-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmemanagementsystem sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Wärmemanagementsystem.
-
In Hybridelektrokraftfahrzeugen, z. B. sog. Plug-in Hybridelektrokraftfahrzeugen (PHEV, plug-in hybrid electric vehicle), umfasst der Antriebsstrang eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor, deren kombinierte Leistung die Gesamtleistung des Antriebsstrangs darstellt. Mit zunehmender Elektrifizierung und den entsprechenden gesetzlichen Bestimmungen ist zu erwarten, dass der Leistungsanteil des Elektromotors an der Gesamtleistung zunimmt, während die Bedeutung des Verbrennungsmotors abnimmt. Dies begründet sich u. a. in der Forderung nach einem Fahrzeug, das zumindest eine Strecke im Bereich von 50 km in einem rein elektrischen Fahrbetrieb zurücklegen können soll.
-
Die Zunahme des elektrischen Fahrbetriebs führt dazu, dass der Verbrennungsmotor nur zeitweise, z. B. bei erhöhtem Leistungsbedarf, genutzt wird. Dies bewirkt wiederum, dass die den Verbrennungsmotor unterstützenden Systeme, wie z. B. das Motorkühlsystem, das Schmiersystem, das Abgasreinigungssystem, etc., herunterkühlen und bei einem erneuten Start des Verbrennungsmotors nur eingeschränkt zur Verfügung stehen bzw. ihre Funktion nur unzureichend erfüllen können.
-
Die wiederholte Anzahl von Kaltstarts verursacht u. a. eine höhere Reibung und damit einen frühzeitigeren Verschleiß des Motors. Auch die Wirkung des Abgasreinigungssystems ist im kalten Zustand, d. h. bis zum Erreichen der light-off Temperatur, nicht zufriedenstellend. Insgesamt ist der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors verringert.
-
Zur Behebung der genannten Probleme ist aus der
DE 10 2011 017 764 A1 ein Wärmespeichersystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor bekannt. Mittels eines Ladekreises mit einem ersten Fluid wird Abgaswärmeenergie des Verbrennungsmotors vom Katalysator an ein Wärmespeichermedium übertragen. Mittels eines Endladekreises mit einem zweiten Fluid kann die im Wärmespeichermedium gespeicherte Wärmeenergie bei Bedarf wieder entnommen werden. Der Entladekreis kann beispielsweise als Kühlkreislauf oder Ölkreislauf des Verbrennungsmotors ausgebildet sein, so dass der Verbrennungsmotor mittels des Entladekreises gewärmt werden kann. Als Wärmespeichermedium kann ein Latentwärmespeichermedium genutzt werden, das einen Phasenübergang von fest zu flüssig in einem Bereich aufweist, der in einem typischen Fahrzyklus des Kraftfahrzeugs erreicht wird.
-
Nachteilig an derartigen Latentwärmespeichermedien ist ihre schwierige Handhabbarkeit. Aufgrund des Phasenübergangs ist ein Transport mittels Pumpen nur in einem beschränkten Temperaturbereich möglich, nämlich in einem Temperaturbereich, in dem sich das Latentwärmespeichermedium in einem flüssigen Aggregatzustand befindet. Zudem handelt es sich zumeist um korrosiv wirkende Substanzen, so dass diese eine Umweltgefahr darstellen und nur bestimmte Materialien für den Kontakt mit Latentwärmespeichermedien geeignet sind.
-
Zudem ist der Wirkungsgrad des aus
DE 10 2011 017 764 A1 bekannten Wärmespeichersystems vergleichsweise gering, da zunächst eine Wärmeübertragung vom Abgas zum ersten Fluid, anschließend vom ersten Fluid zum Wärmespeichermedium und dann eine Wärmeübertragung vom Wärmespeichermedium zum zweiten Fluid stattfinden muss. Mit jeder Wärmeübertragung verringert sich der Gesamtwirkungsgrad. Weiterhin kann eine Wärmeentnahme im Bereich des Katalysators die Wirksamkeit des Katalysators beeinflussen, da diese stark temperaturabhängig ist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, mit der die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise behoben werden können.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche enthalten Ausführungsvarianten dieser erfindungsgemäßen Lösungen.
-
Grundgedanke der Erfindung ist es, Wärmeenergie in einem Wärmespeichermedium zu speichern und die gespeicherte Wärmeenergie bei Bedarf, z. B. beim Neustart des Verbrennungsmotors, für die Erwärmung von unterstützenden Systemen, wie z. B. dem Motorkühlsystem, dem Schmiersystem, dem Abgasreinigungssystem, etc., zu nutzen. Als Wärmespeichermedium wird ein Medium mit hoher Wärmespeicherkapazität, bevorzugt ein Latentwärmespeichermedium, genutzt. Die zu erwärmenden Medien der unterstützenden Systeme werden direkt mit dem Wärmespeichermedium in Kontakt gebracht, so dass möglichst geringe Verluste mit der Wärmeübertragung verbunden sind.
-
Als Quelle der Wärmeenergie kann vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärmeenergie genutzt werden. Diese Wärmeenergie kann vom Abgasstrom an das Wärmespeichermedium übertragen werden. Dies hat den Vorteil, dass die im Abgasstrom enthaltene Wärmeenergie genutzt werden kann und nicht ungenutzt an die Umwelt abgegeben wird. Zusätzlich kann dem Wärmespeichermedium Wärmeenergie zugeführt werden, indem es elektrisch beheizt wird. Eine solche elektrische Beheizung kann beispielsweise erfolgen, falls die Traktionsbatterie des Hybridelektrofahrzeugs an einer Ladestation geladen wird, so dass elektrische Energie extern zugeführt werden kann.
-
Das Wärmespeichermedium ist in einem hermetisch geschlossenen Behältnis angeordnet, so dass es nicht zwischen verschiedenen Kavitäten transportiert, z. B. gepumpt, werden muss. Eine unerwünschte Freisetzung des Wärmespeichermediums kann daher vermieden werden.
-
Das gesamte Wärmespeichersystem ist als kompakte Anordnung ausgebildet, so dass lediglich ein geringer Bauraum benötigt wird und zusätzliche Pumpen, Leitungen, Steuerungseinrichtungen, etc. entfallen können.
-
Ein erfindungsgemäßes Wärmemanagementsystem weist einen Verbrennungsmotor mit einem sich daran anschließenden Abgasstrang zur Aufnahme eines vom Verbrennungsmotor erzeugten Abgasstroms, ein in einem hermetisch geschlossenen Behältnis angeordnetes Wärmespeichermedium, eine im Abgasstrang angeordnete Wärmeübertragungseinrichtung zur direkten Wärmeübertragung zum Behältnis sowie ein über eine weitere Wärmeübertragungseinrichtung mit dem Behältnis thermisch gekoppeltes Wärmeentnahmemedium auf.
-
Das Wärmespeichermedium dient der Speicherung von ursprünglich durch den Verbrennungsvorgang im Verbrennungsmotor erzeugter Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie gelangt zumindest teilweise nach ihrer Erzeugung mit dem erwärmten Abgas des Abgasstroms in den Abgasstrang. Unter dem Abgasstrang ist dabei die Gesamtheit aller sich stromabwärts des Verbrennungsmotors befindlichen Einrichtungen zu verstehen, die vom Abgasstrom durchströmt oder mit dem Abgasstrom in Kontakt kommen, z. B. Schalldämpfer, Abgasleitungen, Abgasnachbehandlungseinrichtungen wie beispielsweise Katalysatoren, etc.
-
Das Wärmespeichermedium ist in einem hermetisch geschlossenen Behältnis angeordnet, wobei das Behältnis nicht auf eine bestimmte Form beschränkt ist. Das Volumen des Behältnisses kann größer als das Volumen des Wärmespeichermediums sein, um einer etwaigen thermischen Ausdehnung des Wärmespeichermediums begegnen zu können. Dadurch wird sichergestellt, dass das Wärmespeichermedium nicht z. B. aufgrund von Leckagen freigesetzt werden und eine Umweltgefahr darstellen kann. Bevorzugt besteht das Behältnis aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, um eine gute Wärmeleitung zwischen Behältnis und dem darin befindlichen Wärmespeichermedium zu ermöglichen.
-
Im Abgasstrang ist eine Wärmeübertragungseinrichtung angeordnet, die zur direkten Wärmeübertragung zum Behältnis ausgebildet ist. Unter einer direkten Wärmeübertragung ist dabei eine Wärmeübertragung zu verstehen, bei der Wärmeenergie direkt auf das Behältnis übertragen wird, ohne dass an dem Wärmeübertragungsvorgang ein weiteres Medium beteiligt ist. Mit anderen Worten ist die Wärmeübertragungseinrichtung mit dem Behältnis des Wärmespeichermediums direkt thermisch gekoppelt.
-
Beispielsweise können die Wärmeübertragungseinrichtung und das Behältnis direkt aneinander angrenzen. In einer Ausgestaltung kann die Wärmeübertragungseinrichtung als gemeinsame Wandung des Abgasstrangs, z. B. Wandung einer Abgasleitung des Abgasstrangs, und des Behältnisses ausgebildet sein.
-
Darüber hinaus verfügt das erfindungsgemäße Wärmemanagementsystem über ein Wärmeentnahmemedium, z. B. Wasser oder Öl, welches über eine weitere Wärmeübertragungseinrichtung mit dem Behältnis thermisch gekoppelt ist. Optional können mehrere Wärmeentnahmemedien vorhanden sein, die jeweils thermisch mit dem Behältnis gekoppelt sind. Als Wärmeentnahmemedium kann beispielsweise das Medium eines der einleitend genannten unterstützenden Systeme genutzt werden.
-
Das Wärmeentnahmemedium dient der Entnahme von Wärmeenergie aus dem Wärmespeichermedium. Auf diese Weise kann die ursprünglich vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärmeenergie im Bedarfsfall, z. B. vor oder bei einem Neustart des Verbrennungsmotors, an das Wärmeentnahmemedium übertragen und beispielsweise zur Erwärmung des Verbrennungsmotors genutzt werden.
-
Auch hier kann eine direkte thermische Kopplung bevorzugt sein, um Wärmeenergieverluste zu minimieren. Dazu kann die weitere Wärmeübertragungseinrichtung als Teil eines Behältnisses für das Wärmeentnahmemedium ausgebildet sein. Optional kann ein solches Behältnis mit dem Behältnis des Wärmespeichermediums eine gemeinsame Wandung ausbilden, so dass das Wärmespeichermedium und das Wärmeentnahmemedium lediglich durch eine Behältniswandung voneinander getrennt sind.
-
Optional kann die weitere Wärmeübertragungseinrichtung so ausgebildet sein, dass die Kontaktfläche für die Wärmeübertragung vergrößert wird, um eine schnellere Wärmeübertragung zu ermöglichen. Dazu kann die weitere Wärmeübertragungsvorrichtung beispielsweise mit Rippenstrukturen versehen sein oder Wärmerohre aufweisen.
-
Das erfindungsgemäße Wärmemanagementsystem verzichtet auf Pumpeinrichtungen zum Fördern des Wärmespeichermediums. Dieses verbleibt vielmehr stets am selben Ort innerhalb des hermetisch geschlossenen Behältnisses. Die im Abgas enthaltene Wärmeenergie kann somit zumindest teilweise weiter genutzt werden, nämlich zur Erwärmung des Wärmeentnahmemediums im Bedarfsfall. Die ermöglicht wiederum eine Temperierung des Verbrennungsmotors mittels des Wärmeentnahmemediums, so dass der Verschleiß des Verbrennungsmotors und der unterstützenden Systeme sowie die Schadstoffemission verringert werden können.
-
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Wärmeübertragungseinrichtung zur direkten Wärmeübertragung vom Abgasstrom zum Behältnis ausgebildet sein. Dazu kann die Wärmeübertragungseinrichtung zwischen dem Abgasstrom und dem Wärmespeichermedium angeordnet sein. Beispielsweise kann die Wärmeübertragungseinrichtung als Wandung einer Abgasleitung ausgebildet sein, wobei in der Abgasleitung der Abgasstrom entlang strömt und ganz oder teilweise die Abgasleitung umgebend das Behältnis für das Wärmespeichermedium angeordnet ist. Mit anderen Worten kann das Behältnis als mit dem Wärmespeichermedium befüllte Ummantelung einer Abgasleitung ausgebildet sein.
-
Dies kann eine Übertragung von Wärmeenergie aus dem Abgasstrom ermöglichen, ohne beispielsweise die Funktionalität eines Katalysators direkt zu beeinflussen. Bevorzugt kann eine solche Wärmeübertragungseinrichtung am Ende des Abgasstrangs, d. h. stromabwärts aller Abgasnachbehandlungseinrichtungen angeordnet sein, da in dieser Position eine Verringerung der Temperatur des Abgasstroms gewünscht oder zumindest nicht nachteilig ist.
-
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Wärmeübertragungseinrichtung als Gehäuse, z. B. metallisches Gehäuse, eines im Abgasstrang angeordneten Katalysators zur direkten Wärmeübertragung vom Katalysator zum Behältnis ausgebildet sein. Durch die katalytische Umsetzung, z. B. Oxidation, von im Abgasstrom enthaltenden Schadstoffen kann zusätzliche Wärmeenergie freigesetzt werden, da es sich oftmals um exotherme Reaktionen handelt. Mittels des Wärmemanagementsystems kann diese Wärmeenergie zusätzlich zu der bereits im Abgasstrom enthaltenen Wärmeenergie, die den Katalysator ebenfalls erwärmt, direkt an das Wärmespeichermedium übertragen und mittels des Wärmeentnahmemediums bedarfsgerecht zur Erwärmung des Verbrennungsmotors eingesetzt werden. Optional kann das Wärmemanagementsystem in die Temperatursteuerung des Katalysators mit eingebunden werden, so dass eine weitere Möglichkeit zur möglichst optimalen Anpassung der Katalysatortemperatur an die Bedürfnisse der katalytischen Umsetzung erhalten werden kann.
-
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Behältnis von einer wärmeisolierenden Ummantelung umgeben sein. Die wärmeisolierende Ummantelung kann beispielsweise durch eine Schicht wärmeisolierenden Materials oder eine doppelwandige Ummantelung, optional mit einem Vakuum zur Ausbildung einer Vakuumisolation, gebildet sein. Die Ummantelung kann das Behältnis des Wärmespeichermediums zusammen mit einem Behältnis für das oder die Wärmeentnahmemedien und der Wärmeübertragungseinrichtung sowie dem entsprechenden Bereich des Abgasstrangs umfassen, um eine Wärmeübertragung an die Umgebung weitgehend vermeiden zu können. Vorteilhaft kann dadurch möglichst viel Wärmeenergie genutzt werden und zudem die Temperatur des Wärmespeichermediums über lange Zeit konstant gehalten oder zumindest eine zu schnelle Abkühlung vermieden werden. Somit kann auch nachdem sich der Verbrennungsmotor für eine längere Zeitdauer in einem ausgeschalteten Betriebszustand befunden hat, genügend Wärmeenergie zur Wiedererwärmung des Verbrennungsmotors und der unterstützenden Systeme bereitgestellt werden.
-
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Wärmespeichermedium ein Latentwärmespeichermedium sein. Das Latentwärmespeichermedium kann bevorzugt eine Phasenübergangstemperatur für einen Phasenübergang, z. B. einen Phasenübergang vom festen in den flüssigen Aggregatzustand in einem Temperaturbereich zwischen 20 °C und 600 °C unter Atmosphärendruck liegen. Dies entspricht den üblicherweise im Abgasstrang vorherrschenden Abgastemperaturen und damit auch einer üblichen Abgastemperatur. Dadurch kann eine höhere Wärmespeicherkapazität erreicht werden, so dass im Vergleich zu einem Wärmespeichermedium ohne Phasenübergang mehr Wärmeenergie gespeichert werden kann, ohne dass das Volumen des Wärmespeichermediums signifikant erhöht werden muss.
-
Als Latentwärmespeichermedium können beispielsweise Salze oder Salzmischungen eingesetzt werden, z. B. eine Salzmischung aus Natriumnitrat, Kaliumnitrat und Calciumnitrat. Die Zusammensetzung einer solchen Salzmischung kann so gewählt werden, dass unter Atmosphärendruck die Schmelztemperatur als Phasenübergangstemperatur im Bereich zwischen 100 und 150 °C liegt, die Salzmischung danach im flüssigen Zustand auf Temperaturen von bis zu 600 °C, d. h. bis zur maximalen Betriebstemperatur eines Katalysators, erwärmt werden kann und die Salzmischung bis zu dieser Temperatur auch chemisch stabil ist. Somit steht neben der spezifischen Wärmekapazität auch die latente Wärme des Phasenübergangs von fest zu flüssig für die Speicherung von Wärmeenergie zur Verfügung.
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Wärmemanagementsystem weiterhin ein elektrisches Heizelement zu Erwärmung des Wärmespeichermediums aufweisen. Dieses elektrische Heizelement kann zur Erwärmung des Wärmespeichermediums unabhängig vom Abgasstrom genutzt werden, beispielsweise, falls einem Fahrzeug mit einem solchen Wärmemanagementsystem extern elektrische Energie zugeführt wird, weil es sich z. B. in oder an einer Ladestation zum Aufladen der Traktionsbatterie befindet. Vorteilhaft kann hierdurch das Wärmespeichermedium auch dann erwärmt werden, falls keine oder nicht ausreichend Wärme über den Abgasstrang zur Verfügung gestellt werden kann, z. B. weil der Verbrennungsmotor sich für einen längeren Zeitraum in einem abgeschalteten Betriebszustand befindet oder falls das Wärmespeichermedium aufgrund niedriger Außentemperaturen schnell abkühlt.
-
Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das Wärmeentnahmemedium ein Kühlmedium eines Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors oder Öl eines Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors. Sind mehrere Wärmeentnahmemedien vorgesehen, so können beispielsweise ein Kühlmedium eines Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors und Öl eines Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors als Wärmeentnahmemedien vorgesehen sein. Durch Wärmeübertragung vom Wärmespeichermedium an diese Wärmeentnahmemedium kann der Verbrennungsmotor erwärmt und Verschleiß verringert werden. Ein weiteres Medium als Wärmeentnahmemedium und die dafür notwendigen Einrichtung wie z. B. ein Tank etc. können entfallen, da ein bereits vorhandenes Medium bzw. bereits vorhandene Medien verwendet werden.
-
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eines der zuvor beschriebenen Wärmemanagementsysteme auf.
-
Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Kraftfahrzeug als Plug-in Hybridelektrokraftfahrzeug (PHEV) ausgebildet sein. Da PHEV neben einem elektrischen Antrieb auch über einen Verbrennungsmotor zum zumeist kurzzeitigen Antreiben des Fahrzeugs in bestimmten Fahrsituationen mit hohem Leistungsbedarf verfügen, kann das Abgaswärmemanagementsystem dazu genutzt werden, den Verbrennungsmotor und unterstützende System wieder zu erwärmen, so dass ein Betreiben des Verbrennungsmotors in einem kalten Zustand vermieden werden kann und der Verschleiß des Verbrennungsmotors und der Schadstoffausstoß gesenkt werden können.
-
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen und den Abbildungen ersichtlich. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Wärmemanagementsystem in einer beispielhaften Ausgestaltung (Schnittdarstellung); und
- 2 ein erfindungsgemäßes Wärmemanagementsystem in einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung (Schnittdarstellung); und
- 3 erfindungsgemäßes Wärmemanagementsystem in einer beispielhaften weiteren Ausgestaltung (Schnittdarstellung).
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es versteht sich, dass die Merkmale der beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben.
-
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.
-
Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Wärmemanagementsystems 1. Das Wärmemanagementsystem 1 weist einen Verbrennungsmotor 2 mit einem sich an den Verbrennungsmotor 2 anschließenden Abgasstrang 3 auf, der den vom Verbrennungsmotor 2 erzeugten Abgasstrom 4 aufnimmt.
-
Im Abgasstrang 3 ist ein Katalysator 10 in einem Gehäuse mit rundem Querschnitt angeordnet, wobei das Gehäuse gleichzeitig die Wärmeübertragungseinrichtung 7 des Abgaswärmemanagementsystems 1 darstellt. Bei dem Katalysator 10 kann es sich beispielsweise um einen Stickoxidspeicherkatalysator, einen Oxidationskatalysator oder einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduzierung (SCR-Katalysator) handeln.
-
Das Wärmemanagementsystem 1 weist weiterhin ein hermetisch geschlossenes Behältnis 5 mit einem darin angeordneten Wärmespeichermedium 6 auf. Bei dem Wärmespeichermedium 6 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein Latentwärmespeichermedium in Form einer Salzmischung aus Natriumnitrat, Kaliumnitrat und Calciumnitrat. Alternativ kann ein anderes Wärmespeichermedium 6 genutzt werden.
-
Das Behältnis 5 ist als Ummantelung der als Gehäuse des Katalysators 10 ausgebildeten Wärmeübertragungseinrichtung 7 ausgestaltet, so dass eine direkte Wärmeübertragung von der Wärmeübertragungseinrichtung 7 zum Behältnis 5 ermöglicht wird.
-
Das Wärmemanagementsystem 1 weist zudem zwei Wärmeentnahmemedien 9a, 9b auf, bei denen es sich im Ausführungsbeispiel um das Kühlmedium des Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors 2 und das Öl des Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors 2 handelt. Die Wärmeentnahmemedien 9a, 9b befinden sich in jeweils einem Behältnis, die als Ummantelung des Behältnisses 5 des Wärmespeichermediums 6 ausgebildet sind und jeweils über einen Zulauf und Ablauf verfügen (siehe Pfeildarstellung).
-
Das Behältnis 5 des Wärmespeichermediums 6 ist über eine weitere Wärmeübertragungseinrichtung 8, nämlich der Wandung der Behältnisse für die Wärmeentnahmemedien 9a, 9b thermisch gekoppelt, so dass Wärmeenergie vom Wärmespeichermedium zu den Wärmeentnahmemedien 9a, 9b übertragen werden kann.
-
Das Behältnis 5 des Wärmespeichermediums 6 ist zusammen mit den Behältnissen für die Wärmeentnahmemedien 9a, 9b und dem Katalysator 10 von einer wärmeisolierenden Ummantelung 11 umgeben. Diese Ummantelung 11 ist im Ausführungsbeispiel doppelwandig mit einem innenliegenden Vakuum ausgebildet. Alternativ kann die isolierende Ummantelung 11 aus einer Schicht wärmeisolierenden Materials gefertigt sein.
-
Optional kann das Wärmemanagementsystem 1 über ein elektrisches Heizelement verfügen (nicht dargestellt), das zur zusätzlichen Erwärmung des Wärmespeichermediums 6 genutzt werden kann.
-
Die Darstellung gemäß 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Wärmemanagementsystems 1, dass sich von der Ausgestaltung gemäß 1 dahingehend unterscheidet, dass die weitere Wärmeübertragungsvorrichtung 8 mit Rippenstrukturen versehen ist, um eine effektivere Wärmeübertragung aufgrund einer Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Behältnis 5 des Wärmespeichermediums 6 und den Wärmeentnahmemedien 9a, 9b zu ermöglichen.
-
Eine weiter verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem Behältnis 5 des Wärmespeichermediums 6 und den Wärmeentnahmemedien 9a, 9b kann erreicht werden, wenn die weitere Wärmeübertragungseinrichtung 8 Wärmerohre aufweist, wie in der Darstellung gemäß 3 gezeigt.
Die beispielhaft erläuterten Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Wärmemanagementssystems 1 können beispielswiese in einem Kraftfahrzeug, z. B. einem Plug-in Hybridelektrokraftfahrzeug, angeordnet sein, so dass der Verbrennungsmotor 2 der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs ist.
-
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elementen verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Wärmemanagementsystem
- 2
- Verbrennungsmotor
- 3
- Abgasstrang
- 4
- Abgasstrom
- 5
- Behältnis
- 6
- Wärmespeichermedium
- 7
- Wärmeübertragungseinrichtung
- 8
- weitere Wärmeübertragungseinrichtung
- 9a, 9b
- Wärmeentnahmemedium
- 10
- Katalysator
- 11
- Ummantelung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011017764 A1 [0005, 0007]
