DE112014003060B4 - Kühlmodul und Kühlsystem für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Kühlmodul (1000) umfassend:einen ersten Radiator (100) zur Kühlung eines Motors (1),einen in Luftströmungsrichtung vor dem ersten Radiator angeordneten zweiten Radiator (200) zur Kühlung elektrischer Bauteile,einen in Luftströmungsrichtung vor dem zweiten Radiator angeordneten ersten Kondensator (300) zum Kondensieren eines Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit Fremdluft, undeinen innerhalb des zweiten Radiators angeordneten zweiten Kondensator (400) zum Kondensieren des Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser für elektrische Bauteile,wobei der erste Kondensator (300) umfasst:ein Paar dritter Sammelbehälter (310), die um einen bestimmten Abstand voneinander parallel beabstandet sind, jeder dritte Sammelbehälter ein drittes Sammelelement (311) und einen dritten Behälter (312) aufweist, die miteinander verbunden sind,dritte Rohre (320), deren beiden Enden an das Paar aus dritten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Kühldurchlass zu bilden,dritte Rippen (330), die zwischen den dritten Rohren angeordnet sind,einen an einem der dritten Sammelbehälter angeordneten Dampf-Flüssigkeitsabscheider (340), undeine zweite Leitung (530), die an dem anderen der dritten Sammelbehälter zum Auslassen des Kühlmittels angeordnet ist, wobei eine Verbindungsleitung (520), die den ersten Kondensator mit dem zweiten Kondensator verbindet, und die zweite Leitung an der Ober- und Unterseite des dritten Sammelbehälters angeordnet sind, der an der Seite an der der zweite Kondensator angeordnet ist angeordnet ist, und der Dampf-Flüssigkeitsabscheider an den dritten Sammelbehälter an der Seite angeschlossen ist, an der der zweite Kondensator nicht angeordnet ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlmodul und ein Kühlsystem für Fahrzeuge, insbesondere ein Kühlmodul und ein Kühlsystem für Fahrzeuge, das einen ersten Radiator, einen zweiten Radiator, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator, der in dem zweiten Radiator angeordnet ist, umfasst, womit die Kühlmittelkondensierungsleistung verbessert wird und somit eine Verbesserung in der Kühleffizienz und eine Reduktion der Last am Kompressor erzielt wird.
  • VERWANDTE TECHNIK
  • Bei einem Fahrzeug, in welches ein Verbrennungsmotor montiert ist, wird generell die Wärme, die während des Betriebs des Motors generiert wird, an Zylinderköpfe, Kolben und Ventile übertragen und entsprechend tritt, wenn die Temperatur der Komponenten extrem erhöht wird, eine thermische Expansion oder Verschlechterung auf, wodurch die Festigkeit der Komponenten und die Lebensdauer des Motors reduziert wird, ein schlechter Verbrennungszustand entstehen kann, wodurch Klopfen oder eine Frühzündung verursacht werden, was die Leistung des Motors reduziert.
  • In dem Fall, dass der Motor nicht vollständig gekühlt wird, wird ferner an der inneren Umfangsfläche eines Zylinders ein Ölfilm unterbrochen, was eine schlechte Schmierung verursacht und zusätzlich die Qualität des Motoröls verschlechtert, wodurch ein ungewöhnlicher Abrieb des Zylinders verursacht wird. Des Weiteren kann es passieren, dass der Kolben mit der inneren Umfangsfläche des Zylinders verschweißt.
  • Andererseits müssen zusätzlich zu dem Motor des Fahrzeugs die elektrischen Bauteile des Fahrzeugs, wie zum Beispiel Motoren, Inverter und Batterien gekühlt werden. Da jedoch das Kühlwasser, das durch den Motor fließt und das Kühlwasser, das zur Kühlung der elektrischen Bauteile genutzt wird, einen vorgegebenen Temperaturunterschied zueinander aufweisen, kann das Fahrzeug nicht mit einem einzigen Kühlsystem ausgestattet werden.
  • 1a und 1b sind Blockdiagramme, die konventionelle Kühlsysteme für Fahrzeuge zeigen, wobei 1a das Kühlsystem eines Fahrzeugs zeigt, und 1b das Kühlsystem für elektrische Bauteile zeigt.
  • Konkret umfasst ein Motorkühlsystem 10 eine Wasserpumpe 15, die ausgebildet ist, Kühlwasser zum Kühlen eines Motors 1 zu zirkulieren, einen ersten Radiator 11 zum Kühlen des Kühlwassers, einen ersten Kühlwasseraufbewahrungsbehälter 13 zum Zuführen des Kühlwassers zu dem ersten Radiator 11, und eine erste Kühlwasserstellkappe 12.
  • In diesem Fall sind gemäß dem Motorkühlsystem 10 der erste Radiator 11, die Wasserpumpe 15 und der Motor 1 durch eine erste Verbindungsleitung 14 miteinander verbunden.
  • Des Weiteren umfasst ein Kühlsystem 20 für elektrische Bauteile eine Wasserpumpe 25, die ausgebildet ist, Kühlwasser zum Kühlen von elektrischen Bauteilen 2 zu zirkulieren, einen zweiten Radiator 21 zum Kühlen des Kühlwassers, einen zweiten Kühlwasseraufbewahrungsbehälter 23 zum Zuführen des Kühlwassers zu dem zweiten Radiator 21, und eine zweite Kühlwasserstellkappe 22.
  • In diesem Fall umfassen die elektrischen Bauteile 2 des Kühlsystems 20 für elektrische Bauteile einen Inverter und einen Generator, der auch als Starter genutzt wird.
  • Gemäß dem Kühlsystem 20 für elektrische Bauteile sind wie bei dem Motorkühlsystem 10 der zweite Radiator 21, die Wasserpumpe 25 und die elektrischen Bauteile 2 durch eine zweite Verbindungsleitung 24 miteinander verbunden.
  • In diesem Fall bilden der erste Radiator 11 und der zweite Radiator 21 zusammen mit einem Kondensator, einem Lüfter und einer Verkleidungsbaugruppe ein Kühlmodul, und das Kühlwasser tauscht mit Fahrwind und Luft, die durch den Lüfter und die Verkleidungsbaugruppe eingeleitet wird, Wärme aus.
  • 2 zeigt ein Beispiel eines konventionellen Kühlmoduls. Gemäß einem Kühlmodul, wie in 2 dargestellt, ist jedoch die Größe des Kondensators 30 durch den Bereich des zweiten Radiators 21 reduziert, was es schwierig macht, eine ausreichende Kondensierungsleistung zu erwarten und sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge an Kühlwasser durch den zweiten Radiator 21 strömt.
  • 3 zeigt ein anderes Beispiel eines konventionellen Kühlmoduls. Gemäß dem Kühlmodul 50 wie in 3 dargestellt, sind der Kondensator 30, der zweite Radiator 21 und der erste Radiator 11 in Luftströmungsrichtung parallel zueinander angeordnet. Jedoch strömt die erhitzte Luft, die bereits durch den Kondensator 30 geströmt ist, durch den zweiten Radiator 21, was die Leistung des zweiten Radiators 21 negativ beeinflusst.
  • Gemäß der Last des Kondensators 30 erfährt die zu dem zweiten Radiator 21 zugeführte Luft ferner einen drastischen Temperaturunterschied, was es schwierig macht, eine stabile Leistung des zweiten Radiator 21 sicherzustellen.
  • Weitere verwandte Techniken sind in der DE 10 2014 107 869 A1 , die auf ein Kühlmodul für ein Fahrzeug aufweisend einen Hauptradiator, einen Sub-Radiator, einen wassergekühlten Kondensator und einen luftgekühlten Kondensator, wobei der Hauptradiator an einem Frontbereich eines Motorraums angeordnet ist und einem Motor gekühltes Kühlwasser zuführt, der Sub-Radiator ist im Wesentlichen parallel zum Hauptradiator und vor dem Hauptradiator angeordnet und Sammeltanks an beiden Seiten aufweisen und einem Zwischenkühler oder elektrischen Komponenten das gekühlte Kühlwasser zuführen, wobei der wassergekühlte Kondensator in einem der Sammeltanks angeordnet ist und primär ein Kältemittel unter Verwendung des Kühlwassers als Wärmeaustauschmedium kondensiert, wobei der luftgekühlte Kondensator sich in Fluid-Kommunikation mit dem wassergekühlten Kondensator befindet, um im wassergekühlten Kondensator kondensiertes Kältemittel eingeführt zu bekommen, und vor dem Sub-Radiator angeordnet ist, um sekundär das Kältemittel zu kondensieren, in der JP 2013-126858 A1 , die eine Anordnungsstruktur eines Fahrzeugwärmetauschers beschreibt, und in der JP 2006-199206 A1 , die auf eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug gerichtet ist, zu finden.
  • Entsprechend besteht definitiv die Notwendigkeit, ein neues Kühlmodul zu entwickeln, welches fähig ist, eine gute Leistung eines ersten Radiators, eines zweiten Radiators und eines Kondensators zu gewährleisten, während eine Verkleinerung der Baugröße erzielt werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend wurde die vorliegende Erfindung unter Berücksichtigung der oben geschilderten Probleme, die gemäß dem Stand der Technik auftreten, durchgeführt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlmodul und ein Kühlsystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, die einen ersten Radiator, einen zweiten Radiator, einen ersten Kondensator und einen zweiten Kondensator, der innerhalb des zweiten Radiators angeordnet ist, umfassen, wodurch die Kühlmittelkondensationsleistung gesteigert werden kann und somit eine verbesserte Kühleffizienz und eine reduzierte Last am Kompressor bereitgestellt werden können, und welche es ermöglichen, dass ein Hochtemperatur- und Hochdruckkühlmittel durch den wassergekühlten zweiten Kondensator strömt und anschließend durch den luftgekühlten ersten Kondensator strömt, womit die Kühleffizienz des Kühlmittels gesteigert und somit die Kühlleistung des gesamten Kühlsystems des Fahrzeugs verbessert wird, womit das spezifische Volumen des überhitzten Kühlmittels stark reduziert werden kann, wodurch der Entladedruck des Kompressors reduziert wird, sodass die Last am Kompressors reduziert ist, wodurch die Lebensdauer des Kompressors gesteigert und die für die Kühlung benötigte Energie reduziert werden kann.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Kühlmodul wie durch den beigefügten unabhängigen Anspruch 1 definiert gelöst. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beschreiben optionale Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen.
  • Um die obig beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kühlmodul bereitgestellt, dass umfasst: einen ersten Radiator zum Kühlen eines Motors, einen in Luftströmungsrichtung vor dem ersten Radiator angeordneten zweiten Radiator zur Kühlung elektrischer Bauteile, einen in Luftströmungsrichtung vor dem zweiten Radiator angeordneten ersten Kondensator zum Kondensieren eines Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit Fremdluft, und einen innerhalb des zweiten Radiators angeordneten zweiten Kondensator zum Kondensieren des Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser für elektrische Bauteile, wobei das Hochtemperatur- und Hochdruckkühlmittel durch den wassergekühlten zweiten Kondensator fließt und dann durch den luftgekühlten ersten Kondensator fließt, womit die Kühlleistung des Kühlmittels gesteigert wird, um die Kühleffizienz des gesamten Kühlsystems des Fahrzeugs zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung tauscht das in den zweiten Kondensator eingeleitete Kühlmittel bevorzugt Wärme mit dem Kühlwasser für elektrische Bauteile aus, wird anhand einer Verbindungsleitung in den ersten Kondensator eingeleitet, tauscht Wärme mit Fremdluft aus und wird nach außen abgeführt, sodass das Hochtemperatur- und Hochdruckkühlmittel hauptsächlich durch das Kühlwasser für elektrische Bauteile und zweitrangig durch die Fremdluft gekühlt wird, was es ermöglicht, dass die Temperatur der durch den ersten Kondensator strömenden Luft weiter reduziert werden kann, um eine gute Kühlwirkung des ersten Radiators und des zweiten Radiators zu gewährleisten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Radiator bevorzugt: ein Paar erste Sammelbehälter, das in Breitenrichtung eines Fahrzeugs um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet ist; jeder erste Sammelbehälter weist ein erstes Sammelelement und einen ersten Behälter auf, die miteinander verbunden sind, erste Rohre, deren beiden Enden an das Paar aus ersten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Motorkühlwasserdurchlass zu bilden und erste Rippen, die zwischen den ersten Rohren angeordnet sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der zweite Radiator bevorzugt: ein Paar zweite Sammelbehälter, das in Breitenrichtung des Fahrzeugs um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet ist; jeder zweite Sammelbehälter ein zweites Sammelelement und einen zweiten Behälter aufweist, die miteinander verbunden sind, ein Einlass und ein Auslass an dem zweiten Sammelbehälter geformt sind, um das Kühlwasser für die elektrischen Bauteile durch den Einlass einzuleiten und durch den Auslass auszulassen, zweite Rohre, deren beiden Enden an das Paar aus zweiten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Kühldurchlass für das Kühlwasser der elektrischen Bauteile zu bilden, und zweite Rippen, die zwischen den zweiten Rohren angeordnet sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Kondensator bevorzugt sich in Längsrichtung der zweiten Sammelbehälter erstreckend, innerhalb eines zweiten Sammelbehälters des Paars aus zweiten Sammelbehältern angeordnet und die Fließrichtung des Kühlmittels im Inneren des zweiten Kondensators ist anders als die Fließrichtung des Kühlwassers für elektrische Bauteile im zweiten Sammelbehälter, in dem der zweite Kondensator in Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Einlass des zweiten Radiators bevorzugt an der Oberseite des zweiten Sammelbehälters gebildet, in dem der zweite Kondensator nicht in Höhenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, und an der Unterseite des zweiten Sammelbehälters in Höhenrichtung des Fahrzeugs ist eine erste Leitung zum Einleiten des Kühlmittels in den zweiten Kondensator angeordnet, wodurch die Ausbildung der Leitungen vereinfacht wird, sodass das Kühlmittel im zweiten Kondensator von der Unterseite des zweiten Kondensator zu der Oberseite des zweiten Kondensators bewegt wird und das Kühlwasser für elektrische Bauteile in dem zweiten Sammelbehälter, in dem der zweite Kondensator angeordnet ist, wird von der Oberseite des zweiten Sammelbehälters zu der Unterseite des selbigen bewegt, während beide die entgegengesetzte Flussrichtung zueinander aufweisen, wodurch die Wärmeübertragungsleistung gesteigert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der zweite Kondensator bevorzugt ein Paar Einlass- und Auslassansätze, die um einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, um das Kühlmittel dadurch Einzuleiten und Auszulassen und einen Wärmeaustauschbereich, dessen beiden Enden an das Paar Einlass- und Auslassansätze befestigt sind und der Wärmeaustauschbereich des zweiten Kondensators die Form eines Doppelrohrs oder einer Platte aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Kondensator bevorzugt: ein Paar dritter Sammeltanks, das um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet ist; jeder dritte Sammeltank ein drittes Sammelelement und einen dritten Behälter aufweist, die miteinander verbunden sind, dritte Rohre, deren beiden Enden an das Paar aus dritten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Kühldurchlass zu bilden, dritte Rippen, die zwischen den dritten Rohren angeordnet sind, einen an einem der dritten Sammelbehälter angeordneten Dampf-Flüssigkeitsabscheider und eine zweite Leitung, die an dem anderen (den zweiten) der dritten Sammelbehälter zum Auslassen des Kühlmittels angeordnet ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt die Verbindungsleitung und die zweite Leitung an der Seite, an der der zweite Kondensator angeordnet ist, an der Ober- und Unterseite des dritten Sammelbehälters angeordnet und der Dampf-Flüssigkeitsabscheider ist an den dritten Sammelbehälter an der Seite angeschlossen, an der der zweite Kondensator nicht angeordnet ist, wobei die erste Leitung zum Einleiten des Kühlmittels, die Verbindungsleitung zum Verbinden des ersten Kondensators mit dem zweiten Kondensator und die zweite Leitung zum Auslassen des Kühlmittels an einer Seite (an der gleichen Seite) des Kühlmoduls in Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, wodurch die Ausbildung des Kühlmoduls vereinfacht werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der erste Kondensator bevorzugt: einen Kühlbereich (Kondensierbereich), in welchem das durch die Verbindungsleitung eingeleitete Kühlmittel kondensiert wird, während es entlang eines Teils der dritten Rohre fließt, einen Trennbereich, in welchem das Kühlmittel anhand des Dampf-Flüssigkeitsabscheiders in Dampf und Flüssigkeit getrennt wird und einen Unterkühlbereich, in welchem das durch den Dampf-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene flüssige Kühlmittel unterkühlt wird, während es entlang der restlichen der dritten Rohre fließt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Länge des zweiten Radiators in Breitenrichtung des Fahrzeugs bevorzugt länger ausgebildet als die Länge des ersten Radiators und die Länge des ersten Kondensators, sodass das Kühlmodul einen dreispaltigen Aufbau aufweist, um die jeweiligen Wärmetauscher (den ersten Radiator, den zweiten Radiator und den ersten Kondensator) zu verbessern, um die Kondensierungsleistung des zweiten Kondensators sicherzustellen und um die Länge des Kühlmoduls in Längsrichtung des Fahrzeugs zu minimieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind das Paar aus ersten Sammelelementen und das Paar aus dritten Sammelelementen bevorzugt zwischen dem Paar aus zweiten Sammelelementen in Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet, sodass die ersten Sammelelemente des ersten Radiators und die dritten Sammelelemente des ersten Kondensators zwischen den zweiten Sammelelementen des zweiten Radiators mit Bezug zu den jeweils dicksten Sammelelementen des ersten Radiators, des zweiten Radiators und des ersten Kondensators in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind, womit die Länge des Kühlmoduls in Längsrichtung des Fahrzeugs minimiert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Dampf-Flüssigkeitsabscheider bevorzugt in Breitenrichtung des Fahrzeugs zwischen dem Paar aus zweiten Sammelelementen angeordnet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der zweite Radiator bevorzugt eine Trennwand auf, um das Innere des zweiten Sammelbehälters, in dem der zweite Kondensator nicht angeordnet ist, in einer Höhenrichtung des Fahrzeugs in eine Oberseite und eine Unterseite aufzuteilen. Der Einlass und der Auslass sind mit der Oberseite und der Unterseite, die durch die Trennwand getrennt sind, des zweiten Sammelbehälters verbunden, sodass das Kühlwasser für elektrische Bauteile, welches durch den Einlass in den zweiten Sammelbehälter eingeleitet wird, durch einen Teil der zweiten Rohre zu dem zweiten Sammelbehälter bewegt wird, in welchem der zweite Kondensator angeordnet ist, durch den Rest der zweiten Rohre zu dem zweiten Sammelbehälter fließt, in welchem der zweite Kondensator nicht angeordnet ist und durch den Auslass ausgelassen wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Auslass des zweiten Radiators in Höhenrichtung des Fahrzeugs bevorzugt mit dem unteren Bereich des zweiten Sammeltanks, in welchem der zweite Kondensator angeordnet ist, verbunden, sodass das Kühlwasser für elektrische Bauteile, welches durch den Einlass in den zweiten Sammelbehälter eingeleitet wird, in den zweiten Sammelbehälter, in welchem der zweite Kondensator angeordnet ist, durch die zweiten Rohre geleitet wird und dann durch den Auslass ausgelassen wird.
  • Um die obig beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst ein bereitgestelltes Kühlsystem für Fahrzeuge, welches ein Kühlmodul gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung aufweist, gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung: einen Kompressor zum Absorbieren und Verdichten eines Kühlmittels, den zweiten Kondensator und den ersten Kondensator des Kühlmoduls zum sequenziellen Kondensieren des Kühlmittels, das durch den Kompressor verdichtet wurde, ein Expansionsventil zum Drosseln des im zweiten Kondensator und ersten Kondensator kondensierten Kühlmittels, und einen Verdampfer zum Verdampfen des durch das Expansionsventil zugeführten Kühlmittels.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende, detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in welchen
    • 1a und 1b Blockdiagramme sind, welche konventionelle Kühlsysteme für Fahrzeuge zeigen,
    • 2 und 3 schematische Ansichten sind, welche konventionelle Kühlmodule zeigen,
    • 4 bis 7 eine perspektivische Ansicht, eine perspektivische Explosionsdarstellung, eine Längsschnittansicht und eine Draufsicht sind, die ein Kühlmodul gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
    • 8 und 9 Schnitt- und perspektivische Ansichten sind, die einen zweiten Kondensator des Kühlmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
    • 10 und 11 Vorderansichten sind, die den Kühlwasserverlauf innerhalb eines zweiten Radiators des Kühlmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
    • 12 eine perspektivische Ansicht ist, die den Kühlmittelverlauf in dem Kühlmodul gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und
    • 13 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Kühlsystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • *Erklärung der Bezugszeichen*
    • 1000
    Kühlmodul
    100
    erster Radiator
    110
    erster Sammelbehälter
    111
    erstes Sammelelement
    112
    erster Behälter
    120
    erste Rohre
    130
    erste Rippen
    200
    zweiter Radiator
    210
    zweiter Sammelbehälter
    211
    zweites Sammelelement
    212
    zweite Behälter
    212a
    Holbereich
    213
    Trennwand
    220
    zweite Rohre
    230
    zweite Rippen
    241
    Einlass
    242
    Auslass
    300
    erster Kondensator
    310
    dritter Sammelbehälter
    311
    drittes Sammelelement
    312
    dritter Behälter
    320
    dritte Rohre
    330
    dritte Rippen
    340
    Dampf-Flüssigkeitsabscheider
    400
    zweiter Kondensator
    410
    Einlass- und Auslassanschlüsse
    420
    Wärmeaustauschbereich
    421
    Innenleitung
    422
    Außenleitung
    423
    Platte
    510
    erste Leitung
    520
    Verbindungsleitung
    530
    zweite Leitung
    600
    Lüfter und Verkleidungsbaugruppe
    A1
    Kondensationsbereich
    A2
    Trennbereich
    A3
    Unterkühlbereich
    L100
    Länge des ersten Radiators in Breitenrichtung des Fahrzeugs
    L200
    Länge des zweiten Radiators in Breitenrichtung des Fahrzeugs
    L300
    Länge des ersten Kondensators in Breitenrichtung des Fahrzeugs
    2000
    Kühlsystem für Fahrzeuge
    2100
    Kompressor
    2200
    Expansionsventil
    2300
    Verdampfer
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird ein Kühlmodul und ein Kühlsystem für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren im Detail erklärt.
  • 4 bis 7 sind eine perspektivische Ansicht, eine perspektivische Explosionsdarstellung, eine Längsschnittansichten und eine Draufsicht, die ein Kühlmodul gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. 8 und 9 sind Schnitt-und perspektivische Ansichten, die einen zweiten Kondensator des Kühlmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. 10 und 11 sind Vorderansichten, die den Kühlwasserverlauf innerhalb eines zweiten Radiators des Kühlmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kühlmittelverlauf in dem Kühlmodul gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt und 13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Kühlsystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kühlmodul 1000 hauptsächlich einen ersten Radiator 100, einen zweiten Radiator 200, einen ersten Kondensator 300, und einen zweiten Kondensator 400.
  • Der erste Radiator 100 dient zum Kühlen eines Motors, wobei das Kühlwasser für den Motor, das durch den Radiator 100 strömt, Wärme mit Fremdluft austauscht. Konkreter: Der Radiator 100 umfasst ein Paar erste Sammelbehälter 110, das um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet ist, erste Rohre 120, deren beiden Enden an das Paar aus ersten Sammelbehältern 110 befestigt sind, um einen Motorkühlwasserdurchlass zu bilden, und erste Rippen 130, die zwischen den ersten Rohren 120 angeordnet sind. In diesem Fall umfasst jeder erste Sammelbehälter 110 ein erstes Sammelelement 111 und einen ersten Behälter 112, die miteinander verbunden sind, und das Paar aus ersten Sammelbehältern 110 ist in Breitenrichtung eines Fahrzeugs um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet.
  • Der zweite Radiator 200 dient zum Kühlen von elektrischen Bauteilen und ist in Luftströmungsrichtung vor dem ersten Radiator 100 derart angeordnet, dass es dem Kühlwasser für elektrische Bauteile, das durch den zweiten Radiator 200 strömt, ermöglicht wird, mit Fremdluft Wärme auszutauschen. Die elektrischen Bauteile umfassen elektrische und elektronische Bauteile, wie zum Beispiel Motoren, Inverter und Batterien, wobei zusätzlich Bauteile umfasst sein können, die niedrigere Heiztemperaturen als der Motor aufweisen und daher gekühlt werden müssen. D.h., der zweite Radiator 200 ist in einem Elektrofahrzeug (EV) oder einem Hybridelektrofahrzeug (HEV) angeordnet. Konkreter: Der zweite Radiator 200 umfasst ein Paar zweite Sammelbehälter 210, das um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet ist, einen Einlass 241 und einen Auslass 242, die an einem der zweiten Sammelbehälter geformt sind, um das Kühlwasser für elektrische Bauteile durch den Einlass einzuleiten und durch den Auslass auszulassen, zweite Rohre 220, deren beiden Enden an das Paar aus zweiten Sammelbehältern 210 befestigt sind, um einen Kühldurchlass für das Kühlwasser für elektrische Bauteile zu bilden, und zweite Rippen 230, die zwischen den zweiten Rohren 220 angeordnet sind. In diesem Fall umfasst jeder zweite Sammelbehälter 210 ein zweites Sammelelement 211 und einen zweiten Behälter 212, die miteinander verbunden sind, und das Paar aus zweiten Sammelbehältern 210 ist in Breitenrichtung des Fahrzeugs um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet. Das zweite Sammelelement 211 weist Rohreinführlöcher (nicht dargestellt) auf, deren Größe an die zweiten Rohre 220 angepasst ist, sodass die zweiten Rohre 220 darin eingeführt werden können, und anschließend das zweite Sammelelement 211 an dem zweiten Behälter 212 angeschlossen wird, um einen Raum zu bilden, in welchem das Kühlwasser für elektrische Bauteile fließt. In diesem Fall ist der zweite Kondensator 400 innerhalb eines der zweiten Sammelbehälter 210 angeordnet, womit der zweite Behälter 212 der zweiten Sammelbehälter 210, in welchem der zweite Kondensator 400 angeordnet ist, folglich Holbereiche 212a aufweist, die so ausgebildet sind, dass der zweite Kondensator 400 daran befestigt werden kann und um Kühlmittel zu dem zweiten Kondensator 400 zuzuführen und abzuleiten.
  • Der erste Kondensator 300 ist in Luftströmungsrichtung vor dem zweiten Radiator 200 derart angeordnet, dass das Kühlmittel durch Wärmeaustausch mit Fremdluft kondensiert werden kann. Konkreter: Der erste Kondensator 300 umfasst ein Paar dritter Sammelbehälter 310, das um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet ist, dritte Rohre 320, deren beiden Enden an das Paar aus dritten Sammelbehältern 310 befestigt sind, um einen Kühldurchlass zu bilden, dritte Rippen 330, die zwischen den dritten Rohren 320 angeordnet sind, und einen an einem der dritten Sammelbehälter 310 angeordneten Dampf-Flüssigkeitsabscheider. In diesem Fall umfasst jeder dritte Sammelbehälter 310 ein drittes Sammelelement 311 und einen dritten Behälter 312, die miteinander verbunden sind, und das Paar aus dritten Sammelbehälter 310 ist in Breitenrichtung des Fahrzeugs um den bestimmten Abstand voneinander beanstandet.
  • Der zweite Kondensator 400 ist innerhalb des zweiten Radiators 200 angeordnet und kondensiert das Kühlmittel durch Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser für elektrische Bauteile. Konkreter: Der zweite Kondensator 400 umfasst ein Paar Einlass- und Auslassansätze 410, um das Kühlmittel dadurch einzuleiten und auszulassen, wobei die Ansätze 410 um einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, und einen Wärmeaustauschbereich 420 dessen beiden Enden an das Paar aus Einlassansatz und Auslassansatz 410 befestigt sind, um das Kühlmittel in den zweiten Kondensator 400 zu bewegen. Der Wärmeaustauschbereich 420 weist die Form eines Doppelrohrs oder einer Platte auf, wobei die 8 einen Doppelrohrtyp-Wärmeaustauschbereich 420 zeigt, welcher eine Innenleitung 421 und eine Außenleitung 422 umfasst, sodass das Kühlmittel in dem Raum zwischen der Innenleitung 421 und der Außenleitung 422 strömt. In diesem Fall ist der zweite Kondensator 400 innerhalb eines Sammelbehälters 210 der zweiten Sammelbehälter 210 angeordnet, und da der zweite Sammelbehälter 210 in Höhenrichtung des Fahrzeug sich erstreckende ausgebildet ist, erstreckt sich der zweite Kondensator 400 ebenfalls in Längsrichtung des zweiten Sammelbehälters 210 (in Höhenrichtung des Fahrzeugs), wodurch ein ausreichender Bereich gewährleistet, in welchem das Kühlmittel und das Kühlwasser für elektrische Bauteile Wärme miteinander austauschen.
  • D.h., der zweite Kondensator 400 ist ein wassergekühlter Wärmetauscher, der den Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser für elektrische Bauteile durchführt, und der erste Kondensator 300 ist ein luftgekühlte Wärmetauscher, der den Wärmeaustausch mit Fremdluft durchführt. Gemäß dem Kühlmodul 1000 strömt daher das in den zweiten Kondensator 400 eingeleitete Kühlmittel durch einen ersten Bereich, in welchem das Kühlmittel mit dem Kühlwasser für elektrische Bauteile Wärme austauscht und das Kühlmittel, das durch den ersten Bereich geströmt ist, strömt durch einen zweiten Bereich, in welchem das Kühlmittel in den ersten Kondensator 300 eingeleitet wird und mit Fremdluft Wärme austauscht und dann ausgelassen wird. Gemäß dem Kühlmodul 1000 wird das Kühlmittel hauptsächlich anhand des zweiten Kondensators 400 und zweitrangig anhand des ersten Kondensators 300 gekühlt, sodass das spezifische Volumen des überhitzten Kühlmittels stark reduziert werden kann, wodurch die Kühlleistung gesteigert wird. Ferner kann die Temperatur der Luft, die durch den ersten Kondensator 300 strömt, verglichen mit konventioneller Technik, bei welcher nur der luftgekühlte Kondensator vorhanden ist, reduziert werden, wodurch eine exzellente Kühlleistung des zweiten Radiators 200 erzielt werden kann.
  • Um einen ausreichenden Wärmeaustauschbereich zu gewährleisten und die Kühlleistung des Kühlmittels zu verbessern, ist das Kühlmodul 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass die Länge L200 des zweiten Radiators 200 bevorzugt länger ausgebildet ist, als die Länge L100 des ersten Radiators 100 und die Länge L300 des ersten Kondensators 300. (Sehen Sie bitte 7). Das heißt, der zweite Radiator 200, in dem der zweite Kondensator 400 angeordnet ist, weist in Breitenrichtung des Fahrzeugs die größte Länge auf, wodurch die Kühlmittelkondensierleistung des zweiten Kondensators 400 gesteigert werden kann.
  • In diesem Fall wird, um die Länge des Kühlmoduls 1000 in Längsrichtung des Fahrzeugs zu minimieren, das Paar aus ersten Sammelelementen 111 und das Paar aus dritten Sammelelementen 311 bevorzugt zwischen dem Paar aus zweiten Sammelelementen 211 angeordnet. Gemäß dem obig beschriebenen Kühlmodul 1000 sind das Paar aus Sammelbehältern 110, das Paar aus zweiten Sammelbehälter 210 und das Paar aus dritten Sammelbehälter 310 in Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander um den bestimmten Abstand voneinander beabstandet, sodass die Länge der jeweiligen Komponenten in Längsrichtung des Fahrzeugs von den ersten Sammelelementen 111, den zweiten Sammelelementen 211 und den dritten Sammelelementen 311 abhängig ist. Daher sind gemäß der vorliegenden Erfindung das Paar aus ersten Sammelelementen 111 und das Paar aus dritten Sammelelementen 311 bevorzugt zwischen dem Paar aus zweiten Sammelelementen 211 angeordnet, sodass der erste Radiator 100, der zweite Radiator 200 und der erste Kondensator 300 in Längsrichtung des Fahrzeugs nahe zueinander angeordnet sind, wodurch vorteilhaft die Länge des Kühlmoduls 1000 in Längsrichtung des Fahrzeugs minimiert werden kann.
  • Des Weiteren ist bei dem Kühlmodul 1000 der vorliegenden Erfindung der Dampf-Flüssigkeitsabscheider 340 zwischen dem Paar aus zweiten Sammelelementen 211 angeordnet.
  • Andererseits weist das Kühlmodul 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung eine dreispaltige Anordnung auf, in welcher der erste Kondensator 300, der zweite Radiator 200 und der erste Radiator 100 in Luftströmungsrichtung angeordnet sind. Falls der Radiator der elektrischen Bauteile und der Kondensator in der gleichen Spalte angeordnet sind, wird ein Bereich, in dem ein Kernteil (Rohre und Rippen) vorhanden ist, in zwei Spalten gebildet, wodurch die Länge des Kühlmoduls in Längsrichtung des Fahrzeugs reduziert wird. Um jedoch den wassergekühlten Kondensator innerhalb des Radiators für elektrische Bauteile vorsehen zu können, wird die Größe des Sammelbehälters des Radiators für elektrische Bauteile in Längsrichtung des Fahrzeugs sperrig, wodurch die Reduzierung der Gesamtlänge des Kühlmoduls limitiert ist. Daher weist das Kühlmodul 1000 der vorliegenden Erfindung eine dreispaltige Anordnung auf, um die Größe der Wärmeaustauschbereiche der jeweiligen Wärmetauscher (des ersten Kondensators 300, des zweiten Radiators 200 und des ersten Radiators 100) zu vergrößern und das Kühlmodul 1000 gewährleistet insbesondere den Raum, in welchem der zweite Kondensator 400 innerhalb des zweiten Radiators 200 angeordnet ist, wodurch die Kühlmittelkühlleistung gesteigert wird. Des Weiteren sind der erste Kondensator 300, der zweite Radiator 200 und der erste Radiator 100 in Längsrichtung des Fahrzeugs nahe zueinander angeordnet, wodurch die Größe des Kühlmoduls 1000 in Längsrichtung des Fahrzeugs minimiert werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Kondensator 400 innerhalb des Paars aus zweiten Sammelbehälter 210 angeordnet und der Einlass 241 ist an der Oberseite des zweiten Sammelbehälters 210, in welchem der zweite Kondensator 400 nicht angeordnet ist, in Höhenrichtung des Fahrzeugs gebildet, um das Kühlwasser für elektrische Bauteile in den zweiten Radiator 200 einzuleiten.
  • Des Weiteren ist eine erste Leitung 510 an der Unterseite des zweiten Sammelbehälters 210 in Höhenrichtung des Fahrzeugs angeordnet, sodass das Kühlmittel in den zweiten Kondensator 400 eingeleitet wird. D.h., der zweite Kondensator 400 ist innerhalb des zweiten Sammelbehälters 210 des zweiten Radiators 200 angeordnet, sodass das Kühlmittel zu der Unterseite des Kondensators 400 zugeführt wird und dann zu der Oberseite dessen bewegt wird. Der Einlass 241 ist an der Oberseite des anderen zweiten Sammelbehälters 210 (in welchem der zweite Kondensator 400 nicht angeordnet ist) gebildet, sodass das Kühlwasser für elektronische Bauteile von der Oberseite des einen zweiten Sammelbehälters 210 zu der Unterseite des selbigen bewegt wird. Konkreter: Das Kühlwasser für elektronische Bauteile wird von der Oberseite des einen zweiten Sammelbehälters 210, in welchem der Kondensator 400 angeordnet ist, zu der Unterseite des selbigen bewegt und das Kühlmittel in dem zweiten Kondensator 400 wird von der Unterseite des zweiten Kondensators 400 zu der Oberseite des selbigen bewegt, wodurch die Kühlmittelkühlleistung gesteigert wird (die Fließrichtung des Kühlmittels in dem zweiten Kondensator 400 und die Fließrichtung des Kühlwassers für elektrische Bauteile des zweiten Sammelbehälters 210, in welchem der zweite Kondensator 400 angeordnet ist, sind in Höhenrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt). 10 und 11 zeigen den Kühlwasserfluss für elektrische Bauteile und den Kühlmittelfluss in dem zweiten Radiator 200, wobei der Kühlwasserfluss für elektrische Bauteile durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist und der Kühlmittelfluss durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Wie in 10 und 11 dargestellt, ist der zweite Kondensator 400 in dem linken zweiten Sammelbehälter 210 angeordnet und der Einlass 241 an der Oberseite des rechten zweiten Sammelbehälters 210 gebildet. 10 zeigt den Auslass 242, der an der Unterseite des zweiten Sammelbehälters 210 gebildet ist, in welchem der zweite Kondensator 400 nicht angeordnet ist, wodurch ein U-Typ-Fluss realisiert wird. Des Weiteren zeigt 11 den Auslass 242, der an der Unterseite des zweiten Sammelbehälters 210, in welchem der zweite Kondensator 400 angeordnet ist, gebildet ist, wodurch ein Quer-Typ-Fluss realisiert wird.
  • Mit Bezug auf 10 wird zuerst der U-Typ-Kühlwasserfluss für elektrische Bauteile erklärt. In diesem Fall ist eine Trennwand (nicht dargestellt) innerhalb des anderen zweiten Sammelbehälters 210 vorgesehen und entsprechend wird das Kühlwasser für elektrische Bauteile, das in dem anderen zweiten Sammelbehälter 210 durch den Einlass 241 eingeleitet wird, zu dem einen zweiten Sammelbehälter 210 durch einen Teil der zweiten Rohre 220 bewegt, fließt von der Oberseite des einen zweiten Sammelbehälters 210 zu der Unterseite des selbigen, wird durch die restlichen zweiten Rohre 220 zu dem anderen zweiten Sammelbehälter 210 bewegt und durch den Auslass 242 ausgelassen. Bei dem zweite Radiator 200, der einen U-Typ-Fluss aufweist, sind der Einlass 241 und der Auslass 242 jeweils an der Oberseite und der Unterseite des anderen zweiten Sammelbehälters 210 gebildet, was es erleichtert, diese mit Leitungen zu verbinden und vorteilhaft den gesamten Innenraum des einen zweiten Sammelbehälters 210 als Raum nutzbar macht, in welchem der zweite Kondensator 400 angeordnet werden kann.
  • Mit Bezug zu 11 wird als nächstes der Quer-Typ-Fluss des Kühlwassers für elektrische Bauteile erklärt. In diesem Fall wird das Kühlwasser für elektrische Bauteile, welches durch den Einlass 241 in den zweiten Sammelbehälter 210 eingeleitet wird, durch die zweiten Rohre 220 zu dem einen zweiten Sammelbehälter 210 bewegt, fließt von der Oberseite des einen zweiten Sammelbehälters 210 zu der Unterseite des selbigen, und wird dann durch den Auslass 242 ausgelassen.
  • Zusätzlich zu den in den 10 und 11 dargestellten Flusstypen kann das Kühlmodul 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene weitere Flusstypen für das Kühlwasser für elektrische Bauteile aufweisen.
  • Wie in den 4 bis 10 gezeigt, weist in dem vorliegenden Fall das Kühlmodul 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Lüfter und eine Verkleidungsbaugruppe 600 auf der Lüfter und die Verkleidungsbaugruppe 600 sind in Luftströmungsrichtung hinter dem ersten Radiator 100 angeordnet.
  • Gemäß dem Kühlmodul 1000 wird das Kühlmittel zu der Unterseite des zweiten Kondensators 400 durch die erste Leitung 510 zugeführt und nach dem Durchströmen des zweiten Kondensators 400 wird es durch die Verbindungsleitung 520, die den ersten Kondensator 300 und den zweiten Kondensator 400 miteinander verbindet, in den ersten Kondensator 300 geleitet. Als Nächstes wird das Kühlmittel, das durch den ersten Kondensator 300 geströmt ist, durch eine am ersten Kondensator 300 gebildete zweite Leitung 530 ausgelassen. In diesem Fall ist ein Endbereich der Verbindungsleitung 520 mit der Oberseite des zweiten Kondensators 400 und der andere Endbereich mit der Oberseite des dritten Sammelbehälters 310 verbunden, welcher in Breitenrichtung des Fahrzeugs an der Seite angebracht ist, an welcher der zweite Kondensator 400 angeordnet ist. Bevorzugt ist die zweite Leitung 530 mit der Unterseite des dritten Sammelbehälters 310 verbunden, der in Breitenrichtung des Fahrzeugs an der Seite angebracht ist, an welcher der zweite Kondensator 400 angeordnet ist und der Dampf-Wasserabscheider ist mit dem dritten Sammelbehälter 310 verbunden, der an der Seite angeordnet ist, an welcher der zweite Kondensator 400 nicht angebracht ist.
  • Gemäß dem Kühlmodul 1000 sind die jeweiligen Leitungen zum Einleiten, Verbinden und Auslassen des Kühlmittels in Breitenrichtung des Fahrzeugs an der Seite angeordnet, an welcher der zweite Kondensator 400 vorgesehen ist, wodurch die Ausbildung der Leitungen vereinfacht wird und ferner der Dampf-Wasserabscheider 340 auf der Seite, auf welcher die Leitungen angebracht sind, gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist, was eine konfigurierte Ausbildung vereinfacht.
  • Mit Bezug auf die 12 wird jetzt der Kühlmittelfluss in dem Kühlmodul 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Zuerst wird das Kühlmittel, das durch die Leitung 510 in den zweiten Kondensator 400 eingeleitet wird, von der Unterseite des zweiten Kondensators 400 zu der Oberseite selbigen bewegt, tauscht hauptsächlich mit dem Kühlwasser für elektrische Bauteile des zweiten Radiators 200 Wärme aus und wird durch die Verbindungsleitung 520 in den ersten Kondensator 300 eingeleitet. Als Nächstes fließt das durch die Verbindungsleitung 520 eingeleitete Kühlmittel durch einen Kondensierungsbereich A1, in welchem das Kühlmittel kondensiert wird, während es entlang einem Teil der dritten Rohren 320 fließt, zu dem Dampf-Wasserabscheider 340 gebracht wird und durch einen Trennbereich A2 fließt, in welchem es durch den Dampf-Wasserabscheider 340 in Dampf und Wasser getrennt wird. Anschließend fließt das abgeschiedene flüssige Kühlmittel entlang den dritten Rohren 320, strömt durch einen Unterkühlbereich A3, in welchem das Kühlmittel unterkühlt wird, während es entlang dem Rest der dritten Rohre 320 strömt und wird durch die zweite Leitung 530 ausgelassen. In diesem Fall umfasst der erste Kondensator 300 ferner eine Trennwand (nicht dargestellt) innerhalb des dritten Sammelbehälters 310, um den Kondensierungsbereich A1 und den Unterkühlbereich A3 zu trennen. Zusätzlich kann der in 12 dargestellte Kühlmittelfluss des Kühlmoduls 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene andere Kühlmittelflüsse aufweisen, was durch Veränderung der Position der ersten Leitung 510, der Verbindungsleitung 520 und der zweiten Leitung 530, der Anzahl von Trennwänden und der Position der Trennwände realisiert werden kann.
  • Andererseits umfasst ein Kühlsystem 2000 für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kompressor 2100, den zweiten Kondensator 400, den ersten Kondensator 300, ein Expansionsventil 2200, und einen Verdampfer 2300.
  • Der Kompressor 2100 wird durch die von einer Energiequelle (Motor oder Elektromotor) erhaltene Energie aktiviert (betrieben), absorbiert und verdichtet das dampfförmige Kühlmittel, das von dem Verdampfer 2300 ausgestoßen wird und gibt das Kühlmittel, welches zu Hochtemperatur-und Hochdruckgas komprimiert wurde, an den zweiten Kondensator 400 weiter.
  • Das in den zweiten Kondensator 400 eingeleitete Kühlmittel wird hauptsächlich durch Wasserkühlung gekühlt, zu dem ersten Kondensator 300 geleitet und dort zweitrangig durch Luftkühlung gekühlt. Entsprechend wird das Hochtemperatur- und Hochdruckdampfkühlmittel, welches von dem Kompressor 2100 ausgestoßen wurde, zu einem Hochtemperatur- und Hochdruckflüssigkühlmittel kondensiert.
  • Das Expansionsventil 2200 dient dazu, das Hochtemperatur- und Hochdruckflüssigkühlmittel, welches von dem ersten Kondensator 300 ausgelassen wurde, durch Drosseln schnell zu entspannen und das Kühlmittel feucht und gesättigt in einem Niedertemperatur-und Niederdruckzustand zu dem Verdampfer 2300 auszulassen.
  • Der Verdampfer 2300 führt den Wärmeaustausch des Niederdruckflüssigkühlmittels, welches durch das Expansionsventil 2200 gedrosselt wurde, mit der Luft, welches in das Innere des Fahrzeugs geblasen wird, durch, verdampft das flüssige Kühlmittel und kühlt die Luft, die in das Innere des Fahrzeugs ausgelassen wird, durch die Wärmeaufnahme, welche durch die latente Wärme (Verdampfungswärme) bei der Verdampfung des Kühlmittels erfolgt.
  • Durch die Anordnung des zweiten Kondensators 400 und des ersten Kondensators 300, kann das Kühlsystem 2000 für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend die Kühleffizienz steigern, das spezifische Volumen des überhitzten Kühlmittels stark reduzieren und der Auslassdruck des Kompressors 2100 reduziert werden. Insbesondere kann das Kühlsystem 2000 für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung das Kühlmittel kondensieren, womit das spezifische Volumen des überhitzten Kühlmittels stark reduziert und Druckverlust minimiert wird und der Druckabfall des Kühlmittel reduziert werden kann, womit der Auslassdruck des Kompressors 2100 reduziert wird. Ferner kann das Kühlsystem 2000 für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung die Last an dem Kompressor 2100 reduzieren, womit die Haltbarkeit gesteigert und der Energiebedarf zur Kühlung reduziert wird.
  • Wie oben beschrieben umfassen das Kühlmodul und das Kühlsystem für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung den ersten Radiator, den zweiten Radiator, den ersten Kondensator und den zweiten Kondensator, welcher innerhalb des zweiten Radiator angeordnet ist, womit die Kühlmittelkondensierleistung gesteigert wird, um eine Verbesserung in der Kühlleistung und eine Reduktion der Last an dem Kompressor erzielen zu können. Insbesondere strömt das Hochtemperatur- und Hochdruckkühlmittel durch den wassergekühlten zweiten Kondensator und strömt danach durch den luftgekühlten ersten Kondensator, wodurch die Kühlleistung des Kühlmittel gesteigert wird, um die Effizienz des gesamten Kühlsystems für Fahrzeuge zu verbessern und das spezifische Volumen des überhitzten Kühlmittels stark zu reduzieren, um den Ausgangsdruck des Kompressors zu reduzieren. Entsprechend kann das Kühlsystem für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung die Last an dem Kompressor reduzieren, wodurch die Haltbarkeit gesteigert und der Energiebedarf für die Kühlung reduziert wird.
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bestimmten beispielhaften Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist diese nicht durch diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lediglich durch die beigefügten Ansprüche. Es ist für einen Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich, dass Änderungen oder Modifikationen an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang und Gedanken vorliegende Erfindung abzuweichen.

Claims (16)

  1. Kühlmodul (1000) umfassend: einen ersten Radiator (100) zur Kühlung eines Motors (1), einen in Luftströmungsrichtung vor dem ersten Radiator angeordneten zweiten Radiator (200) zur Kühlung elektrischer Bauteile, einen in Luftströmungsrichtung vor dem zweiten Radiator angeordneten ersten Kondensator (300) zum Kondensieren eines Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit Fremdluft, und einen innerhalb des zweiten Radiators angeordneten zweiten Kondensator (400) zum Kondensieren des Kühlmittels durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser für elektrische Bauteile, wobei der erste Kondensator (300) umfasst: ein Paar dritter Sammelbehälter (310), die um einen bestimmten Abstand voneinander parallel beabstandet sind, jeder dritte Sammelbehälter ein drittes Sammelelement (311) und einen dritten Behälter (312) aufweist, die miteinander verbunden sind, dritte Rohre (320), deren beiden Enden an das Paar aus dritten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Kühldurchlass zu bilden, dritte Rippen (330), die zwischen den dritten Rohren angeordnet sind, einen an einem der dritten Sammelbehälter angeordneten Dampf-Flüssigkeitsabscheider (340), und eine zweite Leitung (530), die an dem anderen der dritten Sammelbehälter zum Auslassen des Kühlmittels angeordnet ist, wobei eine Verbindungsleitung (520), die den ersten Kondensator mit dem zweiten Kondensator verbindet, und die zweite Leitung an der Ober- und Unterseite des dritten Sammelbehälters angeordnet sind, der an der Seite an der der zweite Kondensator angeordnet ist angeordnet ist, und der Dampf-Flüssigkeitsabscheider an den dritten Sammelbehälter an der Seite angeschlossen ist, an der der zweite Kondensator nicht angeordnet ist.
  2. Kühlmodul nach Anspruch 1, wobei das in den zweiten Kondensator eingeleitete Kühlmittel mit dem Kühlwasser für elektrische Bauteile einen Wärmeaustausch durchführt, in den ersten Kondensator durch eine Verbindungsleitung eingeleitet wird, einen Wärmeaustausch mit der Fremdluft durchführt und nach Außen ausgelassen wird.
  3. Kühlmodul nach Anspruch 2, wobei der erste Radiator umfasst: ein Paar erste Sammelbehälter (100), die in Breitenrichtung eines Fahrzeugs um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet sind, jeder erste Sammelbehälter ein erstes Sammelelement (111) und einen ersten Behälter (112) aufweist, die miteinander verbunden sind, erste Rohre (120), deren beiden Enden an das Paar aus ersten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Motorkühlwasserdurchlass zu bilden, und erste Rippen (130), die zwischen den ersten Rohren angeordnet sind.
  4. Kühlmodul nach Anspruch 3, wobei der zweite Radiator umfasst: ein Paar zweite Sammelbehälter (210), die in Breitenrichtung des Fahrzeugs um einen bestimmten Abstand parallel zueinander beabstandet sind, jeder zweite Sammelbehälter ein zweites Sammelelement (211) und einen zweiten Behälter (212) aufweist, die miteinander verbunden sind, ein Einlass und ein Auslass an dem zweiten Sammelbehälter geformt sind, um das Kühlwasser für elektrische Bauteile durch den Einlass einzuleiten und durch den Auslass auszulassen, zweite Rohre (220), deren beiden Enden an das Paar aus zweiten Sammelbehältern befestigt sind, um einen Kühldurchlass für das Kühlwasser für elektrische Bauteile zu bilden, und zweite Rippen (230), die zwischen den zweiten Rohren angeordnet sind.
  5. Kühlmodul nach Anspruch 4, wobei der zweite Kondensator sich in Längsrichtung der zweiten Sammelbehälter erstreckt und innerhalb eines des Paars aus zweiten Sammelbehältern angeordnet ist und die Fließrichtung des Kühlmittels im Inneren des zweiten Kondensators anders ist als die Fließrichtung des Kühlwassers für elektrische Bauteile im zweiten Sammelbehälter, in dem der zweite Kondensator in Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
  6. Kühlmodul nach Anspruch 5, wobei der Einlass des zweiten Radiators an der Oberseite des zweiten Sammelbehälters gebildet ist, in dem der zweite Kondensator nicht in Höhenrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
  7. Kühlmodul nach Anspruch 6, wobei an der Unterseite des zweiten Sammelbehälters in Höhenrichtung des Fahrzeugs eine erste Leitung zum Einleiten des Kühlmittels in den zweiten Kondensator angeordnet ist.
  8. Kühlmodul nach Anspruch 5, wobei der zweite Kondensator umfasst: ein Paar Einlass- und Auslassansätze, um dadurch das Kühlmittel einzuleiten und auszulassen, wobei die Ansätze um einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind und einen Wärmeaustauschbereich, dessen beide Enden an das Paar Einlass- und Auslassansätze befestigt sind.
  9. Kühlmodul nach Anspruch 8, wobei der Wärmeaustauschbereich des zweiten Kondensators die Form eines Doppelrohrs oder einer Platte aufweist.
  10. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kondensator umfasst: einen Kühlbereich, in welchem das durch die Verbindungsleitung eingeleitete Kühlmittel kondensiert wird, während es entlang eines Teils der dritten Rohre fließt, einen Trennbereich (A2), in welchem das Kühlmittel anhand des Dampf-Flüssigkeitsabscheiders in Dampf und Flüssigkeit getrennt wird und einen Unterkühlbereich (A3), in welchem das durch den Dampf-Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene flüssige Kühlmittel unterkühlt wird, während es entlang des Rests der dritten Rohre fließt.
  11. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Länge des zweiten Radiators in Breitenrichtung des Fahrzeugs länger ist als die Länge des ersten Radiators und die Länge des ersten Kondensators.
  12. Kühlmodul nach Anspruch 11, wobei das Paar erster Sammelelemente und das Paar dritter Sammelelemente zwischen dem Paar zweiter Sammelelemente in Breitenrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
  13. Kühlmodul nach Anspruch 12, wobei der Dampf-Flüssigkeitsabscheider in Breitenrichtung des Fahrzeugs zwischen dem Paar zweiter Sammelelemente angeordnet ist.
  14. Kühlmodul nach Anspruch 6, wobei der zweite Radiator eine Trennwand aufweist, um das Innere des zweiten Sammelbehälters, in dem der zweite Kondensator nicht angeordnet ist, in einer Höhenrichtung des Fahrzeugs in eine Oberseite und eine Unterseite aufzuteilen, der Einlass und der Auslass mit der Oberseite und der Unterseite des zweiten Sammelbehälters, die durch die Trennwand getrennt sind, verbunden sind, sodass das Kühlwasser für elektrische Bauteile, welches durch den Einlass in den zweiten Sammelbehälter eingeleitet wird, durch einen Teil der zweiten Rohre zu dem zweiten Sammelbehälter bewegt wird, in welchem der zweite Kondensator angeordnet ist, durch den Rest der zweiten Rohre zu dem zweiten Sammelbehälter fließt, in welchem der zweite Kondensator nicht angeordnet ist und durch den Auslass ausgelassen wird.
  15. Kühlmodul nach Anspruch 6, wobei der Auslass des zweiten Radiators in Höhenrichtung des Fahrzeugs mit dem unteren Bereich des zweiten Sammeltanks, in welchem der zweite Kondensator angeordnet ist, verbunden ist, sodass das Kühlwasser für elektrische Bauteile, welches durch den Einlass in den zweiten Sammelbehälter eingeleitet wird, in den zweiten Sammelbehälter, in welchem der zweite Kondensator angeordnet ist, durch die zweiten Rohre geleitet wird und dann durch den Auslass ausgelassen wird.
  16. Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Kühlmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 umfassend: einen Kompressor zum Absorbieren und Verdichten eines Kühlmittels, den zweiten Kondensator und den ersten Kondensator des Kühlmoduls zum sequenziellen Kondensieren des Kühlmittels, das durch den Kompressor verdichtet wurde, ein Expansionsventil zum Drosseln des kondensierten Kühlmittels im zweiten Kondensator und ersten Kondensator, und einen Verdampfer zum Verdampfen des durch das Expansionsventil zugeführten Kühlmittels.
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