[发明专利]带有循环过程装置和热电发电机的组合的组件的驱动单元

说明书

本发明涉及带有循环过程装置和热电发电机的组合的组件的驱动单元，具体而言一种用于机动车的驱动单元(1)，包括：燃烧动力机器，其具有内燃机(2)以及废气管路(4)，经由其可将废气(19)从内燃机导出；用于在热动力循环过程中将废气的热能转换成机械功的循环过程装置，其中，工作介质(10)关于其流动方向穿流第一热交换装置(5)，在其中实现废气到工作介质上的热传递，紧接着穿流膨胀装置(6)，在其中实现工作介质的膨胀和在此实现机械功的产生，并且紧接着穿流第二热交换装置(8)，在其中实现从工作介质到冷却介质(11)上的热传递；热电发电机(13)，其在高温侧(14)和低温侧(15)之间的温差的情况下提供电压。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的驱动单元和一种带有这样的驱动单元的机动车。

背景技术

机动车常常借助于内燃机来驱动，在其中燃料被燃烧并且在此释放的热能部分被转换成机械功。几乎仅仅用于驱动机动车的冲程活塞内燃机的效率平均为所使用的初始能量的大约三分之一。相应地，废热为在燃烧的情况中释放的热能的三分之二，其要么经由机动车的冷却系统要么经由被废气管路(Abgasstrang，有时称为废气管路)推出的作为损失热被排出到周围环境处。

该废热的利用是如下可能性，即提高机动车的驱动单元的总效率且由此降低燃料消耗。

已知的是，为了利用内燃机的废热使用蒸汽循环过程装置或热电的发电机，其中，借助于该装置尤其可使用内燃机的废气的废热(参比文件DE 10 2014 015 457 A1或DE 102014 001 819 A1)。

文件DE 10 2010 048 887 A1就此而言公开了一种蒸汽循环过程装置和热电发电机的组合的应用以用于利用内燃机的废热。在此，热电发电机经由冷却流体管路导热地与循环过程装置相连接。这实现将蒸汽循环过程装置的废热部分地在热电发电机中通过转变成电能来使用。

发明内容

本发明的目的在于，实现机动车的内燃机的废热的更好的利用。

该目的借助于下文描述的驱动单元来实现。带有这样的驱动单元的机动车是本发明的对象。根据本发明的驱动单元且由此还有根据本发明的机动车的有利的设计形式由接下来的本发明的说明得出。

根据本发明设置用于机动车的驱动单元以及带有这样的驱动单元的机动车，其中，驱动单元一方面具有燃烧动力机器，其包括内燃机以及废气管路，经由其可将废气从内燃机导出。

此外，驱动单元具有循环过程装置，其设定用于在(顺行的(rechtsläufig))热动力循环过程中将废气的热能转换成机械功，其中，工作介质关于其流动方向穿流第一热交换装置，在其中实现废气到工作介质上的(直接或间接)热传递，由此提高工作介质的温度和/或压力。紧接着，工作介质穿流膨胀装置，在其中实现工作介质的膨胀和在此机械功的产生。接着工作介质还穿流第二热交换装置，在其中实现工作介质到冷却介质上的(直接或间接的)热传递。

根据本发明的驱动单元此外包括热电发电机(TEG)，其设定用于将废气的热能转换成电能，并且对此在其高温侧和其低温侧之间的温差的情况下提供电压。为此，TEG以已知的方式包括至少一个热元件、通常多个热元件，在其中根据由两个不同的电导体构造成的电路中的热电效应(还称为“塞贝克效应”)在该电导体的触点部位之间的温差的情况下出现电压。电导体在此可优选地由金属且尤其由半导体构造成。这样的TEG实现热能到电能的直接转变。为了持续地提供对于TEG的功能性而言所需的在电导体的触点部位之间的温差，这样的TEG相应地包括与电导体的端部导热地相连接的第一热交换器，接下来被称为TEG的高温侧，借助于其通过有针对性的热传递调整电导体的所述端部的相对高的温度；以及与电导体的相应另一端部相连接的第二热交换器，接下来被称为TEG的低温侧，在其中，通过有针对性的热导出或冷却调整用于电导体的从属于此的端部的相对低的温度。