WO2023151958A1 - Kühlvorrichtung zur fluidkühlung einer passiven fehlerstromschutzeinrichtung - Google Patents

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WO2023151958A1
WO2023151958A1 PCT/EP2023/051872 EP2023051872W WO2023151958A1 WO 2023151958 A1 WO2023151958 A1 WO 2023151958A1 EP 2023051872 W EP2023051872 W EP 2023051872W WO 2023151958 A1 WO2023151958 A1 WO 2023151958A1
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cooling
recess
fuse body
fuse
heat sink
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PCT/EP2023/051872
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Alexander Engelhardt
Tobias Fissmann
Original Assignee
Man Truck & Bus Se
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/47—Means for cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H85/165—Casings
    • H01H85/175—Casings characterised by the casing shape or form

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for fluid cooling of a passive fault current protection device, preferably a high-voltage fuse.
  • the invention also includes a device for protecting a high-voltage circuit of a vehicle, comprising such a cooling device and a passive residual current protection device.
  • a cooling device for fluid cooling of a passive residual current device includes a fuse body with a connecting conductor arranged therein.
  • the fuse body has a connection contact at both ends, which is connected to the connecting conductor.
  • the passive fault current protection device is designed as a high-voltage fuse.
  • the connecting conductor is a fusible conductor.
  • the cooling device comprises a heat sink, two connection areas arranged on opposite sides of the heat sink for receiving the connection contacts of the passive residual current device, two fluid connections, preferably for connection to a coolant circuit of a motor vehicle, and a cooling channel that fluidly connects the two fluid connections and runs inside the heat sink a cooling fluid.
  • the heat sink has a recess, for example a recess, for partially accommodating the fuse body over a large area.
  • the cooling channel runs along at least one side wall of the recess.
  • Recess for section-wise planar accommodation of the fuse body means that the fuse body is and/or can be placed and/or introduced into the recess and lies flat there with at least one section of the fuse body, i.e. forms a planar contact within the receptacle to the wall of the heat sink .
  • the recess is preferably trough-shaped (trough-like).
  • the cooling device described allows an advantageous active fluid cooling of a passive residual current device. This makes it possible to use a smaller high-voltage fuse with fast tripping characteristics, which complies with the limit values of the ISO standards and, thanks to the active fluid cooling, does not thermally overload or fail to trip at high DC charging currents greater than 1,000A.
  • the cooling device makes it possible for the cooling fluid to be advantageously guided laterally past the passive residual current device through the cooling channel and at the same time an effective thermal coupling takes place via the surface contact of the exception of the heat sink to the passive residual current device. This enables a particularly effective fluid cooling of the passive residual current device. Furthermore, it is possible with this cooling device to cool standardized, commercially available high-voltage fuses, so that they can be used cost-effectively and economically.
  • the heat sink can be connected to a coolant circuit by means of the fluid connections, so that coolant flows into the cooling channel through one of the fluid connections on the inlet side and exits through the other of the fluid connections on the outlet side.
  • the cooling of the fuse body achieved in this way can increase the maximum current flow through the charging circuit. Due to the cooling, for example, there is an increase in the continuous current to be carried by the fuse.
  • the cooling channel is routed around the recess and/or has a U-shaped course. This improves the active cooling effect of the heat sink; in particular, good cooling of the side wall of the recess can be achieved.
  • the fluid connections it is possible for the fluid connections to be arranged at the same end of the heat sink in relation to the recess. This enables the longest possible cooling section and also a simple connection of the cooling device to a coolant circuit, with the length of the required connecting coolant lines being able to be kept as short as possible.
  • the connection areas of the cooling device can each have a planar support surface and/or a hole, preferably a slot, for force-locking attachment and electrical contacting of the connection contacts.
  • connection contacts in the form of busbars.
  • the flat bearing surfaces of the connection contacts serve as a bearing surface for the busbars.
  • a screw can be inserted through the hole so that the power rail can be securely fastened to the heat sink with a force fit.
  • the electrical contact is made at the same time. Using a slotted hole instead of a circular hole allows for greater installation flexibility.
  • the heat sink is preferably made from a thermally conductive, electrically insulating material.
  • the material can be plastic or a ceramic material, for example.
  • a thermally conductive material allows for particularly good and even cooling of the fuse body, while the choice of an electrically insulating material helps protect against short circuits throughout the charging circuit.
  • a device for protecting a high-voltage circuit of a vehicle in particular a motor vehicle
  • This device for protecting a high-voltage circuit is referred to below as a device for short.
  • the device comprises a passive residual current protection device, preferably a high-voltage fuse, and a cooling device for fluid cooling of the passive residual current protection device, as each was described above.
  • the passive residual current device has a fuse body with a connecting conductor arranged therein, with the fuse body having a connection contact at both ends that is connected to the connecting conductor.
  • the section of the fuse body received in the recess is at least partially in planar contact with a wall of the recess.
  • the planar contact of the fuse body with the wall of the recess enables effective and uniform cooling of the fuse body, as has already been explained above.
  • a surface shape and dimension of the recess shape corresponding to a surface shape and dimension of the object accommodated in the recess is preferred Running section of the fuse body. Accordingly, as large a surface contact as possible between the heat sink and the fuse body can be achieved.
  • the recess can be embodied as a trough.
  • An advantageous embodiment variant of this provides that the trough-like recess is shaped in such a way that a fuse body can be used at least in sections.
  • the contour of the recess can be shaped in such a way that it follows the outer contour of the fuse body or is adapted to it, so that there is the largest possible contact between the lateral surface of the fuse body and the side wall of the recess.
  • the fuse body does not need to be fully recessed into the heatsink. It is also possible that the lower part of the fuse body is inserted into the heat sink and the other part of the fuse body protrudes above the heat sink.
  • the contour of the side wall of the recess follows that part of the fuse body that is to be countersunk in the recess. So that the contour of the side wall of the recess follows the outer contour of the fuse body, the contours do not necessarily have to be identical.
  • production-related roundings or flattenings as well as additional recesses for laying contacts can be provided in the area of the recess of the heat sink.
  • a high-voltage fuse known per se from practice can be used as the high-voltage fuse.
  • Commercially available design variants include variants with a cylindrical fuse body (high voltage round body fuses) and variants with a cuboid fuse body (high voltage square body fuses).
  • the fuse body can be designed—just by way of example—in the shape of a cylinder.
  • the bearing surface of the recess for the fuse body is then designed in the shape of a segment of a cylinder jacket.
  • a cylinder envelope segment means a circle segment that has been linearly extruded along the normal vector of the circle segment area.
  • the fuse body and a recess for the fuse body can each be cuboid.
  • the edges of the cuboids can be rounded off.
  • the edge lengths of the cuboid fuse body and the cuboid recess do not have to be identical.
  • the advantage of this design is the possibility of using commercially available passive residual current devices that have cylindrical or cuboid fuse bodies.
  • the corresponding cylinder shell segment-shaped Support of the recess or the cuboid recess enable efficient and uniform cooling of these commercially available fuse bodies.
  • the design of the recess or its contact surface is not limited to these two variants and can accordingly have a different shape, especially if a high-voltage fuse is to be cooled, which can be cuboid or cylindrical Form deviating design of the fuse body has.
  • the device comprises two cooling devices for fluid cooling of the passive residual current device, the two cooling devices, in particular their cooling bodies, being stacked on top of one another rotated by 180° with respect to one another, so that the two recesses of the two cooling devices surround the fuse body like a shell.
  • the fuse body can be cooled uniformly from all sides, so that heat does not accumulate at any point within the fuse body. Accordingly, the cooling can be further improved.
  • a modular approach is implemented, since the device is constructed in a modular fashion from two cooling devices that are preferably structurally identical.
  • the two fluid connections of the cooling devices stacked on top of one another can each be arranged in such a way that the two cooling devices are and/or can be connected fluidically in parallel or in series to an external cooling circuit via the fluid connections. If the cooling devices are to be fluidically connected in parallel to an external cooling circuit, then both cooling devices each have their own fluid connections to the external cooling circuit. If, on the other hand, the two cooling devices are to be fluidly connected in series with an external cooling circuit, then the two stacked cooling channels are fluidly connected via two of the fluid connections, while one of the remaining other two fluid connections serves as an input connection and the other as an output connection with respect to the external cooling circuit .
  • the possibility of connecting the cooling ducts in series or in a parallel arrangement makes it possible to discuss how the external cooling circuit is structured.
  • the type of lines, the available space or the temperature of the coolant can play a role. If, for example, there is only very little space for laying lines, it can make sense to choose a fluidic series connection with a total of two fluid connections on the outside, so that only two external fluid lines are required have to be relocated. If, on the other hand, the temperature stability of the fuse body is particularly critical, a fluidic parallel connection of the two heat sinks could be selected.
  • a thermally conductive paste or a thermally conductive pad can be provided between the fuse body and the wall of the recess. If the shape of the side wall of the recess does not perfectly match the outer surface of the fuse body, for example due to production or different surface structures, the thermal paste or the thermally conductive pad can optionally compensate for the unevenness, so that there is still the greatest possible thermal contact between the heat sink and the fuse body.
  • a motor vehicle comprising a cooling device according to one of the embodiments described above.
  • the motor vehicle is preferably a commercial vehicle.
  • the vehicle can be a vehicle which, due to its design and equipment, is designed for transporting people, for transporting goods or for towing trailer vehicles.
  • the vehicle is a semitrailer tractor, i. H. a vehicle for towing a semi-trailer or trailer.
  • the vehicle is particularly preferably a tractor unit without a coupled semi-trailer.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective representation of a device for protecting a high-voltage circuit of a vehicle according to one embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a high-voltage fuse
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an embodiment in which two heat sinks are stacked on top of one another rotated by 180° with respect to one another.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a device 13 for protecting a high-voltage circuit of a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the device 13 comprises a cooling device 1 for fluid cooling of a passive fault current protection device, preferably a high-voltage fuse.
  • the cooling device 1 comprises a heat sink 2, two connection areas 7 arranged on opposite sides of the heat sink 2 for receiving the connection contacts of a conventional high-voltage fuse, two fluid connections 8, and a cooling channel 9 for a cooling fluid that fluidly connects the two fluid connections 8 and runs inside the heat sink 2 .
  • the cooling channel 9 has a U-shaped course and extends along the side walls of the recess 10.
  • the heat sink 2 is characterized by a trough-like recess 10 arranged between the connection areas 7, which is used for sectional, flat accommodation of the high-voltage fuse, in particular for flat Recording of the fuse body 4 of the high-voltage fuse, which will be explained below.
  • the high-voltage fuse 3 includes a fuse body 4 with a connecting conductor 5 running therein, also referred to as a fuse element, which connects the two ends of the fuse body 4 to one another.
  • the fuse body 4 has a connection contact 6 at both ends, which is electrically connected to the connecting conductor 5 .
  • the jacket of the fuse body 4 is made of an electrically insulating material so that the arc that occurs when the circuit is broken is absorbed by the fuse body, protecting the rest of the circuit from further damage.
  • the fuse bodies are often additionally filled with a granular material such as quartz sand in order to be able to extinguish the arc as quickly and safely as possible.
  • High-voltage fuses 3 are known per se from the prior art and are often designed with cylindrical (as shown in FIG. 2) or cuboid fuse bodies 4 .
  • the fuse body 4 of a cylindrical high-voltage fuse is indicated schematically there by the two circles.
  • the heat sink 2 of the cooling device 1 consists of a thermally conductive, electrically insulating material, for example plastic or a ceramic material.
  • the coolant for the cooling channel 9 is provided by an external cooling circuit (not shown).
  • the external cooling circuit is connected to the cooling channel 9 with the two fluid connections 8 .
  • the coolant flows through one of the fluid connections 8 into the cooling channel 9, cools the material of the heat sink 2 there, and then flows back through the other fluid connection 8 into the external cooling circuit.
  • the cooling channel 9 runs around the wall of the recess 10 . Because the heat sink consists of thermally conductive material, the wall of the recess 10 is evenly cooled by the coolant, so that the fuse body 4, which is in thermal contact with the recess 10, is also evenly cooled.
  • one side of the fuse body 4 of the high-voltage fuse which faces the recess 10 is in planar contact with the trough-like recess 10.
  • the contour corresponds of the recess 10 as closely as possible to the lateral surface of the fuse body 4.
  • a surface shape and dimensions of the recess 10 are designed to correspond in shape to a surface shape and dimension of the section of the fuse body 4 received in the recess 10.
  • the contact surface of the recess 10 for the fuse body 4 is designed correspondingly in the shape of a cylinder jacket segment, with a curvature that corresponds to the curvature of the fuse body in order to enable the best possible flat contact.
  • deviations between the two forms are possible, for example for laying electrical contacts. A particularly effective cooling of the high-voltage fuse can be achieved as a result.
  • connection areas 7 for receiving the connection contacts 6 of the fuse body 4 are provided for electrically contacting the passive residual current device 3 with an external circuit (not shown).
  • the connection areas 7 consist of small plates made of an electrically conductive material with a flat surface 12, in each of which a hole 11, in this case an elongated hole, has been embedded.
  • the connection contacts 6 of the fuse body 4 are brought into contact with the connection areas 7 .
  • An external power line for example a copper bus bar, is then laid on the surface 12 of the connection areas 7 .
  • a screw is then inserted through the slot 11 and positively connects the connection contact 6, the connection area 7 and the external busbar.
  • the power rail can optionally function both as a power line to the charging circuit of the vehicle and as a holding structure for the cooling device 1 at the same time.
  • Several of the devices shown can be interconnected within the framework of a modular design in order to be able to address different security aspects of a charging circuit as flexibly as possible.
  • Both the electrical and the fluidic power or cooling circuits can be designed as a parallel connection or as a series connection.
  • the section through the cooling device indicated by the dashed line A corresponds to the section plane of FIG. 3 explained below.
  • FIG. 3 shows a cross section equivalent to the section along line A through an embodiment of the invention in which two cooling devices 1 for fluid cooling of the passive residual current device 3 are stacked on top of one another rotated by 180° with respect to one another.
  • the device consists of two heat sinks 2, the recesses 10 facing each other.
  • the stacking of the two cooling devices 1 creates an enclosed cavity for accommodating the passive residual current device 3.
  • the two cooling channels 9 each run in a U-shape around the side wall of the recesses 10 around, so that the side walls, and thus the fuse body 4 that can be inserted into the recess 10, is cooled as evenly as possible.
  • the fluid connections 8 are all on the right-hand side of the cooling device, but are not shown due to the selected sectional plane and the fact that hidden edges are not shown.
  • two contact areas 7 for electrical contacting are located on both sides of the fuse body 4. It is possible to connect only one of the two contact areas 7 to an external busbar in a non-positive manner. The electrical contacting of the connection contacts 6 can also be carried out exclusively on this contact area.
  • Heat sink 2 which is not connected to the power rail, is not part of the vehicle's electrical charging circuit in this case, but is only used to improve cooling of the fuse body.
  • Heat-conducting material e.g. heat-conducting paste or heat-conducting pad

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise einer Hochvolt-Schmelzsicherung. Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, umfassend eine solche Kühlvorrichtung und eine passive Fehlerstromschutzeinrichtung. Die passive Fehlerstromschutzeinrichtung (3) umfasst einen Sicherungskörper (4) mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter (5), wobei der Sicherungskörper (4) zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt (6) aufweist, der mit dem Verbindungsleiter (5) in Verbindung steht. Die Kühlvorrichtung (1) umfasst einen Kühlkörper (2), zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers (2) angeordnete Anschlussbereiche (7) zur Aufnahme der Anschlusskontakte (6), zwei Fluidanschlüsse (4) und einen die beiden Fluidanschlüsse (8) fluidisch verbindenden, im Innern des Kühlkörpers (2) verlaufenden Kühlkanal (9) für ein Kühlfluid. Der Kühlkörper (2) weist zwischen den Anschlussbereichen (7) eine Ausnehmung (10) auf, vorzugsweise eine wannenartige Ausnehmung, zur abschnittsweisen, flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers (4). Der Kühlkanal (9) verläuft entlang mindestens einer Seitenwandung der Ausnehmung (10). Mit dieser Kühlvorrichtung kann eine wirksame aktive Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung realisiert werden, so dass der maximale Stromfluss durch einen Ladekreis, insbesondere durch einen Hochvolt-Ladekreis, vorteilhaft erhöht werden kann.

Description

Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise einer Hochvolt-Schmelzsicherung. Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, umfassend eine solche Kühlvorrichtung und eine passive Fehlerstromschutzeinrichtung.
Der Fortschritt der E-Mobilität, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich, verlangt immer höhere Ladeleistungen für die schnelle Aufladung der Hochvolt-Fahrzeugbatterien. Zur Absicherung des Ladekreises werden passive Fehlerstromschutzeinrichtungen, meist in Form von Hochvolt-Schmelzsicherungen verwendet. Passive Fehlerstromschutzeinrichtungen wie die Hochvoltschmelzsicherungen werden im Ladepfad des Fahrzeugs in Kombination mit Hochvoltschützen für die elektrische Absicherung des Ladepfads zwischen Ladesäule und Elektrofahrzeug verwendet. Die Hochvolt-Schmelzsicherungen müssen hohe Ladeströme sicher tragen können und dennoch bei einem Kurzschluss eine schnelle Trennung des Fehlerstromkreises gewährleisten können. Diese Anforderungen (hohe Stromtragfähigkeit auf der einen Seite und schnelles Trennen des Fehlerstroms auf der anderen Seite) stehen physikalisch in Konkurrenz zueinander und sind nur auf Kosten des jeweils anderen umsetzbar. Die beiden Ladestandards ISO17409 und ISO5474-3 geben beispielsweise Grenzwerte für den maximal zulässigen Fehlerstrom für den Ladekreis vor.
Aus der Praxis sind Ansätze bekannt, wobei die Kühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung passiv erfolgt, primär über die zur elektrischen Kontaktierung angeschlossenen Kupferschienen. Nachteilig hieran ist, dass die möglichen dauerhaften Ladeströme allerdings limitiert sind, da eine thermische Überlastung der Sicherung während des normalen Ladebetriebs auftreten kann. Weiter ist es so nicht möglich Ladeströme von größer 1.000A über die Hochvoltschmelzsicherung zu leiten. Eine einfache Vergrößerung der Hochvoltschmelzsicherung führt zur Verletzung der vorgegeben Grenzwertewerte der ISO- Standards.
Aus dem Stand der Technik sind ebenfalls spezielle aktiv fluid-gekühlte Schaltungsanordnungen mit Schmelzsicherung bekannt. So beschreibt die Offenbarungsschrift WO 2018/069141 A1 eine Schaltungsanordnung mit einer Schmelzsicherung, bei der die Sicherung in Form einer Schichtanordnung auf einem Kühlkörper ausgebildet ist. Die Schichtanordnung wird dabei über ein Brückenelement geführt, das durch zwei Materialaussparungen des Kühlkörpers gebildet wird. Um den Schmelzbereich der Schichtanordnung bereitzustellen, wird im Bereich des Brückenelements gezielt ein Wärmestau provoziert. Der Schmelzpunkt, d. h. eine Stromstärke, bei welcher die Leiterschicht schmilzt, lässt sich durch Einstellung der Breite und Form des Brückenelements, sowie durch die Schichtdicken und das gewählte Leitermaterial der Schichtanordnung festlegen. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass für jede Anwendung, für die eine Fehlerstromschutzeinrichtung benötigt wird, eine neue, aufwändige Dimensionierung des Brückenelements, sowie der Schichtanordnung erfolgen muss, somit nur spezielle Ausführungen von Schmelzsicherungen eingesetzt werden können.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die ohne die Nachteile der bestehenden Lösungen auskommt, oder die diese Nachteile zumindest vermindert. Diese Aufgabe wird durch die Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Gemäß einem allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung bereitgestellt. Die passive Fehlerstromschutzeinrichtung umfasst einen Sicherungskörper mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter. Der Sicherungskörper weist zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt auf, der mit dem Verbindungsleiter in Verbindung steht. Die passive Fehlerstromschutzeinrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Hochvolt- Schmelzsicherung ausgeführt. Der Verbindungsleiter ist in diesem Fall ein Schmelzleiter.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung umfasst einen Kühlkörper, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers angeordnete Anschlussbereiche zur Aufnahme der Anschlusskontakte der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, zwei Fluidanschlüsse, vorzugsweise zum Anschluss an einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs, und einen die beiden Fluidanschlüsse fluidisch verbindenden, im Innern des Kühlkörpers verlaufender Kühlkanal für ein Kühlfluid.
Der Kühlkörper weist zwischen den Anschlussbereichen eine Ausnehmung, beispielsweise eine Vertiefung, zur abschnittsweisen flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers auf. Hierbei verläuft der Kühlkanal entlang mindestens einer Seitenwandung der Ausnehmung. Unter einer Ausnehmung zur abschnittsweisen flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers wird verstanden, dass der Sicherungskörper in die Ausnehmung gelegt und/oder eingebracht ist und/oder werden kann und dort mit zumindest einem Abschnitt des Sicherungskörpers flächig aufliegt, d. h. einen flächigen Kontakt innerhalb der Aufnahme zur Wandung des Kühlkörpers ausbildet. Die Ausnehmung ist hierzu bevorzugt wannenförmig (wannenartig) ausgeführt.
Die beschriebene Kühlvorrichtung ermöglicht eine vorteilhafte aktive Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung. Dadurch ist es möglich eine kleinere Hochvoltschmelzsicherung mit schneller Auslösecharakteristik zu verwenden, welche die Grenzwerte der ISO- Standards einhält und durch die aktive Fluidkühlung thermisch nicht überlastet bzw. nicht bei hohen DC-Ladeströmen größer 1.000A fehlerhaft auslöst. Die Kühlvorrichtung ermöglicht, dass das Kühlfluid durch den Kühlkanal vorteilhaft seitlich an der passiven Fehlerstromschutzvorrichtung vorbeigeführt werden kann und gleichzeitig über den flächigen Kontakt der Ausnahme des Kühlkörpers zur passiven Fehlerstromschutzvorrichtung eine effektive thermische Kopplung erfolgt. Dies ermöglicht eine besonders effektive Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzvorrichtung. Des Weiteren ist es mit dieser Kühlvorrichtung möglich, standardisierte, kommerziell erhältliche Hochvolt- Schmelzsicherungen, zu kühlen, so dass ein kostengünstiger und wirtschaftlicher Einsatz erreicht wird.
Mittels der Fluidanschlüsse kann der Kühlkörper an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden, so dass Kühlmittel durch einen der Fluidanschlüsse eingangsseitig in den Kühlkanal hineinfließt, und durch den anderen der Fluidanschlüsse ausgangsseitig austritt. Durch die so erreichte Kühlung des Sicherungskörpers kann der maximale Stromfluss durch den Ladekreis erhöht werden. Es findet durch die Kühlung z.B. eine Erhöhung des von der Sicherung zu tragenden Dauerstroms statt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Kühlvorrichtung ist der Kühlkanal um die Ausnehmung herumgeführt und/oder weist einen U-förmigen Verlauf auf. Diese verbessert die aktive Kühlwirkung des Kühlkörpers, insbesondere kann eine gute Kühlung der Seitenwandung der Ausnehmung realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Fluidanschlüsse in Bezug auf die Ausnehmung an einem gleichen Ende des Kühlkörpers angeordnet sind. Dies ermöglicht eine möglichst lange Kühlstrecke und ferner einen einfachen Anschluss der Kühlvorrichtung an einen Kühlmittelkreislauf, wobei die Länge der benötigen Anschluss-Kühlmittelleitungen möglichst kurzgehalten werden kann. Vorzugsweise können die Anschlussbereiche der Kühlvorrichtung jeweils eine plane Auflagefläche und/oder ein Loch, vorzugsweise ein Langloch, aufweisen zur kraftschlüssigen Befestigung und elektrischen Kontaktierung der Anschlusskontakte. Dies ist besonders vorteilhaft zur Aufnahme von Anschlusskontakten in Form von Stromschienen. Die planen Auflageflächen der Anschlusskontakte dienen als Auflagefläche für die Stromschienen. Durch das Loch kann eine Schraube gesteckt werden, so dass die Stromschiene sicher kraftschlüssig am Kühlkörper befestigbar ist. Durch die Wahl geeigneter, elektrisch leitender Materialien wird gleichzeitig die elektrische Kontaktierung vorgenommen. Die Verwendung eines Langlochs anstelle eines kreisförmigen Lochs ermöglicht größere Flexibilität beim Einbau.
Bevorzugt wird der Kühlkörper aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material hergestellt. Das Material kann beispielhaft Kunststoff oder ein Keramik-Material sein. Ein thermisch leitfähiges Material ermöglicht eine besonders gute und gleichmäßige Kühlung des Sicherungskörpers, während die Wahl eines elektrisch isolierenden Materials zur Sicherung gegenüber Kurzschlüssen im gesamten Ladekreis beiträgt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Diese Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises wird nachfolgend kurz als Vorrichtung bezeichnet. Die Vorrichtung umfasst eine passive Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise eine Hochvolt-Schmelzsicherung, sowie eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, wie sie jeweils vorstehend beschrieben wurden. D. h., die passive Fehlerstromschutzeinrichtung weist einen Sicherungskörper mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter auf, wobei der Sicherungskörper zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt aufweist, der mit dem Verbindungsleiter in Verbindung steht.
In einer bevorzugten Ausführungsform steht der in der Ausnehmung aufgenommene Abschnitt des Sicherungskörpers zumindest teilweise im flächigen Kontakt mit einer Wandung der Ausnehmung. Der flächige Kontakt des Sicherungskörpers mit der Wandung der Ausnehmung ermöglicht eine effektive und gleichmäßige Kühlung des Sicherungskörpers, wie vorstehend bereits erläutert wurde.
Bevorzugt ist eine Oberflächenform und Abmessung der Ausnehmung form korrespondierend zu einer Oberflächenform und Abmessung des in der Ausnehmung aufgenommenen Abschnitts des Sicherungskörpers ausgeführt. Entsprechend kann dadurch ein möglichst großer flächiger Kontakt zwischen Kühlkörper und Sicherungskörper erzielt werden.
Vorstehend wurde festgestellt, dass die Ausnehmung wannenartig ausgeführt sein kann. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante hiervon sieht vor, dass die wannenartige Ausnehmung so geformt ist, dass ein Sicherungskörper zumindest abschnittsweise eingesetzt werden kann. Die Kontur der Ausnehmung kann dabei so ausgeformt sein, dass sie der Außenkontur des Sicherungskörpers folgt oder an diese angepasst ist, so dass ein möglichst großflächiger Kontakt zwischen der Mantelfläche des Sicherungskörpers und der Seitenwandung der Ausnehmung besteht. Der Sicherungskörper muss nicht vollständig in den Kühlkörper versenkt werden. Es ist auch möglich, dass der untere Teil des Sicherungskörpers in den Kühlkörper eingesetzt wird und der andere Teil des Sicherungskörpers oberhalb des Kühlkörpers hinausragt. In diesem Fall folgt die Kontur der Seitenwandung der Ausnehmung demjenigen Teil des Sicherungskörpers, der in der Ausnehmung versenkt werden soll. Damit die Kontur der Seitenwandung der Ausnehmung der Außenkontur des Sicherungskörpers folgt, müssen die Konturen nicht zwangsweise identisch sein. So können zum Beispiel fertigungsbedinge Abrundungen oder Abflachungen, genauso wie zusätzliche Aussparungen zur Verlegung von Kontakten im Bereich der Ausnehmung des Kühlkörpers vorgesehen sein.
Als Hochvoltsicherung kann eine an sich aus der Praxis bekannte Hochvoltsicherung verwendet werden. Handelsübliche Ausführungsvarianten umfassen Varianten mit zylindrischem Sicherungskörper, (engl. high voltage round body fuses), und Varianten mit quaderförmigem Sicherungskörper, (engl. high voltage square body fuses).
Der Sicherungskörper kann entsprechend im Hinblick auf diese üblichen Ausführungen von Hochvoltschmelzsicherungen - lediglich beispielhaft - zylinderförmig ausgeführt sein. Die Auflagefläche der Ausnehmung für den Sicherungskörper ist dann zylindermantelsegmentförmig ausgeführt. Ein Zylindermantelsegment meint ein Kreissegment, das entlang des normalen Vektors der Kreissegmentfläche linear extrudiert wurde. Alternativ kann der Sicherungskörper und eine Ausnehmung für den Sicherungskörper jeweils quaderförmig ausgeführt sein. Dabei können die Kanten der Quader mit Abrundungen versehen sein. Die Kantenlängen des quaderförmigen Sicherungskörpers und der quaderförmigen Ausnehmung müssen nicht identisch sein. Der Vorteil dieser Ausführungen ist die Verwendungsmöglichkeit von kommerziell erhältlichen passiven Fehlerstromschutzeinrichtungen, die über zylinderförmige oder quaderförmige Sicherungskörper verfügen. Die entsprechend zylindermantelsegmentförmig ausgeführte Auflage der Ausnehmung oder die quaderförmige Ausnehmung ermöglichen eine effiziente und gleichmäßige Kühlung dieser kommerziell erhältlichen Sicherungskörper.
Es wird jedoch betont, dass die Ausgestaltung der Ausnehmung bzw. deren Auflagefläche nicht auf diese zwei Varianten beschränkt ist, und entsprechend eine andere Formgebung aufweisen kann, insbesondere für den Fall, dass eine Hochvoltschmelzsicherung gekühlt werden soll, die eine von der quader- oder zylindrischen Form abweichende Bauform des Sicherungskörpers aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zwei Kühlvorrichtungen zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, wobei die zwei Kühlvorrichtungen, insbesondere deren Kühlkörper, um 180° zueinander gedreht aufeinandergestapelt sind, so dass die beiden Ausnehmungen der zwei Kühlvorrichtungen den Sicherungskörper schalenartig umgeben. Auf diese Weise kann der Sicherungskörper von allen Seiten gleichmäßig gekühlt werden, so dass es an keiner Stelle innerhalb des Sicherungskörpers zu einem Hitzestau kommt. Entsprechend kann die Kühlung weiter verbessert werden. Ferner wird ein modularer Ansatz realisiert, da die Vorrichtung modulartig aus zwei, vorzugsweisen baugleichen, Kühlvorrichtungen aufgebaut ist.
Die zwei Fluidanschlüsse der aufeinander gestapelten Kühlvorrichtungen können jeweils so angeordnet sein, dass die zwei Kühlvorrichtungen über die Fluidanschlüsse fluidisch parallel oder in Reihe mit einem externen Kühlkreislauf verbunden und/oder verbindbar sind. Wenn die Kühlvorrichtungen fluidisch parallel mit einem externen Kühlkreislauf verbunden werden sollen, dann haben beiden Kühlvorrichtungen jeweils zwei eigene Fluidanschlüsse zum externen Kühlkreislauf. Sollen die beiden Kühlvorrichtungen dagegen fluidisch in Reihe mit einem externen Kühlreislauf verbunden werden, dann sind die beiden übereinander gestapelten Kühlkanäle fluidisch über zwei der Fluidanschlüsse verbunden, während einer der verbleibenden anderen beiden Fluidanschlüssen als Eingangsanschluss und der andere als Ausgangsanschluss in Bezug auf den externen Kühlkreislauf dienen.
Durch die Möglichkeit zur Verbindung der Kühlkanäle in Reihe oder in paralleler Anordnung kann darauf eingegangen werden, wie der externe Kühlkreislauf aufgebaut ist. Dabei können zum Beispiel die Art der Leitungen, der vorhandene Platz, oder die Temperatur des Kühlmittels eine Rolle spielen. Wenn zum Beispiel nur sehr wenig Raum zum Verlegen von Leitungen vorhanden ist, kann es sinnvoll sein, eine fluidische Reihenschaltung mit insgesamt zwei Fluidanschlüssen auf den Außenseiten zu wählen, so dass nur zwei externe Fluidleitungen verlegt werden müssen. Sollte dagegen die Temperaturstabilität des Sicherungskörpers besonders kritisch sein, könnte eine fluidische Parallelschaltung der beiden Kühlkörper gewählt werden.
Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Verbesserung der thermischen Kontaktierung eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitpad zwischen Sicherungskörper und der Wandung der Ausnehmung vorgesehen sein. Sollte die Form der Seitenwandung der Ausnehmung nicht perfekt mit der Mantelfläche des Sicherungskörpers übereinstimmen, zum Beispiel fertigungsbedingt oder durch unterschiedliche Oberflächenstrukturen, kann die Wärmeleitpaste oder das Wärmeleitpad optional die Unebenheiten ausgleichen, so dass trotzdem ein größtmöglicher thermischer Kontakt zwischen Kühlkörper und Sicherungskörper besteht.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend eine Kühlvorrichtung entsprechend einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug handeln, das durch seine Bauart und Einrichtung zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist. Vorzugsweise ist das Fahrzeug hierbei eine Sattelzugmaschine, d. h. ein Fahrzeug zum Ziehen eines Sattelaufliegers bzw. Trailers. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeug um eine Sattelzugmaschine ohne einen angekoppelten Sattelauflieger.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen
Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Hochvoltschmelzsicherung; und
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, bei der zwei Kühlkörper um 180° zueinander gedreht aufeinandergestapelt sind. Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung 13 zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
Die Vorrichtung 13 umfasst eine Kühlvorrichtung 1 zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise einer Hochvolt-Schmelzsicherung.
Die Kühlvorrichtung 1 umfasst einen Kühlkörper 2, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers 2 angeordnete Anschlussbereiche 7 zur Aufnahme der Anschlusskontakte einer herkömmlichen Hochvoltschmelzsicherung, zwei Fluidanschlüsse 8, und einen die beiden Fluidanschlüsse 8 fluidisch verbindenden, im Innern des Kühlkörpers 2 verlaufenden Kühlkanal 9 für ein Kühlfluid.
Der Kühlkanal 9 weist einen U-förmigen Verlauf auf und erstreckt sich entlang der Seitenwandungen der Ausnehmung 10. Der Kühlkörper 2 zeichnet sich durch eine zwischen den Anschlussbereichen 7 angeordnete wannenartige Ausnehmung 10 aus, die zur abschnittsweisen, flächigen Aufnahme der Hochvoltschmelzsicherung dient, insbesondere zur flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers 4 der Hochvoltschmelzsicherung, was nachfolgend noch erläutert wird.
In Figur 1 ist nur der Sicherungskörper 4 der Hochvoltschmelzsicherung teilweise dargestellt. Die Hochvoltschmelzsicherung 3 ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Wie in Figur 2 gezeigt ist, umfasst die Hochvoltschmelzsicherung 3 einen Sicherungskörper 4 mit einem darin verlaufenden Verbindungsleiter 5, auch als Schmelzleiter bezeichnet, der die beiden Enden des Sicherungskörpers 4 miteinander verbindet. Der Sicherungskörper 4 weist zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt 6 auf, der mit dem Verbindungsleiter 5 elektrisch in Verbindung steht.
Sollte der Stromfluss im Stromkreis, beispielsweise durch einen Kurzschluss, zu groß werden, steigt die Temperatur des Verbindungsleiters 5 über dessen Schmelzpunkt, so dass der Verbindungsleiter 5 schmilzt und so der Stromkreis unterbrochen wird. Der Mantel des Sicherungskörpers 4 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, so dass der Lichtbogen, der beim Unterbrechen des Stromkreises entsteht, vom Sicherungskörper absorbiert wird und so der restliche Stromkreis vor weiteren Schäden geschützt wird. Häufig sind die Sicherungskörper zusätzlich mit einem granulären Material wie Quarzsand gefüllt, um den Lichtbogen möglichst schnell und sicher löschen zu können. Derartige Hochvoltsicherungen 3 sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und sind häufig mit zylindrischen (wie in Figur 2 gezeigt) oder quaderförmigen Sicherungskörpern 4 ausgeführt.
Bezugnehmend wieder auf Figur 1 ist dort der Sicherungskörper 4 einer zylinderförmigen Hochvolt-Schmelzsicherung durch die beiden Kreise schematisch angedeutet. Der Kühlkörper 2 der Kühlvorrichtung 1 besteht aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel Kunststoff oder einem Keramikmaterial. Das Kühlmittel für den Kühlkanal 9 wird von einem externen Kühlkreislauf (nicht dargestellt) bereitgestellt. Der externe Kühlkreislauf wird mit den beiden Fluidanschlüssen 8 mit dem Kühlkanal 9 verbunden. Das Kühlmittel fließt durch einen der Fluidanschlüsse 8 in den Kühlkanal 9 hinein, kühlt dort das Material des Kühlkörpers 2, und fließt dann durch den anderen Fluidanschluss 8 in den externen Kühlkreislauf zurück. Der Kühlkanal 9 verläuft um die Wandung der Ausnehmung 10 herum. Dadurch, dass der Kühlkörper aus thermisch leitfähigem Material besteht, wird die Wandung der Ausnehmung 10 gleichmäßig von dem Kühlmittel gekühlt, so dass der Sicherungskörper 4, der sich im thermischen Kontakt mit der Ausnehmung 10 befindet, ebenfalls gleichmäßig gekühlt wird.
Um eine größtmögliche Kühlung des Sicherungskörpers 4 gewährleisten zu können, steht eine der Ausnehmung 10 zugewandte Seite des Sicherungskörpers 4 der Hochvoltschmelzsicherung in flächigen Kontakt mit der wannenartigen Ausnehmung 10. Um eine solche flächige Aufnahme des Sicherungskörpers in der wannenartigen Ausnehmung 10 zu gewährleisten, entspricht die Kontur der Ausnehmung 10 möglichst genau der Mantelfläche des Sicherungskörpers 4. Anders ausgedrückt ist eine Oberflächenform und Abmessung der Ausnehmung 10 formkorrespondierend zu einer Oberflächenform und Abmessung des in der Ausnehmung 10 aufgenommenen Abschnitts des Sicherungskörpers 4 ausgeführt. Ist der Sicherungskörper 4 wie im vorliegenden Beispiel zylinderförmig ausgeführt, ist die Auflagefläche der Ausnehmung 10 für den Sicherungskörper 4 hierzu korrespondierend zylindermantelsegmentförmig ausgeführt, mit einer Krümmung, die der Krümmung des Sicherungskörpers entspricht, um einen möglichst guten flächigen Kontakt zu ermöglichen. Abweichung der beiden Formen sind allerdings möglich, zum Beispiel zur Verlegung elektrischer Kontakte. Hierdurch kann eine besondere effektive Kühlung der Hochvoltschmelzsicherung erzielt werden.
Zur elektrischen Kontaktierung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung 3 mit einem externen Stromkreis (nicht dargestellt) sind die beiden Anschlussbereiche 7 zur Aufnahme der Anschlusskontakte 6 des Sicherungskörpers 4 vorgesehen. Im hier dargestellten Fall bestehen die Anschlussbereiche 7 aus Plättchen aus einem elektrisch leitfähigem Material mit planer Oberfläche 12, in die jeweils ein Loch 11 , in diesem Fall ein Langloch, eingelassen wurde. Die Anschlusskontakte 6 des Sicherungskörpers 4 werden mit den Anschlussbereichen 7 in Kontakt gebracht. Eine externe Stromleitung, zum Beispiel eine Stromschiene aus Kupfer, wird dann auf die Oberfläche 12 der Anschlussbereiche 7 gelegt. Eine Schraube wird anschließend durch das Langloch 11 gesteckt und verbindet kraftschlüssig den Anschlusskontakt 6, den Anschlussbereich 7 und die externe Stromschiene. Die Stromschiene kann optional dabei gleichzeitig sowohl als Stromleitung zum Ladekreis des Fahrzeugs, als auch als Haltestruktur für die Kühlvorrichtung 1 fungieren. Dabei können mehrere der gezeigten Vorrichtungen im Rahmen einer modularen Bauweise zusammengeschaltet werden um unterschiedliche Sicherungsaspekte eines Ladekreises möglichst flexibel adressieren zu können. Dabei können sowohl die elektrischen, als auch die fluidischen Strom- bzw. Kühlkreise als Parallelschaltung oder als Reihenschaltung ausgeführt werden.
Der durch die gestrichelte Linie A angedeutete Schnitt durch die Kühlvorrichtung stimmt mit der Schnittebene der nachfolgend erläuterten Figur 3 überein.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt äquivalent zu dem Schnitt entlang der Linie A durch eine Ausführung der Erfindung, bei der zwei Kühlvorrichtungen 1 zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung 3 um 180° zueinander gedreht aufeinandergestapelt sind. Die Vorrichtung besteht aus zwei Kühlkörpern 2, deren Ausnehmungen 10 einander zugewandt sind.
Während die Ausnehmung 10 bei einer einzelnen Kühlvorrichtung 1 eine einseitig geöffnete, wannenartige Form besitzt, entsteht durch die Stapelung der zwei Kühlvorrichtungen 1 ein umschlossener Hohlraum zur Aufnahme der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung 3. Die beiden Kühlkanäle 9 laufen jeweils U-förmig um die Seitenwandung der Ausnehmungen 10 herum, so dass die Seitenwandungen, und damit der in die Ausnehmung 10 einsetzbare Sicherungskörper 4, möglichst gleichmäßig gekühlt wird. Zur Verbesserung des thermischen Kontakts zwischen dem Sicherungskörper 4 und den beiden Kühlkörpern 2 befindet sich jeweils ein Wärmeleitmittel 14 zwischen dem Sicherungskörper und den beiden Kühlkörpern. In der hier dargestellten Ausführungsform befinden sich die Fluidanschlüsse 8 alle auf der rechten Seite der Kühlvorrichtung, werden durch die gewählte Schnittebene und den Verzicht auf die Darstellung verdeckter Kanten aber nicht dargestellt. Durch die Stapelung der beiden Kühlkörper 2 befinden sich zu beiden Seiten des Sicherungskörpers 4 jeweils zwei Kontaktbereiche 7 zur elektrischen Kontaktierung. Es ist dabei möglich nur jeweils einen der beiden Kontaktbereiche 7 kraftschlüssig mit einer externen Stromschiene zu verbinden. Die elektrische Kontaktierung der Anschlusskontakte 6 kann ebenfalls ausschließlich an diesem Kontaktbereich vorgenommen werden. Derjenige
Kühlkörper 2, der nicht mit der Stromschiene verbunden wurde, ist in diesem Fall nicht Teil des elektrischen Ladekreises des Fahrzeugs, sondern dient ausschließlich der verbesserten Kühlung des Sicherungskörpers.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste
1 Kühlvorrichtung
2 Kühlkörper
3 Passive Fehlerstromschutzeinrichtung, z. B. Hochvoltschmelzsicherung 4 Sicherungskörper
5 Verbindungsleiter
6 Anschlusskontakt
7 Anschlussbereiche zur Aufnahme der Anschlusskontakte
8 Fluidanschlüsse 9 Kühlkanal
10 Ausnehmung zur Aufnahme des Sicherungskörpers
11 Loch zur kraftschlüssigen Befestigung und elektrischen Kontaktierung
12 Plane Auflagefläche
13 Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises 14 Wärmeleitmittel, z.B. Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpad

Claims

Patentansprüche
1 . Kühlvorrichtung (1) zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung (3), vorzugsweise einer Hochvolt-Schmelzsicherung, wobei die passive Fehlerstromschutzeinrichtung (3) einen Sicherungskörper (4) mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter (5) aufweist, wobei der Sicherungskörper (4) zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt (6) aufweist, der mit dem Verbindungsleiter (5) in Verbindung steht, wobei die Kühlvorrichtung (1) umfasst: a) einen Kühlkörper (2), b) zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers (2) angeordnete Anschlussbereiche (7) zur Aufnahme der Anschlusskontakte (6), c) zwei Fluidanschlüsse (8), d) ein die beiden Fluidanschlüsse (8) fluidisch verbindenden, im Innern des Kühlkörpers (2) verlaufender Kühlkanal (9) für ein Kühlfluid, e) wobei der Kühlkörper (2) zwischen den Anschlussbereichen (7) eine Ausnehmung (10), vorzugsweise eine wannenartige Ausnehmung, zur abschnittsweisen, flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers (4) aufweist und der Kühlkanal (9) entlang mindestens einer Seitenwandung der Ausnehmung (10) verläuft.
2. Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei a) der Kühlkanal (9) um die Ausnehmung (10) herumgeführt ist und/oder einen iförmigen Verlauf aufweist; und/oder b) die Fluidanschlüsse (8) in Bezug auf die Ausnehmung (10) an einem gleichen Endbereich des Kühlkörpers (2) angeordnet sind.
3. Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlussbereiche (7) jeweils eine plane Auflagefläche (12) und ein Loch (11), vorzugsweise ein Langloch, aufweisen zur kraftschlüssigen Befestigung und elektrischen Kontaktierung der Anschlusskontakte (7).
4. Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kühlkörper (2) aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise aus Kunststoff oder einem Keramik-Material, hergestellt ist. Vorrichtung (13) zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend a) eine passive Fehlerstromschutzeinrichtung (3), vorzugsweise eine Hochvolt- Schmelzsicherung, aufweisend einen Sicherungskörper (4) mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter (5), wobei der Sicherungskörper (4) zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt (6) aufweist, der mit dem Verbindungsleiter (5) in Verbindung steht; und b) eine Kühlvorrichtung (1) zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei a) der in der Ausnehmung (10) aufgenommene Abschnitt des Sicherungskörpers (4) zumindest teilweise im flächigen Kontakt mit einer Wandung der Ausnehmung (10) steht; und/oder b) eine Oberflächenform und Abmessung der Ausnehmung (10) formkorrespondierend zu einer Oberflächenform und Abmessung des in der Ausnehmung (10) aufgenommenen Abschnitts des Sicherungskörpers (4) ausgeführt ist. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei a) der Sicherungskörper (4) zylinderförmig ausgeführt ist und wobei eine Auflagefläche der Ausnehmung (10) für den Sicherungskörper (4) zylindermantelsegmentförmig ausgeführt ist, oder b) der Sicherungskörper (4) und eine Ausnehmung (10) für den Sicherungskörper (4) quaderförmig ausgeführt sind. Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, die zwei Kühlvorrichtungen (1) zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist, wobei die zwei Kühlvorrichtungen (1) um 180° zueinander gedreht aufeinander gestapelt sind, so dass die beiden Ausnehmungen (10) der zwei Kühlvorrichtungen (1) den Sicherungskörper (4) schalenartig umgeben. Vorrichtung (13) nach Anspruch 8, wobei die zwei Fluidanschlüsse (8) jeweils so angeordnet sind, dass die zwei Kühlvorrichtungen (1 ) über die Fluidanschlüsse (8) fluidisch parallel oder in Reihe mit einem externen Kühlkreislauf verbunden und/oder verbindbar sind. Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei zur Verbesserung der thermischen Kontaktierung eine Wärmeleitpaste (14) oder ein Wärmeleitpad (14) zwischen Sicherungskörper (4) und der Wandung der Ausnehmung (10) vorgesehen ist. Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die passive Fehlerstrom- Schutzeinrichtung (3) eine Hochvolt-Schmelzsicherung ist, wobei der Verbindungsleiter (5) ein Schmelzleiter ist. Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, umfassend eine Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder eine Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 5 bis 11.
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