DE102014201510A1

DE102014201510A1 - Apparatus and method for reducing a cooling medium within a refrigeration cycle

Info

Publication number: DE102014201510A1
Application number: DE102014201510.3A
Authority: DE
Inventors: Jochen Schweinbenz; Markus Kohlberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-07-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren wenigstens zum zumindest zweitweisen Reduzieren eines Kühlmediums zum Kühlen zumindest einer Fahrzeugkomponente eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges innerhalb eines Kühlkreislaufes, wobei die Vorrichtung wenigstens ein zumindest abschnittsweise zwischen einem Zuführbereich eines Ersatzmediums und dem Kühlkreislauf angeordnetes Durchlasselement, wenigstens eine das Kühlmedium und/oder das Ersatzmedium fördernde Pumpe, und wenigstens einen Bevorratungsbehälter zum zumindest zeitweisen Speichern des Kühlmediums aufweist.The present invention relates to a device and a method for at least partially reducing a cooling medium for cooling at least one vehicle component of an electrically drivable vehicle within a cooling circuit, wherein the device at least one at least partially disposed between a supply region of a replacement medium and the cooling circuit passage element, at least one Cooling medium and / or the replacement medium promotional pump, and at least one storage container for at least temporarily storing the cooling medium has.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach Anspruch sowie ein Verfahren nach Anspruch 9 wenigstens zum zumindest zweitweisen Reduzieren eines Kühlmediums zum Kühlen zumindest einer Fahrzeugkomponente eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges innerhalb eines Kühlkreislaufes.The present invention relates to a device according to claim and a method according to claim 9 at least for at least partially reducing a cooling medium for cooling at least one vehicle component of an electrically driven vehicle within a cooling circuit.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist bekannt, dass Hybrid-, Plug-In Hybrid- sowie Elektrofahrzeuge zumindest zeitweise mittels elektrischer Energie betreibbar sind, welche in entsprechenden Energiespeichereinheiten, wie in beispielsweise Akkumulatoren oder Batterien und insbesondere Lithium-Ionen-Batterien gespeichert wird. Diese Energiespeichereinheiten sind dabei in einem Bereich innerhalb des Fahrzeuges, wie beispielsweise dem Fahrzeugboden, angeordnet, um bei Bedarf elektrische Energie zum Betreiben eines Elektromotors dem Fahrzeug zur Verfügung stellen zu können.It is known from the general state of the art that hybrid, plug-in hybrid and electric vehicles can be operated at least temporarily by means of electrical energy stored in corresponding energy storage units, such as in accumulators or batteries and in particular lithium-ion batteries. These energy storage units are arranged in an area within the vehicle, such as the vehicle floor, in order to provide electrical energy for operating an electric motor to the vehicle when needed.

Insbesondere die Lithium-Ionen-Zellen der Lithium-Ionen Batterien, welche sich durch eine hohe Energiedichte und eine geringe Selbstentladung auszeichnen, benötigen aufgrund ihres Aufbaus eine definierte Arbeitstemperatur, um optimal arbeiten zu können. Jede Lithium-Ionen-Zelle weist mindestens eine positive und eine negative Elektrode, nämlich eine Kathode bzw. eine Anode auf, welche die Lithium-Ionen reversibel ein- oder wieder auslagern. Hierbei spricht man von der Interkalation bzw. der Deinterkalation.In particular, the lithium-ion cells of the lithium-ion batteries, which are characterized by a high energy density and low self-discharge, need due to their structure a defined operating temperature in order to work optimally. Each lithium-ion cell has at least one positive and one negative electrode, namely a cathode or an anode, which convert the lithium ions reversibly on or off again. This is called intercalation or deintercalation.

Um die Lithium-Ionen-Zellen auf eine definierte und folglich optimale Arbeitstemperatur zu temperieren, ist es bekannt diese Zellen an einem sogenannten Themomanagementsystem anzuordnen, welches die Zellen beispielsweise bei kalten Außentemperaturen zeitlich vor, bei oder nach einem Starten des Fahrzeuges erwärmt, oder welches die Zellen beispielsweise während des Betriebes des Fahrzeuges und insbesondere bei warmen Außentemperaturen kühlt.In order to temper the lithium-ion cells to a defined and therefore optimal working temperature, it is known to arrange these cells on a so-called Themomanagementsystem which heats the cells, for example, in cold outside temperatures before, during or after starting the vehicle, or which For example, cooling cells during operation of the vehicle and in particular at warm outdoor temperatures.

Vernehmlich werden die einzelnen Lithium-Ionen-Zellen zu elektrisch miteinander verschalteten Zell-Modulen gebündelt, wobei jedes Modul beispielsweise mit einer seiner Seiten bzw. Oberflächen an einem Bauteil des Thermomanagementsystems, wie beispielsweiser einer Kühlplatte angeordnet ist. Diese Kühlplatte kann dabei mit einem entsprechenden, insbesondere flüssigem Kühlmedium durchströmt werden.It is well known that the individual lithium-ion cells are bundled into cell modules which are interconnected electrically, wherein each module is arranged, for example, with one of its sides or surfaces on a component of the thermal management system, such as a cooling plate. This cooling plate can be flowed through with a corresponding, in particular liquid cooling medium.

Mit Hilfe des Thermomanagementsystems ist es zudem möglich neben der Energiespeichereinheit auch weitere Komponenten eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges zu temperieren. Diese Komponenten sind dabei beispielsweise die Leistungselektronik, Spannungswandler, Klimakompressoren, der Elektromotor selbst usw.With the help of the thermal management system, it is also possible to temper other components of an electrically driven vehicle in addition to the energy storage unit. These components are, for example, the power electronics, voltage transformers, air conditioning compressors, the electric motor itself, etc.

Jedoch weisen Kühlsysteme zur Kühlung von unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten mittels eines flüssigen Mediums oder auch mittels eines gasförmigen Mediums die Gefahr auf, dass beispielsweise bei einem Unfall mit dem Fahrzeug das Kühlsystem derart beschädigt wird, dass das Kühlmedium aus dem Kühlsystem austreten kann. Entweichendes bzw. austretendes Kühlmedium bzw. Kühlmittel kann dabei unter anderem zu einer Kontaminierung der Umgebungsluft und/oder des Erdbodens sowie des Grundwassers führen.However, cooling systems for cooling of different vehicle components by means of a liquid medium or by means of a gaseous medium, the risk that, for example, in an accident with the vehicle, the cooling system is damaged so that the cooling medium can escape from the cooling system. Escaping or emerging cooling medium or coolant can lead, inter alia, to a contamination of the ambient air and / or soil and groundwater.

Des Weiteren ist es auch möglich, dass das Kühlmedium, insbesondere wenn es einen flüssigen Aggregatzustand aufweist, elektrisch leitfähig ist. Dies kann es bei einem Austreten des Kühlmediums aus dem Kühlsystem auch zum Auftreten von Kurzschlüssen sowie einer Elektrolyse, bei welcher beispielsweise Wasserstoffgas entsteht, führen.Furthermore, it is also possible that the cooling medium, in particular if it has a liquid state of matter, is electrically conductive. When the cooling medium exits the cooling system, this can also lead to the occurrence of short-circuits and to electrolysis in which, for example, hydrogen gas is produced.

So offenbart beispielsweise die US 4,461,342 B1 ein Kühlsystem mit einem Bevorratungsbehälter für eine Kühlflüssigkeit, wobei der Bevorratungsbehälter beabstandet zu und oberhalb eines Kühlsystem-Radiators angeordnet ist. Wenn das Kühlsystem ein Leck aufweist und Kühlflüssigkeit verliert, wird ein am Boden des Bevorratungsbehälters angeordnetes Ventil geöffnet, wobei das Level der Kühlflüssigkeit im Bevorratungsbehälter gesenkt wird. Die im Kühlkreislauf bzw. im Kühlsystem-Radiator verbliebene Kühlflüssigkeit kann dabei jedoch nicht aus dem Kühlkreislauf entfernt werden und entweicht weiterhin über das Leck aus dem Kühlkreislauf in die Umgebung. Zudem muss ein zusätzlicher Auffangbehälter an den Bevorratungsbehälter angeordnet werden, um ein Auslassen des Kühlmediums aus dem Bevorratungsbehälter zu ermöglichen.For example, the US 4,461,342 B1 a cooling system having a storage container for a cooling liquid, wherein the storage container is spaced from and above a cooling system radiator. When the cooling system has a leak and loses cooling liquid, a valve disposed at the bottom of the storage container is opened, whereby the level of the cooling liquid in the storage container is lowered. However, the remaining in the cooling circuit or in the cooling system radiator cooling liquid can not be removed from the cooling circuit and escapes continue on the leak from the cooling circuit into the environment. In addition, an additional collecting container must be arranged on the storage container in order to allow a discharge of the cooling medium from the storage container.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Vorrichtung zum Kühlen einer Fahrzeugkomponente und insbesondere während einer Beschädigung dieser weitestgehend zu vermeiden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reduzieren eines innerhalb eines Kühlkreislaufes befindlichen Kühlmediums zu schaffen, mittels welcher auf einer einfachen und kostengünstigen Art und Weise das Kühlmedium gezielt aus zumindest definierten Bereichen eines Kühlsystems zum Kühlen mindesten einer Fahrzeugkomponente entfernt werden kann.It is therefore the object of the present invention to avoid the disadvantages described above in a device for cooling a vehicle component and in particular during damage of these as far as possible. In particular, it is the object of the present invention to provide an apparatus and a method for reducing a cooling medium within a cooling circuit, by means of which the cooling medium can be selectively removed from at least defined areas of a cooling system for cooling at least one vehicle component in a simple and cost-effective manner can.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren wenigstens zum zumindest zweitweisen Reduzieren eines Kühlmediums zum Kühlen zumindest einer Fahrzeugkomponente eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges innerhalb eines Kühlkreislaufes mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. The above object is achieved by a device and a method at least for at least partially reducing a cooling medium for cooling at least one vehicle component of an electrically driven vehicle within a cooling circuit with the features of claims 1 and 9. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims , the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the device, of course, also in connection with the inventive method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens zum zumindest zweitweisen Reduzieren eines Kühlmediums zum Kühlen zumindest einer Fahrzeugkomponente eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges innerhalb eines Kühlkreislaufes wenigstens ein zumindest abschnittsweise zwischen einem Zuführbereich eines Ersatzmediums und dem Kühlkreislauf angeordnetes Durchlasselement auf. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine das Kühlmedium und/oder das Ersatzmedium fördernde Pumpe, und wenigstens einen Bevorratungsbehälter zum zumindest zeitweisen Speichern des Kühlmediums auf.According to the invention, at least for at least partially reducing a cooling medium for cooling at least one vehicle component of an electrically drivable vehicle within a cooling circuit, the device has at least one passage element arranged at least in sections between a supply region of a replacement medium and the cooling circuit. Furthermore, the device according to the invention has at least one pump that conveys the cooling medium and / or the replacement medium, and at least one storage container for at least temporarily storing the cooling medium.

Demzufolge ist es auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung jeweils zwei oder mehr Durchlasselemente, Pumpen und Bevorratungsbehälter aufweist.Accordingly, it is also conceivable that the device according to the invention in each case has two or more passage elements, pumps and storage container.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vornehmlich auch gleichzeitig zum Kühlen der zumindest einen Fahrzeugkomponente dienen, sodass zumindest einzelne Bestandteile bzw. Bauteile des Kühlsystems bzw. des Kühlkreislaufes vorteilhaft auch zumindest einzelnen Bestandteilen bzw. Bauteilen der Vorrichtung zum Reduzieren des Kühlmediums bzw. Kühlfluids bzw. des Kühlmittels entsprechen. Dadurch wird vorteilhaft der Bedarf an zusätzlich benötigten Bauteilen zum Reduzieren des Kühlmediums vermieden, wodurch ein einfaches und kostengünstiges System bzw. Vorrichtung zum Reduzieren des Kühlmediums geschaffen wird.The device according to the invention can also serve at the same time for cooling the at least one vehicle component, so that at least individual components or components of the cooling system or of the cooling circuit advantageously also correspond to at least individual components or components of the device for reducing the cooling medium or cooling fluid or the coolant , This advantageously avoids the need for additionally required components for reducing the cooling medium, whereby a simple and cost-effective system or device for reducing the cooling medium is created.

Das Kühlmedium kann vorteilhaft zumindest während eines definierten Zeitraumes oder ab einem definierten Zeitpunkt aus dem Kühlsystem und insbesondere definierten Bereichen des Kühlsystems zumindest teilweise entfernt bzw. abtransportiert werden. Demnach wird vorteilhaft während beispielsweise eines Unfalles mit dem Fahrzeug, zum Beispiel erkannt mit Hilfe entsprechender Sensoren, vorsorglich das Kühlmedium aus dem Kühlkreislauf entfernt, um ein Austreten des Kühlmediums in die Umgebung zu vermeiden.The cooling medium can be advantageously at least partially removed or removed from the cooling system and, in particular, defined areas of the cooling system, at least during a defined time period or at a defined time. Accordingly, it is advantageous during, for example, an accident with the vehicle, for example, detected with the aid of appropriate sensors, as a precaution, the cooling medium removed from the cooling circuit to prevent leakage of the cooling medium into the environment.

Als elektrisch antreibbare Fahrzeuge werden neben den Landfahrzeugen, wie Personenkraftfahrzeugen, Lastkraftfahrzeugen, Gabelstapler, Pedelecs oder Zweikrafträder auch Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge oder Luftfahrzeuge verstanden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in Fahrzeugen angeordnet sind, welche nicht ausschließlich elektrisch antreibbar sind, sondern zusätzlich oder lediglich über entsprechende Diesel- oder Benzinmotoren angetrieben werden könne. In diesem Fall dient die Vorrichtung dem gleichen Zweck, nämlich zum Reduzieren eines Kühlmittels bzw. eines Kühlmediums innerhalb eines Kühlkreislaufes, wobei das Kühlmedium hierbei beispielsweise zur Kühlung von Klimakompressoren etc. Verwendung findet.As electric drivable vehicles in addition to the land vehicles, such as passenger cars, trucks, forklifts, pedelecs or two-wheelers also rail vehicles, watercraft or aircraft understood. However, it is also conceivable that the device according to the invention are arranged in vehicles, which are not exclusively electrically driven, but could be driven in addition or only via appropriate diesel or gasoline engines. In this case, the device serves the same purpose, namely for reducing a coolant or a cooling medium within a cooling circuit, wherein the cooling medium is used, for example, for cooling air conditioning compressors, etc. here.

Im Rahmen der Erfindung kann das Durchlasselement ein Ventil und bevorzugt ein Wegeventil, insbesondere ein 3/2 Wegeventil oder eine Durchlassöffnung sein. Wegeventile dienen in der Fluidtechnik insbesondere dazu den Weg für das Arbeitsmedium freizugeben, zu sperren oder die Durchflussrichtung zu ändern. Als Arbeitsmedium können dabei gasförmige sowie auch flüssige Medien bzw. Fluide eingesetzt werden. Wegeventil werden nach der Anzahl der Schaltstellungen sowie der Anzahl der Arbeitsleitungsanschlüsse pro Schaltstellung unterschieden, sodass ein 3/2 Wegeventil insgesamt drei Arbeitsleitungsanschlüsse und zwei Schaltungen besitzt. Es ist folglich möglich über zwei Eingangsleitungen bzw. -anschlüsse zwei unterschiedliche Medium abwechselnd in eine Ausgangsleitung bzw. -anschluss zu überführen. Das Wegeventil kann dabei beispielsweise ein Proportionalventil, ein Regelventil oder auch ein Servoventil sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass anstelle eines Wegeventils ein anderes Ventil verwendet wird. Anstelle eines Ventils ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich lediglich eine Durchlassöffnung als Durchlasselement vorzusehen, durch welche ein Ersatzmedium in die Vorrichtung und insbesondere in den Kühlkreislauf eingebracht werden kann. Vorzugsweise ist diese Durchlassöffnung stets offen, sodass auch der Kühlkreislauf immer offen bzw. geöffnet ist.In the context of the invention, the passage element may be a valve and preferably a directional control valve, in particular a 3/2 directional control valve or a passage opening. Directional valves are used in fluid technology in particular to open the way for the working fluid to lock or change the flow direction. As a working medium gaseous as well as liquid media or fluids can be used. Directional valve are differentiated according to the number of switching positions and the number of working line connections per switching position, so that a 3/2 way valve has a total of three working line connections and two circuits. It is therefore possible to transfer two different media alternately into an output line or connection via two input lines or connections. The directional control valve may be, for example, a proportional valve, a control valve or a servo valve. However, it is also conceivable that instead of a directional valve another valve is used. Instead of a valve, it is also possible within the scope of the invention to provide only one passage opening as a passage element, through which a replacement medium can be introduced into the device and in particular into the cooling circuit. Preferably, this passage opening is always open, so that the cooling circuit is always open or open.

Als Ersatzmedium kann vorteilhaft die Umgebungsluft dienen, welche zumindest während eines Reduzierungsvorganges zum Reduzieren des Kühlmediums in die Vorrichtung und vornehmlich den Kühlkreislauf selbst eingebracht wird. Zum Einbringen bzw. ansaugen des Ersatzmediums ist es denkbar eine Pumpe zu verwenden. Diese kann dazu dienen das Ersatzmedium aus der Umgebung anzusaugen und in die Vorrichtung bzw. den Kühlkreislauf zu transportieren. Des Weiteren ist es möglich, dass diese Pumpe auch zum Absaugen des Kühlmediums aus der Vorrichtung und insbesondere aus dem Kühlkreislauf dienen kann.As a replacement medium can advantageously serve the ambient air, which is introduced at least during a reduction process for reducing the cooling medium in the device and primarily the cooling circuit itself. For introducing or sucking in the replacement medium, it is conceivable to use a pump. This can serve to suck in the replacement medium from the environment and to transport it into the device or the cooling circuit. Furthermore, it is possible that this pump also for sucking the cooling medium can serve from the device and in particular from the cooling circuit.

Der Bevorratungsbehälter dient erfindungsgemäß zum Speichern des Kühlmediums und kann beispielsweise einen Kunststoffmantel aufweisen, welcher vorteilhaft faserverstärkt ist. Derartige Bevorratungsbehälter weisen vorteilhaft ein sehr geringes Gewicht auf und sind kostengünstig herzustellen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Bevorratungsbehälter aus einem anderen Material, wie beispielsweise einem Guss, Eisenguss, Sphäroguss, Schmiedestahl oder gar aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Steingut oder Steinzeug besteht. Derartige Bevorratungsbehälter weisen zwar ein höheres Gewicht auf, sind jedoch vorteilhaft auch beständig gegenüber Säuren und/oder Basen und demnach sehr langlebig. Es ist denkbar, dass der Bevorratungsbehälter eine zylindrische, würfelartige, kugelförmige, halbkugelförmige, pyramidenartige, parallelpipedische oder eine sonstige geometrische Körperform aufweist.The storage container is used according to the invention for storing the cooling medium and may, for example, have a plastic jacket, which is advantageously fiber-reinforced. Such storage containers advantageously have a very low weight and are inexpensive to produce. However, it is also conceivable that the storage container made of a different material, such as a cast, cast iron, ductile iron, forged steel or even of a ceramic material, such as earthenware or stoneware. Although such storage containers have a higher weight, but are also advantageous resistant to acids and / or bases and therefore very durable. It is conceivable that the storage container has a cylindrical, cube-shaped, spherical, hemispherical, pyramidal, parallelepiped or other geometric body shape.

Im Rahmen der Erfindung kann die Vorrichtung und insbesondere der Kühlkreislauf vorteilhaft wenigstens eine Zuführleitung zum Zuführen des Kühlmediums in den Bevorratungsbehälter und eine Abführleitung zum Abführen des Kühlmediums aus dem Bevorratungsbehälter aufweisen, wobei die Zuführleitung und die Abführleitung strömungstechnisch miteinander verbindbar sind. Folglich ist es denkbar, dass insbesondere die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mehr als eine und insbesondre zwei oder mehr Zuführleitungen und/oder Abführleitungen aufweist. Demnach kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise auch mehr als nur einen Kühlkreislauf umfassen, sondern zwei oder mehr Kühlkreisläufe, wobei mittels jedem Kühlkreislauf vornehmlich jeweils mindestens eine Fahrzeugkomponente gekühlt wird und wobei weiter bevorzugt jeder Kühlkreislauf das Kühlmedium aus einem gemeinsamen Bevorratungsbehälter bezieht bzw. in diesen einbringt. Somit kann vorteilhaft mittels lediglich einem Bevorratungsbehälter ein Kühlkreislauf oder mehrere Kühlkreisläufe mit einem Kühlmedium versorgt und folglich eine oder mehrere Fahrzeugkomponente(n) gekühlt bzw. temperiert werden. Die Zuführleitungen sind derart angeordnet, dass diese zumindest teilweise durch eine Öffnung einer Wandung des Bevorratungsbehälters eindringen, wobei die Öffnung eine Dichtung bzw. ein Dichtelement aufweisen kann, mittels welchem ein Austreten des Kühlmediums aus dem Bevorratungsbehälter in die Umgebung vermieden werden kann. Die mindestens eine Zuführleitung und/oder die mindestens eine Abführleitung besteht vornehmlich aus einem Kunststoffmaterial, kann aber auch aus einem Kupfer-, Messing-, Aluminium, Stahl- oder Eisenmaterial oder ähnlichem bestehen.In the context of the invention, the device and in particular the cooling circuit may advantageously comprise at least one supply line for supplying the cooling medium into the storage container and a discharge line for discharging the cooling medium from the storage container, wherein the supply line and the discharge line are fluidically connectable to each other. Consequently, it is conceivable that in particular the device according to the invention also has more than one and in particular two or more supply lines and / or discharge lines. Accordingly, the device according to the invention may comprise, for example, more than one cooling circuit, but two or more cooling circuits, wherein in each case at least one vehicle component is cooled by means of each cooling circuit, and more preferably each cooling circuit relates the cooling medium from a common storage container or introduces into this. Thus, a cooling circuit or a plurality of cooling circuits can advantageously be supplied with a cooling medium by means of only one storage container, and consequently one or more vehicle components can be cooled or tempered. The supply lines are arranged such that they at least partially penetrate through an opening of a wall of the storage container, wherein the opening may have a seal or a sealing element, by means of which leakage of the cooling medium from the storage container into the environment can be avoided. The at least one supply line and / or the at least one discharge line consists primarily of a plastic material, but may also consist of a copper, brass, aluminum, steel or iron material or the like.

Erfindungsgemäß ist es denkbar, dass die Pumpe der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des Kühlkreislaufes im Kühlkreislauf zwischen dem Bevorratungsbehälter und der zu kühlenden Fahrzeugkomponente angeordnet ist. Dabei kann die Pumpe eine Absaugpumpe wenigstens zum Absaugen des Kühlmediums aus dem Kühlkreislauf und/oder eine Ansaugpumpe zum Ansaugen des Kühlmediums und/oder des Ersatzmediums in den Kühlkreislauf sein. Folglich ist es vorteilhaft möglich, dass lediglich eine Pumpe verwendet wird. Diese dient zum einen während des Kühlbetriebes zum Kühlen der Fahrzeugkomponente dazu das Kühlmedium über eine Abführleitung aus dem Bevorratungsbehälter zu der zu kühlenden Fahrzeugkomponente und von dort über eine Zuführleitung wieder in den Bevorratungsbehälter hinein zu transportieren bzw. zu pumpen. Und zum anderen ist es denkbar, dass diese Pumpe ebenfalls dazu dient zumindest während des Reduzierbetriebes bzw. Reduzierungsbetriebes bzw. Reduzierungsvorganges des Kühlmediums aus dem Kühlkreislauf dieses Kühlmedium zumindest nahezu vollständig wenigstens aus einem Bereich des Kühlkreislaufes, insbesondere aus dem Bereich der zu kühlenden Fahrzeugkomponente und vorteilhaft auch aus dem Bereich der Zuführleitung und/oder der Abführleitung in den Bevorratungsbehälter zu transportieren.According to the invention, it is conceivable that the pump of the device according to the invention or the cooling circuit is arranged in the cooling circuit between the storage container and the vehicle component to be cooled. In this case, the pump may be a suction pump at least for sucking off the cooling medium from the cooling circuit and / or a suction pump for sucking the cooling medium and / or the replacement medium in the cooling circuit. Consequently, it is advantageously possible that only one pump is used. This serves, on the one hand, during cooling operation for cooling the vehicle component, to transport or pump the cooling medium via a discharge line from the storage container to the vehicle component to be cooled and from there via a supply line back into the storage container. On the other hand, it is conceivable that this pump also serves at least almost completely at least during the Reduzierbetriebes or Reduzierungsvorganges or Reduzierungsvorganges of the cooling medium from the cooling circuit at least from one area of the cooling circuit, in particular from the range of the vehicle component to be cooled and advantageous also to be transported from the region of the supply line and / or the discharge line in the storage container.

Des Weiteren ist es denkbar, dass es insgesamt zwei unabhängig voneinander agierende Pumpen gibt. Hierbei kann eine erste Pumpe während des Kühlbetriebes zum Pumpen des Kühlmediums durch den Kühlkreislauf dienen. Diese erste Pumpe ist dann dem Kühlkreislauf zuzuordnen. Während eine zweite Pumpe zum Abpumpen des Kühlmediums aus dem Kühlkreislauf zumindest während eines Reduzierungsvorganges dient. Diese zweite Pumpe ist dann der erfindungsgemäßen Vorrichtung zuzuordnen.Furthermore, it is conceivable that there are a total of two independently acting pumps. In this case, a first pump can serve during the cooling operation for pumping the cooling medium through the cooling circuit. This first pump is then assigned to the cooling circuit. While a second pump for pumping the cooling medium from the cooling circuit at least during a reduction process is used. This second pump is then assigned to the device according to the invention.

Im Rahmen der Erfindung kann das Ersatzmedium ein gasförmiges Medium sein oder ein flüssiges Medium, insbesondere Umgebungsluft, während das Kühlmedium ein gasförmiges oder flüssiges Medium, insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch ist. Es ist folglich denkbar, dass das Kühlmedium in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegt und durch ein in einem gasförmigen Aggregatzustand befindlichen Ersatzmedium verdrängt wird, oder dass das Kühlmedium in einem gasförmigen Aggregatzustand vorliegt und durch ein in einem flüssigen Aggregatzustand befindlichen Ersatzmedium verdrängt wird, oder dass das Kühlmedium in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegt und durch ein in einem flüssigen Aggregatzustand befindlichen Ersatzmedium verdrängt wird, oder dass das Kühlmedium in einem gasförmigen Aggregatzustand vorliegt und durch ein in einem gasförmigen Aggregatzustand befindlichen Ersatzmedium verdrängt wird. Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet verdrängen auch austauschen.In the context of the invention, the replacement medium may be a gaseous medium or a liquid medium, in particular ambient air, while the cooling medium is a gaseous or liquid medium, in particular a water-glycol mixture. It is therefore conceivable that the cooling medium is present in a liquid state and is displaced by a substitute medium in a gaseous state, or that the cooling medium is in a gaseous state and is displaced by a substitute medium in a liquid state, or that the cooling medium is present in a liquid state of matter and is displaced by a replacement medium in a liquid state, or that the cooling medium is in a gaseous state and is located in a gaseous state of aggregation Replacement medium is displaced. In the context of this invention displacement also means replacing.

Vorteilhaft kann die zu kühlende Fahrzeugkomponente in einem Wirkbereich eines mittels des Kühlmediums zumindest abschnittsweise durchströmenden Kühlelementes angeordnet sein, wobei das Kühlelement zumindest mittelbar mit der Zuführleitung und/oder der Abführleitung des Bevorratungsbehälters verbunden ist. Das Kühlelement ist vorzugsweise ein Kühler bzw. eine Kältemaschine, dessen Kühlkörper die von der Fahrzeugkomponente abgegebene Wärme aufnimmt und über ein den Kühler durchströmendes Kühlmedium abtransportiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass als Kühlelement ein Radiator bzw. ein Ventilator verwendet wird.Advantageously, the vehicle component to be cooled can be arranged in an effective range of a cooling element flowing at least in sections by means of the cooling medium, the cooling element being connected at least indirectly to the supply line and / or the discharge line of the storage container. The cooling element is preferably a cooler or a refrigerating machine, the heat sink of which absorbs the heat emitted by the vehicle component and removes it via a cooling medium flowing through the cooler. However, it is also conceivable that a radiator or a fan is used as the cooling element.

Es ist des Weiteren denkbar, dass der Kühlkreislauf zumindest zeitweise während eines Kühlvorganges der Fahrzeugkomponente aufgrund einer ersten Schaltstellung des Ventils abgeschlossen bzw. geschlossen und zumindest zeitweise während eines Reduzierungsvorganges des Kühlmediums aufgrund einer zweiten Schaltstellung des Ventils offen bzw. geöffnet ist. Unter einem geschlossenen bzw. abgeschlossenen Kühlkreislauf wird im Rahmen der Erfindung folglich ein Kühlkreislauf bzw. ein Kreislauf eines Kühlsystems bzw. ein Kühlmittelkreislauf verstanden, mittels welchem ein im Kreislauf zirkulierendes Kühlmittel an der Wärmequelle, sprich der zu kühlenden Fahrzeugkomponente entlanggeführt, durch dessen Abwärme erwärmt und weiter zu einer Wärmesenke transportiert wird, an welcher das Kühlmittel die aufgenommene Wärme wieder abgeben kann. Hierbei wird der Kreislauf nicht durch anderweitige in den Kreislauf eintretende Stoffe oder Medien unterbrochen. Dringt ein weiteres Medium neben dem eigentlichen Kühlmedium in den Kühlkreislauf ein, spricht man im Rahmen dieser Erfindung von einem offenen Kühlkreislauf. Dieser liegt insbesondere während der Dauer eines Reduzierungsvorganges vor, sodass ein Ersatzmedium in den Kühlkreislauf eintreten und zumindest teilweise das Kühlmedium verdrängen kann. Vornehmlich kann durch eine Schaltung des Ventils ein Einlassen des Ersatzmediums in den Kühlkreislauf und folglich ein offener Kühlkreislauf ermöglicht werden. Dadurch wird das Ventil aus einer ersten Schaltstellung, gemäß welcher das Ventil lediglich einen Transport des Kühlmediums durch den Kreislauf zulässt und ein Eindringen des Ersatzmediums verhindert in eine zweite Schaltstellung überführt. In der zweiten Schaltstellung wird der Transport des Kühlmittels durch den Kreislauf blockiert und ein Eindringen des Ersatzmediums ermöglicht.It is also conceivable that the cooling circuit is at least temporarily closed or closed during a cooling operation of the vehicle component due to a first switching position of the valve and open at least temporarily during a Reduzierungsvorganges of the cooling medium due to a second switching position of the valve or open. In the context of the invention, a closed or closed cooling circuit is thus understood to mean a cooling circuit or a circuit of a cooling system or coolant circuit, by means of which a coolant circulating in the circulation flows along the heat source, that is to say the vehicle component to be cooled, through its waste heat and is further transported to a heat sink, where the coolant can release the heat absorbed again. In this case, the circulation is not interrupted by other substances or media entering the circuit. Penetrates another medium in addition to the actual cooling medium in the cooling circuit, one speaks in the context of this invention of an open cooling circuit. This is especially during the duration of a reduction process, so that a replacement medium entering the cooling circuit and at least partially displace the cooling medium. Notably can be made possible by a circuit of the valve, an admission of the replacement medium in the cooling circuit and thus an open cooling circuit. As a result, the valve is transferred from a first switching position, according to which the valve only permits transport of the cooling medium through the circuit and prevents penetration of the replacement medium into a second switching position. In the second switching position, the transport of the coolant is blocked by the circuit and allows penetration of the replacement medium.

Des Weiteren ist es denkbar, dass ein Wärmeüberträger bzw. ein Wärmetauscher zum Kühlen des Kühlmediums zumindest abschnittsweise in einem Bereich der Zuführleitung oder zumindest abschnittsweise in einem Bereich der Abführleitung angeordnet ist. Der Wärmeüberträger dient vornehmlich zur Abkühlung des Kühlmittels des Kühlsystems bevor dieses wieder zu der zu kühlenden Fahrzeugkomponente transportiert bzw. geleitet wird, um dort erneut die Abwärme der Fahrzeugkomponente aufnehmen zu können.Furthermore, it is conceivable that a heat exchanger or a heat exchanger for cooling the cooling medium is arranged at least in sections in a region of the feed line or at least in sections in a region of the discharge line. The heat exchanger is primarily used for cooling the coolant of the cooling system before it is transported or directed to the vehicle component to be cooled again to absorb the waste heat of the vehicle component there again.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren beansprucht, welches wenigstens zum zumindest zweitweisen Reduzieren eines Kühlmediums zum Kühlen zumindest einer Fahrzeugkomponente eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges innerhalb eines Kühlkreislaufes dient. Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:

– Aktivieren einer Pumpe zum Absaugen eines Kühlmediums aus wenigstens einem Bereich des Kühlkreislaufes in einen Bevorratungsbehälter und/oder zum Ansaugen eines Ersatzmediums aus einem Umgebungsbereich in wenigstens einen Bereich des Kühlkreislaufes, oder
– Deaktivieren einer Pumpe zum Fördern des Kühlmediums aus einem Bevorratungsbehälter in wenigstens einen Bereich des Kühlkreislaufes.

According to a further aspect of the invention, a method is claimed, which serves at least for at least partially reducing a cooling medium for cooling at least one vehicle component of an electrically drivable vehicle within a cooling circuit. The method according to the invention has at least the following steps:

Activating a pump for aspirating a cooling medium from at least one region of the cooling circuit into a storage container and / or for drawing a replacement medium from a surrounding area into at least one region of the cooling circuit, or
Disabling a pump for conveying the cooling medium from a storage container in at least one region of the cooling circuit.

Erfindungsgemäß kann zumindest während des Reduzierungsvorganges das Kühlmedium mit Hilfe einer Pumpe und vorzugsweise einer Absaugpumpe aktiv aus dem Kühlkreislauf und vornehmlich aus dem Bereich der zu kühlenden Fahrzeugkomponente abgesaugt und in einen Bevorratungsbehälter hinein transportiert werden. Dabei ist es denkbar, dass zeitgleich während oder auch nach dem Vorgang des Absaugens des Kühlmediums diese Absaugpumpe auch als Ansaugpumpe agiert und folglich das Ersatzmedium, wie beispielsweise Umgebungsluft in den Kühlkreislauf hinein saugt. Unter anderem durch das Einbringen des Ersatzmediums in den Kühlkreislauf wird das Kühlmedium vorzugsweise fast vollständig verdrängt.According to the invention, the cooling medium can be actively sucked out of the cooling circuit and primarily from the region of the vehicle component to be cooled, at least during the reduction process, by means of a pump and preferably a suction pump and transported into a storage container. It is conceivable that at the same time during or after the process of sucking the cooling medium, this suction pump also acts as a suction and thus sucks the replacement medium, such as ambient air into the cooling circuit. Among other things, by introducing the replacement medium in the cooling circuit, the cooling medium is preferably almost completely displaced.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiter denkbar, dass zumindest während des Reduzierungsvorganges die zumindest während des Kühlvorganges aktive Pumpe deaktiviert wird. Folglich ist vorzugsweise gar keine Pumpe, das bedeutet weder eine Ansaugpumpe zum Ansaugen eines Ersatzmediums noch eine Absaugpumpe zum Absaugen des Kühlmediums aktiv. In diesem Fall tritt das Kühlmedium selbständig in die Vorrichtung und folglich in den Kühlkreislauf ein, während das Kühlmedium selbständig aus dem Kühlkreislauf austritt.In the context of the invention, it is further conceivable that at least during the Reduzierungsvorganges the active at least during the cooling process pump is deactivated. Consequently, preferably no pump, that means neither a suction pump for sucking a replacement medium nor a suction pump for sucking the cooling medium active. In this case, the cooling medium enters the device automatically and consequently into the cooling circuit, while the cooling medium automatically leaves the cooling circuit.

Demzufolge ist es denkbar, dass wenigstens während eines Reduzierungsvorganges des Kühlmediums im Kühlkreislauf das Kühlmedium zumindest aus der Zuführleitung und/oder der Abführleitung hinaus in den Bevorratungsbehälter geleitet wird, während das Ersatzmedium wenigstens über die Zuführleitung und/oder die Abführleitung zumindest in einen Bereich des Kühlkreislaufes geleitet wird.Accordingly, it is conceivable that at least during a Reduzierungsvorganges of the cooling medium in the cooling circuit, the cooling medium is passed at least from the supply and / or the discharge line out into the storage container, while the replacement medium at least on the Supply line and / or the discharge line is passed at least into a region of the cooling circuit.

Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben worden sind.In the described method, all advantages that have already been described for the device according to the invention.

Bevorzugte AusführungsbeispielePreferred embodiments

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Es zeigen jeweils schematisch:Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of some embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. Any features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawing, including constructive details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations. Each show schematically:

1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a first embodiment of the device according to the invention,

2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 2 a second embodiment of the device according to the invention,

3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 a third embodiment of the device according to the invention

4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und 4 a fourth embodiment of the device according to the invention, and

5 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 5 A fifth embodiment of the device according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 to 5 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aufgezeigt, welche eine Pumpe 2, ein Durchlasselement 3, ein Bevorratungsbehältnis 10 sowie eine Zuführleitung 5 und eine Abführleitung 4 aufweist. Demzufolge weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einem Kühlkreislauf 20 die folgenden gemeinsamen Funktionselement auf, nämlich eine Pumpe 2 sowie eine Zuführleitung 5 und eine Abführleitung 4. Optional weist der Kühlkreislauf 20 bzw. der Kühlmittelkreislauf 20 auch ein Kühlelement 6 auf sowie ein Kühlmittel 11 bzw. ein Kühlmedium 11 auf, welches in einem flüssigen oder auch einem gasförmigen Aggregatzustand vorliegen kann. Das Bevorratungsbehältnis 10 und das Durchlasselement 3, welches gemäß der 1 als Ventil ausgestaltet ist, sind hierbei vorzugsweise spezifische Funktionselemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.In 1 schematically is a first embodiment of the device according to the invention 1 shown which one pump 2 , a passage element 3 , a storage container 10 and a supply line 5 and a discharge line 4 having. Consequently, the device according to the invention 1 with a cooling circuit 20 the following common functional element, namely a pump 2 and a supply line 5 and a discharge line 4 , Optionally, the cooling circuit 20 or the coolant circuit 20 also a cooling element 6 on and a coolant 11 or a cooling medium 11 on, which may be in a liquid or even a gaseous state. The storage container 10 and the passage element 3 , which according to the 1 designed as a valve, in this case are preferably specific functional elements of the device according to the invention 1 ,

Die zu kühlende Fahrzeugkomponente 100 ist in einem Wirkbereich des Kühlelementes 6 angeordnet, sodass die Fahrzeugkomponente 100 die von ihr ausgehende Abwärme direkt an das Kühlelement 6 übertragen kann. Das Kühlelement 6 kann dabei von dem Kühlmedium 11 durchströmt werden. Vorzugsweise weist das Kühlelement 6 eine große Wärmeaufnahmeoberfläche 6a auf, an welcher die Fahrzeugkomponente 100 angeordnet ist, um vorteilhaft schnell und einfach die Abwärme an das Kühlelement 6 übertragen zu können. Da Kühlelement 6 kann zudem eine Rippenstruktur (hier nicht gezeigt) und oder flächige Strukturen und Oberflächen aufweisen. Vorzugsweise ist das Kühlelement 6 im Hinblick auf die Geometrie der zu kühlenden Fahrzeugkomponente 100 konstruktiv angepasst, sodass das Kühlelement 6 eine Wärmeaufnahmeoberfläche 6a aufweisen kann, die sich an der Geometrie der Fahrzeugkomponente 100 orientiert. Hierdurch kann vorteilhaft die Abwärme jeder Fahrzeugkomponente schnell, einfach und prozesssicher aufgenommen und abtransportiert und die Fahrzeugkomponente 100 folglich hinreichend gekühlt bzw. temperiert werden.The vehicle component to be cooled 100 is in an effective range of the cooling element 6 arranged so that the vehicle component 100 the waste heat emanating from it directly to the cooling element 6 can transfer. The cooling element 6 can from the cooling medium 11 be flowed through. Preferably, the cooling element 6 a large heat absorption surface 6a on, on which the vehicle component 100 is arranged to advantageously quickly and easily the waste heat to the cooling element 6 to be able to transfer. Because cooling element 6 can also have a rib structure (not shown here) and or planar structures and surfaces. Preferably, the cooling element 6 with regard to the geometry of the vehicle component to be cooled 100 structurally adapted so that the cooling element 6 a heat receiving surface 6a may be based on the geometry of the vehicle component 100 oriented. As a result, advantageously, the waste heat of each vehicle component can be picked up and removed quickly, easily and reliably, and the vehicle component 100 Consequently, be sufficiently cooled or tempered.

So ist es zudem möglich, dass mit dem Kühlmittel 11 die Fahrzeugkomponente 100 nicht nur gekühlt, sondern bei Bedarf auch erwärmt wird.So it is also possible that with the coolant 11 the vehicle component 100 not only cooled, but also heated when needed.

Gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird zumindest während eines Reduzierungsvorganges des Kühlmediums 11 das Durchlasselement 3 bzw. das hier dargestellte Ventil, welches insbesondere ein Wegeventil ist, derart geschalten, dass die Abführleitung 4, welche sich vornehmlich von dem Bevorratungsbehälter 10 bis zum Durchlasselement 3 erstreckt, blockiert bzw. geschlossen wird. Dadurch wird ein Durchströmen bzw. Transportieren des Kühlmediums 11 aus dem Bevorratungsbehälter 10 über das Durchlasselement 3 zu dem Kühlelement 3 oder direkt zu der Fahrzeugkomponente 100, das heißt in Kühlmitteltransportrichtung RK verhindert. Des Weiteren wird aufgrund der zweiten Schaltstellung des Durchlasselementes 3 ein Zuführen eines Ersatzmediums 12, wie beispielsweise Umgebungsluft, über einen Zuführbereich 7 in den Kühlkreislauf 20 und folglich die Vorrichtung 1 ermöglicht. Das dargestellte Durchlasselement 3 dient folglich zum zumindest zweitweisen Öffnen eines Zuführbereichs 7 des Ersatzmediums 12 zum Einlassen des Ersatzmediums 12 in wenigstens einen Bereich des Kühlsystems 20 und/oder zum zumindest zweitweisen Sperren einer Zuführleitung 5 und/oder einer Abführleitung 4 zum Leiten des Kühlmediums 11 zu einem Bevorratungsbehälter 10 in Zuführrichtung RZ oder von einem Bevorratungsbehälter 10 in Abführrichtung RA. Das Kühlmedium 11 bzw. das Kühlmittel 11 läuft folglich aus dem Kühlkreislauf 20 in den Bevorratungsbehälter 10, wobei die Pumpe 2 deaktiviert ist. In diesem Fall ist es erforderlich, dass der Bevorratungsbehälter 10 am tiefsten, untersten Punkt bzw. Bereich des gesamten Kühlsystems bzw. Kühlkreislaufes 20 und auch der Vorrichtung 1 angeordnet ist, sodass das Kühlmedium 11 getrieben von der Schwerkraft in den Bevorratungsbehälter 10 fließen kann. Demzufolge dient die gezeigte Pumpe 2 lediglich zum Pumpen des Kühlmediums 11 während eine Kühlvorganges.According to the in 1 shown first embodiment of the device according to the invention 1 is at least during a reduction process of the cooling medium 11 the passage element 3 or the valve shown here, which is in particular a directional valve, switched such that the discharge line 4 , which are mainly from the storage container 10 to the passage element 3 extends, blocks or closes. As a result, a flow or transport of the cooling medium 11 from the storage container 10 over the passage element 3 to the cooling element 3 or directly to the vehicle component 100 that is, prevented in the coolant transport direction RK. Furthermore, due to the second switching position of the passage element 3 feeding a replacement medium 12 , such as ambient air, over a feed area 7 in the cooling circuit 20 and hence the device 1 allows. The illustrated passage element 3 consequently serves to at least partially open a feed area 7 the replacement medium 12 for admitting the replacement medium 12 in at least one area of the cooling system 20 and / or at least partially blocking a supply line 5 and / or a discharge line 4 for conducting the cooling medium 11 to a storage container 10 in the feed direction RZ or from a storage container 10 in discharge direction RA. The cooling medium 11 or the coolant 11 thus runs out of the cooling circuit 20 in the storage container 10 , where the pump 2 is disabled. In this Case, it is necessary that the storage container 10 at the lowest, lowest point or area of the entire cooling system or cooling circuit 20 and also the device 1 is arranged so that the cooling medium 11 driven by gravity into the storage container 10 can flow. Consequently, the pump shown serves 2 only for pumping the cooling medium 11 during a cooling process.

Der Bevorratungsbehälter 10 weist zumindest eine Öffnung 10a, durch welche sich zumindest abschnittsweise hindurch die Zuführleitung 5 zum Zuführen des Kühlmediums 11 in den Bevorratungsbehälter 10 erstreckt und zumindest eine Öffnung 10b, durch welche sich zumindest abschnittsweise hindurch die Abführleitung 4 zum Abführen des Kühlmediums 11 aus dem Bevorratungsbehälter 10 erstreckt, auf. Es ist zudem denkbar, dass diese Öffnungen 10a und 10b jeweils Dichtungselemente (hier nicht gezeigt) aufweisen, um die Wandungen der Leitungen 4 und 5 zu der Wandung des Bevorratungsbehälters 10 derart abzudichten, das das Kühlmedium 10 nicht aus dem Bevorratungsbehälter 10 in die Umgebung U entweichen kann.The storage container 10 has at least one opening 10a through which, at least in sections, the supply line 5 for supplying the cooling medium 11 in the storage container 10 extends and at least one opening 10b through which at least in sections through the discharge line 4 for discharging the cooling medium 11 from the storage container 10 extends, up. It is also conceivable that these openings 10a and 10b each have sealing elements (not shown) to the walls of the lines 4 and 5 to the wall of the storage container 10 such seal, the cooling medium 10 not from the storage container 10 can escape into the environment U.

Des Weitern ist in der 1 ein Wärmeüberträger 30 bzw. ein Wärmetauscher 30 gezeigt, welcher an der Zuführleitung 5 zwischen der Fahrzeugkomponente 100 bzw. dem Kühlelement 6 und dem Bevorratungsbehälter 10 angeordnet ist, um die vom Kühlmedium 11 transportierte Abwärme an die Umgebung U abgeben zu können. Der Wärmeüberträger 30 kann jedoch auch an jeder anderen denkbaren Position innerhalb der Vorrichtung 1 angeordnet sein, wie beispielsweise direkt an dem Bevorratungsbehälter 10, oder an der Abführleitung 4 vor der Pumpe 2 oder auch nach der Pumpe 2 usw.The farther is in the 1 a heat exchanger 30 or a heat exchanger 30 shown which on the supply line 5 between the vehicle component 100 or the cooling element 6 and the storage container 10 is arranged to that of the cooling medium 11 transported waste heat to the environment U to be able to deliver. The heat exchanger 30 However, it can also be at any other conceivable position within the device 1 be arranged, such as directly to the storage container 10 , or at the discharge line 4 in front of the pump 2 or after the pump 2 etc.

Gemäß der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird folglich das Kühlmedium 11 während eines Kühlvorganges aktiv unter Einsatz der Pumpe 2 geleitet und während eines Reduzierungsvorganges passiv, das heißt ohne Einsatz der Pumpe 2 transportiert.According to the first embodiment of the device according to the invention 1 thus becomes the cooling medium 11 during a cooling process active using the pump 2 passed and passive during a reduction process, that is without the use of the pump 2 transported.

In der 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei welcher im Vergleich zu der ersten Ausführungsform (1) der Abtransport des Kühlmediums 11 aus dem Kühlkreislauf 20 durch den Einsatz bzw. die Aktivierung einer Pumpe 2 vorteilhaft beschleunigt wird. Hierbei ist die Pumpe 2 in Kühlmitteltransportrichtung RK betrachtet nach dem Durchlasselement 3 angeordnet. Während eines Reduzierungsvorganges des Kühlmediums 11 aus dem Kühlkreislauf 20 schaltet das Durchlasselement 3 aktiv von einer ersten Schaltstellung, bei welcher das Kühlmedium 11 durch das Durchlasselement 3 in Richtung der Fahrzeugkomponente 100 strömen kann, in eine zweite Schaltstellung, bei welcher der Durchfluss des Kühlmediums 11 durch das Durchflusselement 3 verhindert und ein Einströmen eines Ersatzmediums 12 ermöglicht wird. Die Pumpe 2 pumpt dabei aktiv das Ersatzmedium 12 in den Kühlkreislauf 20 und dient folglich als Ansaugpumpe zum Ansaugen des Ersatzmediums 12. Ansonsten entspricht die zweite Ausführungsform der in der 1 gezeigten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, sodass auch hier beispielsweise der Bevorratungsbehälter 10 am tiefsten Punkt des Kühlkreislaufes 20 bzw. der Vorrichtung 1 angeordnet ist, um ein Ablaufen des Kühlmittels 11 zu ermöglichen.In the 2 is a second embodiment of the device according to the invention 1 shown in which compared to the first embodiment ( 1 ) the removal of the cooling medium 11 from the cooling circuit 20 by using or activating a pump 2 is advantageously accelerated. Here is the pump 2 in the refrigerant transport direction RK looks after the passage member 3 arranged. During a reduction process of the cooling medium 11 from the cooling circuit 20 switches the passage element 3 active from a first switching position, in which the cooling medium 11 through the passage element 3 in the direction of the vehicle component 100 can flow, in a second switching position, wherein the flow of the cooling medium 11 through the flow element 3 prevents and an influx of a replacement medium 12 is possible. The pump 2 actively pumps the replacement medium 12 in the cooling circuit 20 and thus serves as a suction pump for sucking the replacement medium 12 , Otherwise, the second embodiment corresponds to that in the 1 shown first embodiment of the device according to the invention 1 , so here, for example, the storage container 10 at the lowest point of the cooling circuit 20 or the device 1 is arranged to drain the coolant 11 to enable.

In der 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, bei welcher der Bevorratungsbehälter 10 nun in einem oberen, das heißt höher liegendem Bereich des Kühlkreislaufes 20 und folglich der Vorrichtung 1 angeordnet ist. Vorteilhaft wird dadurch, im Vergleich zu beispielsweise den Vorrichtungen 1 gemäß der 1 und 2 das Risiko vermieden unerwünschte Luft im Kühlkreislauf 20 während des Kühlvorgangs anzusammeln und folglich der Bedarf einer Anordnung eines zweiten im oberen Bereich des Kühlkreislaufes 20 bzw. der Vorrichtung 1 anzuordnenden Kühlmittelbehälters verhindert. Eine Pumpe 2 ist in Kühlmitteltransportrichtung RK zwischen dem Bevorratungsbehälter 10 und der Fahrzeugkomponente 100 angeordnet, während ein Durchlasselement 3 in Kühlmitteltransportrichtung RK zwischen der Fahrzeugkomponente 100 und dem Bevorratungsbehälter 10 angeordnet ist. Vorteilhaft wird mit Hilfe der Pumpe 2, welche im Kühlbetrieb zum Pumpen des Kühlmediums 11 aus dem Bevorratungsbehälter 10 in Kühlmitteltransportrichtung RK dient, während eines Reduzierungsvorganges das Kühlmedium 11 aktiv aus dem Kühlkreislauf 20 in Zuführrichtung RZ in den Bevorratungsbehälter 10 hinein gepumpt. Folglich ist die Kühlmitteltransportrichtung RK zu der Zuführrichtung RZ entgegengesetzt. Ansonsten entspricht der Aufbau und die Funktionsweise denjenigen der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform.In the 3 is a third embodiment of the device according to the invention 1 shown in which the storage container 10 now in an upper, that is higher lying area of the cooling circuit 20 and hence the device 1 is arranged. It is advantageous, as compared to, for example, the devices 1 according to the 1 and 2 the risk avoided unwanted air in the cooling circuit 20 accumulate during the cooling process and consequently the need for an arrangement of a second in the upper region of the cooling circuit 20 or the device 1 prevents to be arranged coolant tank. A pump 2 is in Kühlmitteltransportrichtung RK between the storage container 10 and the vehicle component 100 arranged while a passage element 3 in the coolant transport direction RK between the vehicle component 100 and the storage container 10 is arranged. It is advantageous with the help of the pump 2 , which in cooling mode for pumping the cooling medium 11 from the storage container 10 in Kühlmitteltransportrichtung RK, during a Reduzierungsvorganges the cooling medium 11 active from the cooling circuit 20 in the feed direction RZ in the storage container 10 pumped into it. Consequently, the coolant transport direction RK is opposite to the feed direction RZ. Otherwise, the structure and operation corresponds to those of 1 illustrated first embodiment.

Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, welche im Wesentlichen, insbesondere hinsichtlich der Funktionsweise, der dritten Ausführungsform, gezeigt in 3, entspricht. Jedoch weist abweichend dazu die in 4 gezeigte Vorrichtung 1 kein Durchlasselement 3 in Ausgestaltung eines Ventils auf, welches in einem Bereich der Zuführleitung 5 oder der Abführleitung 4 angeordnet ist. Vielmehr ist das Durchlasselement 3 in einem Bereich des Bevorratungsbehälters 10 angeordnet und vorteilhaft in Form einer Öffnung ausgestaltet. Durch diese Öffnung wird das Ersatzmedium direkt über den Bevorratungsbehälter 10 in den Kühlkreislauf 20 eingebracht, während das Kühlmedium 11, zumindest während eines Reduzierungsvorganges, aus dem Kühlkreislauf 20 mit Hilfe einer Pumpe 2 über die Abführleitung 4 wieder zurück in den Bevorratungsbehälter 10 gepumpt wird. Anstelle der Öffnung kann jedoch auch ein Ventil als Durchlasselement 3 in einem Bereich des Bevorratungsbehälters 10 angeordnet sein.The 4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention 1 , which essentially, in particular with respect to the mode of operation, of the third embodiment, shown in FIG 3 , corresponds. However, contrary to the in 4 shown device 1 no passage element 3 in an embodiment of a valve, which in a region of the supply line 5 or the discharge line 4 is arranged. Rather, the passage element 3 in an area of the storage container 10 arranged and advantageously designed in the form of an opening. Through this opening, the replacement medium directly over the storage container 10 in the cooling circuit 20 introduced while the cooling medium 11 , at least during a Reduzierungsvorganges, from the cooling circuit 20 with the help of a pump 2 via the discharge line 4 back in the storage container 10 is pumped. Instead of the opening, however, it is also possible to use a valve as a passage element 3 in an area of the storage container 10 be arranged.

In der 5 ist eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, welche im Aufbau und in der Funktionsweise im Wesentlichen der ersten Ausführungsform, gezeigt in 1, entspricht. Im Unterschied zur Vorrichtung gemäß der 1 weist die Vorrichtung 1 der 5 zusätzlich ein zweites Durchlasselement 40 auf, welches zwischen der Fahrzeugkomponente 100 bzw. dem Kühlelement 6 und dem Bevorratungsbehälter 10 an einer Zuführleitung 5 zum Zuführen des Kühlmediums 11 in einer Zuführrichtung RZ zu dem Bevorratungsbehälter 10 angeordnet ist. Das zweite Durchlasselement 40 ist vorzugsweise als Ventil und besonders bevorzugt als Wegeventil ausgestaltet und weist als zweiten Anschluss einen Ersatzmedium-Abführbereich 60 auf. Folglich kann während einer ersten Schaltstellung des zweiten Durchlasselementes 40 das Kühlmedium 11 ungehindert durch dieses zweite Durchlasselement 40 in den Bevorratungsbehälter 10 fließen. Während bei einer zweiten Schaltstellung des zweiten Durchlasselementes 40 weder das Kühlmedium 11 noch das Ersatzmedium 12 in Zuführrichtung RZ in den Bevorratungsbehälter 10 über die Zuführleitung 5 strömen kann. Vielmehr wird hierbei der Weg zum Ersatzmedium-Abführbereich 60 freigegeben, um im Bedarfsfall das in dem Kühlkreislauf 20 befindliche Ersatzmedium 12 in Ersatzmediumabfließrichtung RE wieder aus dem Kühlkreislauf 20 auslassen zu können. In diesem Fall ist es auch denkbar, dass eine zweite Pumpe (hier nicht gezeigt) beispielsweise im Bereich der Zuführleitung 5 zwischen der Fahrzeugkomponente 100 bzw. dem Kühlelement 6 und dem zweiten Durchlasselement 40 angeordnet ist, welche das Ersatzmedium 12 aktiv aus dem Kühlkreislauf 20 in Richtung des Ersatzmedium-Abführbereiches 60 pumpt. Somit kann der Kühlkreislauf 20 vom Ersatzmedium 12 gesäubert werden, ohne dass dieses in den Bevorratungsbehälter 10 eingebracht werden muss. Vorteilhaft kann danach der Kühlkreislauf 20 wieder mit dem Kühlmedium 11 durchströmt werden.In the 5 is a fifth embodiment of the device according to the invention 1 shown in the construction and in the operation of substantially the first embodiment shown in FIG 1 , corresponds. In contrast to the device according to the 1 has the device 1 of the 5 additionally a second passage element 40 on which between the vehicle component 100 or the cooling element 6 and the storage container 10 on a supply line 5 for supplying the cooling medium 11 in a feeding direction RZ to the storage container 10 is arranged. The second passage element 40 is preferably designed as a valve and particularly preferably as a directional control valve and has as a second connection a replacement medium discharge area 60 on. Consequently, during a first switching position of the second passage element 40 the cooling medium 11 unhindered by this second passage element 40 in the storage container 10 flow. While at a second switching position of the second passage element 40 neither the cooling medium 11 still the replacement medium 12 in the feed direction RZ in the storage container 10 over the supply line 5 can flow. Rather, this is the way to the replacement medium discharge area 60 released, if necessary, in the cooling circuit 20 replacement medium 12 in Ersatzmediumabfließrichtung RE back from the cooling circuit 20 to be able to leave out. In this case, it is also conceivable that a second pump (not shown here), for example in the region of the supply line 5 between the vehicle component 100 or the cooling element 6 and the second passage member 40 is arranged, which is the replacement medium 12 active from the cooling circuit 20 in the direction of the replacement medium discharge area 60 inflated. Thus, the cooling circuit 20 from the replacement medium 12 be cleaned without this in the storage container 10 must be introduced. Advantageously, then the cooling circuit 20 again with the cooling medium 11 be flowed through.

Die Anordnung des zweiten Durchlasselementes 40 und des Ersatzmedium-Abführbereiches 60 kann in jeder der gezeigten Ausführungsformen gemäß der 1 bis 4 flexibel erfolgen.The arrangement of the second passage element 40 and the replacement medium discharge area 60 can in each of the embodiments shown according to the 1 to 4 be flexible.

Des Weiteren ist es denkbar, dass insbesondere in Zuführrichtung RZ stromabwärts betrachtet vor dem zweiten Durchlasselement 40 eine Detektionseinheit 50 im Bereich der Zuführleitung 5 angeordnet ist. Diese kann beispielsweise ein Sensor bzw. eine Sensoreinheit sein, welche detektiert, wann kein Kühlmedium 11, sondern vielmehr lediglich ein Ersatzmedium 12 die Zuführleitung 5 durchströmt. Somit kann vorteilhaft erreicht werden, dass das zweite Durchlasselement 40 erst dann in eine zweite Schaltstellung zum Öffnen des Ersatzmedium-Abführbereiches 60 geschalten wird, wenn kein Kühlmedium 11 mehr in der Zuführleitung 5 transportiert wird, welches anderenfalls sonst unbeabsichtigter Weise über den Ersatzmedium-Abführbereich 60 an die Umgebung U abgegeben werden würde.Furthermore, it is conceivable that, viewed in particular downstream of the second passage element, in the feed direction RZ 40 a detection unit 50 in the area of the supply line 5 is arranged. This can be for example a sensor or a sensor unit, which detects when no cooling medium 11 but rather just a substitute medium 12 the supply line 5 flows through. Thus, it can be advantageously achieved that the second passage element 40 only then in a second switching position to open the replacement medium-Abführbereiches 60 is switched if no cooling medium 11 more in the supply line 5 is transported, which otherwise otherwise unintentional way on the replacement medium discharge area 60 would be delivered to the environment U.

Es ist zudem auch denkbar, dass der Kühlkreislauf 20 neben den benannten (Funktions-)Elementen der Zuführleitung 5, der Abführleitung 4 und der Pumpe 2 sowie dem optionalen Kühlelement 6 und/oder dem Wärmetauscher 30 auch ein Thermostat (hier nicht gezeigt) aufweist, um die Temperatur der zu kühlenden Fahrzeugkomponente 100 ermitteln zu können. Vorteilhaft kann dadurch die Zufuhr an Kühlmedium 11 hinsichtlich beispielsweise der Menge und Durchflussgeschwindigkeit gesteuert werden, um eine optimale Temperierung der Fahrzeugkomponente 100 gewährleisten zu können.It is also conceivable that the cooling circuit 20 next to the named (functional) elements of the supply line 5 , the discharge line 4 and the pump 2 and the optional cooling element 6 and / or the heat exchanger 30 also a thermostat (not shown here) to the temperature of the vehicle component to be cooled 100 to be able to determine. Advantageously, thereby the supply of cooling medium 11 be controlled in terms of, for example, the amount and flow rate to optimize the temperature of the vehicle component 100 to be able to guarantee.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4461342 B1 [0009]

Claims

Contraption ( 1 ) at least for at least partially reducing a cooling medium ( 11 ) for cooling at least one vehicle component ( 100 ) of an electrically drivable vehicle within a cooling circuit ( 20 ), comprising: - at least one at least partially between a feed area ( 7 ) of a replacement medium ( 12 ) and the cooling circuit ( 20 ) arranged passage element, - at least one the cooling medium ( 11 ) and / or the replacement medium ( 12 ) pump ( 2 ), and - at least one storage container ( 10 ) for at least temporarily storing the cooling medium ( 11 ).

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the passage element ( 3 ) is a valve and preferably a directional control valve, in particular a 3/2 way valve or a passage opening.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling circuit ( 20 ) at least one supply line ( 5 ) for supplying the cooling medium ( 11 ) in the storage container ( 10 ) and a discharge line ( 4 ) for discharging the cooling medium ( 11 ) from the storage container ( 10 ), wherein the supply line ( 5 ) and the discharge line ( 4 ) are fluidically connectable to each other.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pump ( 2 ) in the cooling circuit ( 20 ) between the storage container ( 10 ) and the vehicle component to be cooled ( 100 ), which a suction pump at least for sucking off the cooling medium ( 11 ) from the cooling circuit ( 20 ) and / or a suction pump for sucking the cooling medium ( 11 ) and / or the replacement medium ( 12 ) in the cooling circuit ( 20 ).

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the replacement medium ( 12 ) is a gaseous medium or a liquid medium, in particular ambient air, and the cooling medium ( 11 ) is a gaseous or liquid medium, in particular a water-glycol mixture.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle component ( 100 ) in an effective range of one by means of the cooling medium ( 11 ) at least partially through-flowing cooling element ( 6 ) is arranged and the cooling element ( 6 ) at least indirectly with the supply line ( 5 ) and / or the discharge line ( 4 ) of the storage container ( 10 ) connected is.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling circuit ( 20 ) at least temporarily during a cooling process of the vehicle component ( 100 ) terminated due to a first switching position of the valve and at least temporarily during a Reduzierungsvorganges the cooling medium ( 11 ) is open due to a second switching position of the valve.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a heat transfer ( 30 ) for cooling the cooling medium ( 11 ) at least in sections in a region of the supply line ( 5 ) or at least in sections in an area of the discharge line ( 4 ) is arranged.

Method for at least partially reducing a cooling medium ( 11 ) for cooling at least one vehicle component ( 100 ) of an electrically drivable vehicle within a cooling circuit ( 20 ), comprising the steps: - activating a pump ( 2 ) for sucking off the cooling medium ( 11 ) from at least one area of the cooling circuit ( 20 ) in a storage container ( 10 ) and / or for aspirating a replacement medium ( 12 ) from a surrounding area (U) into at least one area of the cooling circuit ( 20 ), or - deactivating a pump ( 2 ) for conveying the cooling medium ( 11 ) from a storage container ( 10 ) in at least one area of the cooling circuit ( 20 ).

Method according to claim 9, characterized in that at least during a reduction process of the cooling medium ( 11 ) in the cooling circuit ( 20 ) the cooling medium ( 11 ) at least from the supply line ( 5 ) and / or the discharge line ( 4 ) out into the storage container ( 10 ), while the replacement medium ( 12 ) at least via the supply line ( 5 ) and / or the discharge line ( 4 ) at least into a region of the cooling circuit ( 20 ).