DE102021112472A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs mit Kühlleistungsregelung - Google Patents

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Tobias Rapp
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems (1) eines Kraftfahrzeugs zum Kühlen von mindestens einer Komponente. Ferner betrifft die Erfindung ein Kühlsystem (1) eines Kraftfahrzeugs zum Kühlen von mindestens einer Komponente sowie ein Kraftfahrzeug aufweisend ein solches Kühlsystem (1). Das Kühlsystem (1) weist einen Kühlmittelkreislauf (3) und einen Kältemittelkreislauf (4) auf, wobei der Kühlmittelkreislauf (3) zum Kühlen der mindestens einen Komponente (2) dient und der Kältemittelkreislauf (4) und der Kühlmittelkreislauf (3) über einen Wärmetauscher (5) miteinander thermisch gekoppelt sind, wobei der Kühlmittelkreislauf (3) eine Fördereinrichtung (6) zum Fördern eines Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf (3) aufweist, wobei eine Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) regelbar ist, wobei die Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) in Abhängigkeit von einer Rücklauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels erfolgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs zum Kühlen von mindestens einer Komponente. Bei dem Kühlsystem handelt es sich insbesondere um ein Kühlsystem eines elektrisch betriebenen oder teilelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs zum Kühlen von mindestens einer Komponente sowie ein Kraftfahrzeug aufweisend ein solches Kühlsystem.
  • Kühlsysteme für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Kühlsysteme finden insbesondere Anwendung bei elektrisch oder teilelektrisch betriebenen Fahrzeugen, somit bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen. In diesen Fahrzeugen dienen derartige Kühlsysteme insbesondere zur Kühlung einer Traktionsbatterie und/oder der Leistungselektronik.
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2010 038 773 A1 ein Batterie-Kühlsystem für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug bekannt, das einen Chiller zur Wärmeübertragung zwischen einem Kältemittel-Kreislauf und einem Kühlmittel-Kreislauf aufweist, wobei das Kühlsystem einen dem Chiller zugeordneten Bypass aufweist, derart, dass bei vorgegebenem Volumenstrom durch dessen geringere bzw. gesteuerte Aufteilung auf den Chiller bzw. auf den Bypass die jeweils gewünschte Kühlleistung in dem Chiller übertragbar ist.
  • Die DE 10 2019 201 427 A1 , DE 10 2014 117 950 A1 und die DE 10 2017 211 134 A1 betreffen ebenfalls derartige Kühlsysteme.
  • Üblicherweise weist ein Kühlsystem einen Kältemittelkreislauf, auch als Primärkreislauf bezeichnet, und einen Kühlmittelkreislauf, auch als Sekundärkreislauf bezeichnet, auf. In dem Kältekreislauf wird ein geeignetes Kältemittel als Fluid eingesetzt. Durch einen geeigneten Kreisprozess kann Kondensations- wie auch Verdampfungsenergie, welche das Kältemittel unter gegebenem Hochdruck bzw. Niederdruck abgibt bzw. aufnimmt, erzeugt werden. Dabei kann vor allem mittels der Verdampfungsenergie über einen Wärmetauscher, häufig auch als Chiller bezeichnet, einem in dem Sekundärkreislauf zirkulierendem Sekundärfluid Wärme entzogen werden, wodurch eine Kühlwirkung auf das Sekundärfluid erzielt wird. Mittels dem Sekundärfluid werden dann die zu kühlenden Komponenten gekühlt, indem das Sekundärfluid unter Temperaturerhöhung den zu kühlenden Komponenten Wärme entzieht.
  • Um die zu kühlenden Komponenten sicher zu betreiben, müssen diese typischerweise in einem bestimmten Temperaturbereich betrieben werden. In der Regel erfolgt eine Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs daher in Abhängigkeit der Temperatur der jeweils zu kühlenden Komponente bzw. Komponenten, welche durch den Kühlmittelkreislauf gekühlt wird bzw. werden. Problematisch ist jedoch, dass die Temperaturen der zu kühlenden Komponenten sich sehr dynamisch verändern können, insbesondere wenn es sich um Komponenten eines elektrischen Antriebssystems eines teilelektrisch oder elektrisch betriebenen Fahrzeug handelt. Insbesondere die Leistungselektronik unterliegt dabei häufig sehr dynamischen Temperaturänderungen, das heißt Temperaturänderungen auf kurzen Zeitskalen. Bei Temperaturänderungen der zu kühlenden Komponenten auf kurzen Zeitskalen ist eine Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs in Abhängigkeit von der Temperatur der zu kühlenden Komponente nachteilig, da diese zu einer ebenfalls sehr dynamischen Kühlleistungsveränderung führen, was wiederum zu einem erhöhten Energiebedarf und zudem zu einer höheren Belastung der Bauteile und Komponenten des Kühlsystems, insbesondere des Kältemittelkreislaufs führen. Beispielsweise kann es zu einem Schwingen eines Kompressors, zu einem Schwingen eines Expansionsventils und im Allgemeinen zu einem Aufschwingen der Komponenten und Bauteile des Kältemittelkreislaufs kommen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems anzugeben, das die vorgenannten Nachteile überwindet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kühlsystem anzugeben, das die vorgenannten Nachteile überwindet, insbesondere gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kühlsystem anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, ein Kühlsystem, das die Merkmale des Patentanspruchs 5 aufweist, sowie ein Kraftfahrzeug, das die Merkmale des Patentanspruchs 9 aufweist, gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs. Das Kühlsystem dient dem Kühlen von mindestens einer Komponente, insbesondere einer elektrifizierten Komponente, beispielsweise einer Traktionsbatterie oder einer Leistungselektronik. Bevorzugt dient das Kühlsystem zum Kühlen von einer Vielzahl von Komponenten, insbesondere zum Kühlen einer Vielzahl von elektrifizierten Komponenten. Das Kühlsystem weist einen Kühlmittelkreislauf und einen Kältemittelkreislauf auf, wobei der Kühlmittelkreislauf zum Kühlen der mindestens einen Komponente dient. Der Kältemittelkreislauf und der Kühlmittelkreislauf sind über einen Wärmetauscher thermisch gekoppelt. Der Wärmetauscher dient dazu, dem Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf Wärme zu entziehen und dem Kältemittel zuzuführen. Der Kühlmittelkreislauf weist eine Fördereinrichtung zum Fördern des Kühlmittels im Kühlkreislauf auf. Die Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs ist regelbar, wobei die Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs in Abhängigkeit von einer Rücklauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt insofern vor, die Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels und/oder der zeitlichen Entwicklung der Temperatur des Kühlmittels im Bereich eines Rücklaufs, somit in Abhängigkeit von der Temperatur stromabwärts der zu kühlenden Komponente und stromaufwärts des Wärmetauschers zu regeln. Da das Kühlmittel ein relativ großes Volumen einnimmt und zudem auch eine Durchmischung des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf stattfindet, und das Kühlmittel zudem eine hohe spezifische Wärmekapazität aufweist, führen Temperaturspitzen an der jeweiligen zu kühlenden Komponente nicht zu einer sprunghaften Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels im Bereich des Rücklaufs, sodass sich im Gegensatz zu den Temperaturen der zu kühlenden Komponente die Temperatur des Kühlmittels langsamer verändern, wodurch durch die Verwendung der Temperatur des Kühlmittels im Bereich des Rücklaufs durch das Kühlmittel quasi eine Dämpfung erfolgt. Insbesondere sprunghafte Temperaturänderungen an der zu kühlenden Komponente führen dann nicht zu einer sprunghaften Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs, sondern aufgrund der sehr viel trägeren Temperaturentwicklung des Kühlmittels ebenfalls zu einer relativ trägen Nachregelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs. Dadurch werden die Bauteile des Kältemittelkreislaufs geschont und zudem eine robuste und energetisch verbesserte Leistungsregelung, welche Überdruck- bzw. Unterdruckabschaltungen verringert und dadurch den Ausfall des Kühlsystems vorbeugt.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Regelung der Kühlleistung derart erfolgt, dass mehrere Temperaturfenster für die Rücklauftemperatur festgelegt sind und dem jeweiligen Temperaturfenster eine von dem Kältemittelkreislauf zu erbringende Kühlleistung zugeordnet ist. Dadurch, dass das Temperaturfenster relativ ausgedehnt ist, beispielsweise das jeweilige Temperaturfenster einen Bereich von mehreren 10 bis mehreren 100 °C abdeckt, wird eine ständige bzw. häufige Nachregelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs vermieden.
  • Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Kühlleistung erhöht wird, wenn die Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert überschreitet und/oder die zeitliche Entwicklung der Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert überschreitet, und/oder die Kühlleistung verringert wird, wenn die Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet und/oder die zeitliche Entwicklung der Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet.
  • Es ist durchaus denkbar, dass mehrere bestimmte Werte vorgesehen sind, insbesondere diese bestimmten Werte die Grenzen des jeweiligen Temperaturfensters bilden.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs zusätzlich in Abhängigkeit von einer Vorlauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Vorlauftemperatur des Kühlmittels erfolgt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine zusätzliche Prüfung einer ausreichenden Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs gegeben ist, da neben der Rücklauftemperatur auch die Vorlauftemperatur zur Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs verwendet wird.
  • Das erfindungsgemäße Kühlsystem dient dem Kühlen von mindestens einer Komponente, vorzugsweise einer Vielzahl von Komponenten. Das Kühlsystem dient insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere seiner vorteilhaften Ausführungsformen. Das Kühlsystem weist einen Kühlmittelkreislauf und einen Kältemittelkreislauf auf, wobei der Kühlmittelkreislauf zum Kühlen der mindestens einen Komponente dient und der Kältemittelkreislauf und der Kühlmittelkreislauf über einen Wärmetauscher miteinander thermisch gekoppelt sind. Der Kühlmittelkreislauf weist eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf auf, wobei das Kühlsystem einen Temperatursensor zur Messung einer Rücklauftemperatur des Kühlmittels im Bereich des Rücklaufs aufweist. Das Kühlsystem weist ferner eine Regeleinrichtung zum Regeln der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs auf, wobei die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, die Kühlleistung des Kühlmittelkreislaufs in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels zu regeln.
  • Hinsichtlich der Vorteile dieses Kühlsystems wird auf die obigen Ausführungen zu dem Verfahren verwiesen.
  • Vorzugsweise weist der Kältemittelkreislauf einen Kompressor, einen Kondensator und ein Expansionsventil auf.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Kühlsystem einen Chiller aufweist, insbesondere der Chiller den Wärmetauscher bildet oder der Wärmetauscher Bestandteil des Chillers ist.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn das Kühlsystem einen weiteren Temperatursensor zur Messung einer Vorlauftemperatur des Kühlmittels im Bereich des Vorlaufs aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist ein erfindungsgemäßes Kühlsystem auf, insbesondere ein Kühlsystem gemäß einer der bevorzugten Ausführungsformen auf. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein elektrisch oder teilelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, insofern um ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn es sich bei den zu kühlenden Komponenten um eine elektrifizierte Komponente, beispielsweise um eine Batterie, eine Leistungselektronik, ein Halbleiterbauelement, vorzugsweise einen Bipolartransistor mit isolierter Gaste-Elektrode (englisch insulated-gate bipolar transistor, kurz IGBT) oder ein Steuergerät handelt.
  • Bei den erfindungsgemäßen Lösung ist somit vorgesehen, dass eine Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs anhand der Temperatur des Kühlmittels im Bereich des Rücklaufs erfolgt, insbesondere die Temperatur der zu kühlenden Komponente nicht zur Regelung der Kühlleistung verwendet wird.
  • Somit wird durch die Messung der Temperatur des Kühlmittels quasi eine Dämpfung der Temperaturdynamik erreicht, wodurch die Dynamik der Regelung bzw. des Betriebs des Kühlsystems ebenfalls gedämpft wird.
  • Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass es nicht notwendig ist, die Temperatur der zu kühlenden Komponente zu messen, wodurch Temperatursensoren an dieser Komponente entfallen können, da eine Regelung der Kühlleistung auf Basis der Rücklauftemperatur des Kühlmittels erfolgt. Die erfindungsgemäße Lösung hat vor allem Vorteile bei der Kühlung einer Leistungselektronik eines elektrischen Antriebssystems, insbesondere bei der Kühlung von IGBTs, da diese Komponenten eine besonders dynamische Temperaturentwicklung aufgrund der typischerweise geringen thermischen Masse haben und typischerweise die absolut abzuführende Wärme bei ausreichend geringer Vorlauftemperatur sichergestellt ist.
  • In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigen:
    • 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems in einer schematischen Darstellung,
    • 2 zwei Diagramme, betreffend eine Regelung eines Kältemittelkreislaufs nach dem Stand der Technik,
    • 3 zwei Diagramme, betreffend eine Regelung der Kühlleistung eines Kältemittelkreislaufs gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kühlsystem 1, wobei dieses Kühlsystem 1 einen Kühlmittelkreislauf 3 und einen Kältemittelkreislauf 4 aufweist, wobei der Kühlmittelkreislauf 3 zum Kühlen der drei Komponenten 2 dient. Bei den Komponenten 2 handelt es sich vorliegend um elektrifizierte Komponenten, beispielsweise eine Leistungselektronik oder Komponenten einer Leistungselektronik oder eine Hochvoltbatterie. Der Kältemittelkreislauf 4 und der Kühlmittelkreislauf 3 sind über einen Wärmetauscher 5 miteinander thermisch gekoppelt. Der Kältemittelkreislauf 4 weist einen Kompressor 9, einen Kondensator 10 und ein Expansionsventil 11 auf. Das Kältemittel des Kältemittelkreislaufs 3 zirkuliert in dem Kältemittelkreislauf 4 im Uhrzeigersinn, wie dies durch den Pfeil 12 kenntlich gemacht ist. Der Kühlmittelkreislauf 3 weist eine Fördereinrichtung 6 zum Fördern eines Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf 3 auf, wobei das Kühlmittel in den Kühlkreislauf 3 entgegen dem Uhrzeigersinn zirkuliert, wie dies durch den Pfeil 13 kenntlich gemacht ist. Das Kühlsystem 1 weist einen Temperatursensor 7 zur Messung einer Rücklauftemperatur des Kühlmittels im Bereich des Rücklaufs auf, somit vor dem Eintreten des Kühlmittels in den Wärmetauscher 5. Ferner weist das Kühlsystem 1 einen weiteren Temperatursensor 8 zur Messung einer Vorlauftemperatur des Kühlmittels im Bereich des Vorlaufs auf. Dieser Temperatursensor 8 ist dementsprechend in dem Bereich nach dem Austritt des Kühlmittels aus dem Wärmetauscher 5 angeordnet. Die Vorlauftemperatur ist im Betrieb des Kühlsystems 1 niedriger als die Rücklauftemperatur.
  • Das Kühlsystem 1 weist eine nicht näher dargestellte Regeleinrichtung zum Regeln der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4 auf, wobei die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, die Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4 in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels zu regeln. Die Regelung in Abhängigkeit einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels hat den Vorteil, dass auf diese Weise eine Erhöhung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs erfolgen kann, wenn eine schnelle Erwärmung des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf registriert wird. Dadurch können thermische Eskalationen vermieden bzw. gedämpft werden.
  • Die Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs kann beispielsweise durch eine Erhöhung der Drehzahl des Kompressors 9 und/oder einer Veränderung der Einstellungen des Expansionsventils 11 erfolgen.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung werden bei einem Vergleich der 2 und 3 deutlich. Die 2 zeigt im oberen Diagramm eine Kurve 16, wobei diese Kurve 16 die zeitliche Entwicklung der Temperatur einer zu kühlenden Komponente zeigt. Die Kurve 18 zeigt eine Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4, wenn die Regelung der Kühlleistung in Abhängigkeit von der Temperatur der Komponente 2 erfolgt. Die Kurve 17 in dem unteren Diagramm der 2 zeigt eine Drehzahl des Kompressors 9, um die entsprechende Kühlleistung zu erreichen. Die strichpunktierte Linie 20 zeigt eine über die Zeit gemittelte Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4.
  • Wie den Diagrammen der 2 zu entnehmen ist, ist die Temperaturentwicklung der Komponente 2 sehr dynamisch, das heißt, es finden relativ starke Temperaturänderungen auf relativ kleinen Zeitskalen statt. Dementsprechend wird die Kühlleistung bzw. die Kompressordrehzahl entsprechend dynamisch nachgeregelt, wenn die Temperatur der Komponente 2 zur Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4 herangezogen wird. Im Mittel ergibt sich eine relativ hohe Kühlleistung, die mit einem entsprechend hohem Energieverbrauch einhergeht.
  • Die 3 hingegen zeigt eine Regelung, wie sie die erfindungsgemäße Lösung vorsieht. Die Kurve 19 in dem oberen Diagramm der 3 zeigt nun nicht die Temperatur der zu kühlenden Komponente 2, sondern die Rücklauftemperatur des Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf 3. Wie einem Vergleich der beiden oberen Diagramme der 2 und 3 bzw. der Kurven 16 und 19 zu entnehmen ist, ist der zeitliche Verlauf der Rücklauftemperatur glatter bzw. gedämpfter als die zeitliche Entwicklung der Temperatur der Komponente 2. Dies liegt darin begründet, dass das Kühlmittel im Gegensatz zu der Komponente 2 eine sehr viel größere thermische Masse aufweist und dementsprechend thermisch träger ist als die Komponente 2. Zwar führt eine Erhöhung der Temperatur der Komponente 2 auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Kühlmittels am Rücklauf des Kältemittelkreislaufs 3, allerdings ist die zeitliche Entwicklung der Temperatur aufgrund der größeren thermischen Masse entsprechend gedämpft. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Temperatur des Kühlmittels am Rücklauf zur Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4 herangezogen wird. Dementsprechend ist auch die zeitliche Entwicklung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs 4 bzw. die Kompressordrehzahl sehr viel träger bzw. gedämpfter als dies bei der 2 bzw. den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Fall ist. Die mittlere Kühlleistung ist ebenfalls niedriger als dies bei dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik der Fall ist.
  • In dem oberen Diagramm der 3 sind zusätzlich zwei Temperaturfenster 14 und 15 eingezeichnet, wobei das erste Temperaturfenster 14 relativ niedrige Temperaturen abdeckt und das Temperaturfenster 15 relativ hohe Temperaturen abdeckt, wobei die beiden Temperaturfenster 14, 15 aneinander angrenzen. Dem jeweiligen Temperaturfenster 14, 15 ist eine von dem Kältemittelkreislauf 4 zu erbringende Kühlleistung zugeordnet, wobei die Kühlleistung in dem Temperaturfenster 15 höher ist als in dem Temperaturfenster 14.
  • Vorliegend erfolgt die Regelung der Kühlleistung nicht allein anhand der absoluten Rücklauftemperatur, somit nicht allein anhand daran, in welchem Temperaturfenster 14, 15 sich die Rücklauftemperatur befindet, sondern zusätzlich in Abhängigkeit der zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels. Vorliegend wird die Kühlleistung bereits erhöht, wenn die zeitliche Entwicklung der Rücklauftemperatur, somit die Temperaturveränderung pro Zeit, einen bestimmten Wert überschreitet. Ferner wird die Kühlleistung bereits verringert, wenn die zeitliche Entwicklung der Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet. Die Regelung anhand der zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur hat den Vorteil, dass bei einem auftretenden Trend der Temperaturentwicklung, beispielsweise einem schnellen Anstieg der Temperatur, präventiv bereits die Kühlleistung erhöht wird, bevor die Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert überschreitet, um auf diese Weise einer zu starken Erhöhung der Temperatur vorzubeugen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kühlsystem
    2
    Komponente
    3
    Kühlmittelkreislauf
    4
    Kältemittelkreislauf
    5
    Wärmetauscher
    6
    Fördereinrichtung
    7
    Temperatursensor
    8
    Temperatursensor
    9
    Kompressor
    10
    Kondensator
    11
    Expansionsventil
    12
    Pfeil
    13
    Pfeil
    14
    erstes Temperaturfenster
    15
    zweites Temperaturfenster
    16
    Kurve
    17
    Kurve
    18
    Kurve
    19
    Kurve
    20
    Kurve
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 102014117950 A1 [0004]
    • DE 102017211134 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kühlsystems (1) eines Kraftfahrzeugs zum Kühlen von mindestens einer Komponente (2), wobei das Kühlsystem (1) einen Kühlmittelkreislauf (3) und einen Kältemittelkreislauf (4) aufweist, wobei der Kühlmittelkreislauf (3) zum Kühlen der mindestens einen Komponente (2) dient und der Kältemittelkreislauf (4) und der Kühlmittelkreislauf (3) über einen Wärmetauscher (5) miteinander thermisch gekoppelt sind, wobei der Kühlmittelkreislauf (3) eine Fördereinrichtung (6) zum Fördern eines Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf (3) aufweist, wobei eine Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) regelbar ist, wobei die Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) in Abhängigkeit von einer Rücklauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Regelung der Kühlleistung derart erfolgt, dass mehrere Temperaturfenster (14, 15) für die Rücklauftemperatur festgelegt sind und dem jeweiligen Temperaturfenster (14, 15) eine von dem Kältemittelkreislauf (4) zu erbringenden Kühlleistung zugeordnet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühlleistung erhöht wird, wenn die Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert überschreitet und/oder die zeitliche Entwicklung der Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert überschreitet, und/oder wobei die Kühlleistung verringert wird, wenn die Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet und/oder die zeitliche Entwicklung der Rücklauftemperatur einen bestimmten Wert unterschreitet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Regelung der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) zusätzlich in Abhängigkeit von einer Vorlauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Vorlauftemperatur des Kühlmittels erfolgt.
  5. Kühlsystem (1) eines Kraftfahrzeugs zum Kühlen von mindestens einer Komponente (2), insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kühlsystem (1) einen Kühlmittelkreislauf (3) und einen Kältemittelkreislauf (4) aufweist, wobei der Kühlmittelkreislauf (3) zum Kühlen der mindestens einen Komponente (2) dient und der Kältemittelkreislauf (4) und der Kühlmittelkreislauf (3) über einen Wärmetauscher (5) miteinander thermisch gekoppelt sind, wobei der Kühlmittelkreislauf (3) eine Fördereinrichtung (6) zum Fördern eines Kühlmittels im Kühlmittelkreislauf (3) aufweist, wobei das Kühlsystem (1) einen Temperatursensor (7) zur Messung einer Rücklauftemperatur des Kühlmittels im Bereich des Rücklaufs aufweist, wobei das Kühlsystem (1) eine Regeleinrichtung zum Regeln der Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) aufweist, wobei die Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, die Kühlleistung des Kältemittelkreislaufs (4) in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur des Kühlmittels und/oder einer zeitlichen Entwicklung der Rücklauftemperatur des Kühlmittels zu regeln.
  6. Kühlsystem nach Anspruch 5, wobei der Kältemittelkreislauf (4) einen Kompressor (9), einen Kondensator (10) und ein Expansionsventil (11) aufweist.
  7. Kühlsystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Kühlsystem (1) einen Chiller aufweist, insbesondere der Chiller den Wärmetauscher (5) bildet oder der Wärmetauscher (5) Bestandteil des Chillers ist.
  8. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Kühlsystem (1) einen weiteren Temperatursensor (8) zur Messung einer Vorlauftemperatur des Kühlmittels im Bereich des Vorlaufs aufweist.
  9. Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisches oder teilelektrisches Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein Kühlsystem (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8 aufweist.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, wobei es sich bei der zu kühlenden Komponente (2) um eine elektrifizierte Komponente, insbesondere um eine Batterie, eine Leistungselektronik, ein Halbleiterbauelement, vorzugsweise ein IGBT, oder ein Steuergerät handelt.
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