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Nutzung der elektrischen Verlustleistung in Elektrofahrzeugen zur Klimatisierung im Fahrzeug

IP.com Disclosure Number: IPCOM000200561D
Original Publication Date: 2010-Oct-19
Included in the Prior Art Database: 2010-Oct-26
Document File: 2 page(s) / 203K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren werden die Hilfsbetriebe im Allgemeinen durch einen vom Motor angetriebenen Generator, d.h. Lichtmaschine, mit elektrischer Energie versorgt. Für die Heizung des Fahrzeuginnenraumes wird die Motorabwärme indirekt über einen Kühlwasserkreislauf genutzt. Zur Klimatisierung, insbesondere zur Kühlung, des Innenraumes wird ein Kühlkreislauf verwendet, welcher mit einem direkt oder indirekt vom Verbrennungsmotor angetriebenem Kompressor arbeitet. Die Leistungsaufnahme des Kühlkreislaufes liegt bei Personenkraftwagen üblicherweise im Bereich von einigen Kilowatt. Bei Betrieb des Kühlkreislaufs geht die Fahrleistung entsprechend zurück. Bekannt sind neben Kompressionskühlern auch solche Kühlanlagen, welche mit thermisch zugeführter Energie arbeiten. Hierzu zählen u.a. Absorptionskühler. Bekannt ist außerdem der thermoelektrische Effekt (Peltier- bzw. Seebeck-Effekt), bei welchem thermische Energie in elektrische umgewandelt wird bzw. umgekehrt.

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Nutzung der elektrischen Verlustleistung in Elektrofahrzeugen zur Klimatisierung im Fahrzeug

Idee: Dr. Nils Kroemer, DE-Chemnitz

Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren werden die Hilfsbetriebe im Allgemeinen durch einen vom Motor angetriebenen Generator, d.h. Lichtmaschine, mit elektrischer Energie versorgt. Für die Heizung des Fahrzeuginnenraumes wird die Motorabwärme indirekt über einen Kühlwasserkreislauf genutzt. Zur Klimatisierung, insbesondere zur Kühlung, des Innenraumes wird ein Kühlkreislauf verwendet, welcher mit einem direkt oder indirekt vom Verbrennungsmotor angetriebenem Kompressor arbeitet. Die Leistungsaufnahme des Kühlkreislaufes liegt bei Personenkraftwagen üblicherweise im Bereich von einigen Kilowatt. Bei Betrieb des Kühlkreislaufs geht die Fahrleistung entsprechend zurück. Bekannt sind neben Kompressionskühlern auch solche Kühlanlagen, welche mit thermisch zugeführter Energie arbeiten. Hierzu zählen u.a. Absorptionskühler. Bekannt ist außerdem der thermoelektrische Effekt (Peltier- bzw. Seebeck-Effekt), bei welchem thermische Energie in elektrische umgewandelt wird bzw. umgekehrt.

Bei heutigen batterie- oder brennstoffzellenbetrieben Fahrzeugen werden die Hilfsbetriebe mit elektrischer Energie aus der Batterie versorgt. Für die Klimatisierung kommen Kompressionskühler zum Einsatz. Je nach Energiebedarf der Kühleinrichtung nimmt somit die Reichweite des Fahrzeuges ab. Bei derartigen Elektrofahrzeugen hat die Verbesserung der Reichweite eine große Bedeutung. Daher müssen sämtliche Hilfsbetriebsfunktionen wie Beleuchtung, Lenkhilfe, Klimatisierung usw. so ausgelegt werden, dass sie mit möglichst geringer elektrischer Energie auskommen.

Die Idee besteht nun darin, die in den einzelnen Komponenten des Antriebsstranges entstehenden thermischen Verlustleistungen für Hilfsbetriebsfunktionen zu nutzen und somit den elektrischen Energiespeicher zu entlasten. Bei batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen entstehen im gesamten elektrischen Antriebsstrang, d.h. Batterie, Leistungsteil des Fahrwechselrichters und elektrische Maschine, thermische Verluste, welche durch einen Kühlkreislauf abgeführt werden müssen, um den Betrieb der elektrischen Komponenten über e...