DE102017128876A1 - Cooling system and housing or mounting for a cooling system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, zum Klimatisieren eines Innenraums und/oder wenigstens eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, insbesondere eines Elektromotors und/oder eines Energiespeichers, sowie ein Gehäuse, insbesondere ein Elektromotor- oder Energiespeichergehäuse, oder Halterung, insbesondere eine Energiespeicherhalterung, für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil, insbesondere für einen Elektromotor oder einen Energiespeicher.The invention relates to a cooling system for a motor vehicle, in particular an electric vehicle, for conditioning an interior space and / or at least one electrical or electronic component, in particular an electric motor and / or an energy store, and a housing, in particular an electric motor or energy storage housing, or holder, in particular an energy storage holder, for an electrical or electronic component, in particular for an electric motor or an energy store.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Gehäuse, insbesondere ein Elektromotor- oder Energiespeichergehäuse, und eine Halterung, insbesondere eine Energiespeicherhalterung, für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention relates to a cooling system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a housing, in particular an electric motor or energy storage housing, and a holder, in particular an energy storage holder, for an electrical or electronic component according to the preamble of claim.

Elektrische und oder elektronische Bauteile heizen sich im Betrieb auf und geben Wärmeenergie ab. Die Temperaturerhöhung innerhalb des elektrischen oder elektronischen Bauteils kann zu Leistungsverlusten oder einem verminderten Wirkungsgrad des elektrischen oder elektronischen Bauteils führen.Electrical and / or electronic components heat up during operation and dissipate heat energy. The temperature increase within the electrical or electronic component can lead to power losses or a reduced efficiency of the electrical or electronic component.

Diese Leistungsverluste oder der verminderte Wirkungsgrad bei elektrischen oder elektronischen Bauteilen spielt insbesondere in der Fahrzeugindustrie eine bedeutende Rolle. Ein Kraftfahrzeug umfasst heutzutage eine Vielzahl von Komponenten, die elektrische oder elektronische Bauteile aufweisen. Besonders hervorzuheben sind dabei Elektromotoren bei Elektrofahrzeugen oder Energiespeicher für Kraftfahrzeuge allgemein und für Elektrofahrzeuge im Speziellen.These power losses or reduced efficiency in electrical or electronic components plays an important role, especially in the automotive industry. A motor vehicle today comprises a plurality of components that have electrical or electronic components. Particularly noteworthy are electric motors in electric vehicles or energy storage for motor vehicles in general and for electric vehicles in particular.

Um die einzelnen Komponenten über einen längeren Zeitraum in einem optimalen Leistungsbereich betreiben zu können, ist es unumgänglich u.a. die elektrischen oder elektronischen Bauteile zu kühlen. In den meisten Fällen ist eine Kühlung durch Abgabe der Wärmeenergie an die Umgebung ausreichend. Es existiert jedoch auch Hochleistungselektronik, wie beispielsweise der Elektromotor oder der Energiespeicher, die einer aktiven Kühlung bedürfen.In order to be able to operate the individual components over an extended period of time in an optimal power range, it is essential, inter alia. to cool the electrical or electronic components. In most cases, cooling by releasing the heat energy to the environment is sufficient. However, there is also high-performance electronics, such as the electric motor or the energy storage, which require active cooling.

Zudem werden im Betrieb eines Kraftfahrzeugs nicht immer alle Komponenten gleichermaßen benötigt und mit Energie versorgt. Folglich kann auch die Abgabe von Wärmeenergie situationsabhängig unterschiedlich zwischen einzelnen Komponenten sein.In addition, not all components are equally required and supplied with energy during operation of a motor vehicle. Consequently, the output of heat energy can be different depending on the situation between individual components.

Dem Fachmann sind Kühlsysteme bekannt, die mittels Wasser einzelne Komponenten kühlen. Dabei wird zumeist ein Wärmetauscher an dem zu kühlenden Bauteil angeordnet, welcher von dem Kühlmittel durchströmt wird. Des Weiteren sind dem Fachmann Klimaanlagen für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche über einen autarken Kühlkreislauf betrieben werden. Zumeist wird in dem Kühlsystem für den Fahrzeuginnenraum ein anderes Kühlmittel verwendet wie für andere Komponenten, bspw. den Motor.The person skilled in cooling systems are known which cool individual components by means of water. In this case, a heat exchanger is usually arranged on the component to be cooled, which is flowed through by the coolant. Furthermore, the expert air conditioning systems for the interior of a motor vehicle are known, which are operated via a self-sufficient cooling circuit. In most cases, a different coolant is used in the cooling system for the vehicle interior as for other components, such as the engine.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die genannten Probleme bei der Kühlung elektrischer oder elektronischer Bauteile zu beseitigen und insbesondere ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches eine individualisierte und gezielte Klimatisierung, insbesondere Kühlung, einzelner elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder des Innenraums eines Kraftfahrzeugs ermöglicht und die Kosten gegenüber bekannten Kühlsystemen reduziert. Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse oder eine Halterung bereitzustellen, welche eine verbesserte Kühlung der in dem Gehäuse oder an der Halterung angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteile ermöglicht und dabei kostengünstig zu produzieren ist.The present invention is therefore based on the object to eliminate the aforementioned problems in the cooling of electrical or electronic components and in particular to provide a cooling system for a motor vehicle, which individualized and targeted air conditioning, especially cooling, individual electrical or electronic components and / or the interior allows a motor vehicle and reduces costs compared to known cooling systems. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a housing or a holder which enables improved cooling of the electrical or electronic components arranged in the housing or on the holder and is thereby inexpensive to produce.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühlsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst und bei einem Gehäuse oder einer Halterung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweils abhängigen Ansprüchen.This object is achieved in a cooling system according to the preamble of claim 1 by the characterizing features of claim 1 and dissolved in a housing or a holder according to the preamble of claim 4 by the characterizing features of claim 4. Further developments and advantageous embodiments will become apparent from the respective dependent claims.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, zum Klimatisieren eines Innenraums und/oder wenigstens eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, insbesondere eines Elektromotors und/oder eines Energiespeichers, umfasst wenigstens einen Kühlkreislauf, welcher ein Kühlmittel zu einem Wärmetauscher für das elektrische oder elektronische Bauteil und/oder zu einem weiteren Wärmetauscher für den Innenraum transportiert, wobei der Wärmetauscher für das elektrische oder elektronische Bauteil in dem elektrischen oder elektronischen Bauteil oder einem Gehäuse des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder in einer Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils integriert und mittels wenigstens eines Kühlmittelkanals, welcher in massive Teile des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder in das Gehäuse des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder in die Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils eingegossen ist, realisiert ist.The cooling system according to the invention for a motor vehicle, in particular an electric vehicle, for conditioning an interior space and / or at least one electrical or electronic component, in particular an electric motor and / or an energy store, comprises at least one cooling circuit which supplies a coolant to a heat exchanger for the electrical or electronic Component and / or transported to a further heat exchanger for the interior, wherein the heat exchanger for the electrical or electronic component integrated in the electrical or electronic component or a housing of the electrical or electronic component or in a holder of the electrical or electronic component and by means of at least one Coolant channel, which in solid parts of the electrical or electronic component or in the housing of the electrical or electronic component or in the holder of the electrical or electronic component ei is poured, is realized.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Kühlsystems es nicht mehr notwendig, einen separaten Wärmetauscher an den Komponenten anzuordnen. Erfindungsgemäß dient wenigstens ein massiver Teile des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder das Gehäuse des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder die Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils als Wärmetauscher. Somit weisen die einzelnen elektrischen oder elektronischen Bauteile eine eigene integrierte Klimatisierung auf, indem das Kühlmittel direkt durch wenigstens einen massiven Teilbereich oder wenigstens einen Teilbereich des Gehäuses oder wenigstens einen Teilbereich der Halterung fließt.Due to the cooling system according to the invention, it is no longer necessary to arrange a separate heat exchanger to the components. According to the invention, at least one solid part of the electrical or electronic component or the housing of the electrical or electronic component or the holder of the electrical or electronic component serves as a heat exchanger. Thus, the individual electrical or electronic components have their own integrated air conditioning by the coolant flows directly through at least one solid portion or at least a portion of the housing or at least a portion of the holder.

Um entsprechende Komponenten oder elektrische oder elektronische Bauteile kostengünstig zu produzieren, ist es vorgesehen, dass der massive Teil eines elektrischen oder elektronischen Bauteils oder das Gehäuse eines elektrischen oder elektronischen Bauteils oder die Halterung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils mittels eines Gussverfahrens hergestellt ist und wenigstens ein Kühlmittelkanal während des Gießvorgangs in wenigstens einen Teilbereich des massiven Teils des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder des Gehäuses des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder der Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils eingegossen ist. In order to inexpensively produce corresponding components or electrical or electronic components, it is provided that the solid part of an electrical or electronic component or the housing of an electrical or electronic component or the holder of an electrical or electronic component is produced by means of a casting process and at least one coolant channel is poured during the casting in at least a portion of the solid part of the electrical or electronic component or the housing of the electrical or electronic component or the holder of the electrical or electronic component.

Unter einem erfindungsgemäßen Energiespeicher ist insbesondere eine galvanische Zelle, insbesondere eine konventionelle Batterie, ein Hochvoltspeicher oder eine Brennstoffzelle, zu verstehen.Under an energy storage device according to the invention is in particular a galvanic cell, in particular a conventional battery, a high-voltage storage or a fuel cell to understand.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann für jede zu kühlende Komponente oder für jedes zu kühlende elektrische oder elektronische Bauteil einen eigenen Kühlkreislauf aufweisen. Es ist jedoch auch möglich einzelne Kühlkreisläufe zu einem einzigen Kühlkreislauf zusammenzufassen, in welchem mehrere Komponenten und/oder elektrische oder elektronische Bauteile seriell von dem Kühlmittel durchströmt werden.The cooling system according to the invention can have a separate cooling circuit for each component to be cooled or for each electric or electronic component to be cooled. However, it is also possible to combine individual cooling circuits into a single cooling circuit in which a plurality of components and / or electrical or electronic components are flowed through serially by the coolant.

Der Vorteil von unterschiedlichen Kühlkreisläufen für unterschiedliche Komponenten und/oder elektrische oder elektronische Bauteile besteht darin, dass die je nach Betriebssituation des Kraftfahrzeugs und Energieversorgung der einzelnen elektrischen oder elektronischen Bauteile die Kühlung einzelner elektrischer oder elektronischer Bauteile separat und individuell gesteuert werden kann.The advantage of different cooling circuits for different components and / or electrical or electronic components is that depending on the operating situation of the motor vehicle and power supply of the individual electrical or electronic components, the cooling of individual electrical or electronic components can be controlled separately and individually.

Es kann vorteilhaft sein, wenn genau ein Wärmetauscher zum Entziehen der Wärmeenergie aus dem Kühlmittel vorhanden ist.It may be advantageous if exactly one heat exchanger for removing the heat energy from the coolant is present.

Eine möglicherweise vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass alle elektrischen oder elektronischen Bauteil und der Wärmetauscher für die Klimatisierung des Innenraums von dem gleichen, insbesondere demselben, Kühlmittel durchströmt werden. Somit wäre es möglich die vom Kühlmittel aufgenommene Wärmeenergie über einen zentralen Wärmetauscher an die Umgebung abzugeben und dem Kühlmittel die aufgenommene Wärmeenergie wieder zu entziehen. Eine derartige Ausgestaltung des Kühlsystems würde zu einer Verminderung der einzubauenden Komponenten führen, was wiederum zu u.a. Gewichtseinsparungen und zur Verminderung von Bauraum und Fertigungskosten führt.A possibly advantageous embodiment of the cooling system according to the invention provides that all electrical or electronic component and the heat exchanger for the air conditioning of the interior of the same, in particular the same, coolant are flowed through. Thus, it would be possible to deliver the heat energy absorbed by the coolant via a central heat exchanger to the environment and to withdraw the coolant absorbed heat energy again. Such a design of the cooling system would lead to a reduction of the components to be installed, which in turn leads to u.a. Saves weight and reduces space and manufacturing costs.

Es kann vorteilhaft sein, wenn genau ein Kühlkreislauf zum Klimatisieren des Elektromotors, des Energiespeichers und des Innenraums vorhanden ist.It may be advantageous if exactly one cooling circuit for conditioning the electric motor, the energy storage and the interior is present.

Der Einsatz genau eines Kühlkreislaufes zum Klimatisieren des Elektromotors, des Energiespeichers und des Innenraums hat den Vorteil, dass weniger Einzelteile, insbesondere Zu- und Ableitungen zu den einzelnen Komponenten oder elektrischen oder elektronischen Bauteilen, verbaut werden müssen. Dies senkt die Kosten und ermöglicht einen schnelleren Einbau.The use of exactly one cooling circuit for conditioning the electric motor, the energy storage device and the interior has the advantage that fewer individual parts, in particular supply and discharge lines to the individual components or electrical or electronic components, must be installed. This reduces costs and allows faster installation.

Das erfindungsgemäße Gehäuse, insbesondere ein Elektromotor- oder Energiespeichergehäuse, oder die erfindungsgemäße Halterung, insbesondere eine Energiespeicherhalterung, für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil, insbesondere für einen Elektromotor oder einen Energiespeicher, ist mittels eines Gussverfahrens, insbesondere mittels eines Druckguss-, Vakuumdruckguss-, Schwerkraftkokillenguss-, Gegendruckguss- oder Niederdruckgussverfahrens, hergestellt und weist zumindest in einem Teilbereich des Gehäuses oder der Halterung wenigstens einen Kühlmittelkanal auf, wobei der Kühlmittelkanal in das Gehäuse oder die Halterung eingegossen ist und der Kühlmittelkanal eine durchströmbare Querschnittsfläche kleiner 20 mm2, bevorzugt kleiner 12,6 mm2, besonders bevorzugt kleiner 7 mm2, ganz besonders bevorzugt kleiner 3,1 mm2, ganz besonders bevorzugt kleiner 0,8 mm2, aufweist. Die Innenradien r der Kühlmittelkanäle sind kleiner oder gleich r=2,5 mm, bevorzugt r=2 mm, besonders bevorzugt r=1,5 mm, ganz besonders bevorzugt r=1 mm, ganz besonders bevorzugt r=0,5 mm.The housing according to the invention, in particular an electric motor or energy storage housing, or the holder according to the invention, in particular an energy storage holder for an electrical or electronic component, in particular for an electric motor or an energy storage is by means of a casting process, in particular by means of a die casting, Vakuumdruckguss-, gravity chill casting -, counter-pressure casting or low-pressure casting method, and has at least in a portion of the housing or the holder at least one coolant channel, wherein the coolant channel is poured into the housing or the holder and the coolant channel has a flow-through cross-sectional area less than 20 mm 2 , preferably less than 12, 6 mm 2 , particularly preferably less than 7 mm 2 , very particularly preferably less than 3.1 mm 2 , very particularly preferably less than 0.8 mm 2 . The inner radii r of the coolant channels are less than or equal to r = 2.5 mm, preferably r = 2 mm, more preferably r = 1.5 mm, most preferably r = 1 mm, most preferably r = 0.5 mm.

Zur Klimatisierung der Komponente oder des elektrischen oder elektronischen Bauteils ist die Komponente oder das elektrische oder elektronische Bauteil zumindest teilweise in dem Gehäuse oder der Halterung angeordnet. Dabei ist unter einem Gehäuse auch ein umgebendes eigenständiges Bauteil, wie beispielsweise der Stator eines Elektromotors, oder ein Motorblock eines Verbrennungsmotors zu verstehen. Bei einer Energiespeicherhalterung kann es sich insbesondere um eine sogenannte Batteriewanne handeln, die den Energiespeicher aufnimmt und lediglich teilweise umgibt.For air conditioning of the component or the electrical or electronic component, the component or the electrical or electronic component is at least partially disposed in the housing or the holder. Here, a housing is also a surrounding independent component, such as the stator of an electric motor, or to understand an engine block of an internal combustion engine. An energy storage holder may in particular be a so-called battery trough, which receives the energy store and only partially surrounds it.

Über Anschlussleitungen wird das Kühlmittel in die Kühlkanäle eingeleitet und durchströmt das Gehäuse oder die Halterung. Die von den elektrischen oder elektronischen Bauteilen abgegebene Wärmeenergie wird an das Kühlmittel weitergeleitet und über das Kühlmittel aus dem Gehäuse oder der Halterung abtransportiert. Anschließend wird die Wärmeenergie dem Kühlmittel wieder entzogen, bevor es erneut dem gleichen oder einem anderen elektrischen oder elektronischen Bauteil zugeführt wird.Via connecting lines, the coolant is introduced into the cooling channels and flows through the housing or the holder. The heat energy emitted by the electrical or electronic components is passed on to the coolant and removed via the coolant from the housing or the holder. Subsequently, the heat energy is removed from the coolant before it is again supplied to the same or another electrical or electronic component.

Für eine effektive Kühlung des elektrischen oder elektronischen Bauteils ist es entscheidend, dass die von dem elektrischen oder elektronischen Bauteil abgegebene Wärmeenergie effizient abtransportiert wird. Entscheidend dabei sind unter anderem der Wärmetransport von dem elektrischen oder elektronischen Bauteil zum Kühlmittel, das Kühlmittelvolumen pro Kühlmittelkanalabschnitt und die Mantelfläche des Kühlmittelkanals pro Kühlmittelkanalabschnitt über welche die Wärmeenergie an das Kühlmittel abgegeben wird. For effective cooling of the electrical or electronic component, it is crucial that the heat energy emitted by the electrical or electronic component is transported away efficiently. Decisive here are, among other things, the heat transfer from the electrical or electronic component to the coolant, the coolant volume per coolant channel section and the lateral surface of the coolant channel per coolant passage section through which the heat energy is released to the coolant.

Bei der Auswahl der richtigen Parameter ist darauf zu achten, dass eine größere Mantelfläche des Kühlmittelkanals einen schnelleren Wärmetransport und Übertrag der Wärmeenergie an das Kühlmittel ermöglicht. Eine größere Mantelfläche bedeutet jedoch zumeist eine größeres Volumen und folglich eine größere Menge Kühlmittel, was zu erhöhten Kosten führt. Die Mantelfläche pro Kühlmittelkanalabschnitt skaliert mit 1/r wohingegen das Volumen pro Kühlmittelkanalabschnitt mit 1/r2 skaliert.When choosing the right parameters, it must be ensured that a larger lateral surface of the coolant channel enables faster heat transfer and transfer of heat energy to the coolant. However, a larger lateral surface usually means a larger volume and consequently a larger amount of coolant, which leads to increased costs. The lateral area per coolant channel section scales with 1 / r whereas the volume per coolant channel section scales with 1 / r 2 .

Der Kühlmittelkanal und die Mantelfläche dürfen jedoch auch nicht zu klein dimensioniert werden, da in einem solchen Fall das Kühlmittelvolumen pro Kühlmittelkanalabschnitt nicht ausreichen könnte, um die gesamte Wärmeenergie aufzunehmen, was zu einer unzureichenden Kühlung des elektrischen oder elektronischen Bauteils führen würde.However, the coolant channel and the lateral surface must not be dimensioned too small, since in such a case, the coolant volume per coolant passage section might not be sufficient to absorb the entire heat energy, which would lead to insufficient cooling of the electrical or electronic component.

Ein vorteilhaftes Verhältnis von Mantelfläche zu Kühlmittelvolumen ist bei einer durchströmbaren Querschnittsfläche von weniger als 20 mm2 gegeben.An advantageous ratio of lateral surface to coolant volume is given with a flow-through cross-sectional area of less than 20 mm 2 .

Um die Kosten bei der Produktion eines erfindungsgemäßen Gehäuses oder einer erfindungsgemäßen Halterung zu reduzieren, ist es zweckmäßig das Gehäuse oder die Halterung in einem Gussverfahren, insbesondere mittels eines Druckguss-, Vakuumdruckguss-, Schwerkraftkokillenguss-, Gegendruckguss- oder Niederdruckgussverfahrens, herzustellen.In order to reduce the costs in the production of a housing according to the invention or a holder according to the invention, it is expedient to produce the housing or the holder in a casting process, in particular by means of die casting, vacuum die casting, gravity die casting, counter pressure casting or low pressure casting.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal ein Mantelflächen-Volumen-Verhältnis zwischen 0,1 und 2 pro Raumeinheit, bevorzugt zwischen 0,2 und 1 pro Raumeinheit, aufweist.It can be advantageous if the coolant channel has a lateral surface to volume ratio of between 0.1 and 2 per unit of room, preferably between 0.2 and 1 per unit of room.

Wie bereits erläutert, ist unter anderem das Verhältnis zwischen Mantelfläche des Kühlmittelkanals pro Kühlmittelkanalabschnitt und Kühlmittelvolumen pro Kühlmittelkanalabschnitt für einen effizienten Wärmetransport der vom elektrischen oder elektronischen Bauteil abgeführten Wärmeenergie zu dem Kühlmittel wichtig. Ein Mantelflächen-Volumen-Verhältnis zwischen 0,1 und 2 pro Raumeinheit, bevorzugt zwischen 0,2 und 1 pro Raumeinheit, hat sich als vorteilhaft und kostengünstig erwiesen.As already explained, inter alia, the ratio between the lateral surface of the coolant channel per coolant channel section and the coolant volume per coolant channel section is important for efficient heat transport of the heat energy dissipated by the electrical or electronic component to the coolant. A lateral surface to volume ratio of between 0.1 and 2 per unit of room, preferably between 0.2 and 1 per unit of space, has proven to be advantageous and cost-effective.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Gehäuse oder die Halterung aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, welche eine Wärmeleitfähigkeit λ von größer 10 W/(m · K), bevorzugt größer 50 W/(m · K), besonders bevorzugt größer 100 W/(m · K), ganz besonders bevorzugt größer 150 W/(m · K), aufweist.It may be advantageous if the housing or the holder consists of a metal or a metal alloy, in particular aluminum or an aluminum alloy, which has a thermal conductivity λ of greater than 10 W / (m · K), preferably greater than 50 W / (m · K) , particularly preferably greater than 100 W / (m · K), very particularly preferably greater than 150 W / (m · K).

Um die von dem elektrischen oder elektronischen Bauteil abgegebene Wärmeenergie abtransportieren zu können, ist es entscheidend, dass die Wärmeenergie zunächst effizient zu dem Kühlmittelkanal transportiert wird. Dieser Wärmetransport erfolgt maßgeblich über das Gehäuse oder die Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils, in welche die Kühlmittelkanäle eingelassen sind. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft für das Gehäuse oder die Halterung ein Metall oder eine Metalllegierung einzusetzen, die eine möglichst große Wärmeleitfähigkeit aufweist, um die Wärmeenergie möglichst schnell zu den Kühlmittelkanälen zu transportieren.In order to be able to carry away the heat energy emitted by the electrical or electronic component, it is crucial that the thermal energy is first efficiently transported to the coolant channel. This heat transfer takes place mainly on the housing or the holder of the electrical or electronic component, in which the coolant channels are embedded. For this reason, it is advantageous for the housing or the holder to use a metal or a metal alloy, which has the greatest possible thermal conductivity in order to transport the heat energy as quickly as possible to the coolant channels.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal einen runden, halbrunden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.It may be advantageous if the coolant channel has a round, semicircular, oval or rectangular cross-section.

Ein runder Querschnitt des Kühlmittelkanals bietet sich insbesondere immer dann an, wenn der Kühlmittelkanal von einem oder mehreren elektrischen oder elektronischen Bauteilen umgeben ist und folglich die Wärmeenergie aus unterschiedlichen Raumrichtungen zu dem Kühlmittelkanal transportiert wird.A round cross-section of the coolant channel is particularly suitable whenever the coolant channel is surrounded by one or more electrical or electronic components and consequently the heat energy is transported from different spatial directions to the coolant channel.

Dahingegen bietet sich beispielsweise ein Kühlmittelkanal mit einer halbrunden Querschnittsfläche an, wenn die Wärmeenergie lediglich von einer Seite zu dem Kühlmittelkanal transportiert wird. In diesem Fall könnte die abgerundete Seite des Kühlmittelkanals zu dem elektrischen oder elektronischen Bauteil ausgerichtet sein und somit die Mantelfläche, die für die Abgabe der Wärmeenergie an das Kühlmittel von entscheidender Bedeutung ist, vergrößert werden ohne das Kühlmittelvolumen zu vergrößern. Somit kann ein ideales Mantelflächen-Volumen-Verhältnis des Kühlmittelkanals erreicht werden.On the other hand, for example, offers a coolant channel with a semi-circular cross-sectional area, when the heat energy is transported only from one side to the coolant channel. In this case, the rounded side of the coolant channel could be aligned to the electrical or electronic component and thus the lateral surface, which is crucial for the release of heat energy to the coolant, increased without increasing the volume of coolant. Thus, an ideal lateral surface to volume ratio of the coolant channel can be achieved.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal schleifenförmig oder spiralförmig oder mäanderförmig in dem Gehäuse oder der Halterung angeordnet ist.It can be advantageous if the coolant channel is arranged in the form of a loop or in a spiral or meandering manner in the housing or the holder.

Unter einer spiralförmigen Anordnung ist dabei insbesondere eine Anordnung der einzelnen Windungen in einer Ebene, ähnlich einer Uhrenfeder, oder eine Anordnung in der zwischen den einzelnen Windungen ein vertikaler Abstand besteht, ähnlich einer Sprungfeder, zu verstehen. Auch eine Kombination ist möglich.Under a helical arrangement is in particular an arrangement of the individual turns in a plane, similar to a clock spring, or an arrangement in which between the individual turns a vertical distance, similar to a spring to understand. A combination is possible.

Eine spiralförmige Anordnung mit einem vertikalen Abstand zwischen den einzelnen Windungen kann sich immer dann als vorteilhaft erweisen, wenn das elektrische oder elektronische Bauteil zumindest teilweise im Inneren der Spirale angeordnet werden kann. Eine derartige Anordnung würde zu einem gleichmäßen Wärmetransport in unterschiedliche Raumrichtungen führen. A helical arrangement with a vertical distance between the individual windings can always prove to be advantageous if the electrical or electronic component can be arranged at least partially in the interior of the spiral. Such an arrangement would lead to a uniform heat transport in different directions in space.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal in dem Gehäuse oder der Halterung ausgebildet ist.It may be advantageous if the coolant channel is formed in the housing or the holder.

Die Ausbildung des Kühlmittelkanals in dem Gehäuse oder der Halterung ermöglicht es, ein fertig vormontiertes Bauteil zur Verfügung zu stellen, an welches lediglich die Zu- und Ableitungen für das Kühlmittel angeschlossen werden müssen. Folglich wird bei der Endmontage Zeit und somit Geld gespart.The formation of the coolant channel in the housing or the holder makes it possible to provide a completely pre-assembled component, to which only the supply and discharge lines for the coolant must be connected. Consequently, the final assembly time and money is saved.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal mittels eines Kühlmittelkanalkörpers ausgebildet ist, welcher in das Gehäuse oder die Halterung eingegossen ist.It may be advantageous if the coolant channel is formed by means of a coolant channel body which is cast into the housing or the holder.

Für die Ausbildung des Kühlmittelkanals in einem gegossenen Gehäuse oder einer gegossenen Halterung existieren grundlegend zwei unterschiedliche Methoden. Zum einen lässt sich der Kühlmittelkanal mittels eines Schiebers realisieren, welcher vor dem Gießvorgang in die Gießform eingefahren und nach dem Gießvorgang aus dem Gussstück entformt wird. Mit dieser Methode lässt sich jedoch nur eine begrenzte Anzahl an Geometrien erzeugen.There are basically two different methods for forming the coolant channel in a cast housing or cast fixture. On the one hand, the coolant channel can be realized by means of a slide, which is moved into the casting mold before the casting process and removed from the casting after the casting process. However, this method can only produce a limited number of geometries.

Bei der zweiten Methode wird ein Kern vor dem Gießvorgang in die Gießform eingelegt und in das Gussstück mit eingegossen. Nach dem Gießvorgang wird der Kern aus dem Gussstück entfernt. Da es prinzipiell möglich ist einen Kern in eine beliebige Form oder Geometrie zu pressen, ist diese Methode zu bevorzugen. Dabei ist es möglich den Kühlmittelkanalkörper komplett als Kern auszubilden, der vollständig aus dem Gussstück entfernt wird, oder als Kühlmittelkanalkörper auszubilden, der aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt (Hybrid-Kühlmittelkanalkörper) ist. Im letzteren Fall würde ein Teil des Kühlmittelkanalkörpers im Gussstück verbleiben und zumindest teilweise den Kühlmittelkanal ausbilden.In the second method, a core is inserted into the casting mold before the casting process and cast into the casting. After casting, the core is removed from the casting. Since it is possible in principle to press a core into any shape or geometry, this method is to be preferred. In this case, it is possible to form the coolant channel body completely as a core, which is completely removed from the casting, or as a coolant channel body, which is composed of different materials (hybrid coolant channel body). In the latter case, a part of the coolant channel body would remain in the casting and at least partially form the coolant channel.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanalkörper aus Metall, Keramik, Sand und/oder Salz besteht.It can be advantageous if the coolant channel body consists of metal, ceramic, sand and / or salt.

Für einen nach dem Gießvorgang vollständig zu entfernenden Kern haben sich die Materialien Sand oder Salz als vorteilhaft erwiesen.For a completely to be removed after the casting core, the materials sand or salt have proven to be advantageous.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanalkörper vollständig aus dem Gehäuse oder der Halterung nach dem Gießvorgang entfernbar/entfernt ist und einen durchströmbaren Hohlraum ausbildet.It can be advantageous if the coolant channel body is completely removable / removed from the housing or the holder after the casting process and forms a cavity through which it can flow.

Es kann vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Teil des Kühlmittelkanalkörpers nach dem Gießvorgang in dem Gehäuse oder der Halterung verbleibt und einen durchströmbaren Hohlraum ausbildet.It may be advantageous if at least a part of the coolant channel body remains in the housing or the holder after the casting process and forms a cavity through which it can flow.

Der Einsatz von Kühlmittelkanalkörpern die nach dem Gießvorgang zumindest teilweise in dem Gehäuse oder der Halterung verbleiben weißt den Vorteil auf, dass die Mantelfläche des Kühlmittelkanals aus einem anderen Material hergestellt sein kann, als das eigentliche Gehäuse oder die Halterung. Vorteilhafterweise wird in einem solchen Fall für den Kühlmittelkanal ein Material eingesetzt, das gegenüber dem Material das Gehäuses oder der Halterung eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweist.The use of coolant channel bodies which remain after the casting at least partially in the housing or the holder have the advantage that the lateral surface of the coolant channel can be made of a different material than the actual housing or the holder. Advantageously, in such a case, a material is used for the coolant channel, which has an improved thermal conductivity compared to the material of the housing or of the holder.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanalkörper eine Wandstärke von 3 mm oder weniger als 3 mm, bevorzugt 2 mm oder weniger als 2 mm, besonders bevorzugt 1 mm oder weniger als 1 mm, aufweist.It can be advantageous if the coolant channel body has a wall thickness of 3 mm or less than 3 mm, preferably 2 mm or less than 2 mm, particularly preferably 1 mm or less than 1 mm.

Der Wärmetransport erfolgt umso besser, je größer der Temperaturgradient zwischen der Mantelfläche des Kühlmittelkanalkörpers und dem Kühlmittel ist. Je geringer die Wandstärke des Kühlmittelkanalkörpers ist, desto größer der Temperaturgradient.The heat transfer is better, the greater the temperature gradient between the lateral surface of the coolant channel body and the coolant. The smaller the wall thickness of the coolant channel body, the larger the temperature gradient.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanalkörper zur besseren Anbindung des Kühlmittelkanalkörpers an das Gehäuse oder die Halterung eine Struktur oder Beschichtung aufweist.It can be advantageous if the coolant channel body has a structure or coating for better connection of the coolant channel body to the housing or the holder.

Für den Fall, dass der Kühlmittelkanalkörper nach dem Gießvorgang vollständig aus dem Gussstück entfernt wird, kann die Oberfläche des Kühlmittelkanalkörpers, welche eine Negativkontur zum späteren Formhohlraum bildet, dazu genutzt werden die Innenseite der Kühlmittelkanäle mit einer vorteilhaften Oberflächenstruktur zu versehen.In the event that the coolant channel body is completely removed from the casting after the casting process, the surface of the coolant channel body, which forms a negative contour to the subsequent mold cavity, can be used to provide the inside of the coolant channels with an advantageous surface structure.

Für den Fall, dass der Kühlmittelkanalkörper zumindest teilweise in dem Gehäuse oder der Halterung verbleibt, ist es möglich, an der Außenseite des Kühlmittelkanalkörpers Fortsätze, Rillen oder Riefen anzuordnen, die in das Material des Gehäuses oder der Halterung hineinragen und somit die Mantelfläche des Kühlmittelkanals vergrößern und gleichzeitig ein besseres Anhaften des Kühlmittelkanalkörpers an dem Gussstück ermöglichen.In the event that the coolant channel body at least partially remains in the housing or the holder, it is possible to arrange on the outside of the coolant channel body extensions, grooves or grooves, which protrude into the material of the housing or the holder and thus increase the lateral surface of the coolant channel and at the same time allow a better adhesion of the coolant channel body to the casting.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die lokale Kühlmittelkanaldichte größer 1/10 pro cm3, bevorzugt 1/5 pro cm3, besonders bevorzugt 1/2 pro cm3, ganz besonders bevorzugt 1 pro cm3, ist.It may be advantageous if the local coolant channel density is greater than 1/10 per cm 3 , preferably 1/5 per cm 3 , particularly preferably 1/2 per cm 3 , very particularly preferably 1 per cm 3 .

Als Kühlmittelkanaldichte ist dabei die Anzahl an Kühlmittelkanälen oder Kühlmittelkanalabschnitten pro Volumeneinheit des Gehäuses oder der Halterung gemeint. Die Kühlmittelkanaldichte ist lokal und nicht gemittelt über das gesamte Gehäuse oder die gesamte Halterung zu betrachten und kann sich über das Gehäuse oder die Halterung verteilt ändern. The coolant channel density here means the number of coolant channels or coolant channel sections per unit volume of the housing or the holder. The coolant channel density is local and not averaged over the entire enclosure or the entire fixture and may change throughout the enclosure or fixture.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die lokale Kühlmittelkanaldichte in Bereichen mit wärmeenergieabgebenden Bauteilen größer ist, als in anderen Bereichen.It may be advantageous if the local coolant channel density is greater in regions with heat-emitting components than in other regions.

Die lokale Kühlmittelkanaldichte ist im Gehäuse oder der Halterung ist von der Anordnung der Wärmeenergie abgebenden elektrischen oder elektronischen Bauteile abhängig. So ist die Kühlmittelkanaldichte in Bereichen, in denen viel Wärmeenergie an das Gehäuse oder die Halterung abgegeben wird höher als in anderen Bereichen.The local coolant channel density is in the housing or the holder is dependent on the arrangement of the thermal energy donating electrical or electronic components. Thus, the coolant channel density is higher in areas where much heat energy is delivered to the housing or fixture than in other areas.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal in unmittelbarer Umgebung zum wärmeenergieabgebenden, elektrischen oder elektronischen Bauteil angeordnet ist.It can be advantageous if the coolant channel is arranged in the immediate vicinity of the heat energy-emitting, electrical or electronic component.

Kühlmittelkanäle wurden bislang aus konstruktionstechnischen Gründen stets nahe der Oberfläche des zu kühlenden Bauteils angeordnet. Erst durch die Verwendung von Kühlmittelkanälen mit einem Durchmesser kleiner 5 mm ist es möglich, Kühlmittelkanäle gezielt in Gussstücken anzuordnen. Insbesondere ist dadurch erstmals das Anordnen der Kühlmittelkanäle in direkter Umgebung zu den wärmeenergieabgebenden, elektrischen oder elektronischen Bauteilen möglich.Coolant channels have been arranged for constructional reasons, always near the surface of the component to be cooled. Only through the use of coolant channels with a diameter smaller than 5 mm, it is possible to arrange coolant channels targeted in castings. In particular, this makes it possible for the first time to arrange the coolant channels in direct surroundings to the heat-energy-emitting, electrical or electronic components.

Folglich kann die Strecke zwischen dem elektrischen oder elektrischen Bauteil und dem Kühlmittelkanal minimiert werden, was wiederum zu einem schnelleren Abtransport der Wärmeenergie führt.Consequently, the distance between the electrical or electrical component and the coolant channel can be minimized, which in turn leads to a faster removal of heat energy.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Materialstärke des Gehäuses oder der Halterung zwischen zwei benachbarten Kühlmittelkanälen oder Kühlmittelkanalabschnitten mindestens 3 mm beträgt.It may be advantageous if the material thickness of the housing or the holder between two adjacent coolant channels or coolant channel sections is at least 3 mm.

Ziel ist es die Wandstärke zwischen zwei Kühlmittelkanälen oder zwei Kühlmittelkanalabschnitten so gering wie möglich zu machen, um eine hohe Kühlmittelkanaldichte und damit einhergehend einen schnellen Abtransport von Wärmeenergie zu ermöglichen. Die minimale Materialstärke ist dabei durch die in dem Kühlmittelkanal zu erwartenden Drücke sowie konstruktiv begrenzt. Es muss gewährleistet werden, dass das Gussmaterial während des Gießvorgangs problemlos zwischen die Kühlmittelkanalkörper eindringen und das spätere Gussstück ausbilden kann, ohne dass es zu Schwachstellen im Material kommt.The aim is to make the wall thickness between two coolant channels or two coolant channel sections as low as possible, in order to allow a high coolant channel density and, consequently, a rapid removal of heat energy. The minimum material thickness is limited by the expected in the coolant channel pressures and design. It must be ensured that the casting material can easily penetrate between the coolant channel body during the casting process and form the subsequent casting, without resulting in weak points in the material.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das Kühlmittel Kohlenstoffdioxid, insbesondere R744, oder ein Fluorkohlenwasserstoff, insbesondere R134a oder R1234yf, ist.It may be advantageous if the coolant is carbon dioxide, in particular R744, or a fluorohydrocarbon, in particular R134a or R1234yf.

Die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen zur Kühlung beruht auf dem Prinzip eines einphasigen Wärmetransports. Hingegen findet bei der Verwendung von Kohlenstoffdioxid ein Phasenübergang des Kühlmittels zwischen einer flüssigen und einer gasförmigen Phase statt. Die zur Verdampfung benötigte Energie wird dabei dem zu kühlenden Bauteil entzogen. Es wird von einem zweiphasigen Wärmetransport gesprochen.The use of fluorocarbons for cooling is based on the principle of a single-phase heat transfer. On the other hand, with the use of carbon dioxide, a phase transition of the coolant takes place between a liquid and a gaseous phase. The energy required for evaporation is removed from the component to be cooled. It is spoken of a two-phase heat transfer.

Das Prinzip der Kühlung beruht dabei nicht auf dem Erwärmen und Abkühlen des Kühlmittels, wie dies beispielsweise bei Wasser der Fall wäre, sondern vielmehr darauf, dass das Kühlmittel bei konstantem Druck und/oder konstanter Temperatur eine Phasenänderung durchläuft.The principle of cooling is not based on the heating and cooling of the coolant, as would be the case for example with water, but rather on the fact that the coolant undergoes a phase change at a constant pressure and / or temperature.

Die Verwendung von Kohlenstoffdioxid als Kühlmittel hat den Vorteil, dass bei gleicher Masse an Kühlmittel eine deutlich größere Menge Wärmeenergie abgeführt werden kann. Die Verdampfungsenthalpie von Kohlenstoffdioxid bei -20 °C beträgt 282 J/g. Folglich ist es möglich für einen gelichbleibenden Abtransport von Wärmeenergie Kühlmittelkanäle mit einem deutlich geringeren durchströmbaren Querschnitt einzusetzen.The use of carbon dioxide as a coolant has the advantage that with the same mass of coolant a significantly larger amount of heat energy can be dissipated. The enthalpy of evaporation of carbon dioxide at -20 ° C is 282 J / g. Consequently, it is possible for a lasting removal of heat energy coolant channels with a much smaller flow-through cross-section.

Idealerweise liegt das Kühlmittel am Anfang des zu durchfließenden Kühlmittelkanals in einer flüssigen Phase vor. Beim Durchströmen des Kühlmittelkanals entzieht das Kühlmittel der Umgebung, insbesondere dem elektrischen oder elektronischen Bauteil, Wärmeenergie. Das Kühlmittel erwärmt sich und ändert zumindest teilweise seine Phase von flüssig zu gasförmig.Ideally, the coolant is present in a liquid phase at the beginning of the coolant channel to be flowed through. As it flows through the coolant channel, the coolant extracts heat energy from the environment, in particular the electrical or electronic component. The coolant heats up and at least partially changes its phase from liquid to gaseous.

Idealerweise werden die äußeren Parameter, wie insbesondere Druck, so eingestellt, dass sich während des Durchlaufens des Kühlmittelkanals das Kühlmittel in einem Koexistenzbereich zwischen flüssiger und gasförmiger Phase aufhält.Ideally, the external parameters, such as, in particular, pressure, are adjusted so that the coolant stays in a coexistence range between the liquid and gaseous phases during the passage through the coolant channel.

Nachdem das Kühlmittel den Kühlmittelkanal durchströmt hat, liegt das Kühlmittel zumindest teilweise in gasförmiger Phase vor.After the coolant has flowed through the coolant channel, the coolant is present at least partially in the gaseous phase.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der Kühlmittelkanal einem Innendruck von wenigstens 80 bar, bevorzugt von wenigstens 100 bar, besonders bevorzugt von wenigstens 120 bar standhält.It may be advantageous if the coolant channel withstands an internal pressure of at least 80 bar, preferably of at least 100 bar, particularly preferably of at least 120 bar.

Für eine optimale Kühlung mittels eines zweiphasigen Kühlmittels ist es notwendig, das Kühlmittel in einem Koexistenzbereich zwischen seiner flüssigen und seiner gasförmigen Phasen zu halten. Je höher die Temperatur ist, desto größer muss auch der Druck sein, um das Kühlmittel in seinem Koexistenzbereich zu halten. So können insbesondere bei Kohlenstoffdioxid je nach vorgegebener Temperatur für das Kühlmittel Drücke über 120 bar in den Kühlmittelkanälen entstehen.For optimum cooling by means of a two-phase coolant, it is necessary to maintain the coolant in a coexistence region between its liquid and its gaseous phases. The higher the temperature, the greater the pressure must be to keep the coolant in its coexistence range. Thus, in particular with carbon dioxide, depending on the given temperature for the coolant, pressures of more than 120 bar can arise in the coolant channels.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem kann auch dafür eingesetzt werden, das elektrische oder elektronische Bauteil zu erwärmen. Ein derartiger Einsatz erscheint immer dann als zweckmäßig, wenn aufgrund von äußeren Bedingungen, insbesondere tiefen Außentemperaturen, das elektrische oder elektronische Bauteil so weit abgekühlt wird, dass es nicht mehr in seinem optimalen Leistungsbereich betrieben wird. In einem solchen Fall ist es möglich, dem elektrischen oder elektronischen Bauteil Wärmeenergie zuzuführen. In diesem Sinne ist festzuhalten, dass wenn bei obigen Ausführungen von Klimatisieren oder Kühlen gesprochen wurde, dies stets als Klimatisieren, insbesondere Kühlen oder Erwärmen, aufzufassen ist. The cooling system according to the invention can also be used to heat the electrical or electronic component. Such an application always appears to be expedient if, due to external conditions, in particular low ambient temperatures, the electrical or electronic component is cooled to such an extent that it is no longer operated in its optimum power range. In such a case, it is possible to supply thermal energy to the electric or electronic component. In this sense, it should be noted that when it was spoken in the above statements of air conditioning or cooling, this always as air conditioning, especially cooling or heating, is to be understood.

Obige Ausführungen allgemein und speziell zu Elektromotoren sowie elektrischen oder elektronischen Bauteilen von Kraftfahrzeugen treffen auch auf Kraftfahrzeuge zu, die mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben werden.The above general and specific to electric motors and electrical or electronic components of motor vehicles also apply to motor vehicles that are driven by an internal combustion engine.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems ergibt sich, wenn als Kühlmittel Kohlenstoffdioxid eingesetzt wird und die in das zu kühlende Bauteil eingegossenen Kühlmittelkanäle einen Innendurchmesser von 1,7 mm bzw. eine durchströmbare Querschnittsfläche von ungefähr 2,27 mm2 aufweisen.An advantageous embodiment of the cooling system according to the invention is obtained if carbon dioxide is used as the coolant and the cast in the component to be cooled coolant passages have an inner diameter of 1.7 mm and a flow-through cross-sectional area of about 2.27 mm 2.

Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kühlsystems weist ein vorteilhaftes Verhältnis von Mantelfläche des Kühlmittelkanals zu Kühlmittelvolumen pro Kühlmittelkanalabschnitt auf. Dadurch wird ein schneller Wärmetransport über die Mantelfläche des Kühlmittelkanals ermöglicht und genügend Kühlmittel bereitgestellt, um die abzutransportierende Wärmeenergie aufzunehmen.Such a configuration of the cooling system according to the invention has an advantageous ratio of lateral surface of the coolant channel to coolant volume per coolant channel section. As a result, a faster heat transfer over the lateral surface of the coolant channel is made possible and sufficient coolant is provided to absorb the heat energy to be removed.

Claims (20)

Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, zum Klimatisieren eines Innenraums und/oder wenigstens eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, insbesondere eines Elektromotors und/oder eines Energiespeichers, wobei das Kühlsystem wenigstens einen Kühlkreislauf umfasst, welcher ein Kühlmittel zu einem Wärmetauscher für das elektrische oder elektronische Bauteil und/oder zu einem weiteren Wärmetauscher für den Innenraum transportiert, wobei der Wärmetauscher für das elektrische oder elektronische Bauteil in dem elektrischen oder elektronischen Bauteil oder einem Gehäuse des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder in einer Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils integriert und mittels wenigstens eines Kühlmittelkanals, welcher in massive Teile des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder in das Gehäuse des elektrischen oder elektronischen Bauteils oder in die Halterung des elektrischen oder elektronischen Bauteils eingegossen ist, realisiert ist.Cooling system for a motor vehicle, in particular an electric vehicle, for air conditioning an interior space and / or at least one electrical or electronic component, in particular an electric motor and / or an energy storage device, wherein the cooling system comprises at least one cooling circuit which a coolant to a heat exchanger for the electric or electronic component and / or transported to another heat exchanger for the interior, wherein the heat exchanger for the electrical or electronic component integrated in the electrical or electronic component or a housing of the electrical or electronic component or in a holder of the electrical or electronic component and by means of at least a coolant channel, which in solid parts of the electrical or electronic component or in the housing of the electrical or electronic component or in the holder of the electrical or electronic component is poured, is realized. Kühlsystem, insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Wärmetauscher zum Entziehen der Wärmeenergie aus dem Kühlmittel vorhanden ist.Cooling system, in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that exactly one heat exchanger for removing the heat energy from the coolant is present. Kühlsystem, insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Kühlkreislauf zum Klimatisieren des Elektromotors, des Energiespeichers und des Innenraums vorhanden ist.Cooling system, in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that exactly one cooling circuit for air conditioning of the electric motor, the energy storage and the interior is present. Gehäuse, insbesondere ein Elektromotor- oder Energiespeichergehäuse, oder Halterung, insbesondere eine Energiespeicherhalterung, für ein elektrisches oder elektronisches Bauteil, insbesondere für einen Elektromotor oder einen Energiespeicher, welches mittels eines Gussverfahrens, insbesondere mittels eines Druckguss-, Vakuumdruckguss-, Schwerkraftkokillenguss-, Gegendruckguss- oder Niederdruckgussverfahrens, hergestellt ist und zumindest in einem Teilbereich des Gehäuses oder der Halterung wenigstens einen Kühlmittelkanalaufweist, wobei der Kühlmittelkanal in das Gehäuse oder die Halterung eingegossen ist und der Kühlmittelkanal eine durchströmbare Querschnittsfläche kleiner 20 mm2, bevorzugt kleiner 12,6 mm2, besonders bevorzugt kleiner 7 mm2, ganz besonders bevorzugt kleiner 3,1 mm2, ganz besonders bevorzugt kleiner 0,8 mm2, aufweist.Housing, in particular an electric motor or energy storage housing, or holder, in particular an energy storage holder, for an electrical or electronic component, in particular for an electric motor or an energy storage, which by means of a casting process, in particular by means of a die casting, Vakuumdruckguss-, gravity chill casting, counter-pressure casting or low-pressure casting method, and at least in a partial region of the housing or the holder has at least one coolant channel, wherein the coolant channel is cast into the housing or the holder and the coolant channel has a flow-through cross-sectional area less than 20 mm 2 , preferably less than 12.6 mm 2 , especially preferably less than 7 mm 2 , very particularly preferably less than 3.1 mm 2 , very particularly preferably less than 0.8 mm 2 . Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse oder die Halterung aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, welche eine Wärmeleitfähigkeit λ von größer 10 W/(m · K), bevorzugt größer 50 W/(m · K), besonders bevorzugt größer 100 W/(m · K), ganz besonders bevorzugt größer 150 W/(m · K), aufweist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing or the holder consists of a metal or a metal alloy, in particular aluminum or an aluminum alloy, which has a thermal conductivity λ greater than 10 W / (m · K), preferred greater than 50 W / (m · K), more preferably greater than 100 W / (m · K), very particularly preferably greater than 150 W / (m · K). Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal einen runden, halbrunden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel has a round, semicircular, oval or rectangular cross-section. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal schleifenförmig oder spiralförmig oder mäanderförmig in dem Gehäuse oder der Halterung angeordnet ist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel loop-shaped or spiral or meander-shaped in the housing or the holder is arranged. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal in dem Gehäuse oder der Halterung ausgebildet ist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel is formed in the housing or the holder. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal mittels eines Kühlmittelkanalkörpers ausgebildet ist, welcher in das Gehäuse oder die Halterung eingegossen ist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel is formed by means of a coolant channel body, which is cast in the housing or the holder. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanalkörper aus Metall, Keramik, Sand und/oder Salz besteht.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel body made of metal, ceramic, sand and / or salt. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanalkörper vollständig aus dem Gehäuse oder der Halterung nach dem Gießvorgang entfernbar ist und einen durchströmbaren Hohlraum ausbildet.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel body is completely removable from the housing or the holder after the casting process and forms a permeable cavity. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Kühlmittelkanalkörpers nach dem Gießvorgang in dem Gehäuse oder der Halterung verbleibt und einen durchströmbaren Hohlraum ausbildet.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the coolant channel body remains after the casting process in the housing or the holder and forms a permeable cavity. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanalkörper eine Wandstärke von 3 mm oder weniger als 3 mm, bevorzugt 2 mm oder weniger als 2 mm, besonders bevorzugt 1 mm oder weniger als 1 mm, aufweist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel body has a wall thickness of 3 mm or less than 3 mm, preferably 2 mm or less than 2 mm, more preferably 1 mm or less than 1 mm. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanalkörper zur besseren Anbindung des Kühlmittelkanalkörpers an das Gehäuse oder die Halterung eine Struktur oder Beschichtung aufweist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel body for better connection of the coolant channel body to the housing or the holder has a structure or coating. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Kühlmittelkanaldichte größer 1/10 pro cm3, bevorzugt 1/5 pro cm3, besonders bevorzugt 1/2 pro cm3, ganz besonders bevorzugt 1 pro cm3, ist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the local coolant channel density greater than 1/10 per cm 3 , preferably 1/5 per cm 3 , more preferably 1/2 per cm 3 , most preferably 1 per cm 3 , is. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Kühlmittelkanaldichte in Bereichen mit wärmeenergieabgebenden Bauteilen größer ist, als in anderen Bereichen.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the local coolant channel density is greater in areas with heat energy-emitting components, as in other areas. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal in unmittelbarer Umgebung zum wärmeenergieabgebenden Bauteil angeordnet ist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel is arranged in the immediate vicinity of the heat energy-emitting component. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des Gehäuses oder der Halterung zwischen zwei benachbarten Kühlmittelkanälen oder Kühlmittelkanalabschnitten mindestens 3 mm beträgt.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the material thickness of the housing or the holder between two adjacent coolant channels or coolant channel sections is at least 3 mm. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel Kohlenstoffdioxid, insbesondere R744, oder ein Fluorkohlenwasserstoff, insbesondere R134a oder R1234yf, ist.Housing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant is carbon dioxide, in particular R744, or a fluorohydrocarbon, in particular R134a or R1234yf. Gehäuse oder Halterung insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal einem Innendruck von wenigstens 80 bar, bevorzugt von wenigstens 100 bar, besonders bevorzugt von wenigstens 120 bar standhältHousing or holder in particular according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel withstands an internal pressure of at least 80 bar, preferably of at least 100 bar, particularly preferably of at least 120 bar
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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