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Die Erfindung betrifft ein System zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie und ein Verfahren zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie.
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Ein als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildetes Fahrzeug weist mindestens einen Elektromotor zu dessen Antrieb auf, dem wiederum aus mindestens einer Batterie elektrische Energie bereitzustellen ist. Dabei muss die mindestens eine Batterie regelmäßig an einer elektrischen Ladestation angeschlossen und mit elektrischer Energie geladen werden. Hierbei ist es möglich, das Laden der Batterie mit einem Schnellladevorgang durchzuführen, bei dem Ladeleistungen ab 50 kW oder ab 170 kW bis zu 200 kW und mehr erreicht werden. Die mindestens eine Batterie wird in einem ersten Abschnitt des Ladevorgangs, der einige wenige Minuten andauert, mit einer maximalen Ladeleistung geladen. Allerdings ergibt sich hierbei, dass sich die Batterie auch für den Fall, dass sie durch eine Klimaanlage des Elektro- oder Hybridfahrzeugs aktiv gekühlt wird, extrem stark erwärmen kann.
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Sobald eine Temperatur der mindestens einen Batterie einen definierten maximalen Wert erreicht, ergibt sich, dass die Ladeleistung bis zum Erreichen einer Vollladung der mindestens einen Batterie extrem gedrosselt wird. Falls die mindestens eine Batterie bspw. aufgrund einer dynamischen Fahrt auf einer Autobahn bereits vor einem Beginn des Ladevorgangs erwärmt ist, wird der Schnellladevorgang zusätzlich verlängert. Demnach ist die Ladeleistung von der Temperatur der mindestens einen Batterie abhängig, wobei die Temperatur sich mit zunehmender Dauer des Ladevorgangs erhöht.
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Um dennoch eine vergleichsweise hohe Ladeleistung zu erreichen, ist es möglich, die Batterie mit einem Kühlgerät bzw. einem Chiller einer Klimaanlage des Fahrzeugs zu verbinden, wobei dieses Kühlgerät bspw. als Wärmetauscher ausgebildet und in einen Kühlkreislauf und/oder Wasserkreislauf des Fahrzeugs integriert ist. Somit ist es möglich, die mindestens eine Batterie während des Ladevorgangs mit dem Kühlgerät zu kühlen. Allerdings kann sich hierbei ergeben, dass eine Leistung der Klimaanlage nicht dafür ausreicht, die Batterie ausreichend zu kühlen. Demnach wäre es möglich, die Klimaanlage zu vergrößern und dabei durch weitere Kühlkomponenten zu ergänzen, um deren Kühlleistung zu erhöhen. Allerdings wird hierfür zusätzlicher Bauraum im Elektro- oder Hybridfahrzeug benötigt und außerdem dessen Masse vergrößert.
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Weiterhin ist es möglich, die Ladestation bzw. eine entsprechende Ladesäule mit einer Kühlmittelschnittstelle auszustatten, die wiederum mit einer Kühlmittelschnittstelle am Fahrzeug verbunden wird, während die mindestens eine Batterie mit einem elektrischen Ladestecker der Ladestation verbunden wird. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, die Ladestation um einen stationären Kältekreislauf zu erweitern. Allerdings kann sich dabei ergeben, dass das Kühlmittel, das zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation ausgetauscht wird, eventuell verschmutzt wird, da unterschiedliche Kühlmittel verwendet und miteinander vermischt werden können, falls in dem Fahrzeug ein anderes Kühlmittel als in der Ladestation verwendet wird, so dass ein Laden mindestens einer weiteren Batterie eines nachfolgenden Fahrzeugs aufgrund des verschmutzten und/oder des vermischten Kühlmittels nicht richtig durchgeführt werden kann.
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Eine Kühlungsanordnung für eine Kühlkomponente in einem Fahrzeug ist in der Druckschrift
DE 10 2012 200 247 A1 beschrieben.
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Eine Ladestation zur Schnellladung einer Elektrofahrzeugbatterie ist in der Druckschrift
DE 11 2012 003 099 T5 beschrieben.
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Aus der Druckschrift
DE 11 2012 003 109 T5 sind ein System und ein Verfahren zum Laden von Batterien von Elektrofahrzeugen bekannt.
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Eine weitere Ladestation für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs ist in der Druckschrift
US 2015/054460 A1 beschrieben.
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Aus der Druckschrift
WO 2013/144014 A1 ist ein Stromumrichter für eine Ladestation eines Fahrzeugs bekannt.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, eine Batterie eines Fahrzeugs schneller mit elektrischer Energie zu laden.
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Diese Aufgabe wird mit einem System und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Systems und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
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Das erfindungsgemäße System ist zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie ausgebildet und weist eine elektrische Ladeeinrichtung zum Bereitstellen der elektrischen Energie und eine System-Kühleinrichtung als thermodynamische Anlage auf. Die Fahrzeug externe System-Kühleinrichtung weist als thermodynamisches Bauteil mindestens eine Fahrzeug externe System-Kühlkomponente auf, die mindestens einem Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs zuordenbar ist, das als thermodynamisches Bauteil ausgebildet ist. Die elektrische Ladeeinrichtung ist dazu ausgebildet, mindestens eine Batterie des Fahrzeugs zu laden. Die mindestens eine System-Kühlkomponente ist dazu ausgebildet, dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul kalte bzw. gekühlte Luft und somit einen Luftstrom bereitzustellen und somit zu kühlen, wobei das mindestens eine durch die kalte Luft gekühlte Fahrzeug-Kühlmodul dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Batterie zu kühlen.
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Das Fahrzeug umfasst mindestens einen Kühlkreislauf, d. h. lediglich einen Kühlkreislauf oder mehrere Kühlkreisläufe, wobei es möglich ist, dass zwei derartige Kühlkreisläufe über ein thermodynamisches Koppelelement, bspw. einen Chiller, miteinander verbunden sind. Das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul, das mit der mindestens einen System-Kühlkomponente gekühlt wird, ist als Bauteil des mindestens einen Kühlkreislaufs ausgebildet. Falls vorgesehen ist, dass mehrere Fahrzeug-Kühlmodule gekühlt werden, ist es möglich, dass jedes Fahrzeug-Kühlmodul als thermodynamisches Bauteil eines anderen Kühlkreislaufs ausgebildet ist. Die mindestens eine Batterie ist über den mindestens einen Kühlkreislauf mit dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul verbunden und ausgehend von dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul über den mindestens einen Kühlkreislauf zu kühlen. Als Kühlmittel bzw. Kühlmedium für den mindestens einen Kühlkreislauf wird ein übliches Kühlmitte vorgesehen. Bei dem Kühlmittel kann es sich dabei bspw. um ein Glysantin/Wasser-Gemisch handeln.
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Der mit der Batterie gekoppelte Kühlkreislauf kann, wie voranstehend erwähnt, über mindestens einen Chiller mit mindestens einem weiteren Kühlkreislauf gekoppelt sein. Bei dem mindestens einen weiteren Kühlkreislauf kann es sich um einen sogenannten Kältekreislauf handeln, der mit einem Kältemittel, wie bspw. R1234yf, betrieben bzw. gekühlt wird. Der Kältekreislauf kann sodann die von bzw. in ihm generierte Kälte über den voranstehend genannten Chiller, bspw. einen Verdampfer, an das Kühlmittel des Kühlkreislaufs abgeben, mit welchem die zu kühlende Batterie zu kühlen ist. Dadurch kann eine zur Kühlung der Batterie bereitstellbare Kühlleistung weiter erhöht werden.
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Das Verfahren ist bspw. für ein Fahrzeug durchführbar, das zwei Kühlkreisläufe als thermodynamische Anlagen aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul als Bauteil eines ersten Kühlkreislaufs bzw. eines Kältekreislaufs ausgebildet ist. Der erste Kühlkreislauf ist bspw. über das als Chiller ausgebildete thermodynamische Koppelelement mit einem zweiten Kühlkreislauf bzw. einem kühlenden Wasserkreislauf gekoppelt. Mit diesem zweiten Kühlkreislauf ist weiterhin die mindestens eine Batterie thermisch gekoppelt und zu kühlen. Bei Durchführung einer Ausführungsform des Verfahrens wird das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des ersten Kühlkreislaufs bzw. Kältekreislaufs durch die mindestens eine System-Kühlkomponente gekühlt, wodurch auch ein fluides Kühlmittel bzw. Kühlmedium des zweiten Kühlkreislaufs und somit auch der zweite Kühlkreislauf gekühlt bzw. zusätzlich gekühlt werden. Ausgehend von dem ersten Kühlkreislauf werden der zweite Kühlkreislauf und ein Wasser/Glysantin-Gemisch als fluides Kühlmittel bzw. Kühlmedium, das durch diesen fließt, über das thermodynamische Koppelelement gekühlt bzw. zusätzlich gekühlt. Außerdem wird die mindestens eine Batterie über den zweiten Kühlkreislauf gekühlt. Es ist hierbei ergänzend möglich, dass auch der zweite Kühlkreislauf ein Fahrzeug-Kühlmodul aufweist, das ebenfalls von der mindestens einen System-Kühlkomponente gekühlt wird. In diesem Fall wird die mindestens eine Batterie zusätzlich gekühlt.
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Je nach Definition ist der erste Kühlkreislauf als Kältekreislauf ausgebildet und/oder zu bezeichnen, mit dem bspw. eine Klimaanlage zu betreiben ist. Dieser erste Kühlkreislauf bzw. der Kältekreislauf umfasst bspw. einen Chiller bzw. Wärmetauscher, der dazu ausgebildet ist, Kälte an das Kühlmittel des voranstehend genannten zweiten Kühlkreislaufs abzugeben. Als weiteres Fahrzeug-Kühlmodul umfasst der erste Kühlkreislauf einen Kondensator, der bspw. in einer Front und/oder einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet ist und durch die mindestens eine externe System-Kühlkomponente gekühlt wird. Der zweite Kühlkreislauf ist bspw. als Wasserkühlkreislauf ausgebildet, wobei zur Durchführung einer Wasserkühlung ein Kühlmittel verwendet wird, das als mindestens einen Bestandteil Wasser aufweist. Somit ist es möglich, als Kühlmittel lediglich Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und einer weiteren Substanz bspw. Glysantin zu verwenden. Dieses Kühlmittel durchfließt alle zu kühlenden Komponenten, bspw. die mindestens eine Batterie und einen Innenraumwärmetauscher direkt. Als das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul umfasst der zweite Kühlkreislauf einen Kühler in der Front und/oder dem Motorraum des Fahrzeugs, der von der mindestens einen externen System-Kühlkomponente ebenfalls gekühlt wird. Der Kondensator und der Kühler beider Kühlkreisläufe bilden ein Kühlpaket, das durch die mindestens eine externe System-Kühlkomponente gekühlt wird.
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In Ausgestaltung ist der mindestens einen externen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung optional ein Gebläse als Bauteil zugeordnet, das dazu ausgebildet ist, kalte Luft in Richtung des mindestens einen Fahrzeug-Kühlmoduls des Fahrzeugs zu fördern und darüber das Kühlmittel des mindestens einen Kühlkreislaufs zu kühlen und somit auf ein niedriges Temperaturniveau zu bringen. Somit ist es möglich, das Kühlmittel durch die mindestens eine System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung über das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul indirekt oder direkt zu kühlen. Die mindestens eine Batterie ist mit dem mindestens einen Kühlkreislauf mittelbar oder unmittelbar gekoppelt und über das von dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul gekühlte Kühlmittel zu kühlen.
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Das System weist bspw. ein Luftleitmodul, bspw. einen Schlauch und/oder ein Luftkissen, auf, durch das die kalte Luft von der mindestens einen externen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung zu dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs zu fördern ist.
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Außerdem weist das System mindestens eine elektrische Ladeleitung auf, über die die elektrische Ladeeinrichtung mit der mindestens einen Batterie des Fahrzeugs verbindbar ist.
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Üblicherweise ist die elektrische Ladeeinrichtung ortsfest installiert. Das System ist in Ausgestaltung als Ladesäule ausgebildet und/oder als eine solche zu bezeichnen.
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Die mindestens eine System-Kühlkomponente ist tragbar und relativ zu dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul positionierbar.
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Ferner ist es möglich, dass die externe System-Kühleinrichtung mindestens eine weitere externe System-Kühlkomponente aufweist, die ortsfest installiert und mit der mindestens einen bspw. bewegbaren System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung über mindestens eine Leitung, bspw. eine Luftleitung, verbunden ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie vorgesehen, wobei eine elektrische Ladeeinrichtung zum Bereitstellen der elektrischen Energie und eine System-Kühleinrichtung außerhalb des Fahrzeugs verwendet werden. Die System-Kühleinrichtung weist mindestens eine System-Kühlkomponente außerhalb des Fahrzeugs auf, die dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul, d. h. einem Fahrzeug-Kühlmodul oder mehreren Fahrzeug-Kühlmodulen, des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs zugeordnet wird, wobei mindestens eine Batterie des Fahrzeugs mit der elektrischen Ladeeinrichtung geladen wird. Mit der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung wird dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs kalte bzw. gekühlte Luft bereitgestellt, wobei die mindestens eine Batterie des Fahrzeugs mit dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs gekühlt wird.
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Hierbei ist vorgesehen, dass ein Kühlen des mindestens einen Fahrzeug-Kühlmoduls durch die mindestens eine System-Kühlkomponente des Systems und somit ein Kühlen der mindestens einen Batterie simultan bzw. gleichzeitig mit einem elektrischen Laden der mindestens einen Batterie durchgeführt wird. In Ausgestaltung wird durch Kühlen des mindestens einen Kühlmoduls ein Kühlmittel in dem mindestens einen Kühlkreislauf gekühlt, mit dem wiederum mindestens ein weiteres Fahrzeug-Kühlmodul des mindestens einen Kühlkreislaufs gekühlt wird, das der mindestens einen Batterie zugeordnet ist. Dabei wird die mindestens eine Batterie über das zusätzlich gekühlte Kühlmittel indirekt gekühlt.
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Weiterhin werden die mindestens eine externe System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung und das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des mindestens einen Kühlkreislaufs, bspw. der Klimaanlage, des Fahrzeugs über ein Luftleitmodul, bspw. einen Schlauch und/oder ein Luftkissen, miteinander verbunden. Die kalte Luft bzw. der kalte Luftstrom wird durch das Luftleitmodul von der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung zu dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs gefördert. Das Luftleitmodul ist weiterhin schalldämmend ausgebildet und reduziert somit eine Lautstärke der kalten Luft bzw. des kalten Luftstroms, wodurch Lärmemissionsgrenzen einzuhalten sind.
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Es ist möglich, dass der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung ein Gebläse zugeordnet ist bzw. wird, mit dem kalte Luft in Richtung des mindestens einen Fahrzeug-Kühlmoduls des Fahrzeugs gefördert wird.
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Das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs, das im Rahmen des Verfahrens verwendet wird, ist in einem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet.
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Diesbezüglich ist es auch möglich, dass das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs über ein luftdurchlässiges Kühlergitter, das in einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet ist, von einer Umgebung des Fahrzeugs getrennt ist, wobei dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul durch die mindestens eine externe System-Kühlkomponente die kalte Luft durch das Kühlergitter hindurch bereitgestellt wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die kalte Luft der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung von dem angeschalteten bzw. aktivierten Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs angesaugt wird. Somit ist es möglich, dass die kalte Luft bzw. der kalte Luftstrom von dem Gebläse erzeugt und/oder von dem Fahrzeug-Kühlmodul, bspw. einem Lüfter, angesaugt wird.
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Im Rahmen des Verfahrens wird das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs aktiviert und zumindest während eines Zeitraums betrieben, während die mindestens eine Batterie von der elektrischen Ladeeinrichtung geladen wird.
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Das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs ist üblicherweise als thermodynamisches Bauteil des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs ausgebildet. Der mindestens eine Kühlkreislauf umfasst das Kühlmittel, wobei das Kühlmittel, das sich in dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs befindet, mit der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung des Systems zusätzlich gekühlt wird.
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Mit dem System und dem Verfahren ist es möglich, die mindestens eine Batterie des Fahrzeugs während eines elektrischen Ladevorgangs, wobei die mindestens eine Batterie mit einer elektrischen Ladeeinrichtung verbunden wird, die Gleichstrom bereitstellt, zusätzlich zu kühlen, da das System, das als Ladestation oder Ladesäule ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist, nunmehr durch die vorgestellte externe System-Kühleinrichtung mit der mindestens einen externen System-Kühlkomponente außerhalb des Fahrzeugs ergänzt ist. Somit wird der mindestens einen Batterie während des Ladevorgangs einerseits der Ladestrom bereitgestellt und andererseits die mindestens eine Batterie durch die System-Kühleinrichtung über das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs gekühlt.
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Durch Vorsehen der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung und dem optionalen Gebläse bzw. Kühlgebläse als weitere System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung ist es möglich, auch eine ggf. bereits während einer Fahrt erhitzte Batterie während eines Ladevorgangs zu kühlen und somit schneller als in einem ungekühlten Zustand mit elektrischer Energie zu laden.
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Die System-Kühleinrichtung des Systems umfasst als die mindestens eine System-Kühlkomponente einen stationären Kühlkreislauf, der der Ladestation bzw. der Ladesäule zugeordnet ist. Mit der System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung, der optional das Gebläse zugeordnet ist, ist es möglich, mindestens ein bspw. als Wärmetauscher ausgebildetes Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs, das bspw. in einem Frontbereich des Fahrzeugs angeordnet ist, abzukühlen, wobei dieses durch die Luft der System-Kühleinrichtung abgekühlte mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul weiterhin die mindestens eine Batterie des Fahrzeugs während des Ladevorgangs kühlt. Es ist auch möglich, dass das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs als Kondensator ausgebildet ist, der nunmehr aktiv abgekühlt wird, wodurch eine Leistung des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs gesteigert wird.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird die mindestens eine System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung autonom vor dem Fahrzeug positioniert. Dabei ist es möglich, dass ein Fahrer des Fahrzeugs mindestens eine Batterie unter Nutzung der Ladeeinrichtung mit oder ohne externe Kühlungsunterstützung durch die System-Kühleinrichtung mit elektrischer Energie laden kann. Somit steht einem Fahrer des Fahrzeugs offen, die mindestens eine Batterie lediglich mit elektrischer Energie zu laden oder die Batterie durch optionales Kühlen des mindestens einen Fahrzeug-Kühlmoduls mit der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung zusätzlich zu kühlen.
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Das mindestens eine Luftleitmodul, bspw. Luftkissen, wird zwischen einer Kühlvolumenstromleitung als mindestens eine System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung und dem Fahrzeug angeordnet. Mit dem Luftleitmodul ist es möglich, das Gebläse mit dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs luftdicht zu verbinden, wobei das Luftleitmodul durch einen Volumenstrom der gekühlten Luft, der bzw. die durch das Gebläse bereitgestellt wird, mit aufgeblasen wird.
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Mit dem Verfahren ist weiterhin ein Schnellladevorgang durchführbar, falls die mindestens eine Batterie bereits vorab erwärmt gewesen sein sollte.
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Unter Berücksichtigung der zusätzlichen aktiven Kühlung ist es möglich, den Ladevorgang zu beschleunigen. Es ist möglich, die mindestens eine System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung und ggf. auch das Gebläse zu einer warmen Jahreszeit einzusetzen. Weiterhin ist es möglich, eine bereits bestehende Ladestation mit der beschriebenen System-Kühleinrichtung zu ergänzen.
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Um das Verfahren durchzuführen, ist es jedoch nicht weiter erforderlich, an dem Fahrzeug Veränderungen vorzunehmen. Durch Nutzung des Gebläses und/oder des Luftleitmoduls ist es möglich, kalte Luft auf das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs zu fokussieren. Alternativ oder ergänzend wird die kalte Luft von mindestens einem als Kühler ausgebildeten Fahrzeug-Kühlmodul des Fahrzeugs angesaugt. Somit ist es möglich, einen gesamten kalten Volumenstrom der Luft von der mindestens einen System-Kühlkomponente zu dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul zu fördern.
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Bei einer Realisierung des Systems ist die System-Kühleinrichtung mit der elektrischen Ladeeinrichtung gekoppelt. Bei einer Durchführung des Verfahrens werden auch die elektrische Ladeeinrichtung und die System-Kühleinrichtung miteinander gekoppelt betrieben. Die mindestens eine System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung ist als Kühleinheit ausgebildet, der optional das Gebläse zugeordnet ist. Unter Nutzung eines Gebläses ist es möglich, dass mit der mindestens einen System-Kühlkomponente ein Kondensator als Fahrzeug-Kühlmodul des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs aktiv gekühlt wird, wodurch wiederum eine Leistungsfähigkeit des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs erhöht wird, da mit der System-Kühleinrichtung des Systems ein Kühlmittel des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs mitgekühlt wird.
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Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die mit der System-Kühleinrichtung vorgekühlte Luft über einen Lüfter eines Kühlers des Fahrzeugs einzusaugen. Hierzu ist die mindestens eine System-Kühlkomponente vor dem Fahrzeug zu positionieren und das üblicherweise als Luftkissen ausgebildete Luftleitmodul zu verwenden. Mit dem Luftkissen ist es möglich, einen Verlust eines Volumenstroms an kalter Luft aus der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung zu minimieren. Hierzu ist das Luftleitmodul zwischen dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul im vorderen Bereich des Fahrzeugs und der mindestens einen System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung anzuordnen. Allerdings ist es auch möglich, auf einen Einsatz des Gebläses der System-Kühleinrichtung zu verzichten, falls das Fahrzeug die kalte Luft durch den Lüfter des Kühlers ansaugt, der bei einem Schnellladevorgang ohnehin läuft, wodurch ebenfalls verminderte Verluste des Volumenstroms erreicht werden können.
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Da im Rahmen des Verfahrens das mindestens eine erste Fahrzeug-Kühlmodul des mindestens einen Kühlkreislaufs und somit auch das Kühlmittel des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs gekühlt wird, ist mit dem mindestens einen Kühlkreislauf eine bessere Kühlleistung zu erreichen, wodurch während des Ladevorgangs auch die mindestens eine Batterie des Fahrzeugs, die mit dem mindestens einen Kühlkreislauf gekoppelt ist, besser gekühlt werden kann. Das Verfahren ist auch dann durchführbar, wenn die mindestens eine Batterie aufgrund einer vorherigen Fahrt bereits erwärmt sein sollte. Es ist ebenfalls möglich, das Verfahren durchzuführen, falls in einer Umgebung des Fahrzeugs erhöhte äußere Temperaturen herrschen sollten. Mit dem Verfahren ist es weiterhin möglich, die mindestens eine Batterie aufgrund der zusätzlichen Kühlung in kurzer Zeit aktiv zu laden und mit der Batterie eine höhere Reichweite zu erreichen.
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Bei einer Durchführung des Verfahrens mit dem System ist mindestens eine elektrische Komponente des Fahrzeugs, d. h. die mindestens eine Batterie aber bspw. auch eine Elektromaschine, zusätzlich zu kühlen. Es ist jedoch auch möglich, durch zusätzliches externes Kühlen des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs neben der mindestens einen Batterie verschiedene Komponenten des Fahrzeugs, bspw. einen Innenraum, zu kühlen.
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Durch zusätzliches externes Kühlen des mindestens einen Kühlkreislaufs des Fahrzeugs ist dieser vorkonditioniert. Bei einer Fortsetzung einer Fahrt ist somit weniger Energie zum Kühlen des mindestens einen Kühlkreislaufs erforderlich, wodurch bspw. die mindestens eine Batterie nicht so schnell entladen und eine Reichweite des Fahrzeugs vergrößert wird.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Variante der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus 1.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des Systems 2 umfasst eine elektrische Ladeeinrichtung 4 und eine elektrische System-Kühleinrichtung 6 mit einer System-Kühlkomponente 8. Dabei ist diese System-Kühlkomponente 8 außerhalb eines Fahrzeugs 12 angeordnet und einem Fahrzeug-Kühlmodul 10 eines Kühlkreislaufs des Fahrzeugs 12 zuordenbar. Weiterhin ist zwischen dem mindestens einen Fahrzeug-Kühlmodul 10 und der System-Kühlkomponente 8 der System-Kühleinrichtung 6 ein Luftleitmodul 14 angeordnet, mit dem kalte Luft, die von der mindestens einen System-Kühlkomponente 8 der System-Kühleinrichtung 6 erzeugt wird, direkt auf das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul 10 in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs 12 fokussierbar ist. Der Kühlkreislauf ist als Teil eines Kühlsystems des Fahrzeugs 12 bspw. als Klimaanlage ausgebildet. Mit dem Kühlkreislauf und/oder dem Kühlsystem sind auch zum Antreiben des Fahrzeugs 12 vorgesehene Komponenten des Fahrzeugs 12 zu kühlen. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug 12 bzw. dessen Kühlsystem mehrere Kühlkreisläufe aufweist, die miteinander bspw. über jeweilige Chiller, thermisch gekoppelt sind.
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Mit dem System 2 ist es möglich, während eines elektrischen Ladevorgangs das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul 10 als Bauteil des Kühlkreislaufs des Fahrzeugs 12 zusätzlich zu kühlen und somit auch ein Kühlmittel des Kühlkreislaufs zusätzlich zu kühlen. Somit wird eine Leistungsfähigkeit des Kühlkreislaufs des Fahrzeugs 12 vergrößert, wodurch wiederum mindestens eine Batterie des Fahrzeugs 12, die mit dem Kühlkreislauf gekoppelt ist und die während des elektrischen Ladevorgangs über eine elektrische Ladeleitung 16 mit der Ladeeinrichtung 4 verbunden wird, besser gekühlt wird. Das zusätzlich gekühlte Kühlmittel wird von dem ersten Fahrzeug-Kühlmodul 10 durch den Kühlkreislauf zu mindestens einem weiteren hier nicht dargestellten Fahrzeug-Kühlmodul des Kühlkreislaufs transportiert, das mit der mindestens einen Batterie, die geladen wird, in Kontakt steht bzw. gekoppelt ist und diese kühlt.
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2 zeigt als weitere System-Kühlkomponente der System-Kühleinrichtung 8 ein Gebläse 20, mit dem kalte Luft der mindestens einen System-Kühlkomponente 8 der System-Kühleinrichtung 6 durch das Luftleitmodul 14 direkt auf das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul 10 des Fahrzeugs 12 fokussierbar ist. Die System-Kühleinrichtung 6 ist bspw. als Klimaanlage für eine stationäre Anwendung ausgebildet. Hierbei ist es alternativ oder ergänzend möglich, dass die System-Kühleinrichtung 6 mindestens eine Wärmepumpe aufweist. Mit der System-Kühleinrichtung 6 ist ergänzend auch ein Gebäude zu kühlen, was unabhängig davon möglich ist, ob das mindestens eine Fahrzeug-Kühlmodul 10 des Fahrzeugs 12 gekühlt wird oder nicht. Wärmeenergie wird, bspw. auch im Sommer, von der System-Kühleinrichtung 6 des Systems 2 an die Umgebung abgegeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012200247 A1 [0006]
- DE 112012003099 T5 [0007]
- DE 112012003109 T5 [0008]
- US 2015054460 A1 [0009]
- WO 2013/144014 A1 [0010]
