DE102014111519A1 - Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs und Hybrid-Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Hybrid-Fahrzeug einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, einen elektrischen Energiespeicher und ein elektrisches Heizelement aufweist, wobei in einem ersten Fahrbetriebsmodus der Verbrennungsmotor betrieben wird und mittels der elektrischen Maschine der wenigstens eine elektrische Energiespeicher über einen Batteriestromkreis geladen wird und wobei ferner im ersten Fahrbetriebsmodus das elektrische Heizelement temporär dem Batteriestromkreis zugeschaltet oder abgeschaltet wird, wenn durch eine Drehzahländerung des Verbrennungsmotors eine kurzzeitige Stromänderung im Batteriestromkreis gegeben ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Hybrid-Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden zunehmend dazu eingesetzt, den Verbrauch von fossilen Brennstoffen sowie die Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen zu reduzieren. Solche Hybrid-Fahrzeuge weisen üblicherweise sowohl einen Verbrennungsmotor als auch wenigstens einen Elektromotor auf. Je nach Anforderungen und zur Verfügung stehenden Ressourcen kann zur Erzeugung von Rotationsenergie wahlweise in einem ersten Fahrbetriebsmodus entweder der Verbrennungsmotor oder in einem zweiten Fahrbetriebsmodus der Elektromotor verwendet werden. Während im ersten Fahrbetriebsmodus der Verbrennungsmotor chemische Energie von klassischem Kraftstoff, wie Benzin oder Diesel, durch Verbrennung in Rotationsenergie umwandelt, wird im zweiten Fahrbetriebsmodus der wenigstens eine Elektromotor mit elektrischer Energie aus bordeigenen Energiespeichern gespeist, um Rotationsenergie zum Antrieb des Fahrzeugs zu erzeugen. Zum Wiederaufladen der Energiespeicher wird das Fahrzeug entweder mit einer externen Stromquelle, beispielsweise an einer sogenannten Stromtankstelle oder einem Hausstromnetzanschluss, verbunden oder die im ersten Fahrbetriebsmodus durch den Verbrennungsmotor erzeugte Rotationsenergie wird zumindest teilweise mittels eines fahrzeugeigenen Generators in elektrische Energie zum Laden der Energiespeicher über einen Batteriestromkreis umgewandelt. Denkbar ist auch, dass der Elektromotor und der Generator durch eine einzige elektrische Maschine, welche wahlweise entweder im Motorbetrieb oder im Generatorbetrieb betrieben werden kann, realisiert werden. Ferner wird typischerweise Bremsenergie zurückgewonnen und in elektrische Energie zum Laden der Energiespeicherzellen umgewandelt.
  • Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Hochvoltbatterien, insbesondere auf Lithium-Ionen- oder Nickel-Metallhybrid-Basis, als wiederaufladbare, elektrochemische Energiespeicher zur Versorgung des wenigstens einen Elektromotors zu verwenden, da Hochvoltbatterien zur Aufnahme und Abgabe vergleichsweise großer Energiemengen in kurzer Zeit optimiert sind. Eine Besonderheit bei der Verwendung von solchen Hochvoltbatterien ist allerdings, dass die vorgegebenen Stromgrenzen beim Laden und Entladen der Hochvoltbatterien eingehalten werden müssen, da andernfalls eine Beschädigung der Hochvoltbatterien droht. Typischerweise sind in einem Fahrzeug mehrere Hochvoltbatterien zu Batteriemodulen zusammengeschaltet, so dass die Einhaltung der Stromgrenzen für jede einzelne Hochvoltbatterie nicht immer zeitlich optimal gesteuert werden kann. Dies gilt insbesondere bei niedrigen Temperaturen.
  • Beim Laden über den Generator ist der Ladestrom zudem abhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors hängt unmittelbar vom Fahrverhalten des Fahrers ab und kann je nach Fahrsituation plötzlich stark variieren, beispielsweise wenn der Fahrer das Fahrzeug abrupt stark beschleunigt. Die einhergehende Drehzahlerhöhung führt dann auf Seiten des Generators zu einer plötzlichen Erhöhung des Ladestroms. Es besteht also die Gefahr, dass es zu einer kurzzeitigen Überschreitung der Ladestromgrenze und somit zu einer Beschädigung oder zu einer Sicherheitsabschaltung der betreffenden Hochvoltbatterie kommt. Die Sicherheitsabschaltung kann im schlimmsten Fall zu einem Komplettausfall des Fahrzeugs führen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, mit welchem die genannten Nachteile des Standes der Technik ausgeräumt werden und welches insbesondere ein zuverlässiges und störungsfreies Aufladen von bordeigenen Energiespeicherzellen ermöglicht. Zudem soll das Verfahren einfach und kostengünstig zu implementieren sein.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs, wobei das Hybrid-Fahrzeug einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, einen elektrischen Energiespeicher und ein elektrisches Heizelement aufweist, wobei in einem ersten Fahrbetriebsmodus der Verbrennungsmotor betrieben wird und mittels der elektrischen Maschine der elektrische Energiespeicher über einen Batteriestromkreis geladen wird und wobei ferner im ersten Fahrbetriebsmodus das elektrische Heizelement temporär dem Batteriestromkreis zugeschaltet oder abgeschaltet wird, wenn durch eine Drehzahländerung des Verbrennungsmotors eine kurzzeitige Stromänderung im Batteriestromkreis gegeben ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass im Falle einer plötzlichen Erhöhung des Batteriestroms im Batteriestromkreis das elektrische Heizelement dem Batteriestromkreis als zusätzliche Stromsenke zugeschaltet wird und auf diese Weise die Stromspitze im Batteriestromkreis aufgefangen wird. Analog wird das im Betrieb befindliche elektrische Heizelement vom Batteriestromkreis temporär herunterreguliert oder getrennt und fungiert somit als virtuelle Stromquelle, um eine plötzliche Verringerung des Batteriestroms im Batteriestromkreis zumindest kurzzeitig zu kompensieren. Eine solche Verringerung des Batteriestroms kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere das Auftreten eines zu hohen Ladestroms als auch das Auftreten eines zu hohen Entladestroms (negativer Ladestrom) umfassen. Das temporäre Abschalten des elektrischen Heizelements sorgt insbesondere dafür, dass der maximal zulässige Entladestrom nicht überschritten wird. Der elektrische Energiespeicher wird auf diese Weise vor einer Übertretung oder Unterschreitung der vorgegebenen Stromgrenzen geschützt. Die Gefahr von Beschädigungen des elektrischen Energiespeichers oder eines Komplettausfalls des Fahrzeugs, beispielsweise durch eine Sicherheitsabschaltung des Energiespeichers, werden somit ausgeräumt. Zudem ist das erfindungsgemäße Verfahren vergleichsweise kostengünstig zu implementieren, wenn das Hybrid-Fahrzeug ohnehin mit einem elektrischen Heizelement ausgestattet ist. Ein solches Heizelement wird typischerweise zum Heizen des Fahrzeuginnenraums oder zum Heizen der Energiespeicherzellen bei niedrigen Umgebungstemperaturen verwendet.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das elektrische Heizelement einer Doppelfunktion zugeführt, so dass es in einem Fall gemäß seiner ursprünglichen Bestimmung zum Heizen des Fahrzeuginnenraums oder des elektrischen Energiespeichers verwendet wird und im anderen Fall als kurzfristig zuschaltbare Stromsenke oder -quelle zum Abfangen von Stromspitzen oder -dellen im Batteriestromkreis bzw. zum Abfangen von Batteriestromspitzen verwendet wird. Für den Fachmann versteht sich von selbst, dass der Wortlaut "Zuschalten" oder "Abschalten" des elektrischen Heizelements zum Batteriestromkreis im Sinne der vorliegenden Erfindung auch den Fall beinhaltet, dass die Leistung des elektrischen Heizelements lediglich teilweise hochreguliert oder herunterreguliert wird. Das elektrische Heizelement umfasst vorzugsweise einen Widerstandsheizer, welcher elektrischen Strom in Joulesche Wärme umwandelt, welcher vorteilhafterweise extrem kurze Schaltzeiten aufweist. In einem zweiten Fahrbetriebsmodus des Hybrid-Fahrzeugs ist der Verbrennungsmotor abgeschaltet und die elektrische Maschine fungiert als Traktionsmotor für das Hybrid-Fahrzeug. Die elektrische Maschine wird dabei von dem elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ ist auch denkbar, dass das elektrische Heizelement als PTC-(Positive Temperature Coefficient) oder Peltier-Element ausgebildet ist. Im ersten Fahrbetriebsmodus fungiert der Verbrennungsmotor entweder als Traktionsmotor (Parallel-Hybrid) oder nur zum Betreiben des Generators (Serien-Hybrid). Denkbar ist auch, dass der Elektromotor und der Generator nicht durch eine einzige elektrische Maschine, welche wahlweise entweder im Motorbetrieb oder im Generatorbetrieb betrieben werden kann, realisiert wird, sondern durch zwei separate Aggregate, einen Elektromotor und einen Generator. Der Batteriestromkreis umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere das Hochvoltnetz der Batterien. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Batteriestrom im Batteriestromkreis mittels einer Stromüberwachungseinheit überwacht wird und wobei von der Stromüberwachungseinheit die Zuschaltung des elektrischen Heizelements veranlasst wird, wenn die Stromüberwachungseinheit eine auftretende Ladestromerhöhung detektiert. Die Zuschaltung des elektrischen Heizelements wird von der Stromüberwachungseinheit insbesondere dann veranlasst, wenn von der Stromüberwachungseinheit detektiert wird, dass der Ladestrom und/oder die Änderung des Ladestroms im Ladestromkreis einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Denkbar ist auch, dass die Zuschaltung veranlasst wird, wenn die Änderung des Ladestroms innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls einen Grenzwert überschreitet. Analog ist vorzugsweise vorgesehen, dass von der Stromüberwachungseinheit die Abschaltung des elektrischen Heizelements (kann auch als Trennung des elektrischen Heizelements vom Ladestromkreis bezeichnet werden) veranlasst wird, wenn die Stromüberwachungseinheit eine auftretende Ladestromverringerung detektiert. Die Abschaltung des elektrischen Heizelements wird von der Stromüberwachungseinheit insbesondere dann veranlasst, wenn von der Stromüberwachungseinheit detektiert wird, dass der Ladestrom und/oder die Änderung des Ladestroms im Ladestromkreis einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Die Stromüberwachungseinheit kann Teil einer Leistungselektronik der elektrischen Maschine des Hybrid-Fahrzeugs sein. Die Stromüberwachungseinheit kann alternativ aber auch Teil eines Batteriesteuergeräts sein. Der Fachmann versteht jedoch von selbst, dass die Stromüberwachungseinheit in jedes beliebige Steuergerät des Fahrzeugs verortet sein kann, welches in der Lage ist, den Hochvoltheizer anzusteuern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybrid-Fahrzeug ein weiteres elektrisches Heizelement aufweist, wobei optional im ersten Fahrbetriebsmodus auch das weitere elektrische Heizelement temporär dem Batteriestromkreis zugeschaltet oder abgeschaltet wird, wenn durch eine Drehzahländerung des Verbrennungsmotors eine kurzzeitige Ladestromänderung gegeben ist. Denkbar ist, dass eines der beiden elektrischen Heizelemente zum Heizen des Fahrzeuginnenraums und das andere der beiden elektrischen Heizelemente zum Heizen des elektrischen Energiespeichers vorgesehen sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass mittels eines Klimatisierungssteuergeräts die Zuschaltung oder Abschaltung des elektrischen Heizelements oder des weiteren elektrischen Heizelements zum Batteriestromkreis durchgeführt wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Hybrid-Fahrzeug aufweisend einen in einem ersten Betriebsmodus in Betrieb befindlichen Verbrennungsmotor, wobei das Hybrid-Fahrzeug ferner ein elektrisches Heizelement sowie eine elektrische Maschine zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers über einen Batteriestromkreis im ersten Betriebsmodus aufweist und wobei im ersten Betriebsmodus das elektrische Heizelement temporär dem Batteriestromkreis zuschaltbar oder abschaltbar ist, wenn durch eine Drehzahländerung des Verbrennungsmotors eine kurzzeitige Stromänderung im Batteriestromkreis auftritt.
  • Das erfindungsgemäße Hybrid-Fahrzeug hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass eine temporäre Beaufschlagung des elektrischen Energiespeichers mit zu hohen Lade- oder Entladeströmen unterbunden wird, da im Falle der Ladestromerhöhung dem Batteriestromkreis das elektrische Heizelement als zusätzliche Stromsenke zum Anfangen der Ladestromspitzen zugeschaltet wird. Analog wird beim kurzzeitigen Auftreten von zu hohen Entladeströmen das in Betrieb befindliche elektrische Heizelement abgeschaltet, wodurch der Entladestrom im Batteriestromkreis sinkt und das abgeschaltete elektrische Heizelement bzw. das vom Batteriestromkreis getrennte elektrische Heizelement als virtuelle Stromquelle fungiert. In vorteilhafter Weise kann somit eine Beschädigung des elektrischen Energiespeichers oder eine Sicherheitsabschaltung des elektrischen Energiespeichers vermieden werden. Das elektrische Heizelement umfasst vorzugsweise einen Widerstandsheizer, welcher vorteilhafterweise ein extrem kurzes Ansprechverhalten aufweist. Die Zuschaltung oder Abschaltung des elektrischen Heizelements sorgt somit für eine unmittelbare Reduktion der momentanen Stromstärke im Batteriestromkreis. Denkbar ist, dass das elektrische Heizelement insbesondere eine in Wirkverbindung mit der wenigstens einen Energiespeicherzelle stehende Energiespeicherheizung und/oder eine in Wirkverbindung mit dem Fahrzeuginnenraum stehende Fahrzeuginnenraumheizung umfasst. Analog zum vorstehend beschriebenen Verfahren wird auch beim erfindungsgemäßen Hybrid-Fahrzeug das elektrische Heizelement somit vorteilhafterweise einer Doppelfunktion zugeführt: In einem Fall wird es gemäß seiner ursprünglichen Bestimmung zum Heizen des Fahrzeuginnenraums oder des elektrischen Energiespeichers verwendet, während es im anderen Fall als kurzfristig zuschaltbare Stromsenke oder -quelle zum Abfangen von Stromspitzen oder -dellen im Batteriestromkreis verwendet wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybrid-Fahrzeug eine Stromüberwachungseinheit zum Überwachen des Ladestroms im Batteriestromkreis und zur Veranlassung der Zuschaltung oder Abschaltung des elektrischen Heizelements zum Batteriestromkreis bei Detektion einer Änderung des Ladestromes aufweist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybrid-Fahrzeug eine Klimatisierungseinheit, insbesondere einen Klimakompressor, aufweist, welcher dem Batteriestromkreis zuschaltbar ist bzw. zugeschaltet wird, wenn durch eine Drehzahlerhöhung des Verbrennungsmotors eine kurzzeitige Ladestromerhöhung gegeben ist.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Hybrid-Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Hybrid-Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 ist eine schematische Ansicht eines Hybrid-Fahrzeugs 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert, um die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Hybrid-Fahrzeugs 1 zu erläutern. Das Hybrid-Fahrzeug 1 weist einen Verbrennungsmotor 2 und beispielhaft eine elektrische Maschine 6 auf. Das Hybrid-Fahrzeug 1 ist in zwei unterschiedlichen Fahrbetriebsmodi betreibbar:
    In einem ersten Fahrbetriebsmodus wird der Verbrennungsmotor 2 zur Gewinnung von Rotationsenergie betrieben, so dass in konventioneller Weise chemische Energie eines Kraftstoffs, wie Benzin oder Diesel, durch Verbrennung in Rotationsenergie umgewandelt wird. Dabei fungiert der Verbrennungsmotor 2 entweder als Traktionsmotor (Parallel-Hybrid) für das Hybrid-Fahrzeug 1 oder nur zum Betreiben der als Generator fungierenden elektrischen Maschine 6 (Serien-Hybrid).
  • In einem zweiten Fahrbetriebsmodus dient die in einem Elektromotormodus arbeitende elektrische Maschine 6 als Traktionsmotor zum Antreiben des Hybrid-Fahrzeugs 1, während der Verbrennungsmotor 2 außer Betrieb ist. Das Hybrid-Fahrzeug 1 weist einen elektrischen Energiespeicher 4 auf, welcher eine Hochvoltbatterie 5 umfasst. Die wiederaufladbare Hochvoltbatterie 5 umfasst insbesondere eine Lithium-Ionen- oder Nickel-Metallhybrid-Batterie. Der elektrische Energiespeicher 4 versorgt die als Elektromotor arbeitende elektrische Maschine 6 im zweiten Fahrbetriebsmodus mit der notwendigen elektrischen Energie, welche von der elektrischen Maschine 6 in Rotationsenergie zum Antreiben der Antriebsachsen umgewandelt wird.
  • Das Hybrid-Fahrzeug 1 weist ferner ein elektrisches Heizelement 7 in Form eines Widerstandsheizelements auf. Das elektrische Heizelement 7 ist im Bereich des elektrischen Energiespeichers 4 angeordnet und dient dazu, den elektrischen Energiespeicher 4 durch Umwandlung von elektrischer Energie in Joulesche Wärme zu wärmen, wenn besonders niedrige Umgebungstemperaturen, wie beispielsweise unter –10° Celsius, herrschen. Somit können die Ladezeiten verkürzt und der zweite Fahrbetriebsmodus auch bei niedrigen Bauteiltemperaturen, wie beispielsweise im Winter, verwendet werden.
  • Die elektrische Maschine 6 kann auch in einem Generatormodus betrieben werden, so dass im ersten Fahrbetriebsmodus Rotationsenergie zumindest teilweise in elektrische Energie gewandelt wird, mit welcher der elektrische Energiespeicher 4 über einen Batteriestromkreis geladen wird. Der vom Generator 6 in den Batteriestromkreis gespeiste Ladestrom hängt maßgeblich von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 ab. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 wird durch das Fahrverhalten des Fahrzeugführers beeinflusst und hängt letztendlich auch von der momentanen Fahr- und Verkehrssituation ab. Wenn der Fahrzeugführer nun plötzlich Gas gibt, um das Fahrzeug zu beschleunigen, steigt die Drehzahl sehr schnell bzw. sprunghaft an. Die elektrische Maschine 6 generiert entsprechend mehr Ladestrom. Die verwendeten Hochvoltbatterien 5 dürfen nur mit einem maximalen Ladestrom beladen werden. Dies gilt insbesondere bei Temperaturen unter –10° C.
  • Damit durch die auftretende Ladestromspitze der maximale Ladestrom nicht überschritten wird, wird dem Batteriestromkreis mittels einer Steuereinheit 8 nun das elektrische Heizelement 7 temporär zugeschaltet. Das elektrische Heizelement 7 fungiert dabei als Stromsenke, in welche zumindest teilweise der durch die plötzliche Drehzahlerhöhung hervorgerufene zusätzliche Ladestrom fließt, wodurch der am elektrischen Energiespeicher 4 ankommende Ladestrom reduziert wird.
  • Wenn der Fahrer des Hybrid-Fahrzeugs 1 alternativ plötzlich Gas wegnimmt, verringert sich das Drehmoment an der elektrischen Maschine 6, so dass auch der Ladestrom im Batteriestromkreis eine Verringerung erfährt. Im Batteriestromkreis kann somit ein Entladestrom entstehen. Damit die auftretende Entladestromspitze nicht zu einer Überschreitung des maximalen Entladestroms führt, wird das in Betrieb befindliche elektrische Heizelement 7 temporär abgeschaltet bzw. vom Batteriestromkreis getrennt, so dass der Entladestrom im Batteriestromkreis kurzzeitig absinkt und die Ladestromspitze kompensiert werden kann. Das elektrische Heizelement 7 fungiert somit als virtuelle Stromquelle.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Hybrid-Fahrzeug 1 wird das elektrische Heizelement 7 somit nicht nur als klassisches Heizelement zum Erwärmen des elektrischen Energiespeichers 4, sondern auch noch als Ladestrompuffer zum Abfedern von temporär auftretenden Stromspitzen im Batteriestromkreis verwendet.
  • Denkbar ist, dass das erfindungsgemäße Hybrid-Fahrzeug 1 mehrere elektrische Heizelemente 7 umfasst.
  • Denkbar ist, dass die Steuereinheit 8 eine Stromüberwachungseinheit im Batteriestromkreis umfasst und das elektrische Heizelement 7 zuschaltet, sobald der Ladestrom im Batteriestromkreis einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Steuereinheit 8 ist dabei vorzugsweise Bestandteil eines Batteriesteuergerätes 11 des Hybrid-Fahrzeugs 1.
  • Ferner wäre denkbar, dass der Generator und der Elektromotor bei dem vorstehend genannten Hybrid-Fahrzeug 1 nicht in einer elektrischen Maschine 6 vereint sind, sondern durch zwei separate Aggregate realisiert sind.
  • Zusätzlich kann bei ruhendem Hybrid-Fahrzeug 1 der elektrische Energiespeicher 4 natürlich auch mit Strom aus einem stationären Stromnetz geladen werden, wenn das Hybrid-Fahrzeug beispielsweise an einer Stromtankstelle oder in der Nähe eines Stromnetzhausanschlusses parkt. Ferner wird während des Bremsvorgangs vorzugsweise Bremsenergie über die Elektromotoren 3 zurückgewonnen und zum Laden des elektrischen Energiespeichers 4 verwendet.
  • In 2 ist eine schematische Ansicht eines Hybrid-Fahrzeugs 1 gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Das Hybrid-Fahrzeug 1 gemäß der zweiten Ausführungsform gleicht hinsichtlich seiner Ausbildung und Funktionalität dem anhand von 1 gezeigten Hybrid-Fahrzeug 1 gemäß der ersten Ausführungsform, wobei im Unterschied beim Hybrid-Fahrzeug 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ein zusätzliches weiteres elektrisches Heizelement 9 vorgesehen ist. Das weitere elektrische Heizelement 9 umfasst ebenfalls einen Widerstandsheizer, welcher allerdings im Fahrzeuginnenraum bzw. in Wirkverbindung mit dem Fahrzeuginnenraum angebracht ist, um den Fahrzeuginnenraum zu Komfortzwecken zu heizen.
  • Das weitere elektrische Heizelement 9 ist ebenfalls elektrisch mit der Steuereinheit 9 verbunden, so dass zur Vermeidung von batterieschädigenden Ladestromspitzen oder -dellen im Batteriestromkreis, welche durch plötzliche Drehzahländerungen des Verbrennungsmotors 2 verursacht sind, zusätzlich oder ausschließlich das weitere elektrische Heizelement 9 dem Batteriestromkreis zugeschaltet oder abgeschaltet werden kann. Denkbar ist, dass die Steuereinheit 9 zum Ein- oder Abschalten des weiteren elektrischen Heizelements 9 Bestandteil eines Klimatisierungssteuergerätes 10 des Hybrid-Fahrzeugs 1 ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Hybrid-Fahrzeug 1 gemäß der zweiten Ausführungsform kann also das zur Fahrzeuginnenraumheizung vorgesehene elektrische Heizelement 7 somit nicht nur als klassisches Heizelement zum Erwärmen des Fahrgastinnenraums sondern auch noch als Ladestrompuffer zum Abfedern von temporär auftretenden Ladungsstromspitzen oder -dellen im Batteriestromkreis verwendet werden.
  • Bei einem Hybrid-Fahrzeug 1 gemäß einer dritten Ausführungsform (nicht dargestellt) ist vorgesehen, dass das Hybrid-Fahrzeug 1 identisch mit dem in 2 illustrierten Hybrid-Fahrzeug 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet ist, wobei das elektrische Heizelement 7 zum Heizen des elektrischen Energiespeichers 4 eingespart wird. Die Stromspitze im Batteriestromkreis wird dann ausschließlich über das weitere elektrische Heizelement 9 zum Heizen des Fahrzeuginnenraums abgefangen.
  • Grundsätzlich wäre bei allen drei vorstehend beschriebenen Hybrid-Fahrzeugen 1, also bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform, denkbar, das Hybrid-Fahrzeug 1 zusätzlich mit einem Klimakompressor zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums derart zu verschalten, dass der Klimakompressor von dem Steuergerät 8 dem Batteriestromkreis zu- oder abgeschaltet wird, wenn Ladestromspitzen oder Entladestromspitzen auftreten. Alternativ ist auch denkbar, dass das elektrische Heizelement 7 als PTC-(Positive Temperature Coefficient) oder Peltier-Element ausgebildet ist.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Hybrid-Fahrzeugs (1), wobei das Hybrid-Fahrzeug (1) einen Verbrennungsmotor (2), eine elektrische Maschine (6), einen elektrischen Energiespeicher (4) und ein elektrisches Heizelement (7, 9) aufweist, wobei in einem ersten Fahrbetriebsmodus der Verbrennungsmotor (2) betrieben wird und mittels der elektrischen Maschine (6) der wenigstens eine elektrische Energiespeicher (4) über einen Batteriestromkreis geladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Fahrbetriebsmodus das elektrische Heizelement (7, 9) temporär dem Batteriestromkreis zugeschaltet oder abgeschaltet wird, wenn durch eine Drehzahländerung des Verbrennungsmotors (2) eine kurzzeitige Stromänderung im Batteriestromkreis gegeben ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Batteriestrom im Batteriestromkreis mittels einer Stromüberwachungseinheit überwacht wird und wobei von der Stromüberwachungseinheit entweder eine Zuschaltung des elektrischen Heizelements (7, 9) veranlasst wird, wenn die Stromüberwachungseinheit eine auftretende Ladestromerhöhung im Batteriestromkreis detektiert, oder eine Abschaltung des elektrischen Heizelements (7, 9) veranlasst wird, wenn die Stromüberwachungseinheit eine auftretende Entladestromerhöhung detektiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zuschaltung oder Abschaltung veranlasst wird, wenn von der Stromüberwachungseinheit detektiert wird, dass Batteriestrom und/oder die Änderung des Batteriestroms im Batteriestromkreis einen vorgegebenen Grenzwert über- oder unterschreitet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des elektrischen Heizelements (7, 9) oder eines weiteren elektrischen Heizelements (7, 9) der wenigstens eine elektrische Energiespeicher (4) und/oder ein Fahrgastraum des Hybrid-Fahrzeugs (1) geheizt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels eines Batteriesteuergerätes (11) oder eines Klimatisierungssteuergeräts (10) die Zuschaltung oder Abschaltung des elektrischen Heizelements (7, 9) und/oder des weiteren elektrischen Heizelements (7, 9) durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem zweiten Fahrbetriebsmodus der Verbrennungsmotor (2) abgeschaltet ist und die elektrische Maschine (6) als Traktionsmotor für das Hybrid-Fahrzeug (1) fungiert, welcher von dem elektrischen Energiespeicher (4) mit elektrischer Energie versorgt wird.
  7. Hybrid-Fahrzeug (1) aufweisend einen in einem ersten Betriebsmodus in Betrieb befindlichen Verbrennungsmotor (2), wobei das Hybrid-Fahrzeug (1) ferner ein elektrisches Heizelement (7, 9) sowie eine elektrische Maschine (6) zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers (4) über einen Batteriestromkreis im ersten Betriebsmodus aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Betriebsmodus das elektrische Heizelement (7, 9) temporär dem Batteriestromkreis zuschaltbar oder abschaltbar ist, wenn durch eine Drehzahländerung des Verbrennungsmotors (2) eine kurzzeitige Stromänderung im Batteriestromkreis gegeben ist.
  8. Hybrid-Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, wobei das Hybrid-Fahrzeug (1) eine Stromüberwachungseinheit zum Überwachen des Batteriestroms im Batteriestromkreis und zur Veranlassung der Zuschaltung oder Abschaltung des elektrischen Heizelements (7, 9) bei Detektion einer Änderung des Batteriestroms aufweist.
  9. Hybrid-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das elektrische Heizelement (7, 9) einen Widerstandsheizer umfasst und wobei das elektrische Heizelement (7, 9) insbesondere eine in Wirkverbindung mit dem wenigstens einen Energiespeicher (4) stehende Energiespeicherheizung und/oder eine in Wirkverbindung mit dem Fahrzeuginnenraum stehende Fahrzeuginnenraumheizung umfasst.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19532136A1 (de) * 1995-08-31 1997-03-06 Clouth Gummiwerke Ag Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102007032726A1 (de) * 2007-07-13 2009-01-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Antriebsstrangs und Antriebsstrang
DE102012208845A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Robert Bosch Gmbh Fahrzeug mit Rekuperationssystem

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