(57)【要約】  本発明は、電力により駆動されるコンプレッサ（１２）を備える空調ユニット（１０）を備える自動車に関する。前記自動車はさらに、車両駆動装置ユニット（１４）によって作動され得る、電力生成用の発電機（１６）と、発電機が生成した電力によって充電され得るバッテリー（１８）と、電力生成用のソーラーモジュール（２２）とを備え、自動車は特にハイブリッド車である。本発明によれば、ソーラーモジュール（２２）が生成した電力を充電され得る拡張バッテリーを設ける一方で、電力により駆動されるコンプレッサ（１２）を、第１のバッテリー（１８）に蓄積された電力及び／又は拡張バッテリー（２０）に蓄積された電力を使用して駆動し得る。
2009523643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力により駆動されるコンプレッサ（１２）を有する空調装置（１０）と、
車両駆動装置（１４）によって作動され得る電力生成用の発電機（１６）と、
前記発電機が生成した前記電力によって充電され得るバッテリー（１８）と、
電力生成用のソーラーモジュール（２２）と、
を備える自動車において、
前記ソーラーモジュール（２２）が生成した前記電力を充電され得る拡張バッテリー（２０）が設けられ、
前記発電機（１６）によって充電され得るバッテリー（１８）及び／又は前記拡張バッテリー（２０）に蓄積された電力によって、前記電力により駆動されるコンプレッサ（１２）が駆動される、
ことを特徴とする自動車。
【請求項２】
前記拡張バッテリー（２０）が、前記発電機によって充電され得るバッテリー（１８）とは異なる動作電圧を有し、
前記拡張バッテリー（２０）の前記動作電圧が、前記ソーラーモジュール（２２）によって直接的又間接的に生成される電圧に実質的に対応する、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
化石燃料による車両駆動装置（１４）及び電力による車両駆動装置（２４）を有するハイブリッド駆動装置と、
電力により駆動されるコンプレッサ（１２）を有する空調装置（１０）と、
前記車両駆動装置（１４）によって作動され得る電力生成用の発電機（１６）と、
前記発電機が生成した前記電力によって充電され得るバッテリー（１８）と、
電力生成用のソーラーモジュール（２２）と、
を備える自動車であって、
前記バッテリー（１８）に、前記ソーラーモジュール（２２）が生成した前記電力を充電可能であり、
前記電力により駆動されるコンプレッサを、前記バッテリーに蓄積された電力によって駆動することが可能である、
ことを特徴とする自動車。
【請求項４】
前記電力による車両駆動装置（２４）及び前記電力により駆動されるコンプレッサ（１２）が、同じ前記バッテリー（１８）から電力を供給されることを特徴とする請求項３に記載の自動車。
【請求項５】
前記発電機（１６）及び／又は前記ソーラーモジュール（２２）が生じた前記電圧を前記バッテリー（１８）の動作電圧に適合させる手段（４４、５２、６０）が設けられることを特徴とする請求項３又は４に記載の自動車。
【請求項６】
前記バッテリー（１８）から取り出された前記電圧を少なくとも一つの負荷の動作電圧に適合させる手段（５４、５６、５８）が設けられることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の自動車。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動車用の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力により駆動されるコンプレッサを有する空調装置と、車両駆動装置によって作動され得る電力生成用の発電機と、発電機が生成した電力によって充電され得るバッテリーと、電力生成用のソーラーモジュールとを含む自動車に関する。本発明は、特に、この種の自動車で、化石燃料による車両駆動装置及び電力による車両駆動装置を有するハイブリッド駆動装置を含む自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車室内の空調に必要とされる電力は自動車の内燃機関によってもたらされているので、駐車していて内燃機関が停止している場合の空調のためには他の概念を見出す必要がある。独国特許出願公開第１９９  ０３  ７６９Ａ１号明細書に、有用な手段が記載されている。前記文献は、ソーラーモジュールによって生じた電力を使用して乗員室換気用ファンを駆動することについて記載している。ファンを駆動するために必要とされないソーラーパワーは車両バッテリーに一時的に蓄積される。次にこのソーラーパワーによる換気後に自動車の空調装置を作動でき、このようにするために電力により駆動されるコンプレッサを備えている。その結果、車両空調装置の作動は、ソーラーパワーによる換気を使用しない場合よりも低い温度レベルで開始される。このように、暑い日でも、作動前に、すなわち乗員が前記自動車に乗車する前に、自動車の温度を許容水準に調整することが可能である。
【０００３】
ソーラーパワーを用いるこの種の概念では、関連するソーラーパワーシステムの電力、車両バッテリーの蓄積能力、車両バッテリーの効率及び種々の作動モード中の電力消費を、とりわけ考慮する必要がある。特にこれらの変数に基づいて、駐車時にソーラーパワー供給システムに基づいて空調を行える改善を図ること及び駐車時の空調を最適化することが望ましい。
【０００４】
ソーラーモジュールによって生成された電力の供給に特に注意を払う必要がある。これは、特に、自動車に生じ、蓄積されかつ必要な種々の電圧を適応させることと、生成された電力を効率的に蓄積することを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、特にハイブリッド駆動装置を有する車両の場合にソーラーモジュールによって生じた電力を好適な方法で自動車の電気系統に供給する目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は独立請求項の特徴によって達成される。本発明の有利な実施形態は従属請求項において規定される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、前記発明は、一般的な自動車を基とし、ソーラーモジュールが生成した電力を充電され得る拡張バッテリーが設けられ、かつ電力により駆動されるコンプレッサが第１のバッテリー及び／又は拡張バッテリーに蓄積された電力によって駆動され得る。このようにして、車両の発電機によって従来の方法で生じた電力とは関係なく、ソーラーモジュールが生じた電力を蓄積することが可能となる。それゆえ、ソーラーモジュールが生じた電力を通常の車両バッテリーに供給可能とするための対策を何ら必要としない。その代わりに、従来の装置には、ソーラーモジュール及び追加的なバッテリーが単純な方法でさらに装着されることがある。
【０００８】
これは特に、拡張バッテリーが、発電機によって充電され得るバッテリーとは異なる動作電圧を有する場合に、及び拡張バッテリーの動作電圧が、ソーラーモジュールによって直接的又は間接的に生成された電圧に実質的に対応する場合に、有用である。それゆえ、拡張バッテリーの動作電圧を、主に拡張バッテリーによって電力が供給される負荷の要件に直接適合できる。例えば、４８Ｖの動作電圧によって空調装置の電動コンプレッサが特に効率的に駆動される場合、ソーラーモジュールが生じた電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータによってこの電圧値に調整でき、かつ最初からそのような動作電圧を有する電力で蓄積できる。電動コンプレッサが例えば動作電圧が１２Ｖの通常の車両バッテリーによって駆動される場合、電圧をＤＣ／ＤＣコンバータによって所望の電圧レベルに変換することが可能である。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、前記発明は、ハイブリッド駆動装置を備える自動車であって、バッテリーに、ソーラーモジュールが生成した電力を充電可能であり、かつ電力により駆動されるコンプレッサを、バッテリーに蓄積された電力によって駆動することが可能である自動車に関する。ハイブリッド駆動装置を備える、すなわち化石燃料による車両駆動装置及び電力による車両駆動装置を備える自動車は、標準として、好適な電圧を生じるために高性能な装置を用いる。例えば、２００Ｖの電圧値で作動するバッテリーが設けられる。バッテリーに蓄積された電力で自動車を駆動させるために、前記電力を、好適な電圧レベルにおいてインバータ／コンバータによって頻繁に交流電圧に変換する。それゆえ、ハイブリッド車の電気系統は、電力をソーラーモジュールにより好適な方法で、特に追加的な及び／又は既存のインバータ／コンバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータを使用することによって提供できる等の、良好な状態をもたらす。
【００１０】
電力による車両駆動装置及び電動コンプレッサに、同じバッテリー１８によって電力を供給することが特に望ましい。それゆえ、車両は、好適なインバータ／コンバータ又はコンバータを使用して単一のバッテリー又は単一のバッテリーパックで間に合わせることができる。
【００１１】
これに関連して、発電機及び／又はソーラーモジュールが生じた電圧をバッテリーの動作電圧に適合させる手段が設けられることが有用である。原理上、ソーラーモジュール及び発電機がバッテリーに直接印加できる電圧を供給することが実現可能であっても、一般的に発電機及びソーラーモジュールをそれらの最適動作電圧の範囲で作動させ、かつ単純なコンバータ及び／又はインバータ／コンバータによってそれらをバッテリー電圧に適合させることが有用であり、必要である。
【００１２】
同様の理由で、バッテリーから取り出された電圧を少なくとも一つの負荷の動作電圧に適合させる手段が設けられる対策がなされる。
【００１３】
本発明は、本発明による自動車用の電力供給装置にも関する。
【００１４】
以下、本発明を、特に好ましい実施形態の添付の図面を参照して一例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面の説明では、同一の参照符号は同一又は同等の構成部品を示す。
【００１６】
図１は、本発明による電力供給装置の第１の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。自動車の空調装置１０は、本質的な構成部品として、電力により駆動されるコンプレッサ１２、機械力により駆動されるコンプレッサ２６、コンデンサ２８、コレクタ３０、膨張弁３２、及びエバポレータ３４を備える。前記構成部品は、前記駆動オプション間を切り替えるための制御可能弁３６、３８を備えた、機械力コンプレッサ２６と電動コンプレッサ１２とを選択的に含み得る冷却回路を形成する。コンデンサ２８に生じた熱を放散させるために、電力により駆動されるブロア４０が設けられる。冷却する空気をエバポレータに供給するために、電力により駆動されるブロア４２が設けられる。
【００１７】
車両駆動装置１４が発電機１６を作動させる。この発電機はバッテリー１８に接続されバッテリー１８を充電する。
【００１８】
更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介して回路ノード４６に接続されるソーラーモジュール２２が設けられる。この回路ノード４６は、空調装置１０の電力供給手段及び拡張バッテリー２０の双方に接続されている。
【００１９】
ここでは、この装置を、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４が発電機１６とは異なる電圧を生じるように設計する。例えば、発電機は通常１２Ｖの電圧を生じるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、ソーラーモジュール２２が生じた電圧を４２Ｖの電圧に変換する。これは、ソーラーモジュール２２又は拡張バッテリー２０による電力が供給される電動コンプレッサ１２に４２Ｖの動作電圧を供給する場合に、有用であろう。この場合、拡張バッテリー２０によってもたらされる電圧を電動コンプレッサ１２に直接供給できる。発電機１６によって充電されるバッテリー１８によって生成される電力を、同様に電動コンプレッサの駆動に使用できるようにするために、バッテリー１８と回路ノード４６との間に別のＤＣ／ＤＣコンバータ４８を設ける。バッテリー１８に蓄積された電力は、ブロア４０、４２に電力を供給するために、電圧を変えずに使用できる。これらのブロア４０、４２への電力供給が、拡張バッテリー２０に蓄積された電力又はＤＣ／ＤＣコンバータ４４によって生じた電圧、すなわち回路ノード４６に印加される電圧によって与えられる場合には、そのようにするためのＤＣ／ＤＣコンバータ５０を設ける。このＤＣ／ＤＣコンバータは、拡張バッテリー２０の動作電圧に対応する電圧を、バッテリー１８の動作電圧に対応する値に変換する。
【００２０】
それゆえ、結果的に、二つのバッテリー１８、２０を有し、バッテリー１８、２０のそれぞれが空調装置に関わる電力供給の仕事を全て行うことができる装置となる。発電機１６によって充電され得るバッテリー１８は従来の方法で設計できる。拡張バッテリー２０を、コンプレッサの動作電圧に応じて、特に電力の増大をもたらすために動作電圧を高くするように選択できる。バッテリー１８と回路ノード４６との間の単純なＤＣ／ＤＣコンバータ４８の代わりに、ソーラーモジュール２２が生じた電力によってバッテリー１８を充電できる装置を設けることもできる。
【００２１】
それらの相互作用に関しては、図１に示した構成部品を、電子制御手段によって部分的に制御できる。これは、特に、電動コンプレッサ１２、弁３６、３８、ブロア４０、４２及びＤＣ／ＤＣコンバータ４４、４８、５０に関する。
【００２２】
図２は、本発明による電力供給装置の第２の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。図１による装置とは異なり、ここに図示する空調装置１０はコンプレッサを一つのみ、特に電動コンプレッサ１２を備える。このような空調装置の形態は、特に、ハイブリッド車において好適である。なぜならハイブリッド車は、空調装置を満足に作動させるのに適した電力を生じることができる電気系統を含むためである。この種のハイブリッド車では、発電機１６が生じた電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ５２によってバッテリー１８又はバッテリーパックの動作電圧に調整する。この動作電圧は、例えば、約２００Ｖであってもよい。バッテリー１８に蓄積された電力をまず電動車両駆動装置２４に供給し得る。これは一般的に、直流電圧から三相交流電圧を生成するインバータ／コンバータ５６を介して行われる。しかしながら、バッテリー１８に蓄積された電力を空調装置１０に供給することもできる。これは、インバータ／コンバータ又はＤＣ／ＤＣコンバータとして設計される構成部品５４を介して行われる。バッテリー１８を、発電機１６による充電に加えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介してソーラーモジュール２２によって充電することもできる。
【００２３】
図２に図示された実施形態では、電動コンプレッサ１２及びブロア４０、４２を同じ電圧で作動させることができる。
【００２４】
図３は、本発明による電力供給装置の第３の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。ここに図示する第３の実施形態は、図２に示す変形形態に類似しており、第３の実施形態は、関連する構成部品数に関して単純にされている。これは、発電機１６によってもたらされる電圧を、ソーラーモジュール２２の下流に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４４によってもたらされる電圧同様に、バッテリー１８に直接供給することが可能となることによって達成される。さらに、バッテリー１８に蓄積された電圧を空調装置１０の電気部品に、すなわちブロア４０、４２及び電動コンプレッサ１２に直接供給できる。この単純化のための条件は、例えば、理想的には空調装置１０の電動コンプレッサ１２によって直接使用され得る動作電圧４２Ｖのバッテリーを使用することにより、関連する構成部品の動作電圧を互いに適合させることである。バッテリー１８の動作電圧が４２Ｖの場合には、それよりも高い電圧の別のバッテリーをハイブリッド車の電動車両駆動装置に設ける。このため、ここでは電動車両駆動装置を図示しない。しかしながら、バッテリー１８が電動車両駆動装置に電力供給するための条件に適合するなら、バッテリー１８が唯一のバッテリーとなってもよい。
【００２５】
図４は、本発明による電力供給装置の第４の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。ここで示す装置は、図３に示す装置の修正形態を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータとして又はインバータ／コンバータとして実現され得る構成部品５８が追加的に設けられるので、電動コンプレッサ１２と空調装置１０の別の電気部品、すなわち特にブロア４０、４２とに異なる電圧をもたらすことができる。それゆえ、例えば、バッテリー１８を４２Ｖのバッテリーとして設計することが可能となり、この電圧を電動コンプレッサ１２に直接供給する一方で、ブロア４０、４２を、動作電圧１２Ｖの従来の方法で駆動できる。
【００２６】
図５は、本発明による電力供給装置の第５の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。これは、図３による実施形態の別の修正形態を示す。インバータ／コンバータとして又はＤＣ／ＤＣコンバータとして設計され得る構成部品５８を、バッテリー１８と空調装置１０の電気部品、すなわち特に電動コンプレッサ１２及びブロア４０、４２の双方との間に接続する。この種の解決法は、バッテリー１８を例えば１２Ｖ又は４２Ｖのバッテリーとして設計し、電動コンプレッサが例えば１１０Ｖ又は２２０Ｖの動作電圧で作動しかつブロア４０、４２の動作電圧が対応している場合に好都合であろう。
【００２７】
図６は、本発明による電力供給装置の第６の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。ここで示す実施形態では、図５とは異なり、ブロア４０、４２を例えば、１２Ｖ又は４８Ｖのバッテリー電圧で駆動することが可能である一方、電動コンプレッサ１２に供給される電圧を例えば、１１０Ｖに変換できる。
【００２８】
図７は、本発明による電力供給装置の第７の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図を示す。ここに図示する実施形態は、図２による実施形態に類似している。しかしながら、図２とは異なり、ソーラーモジュール２２が生じる電力を、同じ構成部品６０を介してバッテリー１８に供給する。前記構成部品６０を、例えば、インバータ／コンバータ、又は最も単純な場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータとすることが可能である。ソーラーモジュール２２の下流に取り付けられたＤＣ／ＤＣコンバータ４４を省略してもよい。この場合は、バッテリー１８を再度、例えば、動作電圧が約２００Ｖのバッテリー構造として設計するので、その電圧をインバータ／コンバータ５６を介して電動車両駆動装置２４に供給できる。その電圧を、電動コンプレッサ１２を作動させるために直接使用することもできる。好ましくはブロア４０、４２に、構成部品５８の相互接続によって生じた低い電圧を供給する。そのために、前記構成部品５８をインバータ／コンバータ又はＤＣ／ＤＣコンバータとして設計することが可能である。
【００２９】
上述の実施形態と併せて上述のコンプレッサ又はコンプレッサの組み合わせ（図１）をハイブリッドコンプレッサとして、すなわち機械的又は電気的に選択的に駆動され得る単一のコンプレッサとして実現することもできる。
【００３０】
上述の説明、図面及び特許請求の範囲で開示した本発明の特徴は、それら自体及び所望のいずれかの組み合わせの双方において本発明の実施にあたり本質的なものとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による電力供給装置の第１の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【図２】本発明による電力供給装置の第２の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【図３】本発明による電力供給装置の第３の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【図４】本発明による電力供給装置の第４の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【図５】本発明による電力供給装置の第５の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【図６】本発明による電力供給装置の第６の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【図７】本発明による電力供給装置の第７の実施形態及び前記電力供給装置に接続された車両構成部品の概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０…空調装置、１２…電力により駆動されるコンプレッサ、１４…燃料による車両駆動装置、１６…発電機、１８…バッテリー、２０…バッテリー、２２…ソーラーモジュール、２４…電力による車両駆動装置、２６…機械力により駆動されるコンプレッサ、２８…コンデンサ、３０…コレクタ、３２…膨張弁、３４…エバポレータ、３６…弁、３８…弁、４０…ブロア、４２…ブロア、４４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、４６…回路ノード、４８…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、５４…インバータ／コンバータ又はＤＣ／ＤＣコンバータ、５６…インバータ／コンバータ、５８…インバータ／コンバータ又はＤＣ／ＤＣコンバータ、６０…インバータ／コンバータ又はＤＣ／ＤＣコンバータ
【図１】
2009523643.tif 000003
【図２】
2009523643.tif 000004
【図３】
2009523643.tif 000005
【図４】
2009523643.tif 000006
【図５】
2009523643.tif 000007
【図６】
2009523643.tif 000008
【図７】
2009523643.tif 000009
【国際調査報告】
2009523643.tif 000010
2009523643.tif 000011
2009523643.tif 000012
2009523643.tif 000013