EP1976718A1 - Kraftfahrzeug mit solarmodul - Google Patents

Kraftfahrzeug mit solarmodul

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EP1976718A1
EP1976718A1 EP07721861A EP07721861A EP1976718A1 EP 1976718 A1 EP1976718 A1 EP 1976718A1 EP 07721861 A EP07721861 A EP 07721861A EP 07721861 A EP07721861 A EP 07721861A EP 1976718 A1 EP1976718 A1 EP 1976718A1
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EP
European Patent Office
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battery
solar module
motor vehicle
voltage
generator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07721861A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Teschner
Noureddine Khelifa
Rupert Kogler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1976718A1 publication Critical patent/EP1976718A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle having an air conditioning system comprising an electrically operable compressor, a generator operable by a vehicle drive for generating electrical energy, a battery which is chargeable by the electrical energy generated by the generator, and a solar module for generating electrical energy ,
  • the invention relates to such a motor vehicle with a hybrid drive, which has a vehicle drive based on fossil fuels and an electrical energy.
  • the vehicle air conditioning system can be put into operation, for which purpose an electrically operable compressor is provided.
  • the operation of the vehicle air conditioning system is thereby started at a lower temperature level than would be the case without solar ventilation.
  • the motor vehicle before commissioning that is, before boarding a person, even on hot days to a tolerable temperature.
  • the performance of the solar system, the storage capacity of the vehicle battery, the efficiency of the vehicle battery and the electrical power consumption for the various modes involved are taken into account.
  • the invention is based on the object of feeding the energy delivered by a solar module into the electrical system of a motor vehicle in a suitable manner, in particular in the case of a vehicle with hybrid drive.
  • this builds on the generic motor vehicle in that a further battery is provided which can be charged by the energy generated by the solar module and that the electrically operable compressor by energy stored in the first battery and / or stored in the other battery energy is operable.
  • a further battery is provided which can be charged by the energy generated by the solar module and that the electrically operable compressor by energy stored in the first battery and / or stored in the other battery energy is operable.
  • the electrical energy supplied by the solar module independently of the energy that is used in conventionally supplied by the alternator of the vehicle. Therefore, no precautions must be taken to allow the energy supplied by the solar module to be fed into the normal vehicle battery.
  • a conventional system can be additionally equipped with solar module and additional battery in a simple manner.
  • the additional battery has a different operating voltage than the battery that can be charged by the generator and that the operating voltage of the further battery substantially corresponds to the voltage generated directly or indirectly by the solar module.
  • the operating voltage of the further battery can thus be adapted directly to the needs of the consumers supplied predominantly by this further battery. For example, if the electric compressor of the air conditioner is operated in a particularly efficient manner on the basis of an operating voltage of 48 V, the electrical energy supplied by the solar module can be brought to this voltage value by a DC / DC converter and into an energy with a be stored such operating voltage. If the electrical compressor is to be operated by the normal vehicle battery, which for example has an operating voltage of 12 V, then it is possible to transform the voltage through a DC / DC converter to the desired voltage level.
  • this relates to a motor vehicle with a hybrid drive, wherein the battery is chargeable by the energy generated by the solar module and wherein the electrically operable compressor is operable by stored energy in the battery.
  • Motor vehicles with hybrid drives ie with a Silenous fuels and an electric-powered vehicle drive, by default, use a sophisticated system to provide suitable voltages.
  • batteries are provided which operate with voltage levels of 200V.
  • the electrical system of a hybrid vehicle thus offers good prerequisites for integrating the electrical energy supplied by a solar module in a suitable manner, in particular by using additional and / or already existing inverter / converters and DC-DC converters.
  • the electric-energy-based vehicle drive and the electrically operable compressor are supplied by the same battery 18.
  • the vehicle can thus make do with the use of suitable inverter / converter or converter with a single battery or with a single battery pack.
  • the invention further relates to an energy supply system for a motor vehicle according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components;
  • FIG. 2 is a schematic representation of a second embodiment of an energy supply system according to the invention and related vehicle components;
  • Figure 3 is a schematic representation of a third embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components;
  • Figure 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components
  • Figure 5 is a schematic representation of a fifth embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components
  • Figure 6 is a schematic representation of a sixth embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components;
  • Figure 7 is a schematic representation of a seventh embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components;
  • Figure 1 shows a schematic representation of a first
  • An automotive air conditioning system 10 comprises as essential components an electrically operable compressor 12, a mechanically operable compressor 26, a condenser 28, a collector 30, an expansion valve 32, and an evaporator 34.
  • the components referred to form a refrigeration circuit optionally the mechanical compressor 26 or may include the electric compressor 12, wherein controllable valves 36, 38 are provided for switching between said operating possibilities.
  • an electrically operable fan 40 is provided to dissipate the heat generated at the capacitor 28, an electrically operable fan 40 is provided.
  • An electrically operable fan 42 is provided to supply air to the evaporator to be cooled.
  • a vehicle drive 14 drives a generator 16. This is in communication with a battery 18 to charge it.
  • a solar module 22 is provided, which is connected via a DC / DC converter 44 to a circuit node 46 in connection, said circuit node 46 is connected both to the power supply of the air conditioner 10 and to another battery 20.
  • the present system is now designed so that the DC / DC converter 44 provides a different voltage than the generator 16.
  • the generator provides a voltage of 12 V in the usual way, while the DC / DC converter 44 the voltage supplied by the solar module 22 converts to a voltage of 42V.
  • the DC / DC converter 44 the voltage supplied by the solar module 22 converts to a voltage of 42V.
  • the voltage supplied from the other battery 20 can be supplied directly to the electric compressor 12.
  • another DC / DC converter 48 is provided between the battery 18 and the circuit node 46.
  • the stored in the battery 18 e- nergy can be used without changing the voltage value to supply the blowers 40, 42 with electrical energy. If the energy supply of these blowers 40, 42 is to be taken over by the energy stored in the further battery 20 or the electrical voltage provided by the DC / DC converter 44, that is, by the voltage applied to the circuit node 46 For this purpose, a DC / DC converter 50 is provided. This converts the operating voltage of the further battery 20 corresponding voltage to a value corresponding to the operating voltage of the battery 18.
  • each battery 18, 20 can take over all the supply tasks with regard to the air conditioning.
  • the battery 18 that can be charged by the generator 16 may be designed in a conventional manner.
  • the further battery 20 can be selected with regard to the operating voltage of the compressor, in particular with increased operating voltage to provide increased power.
  • a simple DC / DC converter 48 between the battery 18 and the circuit node 46 a device may be provided which allows charging of the battery 18 by the energy provided by the solar module 22 available.
  • FIG. 1 may be partially controlled by an electronic controller in view of their interaction. This relates in particular to the electric compressor 12, the valves 36, 38, the fans 40, 42 and the DC / DC converters 44, 48, 50.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second one
  • Embodiment of an energy supply system according to the invention and related vehicle components In contrast to the system according to FIG. 1, only a single compressor, namely an electrically operable compressor 12, is provided in the air conditioning system 10 shown here.
  • a single compressor namely an electrically operable compressor 12
  • Such an embodiment of an air conditioning system is particularly suitable for hybrid vehicles, as in these an electrical system is provided which can provide sufficient power for the satisfactory operation of the air conditioner.
  • the voltage supplied by the generator 16 is brought by a DC / DC converter 52 to the operating voltage of a battery 18 or a battery pack. This operating voltage can be, for example, about 200 V.
  • the energy stored in the battery 18 can be supplied to an electric vehicle drive 24, this generally taking place via an inverter / converter 56 which, for example, generates a three-phase alternating voltage from the DC voltage.
  • the energy stored in the battery 18 can also be supplied to the air conditioning system 10, wherein this is done by switching a component 54, which is designed as an inverter / converter or DC / DC converter.
  • the battery 18, in addition to being charged by the generator 16, may also be charged by the solar module 22 through the intermediary of a DC / DC converter 44.
  • the electric compressor 12 and the bladders 40, 42 can be operated with the same voltage.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of an energy supply system according to the invention and related vehicle components.
  • the embodiment shown here is comparable to the variant shown in Figure 2, wherein it is simplified in view of the number of components involved. This is achieved by the fact that the voltage supplied by the generator 16 can be fed directly to the battery 18, as well as the voltage supplied by the DC / DC converter 44 connected downstream of the solar module 22. Further, the voltage stored in the battery 18 can be directly supplied to the electrical components of the air conditioner 10, that is, the blowers 40, 42 and the electric compressor 12. Prerequisite for this simplification is that the operating voltages of the components involved are coordinated, for example, by a battery with an operating voltage of 42 V is used, which can be used directly from the electric compressor 12 of the air conditioning 10 ideally.
  • the battery 18 fulfills the prerequisite for the energy supply of the electric vehicle drive, the battery 18 may be the only battery.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth embodiment of an energy supply system according to the invention and related vehicle components.
  • the system shown here represents a modification of the system shown in FIG. 3.
  • a component 58 which may be implemented as a DC / DC converter or else as an inverter / converter, in order thus to supply the electric compressor 12 and the other electrical components of the air conditioner 10, that is, in particular the blowers 40, 42 to provide different voltages available.
  • the battery 18 it is possible to design the battery 18 as a 42V battery, which voltage is supplied directly to the electric compressor 12, while the fans 40, 42 may operate in a conventional manner with an operating voltage of 12V.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a fifth embodiment of an energy supply system according to the invention and related vehicle components.
  • a component 58 which is designed as an inverter / converter or as a DC / DC converter. can be placed is between the battery 18 and the electrical components of the air conditioner 10, that is, in particular, both the electric compressor 12 and the fans 40, 42 connected.
  • the battery 18 is designed, for example, as a 12 V or 42 V battery and the electric compressor, for example, operates with an operating voltage of 110 V or 220 V, the operating voltages of the blower 40, 42 accordingly are.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a sixth embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components.
  • the blower 40, 42 with the
  • Battery voltage of, for example, 12 V or 48 V are operated while the voltage supplied to the electric compressor 12 can be converted to 110 V, for example.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a seventh embodiment of a power supply system according to the invention and related vehicle components.
  • the embodiment shown here is comparable to the embodiment according to FIG. In contrast to FIG. 2, however, the energy supplied by the solar module 22 is supplied to the battery 18 via the same component 60, this component 60 being, for example, an inverter / converter or, in the simpler case, a DC / DC converter can act.
  • the solar module 22 downstream DC / DC converter 44 may also be omitted.
  • the battery 18 is in the present case, for example, again designed as a battery arrangement with an operating voltage of about 200 V, so that the voltage via an inverter / converter 56 an electric vehicle drive 24 can be supplied.
  • the voltage can also be used directly for operating an electric compressor 12.
  • the fans 40, 42 are preferably supplied with a lower voltage, which is provided by interposing a component 58, which may be designed as an inverter / converter or DC / DC converter.
  • the compressors or compressor combinations mentioned in connection with the described embodiments can also be realized as a hybrid compressor, that is to say as a single compressor, which can optionally be driven either mechanically or electrically.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage (10) , die einen elektrisch betreibbaren Kompressor (12) aufweist, einem von einem Fahrzeugantrieb (14) betreibbaren Generator (16) zum Erzeugen von elektrischer Energie, einer Batterie (18) , die durch die von dem Generator erzeugte elektrische Energie aufladbar ist, und einem Solarmodul (22) zum Erzeugen elektrischer Energie, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein Hybridfahrzeug ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine weitere Batterie (20) vorgesehen ist, die durch die von dem Solarmodul (22) erzeugte Energie aufladbar ist und dass der elektrisch betreibbare Kompressor (12) durch in der ersten Batterie (18) gespeicherte Energie und/oder in der weiteren Batterie (20) gespeicherte Energie betreibbar ist.

Description

Kraftfahrzeug mit Solarmodul
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Klimaanlage, die einen elektrisch betreibbaren Kompressor aufweist, einem von einem Fahrzeugantrieb betreibbaren Generator zum Erzeugen von elektrischer Energie, einer Batterie, die durch die von dem Generator erzeugte elektrische Energie aufladbar ist, und einem Solarmodul zum Erzeugen elektrischer Energie. Die Erfindung betrifft insbesondere ein solches Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, der einen auf fossilen Brennstoffen und einen auf elektrischer Energie basierenden Fahrzeugantrieb aufweist.
Da die zur herkömmlichen Klimatisierung eines Kraftfahrzeuginnenraums benötige Energie vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs geliefert wird, muss im Zusammenhang mit der Standklimatisierung bei ruhendem Verbrennungsmotor nach an- deren Konzepten gesucht werden. Ein nützlicher Ansatz wird in der DE 199 03 769 Al offenbart. Dort ist angegeben, die von einem Solarmodul gelieferte elektrische Energie zum Betreiben von Lüftern zur Belüftung der Fahrgastzelle einzusetzen. Für den Betrieb der Lüfter nicht benötigte Solar- energie wird in der Fahrzeugbatterie zwischengespeichert.
Im Anschluss an diese solare Belüftung kann dann die Kraftfahrzeugklimaanlage in Betrieb genommen werden, wobei zu diesem Zweck ein elektrisch betreibbarer Kompressor vorgesehen ist. Der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage wird hier- durch auf einem niedrigeren Temperaturniveau begonnen als dies ohne die solare Belüftung der Fall wäre. Auf diese Weise kann es gelingen, das Kraftfahrzeug vor Inbetriebnahme, das heißt vor dem Einsteigen einer Person, auch an heißen Tagen auf eine erträgliche Temperatur zu bringen. Bei derartigen Konzepten, die sich der Solarenergie bedienen, sind unter anderem die Leistung der Solaranlage, die Speicherkapazität der Fahrzeugbatterie, der Wirkungsgrad der Fahrzeugbatterie und die elektrische Leistungsaufnahme für die verschiedenen beteiligten Betriebsarten zu berücksichtigen. Insbesondere auf der Grundlage dieser Größen ist es erwünscht, das Verbesserungspotential für eine Standklimatisierung auf der Grundlage einer solaren Energieversorgung zu nutzen und die Standklimatisierung zu optimieren.
Ein besonderes Augenmerk ist auf die Einspeisung der von dem Solarmodul erzeugten elektrischen Energie zu richten. Dabei geht es insbesondere um die Anpassung der verschiedenen im Kraftfahrzeug erzeugten, gespeicherten und benötig- ten Spannungen sowie um die effiziente Speicherung der erzeugten Energie .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von einem Solarmodul gelieferte Energie in geeigneter Weise in das e- lektrische System eines Kraftfahrzeugs einzuspeisen, insbesondere im Falle eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfin- düng sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung baut diese auf dem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug dadurch auf, dass eine weitere Batterie vorgesehen ist, die durch die von dem Solar- modul erzeugte Energie aufladbar ist und dass der elektrisch betreibbare Kompressor durch in der ersten Batterie gespeicherte Energie und/oder in der weiteren Batterie gespeicherte Energie betreibbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die von dem Solarmodul gelieferte elektrische E- nergie unabhängig von der Energie zu speichern, die in her- kömmlicher Weise von der Lichtmaschine des Fahrzeugs geliefert wird. Es müssen daher keine Vorkehrungen getroffen werden, die einer Einspeisung der vom Solarmodul gelieferten Energie in die normale Fahrzeugbatterie ermöglichen. Vielmehr kann ein herkömmliches System zusätzlich mit Solarmodul und zusätzlicher Batterie in einfacher Weise bestückt werden .
Dies ist besonders in dem Zusammenhang nützlich, dass die weitere Batterie eine andere Betriebsspannung aufweist als die von dem Generator aufladbare Batterie und dass die Betriebsspannung der weiteren Batterie der unmittelbar oder mittelbar durch das Solarmodul erzeugten Spannung im Wesentlichen entspricht. Die Betriebsspannung der weiteren Batterie kann somit direkt den Bedürfnissen der vorwiegend von dieser weiteren Batterie versorgten Verbraucher ange- passt werden. Wenn beispielsweise der elektrische Kompressor der Klimaanlage in besonders effizienter Weise auf der Grundlage einer Betriebsspannung von 48 V betrieben wird, so kann von vornherein die vom Solarmodul gelieferte elektrische Energie durch einen DC/DC-Wandler auf diesen Spannungswert gebracht werden und in einer Energie mit einer solchen Betriebsspannung gespeichert werden. Soll der e- lektrische Kompressor durch die normale Fahrzeugbatterie betrieben werden, die beispielsweise eine Betriebsspannung von 12 V hat, so ist es möglich, die Spannung durch einen DC/DC-Wandler auf das gewünschte Spannungsniveau zu transformieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung betrifft diese ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, wobei die Batterie durch die von dem Solarmodul erzeugte Energie aufladbar ist und wobei der elektrisch betreibbare Kompressor durch in der Batterie gespeicherte Energie betreibbar ist. Kraft- fahrzeuge mit Hybridantrieben, das heißt mit einem auf fos- silen Brennstoffen und einem auf elektrischer Energie basierenden Fahrzeugantrieb, bedienen sich standardmäßig eines ausgeklügelten Systems zur Bereitstellung geeigneter Spannungen. Beispielsweise sind Batterien vorgesehen, die mit Spannungswerten von 200 V arbeiten. Um mit der in den Batterien gespeicherten Energie das Kraftfahrzeug anzutreiben, wird dieses häufig mittels eines Inverter/Konverters in eine WechselSpannung auf geeignetem Spannungsniveau transformiert. Das elektrische System eines Hybridfahrzeugs bietet somit gute Vorraussetzungen, um die von einem Solarmodul gelieferte elektrische Energie in geeigneter Weise einzubinden, insbesondere durch die Verwendung zusätzlicher und/oder bereits vorhandener Inverter/Konverter sowie Gleichspannungswandler .
Besonders bevorzugt ist es, dass der auf elektrischer Energie basierende Fahrzeugantrieb und der elektrisch betreibbare Kompressor von derselben Batterie 18 versorgt werden. Das Fahrzeug kann somit unter Verwendung geeigneter Inver- ter/Konverter beziehungsweise Wandler mit einer einzigen Batterie beziehungsweise mit einem einzigen Batteriepaket auskommen .
In diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass Mittel vorge- sehen sind, die die von dem Generator und/oder dem Solarmodul gelieferte Spannung an die Betriebsspannung der Batterie anpassen. Auch wenn es grundsätzlich denkbar ist, dass das Solarmodul und der Generator Spannungen liefern, die direkt an die Batterie angelegt werden können, wird es im Allgemeinen nützlich und erforderlich sein, den Generator und das Solarmodul im Bereich ihrer optimalen Betriebsspannungen zu betreiben und die Anpassung an die Batteriespannung mittels einfachen Wandlern und/oder Inverter/Konver- tern vorzunehmen. Aus vergleichbaren Gründen ist vorgesehen, dass Mittel vorgesehen sind, die die an der Batterie abgegriffene Spannung an die Betriebsspannung mindestens eines Verbrauchers anpassen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Energieversorgungssystem für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen an besonders bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft erläutert .
Dabei zeigt :
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten; Figur 5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten;
Figur 6 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten;
Figur 7 eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten;
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungs- systems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten. Eine Klimaanlage 10 eines Kraftfahrzeugs umfasst als wesentliche Komponenten einen elektrisch betreibbaren Kompressor 12, einen mechanisch betreibbaren Kompressor 26, einen Kondensator 28, einen Sammler 30, ein Expansionsventil 32, und einen Verdampfer 34. Die genannten Komponenten bilden einen Kältekreis, der wahlweise den mechanischen Kompressor 26 oder den elektrischen Kompressor 12 enthalten kann, wobei zum Umschalten zwischen den genannten Betriebsmöglichkeiten steuerbare Ventile 36, 38 vorgesehen sind. Um die am Kondensator 28 entstehende Wärme abzuführen, ist ein elektrisch betreibbares Gebläse 40 vorgesehen. Ein elektrisch betreibbares Gebläse 42 ist vorgesehen, um dem Ver- dampfer zu kühlende Luft zuzuführen. Ein Fahrzeugantrieb 14 treibt einen Generator 16 an. Dieser steht mit einer Batterie 18 in Verbindung, um diese aufzuladen.
Weiterhin ist ein Solarmodul 22 vorgesehen, das über einen DC/DC-Wandler 44 mit einem Schaltungsknoten 46 in Verbindung steht, wobei dieser Schaltungsknoten 46 sowohl an die Energieversorgung der Klimaanlage 10 als auch an eine wei- tere Batterie 20 angeschlossen ist.
Das vorliegende System ist nun so ausgelegt, dass der DC/DC-Wandler 44 eine andere Spannung zur Verfügung stellt als der Generator 16. Beispielsweise stellt der Generator in üblicher Weise eine Spannung von 12 V zur Verfügung, während der DC/DC-Wandler 44 die von dem Solarmodul 22 gelieferte Spannung auf einen Spannungswert von 42 V wandelt. Dies kann nützlich sein, wenn der durch das Solarmodul 22 beziehungsweise durch die weitere Batterie 20 versorgte e- lektrische Kompressor 12 mit einer Betriebsspannung von 42 V zu versorgen ist. In diesem Fall kann die von der weiteren Batterie 20 gelieferte Spannung direkt dem elektrischen Kompressor 12 zugeführt werden. Um ebenfalls zu ermöglichen, dass die von der Batterie 18, die durch den Generator 16 aufgeladen wird, erzeugte Energie zum Antrieb des elektrischen Kompressors verwendet wird, ist zwischen der Batterie 18 und dem Schaltungsknoten 46 ein weiterer DC/DC-Wandler 48 vorgesehen. Die in der Batterie 18 gespeicherte E- nergie kann ohne Änderung des Spannungswertes verwendet werden, um die Gebläse 40, 42 mit elektrischer Energie zu versorgen. Soll die Energieversorgung dieser Gebläse 40, 42 durch die in der weiteren Batterie 20 gespeicherte Energie beziehungsweise die von dem DC/DC-Wandler 44 zur Verfügung gestellte elektrische Spannung übernommen werden, das heißt von der am Schaltungsknoten 46 anliegenden Spannung, so ist zu diesem Zweck ein DC/DC-Wandler 50 vorgesehen. Dieser wandelt die der Betriebsspannung der weiteren Batterie 20 entsprechende Spannung auf einen Wert, der der Betriebsspannung der Batterie 18 entspricht.
Es liegt somit ein System vor, dass zwei Batterien 18, 20 aufweist, wobei jede Batterie 18, 20 sämtliche Versorgungsaufgaben im Hinblick auf die Klimaanlage übernehmen kann. Die durch den Generator 16 aufladbare Batterie 18 kann in herkömmlicher Weise ausgelegt sein. Die weitere Batterie 20 kann im Hinblick auf die Betriebsspannung des Kompressors gewählt werden, insbesondere mit erhöhter Betriebsspannung zur Bereitstellung einer erhöhten Leistung. Anstelle eines einfachen DC/DC-Wandlers 48 zwischen der Batterie 18 und dem Schaltungsknoten 46 kann auch eine Einrichtung vorgesehen sein, die ein Laden der Batterie 18 durch die von dem Solarmodul 22 zur Verfügung gestellte Energie ermöglicht.
Die in der Figur 1 dargestellten Komponenten können im Hin- blick auf ihr Zusammenspiel teilweise durch eine elektronische Steuerung gesteuert werden. Dies betrifft insbesondere den elektrischen Kompressor 12, die Ventile 36, 38, die Gebläse 40, 42 sowie die DC/DC-Wandler 44, 48, 50.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungs- systems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten. Im Gegensatz zu dem System gemäß Figur 1 ist in der hier dargestellten Klimaanlage 10 nur ein einziger Kompres- sor, nämlich ein elektrisch betreibbarer Kompressor 12 vorgesehen. Die derartige Ausgestaltung einer Klimaanlage bietet sich insbesondere bei Hybridfahrzeugen an, da in diesen ein elektrisches System vorgesehen ist, welches eine ausreichende Leistung für den zufrieden stellenden Betrieb der Klimaanlage liefern kann. Bei einem solchen Hybridfahrzeug wird die von dem Generator 16 gelieferte Spannung durch einen DC/DC-Wandler 52 auf die Betriebsspannung einer Batterie 18 beziehungsweise eines Batteriepaketes gebracht. Diese Betriebsspannung kann beispielsweise ca. 200 V betragen. Die in der Batterie 18 gespeicherte Energie kann einerseits einem elektrischen Fahrzeugantrieb 24 zugeführt werden, wobei dies im Allgemeinen über einen Inverter/Konverter 56 erfolgt, der aus der Gleichspannung beispielsweise eine dreiphasige WechselSpannung erzeugt. Die in der Batterie 18 gespeicherte Energie kann aber auch der Klimaanlage 10 zugeführt werden, wobei dies unter Vermittlung einer Komponente 54 erfolgt, die als Inverter/Konverter beziehungsweise DC/DC-Wandler ausgelegt ist. Die Batterie 18 kann zusätzlich zur Aufladung durch den Generator 16 auch durch das Solarmodul 22 unter Vermittlung eines DC/DC-Wandlers 44 aufgeladen werden.
Bei der im Zusammenhang mit Figur 2 dargestellten Ausführungsform können der elektrische Kompressor 12 und die Ge- blase 40, 42 mit der selben Spannung betrieben werden.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EnergieVersorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkompo- nenten. Die hier dargestellte Ausführungsform ist vergleichbar mit der in Figur 2 gezeigten Variante, wobei sie im Hinblick auf die Anzahl der beteiligten Komponenten vereinfacht ist. Dies gelingt dadurch, dass die von dem Generator 16 gelieferte Spannung direkt der Batterie 18 zuge- führt werden kann, ebenso wie die von dem dem Solarmodul 22 nachgeschalteten DC/DC-Wandler 44 gelieferte Spannung. Weiterhin kann die in der Batterie 18 gespeicherte Spannung direkt den elektrischen Komponenten der Klimaanlage 10, das heißt den Gebläsen 40, 42 und dem elektrischen Kompressor 12 zugeführt werden. Voraussetzung für diese Vereinfachung ist, dass die Betriebsspannungen der beteiligten Komponenten aufeinander abgestimmt sind, indem beispielsweise eine Batterie mit einer Betriebsspannung von 42 V verwendet wird, die in idealer Weise direkt vom elektrischen Kompres- sor 12 der Klimaanlage 10 genutzt werden kann. Im Falle einer Betriebsspannung der Batterie 18 von 42 V ist für den elektrischen Fahrzeugantrieb des Hybridfahrzeugs eine weitere Batterie mit höherer Spannung vorgesehen, weshalb der elektrische Fahrzeugantrieb hier nicht dargestellt ist. Er- füllt die Batterie 18 jedoch die Voraussetzung für die E- nergieVersorgung des elektrischen Fahrzeugantriebs, so kann die Batterie 18 die einzige Batterie sein.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EnergieVersorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten. Das hier gezeigte System stellt eine Abwandlung der in Figur 3 dargestellten Anlage dar. Es ist zusätzlich eine Komponente 58, die als DC/DC-Wandler oder auch als Inver- ter/Konverter realisiert sein kann, vorgesehen, um so dem elektrischen Kompressor 12 und den weiteren elektrischen Komponenten der Klimaanlage 10, das heißt insbesondere den Gebläsen 40, 42, unterschiedliche Spannungen zur Verfügung stellen zu können. So ist es beispielsweise möglich, die Batterie 18 als 42-V-Batterie auszulegen, wobei diese Spannung dem elektrischen Kompressor 12 direkt zugeführt wird, während die Gebläse 40, 42 in herkömmlicher Weise mit einer Betriebsspannung von 12 V arbeiten können.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen EnergieVersorgungssystems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten. Hier ist eine weitere Abwandlung der Ausführungs- form gemäß Figur 3 dargestellt. Eine Komponente 58, die als Inverter/Konverter beziehungsweise als DC/DC-Wandler ausge- legt sein kann, ist zwischen die Batterie 18 und die elektrischen Komponenten der Klimaanlage 10, das heißt insbesondere sowohl den elektrischen Kompressor 12 als auch die Gebläse 40, 42 geschaltet. Eine solche Lösung kann sinnvoll sein, wenn die Batterie 18 beispielsweise als 12 -V- oder 42-V-Batterie ausgelegt ist und der elektrische Kompressor beispielsweise mit einer Betriebsspannung von 110 V beziehungsweise 220 V arbeitet, wobei die Betriebsspannungen der Gebläse 40, 42 entsprechend sind.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungs- systems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten. Im Gegensatz zu Figur 5 können bei der vorliegend dargestellten Ausführungsform die Gebläse 40, 42 mit der
Batteriespannung von beispielsweise 12 V oder 48 V betrieben werden, während die dem elektrischen Kompressor 12 zugeführte Spannung auf beispielsweise 110 V gewandelt werden kann.
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungs- systems sowie damit in Verbindung stehender Fahrzeugkomponenten. Die hier dargestellte Ausführungsform ist mit der Ausführungsform gemäß Figur 2 vergleichbar. Im Gegensatz zu Figur 2 werden aber die von dem Solarmodul 22 gelieferte Energie über die selbe Komponente 60 der Batterie 18 zugeführt, wobei es sich bei dieser Komponente 60 beispielsweise um einen Inverter/Konverter beziehungsweise im einfache- ren Fall um einen DC/DC-Wandler handeln kann. Der dem Solarmodul 22 nachgelagerte DC/DC-Wandler 44 kann auch entfallen. Die Batterie 18 ist im vorliegenden Fall beispielhaft wieder als eine Batterieanordnung mit einer Betriebsspannung von ca. 200 V ausgelegt, so dass die Spannung über einen Inverter/Konverter 56 einem elektrischen Fahrzeugan- trieb 24 zugeführt werden kann. Die Spannung kann auch direkt zum Betrieb eines elektrischen Kompressors 12 verwendet werden. Die Gebläse 40, 42 werden vorzugsweise mit einer niedrigeren Spannung versorgt, die durch Zwischenschal- ten einer Komponente 58 bereitgestellt wird, wobei diese als Inverter/Konverter beziehungsweise DC/DC-Wandler ausgelegt sein kann.
Die im Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsformen erwähnten Kompressoren beziehungsweise Kompressorkombinationen (Figur 1) können auch als Hybrid-Kompressor realisiert sein, das heißt als ein einziger Kompressor, der wahlweise entweder mechanisch oder elektrisch angetrieben werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste :
10 Klimaanlage
12 elektrischer Kompressor 14 Fahrzeugantrieb, Brennstoff
16 Generator
18 Batterie
20 Batterie
22 Solarmodul 24 Fahrzeugantrieb, elektrisch
26 mechanischer Kompressor
28 Kondensator
30 Sammler
32 Expansionsventil 34 Verdampfer
36 Ventil
38 Ventil
40 Gebläse
42 Gebläse 44 DC/DC-Wandler
46 Schaltungsknoten
48 DC/DC-Wandler
50 DC/DC-Wandler
52 DC/DC-Wandler 54 Inverter/Konverter beziehungsweise DC/DC-Wandler
56 Inverter/Konverter
58 Inverter/Konverter beziehungsweise DC/DC-Wandler
60 Inverter/Konverter beziehungsweise DC/DC-Wandler

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kraftfahrzeug mit
einer Klimaanlage (10) , die einen elektrisch betreibbaren Kompressor (12) aufweist,
- einem von einem Fahrzeugantrieb (14) betreibbaren Generator (16) zum Erzeugen von elektrischer E- nergie,
einer Batterie (18) , die durch die von dem Gene- rator erzeugte elektrische Energie aufladbar ist, und
einem Solarmodul (22) zum Erzeugen elektrischer Energie,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine weitere Batterie (20) vorgesehen ist, die durch die von dem Solarmodul (22) erzeugte Energie aufladbar ist und
dass der elektrisch betreibbare Kompressor (12) durch in der von dem Generator (16) aufladbaren Batterie (18) gespeicherte Energie und/oder in der weiteren Batterie (20) gespeicherte Energie betreibbar ist.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Batterie (20) eine andere Betriebsspannung aufweist als die von dem Generator aufladbare Batterie (18) und
- dass die Betriebsspannung der weiteren Batterie
(20) der unmittelbar oder mittelbar durch das Solarmodul (22) erzeugten Spannung im Wesentlichen entspricht .
Kraftfahrzeug mit
einem Hybridantrieb, der einen auf fossilen Brennstoffen basierenden Fahrzeugantrieb (14) und einen auf elektrischer Energie basierenden Fahr- zeugantrieb (24) aufweist,
einer Klimaanlage (10) , die einen elektrisch betreibbaren Kompressor (12) aufweist,
- einem von einem Fahrzeugantrieb (14) betreibbaren Generator (16) zum Erzeugen von elektrischer E- nergie,
einer Batterie (18) , die durch die von dem Gene- rator erzeugte elektrische Energie aufladbar ist, und
einem Solarmodul (22) zum Erzeugen elektrischer Energie,
wobei die Batterie (18) durch die von dem Solarmodul (22) erzeugte Energie aufladbar ist und wobei der elektrisch betreibbare Kompressor durch in der Batterie gespeicherte Energie betreibbar ist.
4. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der auf elektrischer Energie basierende Fahrzeugantrieb (24) und der elektrisch betreibbare Kompressor (12) von derselben Batterie (18) versorgt werden.
5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, (44, 52, 60) vorgesehen sind, die die von dem Generator (16) und/oder dem Solarmodul (22) gelieferte Spannung an die Betriebsspannung der Batterie (18) anpassen.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (54, 56, 58) vorgesehen sind, die die an der Batterie (18) abgegriffene Spannung an die Betriebsspannung mindestens eines Verbrauchers anpassen.
7. Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche .
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