Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimatisierungsanlage. Die Erfindung betrifft außerdem eine Fahrzeugklimatisierungsanlage zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums sowie ein mit einer derartigen Fahrzeugklimatisierungsanlage ausgestattetes Fahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer thermoelektrischen Heizeinrichtung.

Eine Fahrzeugklimatisierungsanlage umfasst üblicherweise einen Kältekreis, in dem ein Kältemittel zirkuliert und der einen Verdampfer zum Kühlen eines Luftstroms aufweist. Üblicherweise umfasst ein derartiger Kältekreis außerdem einen Kondensator sowie eine Kältemittelpumpe zum Antreiben des Kältemittels im Kältekreis. Über den Kondensator kann Wärme an eine Wärmesenke, insbesondere an die Umgebung des Fahrzeugs abgegeben werden. Über den Verdampfer kann Wärme dem Luftstrom entzogen werden. Sowohl im Kondensator als auch im Verdampfer findet bei einem solchen Kälteprozess ein Phasenwechsel im Kältemittel statt, wodurch ein derartiger Kältekreis besonders effizient arbeitet. Ferner ist es üblich, eine Fahrzeugklimatisierungsanlage mit wenigstens einer Heizeinrichtung auszustatten, mit deren Hilfe der Luftstrom beheizt werden kann. Eine derartige Heizeinrichtung kann beispielsweise als Wärmeübertrager ausgestaltet und in einen Kühlkreis des Fahrzeugs eingebunden sein, der zum Kühlen von Komponenten des Fahrzeugs dient. Abwärme dieser Fahrzeugkomponenten kann über den Kühlkreis und den Wärmeübertrager zum Heizen des Luftstroms genutzt werden. Ferner ist es bekannt, elektrisch betriebene Heizeinrichtungen zu verwenden, damit auch dann der Luftstrom beheizt werden kann, wenn im Kühlkreis noch keine Abwärme anfällt. Dies ist beispielsweise während einer Startphase oder Aufwärmphase des Fahrzeugs der Fall. Eine derartige Heizeinrichtung kann zweckmäßig auch bezüglich des Luftstroms stromab des Verdamp- fers des Kältekreises angeordnet sein, wodurch eine Nachheizung des mit Hilfe des Verdampfers abgekühlten Luftstroms möglich ist, sogenannte„Re-Heat- Funktion". In Verbindung mit einer derartigen Re-Heat-Funktion kann mit Hilfe des Kältekreises der Luftstrom im Verdampfer unter den Taupunkt abgekühlt und anschließend in der Heizeinrichtung auf die gewünschte Zieltemperatur aufgeheizt werden, wodurch letztlich eine Trocknung des dem jeweiligen Fahrzeuginnenraum zugeführten Luftstroms erreicht wird. Dies dient einerseits zur Komfortsteigerung und kann andererseits zum raschen Entfernen eines Scheibenbeschlags genutzt werden.

Nach einem längeren Stillstand des Fahrzeugs liegt bei allen Komponenten des Fahrzeugs und insbesondere auch bei allen Komponenten der Fahrzeugklimatisierungsanlage Umgebungstemperatur vor. Beim Start des Fahrzeugs steht somit weder die volle Heizleistung der Fahrzeugklimatisierungsanlage noch die volle Kühlleistung der Fahrzeugklimatisierungsanlage zur Verfügung. Damit bei einem derartigen Kaltstart des Fahrzeugs rasch eine Aufheizung des Fahrzeuginnenraums möglich ist, kann eine elektrisch betriebene Heizeinrichtung der vorstehend beschriebenen Art zum Einsatz kommen. Ist dagegen beim Kaltstart des Fahrzeugs ein rasches Abkühlen des Fahrzeuginnenraums gewünscht, wird der Kältekreis der Fahrzeugklimatisierungsanlage aktiviert, der jedoch erst eine Anlaufphase durchlaufen muss, bevor er über den Verdampfer spürbar Wärme aus dem Luftstrom herausziehen kann. Während dieser Anlaufphase müssen im Kältekreis zunächst die thermodynamischen Bedingungen zum Funktionieren des im Kältekreis ablaufenden Kreisprozesses geschaffen werden. Ausgehend von einer Ruhephase des Kältekreises, in der die wesentlichen Komponenten des Kältekreises Umgebungstemperatur aufweisen, müssen also über eine entsprechende Zirkulation des Kältemittels der Verdampfer abgekühlt und der Kondensator aufgeheizt werden. Mit anderen Worten, die gesamte thermische Masse des Kältekreises muss aus dem sich in der Ruhephase einstellenden Gleichgewicht her- ausbewegt werden. Hierdurch besitzt der Kältekreis eine gewisse thermische Trägheit. Erst wenn der Kältekreis nach dem Durchlaufen der Anlaufphase eine Kühlbetriebsphase mit funktionierendem Kreisprozess erreicht, kann er über den Verdampfer merklich Wärme aus dem Luftstrom abführen.

Aus der DE 10 2009 058 673 A1 ist ein thermoelektrischer Wärmetauscher bekannt, der zum Heizen oder zum Kühlen eines Mediums verwendet werden kann. Hierzu ist der thermoelektrische Wärmetauscher mit thermoelektrischen Elementen ausgestattet, die einen elektrischen Strom in einen Wärmestrom umwandeln können. Die thermoelektrischen Elemente nutzen hierbei den sogenannten Pel- tier-Effekt und können daher auch als Peltier-Elemente bezeichnet werden. Die Peltier-Elemente besitzen zwei voneinander abgewandte thermisch aktive Seiten. Je nach Polarität des an das jeweilige Peltier-Element angelegten Gleichstroms erfolgt ein Wärmestrom von der einen thermisch aktiven Seite zur anderen thermisch aktiven Seite oder umgekehrt. Mit Hilfe des bekannten Wärmetauschers lässt sich somit je nach Polarität des an den thermoelektrischen Elementen angelegten Stroms ein Heizen eines ersten Mediums und somit ein Kühlen eines zweiten Mediums oder umgekehrt bewirken, wobei das erste Medium und das zweite Medium mediengetrennt, jedoch wärmeübertragend im Wärmetauscher über die thermoelektrischen Elemente miteinander gekoppelt sind.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugklimatisierungsanlage bzw. für eine Fahrzeugklimatisierungsanlage bzw. für ein damit ausgestattetes Fahrzeug eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen erhöhten Komfort für die Fahrzeuginsassen auszeichnet. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Kältekreis, der zum Kühlen eines Luftstroms einen Verdampfer aufweist, mit einer thermoelektrischen Heizeinrichtung zu kombinieren, die zum Heizen des Luftstroms verwendet werden kann, wobei im Bedarfsfall während einer Anlaufphase des Kältekreises diese Heizeinrichtung als Kühler betrieben wird. In der Folge kann bereits während der Anlaufphase des Kältekreises mit Hilfe der thermoelektrischen Heizeinrichtung Wärme aus dem Luftstrom entzogen werden, so dass unmittelbar nach dem Aktivieren des Kältekreises bereits eine Kühlung des dem Fahrzeuginnenraum zugeführten Luftstroms realisierbar ist. Somit spricht die Kühlung des Fahrzeuginnenraums unmittelbar nach der Inbetriebnahme des Kältekreises an, was von den Fahrzeuginsassen sofort spürbar ist und als Komfortgewinn empfunden wird. Erfindungsgemäß wird somit die thermoelektrische Heizeinrichtung beim Aktivieren des Kältekreises als Kühler betrieben, um bereits während, und zwar nur während der Anlaufphase des Kältekreises, während der eine merkliche Kühlung des Luftstroms durch den Verdampfer noch nicht möglich ist, eine spürbare Kühlung des Luftstroms bereitzustellen. Während der Anlaufphase entsteht der ther- modynamische Kreisprozess mit Phasenwechsel des Kältemittels im Verdampfer und mit Phasenwechsel des Kältemittels im Kondensator. Sobald dieser Kreisprozess angelaufen ist, kann darüber genügend Kühlleistung bereitgestellt werden, so dass ein Betreiben der Heizeinrichtung als Kühler nicht mehr erforderlich ist, was aus energetischer Sicht auch nicht sinnvoll ist. Dementsprechend wird bei der Erfindung die thermoelektrische Heizeinrichtung im Bedarfsfall ausschließlich während der Anlaufphase des Kältekreises als Kühler betrieben. Eine derartige Situation, also ein derartiger Bedarfsfall tritt in erster Linie dann auf, wenn das Fahrzeug nach einem längeren Stillstand, beispielsweise durch Sonnenbestrahlung, aufgeheizt ist und insbesondere die wesentlichen Komponenten des Kältekreises, wie zum Beispiel Verdampfer, Kondensator, Kältemittelpumpe und Kältemittel im Wesentlichen Umgebungstemperatur besitzen. Während der Anlaufphase des Kältekreises erfolgt innerhalb des Kältekreises eine Wärmeverschiebung bis die thermodynamischen Bedingungen für ein Funktionieren des Kältekreisprozesses vorliegen. Dieser Vorgang benötigt Zeit, so dass die Kühlung durch den Kältekreis erst zeitlich verzögert einsetzen kann, nämlich nach der Anlaufphase des Kältekreises. Die hierzu erforderliche Zeit kann durch den erfindungsgemäßen Vorschlag überbrückt werden, da mit dem Betrieb der thermoelektrischen Heizeinrichtung als Kühler quasi unmittelbar eine Kühlung realisiert werden kann, was zum angesprochenen Komfortgewinn führt.

Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung im Kanal stromab des Verdampfers angeordnet, um gegebenenfalls die Re-Heat-Funktion realisieren zu können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Heizeinrichtung während einer Kühlbetriebsphase des Kältekreises, die auf die Anlaufphase, vorzugsweise unmittelbar, folgt, deaktiviert oder als Heizung betrieben, die dem Luftstrom Wärme zuführt. Im letztgenannten Fall wird die Heizeinrichtung zur Realisierung der vorstehend genannten Re-Heat-Funktion genutzt. Die Kühlbetriebsphase des Kältekreises liegt vor, sobald über den Verdampfer spürbar Wärme aus dem Luftstrom herausgezogen werden kann. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn der Kreisprozess mit den Phasenwechseln des Kältemittels funktioniert. Da die thermische Leistung eines derartigen Kältekreises deutlich größer ist als die thermische Leistung einer derartigen thermoelektrischen Heizeinrichtung wird die zusätzlich mit Hilfe der Heizeinrichtung erzielbare Kühlleistung im Hinblick auf die energetische Gesamteffizienz der Fahrzeugklimatisie- rungsanlage nicht mehr benötigt, sobald der Kältekreis seine Kühlbetriebsphase erreicht. Diese Kühlbetriebsphase umfasst einerseits eine Nennbetriebsphase des Kältekreises, die für einen Dauerbetrieb des Kältekreises ausgelegt ist, sowie eine transiente Betriebsphase, die ab der Anlaufphase bis zur Nennbetriebsphase andauert. Mit anderen Worten, der Kältekreis kann nach der Anlaufphase und vor seiner Nennbetriebsphase bereits eine signifikante Kühlung des Luftstroms bewirken, so dass bereits nach einer vergleichsweise kurzen Zeit die Heizeinrichtung nicht mehr als Kühler betrieben werden muss.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Heizeinrichtung solange als Kühler betrieben werden, bis eine Kühlleistung des Kältekreises einen vorbestimmten Leistungsgrenzwert erreicht. Die Heizeinrichtung wird dann deaktiviert, sobald die Kühlleistung des Kältekreises diesen Leistungsgrenzwert erreicht. Eine geeignete Steuereinrichtung kann beispielsweise zumindest einen mit der Kühlleistung korrelierenden Parameter überwachen, um das Erreichen des Leistungsgrenzwerts feststellen zu können. Ein derartiger Parameter kann beispielsweise die aktuelle Temperaturdifferenz zwischen dem ungekühlten Luftstrom und dem Verdampfer sein oder die aktuelle Temperaturdifferenz zwischen dem ungekühlten Luftstrom und dem Kältemittel stromauf des Verdampfers.

Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der die Heizeinrichtung mit Gleichstrom betrieben wird, wobei die Heizeinrichtung zum Betreiben als Heizung mit einer ersten Polarität mit Gleichstrom versorgt wird, während sie zum Betreiben als Kühler mit einer zur ersten Polarität inversen zweiten Polarität mit Gleichstrom versorgt wird. Mit anderen Worten, die Heizeinrichtung arbeitet mit wenigstens einem thermoelektrischen Element, das elektrischen Strom in Wärmestrom wandelt, wobei die Richtung des Wärmestroms innerhalb des thermoelektrischen Elements durch die Polarität des daran anliegenden Gleichstroms bestimmt ist. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren kommt bevorzugt während eines Kaltstarts des Fahrzeugs zur Anwendung, also dann, wenn wesentliche Komponenten des Fahrzeugs im Wesentlichen Umgebungstemperatur besitzen. Ein Kühlbedarf für den Fahrzeuginnenraum besteht beim Kaltstart des Fahrzeugs beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug einer Sonnenbestrahlung ausgesetzt war, wodurch im Fahrzeuginnenraum vergleichsweise hohe Temperaturen entstehen können. Bei modernen Fahrzeugen ist die Fahrzeugklimatisierungsanlage mit einer„Cool-Down-Funktion" bzw. mit einer„Cool-Max-Funktion" ausgestattet, die vom Fahrzeugführer manuell eingeschaltet werden kann, um den Fahrzeuginnenraum möglichst rasch auf eine angenehme Temperatur abzukühlen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die zusätzliche Kühlung des Luftstroms während der Anlaufphase des Kältekreises über die thermo- elektrische Heizeinrichtung nur dann durchgeführt wird, wenn die vorstehend genannte Cool-Down-Funktion aktiviert ist. Ist diese Cool-Down-Funktion nicht aktiviert, wird zum Abkühlen des Fahrzeuginnenraums zwar ebenfalls der Kältekreis aktiviert, die damit einhergehende Abkühlung des Luftstroms erfolgt jedoch erst nach der Anlaufphase, also zeitlich verzögert. Hierdurch kann elektrische Energie eingespart werden. Die Cool-Down-Funktion kann vom Fahrzeugnutzer z.B. manuell aktiviert werden, z.B. über ein entsprechendes Bedienelement am Armaturenbrett des Fahrzeugs. Wünscht der Fahrzeugnutzer den erhöhten Komfort, kann er durch Betätigen der Cool-Down-Funktion das sofortige Anspringen der Kühlung bewirken, so dass gemäß dem vorstehend beschriebenen Betriebsverfahren während der Anlaufphase des Kältekreises die Heizeinrichtung als Kühler betrieben wird.

Bei einer anderen Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ zur manuellen Aktivierung auch eine automatische Aktivierung der Cool-Down-Funktion vorgesehen sein, beispielsweise dann, wenn zwischen der aktuellen Temperatur des Fahrzeuginnenraums und der gewünschten Zieltemperatur für den Fahrzeugin- nenraum eine Temperaturdifferenz vorliegt, die größer als ein vorbestimmter und vorzugsweise einstellbarer Temperaturdifferenzg renzwert ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Cool-Down-Funktion beim Aktivieren des Kältekreises automatisch dann eingeschaltet wird, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Ist-Temperatur und Soll-Temperatur des Fahrzeuginnenraums größer als 10°C oder größer als 15°C oder größer als 20°C ist.

Eine erfindungsgemäße Fahrzeugklimatisierungsanlage, die zum Klimatisieren eines Fahrzeuginnenraums dient, ist mit wenigstens einem Kanal zum Führen eines Luftstroms zum Fahrzeuginnenraum ausgestattet. Ferner umfasst die Fahrzeugklimatisierungsanlage einen Kältekreis, in dem ein Kältemittel zirkuliert und der einen im Kanal angeordneten Verdampfer zum Kühlen des Luftstroms aufweist. Ferner ist die Fahrzeugklimatisierungsanlage mit einer ebenfalls im Kanal angeordneten thermoelektrischen Heizeinrichtung zum Heizen des Luftstroms ausgestattet. Schließlich ist die Fahrzeugklimatisierungsanlage mit einer Steuerung zum Betreiben der Fahrzeugklimatisierungsanlage ausgestattet, die mit dem Kältekreis und mit der Heizeinrichtung gekoppelt ist und die außerdem so ausgestaltet bzw. programmiert ist, dass sie die Fahrzeugklimatisierungsanlage zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Betriebsverfahrens ansteuern kann.

Zweckmäßig ist die Heizeinrichtung im Luftpfad stromab des Verdampfers angeordnet, um gegebenenfalls die vorstehend genannte Re-Heat-Funktion realisieren zu können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Heizeinrichtung zumindest ein thermoelektrisches Element aufweisen, das einen elektrischen Strom in einen Wärmestrom wandelt. Dabei ist die Richtung des Wärmestroms abhängig von der Polarität des am jeweiligen thermoelektrischen Element anliegenden elektrischen Stroms, bei dem es sich um einen Gleichstrom handelt, somit kann je nach Pola- rität des Gleichstroms, mit dem das jeweilige thermoelektrische Element betrieben wird, Wärme dem Luftstrom zugeführt oder aus dem Luftstrom abgezogen werden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Heizeinrichtung einen Wärmeübertrager aufweisen, der in einen Kühlkreis eingebunden ist, in dem ein Kühlmittel zirkuliert und der zum Kühlen wenigstens einer Komponente des Fahrzeugs dient. Beispielsweise kann das Fahrzeug mit einem Elektroantrieb ausgestattet sein, in dem während des Betriebs vergleichsweise viel Wärme anfällt. Der Elektroantrieb kann mit Hilfe des Kühlkreises gekühlt werden. Komponenten mit Kühlbedarf eines derartigen Elektroantriebs sind beispielsweise ein Elektromotor, eine Batterie sowie eine Leistungselektronik. Die aktive Kühlung dieser Komponenten erhöht einerseits die Lebensdauer dieser Komponenten und andererseits die Betriebsdauer, insbesondere die Reichweite des Fahrzeugs.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest ein thermoelekt- risches Element der vorstehend genannten Art in den vorstehend genannten Wärmeübertrager integriert sein. In diesem Fall ist die Heizeinrichtung einerseits in den Luftpfad der Fahrzeugklimatisierungsanlage und andererseits in den Kühlkreis eingebunden, wodurch die energetische Gesamtbilanz eines damit ausgestatteten Fahrzeugs verbessert werden kann. Die Heizeinrichtung kann dann insbesondere wie der aus der DE 10 2009 058 673 A1 bekannte thermoelektrische Wärmetauscher ausgestaltet sein.

Bei einer anderen Ausführungsform können der Verdampfer und die Heizeinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Hierdurch ist die Heizeinrichtung integraler Bestandteil eines Klimageräts, das den Kanal, den Verdampfer und die Heizeinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse beinhaltet. Zweckmäßig sind in diesem Gehäuse auch Klappenanordnungen und dergleichen unter- gebracht, mit denen sich ein Mischungsverhältnis von Warmluft und Kaltluft einerseits und ein Mischungsverhältnis von Frischluft und Umluft andererseits einstellen lässt. Ebenso kann mittels solcher Klappenanordnungen die Verteilung des klimatisierten Luftstroms auf verschiedene Luftausströmdüsen gesteuert werden. Ferner kann mittels solcher Klappenanordnungen auch ein Zwei- oder Mehrzonenbetrieb realisiert werden. Ebenso kann eine Steuereinrichtung zum Betreiben der Fahrzeugklimatisierungsanlage in diesem Gehäuse angeordnet sein.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst einen Fahrzeuginnenraum sowie eine Fahrzeugklimatisierungsanlage der vorstehend beschriebenen Art. Das Fahrzeug ist außerdem mit einem Elektroantrieb ausgestattet, der mittels eines Kühlkreises gekühlt ist, in dem ein Kühlmittel zirkuliert und der einen im Kanal der Fahrzeugklimatisierungsanlage angeordneten Wärmeübertrager aufweist. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Abwärme des Elektroantriebs der Luftstroms beheizt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung dieses Fahrzeugs kann der Wärmeübertrager des Kühlkreises ein Bestandteil der thermoelektrischen Heizeinrichtung der Fahrzeugklimatisierungsanlage sein. Insbesondere besteht die thermoelektrische Heizeinrichtung aus dem Wärmeübertrager, in den zumindest ein thermoelektrisches Element integriert ist.

Der Elektroantrieb des Fahrzeugs umfasst zweckmäßig zumindest einen Elektromotor, zumindest eine Batterie und zumindest eine Leistungselektronik. Zumindest eine dieser Komponenten kann mit Hilfe des Kühlkreises gekühlt werden. Zweckmäßig werden sowohl Elektromotor, Batterie und Leistungselektronik mit Hilfe des Kühlkreises gekühlt. Eine thernnoelektnsche Heizeinrichtung, die einem Verdampfer eines Kältekreises nachgeordnet ist, kann erfindungsgemäß während einer Anlaufphase des Kältekreises zum Kühlen eines Luftstroms verwendet werden. Hierdurch lässt sich wie gezeigt eine Komfortsteigerung realisieren, da der Kältekreis für den Fahrzeuginsassen spürbar sofort anspricht.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Figur 1 zeigt eine schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs, das mit einer Fahrzeugklimatisierungsanlage ausgestattet ist.

Entsprechend Figur 1 umfasst ein Fahrzeug 1 einen Fahrzeuginnenraum 2 sowie eine Fahrzeugklimatisierungsanlage 3 zum Klimatisieren des Fahrzeuginnenraums 2 und einen Elektroantrieb 4. Das Fahrzeug 1 kann dabei als Elektrofahr- zeug ausgestaltet sein, das nur diesen Elektroantrieb 4 zum Antreiben des Fahrzeugs 1 aufweist. Ebenso kann das Fahrzeug 1 als Hybridfahrzeug ausgestaltet sein, das den Elektroantrieb 4 zusätzlich zu einer hier nicht gezeigten Brennkraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs 1 aufweist. Ebenso ist ein Hybridfahrzeug denkbar, bei dem eine Brennkraftmaschine als sogenannter Range Ex- tender zum Einsatz kommt, um elektrischen Strom zum Betreiben des Elektroantriebs 4 bereitzustellen, so dass der Antrieb des Fahrzeugs durch den Elektroantrieb und nicht durch die Brennkraftmaschine erfolgt.

Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit einem Kühlkreis 5 ausgestattet, der zum Kühlen des Elektroantriebs 4 dient. Im Beispiel besitzt der Elektroantrieb 4 zumindest einen Elektromotor 6, wenigstens eine Batterie 7 sowie eine Leistungselektronik 8, die eine elektrische Versorgung des Elektromotors 6 mit elektrischer Leistung aus der Batterie 7 steuert. Ebenso kann die Leistungselektronik 8 während eines Generatorbetriebs des Elektromotors 6 ein Aufladen der Batterie 7 steuern.

Ebenfalls ist der Kühlkreis 5 mit wenigstens einer Komponente des Elektroantriebs 4 wärmeübertragend gekoppelt, um eine Kühlung der jeweiligen Komponente zu bewirken. Im Beispiel der Figur 1 ist der Kühlkreis 5 mit allen drei gezeigten Komponenten, also mit dem Elektromotor 6, mit der Batterie 7 und mit der Leistungselektronik 8 wärmeübertragend gekoppelt. Im Kühlkreis 5 zirkuliert ein Kühlmittel. Ferner enthält der Kühlkreis 5 einen Wärmeübertrager 9 sowie eine Kühlmittelpumpe 10 zum Antreiben des Kühlmittels im Kühlkreis 5.

Die Fahrzeugklimatisierungsanlage 3, die im Folgenden kurz auch als Klimaanlage 3 bezeichnet werden kann, umfasst zumindest einen Kanal 1 1 zum Führen eines durch einen Pfeil angedeuteten Luftstroms 12 zum Fahrzeuginnenraum 2. Ferner ist die Klimaanlage 3 mit einem Kältekreis 13 ausgestattet, in dem ein Kältemittel zirkuliert, der einen Verdampfer 14, einen Kondensator 15 sowie eine Kältemittelpumpe 16 aufweist. Der Verdampfer 14 ist im Kanal 1 1 angeordnet und dient zum Kühlen des Luftstroms 12. Der Kondensator 15 führt die dem Luftstrom 12 entzogene Wärme einer Umgebung 17 des Fahrzeugs 1 zu. Die Klimaanlage 3 umfasst außerdem eine thermoelektrische Heizeinrichtung 18, die ebenfalls im Kanal 1 1 angeordnet ist und dabei zweckmäßig bezüglich des Luftstroms 12 stromab des Verdampfers 14 angeordnet ist. Die Heizeinrichtung 18 dient zum Heizen des Luftstroms 12. Ferner ist die Klimaanlage 3 mit einem Gebläse 19 ausgestattet, das den Luftstrom 12 antreibt. Beispielsweise kann mit Hilfe des Gebläses 19 Luft aus der Umgebung 17 angesaugt werden.

Im Beispiel der Figur 1 weist die Klimaanlage 3 ein gemeinsames Gehäuse 20 für die Heizeinrichtung 18, den Verdampfer 14 und das Gebläse 19 auf.

Des Weiteren ist die Klimaanlage 3 mit einer Steuereinrichtung 21 ausgestattet, die zum Betreiben der Klimaanlage 3 dient und die hierzu auf geeignete Weise mit sämtlichen steuerbaren Komponenten der Klimaanlage 3 gekoppelt ist. Angedeutet sind in Figur 1 Steuerleitungen 22, über die die Steuereinrichtung 21 mit der Heizeinrichtung 18, der Kühlmittelpumpe 10, der Kältemittelpumpe 16 und dem Gebläse 19 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 21 ist ferner mit einer weiteren Leistungselektronik 23 gekoppelt, die zum Betreiben der Heizeinrichtung 18 dient. Im Beispiel der Figur 1 ist diese Leistungselektronik 23 in die Steuereinrichtung 21 integriert.

Es ist klar, dass die Steuereinrichtung 21 grundsätzlich mit weiteren Komponenten der Klimaanlage 3 gekoppelt ist, wie zum Beispiel mit einer hier nicht gezeigten Temperatursensorik, die beispielsweise die aktuelle Ist-Temperatur des Fahrzeuginnenraums 2 messen kann. Insbesondere lässt sich dadurch auch eine aktuelle Temperaturdifferenz zwischen Ist-Temperatur und Soll-Temperatur des Fahrzeuginnenraums 2 ermitteln.

Die Heizeinrichtung 18 weist zumindest ein thermoelektrisches Element 24 auf, das als Peltier-Element ausgestaltet ist und das dementsprechend einen elektri- sehen Strom in einen Wärmestrom wandelt. Üblicherweise enthält die Heizeinrichtung 18 eine Vielzahl derartiger thermoelektrischer Elemente 24.

Ferner ist im Beispiel der Wärmeübertrager 9 des Kühlkreises 5 ebenfalls in den Kanal 1 1 der Klimaanlage 3 eingebunden, und zwar stromab des Verdampfers 14. Gemäß der hier gezeigten, besonders vorteilhaften Ausführungsform bildet dieser Wärmeübertrager 9 einen Bestandteil der Heizeinrichtung 18, derart, dass in den Wärmeübertrager 9 das jeweilige thermoelektrische Element 24 integriert ist. Auf diese Weise kann einerseits mit Hilfe des Kühlkreises 5 der Luftstrom 12 beheizt werden. Andererseits kann mit Hilfe des jeweiligen thermoelektrischen Elements 24 Wärme entweder vom Luftstrom 12 auf das Kühlmittel oder vom Kühlmittel auf den Luftstrom 12 übertragen werden.

Bei einem Kaltstart des Fahrzeugs 1 kann es erforderlich sein, den Fahrzeuginnenraum 2 möglichst rasch auf eine angenehme Temperatur abzukühlen. Hierzu kann entweder vom jeweiligen Fahrzeuginsassen manuell oder über die Steuereinrichtung 21 automatisch eine Cool-Down-Funktion angestoßen bzw. aktiviert werden. Dies beinhaltet zum einen ein Aktivieren des Kältekreises 13 und zum anderen ein Betreiben der Heizeinrichtung 18 als Kühler während einer Anlaufphase des Kältekreises 13. Mit anderen Worten, die an sich zum Heizen vorgesehene Heizeinrichtung 18 wird während der Anlaufphase des Kältekreises 13 als Kühler verwendet. Während dieser Anlaufphase muss das thermodynamische Gleichgewicht, das sich im Kältekreis 13 im deaktivierten Zustand einstellt, verschoben werden, um den thermodynamischen Kreisprozess zu starten, der während einer Kühlbetriebsphase des Kältekreises 13 durch den jeweiligen Phasenwechsel des Kältemittels im Verdampfer 14 eine effiziente Wärmeaufnahme und im Kondensator 15 eine effiziente Wärmeabgabe ermöglicht. Während dieser Anlaufphase des Kältekreises 13 ist jedoch keine nennenswerte, von den Fahrzeuginsassen im Fahrzeuginnenraum 2 spürbare Kühlung des Luftstroms 12 möglich. Zur Konnfortsteigerung wird während des Cool-Down-Betriebs die Heizeinrichtung 18 von der Steuereinrichtung 21 als Kühler angesteuert. Dies erfolgt beispielsweise durch eine entsprechende Bestromung des jeweiligen thermo- elektrischen Elements 24. Beispielsweise wird die Heizeinrichtung 18 bzw. das jeweilige thermoelektrische Element 24 zum Betreiben als Heizung mit einer ersten Polarität mit Gleichstrom versorgt, während die Heizeinrichtung 18 bzw. das jeweilige thermoelektrische Element 24 zum Betreiben als Kühler mit einer zweiten Polarität mit Gleichstrom versorgt wird, die zur ersten Polarität umgekehrt, also invers ist. Sofern also die Cool-Down-Funktion aktiviert ist, wird während der Anlaufphase des Kältekreises 13 der Luftstrom 12 mit Hilfe der Heizeinrichtung 18 gekühlt, die hierzu von der Steuereinrichtung 18 als Kühler betrieben wird. Da diese Cool-Down-Funktion insbesondere bei einem Kaltstart des Fahrzeugs 1 durchgeführt wird, liegt in der Regel noch kein Kühlbedarf für den Elektroantrieb 4 vor, so dass eine Wärmeabgabe in das Kühlmittel des Kühlkreises 5 möglich ist. Insbesondere kann somit auch der Kühlkreis 5 zum Kühlen des Luftstroms 12 genutzt werden.

Sobald der Kältekreis 13 seine Anlaufphase verlässt und seine Kühlbetriebsphase erreicht, wird die Heizeinrichtung 18 von der Steuereinrichtung 21 deaktiviert. Sobald der Kältekreis 13 seine Nennbetriebsphase erreicht hat und die Cool- Down-Funktion deaktiviert ist, kann die Heizeinrichtung 18 mit Hilfe der Steuereinrichtung 21 zur Realisierung einer Re-Heat-Funktion als Heizung betrieben werden. Sobald jedoch im Elektroantrieb 4 ausreichend Abwärme entsteht, lässt sich diese Re-Heat-Funktion auch über den Kühlkreis 5 also in Verbindung mit dem Wärmeübertrager 9 realisieren, so dass das jeweilige thermoelektrische Element 24 deaktiviert werden kann.

Beispielsweise kann die Heizeinrichtung 18 solange als Kühler betrieben werden, bis eine Kühlleistung des Kältekreises 13 einen vorbestimmten Leistungsgrenz- wert erreicht. Wird dann dieser Leistungsgrenzwert erreicht, erfolgt eine Deaktivierung der Heizeinrichtung 18, also eine Deaktivierung der Kühlfunktion der Heizeinrichtung 18.

Die Cool-Down-Funktion kann vom Fahrzeuginsassen manuell deaktiviert werden. Sie kann auch zeitgesteuert deaktiviert werden. Ebenso ist denkbar, die Cool-Down-Funktion temperaturgesteuert zu deaktivieren, beispielsweise kann vorgesehen sein, die Cool-Down-Funktion zu deaktivieren, sobald die Temperaturdifferenz zwischen Ist-Temperatur und Soll-Temperatur im Fahrzeugsinnenraum 2 kleiner als 5°C ist.

Grundsätzlich ist denkbar, die Steuereinrichtung 21 so auszulegen, dass bei jeder Inbetriebnahme des Kältekreises 13 während der Anlaufphase die Heizeinrichtung 18 als Kühler betrieben wird. Bevorzugt ist jedoch eine energetisch günstigere Ausführungsform, bei der beim Aktivieren des Kältekreises 13 während der Anlaufphase nur dann die Heizeinrichtung 18 als Kühler betrieben wird, wenn die vorgenannte Cool-Down-Funktion aktiviert ist. Diese kann beispielsweise automatisch vom Steuergerät 21 aktiviert werden, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen der aktuellen Ist-Temperatur des Fahrzeuginnenraums 2 und der vom Fahrzeugführer gewünschten Soll -Temperatur des Innenraums 2 eine Tem- peraturdifferenz vorliegt, die größer ist als eine vorbestimmte Temperaturdifferenz, die beispielsweise 10°C betragen kann.