用于车辆中的驱动系统的储存单元的制作方法_3

文档序号:8500534阅读:来源:国知局
器的充装水平或这两者而变化。
[0046]在操作储存单元的方法的又一个实施例中,制冷剂的总流被分流到吸附储存器回路和电池回路中。这里,可借助于吸附储存器回路中的、电池回路中的或这两个回路中的至少一个阀来调节吸附储存器回路和电池回路中的制冷剂的质量流量。
[0047]在操作具有电机单元的驱动系统中的储存单元的方法的一个实施例中,电动机在电池被充电至少一半的情况下可比内燃机或燃料电池更有效。此外,在电池被充电至总容量的四分之一以下、优选10%以下的情况下,内燃机或燃料电池可比电动机更有效。这里,用语“更有效”指相应的更有效的电动机构件向传动系施加更大的转矩。
[0048]在用于操作储存单元的本发明的方法中,尤其在驱动系统中,取决于电池的充电状态和吸附储存器的充装水平,可存在多种构型。
[0049]当电池基本完全充电、尤其被充电至总容量的90%以上,并且吸附储存器基本充满、尤其被充装至总容量的90%以上时,优选利用电动机和内燃机或燃料电池来为车辆提供动力。
[0050]在该示意性构型中,冷却回路的阀可被设定成使得冷却功率对于电池来说是充足的。吸附储存器可对应于吸附焓而较缓慢地被排空。电动机于是可比内燃机或燃料电池更有效,并且用于电池回路的阀和用于吸附储存器回路的阀两者可完全打开。
[0051]如果电池被充电至总容量的四分之一以下、优选10%以下,并且吸附储存器被充装至总容量的至少一半、尤其50%,优选利用内燃机或燃料电池来为车辆提供动力。
[0052]在该示意性构型中,电池仅需要借助于空气进行冷却以实现低功率消耗并且可停止借助于冷却回路进行的冷却。根据行驶模式,吸附储存器可以变得有效。阀可被设定成使得用于电池回路的阀可关闭并且用于吸附储存回路的阀可完全打开。
[0053]如果电池被充电至总容量的四分之一以下、优选10%以下,并且吸附储存器基本充满、尤其被充装至总容量的90%以上,优选利用内燃机或燃料电池来为车辆提供动力。
[0054]在该示意性构型中,电池仅需要借助于空气进行的冷却以实现低功率消耗并且可停止通过冷却回路进行的冷却。吸附储存器可根据行驶模式而变得有效。阀可被相应地设定成使得用于电池回路的阀可关闭并且用于吸附储存回路的阀可完全打开。
[0055]如果电池被充电至少一半、尤其被充电至总容量的50%,并且吸附储存器被充装至少一半,尤其被充装至总容量的50%,优选利用电动机和内燃机或燃料电池来为车辆提供动力。
[0056]在该示意性构型中,阀可被设定成使得冷却功率对于电池来说是充足的。吸附储存器可对应于吸附焓而较缓慢地被排空。电动机于是可比内燃机更有效并且用于电池回路的阀和用于吸附储存器的阀两者可完全打开。
[0057]如果电池基本完全充电、尤其被充电至容量的90%以上,并且吸附储存器被充装至总容量的四分之一以下、优选10%以下,优选利用电动机和内燃机或燃料电池来为车辆提供动力。
[0058]在该示意性构型中,冷却回路的阀可被设定成使得冷却功率对于电池来说是充足的。吸附储存器可对应于吸附焓而较缓慢地被排空。电动机于是可比内燃机更有效并且用于电池回路的阀和用于吸附储存器的阀两者可完全打开。
【附图说明】
[0059]下面借助于附图来说明本发明。但是,其中描述的示例和强调的方面仅仅说明原理并且不构成对本发明的限制。确切地说,本领域的技术人员常规地做出的许多修改类型是可以的。
[0060]图1用于具有根据本发明的储存单元的车辆的驱动系统;
[0061]图2根据本发明的储存单元的第一实施例;
[0062]图3根据本发明的储存单元的第二实施例;
[0063]图4根据本发明的储存单元的第三实施例;
[0064]图5根据本发明的储存单元的第四实施例。
【具体实施方式】
[0065]图1示出了例如用于混合动力车辆的驱动系统10,其具有根据本发明的储存单元12,该储存单元12包括电池16、构造为吸附储存器的燃料箱18和可选地另一个燃料箱19。
[0066]图1的驱动系统10配备有电机单元14,该电机单元14包括内燃机22和电动机20。这种驱动系统10尤其适合用于混合动力车辆,在混合动力车辆中,利用燃烧能量和电能两者来为车辆提供动力。因此,内燃机22可通过来自燃料箱18、19的燃料的燃烧来给混合动力车辆的驱动轴24供给能量和/或电动机20可借助于储存在电池16中的电能来给混合动力车辆的驱动轴24供给能量。
[0067]除所示的系统架构——其中内燃机22和电动机20并置作用在传动系24上——夕卜,也可以设想串置的系统架构。这里,仅电动机20直接作用在传动系24上并且内燃机22经由位于其与电池16之间的发电机给电池16充电。
[0068]在图1的实施例中,根据本发明的储存单元12包括构造为吸附储存器的燃料箱18和用于储存电能的电池16。吸附储存器18被充装燃料,该燃料可经由管路23被给送到内燃机18。吸附储存器18包括吸附介质,其具有大的内表面积,燃料被吸附和储存在该吸附介质上。因此,在充装吸附储存器18时由于吸附而释放热,并且该热必须从吸附储存器18被去除。类似地,当从吸附储存器18取出燃料时,必须供给用于解吸附过程的热量。因此,热管理在此类驱动系统10的设计中非常重要。
[0069]出于此目的,根据本发明的储存单元12可供用于将吸附储存器18与电池16的冷却回路26联接。因此,吸附储存器18被集成在电池16的冷却回路26中。冷却回路26传送例如借助于泵28在电池16与吸附储存器18之间循环的制冷剂。这样,在行驶运转期间制冷剂可从电池16吸取热并将它传递到吸附储存器18。这首先引起电池16被冷却,其次引起热量被供给到吸附储存器18以用于燃料的解吸附。相反地,制冷剂可在吸附储存器18的充装期间吸收吸附热并将它传递到电池16。
[0070]除吸附储存器18和电池16外,驱动系统10的根据本发明的储存单元12可包括另一个燃料箱19,其保持用于内燃机22的其他的储存燃料并且可经由管路23将其提供给内燃机22。例如,燃料箱19可包括用于柴油或汽油的燃料箱。此类燃料箱19以一定的生产规模用于车辆中并且被本领域的技术人员充分已知。
[0071]在另一些实施例中,图1的驱动系统10的电机单元14可包括代替内燃机20的燃料电池,该燃料电池将连续送入的燃料和氧化剂的化学反应能量变换成电能。合适的燃料例如为氢、甲烷或甲醇,燃料电池利用氧--尤其大气中的氧--作为氧化剂来由它们产生电能。在此实施例中,同样,燃料可作为储存量被保持在吸附储存器18中,所述吸附储存器18连同电池16 —起集成在根据本发明的储存单元12中。
[0072]图2示出了根据本发明的储存单元12的第一实施例,其中吸附储存器18与电池16的冷却回路26联接。
[0073]在最简单的变型中,根据本发明的储存单元12包括与电池16的冷却回路26连接的吸附储存器18。这里,冷却回路26包括传送制冷剂的管路30和在吸附储存器18与电池16之间的回路中泵送制冷剂的泵28。
[0074]为了储存燃料,吸附储存器18包括利用放热来吸附燃料的吸附介质。通过利用吸热进行解吸附来实现用于内燃机22或燃料电池的燃料的供应。为了使在行驶运转期间的导热非常简单且高效,本发明的储存单元可供用于吸附储存器I8与电池I6之间的热耦合。
[0075]因此,制冷剂吸收行驶运转期间电池16中放出的并被导入到吸附储存器18中的热量。其中,热量从经加热的制冷剂传递到吸附储存器18中的吸附介质并用于燃料的解吸附。燃料从吸附储存器18进入内燃机22或燃料电池中,其中通过燃料的燃烧而另外产生用于为车辆提供动力的能量。
[0076]图3示出了根据本发明的储存单元12的又一个实施例,其中位于电池16与吸附储存器18之间的冷却回路26并行工作。图3的储存系统12同样包括经由冷却回路26与电池16连接的吸附储存器18。为了使冷却回路26在吸附储存器18与电池16之间并行工作,冷却回路26被分流成电池支路32、吸附储存器支路34和主管路36、38。泵28被布置在主管路中并且在冷却回路26中传送制冷剂。在泵的上游和下游存在接合部44.1,44.2,两个支路32、34在所述接合部通向主管路36、38中。因此,制冷剂从主管路36、38被泵送到电池支路32和吸附储存器支路34中并随后再循环到主管路36、38。
[0077]为了调节电池支路32和吸附储存器支路34中的制冷剂流量,在电池支路32和吸附储存器支路34中布置有阀。因此,在接合部44.1与电池16之间的电池支路32中设置有阀40,用以调节电池支路32中的制冷剂流量。类似地,在接合部44.1与吸附储存器18之间的吸附储存器支路34中设置有阀42,用以调节吸附储存器支路34中的制冷剂流量。可借助于安装在电池16和吸附储存器18上游的阀40、42来根据需要调节用于相应支路32、34的制冷剂的总质量流量。因此,当吸附储存器支路34中的阀42打开并且电池支路32中的阀40打开时,制冷剂以基本相等的量被传送到吸附储存器18和电池16。如果电池支路32或吸附储存器支路34中的阀40、42中的一个关闭,则制冷剂流经另一个支路34、32。电池支路32和吸附支路34可这样以非耦接的(分离的,独立的,decoupled)方式工作。制冷剂的总质量流量在电池支路32与吸附储存器支路34之间以各种比率被分流的中间设置也是可以的。
[0078]图4示出了根据图3的储存单元12,其中冷
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