DE102023203863A1 - Thermal management module - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Wärmemanagementmodul für Elektrofahrzeuge, das ein Reservoir und einen Verteiler umfasst, wobei das Wärmemanagementmodul aus zwei Halbschalen zusammengesetzt ist, die jeweils eine Verteilerhalbschale und eine Reservoirhalbschale als ein einziges Stück umfassen, wobei die beiden Halbschalen miteinander verbunden sind.The present application relates to a thermal management module for electric vehicles comprising a reservoir and a manifold, the thermal management module being composed of two half-shells, each comprising a manifold half-shell and a reservoir half-shell as a single piece, the two half-shells being connected to each other.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Wärmemanagements von Komponenten des Antriebsstrangs und des Hochvoltsystems batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV). Wärmemanagementsysteme leiten Energie von Wärmequellen zu Wärmesenken. Wärmesenken sind beispielsweise ein Radiator im Frontend des Fahrzeugs, Chiller im Wärmepumpenkreislauf oder unter bestimmten Randbedingungen ein Hochvoltspeicher. Allgemeines Ziel ist es, Energie möglichst effizient zu nutzen. Wärmemanagementmodule für Elektrofahrzeuge beinhalten typischerweise einen Verteiler und ggf. ein Reservoir. Die Erfindung betrifft ein solches Wärmemanagementmodul.The present invention relates to the technical field of thermal management of components of the drive train and the high-voltage system of battery-electric vehicles (BEV). Thermal management systems direct energy from heat sources to heat sinks. Heat sinks include, for example, a radiator in the front end of the vehicle, a chiller in the heat pump circuit or, under certain conditions, a high-voltage storage device. The general goal is to use energy as efficiently as possible. Thermal management modules for electric vehicles typically include a distributor and possibly a reservoir. The invention relates to such a thermal management module.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Ein ähnliches Wärmemanagementmodul, das einen Verteiler und ein Reservoir beinhaltet, ist beispielsweise aus
Ein Wärmemanagementmodul für Elektrofahrzeuge gemäß dem oben genannten technischen Gebiet beinhaltet einen Verteiler und ein Reservoir. Der Verteiler beinhaltet Pumpen, Ventile und eine Fluidleitung. Der Verteiler ist typischerweise aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt. Das Reservoir enthält Kühlmittel und einen Kühlmittelfüllstandssensor und ist in der Regel horizontal geteilt und oben mit einem geschweißten Deckel verschlossen.A thermal management module for electric vehicles according to the above technical field includes a distributor and a reservoir. The distributor includes pumps, valves and a fluid line. The distributor is typically composed of two or more parts. The reservoir contains coolant and a coolant level sensor and is typically split horizontally and capped at the top with a welded lid.
TECHNISCHE AUFGABETECHNICAL TASK
Probleme bestehen darin, dass es insbesondere, wenn die Teile aus unterschiedlichen Materialien bestehen und somit unterschiedliche thermische Materialverhalten und geometrische Toleranzen aufweisen, schwierig ist, Verteiler und Reservoir miteinander zu verbinden und abzudichten. Eine dauerhaft wirksame Abdichtung der Teile ist aufgrund der Relativbewegung zwischen den Teilen und unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens während des Betriebs schwierig. Daher ist ein verbessertes Montageverfahren zum Verbinden des Verteilers und des Reservoirs erforderlich.The problem is that it is difficult to connect and seal the distributor and reservoir, particularly when the parts are made of different materials and therefore have different thermal material behavior and geometric tolerances. Permanently effective sealing of the parts is difficult due to the relative movement between the parts and different thermal expansion behavior during operation. Therefore, an improved assembly method for connecting the manifold and the reservoir is required.
Im Allgemeinen ermöglicht eine horizontale Schweißnaht, dass das Reservoir eine Vielzahl von vertikalen Kammern enthält, um das Fluid entlang des Pfades vom Einlass oder Auslass zu leiten und die Entgasung des Fluids zu gewährleisten, was eine der Hauptfunktionen des Reservoirs ist. Die vertikalen Kammern können nur in einer Richtung mit einer horizontalen Schweißnaht hergestellt werden.In general, a horizontal weld allows the reservoir to contain a plurality of vertical chambers to direct the fluid along the path from the inlet or outlet and ensure degassing of the fluid, which is one of the main functions of the reservoir. The vertical chambers can only be made in one direction with a horizontal weld.
Ferner werden im Reservoir Füllstandssensoren eingesetzt, um den Füllstand des Fluids zu ermitteln. Diese Füllstandssensoren umfassen typischerweise zwei Stifte, die von oben in das Reservoir eingebracht werden und bei Neigung des Reservoirs oder Fluidverlust aus dem Fluid auftauchen können, was zu einer Fehlermeldung führt. Dies kann durch die Bereitstellung von zusätzlichem Fluid-Volumen vermieden werden, was allerdings bei Fluidverlust diesen nur verzögern würde. Die Menge an zusätzlichem Fluidvolumen, die zur Vermeidung von Fehlermeldungen bei Neigung des Reservoirs erforderlich ist, nimmt mit zunehmendem horizontalem Abstand zwischen den beiden Stiften des Füllstandssensors zu.Furthermore, level sensors are used in the reservoir to determine the level of the fluid. These level sensors typically include two pins that are inserted into the reservoir from above and can emerge from the fluid if the reservoir tilts or fluid is lost, resulting in an error message. This can be avoided by providing additional fluid volume, which, however, would only delay fluid loss. The amount of additional fluid volume required to avoid reservoir tilt errors increases as the horizontal distance between the two pins of the level sensor increases.
Vor diesem Hintergrund besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, die oben genannten Probleme zu lösen.Against this background, an aim of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
Diese Aufgabe wird durch ein Wärmemanagementmodul gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This task is solved by a heat management module according to
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmemanagementmodul für Elektrofahrzeuge vorgesehen, das ein Reservoir und einen Verteiler umfasst. Das Wärmemanagementmodul ist aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, die jeweils eine Verteilerhalbschale und eine Reservoirhalbschale als ein einziges Stück umfassen, wobei die beiden Halbschalen miteinander verbunden sind.According to the present invention, there is provided a thermal management module for electric vehicles that includes a reservoir and a manifold. The thermal management module is composed of two half-shells, each comprising a distributor half-shell and a reservoir half-shell as a single piece, with the two half-shells connected together.
Die Halbschalen, die jeweils eine Reservoirhalbschale und eine Verteilerhalbschale beinhalten, sind dazu ausgestaltet, durch Zusammensetzen und Verbinden das Wärmemanagementmodul zu bilden. Dabei müssen die beiden Halbschalen nicht gleich groß sein, sondern können unterschiedlich groß und unterschiedlich geformt sein, sofern sie insofern komplementär geformt sind, um derart miteinander verbunden und abgedichtet zu werden, dass sie ein erfindungsgemäßes Wärmemanagementmodul bilden.The half-shells, each containing a reservoir half-shell and a distributor half-shell, are designed to form the thermal management module by assembling and connecting. The two half-shells do not have to be the same size, but can be of different sizes and be differently shaped, provided they are complementary shaped to be connected and sealed together to form a thermal management module according to the invention.
Die Halbschalen sind bevorzugt aus einem Kunststoff, stärker bevorzugt aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff, gefertigt und werden durch einen Formgebungsprozess, beispielsweise Spritzgießen, hergestellt. Dafür sind die Halbschalen so ausgebildet, dass sie in einer einzigen Entformungsrichtung entformt werden können und somit die Herstellung einfach und kosteneffizient realisiert werden kann.The half-shells are preferably made of a plastic, more preferably of thermoplastic or thermosetting plastic, and are produced by a shaping process, for example injection molding. For this purpose, the half-shells are designed in such a way that they can be removed from the mold in a single demoulding direction and production can therefore be carried out easily and cost-effectively.
Die Gestaltung der Halbschalen selbst ist insofern vorteilhaft, als dass die Form einfaches und wirtschaftlich vorteilhaftes Formen ermöglicht, z. B. dadurch, dass eine einzige Entformungsrichtung und damit eine geringe Anzahl an Fertigungsschritten realisiert werden kann. Durch die integrale Konstruktion der beiden Verteilerhalbschalen und Reservoirhalbschalen jeweils in einem Stück wird die Anzahl der Bauteile des Wärmemanagementmoduls und somit Komplexität und Herstellkosten verringert. Darüber hinaus beinhaltet die Montage weniger Arbeitsschritte und die Befestigung und Abdichtung zwischen Verteiler und Reservoir ist aufgrund der geringen Anzahl an Fügestellen besser sicherzustellen. So wird einerseits die geringe Anzahl an Bauteilen und Montageschritten realisiert und andererseits ist eine feste, geometrisch definierte und wirksam fluidisch abgedichtete Verbindung des Reservoirs und des Verteilers gebildet, da durch die integrale Ausgestaltung der Verteiler- und Reservoirhalbschalen die Anzahl von Bauteilen und Fügestellen minimiert ist.The design of the half-shells themselves is advantageous in that the shape enables simple and economically advantageous shaping, e.g. B. in that a single demolding direction and thus a small number of production steps can be implemented. The integral construction of the two distributor half-shells and reservoir half-shells, each in one piece, reduces the number of components of the thermal management module and thus complexity and manufacturing costs. In addition, the assembly involves fewer work steps and the fastening and sealing between the distributor and the reservoir is better ensured due to the small number of joints. On the one hand, the small number of components and assembly steps is realized and, on the other hand, a solid, geometrically defined and effectively fluidically sealed connection of the reservoir and the distributor is formed, since the integral design of the distributor and reservoir half-shells minimizes the number of components and joints.
Der Verteiler des erfindungsgemäßen Wärmemanagementmoduls enthält bevorzugt jeweils zumindest eine Pumpe, ein Ventil und eine Fluidleitung. Diese Bauteile sind dazu ausgestaltet, Kühlfluid zu fördern und in einen Kühlfluidkreislauf des Elektrofahrzeugs zu leiten, um das Wärme- und ggf. Kühlungsmanagement für eine optimale Nutzung oder Abführung der Wärme in den eingangs genannten Komponenten zu gewährleisten.The distributor of the heat management module according to the invention preferably contains at least one pump, a valve and a fluid line. These components are designed to convey cooling fluid and direct it into a cooling fluid circuit of the electric vehicle in order to ensure heat and, if necessary, cooling management for optimal use or dissipation of heat in the components mentioned at the beginning.
Bevorzugt ist das Wärmemanagementmodul so ausgestaltet, dass die beiden Halbschalen entlang einer gemeinsamen Verbindungsnaht verbunden sind, die in einer Ebene liegt oder jedenfalls keine Stufen aufweist. Diese konstruktive Gestaltung bewirkt, dass das Zusammenfügen der beiden Halbschalen in einfacher und effizienter Weise möglich ist. Ferner kann auch die Herstellung der Halbschalen effizient erfolgen, da beispielsweise ein Spritzgusswerkzeug geometrisch einfacher aufgebaut ist, als dies bei einer abgestuften oder frei geformten Verbindungsnaht der Fall wäre.The heat management module is preferably designed in such a way that the two half-shells are connected along a common connecting seam that lies in one plane or in any case has no steps. This structural design means that the two half-shells can be joined together in a simple and efficient manner. Furthermore, the production of the half-shells can also be carried out efficiently, since, for example, an injection molding tool has a simpler geometric structure than would be the case with a stepped or freely shaped connecting seam.
Weiter bevorzugt ist das Wärmemanagementmodul so ausgestaltet, dass die gemeinsame Verbindungsnaht im Einbauzustand des Wärmemanagementmoduls vertikal angeordnet ist.Further preferably, the heat management module is designed such that the common connecting seam is arranged vertically when the heat management module is installed.
Durch die im vorliegenden technischen Gebiet gängigen Konstruktionen zur Anbindung des Verteilers an den restlichen Kühlfluidkreislauf kann die Ausgestaltung der Verteiler- und Reservoirhalbschalen jeweils als ein einziges Stück insbesondere mit einer vertikal verlaufenden Verbindungsnaht besonders gut realisierbar sein. Wärmemanagementmodule sind häufig so ausgestaltet, dass das Reservoir im Einbauzustand des Wärmemanagementmoduls zumindest teilweise oberhalb des Verteilers angeordnet ist. Im Gegensatz zu einer vertikal verlaufenden Verbindungsnaht würde eine horizontal verlaufende Verbindungsnaht in solchen Fällen die Gestaltung der Verteilerhalbschalen und Reservoirhalbschalen jeweils als ein einziges Stück nicht ermöglichen und es würden mehr Teile erforderlich. Allerdings ist bei anderen Gestaltungsweisen des Wärmemanagementsystems und anderen Anordnungen der weiteren Komponenten im Bauraum auch eine horizontale oder schräg verlaufende Verbindungsnaht denkbar.Due to the designs common in the present technical field for connecting the distributor to the rest of the cooling fluid circuit, the design of the distributor and reservoir half-shells can each be realized particularly well as a single piece, in particular with a vertically extending connecting seam. Heat management modules are often designed in such a way that the reservoir is at least partially arranged above the distributor when the heat management module is installed. In contrast to a vertically extending connecting seam, a horizontally extending connecting seam in such cases would not allow the distribution half-shells and reservoir half-shells to be designed as a single piece and more parts would be required. However, with other designs of the heat management system and other arrangements of the other components in the installation space, a horizontal or oblique connecting seam is also conceivable.
Dabei bedeutet der vertikale Verlauf der Verbindungsnaht, dass die Verbindungsnaht, wenn das Wärmemanagementmodul in einem Einbauzustand ist, in dem es im Fahrzeug eingebaut ist, eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung hat. Das heißt, dass die Verbindungsnaht im Einbauzustand des Wärmemanagementmoduls im Wesentlichen in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen vertikal angeordnet ist. Die Verbindungsnaht muss nicht streng vertikal, also in einem Winkel von 90° zur horizontalen Ebene ausgerichtet sein. Abweichungen dieses Winkels, durch welche die hierin beschriebenen Funktionen und Effekte erfüllt werden können, sind von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst.The vertical course of the connecting seam means that the connecting seam has a substantially vertical orientation when the heat management module is in an installed state in which it is installed in the vehicle. This means that when the thermal management module is installed, the connecting seam essentially lies in a plane that is arranged essentially vertically. The connecting seam does not have to be aligned strictly vertically, i.e. at an angle of 90° to the horizontal plane. Deviations from this angle, through which the functions and effects described herein can be achieved, are also encompassed by the present invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Halbschalen des Wärmemanagementmoduls miteinander verschweißt. Als Schweißverfahren kann z. B. Reibschweißen, Heiz- oder Heißspiegelschweißen oder Infrarotschweißen eingesetzt werden. Diese Fügeverfahren ermöglichen bei der vorteilhaften Gestaltung des erfindungsgemäßen Wärmemanagementmoduls, insbesondere durch die Ausgestaltung mit nur einer Verbindungs- bzw. Schweißnaht, eine hohe Effizienz bei der Herstellung und erfordern keine zusätzlichen Bauteile wie andere Fügeverfahren, sodass die Gesamtzahl der Teile und Montageschritte geringgehalten wird.In a preferred embodiment, the two half-shells of the heat management module are welded together. As a welding process, e.g. B. friction welding, heating or hot mirror welding or infrared welding can be used. With the advantageous design of the heat management module according to the invention, in particular due to the design with only one connection or weld seam, these joining methods enable high efficiency in production and do not require any additional components like other joining methods, so that the total number of parts and assembly steps is kept low.
Für die Herstellbarkeit der kombinierten Reservoir- und Verteilerteile ist es im Hinblick auf die Entformungsrichtung bevorzugt, sowohl am Reservoir als auch am Verteiler eine vertikale Schweißnaht zu haben.For the manufacturability of the combined reservoir and distributor parts, it is preferred, with regard to the demolding direction, to have a vertical weld seam on both the reservoir and the distributor.
Der Schweißprozess ist einfacher mit nur einer Schweißrichtung. Verteiler und Reservoir werden als ein Teil gefertigt, so dass keine zusätzliche Befestigung und Abdichtung zwischen den Teilen erforderlich sind.The welding process is easier with only one welding direction. The manifold and reservoir are manufactured as one piece, eliminating the need for additional fastening and sealing between parts.
Bevorzugt ist das Reservoir im Wesentlichen sphärisch geformt. Dies ermöglicht einen einfachen Formungs- und Entformungsprozess und optimiert je nach Anordnung der weiteren Systeme und Baugruppen im Fahrzeug die Bauraumausnutzung. Ferner ist eine sphärische Form im Allgemeinen im Hinblick auf die Fluidführung vorteilhaft gegenüber z. B. quaderförmigen Reservoirs, da das Fluid sich z. B. bei Neigung des Wärmemanagementmoduls nicht in Ecken sammeln kann und effizienter einem Auslass zugeführt wird. Darüber hinaus ist bei einer sphärischen Form des Reservoirs die Füllstandserfassung genauer und zuverlässiger und mechanische Eigenschaften wie die Festigkeit sind im Allgemeinen besser.The reservoir is preferably essentially spherical in shape. This enables a simple molding and demoulding process and optimizes the use of installation space depending on the arrangement of the other systems and assemblies in the vehicle. Furthermore, a spherical shape is generally advantageous in terms of fluid guidance compared to e.g. B. cuboid reservoirs, since the fluid is z. B. cannot collect in corners when the heat management module is tilted and is fed more efficiently to an outlet. In addition, with a spherical shape of the reservoir, level detection is more accurate and reliable, and mechanical properties such as strength are generally better.
Weiter bevorzugt umfasst das Reservoir einen Reservoireinlass, einen Reservoireauslass und eine Mehrzahl von horizontalen Wänden. Die horizontalen Wände sind dazu ausgestaltet, ein Kühlfluid entlang eines mäanderförmigen Pfades vom Reservoireinlass zum Reservoirauslass zu führen.More preferably, the reservoir includes a reservoir inlet, a reservoir outlet and a plurality of horizontal walls. The horizontal walls are designed to guide a cooling fluid along a meandering path from the reservoir inlet to the reservoir outlet.
Eine der Hauptfunktionen des Reservoirs ist die Entgasung des Fluids. Die Entgasung im Wärmemanagementmodul gemäß der vorliegenden Offenbarung wird durch eine Mehrzahl von horizontalen inneren Wänden gewährleistet, die das Fluid auf einen mäanderförmigen Pfad vom Einlass zum Auslass des Reservoirs zwingen. Durch die mäanderförmige Führung des Pfades, entlang welchem das Kühlfluid vom Reservoireinlass zum Reservoirauslass fließt, wird der zurückgelegte Weg des Kühlfluids verlängert und so die Effektivität der Entgasung des Kühlfluids verbessert.One of the main functions of the reservoir is the degassing of the fluid. Degassing in the thermal management module according to the present disclosure is provided by a plurality of horizontal interior walls that force the fluid on a meandering path from the inlet to the outlet of the reservoir. The meandering guidance of the path along which the cooling fluid flows from the reservoir inlet to the reservoir outlet extends the distance traveled by the cooling fluid and thus improves the effectiveness of the degassing of the cooling fluid.
Genauso wie das Reservoir selbst sind die horizontalen Wände des Reservoirs im nicht zusammengebauten Zustand geteilt. So weist jede horizontale Wand einen ersten Teil in der ersten Halbschale und einen zweiten Teil in der zweiten Halbschale auf. Durch die komplementäre Anordnung dieser Strukturen in den beiden Halbschalen werden die horizontalen Wände erst durch den Zusammenbau des Reservoirs endgültig ausgebildet. Jede horizontale Wand kann durchgehend sein, indem der erste Teil in Kontakt mit dem zweiten Teil angeordnet ist. Der erste und der zweite Teil jeder horizontalen Wand kann in diesem Fall miteinander entlang der Kontaktfläche miteinander verschweißt sein. Eine solche Gestaltung verbessert die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die Festigkeit des gesamten Reservoirs. Alternativ können der erste Teil und der zweite Teil jeder horizontalen Wand auch einen Abstand von bevorzugt weniger als 3 Millimetern zueinander aufweisen, was vorteilhaft im Sinne einer effektiven Entgasung wäre.Just like the reservoir itself, the horizontal walls of the reservoir are split when unassembled. Each horizontal wall has a first part in the first half-shell and a second part in the second half-shell. Due to the complementary arrangement of these structures in the two half-shells, the horizontal walls are only finally formed when the reservoir is assembled. Each horizontal wall can be continuous by placing the first part in contact with the second part. The first and second parts of each horizontal wall may in this case be welded together along the contact surface. Such a design improves the mechanical properties and in particular the strength of the entire reservoir. Alternatively, the first part and the second part of each horizontal wall can also be at a distance of preferably less than 3 millimeters from one another, which would be advantageous in terms of effective degassing.
Die Mehrzahl von horizontalen Wänden ist bevorzugt so angeordnet, dass jede horizontale Wand unter einem Winkel in Bezug auf eine horizontale Ebene, zur Mitte des Reservoirs hin abfallend geneigt ist. Der Winkel, den die horizontalen Wände jeweils im Verhältnis zur horizontalen Ebene beschreiben, ist spitz und bevorzugt kleiner als 50°, stärker bevorzugt kleiner als 30°. Die Neigung der horizontalen Wände hin zur Mitte des Reservoirs unterstützt den ordnungsgemäßen Ablauf des Kühlfluids auch bei leichter Neigung des gesamten Wärmemanagementmoduls. Im Sinne der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit und zur Abgrenzung von vertikal angeordneten Wänden des Standes der Technik werden sie jedoch im weiteren als horizontale Wände bezeichnet.The plurality of horizontal walls are preferably arranged such that each horizontal wall is sloped at an angle with respect to a horizontal plane toward the center of the reservoir. The angle that the horizontal walls describe in relation to the horizontal plane is acute and preferably less than 50°, more preferably less than 30°. The inclination of the horizontal walls towards the center of the reservoir supports the proper flow of the cooling fluid even when the entire thermal management module is tilted slightly. However, for the sake of clarity and comprehensibility and to differentiate them from vertically arranged walls of the prior art, they are referred to below as horizontal walls.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest eine horizontale Wand eine Drainageöffnung auf, die dazu ausgestaltet ist, dass Luft von einem Bereich unterhalb der horizontalen Wand in einen Bereich oberhalb der horizontalen Wand entweichen kann.In a preferred embodiment, at least one horizontal wall has a drainage opening which is designed so that air can escape from an area below the horizontal wall into an area above the horizontal wall.
Bei zur Mitte des Reservoirs geneigten horizontalen Wänden wie oben beschrieben ist zu erwarten, dass sich beim Entgasungsprozess des Kühlfluids Luft unterhalb der horizontalen Wände sammelt. Durch die Drainageöffnung, die sich am höchsten Punkte der horizontalen Wand im Bereich des Übergangs der horizontalen Wand in den Reservoirkörper befindet, kann diese Luft in einen oberen Bereich des Reservoirs entweichen. Dadurch wird die Effektivität der Entgasung verbessert und die Gefahr reduziert, das Luft in den Verteiler angesaugt wird.With horizontal walls inclined toward the center of the reservoir as described above, it is expected that air will collect below the horizontal walls during the degassing process of the cooling fluid. This air can escape into an upper area of the reservoir through the drainage opening, which is located at the highest point of the horizontal wall in the area of the transition between the horizontal wall and the reservoir body. This improves the effectiveness of degassing and reduces the risk of air being sucked into the distributor.
Das Reservoir umfasst unabhängig von den vorangehend und nachfolgend erwähnten Merkmalen, jedoch damit beliebig kombinierbar, einen Fluidfüllstandssensor, der zwei Fluidfüllstandssensorstifte beinhaltet. Der Fluidfüllstandssensor ist dazu ausgestaltet zu erfassen, ob der Fluidfüllstand unter einem festgelegten Mindestfluidfüllstand liegt. Die Stifte der Fluidfüllstandssensoren sind derart ummantelt und isoliert, dass nur die Spitzen der Stifte freiliegend und elektrisch leitfähig sind. Die freiliegenden Spitzen der Stifte sind bevorzugt weniger als 5 mm, stärker bevorzugt weniger als 3 mm lang. Dadurch ist nur die Lage der Spitzen der Stifte für die Erfassung des Kühlfluidfüllstands relevant. Um den erforderlichen Fluidfüllstand so niedrig wie möglich zu halten, sind die Fluidfüllstandssensorstifte im Wesentlichen senkrecht übereinander angeordnet und ragen im Wesentlichen horizontal von mindestens einer der Halbschalen in Richtung der Mitte des Reservoirs hervor. Die Spitze des unteren der beiden Füllstandssensorstifte kann dann jederzeit geflutet werden und die Spitze des oberen der beiden Füllstandssensorstifte kann geflutet werden, wenn der Füllstand des Fluids über einem Mindestfüllstand liegt. Der Abstand zwischen den Stiften entlang der beiden horizontalen Achsen kann praktisch Null sein, so dass keine zusätzliche Kühlmittelmenge erforderlich ist, um die Spitzen beider Stifte unter allen Neigungsbedingungen des Reservoirs geflutet zu halten. So wird auch unter Neigung des Wärmemanagementmoduls eine zuverlässige Füllstandserfassung gewährleistet.The reservoir comprises, independently of the features mentioned above and below, but can be combined with them in any way, a fluid level sensor which includes two fluid level sensor pins. The fluid level sensor is designed to detect whether the fluid level is below a specified minimum fluid level. The pins of the fluid level sensors are covered and insulated in such a way that only the tips of the pins are exposed and electrically conductive. The exposed tips of the pins are preferably less than 5 mm, more preferably less than 3 mm long. This is just the position of the tips of the pins is relevant for detecting the cooling fluid level. In order to keep the required fluid level as low as possible, the fluid level sensor pins are arranged essentially vertically one above the other and protrude essentially horizontally from at least one of the half-shells towards the center of the reservoir. The tip of the lower of the two level sensor pins can then be flooded at any time and the tip of the upper of the two level sensor pins can be flooded when the level of the fluid is above a minimum level. The distance between the pins along the two horizontal axes can be virtually zero, so no additional amount of coolant is required to keep the tips of both pins flooded under all reservoir slope conditions. This ensures reliable level detection even when the thermal management module is tilted.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNGBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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1A zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Wärmemanagementmoduls. -
1B zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Wärmemanagementmoduls. -
2 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform einer ersten Halbschale des Wärmemanagementmoduls in Draufsicht. -
3 zeigt die Ausführungsform von2 einer ersten Halbschale des Wärmemanagementmoduls in perspektivischer Ansicht. -
4 zeigt eine Ausführungsform einer zweiten Halbschale des Wärmemanagementmoduls in der Draufsicht. -
5 zeigt die Ausführungsform von4 einer zweiten Halbschale des Wärmemanagementmoduls in perspektivischer Ansicht. -
6 zeigt eine Draufsicht der Ausführungsform von1A . -
7 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform der ersten Halbschale der2 und3 . -
8 zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform der zweiten Halbschale der4 und5 . -
9 zeigt eine Fluidführung innerhalb eines Reservoirs der in7 dargestellten Ausführungsform. -
10 zeigt das Reservoir von9 und eine Luftführung innerhalb des Reservoirs. -
11 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Reservoirs aus10 . -
12 zeigt die Ausführungsform der2 ,3 und7 , bei der das Reservoir geneigt ist, ein Kühlfluid führt und Sensorstifte eines Fluidfüllstandsensors umfasst.
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1A shows a perspective view of a preferred embodiment of a thermal management module. -
1B shows a perspective view of another preferred embodiment of a thermal management module. -
2 shows a top view of an embodiment of a first half-shell of the thermal management module in a top view. -
3 shows the embodiment of2 a first half-shell of the thermal management module in a perspective view. -
4 shows an embodiment of a second half-shell of the thermal management module in a top view. -
5 shows the embodiment of4 a second half-shell of the thermal management module in a perspective view. -
6 shows a top view of the embodiment of1A . -
7 shows a side view of the embodiment of the first half-shell2 and3 . -
8th shows a side view of the embodiment of the second half-shell4 and5 . -
9 shows a fluid flow within a reservoir in7 illustrated embodiment. -
10 shows the reservoir of9 and an air duct within the reservoir. -
11 shows an enlarged partial view of thereservoir 10 . -
12 shows the embodiment of the2 ,3 and7 , in which the reservoir is inclined, carries a cooling fluid and includes sensor pins of a fluid level sensor.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Die erste Halbschale 10 ist im Bereich der Verbindungsnaht 30 komplementär zur zweiten Halbschale 20 ausgebildet. So werden die zur Verbindungsnaht 30 hin offenen Hohlräume, wie die horizontalen Kammern des Reservoirs 100, der Reservoirauslass 120 oder die Fluidleitungen des Verteilers 200, erst durch das Verbinden der ersten Halbschale 10 mit der zweiten Halbschale 20 vollständig und funktionsfähig ausgebildet.The first half-
Die zweite Halbschale 20 ist im Bereich der Verbindungsnaht 30 komplementär zur ersten Halbschale 10 ausgebildet. So werden die zur Verbindungsnaht 30 hin offenen Hohlräume erst durch das Verbinden der ersten Halbschale 10 mit der zweiten Halbschale 20 vollständig und funktionsfähig ausgebildet.The second half-
Ferner zeigt
BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST
- 11
- WärmemanagementmodulThermal management module
- 10, 2010, 20
- Halbschalenhalf shells
- 3030
- Verbindungsnahtconnecting seam
- 100100
- Reservoirreservoir
- 110110
- ReservoireinlassReservoir inlet
- 120120
- ReservoirauslassReservoir outlet
- 130130
- Horizontale WandHorizontal wall
- 132132
- DrainageöffnungDrainage opening
- 140140
- FluidfüllstandssensorstiftFluid level sensor pin
- 200200
- VerteilerDistributor
- 300300
- KühlfluidCooling fluid
- FF
- FluidführungFluid guidance
- LL
- LuftführungAirflow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 10665908 B2 [0002]US 10665908 B2 [0002]
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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DE102022208334 | 2022-08-10 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102023203863A1 true DE102023203863A1 (en) | 2024-02-15 |
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ID=89809254
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DE102023203863.3A Pending DE102023203863A1 (en) | 2022-08-10 | 2023-04-26 | Thermal management module |
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---|---|
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10665908B2 (en) | 2016-06-23 | 2020-05-26 | Tesla, Inc. | Heating and cooling reservoir for a battery powered vehicle |
-
2023
- 2023-04-26 DE DE102023203863.3A patent/DE102023203863A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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