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Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem und ein Verfahren zum Kühlen mindestens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs.
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Ein Kraftfahrzeug kann ein Kühlsystem mit einem Kühler und einem Lüfter aufweisen, die einander zugeordnet sind.
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Die Druckschrift
DE 103 92 580 T5 beschreibt ein Gebläsesteuersystem für ein Brennstoffzellenkühlsystem.
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Eine Temperiervorrichtung zum Temperieren eines Brennstoffzellensystems ist in der Druckschrift
DE 10 2009 028 648 A1 beschrieben.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2008 020 903 A1 ist eine Flüssigkeitskühlvorrichtung für eine Brennstoffzelleneinrichtung bekannt.
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Eine Lüfteranordnung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Lüftern ist aus der Druckschrift
DE 10 2005 062 366 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
EP 1 547 182 B1 beschreibt ein thermisches Verwaltungssystem.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, mindestens eine Komponente eines Kraftfahrzeugs bedarfsgerecht zu kühlen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Kühlsystems und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Das erfindungsgemäße Kühlsystem ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und weist zwei Kühlkreisläufe sowie zwei Lüfter auf. Dabei ist ein erster Kühlkreislauf für eine erste niedrige Temperatur vorgesehen und weist einen ersten Kühler für die erste niedrige Temperatur auf, wobei in dem ersten Kühlkreislauf ein erstes Kühlmittel verwendet wird. Ein zweiter Kühlkreislauf ist für eine zweite gegenüber der ersten Temperatur höhere bzw. hohe Temperatur vorgesehen und weist einen zweiten Kühler für die zweite hohe Temperatur auf, wobei in dem zweiten Kühlkreislauf ein zweites Kühlmittel verwendet wird. Ein erster Lüfter wird über eine erste niedrige Spannung mit elektrischer Energie versorgt. Ein zweiter Lüfter wird über eine zweite gegenüber der ersten Spannung höhere bzw. hohe Spannung mit elektrischer Energie versorgt. Weiterhin ist in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs der erste Kühler vor dem ersten Lüfter und der zweite Kühler vor dem zweiten Lüfter angeordnet. Dabei sind der erste Lüfter und der zweite Lüfter separat voneinander ansteuerbar.
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Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden die Formulierungen „Spannung mit einem niedrigen Wert“, „niedriger Wert der/einer Spannung“ und „niedrige Spannung“ synonym verwendet. Ebenso werden die Formulierungen „Spannung mit einem hohen Wert“, „hoher Wert der/einer Spannung“ und „hohe Spannung“ synonym verwendet. Entsprechend werden die Formulierungen „Temperatur mit einem niedrigen Wert“, „niedriger Wert der/einer Temperatur“ und „niedrige Temperatur“ synonym verwendet. Ebenso werden die Formulierungen „Temperatur mit einem hohen Wert“, „hoher Wert der/einer Temperatur“ und „hohe Temperatur“ synonym verwendet.
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Üblicherweise sind die beiden Kühler und/oder die beiden Lüfter in der Vorwärtsfahrtrichtung jeweils nebeneinander angeordnet. Weiterhin sind die Kühler und Lüfter bspw. in einem Frontbereich, bspw. einem Maschinenraum, für mindestens eine Elektromaschine des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der erste Lüfter und der erste Kühler bilden ein Niedertemperatur-/Niederspannungssystem wohingegen der zweite Lüfter und der zweite Kühler ein Hochtemperatur-/Hochspannungssystem bilden.
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Außerdem sind die beiden Lüfter in Ausgestaltung in einer gemeinsamen Zarge nebeneinander angeordnet. Für die beiden Kühler kann ebenfalls eine gemeinsame Zarge vorgesehen sein.
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Jeder Lüfter kann einen Ventilator bzw. ein Lüfterrad aufweisen, wobei jeder Ventilator von einem Elektromotor bzw. einem elektrischen Lüftermotor angetrieben wird, der mit elektrischer Energie versorgt wird, die mit der ersten niedrigen Spannung im Falle des ersten Lüfters bzw. mit der zweiten hohen Spannung im Falle des zweiten Lüfters bereitgestellt wird. Je nach Definition ist es möglich, dass der erste Lüfter neben dem ersten Kühler Teil des ersten Kühlkreislaufs und der zweite Lüfter neben dem zweiten Kühler Teil des zweiten Kühlkreislaufs ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Kühlen mindestens einer Komponente eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlsystems ausgebildet, wobei zum Kühlen der erste Kühler und der erste Lüfter, d. h. das Niedertemperatur-/ Niederspannungssystem, und/oder der zweite Kühler und der zweite Lüfter, d. h. das Hochtemperatur-/Hochspannungssystem, betrieben werden. Somit ist es möglich, insbesondere zu einem Zeitpunkt, entweder nur das Niedertemperatur-/Niederspannungssystem oder das Hochtemperatur-/ Hochspannungssystem zu betreiben. Es ist auch möglich, insbesondere zu einem anderen Zeitpunkt, sowohl das Niedertemperatur-/ Niederspannungssystem als auch das Hochtemperatur-/ Hochspannungssystem zu betreiben.
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Dieses Verfahren kann für ein Kraftfahrzeug durchgeführt werden, das als Energiequellen mindestens einen als Brennstoffzelle ausgebildeten Energieerzeuger und mindestens einen als Batterie ausgebildeten Energiespeicher aufweist.
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Hierbei ist in einem ersten Fall vorgesehen, dass die mindestens eine Brennstoffzelle, bspw. im Stand des Kraftfahrzeugs, Energie erzeugt, wobei nur der zweite Kühler für die hohe Temperatur und nur der zweite Lüfter, der über die hohe Spannung mit elektrischer Energie versorgt wird, angesteuert und/oder betrieben werden, wohingegen der erste Kühler und der erste Lüfter abgeschaltet werden bzw. sind.
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In einem zweiten, alternativ durchführbaren Fall wird die mindestens eine Batterie mit elektrischer Energie geladen, die bspw. von der mindestens einen Brennstoffzelle erzeugt wird, die die mindestens eine Batterie mit der elektrischen Energie versorgen kann, wobei nur der erste Kühler für die niedrige Temperatur sowie nur der erste Lüfter, der über die niedrige Spannung mit elektrischer Energie versorgt wird, angesteuert und/oder betrieben werden, wohingegen der zweite Kühler und der zweite Lüfter abgeschaltet werden bzw. sind.
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Bei dem Verfahren kann die mindestens eine als Energiequelle ausgebildete Komponente, d. h. die mindestens eine Brennstoffzelle als Energieerzeuger und/oder die mindestens eine Batterie als Energiespeicher, des Kraftfahrzeugs gekühlt werden. In Ausgestaltung kann jede Energiequelle mit mindestens einem der beiden Kühlkreisläufe, d. h. lediglich mit einem Kühlkreislauf oder mit beiden Kühlkreisläufen verbunden sein. Dabei ist die mindestens eine Brennstoffzelle zumindest mit dem zweiten Kühlkreislauf verbunden, der den zweiten Kühler aufweist und dabei mit dem zweiten Kühlmittel gekühlt werden kann. Die mindestens eine Batterie ist in Ausgestaltung zumindest mit dem ersten Kühlkreislauf, der den ersten Kühler aufweist, verbunden und durch das erste Kühlmittel in dem ersten Kühlkreislauf zu kühlen bzw. kühlbar.
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Mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlsystems ist es möglich, eine Kombination aus einem Hochspannungs- bzw. Hochvolt (HV)-Lüfter und einem Niederspannungs- bzw. Niedervolt (NV)-Lüfter energieoptimiert zu steuern. Dabei sind das Verfahren und das Kühlsystem in Ausgestaltung für ein als Brennstoffzellenfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug vorgesehen.
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Das Kühlsystem weist eine einheitliche Zarge, bspw. Lüfterzarge, auf, in der die beiden Lüfter, die mit elektrischer Energie mit unterschiedlichen Werten der Spannung versorgt werden, gemeinsam angeordnet bzw. kombiniert sind. Dabei ist es möglich, die beiden Lüfter bspw. mit einem Steuergerät je nach Bedarf separat anzusteuern. Dabei kann bspw. jeweils nur einer der beiden Lüfter aktiviert werden und der andere deaktiviert bzw. abgeschaltet werden bzw. bleiben. Weiterhin ist es auch denkbar, dass beide Lüfter mit dem Steuergerät auch gleichzeitig angesteuert und aktiviert werden können. Der mit dem hohen Wert der Spannung (HV) elektrisch zu versorgende Lüfter ist dabei in der vorgesehenen Vorwärtsfahrtrichtung hinter dem Kühler des Kühlkreislaufs für die hohe Temperatur (HT) angeordnet. Der mit dem niedrigen Wert der Spannung (NV) elektrisch zu versorgende Lüfter ist dagegen hinter dem Kühler des Kühlkreislaufs für den niedrigen Wert der Temperatur (NT) angeordnet.
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Dabei ergibt sich die Möglichkeit der separaten Ansteuerung des ersten Lüfters bzw. des NV-Lüfters und des zweiten Lüfters bzw. HV-Lüfters und somit einer Ansteuerung für einen bedarfsgerechten sowie energetisch optimierten Betrieb des Kühlsystems. Hierbei wird berücksichtigt, dass der NV-Lüfter auf der für ihn vorgesehenen Seite des Kühlsystems gegenüber dem HV-Lüfter dahingehend optimiert ist, dass er ein geringeres Gewicht aufweist und kostengünstiger ist. Andererseits ist für den HV-Lüfter auf der für ihn vorgesehenen Seite im Vergleich zu dem NV-Lüfter vorgesehen, dass dieser aufgrund einer geringeren drehzahlabhängigen Ansteuerung weniger elektrische Energie benötigt, da er mit einer geringeren Drehzahl als der NV-Lüfter betrieben werden kann, der wiederum im Vergleich zu dem HV-Lüfter einen größeren Strom mit einer größeren Amperezahl benötigt. Aufgrund des geringeren Energiebedarfs des HV-Lüfters ist bei dessen Betrieb für das Kraftfahrzeug eine größere Reichweite als im Fall eines Betriebs des NV-Lüfters erreichbar.
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Falls die mindestens eine Brennstoffzelle des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Stand des Kraftfahrzeugs, betrieben wird, kann mindestens eine weitere Komponente des Kraftfahrzeugs mit dabei erzeugter elektrischer Energie versorgt werden. Dabei ist es lediglich erforderlich, den HV-Lüfter hinter dem HT-Kühler anzusteuern und zu betreiben. Dagegen kann der NV-Lüfter ausgeschaltet bleiben. Da lediglich ein Lüfter verwendet wird, kann elektrische Energie eingespart und die Reichweite des Kraftfahrzeugs optimiert werden. Falls die Brennstoffzelle im Stand betrieben wird, wird das Kraftfahrzeug nicht angetrieben bzw. fortbewegt und die von der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie in mindestens eine weitere Komponente des Kraftfahrzeugs geladen.
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Beim Laden der mindestens einen Batterie und der damit verbundenen bzw. durchzuführenden Kühlung dieser Batterie wird in Ausgestaltung nur der NT-Kreislauf mit dem NT-Kühler und somit auch nur der NV-Lüfter betrieben. Somit ist ein effizienteres Laden der mindestens einen Batterie möglich, ohne zusätzlichen Energieverlust des ansonsten anzusteuernden bzw. zu betreibenden HV-Lüfters. Dabei ist die mindestens eine Batterie als Energiespeicher dazu ausgebildet, elektrische Energie zu speichern, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mindestens einer Elektromaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann. Dabei ist die mindestens eine Batterie bspw. als PHEV-Batterie bzw. Plug-In-Hybrid-Batterie ausgebildet, und kann als Energiespeicher für ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug verwendet werden.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, zu einem Zeitpunkt das Niedertemperatur-/Niederspannungssystem mit dem ersten Kühler und dem ersten Lüfter und/oder das Hochtemperatur-/ Hochspannungssystem mit dem zweiten Kühler und dem zweiten Lüfter zu betreiben. Dabei wird in einer ersten Ausführungsform zu einem Zeitpunkt nur das Niedertemperatur-/Niederspannungssystem betrieben. In einer zweiten Ausführungsform wird zu einem Zeitpunkt nur das Hochtemperatur-/ Hochspannungssystem betrieben. In einer dritten Ausführungsform ist es möglich, gleichzeitig das Niedertemperatur-/Niederspannungssystem und das Hochtemperatur-/Hochspannungssystem zu betreiben.
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Letztgenannte dritte Ausführungsform ist bspw. dann denkbar, wenn im Stand des Kraftfahrzeugs die mindestens eine Brennstoffzelle betrieben wird, wobei die dabei von der mindestens einen Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie in die mindestens eine Batterie geladen wird. Dabei sind beide Kühler und beide Lüfter aktiv, wenn von der mindestens einen Brennstoffzelle bspw. durchgehend Strom erzeugt und in die mindestens eine Batterie eingespeist wird. Auch bei synchronem Betrieb sämtlicher Kühler und sämtlicher Lüfter kann sich eine Energieeinsparung ergeben, da im Gegensatz zu einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs sowohl das Niedertemperatur-/Niederspannungssystem als auch das Hochtemperatur-/ Hochspannungssystem in idealen Betriebsbereichen mit möglichst kleinen Drehzahlen der Lüfter betrieben werden können. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, die mindestens eine Brennstoffzelle nur mit einer geringen, insbesondere sehr geringen Leistung laufen zu lassen und somit zu betreiben. In diesem Fall wird nur das Hochtemperatur-/ Hochspannungssystem aktiv betrieben und in Ausgestaltung des Verfahrens benötigt, da ein Strom aus elektrischer Energie aus der mindestens einen Brennstoffzelle in die mindestens eine Batterie vergleichsweise gering ist und keine aktive Kühlung benötigt wird. Mit welcher Leistung nun der erste Kühler und der erste Lüfter und mit welcher Leistung der zweite Kühler und der zweite Lüfter in Ausgestaltung gleichzeitig betrieben werden, hängt von jeweiligen Betriebsparametern der mindestens einen Brennstoffzelle und der mindestens einen Batterie ab, wobei als gemeinsamer Betriebsparameter berücksichtigt werden kann, welche Menge an elektrischer Energie von der mindestens einen Brennstoffzelle erzeugt und in die mindestens eine Batterie geladen wird.
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In Ausgestaltung ist es ggf. auch möglich, dass elektrische Energie, die von der mindestens einen Brennstoffzelle erzeugt wird, direkt der mindestens einen Elektromaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, so dass dieses fortbewegt werden kann. Somit wird in diesem Fall keine elektrische Energie in die mindestens eine Batterie geladen, wobei von der mindestens einen Batterie weniger Wärme abgegeben wird. Bei einem Betrieb des Kühlsystems kann der NV-Lüfter evtl. mit einer geringeren Drehzahl betrieben werden. Die mindestens eine Batterie kann auch bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs von der mindestens einen Brennstoffzelle aktiv mit elektrischer Energie geladen werden. In diesem Fall wird die mindestens eine Brennstoffzelle mit einer höheren Leistung betrieben als von der mindestens einen Elektromaschine benötigt wird. Dabei ist es möglich, dass beide Kühler und beide Lüfter und somit das Niederspannungs- und Hochspannungssystem gleichermaßen aktiv sind. Es ist auch möglich, dass das Kraftfahrzeug und somit dessen mindestens eine Batterie bei einem Halt des Kraftfahrzeugs bspw. von einer ortsfesten Ladestation geladen werden kann. In diesem Fall ist nur das Niederspannungssystem aktiv, wenn die mindestens eine Brennstoffzelle ausgeschaltet ist.
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Für ein bspw. als Brennstoffzellenfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug sind funktional bedingt zwei getrennte Kühlkreisläufe vorgesehen. Dabei umfasst der erste Kühlkreislauf hier den NT (Niedertemperatur)-Kühler und der zweite Kühlkreislauf den HT (Hochtemperatur)-Kühler. Derartige Kühler können bei einem konventionellen Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung nebeneinander oder hintereinander angeordnet sein. Hinter den jeweiligen Kühlern befinden sich bei konventionellen Brennstoffzellenfahrzeugen zwei Lüfterräder, entweder beide in NV- oder beide in HV-Ausführung, d. h. es werden entweder NV-Lüfter oder HV-Lüfter verbaut, die entsprechend entweder mit NV-Strom oder HV-Strom betrieben werden.
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Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Kühlsystem ist vorgesehen, dass die beiden Kühler in Fahrtrichtung nebeneinander angeordnet sind. Hinter dem ersten Kühler, d. h. dem NT-Kühler, befindet sich dabei ein erstes Lüfterrad des ersten Lüfters, d. h. des NV-Lüfters, der mit der niedrigen elektrischen Spannung versorgt wird, und hinter dem zweiten Kühler, d. h. dem HT-Kühler ein Lüfterrad des zweiten Lüfters, d. h. des HV-Lüfters, der mit der hohen Spannung versorgt wird.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Lüfter, d. h. der NV-Lüfter und der HV-Lüfter, in dem Kraftfahrzeug kombiniert verbaut sind, wobei der NV-Lüfter lediglich mit Niedervoltstrom und der HV-Lüfter lediglich mit Hochvoltstrom betrieben wird. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens und/oder Kühlsystems ist es nun möglich, gleichzeitig beide zur Verfügung stehenden Werte der elektrischen Spannung bzw. Voltstärken innerhalb des Brennstoffzellenfahrzeugs zu verwenden und somit Energie effizient zu nutzen sowie ein Potential eines jeweiligen Spannungsangebots bzw. die Möglichkeit, dass elektrische Energie mit unterschiedlich hohen Werten für die elektrische Spannung bereitgestellt werden kann, zu berücksichtigen.
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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 von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung Beispiele für Lüfter aus dem Stand der Technik.
- 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlsystems aus zwei unterschiedlichen Perspektiven.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Bezugsziffern sind dieselben Komponenten zugeordnet.
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1a zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Beispiel einer Lüfteranordnung 100 mit zwei nebeneinander angeordneten Lüftern 102 bzw. Lüfterrädern, die hier als NV-Lüfter 102 ausgebildet und in einem Kraftfahrzeug verbaut sind. Dabei ist jeder Lüfter 102 hier über eine Niederspannungs- bzw. Niedervolt-Leitung 104 mit einer elektrischen Energiequelle verbunden. Weiterhin ist mindestens einer der beiden Lüfter 102 hier hinter einem nicht weiter dargestellten Hochtemperatur- bzw. HT-Kühlkreislauf angeordnet, wobei der mindestens eine Lüfter 102 bei einer entsprechenden Leistungsanforderung mit vergleichsweise hohen Drehzahlen betrieben werden muss. Da hierbei eine hohe Stromstärke bzw. Amperezahl erforderlich ist, ist eine derartige Betriebsart akustisch sowie energetisch nachteilig, da sich die erforderliche Drehzahl außerhalb eines effizienten Drehzahlbands befinden kann.
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Die zweite aus dem Stand der Technik bekannte Lüfteranordnung 106 ist in 1b schematisch dargestellt und weist zwei nebeneinander angeordnete Lüfter 108 bzw. Hochspannungs- bzw. HV-Lüfter 108 auf, die in einem Kraftfahrzeug nebeneinander verbaut sind. Dabei ist jeder Lüfter 108 über eine Hochspannungs- bzw. HV-Leitung 110 mit einer elektrischen Energiequelle verbunden. Dabei ist hier vorgesehen, dass mindestens einer der beiden HV-Lüfter 108 hinter einem nicht weiter dargestellten Niedertemperatur- bzw. NT-Kühlkreislauf angeordnet ist. Für den NT-Kühlkreislauf ist der HV-Lüfter 108 jedoch überdimensioniert, verursacht bspw. mehr Kosten und weist ein höheres Gewicht als die NV-Lüfter 102 aus 1a auf.
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Die in 2a schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlsystems 2 umfasst eine Lüfteranordnung mit einem ersten Lüfter 4 mit einem ersten Lüfterrad 10 bzw. einem entsprechenden Ventilator und einem zweiten Lüfter 6 mit einem zweiten Lüfterrad 12 bzw. einem entsprechenden Ventilator. Diese Lüfteranordnung aus 2a ist auch in 2b, jedoch im Vergleich zu 2a gespiegelt bzw. seitenverkehrt schematisch dargestellt, so dass die Lüfteranordnung je nach Definition in 2a von hinten und in 2b von vorne gezeigt ist, oder umgekehrt.
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Außerdem zeigt lediglich 2a in schematischer Darstellung eine Kühleranordnung des Kühlsystems 2 mit einem ersten Kühler 14 und einem zweiten Kühler 16, die hier zu der Kühleranordnung kombiniert sind.
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Dieses Kühlsystem 2 ist hier für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei in 2a hier durch einen Pfeil 18 eine übliche Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angedeutet ist. Dabei sind sowohl die beiden Lüfter 4, 6 als auch die beiden Kühler 14, 16 bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung jeweils nebeneinander angeordnet. Außerdem ist die Kühleranordnung bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung vor der Lüfteranordnung ausgebildet.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der erste Lüfter 4 als Niedervolt-Lüfter 4 (NV-Lüfter) ausgebildet ist, wobei dessen Lüfterrad 10 durch einen ersten elektrischen Lüftermotor 20 angetrieben wird, der wiederum über eine erste Leitung 22, hier eine Niederspannungsleitung 22 bzw. ein entsprechendes Kabel, mit einer nicht weiter dargestellten Energiequelle, bspw. einer Batterie, verbunden ist, der bzw. die dazu ausgebildet ist, dem ersten Lüftermotor 20, bspw. einem Niederspannungs-Lüftermotor, und somit dem ersten Lüfter 4 eine erste elektrische Spannung mit einem ersten niedrigen Wert, bspw. von 12 Volt, bereitzustellen.
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Der zweite Lüfter 6 ist als Hochvolt-Lüfter 6 (HV-Lüfter) ausgebildet und weist einen zweiten elektrischen Lüftermotor 24 auf, der dazu ausgebildet ist, das zweite Lüfterrad 12 anzutreiben und in Rotation zu versetzen. Dabei ist dieser zweite Lüftermotor 24 bzw. ein Hochspannungs-Lüftermotor über eine zweite Leitung 26, die hier als Hochspannungsleitung 26 oder als entsprechendes Kabel ausgebildet ist, mit einer nicht weiter dargestellten Energiequelle verbunden, die dazu ausgebildet ist, dem zweiten Lüftermotor 24 und somit dem zweiten Lüfter 6 elektrische Energie mit einem zweiten hohen Wert der elektrischen Spannung bereitzustellen, der größer als der erste Wert ist und bspw. 48 Volt oder 380 Volt bis 420 Volt betragen kann.
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Die beiden unterschiedlichen Werte der Spannungen können in dem Kraftfahrzeug unter Nutzung von Spannungswandlern gleichzeitig eingestellt und zur Verfügung gestellt werden können.
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Für die lediglich in 2a schematisch dargestellte Kühleranordnung ist vorgesehen, dass der erste Kühler 14 hier als Niedertemperatur-Kühler 14 ausgebildet ist, der weiterhin als Teil eines nicht weiter dargestellten ersten Kühlkreislaufs ausgebildet ist, der als Niedertemperatur- bzw. NT-Kühlkreislauf für ein erstes Kühlmittel ausgebildet ist, das eine niedrige Temperatur mit einem ersten niedrigen Wert aufweist. Dagegen ist der zweite Kühler 16 als Hochtemperatur-Kühler und als Teil eines nicht weiter dargestellten zweiten Kühlkreislaufs bzw. Hochtemperatur-Kühlkreislaufs ausgebildet, der ein zweites Kühlmittel aufweist, das eine hohe Temperatur mit einem zweiten gegenüber dem ersten niedrigen Wert höheren bzw. hohen Wert aufweist.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der erste NV-Lüfter 4 bezüglich der Fahrtrichtung hinter dem ersten NT-Kühler 14 angeordnet ist, wobei der erste NV-Lüfter 4 und der erste NT-Kühler 14 ein Niedertemperatur-/ Niederspannungssystem bilden. Der zweite HV-Lüfter 6 ist bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung hier hinter dem zweiten HT-Kühler 16 angeordnet, wobei der zweite HV-Lüfter 6 und der zweite HT-Kühler 16 ein Hochtemperatur-/Hochspannungssystem bilden. Außerdem ist vorgesehen, dass die beiden Lüfter 4, 6 in einer Zarge 28 bzw. Lüfter-Zarge 28 angeordnet sind.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit der hier vorgestellten Ausführungsform des Kühlsystems 2 durchführbar ist, ist vorgesehen, dass einerseits der erste Lüfter 4 und der erste Kühler 14, die einander zugeordnet sind, allein und auch unabhängig von dem zweiten Lüfter 6 und dem zweiten Kühler 16 angesteuert und betrieben werden können. Entsprechend ist es auch möglich, dass der zweite Lüfter 6 und der zweite Kühler 16 auch unabhängig von dem ersten Lüfter 4 und dem ersten Kühler 14 angesteuert und/oder betrieben werden können. Dabei wird zum Betreiben des ersten Lüfters 4 dem zugeordneten ersten Lüftermotor 20 über die erste Leitung 22 elektrische Energie mit dem ersten niedrigen Wert der Spannung bereitgestellt, wohingegen der zweite Lüfter 6 ausgeschaltet bleibt. Zum Betreiben des zweiten Lüftermotors 24 des zweiten Lüfters 6 wird über die zweite Leitung 26 elektrische Energie mit dem zweiten hohen Wert der Spannung bereitgestellt, wohingegen der erste Lüfter 4 ausgeschaltet bleibt.
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Dass lediglich der zweite Lüfter 6 mit dem hohen Wert der Spannung und der zweite Kühler 16 mit der hohen Temperatur betrieben wird, ist in Ausgestaltung des Verfahrens dann vorgesehen, wenn im Stand bzw. Stillstand des Kraftfahrzeugs mindestens eine Brennstoffzelle betrieben wird, die weiterhin über den zweiten Kühler 16 zu kühlen ist. Falls anderenfalls eine Batterie des Kraftfahrzeugs geladen wird, wird der erste Lüfter 4 betrieben und die Batterie mit dem ersten Kühler 14 des ersten Kühlkreislaufs gekühlt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kühlsystem
- 4
- erster Lüfter (Niedervolt- bzw. NV Lüfter)
- 6
- zweiter Lüfter (Hochvolt- bzw. HV-Lüfter)
- 10
- erstes Lüfterrad
- 12
- zweites Lüfterrad
- 14
- erster Kühler (Niedertemperatur- bzw. NT-Kühler)
- 16
- zweiter Kühler (Hochtemperatur- bzw. HT-Kühler)
- 18
- Pfeil
- 20
- erster Lüftermotor
- 22
- erste Leitung
- 24
- zweiter Lüftermotor
- 26
- zweite Leitung
- 28
- Zarge
- 100
- Lüfteranordnung
- 102
- Lüfter
- 104
- Leitung
- 106
- Lüfteranordnung
- 108
- Lüfter
- 110
- Leitung
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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 10392580 T5 [0003]
- DE 102009028648 A1 [0004]
- DE 102008020903 A1 [0005]
- DE 102005062366 A1 [0006]
- EP 1547182 B1 [0007]
