WO2010133636A2 - Kinetischer kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher - Google Patents

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WO2010133636A2
WO2010133636A2 PCT/EP2010/056893 EP2010056893W WO2010133636A2 WO 2010133636 A2 WO2010133636 A2 WO 2010133636A2 EP 2010056893 W EP2010056893 W EP 2010056893W WO 2010133636 A2 WO2010133636 A2 WO 2010133636A2
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Franz-Josef Lietz
Wolfgang Hentschel
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Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00—Systems for storing electric energy
    • H02J15/007—Systems for storing electric energy involving storage in the form of mechanical energy, e.g. fly-wheels
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the subject matter relates to a vehicle kinetic energy kinetic energy store with a control circuit for driving the vehicle
  • Kraftchristbordozoenergy Appendix is operable as a generator, and that for storing electrical energy of the vehicle onboard power storage is motorized operable.
  • Kinetic vehicle on-board network energy storage devices are known, for example, from DE 10 2004 053 155 A1.
  • the energy storage described there has a flywheel energy storage.
  • This flywheel energy storage is used to receive recovered energy, such as braking energy, which was obtained for example by means of braking energy recuperation.
  • the energy storage can be provided in short cycles energy for a vehicle electrical system stabilization available.
  • the flywheel is operated by a motor when receiving energy, so that the flywheel is accelerated to absorb energy. If the flywheel is electrically decelerated, electrical energy can
  • the battery Relieves rapidly changing charge and Endladezyklen because the flywheel energy storage takes over a buffer function for short-term high performance requirements.
  • the object was based on the object to provide a kinetic vehicle on-board network energy storage, which can also absorb large energies beyond 10 kJ, without overheating.
  • the vehicle onboard power storage is connected via a thermal bridge for the dissipation of heat energy to a body panel of a motor vehicle. It has been recognized that on the body panel of the motor vehicle, a sufficiently large heat dissipation is possible to the motor vehicle nets energy storage even when recording - "5 -
  • the Kraft Vietnamesebordenergy Appendix must be connected to the body panel via a suitable thermal bridge.
  • the thermal bridge must be designed to dissipate a certain thermal power. About the thermal bridges is formed by friction heat energy of the
  • a good heat conduction usually requires a large contact surface with a solid material, which has good heat conduction properties.
  • a solid material which has good heat conduction properties.
  • such solid material is regularly disadvantageous in terms of its acoustic decoupling properties.
  • the thermal bridge be elastic.
  • the elasticity causes vibrations to be absorbed without being coupled into the body. Therefore, it is also proposed that the thermal bridge stores the vehicle on-board network energy storage for receiving structure-borne sound oscillating. This ensures that no unpleasant noise, especially in the high frequencies, are coupled into the vehicle.
  • a good heat dissipation with simultaneous acoustic decoupling is achieved in that the thermal bridge from a grid with extending from the motor vehicle on-board energy storage to the body panels webs and cavities is formed.
  • the webs allow heat exchange between the body and the energy storage.
  • the webs are separated by cavities. As a result, the webs can oscillate transversely to their propagation direction and thus absorb high-frequency oscillations of the energy store and decouple them from the body.
  • a good heat conduction with simultaneous good acoustic decoupling is achieved, in particular, in that the heat-conducting bridge is formed from a metal mesh, a metal fleece, a metal foam, a fiber fabric or a plastic mesh. These materials allow good heat transfer while maintaining high flexibility.
  • a heat-conducting foam or a fine-wire metal fleece are also suitable for acoustic decoupling.
  • non-ferrous metals e.g. Copper, aluminum or alloys thereof.
  • the metal fleece can be formed from a wool, for example a copper wool.
  • the nonwoven may have a strand weight of 100 to 200 g / m, preferably 150 g / m, at 100 mm roll width.
  • the fiber cross section can be smaller than 0.05 mm 2 A, preferably less than 0.02 mm ⁇ 2, in particular 0.01 mm A2. Preference is given to fiber cross sections of 0.05 ⁇ 0.2 mm ⁇ 2.
  • the heat-conducting bridge is formed from an elastomer, in particular a cellular PU foam.
  • the elastomer can be chosen so that it has good heat conduction properties and still allows a swinging storage.
  • the thermal bridge is formed of a mixed with metal powder or metal chips plastic.
  • the motor vehicle on-board energy storage be connected via the thermal bridge with the underbody of the motor vehicle.
  • the installation location of the motor vehicle on-board energy storage be connected via the thermal bridge with the underbody of the motor vehicle.
  • Kraftchristbordozoenergy Apps is preferably on the underbody of the motor vehicle. In the area of the underbody of the motor vehicle are sufficiently large space to obstruct the energy storage there.
  • the thermal bridge for the derivation of at least 50 watts of thermal power is formed.
  • the thermal bridge must have a suitable coefficient of thermal conductivity.
  • a suitable heat conduction coefficient must be selected.
  • the motor vehicle on-board energy storage be mounted on a support.
  • the carrier may be, for example, a carrier plate, which is formed from a suitable, thermally conductive, but preferably electrically non-conductive material.
  • the vehicle on-board network energy storage by means of screwing or gluing or other
  • Attachment method be attached.
  • the carrier can then be attached to the body panel.
  • the vehicle onboard power storage should rest with as large an area on the support. For this reason it is suggested that the
  • Motor vehicle on-board power storage is mounted on the side facing away from its electrical connections on the carrier.
  • Kraftchristbordozoenergie An accumulator to be arranged on the carrier.
  • control circuit may be mounted on the carrier according to an advantageous embodiment. This makes it possible to provide an integrated assembly which can be easily mounted in the vehicle and which includes the storage and control of storage.
  • the electrical connections can have a lateral outlet.
  • the carrier is heat-conducting.
  • the carrier is formed of an electrically non-conductive but heat-conducting material.
  • the thermal bridge on a heat conduction.
  • the heat-conducting medium may for example be formed partly from the carrier.
  • the carrier can form the thermal bridge.
  • the heat-conducting medium may be a heat-conducting foam.
  • the michleitschaur ⁇ can on the one hand ensure a good thermal conduction between the carrier and the vehicle body and on the other connect the carrier with the vehicle body. On the one hand, good heat conduction with simultaneous acoustic decoupling can be made possible.
  • theticianleitschaum can glue the carrier on the body panel.
  • the motor vehicle on-board energy storage be arranged in the region of the footwell of the motor vehicle. Particularly in this area, a sufficiently large space is available in conventional vehicles. In particular, below the closestraumteppichs between carpet and floor panel, can be the motor vehicle on-board power storage store.
  • Kraftchristbordozoenergy Appendix is arranged in a ventilation duct of the motor vehicle. In this way, for example, by the motor vehicle internal ventilation air cooling of the energy storage done.
  • the ventilation duct is arranged parallel to an air conditioning duct for the interior ventilation of the vehicle.
  • the air used to cool the interior ventilation may be routed in parallel through the ventilation duct and used to cool the vehicle onboard power storage.
  • a valve control connects the ventilation duct with an air conditioning duct of the vehicle.
  • the valve control can be controlled, for example, such that when a required cooling of the air conditioning duct with the ventilation duct is fluidly connected. If cooling is no longer necessary, the air conditioning duct can be separated from the ventilation duct in terms of flow.
  • the valve control can be controlled accordingly.
  • the valve control may be, for example, a valve flap.
  • At least one housing of the motor vehicle nets energy storage has cooling channels for receiving coolant.
  • cooling channels can enforce the outer shell of the housing of the energy storage. Through the cooling channels, a cooling liquid can be passed, which is suitable for the dissipation of thermal energy.
  • Cooling is particularly advantageous when the cooling channels are connected to a motor vehicle cooling system. By integrating the cooling of the energy storage with the already existing motor vehicle internal cooling system a cooling can be realized particularly cost-effectively.
  • the cooling liquid may be water or any other coolant present in the vehicle. Subsequently, the object is determined by a
  • Fig. 1 is a view of a
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of an installation location of a vehicle on-board network energy store
  • Fig. 3 is a schematic view of an air cooling of a KraftmaibordnetzenergieSpeichers.
  • FIG. 1 shows a KraftGermanbordozoenergy App 2, which may be formed as a flywheel mass energy storage.
  • This kinetic vehicle on-board network energy storage 2 is arranged on a carrier plate 6. Further, on the support plate 6, a power electronics 4 is arranged for controlling the vehicle on-board power energy storage 2.
  • the vehicle on-board network energy storage device 2 has electrical connections 8. On the side facing away from the connections 8, the vehicle on-board network energy storage device 2 is connected to the carrier plate 6.
  • the power electronics 4 can be controlled via control lines, not shown, and control the motor vehicle on-board energy storage 2.
  • the motor vehicle network energy storage 2 can temporarily convert the energy obtained by recuperation into kinetic energy in which the motor vehicle on-board energy storage 2 is driven by a motor becomes.
  • the vehicle on-board network energy storage 2 can be operated as a generator by changing the phase position of the control via the electrical connections 8 and electrical power can be output.
  • the vehicle on-board network energy storage 2 is preferably designed for speeds between 1000 and 100,000, preferably between 40,000 and 70,000 revolutions per minute. At these revolutions, the vehicle on-board network energy storage may store between 35 kJ, preferably between 10 and 20 kJ, more preferably about 15 kJ.
  • Motor vehicle on-board energy storage 2 are derived.
  • Body panel preferably an underbody 12 of a
  • Carrier 6 and the primatschaum 10 have a sufficiently large diameter to at least 50th
  • Power electronics 4 and the carrier 6 in the region of a footwell next to a center console 16 is arranged. Above the installation site, a carpet 14 can complete the footwell.
  • FIG. 3 shows the installation of the
  • Kraftchristbordnetz energie Appendix 2 also in the footwell in a plan view. It can be seen that a ventilation channel 18 is guided parallel to a Kliraakanal 20.
  • the ventilation duct 18 encloses the vehicle on-board network energy storage 2, the
  • the ventilation duct 18 can be connected via the valve flap 22 with the air conditioning duct 20, so that air is passed from the air conditioning not only via the air conditioning duct 20 but also in parallel thereto via the ventilation duct 18 and a cooling of the
  • valve flap 22 can be controlled by means of a valve control, so that an appropriate cooling takes place.

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Abstract

Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher mit einer Steuerschaltung (4) zum Ansteuern des Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers (2) derart, dass zur Abgabe der elektrischen Energie der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) generatorisch betreibbar ist und das zur Speicherung von elektrischer Energie der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) motorisch betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) über eine Wärmebrücke (6, 10) zur Ableitung von Wärmeenergie mit einem Karosserieblech (12) eines Kraftfahrzeugs verbunden ist.

Description

Kinetischer Kraftfahrzβugbordnetzenergiespeieher
Der Gegenstand betrifft einen kinetischen Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher mit einer Steuerschaltung zum Ansteuern des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers derart, dass zur Abgabe von elektrischer Energie der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher generatorisch betreibbar ist, und dass zur Speicherung von elektrischer Energie der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher motorisch betreibbar ist.
Kinetische Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher sind beispielsweise aus der DE 10 2004 053 155 Al bekannt. Der dort beschriebene Energiespeicher weist einen Schwungmassenenergiespeicher auf. Dieser Schwungmassenenergiespeicher dient zur Aufnahme von zurückgewonnener Energie, beispielsweise Bremsenergie, die beispielsweise mittels Bremsenergie-Rekuperation gewonnen wurde. Mittels des Energiespeichers kann in kurzen Zyklen Energie für eine Bordnetzstabilisierung zur Verfügung gestellt werden. Hierzu wird das Schwungrad bei der Aufnahme von Energie motorisch betrieben, so dass das Schwungrad zur Aufnahme von Energie beschleunigt wird. Wird das Schwungrad elektrisch abgebremst, kann elektrische Energie dem
Energiespeicher entnommen und dem Bordnetz zugeführt werden.
Dadurch, dass zusätzlich zur Fahrzeugbatterie ein Schwungmassenenergiespeicher verwendet wird, ist die Batterie von schnell wechselnden Lade- und Endladezyklen entlastet, da der Schwungmassenenergiespeicher eine Pufferfunktion für kurzzeitig hohe Leistungsanforderungen übernimmt.
Bei dem bekannten kinetischen
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher ist jedoch das Problem der thermischen Verlustleistung nicht gelöst. Darüber hinaus ist das Problem der Körperschallübertragung nicht gelöst. Insbesondere bei hohen Drehzahlen, beispielsweise Drehzahlen im Bereich zwischen 1000 und 100000 Umdrehungen pro Minute entsteht auch bei sehr guter Lagerung Verlustsleistung durch Reibung, welche abgeführt werden muss. Zusammen mit der Verlustleistung entstehen auch hochfrequente Schwingungen in dem Energiespeicher, deren Einkopplung in die Karosserie vermieden werden muss. Das Abführen der Verlustleistung bei vorzugsweise gleichzeitiger mechanischer Hochfrequenzentkopplung ist insbesondere bei Energiespeichern, die Energien von mehr als 10 kJ, beispielsweise mehr als 50 kJ speichern, noch nicht gelöst.
Daher lag dem Gegenstand die Aufgabe zu Grunde, einen kinetischen Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher zur Verfügung zu stellen, welcher auch große Energien jenseits von 10 kJ aufnehmen kann, ohne zu überhitzen.
Diese Aufgabe wird gegenständlich dadurch gelöst, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher über eine Wärmebrücke zur Ableitung von Wärmeenergie mit einem Karosserieblech eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Es ist erkannt worden, dass über das Karosserieblech des Kraftfahrzeugs eine genügend große Wärmeableitung möglich ist, um den Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher auch bei Aufnahme von — "5 —
Energiemengen von mehr als 10 kJ ausreichend zu kühlen. Um die entstehende Wärmeenergie abführen zu können, muss der Kraftfahrzeugbordenergiespeicher mit dem Karosserieblech über eine geeignete Wärmebrücke verbunden sein. Die Wärmebrücke muss zur Ableitung einer gewissen thermischen Leistung ausgelegt sein. Über die Wärmebrücken wird die durch Reibung entstehende Wärmeenergie des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers in das Karosserieblech abgeleitet .
Eine gute Wärmeleitung benötigt in der Regel eine große Auflagefläche mit einem Vollmaterial, welches gute Wärmeleiteigenschaften hat. Ein solches Vollmaterial ist jedoch regelmäßig nachteilig hinsichtlich seiner akustischen Entkopplungseigenschaften.
Um zusätzlich den Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher insbesondere für hohe Frequenzen von der Karosse zu entkoppeln, um eine Köperschallübertragung zu verhindern, wird daher auch vorgeschlagen, dass die Wärmebrücke elastisch ist. Die Elastizität bewirkt, dass Schwingungen aufgenommen werden, ohne in die Karosserie eingekoppelt zu werden. Daher wird auch vorgeschlagen, dass die Wärmebrücke den Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher zur Aufnahme von Körperschall schwingend lagert. Hierdurch wird erreicht, dass keine unangenehmen Nebengeräusche, insbesondere im Bereich hoher Frequenzen, in das Fahrzeug eingekoppelt werden.
Eine gute Wärmeableitung bei gleichzeitiger akustischer Entkopplung wird dadurch erreicht, dass die Wärmebrücke aus einem Gitter mit von dem Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher zu dem Karosserieblech verlaufenden Stegen und Hohlräumen gebildet ist. Die Stege ermöglichen einen Wärmeaustausch zwischen der Karosserie und dem Energiespeicher. Die Stege sind durch Hohlräume voneinander getrennt. Dadurch können die Stege quer zu ihrer Ausbreitungsrichtung schwingen und somit hochfrequente Schwingungen des Energiespeichers aufnehmen und diese von der Karosserie entkoppeln.
Eine gute Wärmeleitung bei gleichzeitiger guter akustischer Entkopplung wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Wärmeleitbrücke aus einem Metallgeflecht, einem Metallvlies, einem Metallschaum, einem Fasergewebe oder einem Kunststoffgeflecht gebildet ist. Diese Materialien ermöglichen einen guten Wärmetransport bei gleichzeitiger hoher Flexibilität. Auch ein Wärmeleitschaum oder ein feindrähtiges Metallvlies eignen sich zur akustischen Entkopplung. Als Metalle eignen sich insbesondere Nichteisenmetalle, z.B. Kupfer, Aluminium oder Legierungen davon .
Das Metallsvlies kann aus einer Wolle, z.B. einer Kupferwolle gebildet sein. Das Vlies kann ein Stranggewicht von 100 bis 200 g/m, bevorzugt 150g/m, bei 100mm Rollenbreite haben. Der Faserquerschnitt kann kleiner 0,05 mmA2, bevorzugt kleiner 0,02 mmΛ2, insbesondere 0,01 mmA2 sein. Bevorzugt sind Faserquerschnitte von 0,05 x 0,2 mmΛ2.
Es wird auch vorgeschlagen, dass die Wärmeleitbrücke aus einem Elastomer, insbesondere einem zelligen PU-Schaum, gebildet ist. Dabei kann das Elastomer so gewählt werden, dass es gute Wärmeleiteigenschaften hat und trotzdem eine schwingende Lagerung ermöglicht. Dies wird auch dadurch erreicht, dass die Wärmebrücke aus einem mit Metallpulver oder Metallsplittern versetzten Kunststoff gebildet ist.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher über die Wärmebrücke mit dem Unterboden des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der Einbauort des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers ist bevorzugt am Unterboden des Kraftfahrzeugs. Im Bereich des Unterbodens des Kraftfahrzeugs finden sich ausreichend große Bauräume, um den Energiespeicher dort zu verbauen.
Um eine ausreichende Kühlung des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers zu gewährleisten wird auch vorgeschlagen, dass die Wärmebrücke zur Ableitung von zumindest 50 Watt thermischer Leistung gebildet ist. Hierzu muss die Wärmebrücke einen geeigneten Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Abhängig von der Auflagefläche des Kraftfahrzeugenergiespeichers auf der Wärmebrücke und der Wärmebrücke auf dem Unterboden ist ein geeigneter Wärmeleitkoeffizient zu wählen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird auch vorgeschlagen, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher auf einem Träger befestigt ist. Der Träger kann beispielsweise eine Trägerplatte sein, welche aus einem geeigneten, wärmeleitfähigen, jedoch bevorzugt elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet ist. Auf diesem Träger kann der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher mittels Verschrauben oder Verkleben oder sonstigen
Befestigungsverfahren befestigt werden. Der Träger kann dann am Karosserieblech befestigt werden. Um eine besonders gute Wärmeabfuhr zu ermöglichen, sollte der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher mit einer möglichst großen Fläche auf dem Träger aufliegen. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher auf der seinen elektrischen Anschlüssen abgekehrten Seite auf dem Träger befestigt ist.
Auch kann zusammen mit dem
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher ein Akkumulator auf dem Träger angeordnet sein.
Auch die Steuerschaltung kann gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel auf dem Träger befestigt sein. Dies ermöglicht es, eine integrierte Baugruppe zur Verfügung zu stellen, welche problemlos in dem Fahrzeug montiert werden kann und welche die Speicherung und die Steuerung der Speicherung beinhaltet. Die elektrischen Anschlüsse können einen seitlichen Abgang aufweisen.
Um eine besonders gute Wärmeleitung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass der Träger wärmeleitend ist. Insbesondere ist der Träger aus einem elektrischen nicht leitenden jedoch wärmeleitenden Material gebildet.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Wärmebrücke ein Wärmeleitmittel auf. Das Wärmeleitmittel kann beispielsweise zum Teil aus dem Träger gebildet sein. Auch kann der Träger die Wärmebrücke bilden. Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann das Wärmeleitmittel ein Wärmeleitschaum sein. Der Wärmeleitschaurα kann zum Einen eine gute thermische Leitung zwischen Träger und Fahrzeugkarosse gewährleisten und zum Anderen den Träger mit der Fahrzeugkarosse verbinden. Hierbei kann zum einen eine gute Wärmeleitung bei gleichzeitiger akustischer Entkopplung ermöglicht werden. Beispielsweise kann der Wärmeleitschaum den Träger auf dem Karosserieblech verkleben.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher im Bereich des Fußraumes des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Insbesondere in diesem Bereich ist ein ausreichend großer Bauraum bei herkömmlichen Fahrzeugen vorhanden. Insbesondere unterhalb des Fußraumteppichs, zwischen Teppich und Bodenblech, lässt sich der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher anordnen .
Eigenständig erfinderisch und auch mit allen Merkmalen der abhängigen und unabhängigen Ansprüche frei kombinierbar ist ein Aufführungsbeispiel, bei dem der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher in einem Lüftungskanal des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Hierdurch kann beispielsweise durch die kraftfahrzeug-interne Lüftung eine Luftkühlung des Energiespeichers erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Lüftungskanal parallel zu einem Klimakanal für die Innenraumbelüftung des Fahrzeuges angeordnet ist. In diesem Fall kann die Luft, die zur Kühlung der Innenraumbelüftung verwendet wird, parallel durch den Lüftungskanal geführt werden und zur Kühlung des Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers verwendet werden. Um eine bedarfsgerechte Kühlung zu gewährleisten, wird auch vorgeschlagen, dass eine Ventilsteuerung den Lüftungskanal mit einem Klimakanal des Fahrzeuges verbindet. Die Ventilsteuerung kann beispielsweise derart angesteuert sein, dass bei einer benötigten Kühlung der Klimakanal mit dem Lüftungskanal strömungstechnisch verbunden wird. Ist eine Kühlung nicht mehr notwendig, kann der Klimakanal strömungstechnisch von dem Lüftungskanal getrennt werden. Hierzu kann die Ventilsteuerung entsprechend angesteuert werden. Die Ventilsteuerung kann beispielsweise eine Ventilklappe sein.
Ebenfalls eigenständig erfinderisch und auch frei mit allen Merkmalen der abhängigen und unabhängigen Ansprüche kombinierbar ist eine Ausgestaltung, bei der zumindest ein Gehäuse des Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers Kühlkanäle zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit aufweist. Beispielsweise können Kühlkanäle den äußeren Mantel des Gehäuses des Energiespeichers durchsetzen. Durch die Kühlkanäle kann eine Kühlflüssigkeit geleitet werden, die zur Ableitung von thermischer Energie geeignet ist.
Besonders vorteilhaft ist die Kühlung dann, wenn die Kühlkanäle mit einem Kraftfahrzeugkühlsystem verbunden sind. Durch die Integration der Kühlung des Energiespeichers mit dem ohnehin vorhandenen kraftfahrzeug-internen Kühlsystera lässt sich eine Kühlung besonders kostengünstig realisieren.
Die Kühlflüssigkeit kann Wasser oder eine sonstige im Fahrzeug vorhandene Kühlflüssigkeit sein. Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer
Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers mit einer Leistungselektronik;
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Einbauortes eines Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers;
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Luftkühlung eines KraftfahrzeugbordnetzenergieSpeichers.
Figur 1 zeigt einen Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2, der als Schwungradmasseenergiespeicher gebildet sein kann. Dieser kinetische Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 ist auf einer Trägerplatte 6 angeordnet. Ferner ist auf der Trägerplatte 6 eine Leistungselektronik 4 zur Steuerung des Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers 2 angeordnet. Der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 verfügt über elektrische Anschlüsse 8. Auf der den Anschlüssen 8 abgekehrten Seite ist der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 mit der Trägerplatte 6 verbunden. Die Leistungselektronik 4 kann über nicht dargestellte Steuerleitungen angesteuert werden und den Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 ansteuern.
Der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 kann die durch Rekuperation gewonnene Energie kurzzeitig in kinetische Energie umwandeln, in dem der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 motorisch angetrieben wird. Zur Abgabe von elektrischer Energie kann der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 durch Veränderung der Phasenlage der Ansteuerung über die elektrischen Anschlüsse 8 generatorisch betrieben werden und elektrische Leistung kann abgegeben werden.
Der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 ist bevorzugt für Drehzahlen zwischen 1000 und 100000, bevorzugt zwischen 40000 70000 Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Bei diesen Umdrehungen kann der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher zwischen 35 kJ, bevorzugt zwischen 10 und 20 kJ, besonders bevorzugt ungefähr 15 kJ speichern.
Bei den hohen Drehzahlen des Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers 2 kommt es aufgrund von
Reibungsverlusten, auch bei guter Lagerung, zu einer
Erwärmung. Die Wärme muss vom
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 abgeleitet werden.
Hierzu wird der Träger 6, wie in Figur 2 dargestellt, bevorzugt über einen Wärmeleitschaum 10 mit einem
Karosserieblech, bevorzugt einem Unterboden 12 eines
Kraftfahrzeugs verbunden. Dabei kann der Träger 6 mittels des
Wärmeleitschaums 10 an dem Unterboden 12 verklebt sein. Der
Träger 6 als auch der Wärmeleitschaum 10 verfügen über einen ausreichend großen Wärmeleitkoeffizienten, um zumindest 50
Watt thermische Leistung abzuleiten und in den Unterboden 12 des Fahrzeuges einzuleiten.
In der Figur 2 ist zu erkennen, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2 zusammen mit der
Leistungselektronik 4 und den Träger 6 in dem Bereich eines Fußraumes neben einer Mittelkonsole 16 angeordnet ist. Oberhalb des Einbauortes kann ein Teppich 14 den Fußraum abschließen.
Die in Figur 2 gezeigte Anordnung unmittelbar am Unterboden 12 ermöglicht eine thermische Kühlung über eine Wärmebrücke. Darüber hinaus ist auch eine thermische Kühlung über eine Luftkühlung möglich, wie sie beispielsweise in der Figur 3 dargestellt ist.
Figur 3 zeigt den Einbau des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers 2 ebenfalls im Fußraum in einer Draufsicht. Zu erkennen ist, dass ein Lüftungskanal 18 parallel zu einem Kliraakanal 20 geführt ist. Der Lüftungskanal 18 umschließt den Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher 2, die
Leistungselektronik 4 und den Träger 6, so dass ein Luftstrom entlang des Lüftungskanals 18 eine Kühlung dieser Komponenten bewirken kann. Der Lüftungskanal 18 kann über die Ventilklappe 22 mit dem Klimakanal 20 verbunden werden, so dass Luft von der Klimaanlage nicht nur über den Klimakanal 20, sondern auch parallel hierzu über den Lüftungskanal 18 geleitet wird und eine Kühlung des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers 2 bewirken kann. Die Ventilklappe 22 kann mittels einer Ventilsteuerung angesteuert werden, so dass eine bedarfsgerechte Kühlung erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher mit einer Steuerschaltung (4) zum Ansteuern des
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers (2) derart, — dass zur Abgabe von elektrischer Energie der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) generatorisch betreibbar ist, und - dass zur Speicherung von elektrischer Energie der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) motorisch betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) über eine
Wärmebrücke (6, 10) zur Ableitung von Wärmeenergie mit einem Karosserieblech (12) eines Kraftfahrzeugs verbunden ist.
2. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke
(6, 10) elastisch ist.
3. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke (6, 10) den
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) zur Aufnahme von Körperschall schwingend lagert.
4. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmebrücke (6, 10) aus einem Gitter mit von dem Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) zu dem Karosserieblech (12) verlaufenden Stegen und Hohlräumen gebildet ist.
5. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmeleitbrücke (6, 10) aus einem Metallgeflecht, einem Metallvlies, einem Metallschaum, einem Faserqewebe oder einem Kunststoffgeflecht gebildet ist.
6. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wärmeleitbrücke (6, 10) aus eine Elastomer, insbesondere einem zelligen PU-Schaum, gebildet ist.
7. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke (6, 10) aus einem mit Metallpulver oder Metallsplittern versetzten Kunststoff gebildet ist.
8. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher über die Wärmebrücke (6, 10) mit dem ünterboden des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
9. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke (6, 10) zur Ableitung von zumindest 50 Watt thermischer Leistung gebildet ist.
10. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) auf einem Träger (6) befestigt ist.
11. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) auf der seinen elektrischen Anschlüssen (8) abgekehrten Seite auf dem Träger (6) befestigt ist.
12. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (4) auf dem Träger (6) befestigt ist.
13. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) wärmeleitend ist.
14. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebrücke (6, 10) ein Wärmeleitmittel (10) aufweist.
15. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitmittel (10) ein Wärmeleitschaum ist.
16. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher (2) im Bereich des Fußraumes des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
17. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet:, dass der
Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher in einem Lüftungskanal (18) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
18. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftungskanal (18) parallel zu einem Klimakanal (20) für die Innenraumbelüftung des Fahrzeugs angeordnet ist.
19. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilsteuerung (28) den Lüftungskanal (18) mit einem Klimakanal (20) des Fahrzeugs verbindet.
20. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gehäuse des Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeichers Kühlkanäle zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit aufweist.
21. Kinetischer Kraftfahrzeugbordnetzenergiespeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle mit einem Kraftfahrzeugkühlsystem verbunden sind.
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