具有热管理系统的电动车技术方案

本发明专利技术涉及一种具有热管理系统的电动车，该电动车具有至少一个电驱动器(28)、牵引电池(12)和至少一个热能源(14)，其中牵引电池(12)能够与驱动器(28)电耦合并且其中热能源(14)能够与牵引电池(12)热耦合。本发明专利技术此外涉及一种用于调节机动车(1)的牵引电池(12)的温度的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有热管理系统的电动车
本专利技术涉及一种具有热管理系统的电动车。本专利技术尤其涉及一种配备有热能源的、带有至少一个电驱动器的机动车。此外，本专利技术还涉及一种用于调节机动车牵引电池的温度的方法。
技术介绍
电池组或蓄电池供电的电动车通常具有牵引电池，通过该牵引电池能够存储电驱动所需的电能。这种牵引电池的寿命和容量取决于温度。这种牵引电池的最大效率和全部充电容量通常只在很小的温度范围内得到。在特别寒冷的天气条件下，大多数商业上通用的牵引电池如锂离子电池都具有增加的内电阻，该内电阻会导致容量损失。由于在低温下、更确切地说在电力输出过程中内电阻较高，以及由于功率损失增加，在电池区域产生热能。然而，这在电池损耗增加的情况下发生并且可能伴随着牵引电池的过早老化。
技术实现思路
相对于上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于机动车，尤其是用于电动车的改进的热管理系统，该热管理系统抵抗牵引电池的过早老化过程并且能够实现牵引电池的最高效的运行。由此，目标是增加机动车的行驶里程并且尽可能最佳地利用牵引电池的所提供的电容量。该技术问题通过一种机动车解决，该机动车具有至少一个电驱动器、牵引电池和热能源。牵引电池在此能够与所述电驱动器电耦合。牵引电池也可以永久地与电驱动器电耦合。热能源进一步能够与牵引电池热耦合。热能源和牵引电池的热耦合使得即使在恶劣天气条件下和在相对较低的温度下也能够将牵引电池的周围区域和牵引电池本身保持在牵引电池能高效运行的温度水平。使用来自热能源的废热来调节牵引电池的温度能够使牵引电池的寿命延长。另外，可充分利用牵引电池的电容量来驱动。热能源也可以用于加热机动车内部空间，使得在纯电力运行的机动车中，机动车内部空间的加热不再由机动车的牵引电池或其它电池系统负担。牵引电池的充电容量可以以该方式在更大程度上用于机动车的驱动。以该方式可以增加车辆的行驶里程。在此尤其设成，直接利用热能源的废热来加热车辆内部空间和/或调节牵引电池的温度。对所提供的、必要时在机动车中总归要出现的废热的直接使用已证明是特别节能的。根据一种扩展方式，热能源具有用于产生电能的燃料电池。燃料电池可以例如配置为产生馈入到牵引电池中的电能。借助燃料电池能够产生的电能还可以用于其它耗能器，例如用于电加热设备或用于电冷却设备。用于提供电能的燃料电池的运行产生了废热，该废热能够直接用于调节牵引电池的温度和/或用于调节机动车内部空间的温度。因此，热能源可以同时是与牵引电池和电驱动器(例如电动机)电耦合的电能源。电耦合在此可以通过DC总线进行，例如通过所谓的公共DC总线进行。根据另一设计方式，机动车具有热能总线。热能源在此通过热交换器与热能总线热耦合。热能总线进一步与牵引电池热耦合。在热能总线上可以分别热耦合有其它热部件，例如加热设备和/或空调设备、更确切地说机动车的冷却设备。热能总线可用于重新分配机动车内的热能。热能总线可以被加热或冷却到预定的理论温度，并且可以借助合适的热交换介质将热能总线上热连接的部件调整到预定的温度水平。例如，热能总线可以具有开放或闭合回路，其中通过闭合回路循环热交换介质。连接在热能总线上的各个部件可以给热能总线提供热能或者从热能总线导出热能。热能总线实现了机动车的热管理，以使得机动车中总归要出现的废热能够用于机动车运行的效率提高，尤其是用于机动车的寿命延长，和用于牵引电池的最佳运行。根据另一设计方式，机动车具有与热能总线热耦合的加热设备。加热设备可以实施为由车载电网(elektrischeBordnetz)供电的电加热设备。车载电网可以借助燃料电池提供能量。车载电网还可以与牵引电池电耦合。加热设备可以在需要时和非常低的外部温度下产生电能并将该电能输出给热能总线。这在如下情形中是有利的，当热能源的废热，即燃料电池的废热不足以维持热能总线的预定的理论温度时。根据另一设计方式，机动车还包括与热能总线热耦合的空调设备或冷却设备。空调设备可以配置为电驱动器的空调设备，其工作电流可通过车载电网提供。空调设备可以从热能总线中提取热能以将热能总线保持在预定的温度水平。空调设备或电冷却设备的热耦合尤其在高的外部温度的情况下是有利的。借助空调设备还可以在需要时实现热能总线的热冷却和进而还有牵引电池的热冷却。根据另一设计形式，机动车还配备有至少一个布置在牵引电池的区域中的传感器，尤其是温度传感器，以及控制器，该控制器以数据技术方式与传感器耦合并且被配置为保持热能总线的预定温度。借助传感器和控制器可以有针对性地设定牵引电池的区域中的预定理论温度。通过这种方式可以对变化的环境条件或气候状况进行动态响应。在相对高的外部温度下，例如可以借助控制器使热能源从热能总线上脱耦。在特别高的外部温度下，可以借助控制器将空调设备的冷却功率耦合到热能总线中，以便例如造成牵引电池的主动冷却。借助通常构造为温度传感器的至少一个传感器并且借助与传感器以数据技术方式相连的控制器，牵引电池的区域中的预定温度可以有针对性地设定并且保持在预定的温度水平。根据另一设计方式，热能总线具有至少一个循环机构借助该循环机构能够将热交换介质至少从热能源输送到牵引电池。热能总线可以设计成热交换介质在其中循环的闭合回路。热交换介质的循环可以借助循环机构有针对性地控制。在液态的热交换介质的情况下，循环机构例如可设计为泵。在气态的热交换介质的情况下，例如在空气的情况下，循环机构可设计为鼓风机。循环机构可以同样地与控制器耦合。因此，控制器可以根据在牵引电池的区域中测量的实际温度与预定的理论温度之间的偏差来按需改变循环机构的强度，例如其输送效率，以便有针对性地控制有待经由热能总线传输的热量。根据另一设计方式，控制器以数据技术方式与加热设备、空调设备和/或与循环机构耦合。通常地，控制器既与加热设备、空调设备又与循环机构耦合。控制器可以通过数据技术式耦合来控制或调节加热设备、空调设备和/或循环机构。特别地，控制器可以通过与加热设备、空调设备和/或与循环机构的耦合来控制经由热能总线传输给或待传输给牵引电池的能量数量。控制器设计成根据牵引电池的区域中的主要温度，根据热能源的温度，根据热能总线或其热交换介质的温度，以及还根据由空调设备和/或由加热设备可提供的热能来进行牵引电池、热能源、加热设备和/或空调设备与热能总线的选择性热耦合。作为补充，控制器可设计成根据牵引电池、热能源、热能总线、加热设备和/或空调设备的区域中的主要温度，借助循环机构来按需控制热交换介质的输送。根据另一设计方式，机动车具有与热能源和牵引电池电耦合的车载电网。热能源主要可用于将电能馈入到车载电网中。热能源由此也可实施为用于纯电力驱动机动车的增程器。在热能源的区域中的为了产生电能而总归要出现的废热可以通过与热能总线的热耦合用于调节牵引电池的温度。通过这种方式可以提高机动车的总能量平衡和效率。特别地，热能源可以看作发电机，该发电机的运行一方面产生电能，该电能可提供给牵引电池并且最终也可提供给电动车的至少一个驱动器。另一方面，在热能源的运行中释放出废热，该废热可用于调节机动车内部空间的温度和/或用于调节牵引电池的温度。根据另一设计方式，车载电网与空调设备和/或加热设备电耦合。因此，所述空调设备，例如空调压缩机形式的空调设备和/或所述加热设备可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机动车，具有至少一个电驱动器(28)、牵引电池(12)和热能源(14)，其中所述牵引电池(12)能够与所述驱动器(28)电耦合，并且其中所述热能源(14)能够与所述牵引电池(12)热耦合。

【技术特征摘要】
2017.03.24 DE 102017002854.01.一种机动车，具有至少一个电驱动器(28)、牵引电池(12)和热能源(14)，其中所述牵引电池(12)能够与所述驱动器(28)电耦合，并且其中所述热能源(14)能够与所述牵引电池(12)热耦合。2.根据权利要求1所述的机动车，其中，所述热能源(14)具有用于产生电能的燃料电池(15)。3.根据权利要求1或2所述的机动车，其中，所述热能源(14)经由热交换器(18)而与热能总线(16)热耦合，所述热能总线与所述牵引电池(12)热耦合。4.根据权利要求3所述的机动车，其中，所述机动车还包括到与热能总线(16)热耦合的加热设备(22)。5.根据权利要求3或4所述的机动车，其中，所述机动车还包括与热能总线(16)热耦合的空调设备(20)。6.根据前述权利要求3至5中任一项所述的机动车，其中，热交换器(18)与车辆内部空间(3)或与牵引电池(12)热耦合。7.根据前述权利要求3至6中任一项所述的机动车，其中，所述机动车还包括至少一个布置在牵引电池(12)的区域中的传感器(42)并且还包括控制器(40)，所述控制器以数据技术方式与所述传感器(42)耦合并且设计成保持热能总线(16)的预定温度。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：IA萨科夫斯基，M弗罗曼，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US