der einzelnen Antriebs-, Speicher und Energiewandlungselemente sowie Vorgabewerte um daraus den Kraftstoffsparendsten Einsatz der einzelnen Elemente zu ermitteln und anzusteuern.The interaction of the individual components is controlled by a system control / electrical control device ( 14 ) certainly. This records all possible operating states of the individual drive, storage and energy conversion elements as well as default values in order to determine and control the fuel-saving use of the individual elements.

In ist eine mögliche Zusammenstellung der einzelnen Bauteile dargestellt. Dabei ist, wie in allen anderen Zeichnungen, die Anzahl der Antriebsräder nur symbolisch mit 2 Rädern angegeben. Die Anzahl der Antriebsräder kann, entsprechend dem Antriebskonzept, höher oder niedriger liegen Der Stromspeicher ist ebenfalls nur symbolisch, ohne dafür nötige Zusatzbauteile dargestellt und kann weiterhin Bauteile der Regeleinrichtung enthalten sowie direkte Leitungsverbindungen zwischen Bauteilen. Die ORC Expansionsmaschine ist in den Zeichnungen so dargestellt, das sie mit einem Generator verbunden ist und sich, mit Diesem, in einem Gehäuse befindet.In is a possible compilation of the individual components shown. It is, as in all other drawings, the number of drive wheels indicated only symbolically with 2 wheels. The number of drive wheels can, according to the drive concept, be higher or lower The power storage is also only symbolically represented without the necessary additional components and can continue to contain components of the control device and direct line connections between components. The ORC expansion machine is shown in the drawings as being connected to a generator and, with the latter, in a housing.

stellt ein Konzept für die ORC Anlage dar bei der alle Abwärme des Verbrennungsmotors durch die ORC Anlage abtransportiert wird was ein verändertes Regelungsschema des Motors und des Antriebes benötigt. represents a concept for the ORC system in which all waste heat of the internal combustion engine is transported away by the ORC system, which requires a modified control scheme of the engine and the drive.

zeigt die Möglichkeit einer elektrischen Kraftübertragung von Motor zu den Antriebsrädern auf, eine andere Verdampferanordnung der ORC Anlage sowie die Position des Rückkühlwärmetauschers. shows the possibility of an electric power transmission from the engine to the drive wheels on, another evaporator arrangement of the ORC system and the position of the Rückkühlwärmetauschers.

stellt die möglichen Einbauorte des oder der Elektromotoren/Generatoren dar. Jeder dieser Elektromotoren/Generatoren kann durch eine Expansionsmaschine (mit Wellenausgang) der ORC Anlage ersetzt werden oder die Expansionsmaschine wird auf die durchgängige Welle des Elektromotor/Generator aufgesetzt. Each of these electric motor / generators can be replaced by an expansion machine (with shaft output) of the ORC system, or the expansion machine is placed on the continuous shaft of the electric motor / generator.

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung stellt eine Möglichkeit dar, wie die thermische Verlustenergie eines Verbrennungsmotors in Kraftfahrzeugen in Antriebsenergie umgewandelt wird und wie diese in das Antriebskonzept eines Hybridfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, mit teil oder voll-elektrischen Antriebsstrang und Stromspeicher integriert wird.The invention represents a possibility of how the thermal energy loss of an internal combustion engine in motor vehicles is converted into drive energy and how it is integrated into the drive concept of a hybrid vehicle with an internal combustion engine, with a partially or fully electric drive train and energy storage.

Stand der TechnikState of the art

Der Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges oder Fahrzeuges erzeugt auf Grund seiner Arbeitsweise eine hohe Menge an Wärme, die weder als Antriebsenergie noch in sonstiger Form zum Betrieb des Fahrzeugs beitragen kann. Somit kann der Energiegehalt des eingesetzten Kraftstoffes nicht in vollem Umfang genutzt werden und die Wärmeenergie wird als Verlustenergie an die Umwelt abgegeben. Aufgrund steigender Energiepreise wird es nötig die eingesetzte Energie besser auszunutzen und so entstanden Fahrzeuge mit sogenannten Hybridantrieb. Fahrzeuge mit Hybridantrieb wandeln unter anderem Bremsenergie in elektrischen Strom um, der in einem eigens dafür vorgesehenen Stromspeicher gespeichert wird. Bei erneuter Kraftanforderung wird diese gespeicherte elektrische Energie wieder in Antriebsenergie umgewandelt, was die Kraftstoffeffizienz steigert. Die getätigte Erfindung nutzt die Vorteile der technischen Voraussetzungen der Hybridantriebe um eine weitere Energiequelle in den Fahrzeugstrang zu integrieren und den Kraftstoffeinsatz zu senken.Due to its mode of operation, the internal combustion engine of a motor vehicle or vehicle generates a high amount of heat, which can contribute to the operation of the vehicle neither as drive energy nor in any other form. Thus, the energy content of the fuel used can not be fully utilized and the heat energy is released as energy loss to the environment. Due to increasing energy prices, it will be necessary to make better use of the energy used, and so vehicles with so-called hybrid drive were created. Among other things, vehicles with hybrid drive convert braking energy into electricity, which is stored in a specially designed power storage. Upon renewed force request, this stored electrical energy is converted back into drive energy, which increases the fuel efficiency. The achieved invention uses the advantages of the technical requirements of the hybrid drives to integrate a further source of energy in the vehicle train and to reduce fuel consumption.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
22
ORC AnlageORC plant
33
Antriebsstrangspowertrain
44
Antriebsraddrive wheel
55
Stromspeicherpower storage
66
Elektromotorelectric motor
77
Kurbelwellenflanschcrankshaft
88th
Kühlwasserwärmetauscher/VerdampferCooling water heat exchanger / evaporator
99
Abgaswärmetauscher/VerdampferExhaust gas heat exchanger / evaporator
1010
Expansionsmaschineexpander
1111
RückkühlwärmetauscherCooling Heat Exchanger
1212
Verflüssigercondenser
1313
RückförderpumpeReturn pump
1414
elektrische Regeleinrichtungelectrical control device
1515
Kurbelwellecrankshaft
1616
Steuerrädersteering wheels
1717
Motorkühlerradiator
1818
Getriebetransmission
1919
Ausgleichsgetriebedifferential
2020
Antriebswelledrive shaft
2121
ORC Expansionsmaschine mit GeneratorORC expansion machine with generator
2222
KühlwasserkreislaufCooling water circuit
2323
Energieflussleitungen/EnergieflusskabelEnergy flow lines / energy flow Cable
2424
Steuerleitungen/SteuerkabelControl cables / control cables
2525
Abgasanlageexhaust system
2626
Rückkühlwärmetauscher Cooling Heat Exchanger
6.16.1
Elektromotor/Generator am Kurbelwellenflansch (vor, nach oder in der Schwungscheibe) auf der Abtriebseite des VerbrennungsmotorsElectric motor / generator on the crankshaft flange (before, after or in the flywheel) on the output side of the internal combustion engine
6.26.2
Elektromotor/Generator, im direkten Triebstrang zum Rad, am AusgleichsgetriebeElectric motor / generator, in direct drive train to the wheel, on the differential
6.36.3
Elektrogenerator der ORC Anlage im Gehäuse der ExpansionsmaschineElectric generator of the ORC system in the housing of the expansion machine
6.46.4
Elektromotor/Generator, im direkten Triebstrang zum Rad, am GetriebeausgangElectric motor / generator, in direct drive train to the wheel, at the transmission output
6.56.5
Elektromotor/Generator, im direkten Triebstrang zum Rad, auf einer Welle zwischen 2 GetriebenElectric motor / generator, in direct drive train to the wheel, on a shaft between 2 gears
6.66.6
Elektromotor/Generator, im direkten Triebstrang zum Rad, am Radseitigen Ausgang des AusgleichsgetriebesElectric motor / generator, in the direct drive train to the wheel, at the wheel-side output of the differential
6.76.7
Elektromotor/Generator, im direkten Triebstrang zum Rad, auf der AntriebswelleElectric motor / generator, in direct drive train to the wheel, on the drive shaft
6.86.8
Elektromotor/Generator, im direkten Triebstrang zum Rad, am oder im AntriebsradElectric motor / generator, in direct drive train to the wheel, on or in the drive wheel
6.96.9
Elektromotor/Generator, an den Steuerrädern, Hilfsrädern oder Wellen des VerbrennungsmotorsElectric motor / generator, on the control wheels, auxiliary wheels or shafts of the internal combustion engine
6.106.10
Elektromotor/Generator, auf der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, gegenüber der AbtriebseiteElectric motor / generator, on the crankshaft of the internal combustion engine, opposite the output side

Claims (11)

Antriebssystem eines Fahrzeuges oder Kraftfahrzeuges, das wenigstens einen Verbrennungsmotor (1) enthält, dessen Abwärme durch wenigstens eine ORC Anlage (2) in elektrische Energie oder mechanische Energie umwandelt wird und die als Antriebsenergie für das Kraftfahrzeug oder Fahrzeug zur Verfügung steht. Die Kraft des Verbrennungsmotors wird mittels wenigstens einem Antriebsstrang (3) an wenigstens ein Antriebsrad (4) weitergeleitet. Die ORC Anlage liefert mechanische Energie oder elektrischen Strom der in wenigstens einem Stromspeicher (5) gespeichert wird oder in den Antriebsstrang eingeleitet wird. Die Einleitung der elektrischen Energie in den Antriebsstrang erfolgt mittels wenigstens einem Elektromotor (6) der ebenfalls als Generator wirken kann. Die Bremsenergie kann in Form von elektrischer Energie teilweise zurückgewonnen werden und kann in wenigstens einem Stromspeicher gespeichert werden. Wenigstens ein Stromspeicher kann elektrisch Energie an wenigstens einem Elektromotor liefern.Drive system of a vehicle or motor vehicle, the at least one internal combustion engine ( 1 ), whose waste heat is dissipated by at least one ORC plant ( 2 ) is converted into electrical energy or mechanical energy and is available as drive energy for the motor vehicle or vehicle. The power of the internal combustion engine is by means of at least one drive train ( 3 ) to at least one drive wheel ( 4 ) forwarded. The ORC system delivers mechanical energy or electricity in at least one power storage ( 5 ) or is introduced into the drive train. The introduction of electrical energy into the drive train by means of at least one electric motor ( 6 ) which can also act as a generator. The braking energy can be partially recovered in the form of electrical energy and can be stored in at least one power storage. At least one power storage may provide electrical power to at least one electric motor. Die Erfindung ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, das wenigstens ein Verbrennungsmotor verbaut ist der mit flüssigem oder gasförmigen Kraftstoff betrieben wird und nach dem Otto oder Dieselprinzip arbeitet.The invention is characterized according to claim 1 characterized in that at least one internal combustion engine is installed which is operated with liquid or gaseous fuel and operates on the Otto or diesel principle. Die Erfindung ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, das wenigstens ein Antriebsstrang vorhanden ist, der die Kraft des Verbrennungsotors zu wenigstens einem Antriebsrad befördert und als automatisiertes Gangschaltgetriebe (18) oder mechanisches Gangschaltgetriebe (18) mit den dazugehörigen An und Abtriebswellen (19/3/20), und eventuell vorhandenen Zwischengetrieben, ausgelegt ist. Weiterhin ist eine Übertragung der Motorenergie auf die Antriebsräder durch elektrischen Strom oder einen hydrostatischen Fahrantrieb oder einer Kombination dieser oder einer Kombination dieser mit Getrieben (18/19/ und andere), möglich (z. B. ).The invention is characterized according to claim 1, characterized in that at least one drive train is present, which conveys the force of the combustion engine to at least one drive wheel and as an automated gearbox ( 18 ) or mechanical gearbox ( 18 ) with the associated input and output shafts ( 19 / 3 / 20 ), and possibly existing intermediate gears, is designed. Furthermore, a transmission of the motor energy to the drive wheels by electric current or a hydrostatic drive or a combination of these or a combination of these with gears ( 18 / 19 / and others), possible (eg ). Die Erfindung ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, das im Fahrzeug wenigstens einen Elektromotor (6) verbaut ist, der Energie in den Antriebsstrang einbringen oder entnehmen kann. Die Bauart dieses Elektromotors lässt Motor sowie Generator-betrieb des Bauteils zu.The invention is characterized according to claim 1, characterized in that in the vehicle at least one electric motor ( 6 ) is installed, which can bring energy into the drive train or remove. The design of this electric motor allows engine and generator operation of the component. Die Erfindung ist nach Anspruch 4 gekennzeichnet dadurch, das das Fahrzeug wenigstens 2 Elektromotoren im Antriebsstrang besitzt. Wenigstens einer dieser Elektromotoren/Generatoren wirkt direkt auf die Kurbelwelle (15) bzw. Kurbelwellenflansch (7). Mindestens ein weiterer Elektromotor/Generator befindet sich im Triebstrang zwischen Getriebe und Antriebsrad.The invention is characterized according to claim 4 characterized in that the vehicle has at least 2 electric motors in the drive train. At least one of these electric motors / generators acts directly on the crankshaft ( 15 ) or crankshaft flange ( 7 ). At least one other electric motor / generator is located in the drive train between the transmission and the drive wheel. Die Erfindung ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, das eine ORC Anlage verbaut ist die Motorabwärme des Verbrennungsmotors als Antriebsenergie nutzt, die elektrische oder mechanische Energie erzeugt und wenigstens aus den Bauteilen Kühlwasserwärmetauscher (8)/Abgaswärmetauscher (9), Expansionsmaschine (10), Rückkühlwärmetauscher (11), Verflüssiger (12), Rückförderpumpe (13), Leitungen und Arbeitsmittel besteht. The invention is characterized according to claim 1 characterized in that an ORC system is installed which uses engine waste heat of the internal combustion engine as drive energy, which generates electrical or mechanical energy and at least from the components cooling water heat exchanger ( 8th ) / Exhaust gas heat exchanger ( 9 ), Expansion machine ( 10 ), Recooling heat exchanger ( 11 ), Liquefier ( 12 ), Return pump ( 13 ), Cables and work equipment. Die Erfindung ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, das wenigstens ein Stromspeicher verbaut ist, der entweder nach dem Prinzip der chemischen Stromspeicherung einer Batterie arbeitet oder nach dem Prinzip der Brennstoffzelle arbeitet was die notwendigen Nebenaggregate einer Brennstoffzelle mit einschließt.The invention is characterized according to claim 1, characterized in that at least one power storage is installed, which operates either on the principle of the chemical power storage of a battery or operates on the principle of the fuel cell which includes the necessary ancillary components of a fuel cell. Die Erfindung ist nach Anspruch 6 gekennzeichnet dadurch, das eine elektrische Regeleinrichtung (14) vorhanden ist, die ausgegebene elektrische Energie der ORC Anlage in mehrere Richtungen aufteilen kann. Zeitgleich kann der Stromspeicher geladen werden und es kann in den Antriebsstrang eingeleitet werden. Weiterhin ist zeitgleich Bremsenergierückgewinnung und Wärmeenergierückgewinnung möglich.The invention is characterized according to claim 6, characterized in that an electrical control device ( 14 ), which can divide the output electrical energy of the ORC plant in several directions. At the same time the power storage can be charged and it can be introduced into the drive train. Furthermore, braking energy recovery and heat energy recovery is possible at the same time. Die Erfindung ist nach Anspruch 6 gekennzeichnet dadurch, das die von der ORC Anlage erzeugte Energie als Antriebsenergie des Fahrzeuges dient oder als Antriebsenergie für Nebenaggregate des Verbrennungsmotors dient oder als Energiequelle für sonstige Verbraucher im Fahrzeug oder Kraftfahrzeug dientThe invention is characterized according to claim 6, characterized in that the energy generated by the ORC plant serves as drive energy of the vehicle or serves as drive energy for ancillaries of the internal combustion engine or serves as an energy source for other consumers in the vehicle or motor vehicle Die Erfindung ist nach Anspruch 4 gekennzeichnet dadurch, das der Antriebsstrang des Fahrzeug oder Kraftfahrzeuges, die Kurbelwelle, alle Steuerräder (16), Wellen und sonstige Kraftüberträger des Verbrennungsmotors mit beinhaltet und das an einem, dieser sich drehenden Teile des Verbrennungsmotors, mechanische oder elektrische Energie aus dem ORC Prozess eingeleitet wird.The invention is characterized according to claim 4, characterized in that the drive train of the vehicle or motor vehicle, the crankshaft, all control wheels ( 16 ), Waves and other power transmission of the internal combustion engine includes and which is initiated at a, these rotating parts of the internal combustion engine, mechanical or electrical energy from the ORC process. Die Erfindung ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, das eine technische Vorrichtung verbaut ist, die als Energieerzeugungsanlage auf Grund eines thermodynamischen Kreisprozesses (Carnot-Kreisprozess) ausgeführt ist. Dabei arbeitet die Energieerzeugungsanlage nach einem Kreisprozess der als Ericsson-Kreisprozess, Clausius-Rankine-Kreisprozess, Joule-Kreisprozess, Kalina-Kreisprozess, Stirling-Kreisprozess oder Organic-Rankine-Cycle bekannt ist.The invention is characterized according to claim 1 characterized in that a technical device is installed, which is designed as a power generation plant on the basis of a thermodynamic cycle (Carnot cycle). The energy generation plant works according to a cycle known as the Ericsson cycle, the Clausius-Rankine cycle, the Joule cycle, the Kalina cycle, the Stirling cycle, or the Organic Rankine cycle.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108621805A (en) * 2014-02-10 2018-10-09 吴昊 A kind of dynamical system of light-weight solar automobile
US11274663B1 (en) 2021-04-02 2022-03-15 Ice Thermal Harvesting, Llc Controller for controlling generation of geothermal power in an organic rankine cycle operation during hydrocarbon production
US11293414B1 (en) 2021-04-02 2022-04-05 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic rankine cycle operation
US11326550B1 (en) 2021-04-02 2022-05-10 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11421663B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic Rankine cycle operation
US11480074B1 (en) 2021-04-02 2022-10-25 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11486370B2 (en) 2021-04-02 2022-11-01 Ice Thermal Harvesting, Llc Modular mobile heat generation unit for generation of geothermal power in organic Rankine cycle operations
US11493029B2 (en) 2021-04-02 2022-11-08 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11592009B2 (en) 2021-04-02 2023-02-28 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig
US11644015B2 (en) 2021-04-02 2023-05-09 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power at a drilling rig

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108621805A (en) * 2014-02-10 2018-10-09 吴昊 A kind of dynamical system of light-weight solar automobile
CN108656959A (en) * 2014-02-10 2018-10-16 吴昊 The dynamical system and its working method of light-weight solar automobile
CN108621805B (en) * 2014-02-10 2020-10-30 温州市仁爱工艺礼品制造有限公司 Power system of light solar vehicle
CN108656959B (en) * 2014-02-10 2020-12-18 吴昊 Power system of light solar vehicle and working method thereof
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US11359576B1 (en) 2021-04-02 2022-06-14 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11359612B1 (en) 2021-04-02 2022-06-14 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods for generation of electrical power in an organic rankine cycle operation
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US11421625B1 (en) 2021-04-02 2022-08-23 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
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US11549402B2 (en) 2021-04-02 2023-01-10 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
US11572849B1 (en) 2021-04-02 2023-02-07 Ice Thermal Harvesting, Llc Systems and methods utilizing gas temperature as a power source
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