DE102012112856A1

DE102012112856A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012112856A1
Application number: DE201210112856
Authority: DE
Inventors: Werner Schiek; Walter Buck; Odon Szinyi; Jens NIEWÖHNER; Martin Füchtner; Harald Raiser; Stefan Hösl
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor und mindestens eine Elektromaschine (5) umfasst, der zu Kühlzwecken Luft zugeführt wird, die sich im Betrieb der Elektromaschine (5) erwärmt und als Abluft abgeführt wird. Um das Betreiben eines Hybridfahrzeugs weiter zu verbessern und/oder zu vereinfachen, wird die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zu Kühl- und/oder Heizzwecken mindestens einer weiteren Komponente (30) des Hybridfahrzeugs zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor und mindestens eine Elektromaschine umfasst, der zu Kühlzwecken Luft zugeführt wird, die sich im Betrieb der Elektromaschine erwärmt und als Abluft abgeführt wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einer Elektromaschine, das gemäß einem derartigen Verfahren betrieben wird.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 204 A1 ist ein Elektroantrieb für ein Fahrzeug mit einem Elektromotor bekannt, der eine Heizvorrichtung umfasst, welche mit dem Elektromotor derart wirkverbunden und ausgebildet ist, wenigstens eine von dem Elektromotor beim Erzeugen einer Drehbewegung erzeugte Betriebsverlustwärme abzuführen und in einen Fahrgastraum des Fahrzeugs zu leiten. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 003 484 A1 ist eine Klimaanlage für ein Elektrofahrzeug mit einem Lüfter zum Blasen von Luft und einem Antriebsmotor bekannt, der eingerichtet ist, die durch den Lüfter geblasene Luft aufzunehmen, wobei die durch den Antriebsmotor und ein Luftreinigungssystem gelenkte Luft zu dem Fahrzeuginnenraum förderbar ist, um auf diese Weise den Fahrzeuginnenraum zu erwärmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor und mindestens eine Elektromaschine umfasst, der zu Kühlzwecken Luft zugeführt wird, die sich im Betrieb der Elektromaschine erwärmt und als Abluft abgeführt wird, weiter zu verbessern und/oder zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor und mindestens eine Elektromaschine umfasst, der zu Kühlzwecken Luft zugeführt wird, die sich im Betrieb der Elektromaschine erwärmt und als Abluft abgeführt wird, dadurch gelöst, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zu Kühl- und/oder Heizzwecken mindestens einer weiteren Komponente des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Die erwärmte Abluft der Elektromaschine wird zum Beispiel mittels Luftleiteinrichtungen zu der mindestens einen weiteren Komponente des Hybridfahrzeugs geleitet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zu Kühlzwecken einer stark erhitzten Abgasanlage des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Durch den Temperaturunterschied zwischen der Abluft und der stark erhitzten Abgasanlage kann die Abgasanlage auf einfacher Art und Weise effektiv gekühlt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zum Vorwärmen einem kalten Katalysator des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Dadurch kann die Wirksamkeit des Katalysators auf einfache Art und Weise verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zu Heizzwecken einem Innenraum des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Dadurch kann das Innenraumklima des Hybridfahrzeugs auf einfache Art und Weise verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine direkt dem Innenraum des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Das liefert den Vorteil, dass ein zusätzlicher Wärmetauscher entfallen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine über einen Wärmetauscher dem Innenraum des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Dadurch kann der Regelkomfort verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zur Darstellung einer Nackenheizung einem Fahrzeugsitz und/oder einer Kopfstütze des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Die warme Abluft kann zum Beispiel aus einem der Kopfstütze zugewandten Ende einer Fahrzeuglehne oder aus der Kopfstütze selbst ausströmen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zu Heizzwecken einem Getriebe des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Die dadurch bewirkte Erwärmung des Getriebes führt zu einer vorteilhaften Verminderung von Schleppmomenten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine zu Heizzwecken einem Schmiermediumtank des Hybridfahrzeugs zugeführt wird. Bei dem Schmiermediumtank handelt es sich zum Beispiel um einen Öltank. Durch das Vorwärmen des Schmiermediums kann das Startmoment des Verbrennungsmotors reduziert werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einer Elektromaschine, das gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren betrieben wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Elektromaschine, der zu Kühlzwecken Luft zugeführt wird, und
2 eine vereinfachte Darstellung der Elektromaschine aus 1 zur Veranschaulichung der Erfindung.
In 1 ist eine Kühleinrichtung 1 zur Kühlung einer Elektromaschine 5 mit Kühlluft perspektivisch dargestellt. Die Kühlluft wird der Elektromaschine 5 über einen Lufteintritt 6 zugeführt. Im Betrieb der Elektromaschine 5 erwärmt sich die Kühlluft. Die erwärmte Kühlluft tritt an einem Luftaustritt 8 aus der Elektromaschine aus.
Die Elektromaschine 5 ist vorteilhaft mit einem rotierenden Lüfterrad ausgestattet, mit dessen Hilfe die Kühlluft über den Lufteintritt 6 angesaugt werden kann. Durch einen Pfeil 11 ist eine Fahrtrichtung eines mit der Kühleinrichtung 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs 22 angedeutet. Durch einen weiteren Pfeil 12 ist Fahrtwind angedeutet, der in Form einer Luftströmung 15 dem Lufteintritt 6 zugeführt wird.
Die Luftströmung 15 gelangt durch eine Lufteintrittsöffnung 18, die in oder an einem Karosserieteil 20 des Kraftfahrzeugs 22 vorgesehen ist, in eine Airbox 24. Aus der Airbox 24 gelangt die Luftströmung über eine Reinluftschale 25 und eine Kühlluftanbindung 26 zum Lufteintritt 8 der Elektromaschine 5.
Ein Lüfterrad der Elektromaschine 5 stellt ein aktives Strömungselement dar und kann alternativ oder zusätzlich zum Fahrtwind 12 zur Darstellung der Luftkühlung verwendet werden. Durch den Fahrtwind 12 entsteht an der Lufteintrittsöffnung 18 ein Überdruck oder Staudruck, dessen Einfluss sich auf die Airbox 24 und die Reinluftschale 25 überträgt.
Die Kühlluftanbindung 26 ist vorteilhaft aus einem Elastomer gebildet, um Triebstrangschwingungen und Relativbewegungen von der Karosserie des Kraftfahrzeugs 22 zu entkoppeln. Alternativ kann die Kühlluftanbindung 26 eine Verschlauchung, zum Beispiel aus einem Elastomer-Gewebe-Compound oder ein Well- beziehungsweise Flexrohr umfassen.
In 2 ist die Elektromaschine 5 aus 1 stark vereinfacht durch ein Rechteck dargestellt. Der Lufteintritt 6 und der Luftaustritt 8 sind ebenfalls stark vereinfacht dargestellt. Durch ein weiteres Rechtecksymbol 30 ist eine weitere Komponente des als Hybridfahrzeug ausgeführten Kraftfahrzeugs 22 dargestellt, der zu Kühl- und/oder Heizzwecken erwärmte Abluft der Elektromaschine 5 zugeführt wird.
Bei der Komponente 30 handelt es sich zum Beispiel um eine heiße Abgasanlage des Hybridfahrzeugs, die mit der Abluft der Elektromaschine 5 gekühlt wird. Alternativ oder zusätzlich können weitere Komponenten des Antriebsstrangs des Hybridfahrzeugs mit der Abluft der Elektromaschine 5 gekühlt werden. Prinzipiell können sämtliche Komponenten des Hybridfahrzeugs, die heißer als die Abluft der Elektromaschine 5 sind, mit der Abluft der Elektromaschine 5 gekühlt werden.
Darüber hinaus kann die Abluft der Elektromaschine 5 zum Heizen oder Erwärmen von Komponenten des Hybridfahrzeugs verwendet werden, die eine geringere Temperatur als die Abluft der Elektromaschine 5 aufweisen. So kann die Abluft der Elektromaschine 5 vorteilhaft verwendet werden, um einen relativ kalten Katalysator des Hybridfahrzeugs zu erwärmen. Darüber hinaus kann die Abluft der Elektromaschine 5 zum Beispiel zur Erwärmung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abluft der Elektromaschine 5 zum Erwärmen oder Heizen eines Getriebes des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Dadurch können Schleppmomente des Getriebes verringert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abluft der Elektromaschine 5 zum Erwärmen oder Heizen eines Öltanks des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Dadurch kann das Kaltstartmoment eines Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009000204 A1 [0002]
DE 102010003484 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs (22), das einen Verbrennungsmotor und mindestens eine Elektromaschine (5) umfasst, der zu Kühlzwecken Luft zugeführt wird, die sich im Betrieb der Elektromaschine (5) erwärmt und als Abluft abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zu Kühl- und/oder Heizzwecken mindestens einer weiteren Komponente (30) des Hybridfahrzeugs zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zu Kühlzwecken einer stark erhitzten Abgasanlage des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zum Vorwärmen einem kalten Katalysator des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zu Heizzwecken einem Innenraum des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) direkt dem Innenraum des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) über einen Wärmetauscher dem Innenraum des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zur Darstellung einer Nackenheizung einem Fahrzeugsitz und/oder einer Kopfstütze des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zu Heizzwecken einem Getriebe des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erwärmte Abluft der Elektromaschine (5) zu Heizzwecken einem Schmiermediumtank des Hybridfahrzeugs (22) zugeführt wird.
Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einer Elektromaschine (5), das gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben wird.