DE102018125044A1 - Control unit for a pump - Google Patents

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Clemens Ettingshausen
Theodor Hüser
Thierry Tetsague Koudjou
Christof Hille
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    • F01P2025/08—Temperature

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine Pumpe in einem Kühlmittelkreislauf, mit dem in der Pumpe erzeugte Wärme abtransportierbar ist, wobei mit dem Steuergerät ein Motor der Pumpe einstellbar ist, wobei mittels des Steuergeräts der Wirkungsgrad der Pumpe, insbesondere des Motors der Pumpe einstellbar ist.The invention relates to a control device for a pump in a coolant circuit, with which heat generated in the pump can be removed, with the control device a motor of the pump being adjustable, the efficiency of the pump, in particular the motor of the pump, being adjustable by means of the control device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine Pumpe in einem Kühlmittelkreislauf, mit dem in der Pumpe erzeugte Wärme abtransportierbar ist, wobei mit dem Steuergerät ein Motor der Pumpe einstellbar ist. Die Erfindung betrifft ebenso eine Anordnung aus einer Pumpe und dem Steuergerät, einen Kühlmittelkreislauf mit der Anordnung sowie ein Verfahren zum Temperieren einer Vorrichtung, die Teil des Kühlmittelkreislaufs ist.The invention relates to a control device for a pump in a coolant circuit, with which heat generated in the pump can be removed, a motor of the pump being adjustable with the control device. The invention also relates to an arrangement comprising a pump and the control device, a coolant circuit with the arrangement and a method for tempering a device which is part of the coolant circuit.

Kühlmittelkreisläufe dienen dazu, Vorrichtungen, insbesondere auch elektrische Vorrichtungen, in denen während des Betriebs Wärme entsteht, zu kühlen. Dazu werden die Vorrichtungen häufig über Wärmetauscher an Kühlmittelkreisläufe angeschlossen. Vorrichtungen, in denen im Betrieb Wärme entsteht, können zum Beispiel Batteriespeicher sein, wie sie auch in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden.Coolant circuits are used to cool devices, in particular also electrical devices, in which heat is generated during operation. For this purpose, the devices are often connected to coolant circuits via heat exchangers. Devices in which heat is generated during operation can be, for example, battery storage devices, as are also used in electric vehicles.

Batteriespeicher, aber sicherlich auch andere Vorrichtungen, sollen, um die Lebensdauer zu erhöhen, aber auch nicht bei zu kalten Temperaturen betrieben werden, da sie sonst Schaden nehmen können. Die Gefahr, dass während des Betriebs Wärme produzierende Vorrichtungen bei zu kalten Temperaturen betrieben werden, besteht insbesondere dann, wenn sie eingeschaltet werden. Batteriespeicher sollten vorzugsweise darüber hinaus auch beim Aufladen eine bestimmte Temperatur nicht unterschreiten.Battery storage devices, but certainly also other devices, should be operated in order to increase the service life, but also not at too cold temperatures, since they can otherwise be damaged. There is a particular risk that devices that produce heat during operation are operated at too cold temperatures when they are switched on. Battery storage should also preferably not fall below a certain temperature when charging.

Hier setzt die Erfindung an.This is where the invention comes in.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Funktion einer Pumpe dahingehend zu erweitern, dass sie auch als Wärmequelle zum Temperieren einer an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossenen Vorrichtung genutzt werden kann.The invention is based on the object of expanding the function of a pump such that it can also be used as a heat source for tempering a device connected to a coolant circuit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mittels des Steuergeräts der Wirkungsgrad der Pumpe, insbesondere des Motors der Pumpe einstellbar ist. Das Steuergerät kann so ausgeführt sein, dass der Wirkungsgrad der Pumpe, insbesondere des Motors so einstellbar ist, dass bei gleicher Nutzleistung die Verlustleistung, insbesondere die Wärmeleistung der Pumpe, insbesondere des Motors, erhöht oder vermindert wird. So kann bei gleicher Nutzleistung mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät die Wärme erhöht und/oder vermindert werden, die von dem Kühlmittelkreislauf dann zu der zu erwärmenden Vorrichtung transportiert wird.The object is achieved in that the efficiency of the pump, in particular the motor of the pump, can be set by means of the control device. The control unit can be designed in such a way that the efficiency of the pump, in particular the motor, can be adjusted such that the power loss, in particular the thermal output of the pump, in particular the motor, is increased or decreased with the same useful power. Thus, with the same useful power, the control device according to the invention can be used to increase and / or reduce the heat which is then transported from the coolant circuit to the device to be heated.

Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine Pumpe und ein erfindungsgemäßes Steuergerät zum Steuern der Pumpe. Der Motor der Pumpe kann durch einen von der Pumpe pumpbaren Kühlmittelstrom gekühlt werden.An arrangement according to the invention comprises a pump and a control device according to the invention for controlling the pump. The motor of the pump can be cooled by a coolant flow that can be pumped by the pump.

Eine erfindungsgemäße Anordnung kann zusammen mit einer zu temperierenden Vorrichtung Teil eines erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs sein, worin die zu temperierende Vorrichtung zumindest zeitweise durch eine Wärmeleistung der Pumpe erwärmt werden kann.An arrangement according to the invention, together with a device to be temperature-controlled, can be part of a coolant circuit according to the invention, in which the device to be temperature-controlled can be heated, at least temporarily, by a thermal output of the pump.

Eine Vorrichtung, die Teil eines erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufs ist, kann erfindungsgemäß so gesteuert werden, dass mit einem Temperatursensor eine Temperatur der zu temperierenden Vorrichtung erfasst wird und die erfasste Temperatur mit einer vorgegebenen Temperatur verglichen wird. In dem Fall, dass die erfasste Temperatur niedriger ist als die vorgegebene Temperatur, wird mittels der Steuerung der Pumpe die Pumpe so eingestellt, dass die Verlustleistung, insbesondere die Wärmeleistung der Pumpe erhöht ist. Durch die Pumpe wird zusätzlich Wärme erzeugt, die der zu temperierenden Vorrichtung zugeführt wird.A device that is part of a coolant circuit according to the invention can be controlled according to the invention in such a way that a temperature of the device to be temperature-controlled is detected with a temperature sensor and the detected temperature is compared with a predetermined temperature. In the event that the detected temperature is lower than the predetermined temperature, the pump is set by means of the control of the pump so that the power loss, in particular the heat output of the pump, is increased. The pump also generates heat, which is supplied to the device to be tempered.

In dem Fall, dass die erfasste Temperatur höher ist als die vorgegebene Temperatur kann mittels der Steuerung der Pumpe die Pumpe so eingestellt werden, dass die Verlustleistung, insbesondere die Wärmeleistung der Pumpe für die eingestellte Nutzleistung der Pumpe minimiert ist.In the event that the detected temperature is higher than the predetermined temperature, the pump can be set by means of the control of the pump such that the power loss, in particular the heat output of the pump is minimized for the set useful output of the pump.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislauf.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 in a schematic representation of a coolant circuit according to the invention.

Der erfindungsgemäße Kühlmittelkreislauf umfasst eine Pumpe 1 mit einem Motor und einer Steuerung 2 für die Pumpe, eine Vorrichtung 3, die zu temperieren ist, und einen Wärmetauscher 4.The coolant circuit according to the invention comprises a pump 1 with a motor and a control 2nd for the pump, a device 3rd which is to be tempered and a heat exchanger 4th .

Von der Pumpe 1 ausgehend wird ein Kühlmittelstrom über die Vorrichtung 3 zum Wärmetauscher 4 transportiert. In einem Dauerbetrieb wird dabei von dem Kühlmittelstrom durch die Vorrichtung 3 in der Vorrichtung 3 erzeugte Wärme aufgenommen, die durch den Kühlmittelstrom zum Wärmetauscher 4 gefördert wird. In dem Wärmetauscher wird dem Kühlmittelstrom die Wärme entzogen. Der dadurch abgekühlte Kühlmittelstrom wird zur Pumpe 1 transportiert, die den Druck des Kühlmittels erhöht, um es wieder zur Vorrichtung 3 zu fördern.From the pump 1 starting a coolant flow through the device 3rd to the heat exchanger 4th transported. In continuous operation, the coolant flow through the device 3rd in the device 3rd generated heat absorbed by the coolant flow to the heat exchanger 4th is promoted. The heat is extracted from the coolant flow in the heat exchanger. The coolant flow thus cooled becomes the pump 1 transported, which increases the pressure of the coolant to bring it back to the device 3rd to promote.

Die Pumpe 1 ist mittels der Steuerung 2 so eingestellt, dass der Wirkungsgrad für die gewünscht Nutzleistung möglichst hoch ist, die Pumpe also möglichst wenig Wärme produziert.The pump 1 is by means of the control 2nd set so that the efficiency for the desired output is as high as possible, i.e. the pump produces as little heat as possible.

Ist nun dagegen die Temperatur der Vorrichtung 3 kleiner als eine vorgegebene Temperatur, kann mittels der Steuerung die Pumpe mit einem schlechteren Wirkungsgrad betrieben werden. Die Pumpe, die selbst auch durch den von ihr geförderten Kühlmittelstrom gekühlt wird, gibt dann eine größere Wärmemenge an das Kühlmittel ab. Diese Wärme kann nun dazu genutzt werden, die Temperatur der Vorrichtung 3 zu erhöhen, so dass die Vorrichtung schneller die gewünschte Betriebstemperatur erreicht. Der Kühlmittelstrom wird dann, nachdem er die Vorrichtung 3 verlassen hat, über den Wärmetauscher 4 zurück zu Pumpe 1 gefördert.On the other hand, is the temperature of the device 3rd less than a predetermined temperature, the pump can be operated with a poorer efficiency by means of the control. The pump, which itself is also cooled by the coolant flow it pumps, then emits a larger amount of heat to the coolant. This heat can now be used to control the temperature of the device 3rd to increase so that the device reaches the desired operating temperature more quickly. The coolant flow is then, after having the device 3rd has left via the heat exchanger 4th back to pump 1 promoted.

Um ein Abkühlen des Kühlmittels während der Erwärmung der Vorrichtung 3 zu verhindern, könnte ein Bypass vorgesehen werden, mit dem der Wärmtauscher 4 umgangen wird. Dadurch könnte die Wärme zunächst im Kühlmittel behalten werden. Erst wenn die Vorrichtung die Betriebstemperatur erreicht hat, wird der Bypass geschlossen und das Kühlmittel mittels des Wärmetauschers abgekühlt.To cool the coolant while the device is heating 3rd to prevent a bypass could be provided with which the heat exchanger 4th is circumvented. This could initially keep the heat in the coolant. Only when the device has reached the operating temperature is the bypass closed and the coolant cooled by means of the heat exchanger.

BezugszeichenlisteReference list

11
Pumpepump
22nd
Steuerungcontrol
33rd
Vorrichtungcontraption
44th
WärmetauscherHeat exchanger

Claims (6)

Steuergerät für eine Pumpe in einem Kühlmittelkreislauf, mit dem in der Pumpe erzeugte Wärme abtransportierbar ist, wobei mit dem Steuergerät ein Motor der Pumpe einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuergeräts der Wirkungsgrad der Pumpe, insbesondere des Motors der Pumpe einstellbar ist.Control device for a pump in a coolant circuit with which heat generated in the pump can be removed, with the control device being able to set a motor of the pump, characterized in that the efficiency of the pump, in particular the motor of the pump, can be set by means of the control device. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkungsgrad der Pumpe, insbesondere des Motors dadurch einstellbar ist, dass bei gleicher Nutzleistung die Verlustleistung, insbesondere die Wärmeleistung der Pumpe, insbesondere des Motors einstellbar ist.Control unit after Claim 1 , characterized in that the efficiency of the pump, in particular the motor, is adjustable in that the power loss, in particular the thermal output of the pump, in particular the motor, is adjustable for the same useful power. Anordnung aus einer Pumpe und einem Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor der Pumpe durch einen von der Pumpe pumpbaren Kühlmittelstrom gekühlt werden kann.Arrangement of a pump and a control unit according to Claim 1 or 2nd , characterized in that the motor of the pump can be cooled by a pumpable coolant flow. Kühlmittelkreislauf mit einer zu temperierenden Vorrichtung und einer Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu temperierende Vorrichtung zumindest zeitweise durch eine Wärmeleistung der Pumpe erwärmbar ist.Coolant circuit with a device to be tempered and an arrangement according to Claim 3 , characterized in that the device to be tempered can be heated at least temporarily by a thermal output of the pump. Verfahren zum Temperieren einer Vorrichtung, die Teil eines Kühlmittelkreislaufs nach Anspruch 4 ist, gekennzeichnet dadurch, dass mit einem Temperatursensor eine Temperatur der zu temperierenden Vorrichtung erfasst wird und die erfasste Temperatur mit einer vorgegebenen Temperatur verglichen wird, und dass in dem Fall, dass die erfasste Temperatur niedriger ist als die vorgegebene Temperatur mittels der Steuerung der Pumpe die Pumpe so eingestellt wird, dass die Verlustleistung, insbesondere die Wärmeleistung der Pumpe erhöht ist.Method for tempering a device that is part of a coolant circuit Claim 4 is characterized in that a temperature of the device to be temperature-controlled is detected with a temperature sensor and the detected temperature is compared with a predetermined temperature, and in the event that the detected temperature is lower than the predetermined temperature by means of the control of the pump Pump is set so that the power loss, in particular the heat output of the pump is increased. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass die erfasste Temperatur höher ist als die vorgegebene Temperatur, mittels der Steuerung der Pumpe die Pumpe so eingestellt wird, dass die Verlustleistung, insbesondere die Wärmeleistung der Pumpe für die eingestellte Nutzleistung der Pumpe minimiert ist.Procedure according to Claim 5 , characterized in that, in the event that the detected temperature is higher than the predetermined temperature, the pump is set by means of the control of the pump such that the power loss, in particular the heat output of the pump is minimized for the set useful output of the pump.
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