DE102017123753A1 - Temperiervorrichtung für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Temperiervorrichtung (10) für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs (100), aufweisend eine erste Temperierschnittstelle (20) für eine thermische Kontaktierung mit einem ersten Temperierkreislauf (120) für den Fahrgastraum (110) und eine zweite Temperierschnittstelle (30) für eine thermische Kontaktierung mit einem zweiten Temperierkreislauf (130) einer Batterievorrichtung (140) des Elektrofahrzeugs (100), wobei die erste Temperierschnittstelle (20) und die zweite Temperierschnittstelle (30) miteinander in wärmeübertragender Weise über einen Ausgleichskreislauf (40) verbunden sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs sowie ein Verfahren für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung.
- Es ist bekannt, dass in Fahrzeugen verschiedene Temperieraufgaben notwendig sind. Dies gilt insbesondere bei Elektrofahrzeugen. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist unter Elektrofahrzeugen ein Fahrzeug zu verstehen, welches zumindest teilweise elektrisch angetrieben ist beziehungsweise. Neben reinen Elektrofahrzeugen können darunter auch sogenannte Hybridfahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge mit Range Extendern sein. Die Temperieraufgaben beziehen sich zum einen auf den Fahrgastinnenraum. Dieser soll in einer Komfortzone gehalten werden, also bei sehr heißen Außentemperaturen gekühlt und bei kalten Außentemperaturen erwärmt werden. Auch eine Batterievorrichtung des Elektrofahrzeugs ist zu beheizen oder zu kühlen in Abhängigkeit der Außentemperaturen. Dies bezieht sich zum einen auf die Haltbarkeit und die Lebensdauer der Batterievorrichtung, deren Einsatzbandbreite von der jeweiligen Temperatur abhängt. Auch die Leistungsbereitschaft beziehungsweise die Abgabemöglichkeit von Leistung ist abhängig von der Temperatur, so dass ebenfalls je nach Außentemperatur ein Heizen und/oder ein Kühlen der Batterievorrichtung nötig ist. Die Komfortzone, also der Betriebsbereich für den Fahrgastraum, unterscheidet sich üblicherweise zumindest teilweise von dem Betriebsbereich der Batterievorrichtung.
- Bekannte Elektrofahrzeuge temperieren die einzelnen Bestandteile des Elektrofahrzeugs separat. So sind beispielsweise Klimaanlagen zum Heizen und Kühlen des Fahrgastraumes bekannt. Zusätzlich und separat davon sind entsprechende Temperiervorrichtungen für die Batterievorrichtungen eingesetzt, um dort ebenfalls ein Kühlen oder Erwärmen zur Verfügung stellen zu können.
- Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass durch das separate Ausbilden zwar eine schnelle und einfachere Regelungsmöglichkeit gegeben ist, um das Temperieren des jeweiligen Teils des Elektrofahrzeugs durchzuführen, jedoch der energetische Aufwand für das Temperieren relativ hoch ist. Bei einem reinen Elektrofahrzeug wird der energetische Aufwand ausschließlich aus der Batterievorrichtung zur Verfügung gestellt, so dass daher ein hoher energetischer Aufwand mit einer reduzierten Reichweite des Elektrofahrzeugs einhergeht.
- 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 den Energieaufwand der Temperierung des Elektrofahrzeugs zu reduzieren.
- Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 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 der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung 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 beziehungsweise werden kann.
- Erfindungsgemäß dient eine Temperiervorrichtung dem Temperieren eines Elektrofahrzeugs. Hierfür ist die Temperiervorrichtung mit einer ersten Temperierschnittstelle für eine thermische Kontaktierung mit einem ersten Temperierkreislauf für den Fahrgastraum ausgestattet. Weiter weist die Temperiervorrichtung eine zweite Temperierschnittstelle für eine thermische Kontaktierung mit einem zweiten Temperierkreislauf einer Batterievorrichtung des Elektrofahrzeugs auf. Dabei sind die erste Temperierschnittstelle und die zweite Temperierschnittstelle miteinander in wärmeübertragender Weise über einen Ausgleichskreislauf verbunden.
- Es ist denkbar, dass nicht nur die jeweilige Temperierschnittstelle, sondern auch der zugehörige erste Temperierkreislauf und zweite Temperierkreislauf als Teil der Temperiervorrichtung ausgestaltet sind.
- Bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung wird über den Ausgleichskreislauf und die beiden Temperierschnittstellen nun eine Quervernetzung aus thermischer Sicht zwischen dem Fahrgastraum und der Batterievorrichtung zur Verfügung gestellt. Das bedeutet, dass über den Ausgleichskreislauf nun die vorhandenen Temperierkreisläufe der ersten Temperierschnittstelle und der zweiten Temperierschnittstelle und damit des Fahrgastraumes einerseits und der Batterievorrichtung andererseits miteinander thermisch verbunden sind. Diese Verbindung ist sogar aktiv ausgestaltet, insbesondere dann, wenn der Ausgleichskreislauf ein aktiv betriebener Ausgleichskreislauf ist. Diese thermische Verbindung ist dahingehend zu verstehen, dass nun Wärme zwischen der ersten Temperierschnittstelle und der zweiten Temperierschnittstelle über den Ausgleichskreislauf transportiert und übergeben werden kann. Somit sind unterschiedliche Betriebsweisen denkbar, wie sie nachfolgend näher erläutert werden.
- Wird eine Temperierung des Fahrgastraums mit Hilfe des ersten Temperierkreislaufs durchgeführt, so kann bei der Durchführung dieser Temperierung Abwärme entstehen. Während bei den bekannten Lösungen diese Abwärme aus dem Fahrzeug abgeführt werden musste und z. B. über einen Niedertemperaturkühler eines Fahrzeugs an die Umgebung abgegeben wurde, ist in erfindungsgemäßer Weise eine Übergabe dieser Abwärme zumindest teilweise an den Ausgleichskreislauf möglich. Dieser Ausgleichskreislauf verbindet nun in thermischer Weise die erste Temperierschnittstelle mit der zweiten Temperierschnittstelle, so dass diese Abwärme direkt über die zweite Temperierschnittstelle in den zweiten Temperierkreislauf und damit zur Batterievorrichtung gelangen kann. Mit anderen Worten wird es nun möglich, Abwärme beim Aufwärmen oder Abkühlen, also beim Temperieren des Fahrgastraumes in der Batterievorrichtung einzuspeichern.
- Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Richtung der Betriebsweise möglich, also das Übertragen von Abwärme aus der Batterievorrichtung beziehungsweise aus einem Temperiervorgang der Batterievorrichtung über den Ausgleichskreislauf in den ersten Temperierkreislauf zum Aufheizen des Fahrgastraumes.
- Wie aus den voranstehenden beiden grundsätzlichen Betriebsweisen einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung ersichtlich wird, kann nun die Batterievorrichtung über den zweiten Temperierkreislauf eine Ausgleichsmöglichkeit zur Verfügung stellen. Dadurch, dass die Batterievorrichtung je nach Ausführungsform des Elektrofahrzeugs ein relativ großes Volumen und damit auch eine relativ große thermische Kapazität mit sich bringt wird es möglich, neben der Speicherung von elektrischer Energie in der zur Verfügung gestellten thermischen Kapazität der Batterievorrichtung auch einen thermischen Speicher vorzusehen. Üblicherweise sind solche Batterievorrichtungen mit einem flüssigen Temperiermittel durchströmt, um zu wärmen oder zu kühlen. Das Gesamtvolumen dieser thermischen Kapazität steht nun zur Verfügung, um als Wärmespeicher und/oder auch als Kältespeicher für die Temperierung des Fahrgastraumes zur Verfügung zu stehen. Dies ist insbesondere dann mit Vorteilen behaftet, wenn dies bereits beim Ladevorgang, also beim Stillstand des Fahrzeugs noch vor dem Betrieb berücksichtigt werden kann.
- Dadurch, dass bei Elektrofahrzeugen wie bei allen anderen Fahrzeugen auch häufig die tatsächliche Betriebsdauer sehr kurz ist, insbesondere bei ca. 80 Prozent der Fahrten unter 30 Minuten Fahrzeit liegt, kann die zur Verfügung gestellte thermische Kapazität des zweiten Temperierkreislaufs üblicherweise ausreichen, um diese 80 Prozent der Fahrten mit der notwendigen Vorkonditionierung in der thermischen Kapazität der Batterievorrichtung zu gewährleisten. Mit anderen Worten unterstützt eine vorkonditionierte Batterievorrichtung den Kühlvorgang des Fahrgastraumes und/oder den Heizvorgang des Fahrgastraumes, so dass die tatsächliche Reichweite und damit die Gesamtkapazität der Batterievorrichtung selbst aus elektrischer Sicht nicht oder nur in geringem Maße beeinflusst wird. Mit anderen Worten führt der Einsatz einer Ausgleichsmöglichkeit mit Hilfe einer Temperiervorrichtung der vorliegenden Erfindung dazu, dass bei gleichbleibendem Komfort und gleichbleibender Betriebssicherheit für die Batterievorrichtung eine effizientere Nutzung der in der Batterievorrichtung gespeicherten Energie möglich wird. Dies führt direkt zu einer vergrößerten Reichweite beziehungsweise zu gleichbleibender Reichweite mit reduzierter Größe der Batterievorrichtung.
- Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Ausgleichskreislauf zumindest eine Kondensatorvorrichtung, insbesondere eine flüssig gekühlte Kondensatorvorrichtung, aufweist. Die Verwendung einer Kondensatorvorrichtung erlaubt es noch weiter Einfluss zu nehmen auf die Temperatur im Ausgleichskreislauf. Insbesondere kann bei der Übergabe zwischen der ersten Temperierschnittstelle und der zweiten Temperierschnittstelle nun ein Aufstocken der Abwärme oder ein Abkühlen von Abwärme zur Verfügung gestellt werden. Die Verwendung eines flüssig gekühlten Kondensators als Kondensatorvorrichtung bringt dabei hinsichtlich Kosten und Gewicht große Vorteile mit sich. Er stellt eine kostengünstige und thermisch vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit dar. Die entsprechende Flüssigkeit für die Kondensatorvorrichtung kann dabei vorteilhafterweise Teil des Ausgleichskreislaufs sein.
- Es kann weiter Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Ausgleichskreislauf als Flüssigkeitskreislauf mit einer Temperierflüssigkeit ausgestaltet ist. Wie bereits erläutert worden ist, sind insbesondere Temperierflüssigkeiten kostengünstige, einfache und vor allem langzeiterprobte Möglichkeiten einen Temperierkreislauf zur Verfügung zu stellen. Sie bieten eine gute Wärmeübertragungsmöglichkeit und weisen eine relativ hohe eigene Wärmekapazität auf. Je nach tatsächlichem Volumeninhalt des Ausgleichskreislaufs kann somit der Ausgleichskreislauf selbst eine zusätzliche Wärmespeichermöglichkeit zur Verfügung stellen. Auch hier handelt es sich wieder um eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltungsform des Ausgleichskreislaufs.
- Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Ausgleichskreislauf eine dritte Temperierschnittstelle aufweist für eine thermische Kontaktierung mit einer Kühlvorrichtung und/oder einer Heizvorrichtung. Diese Kühlvorrichtung und/oder Heizvorrichtung kann auch Teil des Ausgleichskreislaufs sein, und die dritte Temperierschnittstelle ist insbesondere mit einem oder mehreren Ventilvorrichtungen ausgestattet. So ist es denkbar, dass für den normalen Betrieb der Temperiervorrichtung die Kühlvorrichtung und/oder die Heizvorrichtung außer Betrieb ist. Wird das Fahrzeug jedoch länger betrieben, so kann mit Hilfe der Heizvorrichtung und/oder der Kühlvorrichtung der normale Betrieb weiter gewährleistet werden, also ein Betrieb wenn die Speicherkapazität der Batterievorrichtung ausgeschöpft ist. Wird beispielsweise bei heißer Umgebungstemperatur der Wärmespeicher der Batterievorrichtung dazu genutzt, um Abwärme von einer Klimaanlage aufzunehmen, so wird zu einem gewissen Zeitpunkt die Batterievorrichtung eine Maximaltemperatur erreichen. Sobald die Maximaltemperatur, z. B. bei 45 °C, erreicht ist, schaltet die Übergabe über den Ausgleichskreislauf ab, und die Abwärme von der Kühlung des Fahrgastraumes wird nun über eine Kühlvorrichtung wieder in bekannter Weise an die Umgebung des Fahrzeugs abgegeben. Somit öffnet sich also der Ausgleichskreislauf über die dritte Temperierschnittstelle an die Umgebung, so dass über den Kurzzeitbetrieb des Fahrzeugs hinaus auch der normale Betrieb und damit ein ungestörter Langzeitbetrieb des Fahrzeugs in bekannter Weise denkbar ist. Dabei ist im ersten Schritt unerheblich, ob es sich bei der Kühlvorrichtung und/oder der Heizvorrichtung um aktive Ausführungsformen und/oder um passive Ausführungsformen handelt.
- Ebenfalls ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die zweite Temperierschnittstelle einen reduzierten thermischen Widerstand zum zweiten Temperierkreislauf aufweist. Der reduzierte thermische Widerstand bezieht sich dabei insbesondere auf einen reduzierten thermischen Wärmeübergangswiderstand und einen reduzierten thermischen Wärmeleitwiderstand. Der reduzierte Widerstand zur Batterievorrichtung bringt eine geringere Trägheit in der Übertragung der Wärme mit sich, so dass die Steuerung und/oder die Regelung einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung leichter, komfortabler und schneller möglich wird.
- Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die erste Temperierschnittstelle, die zweite Temperierschnittstelle und/oder der Ausgleichskreislauf wenigstens einen Temperatursensor aufweist für eine Bestimmung der lokalen Temperatur. Sofern eine dritte Temperierschnittstelle vorhanden ist, kann diese ebenfalls einen solchen Temperatursensor aufweisen. Die Bestimmung der lokalen Temperatur bezieht sich dabei auf den jeweiligen Anordnungsort des Temperatursensors. Somit ist es möglich, die Temperatur der ersten Temperierschnittstelle, der zweiten Temperierschnittstelle, einer möglicherweise vorhandenen dritten Temperierschnittstelle und/oder des Ausgleichskreislaufs zu bestimmen. Eine explizite und exakte Regelung und/oder Steuerung wird auf diese Weise noch genauer möglich, so dass die Vorteile einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung noch besser zum Tragen kommen können.
- Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Betreiben eines ersten Temperierkreislaufs zum Temperieren des Fahrgastraumes,
- - Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf und einem Ausgleichskreislauf über eine erste Temperierschnittstelle,
- - Übertragen von Wärme zwischen dem Ausgleichskreislauf und einem zweiten Temperierkreislauf zum Temperieren einer Batterievorrichtung über eine zweite Temperierschnittstelle.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient insbesondere dem Betrieb einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, so dass das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich bringt, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Dabei kann die Übertragung von Wärme sowohl vom ersten Temperierkreislauf in den zweiten Temperierkreislauf hinein und in umgekehrter Weise erfolgen.
- Es ist von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren Abwärme vom ersten Temperierkreislauf über den Ausgleichskreislauf auf den zweiten Temperierkreislauf übergeben wird zum Heizen der Batterievorrichtung. Selbstverständlich ist zusätzlich oder alternativ auch die Übergabe von Abwärme in der entgegengesetzten Richtung denkbar, um ein Kühlen der Batterievorrichtung zur Verfügung stellen zu können. Das Heizen ist dabei mit einem größeren Aufwand versehen, so dass insbesondere mit Abwärme des Fahrgastraumes die Batterievorrichtung geheizt werden kann.
- Ebenfalls bringt es Vorteile mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren während eines Ladevorgangs der Batterievorrichtung der zweite Temperierkreislauf aktiv temperiert wird. Die aktive Temperierung kann mit Hilfe einer aktiven Temperiervorrichtung, welche Teil der Batterievorrichtung und/oder Teil des Ausgleichskreislaufs und/oder Teil des zweiten Temperierkreislaufs sein kann, durchgeführt werden. Eine aktive Temperierung kann sowohl ein aktives Kühlen, als auch ein aktives Heizen sein. Die Heizvorrichtung und/oder die Kühlvorrichtung kann dabei in direkter und/oder indirekter Weise ausgeschlossen sein. Sobald also das Fahrzeug in Betrieb genommen wird, und der Ladevorgang beendet wird, ist die Batterievorrichtung vorkonditioniert, so dass z. B. bei kühlem oder heißem Wetter ein entsprechendes Temperaturreservoir durch die thermische Kapazität der Batterievorrichtung während des Ladevorgangs gefüllt worden ist.
- Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem voranstehenden Absatz bringt es Vorteile mit sich, wenn beim Ladevorgang die aktive Temperierung anhand der Außentemperatur qualitativ und/oder quantitativ vorgegeben wird, insbesondere bei einer Außentemperatur unter einem unteren Schwellenwert die Batterievorrichtung geheizt und bei einer Außentemperatur über einem oberen Schwellenwert die Batterievorrichtung gekühlt wird. Ist die Außentemperatur also mit sommerlich hohen Temperaturen versehen, so wird die Batterievorrichtung gekühlt, so dass ein Kühlreservoir gefüllt wird, um mit Abwärme einen Ausgleich für die Kühlung des Fahrgastraumes zur Verfügung zu stellen. In umgekehrter Weise kann bei kalten Außentemperaturen, also im Winter, die Batterievorrichtung während des Ladevorgangs vorgeheizt werden, so dass auf die dort gespeicherte thermische Energie beim Aufheizen des Fahrgastraumes zurückgegriffen werden kann. Dabei ist es unerheblich, ob der untere Schwellenwert dem oberen Schwellenwert entspricht oder im Wesentlichen entspricht, oder sich zwischen dem unteren Schwellenwert und dem oberen Schwellenwert ein Schwellenabstand ausbildet, in welchem keine Vorkonditionierung der Batterievorrichtung stattfindet.
- 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 Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, -
2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung und -
3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung. -
1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung in einfachster Ausgestaltungsform. Das Elektrofahrzeug ist hier mit einer Batterievorrichtung140 mit einer Vielzahl von Zellen ausgestattet. Hier sind drei Batteriezellen einer Batterievorrichtung140 beispielhaft dargestellt. Am linken Ende der Zeichnung in1 weist das Elektrofahrzeug100 schematisch einen Fahrgastraum110 auf, welcher in einer Temperaturkomfortzone gehalten werden soll. Für das Temperieren des Fahrgastraumes110 ist ein erster Temperierkreislauf120 vorgesehen, welcher z. B. als Teil einer Klimaanlage ausgestaltet sein kann. Um auch ein Temperieren der Batterievorrichtung140 zu ermöglichen, ist hier ein zweiter Temperierkreislauf130 vorgesehen. - Erfindungsgemäß sind nun die beiden separaten Temperierkreisläufe
120 und130 miteinander thermisch gekoppelt. Diese thermische Koppelung wird mit Hilfe der Temperiervorrichtung10 zur Verfügung gestellt. Die Temperiervorrichtung10 weist dabei für die Übertragung von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf120 und dem zweiten Temperierkreislauf130 einen Ausgleichskreislauf40 auf, welcher insbesondere mit einem flüssigen Temperiermittel ausgestaltet ist. Um die tatsächliche Wärmeübertragung zwischen den beiden Temperierkreisläufen120 und130 in den Ausgleichskreislauf40 durchführen zu können, ist hier eine erste Temperierschnittstelle20 und eine zweite Temperierschnittstelle30 vorgesehen. - Der Betrieb einer Temperiervorrichtung
10 gemäß der1 kann sowohl im Einsatz des Elektrofahrzeugs100 , also beim Fahren desselben, als auch während des Ladevorgangs durchgeführt werden. Beim Betrieb des Elektrofahrzeugs100 wird dabei vorteilhafter Weise Abwärme von der Temperierung der Batterievorrichtung140 und/oder des Fahrgastraumes110 in die entgegengesetzte Richtung, also zu der jeweils anderen Temperierschnittstelle20 bzw.30 übergebracht. Während eines Ladevorgangs kann die Batterievorrichtung140 vorkonditioniert werden und über den zweiten Temperierkreislauf130 das thermische Volumen und damit die Wärmekapazität der Batterievorrichtung140 mit einer Wärme oder mit Kälte sozusagen vorbeladen werden. -
2 zeigt eine mögliche weitere Ausgestaltung der Temperiervorrichtung10 beziehungsweise des Elektrofahrzeugs100 , welche grundsätzlich auf der Ausführungsform gemäß1 beruht. Jedoch wurde hier eine Vielzahl von Temperatursensoren80 verbaut, um lokale Temperaturen zu bestimmen. Wird eine Kontrollvorrichtung und/oder eine Regelvorrichtung bzw. Steuervorrichtung eingesetzt, so können die Temperaturwerte von den einzelnen lokalen Temperatursensoren80 die Kontrollierbarkeit beziehungsweise die Steuerbarkeit und/oder Regelbarkeit deutlich verbessern. Auch ist hier eine Kondensatorvorrichtung als Teil des Ausgleichskreislaufs40 vorgesehen, wobei diese Kondensatorvorrichtung42 als Kondensatorvorrichtung42 mit flüssiger Kühlung ausgestaltet ist. Sie erlaubt eine deutlich genauere Einflussnahme auf die Temperatur im Ausgleichskreislauf40 . - Auch die
3 zeigt eine alternative Ausführungsform, welche auf der Lösung gemäß der1 basiert und selbstverständlich auch mit Lösungsideen aus der Ausführungsform der2 kombinierbar ist. Hier wird insbesondere ein Langzeitbetrieb des Elektrofahrzeugs100 zur Verfügung gestellt. Dafür ist der Ausgleichskreislauf40 mit einer dritten Temperierschnittstelle50 ausgestattet, über welche über nicht näher dargestellte Ventilvorrichtungen ein wärmeübertragender Kontakt zu einer Kühlvorrichtung60 und/oder zu einer Heizvorrichtung70 zur Verfügung gestellt wird. Auch hier ist eine weitere und genauere Einflussnahme auf die Temperatur im Ausgleichskreislauf40 möglich, so dass die erfindungsgemäßen Vorteile noch leichter, besser und im größeren Maße erzielbar sind. - Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Claims (10)
- Temperiervorrichtung (10) für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs (100), aufweisend eine erste Temperierschnittstelle (20) für eine thermische Kontaktierung mit einem ersten Temperierkreislauf (120) für den Fahrgastraum (110) und eine zweite Temperierschnittstelle (30) für eine thermische Kontaktierung mit einem zweiten Temperierkreislauf (130) einer Batterievorrichtung (140) des Elektrofahrzeugs (100), wobei die erste Temperierschnittstelle (20) und die zweite Temperierschnittstelle (30) miteinander in wärmeübertragender Weise über einen Ausgleichskreislauf (40) verbunden sind.
- Temperiervorrichtung (10) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskreislauf (40) zumindest eine Kondensatorvorrichtung (42), insbesondere eine flüssig gekühlte Kondensatorvorrichtung (42) aufweist. - Temperiervorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskreislauf (40) als Flüssigkeitskreislauf mit einer Temperierflüssigkeit ausgestaltet ist.
- Temperiervorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskreislauf (40) eine dritte Temperierschnittstelle (50) aufweist für eine thermische Kontaktierung mit einer Kühlvorrichtung (60) und/oder mit einer Heizvorrichtung (70).
- Temperiervorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Temperierschnittstelle (30) einen reduzierten thermischen Wiederstand zum zweiten Temperierkreislauf (130) aufweist.
- Temperiervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperierschnittstelle (20), die zweite Temperierschnittstelle (30) und/oder der Ausgleichskreislauf (40) wenigstens einen Temperatursensor (80) aufweist für eine Bestimmung der lokalen Temperatur.
- Verfahren für das Temperieren eines Elektrofahrzeugs (100), insbesondere mittels einer Temperiervorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der
Ansprüche 1 bis6 , aufweisend die folgenden Schritte: - Betreiben eines ersten Temperierkreislaufs (120) zum Temperieren des Fahrgastraums (110), - Übertragen von Wärme zwischen dem ersten Temperierkreislauf (120) und einem Ausgleichskreislauf (40) über eine erste Temperierschnittstelle (20), - Übertragen von Wärme zwischen dem Ausgleichskreislauf (40) und einem zweiten Temperierkreislauf (130) zum Temperieren einer Batterievorrichtung (140) über eine zweite Temperierschnittstelle (30). - Verfahren nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass Abwärme vom ersten Temperierkreislauf (120) über den Ausgleichskreislauf (40) auf den zweiten Temperierkreislauf (130) übergeben wird zum Heizen der Batterievorrichtung (110). - Verfahren nach einem der
Ansprüche 7 oder8 , dadurch gekennzeichnet, dass während eines Ladevorgangs der Batterievorrichtung (110) der zweite Temperierkreislauf (130) aktiv temperiert wird. - Verfahren nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Ladevorgang die aktive Temperierung anhand der Außentemperatur qualitativ und/oder quantitativ vorgegeben wird, insbesondere bei einer Außentemperatur unterer einem unteren Schwellenwert die Batterievorrichtung (140) geheizt und bei einer Außentemperatur über einem oberen Schwellenwert die Batterievorrichtung (140) gekühlt wird.
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DE102019133181A1 (de) * | 2019-12-05 | 2021-06-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Temperaturmanagementsystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Temperaturmanagement eines Kraftfahrzeugs |
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DE102010048853A1 (de) * | 2010-10-19 | 2012-04-19 | Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) | Klimatisierungssystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeuges |
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2017
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