DE102012024712A1

DE102012024712A1 - Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung und Kühlkreisanordnung

Info

Publication number: DE102012024712A1
Application number: DE201210024712
Authority: DE
Inventors: Michael Buck; Daniel Kelber; Jörg Schütz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2014-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung (3) für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine (1). Erfindungsgemäß wird ein Betrieb verschiedener, in einem gemeinsamen Kühlkreislauf (4) angeordneter Komponenten, welche zumindest die elektrische Antriebsmaschine (1), einen Energiespeicher (2) und einen Fahrzeuginnenraum (5) umfassen, derart gesteuert, dass Wärmeflüsse im Kühlkreislauf (4) zwischen den Komponenten in Abhängigkeit jeweils einer für die jeweilige Komponente vorgegebenen Soll-Temperatur eingestellt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kühlkreisanordnung (3) für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine (1), wobei mehrere Komponenten in einem gemeinsamen Kühlkreislauf (4) abgeordnet sind. Erfindungsgemäß umfassen die Komponenten zumindest die Antriebsmaschine (1), einen Energiespeicher (2) und einen Fahrzeuginnenraum (5) und zumindest eine Steuereinheit (16) ist vorgesehen, mittels welcher Wärmeflüsse im Kühlkreislauf (4) zwischen den Komponenten in Abhängigkeit jeweils einer für die jeweilige Komponente vorgegebenen Soll-Temperatur einstellbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kühlkreisanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine, wobei mehrere Komponenten in einem gemeinsamen Kühlkreislauf abgeordnet sind.
Bei Fahrzeugen mit Elektroantrieben ist es für eine ausreichende Reichweite wichtig, dass elektrische Verbraucher des Fahrzeugs einen möglichst geringen Energieverbrauch aufweisen. Je energieeffizienter die elektrischen Verbraucher und das Gesamtsystem sind, desto kleiner, leichter und kostengünstiger ist ein Energiespeicher zur Speicherung der elektrischen Energie realisierbar.
Bei Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen sind thermische Kreisläufe derart ausgebildet, dass eine aus einer Verlustwärme der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Wärmeenergie zu einem Großteil der Betriebszeit des Fahrzeugs im Überfluss vorhanden und zur Weiternutzung nutzbar ist. Eine Anwendung zur Weiternutzung ist eine Beheizung eines Fahrgastinnenraums des Fahrzeugs.
Bei Elektrofahrzeugen muss aufgrund des hohen Wirkungsgrads des Elektroantriebs diese Wärmeenergie separat aus in einem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie erzeugt werden. Dadurch reduziert sich die für den Antrieb des Fahrzeugs verfügbare elektrische Energie, woraus eine Reduzierung einer Reichweite resultiert.
Aus der US 7,347,168 B2 sind ein Fahrzeug mit einer Antriebsmaschine und ein Verfahren zu dessen Betrieb bekannt. Es werden verschiedene thermische Komponenten eines Flüssigkeits-Kühlkreislaufs der Antriebsmaschine derart gesteuert, dass eine Erwärmung und Kühlung der Antriebsmaschine in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und vorgegebenen Bedingungen erfolgt. Als Umgebungsbedingung werden eine vor dem Fahrzeug befindliche Fahrstrecke und ein Höhenprofil der Fahrstrecke berücksichtigt. Zur Ermittlung des Höhenprofils und aus dem Höhenprofil resultierender Schub- und Zugphasen der Antriebsmaschine werden Zieleingabedaten einer Navigationsvorrichtung, ein Abgleich mit digitalen Kartendaten der Navigationsvorrichtung, GPS-Daten der Navigationsvorrichtung und Daten weiterer Datenquellen ermittelt.
Weiterhin sind aus der WO 2007/064381 A2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuführung elektrischer Energie an Bremswiderstände eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bekannt, wobei mittels der Bremswiderstände Wärme zur zusätzlichen Heizung erzeugt wird. Diese Wärme wird von den Bremswiderständen zu einer gewünschten Nutzung mittels eines Fluidkreislaufs und Wärmetauschern an einen gewünschten Ort übertragen. Bei den Bremswiderständen handelt es sich um so genannte PTC-Widerstände (PTC = Positive Temperature Coefficient), deren aus der Bremsenergie erzeugte Wärme zur Erwärmung eines Kühlmediums eines Kühlkreislaufs einer Antriebsmaschine des Fahrzeugs verwendet wird und somit während eines Bremsvorgangs zur Erwärmung des Kühlkreislaufs und in dem Kühlkreislauf befindlicher Komponenten führt.
Ferner offenbart die DE 10 2010 062 167 A1 ein Telematikgerät für ein Elektrofahrzeug mit einer Temperatureinstellungseinheit zum Einstellen einer Innenraumtemperatur durch Betreiben einer Klimaanlageneinheit des Elektrofahrzeugs, einer Batterieladeeinheit zum Steuern der Batterieladung und Einstellen einer Stromzufuhr für die Temperatureinstellungseinheit gemäß einer Information über den Ladezustand der Batterie und eines Ladestroms. Ferner ist eine Steuerung zum Ausgeben eines Stromversorgungssignals nach Empfangen eines Fernsteuerungssignals von einem vorbestimmten Server und zum Einstellen einer Innenraumtemperatur des Elektrofahrzeugs durch Steuern der Temperatureinstellungseinheit vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine und eine verbesserte Kühlkreisanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Kühlkreisanordnung durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine wird erfindungsgemäß ein Betrieb verschiedener, in einem gemeinsamen Kühlkreislauf angeordneter Komponenten, welche zumindest die elektrische Antriebsmaschine, einen Energiespeicher und einen Fahrzeuginnenraum umfassen, derart gesteuert, dass Wärmeflüsse im Kühlkreislauf zwischen den Komponenten in Abhängigkeit jeweils einer für die jeweilige Komponente vorgegebenen Soll-Temperatur eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es in besonders vorteilhafter Weise, in thermischen Kreisläufen eines mit einer elektrischen Antriebsmaschine angetriebenen Fahrzeugs vorhandene Energie, insbesondere Wärmeenergie, effizient zu nutzen. Aus der optimierten Wärmesteuerung der Wärmeflüsse ergibt sich, dass die Wärme nicht aus der in dem Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie erzeugt werden muss, so dass für die zur Verfügung stehende Energie die Reichweite steigt oder sich eine reale Reichweite, insbesondere bei kalten Umgebungstemperaturen, einer maximalen Reichweite annähert. Das heißt, aus der optimierten Wärmesteuerung resultiert eine signifikante Reichweitenerhöhung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bei gleichbleibender Größe des Energiespeichers. Auch ist eine Kostenreduzierung bei einer Verringerung der Größe des Energiespeichers und beispielsweise gleichbleibender Reichweite realisierbar. Ferner werden eine Senkung des Primärenergieverbrauchs und daraus folgend eine Senkung der Betriebskosten erzielt. Auch wird durch die Einstellung der Soll-Temperaturen und durch den daraus folgenden Betrieb der Komponenten in ihrem optimalen Betriebspunkt eine Erhöhung der Lebensdauer der Komponenten erzielt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch Wirkungsrichtungsrichtungen einer Drehzahl und eines Drehmoments einer elektrischen Antriebsmaschine bei einem so genannten Vierquadrantenbetrieb,
2 schematisch eine erfindungsgemäße Kühlkreisanordnung,
3 schematisch die Kühlkreisanordnung gemäß 2 in einem ersten Betriebszustand,
4 schematisch die Kühlkreisanordnung gemäß 2 in einem zweiten Betriebszustand,
5 schematisch die Kühlkreisanordnung gemäß 2 in einem dritten Betriebszustand,
6 schematisch die Kühlkreisanordnung gemäß 2 in einem vierten Betriebszustand,
7 schematisch die Kühlkreisanordnung gemäß 2 in einem fünften Betriebszustand, und
8 schematisch die Kühlkreisanordnung gemäß 2 in einem sechsten Betriebszustand.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 sind schematisch Wirkungsrichtungsrichtungen einer Drehzahl n und eines Drehmoments M einer in den 2 bis 8 schematisch dargestellten elektrischen Antriebsmaschine 1 eines Fahrzeugs bei einem so genannten Vierquadrantenbetrieb dargestellt.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich um ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, wobei das Fahrzeug zumindest einen ebenfalls in den 2 bis 8 schematisch dargestellten Energiespeicher 2 umfasst, in welchem elektrische Energie, die während eines Generatorbetriebs der Antriebsmaschine 1 von dieser erzeugt wird, gespeichert wird. In einem Motorbetrieb der Antriebsmaschine 1 wird dem Energiespeicher 2 Energie entnommen, welche die Antriebsmaschine 1 in kinetische Energie umsetzt. Bei der Ausbildung des Fahrzeugs als Hybridfahrzeug umfasst dieses zumindest eine elektrische Antriebsmaschine und eine vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Antriebseinheit.
Beim Vierquadrantenbetrieb bzw. bei der so genannten Vierquadrantensteuerung wird zwischen dem Motorbetrieb und dem Generatorbetrieb der Antriebsmaschine 1 unterschieden. Der Motorbetrieb, d. h. die elektrische Leistungsaufnahme der Antriebsmaschine 1, erfolgt im ersten Quadranten I und im dritten Quadranten III. Der Generatorbetrieb, d. h. die elektrische Leistungsabgabe, erfolgt im zweiten Quadranten II und im vierten Quadranten IV.
Im ersten Quadranten I wird die Antriebsmaschine 1 im Zustand des so genannten ”Treibens” betrieben. Hierbei wird das Fahrzeug von der Antriebsmaschine 1 angetrieben und beschleunigt. Sowohl die Drehzahl n als auch das Drehmoment M der Antriebsmaschine 1 wirken im Uhrzeigersinn, d. h. im Rechtslauf. Dabei bewegt sich das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung.
Auch im dritten Quadranten III wird die Antriebsmaschine 1 im Zustand des ”Treibens” betrieben. Jedoch wirken sowohl die Drehzahl n als auch das Drehmoment M der Antriebsmaschine 1 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, d. h. im Linkslauf. Dabei bewegt sich das Fahrzeug in Rückwärtsrichtung.
Im zweiten Quadranten II und vierten Quadranten IV wird die Antriebsmaschine 1 dagegen im Zustand des ”Bremsens” betrieben. Hierbei bremst das Fahrzeug ab und führt der Antriebsmaschine 1 kinetische Energie zu. Das heißt, die Drehzahl n und das Drehmoment M der Antriebsmaschine 1 wirken in entgegengesetzten Richtungen. Im zweiten Quadranten II bewegt sich das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung, im vierten Quadranten IV in Rückwärtsrichtung. Mittels der während des Generatorbetriebs erzeugten elektrischen Energie wird der Energiespeicher 2 geladen.
Da die Antriebsmaschine 1 und der Energiespeicher 2 jeweils eine Betriebstemperatur oder einen Betriebstemperaturbereich aufweisen, in welche diese mit einem maximalen Wirkungsgrad betreibbar sind, werden die Antriebsmaschine 1 und der Energiespeicher 2 temperiert. Zu diesem Zweck ist eine Kühlkreisanordnung 3 vorgesehen, wobei die Antriebsmaschine 1 und der Energiespeicher 2 in einem Kühlkreislauf 4 angeordnet sind.
In dem Kühlkreislauf 4 wird ein gasförmiges und/oder flüssiges Kühlmedium geführt. Um eine optimierte Einstellung des Betriebstemperaturbereichs bei gleichzeitig minimierter Nutzung der in dem Energiespeicher 2 gespeicherten elektrischen Energie zu realisieren, wird ein Betrieb verschiedener, in dem gemeinsamen Kühlkreislauf 4 angeordneter Komponenten, welche zumindest die elektrische Antriebsmaschine 1, den Energiespeicher 2 und einen Fahrzeuginnenraum 5 des Fahrzeugs umfassen, derart gesteuert, dass Wärmeflüsse im Kühlkreislauf 4 zwischen den Komponenten in Abhängigkeit jeweils einer für die jeweilige Komponente vorgegebenen Soll-Temperatur eingestellt werden. Diese Kühlkreisanordnung 3 ist in 2 dargestellt. Dabei dient der Kühlkreislauf 4 in Abhängigkeit der auftretenden Temperaturen der Komponenten und der Umgebungstemperaturen zur Kühlung und/oder Heizung der Komponenten der Kühlkreisanordnung 3.
Folgendes Beispiel verdeutlicht eine unterschiedliche Reichweite des Fahrzeugs mit der elektrischen Antriebsmaschine 1 und dem Energiespeicher 2 beispielhaft bei verschiedenen Temperaturen:
Bei einer Umgebungstemperatur von 20°C und einer Temperatur des Energiespeichers 2 von 25°C beträgt die Reichweite des Beispielsfahrzeugs 190 km. Bei einer Umgebungstemperatur von 0°C und einer Temperatur des Energiespeichers 2 von 0°C beträgt die Reichweite des Beispielsfahrzeugs dagegen nur noch 110 km. Mittels der optimierten Steuerung der zuvor allgemein und anhand der folgenden 2 bis 8 detailliert beschriebenen Steuerung der Wärmeflüsse zwischen Komponenten in dem Kühlkreislauf 4 ist eine signifikante Erhöhung der Reichweite, insbesondere bei Umgebungsbedingungen mit geringen Temperaturen, möglich. Bevorzugt erfolgt die Steuerung derart, dass die Reduktion der Reichweite bei der Umgebungstemperatur von 0°C und der Temperatur des Energiespeichers 2 von 0°C weniger als 25% zu der Reichweite bei der Umgebungstemperatur von 20°C und der Temperatur des Energiespeichers 2 von 25°C beträgt.
2 zeigt die Kühlkreisanordnung 3. Die Kühlkreisanordnung 3 umfasst als Komponenten die elektrische Antriebsmaschine 1 und den Energiespeicher 2, welcher insbesondere als elektrochemischer Energiespeicher, besonders bevorzugt als so genannte Traktionsbatterie, ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Kühlkreisanordnung 3 als Komponenten den Fahrzeuginnenraum 5, einen Kühler 6 der Antriebmaschine 1, einen Spannungswandler 7, einen als PTC-Widerstand ausgebildeten Bremswiderstand 8, einen Kondensator 9 einer Klimaanlage, einen ersten Wärmetauscher 10 zum Wärmeaustausch einer Abluft aus dem Fahrzeuginnenraum mit dem Kondensator 9 der Klimaanlage und einen zweiten Wärmetauscher 11 zum Wärmeaustausch einer Zuluft in den Fahrzeuginnenraum 5 mit dem Kondensator 9 der Klimaanlage. Zusätzlich ist ein dritter Wärmetauscher 12 vorgesehen, welcher als so genannter Chiller eines Kältekreislaufs 13 ausgebildet ist. Der Kältekreislauf 13 ist Bestandteil des Kühlkreislaufs 4 und umfasst weiterhin einen Kühler 26 zur Kühlung des Energiespeichers 2.
Weiterhin sind zwei Förderpumpen 14, 15 zur Beförderung eines in dem Kühlkreislauf 4 geführten Kühlmittels bzw. Kältemittels vorgesehen.
Ferner ist eine Steuereinheit 16 vorgesehen, mittels welcher Wärmeflüsse im Kühlkreislauf 4 zwischen den Komponenten in Abhängigkeit der jeweils für die Komponenten vorgegebenen Soll-Temperaturen eingestellt wird.
Zu diesem Zweck steuert die Steuereinheit 16 verschiedene Ventile 17 bis 25 an, welche den Kühlkreislauf 4 in mehrere, jeweils einer der Komponenten zugeordnete Teil-Kühlkreisläufe unterteilt.
Zur Kopplung der Steuereinheit 16 mit den Ventilen 17 bis 25 und verschiedenen, nicht gezeigten Sensoren zur Erfassung von Betriebsparametern des Kühlkreislaufs 4 und der in dem Kühlkreislauf 4 befindlichen Komponenten und weiterer nicht gezeigter Aktuatoren umfasst die Steuereinheit 16 mehrere Ein- und Ausgänge 16.1 bis 16.n. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Kühlkreisanordnung 3 werden als Sensoren bereits im Fahrzeug vorhandene Sensoren und/oder bereits vorhandene thermische Informationen über die Komponenten und den Kühlkreislauf 4 verwendet, um ein kostengünstiges und wartungsarmes System zu realisieren. Die Betriebsparameter umfassen Temperaturen, Drücke, Durchflüsse und andere Parameter. Die Aktuatoren umfassen weitere Ventile, Förderpumpen, Lüfter und weitere Aktuatoren.
Um eine möglichst effiziente Nutzung der thermischen Energien zu ermöglichen, weist der Energiespeicher 2 eine thermische Isolierung auf. Die thermische Isolierung ist beispielsweise aus einem so genannten vakuumisierten Doppelbehälter gebildet. Die thermische Energie zur Speicherung wird dabei beim Laden und Entladen aufgrund von Verlusten des Energiespeichers 2 selbst erzeugt und/oder diesem in der Kühlkreisanordnung 3 zugeführt.
In den folgenden 3 bis 8 ist die Kühlkreisanordnung 3 in verschiedenen Betriebszuständen dargestellt.
3 zeigt die Kühlkreisanordnung 3 in einem ersten Betriebszustand.
In diesem ersten Betriebszustand werden die Ventile 20 bis 24 und die Förderpumpe 15 mittels der Steuereinheit 16 derart geschaltet, dass bei einem Betrieb des Kondensators 9 der Klimaanlage entstehende Wärme dem Energiespeicher 2 zugeführt wird. Das heißt, wird der Fahrzeuginnenraum 5 beispielsweise bei hohen Umgebungstemperaturen vor Fahrtantritt vorgekühlt, wird die entstehende Abwärme zur Erwärmung des Energiespeichers 2 verwendet, wenn deren Temperatur sich unterhalb der vorgegebenen Soll-Temperatur befindet.
Auch ist die Abwärme in einem so genannten Reheat-Betrieb zur Fahrzeuginnenraumklimatisierung dem Fahrzeuginnenraum 5 zuführbar.
In einem fett und gestrichelt dargestellten ersten Bereich des Kühlkreislaufs 4 in Förderrichtung der Förderpumpe 15 zwischen dem Kondensator 9 und dem Energiespeicher 2 sowie zwischen dem Ventil 21 und dem zweiten Wärmetauscher 11 wird das in dem Kühlkreislauf 4 geführte Kühlmedium mit einer hohen Temperatur geführt. Innerhalb des zweiten Wärmetauschers 11 und des Energiespeichers 2 wird dem Kühlmittel Wärme entzogen und dem Fahrzeuginnenraum 5 und dem Energiespeicher 2 zugeführt, so dass das Kühlmedium in einem ebenfalls fett und gestrichelt dargestellten zweiten Bereich in Förderrichtung der Förderpumpe 15 zwischen dem Energiespeicher 2 und dem Kondensator 9 eine geringere Temperatur als in dem ersten Bereich aufweist.
Auch ist in nicht dargestellter Weise eine direkte Kühlung des Energiespeichers 2 mittels der Klimaanlage möglich, wenn dessen Temperatur sich oberhalb der vorgegebenen Soll-Temperatur befindet. Dabei wird der Kältekreislauf 13 aktiv zur Kühlung des Energiespeichers 2 betrieben.
In 4 ist die Kühlkreisanordnung 3 in einem zweiten Betriebszustand dargestellt, wobei eine während des Betriebs der Antriebsmaschine 1 erzeugte Wärme und eine während des Betriebs des Spannungswandlers 7 erzeugte Wärme zur Erwärmung des Energiespeichers 2 verwendet werden.
Hierzu werden mittels der Steuereinheit 16 die Ventile 17, 18 und 21 bis 24 sowie die Förderpumpe 15 derart geschaltet, dass die während des Betriebs der Antriebsmaschine 1 und des Spannungswandlers 7 erzeugte Wärme dem Energiespeicher 2 zugeführt wird. Dabei weist das Kühlmedium in einem fett und gestrichelt dargestellten ersten Bereich des Kühlkreislaufs 4 in Förderrichtung der Förderpumpe 15 zwischen der Antriebsmaschine 1 und dem Energiespeicher 2 sowie zwischen dem Spannungswandler 7 und dem Energiespeicher 2 eine hohe Temperatur auf, in einem ebenfalls fett und gestrichelt dargestellten zweiten Bereich in Förderrichtung der Förderpumpe 15 zwischen dem Energiespeicher 2 und der Antriebsmaschine 1 bzw. dem Spannungswandler 7 eine geringere Temperatur auf.
Das heißt, die während des Betriebs der Antriebsmaschine 1 und des Spannungswandlers 7 erzeugte Wärme wird nicht über den Kühler 6 abgeführt, sondern gezielt dem Energiespeicher 2 zugeführt. Bei geringen Umgebungstemperaturen wird somit die Temperatur des Energiespeichers 2 erhöht, was dessen Effizienz mittels zweier Effekte erhöht. Einerseits ist der Energiespeicher 2 in der Lage, beispielsweise in einem so genannten Rekuperationsbetrieb, höhere Ladeleistungen aufzunehmen. Andererseits verringert der Innenwiderstand des vorzugsweise als Traktionsbatterie ausgebildeten Energiespeichers 2 mit zunehmender Temperatur in einem definierten Temperaturfenster. Die Folge hiervon sind geringere innere Verluste bzw. eine höhere dem Energiespeicher 2 entnehmbare elektrische Energie.
Wird dabei ein Start des elektrischen Ladevorgangs des Energiespeichers 2 gezielt hinausgezögert, kann zuvor eine Abwärme der Antriebsmaschine 1 und des Spannungswandlers 7 genutzt werden, um den Energiespeicher 2 auf seine Betriebstemperatur zu erwärmen und somit schon beim Start des Ladevorgangs einen hohen Wirkungsgrad des Energiespeichers 2 zu realisieren.
Auch ist eine Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 5 mittels der von der Antriebsmaschine 1 und des Spannungswandlers 7 erzeugten Abwärme möglich, wobei hierzu das Ventil 21 gemäß 3 derart geschaltet ist, dass das erwärmte Kühlmedium über den zweiten Wärmetauscher 11 geleitet wird und Wärme an die Zuluft zum Fahrzeuginnenraum 5 abgibt.
5 zeigt die Kühlkreisanordnung 3 in einem dritten Betriebszustand, wobei die Abluft des mittels der Klimaanlage gekühlten Fahrzeuginnenraums 5 zur Kühlung des Energiespeichers 2 verwendet wird. Der Bremswiderstand 8 ist dabei inaktiv.
Hierzu steuert die Steuereinheit 16 die Ventile 19 und 21 bis 24 sowie die Förderpumpe 15 derart, dass das von dem Energiespeicher 2 erwärmte Kühlmedium dem ersten Wärmetauscher 10 zugeführt wird. Die Abluft des klimatisierten Fahrzeuginnenraums 5 weist eine geringere Temperatur auf als das erwärmte Kühlmedium, so dass das Kühlmedium mittels des ersten Wärmetauschers 10 abgekühlt und anschließend zur Kühlung dem Energiespeicher 2 zugeführt wird.
Auch ist es möglich, den Energiespeicher 2 mit der Abluft des Fahrzeuginnenraums 5 zu erwärmen, wenn dieser eine höhere Temperatur als der Energiespeicher 2 aufweist.
Somit ist eine Effizienzsteigerung des Energiespeichers 2 durch Kühlung oder Erwärmung möglich. Auch ist während des Fahrbetriebs die beispielsweise während einer Vorkonditionierung der Komponenten zuvor gespeicherte Wärmeenergie eines Betriebs des ersten Wärmetauschers 10 als Wärmepumpe für die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 5 zu verwenden. Die dabei erzielte Effizienz ist wesentlich höher als eine mittels aus dem Stand der Technik bekannter Lösungen erzielte Effizienz.
Unter der Vorkonditionierung wird die Einstellung der Soll-Temperaturen der Komponenten vor Fahrtantritt verstanden, wobei hierbei die Kühlung oder Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 5 und die Kühlung oder Erwärmung der Komponenten auf Betriebstemperatur durchgeführt wird. Dabei wird vorzugsweise eine optimale Betriebstemperatur eingestellt. Es ist aber auch möglich, die Vorkonditionierung derart auszuführen, dass ein Erreichen einer minimalen Betriebstemperatur, beispielsweise bei sehr warmen Umgebungstemperaturen, oder zur längeren Speicherung der Wärme im eine maximale Betriebstemperatur, beispielsweise bei kalten Umgebungstemperaturen, eingestellt wird.
In 6 ist die Kühlkreisanordnung 3 in einem vierten Betriebszustand dargestellt.
Der Betrieb der Kühlkreisanordnung 3 in diesem vierten Betriebszustand ermöglicht den Entfall eines aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Batterieheizers, welcher in die jeweiligen Energiespeicher integriert ist. Dieser Batterieheizer wird durch den als PTC-Widerstand ausgebildeten Bremswiderstand 8, welcher gegenüber dem Batterieheizer eine signifikant erhöhte Heizleistung aufweist, ersetzt.
Der Bremswiderstand 8 wird dabei derart angesteuert, dass dieser auch zu einer Vorkonditionierung des Energiespeichers 2 vor Fahrantritt ausgebildet ist, in welcher der Energiespeicher 2 aufgrund der hohen Heizleistung von beispielsweise 7 kW in kürzester Zeit auf die gewünschte Temperatur erwärmt. Die hierzu erforderliche elektrische Energie wird vorzugsweise dann zur Verfügung gestellt, wenn der Energiespeicher 2 zum Zweck eines Ladevorgangs mit einem elektrischen Hausnetz verbunden ist. Sollte die durch die Vorkonditionierung erzeugte Temperatur im Energiespeicher noch nicht der gewünschten Soll-Temperatur, insbesondere der Betriebstemperatur, entsprechen, erfolgt zusätzlich eine geeignete Erwärmung des Energiespeichers 2 während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs.
Da während der Fahrt des Fahrzeugs in der Regel durch die inneren elektrischen Verluste des Energiespeichers 2 kein weiterer Wärmebedarf nötig ist, steht die Heizleistung des Bremswiderstands 8 anschließend zur Temperierung des Fahrzeuginnenraums 5 zur Verfügung.
Zur Einstellung dieses vierten Betriebszustands steuert die Steuereinheit 16 die Ventile 19 und 21 bis 24 sowie die Förderpumpe 15 derart, dass das Kühlmedium in einem fett und gestrichelt dargestellten ersten Bereich des Kühlkreislaufs 4 in Förderrichtung der Förderpumpe 15 zwischen dem Bremswiderstand 8 und dem Energiespeicher 2 eine hohe Temperatur aufweist, in einem ebenfalls fett und gestrichelt dargestellten zweiten Bereich in Förderrichtung der Förderpumpe 15 zwischen dem Energiespeicher 2 und dem Bremswiderstand 8 eine geringere Temperatur aufweist.
Die gleiche Steuerung der Komponenten der Kühlkreisanordnung 3 erfolgt dann, wenn während des Betriebs des Fahrzeugs ein von der Antriebsmaschine 1 erzeugtes Bremsmoment in einem Generatorbetrieb derselben zumindest teilweise in Wärme umgewandelt und zur Erwärmung des Energiespeichers 2 verwendet werden soll. Diese Wärme wird dabei mittels des Bremswiderstands 8 erzeugt.
Der Bremswiderstand 8 wird dabei als Energiesenke beim Rekuperieren betrieben. In Abhängigkeit bestimmter Umgebungsbedingungen und eines Ladezustands des Energiespeichers 2 kann dieser die im Generatorbetrieb erzeugte elektrische Energie unter Umständen nicht vollständig aufnehmen. Hieraus würde bei Verringerung des erzeugten Bremsmoments eine Fahrkomfortverminderung folgen, da für das Fahrzeug, beispielsweise bei einer Bergabfahrt, nicht das vollständige Bremsmoment erzeugt werden kann.
Die aus dem Bremsmoment des Antriebsmaschine 1 erzeugte elektrische Energie wird zumindest teilweise dem Bremswiderstand 8 zugeführt, welcher diese in Wärme umwandelt. In Abhängigkeit von den Ist-Temperaturen des Energiespeichers 2 und des Fahrzeuginnenraums 5 wird die mittels des Bremswiderstands 8 erzeugte Wärme, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel des vierten Betriebszustands, dem Energiespeicher 2 zugeführt und/oder in nicht dargestellter Weise dem Fahrzeuginnenraum 5 zugeführt oder wie in 7 dargestellt mittels des Kühlers 6 an die Umgebung abgegeben.
Die Steuerung erfolgt wiederum mittels der Steuereinheit 16, welche insbesondere die energetischen Gesichtspunkte mit Anforderungen seitens des in dem Fahrzeuginnenraum 5 gewünschten Klimakomforts vergleicht und die Wärmeströme entsprechend steuert. Wichtiges Entscheidungskriterium hierbei ist, dass der als Traktionsbatterie ausgebildete Energiespeicher 2 bei niedriger Betriebstemperatur kaum oder nur sehr geringe Mengen elektrischer Energie aufnehmen kann. Anhand der mittels des Bremswiderstands 8 erzeugten Wärmeenergie wird die Betriebstemperatur des Energiespeichers 2 derart erhöht, dass eine zunehmende elektrische Leistungsaufnahme möglich ist. Aufgrund dieser Effizienzsteigerung wird die erzielbare Reichweite für das Fahrzeug signifikant erhöht.
Durch Nutzung des Bremswiderstands 8 zur Erwärmung des Energiespeichers 2 ist ein gesondertes Heizelement zur Erwärmung des Energiespeichers 2, beispielsweise ein so genannter Batterieheizer, nicht erforderlich, woraus eine Kosten-, Bauraum- und Gewichtseinsparung resultieren. Neben diesen Einsparungen wird erreicht, dass die Kühlkreisanordnung 3 wartungs- und reparaturfreundlich ist und dass die Vorkonditionierungszeit zur Erwärmung des Energiespeichers 2 aufgrund der wesentlich höheren Heizleistung des Bremswiderstands 8 signifikant verringert wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Vorkonditionierung vorzugsweise am elektrischen Hausnetz erfolgen kann und somit eine erforderliche Heizleistung während des Betriebs des Fahrzeugs und somit eine elektrische Belastung des Energiespeichers 2 minimiert sind. Somit wird die Fahrzeugreichweite maximiert und/oder eine Verringerung der Baugröße und Kosten des Energiespeichers 2 ermöglicht.
7 zeigt die Kühlkreisanordnung 3 in einem fünften Betriebszustand, wobei die Steuereinheit 16 das Ventil 19 und die Förderpumpe 14 derart ansteuert, dass von dem Bremswiderstand 8 erzeugte Wärme mittels des Kühlers 6 an die Umgebung abgegeben wird. Dies ist dann der Fall, wenn keine Wärmeenergie zur Erwärmung der Komponenten der Kühlkreisanordnung 3 erforderlich ist.
Eine weitere Nutzung des Bremswiderstands 2 stellt eine Verwendung als Berganfahrhilfe und bei so genannten Reversiervorgängen.
Es ist bekannt, dass moderne Energiespeicher 2, wie beispielsweise Lithium-Ionen Batterien, bei geringen Umgebungstemperaturen und vollem Ladezustand nur in geringem Maße oder keine elektrische Leistung aufnehmen.
Bei einem Fahrzeug, das am Berg anfährt, aber zunächst zurückrollt, befindet sich die Antriebsmaschine 1 in einem der beiden in 1 dargestellten generatorischen Quadranten, d. h. im zweiten Quadrant II oder vierten Quadrant IV.
Treten die genannten Bedingungen auf, kann der Energiespeicher 2 keine oder nur begrenzt elektrische Leistung aufnehmen. Hierdurch kommt es im Generatorbetrieb zu einem Überschuss an erzeugter elektrischer Leistung, welche abgeführt werden muss.
Eine Steuereinheit, beispielsweise die Steuereinheit 16, welche eine generatorische Leistung P_gen der Antriebsmaschine 1 mit der zulässigen, vom Energiespeicher 2 aufnehmbaren Leistung P_zul vergleicht, steuert den Bremswiderstand 8 derart an, dass die Differenzleistung P_diff von diesem aufgenommen und in Wärme umgewandelt wird.
Dabei ergibt sich die Differenzleistung P_diff gemäß: P_diff = P_gen – P_zul (1)
Die Entscheidung, ob die vom Bremswiderstand 8 erzeugte Wärme zur Fahrzeuginnenraumtemperierung und/oder zur Temperierung des Energiespeichers 2 verwendet oder mittels des Kühlers 6 an die Umgebung angegeben werden soll, wird mittels Steuereinheit 16 getroffen.
Durch diese Ansteuerung werden ein Reversierbetrieb und ein Bremsbetrieb, d. h. eine so genannte Motorbremse, ermöglicht, so dass ein Rollen des Fahrzeugs bergab entgegen der gewünschten Fahrtrichtung bei einer Fahrerbetätigung eines Fahrpedals vermieden wird.
In 8 ist die Kühlkreisanordnung 3 in einem sechsten Betriebszustand dargestellt. In diesem Betriebszustand wird eine Abwärme des Energiespeichers 2, welche beispielsweise bei der Vorkonditionierung des Energiespeichers 2 vor Fahrtbeginn erzeugt wurde, zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 5 verwendet. Somit wird der Energiespeicher 2 als Wärmespeicher verwendet, welcher bei Fahrtantritt zur schnellen Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 5 die Wärme wieder abgibt.
Alternativ oder zusätzlich ist auch eine während des Betriebs des Fahrzeugs beim Laden des Energiespeichers 2 erzeugte Wärme zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 5 verwendbar.
Hierzu steuert die Steuereinheit 16 die Ventile 19 und 21 bis 24 sowie die Förderpumpe 15 derart, dass das von dem Energiespeicher 2 erwärmte Kühlmedium dem zweiten Wärmetauscher 11 zugeführt wird, welcher als Wärmepumpe betrieben wird. Der Bremswiderstand 8 ist dabei inaktiv. Mittels der in dem Kühlmedium gespeicherten Wärmeenergie wird die Zuluft zum Fahrzeuginnenraum 5 erwärmt. Am Ausgang des zweiten Wärmetauschers 11 tritt das Kühlmedium mit einer verringerten Temperatur wieder aus und wird anschließend dem Energiespeicher 2 zur Erwärmung zugeführt.
Ferner ist mittels der beschriebenen Ansteuerung der Ventile 19 und 21 bis 24 sowie der Förderpumpe 15 auch eine Kühlung des Fahrzeuginnenraums 5 realisierbar, wobei zu diesem Zweck der Energiespeicher 2 während der Vorkonditionierung vor Fahrtbeginn gekühlt wird.
Somit ist der Fahrzeuginnenraum 5 bei niedrigen Umgebungstemperaturen mittels der in dem Energiespeicher 2 gespeicherten Wärme erwärmbar und bei hohen Außentemperaturen kühlbar.
Für alle beschriebenen und alle von der Erfindung erfassten Ausführungsbeispiele kann die Steuerung der Konditionierung des Energiespeichers 2, aber auch der anderen Komponenten der Kühlkreisanordnung 3, wie im Folgenden beschrieben, erfolgen.
Nach einem Abstellen des Fahrzeugs nach dessen Gebrauch wird die im Kühlkreislauf 4 und dessen Komponenten gespeicherte Wärme durch Konvektion an die Umgebung abgegeben. Um diese Konvektion zu verringern, ist zumindest der Energiespeicher 2 mit der thermischen Isolierung versehen.
Zu einem definierten Zeitpunkt vor Fahrtbeginn wird ein Thermomanagement mittels der Steuereinheit 16 aktiviert und konditioniert den Energiespeicher 2 auf eine geeignete Soll-Temperatur, wobei die Soll-Temperatur beispielsweise einer Betriebstemperatur des Energiespeichers 2 entspricht.
Damit wird ein reproduzierbares Fahrzeugverhalten insbesondere im Bezug auf die Rekuperation realisiert. Auch werden eine erhöhte Reichweite des Fahrzeugs sowie ein erhöhter Fahrkomfort aufgrund der stets mit optimierter Wirkung der ausgeführten Funktionen Motorbremse, Berganfahrhilfe und Reversierbetrieb erzielt.
Sowohl die Einstellung der Wärmeflüsse zwischen den Komponenten als auch die Einstellung des Lademanagements des Energiespeichers 2 mittels der Steuereinheit 16 erfolgen beispielsweise in Abhängigkeit einer voreingestellten Fahrtroute und einer auf der Fahrtroute vorhandenen Topografie.
Auch werden die Wärmeflüsse in Abhängigkeit einer Uhrzeit eines Fahrtbeginns, einer Uhrzeit eines Fahrtendes, einer Fahrzeit und Wetterbedingungen auf der Fahrtroute eingestellt.
Eine jeweils aktuelle Positionserfassung erfolgt insbesondere mittels einer satellitengestützten Navigationsvorrichtung des Fahrzeugs. Die Wetterbedingungen werden vorzugsweise mittels drahtloser Kommunikationsverbindungen des Fahrzeugs empfangen oder sind manuell vorgebbar.
Aufgrund der Kenntnis der Wetterbedingungen zum Fahrtbeginn besteht die Möglichkeit, dass bei der Temperierung der Komponenten und beim Laden des Energiespeichers 2 die zum Fahrtbeginn vorherrschenden Wetterbedingungen bei der Steuerung der Temperierung und beim Lademanagement zugrunde gelegt werden können und somit diese Prozesse optimal an die bei Fahrtbeginn und während der Fahrt vorherrschenden Umgebungsbedingungen angepasst werden können.
Auch wird in Abhängigkeit dieser Größen ein prognostiziertes Verhalten elektrischer Nebenverbraucher im Fahrzeug berücksichtigt. Benötigen alle elektrischen Verbraucher nicht den vollen im Energiespeicher 2 gespeicherten Energiegehalt für die programmierte Fahrtroute bei den vorhandenen und prognostizierten Umgebungsbedingungen, ist eine vollständige Ladung des Energiespeichers 2 vor Fahrtbeginn nicht erforderlich und wird aus diesem Grund auch nicht vollständig durchgeführt. Damit wird eine Energieeffizienz des Ladevorgangs aufgrund eines ungünstigen Stromverbrauchsverhältnisses zwischen der Ladung des Energiespeichers 2 und den elektrischen Verbrauchern bei hohem Ladezustand des Energiespeichers 2 verbessert.
Die Einstellung der Wärmeflüsse zwischen den Komponenten als auch die Einstellung des Lademanagements des Energiespeichers 2 unter Berücksichtigung der Topografie auf der voreingestellten Fahrtroute erfolgt in Abhängigkeit von auf der Fahrtroute vorhandener Steigungen und Gefälle. Wurde beispielsweise eine Fahrtroute ausgewählt, welche zu Beginn eine lange Bergabfahrt vorsieht, ist eine vollständige Ladung des Energiespeichers 2 nicht erforderlich. Während der Befahrung des Gefälles wird während der Rekuperation die im Generatorbetrieb der Antriebsmaschine 1 erzeugte elektrische Energie im Energiespeicher 2 gespeichert. Die Ladung erfolgt dabei vorzugsweise derart, dass der Energiespeicher 2 nach Beendigung der Befahrung des Gefälles vollständig geladen ist. Während der Befahrung des Gefälles steht weiterhin die im Generatorbetrieb erzeugte Motorbremsfunktion zur Verfügung, ohne dass mittels des Bremswiderstandes 8 überflüssige elektrische Energie in Wärme umgewandelt und ungenutzt an die Umgebung abgegeben werden muss.
Weiterhin wird bei einem bevorstehenden Gefälle der Energiespeicher 2 bei niedrigen Umgebungstemperaturen auf eine höhere Temperatur erwärmt, um ein möglichst günstiges Rekuperationsverhalten sicherzustellen. Das heißt, der Energiespeicher 2 wird auf solch eine Temperatur erwärmt, welche einen hohen Wirkungsgrad bei der Leistungsaufnahme sicherstellt.
Auch wird bei einem bevorstehenden Gefälle der Energiespeicher 2 bei hohen Umgebungstemperaturen auf eine geringere Temperatur abgekühlt, um ebenfalls ein möglichst günstiges Rekuperationsverhalten sicherzustellen.
Bei einer geplanten Befahrung einer Steigung wird vorzugsweise eine thermische Reserve vorgesehen. Das heißt, es wird dem Energiespeicher 2 während der Vorkonditionierung nur so viel Wärmeenergie zugeführt, wie dies energetisch sinnvoll ist. Hintergrund hierbei ist, dass während der Befahrung der Steigung bei hohen Leistungen der Antriebsmaschine 1 und hohen Entladeleistungen des Energiespeichers 2 Verlustwärme erzeugt wird, welche neben der Fahrzeuginnenraumklimatisierung auch zur thermischen Konditionierung des Energiespeichers 2 verwendet wird.
Ist die Uhrzeit des Fahrtbeginns bekannt, erfolgt die Temperierung des Energiespeichers 2 sowie der weiteren Komponenten und die Ladung des Energiespeichers 2 in der Art, dass kurz vor dem oder zum Fahrtbeginn der gewünschte Ladezustand erreicht ist und die Komponenten der Kühlkreisanordnung 3 entsprechend temperiert sind. Dabei kann die beim Laden des Energiespeichers 2 anfallende Abwärme zum Aufheizen genutzt werden, ohne dass Großteile der Wärme durch Konvektion an die Umgebung abgegeben werden.
Die beschriebene Vorkonditionierung des Energiespeichers 2 wird analog auch auf die anderen Komponenten der Kühlkreisanordnung 3 angewendet, damit diese entsprechend ihrer Wärme-/Leistungscharakteristik optimal an die bevorstehenden Fahrt entlang der Fahrtroute und die Umgebungsbedingungen angepasst sind.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsmaschine
2: Energiespeicher
3: Kühlkreisanordnung
4: Kühlkreislauf
5: Fahrzeuginnenraum
6: Kühler
7: Spannungswandler
8: Bremswiderstand
9: Kondensator
10: erster Wärmetauscher
11: zweiter Wärmetauscher
12: dritter Wärmetauscher
13: Kältekreislauf
14: Förderpumpe
15: Förderpumpe
16: Steuereinheit
16.1 bis 16.n: Ein- und Ausgang
17 bis 25: Ventil
26: Kühler
I: erster Quadrant
II: zweiter Quadrant
III: dritter Quadrant
IV: vierter Quadrant
M: Drehmoment
n: Drehzahl

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

US 7347168 B2 [0006]
WO 2007/064381 A2 [0007]
DE 102010062167 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Kühlkreisanordnung (3) für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb verschiedener, in einem gemeinsamen Kühlkreislauf (4) angeordneter Komponenten, welche zumindest die elektrische Antriebsmaschine (1), einen Energiespeicher (2) und einen Fahrzeuginnenraum (5) umfassen, derart gesteuert wird, dass Wärmeflüsse im Kühlkreislauf (4) zwischen den Komponenten in Abhängigkeit jeweils einer für die jeweilige Komponente vorgegebenen Soll-Temperatur eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Wärmeflüsse zwischen den Komponenten in Abhängigkeit einer voreingestellten Fahrtroute und auf der Fahrtroute vorhandener Steigungen und Gefälle erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Wärmeflüsse zwischen den Komponenten in Abhängigkeit einer Uhrzeit eines Fahrtbeginns, einer Uhrzeit eines Fahrtendes, einer Fahrzeit und/oder Wetterbedingungen auf einer Fahrtroute erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Wärmeflüsse zwischen den Komponenten in Abhängigkeit eines Ladezustands des Energiespeichers (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrzeuginnenraum (5) eine von zumindest einer der weiteren Komponenten während eines Ladevorgangs des Energiespeichers (2) erzeugte Abwärme und/oder eine vom Energiespeicher (2) selbst während des Ladevorgangs erzeugte Abwärme zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung der Soll-Temperatur des Energiespeichers (2) diesem eine von zumindest einer der weiteren Komponenten erzeugte Abwärme zugeführt wird und/oder bei einer Kühlung des Fahrzeuginnenraums (5) abgeführte Wärme zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung der Soll-Temperatur des Energiespeichers (2) dieser mittels einer Klimaanlage gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Antriebsmaschine (1) erzeugtes Bremsmoment in einem Generatorbetrieb der Antriebsmaschine (1) zumindest teilweise in Wärme umgewandelt wird, wobei die Wärme zur Einstellung der Soll-Temperaturen der Komponenten verwendet wird.
Kühlkreisanordnung (3) für ein Fahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine (1), wobei mehrere Komponenten in einem gemeinsamen Kühlkreislauf (4) abgeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten zumindest die Antriebsmaschine (1), einen Energiespeicher (2) und einen Fahrzeuginnenraum (5) umfassen und dass zumindest eine Steuereinheit (16) vorgesehen ist, mittels welcher Wärmeflüsse im Kühlkreislauf (4) zwischen den Komponenten in Abhängigkeit jeweils einer für die jeweilige Komponente vorgegebenen Soll-Temperatur einstellbar sind.
Kühlkreisanordnung (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (4) in mehrere, jeweils einer der Komponenten zugeordnete Teil-Kühlkreisläufe unterteilt ist, wobei jeder Teil-Kühlkreislauf mittels zumindest eines Ventils (17 bis 25) mit dem Kühlkreislauf (4) gekoppelt ist.