-
Stand der Technik
-
Es ist bereits eine Zentralanschlussvorrichtung zu einer fluidtechnischen Kopplung von Komponenten eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, mit zumindest einer Verteilereinheit und einer an der Verteilereinheit angeordneten Komponentenschnittstelle zu einem fluidtechnischen Anschließen einer Komponente des Fahrzeugs an der Verteilereinheit, vorgeschlagen worden. Es ist ferner bekannt Komponenten, wie beispielsweise Pumpen und Ventile, unlösbar mit einer Verteilereinheit zu verbinden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Erfindung geht aus von einer Zentralanschlussvorrichtung zur fluidtechnischen Kopplung von Komponenten eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, mit zumindest einer Fluidverteilereinheit, zumindest einer an der Fluidverteilereinheit angeordneten Komponentenschnittstelle und zumindest einem fluidisch mit der Fluidverteilereinheit verbundenem Fluidausgleichstank, insbesondere Kühlmittelausgleichtank. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Fluidverteilereinheit eine Aufnahmewanne zur Aufnahme und Befestigung des Fluidausgleichtankes an der Fluidverteilereinheit aufweist.
-
Zentralanschlussvorrichtung der hier zur Rede stehenden Art integrieren in der Regel eine Vielzahl an Komponenten, wie beispielsweise Kühlmittelpumpen und Ventile in einem gemeinsamen Bauteil. Durch die Aufnahme des Fluidausgleichtankes in einer an der Fluidverteilereinheit angeordnete Aufnahmewanne kann trotz der hohen Belastung aufgrund des hohen Ausgleichsvolumens des Fluidausgleichtankes eine stabile, einfache und platzsparende Anbindung bereitgestellt werden, welche gleichzeitig Freiheitsgrade für die Anzahl und/oder Anordnung von Komponenten an der Fluidverteilereinheit ermöglicht.
-
Die Zentralanschlussvorrichtung ist vorzugsweise als zentrale Montageeinheit ausgebildet, an welcher mehrere Komponenten des Kühlsystems befestigt oder integriert sind, wie beispielsweise zumindest eine Fluidpumpe und/oder zumindest ein Ventil, insbesondere ein Kühlmittelventil, und/oder zumindest ein Sensor, insbesondere zumindest ein Temperatursensor und/oder zumindest ein Füllstandsensor und/oder ein ECU-Gateway.
-
Besonders bevorzugt ist die Zentralanschlussvorrichtung als Flexible Thermische Einheit (FTU) ausgebildet. Die Verteilereinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das Fluid von einem der Komponenten zu einem anderen der Komponenten des Kühlsystems zu führen. Die Fluidverteilereinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen, bevorzugt eine Vielzahl, an Fluidkanälen, welche verzweigt ausgebildet sein können oder nur einen Eingang und nur einen Ausgang aufweisen.
-
Die Fluidverteilereinheit ist vorzugsweise aus einem Thermoplast gefertigt, beispielsweise aus Polypropylen (PP), High-Density Polyethylen (PE-HD), Polyoxymethylen (POM), Polyamid (PA), Polyketon (PK), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) oder aus einer Mischung aus, insbesondere den genannten, Kunststoffen. Vorzugweise weist die Fluidverteilereinheit integrierte Fluidkanäle auf.
-
Die Komponentenschnittstelle umfasst vorzugsweise zumindest einen Fluidanschluss eines der Fluidkanäle der Verteilereinheit. Der Fluidanschluss der Komponentenschnittstelle kann zu einem Einlass oder einem Auslass eines von der Komponente zu fördernden Fluids, insbesondere eines Kältemittels oder eines Kühlmittels, in und/oder aus der Komponente vorgesehen sein.
-
Die Komponentenschnittstelle bildet optional zumindest eine Dichtungsaufnahme, zur Aufnahme eines von der Verteilereinheit separat ausgebildeten Dichtungselements, insbesondere eines Dichtungsrings, aus. Das Dichtungselement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Fluidanschluss der Fluidverteilereinheit in einem an der Komponente angeschlossenen Zustand bezüglich des Fluids abzudichten und einem Austreten des Fluids an einer Kontaktstelle der Komponente und des Fluidanschlusses entgegenzuwirken.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufnahmewanne zumindest eine erste Öffnung aufweist, wobei der Fluidausgleichtank die zumindest eine erste Öffnung mit einem ersten Fluidausgleichtankabschnitt zumindest teilweise durchgreift. Auf diese Weise kann der Fluidausgleichstank über die Durchführung eindeutig in der Wanne positioniert werden. Darüber hinaus führt die Durchführung eines Teils des Fluidausgleichtankes durch die Aufnahmewanne zu einer sehr geringen Bauhöhe der Zentralanschlussvorrichtung.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Fluidverteilereinheit eine Mehrzahl an Komponentenschnittstellen zur Befestigung einer Mehrzahl an Komponenten aufweist, wobei vorzugweise die Fluidverteilereinheit zumindest erste und zweite integrierte Fluidkanäle zur Fluidführung aufweist. Ferner sind zumindest eine, vorzugweise mehrere Komponenten als Fluidpumpe, insbesondere als Kühlmittelpumpen und/oder zumindest eine, vorzugweise mehrere Komponenten als Ventil, insbesondere ein Kühlmittelventil ausgebildet.
-
Neben der Aufnahmewanne weist die Fluidverteilereinheit gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zumindest einen ersten und einen zweiten Fluidverteilereinheitsabschnitt auf. Die beiden Fluidverteilereinheitsabschnitte bilden vorzugweise ein, mit Ausnahme der Fluideinlässe und Fluidauslässe, fluiddicht verschlossenes Verteilergehäuse aus. Vorzugweise sind die Komponentenschnittstellen an dem ersten und/oder zweiten Fluidverteilereinheitsabschnitt angeordnet.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Aufnahmewanne an dem ersten und/oder zweiten Fluidverteilereinheitsabschnitt seitlich befestigt. Vorzugweise ist die Aufnahmewanne an dem ersten und/oder zweiten Fluidverteilereinheitsabschnitt einstückig, insbesondere mittels Kunststoffspritzgießen hergestellt, angeformt ausgebildet.
-
Bei der Montage des Fluidausgleichtankes wird der Fluidausgleichstank in die Aufnahmewanne eingesetzt. Die Aufnahmewanne trägt nach der Montage das Gewicht des Fluidausgleichtankes. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass der Fluidausgleichtank mit der Aufnahmewanne zumindest abschnittsweise verschweißt ausgebildet ist. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann es überdies vorgesehen sein, dass die Zentralanschlussvorrichtung eine Anbindungseinheit zur Befestigung, insbesondere zur lösbaren Befestigung des Fluidausgleichtankes in der Aufnahmewanne aufweist.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Anbindungseinheit eine Schraubverbindungseinheit zwischen dem Fluidausgleichtank und der Aufnahmewanne sein.
-
So ist es denkbar, dass die Anbindungseinheit zumindest einen Befestigungselement, vorzugweise einen Bolzen, besonders vorzugweise einen Gewindebolzen aufweist, welcher vorzugswiese mit einer mit dem Befestigungselement zusammenwirkenden Verriegelungselement, wie beispielsweise einer Mutter zusammenwirken kann. Auf diese Weise kann der Fluidausgleichstank besonders einfach lösbar in der Aufnahme befestigt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einer derartigen lösbaren Befestigung des Fluidausgleichtankes in der Aufnahmewanne eine Befestigung zu verstehen, welche mehrfach gelöst und neu befestigt werden kann, sodass der Fluidausgleichtank einfach, ohne mechanische Beschädigung ausgetauscht werden kann.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Aufnahmewanne zumindest einen Aufnahmewannenboden und zumindest eine abschnittsweise seitlich umlaufende Aufnahmewannenwandung auf, wobei der Fluidausgleichtank vorzugweise auf dem Aufnahmewannenboden, insbesondere flächig aufsteht und wobei vorzugweise die Aufnahmewannenwandung den Bewegungsfreiheitsgrad des Ausgleichstankes seitlich begrenzen.
-
Eine besonders einfache lösbare Befestigung kann insbesondere dadurch bereitgestellt werden, dass der Aufnahmewannenboden zumindest eine, vorzugweise mehrere zweite Öffnungen, insbesondere Bohrungen aufweist, wobei der Fluidausgleichtank zumindest ein Befestigungselement aufweist und wobei das Befestigungselement mit der zweiten Öffnung zusammenwirkt, insbesondere die zweite Öffnung durchgreift. Vorzugweise sind am Tankboden Gewindebolzen eine Mehrzahl an Gewindebolzen vorgesehen, welche jeweils durch die zweiten Öffnungen im Aufnahmewannenboden hindurchragen und von der Unterseite mit einer entsprechenden Mutter festgezogen werden.
-
Zeichnungen
-
In den Zeichnungen sind der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine schematische Darstellung Ausführungsform einer Zentralanschlussvorrichtu ng,
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Fluidverteilerelementabschnittes mit einer Ausgleichswanne
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen.
-
1 zeigt ein Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 ist ein Elektrofahrzeug und weist einen Elektromotor 16, alternativ eine Mehrzahl an Elektromotoren, zu einem Antrieb des Fahrzeugs 10 auf. Weiterhin weist das Fahrzeug 10 eine Akkueinheit 14, auch „Batteriepaket“ genannt, auf. Die Akkueinheit 14 kann aus einer oder mehreren geschlossenen Einheiten bestehen. Weiterhin weist das Fahrzeug 10 einen Kühlkreislauf 11 auf. Der Kühlkreislauf 11 weist eine Zentralanschlussvorrichtung 12 auf. Weiterhin weist der Kühlkreislauf 11 einen Wärmetauscher 18, auch „Kühler“ genannt, auf, der dazu vorgesehen ist, Wärme aus dem Kühlkreislauf 11 an Umgebungsluft abzugeben. Der Kühlkreislauf 11 weist einen weiteren Wärmetauscher 19 auf, der dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand Wärme an eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs 10 abzuführen. Der Kühlkreislauf 11 ist dazu vorgesehen, den zumindest einen Elektromotor 16 zu kühlen. Der Kühlkreislauf 11 ist dazu vorgesehen, die Akkueinheit 14 zu kühlen oder zu wärmen.
-
Die Zentralanschlussvorrichtung 12, auch „Temperaturmanagementeinheit“ genannt, ist dazu vorgesehen, die Komponenten des Kühlkreislaufs 11 miteinander zu verbinden. Der Kühlkreislauf 11 weist jeweils Fluidleitungen auf, die die Zentralanschlussvorrichtung 12 mit dem Elektromotor 16, der Akkueinheit 14, den Wärmetauschern 18, 19 und/oder weiteren Komponenten verbinden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung weist das Fahrzeug alternativ oder zusätzlich zu dem Elektromotor zumindest einen Verbrennungsmotor auf, der Teil des Kühlkreislaufs ist.
-
Die Zentralanschlussvorrichtung 12 weist eine Fluidverteilereinheit 22 auch „Manifold“ genannt auf und ist dazu vorgesehen, einen Fluidfluss auf zumindest zwei Fluidkanäle aufzuteilen (nicht näher dargestellt). Die Fluidverteilereinheit 22 ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Kühlmittelfluss vom Wärmetauscher 18 auf die weiteren Kühlkreislaufkomponenten, wie insbesondere den Elektromotor 16, die Akkueinheit 14 oder den weiteren Wärmetauscher 19 aufzuteilen. Vorzugweise weist die Zentralanschlussvorrichtung 12 einen Fluidausgleichstank (hier nicht dargestellt) auf.
-
2 zeigt eine derartige Zentralanschlussvorrichtung 12 zur fluidtechnischen Kopplung von Komponenten eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs. Die Zentralanschlussvorrichtung 12 umfasst zumindest eine Fluidverteilereinheit 22. Die Zentralanschlussvorrichtung 12 umfasst zumindest eine an der Fluidverteilereinheit 22 angeordnete Komponentenschnittstelle 24. Vorzugwese weist die Fluidverteilereinheit 22 eine Mehrzahl an Komponentenschnittstellen 24a, 24b zur Aufnahme jeweils einer Komponente 25a, 25b auf. Die Komponenten können beispielsweise Kühlmittelpumpen und/oder Kühlmittelventile sein.
-
Die Komponentenschnittstellen 24a, 24b sind zu einem fluidtechnischen Anschließen einer oder mehrerer Komponenten 25a, 25b, wie beispielsweise einer oder mehrerer Fluidpumpen, und/ oder einer/ oder mehrerer Ventile an der Fluidverteilereinheit 22 vorgesehen. Die Komponenten 25a, 25b und die Zentralanschlussvorrichtung 12 sind vorzugsweise Teil eines Kühlsystems eines Fahrzeugs.
-
Die Fluidverteilereinheit 22 weist eine Aufnahmewanne 26 auf, in welche ein Fluidausgleichtank 28 aufgenommen werden kann.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmewanne 26 zumindest einen Aufnahmewannenboden 30 und zumindest eine abschnittsweise am Aufnahmeboden 30 seitlich angeordnete Aufnahmewandung 32 auf. Die Aufnahmewanne 26 ist vorzugweise einseitig offen ausgebildet. Von dieser Seite kann der Fluidausgleichtank 28 in die Aufnahmewanne 26 eingeschoben werden, wobei im eingeschobenen Zustand das Gewicht des Fluidausgleichstankes 28 von der Aufnahmewanne 26 getragen werden kann.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmewanne 26 eine erste Öffnung 34 auf, welche von einem ersten Fluidausgleichstankabschnitt 36 durchgriffen wird. Vorzugsweise ist die erste Öffnung 34 im Aufnahmewannenboden 30 angeordnet. Vorzugsweise ist der Fluidausgleichtank 28 mit einem zweiten Fluidausgleichstankabschnitt 38 innerhalb der Aufnahmewanne 26 angeordnet.
Vorzugweise ragt ein dritter Fluidausgleichstankabschnitt 40 insbesondere in Axialrichtung A über die Aufnahmewanne 26 hinaus.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Fluidausgleichtank 28 in der Aufnahmewanne zumindest abschnittsweise verschweißt ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Zentralanschlussvorrichtung 12 alternativ hierzu oder zusätzlich eine Anbindungseinheit 60 auf. Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Anbindungseinheit 60 ein als Gewindebolzen ausgebildetes Befestigungselement 62 auf. Gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist der Anbindungsabschnitt 60 mehrere am Fluidausgleichtank 28 angeordnete Gewindebolzen 62a, 62b, 62c auf, welche durch entsprechende zweite Öffnungen 64a, 64b, 64c im Aufnahmewannentankboden 30 durchgesteckt und anschließen von der Unterseite mit einer Gewindemutter 66a, 66b, 66c angezogen werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Fluidverteilereinheit 22 zumindest einen ersten Fluidverteilereinheitsabschnitt 42 und einen zweiten Fluidverteilereinheitsabschnitt 44 auf, wobei vorzugweise die beiden Fluidverteilereinheitsabschnitte 42, 44 ein im Wesentlichen fluiddicht abgeschlossenes Gehäuse der Fluidverteilereinheit 22 ausgebildet.
-
Vorzugsweise weist die Fluidverteilereinheit 22 mehrere integrierte Fluidkanäle 50 und/oder Fluideinlässe 52 und Fluidauslässe 54 auf. Vorzugweise ist die Fluidverteilereinheit 22 fluidisch mit dem Fluidausgleichstank 28 verbunden ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Aufnahmewanne 26 einstückig mit zumindest einem der Fluidverteilerabschnitte 42, 44 verbunden ausgebildet.
-
In 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Fluidverteilereinheitsabschnittes 42 mit einer Aufnahmewanne 26 abgebildet.
-
Gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich der Fluidverteilereinheitsabschnitt 42 und die Aufnahmewanne 26 im Wesentlichen als flache Bauteile in einer gemeinsamen Erstreckungsebene 70. Der erste Fluidverteilerabschnitt 42 weist zumindest Teile der integrierten Fluidkanäle 50 auf. Die Aufnahmewanne 26 und der Fluidverteilereinheitsabschnitt 42 können vorzugweise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt, insbesondere mittel Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt und entformt werden.
-
Gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung teilen sich der Fluidverteilereinheitsabschnitt 42 und die Aufnahmewanne 26 eine gemeinsame Zwischenwand 72, welche vorzugweise Teil der Aufnahmewannenwandung 32 ist.
-
Die Aufnahmewanne 26 weist einen Aufnahmewannenboden 30 auf, welcher vorzugweise im Wesentlichen eben ausgebildet ist und sich im Wesentlichen in der Erstreckungsebene 70 erstreckt. Der Aufnahmewannenboden 30 weist eine erste Öffnung 34 auf durch welcher ein erster Fluidausgleichsbehälterabschnitt 36 durchgeführt wird.
-
Die Aufnahmewanne 26 weist gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung eine sich im Wesentlichen senkrecht zum Aufnahmewannenboden 32 erstreckende Aufnahmewannenwandung 32 auf, welche als umlaufender Kragen am Rand des Aufnahmewannenbodens 30 angeformt ist. Die Kontur der Aufnahmewanne 26 entspricht dabei im vorzugweise im Wesentlichen der äußeren Kontur des Fluidausgleichsbehälters 28.
Gemäß der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist der Aufnahmewannenboden 30 neben der ersten Öffnung 34 drei weitere Öffnungen 64a, 64b, 64c auf, durch welche jeweils ein am Fluidausgleichsbehälter 28 angeordneter Bolzen 26a, 62b, 62c zur Befestigung des Fluidausgleichsbehälters 28 in der Aufnahmewanne 26 durchgeführt werden kann. Vorzugweise werden die durch die Öffnungen 64a, 64b, 64c durchgeführten Gewindebolzen 62a, 62b, 62c von der Unterseite der Aufnahmewanne mit einer Mutter 66a, 66b, 66c jeweils verspannt.
