DE102019131480A1 - Integriertes Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug - Google Patents

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Sang Shin Lee
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Integriertes Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug, aufweisend einen Kühler (200), durch welchen Kältemittel und Kühlwasser hindurchtreten, um Wärme miteinander auszutauschen, einen ersten Speicherabschnitt (110), durch welchen Elektrobauteil-Kühlwasser hindurchtritt, einen zweiten Speicherabschnitt (120), durch welchen Batterie-Kühlwasser hindurchtritt, eine erste Pumpe (410), die das Elektrobauteil-Kühlwasser durch einen Elektroabschnitt (10) hindurch zirkuliert, ein erstes Ventil (310), welches das Kühlwasser, das durch den Kühler (200) hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts (110) derart steuert, dass es mittels der ersten Pumpe (410) wahlweise durch den Elektroabschnitt (10) hindurch zirkuliert wird, eine zweite Pumpe (420), die das Batterie-Kühlwasser durch eine Batterie (20) hindurch zirkuliert, und ein zweites Ventil (320), welches das Kühlwasser, das durch den Kühler (200) hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts (120) derart steuert, dass es mittels der zweiten Pumpe (420) wahlweise durch die Batterie (20) hindurch zirkuliert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein integriertes Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug, welches an einem Fahrzeug montiert ist, durch Integrieren komplizierter Abschnitte bezogen auf Kühlwasser und ein Kältemittel in eine Anordnung kompakt hergestellt werden kann, und die Kühlungs/Heizungseffizienz durch Reduzieren des Widerstandes des Kühlwassers oder des Kältemittels erhöhen kann.
  • Es ist schwierig, Abwärme in einem Elektrofahrzeug oder einem Brennstoffzellenfahrzeug zu nutzen, da es keinen Verbrennungsmotor gibt. Dementsprechend ist es unvermeidbar, einen elektrischen Kompressor zum Kühlen und ein Wärmepumpenprinzip oder eine separate elektrische Heizung zum Heizen in diesen Fahrzeugen zu verwenden.
  • Darüber hinaus ist es erforderlich, eine maximale Kühlungs/Heizungseffizienz in diesen Fahrzeugen sicherzustellen, um eine Reichweite mit elektrischer Energie zu erlangen, und diese Technologien sind direkt mit den kommerziellen Werten der Fahrzeuge verbunden.
  • Dementsprechend ist der Kühlungs/Heizungskreislauf etwas kompliziert, und mehrere Ventile, Pumpen und andere Teile sind in Elektrofahrzeugen montiert. Daher gibt es einen Bedarf an einer Technologie, die diese Teile leicht installieren kann und das Gewicht und die Kosten durch wirksames Anordnen und Integrieren der Teile in eine Anordnung reduzieren kann.
  • Mit der Erfindung wird ein integriertes Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug geschaffen, welches an einem Fahrzeug montiert ist, durch Integrieren komplizierter Teile bezogen auf Kühlwasser und ein Kältemittel in eine Anordnung kompakt hergestellt werden kann, und die Kühlungs/Heizungseffizienz durch Reduzieren des Widerstandes des Kühlwassers oder des Kältemittels erhöhen kann.
  • Ein integriertes Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist auf: einen Kühler (bzw. einen Wärmetaucher oder einen Chiller), durch welchen Kältemittel und Kühlwasser hindurchtreten, um Wärme miteinander auszutauschen, einen ersten Speicherabschnitt, durch welchen Elektrobauteil (bzw. elektrisches Bauteil oder elektrisches Bauelement)-Kühlwasser hindurchtritt, einen zweiten Speicherabschnitt, durch welchen Hochspannungsbatterie-Kühlwasser hindurchtritt, eine erste Pumpe, die das Elektrobauteil-Kühlwasser durch einen Elektroabschnitt (bzw. einen elektrischen Abschnitt) hindurch zirkuliert, ein erstes Ventil, welches das Kühlwasser, das durch den Kühler hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts derart steuert, dass es mittels der ersten Pumpe wahlweise durch den Elektroabschnitt hindurch zirkuliert wird, eine zweite Pumpe, die das Hochspannungsbatterie-Kühlwasser durch eine Hochspannungsbatterie hindurch zirkuliert, und ein zweites Ventil, welches das Kühlwasser, das durch den Kühler hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts derart steuert, dass es mittels der zweiten Pumpe wahlweise durch die Hochspannungsbatterie hindurch zirkuliert wird.
  • Der Kühler, der erste Speicherabschnitt und der zweite Speicherabschnitt können eine (einzige) Anordnung konfigurieren, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  • Der erste Speicherabschnitt, die erste Pumpe und das erste Ventil können eine Anordnung konfigurieren, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  • Der zweite Speicherabschnitt, die zweite Pumpe und das zweite Ventil können eine Anordnung konfigurieren, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  • Der erste Speicherabschnitt und der zweite Speicherabschnitt können in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sein und einen Speicherbehälter bilden, wobei obere Abschnitte von Innenräumen miteinander verbunden sind.
  • Der erste Speicherabschnitt und der zweite Speicherabschnitt können benachbart zueinander montiert sein, und der Kühler kann benachbart zu einer Seite des ersten Speicherabschnitts und des zweiten Speicherabschnitts montiert sein.
  • Das erste Ventil kann ein Dreiwegeventil sein und ist mit einem unteren Abschnitt des ersten Speicherabschnitts, einem unteren Abschnitt des Kühlers und einem Einlass der ersten Pumpe verbunden, und kann das Elektroabschnitt-Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts oder das Kühlwasser des Kühlers derart steuern, dass es der ersten Pumpe zugeführt wird.
  • Das zweite Ventil kann ein Dreiwegeventil sein und ist mit einem unteren Abschnitt des zweiten Speicherabschnitts, einem unteren Abschnitt des Kühlers und einem Einlass der zweiten Pumpe verbunden, und kann das Hochspannungsbatterie-Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts oder das Kühlwasser des Kühlers derart steuern, dass es der zweiten Pumpe zugeführt wird.
  • Der Kühler, der erste Speicherabschnitt, der zweite Speicherabschnitt, das erste Ventil, das zweite Ventil, die erste Pumpe und die zweite Pumpe können als eine (einzige) Anordnung konfiguriert sein, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, und die Anordnung kann an einer Fahrzeugkarosserie montiert sein, indem der erste Speicherabschnitt oder der zweite Speicherabschnitt mittels eines Dämpfers an der Fahrzeugkarosserie befestigt sind.
  • Die erste Pumpe und die zweite Pumpe können derart montiert sein, dass ihre Drehachsen (bzw. Drehwellen) einander kreuzen.
  • Der erste Speicherabschnitt und der zweite Speicherabschnitt können in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sein und können einen Speicherbehälter bilden, wobei obere Abschnitte von Innenräumen miteinander verbunden sind, der Kühler kann benachbart zu einer Seite des Speicherbehälters montiert sein, das erste Ventil und die erste Pumpe können unter dem ersten Speicherabschnitt montiert sein, und das zweite Ventil und die zweite Pumpe können unter dem zweiten Speicherabschnitt montiert sein.
  • Ein Einlass des ersten Speicherabschnitts kann mit einem Elektroabschnitt-Radiator (bzw. einem Elektroabschnitt-Kühler) verbunden sein, ein Auslass des ersten Speicherabschnitts kann mit dem ersten Ventil verbunden sein, und ein Auslass der ersten Pumpe kann mit dem Elektroabschnitt verbunden sein.
  • Ein Einlass des zweiten Speicherabschnitts kann mit einem Hochspannungsbatterie-Radiator (bzw. einem Hochspannungsbatterie-Kühler) verbunden sein, ein Auslass des zweiten Speicherabschnitts kann mit dem zweiten Ventil verbunden sein, und ein Auslass der zweiten Pumpe kann mit der Hochspannungsbatterie verbunden sein.
  • Der Kühler kann einen ersten Einlass, einen zweiten Einlass, einen ersten Auslass und einen zweiten Auslass für den Kühlwasserstrom aufweisen, der erste Einlass kann mit dem Elektroabschnitt verbunden sein, und der erste Auslass kann mit dem ersten Ventil verbunden sein.
  • Der zweite Einlass des Kühlers kann mit der Hochspannungsbatterie verbunden sein, und der zweite Auslass des Kühlers kann mit dem zweiten Ventil verbunden sein.
  • Das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung ist an einem Fahrzeug montiert, kann durch Integrieren komplizierter Abschnitte bezogen auf Kühlwasser und ein Kältemittel in eine (einzige) Anordnung kompakt gestaltet werden, und kann die Kühlungs/Heizungseffizienz durch Reduzieren des Widerstandes des Kühlwassers oder des Kältemittels erhöhen.
  • Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • 1 eine Ansicht eines integrierten Wärmemanagementmoduls für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 eine Ansicht eines Kraftfahrzeug-Kühlungs/Heizungskreislaufs, bei welchem das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
    • 3 bis 6 Ansichten eines integrierten Wärmemanagementmoduls für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung.
  • Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
  • Nachfolgend wird nun auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen abzudecken, welche im Geist und Bereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
  • 1 ist eine Ansicht eines integrierten Wärmemanagementmoduls für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, 2 ist eine Ansicht eines Kraftfahrzeug-Kühlungs/Heizungskreislaufs, bei welchem das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, und 3 bis 6 sind Ansichten eines integrierten Wärmemanagementmoduls für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung.
  • 1 ist eine Ansicht eines integrierten Wärmemanagementmoduls für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist auf: einen Kühler 200, durch welchen Kältemittel und Kühlwasser hindurchtreten, um Wärme miteinander zu tauschen, einen ersten Speicherabschnitt 110, durch welchen Elektrobauteil-Kühlwasser hindurchtritt, einen zweiten Speicherabschnitt 120, durch welchen Hochspannungsbatterie-Kühlwasser hindurchtritt, eine erste Pumpe 410, die das Elektrobauteil-Kühlwasser durch einen Elektroabschnitt 10 hindurch zirkuliert, ein erstes Ventil 310, welches das Kühlwasser, das durch den Kühler 200 hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts 110 derart steuert, dass es mittels der ersten Pumpe 410 wahlweise durch den Elektroabschnitt 10 hindurch zirkuliert wird, eine zweite Pumpe 420, die das Hochspannungsbatterie-Kühlwasser durch eine Hochspannungsbatterie 20 hindurch zirkuliert, und ein zweites Ventil 320, welches das Kühlwasser, das durch den Kühler 200 hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts 120 derart steuert, dass es mittels der zweiten Pumpe 420 wahlweise durch die Hochspannungsbatterie 20 hindurch zirkuliert wird.
  • 2 ist eine Ansicht eines Kraftfahrzeug-Kühlungs/Heizungskreislaufs, bei welchem das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Zuerst wird mit Bezug auf den in 2 gezeigten Kreislauf ein Beispiel beschrieben, bei welchem das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung verwendet wird.
  • Fahrzeuge, bei welchen das Modul gemäß der Erfindung verwendet wird, können verschiedene Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor sein, jedoch kann ein Effekt bei einem durch Elektrobauteile angetriebenen Fahrzeug, wie einem Elektrofahrzeug, am größten sein.
  • Fahrzeuge sind mit verschiedenen Wärmeerzeugungsvorrichtungen versehen, und der Elektroabschnitt 10, der einen Elektromotor und einen Inverter aufweist, die Hochspannungsbatterie 20 und eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage sind Wärmeerzeugungsmechanismen. Diese Vorrichtungen müssen in verschiedenen Temperaturbereichen gehandhabt werden und haben auch unterschiedliche Startzeitpunkte, so dass ein komplizierter Kreislauf erforderlich ist, wie in 2 gezeigt ist, um diese unabhängig zu realisieren.
  • Wie aus 2 ersichtlich ist, kann der Elektroabschnitt 10 durch einen Elektroabschnitt-Radiator 12 mittels Kühlwasser oder durch den Kühler 200 gekühlt werden. Die Hochspannungsbatterie 20 kann auch durch einen Hochspannungsbatterie-Radiator 22 mittels Kühlwasser oder durch den Kühler 200 gekühlt werden.
  • Der Kühler 200 ist ein Abschnitt, wo eine Kältemittelleitung und eine Kühlwasserleitung zusammentreffen und Wärme miteinander tauschen. Das Kältemittel zirkuliert in der Reihenfolge eines Kompressors 30, eines Wasserkühlungskondensators 33, eines Luftkühlungskondensators 32 und eines Verdampfers 31 einer Klimaanlage oder des Kühlers 200. Wenn das Kältemittel zu dem Kühler 200 zirkuliert, werden der Elektroabschnitt 10 oder die Hochspannungsbatterie 20 über den Kühler 200 durch Kühlwasser gekühlt, und wenn das Kältemittel zu dem Verdampfer 31 zirkuliert, wird eine Innenraumkühlung durchgeführt.
  • Bei der Innenraumheizung wird ein Heizen durch Weiterleiten von Kühlwasser, das durch einen Wasserkühlungskondensator 33 erwärmt wird, zu einem Heizkörper 23 oder durch Zirkulieren von Kühlwasser, das durch eine Wassererwärmungsheizung 24 erwärmt wird, zu dem Heizkörper 23 durchgeführt.
  • Bei Bedarf kann es möglich sein, das Heizen durch Rückgewinnung von Abwärme des Elektroabschnitts 10 zu dem Kühler 200 und Übertragung der Abwärme über den Wasserkühlungskondensator 33 an den Heizkörper 23 der Klimaanlage durchzuführen.
  • In dem Kreislauf, bei welchem das integrierte Modul gemäß der Erfindung verwendet wird, wie oben beschrieben ist, können verschiedene Modi unabhängig oder ganzheitlich realisiert werden.
  • Der in 2 gezeigte Kreislauf ist sehr kompliziert und weist viele Leitungen auf, so dass er schwer ist und einen großen Raum in einem Fahrzeug verlangt, was sehr nachteilig hinsichtlich der Gestaltung ist. Dementsprechend ist es erforderlich, den Kreislauf effizienter und kompakter zu machen, und zu dem vorliegenden Zweck ist das in 1 gezeigte integrierte Modul vorgesehen.
  • 1 ist eine Ansicht eines integrierten Wärmemanagementmoduls für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist auf: einen Kühler 200, durch welchen Kältemittel und Kühlwasser hindurchtreten, um Wärme miteinander zu tauschen, einen ersten Speicherabschnitt 110, durch welchen Elektrobauteil-Kühlwasser hindurchtritt, einen zweiten Speicherabschnitt 120, durch welchen Hochspannungsbatterie-Kühlwasser hindurchtritt, eine erste Pumpe 410, die das Elektrobauteil-Kühlwasser durch einen Elektroabschnitt 10 hindurch zirkuliert, ein erstes Ventil 310, das über eine Passage 314 mit der ersten Pumpe 410 verbunden ist und das Kühlwasser, das durch den Kühler 200 hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts 110 derart steuert, dass es mittels der ersten Pumpe 410 wahlweise durch den Elektroabschnitt 10 hindurch zirkuliert wird, und eine zweite Pumpe 420, die über eine Passage 324 mit einem zweiten Ventil 320 verbunden ist und das Hochspannungsbatterie-Kühlwasser durch eine Hochspannungsbatterie 20 hindurch zirkuliert, wobei das zweite Ventil 320 das Kühlwasser, das durch den Kühler 200 hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts 120 derart steuert, dass es mittels der zweiten Pumpe 420 wahlweise durch die Hochspannungsbatterie 20 hindurch zirkuliert wird.
  • Ein integriertes Modul 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist durch Integrieren des Abschnitts, der in einem Kasten von 2 getrennt ist, gebildet, wobei der Abschnitt, der das größte Volumen und Maß hat, ein Speicher ist. Darüber hinaus weist, da die Managementtemperaturen des Elektroabschnitts 10 und der Hochspannungsbatterie 20 unterschiedlich sind, der Innenraum des Speichers zwei separate Räume auf. Ferner wird Kühlwasser über einen Einlass 132 ergänzt, und wenn es unzureichend ist, wird etwas Kühlwasser miteinander ausgetauscht, was ein Problem mit der Leistung verhindert.
  • Zu diesem Zweck sind gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung der erste Speicherabschnitt 110, durch welchen Elektrobauteil-Kühlwasser hindurchtritt, und der zweite Speicherabschnitt 120 vorgesehen, durch welchen Hochspannungsbatterie-Kühlwasser hindurchtritt. Darüber hinaus können der erste Speicherabschnitt 110 und der zweite Speicherabschnitt 120 direkt oder indirekt miteinander verbunden sein, um eine Anordnung zu bilden, und der erste Speicherabschnitt 110 und der zweite Speicherabschnitt 120 können in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sein, und die oberen Abschnitte ihrer Innenräume können miteinander verbunden sein, um einen Speicherbehälter 100 zu bilden.
  • In der in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsform haben der erste Speicherabschnitt 110 und der zweite Speicherabschnitt 120 eine Struktur, bei welcher sie als ein Behälter gebildet sind, unabhängige Räume bilden, indem sie im Abstand voneinander angeordnet sind, und sich einen Einlass miteinander teilen, indem die oberen Abschnitte miteinander verbunden sind, und etwas Kühlwasser kann sich einander ergänzen, wenn ein Fahrzeug zu einer Seite davon sich neigt oder beschleunigt wird. Darüber hinaus ist es möglich, einen Wärmeaustausch durch den Abstand der Speicherabschnitte voneinander zu verhindern und einen Isolator dazwischen anzuordnen, so dass die Temperaturen vollständiger und unabhängiger gehandhabt werden können.
  • Darüber hinaus ist der Kühler 200 vorgesehen, durch welchen Kältemittel und Kühlwasser hindurchtreten und Wärme miteinander austauschen. Der Kühler 200, der erste Speicherabschnitt 110 und der zweite Speicherabschnitt 120 können eine Anordnung bilden, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  • Ein Kältemittel und Kühlwasser tauschen über den Kühler 200 Wärme miteinander aus, und eine Leitung, durch welche das Kältemittel hindurchströmt, und eine Leitung, durch welche das Kühlwasser hindurchströmt, sind separat in dem Kühler 200 montiert.
  • Ein Expansionsventil 230 ist an dem Kühler 200 montiert, und ein kaltes Kältemittel strömt in den Kühler 200, tauscht Wärme mit Kühlwasser, und wird dann über einen Auslass abgeführt. Der Kühler 200 weist einen ersten Einlass 212, einen zweiten Einlass 222', einen ersten Auslass 313 und einen zweiten Auslass 323 für den Kühlwasserstrom auf. Der erste Einlass 212 kann mit dem Elektroabschnitt 10 verbunden sein, und der erste Auslass 313 kann mit dem ersten Ventil 310 verbunden sein. Darüber hinaus kann der zweite Einlass 222' des Kühlers 200 mit der Hochspannungsbatterie 20 verbunden sein, und der zweite Auslass 323 kann mit dem zweiten Ventil 320 verbunden sein. Dementsprechend ist es möglich, den Elektroabschnitt 10 oder die Hochspannungsbatterie 20 mittels des Kühlers 200 zu kühlen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind an dem Expansionsventil 230 ein Einlass 232 und ein Auslass 232' ausgebildet.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind an dem Kühler 200 ein Einlass 234' und ein Auslass 234 ausgebildet.
  • Darüber hinaus ist es möglich, dass das Kühlwasser nur durch den Elektroabschnitt-Radiator 12 oder den Hochspannungsbatterie-Radiator 22 hindurch zirkuliert, wobei es durch Steuerung eines T-förmigen Abzweigpunktes, eines zusätzlichen Einlasses 212' und Auslasses 222 sowie des ersten und des zweiten Ventils 310 und 320 durch den Kühler 200 hindurchtritt. Das heißt, es kann auch möglich sein, Wärme des Elektroabschnitts 10 oder der Hochspannungsbatterie 20 nicht mittels des Kühlers 200, sondern mittels des Elektroabschnitt-Radiators 12 und des Hochspannungsbatterie-Radiators 22 zu entfernen. In diesem Fall, in dem eine etwas milde Kühlungsbedingung vorliegt, kann elektrische Energie gespart werden, da der Kompressor 30 nicht betrieben wird. In dem vorliegenden Fall wird Kühlwasser nicht zu dem Kühler 200, sondern durch Steuerung des ersten Ventils 310 oder des zweiten Ventils 320 zu dem Elektroabschnitt-Radiator 12 und dem Hochspannungsbatterie-Radiator 22 zirkuliert.
  • Im Detail ist das erste Ventil 310 ein Dreiwegeventil und ist mit dem unteren Abschnitt des ersten Speicherabschnitts 110, dem unteren Abschnitt des Kühlers 200 und dem Einlass der ersten Pumpe 410 verbunden und steuert das Elektroabschnitt-Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts 110 oder das Kühlwasser des Kühlers 200 derart, dass es der ersten Pumpe 410 zugeführt wird. Das heißt, es ist möglich, durch Steuerung des ersten Ventils 310 den Elektroabschnitt 10 mittels des Elektroabschnitt-Radiators 12 oder des Kühlers 200 zu kühlen.
  • Darüber hinaus ist das zweite Ventil 320 ein Dreiwegeventil und ist mit dem unteren Abschnitt des zweiten Speicherabschnitts 120, dem unteren Abschnitt des Kühlers 200 und dem Einlass der zweiten Pumpe 420 verbunden und steuert das Hochspannungsbatterie-Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts 120 oder das Kühlwasser des Kühlers 200 derart, dass es der zweiten Pumpe 420 zugeführt wird. Daher ist es gleichermaßen möglich, durch Steuerung des zweiten Ventils 320 die Hochspannungsbatterie 20 mittels des Hochspannungsbatterie-Radiators 22 oder des Kühlers 200 zu kühlen.
  • Zu diesem Zweck kann der Einlass 112 des ersten Speicherabschnitts 110 mit dem Elektroabschnitt-Radiator 12 verbunden sein, der Auslass 312 kann mit dem ersten Ventil 310 verbunden sein, und der Auslass 412 der ersten Pumpe 410 kann mit dem Elektroabschnitt 10 verbunden sein. Darüber hinaus kann der Einlass 122 des zweiten Speicherabschnitts 120 mit dem Hochspannungsbatterie-Radiator 22 verbunden sein, der Auslass 322 kann mit dem zweiten Ventil 320 verbunden sein, und der Auslass 422 der zweiten Pumpe 420 kann mit der Hochspannungsbatterie 20 verbunden sein.
  • Der erste Speicherabschnitt 110, die erste Pumpe 410 und das erste Ventil 310 können direkt oder indirekt in einer Anordnung miteinander verbunden sein. Darüber hinaus können der zweite Speicherabschnitt 120, die zweite Pumpe 420 und das zweite Ventil 320 direkt oder indirekt in einer Anordnung miteinander verbunden sein. Wie oben beschrieben, können die Bauteile als unabhängige Module konfiguriert sein und dann montiert werden.
  • Der erste Speicherabschnitt 110 und der zweite Speicherabschnitt 120 können benachbart zueinander montiert sein, und der Kühler 200 kann benachbart zu einer Seite des ersten Speicherabschnitts 110 und des zweiten Speicherabschnitts 120 montiert sein.
  • Folglich können bei dem integrierten Modul 1000 gemäß der Erfindung der erste Speicherabschnitt 110 und der zweite Speicherabschnitt 120 in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sein und einen Speicherbehälter 100 bilden, wobei die oberen Abschnitte der Innenräume miteinander verbunden sind, der Kühler 200 kann benachbart zu einer Seite des Speicherbehälters 100 montiert sein, das erste Ventil 310 und die erste Pumpe 410 können unter dem ersten Speicherabschnitt 110 montiert sein, und das zweite Ventil 320 und die zweite Pumpe 420 können unter dem zweiten Speicherabschnitt 120 montiert sein.
  • Der Kühler 200, der erste Speicherabschnitt 110, der zweite Speicherabschnitt 120, das erste Ventil 310, das zweite Ventil 320, die erste Pumpe 410 und die zweite Pumpe 420 können als eine Anordnung konfiguriert sein, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, und die Anordnung kann an einer Fahrzeugkarosserie B montiert sein, indem der erste Speicherabschnitt 110 oder der zweite Speicherabschnitt 120 mittels eines Dämpfers D an der Fahrzeugkarosserie B befestigt sind.
  • Die Speicherabschnitte sind Abschnitte mit der größten Masse und können Vibrationen einer Pumpe versetzen. Dementsprechend sind die Speicherabschnitte mittels eines Dämpfers D an der Fahrzeugkarosserie B montiert, um die Vibrationen primär zu dämpfen.
  • Die 3 und 4 zeigen ein integriertes Wärmemanagementmodul gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung, wobei die erste Pumpe 410 und die zweite Pumpe 420 derart montiert sein können, dass ihre Drehachsen einander kreuzen.
  • Das heißt, die erste Pumpe 410 und die zweite Pumpe 420 können derart montiert sein, dass ihre Drehachsen einander kreuzen, so dass die Richtungen der Vibrationen der Pumpen unterschiedlich gestaltet sein können, wodurch es möglich ist, zu verhindern, dass sich die Vibrationen der Pumpen erhöhen. Die 5 und 6 zeigen ein integriertes Wärmemanagementmodul gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung, wobei das erste Ventil 310 und das zweite Ventil 320 quer zueinander montiert sind, wodurch das integrierte Wärmemanagementmodul gemäß der Erfindung leicht in der Anordnung eines Fahrzeuges montiert werden kann.
  • Das integrierte Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung ist an einem Fahrzeug montiert, kann durch Integrieren komplizierter Abschnitte bezogen auf Kühlwasser und ein Kältemittel in eine Anordnung kompakt gestaltet werden, und kann die Kühlungs/Heizungseffizienz durch Reduzieren des Widerstandes des Kühlwassers oder des Kältemittels erhöhen.
  • Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „vorn“, „hinten“ usw. verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale, wie in den Figuren gezeigt, zu beschreiben. Es versteht sich ferner, dass der Begriff „verbinden“ oder seine Abwandlungen sowohl eine direkte als auch eine indirekte Verbindung betreffen.

Claims (15)

  1. Integriertes Wärmemanagementmodul für ein Fahrzeug, wobei das Modul aufweist: einen Kühler (200), durch welchen Kältemittel und Kühlwasser hindurchtreten, um Wärme miteinander auszutauschen; einen ersten Speicherabschnitt (110), durch welchen Elektrobauteil-Kühlwasser hindurchtritt; einen zweiten Speicherabschnitt (120), durch welchen Batterie-Kühlwasser hindurchtritt; eine erste Pumpe (410), die das Elektrobauteil-Kühlwasser durch einen Elektroabschnitt (10) hindurch zirkuliert; ein erstes Ventil (310), welches das Kühlwasser, das durch den Kühler (200) hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts (110) derart steuert, dass es mittels der ersten Pumpe (410) wahlweise durch den Elektroabschnitt (10) hindurch zirkuliert wird; eine zweite Pumpe (420), die das Batterie-Kühlwasser durch eine Batterie (20) hindurch zirkuliert; und ein zweites Ventil (320), welches das Kühlwasser, das durch den Kühler (200) hindurchgetreten ist, oder das Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts (120) derart steuert, dass es mittels der zweiten Pumpe (420) wahlweise durch die Batterie (20) hindurch zirkuliert wird.
  2. Integriertes Wärmemanagementmodul nach Anspruch 1, wobei der Kühler (200), der erste Speicherabschnitt (110) und der zweite Speicherabschnitt (120) eine Anordnung bilden, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  3. Integriertes Wärmemanagementmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Speicherabschnitt (110), die erste Pumpe (410) und das erste Ventil (310) eine Anordnung bilden, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  4. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite Speicherabschnitt (120), die zweite Pumpe (420) und das zweite Ventil (320) eine Anordnung bilden, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  5. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Speicherabschnitt (110) und der zweite Speicherabschnitt (120) in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind und einen Speicherbehälter (100) bilden, wobei obere Abschnitte von Innenräumen miteinander verbunden sind.
  6. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Speicherabschnitt (110) und der zweite Speicherabschnitt (120) benachbart zueinander montiert sind, und der Kühler (200) benachbart zu einer Seite des ersten Speicherabschnitts (110) und des zweiten Speicherabschnitts (120) montiert ist.
  7. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Ventil (310) ein Dreiwegeventil ist und mit einem unteren Abschnitt des ersten Speicherabschnitts (110), einem unteren Abschnitt des Kühlers (200) und einem Einlass der ersten Pumpe (410) verbunden ist und das Elektroabschnitt-Kühlwasser des ersten Speicherabschnitts (110) oder das Kühlwasser des Kühlers (200) derart steuert, dass es der ersten Pumpe (410) zugeführt wird.
  8. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zweite Ventil (320) ein Dreiwegeventil ist und mit einem unteren Abschnitt des zweiten Speicherabschnitts (120), einem unteren Abschnitt des Kühlers (200) und einem Einlass der zweiten Pumpe (420) verbunden ist und das Batterie-Kühlwasser des zweiten Speicherabschnitts (120) oder das Kühlwasser des Kühlers (200) derart steuert, dass es der zweiten Pumpe (420) zugeführt wird.
  9. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kühler (200), der erste Speicherabschnitt (110), der zweite Speicherabschnitt (120), das erste Ventil (310), das zweite Ventil (320), die erste Pumpe (410) und die zweite Pumpe (420) als eine Anordnung gebildet sind, indem sie direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, und die Anordnung an einer Fahrzeugkarosserie (B) montiert ist, indem der erste Speicherabschnitt (110) oder der zweite Speicherabschnitt (120) mittels eines Dämpfers (D) an der Fahrzeugkarosserie (B) befestigt sind.
  10. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Pumpe (410) und die zweite Pumpe (420) derart montiert sind, dass die Drehachsen der ersten Pumpe (410) und der zweiten Pumpe (420) einander kreuzen.
  11. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste Speicherabschnitt (110) und der zweite Speicherabschnitt (120) in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind und einen Speicherbehälter (100) bilden, wobei obere Abschnitte von Innenräumen miteinander verbunden sind, der Kühler (200) benachbart zu einer Seite des Speicherbehälters (100) montiert ist, das erste Ventil (310) und die erste Pumpe (410) unter dem ersten Speicherabschnitt (110) montiert sind, und das zweite Ventil (320) und die zweite Pumpe (420) unter dem zweiten Speicherabschnitt (120) montiert sind.
  12. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei ein Einlass (112) des ersten Speicherabschnitts (110) mit einem Elektroabschnitt-Radiator (12) verbunden ist, ein Auslass (312) des ersten Speicherabschnitts (110) mit dem ersten Ventil (310) verbunden ist, und ein Auslass (412) der ersten Pumpe (410) mit dem Elektroabschnitt (10) verbunden ist.
  13. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Einlass (122) des zweiten Speicherabschnitts (120) mit einem Batterie-Radiator (22) verbunden ist, ein Auslass (322) des zweiten Speicherabschnitts (120) mit dem zweiten Ventil (320) verbunden ist, und ein Auslass (422) der zweiten Pumpe (420) mit der Batterie (20) verbunden ist.
  14. Integriertes Wärmemanagementmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Kühler (200) einen ersten Einlass (212), einen zweiten Einlass (222'), einen ersten Auslass (313) und einen zweiten Auslass (323) für den Kühlwasserstrom aufweist, der erste Einlass (212) mit dem Elektroabschnitt (10) verbunden ist, und der erste Auslass (313) mit dem ersten Ventil (310) verbunden ist.
  15. Integriertes Wärmemanagementmodul nach Anspruch 14, wobei der zweite Einlass (222') des Kühlers (200) mit der Batterie (20) verbunden ist, und der zweite Auslass (323) des Kühlers (200) mit dem zweiten Ventil (320) verbunden ist.
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