CN109763888B - 用于机动车的驱动单元的冷却回路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车(3)的驱动单元(2)的冷却回路(1)，其至少具有高温回路(4)和低温回路(8)，所述高温回路通过第一入口接头(5)和第一出口接头(6)与第一冷却器(7)连接，以便导引第一流体通过第一冷却器(7)，所述低温回路能够通过第二入口接头(9)和第二出口接头(10)与第二冷却器(11)连接，以便导引第二流体通过第二冷却器(11)；其中，第一冷却器(7)和第二冷却器(11)相互连接；其中，第二入口接头(9)和第二出口接头(10)通过旁通阀(12)与第二冷却器(11)连接；其中，通过旁通阀(12)能够在绕开第二冷却器(11)的情况下使第二流体从第二入口接头(9)朝第二出口接头(10)转向。

Description

用于机动车的驱动单元的冷却回路
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驱动单元的冷却回路。
背景技术
由EP 0 861 368 B1已知一种冷却回路，其具有冷却剂冷却器和低温冷却剂冷却器。为了调节冷却回路的冷却功率设有阀，通过所述阀能够将多个冷却剂流不同地相互连接。
这种冷却器一方面为待冷却的流体形成可穿流的通道，所述通道配设有用于改善热传递的肋片。另一方面，所述通道或者肋片由气体(例如空气、行驶中的风)溢流，从而能够实现对在冷却回路中循环的流体的冷却。
存在的持续需求是，使机动车中的冷却回路尽可能地简单和紧凑，其中，应该实现流体流的尽可能灵活的连通，以便根据机动车或者驱动单元的工作点调节流体流的温度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，至少部分地解决关于现有技术提出的问题。尤其应该建议一种冷却回路，其构造紧凑并且能实现流体流的不同连接。
该技术问题按本发明通过机动车的驱动单元的冷却回路解决。在权利要求书中单独说明的特征能够以技术合理的方式相互组合并且可以通过说明书中阐述的事实和/或附图中的细节进行补充，其中，阐明了本发明的其它实施变型方案。
建议一种机动车的驱动单元的冷却回路。驱动单元尤其是至少一个内燃机和/或至少一个电机。驱动单元优选设置用于驱动机动车。
冷却回路具有至少一个高温回路，所述高温回路通过第一入口接头和第一出口接头与第一冷却器连接，以便导引第一流体通过第一冷却器。冷却回路还具有低温回路，所述低温回路能够通过第二入口接头和第二出口接头与第二冷却器连接，以便导引第二流体通过第二冷却器。第一冷却器和第二冷却器相互连接并且尤其布置在共同的壳体中。第二入口接头和第二出口接头通过旁通阀与第二冷却器连接。通过旁通阀能够在绕开第二冷却器的情况下使第二流体从第二入口接头朝第二出口接头转向。
在高温回路中输送的第一流体具有至少在平均上比在低温回路中输送的第二流体(至少在驱动单元运行期间)更高的温度(至少5摄氏度)。
第一冷却器和第二冷却器尤其形成所谓的“组合式冷却器”(einenKombinationskühler)，其具有两个入口接头和两个出口接头。为此，第一冷却器和第二冷却器可以布置在共同的壳体中，其中，优选不在第一冷却器和第二冷却器之间设置(直接的)流体技术上的连接。第一冷却器和第二冷却器可以通过这样的连接彼此相连，其中，所述连接则(只)设置用于降低热应力。第一冷却器与第二冷却器之间通过所述连接实现的流体交换可以针对一个流体流这样有限地设置，使得所述流体流是流过第一冷却器或者流过第二冷却器的(最大)流体流的最多5％，尤其是最多1％。
冷却器可以分别被一种(第一或者第二)流体(尤其是冷却水、也可以是油)穿流，其中，所述流体能够在冷却器中通过空气流加载以进行冷却。
第二冷却器尤其布置在第一冷却器下方(关于重力和冷却器在机动车中的装配(Verbau)而言)。
第一冷却器尤其供第一流体由上向下地(关于重力和冷却器在机动车中的装配)穿流，其中，第一入口接头和第一出口接头布置在第一冷却器的一侧。
通过旁通阀能够在绕开第二冷却器的情况下使第二流体从第二入口接头朝第二出口接头转向。旁通阀尤其可通过控制设备控制和操作。如果这样连接旁通阀，从而绕开第二冷却器，则第二流体(例如在驱动单元的冷启动之后)可以更快地达到所规定的最小温度。如果达到了最小温度，则可以这样连接旁通阀，使得第二流体被导引通过第二冷却器。
旁通阀优选可以直接布置在第二冷却器上。“直接”可以表示在第二冷却器与旁通阀之间没有设置本身需要与第二冷却器和/或旁通阀连接的管路。旁通阀尤其可以具有第二入口接头和第二出口接头，用于将第二冷却器连接到第二冷却回路中。旁通阀尤其可以具有用于将旁通阀与第二冷却器相连的第一接头和第二接头。
第二流体可以通过(第三)管路区段朝第二入口接头输送，例如通过(第二)泵，尤其是电动运行的低温泵。在旁通阀内部，第二流体可以通过旁通前置管(Bypassvorlauf)直接朝第二出口接头导引并且导入第四管路区段中，或者备选地朝第一接头导引。第二流体经由第一接头流入第二冷却器、穿流过第二冷却器并且经由第二接头离开第二冷却器。第二流体随即可以经由第二接头流入旁通阀并且进一步朝第二出口接头导引并且导入第四管路区段中。
旁通阀可以布置为，使得第二流体能够从下向上地(关于重力和冷却器在机动车中的装配)穿流过第二冷却器。第二冷却器的穿流在此处的布置中实现了冷却功率的令人惊讶的改善。由此，尤其不会有或者至少更少的空气聚集在第二冷却器中，所述空气此外由于从下向上的穿流也更快地从第二冷却器中流出。冷却器中的空气可以至少与作为第二流体的水相比降低冷却器中的热传递，从而由此可能降低冷却功率。
第一接头和第二接头尤其侧向地布置在第二冷却器上。第一接头尤其布置在第二接头下方(关于重力和在机动车中的装配)。
第二接头可以布置在第二出口接头的上方(关于重力和在机动车中的装配)。
旁通阀可以通过至少一个插塞连接布置在第二冷却器上。旁通阀尤其以第一接头和/或以第二接头(分别)通过插塞连接与第二冷却器或者与冷却器的壳体连接。
第二冷却器可以与第一冷却器布置在共同的壳体中并且第二冷却器(完全)布置在第一冷却器下方。
所述第一冷却器尤其不具有用于第一流体或者第二流体的通往第二冷却器的在流体技术上的连接。尤其只设有已经提到的用于降低热应力的连接，其中，通过所述连接只有不明显的流体流可在冷却器之间流动。
所述高温回路和低温回路尤其只在冷却器外部通过补偿容器在流体技术上相互连接。也就是第一流体和第二流体尤其是相同类型的流体。
此外建议一种用于在机动车中运行已经描述的冷却回路的方法，其中，所述方法至少包括以下步骤：
i.检测第二流体的温度；
并且如果所述温度低于最小温度，则
ii.操作旁通阀并且在绕开第二冷却器的情况下使第二流体从第二入口接头(经由旁通前置管)朝第二出口接头转向；
其中，如果所述温度达到或者高于最小温度，则
iii.操作旁通阀并且导引第二流体从第二入口接头(经由第一接头并且)经由第二冷却器(并且经由第二接头)流向第二出口接头。
所述最小温度可以处于30至40摄氏度之间。所述最小温度可以通过控制设备预设并且温度可以通过控制设备监测。此外可以通过控制设备根据温度操作旁通阀。温度可以通过传感器测量和/或借助控制设备或者控制单元根据机动车或者冷却回路的连续的或者当前的运行点在计算上算出或者确定。
此外建议一种机动车，其具有用于驱动机动车的驱动单元、控制设备和已经描述的冷却回路，其中，通过高温回路能够冷却驱动单元。所述控制设备适当地设计和/或设置用于执行在此建议的方法。
关于冷却回路的实施形式同等地适用于所述方法和所述机动车并且反之亦然。
预先说明的是，在此使用的数词(“第一”、“第二”)主要(只)用于区分多个相同类型的对象、尺寸或者过程，即尤其不强制地预设这些对象、尺寸或者过程彼此的关联和/或顺序。如果关联和/或顺序是必要的，则这在此被明确地说明或者对于本领域技术人员来说在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。
附图说明
以下根据附图详细阐述本发明以及技术领域。需要指出的是，本发明不应受到所述实施例的限制。只要没有明确地另作说明，则尤其也可行的是，提取在附图中阐述的事实的部分方面并且与本说明书中的其它组成部分和认知相结合。尤其需要指出的是，附图和尤其是所示的尺寸关系只是示意性的。在附图中：
图1示出具有冷却回路的机动车；
图2示出处于共同的壳体中的冷却器；
图3以立体图示出处于第一开关状态中的旁通阀；并且
图4以立体图示出处于第二开关状态中的按照图3的旁通阀。
具体实施方式
图1示出具有冷却回路1的机动车3。所述机动车3包括用于驱动机动车3的驱动单元2(例如内燃机)、控制设备18和冷却回路1。通过高温冷却回路4能够冷却驱动单元2(例如内燃机的气缸盖或者电机的功率部件)。通过低温回路8能够冷却第三冷却器22(例如内燃机的用水冷却的增压空气冷却器或者在使用电机作为驱动单元2的情况下是电池冷却单元)。
冷却回路1具有高温回路4，其通过第一入口接头5和第一出口接头6与第一冷却器7连接，以便导引第一流体通过第一冷却器7。冷却回路1还具有低温回路8，其能够通过第二入口接头9和第二出口接头10与第二冷却器11连接，以便导引第二流体通过第二冷却器11。第一冷却器7和第二冷却器11相互连接并且布置在共同的壳体14中。第二入口接头9和第二出口接头10通过旁通阀12与第二冷却器11连接。通过旁通阀12能够在绕开第二冷却器11的情况下使第二流体从第二入口接头9朝第二出口接头10转向。
第一冷却器7和第二冷却器11形成所谓的“组合式冷却器”(Kombinationskühler)，其具有两个入口接头5、9和两个出口接头6、10。
第二冷却器11布置在第一冷却器7下方(关于重力35和冷却器在机动车3中的装配而言)。
通过旁通阀12能够在绕开第二冷却器11的情况下使第二流体从第二入口接头9朝第二出口接头10转向。旁通阀12可通过控制设备18控制和操作。
高温回路4和低温回路8只在冷却器7、11外部通过补偿容器15在流体技术上相互连接。
高温回路4在此从驱动单元2出发并且沿着第一流体的流动方向包括第一冷却器前置管21、从中分支出第一通风管路20(其将第一冷却器前置管21与补偿容器15相连)、第一冷却器7、第一冷却器回流管23以及用于输送第一流体的第一泵29(发动机总水泵)。第一冷却器前置管21通过第一入口接头5与第一冷却器7相连。第一冷却器回流管23通过第一出口接头6与第一冷却器7相连。
低温回路8在此从第三冷却器22出发并且沿着第二流体的流动方向包括第一管路区段25、第三管路区段27、旁通阀12、旁通阀前置管24或者第二冷却器11以及第四管路区段28，所述第一管路区段将第三冷却器22与第二泵30(电动低温泵)相连。
从第一管路区段25分支出第二管路区段26，其将第一管路区段25与补偿容器15相连。补偿容器15相对重力35布置在冷却回路1的上方或者高温回路4和低温回路8的上方。
通过第二泵30将第二流体输送到第三管路区段27中，其与旁通阀12处的第二入口接头9连接。第四管路区段28连接在旁通阀12的第二出口接头10上，旁通阀12通过第四管路区段28与第三冷却器22连接。
图2示出处于共同的壳体中的第一冷却器7和第二冷却器11。第一流体从上向下地流过第一冷却器7，其中，连接有第一冷却器前置管21的第一入口接头5和连接有第一冷却器回流管23的第一出口接头6(一上一下地)布置在第一冷却器7的一侧上。旁通阀12布置为，使得第二流体可以从下向上地流过第二冷却器11。第一接头31和第二接头32侧向地布置在第二冷却器11上，以便将旁通阀12连接在第二冷却器11或者壳体14上。第一接头31布置在第二接头32下方。第二冷却器11与第一冷却器7布置在共同的壳体14中并且第二冷却器11完全布置在第一冷却器7下方。第一冷却器7和第二冷却器11通过分隔区域19彼此在流体技术上分隔开地布置。
图3以立体图示出处于第一开关状态33中的旁通阀12。图4以立体图示出处于第二开关状态34中的按照图3的旁通阀12。以下共同地描述图3和图4。
旁通阀12可以通过接头31、32直接布置在第二冷却器11上。“直接”在此表示在第二冷却器11与旁通阀12之间没有设置本身需要与第二冷却器11和/或旁通阀12连接的管路。旁通阀12具有第二入口接头9(第三管路区段27可布置在第二入口接头上)和第二出口接头10(第四管路区段28可布置在第二出口接头上)，用于将第二冷却器11连接到第二冷却回路8中。旁通阀12还具有用于将旁通阀12与第二冷却器11相连的第一接头31和第二接头32。
第二流体可以通过第三管路区段27朝第二入口接头9输送。在旁通阀12内部，第二流体可以通过旁通前置管24直接朝第二出口接头10导引并且导入第四管路区段中(参见图3，第一开关状态33)，或者备选地朝第一接头31导引(参见图4，第二开关状态34)。第二流体可以经由第一接头31流入第二冷却器11、穿流过第二冷却器11并且经由第二接头32离开第二冷却器11。第二流体随即可以通过第二接头32流入旁通阀12并且进一步朝第二出口接头10导引并且导入第四管路区段28中。
旁通阀12可以通过插塞连接13布置在第二冷却器11上。旁通阀12在此以第一接头31并且以第二接头32分别通过插塞连接13与第二冷却器11或者与冷却器7、11的壳体14连接。
在所述方法中，在步骤i.中，检测第二流体的温度16并且如果所述温度16低于最小温度17，则在步骤ii.中操作旁通阀12并且在绕开第二冷却器11的情况下使第二流体从第二入口接头9经由旁通前置管24导向第二出口接头10(第一开关状态33)。如果所述温度16达到或者高于最小温度17，则在步骤iii.中操作旁通阀12并且导引第二流体从第二入口接头9经由第一接头31并且经由第二冷却器11并且经由第二接头32导向第二出口接头10(第二开关状态34)。最小温度17可以通过控制设备18预设并且所述温度16可以通过控制设备18监测。旁通阀12可以通过控制设备18根据温度16进行操作。
附图标记清单
1 冷却回路
2 驱动单元
3 机动车
4 高温回路
5 第一入口接头
6 第一出口接头
7 第一冷却器
8 低温回路
9 第二入口接头
10 第二出口接头
11 第二冷却器
12 旁通阀
13 插塞连接
14 壳体
15 补偿容器
16 温度
17 最小温度
18 控制设备
19 分隔区域
20 第一通风管路
21 第一冷却器前置管
22 第三冷却器
23 第一冷却器回流管
24 旁通前置管
25 第一管路区段
26 第二管路区段
27 第三管路区段
28 第四管路区段
29 第一泵
30 第二泵
31 第一接头
32 第二接头
33 第一开关状态
34 第二开关状态

Claims (9)

1.一种机动车(3)的驱动单元(2)的冷却回路(1)，至少具有高温回路(4)和低温回路(8)，所述高温回路通过第一入口接头(5)和第一出口接头(6)与第一冷却器(7)连接，以便导引第一流体通过第一冷却器(7)，所述低温回路能够通过第二入口接头(9)和第二出口接头(10)与第二冷却器(11)连接，以便导引第二流体通过第二冷却器(11)；其中，第一冷却器(7)和第二冷却器(11)相互连接；其中，第二入口接头(9)和第二出口接头(10)通过旁通阀(12)与第二冷却器(11)连接；其中，通过旁通阀(12)能够在绕开第二冷却器(11)的情况下使第二流体从第二入口接头(9)朝第二出口接头(10)转向，其中，所述旁通阀(12)直接布置在第二冷却器(11)上。
2.按权利要求1所述的冷却回路(1)，其中，所述旁通阀(12)布置为，使得第二流体能够从下向上地穿流过第二冷却器(11)。
3.按前述权利要求之一所述的冷却回路(1)，其中，所述旁通阀(12)通过至少一个插塞连接(13)布置在第二冷却器(11)上。
4.按前述权利要求之一所述的冷却回路(1)，其中，所述第二冷却器(11)与第一冷却器(7)布置在共同的壳体(14)中并且第二冷却器(11)布置在第一冷却器(7)下方。
5.按前述权利要求之一所述的冷却回路(1)，其中，所述第一冷却器(7)不具有用于第一流体或者第二流体的通往第二冷却器(11)的在流体技术上的连接。
6.按前述权利要求之一所述的冷却回路(1)，其中，所述高温回路(4)和低温回路(8)只在冷却器(7、11)外部通过补偿容器(15)在流体技术上相互连接。
7.一种用于在机动车中运行按前述权利要求之一所述的冷却回路(1)的方法，其中，所述方法至少包括以下步骤：
i.检测第二流体的温度(16)；
并且如果所述温度(16)低于最小温度(17)，则
ii.操作旁通阀(12)并且在绕开第二冷却器(11)的情况下使第二流体从第二入口接头(9)朝第二出口接头(10)转向；
其中，如果所述温度(16)达到或者高于最小温度(17)，则
iii.操作旁通阀(12)并且导引第二流体从第二入口接头(9)经由第二冷却器(11)流向第二出口接头(10)。
8.按权利要求7所述的方法，其中，所述最小温度(17)处于30至40摄氏度之间。
9.一种机动车(3)，具有用于驱动机动车(3)的驱动单元(2)、控制设备(18)和按前述权利要求1至6之一所述的冷却回路(1)，其中，通过高温回路(4)能够冷却驱动单元(2)；其中，所述控制设备(18)设置用于执行按权利要求7或8所述的方法。
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