DE102012103597B4 - Air conditioning system of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Klimasystem eines Fahrzeugs, umfassend einen Generator (20) zur Bereitstellung eines Versorgungsstroms mit einer Versorgungsspannung und eine Stromrichtereinheit (28) mit
• einem Eingang (26) für die Versorgungsspannung;
• einem Wechselspannungsausgang (36) für einen Kompressor;
• einem Gleich- oder Wechselspannungsausgang (40) für eine Heizeinrichtung (16);
• mindestens einem Nebenausgang (48, 84, 86) der mit mindestens einem klimasystemfremden Verbraucher (50, 66) des Fahrzeugs verbunden ist; und
• einer Steuereinrichtung (52), wobei: die Steuereinrichtung (52) über eine Steuerleitung (54) mit dem Wechselspannungsausgang (36), dem Gleich- oder Wechselspannungsausgang (40) und dem Nebenausgang (48, 84, 86) verbunden ist und ausgelegt ist, um in Abhängigkeit von einem Energiebedarf an dem Wechselspannungsausgang (36) und an dem Gleichspannungsausgang (40), die Bereitstellung von elektrischer Energie von dem Generator (20) an den Nebenausgang (48, 84, 86) zu steuern.

Figure DE102012103597B4_0000
Air conditioning system of a vehicle, comprising a generator (20) for providing a supply current with a supply voltage and a power converter unit (28) with
• an input (26) for the supply voltage;
• an AC output (36) for a compressor;
• a direct or alternating voltage output (40) for a heating device (16);
• at least one secondary output (48, 84, 86) which is connected to at least one consumer (50, 66) of the vehicle which is not part of the air conditioning system; and
• a control device (52), wherein: the control device (52) is connected via a control line (54) to the AC voltage output (36), the DC or AC voltage output (40) and the auxiliary output (48, 84, 86) and is designed to control the provision of electrical energy from the generator (20) to the auxiliary output (48, 84, 86) depending on an energy requirement at the AC voltage output (36) and at the DC voltage output (40).
Figure DE102012103597B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimasystem eines Fahrzeugs.The invention relates to an air conditioning system of a vehicle.

Bisherige Klimasysteme eines Fahrzeuges umfassen in der Regel einen Generator zur Bereitstellung eines Versorgungsstroms mit einer Versorgungsspannung. Der Generator wird insbesondere durch einen Motor des betreffenden Fahrzeugs angetrieben. Der ausgangsseitig bereitgestellte Versorgungsstrom hat bei Busklimasystemen beispielsweise eine Wechselspannung von 600 V bis 700 V. Mittels des von dem Generator bereitgestellten Stroms kann ein Motor eines Kompressors des Klimasystems, eine Heizeinrichtung des Klimasystems und eine Ventilationseinrichtung des Klimasystems betrieben werden. Hierzu muss die von dem Generator bereitgestellte Versorgungsspannung bedarfsabhängig für die jeweilige Komponente umgesetzt werden. Der Stromverbrauch der einzelnen Komponenten des Klimasystems ist abhängig von den in einem Innenraum des Fahrzeugs einzustellenden Klimabedingungen.Previous air conditioning systems of a vehicle usually include a generator to provide a supply current with a supply voltage. The generator is driven in particular by an engine of the vehicle in question. In bus air conditioning systems, for example, the supply current provided on the output side has an alternating voltage of 600 V to 700 V. Using the current provided by the generator, a motor of a compressor of the air conditioning system, a heater of the air conditioning system and a ventilation device of the air conditioning system can be operated. For this purpose, the supply voltage provided by the generator must be implemented as required for the respective component. The power consumption of the individual components of the air conditioning system depends on the climatic conditions to be set in the interior of the vehicle.

US 5 086 266 A offenbart ein Kraftfahrzeug-Wechselstromgeneratorsystem zur Umwandlung der von einem durch einen Kraftfahrzeugmotor angetriebenen Generator erzeugten elektrischen Energie in Wechselstrom mit gewünschten Eigenschaften, wodurch die selektive Versorgung einer dreiphasigen Last oder einer einphasigen Last mit elektrischer Energie ermöglicht wird. US 6 622 505 B2 richtet sich auf ein Transportkühlaggregat, bei dem der Kompressor, die Verflüssiger- und die Verdampferlüfter elektrisch angetrieben und unabhängig voneinander gesteuert werden. Aus US 2012/0043810 A1 sind ein Verfahren und ein System zur Verbesserung der Energieeffizienz des dynamischen Bremsens von elektrischen Antriebsmaschinen bekannt. US 5,086,266 A discloses an automotive alternator system for converting electrical energy generated by a generator driven by an automobile engine into alternating current having desired characteristics, thereby enabling the selective supply of electrical energy to a three-phase load or a single-phase load. US 6,622,505 B2 is aimed at a transport refrigeration unit in which the compressor, condenser and evaporator fans are electrically driven and controlled independently of each other. Out of US 2012/0043810 A1 a method and a system for improving the energy efficiency of dynamic braking of electric drive machines are known.

Bisherige Klimasysteme arbeiten als geschlossene Systeme, bei denen überschüssige elektrische Energie ungenutzt bleibt.Current air conditioning systems work as closed systems in which excess electrical energy remains unused.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klimasystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Busses mit einer gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Energieeffizienz zu schaffen.The invention is based on the object of creating an air conditioning system for a vehicle, in particular a bus, with increased energy efficiency compared to the prior art.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Klimasystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the air conditioning system with the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäß wird also ein Klimasystem eines Fahrzeugs mit einem Generator zur Bereitstellung eines Versorgungsstroms mit einer Versorgungsspannung vorgeschlagen, wobei eine Stromrichtereinheit vorgesehen ist, die einen Eingang für die Versorgungsspannung, einen Wechselspannungsausgang für einen Kompressor, einen Gleichspannungsausgang oder einen Wechselspannungsausgang für eine Heizeinrichtung und mindestens einen Nebenausgang umfasst, der mit mindestens einem klimasystemfremden Verbraucher des Fahrzeugs verbunden ist. Gegebenenfalls kann die Stromrichtereinheit zudem einen Gleich- oder Wechselspannungsausgang für eine Ventilationseinrichtung aufweisen.According to the invention, an air conditioning system of a vehicle with a generator for providing a supply current with a supply voltage is proposed, with a power converter unit being provided which has an input for the supply voltage, an AC voltage output for a compressor, a DC voltage output or an AC voltage output for a heater and at least one secondary output which is connected to at least one consumer of the vehicle that is external to the air conditioning system. If necessary, the converter unit can also have a direct or alternating voltage output for a ventilation device.

Ein Klimasystem nach der Erfindung umfasst also eine Stromrichtereinheit (einen so genannten Static Converter), über die ausgehend von der Versorgungsspannung die klimasystemeigenen Verbraucher, das heißt der Kompressor, die Heizeinrichtung und gegebenenfalls die Ventilationseinrichtung, und mindestens ein klimasystemfremder Verbraucher des Fahrzeugs mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Überschüssige elektrische Energie, die an dem Klimasystem zur Verfügung steht, kann also für Geräte bzw. Verbraucher des betreffenden Fahrzeugs genutzt werden, deren Energieversorgung bisher durch das sonstige an dem betreffenden Fahrzeug vorliegende Netz erfolgte. Die bisher ohnehin vorliegende, überschüssige elektrische Energie kann mithin durch das Klimasystem nach der Erfindung in umweltfreundlicher Weise genutzt werden, ohne dass dies zu Lasten der Effizienz des Klimasystems als solches ginge.An air conditioning system according to the invention therefore comprises a power converter unit (a so-called static converter), via which, based on the supply voltage, the air conditioning system's own consumers, i.e. the compressor, the heating device and possibly the ventilation device, and at least one non-air conditioning system consumer of the vehicle are supplied with electrical energy can be. Excess electrical energy that is available in the air conditioning system can therefore be used for devices or consumers of the vehicle in question, whose energy supply was previously provided by the other network present in the vehicle in question. The excess electrical energy that was already available can therefore be used in an environmentally friendly manner by the air conditioning system according to the invention, without this coming at the expense of the efficiency of the air conditioning system as such.

Um eine effiziente Ansteuerung der verschiedenen Verbraucher des Klimasystems und des mindestens einen klimasystemfremden Verbrauchers zu gewährleisten, ist die Stromrichtereinheit bei einer bevorzugten Ausführungsform des Klimasystems nach der Erfindung mit einer Steuereinrichtung versehen. Insbesondere ist die Steuereinrichtung über eine Steuerleitung mit dem Wechselspannungsausgang, dem Gleich- oder Wechselspannungsausgang, dem Nebenausgang und gegebenenfalls dem weiteren Gleich- oder Wechselspannungsausgang verbunden, wobei die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Energiebedarf an dem Wechselspannungsausgang, an dem Gleich- oder Wechselspannungsausgang und gegebenenfalls an dem weiteren Gleich- oder Wechselspannungsausgang elektrische Energie an dem Nebenausgang bereitstellt.In order to ensure efficient control of the various consumers of the air conditioning system and the at least one consumer external to the air conditioning system, the power converter unit in a preferred embodiment of the air conditioning system according to the invention is provided with a control device. In particular, the control device is connected via a control line to the AC voltage output, the DC or AC voltage output, the secondary output and, if necessary, the further DC or AC voltage output, the control device depending on an energy requirement at the AC voltage output, at the DC or AC voltage output and, if necessary the further direct or alternating voltage output provides electrical energy at the secondary output.

Um an dem Nebenausgang nur elektrische Energie bereitzustellen, wenn die von dem Generator zur Verfügung gestellte elektrische Energie nicht von den übrigen Verbrauchern des Klimasystems genutzt wird oder um bei Bedarf an dem Nebenausgang elektrische Energie bereitzustellen, umfasst der Nebenausgang bei einer bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise einen Nebenausgangsschalter, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist.In order to only provide electrical energy at the secondary output when the electrical energy provided by the generator is not used by the other consumers of the air conditioning system or to provide electrical energy at the secondary output when required, the secondary output in a preferred embodiment preferably comprises a secondary output switch, which is connected to the control device.

Insbesondere kann die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von den Klimabedingungen arbeiten, die in einem Innenraum des betreffenden Fahrzeugs herrschen. In diesem Falle ist die Steuereinrichtung vorzugsweise mit einem Temperatursensor versehen, mittels dessen ein Temperatur-Ist-Wert in einem Fahrzeuginnenraum bestimmt werden kann. Die Steuereinrichtung nutzt dann vorzugsweise den Temperatur-Ist-Wert, einen Temperatur-Soll-Wert und Lastwerte, die an dem Wechselspannungsausgang und an dem Gleich- und/oder Wechselspannungsausgang vorliegen, um den Nebenausgang anzusteuern.In particular, the control device can work depending on the climatic conditions that prevail in an interior of the vehicle in question. In this case, the control device is preferably provided with a temperature sensor, by means of which an actual temperature value in a vehicle interior can be determined. The control device then preferably uses the actual temperature value, a desired temperature value and load values that are present at the AC voltage output and at the DC and/or AC voltage output in order to control the secondary output.

Die Stromrichtereinheit ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Klimasystems nach der Erfindung derart ausgelegt, dass sie einen Eingangsspannungswandler aufweist, der die Versorgungsspannung in eine Basisgleichspannung in einem Basiskreis umsetzt. Der Basiskreis stellt eine interne Schaltung der Stromrichtereinheit dar, ausgehend von der über die verschiedenen Ausgänge der Stromrichtereinheit Energie für die verschiedenen Verbraucher bereitgestellt werden kann. Vorzugsweise weist die Stromrichtereinheit an dem Wechselspannungsausgang einen ersten Ausgangspannungswandler auf, der die Basisgleichspannung in die Wechselspannung für den Kompressor umsetzt, und/oder einen zweiten Ausgangsspannungswandler auf, der an dem Gleich- oder Wechselspannungsausgang die Basisspannung in die Spannung für die Heizeinrichtung umsetzt, und/oder an dem Nebenausgang einen Nebenspannungswandler auf, der die Basisspannung in die Nebenspannung für den klimasystemfremden Verbraucher umsetzt.In a preferred embodiment of the air conditioning system according to the invention, the power converter unit is designed such that it has an input voltage converter which converts the supply voltage into a base DC voltage in a base circuit. The base circuit represents an internal circuit of the power converter unit, from which energy can be provided to the various consumers via the various outputs of the power converter unit. The power converter unit preferably has a first output voltage converter at the AC voltage output, which converts the base DC voltage into the AC voltage for the compressor, and / or a second output voltage converter, which converts the base voltage into the voltage for the heating device at the DC or AC voltage output, and / or a secondary voltage converter at the secondary output, which converts the base voltage into the secondary voltage for the consumer outside the air conditioning system.

Die Nebenspannung kann eine Gleichspannung oder auch eine Wechselspannung sein. Insbesondere kann die Stromrichtereinheit auch mehrere Nebenausgänge aufweisen, die jeweils entweder als Gleichspannungsausgang oder als Wechselspannungsausgang ausgeführt sind.The auxiliary voltage can be a direct current or an alternating current. In particular, the converter unit can also have several auxiliary outputs, each of which is designed either as a direct current output or as an alternating current output.

Wenn beispielsweise an dem Versorgungsspannungseingang der Stromrichtereinheit eine Wechselspannung von 600 V bis 700 V anliegt, kann in dem Basiskreis durch einen Gleichrichter eine Gleichspannung von 380 V vorliegen. Ausgehend von der Basisgleichspannung wird beispielsweise an dem Nebenausgang eine Hochvolt-Wechselspannung, eine Niedervolt-Gleichspannung oder auch die Spannung des Basiskreises bereitgestellt. Hierzu umfasst die Stromrichtereinheit an dem Nebenausgang im Bedarfsfall entsprechende Spannungswandler, denen je nach Bedarf noch ein zusätzlicher Spannungswandler mit galvanischer Isolierung nachgeschaltet sein kann.For example, if an alternating voltage of 600 V to 700 V is present at the supply voltage input of the power converter unit, a direct voltage of 380 V can be present in the base circuit through a rectifier. Starting from the base DC voltage, for example, a high-voltage AC voltage, a low-voltage DC voltage or the voltage of the base circuit is provided at the secondary output. For this purpose, if necessary, the power converter unit at the secondary output includes corresponding voltage converters, which can be followed by an additional voltage converter with galvanic insulation as required.

Der klimasystemfremde Verbraucher ist beispielsweise eine Ölsumpfheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors. Auch kann der klimasystemfremde Verbraucher eine Batterieladeeinrichtung einer Fahrzeugbatterie sein. Denkbar ist als klimasystemfremder Verbraucher auch eine sonstige elektrische Einrichtung des betreffenden Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Kühlschrank, eine Beleuchtungseinrichtung, ein Entertainment-System oder dergleichen.The consumer that is external to the air conditioning system is, for example, an oil sump heating device of a vehicle engine. The consumer external to the air conditioning system can also be a battery charging device of a vehicle battery. Another electrical device of the vehicle in question, such as a refrigerator, a lighting device, an entertainment system or the like, is also conceivable as a consumer that is external to the air conditioning system.

Um das Klimasystem nach der Erfindung auch bei stehendem Fahrzeug mit abgeschaltetem Motor betreiben zu können, weist eine spezielle Ausführungsform eine Stromrichtereinheit auf, die einen Hilfseingang für eine Hilfsversorgungsspannung hat. Beispielsweise kann das Klimasystem über den Hilfseingang mit einem sonstigen, dann die Versorgungsspannung liefernden Stromnetz zur Zufuhr von elektrischer Energie verbunden werden. Damit ist etwaigen zukünftigen Anforderungen des Gesetzgebers genüge geleistet, die einen Standbetrieb des Antriebsmotors eines Busses in Ruhephasen untersagen.In order to be able to operate the air conditioning system according to the invention even when the vehicle is stationary with the engine switched off, a special embodiment has a power converter unit which has an auxiliary input for an auxiliary supply voltage. For example, the air conditioning system can be connected via the auxiliary input to another power network that then supplies the supply voltage to supply electrical energy. This meets any future legal requirements that prohibit stationary operation of the drive motor of a bus during rest periods.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous refinements of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the patent claims.

Ausführungsbeispiele eines Klimasystems nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 ein Klimasystem nach der Erfindung mit einer Ölsumpfheizeinrichtung als zusätzlicher Verbraucher;
  • 2 ein Klimasystem nach der Erfindung mit Spannungswandlern für zusätzliche Verbraucher an einem Nebenausgang; und
  • 3 ein Klimasystem nach der Erfindung mit einem Wechselspannungsnebenausgang und einem Gleichspannungsnebenausgang.
Exemplary embodiments of an air conditioning system according to the invention are shown schematically in simplified form in the drawing and are explained in more detail below. It shows:
  • 1 an air conditioning system according to the invention with an oil sump heater as an additional consumer;
  • 2 an air conditioning system according to the invention with voltage converters for additional consumers at a secondary output; and
  • 3 an air conditioning system according to the invention with an AC voltage auxiliary output and a DC voltage auxiliary output.

In 1 ist ein Klimasystem 10 dargestellt, das zum Einstellen der Klimabedingungen in einem Innenraum eines ansonsten nicht näher dargestellten Busses dient. Zum Einstellen der Klimabedingungen umfasst das Klimasystem 10 als klimasystemeigene Verbraucher einen Kompressor bzw. einen Motor 14 des Kompressors, eine Heizeinrichtung 16 für den Fahrzeuginnenraum und eine Ventilationseinrichtung bzw. einen Motor 18 der Ventilationseinrichtung, der einen Lüfterantrieb darstellt.In 1 A climate system 10 is shown, which is used to adjust the climate conditions in an interior of a bus, which is not otherwise shown in detail. To adjust the climatic conditions, the air conditioning system 10 includes, as the air conditioning system's own consumer, a compressor or a motor 14 of the compressor, a heating device 16 for the vehicle interior and a ventilation device or a motor 18 of the ventilation device, which represents a fan drive.

Des Weiteren umfasst das Klimasystem 10 einen Generator 20, der von einem Fahrzeugmotor 22 angetrieben wird und ausgangsseitig als Versorgungsspannung eine Wechselspannung von 600 V bis 700 V bereitstellt.Furthermore, the air conditioning system 10 includes a generator 20, which is driven by a vehicle engine 22 and provides an alternating voltage of 600 V to 700 V on the output side as a supply voltage.

Die Versorgungsspannung, die von dem Generator 20 geliefert wird, ist über eine Versorgungsleitung 24 zu einem Eingang 26 einer Stromrichtereinheit 28 geführt, dem ein Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler 30 nachgeschaltet ist, der ausgangsseitig an einem Basiskreis 32 der Stromrichtereinheit 28 eine Basisgleichspannung von etwa 380 V bereitstellt.The supply voltage, which is supplied by the generator 20, is led via a supply line 24 to an input 26 of a power converter unit 28, which is followed by an AC/DC converter 30, which has a base DC voltage of approximately 380 on the output side at a base circuit 32 of the power converter unit 28 V provides.

Der Basiskreis 32 ist über einen Gleichspannungs/Wechselspannungs-Stromwandler 34 mit einem Wechselspannungsausgang 36 verbunden, an den der Elektromotor 14 des Kompressors angeschlossen ist. Des Weiteren ist der Basiskreis 32 über einen Gleichspannungs/Gleichspannungs-Stromwandler 38 mit einem Gleichspannungsausgang 40 verbunden, an dem die Heizeinrichtung 16 des Klimasystems 10 angeschlossen ist. Zudem ist der Basiskreis 32 über einen Gleichspannungs/Wechselspannungs-Stromwandler 42 mit einem Ausgang 44 verbunden, dem ein Wechselspannungs/Gleichspannungs-Stromwandler mit galvanischer Isolierung nachgeschaltet ist, an welchen der Motor 18 der Ventilationseinrichtung angeschlossen ist.The base circuit 32 is connected via a DC/AC current converter 34 to an AC voltage output 36 to which the electric motor 14 of the compressor is connected. Furthermore, the base circuit 32 is connected via a DC/DC current converter 38 to a DC voltage output 40 to which the heating device 16 of the air conditioning system 10 is connected. In addition, the base circuit 32 is connected via a DC/AC current converter 42 to an output 44, which is followed by an AC/DC current converter with galvanic insulation, to which the motor 18 of the ventilation device is connected.

Über einen Schalter 46 ist der Basiskreis 32 des Weiteren mit einem GleichspannungsNebenausgang 48 der Stromrichtereinheit 28 verbunden, an welchen eine Heizeinrichtung 50 für einen Ölsumpf des Fahrzeugmotors 22 angeschlossen ist.The base circuit 32 is further connected via a switch 46 to a direct voltage auxiliary output 48 of the power converter unit 28, to which a heating device 50 for an oil sump of the vehicle engine 22 is connected.

Die Stromrichtereinheit 28 ist mit einer Steuereinrichtung 52 versehen, die über eine Steuerleitung 54 mit den Stromwandlern 30, 34, 38 und 42 und dem Schalter 46 verbunden ist.The power converter unit 28 is provided with a control device 52 which is connected to the current transformers 30, 34, 38 and 42 and the switch 46 via a control line 54.

In Abhängigkeit von dem an den Ausgängen 36, 40 und 44 erforderlichen Energiebedarf oder auch von anderen an den jeweiligen Anwendungsfall angepassten Parametern kann die Steuereinheit 52 den Schalter 46 betätigen, so dass an dem Nebenausgang 48 die Gleichspannung des Basiskreises 32 zum Betreiben der Heizeinrichtung 50 für den Ölsumpf des Fahrzeugmotors 22 bereitgestellt wird. Wenn also von dem Generator 20 überschüssige Energie erzeugt wird, die von den Verbrauchern 14, 16 und 18 des Klimasystems nicht benötigt wird, oder wenn die von dem Generator 20 erzeugte Energie zum gegebenen Zeitpunkt den Verbrauchern 14, 16 und 18 des Klimasystems nicht zur Verfügung gestellt werden soll, kann der Schalter 46 zum Betreiben der Heizeinrichtung 50 geschlossen werden. Damit kann ein rasches Aufheizen des Fahrzeugmotors 22 erreicht werden, was wiederum zu einem günstigen Energieverbrauch führen kann.Depending on the energy requirement required at the outputs 36, 40 and 44 or other parameters adapted to the respective application, the control unit 52 can actuate the switch 46 so that the direct voltage of the base circuit 32 for operating the heating device 50 is available at the secondary output 48 the oil sump of the vehicle engine 22 is provided. So if the generator 20 generates excess energy that is not needed by the consumers 14, 16 and 18 of the air conditioning system, or if the energy generated by the generator 20 is not available to the consumers 14, 16 and 18 of the air conditioning system at the given time is to be set, the switch 46 can be closed to operate the heating device 50. This allows the vehicle engine 22 to be heated up quickly, which in turn can lead to favorable energy consumption.

In 2 ist ein Klimasystem 60 dargestellt, das sich von dem Klimasystem nach 1 dadurch unterscheidet, dass es einen mit dem Basiskreis 32 verbundenen Nebenausgang 48 an der Stromrichtereinheit 28 umfasst, dem ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Stromwandler 62 vorgeschaltet ist, der Bestandteil der Stromrichtereinheit 28 ist und mit der Steuerleitung 54 verbunden ist. Dem Nebenausgang 48 ist ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Stromwandler 64 nachgeschaltet, der eine galvanische Isolierung umfasst und der mit einer Batterieladeeinrichtung 66 verbunden ist. Des Weiteren ist an den Stromwandler 66 über einen Kondensator 68 ein Gleichspannungs/Wechselspannungs-Stromwandler 70 angeschlossen, der eine galvanische Isolierung aufweist und der als Ausgangsspannung eine Wechselspannung von beispielsweise 230 V für Verbraucher des Busses, wie beispielsweise einen Kühlschrank oder ein Entertainment-System, zur Verfügung stellt.In 2 A climate system 60 is shown, which differs from the climate system according to 1 differs in that it comprises an auxiliary output 48 on the converter unit 28 which is connected to the base circuit 32 and is preceded by a direct current/direct current converter 62 which is part of the converter unit 28 and is connected to the control line 54. The auxiliary output 48 is followed by a direct current/direct current converter 64 which has galvanic insulation and is connected to a battery charging device 66. Furthermore, a direct current/alternating current converter 70 is connected to the current converter 66 via a capacitor 68, which has galvanic insulation and which provides an alternating voltage of, for example, 230 V as an output voltage for consumers of the bus, such as a refrigerator or an entertainment system.

Entsprechend der Ausführungsform nach 1 kann mittels der Steuereinrichtung 52 über den Stromwandler 62, der über die Steuerleitung 54 mit der Steuereinrichtung verbunden ist, an dem Nebenausgang 48 elektrische Energie bereitgestellt werden, die von dem Generator 20 erzeugt wird und von den übrigen Verbrauchern 14, 16 und 18 des Klimasystems 60 nicht benötigt wird.According to the embodiment 1 Electrical energy can be provided at the secondary output 48 by means of the control device 52 via the current converter 62, which is connected to the control device via the control line 54, which is generated by the generator 20 and by the other consumers 14, 16 and 18 of the air conditioning system 60 is not needed.

In 3 ist ein weiteres Klimasystem 80 dargestellt, das wiederum weitgehend demjenigen nach 2 entspricht, sich von diesem aber dadurch unterscheidet, dass an dem Stromwandler 30 der Stromrichtereinheit ein zusätzlicher Eingang für eine Hilfsspannung vorgesehen ist, die von einem Hilfsstromnetz 82 bereitgestellt wird.In 3 Another air conditioning system 80 is shown, which in turn is largely the same as that 2 corresponds to, but differs from this in that an additional input for an auxiliary voltage is provided on the current transformer 30 of the converter unit, which is provided by an auxiliary power network 82.

Des Weiteren umfasst das Klimasystem 80 einen ersten Nebenausgang 84 für eine hochvoltige Wechselspannung, dem ein Gleichspannungs/Wechselspannungs-Stromwandler der Stromrichtereinheit 28 vorgeschaltet ist, der mit einer galvanischen Isolierung versehen ist. Neben dem ersten Nebenausgang 84 weist die Stromrichtereinheit einen zweiten Nebenausgang 28 für eine niedervoltige Gleichspannung auf, dem ein Gleichspannungs/Gleichspannungs-Stromwandler 87 vorgeschaltet ist. Die Stromwandler 85 und 87 sind jeweils mit dem Basiskreis 32 der Stromrichtereinheit 28 verbunden und können mittels der Steuereinrichtung 52 über die Steuerleitung 54 angesteuert werden.Furthermore, the air conditioning system 80 comprises a first auxiliary output 84 for a high-voltage alternating voltage, which is preceded by a direct voltage/alternating voltage current converter of the power converter unit 28, which is provided with galvanic insulation. In addition to the first auxiliary output 84, the power converter unit has a second auxiliary output 28 for a low-voltage direct voltage, which is preceded by a direct voltage/direct voltage current converter 87. The current converters 85 and 87 are each connected to the base circuit 32 of the power converter unit 28 and can be controlled by the control device 52 via the control line 54.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
KlimasystemAir conditioning system
1212
Verbraucherconsumer
1414
Motorengine
1616
HeizeinrichtungHeating device
1818
Motorengine
2020
Generatorgenerator
2222
FahrzeugmotorVehicle engine
2424
Versorgungsleitungsupply line
2626
EingangEntrance
2828
StromrichtereinheitPower converter unit
3030
Wandlerconverter
3232
BasiskreisBase circle
3434
StromwandlerPower converter
3636
WechselspannungsausgangAC voltage output
3838
StromwandlerPower converter
4040
GleichspannungsausgangDC voltage output
4242
StromwandlerPower converter
4444
AusgangExit
4646
SchalterSwitch
4848
NebenausgangSide exit
5050
HeizeinrichtungHeating device
5252
SteuereinrichtungControl device
5454
SteuerleitungControl line
6060
KlimasystemClimate system
6262
StromwandlerPower converter
6464
StromwandlerPower converter
6666
BatterieladeeinrichtungBattery charging device
6868
Kondensatorcapacitor
7070
StromwandlerPower converter
8080
KlimasystemAir conditioning system
8282
Stromnetzpower grid
8484
NebenausgangSide exit
8585
StromwandlerPower converter
8686
NebenausgangSide exit
8787
StromwandlerPower converter

Claims (11)

Klimasystem eines Fahrzeugs, umfassend einen Generator (20) zur Bereitstellung eines Versorgungsstroms mit einer Versorgungsspannung und eine Stromrichtereinheit (28) mit • einem Eingang (26) für die Versorgungsspannung; • einem Wechselspannungsausgang (36) für einen Kompressor; • einem Gleich- oder Wechselspannungsausgang (40) für eine Heizeinrichtung (16); • mindestens einem Nebenausgang (48, 84, 86) der mit mindestens einem klimasystemfremden Verbraucher (50, 66) des Fahrzeugs verbunden ist; und • einer Steuereinrichtung (52), wobei: die Steuereinrichtung (52) über eine Steuerleitung (54) mit dem Wechselspannungsausgang (36), dem Gleich- oder Wechselspannungsausgang (40) und dem Nebenausgang (48, 84, 86) verbunden ist und ausgelegt ist, um in Abhängigkeit von einem Energiebedarf an dem Wechselspannungsausgang (36) und an dem Gleichspannungsausgang (40), die Bereitstellung von elektrischer Energie von dem Generator (20) an den Nebenausgang (48, 84, 86) zu steuern.Air conditioning system of a vehicle, comprising a generator (20) for providing a supply current with a supply voltage and a power converter unit (28). • an input (26) for the supply voltage; • an AC voltage output (36) for a compressor; • a direct or alternating voltage output (40) for a heating device (16); • at least one secondary exit (48, 84, 86) which is connected to at least one consumer (50, 66) of the vehicle that is external to the air conditioning system; and • a control device (52), wherein: the control device (52) is connected and designed via a control line (54) to the AC voltage output (36), the DC or AC voltage output (40) and the secondary output (48, 84, 86). in order to control the provision of electrical energy from the generator (20) to the secondary output (48, 84, 86) depending on an energy requirement at the AC voltage output (36) and at the DC voltage output (40). Klimasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenausgang (48) einen Nebenausgangsschalter (46) umfasst, der mit der Steuereinrichtung (52) verbunden ist.Air conditioning system Claim 1 , characterized in that the secondary output (48) comprises a secondary output switch (46) which is connected to the control device (52). Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (52) mit einem Temperatursensor zur Bestimmung einer Temperatur in einem Fahrzeuginnenraum verbunden ist.Air conditioning system according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the control device (52) is connected to a temperature sensor for determining a temperature in a vehicle interior. Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichtereinheit (28) einen Eingangsspannungswandler (30) aufweist, der die Versorgungsspannung in eine Basisgleichspannung in einem Basiskreis (32) umsetzt, die an dem Wechselspannungsausgang (36) mittels eines ersten Ausgangsspannungswandlers (34) in die Wechselspannung für den Kompressor und/oder an dem Gleich- oder Wechselspannungsausgang (40) mittels eines zweiten Ausgangsspannungswandlers (38) in die Gleich- oder Wechselspannung für die Heizeinrichtung (16) und/oder an dem Nebenausgang (48, 84, 86) mittels eines Nebenspannungswandlers (62, 85, 87) in die Nebenspannung für den klimasystemfremden Verbraucher (66) umgesetzt wird.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the power converter unit (28) has an input voltage converter (30) which converts the supply voltage into a base DC voltage in a base circuit (32), which is converted to the AC voltage for the AC voltage output (36) by means of a first output voltage converter (34). Compressor and/or at the direct or alternating voltage output (40) by means of a second output voltage converter (38) into the direct or alternating voltage for the heating device (16) and/or at the secondary output (48, 84, 86) by means of a secondary voltage converter (62 , 85, 87) is converted into the secondary voltage for the consumer (66) external to the air conditioning system. Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Nebenausgang (48, 86) eine Gleichspannung anliegt.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that a direct voltage is present at the secondary output (48, 86). Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Nebenausgang (84) eine Wechselspannung anliegt.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that an alternating voltage is present at the secondary output (84). Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der klimasystemfremde Verbraucher eine Ölsumpfheizeinrichtung (50) eines Fahrzeugmotors (22) ist.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the consumer external to the air conditioning system is an oil sump heating device (50) of a vehicle engine (22). Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der klimasystemfremde Verbraucher eine Batterieladeeinrichtung (66) einer Fahrzeugbatterie ist.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the consumer external to the air conditioning system is a battery charging device (66) of a vehicle battery. Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichtereinheit (28) einen Hilfseingang für eine Hilfsversorgungsspannung hat.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the power converter unit (28) has an auxiliary input for an auxiliary supply voltage. Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichtereinheit (28) einen Gleich- oder Wechselspannungsausgang (44) für eine Ventilationseinrichtung hat.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the power converter unit (28) has a direct or alternating voltage output (44) for a ventilation device. Klimasystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Bus ist.Air conditioning system according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the vehicle is a bus.
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