DE102015216155A1 - motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (2), insbesondere ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug, aufweisend einen Fahrgastraum (4), der durch Innenraumbauteile (6) begrenzt ist, wobei zumindest ein Innenraumbauteil (6) ein Klima-Komfortelement (22) ausbildet, welches einen Latentwärmespeicher (8) aufweist.The invention relates to a motor vehicle (2), in particular a hybrid or an electric vehicle, comprising a passenger compartment (4) which is bounded by interior components (6), wherein at least one interior component (6) forms an air conditioning comfort element (22) a latent heat storage (8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug, aufweisend einen Fahrgastraum, der durch Innenraumbauteile begrenzt ist.The invention relates to a motor vehicle, in particular a hybrid or an electric vehicle, comprising a passenger compartment, which is bounded by interior components.
Der Entwicklung oder Weiterentwicklung von Elektrofahrzeugen liegt eine Vielzahl von Zielsetzungen zugrunde, von denen einige aktuell als vorrangig angesehen und behandelt werden. Dazu zählt unter anderem auch Erhöhung der Reichweite von Elektrofahrzeugen.The development or further development of electric vehicles is based on a large number of objectives, some of which are currently considered as priorities. This includes, among other things, increasing the range of electric vehicles.
Hierzu wird zum einen an der Erhöhung der Speicherkapazität von für den Einsatz in Elektrofahrzeugen geeigneten Hochvoltspeichern gearbeitet und zum anderen wird nach Möglichkeiten gesucht, den Bedarf an elektrischer Energie eines entsprechenden Elektrofahrzeuges im Betrieb zu reduzieren. Dabei wird quasi als Nebenbedingung typischerweise gefordert, dass entsprechende Maßnahmen zur Reduzierung des Leistungsbedarfs keine signifikanten Komforteinbußen für Fahrzeuginsassen bedingen.For this purpose, on the one hand worked on increasing the storage capacity of suitable for use in electric vehicles high-voltage storage and on the other hand is looking for ways to reduce the need for electrical energy of a corresponding electric vehicle during operation. In this case, as a side condition, it is typically required that corresponding measures for reducing the power requirement do not cause any significant loss of comfort for vehicle occupants.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaft ausgestaltetes Kraftfahrzeug anzugeben.Proceeding from this, the present invention seeks to provide an advantageously ausgestaltetes motor vehicle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten.This object is achieved by a motor vehicle with the features of the claim. Preferred developments are contained in the dependent claims.
Ein entsprechendes Kraftfahrzeug ist dabei insbesondere als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und weist einen Fahrgastraum auf, der durch eine Anzahl Innenraumbauteile begrenzt ist. Als ein solches Innenraumbauteil ist dabei im Sinne dieser Anmeldung zum Beispiel ein Teil einer Tür Innenverkleidung, ein den Dachhimmel mit ausbildendes Bauteil, eine Instrumententafel, ein Fahrgastsitz oder ein einen Fußraum mit ausbildendes Bauteil zu verstehen und zumindest ein entsprechendes Innenraumbauteil ist erfindungsgemäß als Klima-Komfortelement ausgebildet, welches einen Latentwärmespeicher aufweist.A corresponding motor vehicle is designed in particular as a hybrid or electric vehicle and has a passenger compartment, which is delimited by a number of interior components. As such an interior component is in the context of this application, for example, a part of a door interior trim, a headliner with training component, an instrument panel, a passenger seat or a footwell with training component to understand and at least one corresponding interior component according to the invention as a climate comfort element formed, which has a latent heat storage.
Ein entsprechendes Klima-Komfortelement ergänzt dabei typischerweise eine im Kraftfahrzeug verbaute Klimaanlage und/oder eine Heizeinrichtung und unterstützt diese mittels des Latentwärmespeichers bei der Klimatisierung des Fahrgastraums. Hierbei ist ein entsprechendes Klima-Komfortelement zur Aufnahme von Wärme oder zur Abgabe von Wärme und bevorzugt sowohl zur Aufnahme von Wärme aus dem Fahrgastraum als auch zur Abgabe von Wärme in den Fahrgastraum vorgesehen und ausgebildet. Es dient daher nicht zur Temperierung des entsprechenden Innenraumbauteils, wie dies beispielsweise bei einer Lenkradheizung, Sitzheizung oder Sitzbelüftung der Fall ist, sondern zur Klimatisierung des gesamten Fahrgastraums, also insbesondere auch der Raumluft.A corresponding comfort air-conditioning element typically supplements an air conditioning system installed in the motor vehicle and / or a heating device and supports it by means of the latent heat accumulator in the air conditioning of the passenger compartment. Here, a corresponding climate comfort element for receiving heat or for the release of heat and preferably both for receiving heat from the passenger compartment and for delivering heat in the passenger compartment is provided and designed. It therefore does not serve for temperature control of the corresponding interior component, as is the case for example in a steering wheel heating, seat heating or seat ventilation, but for air conditioning of the entire passenger compartment, so in particular the room air.
Mit Hilfe des Latentwärmespeichers ist dabei ein zusätzlicher Energiespeicher, genauer ein Wärmeenergiespeicher, im Kraftfahrzeug realisiert, der zumindest einen Beitrag zur Klimatisierung des Fahrgastraums leisten soll und je nach vorliegender Bedingung auch beiträgt, ohne dass hierdurch elektrische Energie aus einem Energiespeicher für elektrische Energie im Kraftfahrzeug entnommen wird.With the help of the latent heat storage while an additional energy storage, more precisely a thermal energy storage, realized in the motor vehicle, which should at least make a contribution to the air conditioning of the passenger compartment and depending on the present condition also contributes, without thereby taken electrical energy from an energy storage for electrical energy in the vehicle becomes.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Klima-Komfortelement dabei als rein passives Bauteil ohne aktive Kühl- und/oder Heizmittel ausgebildet und dementsprechend auch nicht an das Bordnetz oder die Bordelektronik angebunden. Stattdessen fungiert das Klima-Komfortelement, oder genauer der Latentwärmespeicher des Klima-Komfortelements, je nach Situation als Wärme- oder Kälte-Akku, der durch Abgabe bzw. Aufnahme von Wärme ein Absinken bzw. Ansteigen der Temperatur im Fahrgastraum infolge eines Wärmetransfers zwischen Fahrgastraum und der Umgebung des Kraftfahrzeuges zeitweise unterbindet, also eine entsprechende Temperaturveränderung hinauszögert. Wird also beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Klima-Komfortelement nach einer längeren Betriebsdauer für einen kürzeren Zeitraum abgestellt, so wird der Latentwärmespeicher des Klima-Komfortelements eine vorgegebene Temperatur, beispielsweise eine Phasenwechseltemperatur, im Fahrgastraum über eine gewisse Zeit hinweg halten, auch wenn das Kraftfahrzeug und somit die Klimaanlage des Kraftfahrzeuges oder die Heizeinrichtung des Kraftfahrzeuges außer Betrieb sind. Kurz gesagt, wird der Fahrgastraum zumindest zeitweise auf einer durch die Ausgestaltung des Latentwärmespeichers vorgegebenen Temperatur gehalten, indem der Wärmetransfer zwischen dem Fahrgastraum und der Umgebung des Kraftfahrzeuges zumindest teilweise durch einen entsprechenden Wärmetransfer zwischen dem Latentwärmespeicher und dem Fahrgastraum kompensiert wird. Die entsprechende Wärme wird dabei als Latentwärme im Latentwärmespeicher gespeichert oder es wird entsprechende Latentwärme freigegeben.In a preferred embodiment, the air conditioning comfort element is designed as a purely passive component without active cooling and / or heating means and accordingly also not connected to the electrical system or the on-board electronics. Instead, the climate comfort element, or more precisely the latent heat storage of the climate comfort element, depending on the situation as a heat or cold battery, by lowering or absorption of heat, a decrease or increase in temperature in the passenger compartment due to heat transfer between the passenger compartment and temporarily prevents the environment of the motor vehicle, ie delays a corresponding change in temperature. Thus, for example, if a motor vehicle with a corresponding climate comfort element is turned off for a shorter period of time after a longer period of operation, then the latent heat accumulator of the air conditioning comfort element will maintain a predetermined temperature, for example a phase change temperature, in the passenger compartment for a certain time, even if the motor vehicle and thus the air conditioning system of the motor vehicle or the heating device of the motor vehicle are out of operation. In short, the passenger compartment is at least temporarily maintained at a predetermined by the design of the latent heat storage temperature by the heat transfer between the passenger compartment and the environment of the motor vehicle is at least partially compensated by a corresponding heat transfer between the latent heat storage and the passenger compartment. The corresponding heat is stored as latent heat in the latent heat storage or it is released corresponding latent heat.
Ist ein entsprechend ausgestaltetes Kraftfahrzeug über einen längeren Zeitraum außer Betrieb, beispielsweise über Nacht, so erfolgt eine Temperaturangleichung zwischen der Umgebung des Kraftfahrzeuges und dem Latentwärmespeicher, was ebenfalls vorteilhaft genutzt werden kann. Wird das Kraftfahrzeug beispielsweise über Nacht in einer Garage abgestellt, in der jahreszeitunabhängig eine relativ angenehme Temperatur vorherrscht, so ist es durch den Einsatz eines geeigneten Latentwärmespeichers möglich, diese Temperatur oder eine Temperatur nahe dieser Temperatur nach Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges und dem Verlassen der Garage über einen begrenzten Zeitraum zu halten, indem wiederum ein Teil des Wärmetransfers zwischen dem Fahrgastraum und der Umgebung des Kraftfahrzeuges durch den Latentwärmespeicher kompensiert wird.If a suitably designed motor vehicle is out of operation over a relatively long period of time, for example overnight, a temperature equalization takes place between the surroundings of the motor vehicle and the latent heat accumulator, which can also be used advantageously. If, for example, the motor vehicle is parked overnight in a garage in which a relatively pleasant temperature prevails over the entire season, it is possible to use a suitable one Latent heat storage possible to maintain this temperature or a temperature close to this temperature after commissioning of the vehicle and leaving the garage for a limited period of time, in turn, a part of the heat transfer between the passenger compartment and the environment of the motor vehicle is compensated by the latent heat storage.
Dieses Prinzip lässt sich auch in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor vorteilhaft nutzen, wird jedoch bevorzugt in Hybrid- und Elektrofahrzeugen eingesetzt, unter anderem, um hierdurch im Betrieb des Kraftfahrzeuges den Bedarf an elektrischer Energie für die Klimatisierung des Fahrgastraums, also auch die Vorgabe einer Temperatur im Fahrgastraum zu verringern. Auf diese Weise lässt sich dann die Reichweite des Kraftfahrzeuges im elektrischen Betrieb erhöhen.This principle can also be used advantageously in motor vehicles with an internal combustion engine, but is preferably used in hybrid and electric vehicles, among other things to thereby in the operation of the motor vehicle, the demand for electrical energy for the air conditioning of the passenger compartment, including the specification of a temperature in the passenger compartment to reduce. In this way can then increase the range of the motor vehicle in electrical operation.
Zweckdienlicherweise ist der Latentwärmespeicher hierbei durch ein Speichermedium oder Speichermaterial, insbesondere ein Phasenwechselmaterial, sowie eine Aufnahme für das Speichermedium ausgebildet. Die Aufnahme ist dabei zum Beispiel durch einen einzigen, formfesten Behälter ausgebildet, der das Phasenwechselmaterial zusammen und näherungsweise in Position hält, also in einem vorgegebenen Volumen mit einer im Wesentlichen festen Relativposition zum übrigen Kraftfahrzeug einschließt.Conveniently, the latent heat storage is formed by a storage medium or storage material, in particular a phase change material, as well as a receptacle for the storage medium. The receptacle is formed, for example, by a single, rigid container which holds the phase change material together and approximately in position, that includes in a predetermined volume with a substantially fixed relative position to the rest of the motor vehicle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist die Aufnahme durch eine oder mehrere Taschen, Pads und/oder Beutel ausgebildet, die je nach Anwendungszweck aneinandergereiht oder aber räumlich über das Innenraumbauteil verteilt angeordnet sind. Entsprechende Taschen sind dann zum Beispiel durch eine flexible Membran begrenzt, so dass das Speichermedium zwar in einem Volumen eingeschlossen und in einer relativen Position zum übrigen Kraftfahrzeug gehalten ist, also in den Taschen eingeschlossen ist, die Taschen jedoch keine feste Form aufweisen.According to a further embodiment, the receptacle is formed by one or more pockets, pads and / or bags, which are lined up according to the purpose of use or spatially distributed over the interior component. Corresponding pockets are then limited, for example, by a flexible membrane, so that the storage medium is indeed enclosed in a volume and held in a relative position to the rest of the motor vehicle, that is enclosed in the pockets, but the pockets have no fixed shape.
Einer weiteren Ausführung entsprechend wird die Aufnahme des Innenraumbauteils durch mehrere Kapseln ausgebildet, die insbesondere über ein vorgegebenes Volumen gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Jene Kapseln sind dabei bevorzugt als Mikrokapseln ausgebildet und weisen hierbei eine maximale Ausdehnung kleiner 10 μm und insbesondere etwa 5 μm auf. Die entsprechenden Mikrokapseln sind dann weiter bevorzugt in einer Art Matrixmaterial eingebettet, und zwar zweckdienlicherweise in einem Material oder Bauelement, welches typischerweise ohnehin in einem entsprechenden Innenraumbauteil vorgesehen ist.According to a further embodiment, the receptacle of the interior component is formed by a plurality of capsules, which are in particular distributed uniformly over a predetermined volume. These capsules are preferably designed as microcapsules and in this case have a maximum extent of less than 10 μm and in particular about 5 μm. The corresponding microcapsules are then more preferably embedded in a kind of matrix material, and expediently in a material or component which is typically provided in a corresponding interior component anyway.
Zugunsten einer ansprechenden Optik ist es weiter günstig, wenn das Innenraumteil eine dem Fahrgastraum zugewandte Dekorschicht aufweist, hinter der der Latentwärmespeicher angeordnet ist. Eine entsprechende Dekorschicht ist dabei zweckdienlicherweise aus Leder, einem Textilgewebe, einem strukturierten Kunststoff oder einem anderen im Kraftfahrzeugbereich typischerweise eingesetzten Material gefertigt und bildet die für die Insassen sichtbare Oberfläche des Innenraumbauteils im Fahrgastraum aus.In favor of an attractive appearance, it is also favorable if the interior part has a decorative layer facing the passenger compartment, behind which the latent heat accumulator is arranged. A corresponding decorative layer is expediently made of leather, a textile fabric, a structured plastic or another material typically used in the motor vehicle sector and forms the surface of the interior component visible to the occupants in the passenger compartment.
Ist für das Innenraumbauteil eine sich an die Dekorschicht anschließende Zwischenschicht vorgesehen, so ist es zielführend, den Latentwärmespeicher in die Zwischenschicht zu integrieren, insbesondere auch um hierdurch den Wärmeaustausch zwischen dem Latentwärmespeicher und dem Fahrgastraum zu begünstigen.If an interlayer adjoining the decorative layer is provided for the interior component, then it is expedient to integrate the latent heat accumulator into the interlayer, in particular in order thereby to favor the heat exchange between the latent heat accumulator and the passenger compartment.
Bei einigen Innenraumbauteilen ist es weiter üblich, für diese eine Art Polsterung oder eine Hinterschäumung vorzusehen, insbesondere, wenn davon auszugehen ist, dass Insassen die entsprechenden Innenraumbauteile häufiger berühren. Dies gilt zum Beispiel für sogenannte Türverkleidungen, die häufig eine Armauflage oder Armlehne ausbilden. Ist eine entsprechende Zwischenschicht beispielsweise aus einem Schaumstoff vorgesehen, so ist es von Vorteil, den Latentwärmespeicher in eben diese Zwischenschicht zu integrieren. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, eine große Anzahl mit einem Speichermedium gefüllte Mikrokapseln einzusetzen, die dann bevorzugt dem Grundmaterial für den Schaumstoff beigemischt werden und somit beim Auttragen, Aufspritzen oder Hinterspritzen mit verteilt werden.In some interior components, it is also common to provide for these a kind of padding or a foam backing, especially if it can be assumed that occupants touch the corresponding interior components more frequently. This applies for example to so-called door panels, which often form an armrest or armrest. If a corresponding intermediate layer is provided, for example, of a foam, then it is advantageous to integrate the latent heat store in precisely this intermediate layer. It is particularly intended to use a large number filled with a storage medium microcapsules, which are then preferably admixed to the base material for the foam and thus be distributed when applying, spraying or spraying back with.
Typisch ist es dabei weiter, eine Art formgebendes Trägerelement für das Innenraumbauteil vorzusehen, das typischerweise dem Fahrgastraum abgewandt ist und in der Regel Befestigungselemente zur Befestigung beispielsweise an der Karosserie des Kraftfahrzeuges aufweist. Auf ein solches Trägerelement wird dann häufig eine Zwischenschicht, beispielsweise zur Polsterung, aufgetragen, in welcher, wie bereits zuvor erwähnt, bevorzugt der Latentwärmespeicher integriert ist. Jene Zwischenschicht wird dann typischerweise durch eine Dekorschicht abgedeckt, so dass das Innenraumbauteil eine Art Sandwich-Aufbau aufweist.Typically, it is further to provide a kind of shaping support member for the interior component, which is typically facing away from the passenger compartment and usually has fastening elements for attachment, for example, to the body of the motor vehicle. An intermediate layer, for example for upholstery, is then often applied to such a carrier element, in which, as already mentioned, the latent heat store is preferably integrated. That intermediate layer is then typically covered by a decorative layer, so that the interior component has a type of sandwich construction.
Um einen möglichst großen Effekt zu erzielen, ist es außerdem zweckdienlich, eine entsprechend große Menge an Speichermaterial im Kraftfahrzeug zu verbauen und dabei möglichst ein Speichermaterial zu verwenden, das eine recht hohe Speicherkapazität aufweist. Zweckdienlich ist es dabei weiter, das vorgesehene Speichermaterial räumlich verteilt anzuordnen und insbesondere mehrere Innenraumbauteile im Fahrgastraum als Klima-Komfortelemente auszugestalten. So ist es zum Beispiel günstig, alle Türverkleidungen eines Kraftfahrzeuges mit einem entsprechenden Latentwärmespeicher zu versehen, sowie zusätzlich die sogenannte Instrumententafel und/oder den Dachhimmel als entsprechendes Klima-Komfortelement auszugestalten.In order to achieve the greatest possible effect, it is also expedient to obstruct a correspondingly large amount of storage material in the motor vehicle and to use as much as possible a storage material which has a rather high storage capacity. It is expedient here, furthermore, to arrange the planned storage material in a spatially distributed manner and, in particular, to arrange a plurality of interior components in the passenger compartment as an air conditioning system. Design comfort elements. For example, it is advantageous to provide all the door panels of a motor vehicle with a corresponding latent heat accumulator, and in addition to design the so-called instrument panel and / or the headliner as a corresponding climate comfort element.
Insbesondere im Falle des typischerweise großflächigen Dachhimmels ist es dabei je nach Ausbildung des Latentwärmespeichers zweckdienlich, den Dachhimmel mit Hilfe mehrerer Latentwärmespeicher-Module auszubilden, die beispielsweise wie Fliesen in einem Badezimmer aneinandergereiht werden, um so eine große Fläche, also beispielsweise die Dachhimmelfläche, zu bedecken.In particular, in the case of the typically large headliner, it is expedient depending on the design of the latent heat storage to form the headliner using several latent heat storage modules, which are strung together like tiles in a bathroom, so as to cover a large area, so for example the headliner area ,
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing. Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Ein nachfolgend exemplarisch beschriebenes und in
Einige der Innenraumbauteile
Bei jenen Klima-Komfortelementen
Im Ausführungsbeispiel sind die Klima-Komfortelemente
Der Behälter
Im Falle des Dachhimmels
Die Türverkleidungen
In die Zwischenschicht
Bei den Vordersitzen
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 44
- Fahrgastraumpassenger compartment
- 66
- InnenraumbauteileInterior components
- 88th
- LatentwärmespeicherLatent heat storage
- 1010
- PhasenwechselmaterialPhase change material
- 1212
- Aufnahmeadmission
- 1414
- Türverkleidungdoor trim
- 1616
- Instrumententafeldashboard
- 1818
- Dachhimmelheadliner
- 2020
- Vordersitzfront seat
- 2222
- Klima-KomfortelementClimate comfort element
- 2424
- Behältercontainer
- 2626
- Zwischenschichtinterlayer
- 2828
- Trägerelementsupport element
- 3030
- KunstlederbezugLeatherette upholstery
- 3232
- Porepore
- 3434
- Luftkanalair duct
- 3636
- Trägercarrier
- 3838
- Mikrokapselmicrocapsule
- 4040
- Taschebag
- 4242
- Textilbezugtextile cover
Claims (12)
Priority Applications (1)
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Date | Code | Title | Description |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |