-
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Thermomanagementsystem, insbesondere unter anderem ein Thermomanagementsystem für ein elektrifiziertes Fahrzeug, welches einen in mehrere Zonen unterteilten Kühler umfasst.
-
Elektrifizierte Fahrzeuge, wie beispielsweise Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs – hybrid electric vehicles), Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs – plug-in hybrid electric vehicles), batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs – battery electric vehicles) und Brennstoffzellenfahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen dadurch, dass sie durch eine oder mehrere Elektromaschinen (d. h. Elektromotoren und/oder Generatoren) angetrieben werden, die einen Verbrennungsmotor ersetzen oder ergänzen. Die für den Betrieb der Elektromaschinen erforderliche Hochspannung wird in der Regel durch einen Hochspannungstraktionsbatteriesatz geliefert.
-
Viele elektrifizierte Fahrzeuge sind mit Thermomanagementsystemen ausgestattet, die während des Betriebs des Fahrzeugs den thermischen Bedarf der verschiedenen Komponenten regeln. In der Regel beinhaltet ein Thermomanagementsystem mehrere separate Wärmetauscher, die das durch die verschiedenen Kreisläufe des Thermomanagementsystems zirkulierende Kühlmittel erwärmen und/oder kühlen. Diese Wärmetauscher erhöhen den Platzbedarf, das Gewicht und die Kosten für eine gegebene Fahrzeugarchitektur.
-
Ein Kühler gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst unter anderem eine erste Zone, die eine erste Gebläsewirkungsfläche umfasst und eine zweite Zone, die eine zweite Gebläsewirkungsfläche umfasst, die sich von der ersten Gebläsewirkungsfläche unterscheidet.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Kühlers umfasst eine dritte Zone eine dritte Gebläsewirkungsfläche, die sich sowohl von der ersten Gebläsewirkungsfläche als auch von der zweiten Gebläsewirkungsfläche unterscheidet.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler ist die erste Zone eine Niedrigtemperaturzone, die zweite Zone eine Mitteltemperaturzone und die dritte Zone eine Hochtemperaturzone.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler teilt mindestens ein Trennelement die erste Zone von der zweiten Zone.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler leitet ein Einlassrohr Kühlmittel in die erste Zone und in die zweite Zone ein.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler ist ein erstes Auslassrohr mit der ersten Zone und ein zweites Auslassrohr mit der zweiten Zone assoziiert.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler umfasst die erste Zone mehrere Strömungspfade.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler bilden mehrere Wände innerhalb der ersten Zone die mehreren Strömungspfade.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler ist die zweite Zone geteilt in einen ersten Abschnitt auf einer ersten Seite der ersten Zone und einen zweiten Abschnitt auf einer zweiten Seite der ersten Zone.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Kühler umfasst eine dritte Zone eine dritte Gebläsewirkungsfläche, die sich sowohl von der ersten Gebläsewirkungsfläche als auch von der zweiten Gebläsewirkungsfläche unterscheidet.
-
Ein Thermomanagementsystem entsprechend einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einem Kühler, der mindestens eine erste Zone und eine zweite Zone umfasst. Die erste Zone ist dazu ausgelegt, Kühlmittel mit einer ersten Temperatur einem Batteriesatz zuzuführen, und die zweite Zone ist dazu ausgelegt, Kühlmittel mit einer zweiten Temperatur einer zweiten Fahrzeugkomponente zuzuführen.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Systems zieht ein Kühlergebläse Luftströmung durch den Kühler.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Systeme ist das Kühlergebläse relativ zum Kühler so positioniert, dass eine erste Gebläsewirkungsfläche mit der ersten Zone assoziiert ist und eine zweite Gebläsewirkungsfläche mit der zweiten Zone assoziiert ist.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Systeme ist die erste Gebläsewirkungsfläche größer als die zweite Gebläsewirkungsfläche.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Systeme umfasst der Kühler eine dritte Zone, die dazu ausgelegt ist, Kühlmittel mit einer dritten Temperatur einer dritten Fahrzeugkomponente zuzuführen.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Systeme ist die zweite Fahrzeugkomponente eine oder mehrere Steuerungen, und die dritte Fahrzeugkomponente ist eine Kraftmaschine.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorstehenden Systeme ist die erste Temperatur eine niedrigere Temperatur als die zweite Temperatur.
-
Ein Verfahren entsprechend einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Zuführen von Kühlmittel an einen Kühler, der eine erste Zone und eine zweite Zone umfasst, das Zuführen von Kühlmittel mit einer ersten Temperatur von der ersten Zone an einen Batteriesatz sowie das Zuführen von Kühlmittel mit einer zweiten Temperatur von der zweiten Zone an eine zweite Fahrzeugkomponente.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens umfasst der Schritt des Übertragens das Einleiten des Kühlmittels in ein Einlassrohr, das in einer Strömungsverbindung mit der ersten Zone und mit der zweiten Zone steht.
-
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorgenannten Verfahren ist eine erste Gebläsewirkungsfläche mit der ersten Zone und eine zweite Gebläsewirkungsfläche mit der zweiten Zone assoziiert.
-
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen aus den vorhergehenden Absätzen, den Ansprüchen oder den folgenden Beschreibungen und den Zeichnungen, einschließlich beliebiger ihrer verschiedenen Aspekte oder entsprechender einzelner Merkmale, können unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination betrachtet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, derartige Merkmale sind nicht kompatibel.
-
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden für Fachleute anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung eindeutig erkennbar sein. Die Zeichnungen, die der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, lassen sich in Kurzform wie folgt beschreiben.
-
1 stellt schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs dar.
-
2 stellt ein Thermomanagementsystem entsprechend einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
-
3 stellt einen Kühler entsprechend einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
-
Die 4A und 4B stellt eine Zone eines Kühlers dar.
-
5 stellt einen Kühler entsprechend einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
-
6 stellt ein Thermomanagementsystem entsprechend einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung dar.
-
Diese Offenbarung betrifft ein Thermomanagementsystem, das einen mehrere Zonen umfassenden Kühler verwendet. Beispielsweise kann der Kühler eine erste Zone umfassen, die eine erste Gebläsewirkungsfläche hat, und eine zweite Zone, die eine zweite Gebläsewirkungsfläche umfasst, die sich von der ersten Gebläsewirkungsfläche unterscheidet. Die erste Zone kann Kühlmittel mit einer ersten Temperatur einem Batteriesatz zuzuführen, und die zweite Zone kann Kühlmittel mit einer zweiten Temperatur einer weiteren Fahrzeugkomponente zuzuführen. Diese und andere Merkmale werden im Rahmen dieser ausführlichen Beschreibung ausführlicher diskutiert.
-
1 stellt schematisch einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12, wie beispielsweise ein HEV, dar. Obwohl das Fahrzeug als HEV dargestellt ist, sei darauf verwiesen, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf HEVs beschränkt sind und auch auf andere elektrifizierte Fahrzeuge angewendet werden könnten, einschließlich u. a. PHEVs, BEVs, Brennstoffzellenfahrzeuge oder irgendwelche Alternativkraftstofffahrzeuge sowie Fahrzeuge, die mehrere Kühler nutzen.
-
In einer Ausführungsform ist der Antriebsstrang 10 ein Hybridantriebssystem mit einem ersten Antriebssystem, das eine Kombination aus einer Kraftmaschine 14 und einem Generator 16 (d. h., eine erste elektrische Maschine) umfasst, und einem zweiten Antriebssystem, das mindestens einen Motor 36 (d. h., eine zweite elektrische Maschine), den Generator 16 und ein Batteriesystem 50 umfasst. Beispielsweise können der Motor 36, der Generator 16 und das Batteriesystem 50 ein elektrisches Antriebssystem 25 des Antriebsstrangs 10 bilden. Das erste Antriebssystem und das zweite Antriebssystem generieren Drehmoment zum Antreiben von einem oder mehreren Sätzen von Fahrzeugantriebsrädern 30 des elektrifizierten Fahrzeugs 12, wie nachfolgend noch ausführlicher diskutiert wird.
-
Die Kraftmaschine 14, wie beispielsweise eine Brennkraftmaschine, und der Generator 16 können durch eine Kraftübertragungseinheit 18 miteinander verbunden sein. Der Generator 16 wird von der Kraftübertragungseinheit 18 angetrieben, wenn er als ein Generator zum Umwandeln kinetischer Energie in elektrische Energie tätig ist. Alternativ kann der Generator 16 auch als Motor fungieren, der elektrische Energie in kinetische Energie umwandelt und damit an eine Welle 26 ein Drehmoment ausgibt. Da der Generator 16 mit der Kraftmaschine 14 wirkverbunden ist, kann die Drehzahl der Kraftmaschine 14 durch den Generator 16 gesteuert werden.
-
Über eine zweite Kraftübertragungseinheit 32 ist eine Welle 28 mit Fahrzeugantriebsrädern 30 verbunden. Die zweite Kraftübertragungseinheit 32 überträgt Drehmoment von der Kraftmaschine 14 zu einem Differenzial 38, um Traktion für die Fahrzeugantriebsräder 30 bereitzustellen. Das Differenzial 38 kann mehrere Zahnräder umfassen, die die Übertragung von Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 30 ermöglichen. Die zweite Kraftübertragungseinheit 32 ist über das Differenzial 38 mechanisch mit einer Achse 40 gekoppelt, um auf die Fahrzeugantriebsräder 30 Traktion zu verteilen.
-
Der Motor 36 kann auch dazu eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 30 dadurch anzutreiben, dass Drehmoment an eine Welle 46 abgegeben wird, die ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 32 verbunden ist. In einer Ausführungsform sind der Motor 36 und der Generator 16 Teil eines Rekuperationsbremssystems, in dem sowohl der Motor 36 als auch der Generator 16 als Motoren eingesetzt werden können, die Drehmoment abgeben. Beispielsweise können sowohl der Motor 36 als auch der Generator 16 elektrischen Strom an einen Hochspannungsbus 48 und das Batteriesystem 50 abgeben. Das Batteriesystem 50 kann einen Hochspannungsbatteriesatz umfassen, der elektrischen Strom zum Betreiben des Motors 36 und des Generators 16 abgeben kann. Auch andere Typen von Energiespeichervorrichtungen und/oder Abgabegeräten können zur Nutzung in das elektrifizierte Fahrzeug 12 integriert werden. Das Batteriesystem 50 kann ein oder mehrere Batteriemodule umfassen, die Batteriezellen beinhalten, die die zum Antreiben des Motors 36 und/oder des Generators 16 erforderliche Energie speichern.
-
Der Motor 36, der Generator 16, die Kraftübertragungseinheit 18 und die Kraftübertragungseinheit 32 können allgemein als eine Transaxle 42 oder als Getriebe des elektrifizierten Fahrzeugs 12 bezeichnet werden. Wenn ein Fahrer eine bestimmte Schaltposition auswählt, wird die Transaxle 42 geeignet gesteuert, um das entsprechende Zahnrad zum Antreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 12 durch Übertragen von Traktion auf die Fahrzeugantriebsräder 30 bereitzustellen.
-
Der Antriebsstrang 10 kann darüber hinaus ein Steuersystem 44 zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Aspekte des elektrifizierten Fahrzeugs 12 umfassen. Beispielsweise kann das Steuersystem 44 mit dem elektrischen Antriebssystem 25, den Kraftübertragungseinheiten 18, 32 sowie weiteren Komponenten kommunizieren, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 zu überwachen und/oder zu steuern. Das Steuersystem 44 beinhaltet Elektronik und/oder Software zum Ausführen der erforderlichen Steuerfunktionen zum Betreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 12. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 44 eine Kombination aus einer Fahrzeugsystemsteuereinheit (VSC – Vehicle System Controller) und einem Antriebsstrangsteuermodul (PCM – Powertrain Control Module). Obwohl als einzelnes Hardwaregerät dargestellt, kann das Steuersystem 44 auch mehrere Controller in der Form von mehreren Hardwaregeräten oder mehrere Softwarecontroller innerhalb eines oder mehrerer Hardwaregeräte beinhalten.
-
Ein Controller Area Network (CAN) 52 gestattet es dem Steuersystem 44, mit der Transaxle 42 zu kommunizieren. Beispielsweise kann das Steuersystem 44 von der Transaxle 42 Signale empfangen, die angeben, ob ein Übergang zwischen Schaltpositionen stattfindet. Das Steuersystem 44 kann ebenfalls mit einem Batteriesteuerungsmodul des Batteriesystems 50 oder anderen Steuergeräten kommunizieren.
-
Darüber hinaus kann das elektrische Antriebssystem 25 einen oder mehrere Controller 54 enthalten, wie beispielsweise einen Wechselrichter-Systemcontroller (ISC – Inverter System Controller). Der Controller 54 ist zur Steuerung bestimmter Komponenten innerhalb der Transaxle 42 ausgelegt, z. B. des Generators 16 und/oder des Motors 36, wie beispielsweise zur Unterstützung des bidirektionalen Kraftflusses. In einer Ausführungsform ist der Controller 54 ein Wechselrichter-Systemcontroller (ISC), kombiniert mit einem regelbaren Spannungswandler (VVC – Variable Voltage Converter).
-
2 stellt ein Thermomanagementsystem 60 dar, das in ein elektrifiziertes Fahrzeug integriert werden kann. Beispielsweise könnte das Thermomanagementsystem 60 von dem elektrifizierten Fahrzeug 12 aus 1 (oder irgendeinem anderen elektrifizierten Fahrzeug) für den Umgang mit den thermischen Lasten genutzt werden, die von verschiedenen Fahrzeugkomponenten generiert werden, wie beispielsweise der Kraftmaschine 14, dem Batteriesystem 50 und/oder den Controllern 54. Das Thermomanagementsystem 60 kann selektiv Kühlmittel K an diese Komponenten übertragen, um die betreffende Komponente in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen und/oder anderen Bedingungen entweder zu kühlen oder zu heizen.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Thermomanagementsystem 60 einen ersten Kühlkreislauf 62, einen zweiten Kühlkreislauf 64 und einen dritten Kühlkreislauf 66. Im Schutzbereich dieser Offenbarung könnte das Thermomanagementsystem 60 jedoch auch eine größere oder geringere Anzahl an Kühlkreisläufen umfassen.
-
Der erste Kühlkreislauf 62 ist dazu ausgelegt, einen ersten Teil K1 eines Kühlmittels K einer ersten Fahrzeugkomponente 68 zuzuführen, der zweite Kühlkreislauf 64 ist dazu ausgelegt, einen zweiten Teil K2 eines Kühlmittels K einer zweiten Fahrzeugkomponente 70 zuzuführen, und der dritte Kühlkreislauf 66 kann einen dritten Teil K3 eines Kühlmittels K einer dritten Fahrzeugkomponente 72 zuzuführen. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die erste Fahrzeugkomponente 68 ein Hochspannungsbatteriesatz, die zweite Fahrzeugkomponente 70 ist ein Motor und Controller, und die dritte Fahrzeugkomponente 72 ist eine Kraftmaschine. Weitere Fahrzeugkomponenten können von dem Thermomanagementsystem 60 alternativ oder zusätzlich konditioniert werden. Mit anderen Worten, der erste Kühlkreislauf 62, der zweite Kühlkreislauf 64 und der dritte Kühlkreislauf 66 können jeweils Kühlmittel K für einer oder mehreren Komponenten zuführen.
-
Beim Kühlmittel K kann es sich um ein konventionelles Kühlmittelgemisch handeln, wie beispielsweise eine Mischung aus Wasser und Ethylenglykol. Auch andere Kühlmittel können zur Verwendung mit dem Thermomanagementsystem 60 geeignet sein.
-
Ein Kühler 74 des Thermomanagementsystems 60 steht jeweils in Strömungsverbindung mit dem ersten Kühlkreislauf 62, dem zweiten Kühlkreislauf 64 und dem dritten Kühlkreislauf 66. In einer Ausführungsform ist der Kühler 74 ein Teilstromkühler mit mehreren Zonen. Der Kühler 74 kann zum Kühlen der Teile des Kühlmittels K verwendet werden, die dem ersten Kühlkreislauf 62, dem zweiten Kühlkreislauf 64 und dem dritten Kühlkreislauf 66 zugeführt werden.
-
In einem nicht einschränkenden Betriebsmodus des Thermomanagementsystems 60 überträgt eine Pumpe 76 das Kühlmittel K in ein Einlassrohr 77 des Kühlers 74. Dann kann das Kühlmittel K in mehrere Zonen Z1, Z2 und Z3 verteilt werden, die mit dem Einlassrohr 77 strömungsverbunden sind. Die erste Zone Z1 enthält den ersten Teil K1 des Kühlmittels K, das dem ersten Kühlkreislauf 62 zugeführt wird, die zweite Zone Z2 enthält den zweiten Teil K2 des Kühlmittels K, das zum zweiten Kühlkreislauf 64 zugeführt wird, und die dritte Zone Z3 enthält den dritten Teil K3 des Kühlmittels K, das dem dritten Kühlkreislauf 66 dieser Ausführungsform zugeführt wird.
-
Angrenzend an den Kühler 74 kann ein Kühlergebläse 78 positioniert sein. In einer Ausführungsform grenzt das Kühlergebläse 78 unmittelbar an den Kühler 74 an. Das Kühlergebläse 78 zieht Luftströmung S durch den Kühler 74, sodass es zu einem Wärmetransfer mit dem Kühlmittel K kommt. Beispielsweise tauscht die Luftströmung S Wärme mit dem Kühlmittel K aus, um das Kühlmittel K zu kühlen. Dann wird Wärme vom Kühlmittel K an die Luftströmung S abgegeben, ehe die Teile K1, K2 und K3 des Kühlmittels K an den ersten Kühlkreislauf 62, den zweiten Kühlkreislauf 64 bzw. den dritten Kühlkreislauf 66 übertragen werden, um die Fahrzeugkomponenten 68, 70 und 72 zu kühlen.
-
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform verlässt der erste Teil K1 des Kühlmittels K den Kühler 74 in eine Leitung 88 des ersten Kühlkreislaufs 62 und wird zu einem Dreiwegeventil 80 übertragen. Das Dreiwegeventil 80 kann der ersten Fahrzeugkomponente 68 vorgelagert sein, um den Strom des ersten Teils K1 des Kühlmittels K durch die erste Fahrzeugkomponente 68 zu steuern. Zwischen dem Dreiwegeventil 80 und der ersten Fahrzeugkomponente 68 kann eine Pumpe 82 positioniert sein, die den ersten Teil K1 des Kühlmittels K in die erste Fahrzeugkomponente 68 hinein und durch diese Komponente hindurch zirkuliert.
-
Der erste Kühlkreislauf 62 kann darüber hinaus einen zusätzlichen Kältekreislauf 84 umfassen. Der Kältekreislauf 84 umfasst ein Kälteaggregat 86, das unter bestimmten Bedingungen den ersten Teil K1 des Kühlmittels K zusätzlich kühlt. Wenn beispielsweise eine Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann das Dreiwegeventil 80 einen Einlass 71 schließen, der mit der Leitung 88 des ersten Kühlkreislaufs 62 verbunden ist, und einen Einlass 73 öffnen, der mit dem Kältekreislauf 84 verbunden ist, sodass für die erste Fahrzeugkomponente 68 ein gekühltes Kühlmittel K4 bereitgestellt wird. Unter anderen Bedingungen wird der Einlass 73 des Dreiwegeventils 80 geschlossen und der Einlass 71 geöffnet, sodass der erste Teil K1 des Kühlmittels K von der Leitung 88 in die erste Fahrzeugkomponente 68 unbehindert übertragen wird. Der ersten Fahrzeugkomponente 68 nachgelagert positioniert kann eine Abzweigmuffe 90 sein, die dazu ausgeführt ist, dass sie den Strom des ersten Teils K1 des Kühlmittels K, der die erste Fahrzeugkomponente 68 zwischen dem Kältekreislauf 84 und einer Leitung 92 verlässt, teilt. Die Leitung 92 stellt die Verbindung zurück zum Kühler 74 her, wodurch der erste Kühlkreislauf 62 geschlossen wird.
-
In der Zwischenzeit kann der zweite Teil K2 des Kühlmittels K den Kühler 74 über eine Leitung 94 des zweiten Kühlkreislaufs 64 verlassen. Der zweite Teil K2 des Kühlmittels K kann so übertragen werden, dass er die zweite Fahrzeugkomponente 70 kühlt. Der zweite Teil K2 des Kühlmittels K kann über eine Leitung 98 zum Kühler 74 zurückgeführt werden. Die Leitung 98 kann mit der Leitung 92 des ersten Kältekreislaufs 62 verbunden sein.
-
Das Thermomanagementsystem 60 kann einen oder mehrere Entlüftungsüberlaufbehälter 100 verwenden. In dieser Ausführungsform ist der Entlüftungsüberlaufbehälter 100 in den zweiten Kühlkreislauf 64 integriert, der der zweiten Fahrzeugkomponente 70 nachgelagert ist. Der Entlüftungsüberlaufbehälter 100 kann sich jedoch an jeder Stelle innerhalb eines Kühlkreislaufs befinden. Der Entlüftungsüberlaufbehälter 100 gestattet es, während des Fließens des Kühlmittels K durch den Entlüftungsüberlaufbehälter 100 Luft- und Gaseinschlüsse aus dem Kühlmittel K zu separieren.
-
Schließlich kann der dritte Teil K3 des Kühlmittels K den Kühler 74 selektiv über eine Leitung 102 des dritten Kühlkreislaufs 66 verlassen. Der dritte Teil K3 des Kühlmittels K wird an die dritte Fahrzeugkomponente 72 übertragen, die in einer Ausführungsform eine Kraftmaschine beinhaltet. Der dritte Teil K3 des Kühlmittels K kann nach der Kühlung der dritten Fahrzeugkomponente 72 über die Leitung 106 zum Kühler 74 zurückgeführt werden. In einer Ausführungsform ist die Leitung 106 mit der Leitung 98 des zweiten Kühlkreislaufs 64 verbunden.
-
Der dritte Kühlkreislauf 66 kann darüber hinaus ein Thermostat 108 umfassen. In einer Ausführungsform ist der Thermostat 108 ein zweistufiges, stetiges Regelventil, das dazu ausgelegt ist, eine Einlasstemperatur der dritten Fahrzeugkomponente 72 zu regulieren. Der Thermostat 108 kann die Leitung 102 des dritten Kühlkreislaufs 66 unter Betriebsbedingungen schließen, wo die dritte Fahrzeugkomponente 72 keine Kühlung von dem Kühler 74 benötigt. Mit anderen Worten, der Thermostat 108 kann unter bestimmten Betriebsbedingungen die Übertragung des dritten Teils K3 des Kühlmittels verhindern.
-
3 stellt einen exemplarischen Kühler 74 dar, der von dem oben beschriebenen Thermomanagementsystem 60 genutzt werden kann. In einer Ausführungsform ist der Kühler 74 ein Teilstromkühler mit mehreren Zonen. Beispielsweise kann der Kühler 74 eine erste Zone Z1, eine zweite Zone Z2 und eine dritte Zone Z3 umfassen. Obwohl in dieser beispielhaften Ausführungsform drei Zonen dargestellt sind, könnte der Kühler 74 im Schutzbereich dieser Offenbarung auch mehr oder weniger Zonen beinhalten. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform könnte der Kühler 74 zwei oder mehr Zonen beinhalten (siehe beispielsweise den Kühler 174 aus der 5).
-
Ein oder mehrere Trennelemente 75 können die erste Zone Z1, die zweite Zone Z2 und die dritte Zone Z3 voneinander trennen. In einer Ausführungsform ist die erste Zone Z1 zwischen der zweiten Zone Z2 positioniert, und die erste Zone Z1 und die zweite Zone Z2 sind zwischen der dritten Zone Z3 positioniert. Beispielsweise kann die zweite Zone Z2 auf einer ersten Seite der ersten Zone Z1 einen ersten Abschnitt 85 und auf einer zweiten Seite der ersten Zone Z1 einen zweiten Abschnitt 89 umfassen, und die dritte Zone Z3 kann neben dem ersten Abschnitt 85 der zweiten Zone Z2 einen ersten Abschnitt 93 und einen zweiten Abschnitt 95, angrenzend an den zweiten Abschnitt 89 der zweiten Zone Z2, umfassen. Die Abschnitte 93, 95 der dritten Zone Z3 sind auf einer der ersten Zone Z1 gegenüberliegenden Seite der zweiten Zone Z2 positioniert.
-
In einer Ausführungsform umfasst der Kühler 74 ein einzelnes Einlassrohr 77, das zur ersten Zone Z1, zur zweiten Zone Z2 und zur dritten Zone Z3 jeweils Kühlmittel K einleitet. Jede Zone Z1, Z2 und Z3 kann ihr eigenes Auslassrohr 79-1, 79-2 und 79-3 umfassen. Mit anderen Worten, in einer Ausführungsform können die Zonen Z1, Z2 und Z3 zwar einen gemeinsamen Einlass haben, aber keine gemeinsamen Auslässe. Das Auslassrohr 79-1 der ersten Zone Z1 führt einen ersten Teil K1 des Kühlmittels K einer ersten Fahrzeugkomponente 68 (siehe 2) zu, die Auslassrohre 79-2 der zweiten Zone Z2 führen zweite Teile K2 des Kühlmittels K einer zweiten Fahrzeugkomponente 70 zu, und die Auslassrohre 79-3 der dritten Zone Z3 führen dritte Teile K3 des Kühlmittels K einer dritten Fahrzeugkomponente 72 zu.
-
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Zone Z1 um eine Zone mit einer relativ niedrigen Temperatur, bei der zweiten Zone Z2 um eine Zone mit relativ mittlerer Temperatur und bei der dritten Zone Z3 um eine Zone mit relativ hoher Temperatur. Die relativen Temperaturen jeder einzelnen der Zonen Z1, Z2 und Z3 können durch die Positionierung einer jeder dieser Zonen relativ zu einem Kühlergebläse 78 gesteuert werden. Das Kühlergebläse 78 kann relativ zum Kühler 74 so positioniert werden, dass für die erste Zone Z1, die zweite Zone Z2 und die dritte Zone Z3 verschiedene Gebläsewirkungsflächen gebildet werden. Die Gebläsewirkungsfläche repräsentiert die Gesamtfläche einer jeden Zone Z1, Z2 und Z3, wobei der Luftstrom vom Kühlergebläse 78 durch den Kühler 74 gezogen wird.
-
Beispielsweise umfasst die erste Zone Z1 in einer nicht einschränkenden Ausführungsform eine erste Gebläsewirkungsfläche WF1, die zweite Zone Z2 umfasst eine zweite Gebläsewirkungsfläche WF2, und die dritte Zone Z3 umfasst eine dritte Gebläsewirkungsfläche WF3. Die Gebläsewirkungsflächen WF1, WF2 und WF3 umfassen unterschiedliche Gesamtflächen. Die mit der ersten Zone Z1 assoziierte Gebläsewirkungsfläche WF1 umfasst die größte Gebläsewirkungsfläche und beinhaltet fast die gesamte erste Zone Z1, da die erste Zone Z1 in dieser Ausführungsform eine Zone mit einer relativ niedrigen Temperatur ist. Die mit der zweiten Zone Z2 assoziierte Gebläsewirkungsfläche WF2 ist kleiner als die Gebläsewirkungsfläche WF1 und kann etwa 75 % der Gesamtfläche der zweiten Zone Z2 abdecken, um eine Zone mit einer mittleren Temperatur zu schaffen. Die Gebläsewirkungsfläche WF3 der dritten Zone Z3 weist in dieser Ausführungsform eine relativ kleine Deckungsfläche auf, da die dritte Zone Z3 als Zone mit einer relativ hohen Temperatur konzipiert ist. Mit anderen Worten, die dritte Zone Z3 hat die kleinste Gebläsewirkungsfläche (d. h., in einer Ausführungsform weniger als 25 % der Gesamtfläche der dritten Zone Z3), weshalb der dritte Teil K3 des Kühlmittels K, der durch die dritte Zone Z3 strömt, weniger gekühlt wird als die Teile K1 und K2 des Kühlmittels K, die durch die erste Zone Z1 bzw. die zweite Zone Z2 übertragen werden.
-
Bezug nehmend auf die 4A und 4B kann die erste Zone Z1 mehrere Strömungspfade 81 umfassen. Die mehreren Strömungspfade 81 können durch mehrere Wände 83 gebildet werden, die im Inneren der ersten Zone Z1 verlaufen. Die mehreren Strömungspfade 81 und die mehreren Wände 83 verbessern die Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel K und dem Luftstrom S (siehe 2), der durch den Kühler 74 gezogen wird, wodurch für Niedrigtemperaturanwendungen, wie beispielsweise einen Hochspannungsbatteriesatz, eine adäquate Kühlung gewährleistet wird. In einer Ausführungsform sind die mehreren Wände 83 vertikal verlaufende Wände (siehe 4A). In einer Ausführungsform sind die mehreren Wände 83 horizontal verlaufende Wände (siehe 4B). Zum Herstellen mehrerer Strömungspfade in einer bestimmten Zone des Kühlers 74 können auch andere Auslegungen verwendet werden.
-
5 stellt einen anderen beispielhaften Kühler 174 dar. In dieser Offenbarung bezeichnen gegebenenfalls gleiche Zahlen gleiche Elemente, und Referenznummern ab 100 oder einem Mehrfachen davon bezeichnen modifizierte Elemente, bei denen davon auszugehen ist, dass sie dieselben Merkmale und Vorteile beinhalten wie die entsprechenden Originalelemente.
-
In dieser Ausführungsform umfasst der Kühler 174 zwei Zonen: eine erste Zone Z1 und eine zweite Zone Z2. Die erste Zone Z1 ist eine Zone mit niedriger Temperatur, und die zweite Zone Z2 ist eine Zone mit höherer Temperatur. Die erste Zone Z1 kann ein Kühlmittel K1 mit einer ersten Temperatur zu einer ersten Fahrzeugkomponente 168 übertragen, und die zweite Zone Z2 kann ein Kühlmittel K2 mit einer zweiten Temperatur, die größer als die erste Temperatur des Kühlmittels K1 ist, an eine zweite Fahrzeugkomponente 170 übertragen.
-
6 stellt ein Thermomanagementsystem 260 entsprechend einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung dar. In dieser Ausführungsform umfasst ein Kühler 274 des Thermomanagementsystems 260 anstelle eines einzelnen, gemeinsamen Einlassrohres mehrere Einlässe 277, die jeweils von einem ersten Kühlkreislauf 262, einem zweiten Kühlkreislauf 264 und einem dritten Kühlkreislauf 266 in den Kühler 274 einleiten. Das Thermomanagementsystem 260 ist ansonsten dem Thermomanagementsystem 60 aus 2 im Wesentlichen ähnlich.
-
Obwohl die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen mit spezifischen Komponenten oder Schritten dargestellt werden, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Einige Komponenten oder Merkmale jeder der nicht einschränkenden Ausführungsformen können in Verbindung mit Merkmalen oder Komponenten aus jeder der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen verwendet werden.
-
Es sei darauf verwiesen, dass in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Referenznummern durchweg entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Auch sei darauf verwiesen, dass, obgleich in diesen beispielhaften Ausführungsformen eine bestimmte Komponentenanordnung offenbart und dargestellt wird, auch andere Anordnungen von den Lehren dieser Offenbarung profitieren können.
-
Die vorstehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht als in irgendeiner Weise einschränkend aufgefasst werden. Ein durchschnittlicher Fachmann wird verstehen, dass bestimmte Modifikationen in den Schutzbereich dieser Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Ansprüche eingehend betrachtet werden, um den wahren Schutzbereich und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
