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Die Erfindung ist gebildet durch ein Verfahren zum Betreiben eines mit einer Batterie versehenen Kraftfahrzeugs, welches zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums eine Kompressionskältemaschine mit einem elektrisch betriebenen und strömungsmechanisch in einen Kühlmittelkreislauf eingebundenen Kompressor aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug.
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Es ist ein aktuelles Bemühen, die Elektromobilität weiter zu stärken und dazu geeignete Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die möglichst effizient betrieben werden können. Bei Kraftfahrzeugen, denen ein elektrisch betriebener Traktionsmotor zugeordnet ist, besteht die Möglichkeit, die dafür erforderliche elektrische Energie in einer Batterie, genauer in einem Akkumulator bereitzustellen, der möglichst groß dimensioniert ist, um eine angemessene Reichweite des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die erforderliche elektrische Energie durch eine Brennstoffzelleneinrichtung zu erzeugen, da so die Batterie kleiner dimensioniert werden kann, wodurch Bauraum eingespart wird, weniger Masse mit dem Kraftfahrzeug bewegt werden muss und die für eine größer dimensionierte Batterie benötigten Ressourcen eingespart werden. Weiterhin ist es bekannt, dass die bei einem Bremsvorgang umgewandelte kinetische Energie rekuperiert und in der Batterie gespeichert werden kann. Batterien sind in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt, so dass in manchen Fällen die rekuperierte Leistung nicht genutzt werden kann und daher die Gesamtsystemeffizienz reduziert ist.
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Aus der
DE 10 2016 117 153 A1 sind ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zum Konditionieren der Fahrzeugbatterie bekannt, wobei die elektrische Maschine zum Laden der Batterie mit aus Rekuperationsbremsen erzeugtem Strom konfiguriert ist. Das Hybridfahrzeug kann dabei auch ein Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug sein. Das Hybridfahrzeug umfasst ein elektrisch angetriebenes Kühlsystem zum Kühlen der Batterie, wobei das Kühlsystem diejenige Energie nutzen kann, die beim Rekuperationsbremsen gewonnen wurde.
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Aus der
DE 10 2014 225 381 A1 ist ein Brennstoffzellenfahrzeug beschrieben, das auf seiner Luftseite einen Bypass zur Umgehung eines Befeuchters aufweist, wobei der Bypass zusätzlich durch einen Kühlmittelwärmetauscher geführt ist. Bei einer fehlenden Zirkulation des Kühlmittels kann der Kühlmittelwärmetauscher durch den durch den Bypass geleiteten Luftstrom beim Bremsen gekühlt werden.
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Üblicherweise läuft eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs gleichmäßig während des Betriebs. Vor allem bei elektrifizierten Kraftfahrzeugen die mit einer Hochvoltbatterie ausgestattet sind, kann durch die begrenzte Rekuperationsmöglichkeit nicht die gesamte verfügbare durch Rekuperation gewandelte Energie genutzt werden, was Verbrauchsnachteile vor allem bei längeren oder sehr starken Bremsphasen nach sich ziehen kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug anzugeben, die zu einem verbesserten Wirkungsgrad und einem reduzierten Kraftstoffverbrauch führen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst insbesondere die Schritte des Erkennens eines Bremsvorganges und der Zuführung der dabei gewonnenen rekuperierten elektrischen Energie an den Kompressor der Kompressionskältemaschine, wodurch ein in einem Kühlmittelkreislauf zirkulierendes Kühlmittel, insbesondere verstärkt gegenüber einer Kühlung im Normalbetrieb, heruntergekühlt wird.
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Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus und schließt diese mit ein, dass die beim rekuperativen Bremsen aus der kinetischen Energie gewonnene elektrische Energie nicht zwingend in der Batterie gespeichert werden muss, sondern dass sie stattdessen auch den Kompressor der Kompressionskältemaschine bestromen kann, die insbesondere die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs bildet. Bei der Versorgung des Kompressors wird das Kühlmittel heruntergekühlt, so dass dieses einen in (entzogener) thermischer Energie vorliegenden Puffer der gewonnenen elektrischen Energie darstellt. Somit wird die bereitgestellte Energie in vorteilhafter Weise zur Senkung der Temperatur des im Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittels genutzt.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Ladestand der Batterie bestimmt oder überwacht wird, und wenn die gewonnene rekuperierte Energie nur dann dem Kompressor zugeführt wird, wenn die Summe aus der gewonnenen rekuperierten Energie und der dem Ladestand der Batterie entsprechenden Energie einen Grenzwert erreicht oder überschritten hat. Somit kann also bewertet werden, ob die Leistungsfähigkeit der Batterie ausreicht, um die beim Bremsen gewonnene rekuperierte Energie aufzunehmen. Sollte diese Energieaufnahme nicht möglich sein, so wird die gewonnene rekuperierte Energie dem elektrisch betriebenen Kompressor der Kompressionskältemaschine zugeführt um sie als thermische Energie zu puffern. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass die rekuperierte Energie anteilig der Batterie zur Auffüllung ihres Ladestands und anteilig dem elektrisch betriebenen Kompressor zur Kühlung des Kühlmittels zugeführt wird. Sollte aufgrund einer sehr lange andauernden Bremsphase oder einer besonders intensiven Bremsphase zu viel elektrische Energie erzeugt werden, so kann diese aber auch in eine Senke abgegeben werden. In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass eine Reibbremse vorhanden ist, die gezielt, vorzugsweise einstellbare, Reibwärmeverluste hervorruft, um die rekuperierte Energie auf ein gewünschtes Maß zu regulieren.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die mittels der gewonnenen rekuperierten Energie in das Kühlmittel aufnehmbare Wärmemenge verlangsamt gegenüber einem Normalbetrieb der Kompressionskältemaschine zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums aufgenommen wird. Es kann auch aktiv mittels eines Gebläses gekühlte Luft in den Fahrzeuginnenraum abgegeben werden, um ihn zu kühlen. Damit ist die gewonnene rekuperierte Energie durch die verlangsamte Abgabe an den Fahrzeuginnenraum in Form der thermischen Energie komforterhöhend für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs.
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In diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn eine Innenraumtemperatur des Kraftfahrzeugs vorgegeben oder bestimmt wird, wenn eine zur Erreichung der Innenraumtemperatur von der Kompressionskältemaschine aufzunehmende Wärmemenge bestimmt wird, und wenn eine von einer sekundären Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie dem Kompressor zur Kühlung des Kühlmittels zugeführt wird, wenn die gewonnene rekuperierte Energie nicht ausreicht, um die zuvor bestimmte Wärmemenge aufzunehmen. Somit kann also beispielsweise bei zu kurzen Bremsphasen, in denen aber dennoch keine Leistungsaufnahme durch die Batterie erfolgen kann, eine von einer sekundären Energiequelle bereitgestellte Leistung dem Kompressor zum Kühlen des Kühlmittels zugeleitet werden, um die gewünschte Fahrzeuginnenraumtemperatur beizubehalten oder zu erreichen.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die sekundäre Energiequelle eine Brennstoffzelleneinrichtung ist. Brennstoffzelleneinrichtungen sind dabei zumeist wegen der damit verbundenen Leistungsanforderungen aus einer Mehrzahl von Brennstoffzellen aufgebaut, die in einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasst sind. Jede einzelne Brennstoffzelle umfasst dabei eine Membran-Elektrodenanordnung, gebildet aus einer protonenleitenden Membran, auf derer einen Seite die Anode und auf derer anderen Seite die Kathode ausgebildet ist. Den Elektroden werden Reaktantengase zugeführt, nämlich anodenseitig insbesondere Wasserstoff und kathodenseitig Sauerstoff bzw. ein sauerstoffhaltiges Gas, insbesondere Luft. Bei der elektrochemischen Reaktion reagiert der Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft unter Bildung von Wasser, womit ein besonders umweltfreundliches Antriebssystem durch Einsatz der Brennstoffzelleneinrichtung geschaffen ist.
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Brennstoffzelleneinrichtungen können unterschiedliche Betriebspunkte aufweisen, bei denen sie eine unterschiedliche Spannung ausgangsseitig bereitstellen. Je nach Spannungslage ist dabei der Wirkungsgrad der Brennstoffzelleneinrichtung besser oder schlechter. Bei Niedriglastanforderungen, beispielsweise wenn ein Kraftfahrzeug gebremst wird oder dieses lediglich in Schrittgeschwindigkeit durch verkehrsberuhigte Zonen bewegt wird, ist der Wirkungsgrad verschlechtert gegenüber solchen Lastpunkten, in der eine gegenüber dem Niedriglastanforderung höhere Lastanforderung vorliegt.
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Es ist daher von Vorteil, wenn die Brennstoffzelleneinrichtung bei einer Niederlastanforderung eine elektrische Energie erzeugt, die einen überschießenden Anteil gegenüber dem der Niederlastanforderungen entsprechenden Energieanteil aufweist, und dass der überschießende Anteil dann dem Kompressor zur Kühlung des Kühlmittels zugeführt wird, um die elektrische Energie in Form von (entzogener) thermischer Energie zu puffern. Somit wird also bei Niederlastanforderungen bewusst ein Betriebspunkt gewählt, der einer höheren Lastanforderung entspricht, wobei die überschüssig erzeugte Energie dann zur Kühlung des Kühlmittels genutzt wird.
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In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass ein prädiktiver Betrieb der Brennstoffzelleneinrichtung, beispielsweise anhand von Navigationsdaten, anhand von Wetterprognosen oder anhand der Betriebs- oder der nutzerbezogenen Fahrhistorie bei der Bewertung einer benötigten Pufferung Berücksichtigung findet. Somit kann eine (bevorstehende) Niederlastanforderung an die Brennstoffzelleneinrichtung prognostiziert werden, woraus die während der Niederlastanforderung benötigte Leistung des Kompressors ermittelt wird, und wobei die Brennstoffzelleneinrichtung bei tatsächlichem Eintritt der Phase der prognostizierten Niederlastanforderung bei einem Lastpunkt betrieben wird, der zu einem überschießenden Energieanteil führt, der dann dem Kompressor zur Beibehaltung der aktuellen oder zur Erreichung der vorgegebenen Innenraumtemperatur zugeführt wird.
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Somit wird also die Lastanforderung an die Brennstoffzelleneinrichtung nur soweit gegenüber der aktuellen (hohen) Lastanforderung gesenkt, als zur Beibehaltung der aktuellen oder zur Erreichung der vorgegebenen Innenraumtemperatur notwendig ist. Es erfolgt damit also stets nur eine Differenzbildung zum aktuellen Wert. Die Dauer und/oder die Menge der an den Kompressor abzugebenden elektrischen Energie bestimmen dabei die im Kühlmittelkreislauf vorherrschende Temperatur.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst insbesondere eine in einem Primärstromnetz vorliegende Brennstoffzelleneinrichtung, eine in einem Sekundärstromnetz vorliegende Batterie und eine Kompressionskältemaschine zur Klimatisierung eines Innenraums, die mit einem elektrisch im Sekundärstromnetz vorliegenden und strömungsmechanisch in einem Kühlmittelkreislauf eingebundenen Kompressor gebildet ist. Das Kraftfahrzeug umfasst ein Steuergerät, das ausgebildet ist, die Brennstoffzelleneinrichtung bei einer Niederlastanforderung zu veranlassen, eine elektrische Energie zu erzeugen, die einen überschießenden Anteil gegenüber einem der Niederlastanforderung entsprechenden Energieanteil aufweist, wobei der überschießende Anteil dem Kompressor zur Kühlung des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf zugeleitet ist.
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Dieses Kraftfahrzeug nutzt also die Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass eine Brennstoffzelleneinrichtung bei Niedriglastanforderungen und den damit einhergehenden Lastpunkten einem verringerten Wirkungsgrad unterliegt, so dass die Bestrebung vorhanden ist, die Brennstoffzelleneinrichtung bei einem Lastpunkt mit einem maximalen Wirkungsgrad zu betreiben. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug betreibt also bei einer Niederlastanforderung die Brennstoffzelleneinrichtung bei einem Betriebspunkt, der eigentlich zu hoch liegt und nicht an die Niederlastanforderung angepasst wäre. Die dabei erzeugte überschüssige - aber einem verbesserten Wirkungsgrad unterliegende - Energie wird anteilig dabei dem Kompressor der Kompressionskältemaschine zur Kühlung des Kühlmittels zugeführt.
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In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls von Vorteil, wenn das Steuergerät ausgebildet ist, einen Bremsvorgang zu erkennen und eine dabei gewonnene rekuperierte Energie ebenfalls an den Kompressor zur weiteren Kühlung des Kühlmittels zuzuleiten. Auch beim Bremsen wird also der Puffer in Form einer thermischen Energie des Kühlmittels genutzt die dann verlangsamt an den Fahrzeuginnenraum durch die Kompressionskältemaschine abgegeben wird. In beiden Fällen ist ein sehr umweltfreundliches und kraftstoffsparendes Kraftfahrzeug geschaffen.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung des zur Erläuterung der Erfindung erforderlichen Teils des Kraftfahrzeugs,
- 2 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes mit einer schematisch angedeuteten Kompressionskältemaschine und dem schematisch angedeuteten Traktionsmotor, die über das Bordnetz mit der Batterie und mit einer Brennstoffzelleneinrichtung elektrisch verbunden sind,
- 3 eine schematische Darstellung der Kompressionskältemaschine des Kraftfahrzeugs,
- 4 eine leistungsabhängige Darstellung des Wirkungsgrads der Brennstoffzelleneinrichtung (aufgetragen links; durchgezogene Linie) und eine leistungsabhängige Darstellung der zeitlichen Änderung des Wirkungsgrads (aufgetragen rechts; strichlierte Linie), mit angedeuteter Lastpunktanhebung,
- 5 einen rein exemplarischen Verlauf der Leistungen der gewonnenen rekuperierten Energie durch die Rekuperationsbremse (durchgezogene Linie), der aufgenommenenen Energie durch die Batterie (strichlierte Linie) und der Leistungsgrenze der Batterie (punktierte Linie), und
- 6 das rein exemplarische, dem Diagramm nach 5 zugrundeliegende Geschwindigkeitsprofil des Kraftfahrzeugs.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, das mit einer Batterie 3 versehen ist. Vorliegend weist das Kraftfahrzeug 1 zusätzlich eine Brennstoffzelleneinrichtung 13 auf sowie eine Kompressionskältemaschine 4, die ausgebildet ist kühle oder warme Luft einem Fahrzeuginnenraum 2 des Kraftfahrzeugs 1 für dessen Klimatisierung bereitzustellen. Bei dem gezeigten Kraftfahrzeug 1 finden häufig Bremsvorgänge statt, bei denen kinetische Energie umgewandelt und beispielsweise durch Rekuperation als elektrische Energie in der Batterie 3 gespeichert werden kann. Es kann die Situation eintreten, dass die Batterie 3 einen Ladestand aufweist, der ein zusätzliches Zuführen von elektrischer Leistung verhindert, so dass die gewonnene rekuperierte Energie an die Umgebung verloren ginge. Dies ist aber bei dem vorliegenden Kraftfahrzeug 1 nicht der Fall, weshalb das Kraftfahrzeug 1 einen verringerten Verbrauch und damit eine umweltfreundliche Betriebsweise bereitstellt.
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In 2 ist schematisch ein Bordnetz gezeigt, bei dem in einem Primärstromnetz 10 die Brennstoffzelleneinrichtung 13 vorliegt, die über einen Spannungswandler 9 mit einem Sekundärstromnetz 11 verbunden ist, in welchem die Batterie 3 vorliegt. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit auf einen Spannungswandler (DC/DC-Wandler) zu verzichten und das Bordnetz wandlerlos zu gestaltet, wenn die Spannungslage der Brennstoffzelleneinrichtung 13 an die Spannungslage der Batterie 3 angepasst ist. Im Sekundärstromnetz 11 ist außerdem die Kompressionskältemaschine 4 vorhanden, die einen elektrisch im Sekundärstromnetz 11 vorliegenden strömungsmechanisch in einen Kühlkreislauf 5 eingebundenen Kompressor 6 umfasst. Im Sekundärstromnetz 11 liegt außerdem ein elektrisches Antriebsaggregat 12, nämlich eine elektrische Maschine vor, die einen Wechselrichter 8 umfasst, der ausgebildet ist die im Sekundärstromnetz 11 vorliegende Gleichspannung zu einer Drei-Phasen-Wechselspannung zur Bestromung des Elektromotors (M) zu wandeln. Dieser Wechselrichter 8 ist aber zugleich ein Generator, so dass beim Bremsen rekuperierte Energie über den Wechselrichter 8 in das Sekundärstromnetz 11 eingespeist werden kann. Dort kann sie dann auch dem Kompressor 6 der Kompressionskältemaschine 4 zur Verfügung stehen, insbesondere dann, wenn die Batterie 3 einen Ladestand aufweist, der ein weiteres Aufladen der Batterie 3 unmöglich oder ineffizient macht.
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In 3 ist schematisch die Kompressionskältemaschine 4 dargestellt, die einen Kühlkreislauf 5 beschreibt, in welchem der Kompressor 6 eingebunden ist. Dieser Kompressor 6 nimmt die elektrische Leistung auf, die beispielsweise beim Bremsen in Form von rekuperierter Energie gewonnen wird, wenn die Summe aus der gewonnenen rekuperierten Energie und der dem Ladestand der Batterie 3 entsprechenden Energie einen Grenzwert erreicht oder überschritten hat. Damit wird also die gewonnene rekuperierte Energie dem Kompressor 6 zugeführt, so dass dieser das Kühlmittel im Kühlmittelkreislauf 5, stärker als für den aktuellen Betrieb nötig, herunterkühlt. Im Kühlmittelkreislauf 5 ist zusätzlich ein Expansionsventil 7 vorhanden, das als Drossel der Kompressionskältemaschine 4 agiert. Der Verdampfer 14 dient als Wärmesenke und steht in wärmeübertragender Verbindung mit dem Fahrzeuginnenraum 2, so dass vom Fahrzeuginnenraum Wärme in den Kühlkreislauf 5 aufgenommen werden kann. Das am Verdampfer 14 verdampfte Kühlmittel wird mittels des Kompressors 6 zu einem Verflüssiger 15 der Kompressionskältemaschine 4 transportiert und dort an die Umgebung abgegeben.
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Beim Erkennen eines Bremsvorganges wird also eine gewonnene rekuperierte elektrische Energie an den Kompressor 6 geleitet, wodurch das im Kühlmittelkreislauf 5 zirkulierende Kühlmittel stärker heruntergekühlt wird, insbesondere in Phasen, in welchen die Batterie 3 keine elektrische Leistung aufnehmen kann. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die gewonnene rekuperierte Energie anteilig der Batterie 3 zur Auffüllung ihres Ladestands und anteilig dem elektrisch betriebenen Kompressor 6 zur Kühlung des Kühlmittels zugeführt wird. Um zu gewährleisten, dass die Innenraumtemperatur des Fahrzeuginnenraums 2 nicht unter einen vorgegebenen oder eingestellten Wert sinkt, kann die Wärmeaufnahme in den Kühlmittelkreislauf 5 durch Steuerung eines oder mehrerer geeigneter Gebläse reduziert werden. Letzteres ist gleichbedeutend mit einer verringerten Abgabe von kühlender Wärmemenge in den Fahrzeuginnenraum 2.
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Da das in 1 gezeigte Kraftfahrzeug 1 mit einer Brennstoffzelleneinrichtung 13 ausgestattet ist, kann die Kompressionskältemaschine 4, insbesondere deren Kompressor 6 auch mit elektrischer Energie von der Brennstoffzelleneinrichtung 13 versorgt werden. Aus diesem Grunde ist es von Vorteil, wenn insbesondere in Phasen, in welchen eine niedrige Lastanforderung oder eine Niederlastanforderung für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 an die Brennstoffzelleneinrichtung 13 gestellt wird, dennoch ein eigentlich höherer Lastpunkt für die Brennstoffzelleneinrichtung 13 eingestellt wird (welcher einer höheren Lastanforderung entspräche), da bei dieser Lastanforderung der Wirkungsgrad der Brennstoffzelleneinrichtung 13 höher oder maximiert ist. Die dabei erzeugte überschüssige Energie wird ebenfalls zur Kühlung des Kühlmittels dem Kompressor 6 der Kältekraftmaschine 4 zugeleitet.
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Dieser Vorgang ist durch das Schaubild nach 4 illustriert, wobei die Anhebung 16 des Lastpunkts durch einen Pfeil gekennzeichnet wurde. Es ist zu erkennen, dass die obere durchgezogene Linie sprunghaft ansteigt, welche den Wirkungsgrad (ηSys) der Brennstoffzelleneinrichtung 13 illustriert. Anhand der strichliert dargestellten unteren Linie wird die zeitliche Änderung des Wirkungsgrades (Δη) illustriert. Es ist zu erkennen, dass nach der Lastpunktanhebung 16 (nahezu) keine zeitliche Veränderung des Wirkungsgrads über den Leistungsbereich der Brennstoffzelleneinrichtung 13 hinweg mehr vorliegt. Aus diesem Grund ist es sinnvoller eine Brennstoffzelleneinrichtung 13 eher bei einem höheren Lastpunkt zu betreiben, als in einem mit einem schlechten Wirkungsgrad versehenen niederen Lastpunkt einer Niedriglastanforderung. Bei besonders starken Bremsvorgängen kann alternativ oder ergänzend die Brennstoffzelleneinrichtung 13 auch vollständig abgeschaltet werden, ohne dabei das erfindungsgemäße Verfahren selbst stoppen zu müssen.
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5 beschreibt mit durchgezogener Linie die beim Bremsen erzeugte Leistung, die gegenüber der punktiert dargestellten Maximalleistung der Batterie vereinzelt deutlich die Leistungsfähigkeit der Batterie überschreitet. Hierzu sind insbesondere zwei Bremsvorgänge in Form der deutlichen Ausschläge (Peaks) erkennbar. Mit gestrichelter Linie ist die durch Rekuperation der Batterie zugeführte elektrische Energie illustriert. In 6 ist das zugehörige Geschwindigkeitsprofil für das Kraftfahrzeug 1 gezeigt. Anhand dieser rein illustrativ dargestellten Diagramme ist zu erkennen, dass es also Rekuperationsphasen gibt, die nicht zum Laden der Batterie verwendet werden können, so dass in diesen Phasen die gewonnene rekuperierte Energie dem Kompressor 6 der Kompressionskältemaschine 4 zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums 2 - gegebenenfalls unter verlangsamter Wärmeabgabe/Wärmeaufnahme an den/aus dem Fahrzeuginnenraum 2 - erfolgt.
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Insgesamt liegt ein sehr kraftstoffsparendes und umweltfreundliches Kraftfahrzeug 1 vor, das mittels eines nicht näher dargestellten Steuergeräts ausgestattet ist. Das Steuergerät ist ausgebildet, die Brennstoffzelleneinrichtung 13 bei einer Niederlastanforderung zu veranlassen, eine elektrische Energie zu erzeugen, die einen überschießenden Anteil gegenüber einem der Niederlastanforderung entsprechenden Energieanteil aufweist, wobei der überschießende Anteil dem Kompressor 6 zur Kühlung des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf 5 zugeleitet ist. Außerdem ist das Steuergerät ausgebildet, einen Bremsvorgang zu erkennen und eine dabei gewonnene rekuperierte Energie an den Kompressor 6 ebenfalls zur Kühlung des Kühlmittels zuzuleiten.
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Durch die vorliegende Erfindung ist die Effizienz und die Reichweite eines Kraftfahrzeugs 1 deutlich erhöht wobei keinerlei Einschränkungen oder Änderungen für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs eintreten, so dass der Komfort des Nutzers gewährleistet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeuginnenraum
- 3
- Batterie
- 4
- Kompressionskältemaschine
- 5
- Kühlmittelkreislauf
- 6
- Kompressor
- 7
- Expansionsventil
- 8
- Wechselrichter
- 9
- Spannungswandler
- 10
- Primärstromnetz
- 11
- Sekundärstromnetz
- 12
- Antriebsaggregat
- 13
- Brennstoffzelleneinrichtung
- 14
- Verdampfer
- 15
- Verflüssiger
- 16
- Anhebung des Lastpunkts
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016117153 A1 [0003]
- DE 102014225381 A1 [0004]
