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 mm ^A 2, bevorzugt kleiner 0,02 mm ^Λ 2, insbesondere 0,01 mm ^A 2 sein. Bevorzugt sind Faserquerschnitte von 0,05 x 0,2 mm ^Λ 2.

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.