DE102018219982B4 - Motor vehicle with a drive unit having a drive unit and a water introduction device and method for operating such a motor vehicle - Google Patents

Motor vehicle with a drive unit having a drive unit and a water introduction device and method for operating such a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Antriebseinrichtung, die ein Antriebsaggregat und eine Wassereinbringungseinrichtung zur Einbringung von Wasser in wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass eine einen Adsorptionsspeicher (3) aufweisende Wassergewinnungseinrichtung (2) vorliegt, der Umgebungsluft aus der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs (1) zur Gewinnung des einzubringenden Wassers zuführbar ist, wobei die Wassergewinnungseinrichtung (2) einen an eine Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung zur Nutzung von Abwärme zur Erwärmung des Adsorptionsspeichers (3) angeschlossenen Heizkreislauf (11) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1).The invention relates to a motor vehicle (1) having a drive device which has a drive unit and a water introduction device for introducing water into at least one combustion chamber of the drive unit. It is provided that there is a water extraction device (2) which has an adsorption store (3) and to which ambient air can be fed from the outside environment of the motor vehicle (1) to extract the water to be introduced, the water extraction device (2) being connected to an air conditioning system and / or the Has drive device for using waste heat to heat the adsorption memory (3) connected heating circuit (11). The invention further relates to a method for operating a motor vehicle (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit einer Antriebseinrichtung, die ein Antriebsaggregat und eine Wassereinbringungseinrichtung zur Einbringung von Wasser in wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats aufweist, und mit einer einen Adsorptionsspeicher aufweisenden Wassergewinnungseinrichtung, der Umgebungsluft aus der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs zur Gewinnung des einzubringenden Wassers zuführbar ist, wobei die Wassergewinnungseinrichtung einen an eine Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung zur Nutzung von Abwärme zur Erwärmung des Adsorptionsspeichers angeschlossenen Heizkreislauf aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a motor vehicle, with a drive device which has a drive unit and a water introduction device for introducing water into at least one combustion chamber of the drive unit, and with a water extraction device having an adsorption storage device, the ambient air from the outside environment of the motor vehicle for supplying the water to be introduced can be supplied , wherein the water extraction device has a heating circuit connected to an air conditioning system and / or the drive device for using waste heat for heating the adsorption storage. The invention further relates to a method for operating a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2016 206 043 A1 bekannt. Diese betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser, umfassend einen mit der Umgebung verbundenen Luftkanal, in welchem Umgebungsluft einströmbar ist, ein Absorptionselement, welches im Luftkanal angeordnet ist und Wasser und/oder Wasserdampf aus der zugeführten Umgebungsluft absorbieren kann, ein erstes Absperrelement, welches im Luftkanal in Strömungsrichtung durch den Luftkanal vor dem Absorptionselement angeordnet und eingerichtet ist, den Luftkanal freizugeben und zu verschließen, einen Wärmeübertrager, welcher eingerichtet ist, Wärme eines Abgases einer Brennkraftmaschine auf das Absorptionselement zu übertragen, ohne dass das Abgas in direkten Kontakt mit dem Absorptionselement kommt, und einen Kondensator, welcher im Luftkanal in Strömungsrichtung durch den Luftkanal nach dem Absorptionselement angeordnet ist, um Wasser aus dem Luftstrom des Luftkanals zu kondensieren.The publication is, for example, from the prior art DE 10 2016 206 043 A1 known. This relates to a device for producing water, comprising an air duct connected to the surroundings, in which ambient air can be flowed in, an absorption element which is arranged in the air duct and can absorb water and / or water vapor from the supplied ambient air, a first shut-off element which Air duct is arranged in the flow direction through the air duct in front of the absorption element and is set up to open and close the air duct, a heat exchanger which is set up to transfer heat from an exhaust gas of an internal combustion engine to the absorption element without the exhaust gas coming into direct contact with the absorption element , and a condenser, which is arranged in the air duct in the flow direction through the air duct after the absorption element in order to condense water from the air flow of the air duct.

Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2018 203 332 B3 ein Verfahren zur Wassergewinnung, insbesondere für eine Versorgung einer Wassereinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine, innerhalb eines Fortbewegungsmittels, umfassend die Schritte: Adsorbieren von Wasser aus einer Umgebungsluft an einem porösen Material innerhalb einer Sorptionsvorrichtung; Desorbieren des aus der Umgebungsluft adsorbierten Wassers aus dem porösen Material unter Verwendung einer Abwärme eines Bauteils des Fortbewegungsmittels; und Kondensieren des desorbierten Wassers in einer mit der Sorptionsvorrichtung verbundenen Kondensationsvorrichtung.The publication also discloses DE 10 2018 203 332 B3 A method for water extraction, in particular for supplying a water injection of an internal combustion engine, within a means of transportation, comprising the steps: adsorbing water from ambient air to a porous material within a sorption device; Desorbing the water adsorbed from the ambient air from the porous material using waste heat of a component of the vehicle; and condensing the desorbed water in a condensation device connected to the sorption device.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Kraftfahrzeugen Vorteile aufweist, insbesondere einen besonders effizienten Betrieb und einen kompakten Aufbau der Wassergewinnungseinrichtung realisiert.It is an object of the invention to propose a motor vehicle which has advantages over known motor vehicles, in particular a particularly efficient operation and a compact construction of the water extraction device.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist vorgesehen, dass der Adsorptionsspeicher und ein Wärmetauscher des Heizkreislaufs in einem thermisch isolierenden Isoliermantel der Wassergewinnungseinrichtung angeordnet sind.This is achieved according to the invention with a motor vehicle with the features of claim 1. It is provided that the adsorption storage and a heat exchanger of the heating circuit are arranged in a thermally insulating insulating jacket of the water extraction device.

Das Kraftfahrzeug weist zumindest die Antriebseinrichtung und die Wassergewinnungseinrichtung auf. Die Antriebseinrichtung dient vorzugsweise dem Antreiben des Kraftfahrzeugs und insoweit dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Zur Erzeugung des Antriebsdrehmoments weist die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat auf. Das Antriebsaggregat liegt beispielsweise in Form einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Otto-Brennkraftmaschine oder einer Dieselbrennkraftmaschine vor. Dem Antriebsaggregat wird während seines Betriebs wenigstens ein Kraftstoff zugeführt, welcher in dem Antriebsaggregat chemisch reagiert, insbesondere oxidiert beziehungsweise verbrennt. Bei der chemischen Reaktion entsteht Abgas, welches aus dem Antriebsaggregat in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung abgeführt wird.The motor vehicle has at least the drive device and the water extraction device. The drive device is preferably used to drive the motor vehicle and, in this respect, to provide a drive torque that is aimed at driving the motor vehicle. The drive device has the drive unit for generating the drive torque. The drive unit is, for example, in the form of an internal combustion engine, in particular an Otto engine or a diesel engine. During operation, at least one fuel is supplied to the drive unit, which reacts chemically in the drive unit, in particular oxidizes or burns. The chemical reaction produces exhaust gas, which is removed from the drive unit in the direction of an external environment of the drive device.

Beispielsweise wird das von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas vor seinem Entlassen in die Außenumgebung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt. Besonders bevorzugt gilt dies für das gesamte von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung weist beispielsweise wenigstens einen Katalysator beziehungsweise Fahrzeugkatalysator und/oder einen Filter, insbesondere einen Partikelfilter, auf. Nach dem Durchströmen der Abgasnachbehandlungseinrichtung wird das Abgas in die Außenumgebung entlassen.For example, the exhaust gas generated by the drive unit is fed to an exhaust gas aftertreatment device before it is released into the outside environment. This particularly preferably applies to the entire exhaust gas generated by the drive unit. The exhaust gas aftertreatment device has, for example, at least one catalytic converter or vehicle catalytic converter and / or a filter, in particular a particle filter. After flowing through the exhaust gas aftertreatment device, the exhaust gas is released into the outside environment.

Zur Leistungssteigerung und/oder zur Kühlung des Antriebsaggregats kann dem Antriebsaggregat zusätzlich zu dem Kraftstoff Wasser zugeführt werden. Hierzu ist die Wassereinbringungsvorrichtung vorgesehen und ausgebildet. Die Wassereinbringungseinrichtung dient dem Einbringen des Wassers in den wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats. Der Brennraum liegt in einem Zylinder des Antriebsaggregats vor und wird beispielsweise von einer Zylinderwand des Zylinders, einem Kolben und einem Zylinderdach gemeinsam begrenzt. Das Zylinderdach ist beispielsweise Bestandteil eines Zylinderkopfs des Antriebsaggregats.In order to increase performance and / or to cool the drive unit, water can be supplied to the drive unit in addition to the fuel. For this purpose, the water introduction device is provided and designed. The water introduction device is used to introduce the water into the at least one combustion chamber of the drive unit. The combustion chamber is in a cylinder of the drive unit and is jointly delimited, for example, by a cylinder wall of the cylinder, a piston and a cylinder roof. The cylinder roof is, for example, part of a cylinder head of the drive unit.

Das Antriebsaggregat kann lediglich über den einen Brennraum oder aber über mehrere Brennräume verfügen. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung lediglich auf den Brennraum beziehungsweise das Einbringen von Wasser in diesen eingegangen wird, so sind die Ausführungen stets auf jeden der mehreren Brennräume übertragbar. Beispielsweise kann mittels der Wassereinbringungseinrichtung das Wasser unmittelbar in den Brennraum eingebracht werden. Entsprechend liegt beispielsweise eine Düse vor, welche unmittelbar in den Brennraum einmündet. Alternativ kann es vorgesehen sein, das Wasser mittels der Wassereinbringungseinrichtung lediglich mittelbar in den Brennraum einzubringen, beispielsweise über ein Saugrohr. In diesem Fall wird das Wasser dem Saugrohr zugeführt und gelangt über dieses in den wenigstens einen Brennraum.The drive unit can only have one combustion chamber or more than one combustion chamber. If only in the context of this description on the combustion chamber or the introduction of water into it, the statements are always transferable to each of the several combustion chambers. For example, the water can be introduced directly into the combustion chamber by means of the water introduction device. Accordingly, there is, for example, a nozzle which opens directly into the combustion chamber. Alternatively, it can be provided that the water is only introduced indirectly into the combustion chamber by means of the water introduction device, for example via a suction pipe. In this case, the water is fed to the intake manifold and via this reaches the at least one combustion chamber.

Das dem Brennraum mittels der Wassereinbringungseinrichtung zuführbare Wasser wird von der Wassergewinnungseinrichtung bereitgestellt. Beispielsweise verfügt die Wassergewinnungseinrichtung über einen Wassertank, in welchem gewonnenes Wasser zwischengespeichert wird. Die Wassereinbringungseinrichtung kann das in den Brennraum einzubringende Wasser diesem Wassertank entnehmen. Zur Gewinnung des Wassers verfügt die Wassergewinnungseinrichtung über den Adsorptionsspeicher. Der Adsorptionsspeicher nimmt unter bestimmten Bedingungen Wasser, beispielsweise in Form von Wasserdampf, auf und sondert es unter anderen Bedingungen wieder ab. Der Adsorptionsspeicher verfügt hierzu über ein Adsorptionsmaterial, beispielsweise Zeolith, Silikagel oder Upsalit.The water that can be supplied to the combustion chamber by means of the water introduction device is provided by the water extraction device. For example, the water extraction device has a water tank in which the water obtained is temporarily stored. The water introduction device can take the water to be introduced into the combustion chamber from this water tank. The water extraction device has an adsorption storage unit to extract the water. The adsorption storage absorbs water under certain conditions, for example in the form of water vapor, and secretes it again under other conditions. For this purpose, the adsorption memory has an adsorption material, for example zeolite, silica gel or upsalite.

Während des Adsorbierens des Wassers beziehungsweise Wasserdampfs gibt der Adsorptionsspeicher Wärme ab. Zum Ausbringen beziehungsweise Desorbieren des Wassers muss dem Adsorptionsspeicher Wärme zugeführt werden. Letzteres wird auf besonders effektive Art und Weise realisiert, indem die Wassergewinnungseinrichtung den Heizkreislauf aufweist, der zur Nutzung von Abwärme und zur Erwärmung des Adsorptionsspeichers an die Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs angeschlossen ist, insbesondere thermisch und/oder strömungstechnisch angeschlossen ist. Das bedeutet, dass zumindest zeitweise an beziehungsweise in der Klimaanlage und/oder in der Antriebseinrichtung anfallende Wärme über den Heizkreislauf der Wassergewinnungseinrichtung und dort dem Adsorptionsspeicher zugeführt wird.The adsorption storage device emits heat during the adsorption of water or water vapor. To discharge or desorb the water, heat must be supplied to the adsorption storage. The latter is implemented in a particularly effective manner in that the water extraction device has the heating circuit which is connected to the air conditioning system and / or the drive device of the motor vehicle for the use of waste heat and for heating the adsorption storage device, in particular is connected thermally and / or fluidically. This means that, at least at times, heat accumulating on or in the air conditioning system and / or in the drive device is fed via the heating circuit to the water extraction device and there to the adsorption store.

Während eines Betriebs des Antriebsaggregats wird also beispielsweise der Adsorptionsspeicher durch die von der Antriebseinrichtung bereitgestellte Wärme aufgeheizt. Entsprechend kann das in dem Adsorptionsspeicher zwischengespeicherte Wasser ausgetragen werden. Das ausgetragene Wasser kann stromabwärts des Adsorptionsspeichers aus dem Abgas ausgeschieden werden, beispielsweise mittels eines Kondensators und/oder eines Wasserabscheiders. Beispielsweise weist der Adsorptionsspeicher einen Wärmeübertrager auf oder ist von einem solchen umgriffen. Mittels des Wärmetauschers kann dem Adsorptionsspeicher Wärme zugeführt und/oder Wärme entnommen werden, insbesondere wahlweise Wärme zugeführt und Wärme entnommen werden. Der Wärmetauscher ist hierzu beispielsweise in den Heizkreislauf und über diesen an die Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung angeschlossen.During operation of the drive unit, for example, the adsorption accumulator is heated by the heat provided by the drive device. Accordingly, the water temporarily stored in the adsorption storage can be discharged. The discharged water can be separated from the exhaust gas downstream of the adsorption reservoir, for example by means of a condenser and / or a water separator. For example, the adsorption storage device has or is surrounded by a heat exchanger. By means of the heat exchanger, heat can be supplied and / or heat can be removed from the adsorption store, in particular heat can optionally be supplied and heat removed. For this purpose, the heat exchanger is connected, for example, to the heating circuit and via this to the air conditioning system and / or the drive device.

Zur Gewinnung des Wassers ist der Adsorptionsspeicher mit einem wasserhaltigen Fluid, nämlich der Umgebungsluft aus der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs, beaufschlagbar beziehungsweise wird mit diesem beaufschlagt. Aufgrund der Adsorption des Wassers aus der Umgebungsluft fällt an beziehungsweise in dem Adsorptionsspeicher Wärme an. Diese wird vorzugsweise aus dem Adsorptionsspeicher abgeführt, um eine effektive Wassergewinnung zu gewährleisten.In order to obtain the water, the adsorption reservoir can be acted upon by a water-containing fluid, namely the ambient air from the external environment of the motor vehicle, or is acted upon by it. Due to the adsorption of water from the ambient air, heat is generated or in the adsorption storage. This is preferably removed from the adsorption storage in order to ensure effective water extraction.

Zusätzlich oder alternativ kann stromabwärts des Adsorptionsspeichers ein Wärmetauscher angeordnet sein. Die den Adsorptionsspeicher durchströmende Umgebungsluft erwärmt sich aufgrund der in dem Adsorptionsspeicher durch die Adsorption des Wassers anfallende Wärme und wird stromabwärts des Adsorptionsspeichers dem Wärmetauscher zugeführt. Mittels des Wärmetauschers wird der Umgebungsluft die Wärme entnommen. Beispielsweise wird die Wärme anschließend der Abgasnachbehandlungseinrichtung, dem Antriebsaggregat, einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, der Klimaanlage und/oder einem Hilfsaggregat der Antriebseinrichtung zugeführt. Das Hilfsaggregat ist beispielsweise ein elektrischer Energiespeicher beziehungsweise eine Batterie.Additionally or alternatively, a heat exchanger can be arranged downstream of the adsorption storage. The ambient air flowing through the adsorption storage heats up due to the heat accumulating in the adsorption storage due to the adsorption of the water and is fed to the heat exchanger downstream of the adsorption storage. The heat is extracted from the ambient air by means of the heat exchanger. For example, the heat is then fed to the exhaust gas aftertreatment device, the drive unit, an interior of the motor vehicle, the air conditioning system and / or an auxiliary unit of the drive device. The auxiliary unit is, for example, an electrical energy store or a battery.

Mit der beschriebenen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs wird eine besonders flexible und effiziente Nutzung des Adsorptionsspeicher ermöglicht. Der Adsorptionsspeicher ist mittels der von der Klimaanlage und/oder der Antriebseinrichtung bereitgestellten Wärme erwärmbar. Der Adsorptionsspeicher dient der Bereitstellung des Wassers, welches anschließend in den wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats mittels der Wassereinbringungseinrichtung eingebracht wird. Dies führt zu einer Leistungssteigerung und/oder einer Reduzierung von Schadstoffemissionen der Antriebseinrichtung.With the described configuration of the motor vehicle, a particularly flexible and efficient use of the adsorption memory is made possible. The adsorption memory can be heated by means of the heat provided by the air conditioning system and / or the drive device. The adsorption reservoir serves to provide the water, which is then introduced into the at least one combustion chamber of the drive unit by means of the water introduction device. This leads to an increase in performance and / or a reduction in pollutant emissions from the drive device.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Umgebungsluft der Wassergewinnungseinrichtung mittels eines Ventilators zuführbar ist. Es ist insoweit eine aktive Zuführung der Umgebungsluft zu der Wassergewinnungseinrichtung vorgesehen. Der Ventilator wird beispielsweise elektrisch betrieben, insbesondere mittels Energie aus einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Antriebseinrichtung. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Umgebungsluft der Wassergewinnungseinrichtung chemisch unverändert zugeführt wird. Das bedeutet, dass die der Außenumgebung entnommene Umgebungsluft bis zum Erreichen der Wassergewinnungseinrichtung keiner chemischen Reaktion unterworfen ist. Vorzugsweise ist es zudem vorgesehen, dass die Umgebungsluft in reiner Form der Wassergewinnungseinrichtung zugeführt wird, also der Umgebungsluft vor dem Erreichen der Wassergewinnungseinrichtung kein weiteres Fluid beizumengen. Insbesondere ist es nicht vorgesehen, die Umgebungsluft vor dem Erreichen der Wassergewinnungseinrichtung mit Abgas der Antriebseinrichtung zu vermengen. Das Zuführen der Umgebungsluft mittels des Ventilators hat den Vorteil, dass dies energiesparend auch in einem Stillstand des Kraftfahrzeugs erfolgen kann.A further embodiment of the invention provides that the ambient air can be supplied to the water extraction device by means of a fan. In this respect, an active supply of the ambient air to the water extraction device is provided. The fan is operated, for example, electrically, in particular by means of energy from an energy store of the motor vehicle or the drive device. It is preferably provided that the ambient air of the Water extraction device is supplied chemically unchanged. This means that the ambient air taken from the outside environment is not subjected to any chemical reaction until it reaches the water extraction device. It is preferably also provided that the ambient air is supplied in pure form to the water extraction device, that is to say that no additional fluid is admixed to the ambient air before it reaches the water extraction device. In particular, it is not intended to mix the ambient air with exhaust gas from the drive device before reaching the water extraction device. The supply of the ambient air by means of the fan has the advantage that this can be done in an energy-saving manner even when the motor vehicle is at a standstill.

Die Erfindung sieht vor, dass der Adsorptionsspeicher und ein Wärmetauscher des Heizkreislaufs in einem thermisch isolierenden Isoliermantel der Wassergewinnungseinrichtung angeordnet sind. Der Wärmetauscher des Heizkreislaufs dient dem Zuführen von Wärme aus dem Heizkreislauf zu der Wassergewinnungseinrichtung, insbesondere dem Adsorptionsspeicher. Der Wärmetauscher dient hierbei einer strömungstechnischen Trennung des Adsorptionsspeichers von dem Heizkreislauf. Der Adsorptionsspeicher ist also von dem in dem Heizkreislauf vorliegenden Fluid strömungstechnisch vollständig getrennt. Der Adsorptionsspeicher und der Wärmetauscher sind gemeinsam in dem Isoliermantel der Wassergewinnungseinrichtung angeordnet. Der Isoliermantel ist thermisch isolierend ausgestaltet und dient insoweit einer thermischen Isolierung des Adsorptionsspeichers und des Wärmetauschers gegenüber weiteren Bereichen des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Außenumgebung. Hierdurch wird eine besonders effiziente Erwärmung des Adsorptionsspeichers und entsprechend eine effiziente Austragung des in dem Adsorptionsspeicher vorliegenden Wassers ermöglicht.The invention provides that the adsorption store and a heat exchanger of the heating circuit are arranged in a thermally insulating insulating jacket of the water extraction device. The heat exchanger of the heating circuit is used to supply heat from the heating circuit to the water extraction device, in particular the adsorption storage. The heat exchanger is used for fluidic separation of the adsorption storage from the heating circuit. The adsorption storage device is therefore completely separated from the fluid in the heating circuit in terms of flow technology. The adsorption accumulator and the heat exchanger are arranged together in the insulating jacket of the water extraction device. The insulating jacket is designed to be thermally insulating and in this respect serves to thermally insulate the adsorption accumulator and the heat exchanger from other areas of the motor vehicle or the outside environment. This enables a particularly efficient heating of the adsorption storage and correspondingly an efficient discharge of the water present in the adsorption storage.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wassergewinnungseinrichtung einen Wärmetauscher eines Kühlkreislaufs aufweist, in dem ein Kühlmittel zur Kühlung des Adsorptionsspeichers vorliegt. Der Wärmetauscher des Kühlkreislaufs ist vorzugsweise zusätzlich zu dem Wärmetauscher des Heizkreislaufs vorgesehen. Der Wärmetauscher des Kühlkreislaufs kann auch als Kühlkreislaufwärmetauscher und der Wärmetauscher des Heizkreislaufs als Heizkreislaufwärmetauscher bezeichnet werden. In dem Kühlkreislaufwärmetauscher liegt das Kühlmittel vor, welches zur Kühlung des Adsorptionsspeichers dient. Der Kühlkreislaufwärmetauscher ist vorzugsweise zusätzlich oder alternativ zu dem Heizkreislaufwärmetauscher in dem Isoliermantel der Wassergewinnungseinrichtung angeordnet. Während der Heizkreislaufwärmetauscher dem Erwärmen des Adsorptionsspeichers dient, ist der Kühlkreislaufwärmetauscher zum Kühlen des Adsorptionsspeichers vorgesehen und ausgebildet.A further development of the invention provides that the water extraction device has a heat exchanger of a cooling circuit in which there is a coolant for cooling the adsorption storage. The heat exchanger of the cooling circuit is preferably provided in addition to the heat exchanger of the heating circuit. The heat exchanger of the cooling circuit can also be referred to as a cooling circuit heat exchanger and the heat exchanger of the heating circuit as a heating circuit heat exchanger. The coolant, which is used to cool the adsorption storage, is present in the cooling circuit heat exchanger. The cooling circuit heat exchanger is preferably arranged in addition or as an alternative to the heating circuit heat exchanger in the insulating jacket of the water extraction device. While the heating circuit heat exchanger is used to heat the adsorption memory, the cooling circuit heat exchanger is provided and designed to cool the adsorption memory.

Der Kühlkreislaufwärmetauscher ist vorzugsweise analog zu dem Heizkreislaufwärmetauscher zur strömungstechnischen Trennung des Adsorptionsspeichers von dem Kühlmittel vorgesehen und ausgebildet. Beispielsweise kommt als Kühlmittel Umgebungsluft zum Einsatz. Einerseits wird also ein erster Teil der Umgebungsluft dem Adsorptionsspeicher zur Gewinnung des Wassers zugeführt, wobei der Umgebungsluft das Wasser entnommen wird. Andererseits wird ein anderer zweiter Teil zum Kühlen des Adsorptionsspeichers verwendet. Eine derartige Vorgehensweise ist insbesondere auch dann umsetzbar, wenn die Antriebseinrichtung und/oder die Klimaanlage außer Betrieb sind, also nicht bestimmungsgemäß betrieben werden. Insgesamt ermöglicht die beschriebene Ausgestaltung eine besonders effektive Gewinnung des Wassers.The cooling circuit heat exchanger is preferably provided and designed analogously to the heating circuit heat exchanger for the fluidic separation of the adsorption accumulator from the coolant. For example, ambient air is used as the coolant. On the one hand, a first part of the ambient air is fed to the adsorption storage unit for the extraction of the water, the water being removed from the ambient air. On the other hand, another second part is used to cool the adsorption storage. Such a procedure can also be implemented in particular when the drive device and / or the air conditioning system are out of operation, ie are not operated as intended. Overall, the configuration described enables particularly effective extraction of the water.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein Luftauslass des Adsorptionsspeichers an einen Kondensator und/oder einen Wasserabscheider der Wassergewinnungseinrichtung strömungstechnisch angeschlossen ist. Der Kondensator und/oder der Wasserabscheider sind/ist also stromabwärts des Adsorptionsspeichers vorgesehen. Der Kondensator dient dem Ausscheiden von Wasser aus derjenigen Umgebungsluft, die bereits den Adsorptionsspeicher durchströmt hat. Hierzu wird der Kondensator zum Kühlen der Umgebungsluft betrieben, sodass in dieser vorliegendes Wasser ausfällt. Beispielsweise wird in dem Kondensator anfallendes Wasser dem bereits erwähnten Wassertank zugeführt und dort zwischengespeichert. Dies ermöglicht eine besonders einfache Bereitstellung von Wasser für die Wassereinbringungseinrichtung.Finally, it can be provided in the context of a further preferred embodiment that an air outlet of the adsorption storage device is connected in terms of flow technology to a condenser and / or a water separator of the water extraction device. The condenser and / or the water separator are / is therefore provided downstream of the adsorption reservoir. The condenser is used to separate water from the ambient air that has already flowed through the adsorption reservoir. For this purpose, the condenser is operated to cool the ambient air, so that the water present in it fails. For example, water accumulating in the condenser is fed to the aforementioned water tank and temporarily stored there. This enables a particularly simple provision of water for the water introduction device.

Bevorzugt weist der Kondensator einen Wärmetauscher auf, der dem Entnehmen von Wärme aus der Umgebungsluft stromabwärts des Adsorptionsspeichers dient. Beispielsweise kann so durch die Adsorption des Wassers durch den Adsorptionsspeicher anfallende Wärme, welche die Umgebungsluft erwärmt, wenigstens einer weiteren Einrichtung der Antriebseinrichtung und/oder des Kraftfahrzeugs zugeführt werden. Hierauf wurde bereits hingewiesen.The condenser preferably has a heat exchanger which is used to remove heat from the ambient air downstream of the adsorption store. For example, as a result of the adsorption of the water by the adsorption storage, heat that heats the ambient air can be supplied to at least one further device of the drive device and / or the motor vehicle. This has already been pointed out.

Zusätzlich oder alternativ zu dem Kondensator ist der Wasserabscheider vorgesehen. Der Wasserabscheider dient dem Abscheiden von in der Umgebungsluft stromabwärts des Adsorptionsspeichers vorliegenden flüssigen Wasser, insbesondere von Wasser, welches nicht bereits von dem Kondensator abgeführt wurde, sofern dieser zusätzlich zu dem Wasserabscheider vorliegt. Der Wasserabscheider weist beispielsweise eine Prallplatte auf, welche derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass die Ausrichtung des Adsorptionsspeichers kommende Umgebungsluft auf sie auftrifft, insbesondere unter einem bestimmten Winkel. Der bestimmte Winkel ist vorzugsweise größer als 0° und kleiner als 180°, insbesondere beträgt er mindestens 45° und höchstens 135°, besonders bevorzugt beträgt er mindestens 60° und höchstens 120°, mindestens 75° und höchstens 105°, oder genau 90°. Mittels des Wasserabscheiders kann eine besonders große Wassermenge aus der Umgebungsluft abgeschieden werden.In addition or as an alternative to the condenser, the water separator is provided. The water separator is used to separate liquid water present in the ambient air downstream of the adsorption store, in particular water which has not already been discharged from the condenser, provided that this is in addition to the water separator. The water separator has, for example, a baffle plate, which is arranged and aligned such that the Alignment of the adsorption storage incoming ambient air hits them, especially at a certain angle. The specific angle is preferably greater than 0 ° and less than 180 °, in particular it is at least 45 ° and at most 135 °, particularly preferably it is at least 60 ° and at most 120 °, at least 75 ° and at most 105 °, or exactly 90 ° . A particularly large amount of water can be separated from the ambient air by means of the water separator.

Die Erfindung betrifft zusätzlich ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei das Kraftfahrzeug über eine Antriebseinrichtung vorliegt, die ein Antriebsaggregat und eine Wassereinbringungseinrichtung zum Einbringen von Wasser in wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats aufweist. Dabei liegt eine einen Adsorptionsspeicher aufweisende Wassergewinnungseinrichtung vor, der zumindest zeitweise Umgebungsluft aus der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs zur Gewinnung des einzubringenden Wassers zugeführt wird, wobei die Wassergewinnungseinrichtung einen an eine Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung zur Nutzung von Abwärme zum Erwärmen des Adsorptionsspeichers angeschlossenen Heizkreislauf aufweist, wobei der Adsorptionsspeicher zumindest zeitweise mittels des Heizkreislaufs erwärmt wird. Es ist vorgesehen, dass der Adsorptionsspeicher und ein Wärmetauscher des Heizkreislaufs in einem thermisch isolierenden Isoliermantel der Wassergewinnungseinrichtung angeordnet sind.The invention additionally relates to a method for operating a motor vehicle, in particular a motor vehicle according to the explanations in the context of this description, the motor vehicle being present via a drive device which has a drive unit and a water introduction device for introducing water into at least one combustion chamber of the drive unit. In this case, there is a water extraction device which has an adsorption storage device and at least some of the time ambient air is supplied from the outside environment of the motor vehicle to obtain the water to be introduced, the water extraction device having a heating circuit connected to an air conditioning system and / or the drive device for using waste heat to heat the adsorption storage device, wherein the adsorption memory is heated at least temporarily by means of the heating circuit. It is provided that the adsorption store and a heat exchanger of the heating circuit are arranged in a thermally insulating insulating jacket of the water extraction device.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Kraftfahrzeug als auch das Verfahren zu seinem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a procedure or of such a configuration of the motor vehicle have already been pointed out. Both the motor vehicle and the method for operating it can be further developed in accordance with the explanations in the context of this description, so that reference is made to them in this respect.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Zustandsgröße der in der Außenumgebung vorliegenden Umgebungsluft erfasst oder eine von der Zustandsgröße abgeleitete Größe ermittelt und mit einem Sollwertbereich verglichen wird, wobei der Wassergewinnungseinrichtung die Umgebungsluft aus der Außenumgebung zugeführt wird, wenn die Zustandsgröße oder die abgeleitete Größe in dem Sollwertbereich liegt. Das Erfassen der wenigstens einen Zustandsgröße erfolgt vorzugsweise unmittelbar durch Messen oder zumindest mittelbar durch Berechnung aus wenigstens einer gemessenen Messgröße. Beispielsweise werden die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft als Zustandsgröße verwendet.A preferred embodiment of the invention provides that at least one state variable of the ambient air present in the external environment is detected or a variable derived from the state variable is determined and compared with a target value range, the ambient air being supplied to the water extraction device from the external environment if the state variable or the derived size is in the setpoint range. The at least one state variable is preferably acquired directly by measurement or at least indirectly by calculation from at least one measured variable. For example, the temperature and / or the humidity of the ambient air are used as the state variable.

Die abgeleitete Größe ist eine anhand der Zustandsgröße ermittelte beziehungsweise berechnete Größe. Die abgeleitete Größe wird aus genau einer oder mehreren Zustandsgrößen ermittelt. Beispielsweise ist die abgeleitete Größe der Taupunkt der Umgebungsluft, der insbesondere aus der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft berechnet wird. Alternativ ist die abgeleitete Größe die absolute Luftfeuchtigkeit beziehungsweise ein absoluter Wassergehalt der Umgebungsluft pro Volumeneinheit. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung auf die Zustandsgröße beziehungsweise die Zustandsgrößen eingegangen wird, so sind die Ausführungen analog auf die abgeleitete Größe beziehungsweise die abgeleiteten Größen übertragbar.The derived variable is a variable that is determined or calculated on the basis of the state variable. The derived variable is determined from exactly one or more state variables. For example, the derived variable is the dew point of the ambient air, which is calculated in particular from the temperature and the relative atmospheric humidity of the ambient air. Alternatively, the derived variable is the absolute air humidity or an absolute water content of the ambient air per unit volume. If the state variable or the state variables are dealt with in the context of this description, the statements can be transferred analogously to the derived variable or the derived variables.

Werden mehrere Zustandsgrößen und/oder abgeleitete Größen herangezogen, so liegt vorzugsweise für jede der Zustandsgrößen beziehungsweise für jede der abgeleiteten Größen ein eigener Sollwertbereich vor. In diesem Fall ist es vorgesehen, der Wassergewinnungseinrichtung die Umgebungsluft aus der Außenumgebung zuzuführen, wenn jede der Zustandsgrößen und/oder jede der abgeleiteten Größen in dem jeweils dazugehörigen Sollwertbereich liegt. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Zuführen der Umgebungsluft nur dann erfolgt, wenn die Zustandsgröße beziehungsweise die abgeleitete Größe in dem Sollwertbereich liegt beziehungsweise die Zustandsgrößen und/oder die abgeleiteten Größen in den mehreren Sollwertbereichen liegen. Falls die Zustandsgröße beziehungsweise die abgeleitete Größe außerhalb des Sollwertbereichs liegt, unterbleibt insoweit das Zuführen der Umgebungsluft zu der Wassergewinnungseinrichtung.If several state variables and / or derived variables are used, then there is preferably a separate setpoint range for each of the state variables or for each of the derived variables. In this case, provision is made for the ambient air to be supplied to the water extraction device from the outside environment if each of the state variables and / or each of the derived variables lies in the respectively associated setpoint range. It is particularly preferably provided that the ambient air is supplied only when the state variable or the derived variable lies in the target value range or the state variables and / or the derived variables lie in the multiple target value ranges. If the state variable or the derived variable lies outside the target value range, the supply of the ambient air to the water extraction device is not carried out.

Weiter bevorzugt erfolgt das Erfassen der wenigstens einen Zustandsgröße und/oder der abgeleiteten Größe oder das Vergleichen mit dem Sollwertbereich lediglich im Stillstand des Kraftfahrzeugs und/oder bei deaktiviertem Antriebsaggregat und/oder bei deaktivierter Klimaanlage, beispielsweise also bei abgestelltem beziehungsweise geparktem Kraftfahrzeug. Mit einer derartigen Vorgehensweise werden besonders vorteilhafte Tageszeiten zum Eintragen des Wassers in den Adsorptionsspeicher genutzt, also beispielsweise die frühen Morgenstunden, bevor üblicherweise eine Nutzung des Kraftfahrzeugs erfolgt. In anderen Worten werden die beschriebenen Schritte des Erfassens der Zustandsgröße beziehungsweise der abgeleiteten Größe, das Vergleichen mit dem Sollwertbereich und das Zuführen der Umgebungsluft zu der Wassergewinnungseinrichtung außerhalb der normalen Nutzungszeiten des Kraftfahrzeugs durchgeführt.The at least one status variable and / or the derived variable or the comparison with the target value range is preferably carried out only when the motor vehicle is at a standstill and / or when the drive unit is deactivated and / or when the air conditioning system is deactivated, for example when the motor vehicle is parked or parked. With such a procedure, particularly advantageous times of the day are used to introduce the water into the adsorption store, that is to say, for example, the early morning hours before the motor vehicle is usually used. In other words, the described steps of detecting the state variable or the derived variable, comparing it with the target value range and supplying the ambient air to the water extraction device are carried out outside the normal usage times of the motor vehicle.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Umgebungsluft der Wassergewinnungseinrichtung mittels eines Ventilators zugeführt wird, falls das Kraftfahrzeug an eine fahrzeugexterne Stromquelle angeschlossen ist. Insbesondere erfolgt das Zuführen der Umgebungsluft mittels des Ventilators nur dann, falls dies der Fall ist. Unter der fahrzeugexternen Stromquelle ist beispielsweise eine stationäre Stromquelle zu verstehen, an welche das Kraftfahrzeug in abgestelltem Zustand angeschlossen ist, beispielsweise kabelgebunden und/oder kabellos. Eine solche Vorgehensweise belastet den internen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs nicht.A further embodiment of the invention provides that the ambient air is fed to the water extraction device by means of a fan if the motor vehicle is connected to a external power source is connected. In particular, the ambient air is only supplied by the fan if this is the case. The power source external to the vehicle is understood to mean, for example, a stationary power source to which the motor vehicle is connected in the parked state, for example in a wired and / or wireless manner. Such a procedure does not burden the internal energy store of the motor vehicle.

Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wassergewinnungseinrichtung einen Wärmetauscher eines Kühlkreislaufs aufweist, wobei dem Wärmetauscher zumindest zeitweise zum Kühlen des Adsorptionsspeichers Umgebungsluft als Kühlmittel zugeführt wird. Auf eine solche Vorgehensweise wurde vorstehend bereits hingewiesen. Ein solcher Betrieb der Wassergewinnungseinrichtung ermöglicht die Adsorption von Wasser aus der Umgebungsluft ohne den Betrieb einer weiteren Einrichtung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Antriebseinrichtung und/oder Klimaanlage. Insoweit ist ein äußerst energieeffizienter Betrieb der Wassergewinnungseinrichtung zum Adsorbieren des Wassers aus der Umgebungsluft realisiert.A preferred further embodiment of the invention provides that the water extraction device has a heat exchanger of a cooling circuit, with the heat exchanger being supplied with ambient air as a coolant, at least temporarily, for cooling the adsorption storage. Such a procedure has already been pointed out above. Such operation of the water extraction device enables the adsorption of water from the ambient air without the operation of another device of the motor vehicle, for example the drive device and / or air conditioning system. In this respect, an extremely energy-efficient operation of the water extraction device for adsorbing the water from the ambient air is realized.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Adsorptionsspeicher zumindest zeitweise zum Austragen des Wassers mittels des Heizkreislaufs erwärmt wird. Das Austragen des Wassers durch das Erwärmen des Adsorptionsspeichers erfolgt vorzugsweise während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Kraftfahrzeugs, insbesondere während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, in welchem sich dieses bewegt, also gerade nicht abgestellt beziehungsweise geparkt ist. In dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs wird die Antriebseinrichtung bestimmungsgemäß betrieben. Zusätzlich oder alternativ kann die Klimaanlage in Betrieb sein.Finally, it can be provided within the scope of a further embodiment of the invention that the adsorption storage device is heated at least temporarily to discharge the water by means of the heating circuit. The water is discharged by heating the adsorption reservoir preferably during the intended operation of the motor vehicle, in particular during a driving operation of the motor vehicle in which the motor vehicle is moving, that is to say not currently parked or parked. When the motor vehicle is in motion, the drive device is operated as intended. Additionally or alternatively, the air conditioning system can be in operation.

Mittels der Klimaanlage oder der Antriebseinrichtung wird die Wärme zum Erwärmen des Adsorptionsspeichers bereitgestellt. Das Erwärmen des Adsorptionsspeichers erfolgt insoweit vorzugsweise in einem auf den Stillstand des Kraftfahrzeugs und/oder den deaktivierten Zustand des Antriebsaggregats und/oder der Klimaanlage folgenden Betrieb der jeweiligen Einrichtung. Hierdurch wird die Energieeffizienz der Wassergewinnungseinrichtung weiter erhöht, weil zum Austragen des Wassers Wärme verwendet wird, welche ohnehin zur Verfügung steht beziehungsweise ansonsten verloren wäre.The heat for heating the adsorption storage is provided by means of the air conditioning system or the drive device. In this respect, the adsorption memory is preferably heated in an operation of the respective device following the standstill of the motor vehicle and / or the deactivated state of the drive unit and / or the air conditioning system. This further increases the energy efficiency of the water extraction device because heat is used to discharge the water, which is available anyway or would otherwise be lost.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

  • Figur eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Kraftfahrzeugs, nämlich einer Wassergewinnungseinrichtung.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing, without the invention being restricted. The only one shows
  • Figure is a schematic representation of an area of a motor vehicle, namely a water extraction device.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Kraftfahrzeugs 1, nämlich einer Wassergewinnungseinrichtung 2 des Kraftfahrzeugs 1. Die Wassergewinnungseinrichtung 2 dient der Gewinnung von Wasser, welches zur Einbringung in ein hier nicht dargestelltes Antriebsaggregat einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 vorliegt beziehungsweise zwischengespeichert wird. Die Wassergewinnungseinrichtung 2 weist zur Gewinnung des Wassers einen Adsorptionsspeicher 3 auf, der in einer Fluidleitung 4 vorliegt. Jeweils optional liegen in der Fluidleitung 4 zudem ein Ventilator 5, ein Kondensator 6 sowie ein Wasserabscheider 7 vor. Die Fluidleitung 4 ist eingangsseitig, also auf Seiten des Ventilators 5 an eine Au-ßenumgebung des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen, beispielsweise über einen Luftfilter. Ausgangsseitig, also auf der stromabwärtigen Seite des Adsorptionsspeichers 3 mündet die Fluidleitung 4 bevorzugt ebenfalls in die Außenumgebung ein. Insoweit kann über die Fluidleitung 4 der Außenumgebung Umgebungsluft entnommen, durch den Adsorptionsspeicher 3 geführt und anschließend wieder der Außenumgebung zugeführt werden.The figure shows a schematic representation of an area of a motor vehicle 1 , namely a water extraction device 2nd of the motor vehicle 1 . The water extraction facility 2nd serves to obtain water, which is to be introduced into a drive unit (not shown here) of a drive device of the motor vehicle 1 exists or is temporarily stored. The water extraction facility 2nd has an adsorption reservoir to extract the water 3rd on that in a fluid line 4th is present. Each are optionally located in the fluid line 4th also a fan 5 , a capacitor 6 as well as a water separator 7 in front. The fluid line 4th is on the input side, i.e. on the fan side 5 to an outside environment of the motor vehicle 1 connected, for example via an air filter. On the output side, i.e. on the downstream side of the adsorption storage 3rd opens the fluid line 4th preferably also in the outside environment. To this extent, the fluid line 4th ambient air taken from the outside environment through the adsorption storage 3rd guided and then returned to the outside environment.

Zur Förderung der Umgebungsluft dient vorzugsweise der Ventilator 5. Dieser ist beispielsweise elektrisch betreibbar beziehungsweise antreibbar. Eine Strömungsrichtung der Umgebungsluft durch die Fluidleitung 4 ist durch die Pfeile 8 angedeutet. Dem Adsorptionsspeicher 3 sind bevorzugt ein Heizkreislaufwärmetauscher 9 und ein Kühlkreislaufwärmetauscher 10 zugeordnet, welche hier lediglich schematisch dargestellt sind. Der Heizkreislaufwärmetauscher 9 ist Bestandteil eines Heizkreislaufs 11 und der Kühlkreislaufwärmetauscher 10 eines Kühlkreislaufs 12. Der Heizkreislauf dient dem Eintrag von Wärme in den Adsorptionsspeicher 3, wie durch die Pfeile 13 angedeutet ist. Der Kühlkreislauf 12 dient hingegen dem Abführen von Wärme von dem Adsorptionsspeicher 3. Dies ist durch die Pfeile 14 angedeutet.The fan is preferably used to convey the ambient air 5 . This can be operated or driven electrically, for example. A direction of flow of the ambient air through the fluid line 4th is through the arrows 8th indicated. The adsorption storage 3rd are preferably a heating circuit heat exchanger 9 and a cooling circuit heat exchanger 10th assigned, which are shown here only schematically. The heating circuit heat exchanger 9 is part of a heating circuit 11 and the cooling circuit heat exchanger 10th a cooling circuit 12 . The heating circuit is used to introduce heat into the adsorption storage 3rd as by the arrows 13 is indicated. The cooling circuit 12 however, serves to remove heat from the adsorption storage 3rd . This is through the arrows 14 indicated.

Besonders bevorzugt sind der Heizkreislaufwärmetauscher 9 und der Kühlkreislaufwärmetauscher 10 zusammen mit dem Adsorptionsspeicher 3 in einem Isoliermantel 15 angeordnet, der einer thermischen Isolierung dient. Insoweit besteht der Isoliermantel 15 aus einem Isoliermaterial. Der stromabwärts des Adsorptionsspeichers 3 in der Fluidleitung 4 angeordnete Kondensator 6 weist bevorzugt einen Wärmetauscher 16 auf, mittels welchem die Umgebungsluft stromabwärts des Adsorptionsspeichers 3 gekühlt werden kann. Hierbei anfallendes Wasser kann vorzugsweise durch einen Ablauf 17 in einen Wasserspeichertank 18 eingebracht und dort zwischengespeichert werden. Weiter stromabwärts des Adsorptionsspeichers 3, nämlich vorzugsweise stromabwärts des Kondensators 6, liegt der Wasserabscheider 7 in der Fluidleitung 4 vor. Der Wasserabscheider 7 verfügt bevorzugt über eine Prallplatte 19, die von der Umgebungsluft unmittelbar angeströmt wird. The heating circuit heat exchanger is particularly preferred 9 and the cooling circuit heat exchanger 10th together with the adsorption storage 3rd in an insulating jacket 15 arranged, which serves for thermal insulation. In this respect, there is the insulating jacket 15 from an insulating material. The downstream of the adsorption storage 3rd in the fluid line 4th arranged capacitor 6 preferably has a heat exchanger 16 , by means of which the ambient air downstream of the adsorption storage 3rd can be cooled. Water obtained here can preferably be discharged 17th into a water storage tank 18th inserted and temporarily stored there. Further downstream of the adsorption storage 3rd , namely preferably downstream of the capacitor 6 is the water separator 7 in the fluid line 4th in front. The water separator 7 preferably has a baffle plate 19th that is directly flown by the ambient air.

Hierbei ausfallendes Wasser wird bevorzugt durch einen Ablauf 20 wiederum dem Wasserspeichertank 18 zugeführt.Water that precipitates here is preferably through a drain 20th again the water storage tank 18th fed.

Das Eintragen von Wasser in den Adsorptionsspeicher 3 erfolgt vorzugsweise bei abgestelltem Kraftfahrzeug 1, also im Stillstand des Kraftfahrzeugs 1 bei abgestellter Antriebseinrichtung und bei deaktivierter Klimaanlage. Unter diesen Bedingungen wird wenigstens eine Zustandsgröße der Umgebungsluft erfasst und mit einem Sollwertbereich verglichen. Liegt die Zustandsgrö-ße in dem Sollwertbereich, so wird dem Adsorptionsspeicher 3 die Umgebungsluft aus der Außenumgebung zugeführt. Beispielsweise erfolgt das Zuführen, wenn eine Luftfeuchtigkeit größer als ein Luftfeuchtigkeitsgrenzwert und/oder eine Temperatur niedriger als ein Temperaturgrenzwert ist. Besonders bevorzugt wird einerseits dem Adsorptionsspeicher 3 und andererseits dem Kühlkreislauf 12 Umgebungsluft zugeführt. Ein erster Teil der Umgebungsluft strömt also durch die Fluidleitung 4 in Richtung des Adsorptionsspeichers 3 und durch diesen hindurch. Ein anderer zweiter Teil wird hingegen durch den Kühlkreislauf 12 geführt, um den Adsorptionsspeicher 3 zu kühlen, der sich aufgrund der Adsorption des in der Umgebungsluft befindlichen Wassers erwärmt. Das Zuführen der Umgebungsluft zu dem Adsorptionsspeicher 3 durch die Fluidleitung 4 erfolgt vorzugsweise mittels des Ventilators 5.The entry of water in the adsorption storage 3rd preferably takes place when the motor vehicle is parked 1 , that is when the motor vehicle is at a standstill 1 with the drive device switched off and the air conditioning deactivated. Under these conditions, at least one state variable of the ambient air is recorded and compared with a setpoint range. If the state size is in the setpoint range, the adsorption memory 3rd the ambient air is supplied from the outside environment. For example, the feeding takes place when an air humidity is greater than an air humidity limit value and / or a temperature is lower than a temperature limit value. On the one hand, the adsorption memory is particularly preferred 3rd and on the other hand the cooling circuit 12 Ambient air supplied. A first part of the ambient air therefore flows through the fluid line 4th towards the adsorption storage 3rd and through it. Another second part, however, is the cooling circuit 12 led to the adsorption storage 3rd to cool, which heats up due to the adsorption of the water in the ambient air. The supply of the ambient air to the adsorption storage 3rd through the fluid line 4th is preferably done by means of the fan 5 .

Bei einem Betriebsstart beziehungsweise einem Starten des Kraftfahrzeugs 1 fällt an der Klimaanlage und/oder der Antriebseinrichtung Wärme an. Diese wird über den Heizkreislauf 11 dem Adsorptionsspeicher 3 zum Austragen des in ihm zwischengespeicherten Wassers zugeführt. Das Kühlen des Adsorptionsspeichers 3 mittels des Kühlkreislaufs 12 wird in diesem Fall eingestellt. Das durch das Erwärmen des Adsorptionsspeichers 3 aus diesem ausgetragene Wasser wird von der weiterhin durch die Fluidleitung 4 zugeführte Umgebungsluft mitgenommen und gelangt zu dem Kondensator 6 und/oder dem Wasserabscheider 7. In diesem wird das Wasser aus der Umgebungsluft endgültig ausgeschieden und zwischengespeichert, nämlich in dem Wassertank 18.When starting the vehicle or starting the motor vehicle 1 heat accumulates on the air conditioning system and / or the drive device. This is via the heating circuit 11 the adsorption storage 3rd supplied to discharge the water temporarily stored in it. Cooling the adsorption storage 3rd by means of the cooling circuit 12 is set in this case. By heating the adsorption storage 3rd from this discharged water it continues through the fluid line 4th supplied ambient air entrained and reaches the condenser 6 and / or the water separator 7 . In this, the water from the ambient air is finally excreted and temporarily stored, namely in the water tank 18th .

Nachfolgend steht das in dem Wasserspeichertank 18 vorliegende Wasser zur Einbringung in das Antriebsaggregat mittels einer Wassereinbringungseinrichtung zur Verfügung. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine besonders effiziente und energiesparende Gewinnung des für die Wassereinbringungseinrichtung benötigten Wassers.This is in the water storage tank below 18th water available for introduction into the drive unit by means of a water introduction device. The procedure described enables particularly efficient and energy-saving extraction of the water required for the water introduction device.

Claims (9)

Kraftfahrzeug (1) mit einer Antriebseinrichtung, die ein Antriebsaggregat und eine Wassereinbringungseinrichtung zur Einbringung von Wasser in wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats aufweist, und mit einer einen Adsorptionsspeicher (3) aufweisenden Wassergewinnungseinrichtung (2), der Umgebungsluft aus der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs (1) zur Gewinnung des einzubringenden Wassers zuführbar ist, wobei die Wassergewinnungseinrichtung (2) einen an eine Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung zur Nutzung von Abwärme zur Erwärmung des Adsorptionsspeichers (3) angeschlossenen Heizkreislauf (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorptionsspeicher (3) und ein Wärmetauscher (9) des Heizkreislaufs (11) in einem thermisch isolierenden Isoliermantel (15) der Wassergewinnungseinrichtung (2) angeordnet sind.Motor vehicle (1) with a drive device which has a drive unit and a water introduction device for introducing water into at least one combustion chamber of the drive unit, and with a water extraction device (2) having an adsorption reservoir (3), the ambient air from the outside environment of the motor vehicle (1) to obtain the water to be introduced, the water extraction device (2) having a heating circuit (11) connected to an air conditioning system and / or the drive device for using waste heat to heat the adsorption storage device (3), characterized in that the adsorption storage device (3) and a heat exchanger (9) of the heating circuit (11) is arranged in a thermally insulating insulating jacket (15) of the water extraction device (2). Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft der Wassergewinnungseinrichtung (2) mittels eines Ventilators (5) zuführbar ist.Motor vehicle after Claim 1 , characterized in that the ambient air can be fed to the water extraction device (2) by means of a fan (5). Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergewinnungseinrichtung (2) einen Wärmetauscher (10) eines Kühlkreislaufs (12) aufweist, in dem ein Kühlmittel zur Kühlung des Adsorptionsspeichers (3) vorliegt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the water extraction device (2) has a heat exchanger (10) of a cooling circuit (12) in which there is a coolant for cooling the adsorption memory (3). Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftauslass des Adsorptionsspeichers (3) an einem Kondensator (6) und/oder einen Wasserabscheider (7) der Wassergewinnungseinrichtung (2) strömungstechnisch angeschlossen ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that an air outlet of the adsorption accumulator (3) is connected to a condenser (6) and / or a water separator (7) of the water extraction device (2) in terms of flow technology. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftfahrzeug (1) über eine Antriebseinrichtung, die ein Antriebsaggregat und eine Wassereinbringungseinrichtung zum Einbringen von Wasser in wenigstens einen Brennraum des Antriebsaggregats aufweist, und über eine einen Adsorptionsspeicher (3) aufweisende Wassergewinnungseinrichtung (2) verfügt, der zumindest zeitweise Umgebungsluft aus der Außenumgebung des Kraftfahrzeugs (1) zur Gewinnung des einzubringenden Wassers zugeführt wird, wobei die Wassergewinnungseinrichtung (2) einen an eine Klimaanlage und/oder die Antriebseinrichtung zur Nutzung von Abwärme zum Erwärmen des Adsorptionsspeichers (3) angeschlossenen Heizkreislauf (11) aufweist, wobei der Adsorptionsspeicher (3) zumindest zeitweise mittels des Heizkreislaufs (11) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorptionsspeicher (3) und ein Wärmetauscher (9) des Heizkreislaufs (11) in einem thermisch isolierenden Isoliermantel (15) der Wassergewinnungseinrichtung (2) angeordnet sind.Method for operating a motor vehicle (1), in particular a motor vehicle (1) according to one or more of the preceding claims, wherein the motor vehicle (1) has a drive device which has a drive unit and a water introduction device for introducing water into at least one combustion chamber of the drive unit , and has an adsorption reservoir (3) having water extraction device (2), which is supplied at least temporarily with ambient air from the outside environment of the motor vehicle (1) for extracting the water to be introduced, the water extraction device (2) being connected to an air conditioning system and / or the Drive device for using waste heat to heat the adsorption memory (3) connected heating circuit (11), wherein the adsorption memory (3) at least temporarily by means of Heating circuit (11) is heated, characterized in that the adsorption memory (3) and a heat exchanger (9) of the heating circuit (11) are arranged in a thermally insulating insulating jacket (15) of the water extraction device (2). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zustandsgröße der in der Außenumgebung vorliegenden Umgebungsluft erfasst oder eine von der Zustandsgröße abgeleitete Größe ermittelt und mit einem Sollwertbereich verglichen wird, wobei der Wassergewinnungseinrichtung (2) die Umgebungsluft aus der Au-ßenumgebung zugeführt wird, wenn die Zustandsgröße oder die abgeleitete Größe in dem Sollwertbereich liegt.Procedure according to Claim 5 , characterized in that at least one state variable of the ambient air present in the outside environment is detected or a quantity derived from the state variable is determined and compared with a target value range, the ambient air from the outside environment being supplied to the water extraction device (2) if the state variable or the derived variable lies in the setpoint range. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft der Wassergewinnungseinrichtung (2) mittels eines Ventilators (5) zugeführt wird, falls das Kraftfahrzeug (1) an eine fahrzeugexterne Stromquelle angeschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ambient air is supplied to the water extraction device (2) by means of a fan (5) if the motor vehicle (1) is connected to a power source external to the vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergewinnungseinrichtung (2) einen Wärmetauscher (10) eines Kühlkreislaufs (12) aufweist, wobei dem Wärmetauscher (10) zumindest zeitweise zum Kühlen des Adsorptionsspeichers (3) Umgebungsluft als Kühlmittel zugeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the water extraction device (2) has a heat exchanger (10) of a cooling circuit (12), with the heat exchanger (10) being supplied with ambient air as a coolant, at least temporarily, for cooling the adsorption store (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorptionsspeicher (3) zumindest zeitweise zum Austragen des Wassers mittels des Heizkreislaufs (11) erwärmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the adsorption storage (3) is heated at least temporarily to discharge the water by means of the heating circuit (11).
DE102018219982.5A 2018-11-22 2018-11-22 Motor vehicle with a drive unit having a drive unit and a water introduction device and method for operating such a motor vehicle Active DE102018219982B4 (en)

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