EP3312401B1 - Kühlkreislauf für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Kühlkreislauf für ein kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
EP3312401B1
EP3312401B1 EP17194308.7A EP17194308A EP3312401B1 EP 3312401 B1 EP3312401 B1 EP 3312401B1 EP 17194308 A EP17194308 A EP 17194308A EP 3312401 B1 EP3312401 B1 EP 3312401B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
coolant
cooling circuit
circuit according
accumulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17194308.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3312401A1 (de
Inventor
Simon Bucher
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.)
MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Truck and Bus SE filed Critical MAN Truck and Bus SE
Publication of EP3312401A1 publication Critical patent/EP3312401A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3312401B1 publication Critical patent/EP3312401B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/164—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by varying pump speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/14—Indicating devices; Other safety devices
    • F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2050/00—Applications
    • F01P2050/24—Hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/08—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by cutting in or out of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00

Definitions

  • the present invention relates to a cooling circuit for a drive train of a motor vehicle.
  • a route-dependent controlled cooling circuit and a motor vehicle equipped therewith are described.
  • the temperature management of motor vehicles for example with internal combustion engines, increasingly provides active thermostats that are electronically controlled to a target temperature value, for example.
  • a target temperature value for example.
  • the coolant temperature can be controlled predictively (also: predictively), for example depending on a driving route ahead (also: route profile).
  • the document DE 10 2013 009 275 A1 describes an operating method in which the oil circuit of a drive train component is predictively controlled depending on a route profile ahead. If a higher load on the drive train component is recognized in the forecast horizon, predictive cooling of the oil takes place even before the start of a full load phase. It is possible to absorb the heat generated during the full load phase without increasing the temperature in the oil circuit.
  • Such a conventional operating method can reduce a fluctuation range in the oil temperature, for example to optimize the viscosity of the oil.
  • premature cooling is associated with increased fuel consumption due to the operation of energy-consuming secondary consumers. For example, a fan must be switched on, which in the commercial vehicle sector can take up an output of more than 10 kW, the speed of a cooling water pump must be increased, and / or an increased cooling air supply driven by dynamic pressure increases the air resistance of the vehicle.
  • the heat transport for premature cooling for example to lower the oil temperature before climbing a mountain, is more inefficient than the conventional dissipation of waste heat in response to an increased oil temperature, since the temperature difference between the oil temperature and the ambient temperature is lower in the case of premature cooling.
  • the document WO 00/60236 relates to the cold start of an internal combustion engine. Coolant that was heated up during operation of the internal combustion engine is stored in a thermally insulated container.
  • the document EP 2 944 786 A1 describes control methods for a vehicle cooling system based on an artificial neural network.
  • Input variables of the network include coolant temperature and topography of a route section ahead.
  • An alternative or complementary task is one Provide technology for predictive temperature management in which a higher degree of activation of energy-consuming cooling circuit components is reduced or avoided.
  • a cooling circuit for a drive train of a motor vehicle comprises a cooling unit which is designed to cool a coolant; a drive unit which is in fluid connection with the cooling unit and is designed to provide or extract power from the motor vehicle with the introduction of heat into the coolant; a heat accumulator which can be brought into heat exchange with the coolant; and a controller which is designed to bring the heat accumulator into heat exchange with the coolant as a function of a distance traveled by the motor vehicle.
  • the extraction of the power can include recuperation (i.e. usable recovery).
  • the power can be taken from the kinetic energy of the vehicle and (at least partially) stored.
  • the extracted power can be dissipated (i.e. converted into heat).
  • the extracted power can be part of the heat input.
  • the power provided can include a positive drive power for generating a drive torque.
  • the extracted (e.g. recuperated and / or dissipated) power can include negative drive power for generating a braking torque.
  • the drive unit can be a component of the drive train of the motor vehicle.
  • the drive unit can provide the drive power (also: traction power) for the drive train.
  • the drive power provided can include electrical power or mechanical power.
  • the heat input can be waste heat from the drive unit when the drive power is delivered or in the case of recuperation.
  • the control of the heat exchange with the heat accumulator can also be dependent on other influencing factors of the cooling circuit.
  • the control of the heat exchange can depend on each predicted heat input into the coolant and / or each predicted heat output.
  • the control of the heat exchange can depend on a route ahead and, optionally, on a route ahead.
  • the control can start the heat exchange when the route ahead comprises a high-load (also: load-heavy) section.
  • the controller can terminate the heat exchange when the previous route includes a section with low loads (also: low loads).
  • the heat accumulator and the coolant are in heat exchange during an ascent and during a subsequent downhill gradient.
  • the beginning or the establishment of the heat exchange between the heat accumulator and the coolant can also be referred to as switching on.
  • An end to the heat exchange or a thermal separation (also: insulation) of the heat accumulator from the coolant in the cooling circuit can also be referred to as shutdown.
  • the heat accumulator that can be brought into heat exchange with the coolant in accordance with the control can also be referred to as a switchable or switchable heat capacity.
  • the switchable or switchable heat capacity can relate to an increased or decreased thermal inertia of the cooling circuit.
  • a functional relationship between the amount of heat stored in the heat accumulator and the temperature of the coolant is not necessarily linear.
  • a temperature profile of the coolant can be smoothed and / or a variance in the temperature of the coolant can be reduced, without additional power requirement in the cooling circuit.
  • an increase in the temperature of the coolant for example on an ascent of the route, can be limited or reduced without increased energy consumption in the cooling circuit.
  • peak temperatures of the coolant and the drive unit to be cooled can turn out to be lower than without switching on.
  • the temperature rise can be limited or reduced in such a way that the operation or an increase in output of a secondary consumer of the cooling circuit does not occur in the load-rich section.
  • the cooling unit can comprise a cooler for releasing heat from the coolant to ambient air.
  • the cooling unit can be an active cooling unit (for example with a fan) or a passive cooling unit (for example using the airstream and / or convection).
  • the cooling unit can also have a pump for circulating the coolant in the Include cooling circuit between drive unit and cooler.
  • the coolant can for example comprise water or oil.
  • the motor vehicle can be a passenger car (passenger car) or a utility vehicle, for example a truck (in particular a tractor unit) or a bus.
  • the drive unit can comprise an internal combustion engine, an electrical traction energy store, an electrical machine (e-machine) and / or a converter (for example an inverter and / or rectifier).
  • the drive unit can comprise a hybrid drive with an internal combustion engine and an electric machine.
  • the drive unit can comprise a heat-generating traction energy store (e.g. accumulators as electrical traction energy stores in electric drives).
  • the traction energy store can be a source of heat input into the coolant (for example when driving or recuperating).
  • the function of the heat accumulator and / or the control can take place analogously to the case of an internal combustion engine described here.
  • the heat input can include waste heat when generating a drive torque by means of the drive unit and / or waste heat when generating a braking torque by means of the drive unit.
  • the drive unit can comprise an endurance brake (for example a retarder), the waste heat of which is introduced into the coolant when the braking torque is generated.
  • the electric machine can charge the electrical traction energy store when generating the braking torque, the waste heat introduced into the coolant being caused by the electric machine, the converter and / or the electric traction energy store.
  • the controller can be designed to either bring the heat store into heat exchange with the coolant or to isolate the heat store from the coolant.
  • the controller can control a degree of heat exchange (i.e., an efficiency of heat transport). For example, heat conduction or convection of the heat exchange between the heat store and the coolant can be controlled.
  • the heat exchange can increase a heat capacity of the cooling circuit (for example an effective heat capacity of the coolant).
  • the insulation can reduce the heat capacity.
  • the controller can control the switched on and / or switched off heat capacity of the heat accumulator in several stages or continuously.
  • the drive unit can comprise channels which are designed to receive the coolant.
  • the channels can run in an engine block or an oil pan of the internal combustion engine and / or between electrochemical cells of the traction energy store.
  • the channels can be in fluid communication with the cooling unit.
  • the coolant can circulate between the cooling unit and the drive unit, for example through the channels.
  • the heat accumulator can be connected in series with the drive unit if the heat accumulator is in heat exchange with the coolant.
  • the heat store (with respect to a flow direction of the circulating coolant) can be arranged downstream of the cooling unit and / or upstream of the drive unit, or the heat store can be arranged after the drive unit in the direction of circulation.
  • the heat accumulator can be thermally insulated from the coolant in that the coolant is conducted past the heat accumulator, for example through a bypass line.
  • the heat accumulator can be connected in parallel with respect to the circulation if the heat accumulator is in heat exchange with the coolant.
  • the heat accumulator can be connected in parallel to the drive unit. A pressure drop on the drive unit can drive the coolant to flow through the heat accumulator.
  • the heat store can comprise further coolant.
  • the additional coolant can be brought into heat exchange with the coolant in the cooling circuit by mixing.
  • the heat exchange can be brought about by connecting a coolant reservoir which contains the further coolant.
  • the connected coolant reservoir can be flowed through by the circulating coolant or be in convective fluid connection with the circulating coolant.
  • control system can remove coolant from the cooling circuit.
  • coolant from the cooling circuit into the heat accumulator (for example by separating coolant from the circulating part of the cooling circuit to form a fluid in the heat accumulator)
  • the removed Coolant from the cooling circuit in particular from the drive unit and / or the cooling unit) are thermally isolated.
  • the heat accumulator can comprise a pipeline.
  • the pipeline can take in the additional coolant (in particular, remove it when switching on the cooling circuit) or contain it (in particular remove it when switching off the cooling circuit).
  • a length and / or a diameter of the pipeline can be greater than in the case of other lines (for example connection lines) of the cooling circuit.
  • the pipeline can run in a meandering shape, for example as channels in an integrally one-piece component.
  • the heat exchange can be brought about by connecting the pipeline to the cooling circuit. Since the circulating coolant displaces the additional coolant held in the pipeline (for example without substantial mixing in the pipeline), the heat storage device can be switched on with little thermal inertia. For example, the temperature of the additional coolant can have an immediate effect on the temperature of the circulating coolant when it is switched on.
  • the heat exchange with the heat accumulator increases a heat capacity.
  • the controller controls the increase in the heat capacity by changing a variable volume of the heat accumulator.
  • the heat accumulator comprises a cylinder which, at a first end, can be brought into fluid connection with the cooling circuit for heat exchange.
  • the cylinder is closed by a longitudinally movable piston.
  • an increase in the heat capacity when the pipeline is connected can be controlled by the length of the pipeline connected.
  • the pipeline can have several branches, each of which can be brought into fluid connection with the cooling circuit as an inlet and / or outlet.
  • the increase in the heat capacity ie the connected heat capacity
  • the increase in the heat capacity can be gradually controlled by the length (for example from the inlet and / or to the outlet) of the connected pipeline.
  • the control is also designed to calculate a future heat input or a time profile of the future heat input on the basis of the driving route ahead.
  • the control can increase the heat capacity by switching on or reduce it by switching off.
  • the connection and / or the disconnection can depend on an actual temperature of the coolant and / or an actual temperature of the heat accumulator. For example, switching off in the low-load area can only take place when the actual temperature of the heat accumulator has fallen below a threshold value.
  • the size of the connected heat capacity can depend on a pre-calculated net heat input in a contiguous period of time.
  • the net heat input is calculated in advance as the time integral of the positive difference between the waste heat output of the drive unit and the cooling output of the cooling unit.
  • the coherent period can be determined by the positivity of the difference between waste heat output and cooling output.
  • the cooling performance can depend on boundary conditions of the motor vehicle, for example on an ambient temperature of the motor vehicle, a driving speed of the motor vehicle and / or a coolant pump output.
  • the heat store can be brought into heat exchange with the coolant via a heat exchanger (for example on the primary side).
  • the switchable heat capacity can be provided (for example on the secondary side) by a medium.
  • the heat store can be designed for a phase transition.
  • the secondary-side medium can be designed to change its state of aggregation in the working range of the coolant temperature.
  • the heat exchange can comprise latent heat of the phase change.
  • the controller can bring the heat accumulator into heat exchange with the coolant in front of a load-bearing section of the route in order to absorb at least part of the heat input in the load-bearing section.
  • the controller can determine the heavy load section of the route by locating the motor vehicle, map data (for example data on the lane inclination or lane height) and / or recording a signage.
  • the load-rich section can include an increase in the longitudinal inclination of a roadway and / or an increase in a maximum speed.
  • the control system can start the heavy-load section based on a loading location of the route determine.
  • the loading location can be a loading location of a truck or a construction site vehicle or an entry point for a bus.
  • the controller can bring the heat storage device into heat exchange with the coolant in front of a low-load section of the route or hold it to release heat stored in the heat storage device during the low-load section.
  • the controller can determine the low-load section of the route through the location, the map data and / or the signage recognition.
  • the low-load section can comprise a level roadway, a sloping roadway and / or a reduction in the maximum speed.
  • the controller can determine a start of the low-load section based on a unloading location of the route.
  • the unloading location can be an unloading location of the truck or the construction site vehicle or an exit point for the bus.
  • a motor vehicle in particular a passenger car or a utility vehicle, is provided.
  • the motor vehicle comprises a drive train with a drive unit and a cooling circuit cooling the drive unit according to an embodiment of the above aspect.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a motor vehicle, generally designated by reference symbol 100.
  • the motor vehicle 100 comprises a drive train 102 and a cooling circuit 110 for the drive train 102.
  • the cooling circuit 110 comprises a cooling unit 112 for cooling one along the reinforced line in the direction of the arrow in the schematic block diagram of FIG Figure 1 circulating coolant.
  • the cooling circuit 110 further comprises a drive unit 114, which is in fluid connection with the cooling unit 112 due to the circulating coolant.
  • the drive unit 114 provides drive power for the motor vehicle 100 by introducing heat into the coolant (ie causes a drive torque) or at least partially recuperates drive power from the kinetic energy of the motor vehicle 100 (ie causes a braking torque).
  • the drive unit 114 can comprise an internal combustion engine, and the drive power provided can be mechanical power. As an alternative or in addition, the drive unit 114 can comprise an electrical traction energy store and the drive power can be output as high-voltage direct current to a power network of the motor vehicle.
  • the cooling circuit 110 further comprises a heat accumulator 116, which can optionally be brought into heat exchange 115 with the coolant and can be thermally insulated from the coolant.
  • the cooling circuit 110 further comprises a controller 118 which, depending on a driving route ahead of the motor vehicle 100, brings the heat accumulator 116 into heat exchange 115 with the coolant or is thermally insulated from the coolant.
  • the cooling unit 112 can, for example in the case of an electric motor vehicle 100 with an electric traction energy store 114 and an electric drive train 102, comprise a passive cooler 120 over which the airflow 122 passes.
  • the cooling unit 112 further comprises a fan 124 for driven convective heat exchange on the radiator 120 with the surroundings of the motor vehicle 100, for example in the case of a motor vehicle 100 with an internal combustion engine.
  • the fan 124 can be driven electrically or hydraulically.
  • the fan can be designed to be switched on (for example by the controller 118) when the temperature of the coolant exceeds a limit temperature.
  • the controller 118 can dimension the connected heat capacity in such a way that the temperature of the coolant remains below the limit temperature when the heat input is calculated in advance.
  • the circulating coolant can include air, water, or oil.
  • the circulation of the coolant is preferably driven by a coolant pump 126 in the cooling circuit 110.
  • a speed of the pump 126 is preferably regulated, for example by the controller 118.
  • the pump can be driven electrically or via a belt.
  • the controller 118 comprises a data memory or has access to a data memory in which topographical map data are stored. Furthermore, the controller 118 determines a location information or receives a location information.
  • the location information can for example be determined and / or specified using kinematic measured variables of the motor vehicle 100 (e.g. the course of the driving speed and / or a steering angle) and / or a location signal (e.g. a global navigation satellite system and / or a mobile radio system).
  • the controller 118 estimates (optionally using a speed-dependent air resistance, a rolling resistance and / or a load on the motor vehicle 100) the expected heat input of the drive unit 114 into the coolant on the driving route ahead.
  • a time-dependent or location-dependent profile of the heat input i.e. a time-dependent and / or location-dependent output of the waste heat from the drive unit 114) can be calculated in advance for the route ahead.
  • the controller 118 has the effect that the effective heat capacity of the coolant is increased before a mountain climb, so that the temperature lift of the coolant is reduced by the load-related heat input of the drive unit 114 in the heavily loaded driving condition on the hill climb, so that the connection of the fan 124 or an increase in the speed of the pump 126 can be avoided or reduced.
  • the amount of heat stored in the heat accumulator 116 is fed back to the cooling circuit 110 in a targeted manner (while maintaining the heat exchange 115 or by restoring the heat exchange 115), for example even if the low-load driving condition occurs later (for example a few kilometers later) .
  • Embodiments of the cooling circuit 110 can, for example depending on the technical implementation, drive concept and topography of the route, increase the energy efficiency (for example the fuel efficiency in the case of a motor vehicle 100 with an internal combustion engine). For this purpose, based on the exact knowledge of the topography of the ahead Travel distance, times for connecting and disconnecting the additional heat capacity of the heat accumulator 116 are calculated.
  • a variable heat capacity of the heat store 116 can be switched on.
  • the heat accumulator 116 can be switched on in individual sections (with correspondingly different partial heat capacities).
  • a first implementation of the heat accumulator 116 includes additional coolant volume that is introduced into the cooling circuit 110 to increase its heat capacity or is removed to reduce the heat capacity of the cooling circuit 110 influences the temperature of the coolant there.
  • the heat store 116 comprises a heat exchanger.
  • the coolant of the cooling circuit 110 optionally flows through a primary side of the heat exchanger.
  • the switchable heat capacity is provided, which is brought into heat exchange 115 with the coolant on the primary side when the coolant flows through.
  • the connected heat capacity on the secondary side can be heated or cooled down in accordance with the temperature of the coolant.
  • the second implementation of the heat store 116 enables the use of a medium on the secondary side of the heat exchanger of the heat store 116 that is different from the coolant of the cooling circuit 110.
  • the switchable heat capacity on the secondary side can comprise a solid and / or a medium with changes in its physical state (for example between liquid and gaseous) in the relevant temperature range of the coolant.
  • the heat store 116 can comprise a thermochemical heat store.
  • the medium on the secondary side of the heat exchanger of the heat accumulator 116 can be designed to form a reversible endo / exo-thermal reaction.
  • the medium can comprise silica gel (for a low temperature range below 100 ° Celsius) or zeolites (for a high temperature range above 100 ° Celsius).
  • the controller 118 optionally determines a reaction time at which the enthalpy release is triggered by adsorption (for example by adding water).
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of a first embodiment of the cooling circuit 110.
  • the in Figure 2 The exemplary embodiment shown can be combined with each of the above implementation variants. Features those of those of the Figure 1 correspond or are functionally equivalent are provided with matching reference symbols.
  • the heat accumulator 116 is connected in parallel to the drive unit 114.
  • the controller 118 By opening a valve 128 in the side branch 115-1, 116, 115-2 of the heat accumulator 116, the controller 118 brings the heat accumulator 116 into heat exchange 115-1, 115-2 with the coolant.
  • the coolant is driven through the heat accumulator 116 between the connections 115-1 and 115-2 as a result of the pressure drop on the drive unit.
  • the heat accumulator 116 In the open position of the valve 128, the heat accumulator 116 is in heat exchange 115-1, 115-2 with the coolant. In the closed position of the valve 128, the heat accumulator 116 is thermally insulated from the coolant.
  • the valve 128 can be a directional valve (for example a 2/2-way valve) or a throttle valve (for example for the freely controllable amount of coolant circulating via the heat accumulator 116).
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of a second exemplary embodiment of the cooling circuit 110.
  • the second exemplary embodiment can be combined with any implementation and any exemplary embodiment described above.
  • the heat accumulator 116 is optionally connected in series with the drive unit 114 in the cooling circuit 110.
  • a first branch with the heat accumulator 116 and a second branch parallel to the first branch without a heat accumulator are arranged between the cooling unit 112 and the drive unit 114.
  • the second branch can also be referred to as a bypass line.
  • the supply connection of the heat exchange 115-1 is connected to the cooling unit 112 and the outflow connection of the heat exchange 115-2 is connected to the drive unit 114 via the valve 128.
  • the second branch comprises a second valve 130 which, in its open position, enables a bypass route for the coolant past the heat accumulator 116.
  • the second valve 130 can also be referred to as a bypass valve.
  • the heat accumulator 116 is brought into heat exchange 115-1, 115-2 with the coolant.
  • the valves 128 and 130 are optionally implemented by the opposite positions of a switchover valve, for example a 3/2-way valve.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of a third embodiment of the cooling circuit 110.
  • the in Figure 4 The third exemplary embodiment shown comprises a low-temperature cooling circuit 110-NT and a high-temperature cooling circuit 110-HT with a low-temperature cooler 120-NT and a high-temperature cooler 120-HT, respectively.
  • the third exemplary embodiment shown can be a further development of the parallel connection of the first exemplary embodiment of FIG Figure 2 and / or, with regard to the high-temperature cooling circuit 110-HT, a further development of the series connection of the second exemplary embodiment of FIG Figure 3 be.
  • the return of the high-temperature cooling circuit 110-HT is connected to the inlet of the low-temperature cooling circuit 110-NT.
  • the return of the low-temperature cooling circuit 110-NT opens downstream of the high-temperature cooler 120-HT into the high-temperature cooling circuit 110-HT.
  • the pump 126 is arranged in the high-temperature cooling circuit 110-HT downstream of the high-temperature cooler 120-HT.
  • the different sub-circuits 110-NT and 110-HT can each cool different units of the motor vehicle 100.
  • motor vehicle 100 includes an internal combustion engine as drive unit 114 with at least one exhaust gas turbocharger 132 for compression and at least one air charge cooler 134 for cooling charge air 136, which is supplied to an air intake tract 138 of internal combustion engine 114.
  • the exhaust gas turbochargers 132 are connected on the turbine side to an exhaust manifold 140 of the internal combustion engine 114.
  • the low-temperature cooling circuit 110-NT cools the at least one air charge cooler 134.
  • the high-temperature cooling circuit 110-HT cools the internal combustion engine 114, in particular its liners and oil cooler 142.
  • the cooling circuit 110 also cools an exhaust gas recirculation (EGR) with a first EGR heat exchanger 144 in the high-temperature cooling circuit 110-HT and a second EGR heat exchanger 146 in the low-temperature cooling circuit 110-NT.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the high-temperature cooling circuit 110-HT cools a heat exchanger 148 of a retarder for wear-free braking of the motor vehicle 100.
  • the retarder can be an intarder integrated in the transmission.
  • heat for a heater 150 of the motor vehicle 100 can be taken from the high-temperature cooling circuit 110-HT.
  • the coolant can predominantly comprise liquid water.
  • the high-temperature cooling circuit 110-HT can be operated in a range from 86 ° C to 94 ° C, for example. Changes in the temperature-dependent volume of the coolant are caused by an expansion tank 152, in which the liquid and gaseous phases of the coolant coexist, are balanced via a filling line 154 for the liquid phase.
  • a low-pressure accumulator 156 in the high-temperature cooling circuit 110-HT keeps the pressure of the coolant constant or in a range, for example, from 1.0 to 1.5 bar.
  • the controller 118 opens the connection of the heat accumulator 116 in the low-temperature circuit 110-NT, the valve 128-NT before or at high heat inputs, z. B. a mountain trip. By opening the valve 128-NT, the low-temperature circuit 110-NT is cooled and / or its thermal capacity is increased.
  • a check valve 129 is arranged at the low-temperature outlet of the heat accumulator 116 in order to avoid a backflow upstream of the pump 126.
  • the controller 118 opens the valve 128-HT to connect the heat accumulator 116 to the high-temperature cooling circuit 110-HT.
  • the heat accumulator 116 can be filled with cold coolant again, e.g. B. on a slight slope.
  • the controller 118 opens the valve 128-HT in order to cool the high-temperature cooling circuit 110-HT, e.g. B. to avoid or reduce a higher degree of activation of the fan 124 and / or the pump 126 due to the temperature of the coolant.
  • the valve 130 is used to throttle the bypass when the heat accumulator 116 is connected to the low-temperature cooling circuit 110-NT.
  • the valves 128-NT and 130 are preferably implemented by a switchover valve.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere sind ein Fahrstrecken-abhängig gesteuerter Kühlkreislauf und ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug beschrieben.
  • Das Temperaturmanagement von Kraftfahrzeugen, beispielsweise mit Verbrennungsmotoren, sieht in zunehmendem Maße aktive Thermostaten vor, die beispielsweise elektronisch auf einen Soll-Temperaturwert gesteuert werden. Durch Vorgabe des Soll-Temperaturwerts kann die Kühlmitteltemperatur vorausschauend (auch: prädikativ) gesteuert werden, beispielsweise abhängig von einer vorausliegenden Fahrstrecke (auch: Streckenprofil).
  • Das Dokument DE 10 2013 009 275 A1 beschreibt ein Betriebsverfahren, bei dem der Ölkreislauf einer Antriebsstrangkomponente prädiktiv gesteuert wird abhängig von einem vorausliegenden Streckenprofil. Wird eine höhere Belastung der Antriebsstrangkomponente im Vorausschauhorizont erkannt, erfolgt eine prädiktive Kühlung des Öls bereits vor dem Beginn einer Volllastphase. Dabei ist es möglich, die während der Volllastphase erzeugte Wärme ohne eine Temperaturüberhöhung im Ölkreislauf aufzunehmen.
  • Zwar kann durch ein solches herkömmliches Betriebsverfahren eine Schwankungsbreite der Öltemperatur verringert werden, beispielsweise zur Optimierung der Viskosität des Öls. Jedoch ist die vorzeitige Kühlung mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch verbunden durch den Betrieb energieaufwendiger Nebenverbraucher. Beispielsweise muss ein Lüfter zugeschaltet werden, der im Nutzfahrzeugbereich eine Leistung von über 10 kW aufnehmen kann, die Drehzahl einer Kühlwasserpumpe muss erhöht werden, und/oder eine vermehrte staudruckgetriebene Kühlluftzufuhr erhöht den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs.
  • Zudem ist der Wärmetransport für eine vorzeitige Kühlung, beispielsweise zur Absenkung der Öltemperatur vor dem Anstieg eines Bergs, ineffizienter als die herkömmliche Abgabe von Abwärme in Reaktion auf eine erhöhte Öltemperatur, da die Temperaturdifferenz zwischen Öltemperatur und Umgebungstemperatur bei der vorzeitigen Kühlung geringer ist.
  • Das Dokument US 2009/0205590 A1 beschreibt ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Wärmespeicher, der während einer Fahrzeugbeschleunigung oder einer Bergfahrt erzeugte Abwärme speichert und diese während eine ruhigen Fahrt oder eines Leerlaufs der Brennkraftmaschine dissipiert.
  • Das Dokument WO 00/60236 betrifft den Kaltstart einer Brennkraftmaschine. In einem wärmeisolierten Behälter wird Kühlmittel gespeichert, das im Betrieb der Brennkraftmaschine aufgeheizt wurde.
  • Das Dokument EP 2 944 786 A1 beschreibt Regelverfahren für ein Fahrzeugkühlsystem, das auf einem künstlichen neuronalen Netz basiert. Eingangsgrößen des Netzes umfassen Kühlmitteltemperatur und Topographie eines vorausliegenden Fahrtroutenabschnitts.
  • Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen energieeffizienteren Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug anzugeben. Eine Alternative oder ergänzende Aufgabe ist, eine Technik zum prädiktiven Temperaturmanagement bereitzustellen, bei der ein höherer Zuschaltgrad energieaufwendiger Kühlkreislaufkomponenten reduziert oder vermieden wird.
  • Diese Aufgabe oder Aufgaben werden durch einen Kühlkreislauf für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Anwendungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
  • Gemäß einem Aspekt ist ein Kühlkreislauf für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Der Kühlkreislauf umfasst eine Kühleinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Kühlmittel zu kühlen; eine Antriebseinheit, die mit der Kühleinheit in Fluidverbindung steht und dazu ausgebildet ist, unter Wärmeeintrag in das Kühlmittel Leistung dem Kraftfahrzeug bereitzustellen oder zu entnehmen; einen Wärmespeicher, der in Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel bringbar ist; und eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, den Wärmespeicher abhängig von einer Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs in Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel zu bringen.
  • Die Entnahme der Leistung kann eine Rekuperation (d. h. eine nutzbare Rückgewinnung) umfassen. Beispielsweise kann die Leistung der kinetischen Energie des Fahrzeugs entnommen werden und (zumindest teilweise) gespeichert werden. Alternativ oder ergänzend kann die entnommene Leistung dissipiert (d. h. in Wärme umgesetzt) werden. Beispielsweise kann die entnommene Leistung Teil des Wärmeeintrags sein.
  • Die bereitgestellte Leistung kann eine positive Antriebsleistung zur Erzeugung eines Antriebsmoments umfassen. Die entnommene (z. B. rekuperierte und/oder dissipierte) Leistung kann eine negative Antriebsleistung zur Erzeugung eines Bremsmoments umfassen.
  • Die Antriebseinheit kann eine Komponente des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs sein. Beispielsweise kann die Antriebseinheit die Antriebsleistung (auch: Traktionsleistung) für den Antriebsstrang bereitstellen. Die bereitgestellte Antriebsleistung kann eine elektrische Leistung oder eine mechanische Leistung umfassen. Der Wärmeeintrag kann eine Abwärme der Antriebseinheit bei der Abgabe der Antriebsleistung oder im Fall der Rekuperation sein.
  • Die Steuerung des Wärmeaustauschs mit dem Wärmespeicher kann ferner von anderen Einflussfaktoren des Kühlkreislaufs abhängig sein. Die Steuerung des Wärmeaustauschs kann von jedem prognostizierten Wärmeeintrag in das Kühlmittel und/oder jeder prognostizierten Wärmeabgabe abhängen.
  • Die Steuerung des Wärmeaustauschs kann von einer vorausliegenden Fahrstrecke und, optional, von einer zurückliegenden Fahrstrecke abhängen. Beispielsweise kann die Steuerung den Wärmeaustausch beginnen, wenn die vorausliegende Fahrstrecke einen hochlastigen (auch: lastreichen) Abschnitt umfasst. Alternativ oder ergänzend kann die Steuerung den Wärmeaustausch beenden, wenn die zurückliegende Fahrstrecke einen niederlastigen (auch: lastarmen) Abschnitt umfasst. Beispielsweise stehen der Wärmespeicher und das Kühlmittel während eines Berganstiegs und während eines anschließenden Gefälles in Wärmeaustausch.
  • Der Beginn oder die Herstellung des Wärmeaustauschs zwischen Wärmespeicher und Kühlmittel kann auch als Zuschalten bezeichnet werden. Ein Ende des Wärmeaustauschs oder eine thermische Trennung (auch: Isolation) des Wärmespeichers vom Kühlmittel im Kühlkreislauf kann auch als Abschalten bezeichnet werden.
  • Der nach Maßgabe der Steuerung in Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel bringbare Wärmespeicher kann auch als zuschaltbare bzw. abschaltbare Wärmekapazität bezeichnet werden. Die zuschaltbare bzw. abschaltbare Wärmekapazität kann sich auf eine vergrößerte bzw. verkleinerte thermische Trägheit des Kühlkreislaufs beziehen. Dabei ist ein funktionaler Zusammenhang zwischen der im Wärmespeicher gespeicherten Wärmemenge und der Temperatur des Kühlmittels nicht notwendigerweise linear.
  • Zumindest in Ausführungsbeispielen kann ein Temperaturverlauf des Kühlmittels geglättet und/oder eine Varianz der Temperatur des Kühlmittels verringert werden, ohne zusätzlichen Leistungsbedarf im Kühlkreislauf. Durch das temporäre Zuschalten des Wärmespeichers kann ein Anstieg der Temperatur des Kühlmittels, beispielsweise an einem Berganstieg der Fahrstrecke, ohne erhöhten Energieaufwand im Kühlkreislauf, begrenzt oder verringert werden. So können durch das Zuschalten vor einem hochlastigen Fahrzustand beispielsweise Spitzentemperaturen des Kühlmittels und der zu kühlenden Antriebseinheit niedriger ausfallen als ohne das Zuschalten. Der Temperaturanstieg kann so begrenzt oder verringert werden, dass der Betrieb oder eine Leistungserhöhung eines Nebenverbrauchers des Kühlkreislaufs im lastreichen Abschnitt unterbleibt.
  • Die Kühleinheit kann einen Kühler zur Abgabe von Wärme vom Kühlmittel an Umgebungsluft umfassen. Die Kühleinheit kann eine aktive Kühleinheit (beispielsweise mit einem Lüfter) oder eine passive Kühleinheit (beispielsweise unter Ausnutzung des Fahrtwinds und/oder Konvektion) sein. Die Kühleinheit kann ferner eine Pumpe zur Zirkulation des Kühlmittels im Kühlkreislauf zwischen Antriebseinheit und Kühler umfassen. Das Kühlmittel kann beispielsweise Wasser oder Öl umfassen.
  • Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen (PKW) oder ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftwagen (insbesondere eine Sattelzugmaschine) oder ein Bus sein. Die Antriebseinheit kann eine Brennkraftmaschine, einen elektrischen Traktionsenergiespeicher, eine elektrische Maschine (E-Maschine) und/oder einen Stromrichter (beispielsweise einen Wechselrichter und/oder Gleichrichter) umfassen. Insbesondere kann die Antriebseinheit einen Hybridantrieb mit einer Brennkraftmaschine und einer E-Maschine umfassen.
  • Die Antriebseinheit kann einen wärmeerzeugenden Traktionsenergiespeicher (z. B. Akkumulatoren als elektrische Traktionsenergiespeicher bei Elektroantrieben) umfassen. Der Traktionsenergiespeicher kann (beispielsweise beim Antreiben oder Rekuperieren) eine Quelle des Wärmeeintrags in das Kühlmittel sein. Die Funktion des Wärmespeichers und/oder der Steuerung kann analog zum hierin beschriebenen Fall einer Brennkraftmaschine erfolgen.
  • Der Wärmeeintrag kann Abwärme beim Erzeugen eines Antriebsmoments mittels der Antriebseinheit und/oder Abwärme beim Erzeugen eines Bremsmoments mittels der Antriebseinheit umfassen. Die Antriebseinheit kann eine Dauerbremse (beispielsweise einen Retarder) umfassen, deren Abwärme beim Erzeugen des Bremsmoments in das Kühlmittel eingetragen wird.
  • Alternativ oder ergänzend kann die E-Maschine den elektrischen Traktionsenergiespeicher aufladen beim Erzeugen des Bremsmoments, wobei die in das Kühlmittel eingetragene Abwärme durch die E-Maschine, den Stromrichter und/oder den elektrischen Traktionsenergiespeicher verursacht wird.
  • Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, den Wärmespeicher wahlweise mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch zu bringen oder den Wärmespeicher vom Kühlmittel zu isolieren. Optional kann die Steuerung einen Grad des Wärmeaustauschs (d. h. eine Leistung des Wärmetransports) steuern. Beispielsweise kann eine Wärmeleitung oder eine Konvektion des Wärmeaustauschs zwischen dem Wärmespeicher und dem Kühlmittel gesteuert werden.
  • Durch den Wärmeaustausch kann eine Wärmekapazität des Kühlkreislaufs (beispielsweise eine effektive Wärmekapazität des Kühlmittels) vergrößert werden. Durch die Isolation kann die Wärmekapazität verringert werden. Alternativ oder ergänzend zum Grad des Wärmeaustauschs kann die Steuerung die zugeschaltete und/oder abgeschaltete Wärmekapazität des Wärmespeichers in mehreren Stufen oder stufenlos steuern.
  • Die Antriebseinheit kann Kanäle umfassen, die zur Aufnahme des Kühlmittels ausgebildet sind. Beispielsweise können die Kanäle in einem Motorblock oder einer Ölwanne der Brennkraftmaschine und/oder zwischen elektrochemischen Zellen des Traktionsenergiespeichers verlaufen. Die Kanäle können mit der Kühleinheit in Fluidverbindung stehen.
  • Das Kühlmittel kann zwischen der Kühleinheit und der Antriebseinheit zirkulieren, beispielsweise durch die Kanäle. Bezüglich der Zirkulation kann der Wärmespeicher mit der Antriebseinheit in Reihe geschaltet sein, wenn der Wärmespeicher mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch steht. Beispielsweise kann der Wärmespeicher (bezüglich einer Strömungsrichtung des zirkulierenden Kühlmittels) stromabwärts der Kühleinheit und/oder stromaufwärts der Antriebseinheit angeordnet sein, oder der Wärmespeicher kann in Zirkulationsrichtung nach der Antriebseinheit angeordnet sein. Der Wärmespeicher kann vom Kühlmittel thermisch isoliert werden, indem das Kühlmittel am Wärmespeicher vorbei geleitet wird, beispielsweise durch eine Bypass-Leitung.
  • Alternativ oder ergänzend kann der Wärmespeicher bezüglich der Zirkulation parallel geschaltet sein, wenn der Wärmespeicher mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch steht. Beispielsweise kann der Wärmespeicher parallel zur Antriebseinheit geschaltet sein. Ein Druckabfall an der Antriebseinheit kann eine Durchströmung des Wärmespeichers mit dem Kühlmittel antreiben.
  • Der Wärmespeicher kann weiteres Kühlmittel umfassen. Das weitere Kühlmittel kann mit dem Kühlmittel im Kühlkreislauf durch Zumischen in Wärmeaustausch gebracht werden.
  • Beispielsweise kann der Wärmeaustausch durch Zuschalten eines Kühlmittelreservoirs bewirkt werden, welches das weitere Kühlmittel enthält. Das zugeschaltete Kühlmittelreservoir kann vom zirkulierenden Kühlmittel durchströmt werden oder mit dem zirkulierenden Kühlmittel in konvektiver Fluidverbindung stehen.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Steuerung eine Entnahme von Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf bewirken. Durch die Entnahme von Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf in den Wärmespeicher (beispielsweise durch Aussonderung von Kühlmittel aus dem zirkulierenden Teil des Kühlkreislaufs zu einem im Wärmespeicher stehenden Fluid), kann das entnommene Kühlmittel vom Kühlkreislauf (insbesondere von der Antriebseinheit und/oder der Kühleinheit) thermisch isoliert werden.
  • Der Wärmespeicher kann eine Rohrleitung umfassen. Die Rohrleitung kann das weitere Kühlmittel aufnehmen (insbesondere beim Zuschalten vom Kühlkreislauf entnehmen) oder enthalten (insbesondere beim Abschalten vom Kühlkreislauf aussondern). Eine Länge und/oder ein Durchmesser der Rohrleitung kann größer sein als bei anderen Leitungen (beispielsweise Anschlussleitungen) des Kühlkreislaufs. Für eine kompakte Bauform des Wärmespeichers kann die Rohrleitung mäanderförmig verlaufen, beispielsweise als Kanäle in einem integral-einstückigen Bauteil.
  • Beispielsweise kann der Wärmeaustausch durch Zuschalten der Rohrleitung in den Kühlkreislauf bewirkt werden. Indem das zirkulierende Kühlmittel das in der Rohrleitung vorgehaltene weitere Kühlmittel verdrängt (beispielsweise ohne wesentliche Durchmischung in der Rohrleitung) kann mit geringer thermischer Trägheit der Wärmespeicher zugeschaltet werden. Beispielsweise kann sich so die Temperatur des weiteren Kühlmittels unmittelbar bei der Zuschaltung auf die Temperatur des zirkulierenden Kühlmittels auswirken.
  • Erfindungsgemäß erhöht der Wärmeaustausch mit dem Wärmespeicher eine Wärmekapazität. Die Steuerung steuert die Erhöhung der Wärmekapazität durch eine Veränderung eines veränderbaren Volumens des Wärmespeichers.
  • Beispielsweise umfasst der Wärmespeicher einen Zylinder der an einem ersten Ende mit dem Kühlkreislauf zum Wärmeaustausch in Fluidverbindung bringbar ist. An einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ist der Zylinder von einem längsbeweglichen Kolben verschlossen. Durch die Längsbewegung des Kolbens im Zylinder (beispielsweise hin zum ersten Ende oder weg vom ersten Ende) kann das Volumen des Wärmespeichers verkleinert bzw. vergrößert werden.
  • Alternativ oder ergänzend kann eine Erhöhung der Wärmekapazität beim Zuschalten der Rohrleitung durch die Länge der zugeschalteten Rohrleitung gesteuert werden. Beispielsweise kann die Rohrleitung mehrere Abzweigungen aufweisen, die jeweils als Einlass und/oder Auslass mit dem Kühlkreislauf in Fluidverbindung bringbar sind. Durch die Länge (beispielsweise vom Einlass und/oder bis zum Auslass) der zugeschalteten Rohrleitung kann die Erhöhung der Wärmekapazität (d. h. die zugeschaltete Wärmekapazität) stufenweise gesteuert werden.
  • Erfindungsgemäß ist die Steuerung ferner dazu ausgebildet, auf Grundlage der vorausliegenden Fahrstrecke einen zukünftigen Wärmeeintrag oder einen zeitlichen Verlauf des zukünftigen Wärmeeintrags zu berechnen. Abhängig von dem berechneten zukünftigen Wärmeeintrag (beispielsweise im Vergleich zu einer Wärmeabgabe der Kühleinrichtung ohne zusätzlichen leistungsaufwand) kann die Steuerung die Wärmekapazität durch Zuschalten erhöhen oder durch Abschalten reduzieren. Ferner kann das Zuschalten und/oder das Abschalten von einer Ist-Temperatur des Kühlmittels und/oder einer Ist-Temperatur des Wärmespeichers abhängen. Beispielsweise kann das Abschalten im lastarmen Bereich erst erfolgen, wenn die Ist-Temperatur des Wärmespeichers einen Schwellwert unterschritten hat.
  • Die Größe der zugeschalteten Wärmekapazität kann von einem vorausberechneten Nettowärmeeintrag in einem zusammenhängenden Zeitraum abhängen. Beispielsweise wird der Nettowärmeeintrag als zeitliches Integral der positiven Differenz zwischen Abwärmeleistung der Antriebseinheit und Kühlleistung der Kühleinheit vorausberechnet. Der zusammenhängende Zeitraum kann durch die Positivität der Differenz zwischen Abwärmeleistung und Kühlleistung bestimmt sein. Dabei kann die Kühlleistung von Randbedingungen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einer Kühlmittelpumpenleistung abhängen.
  • Der Wärmespeicher kann über einen Wärmetauscher (beispielsweise primärseitig) mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch gebracht werden. Die zuschaltbare Wärmekapazität kann (beispielsweise sekundärseitig) durch ein Medium bereitgestellt werden.
  • Der Wärmespeicher kann für einen Phasenübergang ausgebildet sein. Beispielsweise kann das sekundärseitige Medium dazu ausgebildet sein, im Arbeitsbereich der Kühlmitteltemperatur seinen Aggregatszustand zu ändern. Der Wärmeaustausch kann latente Wärme des Phasenübergangs umfassen.
  • Die Steuerung kann vor einem lastreichen Abschnitt der Fahrstrecke den Wärmespeicher in Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel bringen zur Aufnahme zumindest eines Teils des Wärmeeintrags im lastreichen Abschnitt. Die Steuerung kann den lastreichen Abschnitt der Fahrstrecke durch Ortung des Kraftfahrzeugs, Kartendaten (beispielsweise Daten zur Fahrbahnneigung oder Fahrbahnhöhe) und/oder Erfassung einer Beschilderung bestimmen. Der lastreiche Abschnitt kann einen Anstieg der Längsneigung einer Fahrbahn und/oder eine Erhöhung einer Höchstgeschwindigkeit umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuerung aufgrund eines Zuladeorts der Fahrstrecke einen Beginn des lastreichen Abschnitts bestimmen. Der Zuladeort kann ein Beladeort eines Lastkraftwagens oder eines Baustellenfahrzeugs oder eine Einstiegsstelle eines Busses sein.
  • Die Steuerung kann vor einem lastarmen Abschnitt der Fahrstrecke den Wärmespeicher in Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel bringen oder halten zur Abgabe von im Wärmespeicher gespeicherten Wärme während des lastarmen Abschnitts. Die Steuerung kann den lastarmen Abschnitt der Fahrstrecke durch die Ortung, die Kartendaten und/oder die Beschilderungserkennung bestimmen. Der lastarme Abschnitt kann eine ebene Fahrbahn, eine abfallende Fahrbahn und/oder eine Reduzierung der Höchstgeschwindigkeit umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuerung aufgrund eines Entladeorts der Fahrstrecke einen Beginn des lastarmen Abschnitts bestimmen. Der Entladeort kann ein Abladeort des Lastkraftwagens oder des Baustellenfahrzeugs oder eine Ausstiegsstelle des Busses sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein PKW oder ein Nutzfahrzeug, bereitgestellt. Das Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einer Antriebseinheit und einen die Antriebseinheit kühlenden Kühlkreislauf gemäß einer Ausgestaltung des vorstehenden Aspekts.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs mit einem Kühlkreislauf für einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs;
    Figur 2
    ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Kühlkreislaufs;
    Figur 3
    ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kühlkreislaufs; und
    Figur 4
    eine Weiterbildung des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels für ein Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst einen Antriebsstrang 102 und einen Kühlkreislauf 110 für den Antriebsstrang 102.
  • Der Kühlkreislauf 110 umfasst eine Kühleinheit 112 zur Kühlung eines entlang der verstärkten Linie in Pfeilrichtung im schematischen Blockschaltbild der Figur 1 zirkulierenden Kühlmittels. Der Kühlkreislauf 110 umfasst ferner eine Antriebseinheit 114, die aufgrund des zirkulierenden Kühlmittels in Fluidverbindung mit der Kühleinheit 112 steht. Die Antriebseinheit 114 stellt unter Wärmeeintrag in das Kühlmittel Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug 100 bereit (d. h. bewirkt ein Antriebsmoment) oder rekuperiert aus der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs 100 zumindest teilweise Antriebsleistung (d. h. bewirkt ein Bremsmoment).
  • Die Antriebseinheit 114 kann eine Brennkraftmaschine umfassen, und die bereitgestellte Antriebsleistung kann eine mechanische Leistung sein. Alternativ oder ergänzend kann die Antriebseinheit 114 einen elektrischen Traktionsenergiespeicher umfassen und die Antriebsleistung kann als Hochvolt-Gleichstrom an ein Leistungsnetz des Kraftfahrzeugs abgegeben werden.
  • Der Kühlkreislauf 110 umfasst ferner einen Wärmespeicher 116, der wahlweise in Wärmeaustausch 115 mit dem Kühlmittel bringbar ist und vom Kühlmittel thermisch isolierbar ist. Der Kühlkreislauf 110 umfasst ferner eine Steuerung 118, die abhängig von einer vorausliegenden Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs 100 den Wärmespeicher 116 in Wärmeaustausch 115 mit dem Kühlmittel bringt oder vom Kühlmittel thermisch isoliert wird.
  • Die Kühleinheit 112 kann, beispielsweise bei einem Elektro-Kraftfahrzeug 100 mit elektrischem Traktionsenergiespeicher 114 und elektrischem Antriebsstrang 102, einen passiven Kühler 120 umfassen, der von Fahrtwind 122 überstrichen wird.
  • Optional umfasst die Kühleinheit 112 ferner einen Lüfter 124 zum getriebenen konvektiven Wärmeaustausch am Kühler 120 mit der Umgebung des Kraftfahrzeugs 100, beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug 100 mit Brennkraftmaschine. Der Lüfter 124 kann elektrisch oder hydraulisch angetrieben sein. Der Lüfter kann dazu ausgebildet sein (beispielsweise von der Steuerung 118) zugeschaltet zu werden, wenn die Temperatur des Kühlmittels eine Grenztemperatur überschreitet. Die Steuerung 118 kann die zugeschaltete Wärmekapazität so bemessen, dass bei dem vorausberechneten Wärmeeintrag die Temperatur des Kühlmittels unter der Grenztemperatur bleibt.
  • Das zirkulierende Kühlmittel kann Luft, Wasser oder Öl umfassen. Vorzugsweise wird die Zirkulation des Kühlmittels durch eine Kühlmittelpumpe 126 im Kühlkreislauf 110 getrieben.
  • Eine Drehzahl der Pumpe 126 ist vorzugsweise geregelt, beispielsweise von der Steuerung 118. Die Pumpe kann elektrisch oder über einen Riemen angetrieben sein.
  • Die Steuerung 118 umfasst einen Datenspeicher, oder hat Zugriff auf einen Datenspeicher, in dem topographische Kartendaten abgespeichert sind. Ferner bestimmt die Steuerung 118 eine Ortungsangabe oder erhält eine Ortungsangabe. Die Ortsangabe kann beispielsweise unter Verwendung kinematischer Messgrößen des Kraftfahrzeugs 100 (z. B. Verlauf der Fahrgeschwindigkeit und/oder eines Lenkwinkels) und/oder eines Ortungssignals (beispielsweise eines globalen Navigationssattelitensystems und/oder eines Mobilfunksystems) bestimmt und/oder präzisiert werden.
  • Durch Verknüpfung der topgraphischen Kartendaten mit der Ortsangabe schätzt die Steuerung 118 (optional unter Verwendung eines geschwindigkeitsabhängigen Luftwiderstands, eines Rollwiderstand und/oder einer Zuladung des Kraftfahrzeugs 100) den auf der vorausliegenden Fahrstrecke zu erwartenden Wärmeeintrag der Antriebseinheit 114 in das Kühlmittel. Insbesondere kann ein zeitlicher oder ortsabhängiger Verlauf des Wärmeeintrags (d. h. eine zeit- und/oder ortsabhängige Leistung der Abwärme der Antriebseinheit 114) für die vorausliegende Fahrstrecke vorausberechnet werden.
  • Beispielsweise bewirkt die Steuerung 118 durch den Wärmeaustausch 115 mit dem Wärmespeicher 116, dass die effektive Wärmekapazität des Kühlmittels vor einem Anstieg eines Bergs vergrößert wird, so dass im hochlastigen Fahrzustand am Berganstieg durch den lastbedingten Wärmeeintrag der Antriebseinheit 114 der Temperaturhub des Kühlmittels verringert wird, so dass die Zuschaltung des Lüfters 124 oder eine Erhöhung der Drehzahl der Pumpe 126 vermieden oder reduziert werden kann.
  • Indiziert die vorausliegende Fahrstrecke einen schwachlastigen Fahrzustand, wird (unter Beibehaltung des Wärmeaustauschs 115 oder durch Wiederherstellung des Wärmeaustauschs 115) die im Wärmespeicher 116 gespeicherte Wärmemenge gezielt wieder dem Kühlkreislauf 110 zugeführt, beispielsweise auch wenn der schwachlastige Fahrzustand erst später (beispielsweise einige Kilometer später) eintritt.
  • Ausführungsbeispiele des Kühlkreislaufs 110 können, beispielsweise je nach technischer Umsetzung, Antriebskonzept und Topographie der Fahrstrecke, die Energieeffizienz (beispielsweise die Kraftstoffeffizienz im Fall eines Kraftfahrzeugs 100 mit Brennkraftmaschine) steigern. Dazu werden auf Grundlage der genauen Kenntnis der Topgraphie der vorausliegenden Fahrstrecke Zeitpunkte zum Zuschalten und Abschalten der zusätzlichen Wärmekapazität des Wärmespeichers 116 berechnet.
  • Alternativ oder ergänzend zu einer bipolaren oder regelbaren Zu- oder Abschaltung der zusätzlichen Wärmekapazität des Wärmespeichers 116 (durch Herstellung des Wärmeaustauschs 115 bzw. Trennung des Wärmeaustauschs 115) kann eine variable Wärmekapazität des Wärmespeichers 116 zugeschalten werden. Beispielsweise kann der Wärmespeicher 116 in einzelnen Anschnitten (mit entsprechend unterschiedlichen Teilwärmekapazitäten) zugeschaltet werden.
  • Abhängig von der Topographie der vorausliegenden Fahrstrecke wird dadurch eine höhere Effizienz erzielt. Bei kleineren Anstiegen (beispielsweise kleineren Bergen) mit geringen Abständen zueinander und kurzen Steigungen und Gefällen wird nur ein Teil der Wärmekapazität des Wärmespeichers 116 zugeschaltet, da durch kürzere Fahrzeiten in Gefällen weniger Zeit zum Herunterkühlen des Wärmespeichers 116 zur Verfügung steht und durch kürzere Fahrzeiten in der Steigung die geringere Wärmekapazität zur Begrenzung des Temperaturhubs des Kühlmittels ausreicht. Alternativ oder ergänzend wird bei größeren Anstiegen (beispielsweise größeren Bergen) mit größeren Abständen zueinander und langen Steigungen und Gefällen eine größere Wärmekapazität, beispielsweise die gesamte Wärmekapazität des Wärmespeichers 116, zugeschaltet.
  • Eine erste Implementierung des Wärmespeichers 116 umfasst zusätzliches Kühlmittelvolumen, das in den Kühlkreislauf 110 eingebracht wird zur Erhöhung dessen Wärmekapazität oder entnommen wird zur Reduzierung der Wärmekapazität des Kühlkreislaufs 110. Das In-Wärmeaustausch-Bringen erfolgt durch Zumischen des zusätzlichen Kühlmittelvolumens direkt in den Kühlkreislauf 110 und beeinflusst die dortige Temperatur des Kühlmittels.
  • In einer zweiten Implementierung, die mit der ersten kombinierbar ist, umfasst der Wärmespeicher 116 einen Wärmetauscher. Eine Primärseite des Wärmetauschers wird wahlweise vom Kühlmittel des Kühlkreislaufs 110 durchströmt. Auf der Sekundärseite des Wärmetauschers ist die zuschaltbare Wärmekapazität vorgesehen, die beim Durchströmen des Kühlmittels auf der Primärseite mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch 115 gebracht ist. Dadurch kann die zugeschaltete Wärmekapazität auf der Sekundärseite entsprechend der Temperatur des Kühlmittels aufgeheizt oder abgekühlt werden. Durch eine frei regelbare Umlaufmenge des Kühlmittels über den Wärmetauscher des Wärmespeichers 116 kann auf der Sekundärseite des Wärmetauschers die dort befindliche Wärmekapazität in regelbarem Umfang mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch 115 gebracht werden.
  • Die zweite Implementierung des Wärmespeichers 116 ermöglicht den Einsatz eines Mediums auf der Sekundärseite des Wärmetauschers des Wärmespeichers 116, das vom Kühlmittel des Kühlkreislaufs 110 verschieden ist. Beispielsweise kann die zuschaltbare Wärmekapazität auf der Sekundärseite einen Festkörper und/oder ein Medium mit Änderungen seines Aggregatzustands (beispielsweise zwischen flüssig und gasförmig) im betreffenden Temperaturbereich des Kühlmittels umfassen. Durch die Freisetzung einer Enthalpie der Änderung des Aggregatzustands (bei Absenkung der Temperatur des Kühlmittels im lastarmen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs 100) bzw. die Entnahme von Wärmemenge aus dem Kühlkreislauf 100 (bei hohen Temperaturen des Kühlmittels im lastreichen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs 100) kann ein kompakter Wärmespeicher 116 mit hoher zuschaltbarer Wärmekapazität realisiert sein.
  • Alternativ oder ergänzend kann der Wärmespeicher 116 einen thermochemischen Wärmespeicher umfassen. Beispielsweise kann das Medium auf der Sekundärseite des Wärmetauschers des Wärmespeichers 116 zu einer reversiblen endo/exo-thermischen Reaktion ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Medium Silikagel (für einen niedrigen Temperaturbereich unter 100° Celsius) oder Zeolithe (für einen hohen Temperaturbereich über 100° Celsius) umfassen. Optional wird beim Einsatz thermochemischer Wärmespeicher 116 (beispielsweise zusätzlich zu den Zu- und Abschaltzeitpunkten) ein Reaktionszeitpunkt von der Steuerung 118 bestimmt, bei dem durch Adsorption (beispielsweise durch Wasserzugabe) die Enthalpiefreisetzung ausgelöst wird.
  • Figur 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Kühlkreislaufs 110. Das in Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ist mit jeder der vorstehenden Implementierungsvarianten kombinierbar. Merkmale die jenen der Figur 1 entsprechen oder funktional äquivalent sind, sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
  • Der Wärmespeicher 116 ist parallel zur Antriebseinheit 114 geschaltet. Durch Öffnen eines Ventils 128 im Seitenzweig 115-1, 116, 115-2 des Wärmespeichers 116 bringt die Steuerung 118 den Wärmespeicher 116 in Wärmeaustausch 115-1, 115-2 mit dem Kühlmittel. Das Kühlmittel wird durch den Druckabfall an der Antriebseinheit zwischen den Anschlüssen 115-1 und 115-2 durch den Wärmespeicher 116 getrieben.
  • In der Offenstellung des Ventils 128 steht der Wärmespeicher 116 in Wärmeaustausch 115-1, 115-2 mit dem Kühlmittel. In der Schließstellung des Ventils 128 ist der Wärmespeicher 116 vom Kühlmittel thermisch isoliert.
  • Das Ventil 128 kann ein Wegeventil (beispielsweise ein 2/2-Wegeventil) oder ein Drosselventil (beispielsweise für die frei regelbare Umlaufmenge des Kühlmittels über den Wärmespeicher 116) sein.
  • Figur 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kühlkreislaufs 110. Das zweite Ausführungsbeispiel ist mit jeder vorstehend beschriebenen Implementierung und jedem Ausführungsbeispiel kombinierbar. Im in Figur 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist der Wärmespeicher 116 in Reihe mit der Antriebseinheit 114 im Kühlkreislauf 110 wahlweise zugeschaltet.
  • Stromabwärts der Kühleinheit 112 sind zwischen der Kühleinheit 112 und der Antriebseinheit 114 ein erster Zweig mit dem Wärmespeicher 116 und ein zum ersten Zweig paralleler zweiter Zweig ohne Wärmespeicher angeordnet. Der zweite Zweig kann auch als Bypass-Leitung bezeichnet werden.
  • Im ersten Zweig ist der zuführende Anschluss des Wärmeaustauschs 115-1 mit der Kühleinheit 112 verbunden und der ausströmende Anschluss des Wärmeaustauschs 115-2 ist über das Ventil 128 mit der Antriebseinheit 114 verbunden. Der zweite Zweig umfasst ein zweites Ventil 130, das in seiner Offenstellung einen Umgehungsweg für das Kühlmittel am Wärmespeicher 116 vorbei ermöglicht. Das zweite Ventil 130 kann auch als Bypass-Ventil bezeichnet werden.
  • In der Schließstellung des zweiten Ventils 130 und bei Offenstellung des Ventils 128 ist der Wärmespeicher 116 mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch 115-1, 115-2 gebracht. Optional sind die Ventile 128 und 130 durch die entgegengesetzten Stellungen eines Umschaltventils realisiert, beispielsweise eines 3/2-Wegeventils.
  • Figur 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels des Kühlkreislaufs 110. Das in Figur 4 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel umfasst einen Niedertemperatur-Kühlkreislauf 110-NT und einen Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT mit einem Niedertemperatur-Kühler 120-NT bzw. einem Hochtemperatur-Kühler 120-HT.
  • Das in Figur 4 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel kann bezüglich des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 110-NT eine Weiterbildung der Parallelschaltung des ersten Ausführungsbeispiels der Figur 2 und/oder bezüglich des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs 110-HT eine Weiterbildung der Reihenschaltung des zweiten Ausführungsbeispiels der Figur 3 sein.
  • Der Rücklauf des Hochtemperatur-Kühlkreislaufs 110-HT ist mit dem Einlass des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 110-NT verbunden. Der Rücklauf des Niedertemperatur-Kühlkreislaufs 110-NT mündet stromabwärts des Hochtemperatur-Kühlers 120-HT in den Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT. Die Pumpe 126 ist im Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT stromabwärts des Hochtemperatur-Kühlers 120-HT angeordnet.
  • Die unterschiedlichen Teilkreisläufe 110-NT und 110-HT können jeweils unterschiedliche Aggregate des Kraftfahrzeugs 100 kühlen.
  • Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug 100 eine Brennkraftmaschine als Antriebseinheit 114 mit mindestens einem Abgasturbolader 132 zum Verdichten und mindestens einem Luftladekühler 134 zum Kühlen von Ladeluft 136, die einem Luftansaugtrakt 138 der Brennkraftmaschine 114 zugeführt wird. Die Abgasturbolader 132 sind turbinenseitig mit einem Abgaskrümmer 140 der Brennkraftmaschine 114 verbunden.
  • Der Niedertemperatur-Kühlkreislauf 110-NT kühlt den mindestens einen Luftladekühler 134. Der Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT kühlt die Brennkraftmaschine 114, insbesondere dessen Laufbuchsen und Ölkühler 142.
  • Optional kühlt der Kühlkreislauf 110 ferner eine Abgasrückführung (AGR) mit einem ersten AGR-Wärmetauscher 144 im Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT und einem zweiten AGR-Wärmetauscher 146 im Niedertemperatur-Kühlkreislauf 110-NT.
  • Alternativ oder ergänzend kühlt der Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT einen Wärmetauscher 148 eines Retarders zum verschleißfreien Bremsen des Kraftfahrzeugs 100. Der Retarder kann ein im Getriebe integrierter Intarder sein.
  • Ferner kann dem Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT Wärme für eine Heizung 150 des Kraftfahrzeugs 100 entnommen werden.
  • Das Kühlmittel kann überwiegend flüssiges Wasser umfassen. Der Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT kann in einem Bereich beispielsweise von 86 °C bis 94 °C betrieben werden. Änderungen des temperaturabhängigen Volumens des Kühlmittels werden durch einen Ausgleichsbehälter 152, in dem flüssige und gasförmige Phase des Kühlmittels koexistieren, über eine Füllleitung 154 für die flüssige Phase ausgeglichen. Ein Niederdruckspeicher 156 im Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT hält den Druck des Kühlmittels konstant oder in einem Bereich beispielsweise von 1,0 bis 1,5 bar.
  • Die Steuerung 118 (welche zur besseren Übersichtlichkeit nicht in Figur 4 gezeigt ist) öffnet zur Zuschaltung des Wärmespeichers 116 in den Niedertemperatur-Kreislauf 110-NT das Ventil 128-NT vor oder bei hohen Wärmeeinträgen, z. B. einer Bergfahrt. Durch das Öffnen des Ventils 128-NT wird der Niedertemperatur-Kreislauf 110-NT gekühlt und/oder dessen Wärmekapazität erhöht. Optional ist am Niedertemperatur-Auslass des Wärmespeichers 116 ein Rückschlagventil 129 angeordnet, um eine Rückströmung vor die Pumpe 126 zu vermeiden.
  • Die Steuerung 118 öffnet das Ventil 128-HT zur Zuschaltung des Wärmespeichers 116 in den Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT. Dadurch kann der Wärmespeicher 116 wieder mit kaltem Kühlmittel gefüllt werden, z. B. bei leichtem Gefälle. Alternativ oder ergänzend öffnet die Steuerung 118 das Ventil 128-HT um den Hochtemperatur-Kühlkreislauf 110-HT abzukühlen, z. B. um einen höheren Zuschaltgrad des Lüfters 124 und/oder der Pumpe 126 aufgrund von der Temperatur des Kühlmittels zu vermeiden oder zu reduzieren.
  • Das Ventil 130 dient der Drosselung des Bypasses bei Zuschaltung des Wärmespeichers 116 in den Niedertemperatur-Kühlkreislauf 110-NT. Vorzugsweise sind die Ventile 128-NT und 130 durch ein Umschaltventil realisiert.
  • Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Kraftfahrzeug
    102
    Antriebsstrang
    110
    Kühlkreislauf
    112
    Kühleinheit
    114
    Antriebseinheit
    115
    Wärmeaustausch
    116
    Wärmespeicher
    118
    Steuerung
    120
    Kühler
    122
    Fahrtwind
    124
    Lüfter
    126
    Pumpe
    128
    Ventil des Wärmespeichers
    130
    Bypass-Ventil
    132
    Abgasturbolader
    134
    Luftladekühler
    136
    Ladeluft
    138
    Luftansaugtrakt
    140
    Abgaskrümmer
    142
    Ölkühler
    144
    Hochtemperatur-AGR-Wärmetauscher
    146
    Niedertemperatur-AGR-Wärmetauscher
    148
    Wärmetauscher des Retarders
    150
    Heizung
    152
    Ausgleichsbehälter
    154
    Füllleitung
    156
    Niederdruckspeicher

Claims (13)

  1. Kühlkreislauf (110) für einen Antriebsstrang (102) eines Kraftfahrzeugs (100), umfassend:
    eine Kühleinheit (112), die dazu ausgebildet ist, ein Kühlmittel zu kühlen;
    eine Antriebseinheit (114), die mit der Kühleinheit (112) in Fluidverbindung steht und dazu ausgebildet ist, unter Wärmeeintrag in das Kühlmittel Leistung dem Kraftfahrzeug (100) bereitzustellen oder zu entnehmen;
    einen Wärmespeicher (116), der in Wärmeaustausch (115) mit dem Kühlmittel bringbar ist; und
    eine Steuerung (118), die dazu ausgebildet ist, den Wärmespeicher (116) abhängig von einer Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs (100) in Wärmeaustausch (115) mit dem Kühlmittel zu bringen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Wärmeaustausch mit dem Wärmespeicher (116) eine Wärmekapazität erhöht, wobei die Steuerung die Erhöhung der Wärmekapazität durch eine Änderung eines veränderbaren Volumens des Wärmespeichers steuert, und
    die Steuerung (118) ferner dazu ausgebildet ist, aufgrund der Fahrstrecke den zukünftigen Wärmeeintrag oder einen zeitlichen Verlauf des zukünftigen Wärmeeintrags zu berechnen und abhängig von der Berechnung die Wärmekapazität zu erhöhen.
  2. Kühlkreislauf nach Anspruch 1, wobei der Wärmespeicher (116) weiteres Kühlmittel umfasst.
  3. Kühlkreislauf nach Anspruch 2, wobei das weitere Kühlmittel mit dem Kühlmittel durch Zumischen in Wärmeaustausch (115) gebracht wird.
  4. Kühlkreislauf nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Wärmespeicher (116) eine Rohrleitung umfasst, die das weitere Kühlmittel aufnimmt oder enthält.
  5. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wärmespeicher (116) über einen Wärmetauscher mit dem Kühlmittel in Wärmeaustausch (115) gebracht wird.
  6. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wärmespeicher für einen Phasenübergang ausgebildet ist und der Wärmeaustausch latente Wärme des Phasenübergangs umfasst.
  7. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerung (118) vor einem lastreichen Abschnitt der Fahrstrecke den Wärmespeicher (116) in Wärmeaustausch (115) mit dem Kühlmittel bringt zur Aufnahme eines Teils des Wärmeeintrags im lastreichen Abschnitt.
  8. Kühlkreislauf nach Anspruch 7, wobei die Steuerung (118) den lastreichen Abschnitt der Fahrstrecke durch Ortung und Kartendaten bestimmt.
  9. Kühlkreislauf nach Anspruch 7 oder 8, wobei der lastreiche Abschnitt ansteigend ist und/oder eine Erhöhung einer Höchstgeschwindigkeit umfasst.
  10. Kühlkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuerung (118) vor einem lastarmen Abschnitt der Fahrstrecke den Wärmespeicher (116) in Wärmeaustausch (115) mit dem Kühlmittel bringt oder hält zur Abgabe von im Wärmespeicher (116) gespeicherten Wärme im lastarmen Abschnitt.
  11. Kühlkreislauf nach Anspruch 10, wobei die Steuerung (118) den lastarmen Abschnitt der Fahrstrecke durch Ortung und Kartendaten bestimmt.
  12. Kühlkreislauf nach Anspruch 10 oder 11, wobei der lastarme Abschnitt eben ist, abfallend ist und/oder eine Reduzierung einer Höchstgeschwindigkeit umfasst.
  13. Kraftfahrzeug (100), umfassend einen Antriebsstrang (102) und einen den Antriebsstrang (102) kühlenden Kühlkreislauf (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
EP17194308.7A 2016-10-21 2017-10-02 Kühlkreislauf für ein kraftfahrzeug Active EP3312401B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016012629.9A DE102016012629A1 (de) 2016-10-21 2016-10-21 Kühlkreislauf für ein Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3312401A1 EP3312401A1 (de) 2018-04-25
EP3312401B1 true EP3312401B1 (de) 2021-12-01

Family

ID=60001764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17194308.7A Active EP3312401B1 (de) 2016-10-21 2017-10-02 Kühlkreislauf für ein kraftfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3312401B1 (de)
DE (1) DE102016012629A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018101718B4 (de) * 2018-01-25 2024-05-29 Rolls-Royce Solutions GmbH Verfahren und Einrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems und Antriebssystem
JP7327221B2 (ja) * 2020-03-10 2023-08-16 トヨタ自動車株式会社 車載温調システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4041626C1 (en) * 1990-12-22 1992-04-30 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Motor vehicle heating system - has hot water tank with intermediate storage facility
JP3555269B2 (ja) * 1995-08-31 2004-08-18 株式会社デンソー 車両用冷却水温度制御システム
SE9901218L (sv) * 1999-04-06 1999-11-29 Thermostore Ab Värmelagringsanordning vid en vätskekyld förbränningsmotor
DE19948890A1 (de) * 1999-10-11 2001-04-19 Reinz Dichtungs Gmbh Oszillierender Kühlwasserkeislauf
DE19953511A1 (de) * 1999-11-06 2001-05-23 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung/Regelung von Wärmeströmen im Kraftfahrzeug
DE10234608A1 (de) * 2002-07-30 2004-02-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizkreislaufs eines Kraftfahrzeugs
JP4755572B2 (ja) * 2006-11-28 2011-08-24 カルソニックカンセイ株式会社 車両用蓄熱システム
US7735461B2 (en) * 2008-02-19 2010-06-15 Aqwest Llc Engine cooling system with overload handling capability
KR101305199B1 (ko) * 2011-12-09 2013-09-12 한양대학교 에리카산학협력단 차량의 축열장치
DE102013009275A1 (de) 2013-06-04 2014-12-04 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs
DE102013018666A1 (de) * 2013-11-07 2015-05-07 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Vorausschauendes Kühlungssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102014007303A1 (de) * 2014-05-17 2015-11-19 Man Truck & Bus Ag Steuer- oder Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
EP3312401A1 (de) 2018-04-25
DE102016012629A1 (de) 2018-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020107352A1 (de) Batterie-wärmemanagement
DE112014006172B4 (de) Wärmemanagementsystem für Fahrzeug
DE102019109796A1 (de) Wärmestrommanagementvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Wärmestrommanagementvorrichtung
EP2409005B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ölschmierung von rotierenden oder oszillierenden bauteilen
DE112011102675B4 (de) Geteilter Radiatoraufbau zur Wärmeabfuhroptimierung für ein Abwärmeverwertungssystem
DE102020107480A1 (de) Batterie-wärmemanagement
DE112014001722B4 (de) Verfahren und System zum Steuern eines Kühlsystems
DE102017118832A1 (de) Betrieb eines kombinierten kühlkreislaufs für leistungselektronik und batterie
CN106143484A (zh) 混合动力车辆及加热发动机冷却液的方法
DE102011079640A1 (de) Brennstoffzellenkühlsystem mit Wärmeauskopplung
EP2831401B1 (de) Verfahren und system zur wärmeübertragung für ein fahrzeug
DE102014204103A1 (de) Verfahren und system zur steuerung eines elektrokraftfahrzeugs während des aufladens
DE102019100710A1 (de) Prädiktives batterie-wärmemanagementsystem
DE102011105366A1 (de) Kühlanordnung und Verfahren zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers
US11447038B2 (en) Motor vehicle cooling system and control for cooling a traction battery
EP1700026B1 (de) System und verfahren zur verdampfung eines kryogen gespeicherten kraftstoffs
EP3312401B1 (de) Kühlkreislauf für ein kraftfahrzeug
DE102018207011B3 (de) Hybrid-Antrieb umfassend eine Brennkraftmaschine und eine weitere Drehmoment-Quelle zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102019105893B4 (de) Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeugantriebssystem
DE102019008255B4 (de) Kühlsystem, Antriebsstrang, Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems mit einer Ventilanordnung zum Umschalten von Fluidverbindungen zwischen Kühlmittelkreisläufen und Radiatoren
DE102018113687A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung von Batteriezellenmodulen
DE102017213213A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Abgaswärmemanagementsystems, Abgaswärmemanagementsystem, Kraftfahrzeug sowie Computerprogrammprodukt
DE102015010242A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Brennstoffzellenfahrzeugs und Brennstoffzellenfahrzeug
DE102020131848A1 (de) Fahrzeugenergiemanagementsystem
GB2564524B (en) A method of controlling a waste heat recovery system

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20181024

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MAN TRUCK & BUS SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210211

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210804

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1451962

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20211215

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502017012128

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: FP

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220301

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220301

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220302

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220401

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502017012128

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20220401

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

26N No opposition filed

Effective date: 20220902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20221031

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20221002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221031

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221002

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221002

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20231026

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1451962

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20221002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20221002

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20231023

Year of fee payment: 7

Ref country code: IT

Payment date: 20231024

Year of fee payment: 7

Ref country code: FR

Payment date: 20231026

Year of fee payment: 7

Ref country code: DE

Payment date: 20231027

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20171002

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211201