DE102015212554A1 - Motor vehicle with at least one coolant circuit - Google Patents

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Abstract

Ein Kraftfahrzeug weist wenigstens ein Kühlsystem mit einem Kühlmittelkreislauf auf, in den ein Vorratsbehälter (2) intergiert ist. Der Zulauf (1) und der Rücklauf (4) der Kühlflüssigkeit zum Vorratsbehälter (2) bzw. vom Vorratsbehälter (2) ist über einen Wärmetauscher (5) geführt.A motor vehicle has at least one cooling system with a coolant circuit in which a reservoir (2) is integrated. The inlet (1) and the return (4) of the cooling liquid to the reservoir (2) or from the reservoir (2) is guided via a heat exchanger (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Kühlsystem mit einem Kühlmittelkreislauf, in den ein Vorratsbehälter für eine Kühlflüssigkeit integriert ist.The invention relates to a motor vehicle with at least one cooling system with a coolant circuit, in which a reservoir for a cooling liquid is integrated.

In heutigen Kraftfahrzeugen werden Kühlmittelsysteme genutzt, um Wärmenergie zu transportieren. In diesen Kühlmittelsystemen sind in der Regel Vorratsbehälter integriert. Diese haben unter anderem die Funktion, Gase aus dem Kühlmittelkreislauf abzuscheiden. Dazu wird in dem Kühlmittelkreislauf an mindestens einer möglichst hoch gelegenen Stelle Kühlmittel abgezweigt und dem Vorratsbehälter zugeführt. Dort kann sich das Gas von der Flüssigkeit trennen, welche dann dem Kreislauf wieder zugeführt wird.In today's motor vehicles, coolant systems are used to transport heat energy. In these coolant systems storage tanks are usually integrated. These have, inter alia, the function of separating gases from the coolant circuit. For this purpose, coolant is branched off in the coolant circuit at at least one point as high as possible and fed to the storage container. There, the gas can separate from the liquid, which is then returned to the circulation.

Nach dem Kaltstart weist der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges in der Warmlaufphase einen hohen Kraftstoffverbrauch auf, bis er seine Betriebstemperatur erreicht hat. Um diese Phase zu verkürzen, wird der Kühlmittelkreislauf durch ein Thermostatventil geregelt, das geschlossen ist, solange die Kühlflüssigkeit nicht das für die Betriebstemperatur des Motors erforderliche Temperaturniveau von beispielsweise 80–110°C erreicht hat. Durch das geschlossene Thermostatventil zirkuliert die Kühlflüssigkeit nur über die Wasserpumpe, den Motor und den Vorratsbehälter und ggf. durch einen Heizkreis für den Innenraum und/oder die Vorkonditionierung eines Batteriespeichers, während der Kühler von dem Kreislauf ausgeschlossen ist.After the cold start, the internal combustion engine of the motor vehicle in the warm-up phase on a high fuel consumption until it has reached its operating temperature. To shorten this phase, the coolant circuit is controlled by a thermostatic valve, which is closed as long as the cooling liquid has not reached the required for the operating temperature of the engine temperature level, for example, 80-110 ° C. Due to the closed thermostatic valve, the cooling liquid circulates only via the water pump, the motor and the reservoir and possibly by a heating circuit for the interior and / or the preconditioning of a battery storage, while the radiator is excluded from the circulation.

Die in dem Vorrats- oder Ausgleichsbehälter enthaltene Menge der Kühlflüssigkeit wird zwar nicht für den Wärmetransport benötigt, bildet aber für das Kühlsystem eine zusätzliche wärmeträge Masse. Diese verlängert beispielsweise in der Warmlaufphase nach dem Kaltstart des Verbrennungsmotors die Zeit, bis dieser seine Betriebstemperatur erreicht. Dies wirkt sich wiederum negativ auf den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen des Kraftfahrzeuges aus.Although the quantity of cooling liquid contained in the reservoir or expansion tank is not required for the transport of heat, it forms an additional heat-inert mass for the cooling system. This extends, for example, in the warm-up phase after the cold start of the internal combustion engine, the time until it reaches its operating temperature. This in turn has a negative effect on the fuel consumption and the emissions of the motor vehicle.

Wird während der Warmlaufphase ein Heizkreis betrieben, so muss dieser durch zusätzliche Energie aus beispielsweise einem elektrischen oder kraftstoffbetriebenen Zuheizer unterstützt werden.If a heating circuit is operated during the warm-up phase, it must be supported by additional energy from, for example, an electric or fuel-operated auxiliary heater.

Neben dem Kühlsystem für den Verbrennungsmotor weisen die heutigen Kraftfahrzeuge weitere Kühlsysteme auf, in deren Kühlkreislauf ein Vorratsbehälter für die Kühlflüssigkeit integriert ist, beispielsweise ein Kühlsystem für den elektrischen Antrieb, das auf einem Temperaturniveau von beispielsweise 50–70°C arbeitet, und ein Kühlsystem für die Hochvoltbatterie, das auf einem Temperaturniveau von höchstens 50°C arbeitet.In addition to the cooling system for the internal combustion engine, today's motor vehicles have other cooling systems in the cooling circuit, a reservoir for the cooling liquid is integrated, for example, a cooling system for the electric drive, which operates at a temperature level of, for example, 50-70 ° C, and a cooling system for the high-voltage battery, which operates at a temperature level of at most 50 ° C.

Durch die Vorratsbehälter der weiteren Kühlsysteme wird das Gewicht des Kraftfahrzeuges und damit der Kraftstoffverbrauch entsprechend erhöht.By the reservoir of the other cooling systems, the weight of the motor vehicle and thus the fuel consumption is increased accordingly.

In einem Kühlsystem mit mehreren Kühlmittelkreisläufen, die auf unterschiedlichen Temperaturniveaus arbeiten, führt der Anschluss an einem gemeinsamen Vorratsbehälter zwangsläufig zu einem Vermischen der Kühlmittel und damit zu einem Wärmeaustausch zwischen den Kühlkreisläufen. Die in den kälteren Kühlkreis eingebrachte Wärmemenge muss dann dort zusätzlich abgeführt werden und er muss entsprechend größer dimensioniert werden. Für den wärmeren Kühlkreislauf führt der Wärmeverlust gegebenenfalls zu einem verzögerten Aufwärmverhalten mit den vorstehend beschriebenen Folgen.In a cooling system with multiple coolant circuits operating at different temperature levels, connection to a common reservoir will inevitably result in mixing of the coolant and hence heat exchange between the cooling circuits. The amount of heat introduced into the colder cooling circuit then has to be additionally dissipated there and it must be dimensioned correspondingly larger. For the warmer cooling circuit, the heat loss may lead to a delayed warm-up behavior with the consequences described above.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch Verbesserung des Kühlsystems den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen eines Kraftfahrzeuges zu verringern sowie Systemkomponenten einzusparen.The object of the invention is therefore to reduce fuel consumption and emissions of a motor vehicle and to save system components by improving the cooling system.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Kraftfahrzeug erreicht.This is achieved according to the invention with the vehicle characterized in claim 1.

Das heißt, erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug wenigstens ein Kühlsystem mit einem Kühlmittelkreislauf auf, in den ein Vorratsbehälter für die Kühlflüssigkeit integriert ist, wobei der Zulauf und der Rücklauf der Kühlflüssigkeit zum Vorratsbehälter bzw. vom Vorratsbehälter über einen Wärmetauscher geführt ist. Damit wird zum einen die Wärmekapazität des Kühlmittels im Vorratsbehälter von dem Kühlkreislauf entkoppelt und zum anderen der Wärmetransport zwischen zwei oder mehr Kühlkreisläufen über einen gemeinsam genutzten Vorratsbehälter verhindert.That is, according to the invention, the motor vehicle has at least one cooling system with a coolant circuit, in which a reservoir for the cooling liquid is integrated, wherein the inlet and the return of the cooling liquid to the reservoir or from the reservoir via a heat exchanger. Thus, on the one hand, the heat capacity of the coolant in the reservoir decoupled from the cooling circuit and on the other hand prevents the heat transfer between two or more cooling circuits via a shared reservoir.

In dem Kühlsystem für den Verbrennungsmotor gibt bei geschlossenem Thermostatventil die durch den Motor nach dem Kaltstart erwärmte Kühlflüssigkeit im Zulauf zu dem Vorratsbehälter durch den Wärmetauscher Wärme an die aus dem Vorratsbehälter über den Rücklauf austretende Kühlflüssigkeit ab, um sie zu erwärmen.In the internal combustion engine cooling system, when the thermostatic valve is closed, the cooling liquid heated by the engine after the cold start in the supply to the reservoir through the heat exchanger releases heat to the coolant exiting from the reservoir via the return to heat it.

Damit wird die Zeit, bis die Kühlflüssigkeit das für die Betriebstemperatur des Motors erforderliche Temperaturniveau von beispielsweise 80–110°C erreicht, wesentlich verkürzt mit einer entsprechenden Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen als Folge.Thus, the time until the cooling liquid reaches the required for the operating temperature of the engine temperature level, for example, 80-110 ° C, significantly shortened with a corresponding reduction in fuel consumption and emissions as a result.

Ein weiterer Vorteil ist, dass für einen ggf. in dem Kühlkreislauf integrierten Heizkreis für beispielsweise den Innenraum oder die Vorkonditionierung eines Batteriespeichers in der Warmlaufphase mehr Wärmeleistung zur Verfügung steht, die sonst durch einen ggf. verbautes Zuheizsystem aufgebracht werden muss.Another advantage is that more heat output is available for a possibly integrated in the cooling circuit heating circuit for example, the interior or the preconditioning of a battery storage in the warm-up phase, which otherwise has to be applied by an optionally installed Zuheizsystem.

Der Zulauf zum Vorratsbehälter z. B. vom Motor und der Rücklauf vom Vorratsbehälter zum Motor wird im Wärmetauscher vorzugsweise im Gegenstrom geführt. Als Gegenstromwärmetauscher wird bevorzugt ein Mantelrohrwärmetauscher aus zwei konzentrischen Rohren verwendet, die auch flexibel ausgebildet und z. B. Schläuche sein können. The inlet to the reservoir z. B. from the engine and the return from the reservoir to the engine is preferably performed in countercurrent in the heat exchanger. As a countercurrent heat exchanger, a jacket tube heat exchanger is preferably used from two concentric tubes, which also formed flexible and z. B. hoses can be.

Dabei kann der Zulauf im inneren oder äußeren Rohr und der Rücklauf im äußeren oder inneren Rohr des Mantelrohrwärmetauschers erfolgen. Die konzentrische Leitungsführung benötigt also nicht mehr Platz als zwei separate Leitungen und übernimmt gleichzeitig die Funktion des Wärmetauschers. Die konzentrische Leitungsführung kann sich über die gesamte oder einen Teil der Zulauf- und Rücklaufleitung erstrecken.In this case, the inlet in the inner or outer tube and the return can be done in the outer or inner tube of the jacket tube heat exchanger. The concentric cable routing therefore requires no more space than two separate lines and at the same time takes over the function of the heat exchanger. The concentric cable routing can extend over all or part of the inlet and return line.

Außer dem beschriebenen Kühlsystem für den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges umfasst die Erfindung weitere auf unterschiedliche Temperaturniveaus arbeitende Kühlsysteme. Durch die erfindungsgemäße Führung des Zulaufs der Kühlflüssigkeit zum Vorratsbehälter und des Rücklaufs der Kühlflüssigkeit der weiteren Kühlsysteme durch jeweils einen Wärmetauscher kann ein gemeinsamer Vorratsbehälter in die auf unterschiedliche Temperaturniveaus arbeitenden Kühlsysteme integriert werden.In addition to the described cooling system for the internal combustion engine of the motor vehicle, the invention comprises further operating at different temperature levels cooling systems. By the inventive leadership of the inlet of the cooling liquid to the reservoir and the return of the cooling liquid of the other cooling systems by a respective heat exchanger, a common reservoir can be integrated into the operating at different temperature levels cooling systems.

Die weiteren Kühlsysteme können beispielsweise das Kühlsystem für eine elektronische Einrichtung, insbesondere für die den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges sein, wobei das Temperaturniveau der Kühlflüssigkeit für das Kühlsystem des elektrischen Antriebes bei 50–70°C liegen kann und/oder das Kühlsystem für eine Hochvoltbatterie, wobei das Temperaturniveau der Kühlflüssigkeit des Kühlsystems für die Hochvoltbatterie weniger als 50°C beträgt.The further cooling systems may be, for example, the cooling system for an electronic device, in particular for the electric drive of the motor vehicle, the temperature level of the cooling fluid for the cooling system of the electric drive may be 50-70 ° C and / or the cooling system for a high-voltage battery, wherein the temperature level of the cooling liquid of the cooling system for the high-voltage battery is less than 50 ° C.

Dabei kann der Zulauf und Rücklauf des Kühlmittelkreislaufes einen direkten Anschluss an den Vorratsbehälter aufweisen, während der Zulauf und Ablauf des Kühlmittelkreislaufs des wenigstens einen weiteren, auf einem niedrigeren Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems über den Wärmetauscher geführt ist.In this case, the inlet and return of the coolant circuit have a direct connection to the reservoir, while the inlet and outlet of the coolant circuit of the at least one further, operating at a lower temperature level cooling system is guided over the heat exchanger.

Ebenso ist es möglich, dass die Vorläufe der Kühlkreise nach dem jeweiligen Wärmetauscher zusammengeführt werden, bevor sie in den Vorratsbehälter eingeleitet werden. Auch können die Rückläufe aus einem gemeinsamen Rücklauf aus dem Vorratsbehälter ausgeleitet und außerhalb des Vorratsbehälters auf die jeweiligen Kühlkreise aufgeteilt werden.It is also possible that the heats of the cooling circuits are merged after each heat exchanger before they are introduced into the reservoir. Also, the returns can be discharged from a common return from the reservoir and divided outside the reservoir to the respective cooling circuits.

Das auf dem höheren Temperaturniveau arbeitende Kühlsystem wird vorzugsweise durch das Kühlsystem für den Verbrennungsmotor gebildet. Das heißt, im Gegensatz zu dem oder den weiteren auf einem niedrigen Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystemen beispielsweise für den elektrischen Antrieb und/oder die Hochvoltbatterie, die jeweils über einen Wärmetauscher geführt sind, kann der Zulauf und der Rücklauf des Kühlsystems für den Verbrennungsmotor direkt, also ohne Wärmetauscher an den gemeinsamen Vorratsbehälter angeschlossen sein.The operating at the higher temperature level cooling system is preferably formed by the cooling system for the internal combustion engine. That is, in contrast to the one or more operating at a low temperature level cooling systems, for example, for the electric drive and / or the high-voltage battery, which are each guided via a heat exchanger, the inlet and the return of the cooling system for the internal combustion engine directly, ie without Heat exchanger to be connected to the common reservoir.

Damit wird die Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter, die sich auf dem hohen Temperaturniveau von beispielsweise 80–110°C befindet und mit dieser Temperatur in den Rücklauf des auf einer niedrigeren Temperatur arbeitenden Kühlsystems in den Wärmetauscher strömt, durch die niedrige Temperatur des Zulaufs der Kühlflüssigkeit dieses Kühlsystems abgekühlt, sodass die bereits in dem Wärmetauscher übertragene Wärme nicht mehr aus dem auf dem niedrigerem Temperaturniveau arbeitendem Kühlkreislauf abgeführt werden muss.Thus, the liquid in the reservoir, which is at the high temperature level of, for example, 80-110 ° C and flows at this temperature in the return of the working at a lower temperature cooling system in the heat exchanger, by the low temperature of the inlet of the cooling liquid this Cooled cooling system, so that the heat already transferred in the heat exchanger does not have to be removed from the working at the lower temperature level cooling circuit.

Die Wärme verbleibt vielmehr in dem Kühlkreis, der auf dem hohen Temperaturniveau arbeitet und muss dort über den Kühler z. B. an die Umgebung abgegeben werden. Aufgrund der höheren Temperaturdifferenz zur Umgebung erfolgt dieses jedoch deutlich effizienter. So ist hier z. B. ein geringerer Kühlluftstrom erforderlich, als wenn die gleiche Wärmemenge über den auf dem niedrigeren Temperaturniveau arbeitendem Kühlkreislauf abgeführt werden müsste.Rather, the heat remains in the cooling circuit, which operates at the high temperature level and must there via the radiator z. B. are delivered to the environment. Due to the higher temperature difference to the environment, this is much more efficient. So here is z. B. a smaller cooling air flow required than if the same amount of heat would have to be dissipated via the working at the lower temperature level cooling circuit.

Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch herabgesetzt, indem z. B. die Wasserpumpe und der Kühlerlüfter weniger Energie verbrauchen und z. B. durch Schließen der Kühlluftklappen die Aerodynamik des Kraftfahrzeuges verbessert wird.As a result, the fuel consumption is reduced by z. B. the water pump and the radiator fan consume less energy and z. B. by closing the cooling air flaps, the aerodynamics of the motor vehicle is improved.

Da der Kühlmittelkreislauf für das Kühlsystem für die Hochvoltbatterie derzeit zum Beispiel durch einen Chiller in der Autoklimaanlage auf die erforderliche niedrige Temperatur abgekühlt werden muss, was einen zusätzlichen apparativen und Energieaufwand mit entsprechenden Kraftstoffverbrauch erfordert, besteht damit erfindungsgemäß die Möglichkeit, den Energieaufwand für den Betrieb der Autoklimaanlage zu reduzieren oder die Kühlflüssigkeit des Kühlsystems für die Hochvoltbatterie mit einem Kühler mit Umgebungsluft abzukühlen.Since the coolant circuit for the cooling system for the high-voltage battery currently has to be cooled by a chiller in the car air conditioning to the required low temperature, which requires additional equipment and energy expenditure with appropriate fuel consumption, so there is the possibility according to the invention, the energy required for the operation of the To reduce the car air conditioning system or to cool the coolant of the cooling system for the high-voltage battery with a cooler with ambient air.

Als Kühlflüssigkeit kann, wie üblich, ein Gemisch aus Wasser und einem Frost- und Korrosionsschutzmittel verwendet werden.As a coolant, as usual, a mixture of water and a freeze and corrosion inhibitor can be used.

Die Erfindung kann bei ausschließlich mit Verbrennungsmotor betriebenen Kraftfahrzeugen Anwendung finden, welche Kühlkreisläufe mit unterschiedlichem Temperaturniveau aufweisen, beispielsweise für den indirekten Ladeluftkühler.The invention can be found in motor vehicles powered exclusively by internal combustion engines, which have cooling circuits with different temperature levels, for example for the indirect intercooler.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor beschränkt, vielmehr kann sie beispielsweise auch bei Kraftfahrzeugen mit Brennstoffzellen angewendet werden, die auf einem Temperaturniveau von beispielsweise 60 bis 90°C arbeiten. Ferner kann sie bei einem reinen Elektrofahrzeug mit Batteriespeicher Anwendung finden. However, the invention is not limited to motor vehicles with an internal combustion engine, but it can also be applied, for example, in motor vehicles with fuel cells, which operate at a temperature level of for example 60 to 90 ° C. Furthermore, it can be used in a pure electric vehicle with battery storage application.

Wesentlich ist lediglich, eine Entkopplung der Wärmekapazität des Kühlmittels im Vorratsbehälter von dem Kühlmittelkreislauf und dass der Wärmetransport zwischen zwei oder mehr Kühlmittelkreisläufen über den gemeinsam genutzten Vorratsbehälter verhindert wird.It is only essential, a decoupling of the heat capacity of the coolant in the reservoir of the coolant circuit and that the heat transfer between two or more coolant circuits is prevented via the shared reservoir.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematischThe invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing. In each case show schematically

1 den Zu- und Rücklauf der Kühlflüssigkeit zu und von dem Vorratsbehälter im Kühlkreislauf des Kühlsystems für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges; 1 the supply and return of the cooling liquid to and from the reservoir in the cooling circuit of the cooling system for the internal combustion engine of a motor vehicle;

2 den Zu- und Rücklauf der Kühlflüssigkeit im Kühlmittelkreislauf des Kühlsystems für den Verbrennungsmotor und im Kühlmittelkreislauf eines auf einem niedrigeren Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems beispielsweise für den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter für die Kühlflüssigkeit. 2 the supply and return of the coolant in the coolant circuit of the cooling system for the internal combustion engine and in the coolant circuit of a working at a lower temperature level cooling system, for example, for the electric drive of the motor vehicle with a common reservoir for the coolant.

3 eine Variante der Ausführungsform nach 2; und 3 a variant of the embodiment according to 2 ; and

4 die Kühlmittelkreisläufe für ein Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb mit Batteriespeicher. 4 the coolant circuits for a motor vehicle with electric drive with battery storage.

Gemäß 1 weist der Kühlmittelkreislauf des Kühlsystems des nicht dargestellten Verbrennungsmotors einen Zulauf 1 für die Kühlflüssigkeit vom Motor zu dem Vorratsbehälter 2 auf, der in den Kühlmittelkreislauf integriert ist und bis zum Niveau 3, also teilweise mit Kühlflüssigkeit gefüllt ist. Mit dem Rücklauf 4 wird die Kühlflüssigkeit im Kreislauf wieder zu dem Verbrennungsmotor zurückgeführt.According to 1 has the coolant circuit of the cooling system of the internal combustion engine, not shown, an inlet 1 for the coolant from the engine to the reservoir 2 on, which is integrated into the coolant circuit and up to the level 3 , that is partially filled with coolant. With the return 4 the cooling liquid is recirculated back to the internal combustion engine.

Der Zulauf 1 und der Rücklauf 4 sind durch einen Wärmetauscher 5 geführt. Der Wärmetauscher 5 wird vorzugsweise durch eine konzentrische Führung des Zulaufs 1 und des Rücklaufs 4 in Form eines Doppelmantelrohres aus zwei konzentrischen Rohren mit einem Außenrohr für den Zulauf 1 oder Rücklauf 4 und einem Innenrohr für den Rücklauf 4 oder Zulauf 1 gebildet.The feed 1 and the return 4 are through a heat exchanger 5 guided. The heat exchanger 5 is preferably by a concentric guidance of the inlet 1 and the return 4 in the form of a double-jacket tube of two concentric tubes with an outer tube for the inlet 1 or return 4 and an inner tube for the return 4 or feed 1 educated.

Das für die Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors erforderliche Temperaturniveau des Kühlmittels beträgt beispielsweise 80–110°C. Beim Kaltstart liegt es jedoch wesentlich darunter. Durch den Wärmetauscher 5 wird erreicht, dass die Kühlflüssigkeit des Kühlsystems des Verbrennungsmotors das erforderliche Temperaturniveau rasch erlangt, da die auf hohem Temperaturniveau befindliche Kühlflüssigkeit im Zulauf 1 seine Wärme an die kältere Kühlflüssigkeit in den Rücklauf 4 abgibt.The temperature level of the coolant required for the operating temperature of the internal combustion engine is, for example, 80-110 ° C. However, it is much lower when starting cold. Through the heat exchanger 5 It is achieved that the cooling liquid of the cooling system of the internal combustion engine quickly attains the required temperature level, since the coolant located at a high temperature level is in the inlet 1 its heat to the colder coolant in the return 4 emits.

Gemäß 2 ist neben dem Kühlmittelkreislauf des Kühlsystems des Verbrennungsmotors ein weiteres Kühlsystem beispielsweise für den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges vorgesehen, welches auf einem niedrigeren Temperaturniveau arbeitet. Dabei weisen das Kühlsystem für den Verbrennungsmotor und das weitere Kühlsystem den gemeinsamen Vorratsbehälter 2 auf. Während der Zulauf 1' und der Rücklauf 2' des Kühlsystems des Verbrennungsmotors direkt, also ohne Wärmetauscher in dem Zulauf 1' und dem Rücklauf 2', an den Vorratsbehälter 2 angeschlossen sind, sind der Zulauf 6 und der Rücklauf 7 des Kühlmittelkreislaufs des auf niedrigerem Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems durch den Gegenstromwärmetauscher 8 geführt.According to 2 In addition to the coolant circuit of the cooling system of the internal combustion engine, a further cooling system is provided, for example for the electric drive of the motor vehicle, which operates at a lower temperature level. The cooling system for the internal combustion engine and the further cooling system have the common reservoir 2 on. During the inflow 1' and the return 2 ' the cooling system of the engine directly, ie without heat exchanger in the inlet 1' and the return 2 ' , to the reservoir 2 are connected, are the inlet 6 and the return 7 the coolant circuit of the lower temperature cooling system through the countercurrent heat exchanger 8th guided.

Die Kühlflüssigkeit aus dem gemeinsamen Vorratsbehälter 2 weist damit vor dem Eintritt des Rücklaufs 7 in den Wärmetauscher 8 eine höhere Temperatur als die Kühlflüssigkeit in dem Zulauf 6, die sich auf einem niedrigen Temperaturniveau befindet, auf. Mit dem Wärmetauscher 8 wird damit Wärme von dem Rücklauf 7 an den Zulauf 6 abgegeben, also die Kühlflüssigkeit im Rücklauf 7 abgekühlt, sodass der Kühlleistungsbedarf für den auf dem niedrigeren Temperaturniveau arbeitendem Kühlkreislauf reduziert wird.The coolant from the common reservoir 2 indicates thus before the entry of the return 7 in the heat exchanger 8th a higher temperature than the cooling liquid in the feed 6 that is at a low temperature level. With the heat exchanger 8th This will heat up the return 7 to the inlet 6 delivered, so the coolant in the return 7 cooled, so that the cooling power requirement for the operating at the lower temperature level cooling circuit is reduced.

In 2 ist nur der Zulauf 6 und der Rücklauf 7 der Kühlflüssigkeit des Kühlmittelkreislaufs eines Kühlsystems z. B. für den elektrischen Antrieb durch den Wärmetauscher 8 zu bzw. von dem gemeinsamen Vorratsbehälter 2 dargestellt. Es besteht jedoch die Möglichkeit, einen oder mehrere Kühlmittelkreisläufe, die bei niedrigem Temperaturniveau arbeiten, an den gemeinsamen Vorratsbehälter 2 entsprechend dem Zulauf 6 und dem Rücklauf 7 über jeweils einen weiteren Wärmetauscher entsprechend dem Wärmetauscher 8 anzuschließen, beispielsweise den Kühlkreislauf für eine Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeuges.In 2 is only the feed 6 and the return 7 the coolant of the coolant circuit of a cooling system z. B. for the electric drive through the heat exchanger 8th to or from the common reservoir 2 shown. However, it is possible, one or more coolant circuits, which operate at a low temperature level, to the common reservoir 2 according to the inlet 6 and the return 7 via in each case a further heat exchanger corresponding to the heat exchanger 8th connect, for example, the cooling circuit for a high-voltage battery of the motor vehicle.

Nach 3 sind der Zulauf 1' des Kühlmittels für das auf einem hohen Temperaturniveau arbeitende Kühlsystem und der Zulauf 6 des Kühlmittels für das auf niedrigem Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems vor dem Eintritt in den Vorratsbehälter 2 und der Rücklauf 2' des Kühlmittels für das auf hohem Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems und der Rücklauf 7 des Kühlmittels für das auf einem niedrigen Temperaturniveau arbeitende Kühlsystem vor dessen Eintritt in den Wärmetauscher 8 zusammengefasst. Das heißt, die Rückläufe 2' und 7 treten mit einem gemeinsamen Rücklauf 10 aus dem Vorratsbehälter 2 und werden außerhalb des Vorratsbehälters 2 auf die jeweiligen Kühlmittelkreisläufe aufgeteilt.To 3 are the feed 1' the coolant for the operating at a high temperature cooling system and the inlet 6 the coolant for the low-temperature cooling system before entering the reservoir 2 and the return 2 ' the coolant for the high-temperature cooling system and the return 7 the coolant for the operating at a low temperature level cooling system before it enters the heat exchanger 8th summarized. That is, the returns 2 ' and 7 occur with a common return 10 from the reservoir 2 and be outside of the reservoir 2 divided into the respective coolant circuits.

Gemäß 4 weist das nicht dargestellte Fahrzeug einen Elektroantrieb 5 und eine Hochvoltbatterie 17 zur Stromversorgung des Elektroantriebs 5 auf, die jeweils durch einen Kühlkreislauf gekühlt werden und einen gemeinsamen Vorratsbehälter 2 für das Kühlmittel aufweisen.According to 4 the vehicle, not shown, an electric drive 5 and a high-voltage battery 17 for powering the electric drive 5 on, which are each cooled by a cooling circuit and a common reservoir 2 for the coolant.

In dem Kühlkreislauf für den Elektroantrieb 5, der einen Kühlmittelzulauf 9 zu dem Vorratsbehälter 2 und einen Kühlmittelrücklauf 10 von dem Kühlmittelvorratsbehälter 2 aufweist, zirkuliert das Kühlmittel durch die Kühlmittelpumpe 11 zum Elektroantrieb 5 und von dort zum Kühler 4 mit dem Lüfter 6 zur Kühlung durch Umgebungsluft.In the cooling circuit for the electric drive 5 that has a coolant supply 9 to the reservoir 2 and a coolant return 10 from the coolant reservoir 2 has, circulates the coolant through the coolant pump 11 to the electric drive 5 and from there to the radiator 4 with the fan 6 for cooling by ambient air.

Ein Teil des Kühlmittels strömt dabei zu dessen Entlüftung über den Zulauf 9 in den Vorratsbehälter 8 und über den Rücklauf 10 in den Kühlmittelkreislauf zur Kühlung des Elektroantriebs 5 zurück.Part of the coolant flows to the vent via the inlet 9 in the reservoir 8th and about the return 10 in the coolant circuit for cooling the electric drive 5 back.

In dem Kühlmittelkreislauf für die Batterie 17, der einen Kühlmittelzulauf 12 zu dem gemeinsamen Kühlmittelvorratsbehälter 2 und einen durch einen Mantelrohrwärmetauscher 14 im Gegenstrom zum Kühlmittelzulauf 12 geführten Kühlmittelrücklauf 13 aufweist, zirkuliert das Kühlmittel zu dem Batteriewärmetauscher 19, mit dem die Batterie 17 gekühlt wird, und von dort zu einem Kühler 16, der an den Vor- und Rücklauf 18 zum Kältekreis der nicht dargestellten Klimaanlage des Kraftfahrzeuges angeschlossen ist. Ein Teil des Kühlmittels strömt zu dessen Entlüftung über den Zulauf 12 in den gemeinsamen Vorratsbehälter 2 und über den Rücklauf 13 zurück in den Kühlmittelkreislauf zur Kühlung der Batterie 17.In the coolant circuit for the battery 17 that has a coolant supply 12 to the common coolant reservoir 2 and one through a jacket tube heat exchanger 14 in countercurrent to the coolant inlet 12 guided coolant return 13 the coolant circulates to the battery heat exchanger 19 with which the battery 17 is cooled, and from there to a cooler 16 , to the forward and reverse 18 connected to the refrigerant circuit of the air conditioning system of the motor vehicle, not shown. Part of the coolant flows through the inlet to vent it 12 in the common reservoir 2 and about the return 13 back into the coolant circuit to cool the battery 17 ,

Das heißt, bei der Ausführungsform nach 4 ist der Vorlauf 9 und der Rücklauf 10 des Kühlkreislaufes für den elektrischen Antrieb 5 mit dem höheren Temperaturniveau von beispielsweise 50 bis 70°C und der Vorlauf 12 und der Rücklauf 13 für den Kühlkreislauf mit dem niedrigeren Temperaturniveau von beispielsweise weniger als 50°C für die Batteriekühlung über den Wärmetauscher 14 an den Kühlmittelvorratsbehälter 2 angeschlossen. Hierdurch wird der Kühlleistungsbedarf der Batteriekühlung reduziert, womit die elektrische Reichweite des Kraftfahrzeuges erhöht wird.That is, in the embodiment according to 4 is the lead 9 and the return 10 the cooling circuit for the electric drive 5 with the higher temperature level of for example 50 to 70 ° C and the flow 12 and the return 13 for the cooling circuit with the lower temperature level of, for example, less than 50 ° C for the battery cooling via the heat exchanger 14 to the coolant reservoir 2 connected. As a result, the cooling power requirement of the battery cooling is reduced, whereby the electric range of the motor vehicle is increased.

Claims (10)

Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Kühlsystem mit einem Kühlmittelkreislauf, in den ein Vorratsbehälter (2) für die Kühlflüssigkeit intergiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (1, 6, 12) und der Rücklauf (4, 7, 13) der Kühlflüssigkeit zum Vorratsbehälter (2) bzw. vom Vorratsbehälter (2) über einen Wärmetauscher (5, 8, 14) geführt ist.Motor vehicle with at least one cooling system with a coolant circuit into which a reservoir ( 2 ) is intergiert for the cooling liquid, characterized in that the inlet ( 1 . 6 . 12 ) and the return ( 4 . 7 . 13 ) of the coolant to the reservoir ( 2 ) or from the reservoir ( 2 ) via a heat exchanger ( 5 . 8th . 14 ) is guided. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (1, 6, 12) und der Rücklauf (4, 7, 13) durch den Wärmetauscher (5, 8, 14) im Gegenstrom geführt ist.Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the inlet ( 1 . 6 . 12 ) and the return ( 4 . 7 . 13 ) through the heat exchanger ( 5 . 8th . 14 ) is conducted in countercurrent. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5, 8, 14) durch eine konzentrische Führung des Zulaufs und des Rücklaufs in Form eines Doppelmantelrohrs aus zwei konzentrischen Rohren mit einem Außenrohr für Zulauf (1, 6, 12) oder Rücklauf (4, 7, 13) und einem Innenrohr für den Rücklauf (4, 7, 13) oder Zulauf (1, 6, 12) gebildet wird.Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger ( 5 . 8th . 14 ) by a concentric guidance of the inlet and the return in the form of a double-walled tube of two concentric tubes with an outer tube for inlet ( 1 . 6 . 12 ) or return ( 4 . 7 . 13 ) and an inner tube for the return ( 4 . 7 . 13 ) or feed ( 1 . 6 . 12 ) is formed. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem das Kühlsystem für den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges ist.Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling system is the cooling system for the internal combustion engine of the motor vehicle. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens zwei auf unterschiedlichem Temperaturniveau arbeitende Kühlsysteme und einem in die Kühlkreisläufe der wenigstens zwei Kühlsysteme integrierten gemeinsamen Vorratsbehälter (2).Motor vehicle according to one of Claims 1 to 3, characterized by at least two cooling systems operating at different temperature levels and a common storage reservoir integrated in the cooling circuits of the at least two cooling systems ( 2 ). Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (1', 9) und Rücklauf (2', 10) des auf dem höheren Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems einen direkten Anschluss an den Vorratsbehälter (2) aufweist und der Zulauf (6, 12) und der Rücklauf (7, 13) des Kühlmittelkreislaufs des wenigstens einen weiteren, auf einem niedrigeren Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems über den Wärmetauscher (8, 14) geführt ist.Motor vehicle according to claim 5 in conjunction with one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet ( 1' . 9 ) and return ( 2 ' . 10 ) of the cooling system operating at the higher temperature level has a direct connection to the reservoir ( 2 ) and the inlet ( 6 . 12 ) and the return ( 7 . 13 ) of the coolant circuit of the at least one further, operating at a lower temperature level cooling system via the heat exchanger ( 8th . 14 ) is guided. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (1') und Rücklauf (2') des auf dem niedrigerem Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems einen direkten Anschluss an den Vorratsbehälter (2) aufweist und der Zulauf (6) und der Rücklauf (7) des Kühlmittelkreislaufs des wenigstens einen weiteren, auf einem höherem Temperaturniveau arbeitenden Kühlsystems über den Wärmetauscher (8) geführt ist.Motor vehicle according to claim 5 in conjunction with one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet ( 1' ) and return ( 2 ' ) of the cooling system operating at the lower temperature level has a direct connection to the reservoir ( 2 ) and the inlet ( 6 ) and the return ( 7 ) of the coolant circuit of the at least one further, operating at a higher temperature level cooling system via the heat exchanger ( 8th ) is guided. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem höheren Temperaturniveau arbeitende Kühlsystem das Kühlsystem für den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges ist.Motor vehicle according to claim 6 or 7, characterized in that on the higher Temperature level working cooling system is the cooling system for the internal combustion engine of the motor vehicle. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem höheren Temperaturniveau arbeitende Kühlsystem das Kühlsystem für den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeuges ist.Motor vehicle according to claim 6 or 7, characterized in that the working at the higher temperature level cooling system is the cooling system for the electric drive of the motor vehicle. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine weitere Kühlsystem das Kühlsystem für die den elektrischen Antrieb und/oder das Kühlsystem für die Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeuges ist.Motor vehicle according to one of claims 5 to 9, characterized in that the at least one further cooling system is the cooling system for the electric drive and / or the cooling system for the high-voltage battery of the motor vehicle.
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