DE102015110328A1 - Funktionale Komponente - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine funktionale Komponente (10), insbesondere eine Leistungselektronik, ein Elektromotor, eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen, mit einer Kommunikationsschnittstelle (16) zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente (10), einer Hardware (15) zum Steuern und/oder Regeln der Komponente (10), und einer Kühlleitung (11) zum Kühlen der Komponente (10). Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Differenzdrucksensor (13) vorgesehen ist, um einen Differenzdruck innerhalb der Kühlleitung (11) zu messen, wobei der Differenzdrucksensor (13) in der Komponente (10) funktional integriert ist, um den Betrieb der Kühlleitung (11) dauerhaft zu überwachen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine funktionale Komponente, insbesondere eine Leistungselektronik oder einen Elektromotor oder eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen, mit einer Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente, einer Hardware zum Steuern und/oder Regeln der Komponente, und einer Kühlleitung zum Kühlen der Komponente mit einem Liquid.
  • Eine funktionale Komponente im Sinne der Erfindung (weiterhin einfach Komponente) kann jede mögliche elektronische Komponente sein, die über eine eigene Hardware verfügt, die eine Kommunikationsschnittstelle zum Kommunizieren mit anderen Komponenten und/oder einem Benutzer umfasst und die mit einem flüssigen Medium gekühlt werden muss. Als Beispiel für eine erfindungsgemäße Komponente kann eine Leistungselektronik dienen, die der Ansteuerung einer Traktions-E-Maschine, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug dient. Ein weiteres Beispiel einer möglichen Komponente im Sinne der Erfindung kann ein Elektromotor oder eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie, eines Hybridfahrzeuges oder eines vollelektrischen Kraftfahrzeuges sein. Ebenso gut können aber auch unterschiedliche andere schaltbare und/oder datenverarbeitende Komponenten unter den Begriff der funktionalen Komponente der Erfindung fallen, die gekühlt werden müssen. Solche Komponenten produzieren in ihrem Betrieb Abwärme, die schädlich für die Komponenten selbst und/oder ihre Umgebung sein kann, und die von den Komponenten abgeleitet werden muss, um Überhitzung und gar Selbstzerstörung der Komponenten zu vermeiden. Hierzu werden die Komponenten üblicherweise mit einem flüssigen Kühlmittel gekühlt, welches über eine Kühlleitung zur Komponente geführt wird, um die überschüssige Wärme, die durch den Betrieb der Komponente entsteht, aufzunehmen und von der Komponente abzutransportieren. Dabei ist es wichtig, dass die Kühlung der Komponente störungsfrei funktioniert und ein Fehlerfall unverzüglich erkannt wird, um gefährliche Situationen zu vermeiden, die durch zu viel Wärme versursacht werden können. Außerdem ist es wichtig, in Systemen mit mehreren Komponenten, die einem gemeinsamen Kühlkreislauf angehören, dass die einzelnen Kühlleitungen gut funktionieren, um die Effizienz des gesamten Systems sicherzustellen, und dass in einem Fehlerfall einer Kühlleitung diese Kühlleitung lokalisiert werden kann.
  • In einigen bekannten Komponenten erfolgt eine Überwachung der Kühlleitungen meist durch eine Abschätzung der Volumenströme in den Kühlleitungen. In anderen bekannten Komponenten erfolgt eine punktuelle, einmalige Überprüfung der Volumenströme der Kühlleitungen. Solche Überwachungen sind jedoch unzureichend, da die Kühlleitungen im Laufe des Betriebes verstopfen oder an einigen Stellen reißen können. Dann kann keine zuverlässige Kühlung der Komponenten gewährleistet werden. Solche Komponenten können dann überhitzen, sich entzünden und gar explodieren. Dies stellt ein erhebliches Sicherheitsrisiko nicht nur für die Komponenten selbst, sondern auch für ihre Umgebung und die in der Nähe befindlichen Personen dar.
  • Deswegen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil zumindest zum Teil zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine funktionale Komponente, insbesondere eine Leistungselektronik oder ein Elektromotor oder eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen bereitzustellen, welche zuverlässig gekühlt wird und welche Komponente sicher im Betrieb ist. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Überprüfen der Kühlleitung der Komponente und ein entsprechendes Kraftfahrzeug bereitzustellen.
  • Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Komponente mit den Merkmalen des Anspruches 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 8 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst. Weitere Vorteile, Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die Erfindung stellt hierbei eine funktionale Komponente, insbesondere eine Leistungselektronik oder ein Elektromotor oder eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen bereit, die mit einer Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente, einer Hardware zum Steuern und/oder Regeln der Komponente, und einer Kühlleitung zum Kühlen der Komponente mit einem Liquid ausgeführt ist, wobei ein Differenzdrucksensor vorgesehen ist, um einen Differenzdruck innerhalb der Kühlleitung, insbesondere zwischen einem Einlass und einem Auslass, zu messen, und wobei der Differenzdrucksensor in der Komponente funktional integriert ist, um den Betrieb der Kühlleitung dauerhaft zu überwachen.
  • Als Kühlmittel kann hierbei eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Kühlwasser, flüssiger Stickstoff oder dergleichen dienen. Die Kühlleitung kann dabei mehrere Schlaufen aufweisen, um mehr Kühlmittel an der Komponente vorbeizuführen und die Wärme effizient zu absorbieren. Der Differenzdrucksensor kann dabei im Betrieb der Komponente dauerhaft die Kühlleitung überwachen. Hierzu kann der Differenzdrucksensor den Differenzdruck eines Kühlmittels, mit dem die Komponente gekühlt wird, zwischen zwei geeigneten Stellen in der Kühlleitung, insbesondere zwischen einem Einlass und einem Auslass der Kühlleitung, messen. Aus dem gemessenen Differenzdruck kann ein Volumenstrom des Kühlmittels berechnet werden, der die Komponente durchströmt. Die Erfindung dient dabei zur Überwachung der Kühlleitung, um einen Fehlerfall, insbesondere eine Leckage innerhalb oder eine Verstopfung der Kühlleitung, rechtzeitig zu erkennen, und somit die Sicherheit im Betrieb der Komponente zu erhöhen. Wird beispielsweise ein verringerter Druckabfall detektiert, so kann es ein Zeichen für eine Leckage in der Kühlleitung sein. Weiterhin kann ein zu hoher Druckabfall auf eine Verstopfung in der Kühlleitung weisen. Solche Fehlerfälle können zu einem Versagen der gesamten Kühlleitung führen und mithin zur Beschädigung von sicherheitsrelevanten Bauteilen der Komponente selbst oder ihrer Umgebung. Rechtzeitiges Erkennen solcher Fehlerfälle ist der Vorteil der Erfindung. Soll die Komponente neben anderen Komponenten einem gemeinsamen Kühlkreislauf angehören, so ist die Gefahr bei einem Fehlerfall in einer der Kühlleitungen für alle Komponenten groß. Der Vorteil der Erfindung liegt dabei darin, dass sich die fehlerhafte Kühlleitung im gemeinsamen Kühlkreislauf ebenso schnell lokalisieren lässt. Hierzu müsste jede Komponente gemäß der Erfindung mit einem funktional integrierten Differenzdrucksensor ausgebildet sein.
  • Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, einen Differenzdrucksensor funktional und insbesondere räumlich in der Komponente zu integrieren, um die Kühlleitung, beispielsweise den Volumenstrom durch die Kühlleitung, nicht nur punktuell, sondern dauerhaft zu überwachen. Funktional zu integrieren, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Funktionen der Hardware und der Software des Differenzdrucksensors in die Hardware der Komponente integriert werden und dass die Funktion der Kommunikation des Differenzdrucksensors über die vorhandene Kommunikationsschnittstelle der Komponente ausgeführt wird. Die Software des Differenzdrucksensors kann dabei erfindungsgemäß dazu dienen, die Messung des Differenzdrucksensors auszuführen und auszuwerten. Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Software hierzu in der Hardware der Komponente implementiert werden kann, wobei die Hardware der Komponente neben der Auswertung von Messergebnissen des Differenzdrucksensors auch Diagnosen über die Funktionalität der Kühlleitung erstellen kann und sogar Gegenmaßnahmen einleiten kann, um die Funktionalität der Kühlleitung zu verbessern. Beispielsweise kann durch die Hardware der Komponente bei einer Verstopfung der Kühlleitung ein Freispülen durch erhöhte Pumpenleistung angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann somit die Auswertung der Ergebnisse des Differenzdrucksensors, die Weiterverarbeitung und die Einleitung von Gegenmaßnahmen durch die Hardware der Komponente ausgeführt werden, was die funktionale Integration des Differenzdrucksensors in die Komponente bedeutet. Sollte eine Leckage der Kühlleitung festgestellt werden, so kann die Kommunikationsschnittstelle der Komponente benutzt werden, um ein Notsignal an den Benutzer der Komponente auszusenden. Dann kann der Benutzer eine Reparatur der Kühlleitung ausführen. Somit wird die Funktion der Kommunikation des Differenzdrucksensors ebenfalls in der Komponente integriert sein. Die Erfindung kann somit die Sicherheit nicht nur in der Komponente sondern auch in ihrer Umgebung erheblich erhöhen, was insbesondere in hochenergetischen Anwendungen im Automobilbereich von besonderem Vorteil ist.
  • Vorteilhafterweise kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass der Differenzdrucksensor in der Komponente baulich integriert sein kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass Fertigungs- und Montagekosten der Komponente mit dem darin baulich integrierten Differenzdrucksensor im Vergleich zur Komponente und dem Differenzdrucksensor, die separat voneinander gefertigt und montiert werden, sowie der dabei entstehende Aufwand wesentlich reduziert werden können. Des Weiteren ist es von Vorteil, dass die Integration des Differenzdrucksensors in die Komponente den Bauraum sparen kann.
  • Erfindungsgemäß kann die Kühlleitung einen Einlass zum Zuführen eines Kühlmittels zur Komponente und einen Auslass zum Abführen des Kühlmittels von der Komponente aufweisen, wobei der Differenzdrucksensor zwischen dem Einlass und dem Auslass angeschlossen sein kann. Vorteilhafterweise kann dadurch der Volumenstrom des durch die Kühlleitung fließenden Kühlmittels, der zur Kühlung der Komponente genutzt wird, erfasst werden. Die Anordnung zwischen dem Einlass und dem Auslass ist vorteilhaft, um festzustellen, ob die Kühlleitung optimal funktioniert. Somit wird vorteilhafterweise die gesamte Kühlleitung überprüft, um eine Verstopfung oder eine Leckage rechtzeitig zu erfassen und geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten.
  • Gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Differenzdrucksensor eine Auswertungseinheit aufweisen kann, die in der Hardware integriert sein kann. Somit kann der Differenzdrucksensor zur kontinuierlichen Erfassung des Differenzdruckes innerhalb der Kühlleitung und zur kontinuierlichen Umrechnung des Differenzdruckes in den Volumenstrom des durch die Kühlleitung fließenden Kühlmittels dienen. Erfindungsgemäß kann die Auswertungseinheit ein Teil der Hardware der Komponente darstellen, in welcher eine geeignete Software für die Umrechnung des Differenzdruckes implementiert werden kann. Der Vorteil liegt dabei darin, dass die Komponente mit der Kühlleitung und dem Differenzdrucksensor ein gemeinsames, möglichst autonomes, System bilden können, welches über eine interne Diagnose die Funktionen seiner Bauelemente überprüfen und sogar optimieren kann.
  • Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Differenzdrucksensor, insbesondere die Auswertungseinheit, mit der Kommunikationsschnittstelle zum Übertragen eines Signals verbunden sein kann. Hierzu kann eine geeignete Kommunikationsverbindung zwischen dem Differenzdrucksensor und der Kommunikationsschnittstelle der Komponente, beispielsweise über ein Bus-Kabel, vorgesehen sein. Dies ist vorteilhaft, um nach außen kenntlich zu machen, wenn in der Kühlleitung ein Problem, beispielsweise ein Leck in der Kühlleitung, festgestellt wurde, das durch interne Maßnahmen nicht behoben werden kann. Dann ist es vorteilhaft, dass externe Hilfe angefordert wird, was vorteilhafterweise über die bereits vorhandene Kommunikationsschnittstelle der Komponente geschehen kann.
  • Vorteilhafterweise kann die Hardware dazu ausgelegt sein, ein Signal vom Differenzdrucksensor, insbesondere von der Auswertungseinheit, zu verarbeiten. Hierzu kann in der Hardware eine Auswert-Software installiert werden. Vorteilhafterweise kann dann die Hardware eine Diagnose über die Funktion der Kühlleitung erstellen und mögliche Probleme im Betrieb der Kühlleitung unverzüglich erkennen.
  • Ferner kann die Hardware dazu ausgelegt sein, eine Wartung der Kühlleitung entsprechend einem Signal vom Differenzdrucksensor, insbesondere von der Auswertungseinheit, einzuleiten. Sollte beispielsweise eine Verstopfung in der Kühlleitung detektiert werden, so kann die Hardware dazu ausgelegt sein, eine Freispülung der Kühlleitung einzuleiten. Hierzu kann die Hardware kurzfristig eine erhöhte Pumpenleistung anordnen. Vorteilhaft ist dabei, dass mögliche Probleme im Betrieb der Kühlleitung nicht nur erkannt, sondern auch autonom gelöst werden können. Dies steigert nicht nur die Effizienz und Sicherheit der Komponente, sondern auch die Sicherheit der umliegenden Komponenten sowie die Personensicherheit.
  • Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Überwachen einer Kühlleitung einer funktionalen Komponente, insbesondere einer Leistungselektronik, eines Elektromotors, einer Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen gelöst, wobei die Komponente mit einer Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente, einer Hardware zum Steuern und/oder Regeln der Komponente, einer Kühlleitung zum Kühlen der Komponente mit einem Liquid, und einem Differenzdrucksensor zum Messen eines Differenzdruckes innerhalb der Kühlleitung, ausgeführt ist, und wobei der Differenzdrucksensor in der Komponente funktional integriert ist. Hierzu umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
    • – Erfassen des Differenzdruckes innerhalb der Kühlleitung, insbesondere zwischen einem Einlass und einem Auslass der Kühlleitung,
    • – Sensieren eine Verstopfung der Kühlleitung, wenn der Differenzdruck einen maximalen Richtwert übersteigt,
    • – Sensieren eine Leckage der Kühlleitung, wenn der Differenzdruck einen minimalen Richtwert unterschreitet.
  • Dabei ist es vorteilhaft, dass der Betrieb der Kühlleitung zur Vermeidung von Überhitzung der Komponente dauerhaft überwacht wird. Zudem ist es von Vorteil, dass die Messdaten des Differenzdrucksensors direkt, quasi vor Ort, in der Komponente ausgewertet werden. Die Richtwerte können dabei einen zulässigen Rahmen für den Differenzdruck in der Kühlleitung angeben, bei dem die Kühlleitung einwandfrei funktioniert. Zu starkes Abweichen von diesen Richtwerten kann erfindungsgemäß ein Anzeichen für ein Fehlerfall in der Kühlleitung dienen.
  • Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren mindestens einen weiteren Schritt umfassen:
    • – Freispülen der Kühlleitung, wenn eine Verstopfung der Kühlleitung sensiert wurde.
  • Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren mindestens einen weiteren Schritt umfassen:
    • – bereitstellen eines Warnsignals über eine Kommunikationsschnittstelle der Komponente, wenn eine Leckage der Kühlleitung sensiert wurde.
  • Erfindungsgemäß ist es dabei vorteilhaft, dass die Kühlleitung nicht nur überwacht wird, sondern auch durch Einleiten geeignete Maßnahmen gewartet werden kann. Somit kann der Betrieb der Komponente gesichert und die Funktion der Kühlleitung möglichst autonom kontrolliert werden, es sei denn, dass die Art des festgestellten Problems in der Kühlleitung einen externen Eingriff erfordert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei vorteilhfterweise zum Überwachen einer Kühlleitung einer funktionalen Komponente dienen, die oben beschrieben wurde. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vollumfänglich auf die Vorteile verwiesen, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Komponente beschrieben wurden.
  • Zudem wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer funktionalen Komponente gelöst, die oben beschrieben wurde. Die gleichen Vorteile, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Komponente beschrieben wurden, gelten selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer ersten möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Komponente, und
  • 2 eine schematische Darstellung einer zweiten möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Komponente.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weshalb diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.
  • Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße funktionale Komponente 10, im Weiteren nur Komponente 10. Erfindungsgemäß kann es sich dabei um eine Leistungselektronik oder ein Elektromotor selbst sowie eine Batterie in einem Hybrid- oder vollelektrischen Kraftfahrzeug handeln. Die funktionale Komponente 10 zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einer Kommunikationsschnittstelle 16 zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente 10, einer Hardware 15 zum Steuern und/oder Regeln der Komponente 10, und einer Kühlleitung 11 zum Kühlen der Komponente 10 ausgeführt ist, wobei erfindungsgemäß ein Differenzdrucksensor 13 vorgesehen ist, um einen Differenzdruck innerhalb der Kühlleitung 11 zu messen, und wobei der Differenzdrucksensor 13 in der Komponente 10 funktional integriert ist, um den Betrieb der Kühlleitung 11 dauerhaft zu überwachen.
  • Die funktionale Komponente 10 gemäß der Erfindung ist somit durch einen funktional in der Komponente 10 integrierten Differenzdrucksensor 13 gekennzeichnet. Dies bedeutet, dass die Steuerung und Auswertung der Messsignale des Differenzdrucksensors 10 in der Hardware 15 Komponente 10 integriert sind, und dass die Kommunikation des Differenzdrucksensors 10 mit einem Benutzer oder mit anderen Komponenten über die bereits vorhandene Kommunikationsschnittstelle 16 der Komponente 10 erfolgt. Die Erfindung liefert somit eine Komponente 10 mit der Kühlleitung 11, dem Differenzdrucksensor 13 sowie einem integrierten Auswertsystem der Messergebnisse des Differenzdrucksensors 13. Weiterhin ist die Hardware 15 der erfindungsgemäßen Komponente 10 derart ausgelegt, dass die Hardware 15 nach der Auswertung der Messsignale des Differenzdrucksensors 13 auch eine Diagnose über die Funktion der Kühlleitung 11 erstellen kann. Mithin stellt die Erfindung sogar ein integriertes Diagnosesystem der Kühlleitung 11 in der Komponente 10 bereit. Somit kann die Sicherheit im Betrieb der Kühlleitung 11 gewährleistet werden, wodurch auch die Sicherheit in der Kühlung der Komponente 10 gesteigert wird. Insbesondere in hochenergetischen Anwendungen im Automobilbereich ist eine einwandfreie Kühlung von Elektromotoren, Leistungselektronik und Batterien von entscheidender Bedeutung, um diese Komponenten von Überhitzung zu schützen und für die Umwelt und die Personen gefährliche Situationen zu vermeiden.
  • Der Differenzdrucksensor 13 misst erfindungsgemäß den Differenzdruck eines Kühlmittels, mit dem die Kühlleitung 11 zwischen dem Einlass 12 und dem Auslass 14 durchströmt wird. Aus dem gemessenen Differenzdruck wird gemäß der Erfindung ein Volumenstrom des Kühlmittels in der Kühlleitung 11 berechnet, der zwischen dem Einlass 12 und dem Auslass 14 fließt. Misst der Differenzdrucksensor 13 beispielsweise einen verringerten Druckabfall, so kann es ein Zeichen für eine Leckage in der Kühlleitung 11 sein. Misst der Differenzdrucksensor 13 wiederum einen zu hohen Druckabfall, so kann es ein Zeichen für eine Verstopfung in der Kühlleitung 11 sein. All das kann zu einem Versagen der Kühlung der Komponente 10 führen, was zur Beschädigung von sicherheitsrelevanten Bauteilen der Komponente 10 selbst oder ihrer Umgebung führen kann.
  • Vorteilhafterweise erlaubt es die Erfindung, solche Fehlerfälle frühzeitig zu erkennen und weiterhin geeignete Gegenmaßnahmen rechtzeitig zu ergreifen, bevor es zur Beschädigung der Komponente 10 und zu gefährlichen Situationen für ihre Umgebung kommen kann. Der Differenzdrucksensor 13 ist hierzu zumindest funktional in der Komponente 10 integriert, um die Kühlleitung 11, insbesondere den Volumenstrom des Kühlmittels in der Kühlleitung 11, dauerhaft zu überwachen. Dabei werden die Funktionen der Hardware und der Software des Differenzdrucksensors 13 in die Hardware 15 der Komponente 10 integriert und die Funktion der Kommunikation des Differenzdrucksensors 13 über die bereits vorhandene Kommunikationsschnittstelle 16 der Komponente 10 ausgeführt. Die entsprechende Software ist für diesen Zweck in der Hardware 15 der Komponente 10 implementiert. Die Software erlaubt es, dass die Hardware 15 der Komponente 10 die Messergebnisse des Differenzdrucksensors 13 auswertet und sogar Diagnosen über die Funktionalität der Kühlleitung 11 erstellt. Weiterhin kann die Hardware 15 Gegenmaßnahmen einleiten, um die Kühlleitung 11 zu warten. Beispielsweise kann bei einer festgestellten Verstopfung der Kühlleitung 11 ein Freispülen angeordnet werden. Bei einer festgestellten Leckage der Kühlleitung 11 kann ein Signal über die Kommunikationsschnittstelle 16 ausgegeben werden, um den Benutzer der Komponente 10 über den Fehlerfall zu warnen. Somit kann die Auswertung der Ergebnisse des Differenzdrucksensors 13, die Weiterverarbeitung und die Einleitung von Gegenmaßnahmen durch die Hardware 15 der Komponente 10 ausgeführt werden.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, gemäß welches der Differenzdrucksensor 13 nicht nur funktional sondern auch baulich in der Komponente 10 integriert ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass der Fertigungs- und Montageaufwand sowie die Kosten, die im Zusammenhang mit dem Aufbau der Komponente 10 und des Differenzdrucksensors 13 entstehen, reduziert werden können. Auch kann dadurch vorteilhafterweise der für die Komponente 10 und den Differenzdrucksensor 13 erforderliche Bauraum gespart werden.
  • Die 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, gemäß welches der Differenzdrucksensor 13 rein funktional in der Komponente 10 integriert ist. Baulich können dabei der Differenzdrucksensor 13 sowie die Hardware 15 und die Kommunikationsschnittstelle 16 getrennt von der Komponente 10 angeordnet werden und nur über Kommunikationsleitungen, die mit gestrichelten Linien angezeigt sind, verbunden sein. Dies kann von Vorteil sein, um manchen Bauraumerfordernissen zu entsprechen und den Bauraum da auszunutzen, wo Platz zur Verfügung steht.
  • Gemäß beider Ausführungsformen der 1 und der 2 weist die Kühlleitung 11 einen Einlass 12 zum Zuführen eines Kühlmittels und einen Auslass 14 zum Abführen des Kühlmittels von der Komponente 10 auf. Erfindungsgemäß ist der Differenzdrucksensor 13 gemäß beider Ausführungsformen zwischen dem Einlass 12 und dem Auslass 14 der Kühlleitung 10 fluidisch angeschlossen. Dadurch kann nicht nur der Volumenstrom des durch die gesamte Kühlleitung 11 fließenden Kühlmittels richtig ermittelt werden, sondern auch die betroffene Kühlleitung 11 festgestellt werden, sollte die Komponente 10 neben weiteren Komponenten mit eigenen Kühlleitungen an einen gemeinsamen Kühlkreislauf angeschlossen sein.
  • Abschließend lässt sich zusammenfassen, dass die Erfindung eine funktionale Komponente 10 und ein entsprechendes Verfahren bereitstellt, um den Betrieb der Kühlleitung 11 zur Vermeidung von Überhitzung der Komponente 10 dauerhaft zu überwachen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Auswertung der Messdaten vom Differenzdrucksensor 13 und gegebenenfalls die Einleitung von Gegenmaßnahmen direkt in der Komponente 10 ermöglicht werden.
  • Die voranstehende Beschreibung der 1 und 2 beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    funktionale Komponente
    11
    Kühlleitung
    12
    Einlass der Kühlleitung
    13
    Differenzdrucksensor
    14
    Auslass der Kühlleitung
    15
    Hardware
    16
    Kommunikationsschnittstelle

Claims (12)

  1. Funktionale Komponente (10), insbesondere eine Leistungselektronik oder ein Elektromotor oder eine Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen, mit einer Kommunikationsschnittstelle (16) zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente (10), einer Hardware (15) zum Steuern und/oder Regeln der Komponente (10), und einer Kühlleitung (11) zum Kühlen der Komponente (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzdrucksensor (13) vorgesehen ist, um einen Differenzdruck innerhalb der Kühlleitung (11) zu messen, wobei der Differenzdrucksensor (13) in der Komponente (10) funktional integriert ist, um den Betrieb der Kühlleitung (11) dauerhaft zu überwachen.
  2. Funktionale Komponente (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdrucksensor (13) in der Komponente (10) baulich integriert ist.
  3. Funktionale Komponente (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (11) einen Einlass (12) zum Zuführen eines Kühlmittels zur Komponente (10) und einen Auslass (14) zum Abführen des Kühlmittels von der Komponente (10) aufweist, wobei der Differenzdrucksensor (13) zwischen dem Einlass (12) und dem Auslass (14) angeschlossen ist.
  4. Funktionale Komponente (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdrucksensor (13) eine Auswertungseinheit aufweist, die in der Hardware (15) integriert ist.
  5. Funktionale Komponente (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzdrucksensor (13), insbesondere die Auswertungseinheit, mit der Kommunikationsschnittstelle (16) zum Übertragen eines Signals verbunden ist.
  6. Funktionale Komponente (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hardware (15) dazu ausgelegt ist, ein Signal vom Differenzdrucksensor (13), insbesondere von der Auswertungseinheit, zu verarbeiten.
  7. Funktionale Komponente (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hardware (15) und/oder die Kommunikationsschnittstelle (16) dazu ausgelegt ist, eine Wartung der Kühlleitung (11) entsprechend einem Signal vom Differenzdrucksensor (13), insbesondere von der Auswertungseinheit, einzuleiten, beispielsweise die Kühlleitung (11) freizuspülen.
  8. Verfahren zum Überwachen einer Kühlleitung (11) einer funktionalen Komponente (10), insbesondere einer Leistungselektronik, eines Elektromotors, einer Batterie für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Hybrid- oder vollelektrisches Kraftfahrzeug, oder dergleichen, wobei die Komponente (10) mit einer Kommunikationsschnittstelle (16) zur Datenübertragung von und/oder zu der Komponente (10), einer Hardware (15) zum Steuern und/oder Regeln der Komponente (10), einer Kühlleitung (11) zum Kühlen der Komponente (10), und einem Differenzdrucksensor (13) zum Messen eines Differenzdruckes innerhalb der Kühlleitung (11), ausgeführt ist, und wobei der Differenzdrucksensor (13) in der Komponente (10) funktional integriert ist, um den Betrieb der Kühlleitung (11) dauerhaft zu überwachen, umfassend folgende Schritte: – Erfassen des Differenzdruckes innerhalb der Kühlleitung (11), insbesondere zwischen einem Einlass (12) und einem Auslass (14) der Kühlleitung (11), – Sensieren eine Verstopfung der Kühlleitung (11), wenn der Differenzdruck einen maximalen Richtwert übersteigt, – Sensieren eine Leckage der Kühlleitung (11), wenn der Differenzdruck einen minimalen Richtwert unterschreitet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt umfasst: – Errechnen eines durch die Komponente (10) fleißenden Volumenstroms eines Kühlmittels.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen weiteren Schritt umfasst: – Bereitstellen eines Warnsignals über eine Kommunikationsschnittstelle (15) der Komponente (10), wenn eine Leckage der Kühlleitung (11) sensiert wurde, und/oder – Freispülen der Kühlleitung (11), wenn eine Verstopfung der Kühlleitung (11) sensiert wurde.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Überwachen einer Kühlleitung (11) einer funktionalen Komponente (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dient.
  12. Kraftfahrzeug (100) mit einer funktionalen Komponente (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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