DE102019008255A1 - Kühlsystem, Antriebsstrang, Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems - Google Patents

Kühlsystem, Antriebsstrang, Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems Download PDF

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Abstract

Ein Kühlsystem (2) für ein Fahrzeug (3) wird beschrieben. Das Kühlsystem (2) hat einen ersten Kühlmittelkreislauf (6), der eingerichtet ist zum Kühlen eines ersten Fahrzeugsystems (5), einen zweiten Kühlmittelkreislauf (23), der eingerichtet ist zum Kühlen eines zweiten Fahrzeugsystems (9, 13), einen ersten Radiator (46), und eine zweite Radiatoranordnung (70, 70'). Das Kühlsystem (2) hat weiterhin eine Ventilanordnung (8, 10), die steuerbar ist zwischen einem ersten Zustand, in dem der erste Radiator (46) in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (6) und die zweite Radiatoranordnung (70, 70') in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf (23), und einem zweiten Zustand, in dem die zweite Radiatoranordnung (70, 70') in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (6) und der erste Radiator (46) in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf (23). Die Beschreibung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang (1), ein Fahrzeug (3) und ein Verfahren (100) zum Steuern eines Kühlsystems (2).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Kühlsystem für ein Fahrzeug. Weiterhin betrifft die Beschreibung einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang und ein Verfahren zum Steuern des Kühlsystems eines Fahrzeuges.
  • HINTERGRUND
  • Zeitgemäße Fahrzeuge haben üblicherweise mehrere Kühlsysteme, die jeweils eingerichtet sind zum Kühlen eines Fahrzeugsystems, wie eines Verbrennungsmotors, eines elektrischen Antriebssystems, eines Retarders, eines Abwärme-Rückgewinnungssystems und dergleichen. Derartige Kühlsysteme haben üblicherweise einen oder mehrere Kühler, die eingerichtet sind zum Übertragen von Wärme aus dem Kühlsystem an die umgebende Luft.
  • Hybride elektrische Antriebsstränge nutzen zwei oder mehr verschiedene Antriebsarten, wie einen Verbrennungsmotor und ein elektrisches Antriebssystem. Im Allgemeinen hat ein Verbrennungsmotor eine geringe Energieeffizienz bei geringeren Antriebsleistungen und eine bessere Energieeffizienz bei höheren Antriebsleistungen. Ein elektrisches Antriebssystem hat üblicherweise eine große Energieeffizienz bei geringeren Antriebsleistungen und bei hohen Antriebsleistungen, jedoch ist die Speichermöglichkeit für elektrische Energie in dem Fahrzeug in der Regel nicht ausreichend, um längere Zeitspannen für einen Betrieb bei höheren Antriebsleistungen zu ermöglichen.
  • Deshalb sind einige hybride elektrische Antriebsstränge eingerichtet, zwischen elektrischem Antrieb und Verbrennungsmotor-Antrieb in Abhängigkeit von der Last umzuschalten, so dass der elektrische Antrieb bei geringer Last eingesetzt wird und der Verbrennungsmotor gestartet und betrieben wird bei höheren Lasten. Einige hybride elektrische Antriebsstränge sind eingerichtet, einen gleichzeitigen Betrieb des elektrischen Antriebssystems und des Verbrennungsmotors zu ermöglichen.
  • Die meisten zeitgemäßen hybriden elektrischen Antriebsstränge sind in der Lage, ein sogenanntes regeneratives Bremsen auszuführen, bei dem zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Fahrzeuges beim Bremsen des Fahrzeuges in elektrische Energie gewandelt wird. Die elektrische Energie kann in Batterien und/oder Kondensatoren für einen anschließenden Einsatz beim Antrieb des Fahrzeuges gespeichert werden. Auf diese Weise kann die Gesamt-Energieeffizienz des Fahrzeuges verbessert werden, insbesondere bei Fahrten in Bereichen, in denen häufig gestartet und angehalten wird, wie bei Fahrt in städtischen Umgebungen. Die Möglichkeit, Energie bei einem hybriden elektrischen Antriebsstrang einzusparen ist jedoch begrenzt oder geht sogar gegen Null, wenn mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, wie beispielsweise auf einer Autobahn.
  • Ein weiterer Vorteil hybrider elektrischer Antriebsstränge liegt darin, dass sie einen reinen elektrischen Antrieb ermöglichen in bestimmten Bereichen, wie städtischen Bereichen und weiteren Bereichen, bei denen es auf die Emission von Auspuffgasen und/oder Schallemissionen ankommt. Deshalb sind einige hybride elektrische Antriebsstränge eingerichtet, zwischen einem rein elektrischen Antrieb und einem reinen Verbrennungsmotorantrieb umzuschalten. Dies bietet Vorteile insbesondere für schwere Fahrzeuge, weil das Fahrzeug mit rein elektrischem Antrieb bei Fahrt in bestimmten Bereichen, wie in städtischen Bereichen, betrieben werden kann und auf einen Betrieb nur mit Verbrennungsmotorantrieb umgeschaltet werden kann, wenn mit konstant höheren Geschwindigkeiten gefahren wird, wie zum Beispiel auf Autobahnen. Auf diese Weise kann der Antriebsstrang niedrige Emissionspegel bezüglich Auspuffgasen und Lärm in hierfür kritischen Bereichen erzeugen, während der Verbrennungsmotor in Umständen betrieben werden kann, in denen er höchst effektiv ist, d.h. bei hoher Last, läuft. Auch kann das Fahrzeug mit angemessen großen Batterien ausgerüstet werden.
  • Im Allgemeinen haben Diesel-Motoren eine Energieeffizienz von bis zu 45%, typischerweise 30%, während Benzin-Motoren bei 40%, typischerweise bei 20% liegen. Auch wenn der Motor bei maximaler Effizienz betrieben wird, wird die von dem verbrauchten Treibstoff freigesetzte gesamte Wärmeenergie zum größten Teil als Wärme abgegeben, ohne in Nutzarbeit umgesetzt zu werden, also in eine Drehung der Antriebswelle. Der große Anteil an nutzloser Wärme wird über die Auspuffgase abgegeben. Aus diesem Grund sind manche Fahrzeuge mit einem Rückgewinnungssystem für Verlustwärme ausgerüstet, welches in der Lage ist, Verlustwärme in Nutzarbeit umzusetzen. In der Regel arbeiten Wärmerückgewinnungssysteme auf Basis eines sogenannten Rankine-Zyklus und haben einen Kühler (Verflüssiger), einen Auspuffgas-Wärmetauscher und einen Expander, wobei im Auspuffgas-Wärmetauscher erzeugter Dampf mit dem Expander in Nutzarbeit umgewandelt wird. Der Expander kann eine Turbine aufweisen oder einen oder mehrere Kolben und kann mit einer Welle des Antriebsstranges verbunden sein, um Nutzarbeit zu übertragen. Andererseits kann der Expander auch mit einem Generator (Lichtmaschine) verbunden sein zum Erzeugen von elektrischer Energie. Um eine hinreichende thermische Effizienz des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems zu erreichen, muss der Kühler gekühlt werden.
  • Die oben genannten Fahrzeugsysteme sind in der Lage, die Energieeffizienz von Fahrzeugen zu verbessern. Sie sind aber auch mit einigen Nachteilen verbunden, wie einer Erhöhung der Kosten und der Komplexität der Fahrzeuge. Beispielsweise erfordern alle oben genannten Fahrzeugsysteme eine Kühlung. Ein Verbrennungsmotor erfordert ein System zum Kühlen des Verbrennungsmotors, ein elektrischer Antrieb erfordert ein System zum Kühlen der elektrischen Komponenten und ein Verlustwärme-Rückgewinnungssystem erfordert ein System zum Kühlen des Kühlers. Alle diese Kühlsysteme müssen bezüglich Größe und Kapazität angepasst sein, um bei höchster Leistungsabgabe des jeweiligen Systems eine hinreichende Kühlung zu leisten. Dies bedeutet, dass unter den meisten Betriebsbedingungen die Größe und die Kapazität des jeweiligen Kühlsystems größer ist als bei der momentanen Leistungsabgabe des Fahrzeugsystems erforderlich wäre. Auch brauchen solche Kühlsysteme Leitungen und einen oder mehrere Radiatoren zum Abgeben von Wärme, was angesichts des im Fahrzeug zur Verfügung stehenden begrenzten Raumes Probleme bereiten kann. Der Begriff „Radiator“ umfasst in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen Wärmeübertragung sowohl durch Strahlung als auch insbesondere durch Leitung.
  • Kühler (Radiatoren) sind üblicherweise vorne am Fahrzeug angeordnet, um sie der Luftströmung auszusetzen, die bei Fahrt des Fahrzeuges erzeugt wird. Auch können Kühler mit einem oder mit mehreren Kühlgebläsen versehen werden, die eingerichtet sind zum Einblasen von Luft durch die Kühler. Auf diese Weise kann eine Luftströmung durch den Kühler erzeugt werden, auch wenn das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit fährt oder steht.
  • Aufgeladene Verbrennungsmotoren sind üblicherweise mit einem Ladeluftkühler versehen, der eingerichtet ist zum Kühlen der vom Kompressor des Verbrennungsmotors komprimierten Luft, bevor die Luft zum Einlass des Verbrennungsmotors geführt wird. Komprimiert der Kompressor die Luft, steigt die Temperatur der Luft an. Durch Kühlung der komprimierten Luft steigt die Dichte der Luft an und es kann mehr Luft in die Zylinder des Motors geführt werden. Auf diese Weise können die Treibstoff-Effizienz und die Leistung des Verbrennungsmotors durch Kühlung der Luft verbessert werden und eine verstärkte Kühlung der Luft ergibt eine höhere Effizienz des Verbrennungsmotors. Ladeluft-Kühler sind üblicherweise auch vorne am Fahrzeug angeordnet.
  • Wie sich aus obigem ergibt, bedeutet der eingeschränkte Platz vorne am Fahrzeug bei modernen Fahrzeugen ein Problem für zeitgemäße Fahrzeuge mit verschiedenen Fahrzeugsystemen und Untersystemen mit Kühlungsanforderungen. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse kann ein Radiator vor einem anderen Radiator angeordnet sein. Damit wird die Kühlleistung des stromab gelegenen Radiators reduziert, weil vom stromauf gelegenen Radiator abgegebene Wärme teilweise an den nachfolgenden Radiator übertragen wird und weiterhin weil der stromauf gelegene Radiator einen ungünstigen Einfluss haben kann auf die Luftströmung, d.h. die Luftströmung teilweise in Bezug auf den stromab gelegenen Radiator behindern kann.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, zumindest einige der oben erwähnten Probleme und Nachteile zu überwinden oder zumindest teilweise zu mindern.
  • Gemäß einer ersten Variante der Erfindung wird das Ziel erreicht durch ein Kühlsystem für ein Fahrzeug. Das Kühlsystem hat einen ersten Kühlmittelkreislauf, der eingerichtet ist zum Kühlen eines ersten Fahrzeugsystems, und einen zweiten Kühlmittelkreislauf, der eingerichtet ist zum Kühlen eines zweiten Fahrzeugsystems. Das Kühlsystem hat einen ersten Radiator und eine zweite Radiatoranordnung. Das Kühlsystem hat weiterhin eine Ventilanordnung, die zwischen einem ersten Zustand, in dem der erste Radiator in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf und die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf, und einem zweiten Zustand steuerbar ist, in dem die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf und der erste Radiator in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf.
  • Damit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, welches in der Lage ist, eine Radiator/Radiatoranordnung, die durch erste und zweite Kühlmittelkreisläufe verwendet wird, in einfacher Weise durch Steuerung der Ventilanordnung umzuschalten. Wenn das erste Fahrzeugsystem mehr Wärme erzeugt als das zweite Fahrzeugsystem, kann das erste Fahrzeugsystem mit Einsatz der Radiator/Radiatoranordnung gekühlt werden, die eine größere Kühlleistung hat. In ähnlicher Weise kann in Situationen, in denen das zweite Fahrzeugsystem mehr Wärme als das erste Fahrzeugsystem erzeugt, das zweite Fahrzeugsystem mit der Radiator/Radiatoranordnung größerer Kühlleistung gekühlt werden.
  • Damit können die zur Verfügung stehenden Radiatoren des Kühlsystems effizient eingesetzt werden und es ist gesichert, dass die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme unter verschiedenen Betriebsbedingungen eine hinreichende Kühlung erhalten. Auch können der erste Radiator und die zweite Radiatoranordnung zusammen bezüglich Größe und Kapazität kleiner ausgelegt werden als es andernfalls erforderlich wäre, um eine hinreichende Kühlung für die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme bei deren jeweiligen maximaler Wärmeerzeugung zu erzielen.
  • Da weiterhin sowohl das erste als auch das zweite Fahrzeugsystem mit größerer Kühlleistung bei verschiedenen Betriebsbedingungen gekühlt werden können, vergrößert das Kühlsystem die mögliche Energieeffizienz eines Antriebsstranges mit einem solchen Kühlsystem.
  • Somit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, welches zumindest einige der obigen Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mindert. Es wird also das obige Ziel erreicht.
  • Gegebenenfalls hat der erste Radiator eine größere Kühlkapazität als die zweite Radiatoranordnung. Wenn das erste Fahrzeugsystem mehr Wärme als das zweite Fahrzeugsystem erzeugt, kann aufgrund dieser Merkmale das erste Fahrzeugsystem fluidmäßig mit dem ersten Radiator verbunden werden. Wenn das zweite Fahrzeugsystem mehr Wärme erzeugt als das erste Fahrzeugsystem, kann analog das zweite Fahrzeugsystem unter Einsatz des ersten Radiators gekühlt werden. Damit werden die zur Verfügung stehenden Radiatoren des Kühlsystems effizient eingesetzt, wobei sichergestellt ist, dass die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme unter verschiedenen Betriebsbedingungen eine hinreichende Kühlung erhalten.
  • Gegebenenfalls weist das erste Fahrzeugsystem eine Leistungsquelle des Fahrzeuges auf. Damit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, welches es dem zweiten Fahrzeugsystem ermöglicht, einen Radiator der Leistungsquelle des Fahrzeuges zum Kühlen des zweiten Fahrzeugsystems einzusetzen. Auf diese Weise kann das zweite Fahrzeugsystem mit hoher Kühleffizienz unter einigen Betriebsbedingungen in einer Weise gekühlt werden, dass das Erfordernis für einen Radiator für das zweite Kühlsystem umgangen wird, der hinsichtlich Abmessungen und Kapazität groß ist. Unter einigen Betriebsbedingungen kann das zweite Fahrzeugsystem gekühlt werden unter Einsatz der zweiten Radiatoranordnung mit geringerer Kühlkapazität. Somit wird ein anpassungsfähiges Kühlsystem erreicht, mit dem die Energieeffizienz eines mit dem Kühlsystem ausgestatteten Antriebsstranges verbessert ist.
  • Gegebenenfalls weist das zweite Fahrzeugsystem einen Elektromotor und/oder eine Leistungselektronik auf. Damit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, welches in der Lage ist, einen Radiator der Leistungsquelle des Fahrzeuges zum Kühlen des Elektromotors und/oder der Leistungselektronik einzusetzen.
  • Wie weiter unten noch näher erläutert ist, ist bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung das Kühlsystem in einem Antriebsstrang enthalten, der ein elektrisches Antriebssystem aufweist, welches eingerichtet ist, um zumindest wahlweise Antriebsleistung für ein den Antriebsstrang aufweisendes Fahrzeug bereitzustellen, wobei der Elektromotor und die Leistungselektronik einen Teil des elektrischen Antriebssystems bilden. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann der Antriebsstrang auch als hybrider elektrischer Antriebsstrang bezeichnet werden, wobei die hier in Bezug genommene Leistungsquelle ein Verbrennungsmotor sein kann. Der Verbrennungsmotor und das elektrische Antriebssystem eines Antriebsstranges arbeiten sehr selten gleichzeitig bei hohen Leistungspegeln. Im Gegenteil: nicht wenige Antriebsstränge sind eingerichtet, den Verbrennungsmotor und das elektrische Antriebssystem getrennt zu betreiben, was auch bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung zutrifft.
  • Bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang den Verbrennungsmotor auf hohen Leistungspegeln und das elektrische Antriebssystem auf tiefen Leistungspegeln betreibt oder bei denen das elektrische Antriebssystem inaktiv ist, besteht ein hoher Kühlungsbedarf bezüglich des Verbrennungsmotors und ein relativ geringer Kühlungsbedarf bezüglich des Elektromotors und/oder der Leistungselektronik. Bei diesen Betriebsbedingungen kann die Ventilanordnung in den ersten Zustand gesteuert werden, in dem der erste Radiator in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlkreislauf, um so den Verbrennungsmotor zu kühlen, wobei die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlkreislauf, um so den Elektromotor und/oder die Leistungselektronik zu kühlen. Auf diese Weise wird der Verbrennungsmotor auch bei hohen Leistungspegeln effizient gekühlt.
  • Unter Betriebsbedingungen, bei denen der Antriebsstrang das elektrische Antriebssystem bei hohen Leistungspegeln betreibt, während der Verbrennungsmotor bei geringen Leistungspegeln betrieben wird oder inaktiv ist, besteht ein hoher Kühlungsbedarf bezüglich des Elektromotors und/oder der Leistungselektronik und ein relativ geringer Kühlungsbedarf hinsichtlich des Verbrennungsmotors. Bei diesen Betriebsbedingungen kann die Ventilanordnung so gesteuert werden, dass der zweite Zustand eingenommen wird, in dem der erste Radiator in Fluidverbindung mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf steht, um so den Elektromotor und/oder die Leistungselektronik zu kühlen, und in dem die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung mit dem ersten Kühlmittelkreislauf steht, um so den Verbrennungsmotor zu kühlen. Auf diese Weise werden bei hohen Leistungspegeln der Elektromotor und/oder die Leistungselektronik effizient gekühlt unter Einsatz des ersten Radiators und der Verbrennungsmotor kann bei geringeren Leistungspegeln unter Einsatz der zweiten Radiatoranordnung gekühlt werden.
  • Mit diesen Merkmalen kann der Elektromotor und/oder die Leistungselektronik unter einigen Betriebsbedingungen in einer Weise mit hoher Effizienz gekühlt werden, dass die Notwendigkeit eines Radiators für den Elektromotor und/oder die Leistungselektronik mit großer Baugröße und Kapazität umgangen werden kann.
  • Gegebenenfalls weist das zweite Fahrzeugsystem ein Verlustwärme-Rückgewinnungssystem auf. Damit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, in dem die zweite Radiatoranordnung eingesetzt werden kann zum Kühlen des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems und in dem der erste Radiator eingesetzt werden kann zum Kühlen der Leistungsquelle, wenn diese in Betrieb ist. Auch wird die Notwendigkeit der Bereitstellung eines zusätzlichen Radiators zum Kühlen des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems umgangen. Damit werden die zur Verfügung stehenden Radiatoren des Kühlsystems in effizienter Weise eingesetzt und die Kühleffizienz des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems kann verbessert werden. Dementsprechend verbessert aufgrund dieser Merkmale das Kühlsystem die potenzielle Energieeffizienz eines das Kühlsystem aufweisenden Antriebsstranges.
  • Betreibt der Antriebsstrang den Verbrennungsmotor auf hohem Leistungspegel und ist das elektrische Antriebssystem inaktiv, dann sind die Kühlungsanforderungen bezüglich des Verbrennungsmotors und bezüglich des Kühlers des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems hoch. Unter diesen Betriebsbedingungen ist der zweite Kühlmittelkreislauf des Elektromotors und der Leistungselektronik nicht erforderlich zum Kühlen des Elektromotors und der Leistungselektronik, da das elektrische Antriebssystem nicht in Betrieb ist. Stattdessen kann bei diesen Betriebsbedingungen der Kühler des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems mit der zweiten Radiatoranordnung über den zweiten Kühlmittelkreislauf gekühlt werden. Bei Betriebsbedingungen, gemäß denen der Antriebsstrang das elektrische Antriebssystem betreibt und der Verbrennungsmotor inaktiv ist, besteht kein Bedarf an einer Kühlung des Kühlers des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems, weil der Verbrennungsmotor und das Verlustwärme-Rückgewinnungssystem inaktiv sind. Dementsprechend wird unter diesen Umständen ein Antriebsstrang vorgesehen, bei dem die zweite Radiatoranordnung eingesetzt werden kann zum Kühlen des Elektromotors und der Leistungselektronik unter einigen Betriebsbedingungen, während unter anderen Betriebsbedingungen sie eingesetzt wird zum Kühlen des Kühlers des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems.
  • Gegebenenfalls weist das Kühlsystem eine Steueranordnung auf, die eingerichtet ist zum Steuern der Ventilanordnung zwischen den ersten und zweiten Zuständen in Abhängigkeit von den Kühlungsanforderungen des ersten und zweiten Fahrzeugsystems. Damit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, welches in der Lage ist, eine Umschaltung bezüglich der Radiator/Radiatoranordnung vorzunehmen, welche eingesetzt werden bezüglich der ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufe, durch einfache Steuerung der Ventilanordnung. Wenn die Kühlungsanforderungen bezüglich des ersten Fahrzeugsystems größer sind als die Kühlungsanforderungen bezüglich des zweiten Fahrzeugsystems, kann die Steuereinheit die Ventilanordnung in den ersten Zustand bringen, in dem der erste Kühler in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf und der zweite Kühler in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf. Ist die Kühlungsanforderung bezüglich des zweiten Fahrzeugsystems größer als die Kühlungsanforderung bezüglich des ersten Fahrzeugsystems, kann die Steuereinheit die Ventilanordnung in den zweiten Zustand bringen, in dem die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf und der erste Radiator in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf. Auf diese Weise kann die Steuereinheit sicherstellen, dass die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme unter den verschiedenen Betriebsbedingungen eine hinreichende Kühlung erhalten.
  • Gegebenenfalls weist die Ventilanordnung ein erstes Ventil auf, welches in Fluidverbindung steht mit den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen und mit dem ersten Radiator und der zweiten Radiatoranordnung stromauf des ersten Radiators und der zweiten Radiatoranordnung, sowie ein zweites Ventil in Fluidverbindung mit den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen und mit dem ersten Radiator und der zweiten Radiatoranordnung stromab des ersten Radiators und der zweiten Radiatoranordnung. Damit ist eine einfache und wirksame Ventilanordnung gegeben, die eine Umschaltung bezüglich des Radiators/der Radiatoranordnung ermöglicht, welche eingesetzt wird durch die ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufe.
  • Gegebenenfalls sind die ersten und zweiten Ventile eingerichtet, gleichzeitig zwischen den ersten und zweiten Zuständen gesteuert zu werden. Damit ist eine Ventilanordnung gegeben, die eingerichtet ist zum Umschalten zwischen dem Radiator/der Radiatoranordnung, welche eingesetzt werden durch die ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufe, wobei die Umschaltung schnell erfolgt und Druckspitzen in den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen vermieden werden. Die Bedingungen für den Einsatz eines Aktuators zum Steuern der Ventilanordnung zwischen den ersten und zweiten Zuständen werden angegeben.
  • Gegebenenfalls sind der erste Radiator und die zweite Radiatoranordnung eingerichtet, einer Luftströmung ausgesetzt zu werden mit einer bestimmten Strömungsrichtung, wobei die zweite Radiatoranordnung in Strömungsrichtung vor dem ersten Radiator angeordnet ist. Damit ist ein Kühlsystem gegeben, welches eingerichtet ist, den in einem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Raum effizient zu nutzen. Auch ist sichergestellt, dass die zweite Radiatoranordnung das Kühlmittel wirksam kühlt.
  • Gegebenenfalls hat die zweite Radiatoranordnung eine erste Radiatoreinheit und eine zweite Radiatoreinheit. Damit kann die zweite Radiatoranordnung eingesetzt werden zum wirksamen Kühlen des ersten Fahrzeugsystems und des zweiten Fahrzeugsystems.
  • Gegebenenfalls steht ein Kühlmittelauslass der ersten Radiatoreinheit in Fluidverbindung mit einem Kühlmitteleinlass der zweiten Radiatoreinheit. Damit kann die zweite Radiatoranordnung eingesetzt werden zum Kühlen des ersten Fahrzeugsystems und des zweiten Fahrzeugsystems. Da die erste Radiatoreinheit einen Kühlmittelauslass aufweist, der in Fluidverbindung steht mit einem Kühlmitteleinlass der zweiten Radiatoreinheit, hat die zweite Radiatoreinheit beim Kühlen eines Fahrzeugsystems eine tiefere Temperatur als die erste Radiatoreinheit.
  • Gegebenenfalls weist das Kühlsystem weiterhin einen dritten Kühlmittelkreislauf auf, der eingerichtet ist zum Kühlen eines dritten Fahrzeugsystems, wobei der dritte Kühlmittelkreislauf einen dritten Radiator aufweist, der in Strömungsrichtung vor dem ersten Radiator angeordnet ist. Damit ist ein Kühlsystem gegeben, welches in der Lage ist, ein drittes Fahrzeugsystem wirksam zu kühlen.
  • Gegebenenfalls hat das dritte Fahrzeugsystem eine Batterie. Damit wird ein Kühlsystem bereitgestellt, welches in der Lage ist, eine Batterie wirksam zu kühlen.
  • Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung wird das genannte Ziel erreicht mit einem Antriebsstrang für ein Fahrzeug, wobei der Antriebsstrang ein erstes Fahrzeugsystem und ein zweites Fahrzeugsystem aufweist, und wobei der Antriebsstrang ein Kühlsystem aufweist entsprechend Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung.
  • Da der Antriebsstrang ein Kühlsystem gemäß vorliegenden Ausführungsbeispielen aufweist, ist ein Antriebsstrang gegeben, der eingerichtet ist zum Umschalten eines Radiators/einer Radiatoranordnung, die eingesetzt werden zum Kühlen des ersten und des zweiten Fahrzeugsystems durch einfache Steuerung der Ventilanordnung des Kühlsystems. Wenn dabei das erste Fahrzeugsystem mehr Wärme erzeugt als das zweite Fahrzeugsystem, kann das erste Fahrzeugsystem gekühlt werden unter Einsatz des Radiators/der Radiatoranordnung mit größerer Kühlkapazität. Entsprechend kann dann, wenn das zweite Fahrzeugsystem mehr Wärme erzeugt als das erste Fahrzeugsystem das zweite Fahrzeugsystem gekühlt werden unter Einsatz des Radiators/der Radiatoranordnung mit größerer Kühlkapazität.
  • Auf diese Weise werden die zur Verfügung stehenden Radiatoren des Kühlsystems effizient eingesetzt und es ist sichergestellt, dass die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme hinreichend bei verschiedenen Betriebsbedingungen gekühlt werden. Auch können der erste Radiator und die zweite Radiatoranordnung zusammen hinsichtlich Größe und Kapazität kleiner ausgelegt werden als andernfalls erforderlich wäre, um eine hinreichende Kühlung der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme bei der jeweiligen maximalen Wärmeerzeugung zu erreichen.
  • Da sowohl das erste als auch das zweite Fahrzeugsystem unter verschiedenen Betriebsbedingungen mit größerer Kühlkapazität gekühlt werden können, wird auch die mögliche Energieeffizienz des Antriebsstranges verbessert.
  • Es wird also ein Antriebsstrang bereitgestellt, der zumindest einige der obigen Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mindert. Im Ergebnis wird die obige Aufgabe gelöst.
  • Gegebenenfalls ist der Antriebsstrang eingerichtet, das erste Fahrzeugsystem und das zweite Fahrzeugsystem getrennt zu betreiben. Wird das erste Fahrzeugsystem betrieben, kann es gekühlt werden unter Einsatz des Radiators/der Radiatoranordnung mit größerer Kühlkapazität. Entsprechend kann bei Einsatz des zweiten Fahrzeugsystems dieses gekühlt werden unter Einsatz des Radiators/der Radiatoranordnung mit größerer Kühlkapazität.
  • Auf diese Weise werden die zur Verfügung stehenden Radiatoren des Kühlsystems effizient genutzt unter Sicherung einer hinreichenden Kühlung der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme.
  • Auch können der erste Radiator und die zweite Radiatoranordnung zusammen bezüglich Größe und Kapazität kleiner ausgelegt werden als es andernfalls möglich wäre unter der Vorgabe einer ausreichenden Kühlung der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme bei deren jeweiliger maximaler Wärmeerzeugung.
  • Gegebenenfalls weist der Antriebsstrang weiterhin einen Ladeluftkühler auf, wobei der erste Radiator, die zweite Radiatoranordnung und der Ladeluftkühler eingerichtet sind, einem Luftstrom mit einer bestimmten Strömungsrichtung ausgesetzt zu werden und wobei der Ladeluftkühler vor dem ersten Radiator angeordnet ist und die zweite Radiatoranordnung vor dem Ladeluftkühler, jeweils in Strömungsrichtung gesehen. Damit ist ein Kühlsystem gegeben, welches den zur Verfügung stehenden Raum im Fahrzeug effizient nutzt. Weiterhin ist sichergestellt, dass die zweite Radiatoranordnung das Kühlmittel effizient abkühlt.
  • Gegebenenfalls weist der Ladeluftkühler eine Zuströmungshälfte und eine Abströmungshälfte auf, wobei die Zuströmungshälfte eine höhere Temperatur hat als die Abströmungshälfte beim Betrieb des Ladeluftkühlers und wobei die zweite Radiatoranordnung einen größeren Abschnitt der Zuströmungshälfte abdeckt als bei der Abströmungshälfte, in Strömungsrichtung gesehen. Damit wird sichergestellt, dass die zweite Radiatoranordnung das Kühlmittel wirksam abkühlt und dass dabei gesichert ist, dass die zweite Radiatoranordnung einen geringen Einfluss hat auf die Kühlungseffizienz des Ladeluftkühlers. Dies deshalb, weil die zweite Radiatoranordnung die Zuströmungshälfte abdeckt, die eine höhere Temperatur hat als die Abströmungshälfte beim Betrieb des Ladeluftkühlers und weil ein größerer Teil der Abströmungshälfte, welche kälter ist als die Zuströmungshälfte, nicht einem Radiator ausgesetzt ist, der Teile davon abdeckt.
  • Gegebenenfalls weist der Ladeluftkühler eine Zuströmungshälfte und eine Abströmungshälfte auf, wobei die Zuströmungshälfte eine höhere Temperatur aufweist als die Abströmungshälfte beim Betrieb des Ladeluftkühlers und wobei der dritte Radiator einen größeren Teil der Zuströmungshälfte abdeckt als bei der Abströmungshälfte, in Strömungsrichtung gesehen. Damit wird sichergestellt, dass der dritte Radiator Kühlmittel effizient abkühlt, wobei gesichert ist, dass der dritte Radiator nur einen geringen Einfluss hat auf die Kühleffizienz des Ladeluftkühlers. Dies deshalb, weil der dritte Radiator die Zuströmungshälfte abdeckt, die eine höhere Temperatur hat als die Abströmungshälfte beim Betrieb des Ladeluftkühlers und weil ein größerer Abschnitt der Abströmungshälfte, die kälter ist als die Zuströmungshälfte, nicht einem Radiator ausgesetzt ist, der Teile davon abdeckt.
  • Gemäß einer dritten Variante der Erfindung wird das Ziel erreicht durch ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung.
  • Da das Fahrzeug einen Antriebsstrang gemäß diesen Ausführungsbeispielen aufweist, können in ihm zur Verfügung stehende Radiatoren effizient eingesetzt werden, wobei gesichert ist, dass erste und zweite Fahrzeugsysteme des Fahrzeuges bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen hinreichend gekühlt werden. Auch können die Radiatoren des Fahrzeuges in Größe und Kapazität kleiner ausgelegt werden als es andernfalls möglich wäre, wobei eine hinreichende Kühlung erster und zweiter Fahrzeugsysteme auch bei deren maximaler Wärmeerzeugung erreicht ist. Auch hat das Fahrzeug eine verbesserte Energieeffizienz.
  • Somit wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches zumindest einige der obigen Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest teilweise überwindet. Im Ergebnis wird das Ziel erreicht.
  • Gemäß einer vierten Variante der Erfindung wird das Ziel erreicht durch ein Verfahren zum Steuern des Kühlsystems eines Fahrzeuges. Das Kühlsystem hat einen ersten Kühlmittelkreislauf, der eingerichtet ist zum Kühlen eines ersten Fahrzeugsystems, einen zweiten Kühlmittelkreislauf, der eingerichtet ist zum Kühlen eines zweiten Fahrzeugsystems, einen ersten Radiator, eine zweite Radiatoranordnung und eine Ventilanordnung, wobei das Verfahren aufweist:
    • - eine wahlweise Steuerung der Ventilanordnung in einen ersten Zustand, in dem der erste Radiator in Fluidverbindung mit dem ersten Kühlmittelkreislauf steht und die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf steht, und
    • - eine wahlweise Steuerung der Ventilanordnung in einen zweiten Zustand, in dem die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung mit dem ersten Kühlmittelkreislauf und der erste Radiator in Fluidverbindung mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf stehen.
  • Damit wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem in einfacher und effizienter Weise eine Umschaltung eines Radiators/einer Radiatoranordnung ermöglicht ist, welche für den ersten und den zweiten Kühlmittelkreislauf eingesetzt werden. Im Ergebnis werden die zur Verfügung stehenden Radiatoren des Kühlsystems effizient eingesetzt, wobei sichergestellt ist, dass die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme bei verschiedenen Betriebsbedingungen eine hinreichende Kühlung erhalten. Im Ergebnis des Verfahrens können der erste Radiator und die zweite Radiatoranordnung zusammen hinsichtlich Größe und Kapazität kleiner ausgelegt werden als es andernfalls möglich wäre, um eine hinreichende Kühlung der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme auch bei deren jeweiliger maximaler Wärmeerzeugung zu erhalten.
  • Da weiterhin jedes der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme mit größerer Kühlkapazität bei verschiedenen Betriebsbedingungen gekühlt werden kann, verbessert das Verfahren auch die Energieeffizienz eines Antriebsstranges, welcher das Kühlsystem aufweist.
  • Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, welches zumindest einige der obigen Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mindert. Im Ergebnis wird die obige Aufgabe gelöst.
  • Gegebenenfalls enthält das Verfahren weiterhin:
    • - eine Bestimmung der Kühlungsanforderungen des ersten und zweiten Fahrzeugsystems und
    • - eine Steuerung der Ventilanordnung zwischen den ersten und zweiten Zuständen in Abhängigkeit von den bestimmten Kühlungsanforderungen des ersten und des zweiten Fahrzeugsystems.
  • Damit wird ein Verfahren bereitgestellt, welches in der Lage ist, sicherzustellen, dass die ersten und zweiten Fahrzeugsysteme bei verschiedenen Betriebsbedingungen eine hinreichende Kühlung erfahren. Wenn die Kühlungsanforderung bezüglich des ersten Fahrzeugsystems größer ist als die Kühlungsanforderung bezüglich des zweiten Fahrzeugsystems, kann die Ventilanordnung in den ersten Zustand gebracht werden, in dem der erste Radiator in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf und die zweite Radiatoranordnung in Kühlmittelverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf. Ist die Kühlungsanforderung für das zweite Fahrzeugsystem größer als die Kühlungsanforderung für das erste Fahrzeugsystem, kann die Ventilanordnung in den zweiten Zustand gebracht werden, in dem die zweite Radiatoranordnung in Fluidverbindung mit dem ersten Kühlmittelkreislauf steht und der erste Radiator in Fluidverbindung mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf steht.
  • Gegebenenfalls weist die Ventilanordnung ein erstes Ventil und ein zweites Ventil auf, wobei das Verfahren weiterhin aufweist:
    • - eine gleichzeitige Steuerung des ersten und des zweiten Ventils zwischen den ersten und zweiten Zuständen.
  • Damit wird ein Verfahren bereitgestellt, welches eine schnelle Umschaltung von Radiator/Radiatoranordnung ermöglicht, die durch erste und zweite Kühlmittelkreisläufe verwendet werden, wobei Druckspitzen in den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen vermieden sind. Weiterhin werden Betriebsbedingungen ermöglicht zum Einsatz eines Aktuators zum Steuern der Ventilanordnung zwischen den ersten und zweiten Zuständen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch deutlicher aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Einzelheiten.
  • Figurenliste
  • Verschiedene Varianten der Erfindung einschließlich besonderer Merkmale und Vorteile werden deutlich aus den nachfolgend mit Einzelheiten erläuterten Ausführungsbeispielen und den begleitenden Figuren:
    • 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang gemäß einigen Ausführungsbeispielen mit einer Ventilanordnung in einem ersten Zustand,
    • 2 zeigt den in 1 dargestellten Antriebsstrang mit der Ventilanordnung in einem zweiten Zustand,
    • 3 zeigt eine Seitenansicht einer Radiatorbaugruppe eines Antriebsstranges gemäß den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen,
    • 4 zeigt eine Draufsicht auf die Radiatorbaugruppe gemäß 3,
    • 5 zeigt ein Fahrzeug gemäß einigen Ausführungsbeispielen, und
    • 6 erläutert ein Verfahren zum Steuern des Kühlsystems eines Fahrzeuges.
  • BESCHREIBUNG VON EINZELHEITEN
  • Varianten der vorliegenden Erfindung werden nunmehr näher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen betreffen durchweg einander entsprechende Elemente. Fachpersonen bekannte Funktionen oder Strukturen werden nicht notwendigerweise im Einzelnen beschrieben, um die Darstellung kurz und/oder klar zu halten.
  • 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang 1 gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Wie hier noch weiter erläutert wird, ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Antriebsstrang 1 ein hybrider elektrischer Antriebsstrang 1, der eingerichtet ist ein Fahrzeug anzutreiben, welches den Antriebsstrang 1 aufweist. Der Antriebsstrang 1 hat ein erstes Fahrzeugsystem 5 und ein zweites Fahrzeugsystem 9, 13. Der Antriebsstrang 1 hat ein Kühlsystem 2. Das Kühlsystem 2 hat einen ersten Kühlmittelkreislauf 6, der eingerichtet ist zum Kühlen des ersten Fahrzeugsystems 5, und einen zweiten Kühlmittelkreislauf 23, der eingerichtet ist zum Kühlen des zweiten Fahrzeugsystems 9, 13. Der erste Kühlmittelkreislauf 6 hat eine Kühlmittelpumpe 49, die eingerichtet ist zum Pumpen von Kühlmittel durch den ersten Kühlmittelkreislauf 6. Die Kühlmittelpumpe 49 kann durch einen Elektromotor angetrieben sein oder sie kann auch durch das erste Fahrzeugsystem 5 über einen Riemen oder eine Zahnradanordnung oder dergleichen angetrieben sein. Der zweite Kühlmittelkreislauf 23 hat eine Kühlmittelpumpe 24, die eingerichtet ist zum Pumpen von Kühlmittel durch den zweiten Kühlmittelkreislauf 23. Die Kühlmittelpumpe 24 kann durch einen Elektromotor angetrieben sein.
  • Das Kühlsystem 2 hat einen ersten Radiator 46 und eine zweite Radiatoranordnung 70, 70'. Der erste Radiator 46 hat eine größere Kühlkapazität als die zweite Radiatoranordnung 70, 70'. Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen hat die zweite Radiatoranordnung 70, 70' zwei Radiatoren 70, 70', die in Reihe angeordnet sind.
  • Die zwei Radiatoren 70, 70' können in einem Radiator mit U-Strömung oder dergleichen kombiniert sein. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann die Radiatoranordnung 70, 70' einen Radiator aufweisen.
  • Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen weist das erste Fahrzeugsystem 5 eine Leistungsquelle 5 auf. Bei der Leistungsquelle 5 kann es sich um einen internen Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einen Motor mit Verdichtungszündung, wie einen Diesel-Motor, handeln, oder um einen Otto-Motor mit Funkenzündung, wobei der Otto-Motor eingerichtet sein kann, auf Basis von Gas, Benzin, Alkohol oder ähnlichen Brennstoffen sowie auf Basis von Kombinationen davon zu arbeiten. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann es sich bei der Leistungsquelle 5 um eine Leistungsquelle anderer Art handeln, wie um einen Elektromotor, eine Brennstoffzelle oder dergleichen.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist der Antriebsstrang 1 eingerichtet, das erste Fahrzeugsystem 5 und das zweite Fahrzeugsystem 9, 13 getrennt voneinander zu betreiben. Wie oben gesagt, ist gemäß Ausführungsbeispielen der Antriebsstrang 1 ein hybrider elektrischer Antriebsstrang 1. Der Antriebsstrang 1 hat ein elektrisches Antriebssystem 9, 11, 13, welches eingerichtet ist, um zumindest selektiv Antriebskraft für ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang 1 bereitzustellen. Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen hat das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 einen Elektromotor 9, eine Batterie 11 und eine Leistungselektronik 13. Die Batterie 11 dient dem elektrischen Antrieb des Fahrzeuges 3 und ist eingerichtet, den Elektromotor 9 entsprechend einer Steuerung durch die Leistungselektronik 13 mit Strom zu versorgen.
  • Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen hat das hier so bezeichnete zweite Fahrzeugsystem 9, 13 den Elektromotor 9 und die Leistungselektronik 13 des elektrischen Antriebssystems 9, 11, 13. Somit ist gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen der zweite Kühlmittelkreislauf 23 eingerichtet, den Elektromotor 9 und die Leistungselektronik 13 zu kühlen.
  • Entsprechend der vorliegenden Beschreibung weist das Kühlsystem 2 weiterhin eine Ventilanordnung 8, 10 auf. Die Ventilanordnung 8, 10 ist steuerbar zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand. In 1 ist die Ventilanordnung 8, 10 in dem ersten Zustand dargestellt. In dem ersten Zustand verbindet die Ventilanordnung 8, 10 fluidmäßig den ersten Radiator 46 mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23.
  • Auf diese Weise kann der erste Radiator 46 eingesetzt werden zum Kühlen von Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' kann eingesetzt werden zum Kühlen von Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23. Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 also im ersten Zustand, kann der erste Radiator 46 eingesetzt werden zum Kühlen des ersten Fahrzeugsystems 5 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' kann eingesetzt werden zum Kühlen des zweiten Fahrzeugsystems 9, 13.
  • 2 zeigt den Antriebsstrang 1 gemäß 1, wobei sich die Ventilanordnung 8, 10 in dem zweiten Zustand befindet. In dem zweiten Zustand verbindet die Ventilanordnung 8, 10 fluidmäßig den ersten Radiator 46 mit dem Kühlmittelkreislauf 23 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 6. Auf diese Weise kann der erste Radiator 46 eingesetzt werden zum Kühlen von Kühlmittel im zweiten Kühlmittelkreislauf 23 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' kann eingesetzt werden zum Kühlen von Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkreislauf 6. Befindet sich also die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand, kann der erste Radiator 46 eingesetzt werden zum Kühlen des zweiten Fahrzeugsystems 9, 13 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' kann eingesetzt werden zum Kühlen des ersten Fahrzeugsystems 5.
  • Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen hat die Ventilanordnung 8, 10 ein erstes Ventil 8, welches fluidmäßig verbunden ist mit den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen 6, 23 und mit dem ersten Radiator 46 sowie der zweiten Radiatoranordnung 70, 70', stromauf des ersten Radiators 46 und der zweiten Radiatoranordnung 70, 70'. Die Ventilanordnung 8, 10 hat ein zweites Ventil 10, welches fluidmäßig verbunden ist mit den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen 6, 23 und mit dem ersten Radiator 46 sowie der zweiten Radiatoranordnung 70, 70', stromab des ersten Radiators 46 und der zweiten Radiatoranordnung 70, 70'. Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die ersten und zweiten Ventile 8, 10 eingerichtet, gleichzeitig zwischen den ersten und zweiten Zuständen umgeschaltet zu werden. Gemäß diesen Merkmalen werden Bedingungen bereitgestellt zum Einsatz eines Aktuators zum Steuern der Ventilanordnung 8, 10 zwischen den ersten und zweiten Zuständen. Zwar sind in den 1 und 2 die ersten und zweiten Ventile 8, 10 unter einem Abstand zueinander dargestellt, jedoch können sie auch beieinander angeordnet sein und sie können gesteuert werden unter Einsatz eines Steuerstiftes, der mit den jeweiligen Ventilkörpern 8', 10' des ersten bzw. zweiten Ventils 8, 10 zusammenwirkt. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann der Steuerstift mit einem einzigen Aktuator bewegt werden.
  • Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen weist das zweite Fahrzeugsystem 9, 13 ein Verlustwärme-Rückgewinnungssystem 7 auf. Das Verlustwärme-Rückgewinnungssystem 7 hat einen Expander 15, einen Kühler (Verflüssiger) 17, einen Expansionstank 83, eine Pumpe 85 für das Arbeitsmedium, und einen Wärmesammler 81. Der Wärmesammler 81 kann auch als Dampferzeuger oder Verdampfer bezeichnet werden. Die Pumpe 85 für das Arbeitsmedium ist eingerichtet zum Pumpen des Arbeitsmediums durch das Verlustwärme-Rückgewinnungssystem 7. Der Wärmesammler (Wärmetauscher) 81 kann beispielsweise im Auspuffrohr der Leistungsquelle 5 angeordnet sein und eingerichtet sein zum Übertragen von Wärme von den Auspuffgasen der Leistungsquelle 5 in das Arbeitsmedium des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7. In dem Wärmesammler 81 wird das Arbeitsmedium auf eine Temperatur aufgeheizt, bei welcher das Arbeitsmedium aus der flüssigen Phase in die Gasphase verdampft. Das gasförmige Arbeitsmedium wird zum Expander 15 geführt. Im Expander 15 werden die Temperatur und der Druck des Arbeitsmediums teilweise in Nutzarbeit umgesetzt. Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein Rotor des Expanders 15 mechanisch mit einer Welle der Leistungsquelle 5 über eine Transmission 87 verbunden. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der Expander 15 auch auf andere Art Nutzarbeit liefern, beispielsweise durch Antrieb eines elektrischen Generators.
  • Das Arbeitsmedium des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 strömt aus dem Expander 15 in den Kühler 17. In dem Kühler 17 wird die Temperatur des Arbeitsmediums weiter abgesenkt und gasförmiges Arbeitsmedium kondensiert zurück in die flüssige Phase. Aus dem Kühler 17 wird das Arbeitsmedium in den Wärmesammler 81 mittels der Pumpe 85 gepumpt. Der Expansionstank 83 wirkt als Reservoir, welches Arbeitsmedium hält und wirkt weiterhin als Druckreservoir für das Arbeitsmedium in dem Verlustwärme-Rückgewinnungssystem 7, was die Kondensation auch in Situationen fördert, in denen es schwierig ist, die Temperatur des Arbeitsmediums hinreichend abzusenken.
  • Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Antriebsstrang 1 einen Kühler-Kühlmittelkreislauf 21, der eingerichtet ist zum Kühlen des Kühlers 17. Dementsprechend ist der Kühler 17 eingerichtet, durch Kühlmittel gekühlt zu werden, welches durch den Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 strömt. Der Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 hat eine Kühlmittelpumpe 43, die eingerichtet ist zum Pumpen von Kühlmittel durch den Kühler-Kühlmittelkreislauf 21. Die Kühlmittelpumpe 43 kann durch einen Elektromotor angetrieben sein. Weiterhin hat der Antriebsstrang 1 einen ersten Wärmetauscher 27, der eingerichtet ist zum Austausch von Wärme zwischen dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 und dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23. Wie sich aus den 1 und 2 ergibt, ist der erste Wärmetauscher 27 stromauf des Kühlers 17 in dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 angeordnet. Auf diese Weise kann das durch den Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 strömende Kühlmittel weiter durch den ersten Wärmetauscher 27 abgekühlt werden, bevor das Kühlmittel durch den Kühler 17 strömt. Dementsprechend kann der zweite Kühlmittelkreislauf 23 eingesetzt werden zum wirksamen Kühlen des Kühlers 17.
  • Der zweite Kühlmittelkreislauf 23 weist eine erste Ventileinheit 31 auf. Die erste Ventileinheit 31 ist eingerichtet zum Regeln der Strömung von Kühlmittel durch den ersten Wärmetauscher 37. Der zweite Kühlmittelkreislauf 23 hat einen ersten Kühlmittelzweig 33. Der erste Wärmetauscher 27 ist in dem ersten Kühlmittelzweig 33 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 23 angeordnet. Entsprechend den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen hat der erste Kühlmittelzweig 33 einen Zweigeingang 35 stromauf des Elektromotors 9 und der Leistungselektronik 13. Auf diese Weise kann Wärme übertragen werden aus dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 in den zweiten Kühlmittelkreislauf 23, ohne dass dabei die Temperatur und die Kühlleistung bezüglich des Elektromotors 9 und der Leistungselektronik 13 nennenswert beeinträchtigt würde. Weiterhin ist sichergestellt, dass Kühlmittel mit tiefer Temperatur zum ersten Wärmetauscher 27 geführt wird. Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der zweite Kühlmittelkreislauf 23 eingerichtet zum Kühlen eines Kabinen-Kühlers 90, eines elektrischen Luftkompressorsystems 92 und eines Kühlers 94 eines Batterie-Kühlungskreislaufes 93.
  • Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die erste Ventileinheit 31 an dem Zweigeingang 35 des ersten Kühlmittelzweiges 33 positioniert. Die erste Ventileinheit 31 hat einen ersten Ausgang 31', der fluidmäßig verbunden ist mit Kühlungsmittelabschnitten des Elektromotors 9 und der Leistungselektronik 13, während ein zweiter Ausgang 31" fluidmäßig mit dem Zweigeingang 35 verbunden ist. Kühlmittel wird über eine Rückführungsleitung 34 von den Kühlmittelabschnitten des Elektromotors 9 und der Leistungselektronik 13 zurückgeführt. Die Rückführungsleitung 34 ist fluidmäßig mit dem ersten Ventil 8 der Ventilanordnung 8, 10 so verbunden, dass eine Nebenleitung gebildet wird bezüglich des ersten Wärmetauschers 27. Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen wird die erste Ventileinheit 31 elektronisch gesteuert in einen ersten Zustand, in dem die erste Ventileinheit 31 Kühlmittel zum ersten Ausgang 31' führt und Kühlmittel daran hindert, durch den zweiten Ausgang 31" zu strömen, und in einen zweiten Zustand, in dem die erste Ventileinheit 31 Kühlmittel zum zweiten Ausgang 31" führt und Kühlmittel daran hindert, durch den ersten Ausgang 31' zu strömen. Die erste Ventileinheit 31 kann den Übergang zwischen den ersten und zweiten Zuständen graduell steuern, um so eine graduelle Steuerung der Strömung durch die ersten und zweiten Ausgänge 31', 31" zu ermöglichen. Auf diese Weise kann die Strömungsrate durch den ersten Wärmetauscher 27 fein eingestellt werden.
  • Wie oben erläutert, arbeiten die Leistungsquelle 5 und das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 selten gleichzeitig, dies gilt zumindest bezüglich einer hohen Ausgangsleistung beider Systeme. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen dieser Beschreibung ist der Antriebsstrang 1 eingerichtet, die Leistungsquelle 5 und das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 getrennt zu betreiben. Bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang 1 die Leistungsquelle 5 betreibt und das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 inaktiv ist, erzeugen die Komponenten 9, 11, 13 des elektrischen Antriebssystems 9, 11, 13 keine Wärme und bedürfen keiner Kühlung. Bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang 1 das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 betreibt und die Leistungsquelle 5 inaktiv ist, brauchen die Leistungsquelle 5 und der Kühler 17 des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 keine Kühlung.
  • Wie sich aus obigem ergibt, kann bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang 1 das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 betreibt und die Leistungsquelle 5 inaktiv ist, die erste Ventileinheit 31 in Positionen gesteuert werden, wo die erste Ventileinheit 31 hauptsächlich Kühlmittelströmung zum ersten Ausgang 31' steuert. Auf diese Weise werden der Elektromotor 9 und die Leistungselektronik 13 über den zweiten Kühlmittelkreislauf 23 effektiv gekühlt. Ist der Kühlungsbedarf des Elektromotors 9 und der Leistungselektronik 13 gering, kann die erste Ventileinheit 31 auch in Positionen gesteuert werden, wo die erste Ventileinheit 31 die Kühlmittelströmung zum zweiten Auslass 31" führt, um so den Elektromotor 9 und die Leistungselektronik 13 vollständig oder teilweise zu umgehen. Bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang 1 die Leistungsquelle 5 betreibt und das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 inaktiv ist, kann die erste Ventileinheit 31 in Positionen gesteuert werden, wo die erste Ventileinheit 31 hauptsächlich Kühlmittelströmung zum zweiten Auslass 31" steuert. Auf diese Weise wird der Kühler 17 des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 über den zweiten Kühlmittelkreislauf 23 wirksam gekühlt.
  • Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen hat das Kühlsystem 2 weiterhin einen dritten Kühlmittelkreislauf 25. Der dritte Kühlmittelkreislauf 25 ist eingerichtet zum Kühlen eines dritten Fahrzeugsystems 11, welches entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen eine Batterie 11 ist. Der dritte Kühlmittelkreislauf 25 ist somit eingerichtet zum Kühlen der Batterie 11. Der dritte Kühlmittelkreislauf 25 hat eine Kühlmittelpumpe 26, die eingerichtet ist zum Pumpen von Kühlmittel durch den dritten Kühlmittelkreislauf 25. Die Kühlmittelpumpe 26 kann von einem Elektromotor angetrieben sein. Der dritte Kühlmittelkreislauf 25 hat weiterhin einen dritten Radiator 74, der eingerichtet ist zum Abgeben von Wärme aus dem Kühlmittel im dritten Kühlmittelkreislauf 25, also zu dessen Kühlung. Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Antriebsstrang 1 einen zweiten Wärmetauscher 29, der eingerichtet ist zum Austausch von Wärme zwischen dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 und dem dritten Kühlmittelkreislauf 25. Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, ist der zweite Wärmetauscher 29 stromauf des Kühlers 17 in dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 angeordnet. Auf diese Weise kann durch den Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 strömendes Kühlmittel weiter mit dem zweiten Wärmetauscher 29 abgekühlt werden, bevor das Kühlmittel in den Kühler 17 strömt. Dementsprechend kann der dritte Kühlmittelkreislauf 25 eingesetzt werden zum Kühlen des Kühlers 17.
  • Der dritte Kühlmittelkreislauf 25 hat eine zweite Ventileinheit 37. Die zweite Ventileinheit 37 ist eingerichtet zum Regeln der Strömung von Kühlmittel durch den zweiten Wärmetauscher 29. Weiterhin hat der dritte Kühlmittelkreislauf 25 einen zweiten Kühlmittelzweig 29, wo der zweite Wärmetauscher 29 angeordnet ist. Der zweite Kühlmittelzweig 39 hat einen Zweigeingang 41 stromauf der Batterie 11 und einen Zweigausgang stromab der Batterie 11. Auf diese Weise kann Wärme von dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 zum dritten Kühlmittelkreislauf 25 übertragen werden, ohne dass die Temperatur und die Kühlleistung bezüglich der Batterie 11 nennenswert beeinträchtigt werden.
  • Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die zweite Ventileinheit 37 an dem Zweigeingang 41 des zweiten Kühlmittelzweiges 39 angeordnet und hat einen ersten Ausgang 37', der fluidmäßig mit Kühlbereichen der Batterie 11 verbunden ist, und einen zweiten Ausgang 37", der fluidmäßig mit dem Zweigeingang 41 des zweiten Kühlmittelzweiges 39 verbunden ist. Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen wird die zweite Ventileinheit 37 elektronisch gesteuert in einen ersten Zustand, in dem die zweite Ventileinheit 37 Kühlmittel zum ersten Ausgang 37' führt und die Kühlmittelströmung durch den zweiten Ausgang 37" blockiert, und in einen zweiten Zustand, in dem die zweite Ventileinheit 37 Kühlmittel zum zweiten Ausgang 37" führt und die Kühlmittelströmung durch den ersten Ausgang 37' blockiert. Die zweite Ventileinheit 37 kann eine graduelle Steuerung der Strömung durch die ersten und zweiten Ausgänge 37', 37" erlauben. Auf diese Weise kann die Strömungsrate von durch den zweiten Wärmetauscher 37 strömendem Kühlmittel fein eingestellt werden.
  • Bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang 1 das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 betreibt und die Leistungsquelle 5 inaktiv ist, kann die zweite Ventileinheit 37 in Positionen gesteuert werden, wo die zweite Ventileinheit 37 hauptsächlich die Kühlmittelströmung zum ersten Ausgang 37' steuert. Auf diese Weise kann die Batterie 11 mit dem dritten Kühlmittelkreislauf 25 wirksam gekühlt werden. Ist allerdings die Kühlungsanforderung seitens der Batterie 11 gering, kann die zweite Ventileinheit 37 auch in Positionen gesteuert werden, wo die zweite Ventileinheit 37 die Kühlmittelströmung zum zweiten Ausgang 37" so steuert, dass die Batterie 11 vollständig oder teilweise umgangen wird. Bei Betriebsbedingungen, in denen der Antriebsstrang 1 die Leistungsquelle 5 betreibt und das elektrische Antriebssystem 9, 11, 13 inaktiv ist, kann die zweite Ventileinheit 37 in Positionen gesteuert werden, wo die zweite Ventileinheit 37 hauptsächlich die Kühlmittelströmung zum zweiten Ausgang 37" steuert. Auf diese Weise wird der Kühler 17 des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 mit dem dritten Kühlmittelkreislauf 25 wirksam gekühlt.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung kann das erste Ventil 31 an einer anderen Stelle im zweiten Kühlmittelkreislauf 23 als am Zweigeingang 35 des ersten Kühlmittelzweiges 33 angeordnet werden und weiterhin alle oder einige der oben beschriebenen Funktionen bewirken. Beispielsweise kann das erste Ventil 31 am Zweigausgang des ersten Kühlmittelzweiges 33 angeordnet werden. Auch kann das zweite Ventil 37 an einer anderen Stelle im dritten Kühlmittelkreislauf 25 als am Zweigeingang 31 des zweiten Kühlmittelzweiges 39 angeordnet werden und es werden weiterhin alle oder zumindest einige der oben beschriebenen Funktionen erreicht. Beispielsweise kann das zweite Ventil 37 am Zweigausgang des zweiten Kühlmittelzweiges 39 angeordnet werden.
  • Wie oben angegeben, hat bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Antriebsstrang 1 weiterhin einen Batterie-Kühlungskreislauf 93. Der Batterie-Kühlkreislauf 93 ist eingerichtet, um die Temperatur des Kühlmittels im dritten Kühlmittelkreislauf 25 weiter abzusenken. Der Batterie-Kühlmittelkreislauf 93 hat einen Kompressor 98, einen Kühler (Kondensator) 94, ein Expansionsventil 95 und einen Verdampfer 96. Der Verdampfer 96 kann auch als Kühlapparat bezeichnet werden. Der Kompressor 98 komprimiert Arbeitsmedium in dem Batterie-Kühlungskreislauf 93. Das komprimierte Arbeitsmedium wird mit dem Kühler 94 teilweise abgekühlt. Sodann wird das Arbeitsmedium mit dem Expansionsventil 95 expandiert. Im Ergebnis wird die Temperatur des Arbeitsmediums deutlich gesenkt. Das Arbeitsmedium kühlt Kühlmittel im dritten Kühlmittelkreislauf 25 bei der Verdampfung im Verdampfer 96. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Batterie 11 hinreichend gekühlt wird, auch unter hohen Lastbedingungen und bei hohen Umgebungstemperaturen.
  • Wie in den 1 und 2 ersichtlich ist, ist der Verdampfer 96 des Batterie-Kühlungskreislaufs 93 stromauf des Zweigeingangs 41 des zweiten Kühlmittelzweiges 39 angeordnet. Auf diese Weise kann der Batterie-Kühlungskreislauf 93 auch eingesetzt werden zur weiteren Kühlung des Kühlers 17 im Verlustwärme-Rückgewinnungssystem 7. Damit kann die Kondensation des Arbeitsmediums im Kühler 17 weiter gefördert werden, auch bei hohen Lastbedingungen bezüglich der Leistungsquelle 5 und des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7.
  • Wie sich aus den 1 und 2 weiterhin ergibt, hat der zweite Kühlmittelkreislauf einen Heizer 44 in einer Nebenleitung, die den dritten Radiator 74 des dritten Kühlmittelkreislaufs 25 umgeht. Der Heizer 44 kann eingesetzt werden zum Erwärmen von Kühlmittel des dritten Kühlmittelkreislaufs 25, um bei Bedarf die Batterie 11 zu erwärmen, was beispielsweise bei einem Kaltstart mit tiefen Umgebungstemperaturen erforderlich sein kann.
  • Gemäß den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 getrennt vom ersten Kühlmittelkreislauf 6. Das heißt, gemäß den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 keine Fluidverbindung zum ersten Kühlmittelkreislauf 6. Auf diese Weise kann ein Wärmetausch stattfinden zwischen dem Kühler 17 des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 und den ersten und zweiten Wärmetauschern 27, 29 unabhängig von der Temperatur des Kühlmittels in dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 und somit auch unabhängig von der Kühlung der Leistungsquelle 5. Aufgrund dieser Merkmale kann der Kühler 17 gekühlt werden unter Einsatz der zweiten und dritten Kühlmittelkreisläufe 23, 25 unabhängig von der Kühlung der Leistungsquelle 5 und es werden unterschiedliche Temperaturen für das Kühlmittel in dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 und in dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 erlaubt. Auch werden unterschiedliche Arten von Kühlmittel in dem Kühler-Kühlmittelkreislauf 21 und in dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 einsetzbar.
  • Gemäß den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 um einen herkömmlichen Motor-Kühlmittelkreislauf. Auch handelt es sich gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen beim ersten Radiator 46 um einen herkömmlichen Motor-Radiator (Kühler). Der erste Kühlmittelkreislauf 6 hat eine Radiatorleitung 51, die eingerichtet ist zum Führen von Kühlmittel zum ersten Ventil 8 der Ventilanordnung 8, 10 und eine Nebenleitung 53, die eingerichtet ist zum Führen von Kühlmittel am ersten Ventil 8 der Ventilanordnung 8, 10 vorbei. Weiterhin hat der erste Kühlmittelkreislauf 6 eine erste Ventileinrichtung 55, die eingerichtet ist zum Empfangen von Kühlmittel aus der Kühlmittelleitung 57 und zum Leiten des Kühlmittels zur Radiatorleitung 51 und zur Nebenleitung 53. Die erste Ventileinrichtung 55 kann einen herkömmlichen Thermostaten aufweisen. Gemäß den 1 und 2 kann die Kühlmittelleitung 57 in Fluidverbindung stehen mit einem Kühlmittelauslass der Leistungsquelle 5. Auch kann gemäß den 1 und 2 der erste Kühlmittelkreislauf 6 eine Radiator-Ausgangsleitung 59 aufweisen, die eingerichtet ist zum Führen von Kühlmittelströmung von dem ersten Radiator 46 zum zweiten Ventil 10 der Ventilanordnung 8, 10.
  • Auf diese Weise kann unter Bedingungen, bei denen die erste Ventileinrichtung 55 Kühlmittel zur Radiatorleitung 51 leitet, wenn zum Beispiel Kühlmittel an der ersten Ventileinrichtung 55 eine Temperatur größer als ein Schwellenwert hat, Kühlmittel von der Kühlmittelleitung 57 über die Radiatorleitung 51 in das erste Ventil 8 der Ventilanordnung 8, 10 strömen. Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im ersten Zustand, wie in 1 dargestellt ist, strömt Kühlmittel vom ersten Ventil 8 in den ersten Radiator 46 und aus dem ersten Radiator 46 durch die Radiator-Ausgangsleitung 59 in das zweite Ventil 10 der Ventilanordnung 8, 10. Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im ersten Zustand, strömt das Kühlmittel von dem zweiten Ventil 10 zum Kühlmitteleingang der Kühlmittelpumpe 59 des ersten Kühlmittelkreislaufes 6. Damit kann Kühlmittel aus dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 durch den ersten Radiator 46 gepumpt werden, wenn sich die Ventilanordnung 8, 10 im ersten Zustand befindet.
  • Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im ersten Zustand gemäß 1, strömt Kühlmittel in dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23 durch die Rückführungsleitung 34 in das erste Ventil 8 und vom ersten Ventil 8 in die zweite Radiatoranordnung 70, 70' und aus der zweiten Radiatoranordnung 70, 70' in das zweite Ventil 10 der Ventilanordnung 8, 10. Ist die Ventilanordnung 8, 10 im ersten Zustand, strömt Kühlmittel aus dem zweiten Ventil 10 in den Kühlmitteleingang der Kühlmittelpumpe 24 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 23. Auf diese Weise kann Kühlmittel vom zweiten Kühlmittelkreislauf 23 durch die zweite Radiatoranordnung 70, 70' gepumpt werden, wenn sich die Ventilanordnung 8, 10 im ersten Zustand befindet.
  • Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand gemäß 2, strömt durch die Radiatorleitung 51 des ersten Kühlmittelkreislaufes strömendes Kühlmittel in das erste Ventil 8 und vom ersten Ventil in die zweite Radiatoranordnung 70, 70' und aus der zweiten Radiatoranordnung 70, 70' in das zweite Ventil 10 der Ventilanordnung 8, 10. Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand, strömt Kühlmittel vom zweiten Ventil 10 zum Kühlmitteleingang der Kühlmittelpumpe 49 des zweiten Kühlmittelkreislaufs 6. Auf diese Weise kann Kühlmittel vom ersten Kühlmittelkreislauf 6 durch die zweite Radiatoranordnung 70, 70' gepumpt werden, wenn sich die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand befindet.
  • Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand gemäß 2, strömt Kühlmittel im zweiten Kühlmittelkreislauf 23 durch die Rückführungsleitung 34 in das erste Ventil 8 und vom ersten Ventil 8 in den ersten Radiator 46 und vom ersten Radiator 46 durch die Radiator-Ausgangsleitung 59 in das zweite Ventil 10 der Ventilanordnung 8, 10. Ist die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand, strömt Kühlmittel vom zweiten Ventil 10 zum Kühlmitteleingang der Kühlmittelpumpe 24 des zweiten Kühlmittelkreislaufes 23. Auf diese Weise kann Kühlmittel vom zweiten Kühlmittelkreislauf 23 durch den ersten Radiator 46 gepumpt werden, wenn sich die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand befindet.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung ist die Ventilanordnung 8, 10 in Zustände zwischen den ersten und zweiten Zuständen steuerbar, d.h. in Zustände, in denen der erste Radiator 46 fluidmäßig sowohl mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 verbunden ist als auch mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23 und in denen die zweite Radiatoranordnung 70, 70' fluidmäßig verbunden ist mit sowohl dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 als auch dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23. Auf diese Weise können das erste Fahrzeugsystem 5 und/oder das zweite Fahrzeugsystem 9, 13 mit noch höherem Wirkungsgrad gekühlt werden.
  • Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen hat das Kühlsystem 2 eine Steueranordnung 30. Die Steueranordnung 30 ist eingerichtet zum Steuern der Ventilanordnung 8, 10 zwischen den ersten und zweiten Zuständen in Abhängigkeit von den Kühlungsanforderungen der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme 5, 9, 13. Die Steueranordnung 30 gemäß den 1 und 2 kann eingerichtet sein zum Steuern des Betriebs von einer oder von mehreren weiteren Einrichtungen und/oder Systemen, wie einer oder mehrerer Pumpen 24, 26, 43, 49, 85 des Antriebsstranges 1, und/oder sie können eingerichtet sein zum Steuern von Öffnungszuständen von einem oder mehreren Ventilen 31, 37, 55 des Antriebsstranges 1. Die Steueranordnung 30 kann eingerichtet sein zum Steuern des Betriebs von einer oder mehreren Pumpen 24, 26, 43, 49, 85 und/oder zum Steuern des Öffnungszustandes von einem oder mehreren Ventilen 8, 10, 31, 37, 55 in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Leistungsquelle 5, weiterhin zum Steuern des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 und/oder des elektrischen Antriebssystems 9, 11, 13 in Abhängigkeit von einer momentanen oder vorhergesagten Kühlungsanforderung bezüglich einer oder mehrerer Komponenten 5, 9, 11, 13, 17 des Antriebsstranges 1. Die in den 1 und 2 gezeigte Steueranordnung 30 kann somit mit derartigen Einrichtungen und/oder Systemen entsprechend verbunden sein. Derartige Verbindungen sind der Einfachheit und Klarheit der Darstellung wegen in den 1 und 2 aber nicht gezeigt.
  • Gemäß den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind alle Radiatoren 70, 70', 74 der zweiten und dritten Kühlmittelkreisläufe 23, 25 des elektrischen Antriebssystems 9, 11, 13 vor dem ersten Radiator 46 angeordnet. Der Antriebsstrang 1 hat weiterhin einen Ladeluftkühler 72 zwischen den Radiatoren 70, 70', 74 der zweiten und dritten Kühlmittelkreisläufe 23, 25 und dem ersten Radiator 46. Der Ladeluftkühler 72 ist eingerichtet zum Kühlen von Luft, die mit einem Kompressor der Leistungsquelle 5 komprimiert ist, bevor die Luft zum Eingang der Leistungsquelle 5 geführt wird. Der Kompressor ist in den 1 und 2 der Einfachheit und Klarheit der Darstellung halber nicht gezeigt. Der Treibstoff-Wirkungsgrad und die Leistung der Leistungsquelle 5 werden durch Kühlung der Eingangsluft der Leistungsquelle 5 im Ladeluftkühler 72 verbessert.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht einer Radiatorbaugruppe 4 des Antriebsstranges 1 gemäß den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen. Die Radiatorbaugruppe 4 hat den ersten Radiator 46, die zweite Radiatoranordnung 70, 70', den dritten Radiator 74 und den Ladeluftkühler 72. Der Ladeluftkühler 72 kann auch als Zwischenkühler bezeichnet werden.
  • Die Radiatorbaugruppe 4 ist eingerichtet, einer Luftströmung ausgesetzt zu werden, die eine Strömungsrichtung d aufweist, also eine Luftströmung in Richtung d. Wie hier weiter erläutert ist, kann die Radiatorbaugruppe 4 eingerichtet sein, im Frontbereich des Fahrzeuges angeordnet zu werden, um während der Fahrt der Luftströmung direkt ausgesetzt zu werden. Bei solchen Ausführungsbeispielen verläuft die Strömungsrichtung d also entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges, welches mit der Radiatorbaugruppe 4 ausgerüstet ist. Andererseits oder zusätzlich kann die Radiatorbaugruppe 4 ein oder mehrere Kühlgebläse aufweisen, die eingerichtet sind zum selektiven Einblasen von Luft durch die Radiatorbaugruppe 4 in der Strömungsrichtung d. In dieser Beschreibung kann „Strömungsrichtung d“ ersetzt werden durch „Luftströmungsrichtung d“.
  • Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die zweite Radiatoranordnung 70, 70' vor dem ersten Radiator 46 angeordnet, in Strömungsrichtung d gesehen, d.h. stromauf des Motor-Radiators 46 relativ zur Strömungsrichtung d. Die zweite Radiatoranordnung 70, 70' hat eine erste Radiatoreinheit 70 und eine zweite Radiatoreinheit 70', wobei ein Kühlmittelausgang 77 der ersten Radiatoreinheit 70 in Fluidverbindung steht mit einem Kühlmitteleingang 77' der zweiten Radiatoreinheit 70'. Da die zweite Radiatoreinheit 70' stromab der ersten Radiatoreinheit 70 angeordnet ist, hat die zweite Radiatoreinheit 70' eine geringere Temperatur als die erste Radiatoreinheit 70 beim Betrieb der Radiatorbaugruppe 4.
  • Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Ladeluftkühler 72 vor dem ersten Radiator 46 angeordnet und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' und der dritte Radiator 74 sind vor dem Ladeluftkühler 72 angeordnet, jeweils in Strömungsrichtung d gesehen.
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf die Radiatorbaugruppe 4 gemäß 3. In 4 ist die Radiatorbaugruppe 4 dargestellt aus Sicht in Strömungsrichtung d gemäß 1. Wie 4 zeigt, hat der Ladeluftkühler 72 eine Zuströmungshälfte 72' und eine Abströmungshälfte 72". Die Zuströmungshälfte 72' hat einen Eingang und die Abströmungshälfte 72' hat einen Ausgang. Beim Betrieb des Ladeluftkühlers 72 strömt komprimiertes Gas in den Ladeluftkühler 72 über den Eingang und aus dem Ladeluftkühler 72 über den Ausgang. In dem Ladeluftkühler 72 strömt die komprimierte Luft von der Zuströmungshälfte 72' zur Abströmungshälfte 72". Die komprimierte Luft wird beim Strömen durch den Ladeluftkühler 72 abgekühlt. Somit hat die Zuströmungshälfte 72' eine höhere Temperatur als die Abströmungshälfte 72" beim Betrieb des Ladeluftkühlers 72.
  • Wie 4 zeigt, decken sowohl der dritte Radiator 74 als auch die zweite Radiatoreinheit 70' einen größeren Bereich der Zuströmungshälfte 72' als bezüglich der Abströmungshälfte 72" ab, gesehen in Strömungsrichtung d. Mit anderen Worten: sowohl der dritte Radiator 74 als auch die zweite Radiatoreinheit 70' decken bezüglich der Zuströmungshälfte 72' einen größeren Bereich ab als bezüglich der Abströmungshälfte 72", wiederum gesehen in Strömungsrichtung d. Auf diese Weise können die Radiatoren 74, 70' wirksam eingesetzt werden zum Kühlen des Fahrzeugsystems, wobei die Wirkung auf die Kühlungseffizienz des Ladeluftkühlers 72 gering gehalten wird. Dies deshalb, weil sowohl der dritte Radiator 74 als auch die zweite Radiatoreinheit 70' einen größeren Bereich der Zuströmungshälfte 72' abdecken, welcher eine höhere Temperatur hat als die Abströmungshälfte 72" und weil ein größerer Bereich der Abströmungshälfte 72", welcher kälter ist als die Zuströmungshälfte 72', nicht einem Radiator 74, 70' ausgesetzt ist.
  • Der Ladeluftkühler 72 ist mit einer Gesamtoberfläche versehen, die im Wesentlichen senkrecht steht zur Strömungsrichtung. Der Begriff bzw. „Halbabschnitt“, wie er hier verwendet wird, erfasst einen Bereich des Ladeluftkühlers 72, welcher eine Oberfläche aufweist, die der Hälfte der Gesamtoberfläche des Ladeluftkühlers 72 entspricht. Somit haben entsprechend dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Zuströmungshälfte 72' und die Abströmungshälfte 72" des Ladeluftkühlers 72 zusammen eine Oberfläche, die der Gesamtoberfläche des Ladeluftkühlers 72 entspricht.
  • Da alle Radiatoren 70, 70', 74 der zweiten und dritten Kühlmittelkreisläufe 23, 25 vor dem ersten Radiator 46 angeordnet sind und auch vor dem Ladeluftkühler 72, in Strömungsrichtung gesehen, wird sichergestellt, dass die zweiten und dritten Kühlmittelkreisläufe 23, 25 des elektrischen Antriebssystems 9, 11, 13 in der Lage sind, die Komponenten 9, 11, 13 des elektrischen Antriebssystems 9, 11, 13 und auch den Kühler 17 des Verlustwärme-Rückgewinnungssystems 7 zu kühlen unter Einsatz eines Kühlmittels tiefer Temperatur. Befindet sich die Ventilanordnung 8, 10 im zweiten Zustand, kann die zweite Radiatoranordnung 70, 70' eingesetzt werden zum Kühlen der Leistungsquelle 5.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Beschreibung können die zweiten und dritten Kühlmittelkreisläufe 23, 25 zumindest einen Radiator 70, 70' zwischen dem Ladeluftkühler 72 und dem ersten Radiator 76 und zumindest einem Radiator 74 vor dem Ladeluftkühler 72 aufweisen. Mit solchen Ausführungsbeispielen kann der Radiator 74 vor dem Ladeluftkühler 72 zum dritten Kühlmittelkreislauf 75 gehören. Mit diesen Merkmalen kann die Kühlungsleistung des Ladeluftkühlers 72 verbessert werden, wobei sichergestellt ist, dass die Batterie 11 mit einem Kühlmittel tiefer Temperatur gekühlt werden kann.
  • 5 zeigt ein Fahrzeug 3 gemäß einigen Ausführungsbeispielen. Das Fahrzeug 3 weist einen Antriebsstrang 1 gemäß den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen auf. Der Antriebsstrang 1 ist eingerichtet, das Fahrzeug 3 über dessen Räder 99 anzutreiben. Wie 5 zeigt, ist die Radiatorbaugruppe 4 des Antriebsstranges 1 im Frontbereich des Fahrzeuges 3 angeordnet.
  • Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem Fahrzeug 3 um einen LKW. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem hier in Bezug genommenen Fahrzeug 3 auch um einen anderen Typ eines bemannten oder unbemannten Fahrzeuges zu Land oder zu Wasser handeln, wie um einen Schwerlastwagen, einen Bus, ein Baufahrzeug, einen Traktor, einen PKW, ein Schiff, ein Boot oder dergleichen.
  • 6 erläutert ein Verfahren 100 zum Steuern des Kühlsystems eines Fahrzeuges. Das Kühlsystem kann ein Kühlsystem 2 gemäß den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sein oder das Fahrzeug kann auch dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 entsprechen. Deshalb beziehen sich die nachfolgenden Ausführungen gleichzeitig auf die 1, 2, 5 und 6. Das Verfahren 100 dient der Steuerung eines Kühlsystems 2 eines Fahrzeuges 3, wobei das Kühlsystem 2 einen ersten Kühlmittelkreislauf 6 zum Kühlen eines ersten Fahrzeugsystems 5, einen zweiten Kühlmittelkreislauf 23 zum Kühlen eines zweiten Fahrzeugsystems 9, 13, einen ersten Radiator 46, eine zweite Radiatoranordnung 70, 70' und eine Ventilanordnung 8, 10 aufweist, und wobei das Verfahren 100 enthält:
    • - eine selektive Steuerung 110 der Ventilanordnung 8, 10 in einen ersten Zustand, in dem der erste Radiator 46 in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 und die zweite Radiatoranordnung 70, 70' in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23, und
    • - eine selektive Steuerung 112 der Ventilanordnung 8, 10 in einen zweiten Zustand, in dem die zweite Radiatoranordnung 70, 70' in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf 6 und der erste Radiator 46 in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf 23.
  • Entsprechend 6 kann das Verfahren 100 weiterhin aufweisen:
    • - eine Bestimmung 105 der Kühlungsanforderungen des ersten und des zweiten Fahrzeugsystems 5, 9, 13, und
    • - eine Steuerung 114 der Ventilanordnung 8, 10 zwischen den ersten und zweiten Zuständen in Abhängigkeit von den bestimmten Kühlungsanforderungen der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme 5, 9, 13.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen hat die Ventilanordnung 8, 10 ein erstes Ventil 8 und ein zweites Ventil 10 und das Verfahren 100 enthält weiterhin:
    • - eine gleichzeitige Steuerung 116 der ersten und zweiten Ventile 8, 10 zwischen den ersten und zweiten Zuständen.
  • Es versteht sich, dass die verschiedenen bezüglich des Verfahrens 100 dargestellten Ausführungsbeispiele alle mit der hier beschriebenen Steueranordnung 30 kombinierbar sind. Das heißt: die Steueranordnung 30 kann eingerichtet sein, einen jeglichen der Verfahrensschritte 105, 110, 112, 114 und 116 des Verfahrens 100 auszuführen.
  • Die Steueranordnung 30 kann eine Recheneinheit aufweisen, welche in Form eines jeglichen geeigneten Prozessors oder Mikrocomputers vorliegen kann, z.B. einer Schaltung für eine digitale Signalverarbeitung (ein digitaler Signalprozessor, DSP), eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), eine Prozessoreinheit, eine Prozessorschaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen Mikroprozessor, oder eine andere Prozessorlogik, welche Befehle interpretieren und ausführen kann. Der hier verwendete Begriff „Recheneinheit“ kann auch eine Prozessorschaltung mit einer Mehrzahl von Prozessorschalteinheiten beinhalten, wie sie oben erwähnt sind.
  • Die Steueranordnung 30 kann weiterhin eine Speichereinheit aufweisen, wobei die Recheneinheit mit der Speichereinheit verbunden sein kann und die Speichereinheit die Recheneinheit mit beispielsweise einem abgespeicherten Programmcode und/oder abgespeicherten Daten versorgen kann, welche die Recheneinheit für die Rechnungen benötigt. Die Recheneinheit kann auch eingerichtet sein, Teilergebnisse oder Endergebnisse der Rechnungen in der Speichereinheit abzulegen. Die Speichereinheit kann eine physikalische Einrichtung sein zum Abspeichern von Daten oder Programmen, d.h. Sequenzen von Instruktionen, sei es zeitweise oder permanent. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die Speichereinheit integrierte Schaltungen mit siliziumbasierten Transistoren enthalten. Die Speichereinheit kann z.B. eine Speicherkarte, einen Flash-Speicher, einen USB-Speicher, eine Festplatte oder eine andere flüchtige oder nicht-flüchtige Speichereinheit aufweisen zum Abspeichern von Daten mittels z.B. einem ROM (Lesespeicher), einem PROM (programmierbarer Lesespeicher), einem EPROM (löschbarer PROM), einem EEPROM (einem elektronisch löschbaren PROM) etc. gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen.
  • Die Steueranordnung 30 ist mit Komponenten des Antriebsstranges 1 verbunden zum Empfang und/oder zum Senden von Eingangs- und Ausgangssignalen. Diese Eingangs- und Ausgangssignale können Wellenform, Pulsform oder andere Eigenschaften annehmen, so dass die Empfangseinrichtungen für die Eingangssignale die Informationen detektieren können, welche in Signale verwandelbar sind, die von der Steueranordnung 30 verarbeitbar sind. Diese Signale können der Recheneinheit zugeführt werden. Eine oder mehrere Ausgangssignal-Sendeeinrichtungen können eingerichtet sein zum Wandeln von Rechenergebnissen der Recheneinheit in Ausgangssignale zur Übermittlung an andere Teile des Fahrzeug-Steuerungssystems und/oder zu Komponenten, für welche die Signale vorgesehen sind. Jede der Verbindungen an die einzelnen Komponenten des Antriebsstranges 1 zum Empfangen und Senden von Signalen kann eine oder mehrere der nachfolgenden Formen annehmen: ein Kabel, ein Datenbus, z.B. ein CAN (lokales Steuerungsnetzwerk) in Form eines Busses, ein MOST (ein medienbedingtes Transportsystem) in Form eines Busses oder auch eine andere Bus-Konfiguration, oder auch eine drahtlose Verbindung.
  • Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Antriebsstrang 1 eine Steueranordnung 30, jedoch kann die Implementierung auch insgesamt oder teilweise mit zwei oder mehr Steueranordnungen oder zwei oder mehr Steuereinheiten erfolgen.
  • Steuersysteme in zeitgemäßen Fahrzeugen haben im Allgemeinen ein Kommunikationsbussystem mit einem oder mit mehreren Kommunikationsbussen zur Verbindung einer Anzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECU), oder Steuerungen für verschiedene Komponenten an Bord des Fahrzeuges. Ein solches Steuersystem kann eine große Anzahl von Steuereinheiten aufweisen, die verschiedene spezifische Funktionen übernehmen und dabei kann eine Aufteilung zwischen zwei oder mehr der Einheiten erfolgen. Für eine Fachperson ergibt sich, dass Fahrzeuge des hier betroffenen Typs häufig mit einer größeren Anzahl von Steueranordnungen 30 als in den 1 und 2 dargestellt ist versehen sind.
  • Die obigen dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur erläuternd und die Erfindung ist nur durch die beigefügten Ansprüche abgegrenzt. Eine Fachperson wird erkennen, dass die Ausführungsbeispiele abgewandelt werden können und dass verschiedene Merkmale der Ausführungsbeispiele kombiniert werden können zur Erzeugung weiterer, sich von den beschriebenen Ausführungsbeispielen verschiedener Ausführungsbeispiele ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen abgegrenzt ist, zu verlassen.
  • Die hier verwendeten Begriffe „aufweisend“ oder „weist auf“ sind nicht abschließende Begriffe und enthalten eine oder mehrere der genannten Merkmale, Elemente, Schritte, Komponenten oder Funktionen und schließen nicht aus, dass weitere derartige Merkmale, Elemente, Schritte, Komponenten, Funktionen oder Gruppen davon gegeben sind.

Claims (22)

  1. Kühlsystem (2) für ein Fahrzeug (3), wobei das Kühlsystem (2) aufweist: - einen ersten Kühlmittelkreislauf (6), der eingerichtet ist zum Kühlen eines ersten Fahrzeugsystems (5), - einen zweiten Kühlmittelkreislauf (23), der eingerichtet ist zum Kühlen eines zweiten Fahrzeugsystems (9, 13), - einen ersten Radiator (46), und - eine zweite Radiatoranordnung (70, 70'), wobei das Kühlsystem (2) weiterhin eine Ventilanordnung (8, 10) aufweist, die steuerbar ist zwischen einem ersten Zustand, in dem der erste Radiator (46) in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (6) und die zweite Radiatoranordnung (70, 70') in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf (23), und einem zweiten Zustand, in dem die zweite Radiatoranordnung (70, 70') in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (6) und der erste Radiator (46) in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf (23).
  2. Kühlsystem (2) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Radiator (46) eine größere Kühlungskapazität aufweist als die zweite Radiatoranordnung (70, 70').
  3. Kühlsystem (2) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Fahrzeugsystem (5) eine Leistungsquelle (5) des Fahrzeuges (3) aufweist.
  4. Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Fahrzeugsystem (9, 13) einen Elektromotor (9) und/oder eine Leistungselektronik (13) aufweist.
  5. Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Fahrzeugsystem (9, 13) ein Verlustwärme-Rückgewinnungssystem (7) aufweist.
  6. Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kühlsystem (2) eine Steueranordnung (30) aufweist, die eingerichtet ist zum Steuern der Ventilanordnung (8, 10) zwischen den ersten und zweiten Zuständen in Abhängigkeit von den Kühlungsanforderungen des ersten und des zweiten Fahrzeugsystems (5, 9, 13).
  7. Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilanordnung (8, 10) ein erstes Ventil (8) aufweist, welches in Fluidverbindung steht mit den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen (6, 23) und dem ersten Radiator (46) und der zweiten Radiatoranordnung (70, 70') stromauf des ersten Radiators (46) und der zweiten Radiatoranordnung (70, 70'), und ein zweites Ventil (10) aufweist, welches in Fluidverbindung steht mit den ersten und zweiten Kühlmittelkreisläufen (6, 23) und dem ersten Radiator (46) und der zweiten Radiatoranordnung (70, 70') stromab des ersten Radiators (46) und der zweiten Radiatoranordnung (70, 70').
  8. Kühlsystem (2) gemäß Anspruch 7, wobei die ersten und zweiten Ventile (8, 10) eingerichtet sind, gleichzeitig zwischen den ersten und zweiten Zuständen gesteuert zu werden.
  9. Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Radiator (46) und die zweite Radiatoranordnung (70, 70') eingerichtet sind, einer Luftströmung mit einer Strömungsrichtung (d) ausgesetzt zu werden, und wobei die zweite Radiatoranordnung (70, 70') vor dem ersten Radiator (26), in Strömungsrichtung (d) gesehen, angeordnet ist.
  10. Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Radiatoranordnung (70, 70') eine erste Radiatoreinheit (70) und eine zweite Radiatordiatoreinheit (70') aufweist.
  11. Kühlsystem (2) gemäß Anspruch 10, wobei ein Kühlmittelausgang (77) der ersten Radiatoreinheit (70) in Fluidverbindung steht mit einem Kühlmitteleingang (77') der zweiten Radiatoreinheit (70').
  12. Kühlsystem (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Kühlsystem (2) weiterhin einen dritten Kühlmittelkreislauf (25) aufweist, der eingerichtet ist zum Kühlen eines dritten Fahrzeugsystems (11) und wobei der dritte Kühlmittelkreislauf (25) einen dritten Radiator (74) aufweist, der in Strömungsrichtung (d) gesehen vor dem ersten Radiator (46) angeordnet ist.
  13. Kühlsystem (2) gemäß Anspruch 12, wobei das dritte Fahrzeugsystem (11) eine Batterie (11) aufweist.
  14. Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug (3), wobei der Antriebsstrang (1) ein erstes Fahrzeugsystem (5) und ein zweites Fahrzeugsystem (9, 13) aufweist und wobei der Antriebsstrang (1) ein Kühlsystem (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  15. Antriebsstrang (1) gemäß Anspruch 14, wobei der Antriebsstrang (1) eingerichtet ist zum getrennten Betreiben des ersten Fahrzeugsystems (5) und des zweiten Fahrzeugsystems (9, 13).
  16. Antriebsstrang (1) gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei der Antriebsstrang (1) weiterhin einen Ladeluftkühler (72) aufweist, wobei der erste Radiator (46), die zweite Radiatoranordnung (70, 70') und der Ladeluftkühler (72) eingerichtet sind, einem Luftstrom mit einer Strömungsrichtung (d) ausgesetzt zu werden, und wobei der Ladeluftkühler (72) vor dem ersten Radiator (46) angeordnet ist und die zweite Radiatoranordnung (70, 70') vor dem Ladeluftkühler (72) angeordnet ist, jeweils in Strömungsrichtung (d) gesehen.
  17. Antriebsstrang (1) gemäß Anspruch 16, wobei der Ladeluftkühler (72) eine Zuströmungshälfte (72') und eine Abströmungshälfte (72") aufweist, wobei die Zuströmungshälfte (72') eine höhere Temperatur aufweist als die Abströmungshälfte (72") beim Betrieb des Ladeluftkühlers (72), und wobei die zweite Radiatoranordnung (70, 70') einen größeren Bereich der Zuströmungshälfte (72') abdeckt als der Abströmungshälfte (72") entspricht, in Strömungsrichtung (d) gesehen.
  18. Antriebsstrang (1) gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei der Antriebsstrang (1) ein drittes Fahrzeugsystem (11) und ein Kühlsystem (2) gemäß Anspruch 12 aufweist, wobei der Ladeluftkühler (72) eine Zuströmungshälfte (72') und eine Abströmungshälfte (72") aufweist, wobei die Zuströmungshälfte (72') eine höhere Temperatur hat als die Abströmungshälfte (72") beim Betrieb des Ladeluftkühlers (72), und wobei der dritte Radiator (74) einen größeren Bereich der Zuströmungshälfte (72') abdeckt als der Abströmungshälfte (72") entspricht, gesehen in Strömungsrichtung (d).
  19. Fahrzeug (3) mit einem Antriebsstrang (1) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18.
  20. Verfahren (100) zum Steuern eines Kühlsystems (2) eines Fahrzeuges (3), wobei das Kühlsystem (2) einen ersten Kühlmittelkreislauf (6) aufweist, der eingerichtet ist zum Kühlen eines ersten Fahrzeugsystems (5), und einen zweiten Kühlmittelkreislauf (23), der eingerichtet ist zum Kühlen eines zweiten Fahrzeugsystems (9, 13), sowie einen ersten Radiator (46), eine zweite Radiatoranordnung (70, 70') und eine Ventilanordnung (8, 10), wobei das Verfahren (100) aufweist: - eine selektive Steuerung (110) der Ventilanordnung (8, 10) in einen ersten Zustand, in dem der erste Radiator (46) in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (6) und die zweite Radiatoranordnung (70, 70') in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf (23), und - eine selektive Steuerung (112) der Ventilanordnung (8, 10) in einen zweiten Zustand, in dem die zweite Radiatoranordnung (70, 70') in Fluidverbindung steht mit dem ersten Kühlmittelkreislauf (6) und der erste Radiator (46) in Fluidverbindung steht mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf (23).
  21. Verfahren (100) gemäß Anspruch 20, wobei das Verfahren (100) weiterhin aufweist: - eine Bestimmung (105) der Kühlungsanforderungen der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme (5, 9, 13), und - eine Steuerung (114) der Ventilanordnung (8, 10) zwischen den ersten und zweiten Zuständen in Abhängigkeit von den bestimmten Kühlungsanforderungen der ersten und zweiten Fahrzeugsysteme (5, 9, 13).
  22. Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei die Ventilanordnung (8, 10) ein erstes Ventil (8) und ein zweites Ventil (10) aufweist und wobei das Verfahren (100) weiterhin aufweist: - eine gleichzeitige Steuerung (116) der ersten und zweiten Ventile (8, 10) zwischen den ersten und zweiten Zuständen.
DE102019008255.9A 2018-12-14 2019-11-27 Kühlsystem, Antriebsstrang, Fahrzeug und Verfahren zum Steuern eines Kühlsystems mit einer Ventilanordnung zum Umschalten von Fluidverbindungen zwischen Kühlmittelkreisläufen und Radiatoren Active DE102019008255B4 (de)

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