DE102007045941A1

DE102007045941A1 - Vehicle air conditioning system, particularly for use in motor vehicle, has compressor, evaporator, and power supply for air conditioning system, and stands in connection electrically with primary energy source on driving vehicle

Info

Publication number: DE102007045941A1
Application number: DE102007045941A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Otte; Uwe Strecker
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2009-04-16

Abstract

The vehicle air conditioning system (1) has a compressor (3), an evaporator (4) and a power supply (6) for the air conditioning system. The vehicle air conditioning system stands in connection electrically with a primary energy source such as a lead-acid battery when driving the vehicle. The power supply of the air conditioning system comprises an auxiliary supply (8), which comprises another energy source (9) such as a lithium iron phosphate battery with additional energy storage (10) for a standstill air conditioning of the vehicle. An independent claim is included for a method for operating a vehicle air conditioning system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage mit einem Kompressor und einem Verdampfer sowie mit einer Energieversorgung der Klimaanlage durch eine primäre Energiequelle beim Fahren des Fahrzeugs.The The invention relates to a vehicle air conditioning system with a compressor and an evaporator and with a power supply of the air conditioner through a primary source of energy when driving the vehicle.

In modernen Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, tritt aufgrund des Einsatzes vieler elektrischer Verbraucher und Zusatzverbraucher, wie einer Standheizung, eines Belüftungsmanagements, einer Beleuchtung oder Navigations- und Informationsanlagen sowie einer Klimaanlage, ein hoher elektrischer Energieverbrauch auf, den eine wiederaufladbare primäre Energiequelle in Form einer Fahrzeugbatterie oder eines Fahrzeuggenerators in Zusammenwirken mit einem Fahrzeugmotor liefern muss. In der Winterzeit treten durch den Einsatz derartiger elektrischer Verbraucher Probleme in der Form auf, dass das Wiederaufladen der beispielsweise der Fahrzeugbatterie, deren Speicherkapazität durch Kälte gemindert sein kann, nicht ausreicht, um das Fahrzeug zuverlässig zu starten. Derartige Fahrzeugbatterien sind nämlich üblicherweise Bleiakkumulatoren, an denen es durch die Zusatzverbraucher zu einer Absenkung der Bordspannung bei längerem Stillstand des Fahrzeugs kommen kann.In modern vehicles, especially in motor vehicles, occurs due the use of many electrical consumers and additional consumers, like a parking heater, a ventilation management, a Lighting or navigation and information systems and a Air conditioning, a high electrical energy consumption, the one rechargeable primary energy source in the form of a vehicle battery or a vehicle generator in cooperation with a vehicle engine must deliver. In the winter time occur through the use of such electrical consumer problems in the form of that recharging the example of the vehicle battery whose storage capacity by Cold can be mitigated, not enough to the vehicle Reliable start. Such vehicle batteries are namely usually lead-acid batteries in which it by the additional consumers to a lowering of the on-board voltage may come at a longer standstill of the vehicle.

Um beispielsweise ein Fahrzeug im Hochsommer im Stand mit einer entsprechend ausgelegten Standklimaanlage vorzukühlen, ist eine Energie von mindestens 300 Wh erforderlich. In vielen Fällen übersteigt diese Kühlenergie die Speicherkapazität des primären Energiespeichers des Fahrzeugs. Zumindest senkt aber ein derartiger elektrischer Verbraucher, wie eine Standklimatisierung, die Bordnetzspannung derart ab, dass ein Wiederstarten des nun gekühlten Fahrzeugs nicht immer möglich ist.Around For example, a vehicle in midsummer in the state with a corresponding Pre-cooling stand-alone air conditioning is an energy of at least 300 Wh required. In many cases exceeds this cooling energy is the storage capacity of the primary Energy storage of the vehicle. At least, such a sinks electrical load, such as a stationary air conditioning, the vehicle electrical system voltage such that a restart of the now cooled vehicle not always possible.

Zur Unterstützung der primären Energiequelle eines Fahrzeugs ist aus der japanischen Druckschrift JP 2003 154 904 eine Zusatzenergiequelle bekannt. Diese Zusatzversorgung soll die Fahrzeugbatterie unterstützen, wenn das Fahrzeug einen Berg hinauffährt, oder beschleunigt werden soll. Dazu weist diese Zusatzversorgung einen Energiespeicher in Form eines Kondensators auf, der schneller als eine Autobatterie aufladbar ist, und der über ein Schaltmittel bei Bedarf, nämlich bei hoher Belastung des Motors zu Zeiten einer Beschleunigung oder beim Bergaufwärtsfahren die Versorgung der elektrischen Zusatzgeräte, wie Navigationsgeräte oder Bordcomputer übernimmt. Ein Nachteil dieser Lösung ist, dass ein Kondensator in seiner Speicherkapazität äußerst begrenzt ist und für den hohen Energiebedarf, beispielsweise einer Standheizung und/oder einer Standklimaanlage, in keiner Weise eine ausreichende Ladungskapazität bereit hält.To support the primary power source of a vehicle is from the Japanese document JP 2003 154 904 an additional energy source known. This auxiliary supply is to support the vehicle battery when the vehicle is driving up a mountain, or should be accelerated. For this purpose, this additional supply to an energy storage device in the form of a capacitor which is chargeable faster than a car battery, and the need for a switching means when needed, namely at high load on the engine at times of acceleration or when driving uphill, the supply of electrical accessories, such as navigation devices or On-board computer takes over. A disadvantage of this solution is that a capacitor in its storage capacity is extremely limited and for the high energy requirements, such as a heater and / or a stationary air conditioning, in any way sufficient charge capacity ready.

Aus der Druckschrift US 6,060,861 ist ein Zusatzenergiesystem mit einer Schnellladeeinrichtung bekannt, das in Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Das Schnellladesystem verfügt über eine Hochspannungsschaltung, die dazu dient mit Hochspannungsimpulsen die Fahrzeugbatterie auf ihre hundertprozentige Ladespannung schnell nachzuladen, ohne die Batterie zu beschädigen. Diese Schnellladeeinrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie nur bei laufendem Motor wirksam werden kann.From the publication US 6,060,861 is an auxiliary energy system with a fast charging device known that can be used in vehicles. The fast charging system has a high voltage circuit that uses high voltage pulses to quickly recharge the vehicle battery to its 100% charging voltage without damaging the battery. However, this fast charging device has the disadvantage that it can only be effective when the engine is running.

Aus der Druckschrift JP 8 033 217 ist eine Energieversorgung eines Fahrzeugs bekannt, die mit einer Sekundärbatterie arbeitet und durch einen Mikroprozessor ein Schnellladen durchführt, wenn der Mikroprozessor an einen Zigarettenanzünder angeschlossen wird. Die Schnellladephase wird nach 1–2 Stunden in einen Schwachstromladebetrieb umgeschaltet, oder wenn der Zigarettenanzünder vorher ausgeschaltet wird, wird auch der Ladebetrieb durch den Mikroprozessor beendet. Der Schnellladebetrieb der Sekundärbatterie wird fortgesetzt, wenn das Ausschalten des Zigarettenanzünders während eines Schnellladebetriebszustands erfolgte. Der Ladebetrieb wird mit einem geringeren Strom fortgesetzt, wenn bei einem Schwachstromladebetrieb das Laden der sekundären Batterie unterbrochen wurde. Der Zigarettenanzünder dient gleichzeitig dazu, den Spannungszustand der primären Batterie des Fahrzeugs mit Hilfe des Mikroprozessors festzustellen.From the publication JP 8 033 217 For example, a power supply of a vehicle that operates with a secondary battery and performs a quick charge by a microprocessor when the microprocessor is connected to a cigarette lighter is known. The fast charging phase is switched to a low-current charging mode after 1-2 hours, or when the cigarette lighter is previously turned off, the charging operation by the microprocessor is also terminated. The quick charge operation of the secondary battery is continued when the cigarette lighter is turned off during a quick charge mode. The charging operation continues with a lower current when the charging of the secondary battery has been interrupted during a low-current charging operation. The cigarette lighter also serves to determine the voltage state of the primary battery of the vehicle by means of the microprocessor.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugklimaanlage mit einer Energieversorgung anzugeben, die es ermöglicht, im Stand des Fahrzeugs, wenn weder die Lichtmaschine noch der Fahrzeuggenerator oder Motor arbeitet, das Klima in dem Fahrzeug rechtzeitig auf ein angenehmes Raumklima abzukühlen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Fahrzeugklimaanlage anzugeben.A The object of the invention is to provide a vehicle air conditioning with a Provide energy supply, which allows, in the state of the vehicle when neither the alternator nor the vehicle generator or engine is working, the climate in the vehicle on time cool pleasant indoor climate. It is also a task The invention relates to a method for operating such a vehicle air conditioning system specify.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Solved this task becomes with the object of the independent Claims. Advantageous developments of the invention result from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Fahrzeugklimaanlage mit einem Kompressor und einem Verdampfer sowie mit einer Energieversorgung der Klimaanlage durch eine primäre Energiequelle beim Fahren des Fahrzeugs geschaffen. Für eine Standklimatisierung weist die Energieversorgung der Klimaanlage eine Zusatzversorgung auf, für die eine weitere Energiequelle mit einem zusätzlichen Energiespeicher vorgesehen ist. Dieser zusätzliche Energiespeicher ist schneller aufladbar als ein primärer Energiespeicher des Fahrzeugs.According to the invention a vehicle air conditioning system with a compressor and an evaporator as well as having a power supply to the air conditioning system through a primary Energy source created while driving the vehicle. For a stationary air conditioning system has the power supply of the air conditioning Supplementary supply, for which another source of energy is provided with an additional energy storage. This additional energy storage is faster rechargeable as a primary energy storage of the vehicle.

Diese Fahrzeugklimaanlage hat den Vorteil, dass sie eine Standklimatisierung eines Fahrzeugs ermöglicht, ohne dass der primäre Energiespeicher belastet wird. Dabei nutzt die neue Fahrzeugklimaanlage die Möglichkeit, die Ladungsreserven eines Fahrzeuggenerators voll auszuschöpfen, in dem die überschüssigen Ladungsreserven des Fahrzeuggenerators durch die schnellere Aufladbarkeit des zusätzlichen Energiespeichers genutzt wird. Diese Reserven werden in einer Anfahrphase eines Fahrzugs durch den primären Energiespeicher nicht voll ausgeschöpft.This vehicle air conditioner has the advantage that it is a stationary air conditioning of a vehicle enabled without burdening the primary energy storage. The new vehicle air conditioning system makes use of the possibility of fully exploiting the charge reserves of a vehicle generator in which the excess charge reserves of the vehicle generator are utilized by the faster chargeability of the additional energy storage. These reserves are not fully utilized in a start-up phase of a journey by the primary energy store.

Im Fahrbetrieb wird jedoch als primäre Energiequelle der Fahrzeuggenerator eingesetzt, mit welcher der Kompressor der Fahrzeugklimaanlage elektrisch gekoppelt sein kann. Eine weitere Möglichkeit einer primäre Energiequelle besteht darin, den Kompressor der Fahrzeugklimaanlage mechanisch direkt mit dem Fahrzeugmotor zu koppeln. In diesem Fall ist für den Kompressor eine Entkopplung vom Fahrzeugmotor vorgesehen, wenn der Fahrzeugmotor abgestellt wird. Mit Hilfe eines zusätzlichen Elektromotors, der mit der zusätzlichen Energiequelle im Stand betreibbar ist, wird dann im Standbetrieb der Kompressor gekoppelt und kann bei Bedarf eine Standklimatisierung des Innenraums des Fahrzeugs in Zusammenwirken mit einem Verdampfer bewirken. Als primärer Energiespeicher ist in einem Fahrzeug vorzugsweise ein Bleiakkumulator vorgesehen. Jedoch ist es auch möglich andere Energiespeicher, insbesondere im Zusammenwirken mit Brennstoffzellen einzusetzen.in the Driving is, however, as the primary energy source of the vehicle generator used, with which the compressor of the vehicle air conditioning electrical can be coupled. Another way of a primary Power source is the compressor of the vehicle air conditioner mechanically coupled directly to the vehicle engine. In this case is a decoupling of the vehicle engine for the compressor provided when the vehicle engine is turned off. With help of a additional electric motor, with the additional Power source is operated in the state, then in standby mode the compressor coupled and can if necessary a stationary air conditioning the interior of the vehicle in cooperation with an evaporator cause. As a primary energy storage is preferably in a vehicle a lead accumulator provided. However, it is also possible other energy storage, in particular in cooperation with fuel cells use.

Die weitere Energiequelle verfügt vorzugsweise über einen Akkumulator auf Lithiumbasis und aufgrund der hohen geforderten Energiedichte kann als weitere Energiequelle ein Lithiumeisenphosphatakkumulator eingesetzt werden. Dazu weist die weitere Energiequelle eine Ladekapazität von nahezu 50 Ah oder mehr auf und liefert eine elektrische Spannung je nach Bedarf des Fahrzeugs vorzugsweise von 6,0 V bis 50,0 V.The further energy source preferably has a lithium-based battery and due to the high demanded Energy density can as a further source of energy a Lithiumeisenphosphatakkumulator be used. For this purpose, the further energy source has a charging capacity of nearly 50 Ah or more and provides an electrical voltage preferably from 6.0V to 50.0V depending on the needs of the vehicle.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Zusatzversorgung ein Steuergerät auf, das in einer Anfahrphase des Fahrzeugs einen Ladestatus des zusätzlichen Energiespeichers einschaltet und in einer Standphase des Fahrzeugs die Zusatzladung des zusätzlichen Energiespeichers abrufbar bereithält. Aufgrund des schnellen Aufladevermögens der zusätzlichen Energiequelle, das höher ist als beim primären Energiespeicher, ist es nun in vorteilhafter Weise möglich, dass die Fahrzeugklimaanlage nach vorhergehender Anfahrphase in jeder Standphase des Fahrzeugs eine autarke Standklimatisierung aufweist. Von dieser Energie für eine einmalige Standklimatisierung kann praktisch vor jedem Anfahren des Fahrzeugs Gebrauch gemacht werden. Dazu weist für die autarke Standklimatisierung der zusätzliche Energiespeicher eine Speicherenergie von mindestens 300 Wh auf.In a preferred embodiment of the invention, the Additional supply a control unit, which in a start-up phase the vehicle a charging status of the additional energy storage device turns on and in a stance phase of the vehicle, the additional charge of the additional Energy storage available retrievable. Because of the fast Charging capacity of the additional power source, which is higher than the primary energy storage, It is now possible in an advantageous manner that the vehicle air conditioning after the previous start-up phase in each stance phase of the vehicle has a self-contained stationary air conditioning. Of this energy for A unique stationary air conditioning can practically before each start use of the vehicle. For this purpose, for the self-sufficient auxiliary air conditioning of the additional energy storage a storage energy of at least 300 Wh.

Um diese neue Fahrzeugklimaanlage voll zu nutzen, ist für die autarke Standklimatisierung ein Standklima-System mit Bedienelementen vorgesehen. Diese Bedienelemente sind kompatibel mit Bedienelementen, wie sie bereits für Standheizungen entwickelt wurden. So können die Bedienelemente des Standklima-Systems eine Vorwahluhr aufweisen, mit dem die Zeit voreinstellbar ist, zu der das Fahrzeugs standklimatisiert werden soll. Auch können die Bedienelemente des Standklima-Systems eine Thermo Call Funktion aufweisen. Ferner ist es vorgesehen, das Standklima-System mit Bedienelementen eines Fernauslösers auszustatten, so dass bereits aus großer Entfernung, vor Einsteigen in das Fahrzeug die Standklimatisierung ausgelöst werden kann. Außerdem kann das Standklima-System mit einer Fernbedienung zusammenwirken, die Bedienelemente zur Vorwahl der Dauer, des Startzeitpunkts, der Temperatur und anderer Voreinstellungen aufweist.Around Making full use of this new vehicle air conditioning system is for the self-contained air conditioner a stationary air conditioning system with controls intended. These controls are compatible with controls, as they have already been developed for parking heaters. So The controls of the stationary climate system can be a timer , with which the time is preset, to which the vehicle should be air-conditioned. Also, the controls stand climate system have a thermo call function. Further It is intended, the stationary air conditioning system with controls of a Equip remote release, so that already from large Distance, before getting into the vehicle the stationary air conditioning can be triggered. In addition, the stationary air conditioning system interact with a remote control, the controls to the area code duration, start time, temperature, and other presets having.

Schließlich ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugklimaanlage eine nachrüstbare Fahrzeugklimaanlage mit Standklima-System ist und die Möglichkeit besteht, in unterschiedlichen Fahrzeugen und Fahrzeugmodellen eine derartige Fahrzeugklimaanlage mit Standklima-System nachträglich einzubauen.After all it is envisaged that the vehicle air conditioning a retrofit Vehicle air conditioner with stationary climate system is and there is the possibility in different vehicles and vehicle models such Vehicle air conditioning with parking climate system later install.

Ein Verfahren zum Betreiben einer vorher beschriebenen Fahrzeugklimaanlage weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Kompressor einer Klimaanlage mit Energie einer primäre Energiequelle bei fahrendem Fahrzeug versorgt. Ferner wird ein zusätzlicher Energiespeicher, dessen Aufladefähigkeit schneller ist als die eines primären Energiespeichers, in der Anfahrphase eines Fahrzeugs unter Ausnutzung der Stromreserven eines Fahrzeugsgenerators in dieser Phase aufgeladen. Nach Erreichen des Fahrziels kann dann der Fahrzeugmotor abgestellt werden. Vor einer erneuten Weiterfahrt kann dann eine Standklimatisierung bei abgestelltem Motor des Fahrzeugs veranlasst werden.One Method for operating a vehicle air conditioning system described above has the following process steps. First becomes a compressor of an air conditioning system with primary energy Power source supplied while the vehicle is moving. Furthermore, an additional Energy storage whose rechargeability is faster as that of a primary energy store, in the start-up phase of a vehicle utilizing the power reserves of a vehicle generator charged at this stage. After reaching the destination can then the vehicle engine are turned off. Before another journey can then a stationary air conditioning with the engine off the vehicle be initiated.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass aufgrund der Schnellaufladefähigkeiten des zusätzlichen Energiespeichers praktisch nach jeder Fahrt oder nach jeder Anfahrphase bereits wieder eine Standklimatisierung vorbereitet ist, die dann vorgenommen werden kann, wenn eine Weiterfahrt des Fahrzeugs erfolgen soll. Dabei ist es vorgesehen, dass ein Schnellladen des zusätzlichen Energiespeichers möglichst innerhalb von 5 bis 20 Minuten oder mehr Fahrtzeit abgeschlossen wird. Dabei kann als primäre Energiequelle zur Versorgung des Kompressors einer Klimaanlage der Fahrzeuggenerator oder auch der Fahrzeugmotor eingesetzt werden. Im Falle des Fahrzeugmotors muss jedoch dafür Sorge getragen werden, dass der Kompressor beim Stillstand des Motors von dem Fahrzeugmotor abkop pelbar ist und mit einem zusätzlichen Elektromotor gekoppelt werden kann, der dann in der Standklimatisierungsphase den Kompressor betreibt.This method has the advantage that due to the rapid charging capabilities of the additional energy storage practically after each trip or after each start-up phase again a stationary air conditioning is prepared, which can then be made if the vehicle continues to drive. It is provided that a fast charging of the additional energy storage is completed as possible within 5 to 20 minutes or more travel time. It can be used as the primary energy source for supplying the compressor of an air conditioner, the vehicle generator or the vehicle engine. In the case of the vehicle engine, however, care must be taken that the compressor is abkop pelbar at standstill of the engine of the vehicle engine and can be coupled with an additional electric motor, which then operates in the stationary air conditioning phase of the compressor.

In der Anfahrphase des Fahrzeugs wird die schnell aufladbare, weitere Energiequelle annähernd auf 50 Ah oder mehr aufgeladen und erreicht eine elektrische Spannung je nach Bedarf des Fahrzeugs vorzugsweise von 6,0 V bis 50,0 V. Ein Steuergerät sorgt dafür, dass in einer Anfahrphase des Fahrzeugs ein Ladestatus des zusätzlichen Energiespeichers eingeschaltet wird und in einer Standphase des Fahrzeugs die Zusatzladung des zusätzlichen Energiespeichers zur Versorgung einer Standklimatisierung abrufbar bereit gehalten wird. Dabei wird für die Standklimatisierung eine Speicherenergie von bis zu 800 Wh für den zusätzlichen Energiespeicher vorgesehen. Außerdem kann in einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens, die Standklimaanlage im Zusammenwirken mit einer Fernbedienung programmiert und gesteuert werden.In The start-up phase of the vehicle is the quickly rechargeable, more Energy source charged approximately to 50 Ah or more and preferably reaches an electrical voltage according to the needs of the vehicle from 6.0 V to 50.0 V. A control unit ensures that that in a start-up phase of the vehicle, a charging status of the additional Energy storage is turned on and in a stance phase of the vehicle the additional charge of the additional energy storage for Supply of a stationary air conditioning available retrievable ready. This is a storage energy for the stationary air conditioning of up to 800 Wh for the additional energy storage intended. In addition, in a preferred implementation of the process, the stationary air conditioner in conjunction with a Remote control can be programmed and controlled.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The The invention will now be more apparent from the accompanying drawings explained.

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Fahrzeugklimaanlage, einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic block diagram of a vehicle air conditioning system, a first embodiment of the invention;

2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Fahrzeugklimaanlage, einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a schematic block diagram of a vehicle air conditioning system, a second embodiment of the invention.

1 zeigt eine Fahrzeugklimaanlage 1 mit einem Kompressor 3, einem Verdampfer 4 und einem Verflüssiger 5 sowie mit einer Energieversorgung 6 der Klimaanlage 1 die beim Fahren des Fahrzeugs wirksam wird und in dieser ersten Ausführungsform als primäre Energiequelle 7 dient. Dabei werden die Funktionsblöcke, die beim Fahren des Fahrzeugs zusammenwirken mit strichpunktierten Wirkungslinien miteinander verbunden. Auch in der prinzipiellen Darstellung eines Steuergeräts 16, das in 1 mit Doppelpunkt-Strichlinie markiert ist, sind die Schaltstellungen der Steuerungsblöcke 22 und 23 für die Fahrbetriebsphase des Fahrzeugs mit strichpunktierten Schaltstellungen gekennzeichnet. 1 shows a vehicle air conditioning 1 with a compressor 3 , an evaporator 4 and a liquefier 5 as well as with a power supply 6 the air conditioning 1 which is effective when driving the vehicle and in this first embodiment as a primary source of energy 7 serves. The function blocks, which interact with each other when driving the vehicle with dash-dotted lines of action are connected. Also in the basic representation of a control unit 16 , this in 1 is marked with colon dashed line, the switching positions of the control blocks 22 and 23 marked for the driving phase of the vehicle with dotted switch positions.

In der Fahrbetriebsphase wird demnach der Kompressor 3 nicht nur über den Steuerungsblock 22 von dem Fahrzeuggenerator 12 mit Strom versorgt, sondern gleichzeitig wird über den Steuerungsblock 23 des Steuergeräts 16 ein schnell aufladbarer, zusätzlicher Energiespeicher 10 der Zusatzversorgung 8 als weitere Energiequelle 9 der Energieversorgung für die Klimaanlage 1 aufgeladen. Die primäre Energiequelle 7 des Fahrzeugs versorgt gleichzeitig als Fahrzeuggenerator 12 während der Fahrt des Autos einen primären Energiespeicher 11 in Form eines Bleiakkumulators 19. Somit wird im Fahrbetrieb des Fahrzeugs der Bleiakkumulator 19 und der zusätzliche Energiespeicher 10, der aus Lithiumeisenphosphatakkumulatoren 15 aufgebaut ist, in einer Anfahrphase des Fahrzeugs, bei der eine hohe Stromreserve des Fahrzeuggenerators 12 besteht, voll aufgeladen.In the driving phase, therefore, the compressor is 3 not just over the control block 22 from the vehicle generator 12 powered, but at the same time is via the control block 23 of the control unit 16 a fast rechargeable, additional energy storage 10 the supplementary care 8th as another source of energy 9 the power supply for the air conditioner 1 charged. The primary source of energy 7 of the vehicle simultaneously supplies as a vehicle generator 12 while driving the car a primary energy storage 11 in the form of a lead-acid battery 19 , Thus, when driving the vehicle, the lead-acid battery 19 and the additional energy storage 10 made of lithium iron phosphate batteries 15 is constructed, in a start-up phase of the vehicle, in which a high power reserve of the vehicle generator 12 insists, fully charged.

Damit steht der Bleiakkumulator 11 für einen Anlasser 20 des Fahrzeugmotors 13 mit seiner vollen Ladekapazität zur Verfügung. Andererseits wird auch innerhalb von möglichst 5–20 Minuten der schnell aufladbare Lithiumeisenphosphatspeicher 15 mit einer Speicherkapazität von ungefähr 50 Ah oder mehr voll aufgeladen und steht für den Antrieb des Kompressors 3 der Klimaanlage für eine Standklimatisierung zur Verfügung. Dazu wird lediglich in dem Steuerblock 23 des Steuergeräts 16 die Verbindung zwischen einer primären Energiequelle 7 und der aufladbaren zusätzlichen Energiequelle für möglichst 5–20 Minuten oder mehr aufrechterhalten und anschließend unterbrochen.This is the lead-acid battery 11 for a starter 20 of the vehicle engine 13 with its full charge capacity available. On the other hand, the rechargeable lithium iron phosphate reservoir will also be heated within 5-20 minutes if possible 15 with a storage capacity of about 50 Ah or more fully charged and represents the drive of the compressor 3 the air conditioning for a stationary air conditioning available. This is only in the control block 23 of the control unit 16 the connection between a primary energy source 7 and the rechargeable additional power source maintained for as long as possible for 5-20 minutes or more and then interrupted.

Im Steuerblock 22 des Steuergeräts 16 kann dann bei Bedarf in einer anschließenden Standphase des Fahrzeugs eine Verbindung zwischen dem zusätzlichen Energiespeicher 10 und dem Kompressor 3 hergestellt und damit das Standklima-System 17 bzw. die Standklimaanlage 18, deren Komponenten in diesem Blockschema mit gestrichelter Linie umrandet sind, mit Strom versorgt werden. Dabei sind die Wirkungslinien zwischen den aktiven Blöcken in der Standklimatisierungsphase mit durchgezogenen Linien gekennzeichnet.In the control block 22 of the control unit 16 can then, if necessary, in a subsequent stance phase of the vehicle, a connection between the additional energy storage 10 and the compressor 3 manufactured and thus the stationary climate system 17 or the stationary air conditioner 18 , whose components are outlined in dashed line in this block diagram, are supplied with power. The lines of action between the active blocks in the stationary air conditioning phase are marked by solid lines.

Während der Verdampfer 4 der Fahrzeugklimaanlage 1 im Innenraum des Fahrzeugs wirksam wird, können die anderen Komponenten, wie Kompressor 3, und Verflüssiger bzw. Kondensator 5 der Fahrzeugklimaanlage 1 im Motorraum des Fahrzeugs untergebracht werden. Die Trennung zwischen Fahrzeuginnenraum und Motorraum wird durch eine Dreipunktgestrichene Linie in 1 markiert.While the evaporator 4 the vehicle air conditioner 1 In the interior of the vehicle is effective, the other components, such as compressor 3 , and condenser or condenser 5 the vehicle air conditioner 1 be housed in the engine compartment of the vehicle. The separation between vehicle interior and engine compartment is indicated by a three-dot line in 1 marked.

2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Fahrzeugklimaanlage 2, einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. 2 shows a schematic block diagram of a vehicle air conditioning system 2 A second embodiment of the invention. Components with the same functions as in 1 are denoted by like reference numerals and will not be discussed separately.

Der Unterschied zwischen der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung und der in 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass in der zweiten Ausführungsform der Erfindung der Fahrzeugmotor 13 direkt die primäre Energiequelle 7 zur Versorgung des Kompressors 3 während des Fahrbetriebs darstellt. Auch hier sind die Wirkungslinien, die während des Fahrbetriebs zwischen den Funktionsblöcken auftreten, mit strichpunktierten Linien markiert.The difference between the in 1 shown embodiment of the invention and in 2 shown embodiment of the invention is that in the second embodiment of the invention, the vehicle engine 13 directly the primary energy source 7 to supply the compressor 3 while driving. Again, the lines of action that occur between the function blocks during driving, with dashed Marked dotted lines.

In dem Fahrbetrieb versorgt somit als primäre Energiequelle 7 der Fahrzeugmotor 13 den Kompressor 2 der Fahrzeugklimaanlage 2. Gleichzeitig treibt der Motor 13 den Fahrzeuggenerator 12 an, der einerseits einen primären Energiespeicher 11 in Form eines Bleiakkumulators 19 auflädt und andererseits über das Steuergerät 16 einen zusätzlichen Energiespeicher 10 auflädt, der eine schnellere Aufladfähigkeit aufweist, als der primäre Energiespeicher 11. Somit wird eine weitere Energiequelle 9 in Form eine Lithiumeisenphosphatakkumulators in dieser Ausführungsform der Erfindung möglichst in den ersten 5–20 Minuten oder mehr aufgeladen und mit einer Energie von mindestens 300 Wh beladen.In the driving operation thus supplies as a primary energy source 7 the vehicle engine 13 the compressor 2 the vehicle air conditioner 2 , At the same time drives the engine 13 the vehicle generator 12 on the one hand a primary energy storage 11 in the form of a lead-acid battery 19 on the other hand, via the control unit 16 an additional energy storage 10 charging, which has a faster charging capability than the primary energy storage 11 , Thus, another source of energy 9 in the form of a Lithiumeisenphosphatakkumulators charged in this embodiment of the invention as possible in the first 5-20 minutes or more and loaded with an energy of at least 300 Wh.

Da im Standbetrieb der Fahrzeugmotor 13 nicht zur Verfügung steht, ist in dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung ein zusätzlicher Elektromotor 14 vorgesehen, der den Kompressor 3 für eine Standklimatisierung des Fahrzeugs antreibt und dazu die Ladekapazität von ungefähr 50 Ah oder mehr des zusätzlichen Energiespeichers nutzt, ohne dass der Bleiakkumulator 19 des primären Energiespeichers 11 des Fahrzeugs belastet wird, so dass dieser beim Wiederanlassen des Fahrzeugmotors 13 über den Anlasser 20 beim erneuten Fahrbetrieb wieder mit voller Leistungsabgabe zur Verfügung steht.Because in stationary mode the vehicle engine 13 is not available, in this second embodiment of the invention, an additional electric motor 14 provided that the compressor 3 for a stationary air conditioning of the vehicle and in addition uses the charging capacity of about 50 Ah or more of the additional energy storage, without the lead-acid battery 19 of the primary energy store 11 the vehicle is loaded so that this when restarting the vehicle engine 13 over the starter 20 when driving again with full power output is available.

11: Fahrzeugklimaanlage (1. Ausführungsform)Vehicle air conditioning (1st embodiment)
22: Fahrzeugklimaanlage (2. Ausführungsform)Vehicle air conditioning (2nd embodiment)
33: Kompressorcompressor
44: VerdampferEvaporator
55: Verflüssiger bzw. Kondensatorcondenser or capacitor
66: Energieversorgungpower supply
77: Primäre Energiequelleprimary energy
88th: Zusatzversorgungsupplementary pension
99: weitere EnergiequelleFurther energy
1010: zusätzlicher Energiespeicheradditional energy storage
1111: primärer Energiespeicherprimary energy storage
1212: Fahrzeuggeneratorvehicle generator
1313: Fahrzeugmotorvehicle engine
1414: zusätzlicher Elektromotoradditional electric motor
1515: Akkumulator auf Lithiumbasisaccumulator lithium-based
1616: Steuergerätcontrol unit
1717: Standklima-SystemStationary air system
1818: StandklimaanlageStandklimaanlage
1919: Bleiakkumulatorlead-acid battery
2020: AnlasserStarter

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- JP 2003154904 [0004]
- US 6060861 [0005]
- JP 8033217 [0006]

Claims

Vehicle air conditioning system ( 1 ) with a compressor ( 3 ) and an evaporator ( 4 ), as well as with a power supply ( 6 ) of the air conditioner ( 1 ), wherein the vehicle air conditioner ( 1 ) when driving the vehicle with a primary energy source ( 7 ) is electrically connected, characterized in that the power supply of the air conditioning ( 1 ) a supplementary care ( 8th ), which is another energy source ( 9 ) with an additional energy store ( 10 ) for a stationary air conditioning of the vehicle, wherein the additional energy storage ( 10 ) is faster than a primary energy storage.

Vehicle air conditioning system according to claim 1, characterized in that the primary energy source of the vehicle generator ( 12 ) with which the compressor ( 3 ) of the air conditioner ( 1 ) is electrically coupled.

Vehicle air conditioning system according to claim 1 or claim 2, characterized in that the primary energy source ( 7 ) the vehicle engine ( 13 ) with which the compressor ( 3 ) of the air conditioner ( 2 ) is mechanically coupled, wherein the compressor ( 3 ) from the vehicle engine ( 13 ) can be decoupled and via an additional electric motor ( 14 ) with the help of the additional energy source ( 9 ) is operable in the state.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the primary energy store ( 11 ) has a lead-acid battery.

Vehicle air conditioning system according to claim 2, characterized in that the further energy source ( 9 ) has a lithium iron phosphate accumulator.

Vehicle air conditioning system according to claim 2, characterized in that the further energy source ( 9 ) has a charge capacity of nearly 50 Ah or more.

Vehicle air conditioning system according to claim 2, characterized in that that the further energy source ( 9 ) provides an electrical voltage of 6.0V to 50.0V.

Vehicle air conditioning system according to claim 2, characterized in that the additional supply ( 8th ) a control device ( 16 ), which in a starting phase of the vehicle, a charging status of the additional energy storage ( 10 ) and in a stance phase of the vehicle, the additional charge of the additional energy storage ( 10 ) available.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle air conditioning system ( 1 ) has a self-sufficient stationary air conditioning in each stance phase of the vehicle after the previous start-up phase.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that for the self-sufficient stationary air conditioning of the additional energy storage ( 10 ) has a storage energy of at least 300 Wh.

Vehicle air conditioning system according to claim 10, characterized in that for self-sufficient stationary air conditioning, a stationary air conditioning system ( 17 ) is provided with controls.

Vehicle air conditioning system according to claim 11, characterized in that the operating elements of the stationary air conditioning system ( 17 ) are compatible with auxiliary heater controls.

Vehicle air conditioning system according to claim 11 or claim 12, characterized in that the operating elements of the stationary air conditioning system ( 17 ) have a preselector clock.

Vehicle air conditioning system according to one of claims 11 to 13, characterized in that the operating elements of the stationary air conditioning system ( 17 ) have a thermo call function.

Vehicle air conditioning system according to one of claims 11 to 14, characterized in that the operating elements of the stationary air conditioning system ( 17 ) have a remote trigger.

Vehicle air conditioning system according to one of claims 11 to 15, characterized in that the operating elements of the stationary air conditioning system ( 17 ) interact with a remote control.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle air conditioning system ( 1 ) a retrofittable vehicle air conditioner with stationary air conditioning system ( 17 ).

Method for operating a vehicle air conditioning system ( 1 ) having the features of one of the preceding claims, the method comprising the following method steps, - supplying a compressor ( 3 ) an air conditioner with energy of a primary energy source ( 7 ) while the vehicle is moving; - charging an additional energy store ( 10 ) whose rechargeability is faster than that of a primary energy store ( 11 ), in the start-up phase of a vehicle using the power reserves of a vehicle generator ( 12 ) in this phase; - Parking the vehicle engine ( 13 ) after reaching the destination; - causing a stationary air conditioning with the engine stopped before re-driving.

A method according to claim 18, characterized in that the charging of the additional energy store ( 10 ) is completed within 5 to 20 minutes or more if possible.

Method according to claim 18 or claim 19, characterized in that as primary energy source ( 7 ) the vehicle generator ( 12 ) for the supply of the compressor ( 3 ) is used an air conditioner.

Method according to claim 18 or claim 19, characterized in that as primary energy source ( 7 ) the vehicle engine ( 13 ) for the supply of the compressor ( 3 ) an air conditioner is used and a stationary air conditioner via an additional electric motor ( 14 ), which during the stationary air conditioning phase to the compressor ( 3 ) is coupled.

Method according to one of claims 18 to 21, characterized in that as a primary energy source ( 7 ) a lead-acid battery is used.

Method according to claim 22, characterized in that as further energy source ( 9 ) a lithium iron phosphate battery is used.

Method according to one of claims 18 to 23, characterized in that the further energy source ( 9 ) is almost 50 Ah or charged.

Method according to one of claims 18 to 24, characterized in that the further energy source ( 9 ) is charged to a voltage of 6.0 V to 50.0 V, depending on the vehicle type.

Method according to one of claims 18 to 25, characterized in that a control unit in a start-up phase of the vehicle, a charging status of the additional energy storage ( 10 ) and in a stance phase of the vehicle, the additional charge of the additional energy storage ( 10 ) available to supply a stationary air conditioning retrievable.

Method according to one of claims 18 to 26, characterized in that after each previous start-up phase the vehicle is a stationary air conditioning of the vehicle with parked Vehicle engine can be adjusted by means of a control element.

Method according to one of claims 18 to 27, characterized in that for the stationary air conditioning, a storage energy of at least 300 Wh for the additional energy storage ( 10 ) is provided.

Method according to one of claims 18 to 28, characterized in that the stationary air conditioning ( 18 ) is programmed and controlled in cooperation with a remote control.

Vehicle air conditioning system according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle air conditioning system ( 1 ) is retrofitted in a vehicle.