DE102016220847B4 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Nutzung der bei einem Laden eines Energiespeichers anfallenden Wärme zum Aufheizen eines Antriebsaggregats und/oder eines Getriebes sowie entsprechende Antriebseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Nutzung der bei einem Laden eines Energiespeichers anfallenden Wärme zum Aufheizen eines Antriebsaggregats und/oder eines Getriebes sowie entsprechende Antriebseinrichtung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die einen ersten Kühlkreislauf (14) und einen zweiten Kühlkreislauf (15) aufweist, wobei in einer Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung (1) der zum Temperieren eines ersten Antriebsaggregats (7) verwendete erste Kühlkreislauf (14) bei einer höheren Temperatur betrieben wird als der zum Temperieren eines zweiten Antriebsaggregats (8) verwendete und strömungstechnisch von dem ersten Kühlkreislauf (14) separierte zweite Kühlkreislauf (15), dadurch gekennzeichnet, dass in einer während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs durchgeführten Ladebetriebsart der Antriebseinrichtung (1) eine elektrische Energiespeichereinrichtung (11) der Antriebseinrichtung (1) geladen und während des Ladens anfallende Wärme mittels des zweiten Kühlkreislaufs (15) von der Energiespeichereinrichtung (11) abgeführt und dem zweiten Antriebsaggregat (8) und/oder einem Gangwechselgetriebe (5) der Antriebseinrichtung (1) zugeführt wird, bis das zweite Antriebsaggregat (8) und/oder das Gangwechselgetriebe (5) eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben, wobei nach dem Erreichen der Mindesttemperatur die Wärme durch strömungstechnisches Verbinden des ersten Kühlkreislaufs (14) und des zweiten Kühlkreislaufs (15) zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf (14) zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die einen ersten Kühlkreislauf und einen zweiten Kühlkreislauf aufweist, wobei in einer Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung der zum Temperieren eines ersten Antriebsaggregats verwendete erste Kühlkreislauf bei einer höheren Temperatur betrieben wird als der zum Temperieren eines zweiten Antriebsaggregats verwendete und strömungstechnisch von dem ersten Kühlkreislauf separierte zweite Kühlkreislauf. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also der Bereitstellung eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Die Antriebseinrichtung verfügt über mehrere Antriebsaggregate, nämlich das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat. Diese können unterschiedlichen Typs sein, so dass insoweit die Antriebseinrichtung als Hybridantriebseinrichtung vorliegt. Beispielsweise liegt das erste Antriebsaggregat in Form einer Brennkraftmaschine vor, während das zweite Antriebsaggregat als elektrische Maschine ausgeschaltet ist. Das von der Antriebseinrichtung zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitgestellte Drehmoment, welches auch als Antriebsdrehmoment bezeichnet werden kann, kann bevorzugt entweder mittels des ersten Antriebsaggregats, mittels des zweiten Antriebsaggregats oder mittels beiden Antriebsaggregaten gemeinsam bereitgestellt werden.
  • Beispielsweise ist das erste Antriebsaggregat mit dem zweiten Antriebsaggregat mechanisch koppelbar, insbesondere über eine Schaltkupplung. Bei geschlossener Schaltkupplung ist also eine Antriebswelle des ersten Antriebsaggregats mit einer Antriebswelle des zweiten Antriebsaggregats gekoppelt, vorzugsweise starr. Bei geöffneter Schaltkupplung ist dagegen die Wirkverbindung zwischen dem ersten Antriebsaggregat und dem zweiten Antriebsaggregat unterbrochen, das erste Antriebsaggregat also von dem zweiten Antriebsaggregat entkoppelt. Bevorzugt ist das zweite Antriebsaggregat beziehungsweise seine Antriebswelle mit einer Eingangswelle eines Gangwechselgetriebes der Antriebseinrichtung gekoppelt oder koppelbar. In ersterem Fall ist bevorzugt die Antriebswelle des zweiten Antriebsaggregats permanent mit der Eingangswelle des Gangwechselgetriebes verbunden. Ist das zweite Antriebsaggregat mit dem Gangwechselgetriebe koppelbar, so kann hierzu beispielsweise eine weitere Schaltkupplung vorgesehen sein.
  • Während des Betriebs der Antriebseinrichtung, insbesondere während eines Betriebs des ersten Antriebsaggregats und/oder des zweiten Antriebsaggregats, fällt Wärme an. Um das erste Antriebsaggregat und/oder das zweite Antriebsaggregat auf einer jeweiligen Betriebstemperatur zu halten, muss zumindest ein Teil der Wärme abgeführt werden. Hierzu sind der erste Kühlkreislauf und der zweite Kühlkreislauf vorgesehen. In der Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung dient der erste Kühlkreislauf dem Temperieren, insbesondere dem Kühlen, des ersten Antriebsaggregats und der zweite Kühlkreislauf dem Temperieren, insbesondere Kühlen, des zweiten Antriebsaggregats. Der erste Kühlkreislauf wird dabei bei einer höheren Temperatur betrieben als der zweite Kühlkreislauf. Darunter ist zu verstehen, dass das in dem ersten Kühlkreislauf verwendete Kühlfluid, beispielsweise ein Kühlmittel oder Kältemittel, maximal oder durchschnittlich eine höhere Temperatur aufweist als das in dem zweiten Kühlkreislauf verwendete Kühlfluid.
  • Die Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung wird insbesondere durchgeführt, wenn das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat ihre jeweilige Betriebstemperatur erreicht haben, so dass ein quasistationärer Betrieb der Antriebseinrichtung vorliegt. Um das Betreiben des ersten Kühlkreislaufs bei der höheren Temperatur zu ermöglichen, sind die beiden Kühlkreisläufe in der Normalbetriebsart strömungstechnisch voneinander separiert.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2013 008 800 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Fahrzeugkühlmittelsystem, umfassend zumindest zwei unabhängig voneinander betreibbare Kühlmittelkreisläufe, wobei zumindest ein erster Kühlmittelkreislauf auf einem ersten Temperaturniveau und zumindest ein zweiter Kühlmittelkreislauf auf einem zweiten, im Vergleich zu dem ersten Temperaturniveau niedrigeren Temperaturniveau arbeitet und wobei der erste Kühlmittelkreislauf insbesondere zum Temperieren eines Verbrennungsmotors oder einer elektrischen Maschine und der zweite Kühlkreislauf zum Temperieren eines Energiespeichers vorgesehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine Rekuperationseinrichtung vorgesehen ist zum thermischen Koppeln des zumindest einen ersten und des zumindest einen zweiten Kühlmittelkreislaufs.
  • Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2012 217 101 A1 einen Kühlmittelkreislauf, die Druckschrift DE 10 2007 005 391 A1 eine Kühleranordnung, die Druckschrift DE 10 2009 028 326 A1 eine Verfahren zum Erwärmen von Motor- und Getriebeöl eines Hybridfahrzeugs, die Druckschrift DE 10 2016 003 076 A1 ein Temperierungssystem für eine Hybridantriebsvorrichtung und die Druckschrift DE 10 2016 220 227 A1 eine Antriebseinrichtung.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine höhere Effizienz der Antriebseinrichtung bereits ab Betriebsbeginn ermöglicht und/oder eine längere Lebensdauer der Antriebseinrichtung erzielt.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit dem Merkmal des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in einer während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs durchgeführten Ladebetriebsart der Antriebseinrichtung eine elektrische Energiespeichereinrichtung der Antriebseinrichtung geladen und während des Ladens anfallende Wärme mittels des zweiten Kühlkreislaufs von der Energiespeichereinrichtung abgeführt und dem zweiten Antriebsaggregat und/oder einem Gangwechselgetriebe der Antriebseinrichtung zugeführt wird, bis das das zweite Antriebsaggregat und/oder das Gangwechselgetriebe eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben, wobei nach dem Erreichen der Mindesttemperatur die Wärme durch strömungstechnisches Verbinden des ersten Kühlkreislaufs und des zweiten Kühlkreislaufs zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf zugeführt wird.
  • In der Ladebetriebsart wird die elektrische Energiespeichereinrichtung mit elektrischer Energie beladen, wobei die elektrische Energie vorzugsweise von einer kraftfahrzeugexternen Energiebereitstellungseinrichtung bereitgestellt wird. Das Bereitstellen der Energie kann beispielsweise kabelgebunden oder kabellos, beispielsweise induktiv, erfolgen. In jedem Fall steht das Kraftfahrzeug während des Ladens still, so dass also die beiden Antriebsaggregate, nämlich das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat, während des Ladens nicht betrieben werden. Folglich entspricht die Temperatur der beiden Antriebsaggregate jeweils einer Umgebungstemperatur oder sinkt zumindest nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs in Richtung der Umgebungstemperatur ab, so dass die jeweilige Temperatur der Antriebseinrichtungen kleiner ist als ihre jeweilige Betriebstemperatur.
  • Bei dem Laden der Energiespeichereinrichtung fällt Wärme an, insbesondere weil der Wirkungsgrad für das Aufladen der Energiespeichereinrichtung kleiner als eins ist, also nicht vollständig optimal abläuft. Diese Wärme wird nun zur Vorkonditionierung der Antriebseinrichtung herangezogen, also zu ihrem Temperieren. Hierzu wird die während des Ladens anfallende Wärme mittels des zweiten Kühlkreislaufs von der Energiespeichereinrichtung abgeführt. Nachfolgend wird die Wärme in dem zweiten Antriebsaggregat und/oder dem Gangwechselgetriebe zugeführt. Das bedeutet, dass die Antriebseinrichtung oder zumindest Teile der Antriebseinrichtung bereits während des Stillstands des Kraftfahrzeugs temperiert werden, insbesondere ihre Temperatur in Richtung ihrer jeweiligen Betriebstemperatur erhöht wird.
  • Somit kann bereits ab Betriebsbeginn der Antriebseinrichtung beziehungsweise ab einem Wiederstart der Antriebseinrichtung nach einem zuvor erfolgten Abstellen ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad erzielt werden. Dies ist insbesondere für das Temperieren des Gangwechselgetriebes der Fall, weil dieses während des Betriebs der Antriebseinrichtung stets zum Übertragen eines Drehmoments verwendet wird, unabhängig davon, ob dieses von dem ersten Antriebsaggregat, dem zweiten Antriebsaggregat oder beiden Antriebsaggregaten bereitgestellt wird.
  • Die Ladebetriebsart liegt - wie bereits vorstehend erläutert - während des Ladens der elektrischen Energiespeichereinrichtung mittels einer kraftfahrzeugexternen Energiebereitstellungseinrichtung vor. Die Warmlaufbetriebsart wird dagegen durchgeführt, wenn die Antriebseinrichtung zum Bereitstellen eines Drehmoments verwendet wird, das erste Antriebsaggregat und/oder das zweite Antriebsaggregat jedoch noch nicht ihre jeweilige Betriebstemperatur erreicht haben. Besonders bevorzugt wird das Laden der Energiespeichereinrichtung derart durchgeführt, dass sich an das Laden unmittelbar ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs anschließt, die Antriebseinrichtung also zum Bereitstellen eines Drehmoments herangezogen wird. In diesem Fall ist die Antriebseinrichtung bereits vorkonditioniert und kann mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die aus der Energiespeichereinrichtung abgeführte Wärme von einem Energiespeicher zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie und/oder einem Ladegerät zum Laden des Energiespeichers abgeführt wird. Die Energiespeichereinrichtung weist also den Energiespeicher sowie das Ladegerät auf. Der Energiespeicher liegt beispielsweise in Form einer Batterie oder dergleichen vor und dient der Zwischenspeicherung der elektrischen Energie. Die in dem Energiespeicher zwischengespeicherte elektrische Energie kann zumindest zeitweise zum Betreiben des zweiten Antriebsaggregats herangezogen werden.
  • Zusätzlich zu dem Energiespeicher verfügt die Energiespeichereinrichtung über das Ladegerät. Über das Ladegerät wird dem Energiespeicher während des Ladens die elektrische Energie zugeführt. Entsprechend ist während des Ladens die kraftfahrzeugexterne Energiebereitstellungseinrichtung über das Ladegerät elektrisch mit dem Energiespeicher verbunden. Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Kühlkreislauf zum Temperieren des Energiespeichers, nicht jedoch des Ladegeräts; zum Temperieren des Ladegeräts, nicht jedoch des Energiespeichers; oder zum Temperieren sowohl des Energiespeichers als auch des Ladegeräts vorgesehen ist und entsprechend wärmeübertragend mit ihm/ihnen verbunden ist. Bevorzugt wird während des Ladens mittels des zweiten Kühlkreislaufs sowohl dem Energiespeicher als auch dem Ladegerät Wärme entnommen beziehungsweise von ihnen abgeführt.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärme dem zweiten Antriebsaggregat und/oder dem Gangwechselgetriebe zugeführt wird, bis das zweite Antriebsaggregat und/oder das Gangwechselgetriebe eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben, und dass nach dem Erreichen der Mindesttemperatur die Wärme zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf zugeführt wird. Es ist also vorgesehen, die Wärme zunächst ausschließlich dem zweiten Antriebsaggregat und/oder dem Gangwechselgetriebe zuzuführen. Hierzu ist es bevorzugt vorgesehen, den zweiten Kühlkreislauf strömungstechnisch separat von dem ersten Kühlkreislauf zu betreiben. Entsprechend wird die Wärme zwischen den dem zweiten Kühlkreislauf wärmeübertragend zugeordneten Einrichtungen verteilt. Dies sind beispielsweise die Energiespeichereinrichtungen, das zweite Antriebsaggregat und das Gangwechselgetriebe.
  • Das Zuführen der Wärme zu dem zweiten Antriebsaggregat und/oder dem Gangwechselgetriebe wird zumindest so lange durchgeführt, bis sie eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben. Dabei können dem zweiten Antriebsaggregat und dem Gangwechselgetriebe unterschiedliche Mindesttemperaturen zugeordnet sein. Haben das zweite Antriebsaggregat und/oder das Gangwechselgetriebe die jeweilige Mindesttemperatur erreicht oder haben bevorzugt sowohl das zweite Antriebsaggregat als auch das Gangwechselgetriebe ihre jeweilige Mindesttemperatur erreicht, so wird nachfolgend die Wärme zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf zugeführt.
  • Beispielsweise wird die dem ersten Kühlkreislauf zugeführte Wärmemenge derart ermittelt, dass die in dem zweiten Kühlkreislauf verbleibende Wärme ausreichend ist, um das zweite Antriebsaggregat und/oder das Gangwechselgetriebe auf der Mindesttemperatur beziehungsweise der jeweiligen Mindesttemperatur zu halten. Lediglich die überschüssige Wärme wird insoweit dem ersten Kühlkreislauf zugeführt. Dieses Zuführen kann wie vorstehend bereits erläutert entweder unmittelbar oder mittelbar erfolgen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die dem ersten Kühlkreislauf zugeführte Wärme zum Temperieren des ersten Antriebsaggregats verwendet wird. Der erste Kühlkreislauf ist dem ersten Antriebsaggregat wärmeübertragend zugeordnet. Beispielsweise dient der erste Kühlkreislauf, falls das erste Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine vorliegt, dem Temperieren beziehungsweise Kühlen eines Zylinderkurbelgehäuses und/oder eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine.
  • Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine der Energiespeichereinrichtungen mittels des zweiten Kühlkreislaufs entnommene Wärmemenge derart gewählt wird, dass sich die Temperatur der Energiespeichereinrichtung in Richtung einer Solltemperatur erhöht und/oder die Solltemperatur nicht überschreitet. Die Solltemperatur der Energiespeichereinrichtung entspricht beispielsweise ihrer Betriebstemperatur, also derjenigen Temperatur, bei welcher die Energiespeichereinrichtung einen vergleichsweisen hohen, insbesondere ihren höchsten Wirkungsgrad aufweist. Insbesondere soll die Solltemperatur derart gewählt werden, dass das Laden der Energiespeichereinrichtung mit möglichst hohem Wirkungsgrad, insbesondere bei optimalem Wirkungsgrad, durchgeführt wird.
  • Beispielsweise weist die Energiespeichereinrichtung zu Beginn des Ladens noch eine der Umgebungstemperatur entsprechende Temperatur auf. Entsprechend ist es zuerst notwendig, die Temperatur der Energiespeichereinrichtung in Richtung der Solltemperatur zu erhöhen, um ein möglichst effizientes Laden durchführen zu können. Der zweite Kühlkreislauf wird daher bevorzugt derart betrieben, dass die Temperatur der Energiespeichereinrichtung auf die Soltemperatur eingestellt wird, sich also in Richtung der Solltemperatur erhöht, diese jedoch nicht überschreitet. Bevorzugt wird die Temperatur der Energiespeichereinrichtung mit Hilfe des zweiten Kühlkreislaufs auf die Solltemperatur gesteuert und/oder geregelt.
  • Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmemenge derart gewählt wird, dass sich die Temperatur der Energiespeichereinrichtung mit einem bestimmten Temperaturgradient erhöht. Der Temperaturgradient wird bevorzugt wiederrum derart gewählt, dass das Laden der Energiespeichereinrichtung optimal erfolgt und/oder dass eine möglichst lange Lebensdauer der Energiespeichereinrichtung erzielt wird. Der Temperaturgradient ist beispielsweise unveränderbar hinterlegt. Es kann jedoch auch variabel sein und beispielsweise anhand wenigstens einer Zustandsgröße, insbesondere der Umgebungstemperatur, ermittelt werden. In letzterem Fall liegt der Temperaturgradient insoweit als Funktion der Umgebungstemperatur vor.
  • Die Wärmemenge soll nun derart gewählt werden, dass der Temperaturgradient, mit welchem sich die Temperatur der Energiespeichereinrichtung erhöht, diesem bestimmten Temperaturgradient entspricht oder kleiner ist als dieser. Der während des Ladens auftretende Temperaturgradient soll also höchstens dem Temperaturgradient entsprechen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Zuführen der Wärme zu dem ersten Antriebsaggregat, dem zweiten Antriebsaggregat und/oder dem Gangwechselgetriebe derart erfolgt, dass sich die Temperatur des ersten Antriebsaggregats, des zweiten Antriebsaggregats und/oder des Gangwechselgetriebes mit einem bestimmten Temperaturgradient erhöht. Auch für die Antriebsaggregate beziehungsweise das Gangwechselgetriebe kann insoweit (jeweils) ein bestimmter Temperaturgradient festgelegt sein. Hinsichtlich dieses Temperaturgradienten wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Es ist vorteilhaft, wenn auch das Temperieren des ersten Antriebsaggregats, des zweiten Antriebsaggregats beziehungsweise des Gangwechselgetriebes mit einem begrenzten Temperaturgradienten erfolgt, um die Lebensdauer der Antriebseinrichtung zu verlängern.
  • Die Erfindung sieht zusätzlich vor, dass das Zuführen von Wärme zu dem ersten Kühlkreislauf durch strömungstechnisches Verbinden des ersten Kühlkreislaufs und des zweiten Kühlkreislaufs erfolgt. Während in der Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung die beiden Kühlkreisläufe strömungstechnisch voneinander separiert sein sollen, können sie in der Ladebetriebsart strömungstechnisch miteinander verbunden sein. Das bedeutet, dass Kühlfluid aus dem ersten Kühlkreislauf in den zweiten Kühlkreislauf und umgekehrt übertreten kann. Durch diesen Fluidaustausch zwischen den Kühlkreisläufen kann dem ersten Kühlkreislauf Wärme aus dem zweiten Kühlkreislauf zugeführt werden. Das strömungstechnische Verbinden der Kühlkreisläufe erfolgt bevorzugt über wenigstens ein Schaltventil. Selbstverständlich können mehrere Schaltventile vorliegen.
  • Das Schaltventil beziehungsweise die Schaltventile sind derart angeordnet, dass bei Vorliegen einer ersten Schaltstellung die beiden Kühlkreisläufe strömungstechnisch voneinander entkoppelt und bei Vorliegen einer zweiten Schaltstellung strömungstechnisch miteinander gekoppelt sind. Die beiden Kühlkreisläufe sind bevorzugt unabhängig voneinander betreibbar, wenn sie voneinander entkoppelt sind. Entsprechend ist jedem der Kühlkreisläufe eine separate Kühlmittelfördereinrichtung, beispielsweise eine Pumpe, zugeordnet.
  • Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Wärme zusätzlich zum Temperieren eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs verwendet wird, insbesondere durch Koppeln des zweiten Kühlkreislaufs mit einem Klimakreislauf über eine Kältemaschine. Beispielsweise wird das Temperieren des Fahrgastraums erst dann vorgenommen, wenn das erste Antriebsaggregat, das zweite Antriebsaggregat und/oder das Gangwechselgetriebe ihre (jeweilige) Betriebstemperatur beziehungsweise Solltemperatur erreicht haben. Durch die Verwendung der während des Ladens anfallenden Wärme zum Temperieren des Fahrgastraumes kann auf eine separate Standheizung oder dergleichen verzichtet werden.
  • Das Temperieren des Fahrgastraumes erfolgt bevorzugt durch Koppeln des zweiten Kühlkreislaufs mit dem Klimakreislauf des Kraftfahrzeugs. Der Klimakreislauf dient schlussendlich dem Temperieren des Fahrgastraumes. Beispielsweise ist dem Klimakreislauf eine Klimaanlage, insbesondere ein Klimakompressor, zugeordnet. Der zweite Kühlkreislauf kann über die Kältemaschine mit dem Klimakreislauf gekoppelt sein. Hierdurch kann der Klimakreislauf auf einfache Art und Weise auf eine Temperatur eingestellt werden, welche von der Temperatur des zweiten Kühlkreislaufs verschieden ist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, mit einem ersten Kühlkreislauf und einem zweiten Kühlkreislauf, wobei in einer Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung der zum Temperieren eines ersten Antriebsaggregats verwendete erste Kühlkreislauf bei einer höheren Temperatur betrieben wird als der zum Temperieren eines zweiten Antriebaggregats verwendete und strömungstechnisch von dem ersten Kühlkreislauf separierte zweite Kühlkreislauf. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einer während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs durchgeführten Ladebetriebsart der Antriebseinrichtung eine elektrische Energiespeichereinrichtung der Antriebseinrichtung zu laden und während des Ladens anfallende Wärme mittels des zweiten Kühlkreislaufs von der Energiespeichereinrichtung abzuführen und dem zweiten Antriebsaggregat und/oder einem Gangwechselgetriebe der Antriebseinrichtung zuführen, bis das zweite Antriebsaggregat
    und/oder das Gangwechselgetriebe eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben, wobei nach dem Erreichen der Mindesttemperatur die Wärme durch strömungstechnisches Verbinden des ersten Kühlkreislaufs und des zweiten Kühlkreislaufs zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf zugeführt wird.
  • Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Antriebseinrichtung als auch das Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, so dass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt die einzige neue
    • Figur eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Kühlkreisläufen.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, welches beispielsweise über wenigstens zwei Radachsen 2 und 3 verfügt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Radachse 3 als angetrieben Radachse ausgestaltet. Zusätzlich oder alternativ kann selbstverständlich die Radachse 2 antreibbar sein. Die Radachse 3 ist mit einer Abtriebswelle 4 der Antriebseinrichtung 1 gekoppelt, beispielsweise über ein Getriebe, bevorzugt über ein Differenzialgetriebe, insbesondere ein Mittendifferenzialgetriebe und/oder ein Achsdifferenzialgetriebe.
  • Die Abtriebswelle 4 stellt eine Ausgangswelle eines Gangwechselgetriebes 5 vor. Das Gangwechselgetriebe 5 ermöglicht das Einstellen einer aus mehreren Übersetzungen ausgewählten Übersetzung zwischen einer Eingangswelle 6 des Gangwechselgetriebes 5 und der Abtriebswelle 4. Zum Bereitstellen eines Drehmoments an der Abtriebswelle 4 verfügt die Antriebseinrichtung über ein erstes Antriebsaggregat 7 und ein zweites Antriebsaggregat 8. Das erste Antriebsaggregat 7 ist bevorzugt als Brennkraftmaschine, das zweite Antriebsaggregat 8 als elektrische Maschine ausgestaltet. Das Gangwechselgetriebe 5 beziehungsweise seine Eingangswelle 6 ist über eine Schaltkupplung 9 mit dem zweiten Antriebsaggregat 8 koppelbar. Dieses ist wiederrum über eine Schaltkupplung 10 mit dem ersten Antriebsaggregat 7 koppelbar. Das an der Abtriebswelle 4 bereitgestellte Drehmoment kann also mittels einem der beiden Antriebsaggregate 7 und 8 oder beiden Antriebsaggregaten 7 und 8 erzeugt werden.
  • Das zweite Antriebsaggregat 8 kann mit elektrischer Energie betrieben werden, die in einer Energiespeichereinrichtung 11 zwischenspeicherbar ist. Die Energiespeichereinrichtung 11 verfügt dabei über einen Energiespeicher 12 und über ein Ladegerät 13 zum Laden des Energiespeichers 12. Zum Laden des Energiespeichers 12 mittels des Ladegeräts 13 wird eine hier nicht dargestellte kraftfahrzeugexterne Energiebereitstellungseinrichtung über das Ladegerät 13 elektrisch mit dem Energiespeicher 12 verbunden.
  • Zur Temperierung des ersten Antriebsaggregats 7 und des zweiten Antriebsaggregats 8 verfügt die Antriebseinrichtung 1 über einen ersten Kühlkreislauf 14 und einen zweiten Kühlkreislauf 15. Der erste Kühlkreislauf 14 dient dem Temperieren des ersten Antriebsaggregats 7, der zweite Kühlkreislauf 15 dem Temperieren des zweiten Antriebsaggregats 8. In einer Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung 1 wird der erste Kühlkreislauf 14 bei einer höheren Temperatur betrieben als der zweite Kühlkreislauf 15, welcher zudem in der Normalbetriebsart strömungstechnisch von dem ersten Kühlkreislauf 14 separiert ist.
  • Es ist nun vorgesehen, dass in der vorstehend bereits erwähnten Ladebetriebsart der Antriebseinrichtung 1, welche während des Ladens des Energiespeichers 12 mittels der kraftfahrzeugexternen Energiebereitstellungseinrichtung im Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, mittels des zweiten Kühlkreislaufs 15 Wärme von der Energiespeichereinrichtung 11 abgeführt und dem zweiten Antriebsaggregat 8, dem Gangwechselgetriebe 5 und/oder dem ersten Kühlkreislauf 14 zugeführt wird.
  • Mit Hilfe der während des Ladens anfallenden Wärme wird also eine Vorkonditionierung beziehungsweise Temperierung weiterer Komponenten der Antriebseinrichtung 1 erzielt. Die der Energiespeichereinrichtung 11 entnommene Wärme kann dabei dem Energiespeicher 12 und/oder dem Ladegerät 13 entnommen werden. Zu diesem Zweck ist bevorzugt der zweite Kühlkreislauf 15 sowohl mit dem Energiespeicher 12 als auch dem Ladegerät 13 wärmeübertragend verbunden. Den Kühlkreisläufen 14 und 15 ist wenigstens ein Schaltventil 16 zugeordnet, mittels welchem sie strömungstechnisch voneinander separiert oder strömungstechnisch miteinander verbunden werden können. Bei einer ersten Schaltstellung des Schaltventils 16 sind insoweit die Kühlkreisläufe 14 und 15 voneinander getrennt, während sie in einer zweiten Schaltstellung miteinander verbunden sind.
  • Zusätzlich kann ein weiteres Schaltventil 17 vorliegen, mittels welchen der zweite Kühlkreislauf 15 in zwei Teilkühlkreisläufe 18 und 19 auftrennbar ist. Die beiden Teilkühlkreisläufe 18 und 19 sind bevorzugt strömungstechnisch unabhängig voneinander betreibbar. Dem Teilkühlkreislauf 18 sind das zweite Antriebsaggregat 8 und/oder das Gangwechselgetriebe 5 zugeordnet. Zusätzlich kann in ihm eine Leistungselektronik 20 vorliegen, über welche das zweite Antriebsaggregat 8 mit der Energiespeichereinrichtung 11 beziehungsweise dem Energiespeicher 12 elektrisch verbunden beziehungsweise elektrisch verbindbar ist. Dem Teilkühlkreislauf 19 dagegen ist die Energiespeichereinrichtung 11, nämlich bevorzugt der Energiespeicher 12 und das Ladegerät 13 zugeordnet. Weiterhin kann dem Teilkühlkreislauf 19 eine Kältemaschine 21 zur thermischen Kopplung des zweiten Kühlkreislaufs 15, insbesondere des Teilkühlkreislaufs 19, mit einem hier nicht dargestellten Klimakreislauf des Kraftfahrzeugs vorliegen.
  • Mit der hier beschriebene Antriebseinrichtung 1 ist ein Vorkonditionieren beziehungsweise Temperieren des ersten Antriebsaggregats 7, des zweiten Antriebsaggregats 8 und/oder des Gangwechselgetriebes 5 während des Ladens der Energiespeichereinrichtung 11 mittels extern bereitgestellter Energie möglich. Dies erlaubt ein Starten der Antriebseinrichtung 1 nach dem Stillstand mit sehr hohem Wirkungsgrad.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebseinrichtung
    2
    Radachse
    3
    Radachse
    4
    Abtriebswelle
    5
    Gangwechselgetriebe
    6
    Eingangswelle
    7
    erstes Antriebsaggregat
    8
    zweites Antriebsaggregat
    9
    Schaltkupplung
    10
    Schaltkupplung
    11
    Energiespeichereinrichtung
    12
    Energiespeicher
    13
    Ladegerät
    14
    erster Kühlkreislauf
    15
    zweiter Kühlkreislauf
    16
    Schaltventil
    17
    weiteres Schaltventil
    18
    Teilkühlkreislauf
    19
    Teilkühlkreislauf
    20
    Leistungselektronik
    21
    Kältemaschine

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, die einen ersten Kühlkreislauf (14) und einen zweiten Kühlkreislauf (15) aufweist, wobei in einer Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung (1) der zum Temperieren eines ersten Antriebsaggregats (7) verwendete erste Kühlkreislauf (14) bei einer höheren Temperatur betrieben wird als der zum Temperieren eines zweiten Antriebsaggregats (8) verwendete und strömungstechnisch von dem ersten Kühlkreislauf (14) separierte zweite Kühlkreislauf (15), dadurch gekennzeichnet, dass in einer während eines Stillstands des Kraftfahrzeugs durchgeführten Ladebetriebsart der Antriebseinrichtung (1) eine elektrische Energiespeichereinrichtung (11) der Antriebseinrichtung (1) geladen und während des Ladens anfallende Wärme mittels des zweiten Kühlkreislaufs (15) von der Energiespeichereinrichtung (11) abgeführt und dem zweiten Antriebsaggregat (8) und/oder einem Gangwechselgetriebe (5) der Antriebseinrichtung (1) zugeführt wird, bis das zweite Antriebsaggregat (8) und/oder das Gangwechselgetriebe (5) eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben, wobei nach dem Erreichen der Mindesttemperatur die Wärme durch strömungstechnisches Verbinden des ersten Kühlkreislaufs (14) und des zweiten Kühlkreislaufs (15) zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf (14) zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Energiespeichereinrichtung (11) abgeführte Wärme von einem Energiespeicher (12) zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie und/oder einem Ladegerät (13) zum Laden des Energiespeichers (12) abgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem ersten Kühlkreislauf (14) zugeführte Wärme zum Temperieren des ersten Antriebsaggregats (7) verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Energiespeichereinrichtung (11) mittels des zweiten Kühlkreislaufs (15) entnommene Wärmemenge derart gewählt wird, dass sich die Temperatur der Energiespeichereinrichtung (11) in Richtung einer Solltemperatur erhöht und/oder die Solltemperatur nicht überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmemenge derart gewählt wird, dass sich die Temperatur der Energiespeichereinrichtung (11) mit einem bestimmten Temperaturgradient erhöht.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen der Wärme zu dem ersten Antriebsaggregat (7), dem zweiten Antriebsaggregat (8) und/oder dem Gangwechselgetriebe (5) derart erfolgt, dass sich die Temperatur des ersten Antriebsaggregats (7), des zweiten Antriebsaggregats (8) und/oder des Gangwechselgetriebes (5) mit einem bestimmten Temperaturgradienten erhöht.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme zusätzlich zum Temperieren eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs verwendet wird, insbesondere durch Koppeln des zweiten Kühlkreislaufs (15) mit einem Klimakreislauf über eine Kältemaschine (21).
  8. Antriebseinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ersten Kühlkreislauf (14) und einem zweiten Kühlkreislauf (15), wobei in einer Normalbetriebsart der Antriebseinrichtung (1) der zum Temperieren eines ersten Antriebsaggregats (7) verwendete erste Kühlkreislauf (14) bei einer höheren Temperatur betrieben wird als der zum Temperieren eines zweiten Antriebsaggregats (8) verwendete und strömungstechnisch von dem ersten Kühlkreislauf (14) separierte zweite Kühlkreislauf (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, in einer während eines Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführten Ladebetriebsart der Antriebseinrichtung (1) eine elektrische Energiespeichereinrichtung (11) der Antriebseinrichtung (1) zu laden und während des Ladens anfallende Wärme mittels des zweiten Kühlkreislaufs (15) von der Energiespeichereinrichtung (11) abzuführen und dem zweiten Antriebsaggregat (8) und/oder einem Gangwechselgetriebe (5) der Antriebseinrichtung (1) zuzuführen, bis das zweite Antriebsaggregat (8) und/oder das Gangwechselgetriebe (5) eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht haben, wobei nach dem Erreichen der Mindesttemperatur die Wärme durch strömungstechnisches Verbinden des ersten Kühlkreislaufs (14) und des zweiten Kühlkreislaufs (15) zumindest teilweise dem ersten Kühlkreislauf (14) zugeführt wird.
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