DE102019112213A1 - Fluid line for a cooling water system of electric vehicles, electric vehicle and use of a fluid line - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fluidleitung (10) für ein Kühlwassersystem von elektrischen Fahrzeugen, wobei die Fluidleitung (10) einen Strömungskanal (14) für Kühlwasser, der sich entlang einer Längsachse (16) der Fluidleitung (10) erstreckt, und ein Leitungswandelement (11) mit einer Innenwandfläche (18) aufweist, wobei die Innenwandfläche (18) an dem Strömungskanal (14) angeordnet ist, wobei die Innenwandfläche (18) mindestens ein Rippenelement (12) aufweist, wobei das Rippenelement (12) sich von der Innenwandfläche (18) in den Strömungskanal (14) erstreckt. Mit der Erfindung wird eine Fluidleitung (10) für ein elektrisches Fahrzeug (26) bereitgestellt, die eine verringerte Reibung zwischen dem Fluid und der Fluidleitung (10) bewirkt.The invention relates to a fluid line (10) for a cooling water system of electric vehicles, the fluid line (10) having a flow channel (14) for cooling water, which extends along a longitudinal axis (16) of the fluid line (10), and a line wall element (11) having an inner wall surface (18), the inner wall surface (18) being arranged on the flow channel (14), the inner wall surface (18) having at least one rib element (12), wherein the rib element (12) extends from the inner wall surface (18) extends into the flow channel (14). The invention provides a fluid line (10) for an electric vehicle (26) which brings about reduced friction between the fluid and the fluid line (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fluidleitung für ein Kühlwassersystem von elektrischen Fahrzeugen, ein elektrisches Fahrzeug mit einer derartigen Fluidleitung und eine Verwendung einer derartigen Fluidleitung.The invention relates to a fluid line for a cooling water system of electric vehicles, an electric vehicle with such a fluid line and a use of such a fluid line.
In Kühlsystemen von elektrischen Fahrzeugen werden Fluidleitungen genutzt, um Kühlwasser zwischen den verschiedenen Komponenten des elektrischen Fahrzeugs zu transportieren. Auf Grund der begrenzten Kapazität der Energiespeichersysteme sollen Energieverluste in den Komponenten der elektrischen Fahrzeuge so weit möglich vermieden werden. In Fluidleitungen können dabei Energieverluste durch die Reibung des strömenden Fluids im Inneren der Fluidleitung entstehen, so dass eine Pumpe, die das Fluid durch die Fluidleitung pumpt, einen erhöhten Energiebedarf aufweist.In cooling systems of electric vehicles, fluid lines are used to transport cooling water between the various components of the electric vehicle. Due to the limited capacity of the energy storage systems, energy losses in the components of the electric vehicles should be avoided as far as possible. In fluid lines, energy losses can arise from the friction of the flowing fluid in the interior of the fluid line, so that a pump that pumps the fluid through the fluid line has an increased energy requirement.
Als Aufgabe der Erfindung kann daher angesehen werden, eine Fluidleitung für ein elektrisches Fahrzeug bereitzustellen, die eine verringerte Reibung zwischen dem Fluid und der Fluidleitung bewirkt.It can therefore be seen as an object of the invention to provide a fluid line for an electric vehicle which brings about reduced friction between the fluid and the fluid line.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1, 8 und 9 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.Main features of the invention are set out in claims 1, 8 and 9. Refinements are the subject of claims 2 to 7.
Bei einer Fluidleitung für ein Kühlwassersystem von elektrischen Fahrzeugen, wobei die Fluidleitung einen Strömungskanal für Kühlwasser, der sich entlang einer Längsachse der Fluidleitung erstreckt, und ein Leitungswandelement mit einer Innenwandfläche aufweist, wobei die Innenwandfläche an dem Strömungskanal angeordnet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Innenwandfläche mindestens ein Rippenelement aufweist, wobei das Rippenelement sich von der Innenwandfläche in den Strömungskanal erstreckt.In a fluid line for a cooling water system of electric vehicles, the fluid line having a flow channel for cooling water, which extends along a longitudinal axis of the fluid line, and a line wall element with an inner wall surface, the inner wall surface being arranged on the flow channel, it is provided according to the invention that the Inner wall surface comprises at least one rib element, the fin element extending from the inner wall surface into the flow channel.
Die Erfindung stellt mit dem Rippenelement an der Innenwandfläche ein Element bereit, mit dem die tangentiale Ausbreitung von Wirbeln in der Strömung des Fluids vermindert wird. Damit werden quer zur Strömungsrichtung angeordnete Wirbel im an dem Rippenelement entlang strömenden Fluid vermindert und das Gesamtturbulenzniveau reduziert. Dies bewirkt, dass die Reibung in dem Fluid verringert wird, so dass die Reibungsverluste im Fluid reduziert werden. Damit kann der Druckverlust verringert werden, da auf diese Weise eine Pumpe das Fluid mit geringem Energieaufwand durch die Fluidleitung pumpen kann, so dass eine Energieersparnis bewirkt wird. Dies erhöht die Reichweite des elektrischen Fahrzeugs auf Grund der nicht von der Pumpe verwendeten Energie des Energiespeichers. Weiter kann das Rippenelement während der Herstellung der Fluidleitung in einem kostengünstigen Extrusionsverfahren hergestellt werden. Damit kann auf kostengünstige Weise eine Reduktion der inneren Reibung des Fluids in der Fluidleitung bewirkt werden. Dabei können auch andere Herstellungsverfahren verwendet werden, wie z. B. Laserstrukturieren, Einprägen, oder spanende Verfahren, etc.The invention provides an element with the rib element on the inner wall surface with which the tangential propagation of eddies in the flow of the fluid is reduced. In this way, vortices arranged transversely to the flow direction are reduced in the fluid flowing along the rib element and the overall level of turbulence is reduced. This has the effect that the friction in the fluid is reduced, so that the friction losses in the fluid are reduced. The pressure loss can thus be reduced, since in this way a pump can pump the fluid through the fluid line with little expenditure of energy, so that energy is saved. This increases the range of the electric vehicle due to the energy of the energy storage device not being used by the pump. Furthermore, the rib element can be produced in an inexpensive extrusion process during the production of the fluid line. In this way, the internal friction of the fluid in the fluid line can be reduced in a cost-effective manner. Other manufacturing processes can also be used, such as B. laser structuring, embossing, or machining processes, etc.
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich das mindestens eine Rippenelement entlang der Längsachse an der Innenwandfläche erstreckt.It can be provided that the at least one rib element extends along the longitudinal axis on the inner wall surface.
Dies vereinfacht die Herstellung des Rippenelements in Kombination mit der Fluidleitung weiter.This further simplifies the manufacture of the rib element in combination with the fluid line.
Weiter kann die Innenwandfläche beispielsweise eine Vielzahl von Rippenelementen aufweisen.Furthermore, the inner wall surface can, for example, have a plurality of rib elements.
Auf diese Weise kann die Reibung in einem größeren Bereich des Fluids gesenkt werden. Die Vielzahl von Rippenelementen kann dabei über die gesamte Innenwandfläche der Fluidleitung verteilt angeordnet sein, so dass an der gesamten Innenwandfläche eine Reduktion der Reibung in dem durch den Strömungskanal fließenden Fluid bewirkt wird.In this way, the friction can be reduced in a larger area of the fluid. The plurality of rib elements can be arranged distributed over the entire inner wall surface of the fluid line, so that a reduction in the friction in the fluid flowing through the flow channel is brought about on the entire inner wall surface.
Die Rippenelemente können in einer Umfangsrichtung um die Längsachse herum in einem gleichen Abstand zu einander angeordnet sein.The rib elements can be arranged at an equal distance from one another in a circumferential direction around the longitudinal axis.
Damit kann eine über die Innenwandfläche homogen verteilte Verminderung der Reibung in dem Fluid erfolgen. Dies begünstigt eine Vereinheitlichung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids entlang der Innenwandfläche, so dass Wirbel in der Fluidströmung vermindert werden.A reduction in friction in the fluid that is homogeneously distributed over the inner wall surface can thus take place. This favors a standardization of the flow velocity of the fluid along the inner wall surface, so that eddies in the fluid flow are reduced.
Weiter können die Rippenelemente in einer senkrechten Richtung zur Umfangsrichtung eine Höhe aufweisen, die kleiner als ein Abstand zwischen zwei Rippenelementen ist.Furthermore, the rib elements can have a height in a direction perpendicular to the circumferential direction which is smaller than a distance between two rib elements.
Dabei kann das mindestens eine Rippenelement in Umfangsrichtung eine eckige, vorzugsweise eine dreieckige Querschnittsform aufweisen. Idealerweise weisen die Rippenelemente keine Breite und eine sehr scharfe Kante auf.The at least one rib element can have an angular, preferably triangular, cross-sectional shape in the circumferential direction. Ideally, the rib elements have no width and a very sharp edge.
Das mindestens eine Rippenelement kann alternativ in Umfangsrichtung eine eckenlose Querschnittsform aufweisen.The at least one rib element can alternatively have a cornerless cross-sectional shape in the circumferential direction.
Weiter ist bei einem elektrischen Fahrzeug umfassend ein Kühlwassersystem und eine Fluidleitung nach der oben angeführten Beschreibung vorgesehen, dass das Kühlwassersystem die Fluidleitung aufweist.Furthermore, in an electric vehicle comprising a cooling water system and a fluid line according to the description given above, it is provided that the cooling water system has the fluid line.
Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen des elektrischen Fahrzeugs ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Fluidleitung. Es wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.Advantages and effects as well as further developments of the electric vehicle result from the advantages and effects as well as further developments of the fluid line described above. Reference is therefore made in this regard to the preceding description.
Weiter ist eine Verwendung einer Fluidleitung nach oben angeführten Beschreibung in einem Kühlwassersystem eines elektrischen Fahrzeugs vorgesehen.Furthermore, a use of a fluid line according to the description given above is provided in a cooling water system of an electric vehicle.
Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen der Verwendung der Fluidleitung ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen der oben beschriebenen Fluidleitung. Es wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.Advantages and effects as well as further developments of the use of the fluid line result from the advantages and effects and further developments of the fluid line described above. Reference is therefore made in this regard to the preceding description.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
-
1a, b eine schematische Darstellung der Fluidleitung in verschiedenen Ansichten; -
2 a-c eine schematische Darstellung verschiedener Beispiele von Rippenelementen; und -
3 eine schematische Darstellung eines elektrischen Fahrzeugs.
-
1a, b a schematic representation of the fluid line in different views; -
2 ac a schematic representation of various examples of rib elements; and -
3 a schematic representation of an electric vehicle.
In
Die Innenwandfläche
Die Rippenelemente
Die Rippenelemente
Alternativ können die Rippenelemente in einem Querschnitt entlang der Umfangsrichtung
Jegliche Querschnittsform eines Rippenelements
Die Rippenelemente
Die Fluidleitung
Das Kühlwassersystem
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not restricted to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the features and advantages arising from the claims, the description and the drawing, including structural details, spatial arrangements and process steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- FluidleitungFluid line
- 1111
- LeitungswandelementPipe wall element
- 1212
- RippenelementRib element
- 1414th
- StrömungskanalFlow channel
- 1616
- LängsachseLongitudinal axis
- 1818th
- InnenwandflächeInterior wall surface
- 2020th
- UmfangsrichtungCircumferential direction
- 2222nd
- Breitewidth
- 2424
- Abstanddistance
- 2626th
- elektrisches Fahrzeugelectric vehicle
- 2828
- KühlwassersystemCooling water system
- 3030th
- EnergiespeicherEnergy storage
- 3232
- Höheheight
Claims (8)
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