DE102020112343A1

DE102020112343A1 - Kraftfahrzeug mit einem Dachwärmetauscher

Info

Publication number: DE102020112343A1
Application number: DE102020112343.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hartmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrzeugdach (2); einem Heizkreislauf (4), der von Temperierfluid durchströmbar ist, und einem an oder in dem Fahrzeugdach (2) angeordneten, in den Heizkreislauf (4) eingebundenen Dachwärmetauscher (3) zum Eintragen von Solarenergie (5) in den Heizkreislauf (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Dachwärmetauscher zur Nutzung von Solarenergie zum Heizen von Fahrzeugkomponenten.
Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist bekanntermaßen viel zusätzliche Energie für das Beheizen eines Fahrzeuginsassenraums sowie diverser Fahrzeugkomponenten aufzuwenden. Zum einen ist dieser Umstand der Traktionsbatterie geschuldet, die stets in einem bestimmten Temperaturbereich zu halten sind und dementsprechend eine zusätzliche Wärmesenke oder -quelle darstellt. Jeder Energieverbrauch senkt die Reichweite elektrifizierter Kraftfahrzeuge daher ist eine möglichst gute Energieeffizienz gerade bei solchen Fahrzeugen erstrebenswert.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Energieeffizienz von Kraftfahrzeugen weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einem Fahrzeugdach; einem Heizkreislauf, der von Temperierfluid durchströmbar ist, und einem an oder in dem Fahrzeugdach angeordneten, in den Heizkreislauf eingebundenen Dachwärmetauscher zum Eintragen von Solarenergie in den Heizkreislauf. Durch den erfindungsgemäßen Dachwärmetauscher wird die Nutzung von Solarenergie für Heizzwecke ermöglicht. Dadurch kann die Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs verbessert und eine elektrische Reichweite elektrifizierter Kraftfahrzeuge erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung führt der Heizkreislauf durch eine Traktionsbatterie oder einen Wärmetauscher der Traktionsbatterie hindurch. Der Wärmetauscher wäre somit Teil des Heizkreislaufs. Auf diese Weise kann eine von der Sonnenenergie stammende Wärmeenergie zum Heizen der Traktionsbatterie genutzt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung führt der Heizkreislauf durch einen Innenraum-Wärmetauscher hindurch. Dadurch lässt sich eine von der Sonnenenergie stammende Wärmeenergie zum Heizen des Fahrzeuginsassenraums nutzen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Heizkreislauf einen Wärmetauscher auf, der im Wärmeaustausch mit einem Getriebeöl des Kraftfahrzeugs steht. Insbesondere ist ein Innenraum dieses Wärmetauschers vom Temperierfluid durchströmbar. Eine Außenseite des Wärmetauschers wird mit dem Getriebeöl umspült.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Heizkreislauf einen Wärmetauscher auf, der im Wärmeaustausch mit einem Motoröl des Kraftfahrzeugs steht. Insbesondere ist ein Innenraum dieses Wärmetauschers vom Temperierfluid durchströmbar. Eine Außenseite des Wärmetauschers wird mit dem Motoröl umspült.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Heizkreislauf einen Wärmetauscher auf, der fluidisch getrennt von einem Kühlkreislauf durchströmbar ist. Somit kann eine Wärmeenergie über diesen Wärmetauscher in den Kühlkreislauf übertragen werden, um die Wärmeenergie für weitere Komponenten nutzbar zu machen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Fahrzeugdach in einem dunkleren Farbton lackiert, als das übrige Kraftfahrzeug. Beispielsweise ist das Fahrzeugdach schwarz lackiert. Dadurch hat das Fahrzeugdach ein hohes Absorptionsvermögen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
2 zeigt schematisch eine schematische Darstellung des Heizkreislaufs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist insbesondere ein Personenkraftwagen. Beispielsweise handelt es sich um ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug mit einer wiederaufladbaren Traktionsbatterie, welche elektrische Energie speichert und an elektrische Verbraucher, darunter zumindest ein Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, abgibt. Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner ein Fahrzeugdach 2 auf, an oder in dem ein Dachwärmetauscher 3 (siehe 3) angeordnet ist.
2 zeigt schematisch eine schematische Darstellung eines Heizkreislaufs 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Heizkreislauf 4 ist von einem Temperierfluid durchströmbar, beispielsweise mit Glykol vermischtem Wasser.
Der Dachwärmetauscher 3 ist in den Heizkreislauf 4 eingebunden und somit in seinem Inneren vom Temperierfluid durchströmbar. Der Dachwärmetauscher 3 dient zur Aufnahme von Sonnenenergie 5 (die durch Pfeile angedeutet ist), um die Wärmeenergie aus den Sonnenstrahlen in das Temperierfluid einzutragen.
Der Heizkreislauf 4 weist darüber hinaus eine Pumpe 6 zur Zirkulation des Temperierfluids sowie verschiedene Wärmetauscher 7, 8 und 9 auf, mit denen die Wärmeenergie aus dem Temperierfluid auf diverse Fahrzeugkomponenten übertragen werden kann.
Beispielsweise ist der Wärmetauscher 7 im Wärmeaustausch mit der Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs 1, um die Wärmeenergie dem Temperierfluid zu entziehen und in die Traktionsbatterie zu Heizzwecken einzutragen.
Bezugszeichen 8 kennzeichnet beispielsweise ein Innenraumwärmetauscher 8, der von einer einem Fahrzeuginsassenraum zuzuführenden Luft umströmbar ist, so dass die Wärmeenergie des Temperierfluids in diese Luft eingetragbar ist. Damit kann die Sonnenenergie zur zumindest teilweisen Beheizung des Fahrzeuginsassenraums genutzt werden.
Der Wärmetauscher 9 kann beispielsweise ein Wärmetauscher sein, der fluidisch vom Heizkreislauf 4 getrennt von einem Hochtemperatur- oder Niedertemperatur-Kühlkreislauf durchströmbar ist. Darüber hinaus kann es beispielsweise ein Wärmetauscher sein, der in Wärmeaustausch mit einer Betriebsflüssigkeit, insbesondere Motoröl oder Getriebeöl, steht und insbesondere an seiner Außenseite von dieser Betriebsflüssigkeit umspült wird.
Zur Verstärkung des Effekts der Aufnahme von Sonnenenergie im Wärmetauscher 3 kann das Fahrzeugdach 2 mit einer Farbe mit hohem Absorptionsvermögen, beispielsweise schwarz, lackiert sein. Durch das schwarzlackierte Autodach wird eine maximale Menge an Sonnenenergie absorbiert und in dem im Dach verbauten Wärmetauscher übertragen.
Somit kann durch die Erfindung die Sonneneinstrahlung genutzt werden, um den Verbrauch elektrischer Energie zu verringern. An einem Wintertag mit niedrigen Temperaturen und klaren Himmel kann die gewonnene Wärmeenergie zum Beispiel sehr effektiv für die Erwärmung der Traktionsbatterie genutzt werden.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrzeugdach (2); einem Heizkreislauf (4), der von Temperierfluid durchströmbar ist, und einem an oder in dem Fahrzeugdach (2) angeordneten, in den Heizkreislauf (4) eingebundenen Dachwärmetauscher (3) zum Eintragen von Solarenergie (5) in den Heizkreislauf (4).
Kraftfahrzeug (1) gemäß Anspruch 2, wobei der Heizkreislauf (4) durch eine Traktionsbatterie oder einen Wärmetauscher (7) der Traktionsbatterie hindurchführt.
Kraftfahrzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizkreislauf (4) durch einen Innenraum-Wärmetauscher (8) hindurchführt.
Kraftfahrzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizkreislauf (4) einen Wärmetauscher (9) aufweist, der im Wärmeaustausch mit einem Getriebeöl des Kraftfahrzeugs (1) steht.
Kraftfahrzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizkreislauf (4) einen Wärmetauscher (9) aufweist, der im Wärmeaustausch mit einem Motoröl des Kraftfahrzeugs (1) steht.
Kraftfahrzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Heizkreislauf (4) einen Wärmetauscher (9) aufweist, der fluidisch getrennt von einem Kühlkreislauf durchströmbar ist.
Kraftfahrzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugdach (2) in einem dunkleren Farbton lackiert ist, als das übrige Kraftfahrzeug (1).