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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmekreislauf für eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren für die Speicherung von Wärme in einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs.
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Es ist grundsätzlich bekannt, dass Fahrzeuge mit Antriebsvorrichtungen ausgestattet sind, welche zu kühlen sind. Für die Kühlfunktion einer Antriebsvorrichtung wird bekanntermaßen sowohl für Verbrennungsmotoren als auch für elektrische Antriebsmaschinen Wärmetransportfluid, in einfachsten Fällen Wasser, eingesetzt. In einem entsprechenden Hauptkreislauf wird nun dieses Wärmetransportfluid gefördert, wobei mithilfe eines Hauptwärmetauschers Wärme von der Antriebsvorrichtung aufgenommen werden kann. Diese Wärme kann durch das reine Umpumpen im Hauptwärmekreislauf verteilt werden und an die Umgebung abgegeben werden. Meistens ist jedoch in einem Fahrzeug eine Wärmesenke vorgesehen, welche zum Beispiel durch einen Kühler hinter dem Kühlergrill des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt wird. In gleichem Maße ist es bekannt, dass auch Batterievorrichtungen, insbesondere bei Hybridfahrzeugen, in vordefinierten Temperaturbereichen gehalten werden sollen. Hierfür sind ebenfalls Temperaturkreisläufe einsetzbar, welche insbesondere zum Kühlen der Batterievorrichtung im Betrieb dienen.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die Zeitdauer, in welcher die Batterievorrichtung in dem idealen Temperaturfenster ist, reduziert wird, da das Fahrzeug beim Abstellen erkaltet. Dieses Erkalten gilt auch für die Batterievorrichtung, so dass bei jedem Neustart nach längerer Standphase die Batterievorrichtung das ideale Temperaturfenster durch Erwärmung erst wieder erreichen muss. Die Reduktion der Zeitdauer des idealen Temperaturfensters führt zum einen zur Reduktion der Effizienz der Speicherung von Energie in der Batterievorrichtung. Zum anderen führt die Reduktion des Zeitfensters mit idealen Temperaturbedingungen zu einer reduzierten Standzeit der Batterievorrichtung.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Effizienz des Betriebes einer Batterievorrichtung in einem Fahrzeug zu verbessern.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmekreislauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wärmekreislauf beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Ein erfindungsgemäßer Wärmekreislauf für eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs weist einen Hauptkreislauf für eine umlaufende Förderung eines Wärmetransportfluids auf. Weiter ist ein Nebenkreislauf vorgesehen, welcher ebenfalls für die umlaufende Förderung eines Wärmetransportfluids ausgelegt ist. Der Hauptkreislauf ist mit einem Hauptwärmetauscher für den Austausch von Wärme mit der Antriebsvorrichtung ausgestattet. Der Nebenkreislauf ist mit einem Nebenwärmetauscher für einen Austausch von Wärme mit einer Batterievorrichtung des Fahrzeugs ausgestattet. Beide Wärmetauscher können auch in den jeweiligen Komponenten integriert sein. Ein erfindungsgemäßer Wärmekreislauf zeichnet sich dadurch aus, dass ein Verbindungswärmetauscher vorgesehen ist für einen Austausch von Wärme zwischen dem Hauptkreislauf und dem Nebenkreislauf.
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Ausgehend von den bekannten Lösungen, wird also insbesondere ein Hauptkreislauf eingesetzt, welcher in modernen Fahrzeugen bereits vorhanden ist. Dieser Hauptkreislauf ist dabei insbesondere der Kühlkreislauf, welcher zur Kühlung der Antriebsvorrichtung in Form des Verbrennungsmotors und/oder einer elektrischen Antriebsmaschine eingesetzt wird. Dieser Kühlkreislauf dient dazu, eine Überhitzung der Antriebsvorrichtung zu vermeiden, indem Wärme von der Antriebsvorrichtung zu einer Wärmesenke in Form des Fahrzeugkühlers geleitet und dort an die Umgebung abgegeben wird.
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Erfindungsgemäß ist nun ein zusätzlicher Kreislauf in Form des Nebenkreislaufs vorgesehen, welcher ein Wärmefluid in wärmeübertragenden Kontakt mit einer Batterievorrichtung bringen kann. Kernüberlegung der vorliegenden Erfindung ist die Kombination von Hauptkreislauf und Nebenkreislauf über den Verbindungswärmetauscher. Diese erlaubt es, Wärme aus dem Hauptkreislauf in den Nebenkreislauf zu übertragen und umgekehrt. Auf diese Weise wird es möglich, Wärme zwischen der Batterievorrichtung über den Nebenkreislauf und der Antriebsvorrichtung über den Hauptkreislauf auszutauschen. Dies kann für im Wesentlichen zwei Kerneffekte der vorliegenden Erfindung genutzt werden, wie sie nachfolgend beschrieben werden.
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Zum einen wird es möglich, die Wärme, welche beim Betrieb der Antriebsvorrichtung entsteht, an die Batterievorrichtung über die Übergabe mittels des Verbindungswärmetauschers und den Nebenkreislauf weiterzugeben. Dies führt dazu, dass sich die Batterievorrichtung deutlich schneller erwärmt, als dies bei normalem Betrieb der Fall wäre. Mit anderen Worten erreicht die Batterievorrichtung nach einem Kaltstart des Fahrzeugs deutlich schneller das ideale Temperaturfenster für effizienten Betrieb und lange Lebensdauer, als dies ohne diese Übergabe der Wärme von der Antriebsvorrichtung über den Verbindungswärmetauscher möglich wäre.
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Ein weiterer Vorteil wird durch den erfindungsgemäßen Wärmekreislauf in anderer Richtung erzielt. So kann nun zum Beispiel nach dem Abschalten des Fahrzeugs Wärme in der Batterievorrichtung gespeichert werden bzw. gespeichert bleiben. Batterievorrichtungen, insbesondere für Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge, weisen üblicherweise hohe Wärmespeicherkapazitäten auf, welche mit dem hohen Gewicht und dem hohen Volumen solcher großen Batterievorrichtungen einhergehen. Dies ermöglicht es, diese Wärmespeicherkapazität zusätzlich zur Stromspeicherkapazität auszunutzen. Über den Verbindungswärmetauscher kann nun nach dem Abschalten der Antriebsvorrichtung Wärme, welche sich noch in dem Hauptkreislauf befindet, bzw. Wärme, welche der Hauptkreislauf auch nach dem Abschalten von der noch erwärmten Antriebsvorrichtung erhält, über den Verbindungswärmetauscher und Nebenkreislauf in die Batterievorrichtung eingespeist werden. Dies kann insbesondere in einer quantitativen Weise geschehen, welche die normale Betriebstemperatur der Batterievorrichtung übersteigt. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Effizienzbetrachtung der Batterievorrichtung für die maximale Temperaturbelastung nicht mehr ausschlaggebend, da das Fahrzeug sich im Stand außer Betrieb befindet. Somit kann nun unter einer Vermeidung einer physischen Schädigung der Batterievorrichtung eine im Wesentlichen maximale Speicherkapazität für Wärme in der Batterievorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Nach dem Kaltstart eines Fahrzeugs kann die auf diese Weise hoch erwärmte Batterievorrichtung diese Wärme wiederum in umgekehrter Richtung über den Nebenkreislauf, den Verbindungswärmetauscher und den Hauptkreislauf über den Hauptwärmetauscher der Antriebsvorrichtung zur Verfügung stellen. Mit anderen Worten kann nun die Batterievorrichtung zumindest teilweise eine schnellere Erwärmung der Antriebsvorrichtung ermöglichen. Dies führt zu einem effizienteren Betrieb der Antriebsvorrichtung, insbesondere wenn diese als Verbrennungsmaschine ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es möglich, zusätzliche Wärmequellen in Form von Heizvorrichtungen effizienter oder mit geringerer Leistung zu betreiben, um den gleichen schnellen Aufwärmeffekt für die Antriebsvorrichtung erzielen zu können.
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Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass Hauptkreislauf und Nebenkreislauf voneinander getrennte Kreisläufe aufweisen. Dementsprechend können Hauptkreislauf und Nebenkreislauf auch unterschiedliche Ausbildungsformen der Wärmetransportfluide aufweisen. Dabei können auch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und unterschiedliche Strömungsdrücke für den jeweiligen Kreislauf ausgewählt werden. Selbstverständlich ist es jedoch auch denkbar, dass sowohl im Hauptkreislauf, als auch im Nebenkreislauf Wärmetransportfluid von identischer Ausbildungsform umlaufend gefördert wird.
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Die Wärmetauscher können dabei an die jeweilige Wärmeübertragungssituation angepasst sein. Bevorzugt sind kompakte Bauweisen der Wärmetauscher, so dass insbesondere Plattenwärmetauscher für eine kompakte Austauschmöglichkeit von Wärme zwischen der Antriebsvorrichtung, dem Hauptkreislauf, dem Nebenkreislauf und der Batterievorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
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Neben der erläuterten Möglichkeit, dass nun ein schnelleres Anwärmen der Batterievorrichtung und darüber hinaus ein schnelleres Anwärmen der Antriebsvorrichtung zu einer verbesserten Effizienz im Betrieb des Fahrzeugs führt, kann auch der Gesamtanteil der Zeit, in welchem sich die Batterievorrichtung in idealen Temperaturfenstern bewegt, erhöht werden. Damit erhöht sich neben Effizienz und Reichweite des Fahrzeugs auch die Standzeit und damit die Langlebigkeit der Batterievorrichtung.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Wärmekreislauf der Hauptkreislauf als Hochtemperaturkreislauf und der Nebenkreislauf als Niedertemperaturkreislauf ausgebildet sind. Das bedeutet, dass der Hauptkreislauf hinsichtlich seiner Dimensionierung, seiner Strömungsgeschwindigkeiten und seines Wärmetransportfluids für das Fördern von höheren Temperaturen und damit einer größeren Wärmemenge ausgebildet ist. Darüber hinaus ist der Nebenkreislauf entsprechend in Korrelation zum Hauptkreislauf für den Umlauf von geringeren Temperaturen und damit von geringeren Wärmemengen ausgelegt. Insbesondere kann dies durch unterschiedliche Ausführungsformen der Wärmetransportfluide und entsprechend unterschiedliche geometrische Gestaltungen der Kreisläufe zur Verfügung gestellt werden.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Wärmekreislauf der Hauptkreislauf und/oder der Nebenkreislauf zumindest eine Wärmequelle und/oder zumindest eine Wärmesenke aufweist. Eine Wärmequelle kann zum Beispiel eine Zusatzheizung sein, welche zu einem schnelleren Anwärmen der Antriebsvorrichtung und/oder der Batterievorrichtung führt. Durch die Austauschmöglichkeit über den Verbindungswärmetauscher kann eine solche Wärmequelle damit auch zum Anwärmen von zwei Komponenten im Wesentlichen gleichzeitig, also von der Batterievorrichtung und der Antriebsvorrichtung eingesetzt werden. Auf diese Weise können Gewicht und Kosten eingespart werden. Eine Wärmesenke ist insbesondere eine Kühlmöglichkeit, welche die geförderte Wärme im jeweiligen Kreislauf an die Umgebung abgeben kann. Dabei kann die Wärmesenke insbesondere in Korrelation gemeinsam für beide Kreisläufe ausgebildet sein, zum Beispiel hinter dem Kühlergrill eines Fahrzeugs.
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Es kann weiter von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Wärmekreislauf der Hauptkreislauf und der Nebenkreislauf jeweils eine Pumpe aufweisen für eine Zwangsförderung des Wärmetransportfluids. Selbstverständlich kann es theoretisch auch ausreichen, wenn in Einzelfällen nur einer dieser beiden Kreisläufe mit einer Pumpe ausgestattet ist. Insbesondere für den Fall der Speicherfunktionalität nach Abschalten des Motors kann eine solche Pumpe mit einem entsprechenden separaten Elektroantrieb und einem separaten Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt werden, um den Zwangsförderbetrieb des Wärmetransportfluids auch nach dem Ausschalten des Fahrzeugs zur Verfügung stellen zu können. Insbesondere kann auf diese Weise die Strömungsgeschwindigkeit und das Fördervolumen des Wärmetransportfluids in dem jeweiligen Kreislauf in eindeutiger Weise gesteuert bzw. geregelt werden.
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Es ist weiter von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Wärmekreislauf der Nebenkreislauf zumindest eine Neben-Bypassleitung aufweist für eine Entkopplung der Batterievorrichtung von der umlaufenden Förderung des Wärmetransportfluids. Das bedeutet, dass mit entsprechender Ventilschaltung eine Umgehung des Nebenwärmetauschers stattfinden kann. Mit anderen Worten kann in dem Fall der Aktivierung der Neben-Bypassleitung das Wärmetransportfluid an der Batterievorrichtung vorbeigeleitet werden, so dass kein Wärmeaustausch zur Batterievorrichtung stattfindet. Beispielsweise kann im normalen Betrieb auf diese Weise ein Entkoppeln stattfinden, um ein Überhitzen der Batterie oder ein zu starkes Auskühlen zu vermeiden.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Wärmekreislauf der Nebenkreislauf zumindest eine Wärmetauscher-Bypassleitung aufweist für eine Entkopplung des Verbindungswärmetauschers von der umlaufenden Förderung des Wärmetransportfluids. Dies erlaubt es nun, die Übergabe von Wärme zwischen Hauptkreislauf und Nebenkreislauf zu unterbinden. Auch dies kann durch entsprechende Ventilschaltungen zur Verfügung gestellt werden. Selbstverständlich kann auch eine entsprechende Haupt-Bypassleitung vorgesehen sein, um den Verbindungswärmetauscher aus dem Hauptkreislauf zu entkoppeln. Diese beiden Möglichkeiten erlauben es, die Übergabe von Wärme an den Nebenkreislauf zu verhindern und gleichzeitig die Kühlfunktion für die Batterievorrichtung aufrechtzuerhalten, wenn eine entsprechende Wärmesenke als Teil des Nebenkreislaufs ausgebildet ist.
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Es ist weiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Speicherung von Wärme in einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs vorzusehen. Insbesondere ist ein erfindungsgemäßer Wärmekreislauf vorgesehen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- – Aufnehmen von Wärme einer Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs im Wärmetransportfluid in einem Hauptkreislauf eines Wärmekreislaufs,
- – Übergabe der aufgenommenen Wärme an ein Wärmetransportfluid eines Nebenkreislaufs,
- – Abgabe der übergebenen Wärme an die Batterievorrichtung.
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Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Wärmekreislaufs bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Wärmekreislauf erläutert worden sind. Insbesondere kann auf diese Weise eine Speichermöglichkeit von Wärme in der Batterievorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Selbstverständlich kann durch die Umkehrung der Verfahrensschritte ein entsprechender Austausch der Wärme auch zurück an die Antriebsvorrichtung erfolgen, wie dies bereits in der Einleitung dieser vorliegenden Anmeldung näher erläutert worden ist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Temperatur der Batterievorrichtung überwacht wird und in Abhängigkeit der Temperatur der Batterievorrichtung, insbesondere durch Schalten einer Bypassleitung, die Übergabe der Wärme und/oder die Abgabe der Wärme erfolgt oder unterbleibt. Mit anderen Worten kann auf diese Weise durch einfaches Schalten von Ventilen eine Übergabe von Wärme zugeschaltet werden oder unterbunden werden. Dies erlaubt es, je nach tatsächlicher Anforderung an die Batterievorrichtung und/oder die Antriebsvorrichtung, eine entsprechende Kühlfunktion, Speicherfunktion oder Aufwärmfunktion zur Verfügung zu stellen. Dabei reicht es aus, ein einfaches Schalten von Ventilen zu regeln bzw. zu steuern, um zwischen diesen einzelnen Funktionsmöglichkeiten hin und her zu schalten.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Übergabe der Wärme und/oder die Abgabe der Wärme beim oder nach dem Ausschalten der Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs erfolgt, insbesondere bis die Temperatur der Batterievorrichtung über einen Betriebsschwellwert, bevorzugt unter einem Standschwellwert, liegt. Das bedeutet, dass nach dem Abstellen des Fahrzeugs und Ausschalten der Antriebsvorrichtung das erfindungsgemäße Verfahren weiterläuft bzw. anläuft. Die Speicherung der Wärme erfolgt nun in der Batterievorrichtung durch die Aufnahme der Wärme von der Antriebsvorrichtung, die Übergabe über den Verbindungswärmetauscher an den Nebenkreislauf und die Abgabe zur Speicherung an die Batterievorrichtung. Durch die Überwachung der Temperatur wird es nun möglich, einen Betriebsschwellwert, welcher insbesondere unter Effizienzbetrachtung an dem Betrieb der Batterievorrichtung ermittelt wird, deutlich zu übersteigen. So kann nun ein Standschwellwert zur Verfügung gestellt sein, welcher zwar keinen effizienten Betrieb der Batterievorrichtung mehr ermöglicht, jedoch eine Schädigung der Batterie durch Überhitzung vermeidet. Somit kann im Abstellfall des Fahrzeugs eine deutlich größere Wärmemenge in der Batterievorrichtung gespeichert werden, als dies während des Betriebs der Batterievorrichtung hinsichtlich Effizienzüberlegungen möglich wäre. Im Nachlauf können also zum Beispiel Pumpen und entsprechende Ventilschaltungen gesteuert bzw. geregelt werden, um diese verstärkte Speicherfunktionalität eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung stellen zu können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wärmekreislaufs und
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2 eine schematische Darstellung eines Temperaturverlaufs.
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1 zeigt schematisch, wie ein Fahrzeug mit einer Antriebsvorrichtung 100 und einer Batterievorrichtung 200 ausgestattet sein kann. Die Antriebsvorrichtung 100 kann hier als Elektromotor und/oder als Verbrennungsmotor ausgebildet sein. In üblicher Weise ist ein Hauptkreislauf 20 eines Wärmekreislaufs 10 vorgesehen, welcher über einen Hauptwärmetauscher 22 Wärme von der Antriebsvorrichtung 100 aufnehmen kann. Das Wärmetransportfluid W wird von einer Pumpe 70 zwangsgefördert, um einen Umlauf im Hauptkreislauf 20 zur Verfügung zu stellen. Um die Wärme abzuführen und an die Umgebung abzugeben, ist ein Kühler in Form einer Wärmesenke 60 vorgesehen, durch welchen das Wärmetransportfluid W mittels der Pumpe 70 gefördert wird. Zusätzlich ist eine Wärmequelle 50 in Form einer Heizvorrichtung vorgesehen, um ein schnelleres Anwärmen der Antriebsvorrichtung 100 im Kaltstartfall zu ermöglichen.
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Nebengeordnet zum Hauptkreislauf 20 ist ein Nebenkreislauf 30 vorgesehen, welcher als primäre Funktionalität die Kühlfunktion der Batterievorrichtung 200 zur Verfügung stellt. Auch hier ist ein Wärmetransportfluid W vorgesehen, welches von einer Pumpe 70 im Nebenkreislauf 30 zwangsgefördert wird. Auch hier ist wiederum eine Wärmequelle 50 in Form eines Zuheizers sowie eine entsprechende Wärmesenke 60 in Form einer Kühlvorrichtung vorgesehen. Die Wärmesenken 60 von Hauptkreislauf 20 und Nebenkreislauf 30 sind hier hintereinandergeschaltet, so dass sie zum Beispiel beide Wärme an die Umgebung an der gleichen Position des Fahrzeugs, zum Beispiel hinter dem Kühlergrill des Fahrzeugs, abgeben können.
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Die erfindungsgemäße Funktionalität wird im Kerngedanken durch den Verbindungswärmetauscher 40 zur Verfügung gestellt. Dieser ermöglicht es, Wärme zwischen dem Hauptkreislauf 20 und dem Nebenkreislauf 30 in beiden Richtungen auszutauschen. Hierfür werden die entsprechenden Ventile so geschaltet, dass von beiden Seiten, also vom Hauptkreislauf 20 und vom Nebenkreislauf 30 entsprechendes Wärmetransportfluid W durch den Verbindungswärmetauscher 40 gefördert wird. Dies kann dazu führen, dass durch den Hochtemperaturkreislauf des Hauptkreislaufs 20 Wärme an den Nebenkreislauf 30 als Niedertemperaturkreislauf übergeben wird und somit die Batterievorrichtung 200 vorgeheizt wird. Die Übergabe erfolgt über den Nebenwärmetauscher 32 im Nebenkreislauf 30, während die ursprüngliche Aufnahme der Wärme aus der Antriebsvorrichtung 100 über den Hauptwärmetauscher 22 erfolgt ist.
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In der Ausführungsform der 1 sind diverse Bypassleitungen 34, 36 und 26 vorgesehen. Die Neben-Bypassleitung 34 ist vorgesehen, um den Nebenkreislauf 30 von der Batterievorrichtung 200 zu entkoppeln und auf diese Weise jeglichen Wärmeaustausch mit der Batterievorrichtung 200 zu unterbinden. Wenn jedoch die Kühlfunktion für die Batterievorrichtung 200 beibehalten werden soll, ohne dass Wärme aus dem Hauptkreislauf 20 übertragen werden soll, ist entweder eine Wärmetauscher-Bypassleitung 26 im Hauptkreislauf 20 oder eine Wärmetauscher-Bypassleitung 36 im Nebenkreislauf 30 vorgesehen. Auch hier sind wieder schematisch entsprechende Ventile dargestellt, welche ein Umgehen des Verbindungswärmetauschers 40 zur Verfügung stellen können. Beim Zuschalten dieser Bypassleitungen und Abschalten des Verbindungswärmetauschers 40 kann dementsprechend die Kühlfunktion sowohl im Hauptkreislauf 20, als auch im Nebenkreislauf 30 weiter aufrechterhalten werden.
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2 zeigt schematisch, wie eine erhöhte Speicherfunktionalität nach dem Abschalten des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Von links kommend über die Zeit t kann nun ein Temperaturverlauf T betrachtet werden. In Phase I befindet sich das Fahrzeug im Betrieb und die Temperatur T bleibt für die Batterievorrichtung 200 unterhalb eines Betriebsschwellwerts B. Ab diesem Betriebsschwellwert B wäre eine Reduktion der Effizienz im Betrieb der Batterievorrichtung 200 zu beobachten. Beim Übergang zwischen der Phase I und der Phase II wird das Auto abgestellt und die Antriebsvorrichtung 100 abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist also die Effizienzbetrachtung der Batterievorrichtung 200 nicht mehr von entscheidender Bedeutung, so dass nunmehr eine aktive Speicherung erfolgen kann. Dies wird durchgeführt, indem gemäß 1 über den Verbindungswärmetauscher 40 weiter Wärme von der Antriebsvorrichtung 100 bzw. im Hauptkreislauf 20 gespeicherte Wärme über den Nebenkreislauf 30 in die Batterievorrichtung 200 eingebracht wird. 2 zeigt dies durch ein starkes Ansteigen der Temperatur in der Batterievorrichtung 200. Sobald die Temperatur T der Batterievorrichtung 200 am Ende der Phase II einen Standschwellwert S erreicht hat, wird die Übergabe der Wärme gestoppt. Dieses Stoppen erfolgt insbesondere, um eine mechanische oder physische Beschädigung der Batterievorrichtung 200 zu vermeiden. Die Phase III zeigt nun die Standzeit des Fahrzeugs, über welche selbstverständlich durch langsames Auskühlen der Batterievorrichtung die Temperatur T langsam wieder abnimmt. Jedoch kann während der Standphase ein Kaltstart des Fahrzeugs durchgeführt werden, so dass zu diesem Zeitpunkt in umgekehrter Richtung die gespeicherte Wärme aus der Batterievorrichtung 200 wieder zurück in die Antriebsvorrichtung 100 geführt wird, um auf diese Weise die Aufwendungen für Zusatzheizungen mithilfe der Wärmequellen 50 zu reduzieren oder sogar vollständig zu vermeiden.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können Merkmale der einzelnen Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wärmekreislauf
- 20
- Hauptkreislauf
- 22
- Hauptwärmetauscher
- 26
- Wärmetauscher-Bypassleitung
- 30
- Nebenkreislauf
- 32
- Nebenwärmetauscher
- 34
- Neben-Bypassleitung
- 36
- Wärmetauscher-Bypassleitung
- 40
- Verbindungswärmetauscher
- 50
- Wärmequelle
- 60
- Wärmesenke
- 70
- Pumpe
- 100
- Antriebsvorrichtung
- 200
- Batterievorrichtung
- W
- Wärmetransportfluid
- B
- Betriebsschwellwert
- S
- Standschwellwert
- T
- Temperatur
- t
- Zeit
- I
- Phase des Betriebs der Antriebsvorrichtung
- II
- Phase der Speicherung der Wärme
- III
- Phase des Haltens der gespeicherten Wärme
