DE19530609A1

DE19530609A1 - Air-conditioning system e.g. for electric vehicle passenger compartment

Info

Publication number: DE19530609A1
Application number: DE19530609A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Abersfelder; Helmut Dipl Ing Grantz; Juergen Dipl Ing Wertenbach
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: DE19530609C2

Abstract

The air-conditioning system for the vehicle has a large thermal battery or heat reservoir (2) which stores heat or cold, depending on whether heating or air conditioning is required. The thermal battery is charged by a stationary unit (3) which is connected to the vehicle while its electric battery is being charged. This eliminates excessive drain on the electric battery while the vehicle is moving. The stationary system comprises a compressor cycle coupled to coolant loops in the vehicle thermal battery. heat, or cold is drawn from the thermal battery by a fluid circuit which includes a pump (20) and a blower (21). The thermal battery is rapidly heated, for winter use, by a heating element (27) in the thermal battery, connected to a stationary power supply.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Klimatisieren der Fahrgastzelle von Fahrzeugen, insbesondere Elektrofahrzeugen ge mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for air conditioning Passenger cell of vehicles, especially electric vehicles according to the preamble of claim 1.

Elektrofahrzeuge können dazu beitragen, den Abgas- und Lärmemis sionen durch die zunehmende Verkehrsdichte, besonders in Bal lungsräumen, entgegenzuwirken. Da die Traktionsbatterien im Ver gleich zum herkömmlichen Kraftstoff derzeit nur etwa den hun dersten Teil der Energie speichern können, bleiben die Fahrlei stungen mit dem elektrischen Antrieb deutlich hinter dem Gewohn ten zurück. Das Elektroauto muß daher über Gewichtseinsparung und verbesserter Energieausnutzung den Verbrauch reduzieren. Dies führt zu kleinen und verbrauchsarmen Fahrzeugen. Je nach Fahrverhalten und den Fahrbedingungen werden vom Elektroauto während der Fahrt extrem unterschiedliche Leistungen von der Batterie gefordert. Die entnehmbare Leistung ist dabei eng mit dem Beschleunigungsvermögen und der Höchstgeschwindigkeit des Elektroautos verbunden. Der zeitliche Verlauf der Leistung, ins besondere die Höhe der maximalen Leistung, beeinflussen unter anderem die der Batterie entnehmbare Energiemenge und damit die Reichweite. Zukünftige Elektrofahrzeuge sollen zumindest optio nal über eine Klimatisierung der Fahrgastzelle verfügen. Die ge forderte Reichweite/Betriebszeit des jeweiligen Fahrzeuges darf dadurch nur wenig eingeschränkt sein. Die Fahrzeugbatterie bil det im Regelfall den Energiespeicher für den Antrieb des Fahr zeuges und den Antrieb der Klimatisierungsanlage. Die Speiche rung der Energie für die Klimatisierung kann jedoch auch in von der Fahrzeugbatterie getrennten thermochemischen oder physikali schen Speichern stattfinden. Da die zur Regeneration der Trak tionsbatterie und des Klimaspeichers notwendige elektrische Energie aus dem haushaltsüblichen Stromnetz begrenzt ist, sind Speicherklimasysteme, die zur Regeneration nur wenig elektrische Energie aufzunehmen brauchen, so daß die Batterie mit einer hö heren Stromdichte beladen werden kann, im Sinne einer kurzen Batterieladezeit vorteilhaft. Gleichzeitig wachsen die Komfort ansprüche und die damit verbundene erforderliche Leistung der Systeme an, wobei in möglichst kurzer Zeit aufgeheizte Fahrzeug innenräume auf angenehme Temperaturen herabgekühlt oder kalte Fahrzeugkabinen aufgeheizt werden sollen. Herkömmliche Speicher klimasysteme umfassen zum Kühlen und Entfeuchten der Luft im Fahrgastraum fast ausschließlich Kompressionskälteanlagen mit Fluorkohlenwasserstoffen (FKW) als Kältemittel. Die Fahrzeughei zung für die Kabinenluft wird durch die Abwärme des Antriebsag gregates des Fahrzeuges über Heizungswärmetauscher erreicht.Electric vehicles can help reduce emissions and noise sions due to the increasing traffic density, especially in Bal to counteract. Since the traction batteries in Ver currently only about the same as conventional fuel most of the energy can be stored, the Fahrlei remain with the electric drive clearly behind the habit ten back. The electric car must therefore save weight and improved energy use reduce consumption. This leads to small and low-consumption vehicles. Depending on Driving behavior and driving conditions are determined by the electric car extremely different performances during the journey Battery required. The removable performance is closely related the acceleration ability and the top speed of the Connected electric cars. The performance over time, ins particular affect the amount of maximum power, under among other things the amount of energy that can be taken from the battery and thus the Range. Future electric vehicles should at least opt air conditioning of the passenger compartment. The ge required range / operating time of the respective vehicle be little restricted by this. The vehicle battery bil usually detects the energy storage for driving the driver and the drive of the air conditioning system. The spoke The energy for air conditioning can also be used in the vehicle battery separate thermochemical or physical storage. Since the regeneration of the Trak tion battery and the climate storage necessary electrical Energy from the household electricity grid is limited Storage air conditioning systems that are only slightly electrical for regeneration Need to absorb energy so that the battery with a high higher current density can be loaded, in the sense of a short Battery charging time advantageous. At the same time, comfort grows claims and the associated required performance of the Systems, whereby the vehicle is heated up in the shortest possible time interiors cooled down to pleasant temperatures or cold Vehicle cabins are to be heated. Conventional storage Climate systems include for cooling and dehumidifying the air in the Passenger compartment almost exclusively with compression refrigeration systems Hydrofluorocarbons (PFCs) as refrigerants. The vehicle hot The air for the cabin air is generated by the waste heat from the drive unit gregates of the vehicle reached via the heat exchanger.

Eine gattungsgemäße Einrichtung ist aus der DE-PS 43 27 866 C1 bekannt, in welcher eine Klimatisierung des Fahrzeugraumes und eine Kühlung des Antriebssystemes von Elektrofahrzeugen be schrieben wird. Hierbei sind zwei Wärmetauschkreisläufe jeweils mit einer Umwälzpumpe und einem Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher zur Temperierung der von einem Gebläse in die Fahrgastzelle ge förderte Luft vorgesehen, wobei der eine Kreislauf zur Heizung und der andere zur Kühlung des Fahrgastraumes herangezogen wird. Desweiteren ist im Fahrzeug ein Thermoenergiespeicher angeord net, der wahlweise einem der Wärmetauschkreisläufe zugeschaltet werden kann. Der Thermoenergiespeicher wird zur Speicherung von Kälte von einem im Fahrzeug angeordneten Kälteaggregat geladen, wobei dies an einer stationären Ladestation während der Ladezeit der Traktionsbatterie erfolgt. Zur Beladung des Speichers mit Wärme wird die Abwärme des Antriebsaggregates benutzt, die flui disch über den Heizwärmetauschkreislauf dem Thermoenergiespei cher zugeführt wird. Der Speicher kann bedarfsweise je nach Art der geladenen Wärmeenergie die Fahrgastzelle über den jeweiligen entsprechenden Wärmetauschkreislauf abkühlen oder neben der Ab wärme der stromführenden Komponenten zur Beheizung des Innenrau mes beitragen, wodurch die Traktionsbatterie entlastet wird. Ei ne derartige Kombination der Wärmetauschkreisläufe kann den bei der Klimatisierung von Elektrofahrzeugen auftretenden Lastspit zen in ausreichend komfortabler Weise gerecht werden und ein spontanes Ansprechverhalten der Klimatisierung ermöglichen. Je doch beansprucht die Einrichtung aufgrund ihrer vielfach ver zweigten Leitungsführung und der beiden Luft-Flüssigkeits-Wärme tauschern sowie des Kälteerzeugungsaggregates und der Umwälzpum pen sehr viel Bauraum und erbringt für das Fahrzeug ein erhebli ches Zusatzgewicht. Das Zusatzgewicht bedeutet jedoch auch eine erhöhte Leistungsbeanspruchung der Traktionsbatterie zur Fortbe wegung des Fahrzeuges bzw. eine geringere Reichweite des Fahr zeuges pro Batterieladung. Desweiteren ist die Vielzahl von fahrzeugtauglichen Einrichtungskomponenten zur Klimatisierung kostenintensiv und hinsichtlich der Montage sehr aufwendig. Auch ist für eine effiziente Speicherung ohne große Wärmeenergieüber tragungsverluste die Anordnung des Speichers sehr stark an den Anordnungsort des Antriebsaggregates des Fahrzeuges gebunden,A generic device is from DE-PS 43 27 866 C1 known in which an air conditioning of the vehicle compartment and cooling the drive system of electric vehicles is written. There are two heat exchange circuits each with a circulation pump and an air-liquid heat exchanger for temperature control by a fan in the passenger compartment conveyed air is provided, the one circuit for heating and the other is used to cool the passenger compartment. Furthermore, a thermal energy storage is arranged in the vehicle net, which optionally connects to one of the heat exchange circuits can be. The thermal energy storage is used to store Cold loaded from a refrigeration unit in the vehicle, this being at a stationary charging station during charging the traction battery. To load the storage with Heat the waste heat from the drive unit is used, the flui The thermal energy exchange via the heating heat exchange circuit cher is fed. Depending on the type, the memory can be the loaded thermal energy the passenger cell above the respective Cool the appropriate heat exchange circuit or next to the Ab heat of the current-carrying components for heating the interior mes contribute, which relieves the strain on the traction battery. Egg Such a combination of the heat exchange circuits can the load peak occurring in the air conditioning of electric vehicles zen in a sufficiently comfortable way Enable spontaneous air conditioning response. Each however, due to its multiple ver branched piping and the two air-liquid heat exchangers as well as the refrigeration unit and the circulation pump a lot of installation space and provides a considerable amount of space for the vehicle additional weight. However, the additional weight also means one increased performance of the traction battery to the Fortbe movement of the vehicle or a shorter driving range per battery charge. Furthermore, the variety of Vehicle-compatible interior components for air conditioning costly and very complex in terms of assembly. Also is for efficient storage without large thermal energy the arrangement of the memory very strongly to the Location of the drive unit of the vehicle is bound,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung dahingehend weiterzubilden, daß bei geringerer Lei stungsbeanspruchung des Antriebsaggregates des Fahrzeuges ein hoher Klimatisierungskomfort in einfacher Weise gewährleistet ist.The invention has for its object a generic Training device in such a way that with lower lei stress on the drive unit of the vehicle high air conditioning comfort guaranteed in a simple manner is.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.The object is according to the invention in that in claim 1 specified characteristic features solved.

Durch die Abkopplung der wesentlichen Teile der Ladevorrichtung vom Fahrzeug und deren Eingliederung in eine ortsfeste Ladesta tion, an der bei Elektrofahrzeugen auch die Traktionsbatterie geladen werden kann, wird in einfacher Weise Gewicht an bordei genen Klimatisierungskomponenten eingespart. Aufgrund dessen, daß gemäß Anspruch 2 anstelle von zwei Wärmetauschkreisläufen, dem Heizungs- und dem Kühlungskreislauf, nur noch ein einziger Wärmetauschkreislauf verwandt wird, der die Funktionen sowohl für die Beheizung als auch für die Kühlung der Fahrgastzelle wahlweise erfüllt, wird die Anzahl der bisher erforderlichen Fluidleitungen erheblich verringert, wobei die Kreislaufführung vereinfacht wird. Dabei entfällt zusätzlich ein Luft-Flüssig keit-Wärmetauscher sowie eine Umwälzpumpe durch das Entfallen eines der beiden Wärmetauschkreisläufe. Insgesamt wird somit das Gewicht der Klimatisierungseinrichtung im Fahrzeug drastisch ge senkt, so daß die Leistungsbeanspruchung und gleichfalls der Verbrauch des Antriebsaggregates für den Fahrbetrieb verringert wird. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der wesentlichen Teile der Ladevorrichtung des Thermoenergiespeichers außerhalb des Fahrzeugs das Leistungsgewicht des Thermoenergiespeichers, definiert aus dem Quotienten Speicherkapazität durch Systemmas se, erhöht. Auch braucht das Antriebsaggregat - auch im Ladebe trieb des Aggregates - nicht mehr zum Beladen des Speichers her angezogen werden, so daß der Speicher parallel und unabhängig zum Ladebetrieb des Antriebsaggregates des Fahrzeuges beladen werden kann. Dabei werden die Ladungszeiten für das Antriebsag gregat deutlich kürzer. Trotzdem leidet durch die Einsparung an fahrzeugeigenen Klimatisierungskomponenten nicht der Klimatisie rungskomfort, da über die externe Ladestation sehr schnell die gewünschte Art (Wärme, Kälte) und Höhe an Wärmeenergie bereitge stellt werden kann, wobei der Thermoenergiespeicher an Bord des Fahrzeuges als Wärmeenergieverteiler dient, der bedarfsweise in Anspruch genommen werden und auch Temperatur-Lastspitzen ohne die Leistung des Antriebsaggregates zu beeinträchtigen spontan und vollständig auffangen kann. Es besteht dabei auch die Mög lichkeit, ein temperaturmäßig schon vorbereitetes Speichermedium in Form eines Eisblockes, von Kaltsubstanzen wie "slurry ice" oder Heißwasser bzw. Heißdampf an der Ladestation in den Spei cherbehälter einzubringen, wobei das dort bislang befindliche Speichermedium ersetzt wird. Dadurch sind dessen Ladezeiten ex trem kurz, wie auch eine Vorklimatisierung der Fahrgastzelle an der Ladestation sehr schnell erfolgen kann. Durch die Vorklima tisierung wird die erforderliche Spitzenlast für die rasche Kli matisierung deutlich reduziert. Im Falle der vollständigen Bela dung des Speichers kann alternativ der Fahrzeuginnenraum auch mit Netzstrom vorklimatisiert werden. Desweiteren ist eine Mon tage der an Bord des Fahrzeuges verbleibenden Klimatisierungs einrichtung nur mit geringem Aufwand verbunden, da sie sich nur auf wenige Komponenten beschränkt. Auch ist es denkbar, diese Einrichtung in Gestalt einer kompakten Funktionseinheit als Mo dul im Fahrzeug anzuordnen. Infolge der Verringerung der Kompo nentenanzahl und der Leitungen wird Bauraum gespart, wodurch ei nerseits das Fahrzeug kompakter bauen kann. Andererseits kann dieser Bauraum für andere Aggregate zur Verfügung stehen. Zudem sind die Kosten für die gesamte Ladevorrichtung für den Thermo energiespeicher gering, da haushaltsübliche preiswerte Klimakom ponenten wie beispielsweise vom Kühlschrank oder Warmwasserboi ler eingesetzt werden können, die durch ihren stationären Stand ort in der Ladestation keine Fahrzeugtauglichkeit aufzuweisen brauchen. Die fahrzeugseitigen Komponenten können mit jeglichen anderen externen Wärmetauschanlagen und Kälteanlagenkomponenten Kreisläufe bilden, so daß in flexibler Weise eine Speicherbela dung nicht nur ausschließlich an der eigenen Ladestation erfolgen kann, sondern auch fern der eigenen Regenerationsstation an ei ner Station mit sogar unterschiedlich ausgebildeter Ladevorrich tung möglich ist.By decoupling the essential parts of the loading device of the vehicle and its integration into a stationary charging station tion on which the traction battery is also used in electric vehicles can be loaded, weight is easily bordei saved air conditioning components. Because of that that according to claim 2 instead of two heat exchange circuits, the heating and cooling circuit, only one Heat exchange circuit is used, which functions both for heating and cooling the passenger compartment optionally fulfilled, the number of previously required Fluid lines are significantly reduced, with the circulation is simplified. An air-liquid is also not required speed heat exchanger and a circulation pump due to the elimination one of the two heat exchange circuits. So all in all Weight of the air conditioning device in the vehicle drastically ge lowers, so that the power demand and also the Consumption of the drive unit for driving is reduced becomes. At the same time, by arranging the essential Parts of the charging device of the thermal energy storage outside the power-to-weight ratio of the thermal energy storage of the vehicle, defined from the quotient storage capacity by systemmas se, increased. The drive unit also needs - also in the loading area drive of the unit - no longer for loading the storage be tightened so that the memory is parallel and independent to load the drive unit of the vehicle can be. The loading times for the drive day gregat significantly shorter. Still suffers from the savings vehicle's own air conditioning components not the air conditioning comfort, because the external charging station very quickly desired type (heat, cold) and amount of thermal energy can be placed, the thermal energy storage on board the Vehicle serves as a heat energy distributor, which if necessary in Be used and also temperature peak loads without affect the performance of the drive unit spontaneously and can fully catch. There is also the possibility a storage medium that has already been prepared in terms of temperature in the form of an ice block, from cold substances such as "slurry ice" or hot water or steam at the charging station in the Spei to bring in the container, the one located there so far Storage medium is replaced. As a result, its loading times are ex extremely short, as well as pre-air conditioning of the passenger compartment the charging station can be done very quickly. Due to the pre-climate tization becomes the peak load required for rapid cli matatisation significantly reduced. In the case of the complete Bela Alternatively, the interior of the vehicle can also be used pre-air-conditioned with mains electricity. Furthermore, a mon days of the air conditioning remaining on board the vehicle establishment associated with little effort, since they are only limited to a few components. It is also conceivable that this Furnishing in the form of a compact functional unit as Mo to be arranged in the vehicle. As a result of the reduction in the compo nent number and the lines is saved space, which egg on the other hand can build the vehicle more compact. On the other hand, can this space is available for other units. In addition are the cost of the entire thermo charger Low energy storage due to inexpensive household climate standard components such as from the fridge or hot water boi ler can be used by their stationary stand no vehicle suitability in the charging station need. The vehicle components can be used with any other external heat exchange systems and refrigeration system components Form circuits so that a storage Belela in a flexible manner not only at your own charging station can, but also far from your own regeneration station at an egg station with even differently designed loading devices tion is possible.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den weiteren Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie les nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt die Figur in einer Prinzipskizze die erfindungsgemäße Einrichtung im Ladebetrieb mit einem einzigen Wärmetauschkreislauf zur Übertagung von Wärmeenergie auf die in die Fahrgastzelle zu fördernde Luft.Advantageous embodiments of the invention can the other Subclaims are taken; otherwise the invention based on an exemplary embodiment shown in the drawing les explained in more detail below; the figure shows in one Schematic diagram of the device according to the invention in charging mode with a single heat exchange circuit for the transfer of Thermal energy on the air to be conveyed into the passenger compartment.

In der Figur ist eine Einrichtung 1 zur Klimatisierung einer Fahrgastzelle eines Elektrofahrzeuges dargestellt, die einen Thermoenergiespeicher 2 und eine Ladevorrichtung 3 zur Beladung des Thermoenergiespeichers 2 mit Wärme oder Kälte beinhaltet.In the figure, a device 1 for air conditioning a passenger compartment of an electric vehicle is shown, which includes a thermal energy storage 2 and a charging device 3 for loading the thermal energy storage 2 with heat or cold.

Die Ladevorrichtung 3 besteht aus einem Kälteaggregat 4, das sich aus einem Verdichter 5, einem gebläsebeaufschlagten Konden sator 6, einem Expansionsventil 7 und einem Verdampfer 8 zusam mensetzt, wobei die genannten Komponenten der Ladevorrichtung 3 in Reihe geschaltet in einem Kreislauf über Fluidleitungen 9 miteinander verbunden sind, in welchen ein FCKW-freies Wärme transfermedium geführt ist. Der Kondensator 6 sowie der Verdich ter 5 sind in einer Ladestation 10 angeordnet, die bezüglich des Fahrzeuges ortsfest ist. Die Ladestation 10 kann dabei eine Tankstelle sein oder irgendeine häusliche Einrichtung, bei der elektrischer Strom zum Betreiben der Ladevorrichtung 3 abzapfbar ist. Die außerhalb des Fahrzeuges angeordneten Komponenten der Ladevorrichtung 3 können mit Ausnahme der elektrischen Anschlüs se mobil gehalten sein. Das Expansionsventil 7 ist speichernah fahrzeugseitig angebracht, wohingegen der Verdampfer 8 im Innen raum des Speicherbehälters 11 des Thermoenergiespeichers 2 ange ordnet ist.The charging device 3 consists of a refrigeration unit 4 , which consists of a compressor 5 , a fan-charged condenser 6 , an expansion valve 7 and an evaporator 8 , the components of the charging device 3 being connected in series in a circuit via fluid lines 9 are in which a CFC-free heat transfer medium is guided. The capacitor 6 and the compressor ter 5 are arranged in a charging station 10 which is stationary with respect to the vehicle. The charging station 10 can be a petrol station or any domestic device in which electrical current for operating the charging device 3 can be tapped. The components of the charging device 3 arranged outside the vehicle can be kept mobile with the exception of the electrical connections. The expansion valve 7 is attached near the vehicle side, whereas the evaporator 8 is arranged in the interior of the storage container 11 of the thermal energy storage 2 .

Zur Ankopplung des vom übrigen Kälteaggregat 4 getrennten fahr zeugseitigen Verdampfers 8 und Expansionsventils 7 für den Lade betrieb weisen die Fluidleitungen 9 jeweils fahrzeug- und stati onsseitig Kupplungsglieder 12 beispielsweise nach Art einer Schnellsteckkupplung auf. Da nach erfolgter Beladung des Spei chers 2 beim Trennen der Schnellsteckkupplungen Kältemittel ent weicht, ist eine Verwendung eines umweltfreundlichen und ungif tigen Wärmetransfermediums wie CO₂ sinnvoll. Für die in der La destation 10 vorgesehenen Komponenten des Kälteaggregates 4 kön nen, da sie dem "harten" Fahrbetrieb nicht standzuhalten brau chen, in für die Klimatisierungseinrichtung 1 erheblich kosten senkender Weise preiswerte - weil in hoher Stückzahl produziert - Komponenten aus der Haustechnik verwandt werden.To couple the separate refrigeration unit 4 separate vehicle-side evaporator 8 and expansion valve 7 for charging operation, the fluid lines 9 each have vehicle and stati on-side coupling members 12, for example in the manner of a quick connector. Since refrigerant escapes after loading the Spei chers 2 when disconnecting the quick connectors, the use of an environmentally friendly and non-toxic heat transfer medium such as CO₂ makes sense. For the components of the refrigeration unit 4 provided in the charging station 10 , since they do not need to withstand the "hard" driving operation, inexpensive - because produced in large numbers - components from the domestic technology are used in a manner which significantly reduces the costs for the air conditioning device 1 .

Im formstabilen wärmeisolierten Speicherbehälter 11 ist ein Speichermedium 13 eingeschlossen, das seinen Aggregatzustand zwischen fest und flüssig im Bereich zwischen ± 20°C, vorzugsweise um 0° bis -10°C wechseln kann. Es kann beispielsweise rein aus Wasser oder aus einer eutektischen Mischung von Wasser mit min destens einem Salz oder auch aus einer geringprozentigen Glykol wassermischung mit Glykol als Frostschutzmittel bestehen. Die Minderung der spezifischen Schmelzwärme durch die Zusätze gegen über reinem Wasser ist aufgrund der geringen Konzentration bei dem Anwendungsfall ohne Bedeutung. Beim Phasenübergang von flüs sig nach fest entsteht somit eine Suspension von Eiskristallen in der Solelösung, die zwar eine erhebliche Volumenänderung beim Gefrieren aufweist aber die sonst übliche Sprengwirkung von ge frierendem Wasser sicher vermeidet. Im Falle eines rein aus Was ser bestehenden Speichermediums 13 ist der Speicherbehälter 11 derart gefüllt, daß der Wasserspiegel mit dem Behälter 11 einen Pufferraum 14 einschließt, der die thermisch und phasenwechsel seitigen bedingten Ausdehnungen des Wassers ausgleicht. An der Behälterdecke 15 ist ein Druck- und/oder Temperatursensor 16 an gebracht, der den Behälterinnendruck und/oder die Speichertempe ratur detektiert. Die Volumenänderung beim Phasenwechsel des Speichermediums 13 führt im geschlossenen Speicherbehälter 11 zu Veränderung des bei der Füllung freigebliebenen Speicherbehäl tervolumens und damit zur Druckänderung gegenüber dem Normal druck bei flüssigem Speichermedium 13. Damit ist der vom Grad des Phasenwechsels abhängige Behälterdruck ein Maß für den Bela dungszustand und somit für die gespeicherte Kältekapazität. Der Beladungszustand des Behälters 11 kann somit mit einfachen Mit teln bestimmt werden.Included in the dimensionally stable, heat-insulated storage container 11 is a storage medium 13 which can change its physical state between solid and liquid in the range between ± 20 ° C., preferably around 0 ° to -10 ° C. It can consist, for example, of water or a eutectic mixture of water with at least one salt or a low-percentage glycol-water mixture with glycol as an antifreeze. The reduction in specific heat of fusion due to the additives compared to pure water is of no importance due to the low concentration in the application. During the phase transition from liquid to solid, a suspension of ice crystals is formed in the brine solution, which has a significant change in volume when freezing, but reliably avoids the usual explosive effects of ge freezing water. In the case of a purely water existing storage medium 13 , the storage container 11 is filled such that the water level with the container 11 includes a buffer space 14 which compensates for the thermal and phase-change-related expansion of the water. On the container ceiling 15 , a pressure and / or temperature sensor 16 is brought in, which detects the internal pressure of the container and / or the storage temperature. The volume change in the phase change of the storage medium 13 leads in the closed storage container 11 to change the tervolumens free space left in the filling and thus to the pressure change compared to the normal pressure in the case of liquid storage medium 13 . The container pressure, which is dependent on the degree of phase change, is thus a measure of the loading condition and thus of the stored cooling capacity. The loading state of the container 11 can thus be determined with simple means.

Desweiteren ist in den Speicherbehälter 11 ein Flüssigkeit-Flüs sigkeit-Wärmetauscher 17 integriert, über den aus dem Thermo energiespeicher 2 Wärmeenergie in einen außerhalb des Thermo energiespeicher 2 verlaufenden Wärmetauschkreislauf 18, dessen Bestandteil der Wärmetauscher 17 ist, übertragbar ist. Der Wär metauscher 17 ist vom Speichermedium 13 unmittelbar umgeben und befindet sich mit diesem somit in direktem wärmetauschenden Kon takt. Dies trifft im übrigen auch für den Verdampfer 8 zu, der hier nahezu vollständig in das Speichermedium 13 eingetaucht ist. Er kann jedoch auch gänzlich eingetaucht sein.Furthermore, it is-flues liquid sigkeit heat exchanger integrated into the storage tank 11, a 17, via the energy store from the thermocouple 2 thermal energy in an energy storage device outside of the thermocouple 2 extending heat exchange circuit 18, which includes the heat exchanger 17, is transferable. The heat exchanger 17 is directly surrounded by the storage medium 13 and is thus in direct heat-exchanging contact therewith. This also applies to the evaporator 8 , which is almost completely immersed in the storage medium 13 here. However, it can also be completely submerged.

Im Speicherbehälter 11 sind darüber hinaus mehrere parallel und in geringem Abstand zueinander angeordnete Lamellenbleche 19 vorgesehen, die sich über den gesamten Querschnitt des Speicher behälters 11 quer zur Strömungsrichtung des im Verdampfer 8 ge führten Wärmetransfermediums bzw. der im Wärmetauscher 17 ge führten Wärmeträgerflüssigkeit, die im übrigen aus einer Sole besteht, erstrecken. Die Lamellenbleche 19 bieten den Vorteil, daß sie das Einkoppeln von Wärmeenergie in den Speicher 2 und das Auskoppeln von Wärmeenergie aus dem Speicher 2 in den Wärme tauschkreislauf 18 mit hoher Leistung und ausreichender Dynamik ausstatten. Da nur eine begrenzte Zeit für den Wärmeübertrag vom Wärmetransfermedium zum Speicher 2 bzw. vom Speicher 2 zum mit dem Wärmetauschkreislauf 18 in Kontakt stehenden Wärmeverbrau cher vorhanden ist, ist für den Wärmetausch eine ausreichende Wärmeübertragungs-Oberfläche erforderlich. Dies ist dadurch be gründet, daß der Wärmetausch nur durch Wärmeleitung erfolgt. Be sonders erschwert wird dieser Vorgang, wenn bei einem vorausge gangenen Beladevorgang das Speichermedium 13 bereits in den fe sten Aggregatzustand übergegangen ist. Die Lamellenbleche 19 bringen dazu die gewünschte große Wärmetauschoberfläche auf. Sie können jeweils separat mit dem Verdampfer 8 und mit dem Wärme tauscher 17 verbunden sein. In vorteilhafter Weise werden die Lamellenbleche 19 im Ausführungsbeispiel zur Wärmeübertragung vom Verdampfer 8 und vom Wärmetauscher 17 gemeinsam genutzt, wo durch das Mehrgewicht durch die Lamellenbleche 19 hinsichtlich des Gesamtgewichtes des Thermoenergiespeichers 2 verringert wird. Auch ist dies für ein schnelles Vorklimatisieren der Fahr gastzelle hilfreich, da beim Kühlen über die Lamellenbleche 19 ein direkter Wärmeübergang vom Verdampfer 8 zum Wärmetauscher 17 erfolgt. Die Lamellenbleche 19 sind mit dem Verdampfer 8 und dem Wärmetauscher 17 über Berührungskontakt verbunden und werden von diesen durchsetzt.In the storage tank 11 are also a plurality of parallel and spaced from each other lamellae 19 are provided, which are across the entire cross section of the storage container 11 transversely to the flow direction of the ge in the evaporator 8 led heat transfer medium or in the heat exchanger 17 led heat transfer fluid in the remaining consists of a brine. The lamella sheets 19 have the advantage that they provide the coupling of thermal energy into the memory 2 and the coupling of thermal energy from the memory 2 in the heat exchange circuit 18 with high performance and sufficient dynamics. Since there is only a limited time for the heat transfer from the heat transfer medium to the memory 2 or from the memory 2 to the heat exchanger circuit in contact with the heat consumer 18 , a sufficient heat transfer surface is required for the heat exchange. This is due to the fact that the heat exchange takes place only by conduction. This process is particularly difficult if, during a previous loading process, the storage medium 13 has already passed into the most solid state. For this purpose, the lamella plates 19 bring about the desired large heat exchange surface. They can each be connected separately to the evaporator 8 and to the heat exchanger 17 . Advantageously, the lamella sheets 19 are used in the exemplary embodiment for heat transfer from the evaporator 8 and from the heat exchanger 17 , where the additional weight of the lamella sheets 19 reduces the overall weight of the thermal energy store 2 . This is also helpful for a quick pre-conditioning of the passenger cell, since a direct heat transfer from the evaporator 8 to the heat exchanger 17 takes place during cooling via the lamella plates 19 . The lamella plates 19 are connected to the evaporator 8 and the heat exchanger 17 via touch contact and are penetrated by them.

Der Wärmetauschkreislauf 18 weist außer dem oben genannten Wär metauscher 17 eine Umwälzpumpe 20 und einen Luft-Flüssigkeit-Wär metauscher 21 mit einem Gebläse auf, das Frischluft oder Um luft durch ihn hindurchströmen läßt und in die Fahrgastzelle fördert. Die Komponenten des Wärmetauschkreislaufes 18 sind flu idisch durch Leitungen 22 verbunden. Vom Wärmetauschkreislauf 18, der für die Heizung und die Kühlung der Fahrgastzelle iden tisch ist und dadurch gleichermaßen verwandt wird, zweigt eine in einen Ausgleichsbehälter 23 führende Leitung 24 ab, wobei der Behälter 23 temperatur- und druckbedingte Schwankungen des Sole volumens innerhalb der Leitungen 22 kompensiert. Mit der Inte grierung des Wärmetauschers 17 in den Thermoenergiespeicher 2 ist dieser mit den Komponenten des Wärmetauschkreislaufes 18 in Reihe geschaltet.The heat exchange circuit 18 has, in addition to the above-mentioned heat exchanger 17, a circulating pump 20 and an air-liquid heat exchanger 21 with a blower that allows fresh air or air to flow through it and promotes it in the passenger compartment. The components of the heat exchange circuit 18 are flu idisch connected by lines 22 . From the heat exchange circuit 18 , which is identical for the heating and cooling of the passenger compartment and is thereby used equally, a line 24 leading into a compensating tank 23 branches off, the tank 23 compensating for temperature and pressure-related fluctuations in the brine volume within the lines 22 . With the integration of the heat exchanger 17 in the thermal energy store 2 , this is connected in series with the components of the heat exchange circuit 18 .

Zum Laden des Speichers 2 wird das Fahrzeug an eine Ladestation 10 gefahren, an der bei einem als Elektrofahrzeug ausgestalteten Fahrzeug unter Umständen auch dessen Traktionsbatterie aufgela den werden kann, was parallel oder zeitversetzt dazu erfolgen kann. Die Ankopplung erfolgt dadurch, daß die Fluidleitungen 9 des fahrzeugseitigen Verdampfers 8 und des stationsseitigen Teils des Kälteaggregates 4 über die beidseitig vorhandenen Kupplungsglieder 19 der Schnellsteckkupplung miteinander verbun den werden, womit der Kreislauf des Kälteaggregates 4 geschlos sen wird. In bauraum- und gewichtssparender Weise können die Schnellsteckkupplung der Wärmeenergieladeeinrichtung 1 und der elektrische Stecker für eine Batterieaufladung in einer Lade steckereinheit zusammengefaßt sein.To charge the memory 2 , the vehicle is driven to a charging station 10 , at which, in a vehicle designed as an electric vehicle, its traction battery can also be charged, which can take place in parallel or with a time delay. The coupling takes place in that the fluid lines 9 of the vehicle-side evaporator 8 and the station-side part of the refrigeration unit 4 are connected to one another via the coupling members 19 of the quick-action coupling which are provided on both sides, so that the circuit of the refrigeration unit 4 is closed. In a space-saving and weight-saving manner, the quick-action coupling of the thermal energy charging device 1 and the electrical plug for battery charging can be combined in one charging plug unit.

Im Ladebetrieb der Ladevorrichtung 3 zur Erzeugung von Kälte im Thermoenergiespeicher 2 entzieht der Verdampfer 8 des betriebe nen Kälteaggregates 4 dem Speichermedium 13 des Speichers 2 durch Verdampfung des durch die Fluidleitungen 9 geführten unter Druck stehenden Wärmetransfermediums Wärme. Dabei wird der ent stehende Dampf des Wärmetransfermediums vom Verdichter 5 ange saugt, komprimiert und durch Wärmeabfuhr im Kondensator 6 ver flüssigt. Durch das Expansionsventil 7 tritt das Wärmetransfer medium als Flüssigkeit wieder in den Verdampfer 8.In the charging mode of the charging device 3 for generating cold in the thermal energy storage 2 , the evaporator 8 of the operating cooling unit 4 extracts heat from the storage medium 13 of the storage 2 by evaporation of the pressurized heat transfer medium passed through the fluid lines 9 . The resulting steam of the heat transfer medium is sucked from the compressor 5 , compressed and liquefied by heat dissipation in the condenser 6 . Through the expansion valve 7 , the heat transfer medium enters the evaporator 8 again as a liquid.

Das Speichermedium 13 ändert seinen Aggregatzustand bei Absinken unter eine bestimmte Temperatur und wird zu Eis. Dabei dehnt sich das Medium 13 in den Pufferraum 14 aus und verkleinert die sen unter Druckerhöhung im Behälter 11 nimmt gegebenenfalls das gesamte Behältervolumen ein. Der Speicher 2 hat damit seinen ma ximalen Ladezustand erreicht. Dieser wird dann besonders schnell erreicht, wenn der Wärmetauschkreislauf 18 außer Funktion ist, d. h. die Umwälzpumpe 20 und der Wärmetauscher 21 abgeschaltet sind. Bei laufendem Wärmetauscher 21 und Umwälzpumpe 20 kann an dererseits eine Vorklimatisierung der Fahrgastzelle erreicht werden. Der Speicherbehälter 11 eines Speichers 2 mit 1 kWh Käl te-Kapazität enthält beispielsweise 10 l Wasser als Kältespei chermedium 13, das mit einer mittleren Kälteleistung von ca. 300 W in 3,5 Stunden auf ca. -5°C vereist werden kann. Mit einer Käl teleistungszahl von 2 bis 4 für stationäre Systeme ergibt sich dann eine elektrische Leistungsaufnahme von etwa 150 bis 75 W.The storage medium 13 changes its physical state when it drops below a certain temperature and becomes ice. The medium 13 expands into the buffer space 14 and reduces the pressure while increasing the pressure in the container 11 , possibly taking up the entire container volume. The memory 2 has thus reached its maximum state of charge. This is achieved particularly quickly when the heat exchange circuit 18 is out of function, ie the circulating pump 20 and the heat exchanger 21 are switched off. With the heat exchanger 21 and the circulation pump 20 running, a pre-air conditioning of the passenger compartment can be achieved. The storage container 11 of a storage 2 with 1 kWh Käl te capacity contains, for example, 10 l of water as Kältespei chmedium 13 , which can be iced with an average cooling capacity of about 300 W in 3.5 hours to about -5 ° C. With a cooling capacity of 2 to 4 for stationary systems, this results in an electrical power consumption of around 150 to 75 W.

Zur Auskopplung von Wärmeenergie aus dem mit Kälte beladenen Speicher 2 wird nun die im Kreislauf 18 geführte Sole mittels der Umwälzpumpe 20 zum Wärmetauscher 21 geleitet, über den die durchströmende Luft, die von dessen zugeordneten, in Betrieb be findlichen Gebläse in den Fahrzeuginnenraum gefördert wird, ab gekühlt wird. Für eine angenehme Temperierung der Luft ist dazu eine Temperaturregelung vorgesehen. Die erwärmte Sole gelangt wieder in den Wärmetauscher 17, in dem sie die aufgenommene Wär me an das Speichermedium 13 abgibt.To extract thermal energy from the cold-loaded store 2 , the brine guided in the circuit 18 is now conducted by means of the circulating pump 20 to the heat exchanger 21 , via which the air flowing through, which is conveyed into the vehicle interior by its associated, operationally sensitive blower, is cooled down. A temperature control is provided for a pleasant temperature control of the air. The heated brine returns to the heat exchanger 17 , in which it releases the heat absorbed to the storage medium 13 .

Der prinzipielle Nachteil von Speichern 2, die wahlweise zur Kühlung oder Heizung genutzt werden, besteht darin, daß z. B. bei angelegtem Kältespeicher 2 auch eine geringe Beheizung des In nenraumes aus dem Speicher 2 heraus nicht möglich ist. Um hier Abhilfe zu schaffen, kann die Fahrzeug-Zuluft direkt mit einer elektrischen im Luftstrom stromab des Wärmetauschers 21 angeord neten Luftheizung 25 erwärmt oder indirekt mittels einer in den Wärmetauschkreislauf 18 zwischen der Umwälzpumpe 20 und dem Wär metauscher 21 integrierten elektrischen Wasserheizung 26 tempe riert werden. Die Ventile 29 und 30 sind dabei geschlossen, der art, daß der über die Traktionsbatterie Kühlkreislauf oder der motorischen Kühlkreislauf im Falle einer Brennkraftmaschine und der Energiespeicher 2 vom Kreislauf 18 abgetrennt ist. Dies ist im übrigen auch denkbar, wenn der Speicher 2 mit Wärme beladen ist, wodurch dessen Beladungsdauer verlängert wird. The basic disadvantage of storage 2 , which can be used either for cooling or heating, is that z. B. with cold storage 2 also a little heating of the inner space from the storage 2 out is not possible. In order to remedy this situation, the vehicle supply air can be heated directly with an electric air heater 25 arranged in the air flow downstream of the heat exchanger 21 or indirectly by means of an electric water heater 26 integrated into the heat exchange circuit 18 between the circulating pump 20 and the heat exchanger 21 . The valves 29 and 30 are closed in such a way that the cooling circuit via the traction battery or the motor cooling circuit in the case of an internal combustion engine and the energy store 2 are separated from the circuit 18 . Incidentally, this is also conceivable if the memory 2 is loaded with heat, thereby increasing its loading time.

Zur Beladung des Speichers 2 mit Wärme ergeben sich mehrere Mög lichkeiten, währenddessen die Auskopplung der Wärme aus dem Speicher 2 identisch wie bei der oben beschriebenen Auskopplung der Kälte erfolgt. Dazu kann erstens das Kälteaggregat 4 als Wärmepumpe geschaltet sein, so daß die Funktionen von Verdampfer 8 und Kondensator 6 vertauscht sind. Durch die Verwendung des Kälteaggregates 4 sowohl zur Kälte- als auch zur Wärmebeladung des Speichers 2 besteht die Ladevorrichtung 3 in bauraum-, ge wichts- und kostensparender Weise nur noch aus einem einzigen Bestandteil, dem Kälteaggregat 4. Dies bedeutet gleichfalls eine wesentliche bauliche Vereinfachung der Klimatisierungseinrich tung T. Wird mittels der Wärmepumpenschaltung aufgeheizt, so re duziert sich bei einer Wärmeleistungsziffer von 2 dieelektri sche Leistungsaufnahme aus dem Netz gegenüber einer elektrischen Widerstandsbeheizung des Speichers 2 auf die Hälfte.To load the memory 2 with heat, there are several possibilities, during which the decoupling of the heat from the memory 2 is identical to that of the decoupling of the cold described above. First of all, the refrigeration unit 4 can be switched as a heat pump, so that the functions of the evaporator 8 and the condenser 6 are interchanged. Through the use of the refrigeration unit 4 for both cooling and heat loading of the storage unit 2 , the charging device 3 consists of a single component, the refrigeration unit 4, in terms of installation space, weight and cost. This also means a significant structural simplification of the Klimatisierungseinrich device T. If heating is carried out by means of the heat pump circuit, the electrical power consumption from the network is reduced by half with a heat output coefficient of 2 compared to an electrical resistance heating of the store 2 .

Zweitens kann zusätzlich zum Kälteaggregat 4 extern, also außer halb des Fahrzeuges eine Wärmepumpe vorgesehen sein, die die Wärme, die bei der Beladung der Traktionsbatterie als Verluste an den stromführenden Komponenten auftritt, auf ein für den Speicher 2 ausreichendes Temperaturniveau angehoben wird. Das Fahrzeug sollte dabei in einem abgeschlossenen Raum abgestellt sein, damit die Wärme in möglichst umfangreichem Maße von der Wärmepumpe aufgenommen werden kann. Dadurch wird gleichzeitig auch die Energiebilanz des Elektrofahrzeugs insgesamt verbes sert.Secondly, in addition to the refrigeration unit 4 , a heat pump can be provided externally, ie outside the vehicle, which raises the heat that occurs as losses to the current-carrying components when the traction battery is loaded to a sufficient temperature level for the store 2 . The vehicle should be parked in a closed room so that the heat can be absorbed by the heat pump as extensively as possible. This also improves the overall energy balance of the electric vehicle.

Drittens kann die Ladevorrichtung 3 stationsseitig angeordnete elektrische Anschlüsse 28 aufweisen, an die eine fahrzeugseiti ge, in den Thermoenergiespeicher 2 hineinragende Heizwendel 27 anschließbar ist, so daß das Speichermedium 13 des Thermoener giespeichers 2 von dieser nach Art eines Tauchsieders aufgeheizt wird. Beispielsweise werden 10 l Wasser, die sich im Speicherbe hälter 11 befinden, auf 90°C aufgewärmt. Bei einer Abkühlung der Speicherflüssigkeit um 50°C ergeben sich hieraus 0,6 kWh Wärme kapazität; wird das Speichermedium 13 bis auf 125°C erwärmt, können 1 kWh genutzt werden. Thirdly, the charging device 3 can have electrical connections 28 arranged on the station side, to which a vehicle side ge, into the thermal energy storage 2 protruding heating coil 27 can be connected, so that the storage medium 13 of the thermal energy storage device 2 is heated by it in the manner of an immersion heater. For example, 10 liters of water, which are in the storage container 11, are heated to 90 ° C. When the storage fluid cools down to 50 ° C, this results in 0.6 kWh of heat capacity; if the storage medium 13 is heated up to 125 ° C, 1 kWh can be used.

Die elektrische Leistungsaufnahme aus dem Netz entspricht in et wa der gespeicherten Heizleistung. Bei der Beladung des Thermo energiespeichers 2 sind der fahrzeugseitige Teil der Ladevor richtung 3 sowie der Thermoenergiespeicher 2 und der Wärme tauschkreislauf 18 vom Antriebsaggregat des Fahrzeuges thermisch und fluidisch isoliert angeordnet, so daß keine Übertragungsver luste und keine Wärmebeeinflussung des Speichers 2 durch das An triebsaggregat entsteht, die die Beladezeit des Speichers 2 ver längern und damit die Effektivität der Beladung heruntersetzen.The electrical power consumption from the network corresponds to the stored heating power. When loading the thermal energy storage 2 , the vehicle-side part of the Ladevor device 3 and the thermal energy storage 2 and the heat exchange circuit 18 are arranged thermally and fluidically insulated from the drive unit of the vehicle, so that no transmission losses and no heat influence of the storage 2 by the drive unit arises , which prolong the loading time of the memory 2 and thus reduce the effectiveness of the loading.

Bei einem Speicher 2, der in einem mit einer Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeug angeordnet ist, können in gewichts-, bau raum-, bauteil- und kostensparender Weise der Wärmetauscher 21 und die Umwälzpumpe 20 und die Leitungen 22 vom Kühler, der Pum pe und den Leitungen des der Brennkraftmaschine zugehörigen Kühlkreislaufes gebildet sein, wobei jedoch die Brennkraftma schine vom Kühlkreislauf abkoppelbar ist. Ebenfalls kann der Wärmetauschkreislauf 18 bei der Verwendung in einem Elektrofahr zeug über ein zwischen der Abzweigung 31 zum Wärmetauscher 17 und dem Wärmetauscher 21 angeordnetes Ventil 29 mit einem Fahr zeugkreislauf verbunden werden, so daß die Hochtemperaturbatte rie über den geladenen Energiespeicher 2 gekühlt werden kann. Dabei ist jedoch, falls kein Kühlungsbedarf für die Fahrgastzel le besteht, der Wärmetauscher 21 außer Funktion. Auch kann für Heizzwecke über die Abwärme der Batterie zur Schonung der Kapa zität des Speichers 2 bei betriebenem Wärmetauscher 21 die für die Fahrgastzelle bestimmte Luft angewärmt werden. Hierzu ist die Anordnung ein weiteren Ventiles 30 erforderlich, welches zwischen dem Ventil 29 und der Umwälzpumpe 20 an der Abzweigung 31 zum Wärmetauscher 17 vorgesehen ist und diesen und damit den Speicher 2 vom Kreislauf 18 absperrt.In a memory 2 , which is arranged in a vehicle driven by an internal combustion engine, the heat exchanger 21 and the circulation pump 20 and the lines 22 from the cooler, the pump and the lines can be saved in a weight, construction space, component and cost-saving manner of the cooling circuit associated with the internal combustion engine, but the internal combustion engine can be uncoupled from the cooling circuit. Also, the heat exchange circuit 18 when used in an electric vehicle can be connected to a driving circuit via a valve 29 arranged between the branch 31 to the heat exchanger 17 and the heat exchanger 21 , so that the high-temperature battery can be cooled via the charged energy store 2 . However, if there is no cooling requirement for the Fahrgastzel le, the heat exchanger 21 is out of function. Also for heating purposes, the waste air from the battery to protect the capacity of the memory 2 when the heat exchanger 21 is in operation, the air intended for the passenger compartment can be warmed. For this purpose, the arrangement of a further valve 30 is required, which is provided between the valve 29 and the circulation pump 20 at the branch 31 to the heat exchanger 17 and blocks this and thus the accumulator 2 from the circuit 18 .

Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 birgt eine Vielzahl von wei teren Vorteilen in sich. Ein Hauptvorteil besteht darin, daß der maximal mögliche Entladestrom aus der Batterie für die häufigen Beschleunigungsvorgänge im Stadtverkehr ungeschmälert und gleichzeitig ohne Klimakomfort-Verlust zur Verfügung steht. Des weiteren kann zur Gewichtsreduzierung bei Nichtnutzung des Ther moenergiespeichers 2 das als Kälte- oder Wärmeträger eingefüllte Wasser problemlos entleert werden, wodurch aufgrund des redu zierten Gesamtgewichtes des Fahrzeuges sich höhere Fahrleistun gen einstellen. Bei der Nutzung des Speichers 2 entstehen bis auf das Kabinenluftgebläse keine weiteren Geräusche, so daß der objektiv positive Fahreindruck in bezug auf Geräusch beim Elek trofahrzeug weiterhin zur Verfügung steht und das Beladen des Speichers 2 auch nachts in Wohngebieten betreibbar ist. Auch lassen sich infolge der Einfachheit der Behälterausführung für diesen hochwirksame Isolationsmaßnahmen kostengünstig realisie ren, so daß die Speicherverluste an Wärmeenergie gering bleiben. Desweiteren kann die Wärme- oder Kälteleistung abhängig von der vorhandenen gespeicherten Kapazität und dem Fahrerwunsch mit der geplanten Fahrdauer in komfortabler Weise nach einen wählbaren Profil entnommen werden kann.The device 1 according to the invention has a variety of white advantages. A main advantage is that the maximum possible discharge current from the battery for the frequent acceleration processes in city traffic is undiminished and at the same time available without loss of climate comfort. Furthermore, to reduce weight when the thermal energy storage 2 is not in use, the water filled as a cooling or heat transfer medium can be emptied without problems, as a result of which the increased overall weight of the vehicle results in higher driving performance. When using the memory 2 , no further noise occurs except for the cabin air blower, so that the objectively positive driving impression with regard to noise when the electric vehicle is still available and the loading of the memory 2 can also be operated at night in residential areas. Also, due to the simplicity of the container design, these highly effective insulation measures can be realized inexpensively, so that the storage losses of thermal energy remain low. Furthermore, depending on the available stored capacity and the driver's request, the heating or cooling capacity can be conveniently extracted according to a selectable profile with the planned driving time.

Desweiteren eröffnet sich die Möglichkeit, die Ladevorrichtung 3 aufgrund ihrer einfachen Ausbildung und ihrer einfachen Montier barkeit bezüglich ihrer Transportfähigkeit flexibel zu gestal ten, so daß sie auch im Fahrzeug mitgeführt werden kann, falls dies erforderlich erscheint, beispielsweise bei Fahrtdauern in unbewohnte Gebiete, bei denen es keine stationären Lademöglich keiten gibt. Nach Erreichen der eigenen Ladestation kann die La devorrichtung 3 wieder ausgebaut werden. Ebenfalls ist es denk bar, die gesamte Ladevorrichtung außerhalb des Fahrzeugs zu platzieren, wobei fahrzeugseitig lediglich Fluid- und Elektroan schlüsse zum Speicher 2 hin vorgesehen sein müssen.Furthermore, it opens up the possibility of the loading device 3 due to their simple design and their simple mounting flexibility with regard to their portability, so that they can also be carried in the vehicle if this appears necessary, for example during travel times in uninhabited areas where there are no stationary charging options. After reaching its own charging station, the charging device 3 can be removed again. It is also conceivable to place the entire charging device outside the vehicle, with only fluid and electrical connections to the memory 2 having to be provided on the vehicle side.

Die Klimatisierungseinrichtungen 1 des Elektrofahrzeuges müssen sich aus Gewichtsgründen am lokalen Klimatisierungsbedarf orientieren. Sie wird in sog. Kaltländern (z. B. Skandinavien) und sog. Heißländern (z. B. Brasilien) zu unterschiedlichen Fahr zeugausrüstungen führen. Das erfindungsgemäße Speicher-Klimati sierungskonzept bildet daher ein kostengünstiges Basisaggregat, was mit anderen Komponenten z. B. einer fossilen Brennstoffhei zung kombiniert werden kann.The air conditioning devices 1 of the electric vehicle must be based on the local air conditioning requirement for weight reasons. It will lead to different vehicle equipment in so-called cold countries (e.g. Scandinavia) and so-called hot countries (e.g. Brazil). The storage air conditioning concept according to the invention therefore forms an inexpensive basic unit, which with other components such. B. a fossil fuel heating can be combined.

Claims

1. Device for air conditioning the passenger compartment of vehicles, in particular electric vehicles, in which the cooling and heating of the passenger compartment is each assigned a heat exchange circuit, which has a circulation pump and an air-liquid heat exchanger for exchanging thermal energy with that of a blower Conveyed and flowing air into the passenger compartment be included, with a thermal energy storage, which can be flowed through by a heat transfer fluid guided in the heat exchange circuit and which consists of a heat-insulated storage container and a permanently enclosed, aqueous storage medium, and with a refrigeration unit, which is part of a Loading of the thermal energy storage with cold or heat is provided charging device and is in heat-exchangeable connection via its evaporator with the thermal energy storage, characterized in that the charging device ( 3 ) including the cold Aggregates ( 4 ) is at least partially provided in a stationary charging station ( 10 ) separated from the vehicle, at which the thermal energy store ( 2 ) can be loaded with either heat or cold.

2. Device according to claim 1, characterized in that the heat exchange circuit ( 18 ) for heating and with that for cooling the passenger compartment is identical.

3. Device according to claim 1, characterized in that the refrigeration unit ( 4 ) is the only component of the Ladevor direction ( 3 ), wherein the refrigeration unit ( 4 ) is connected as a heat pump for loading the thermal energy store ( 2 ) with heat.

4. Device according to claim 1, characterized in that the evaporator ( 8 ) and the expansion valve ( 7 ) of the refrigeration unit ( 4 ) on the vehicle side and the condenser ( 6 ) and the compressor ( 5 ) of the refrigeration unit ( 4 ) is arranged on the station side The evaporator ( 8 ) can be fluidly connected to the compressor ( 5 ) and the condenser ( 6 ) via coupling members ( 12 ).

5. Device according to claim 1, characterized in that the evaporator ( 8 ) of the refrigeration unit ( 4 ) in the container ( 11 ) of the thermal energy store ( 2 ) is arranged.

6. Device according to claim 1, characterized in that the charging device ( 3 ) has electrical connections ( 28 ) to which a heating coil ( 27 ) can be connected, which is attached to the thermal energy store ( 2 ) and via which the thermal energy store ( 2 ) can be loaded with heat in the manner of a immersion heater.

7. Device according to claim 1, characterized in that the thermal energy storage ( 2 ) in the heat exchange circuit ( 18 ) in series with the circulating pump ( 20 ) and the air-liquid-heat exchanger ( 21 ) is integrated switched.

8. Device according to claim 1, characterized in that the vehicle-side part of the charging device ( 3 ) and the thermal energy storage ( 2 ) and the heat exchange circuit ( 18 ) from the drive unit of the vehicle are arranged thermally and fluidically insulated.

9. Device according to claim 1, characterized in that the storage medium ( 13 ) consists of water, with which the storage container ( 11 ) is filled, the water level with the container ( 11 ) a thermally induced expansion of the water compensating buffer space ( 14th ) includes.

10. The device according to claim 1, characterized in that the storage medium ( 13 ) with an antifreeze is offset water.

11. The device according to claim 1, characterized in that a pressure and / or Temperatursen sensor ( 16 ) is attached to the storage container ( 11 ), which detects the internal pressure of the container and / or the storage temperature.

12. The device according to claim 1, characterized in that in the heat exchange circuit ( 18 ) connected in series, a liquid-liquid heat exchanger ( 17 ) is integrated, which is arranged in the storage container ( 11 ) and with the storage medium ( 13 ) in heat-exchanging Contact is there.

13. The device according to claim 12, characterized in that in the storage container ( 11 ) a plurality of the interior of the storage container ( 11 ) penetrating fins ( 19 ) are arranged, which are connected to the liquid-liquid heat exchanger ( 17 ) by contact.

14. The device according to claim 1, characterized in that in the storage container ( 11 ) a plurality of the interior of the storage container ( 11 ) penetrating fins ( 19 ) are arranged, which are connected to the evaporator ( 8 ) of the refrigeration unit ( 4 ) by touch contact.

15. The device according to claim 13, characterized in that in the storage container ( 11 ) a plurality of the interior of the storage container ( 11 ) penetrating lamellar plates ( 19 ) are arranged, the shear at the same time with the liquid-liquid-Wärmetau ( 17 ) of the heat exchange circuit ( 18th ) and the evaporator ( 8 ) of the refrigeration unit ( 4 ) are connected by touch.

16. The device according to claim 1, characterized in that an electrically operated water heater ( 26 ) is provided in the heat exchange circuit ( 18 ).

17. The device according to claim 1, characterized in that the device ( 1 ) holds an electric air heater ( 25 ) leg, with which the air flowing through the air-liquid heat exchanger ( 21 ) can be heated.

18. Device according to claim 1, characterized in that the heat transfer medium guided by the refrigeration unit ( 4 ) is environmentally friendly and non-toxic and preferably consists of CO₂.