DE102022119658A1

DE102022119658A1 - Karosseriekomponente zum Austausch thermischer Energie

Info

Publication number: DE102022119658A1
Application number: DE102022119658.5A
Authority: DE
Inventors: Johann Berger; Markus Thurmeier
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2024-02-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Karosseriekomponente (1), welche einen Teilbereich der Außenhaut eines Fahrzeugs (F) bildet, umfassend eine Außenfläche (11), welche vom Inneren des Fahrzeugs (F) weg weist, eine Innenfläche (12) welche zum Inneren des Fahrzeugs (F) hin weist und zumindest einen Fluidkanal (13), welcher einen Fluideingang (131) und einen Fluidausgang (132) aufweist, wobei der Fluidkanal (13) zwischen der Außenfläche (11) und der Innenfläche (12) innerhalb der Karosseriekomponente (1) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System (100) zum Austausch thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug (F) und der Fahrzeugumgebung, umfassend zumindest eine Karosseriekomponente (1), einen Fluidkreislauf, einen Parametereingang und eine Steuerung. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einem Hauptkühlsystem und einem System (100).

Description

Die Erfindung betrifft eine Karosseriekomponente, welche einen Teilbereich der Außenhaut eines Fahrzeugs bildet, umfassend eine Außenfläche, welche vom Inneren des Fahrzeugs weg weist, eine Innenfläche welche zum Inneren des Fahrzeugs hin weist und zumindest einen Fluidkanal, welcher einen Fluideingang und einen Fluidausgang aufweist, wobei der Fluidkanal zwischen der Außenfläche und der Innenfläche innerhalb der Karosseriekomponente angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zum Austausch thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug und der Fahrzeugumgebung, umfassend zumindest eine Karosseriekomponente, einen Fluidkreislauf, einen Parametereingang und eine Steuerung. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug mit einem Hauptkühlsystem und einem System.
Fahrzeuge umfassen viele Funktionen und Aggregate, welche den Austausch von thermischer Energie zwischen dem Fahrzeug und seiner Umgebung erfordern. Beispielsweise muss oftmals thermische Energie vom Fahrzeugantrieb abgeführt werden. Darüber hinaus umfassen viele Fahrzeuge eine Leistungselektronik, welche sich im Betrieb erwärmt und somit ebenfalls die Abfuhr thermischer Energie erfordert. Bei niedrigen Außentemperaturen wiederum ist oftmals die Zuführung von thermischer Energie in das Fahrzeug erforderlich, beispielsweise um eine sichere Schmierung von Antriebskomponenten sicherzustellen. Eine bekannte Lösung zum Austausch von thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug und seiner Umgebung ist das Vorsehen von elektrisch betriebenen Kühlungs- oder Heizungssystemen. Solche Systeme können beispielsweise auf dem Prinzip einer Wärmepumpe basieren, welche elektrische Energie zur Kompression eines Fluides benötigen.
Nachteilig an solchen elektrisch betriebenen Systemen ist, dass größere Mengen elektrischer Energie für den thermischen Austausch im Fahrzeug benötigt werden. Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen muss diese Energie letztlich aus der Antriebsbatterie entnommen werden und verkürzt dadurch die Reichweite des Fahrzeugs.
DE102008054656A1 beschreibt einen Energiespeicher, dessen äußere Oberfläche vorstehende Elemente aufweist, welche bei der Umströmung des Energiespeichers mit Luft, bereichsweise eine turbulente Strömung erzeugen. Diese turbulente Strömung kann zur Abfuhr von thermischer Energie vom Energiespeicher genutzt werden.
In DE3913678C1 wird eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Grenzschicht von umströmten Körpern beschrieben. Die Vorrichtung ist dazu vorgesehen, die Ablösung einer Luftströmung an einem Körper, beispielsweise an der Tragfläche eines Flugzeuges, zu verhindern. Die Vorrichtung umfasst mehrere Sensoren, welche die Umgebungsbedingungen ermitteln. Basierend auf den Signalen dieser Sensoren werden im Bedarfsfall bewegliche Teile durch Aktoren über die Oberfläche des Körpers hinaus bewegt, um die dort vorherrschende Luftströmung zu beeinflussen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Lösungen vorzuschlagen, mit denen der Verbrauch an elektrischer Energie für den Austausch von therm i-scher Energie zwischen einem Fahrzeug und seiner Umgebung reduziert werden kann.
Diese Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Karosseriekomponente, welche einen Teilbereich der Außenhaut eines Fahrzeugs bildet, umfassend

- eine Außenfläche, welche vom Inneren des Fahrzeugs weg weist,
- eine Innenfläche welche zum Inneren des Fahrzeugs hin weist,
- zumindest einen Fluidkanal, welcher einen Fluideingang und einen Fluidausgang aufweist,

Die erfindungsgemäße Karosseriekomponente bildet einen Teil der Außenhaut eines Fahrzeuges und kann beispielsweise im Fahrzeugdach, der Fronthaube, der Heckhaube oder auch in Seitenflächen, wie beispielsweise Türen oder Kotflügeln integriert sein. Unter Außenhaut ist dabei die äußerste Oberfläche des Fahrzeugs zu verstehen, welche in direktem Kontakt mit der Fahrzeugumgebung steht. Die erfindungsgemäße Karosseriekomponente ist bevorzugt flächig ausgeführt, so dass diese in einfacher Weise in die Außenhaut bzw. Karosserie des Fahrzeugs integriert werden kann. Die Karosseriekomponente weist eine zur Umgebung des Fahrzeugs hin gewandte Außenfläche auf, welche unterschiedlich geformt sein kann. Gegenüberliegend zur Außenfläche weist die Karosseriekomponente eine Innenfläche auf, welche zum Inneren des Fahrzeugs hin gewandt ist. Bevorzugt ist der Abstand zwischen Innenfläche und Außenfläche signifikant kleiner, beispielsweise mindestens um den Faktor zehn kleiner, als die Abmessungen der Karosseriekomponente in eine Richtung tangential zur Außenhaut des Fahrzeugs. Erfindungsgemäß umfasst die Karosseriekomponente zumindest einen Fluidkanal, welcher zwischen der Außenfläche und der Innenfläche im Inneren der Karosseriekomponente angeordnet ist. Dieser Fluidkanal ist dazu vorgesehen, von einem Fluid durchströmt zu werden, welches im Inneren des Fahrzeugs dazu genutzt wird, thermische Energie zu transportieren. Die erfindungsgemäße Karosseriekomponente ist als Wärmetauscher vorgesehen, welche über ein Fluid zugeführte thermische Energie über die Außenfläche mit der Umgebung des Fahrzeugs austauscht. Der Fluidkanal weist einen Fluideingang auf, welcher zur Einbringung von Fluid aus dem Fahrzeug vorgesehen ist. Ein Fluidausgang des Fluidkanals dient dazu, ein Fluid nach dem Durchlauf durch den Fluidkanal wieder aus der Karosseriekomponente zu entnehmen und ins Innere des Fahrzeugs zurückzuführen. Der Fluidkanal ist als Hohlkanal ausgeführt und in sich geschlossen, so dass eine Dichtigkeit gegen Austreten von Fluid sichergestellt ist. Bevorzugt weist der Fluidkanal mehrere Teilkanäle auf, welche flächig über die Karosseriekomponente verteilt sind. Auf diese Weise wird eine große Fläche der Karosseriekomponente von Fluid durchströmt, was einen wirkungsvollen Austausch von thermischer Energie zwischen der Karosseriekomponente und der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Fluidkanäle in der Karosseriekomponente vorzusehen, welche jeweils einen eigenen Fluideingang und Fluidausgang aufweisen. Optional kann vorgesehen sein, dass zwischen der Innenfläche und dem Fahrzeuginneren eine Isolierschicht angeordnet ist, welche eine direkte Übertragung von thermischer Energie, das heißt eine Übertragung ohne Nutzung des Fluidkanals, zwischen dem Fahrzeuginneren und der Karosseriekomponente reduziert.
Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Karosseriekomponente in oder an der Außenhaut eines Fahrzeugs ist diese bei Bewegung des Fahrzeugs in direktem Kontakt mit der das Fahrzeug umgebenden Luftströmung. Auf diese Weise ist effektiv der Austausch thermischer Energie zwischen der Karosseriekomponente und der Luftströmung möglich. Thermische Energie wird dabei durch Konvektion und/oder Wärmestrahlung ausgetauscht. Dabei kann die Karosseriekomponente sowohl Wärme aus dem Fahrzeug abführen oder Wärme aus der Fahrzeugumgebung ins Fahrzeug einbringen. Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Karosseriekomponente ist, dass diese als Teil eines passiven Kühl- oder Heizsystems genutzt werden kann. Unter passivem System ist dabei ein System zu verstehen, bei dem keine Energie für den eigentlichen Austausch von thermischer Energie zwischen Fahrzeuginnerem und Fahrzeugäußerem benötigt wird. Ein passives System benötigt lediglich Energie, um thermische Energie innerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise durch ein Fluid, zu transportieren. Der Austausch thermischer Energie zwischen Fahrzeug und Umgebung erfolgt allein getrieben durch den Temperaturgradienten, der sowieso zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Fahrzeugs vorhanden ist. Ein solches passives System benötigt deutlich weniger elektrische Energie in einem Fahrzeug, als Systeme, welche auf dem Prinzip einer Wärmepumpe beruhen. Weiterhin vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Karosseriekomponente ist, dass diese einen Teil der Außenhaut des Fahrzeugs bildet, wodurch bisher nicht genutzte Oberflächen des Fahrzeugs nutzbringend zum thermischen Austausch verwendet werden können. Die Karosseriekomponente kann an verschiedenen Stellen der Außenhaut des Fahrzeugs angeordnet werden. Durch die Anordnung des Fluidkanals zwischen Außenfläche und Innenfläche weist die Karosseriekomponente zumindest einen doppelwandigen Aufbau auf, was eine hohe mechanische Biegesteifigkeit der Karosseriekomponente bewirkt. Diese erhöhte Biegesteifigkeit der Karosseriekomponente bewirkt wiederum eine Erhöhung der Steifigkeit der Außenhaut des Fahrzeugs, was die Crashsicherheit des Fahrzeugs verbessert.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Außenfläche eben ausgeführt ist oder eine Struktur aufweist, wobei diese Struktur Vorsprünge und Vertiefungen aufweist, wobei die Vorsprünge weiter in Richtung vom Fahrzeug weg vorstehen als die Vertiefungen, insbesondere wobei die Vorsprünge und Vertiefungen entlang von Führungslinien verlaufen, die in einem von 0° unterschiedlichen Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert sind, bevorzugt im rechten Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert sind. Die Außenfläche der Karosseriekomponente kann entweder eben bzw. plan ausgeführt sein oder eine dreidimensionale Struktur aufweisen. Eine solche dreidimensionale Struktur vergrößert den Luftwiderstand des bewegten Fahrzeugs, bewirkt jedoch eine verbesserte Übertragung von thermischer Energie zwischen Karosseriekomponente und Umgebung. Eine ebene Ausführungsform sorgt für einen geringen Luftwiderstand des bewegten Fahrzeugs, weist jedoch eine geringere Übertragbarkeit thermischer Energie auf. Die Struktur wird aus abwechselnd angeordneten Vorsprüngen und Vertiefungen gebildet. Bevorzugt sind die Vorsprünge und Vertiefungen regelmäßig, das heißt in konstanten Abständen zueinander angeordnet. Bevorzugt erstrecken sich die Vorsprünge und Vertiefungen entlang von Führungslinien, welche gerade oder gekrümmt ausgeführt sein können. Diese Führungslinien sind in einem von null unterschiedlichen Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert, um eine Anströmung der Struktur bei bewegtem Fahrzeug zu ermöglichen. Eine solche Anstrengung, die im Winkel zu den Führungslinien erfolgt, bewirkt eine teilweise turbulente Strömung in den Vertiefungen, welche die Übertragung von thermischer Energie zwischen der Karosseriekomponente und der Fahrzeugumgebung verbessert.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest ein Teilbereich der Außenfläche und ein Teilbereich des Fluidkanals elastisch verformbar ausgeführt sind und durch eine Erhöhung des Fluiddruckes im Inneren des Fluidkanals das Volumen des Fluidkanals erhöhbar ist, wobei die Außenfläche eine Struktur aufweist, welche abhängig vom Fluiddruck im Fluidkanal Vorsprünge und Vertiefungen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Vorsprüngen und Vertiefungen in Richtung weg vom Fahrzeug abhängig vom im Fluidkanal herrschenden Fluiddruck und damit vom Volumen des Fluidkanals ist. In dieser Ausführungsform ist eine Struktur an der Außenfläche veränderlich ausgeführt. Ob eine Struktur vorhanden ist oder inwieweit die Struktur, insbesondere die Vorsprünge, vorstehen, ist abhängig vom Fluiddruck, welcher im Fluidkanal herrscht. Ein Teilbereich der Außenfläche und ein Teilbereich des Fluidkanal sind elastisch verformbar ausgeführt, wodurch bei erhöhtem Fluiddruck eine Ausdehnung in diesen Bereichen erfolgt. Eine Erhöhung des Fluiddruckes bewirkt quasi ein Aufblasen der Struktur. Auf diese Weise kann die Struktur in einfacher Weise beeinflusst werden. Beispielsweise kann bei einem Bedarf an erhöhter Übertragung von thermischer Energie der Fluiddruck im Fluidkanal erhöht werden, um eine Struktur auszubilden. Besteht kein Bedarf an Übertragung von thermischer Energie kann der Fluiddruck abgesenkt werden, so dass keine Struktur vorhanden ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest an einem Teilbereich der zu einer benachbarten Vertiefung gewandten Ränder der Vorsprünge ein scharfkantiges Grenzelement angeordnet ist, welches bei Vorhandensein einer Luftströmung relativ zur Außenhaut des Fahrzeugs aus der Fahrtrichtung des Fahrzeugs Turbulenzen in den Vertiefungen erzeugt. In dieser Ausführungsform sorgt ein scharfkantiges Grenzelement, welches beispielsweise durch eine Kante im Winkel von 90° oder kleiner gebildet wird, für einen lokalen Strömungsabriss der durch den Fahrtwind verursachten Umströmung der Karosseriekomponente. Dieser Strömungsabriss wiederum verursacht eine lokale, turbulente Strömung in der Struktur, welche die Übertragung von thermischer Energie durch Konvektion erhöht.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein System zum Austausch thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug und der Fahrzeugumgebung, umfassend

- zumindest eine Karosseriekomponente nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
- zumindest einen Fluidkreislauf, welcher zumindest ein Aggregat des Fahrzeugs mit der Karosseriekomponente verbindet, wobei der Fluidkanal einen Teilbereich des Fluidkreislaufes bildet und wobei der Fluidkreislauf ein Pumpelement umfasst, welches ein Fluid bedarfsweise durch den Fluidkreislauf bewegt,
- zumindest einen Parametereingang, welcher Daten zur Fahrzeugumgebung, das Fahrzeug betreffende Daten und Daten zum thermischen Ist-Zustand des Aggregates bereitstellt,
- eine Steuerung, welche mit dem Parametereingang und dem Pumpelement verbunden ist,

Ein erfindungsgemäßes System ist vorgesehen zum Austausch thermischer Energie zwischen dem Inneren eines Fahrzeugs und der Fahrzeugumgebung. Das System kann sowohl zur Kühlung als auch zur Heizung des Inneren des Fahrzeugs verwendet werden. Zum System gehört zumindest eine Karosseriekomponente, welche einen Teilbereich der Außenhaut des Fahrzeugs bildet. Weiterhin umfasst das System einen Fluidkreislauf, welcher die Zirkulation eines Fluides zwischen einem Aggregat im Fahrzeug und der Karosseriekomponente ermöglicht. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um Wasser oder Glykol handeln. Bei dem Aggregat kann es sich um jegliche Fahrzeugkomponente handeln, von welcher thermische Energie in Form von Wärme abgeführt oder zu welcher Wärme hingeführt werden soll. Ein solches Aggregat kann beispielsweise ein Antriebsmotor oder ein Getriebe sein.
Alternativ kann das Aggregat auch durch ein Heizungssystem für den Innenraum des Fahrzeugs gebildet sein. Der Fluidkreislauf umfasst ein Pumpelement, welches das Fluid bei Bedarf durch den Fluidkreislauf bewegt. Eine Steuerung regelt das Pumpelement und beeinflusst dadurch den Fluiddruck im Fluidkreislauf und den Fluidvolumenstrom durch den Fluidkreislauf. Die Steuerung ist weiterhin mit einem Parametereingang verbunden, welcher Daten zur Verfügung stellt, welche die Steuerung als Basis zur Regelung des Pumpelementes verwendet. Der Parametereingang ist mit anderen Komponenten verbunden und stellt Daten zur Fahrzeugumgebung, zum Fahrzeug selbst und zum thermischen Ist-Zustand des Aggregates bereit. Die Steuerung ist derart konfiguriert, dass sie das Pumpelement so regelt, dass ein thermischer Soll-Zustand des Aggregates möglichst schnell und effizient erreicht wird. Der thermische Soll-Zustand wird von einer Steuerung des Aggregates vorgegeben. Diese Steuerung kann separat zur Steuerung des Systems vorgesehen sein oder in die Steuerung des Systems integriert sein. Für die Erreichung des thermischen Soll-Zustandes regelt die Steuerung einen optimalen Fluidvolumenstrom und einen optimalen Fluiddruck, welche durch das Pumpelement erzeugt werden. Soll die Menge an thermischer Energie, welche zwischen dem Aggregat und der Fahrzeugumgebung ausgetauscht wird, erhöht werden, so kann beispielsweise der Fluidvolumenstrom erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Fluiddruck erhöht werden, beispielsweise um eine Struktur der Karosseriekomponente herzustellen oder zu vergrößern.
Das erfindungsgemäße System hat den Vorteil, dass es wenig elektrische Energie benötigt, um eine bestimmte Menge an thermischer Energie, beispielsweise Wärme zwischen dem Fahrzeug und seiner Umgebung auszutauschen. Das erfindungsgemäße System nutzt Konvektion, welche zwischen der Außenfläche der Karosseriekomponente und der Fahrzeugumgebung stattfindet. Im erfindungsgemäßen System wird kein Phasenübergang des Fluides benötigt, wie er beispielsweise bei Wärmepumpen zum Einsatz kommt. Der daraus resultierende geringe Verbrauch an elektrischer Energie ermöglicht den Austausch von thermischer Energie, wobei der Verbrauch an elektrischer Energie im Fahrzeug gegenüber bekannten Lösungen reduziert wird. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Karosseriekomponente des Systems in einfacher Weise in sowieso vorhandene Flächen der Außenhaut integriert werden kann. Weiterhin kann das erfindungsgemäße System sowohl zur Kühlung als auch zur Erwärmung eines Aggregates im Fahrzeuginneren genutzt werden. Schließlich bewirkt die Vielzahl an Daten, welche durch den Parametereingang bereitgestellt wird, eine intelligente Regelung der Parameter des Fluidkreislaufes. Eine solche intelligente Regelung kann beispielsweise die Parameter vorausschauend auf die zu erwartenden Betriebszustände des Fahrzeugs ausrichten. Auf diese Weise ist eine effiziente Regelung möglich und unnötiges Überschwingen der Regelung wird vermieden.
In einer Ausführungsform des Systems ist vorgesehen, dass zumindest ein Sensor vorgesehen ist, der Daten zur Fahrzeugumgebung ermittelt und an den Parametereingang übergibt, wobei der Sensor Daten aus einer Gruppe von Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Helligkeit ermittelt und zumindest eine Datenschnittstelle das Fahrzeug betreffende Daten bereitstellt und an den Parametereingang übergibt, wobei diese Datenschnittstelle Daten aus einer Gruppe von Fahrzeuggeschwindigkeit, geplante Fahrroute, Ist-Temperatur des Fluides, Batteriezustand, thermischer Soll-Zustand des Aggregates und Position des Fahrzeugs bereitstellt und zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen ist, der den thermischen Ist-Zustand des Aggregates ermittelt und an den Parametereingang übergibt. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Temperatursensor, einen Feuchtigkeitssensor oder einen Helligkeitssensor handeln. Die Datenschnittstelle ist mit verschiedenen Komponenten im Fahrzeug verbunden, beispielsweise mit einem Navigationssystem, dem Aggregat, einer Batterie, einem Getriebe oder einer Fahrzeugachse. Diese Komponenten können wiederum geeignete Sensoren zur Ermittlung der benötigten Daten aufweisen. Die Bereitstellung dieser Vielzahl an Daten durch den Parametereingang bewirkt eine effiziente Regelung des Systems durch die Steuerung, in welche eine Vielzahl an Parametern einfließt.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Netzwerkschnittstelle vorgesehen ist, welche Daten von außerhalb des Fahrzeugs, insbesondere über eine Funkverbindung, bereitstellt und an den Parametereingang übergibt, wobei diese Netzwerkschnittstelle Daten aus einer Gruppe Ist-Wetterdaten, Daten zur Wettervorhersage, und Verkehrs- und Stauinformationen bereitstellt und/oder bei dem zwischen der Innenfläche der Karosseriekomponente und dem Inneren des Fahrzeugs eine Isolierschicht angeordnet ist. Die Netzwerkschnittstelle stellt bevorzugt eine Verbindung mit dem Internet her, beispielsweise über eine Funkverbindung. Eine solche Internetverbindung ermöglicht den Zugriff auf unterschiedlichste Daten, insbesondere auf Daten zur Wettervorhersage. Auf Basis dieser Daten kann noch effizienter eine Regelung des Fluidkreislaufs durch die Steuerung vorgenommen werden. Ist beispielsweise Regen für die nahe Zukunft vorhergesagt, kann die Steuerung bereits beginnen einen höheren Fluidvolumenstrom durch die Karosseriekomponente zu führen, um beim Einsetzen des Regens bereits eine große Menge an thermischer Energie an die Fahrzeugumgebung abgeben zu können. In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Innenfläche der Karosseriekomponente und dem Inneren des Fahrzeugs eine Isolierschicht angebracht. Diese Isolierschicht unterbindet einen direkten Austausch von thermischer Energie zwischen der Karosseriekomponente und dem daran angrenzenden Inneren des Fahrzeugs. Auf diese Weise wird der Austausch von thermischer Energie von der Umgebung des Fahrzeugs zum Fluid im Fluidkanal geleitet und thermische Energie nicht ungewollt ins Fahrzeuginnere oder aus dem Fahrzeuginneren hinaus übertragen. Die Isolierschicht bewirkt somit eine verbesserte Übertragung von thermischer Energie zwischen dem Aggregat und der Umgebung des Fahrzeugs.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Steuerung den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck basierend auf den vom Parametereingang bereitgestellten Daten kontinuierlich ermittelt, wobei die Steuerung den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck zeitlich und/oder bezüglich des vom Fahrzeug zurückzulegenden Weges im Voraus ermittelt und eine Änderung am optimalen Fluidvolumenstrom und am optimalen Fluiddruck unter Einbeziehung der im Voraus ermittelten Werte vornimmt. In dieser Ausführungsform ermittelt die Steuerung kontinuierlich in sich ständig wiederholenden Zyklen den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck. Dabei berechnet oder simuliert die Steuerung die optimalen Parameter zeitlich im Voraus, basierend auf den vom Parametereingang zur Verfügung gestellten Daten. Die eigentliche Regelung von Fluidvolumenstrom und Fluiddruck erfolgt in Kenntnis der im Voraus berechneten optimalen Parameter, wodurch eine stetige Anpassung der Parameter ermöglicht wird und Sprünge in den Parametern, welche zu einer überschwingenden Regelung führen können, vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerung zumindest bereichsweise als künstliche Intelligenz ausgeführt ist, welche vom Parametereingang bereitgestellte Daten aus der Vergangenheit und Werte des optimalen Fluidvolumenstromes und des optimalen Fluiddruckes aus der Vergangenheit auswertet und diese Auswertung in die Ermittlung des optimalen Fluidvolumenstromes und des optimalen Fluiddruckes im Voraus einbezieht. In dieser Ausführungsform ist die Steuerung lernfähig ausgeführt. Die Steuerung stellt aus einer Kombination von Daten vom Parametereingang aus der Vergangenheit und den daraus in der Vergangenheit berechneten optimalen Parametern eine Korrelation her. Diese Korrelation wird von der Steuerung zusammen mit den Daten gespeichert, so dass beim erneuten Auftreten gleicher oder ähnlicher Daten vom Parametereingang bereits auf bewährte optimale Werte für den Fluidvolumenstrom und den Fluiddruck zurückgegriffen werden kann. Auf diese Weise kann die Effizienz der Regelung mit der Zeit durch das System selbstständig weiter verbessert werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerung in einem Fall, in dem der thermische Ist-Zustand des Aggregates einen höheren Temperaturwert aufweist als der thermische Soll-Zustand des Aggregates, den optimalen Fluiddruck erhöht und zumindest ein Teilbereich der Außenfläche und des Fluidkanals der Karosseriekomponente elastisch verformbar ausgeführt sind und durch eine Erhöhung des Fluiddruckes im Inneren des Fluidkanals das Volumen des Fluidkanals erhöhbar ist, wobei die Außenfläche eine Struktur aufweist, welche abhängig vom Fluiddruck im Fluidkanal Vorsprünge und Vertiefungen aufweist, wobei der Abstand zwischen den Vorsprüngen und Vertiefungen in Richtung weg vom Fahrzeug abhängig vom im Fluidkanal herrschenden Fluiddruck und damit vom Volumen des Fluidkanals ist, wobei der erhöhte optimale Fluiddruck im Fluidkreislauf den Abstand zwischen den Vorsprüngen und Vertiefungen in Richtung weg vom Fahrzeug erhöht und dadurch den Austausch von thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug und der Fahrzeugumgebung erhöht. In dieser Ausführungsform des Systems weist die Karosseriekomponente eine bereichsweise elastisch verformbare Außenfläche und einen bereichsweise elastisch verformbaren Fluidkanal auf. Diese Ausführungsform wurde zuvor bereits im Detail beschrieben. In einem Fall, in dem durch das System thermische Energie vom Inneren des Fahrzeugs an die Fahrzeugumgebung abgegeben werden soll, erhöht die Steuerung den optimalen Fluiddruck im Fluidkreislauf, wodurch auf oder an der Karosseriekomponente eine Struktur entsteht. Diese Struktur wiederum bewirkt eine turbulente Strömung an der Außenfläche, welche wiederum für eine erhöhte Übertragung thermischer Energie zwischen der Karosseriekomponente und der Fahrzeugumgebung sorgt. Soll zu einem späteren Zeitpunkt eine geringere Menge an thermischer Energie an die Fahrzeugumgebung abgegeben werden, so reduziert die Steuerung den optimalen Fluiddruck und die Struktur verkleinert sich oder ist gar nicht mehr vorhanden. Somit kann das System durch eine einfache Veränderung des Fluiddruckes die Menge an abgegebener thermischer Energie beeinflussen.
Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Hauptkühlsystem, welches zumindest ein Aggregat im Fahrzeug aktiv, insbesondere unter Umsetzung von von einer Batterie bereitgestellter elektrischer Energie, kühlt,
wobei das Fahrzeug zumindest ein Zusatzkühlsystem umfasst, welches durch ein System nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen gebildet ist, wobei die Steuerung des Systems den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck unter Einbeziehung des Energieumsatzes und der Kühlleistung des Hauptkühlsystems ermittelt, wobei die Steuerung das System und das Hauptkühlsystem derart regelt, dass der Gesamtenergieverbrauch beider Systeme in Summe im Fahrzeug optimal niedrig ist.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst neben einem bekannten, aktiv arbeitenden Hauptkühlsystem ein erfindungsgemäßes System zum Austausch thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug und dessen Umgebung. Durch das Zusammenwirken von Hauptkühlsystem und System ist eine sehr betriebssichere Regulierung der Temperatur eines Aggregates im Fahrzeug möglich, wobei gleichzeitig der Verbrauch an elektrischer Energie für den Austausch von thermischer Energie zwischen dem Fahrzeug und seiner Umgebung reduziert wird. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, wenn möglich das System zum Austausch von thermischer Energie zu nutzen, welches deutlich weniger elektrische Energie konsumiert als das Hauptkühlsystem. Das Hauptkühlsystem ist aber trotzdem stets bereit und kann eingesetzt werden, sofern das System nicht die komplette Menge an thermischer Energie übertragen kann. In einem erfindungsgemäßen Fahrzeug regelt die Steuerung sowohl das System als auch das Hauptkühlsystem derart, dass der Gesamtenergieverbrauch in Summe beider Systeme so niedrig wie möglich ist. Alternativ kann die übergeordnete Steuerung von Hauptkühlsystem und System auch außerhalb des Systems in einer zusätzlichen Steuerung angeordnet sein.
Merkmale, Wirkungen und Vorteile, welche in Zusammenhang mit der Karosseriekomponente und dem System offenbart sind, gelten auch in Zusammenhang mit dem Fahrzeug als offenbart. Gleiches gilt in umgekehrter Richtung, Merkmale, Wirkungen und Vorteile, welche in Zusammenhang mit dem Fahrzeug offenbart sind, gelten auch im Zusammenhang mit der Karosseriekomponente und dem System als offenbart.
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigen:

1 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer Karosseriekomponente gemäß der Erfindung,
2 in einer schematischen Seitenansicht einen Teilbereich einer Karosseriekomponente gemäß der Erfindung in zwei Zuständen,
3 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem System gemäß der Erfindung.

1 zeigt in einer schematischen, perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer Karosseriekomponente 1 gemäß der Erfindung. Eine erfindungsgemäße Karosseriekomponente 1 bildet einen Teilbereich der Außenhaut eines Fahrzeugs F. In 1 ist eine solche Karosseriekomponente 1 jedoch isoliert vom Fahrzeug F dargestellt. In dieser einfachen Ausführungsform ist die Karosseriekomponente 1 beispielhaft als plane Platte ausgeführt, welche in der Draufsicht einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Im eingebauten Zustand in einem Fahrzeug F ist die Karosseriekomponente 1 bevorzugt gewölbt und in die anderen Bereiche der Außenhaut integriert. Die Karosseriekomponente 1 weist eine nach oben weisende Außenfläche 11 und eine nach unten weisende Innenfläche 12 auf. Zwischen der Außenfläche 11 und der Innenfläche 12 ist ein als Hohlkanal ausgeführter Fluidkanal 13 angeordnet. Dieser Fluidkanal 13 ist in sich geschlossen und weist lediglich zwei Öffnungen auf, welche durch den rechts oben dargestellten Fluideingang 131 und den rechts unten dargestellten Fluidausgang 132 gebildet werden. Der Fluidkanal 13 ist in einer Draufsicht auf die Karosseriekomponente 1 verzweigt ausgeführt, so dass dieser eine hohe Gesamtlänge innerhalb der Karosseriekomponente 1 aufweist. Durch diese verzweigte, lange Ausführung des Fluidkanals 13 verbleibt ein Fluid, welches durch den Fluidkanal 13 bewegt wird, längere Zeit innerhalb der Karosseriekomponente 1, wodurch die Übertragung von thermischer Energie zwischen dem Fluid, der Karosseriekomponente 1 und der Umgebung des Fahrzeugs wirkungsvoll möglich ist. Besonders bevorzugt ist der Fluidkanal 13 mäanderförmig ausgeführt, um einen möglichst langen Weg des Fluides in der Karosseriekomponente 1 zu erreichen. In der dargestellten Ausführungsform weist die Karosseriekomponente 1 eine Struktur 111 auf, welche durch Vorsprünge 1111 und gegenüber den Vorsprüngen zurückversetzten Vertiefungen 1112 gebildet wird. Im vorliegenden Fall werden die Vorsprünge 1111, welcher Anwendungsfall weiter vom Fahrzeug abstehen als die Vertiefungen 1112, durch den Fluidkanal 13 gebildet bzw. sind im Bereich des Fluidkanals 13 angeordnet. Die Vorsprünge 1111 und die Vertiefungen 1112 verlaufen größtenteils parallel zueinander und sind entlang von Führungslinien orientiert, welche in der Zeichnung von oben nach unten verlaufen. Im eingebauten Zustand der Karosseriekomponente 1 verlaufen diese Führungslinien bevorzugt im rechten Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs F. Die Struktur 111 ist dazu vorgesehen, die Übertragung von thermischer Energie von der Karosseriekomponente 1 zur Umgebung des Fahrzeugs F durch Konvektion weiter zu verbessern. Durch die abwechselnde Anordnung von Vorsprüngen 1111 und Vertiefungen 1112 entstehen in der Struktur bei bewegtem Fahrzeug Turbulenzen, welche eine bessere Abführung von thermischer Energie von der Karosseriekomponente 1 bewirken. Dieser Mechanismus ist schematisch in 2 dargestellt. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Struktur 111 permanent an der Außenfläche 11 vorhanden. In einer alternativen Ausführungsform kann diese Struktur 111 auch abhängig vom Fluiddruck im Inneren des Fluidkanals 13 ausgeführt sein. So kann beispielsweise bei niedrigem Fluiddruck die Außenfläche 11 keine Struktur 111 aufweisen, so dass diese glatt oder plan ausgeführt ist. Wird der Fluiddruck im Inneren des Fluidkanals 13 erhöht, dehnt sich der Fluidkanal 13 und der benachbarte Bereich der Außenfläche 11 aus und bildet so Vorsprünge 1111, welche über die dazwischen angeordneten Bereiche, die Vertiefungen 1112, vorstehen. Auf diese Weise lässt sich durch Erhöhung des Fluiddruckes eine glatte Außenfläche 11 in einfacher Weise in eine Außenfläche 11 mit einer Struktur 111 umwandeln. Wie zuvor beschrieben, dient die Struktur 111 dazu, den Übergang von thermischer Energie bei bewegtem Fahrzeug zu erhöhen. Besonders vorteilhaft ist, dass die Struktur 111 durch Veränderung des Fluiddruckes beeinflusst werden kann, so dass in einem Fall, in dem wenig oder kein thermischer Übergang an der Außenfläche 11 benötigt wird, die Struktur 111 verkleinert oder komplett entfernt werden kann. Um eine solche reversible Einstellung und Veränderung der Struktur 111 zu ermöglichen, sind Teilbereiche der Außenfläche 11 und des Fluidkanals 13 elastisch verformbar ausgeführt. Der Fluideingang 131 und der Fluidausgang 132 sind zur Verbindung mit einem Fluidkreislauf in einem System 100 vorgesehen.
2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Teilbereich einer Karosseriekomponente 1 gemäß der Erfindung in zwei Zuständen. In 2 ist in einer Seitenansicht ein Bereich der Außenfläche 11 einer Karosseriekomponente 1 zu sehen. Auf der linken Seite weist die Außenfläche 11 keine Struktur 111 auf, die Außenfläche 11 ist eben oder plan ausgeführt. Auf der rechten Seite weist die Außenfläche 11 eine Struktur 111 auf, welche im dargestellten Abschnitt zwei Vorsprünge 1111 und zwei Vertiefungen 1112 aufweist. Außerhalb des dargestellten Abschnittes kann sich die Außenfläche 11 wie dargestellt fortsetzen und selbstverständlich mehrere Vorsprünge 1111 und Vertiefungen 1112 aufweisen. Die dargestellte Ausführungsform einer Karosseriekomponente 1 weist eine Struktur 111 auf, welche abhängig vom Druck im Fluidkanal 13 ist. Ein Teilbereich der Außenfläche 11 und des Fluidkanals 13 sind dazu elastisch verformbar ausgeführt. Auf der linken Seite in 2 ist der Druck im Inneren des Fluidkanals 13, welcher nicht dargestellt ist, niedrig, so dass keine Struktur 111 nach außen über die Außenfläche 11 vorsteht. Der Pfeil symbolisiert den Fahrtwind, welcher bei Bewegung des Fahrzeugs F entsteht. Da keine Vorsprünge 1111 vorhanden sind, verläuft die Luftströmung des Fahrtwindes glatt und laminar entlang der Außenfläche 11. Dies begünstigt einen geringen Luftwiderstand des Fahrzeugs F in diesem Zustand. Auf der rechten Seite in 2 ist der Druck im Fluidkanal 13 erhöht, wodurch sich die elastischen Bereiche der Außenfläche 11 und des Fluidkanals 13 ausdehnen. Auf diese Weise treten die Vorsprünge 1111 vor und bilden dann zusammen mit den dazwischen angeordneten Vertiefungen 1112 eine Struktur 111, welche in Richtung vom Fahrzeug F weg über die Außenfläche 11 vorsteht. Auch auf der rechten Seite ist der Fahrtwind als Pfeil symbolisiert. In den Vertiefungen 1112 entsteht in diesem Zustand eine turbulente Strömung. Bevorzugt weisen die Ränder der Vorsprünge 1111 dazu zumindest bereichsweise ein scharfkantiges Grenzelement auf, welches zur Ablösung der laminaren Strömung des Fahrtwindes beiträgt und die turbulente Strömung in den Vertiefungen 1112 initiiert. Die turbulente Strömung bewirkt einen erhöhten Austausch thermischer Energie zwischen der Außenfläche 11 und der Umgebung des Fahrzeugs F. Wird beispielsweise die Karosseriekomponente 1 im Fahrzeug zur Kühlung eingesetzt, so verbessert sich mit der Struktur 111 die Kühlleistung der Karosseriekomponente 1. Vorteilhaft an der dargestellten Ausführungsform ist, dass die Struktur 111 lediglich dann erzeugt wird oder vorhanden ist, wenn eine entsprechende thermische Leistung, beispielsweise zur Kühlung, benötigt wird.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs F mit einem System 100 gemäß der Erfindung. Das Fahrzeug F in der dargestellten Ausführungsform umfasst insgesamt drei Karosseriekomponenten 1, welche jeweils Teil der Außenhaut des Fahrzeugs F sind. Das Fahrzeug F umfasst weiterhin ein System 100, welches in der Darstellung exemplarisch nur mit einer, im Dach des Fahrzeugs integrierten Karosseriekomponente 1 verbunden ist. Selbstverständlich können auch die anderen Karosseriekomponenten 1 Teil des Systems 100 sein. Das dargestellte System 100 umfasst die Karosseriekomponente 1 im Dach des Fahrzeugs F, ein Aggregat A, ein Pumpelement P, eine Steuerung S sowie einen Parametereingang E. Weiterhin umfasst das System 100 einen Fluidkreislauf, welcher das Aggregat A mit der Karosseriekomponente 1 und dem Pumpelement P verbindet. In der dargestellten Ausführungsform ist das Aggregat A als elektrischer Antriebsmotor ausgeführt. Das Aggregat A kann jedoch auch anders ausgeführt sein und beispielsweise durch ein Getriebe, einen Verbrennungsmotor oder auch ein Klimasystem für den Fahrzeuginnenraum gebildet sein. Der Fluidkreislauf dient dem Transport von thermischer Energie zwischen dem Aggregat A und der Karosseriekomponente 1. Für diesen Transport pumpt das Pumpelement Fluid durch den Fluidkreislauf, welches dann wiederum thermische Energie von einer Komponente zur anderen transportiert. Das Pumpelement P wird von der Steuerung S derart gesteuert oder geregelt, dass es im Fluidkreislauf stets den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck einstellt. Die Steuerung S ist mit dem Parametereingang E verbunden, welcher eine Vielzahl unterschiedlicher Daten zur Verfügung stellt, welche die Basis der Regelung der Steuerung S sind. Der Parametereingang stellt Daten zur Fahrzeugumgebung, das Fahrzeug betreffende Daten und Daten zum thermischen Ist-Zustand des Aggregates A bereit. Dazu kann der Parametereingang E wiederum mit Sensoren, Datenschnittstellen zu anderen Komponenten im Fahrzeug und einer Netzwerkschnittstelle zur Verbindung mit Datenquellen außerhalb des Fahrzeugs verbunden sein. Diese Schnittstellen des Parametereingangs E sind in 3 nicht dargestellt. Bevorzugt ist zumindest eine Karosseriekomponente 1 so ausgeführt, dass sie eine bereichsweise elastische Außenfläche 11 und einen elastischen Fluidkanal 13 aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Karosseriekomponente 1 zumindest bedarfsweise eine Struktur 111 aufweist, welche den thermischen Austausch zwischen der Karosseriekomponente 1 und der Fahrzeugumgebung verbessert. Zu dieser Struktur 111 sei auf die Beschreibung zu 1 und 2 verwiesen. Das Fahrzeug F umfasst weiterhin ein nicht dargestelltes Hauptkühlsystem, welches das Aggregat A oder mehrere Aggregate im Fahrzeug F aktiv kühlt. Bei der thermischen Regulierung des Aggregates A im erfindungsgemäßen Fahrzeug arbeiten das aktive Hauptkühlsystem und das System 100 zusammen. Die Steuerung S ist so konfiguriert, dass diese das System 100 und bevorzugt auch das Hauptkühlsystem so regelt, dass der Gesamtenergieverbrauch für die thermische Regulierung des Aggregates A in Summe optimal niedrig ist. Das System 100 stellt eine passive thermische Kopplung mit dem Äußeren des Fahrzeugs bereit, welche über Konvektion den Austausch von thermischer Energie zwischen dem Fahrzeug F und seiner Umgebung ermöglicht. Das System 100 benötigt nur wenig elektrische Energie aus dem Fahrzeug F, deutlich weniger elektrische Energie als das aktive Hauptkühlsystem. Auf diese Weise kann die Reichweite elektrisch betriebener Fahrzeuge F signifikant erhöht werden.
BEZUGSZEICHENLISTE:

1: Karosseriekomponente
11: Außenfläche
111: Struktur
1111: Vorsprung
1112: Vertiefung
12: Außenfläche
13: Fluidkanal
131: Fluideingang
132: Fluidausgang
100: System
A: Aggregat
E: Parametereingang
F: Fahrzeug
P: Pumpelement
S: Steuerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008054656 A1 [0004]
DE 3913678 C1 [0005]

Claims

Karosseriekomponente (1), welche einen Teilbereich der Außenhaut eines Fahrzeugs (F) bildet, umfassend - eine Außenfläche (11), welche vom Inneren des Fahrzeugs (F) weg weist, - eine Innenfläche (12), welche zum Inneren des Fahrzeugs (F) hin weist, - zumindest einen Fluidkanal (13), welcher einen Fluideingang (131) und einen Fluidausgang (132) aufweist, wobei der Fluidkanal (13) zwischen der Außenfläche (11) und der Innenfläche (12) innerhalb der Karosseriekomponente (1) angeordnet ist und wobei der Fluidkanal (13) als Hohlkanal ausgeführt ist, welcher in sich geschlossen ist und jeweils eine Öffnung zum Fluideingang (131) und zum Fluidausgang (132) aufweist.
Karosseriekomponente (1) nach Anspruch 1, bei der die Außenfläche (11) eben ausgeführt ist oder eine Struktur (111) aufweist, wobei diese Struktur (111) Vorsprünge (1111) und Vertiefungen (1112) aufweist, wobei die Vorsprünge (1111) weiter in Richtung von Fahrzeug weg vorstehen als die Vertiefungen (1112), insbesondere wobei die Vorsprünge (1111) und Vertiefungen (1112) entlang von Führungslinien verlaufen, die in einem von 0° unterschiedlichen Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs (F) orientiert sind, bevorzugt im rechten Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs (F) orientiert sind.
Karosseriekomponente (1) nach Anspruch 1, bei der zumindest ein Teilbereich der Außenfläche (11) und ein Teilbereich des Fluidkanals (13) elastisch verformbar ausgeführt sind und durch eine Erhöhung des Fluiddruckes im Inneren des Fluidkanals (13) das Volumen des Fluidkanals (13) erhöhbar ist, wobei die Außenfläche (11) eine Struktur (111) aufweist, welche abhängig vom Fluiddruck im Fluidkanal (13) Vorsprünge (1111) und Vertiefungen (1112) aufweist, wobei der Abstand zwischen den Vorsprüngen (1111) und Vertiefungen (1112) in Richtung weg vom Fahrzeug (F) abhängig vom im Fluidkanal (13) herrschenden Fluiddruck und damit vom Volumen des Fluidkanals (13) ist.
System (100) zum Austausch thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug (F) und der Fahrzeugumgebung, umfassend - zumindest eine Karosseriekomponente (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - zumindest einen Fluidkreislauf, welcher zumindest ein Aggregat (A) des Fahrzeugs (F) mit der Karosseriekomponente (1) verbindet, wobei der Fluidkanal (13) einen Teilbereich des Fluidkreislaufes bildet und wobei der Fluidkreislauf ein Pumpelement (P) umfasst, welches ein Fluid bedarfsweise durch den Fluidkreislauf bewegt, - zumindest einen Parametereingang (E), welcher Daten zur Fahrzeugumgebung, das Fahrzeug betreffende Daten und Daten zum thermischen Ist-Zustand des Aggregates bereitstellt, - eine Steuerung (S), welche mit dem Parametereingang (E) und dem Pumpelement (P) verbunden ist, wobei die Steuerung (S) dazu konfiguriert ist, basierend auf den vom Parametereingang (E) bereitgestellten Daten das Pumpelement (P) derart zu regeln, dass das Pumpelement (P) im Fluidkreislauf den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck erzeugt, wobei beim optimalen Fluidvolumenstrom und beim optimalen Fluiddruck ein thermischer Soll-Zustand des Aggregates (A) in der kürzesten Zeit erreichbar ist.
System (100) nach dem vorhergehenden Anspruch 4, bei dem zumindest ein Sensor vorgesehen ist, der Daten zur Fahrzeugumgebung ermittelt und an den Parametereingang (E) übergibt, wobei der Sensor Daten aus einer Gruppe von Außentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Helligkeit ermittelt und zumindest eine Datenschnittstelle das Fahrzeug betreffende Daten bereitstellt und an den Parametereingang (E) übergibt, wobei diese Datenschnittstelle Daten aus einer Gruppe von Fahrzeuggeschwindigkeit, geplante Fahrroute, Ist-Temperatur des Fluides, Batteriezustand, thermischer Soll-Zustand des Aggregates und Position des Fahrzeugs (F) bereitstellt und zumindest ein weiterer Sensor vorgesehen ist, der den thermischen Ist-Zustand des Aggregates (A) ermittelt und an den Parametereingang (E) übergibt.
System (100) nach dem vorhergehenden Anspruch 5, bei dem eine Netzwerkschnittstelle vorgesehen ist, welche Daten von außerhalb des Fahrzeugs (F), insbesondere über eine Funkverbindung, bereitstellt und an den Parametereingang (E) übergibt, wobei diese Netzwerkschnittstelle Daten aus einer Gruppe Ist-Wetterdaten, Daten zur Wettervorhersage, und Verkehrs- und Stauinformationen bereitstellt und/oder bei dem zwischen der Innenfläche (12) der Karosseriekomponente (1) und dem Inneren des Fahrzeugs (F) eine Isolierschicht angeordnet ist.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Steuerung (S) den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck basierend auf den vom Parametereingang (E) bereitgestellten Daten kontinuierlich ermittelt, wobei die Steuerung (S) den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck zeitlich und/oder bezüglich des vom Fahrzeug (F) zurückzulegenden Weges im Voraus ermittelt und eine Änderung des optimalen Fluidvolumenstroms und des optimalen Fluiddrucks unter Einbeziehung der im Voraus ermittelten Werte vornimmt.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Steuerung (S) zumindest bereichsweise als künstliche Intelligenz ausgeführt ist, welche vom Parametereingang (E) bereitgestellte Daten aus der Vergangenheit und Werte des optimalen Fluidvolumenstromes und des optimalen Fluiddruckes aus der Vergangenheit auswertet und diese Auswertung in die Ermittlung des optimalen Fluidvolumenstromes und des optimalen Fluiddruckes im Voraus einbezieht.
System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, bei dem die Steuerung (S) in einem Fall, in dem der thermische Ist-Zustand des Aggregates einen höheren Temperaturwert aufweist als der thermische Soll-Zustand des Aggregates (A) den optimalen Fluiddruck erhöht und zumindest ein Teilbereich der Außenfläche (11) und des Fluidkanals (13) der Karosseriekomponente (1) elastisch verformbar ausgeführt sind und durch eine Erhöhung des Fluiddruckes im Inneren des Fluidkanals (13) das Volumen des Fluidkanals (13) erhöhbar ist, wobei die Außenfläche (11) eine Struktur (111) aufweist, welche abhängig vom Fluiddruck im Fluidkanal (13) Vorsprünge (1111) und Vertiefungen (1112) aufweist, wobei der Abstand zwischen den Vorsprüngen (1111) und den Vertiefungen (1112) in Richtung weg vom Fahrzeug (F) abhängig vom im Fluidkanal (13) herrschenden Fluiddruck und damit vom Volumen des Fluidkanals (13) ist, wobei der erhöhte optimale Fluiddruck im Fluidkreislauf den Abstand zwischen den Vorsprüngen (1111) und den Vertiefungen (1112) in Richtung weg vom Fahrzeug (F) erhöht und dadurch den Austausch von thermischer Energie zwischen einem Fahrzeug (F) und der Fahrzeugumgebung erhöht.
Fahrzeug (F) mit einem Hauptkühlsystem, welches zumindest ein Aggregat (A) im Fahrzeug (F) aktiv, insbesondere unter Umsetzung von von einer Batterie bereitgestellter elektrischer Energie, kühlt, wobei das Fahrzeug (F) zumindest ein Zusatzkühlsystem umfasst, welches durch ein System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9 gebildet ist, wobei die Steuerung (S) des Systems (100) den optimalen Fluidvolumenstrom und den optimalen Fluiddruck unter Einbeziehung des Energieumsatzes und der Kühlleistung des Hauptkühlsystems ermittelt, wobei die Steuerung das System (100) und das Hauptkühlsystem derart regelt, dass der Gesamtenergieverbrauch beider Systeme in Summe im Fahrzeugs (F) optimal niedrig ist.