WO2024051966A1 - Thermal module device and vehicle having the thermal module device - Google Patents

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WO2024051966A1
WO2024051966A1 PCT/EP2023/058686 EP2023058686W WO2024051966A1 WO 2024051966 A1 WO2024051966 A1 WO 2024051966A1 EP 2023058686 W EP2023058686 W EP 2023058686W WO 2024051966 A1 WO2024051966 A1 WO 2024051966A1
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WO
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sub
thermal module
module device
flow channel
elements
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Application number
PCT/EP2023/058686
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German (de)
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Inventor
Peter Vincon
Yannick Goos
Patrick Moll
Timo Rigling
Original Assignee
Eto Magnetic Gmbh
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Publication date
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    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
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    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves

Definitions

  • the invention relates to a thermal module device according to the preamble of claim 1, a thermal module according to claim 15 and a vehicle according to claim 16.
  • thermal module device comprising a basic unit which has a first sub-element, in particular an upper shell, and a second sub-element, in particular a lower shell, and which is formed by joining the two sub-elements together, comprising at least two each assigned to at least one of the sub-elements prepared assembly points for assembly of functional components of a thermal circuit and comprising at least one flow channel of the thermal circuit, which is completely circumferentially delimited by the two sub-elements at least in a flow section of the flow channel and which is integrally formed by the two sub-elements, has been proposed. Due to the increasing number of components that need to be integrated into thermal modules, adequate positioning of the sub-elements and their interfaces to one another is becoming increasingly complex.
  • the object of the invention is, in particular, to provide a generic device with advantageous properties with regard to assembly, in particular of thermal modules.
  • the object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1, while Advantageous refinements and further developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the invention is based on a thermal module device, in particular a cooling and/or refrigeration module device, for example for an, in particular electrically driven, vehicle, comprising a basic unit which has a first sub-element, in particular an upper shell, and a second sub-element, in particular a lower shell , and which is formed by joining the two sub-elements together, comprising at least two, preferably at least three and preferably more than three, prepared assembly points, each assigned to at least one of the sub-elements, preferably at least each assigned to the first sub-element, for an assembly of, preferably electrical, Functional components of a thermal circuit, in particular a cooling circuit and/or a refrigeration circuit, and comprising at least one flow channel of the thermal circuit, which is completely circumferentially delimited by the two sub-elements at least in a flow section of the flow channel and which is integrally formed by the two sub-elements.
  • a thermal module device in particular a cooling and/or refrigeration module device, for example for an, in particular
  • the first sub-element is flat and/or plate-like at least in a region of the flow section of the flow channel, in particular in a region of the flow section that directly delimits the flow channel.
  • Assembly can advantageously be significantly simplified and/or accelerated, in particular since mutual positioning of the two sub-elements relative to one another is simplified.
  • the plate-like design of the first sub-element advantageously allows larger component unevenness and process tolerances to be compensated for, in particular since the first sub-element as a plate has a lower rigidity than a first sub-element provided with channels and is therefore different when joined with the second sub-element can nestle better against this.
  • the two sub-elements when the two sub-elements are joined together, for example by welding, it can also be held down over a particularly large area, especially since there are hardly any disruptive contours on the surface of the plate-like first sub-element.
  • accessibility for functional components that have to be attached (welded) to the first sub-element can advantageously be improved, since in particular there are hardly any interfering contours on the first sub-element.
  • costs can also be advantageously reduced, in particular by using simpler tools, in particular injection molding tools, to produce the complexity-reduced first sub-element.
  • the first sub-element is made of a more expensive laser-transmissive material to enable the sub-elements to be welded, since the first sub-element consists of comparatively less material due to the plate-like design.
  • the thermal module forms an exchangeable, complex element within an overall system, in particular within the, preferably electrically driven, vehicle.
  • the thermal module forms a closed functional unit.
  • the thermal module comprises at least a large part of a cooling circuit and/or at least a large part of a refrigeration circuit for a vehicle. A majority should be understood to mean in particular 51%, preferably 66%, preferably 80% and particularly preferably 95%.
  • the thermal module is involved at least in temperature control (heating or cooling) of a component or a passenger compartment of the vehicle.
  • coolant and/or refrigerant hoses and/or coolant and/or refrigerant lines of the cooling circuit/refrigeration circuit for the vehicle are combined in the thermal module in a common, preferably hose-free, module.
  • One or more of the following functional components must be mounted at the mounting points of the thermal module device: a) sensor(s), b) changeover valve(s) c) control valve(s), d) check valve(s), e) heat exchanger, f) pump(s) , g) chiller and/or h) PTC (Positive Temperature Coefficient) heater.
  • the thermal module device or a thermal module produced by means of the thermal module device comprises at least two, preferably at least three, of the functional components mentioned in the list above.
  • the flow channel is provided for a line of a refrigerant and/or a coolant.
  • the flow channel could also be provided as a line for a heating medium.
  • the thermal module device preferably has more than one flow channel, preferably at least two, preferably at least three and particularly preferably at least more than three.
  • the flow channels of the thermal module device are completely circumferentially delimited by the two sub-elements, at least to a large extent of their channel extensions.
  • a flow channel is formed integrally by one or more of the sub-elements should be understood in particular to mean that the flow channel is at least partially predetermined as a recess in at least one of the sub-elements.
  • the first sub-element is an injection-molded plastic part.
  • the second sub-element is an injection-molded plastic part.
  • the basic unit is formed by joining the two sub-elements together in directions perpendicular to their main extension planes.
  • a “main extension plane” of a structural unit is to be understood in particular as a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid, which just completely encloses the structural unit, and in particular runs through the center of the cuboid.
  • “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped.
  • the fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular as: that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the assembly points are spatially separated from one another.
  • the assembly points can be connected to the flow channel.
  • the fact that the flow channel is “completely circumferential” should be understood in particular to mean that the walls of the flow channel are free of openings in a cross section of the flow channel in the cross-sectional plane.
  • the first sub-element has a plate shape in the claimed area.
  • a plate-like design is intended to be understood in particular as a design in the form of a flat object with approximately the same thickness everywhere and limited on two opposite sides by a flat surface that is very extensive in relation to the thickness, preferably made of an at least essentially rigid material.
  • the thermal module device has a further flow channel, which is completely circumferentially delimited by the sub-elements at least in a flow section of the further flow channel and which is integrally formed by the sub-elements, wherein the first sub-element is flat at least in a region of the flow section of the further flow channel and/or is designed like a plate.
  • the further flow channel is different from the flow channel. It is conceivable that there is no flow connection between the flow channel and the further flow channel or that the flow channel and the further flow channel each form branches of a common flow channel system.
  • the aforementioned advantages of the plate-like/flat design can advantageously continue get extended.
  • the positioning of the two sub-elements relative to one another during assembly can advantageously be particularly simplified.
  • the first sub-element is plate-like on more than 80% of a total surface of the first sub-element, preferably on more than 90% of a total surface of the first sub-element and preferably 100%, the aforementioned advantages of the plate-like/planar design can advantageously be further expanded .
  • production of the first sub-element can be particularly simplified and, in particular, cheaper.
  • the first sub-element is designed like a plate apart from/outside of connection points of the flow channels on functional components.
  • the first sub-element has at least essentially the shape of a rectangular plate.
  • the first partial element deviates significantly from the plate shape/from the plate-like design at less than 10%, preferably at less than 5%, of its total surface extent, in particular apart from the assembly points for the assembly of the, preferably electrical, functional components.
  • the first sub-element has an identical surface shape in at least one sub-region that does not delimit a flow channel as in the sub-region in which the first sub-element delimits the flow section of the flow channel.
  • the second sub-element has a recess which defines the flow channel at least in the flow section of the Flow channel defined, in particular defining its course in the basic unit.
  • the second sub-element does not have an identical surface shape in any sub-region that does not delimit a flow channel as in the sub-region in which the second sub-element delimits the flow section of the flow channel.
  • the second sub-element has a further recess, which defines the further flow channel at least in the flow section of the further flow channel, in particular determines its course in the basic unit.
  • a majority of all critical (non-flat/uneven) geometries of the thermal module device, in particular of the flow channel/s, are located on the second sub-element.
  • the courses of the flow channels (or the flow channel) of the thermal module device are completely determined by the second sub-element.
  • the first sub-element merely forms a (flat) closure for the flow channel(s) of the thermal module device.
  • the recess defining the flow channel and/or the further recess defining the further flow channel is elongated, straight, curved or meandering (curvy/winding/meandering) in a flow plane parallel to a main extension plane of the basic unit, in particular in a flow plane Main extension plane of the first sub-element extends parallel to the flow plane.
  • the recess has a U-shaped or a part-circular, preferably semi-circular, cross-section.
  • This allows advantageous flow properties to be achieved.
  • a high material consumption efficiency can advantageously be achieved.
  • simple production can advantageously be made possible.
  • a particularly large ratio of flow volume and Flow channel circumference can be achieved.
  • a U-shaped cross-section is intended to mean, in particular, a cross-section which has a shape that closely resembles/at least essentially corresponds to that of the Latin capital letter U, in particular in the computer font “Arial”.
  • the depression has a trough-shaped cross section.
  • the recess has a cross-section different from the U-shaped cross-section or the part-circular cross-section, for example a trapezoidal cross-section, a polygonal/polygonal (triangular, square, pentagonal, etc.) cross-section or a cross-section of a parallelogram.
  • a cross-section different from the U-shaped cross-section or the part-circular cross-section for example a trapezoidal cross-section, a polygonal/polygonal (triangular, square, pentagonal, etc.) cross-section or a cross-section of a parallelogram.
  • inner edges and/or outer edges of the cross-sectional shapes are rounded/rounded off.
  • the first sub-element is made of a laser-transmissive material.
  • manufacturing costs can advantageously be kept low, especially since the laser-transmissive material is generally more expensive than a non-laser-transmissive material.
  • Various laser-transmissive polymers that are suitable for injection molding and laser welding are known to those skilled in the art from their everyday knowledge.
  • the second sub-element is made of a non-laser-transmissive material.
  • One-piece is intended to mean, in particular, materially connected, such as through a welding process and/or gluing process, etc., and particularly advantageously formed, such as through production from a single casting and/or through production in a single- or multi-component injection molding process.
  • the first sub-element is designed to be divided into several separate sub-element pieces, a particularly small amount can advantageously be achieved Material consumption and thus, in particular, a cost advantage can be achieved.
  • the separate partial element pieces could be designed and/or arranged in such a way that they only cover individual flow channels of the thermal module device, in particular depressions of the second partial element.
  • a simpler positioning of the first sub-element relative to the second sub-element could possibly be achieved by separating it into the several separate sub-element pieces.
  • first sub-element piece of the first sub-element could cover the flow channel, in particular completely, while a second sub-element piece of the first sub-element covers the further flow channel, in particular completely.
  • the at least two functional components can be functionally identical or functionally different.
  • the at least two functional components can both be designed as one element from the above list or as different elements from the above list.
  • the thermal module device according to the invention, the thermal module according to the invention and the vehicle according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the thermal module device according to the invention, the thermal module according to the invention and the vehicle according to the invention can have a number of individual elements, components and units that deviate from the number of individual elements, components and units mentioned here in order to fulfill a function of operation described herein.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a vehicle with a thermal module
  • 3a shows a schematic perspective top view of the thermal module with a thermal module device
  • 3b is a schematic perspective bottom view of the thermal module with the thermal module device
  • Fig. 4 shows a schematic sectional view of a part of the thermal module device in a region of a flow section of a flow channel of the thermal module and Fig. 5 is a schematic perspective top view of an alternative thermal module with an alternative thermal module device.
  • Figure 1 shows a cross section through a thermal module known from the prior art, in which a flow channel is formed by two semicircular depressions in an upper shell and a lower shell.
  • a flow channel is formed by two semicircular depressions in an upper shell and a lower shell.
  • the upper shell and the lower shell must be aligned very precisely with one another when they are put together.
  • FIG 2 shows schematically a vehicle 46a in a side view.
  • the vehicle 46a is designed as an electrically operated, in particular battery-electrically operated, vehicle 46a.
  • the vehicle 46a has a thermal module 42a.
  • the thermal module 42a provides a cooling function for components of the vehicle 46a.
  • the thermal module 42a provides a cooling function for air conditioning of a passenger compartment of the vehicle 46a.
  • the thermal module 42a could also provide a heating function for heating components of the vehicle 46a or the passenger compartment of the vehicle 46a.
  • the thermal module 42a is installed in the vehicle 46a in a modular design.
  • FIG 3a shows a schematic perspective top view of an exemplary thermal module 42a.
  • Figure 3b shows a schematic perspective bottom view of the exemplary thermal module 42a.
  • the thermal module 42a shown has two functional components 16a, 48a.
  • a thermal module 42a can also have more than two functional components 16a, 48a.
  • the functional components 16a, 48a can be operated or controlled electrically.
  • the functional components 16a, 48a are designed differently from one another.
  • the functional components 16a, 48a fulfill different functions in the thermal module 42a.
  • the Functional components 16a, 48a have different functions.
  • a first functional component 16a is designed, for example, as a switching valve.
  • a second functional component 48a is designed, for example, as a pump.
  • the functional components 16a, 48a can also be designed as a sensor unit, as a control valve, as a check valve, as a heat exchanger, as a pump, as a chiller, as a PTC heater, etc.
  • the two functional components 16a, 48a fulfill similar or identical functions in the thermal module 42a and/or that the two functional components 16a, 48a have similar or identical functionalities.
  • both functional components 16a, 48a could each be designed as pumps or as valves.
  • the thermal module 42a forms a thermal circuit 18a.
  • the thermal circuit 18a forms a cooling circuit or a refrigeration cycle.
  • the functional components 16a, 48a are assigned to the thermal circuit 18a of the thermal module 42a.
  • the thermal circuit 18a has a flow channel 20a.
  • the thermal module 42a in particular a thermal module device 40a of the thermal module 42a, has a further flow channel 30a.
  • the further flow channel 30a can be part of the thermal circuit 18a or can be assigned to a further thermal circuit of the thermal module 42a.
  • the thermal module 42a has the thermal module device 40a.
  • the thermal module device 40a can be designed as a cooling module device or as a cold module device.
  • the thermal module device 40a includes a basic unit 10a.
  • the basic unit 10a is intended to form at least flow sections 26a, 36a of the flow channels 20a, 30a.
  • the basic unit 10a is intended to hold the functional components 16a, 48a.
  • the basic unit 10a has a main extension plane.
  • the flow channels 20a, 30a run within a flow plane, which is arranged parallel to the main extension plane.
  • the flow channels 20a, 30a run elongated straight in sections, curved in sections and meandering in sections in the flow plane.
  • the basic unit 10a has a first sub-element 12a.
  • the first sub-element 12a at least partially forms an upper shell of the thermal module 42a.
  • the first sub-element 12a forms an upper shell of the flow channel 20a at least in sections.
  • the first sub-element 12a is formed in one piece.
  • the first sub-element 12a is monolithic.
  • the first sub-element 12a is manufactured as a plastic injection molded part.
  • the first sub-element 12a is made of a laser-transmissive material. More than 80% of a total surface of the first sub-element 12a is flat on a first side 28a of the first sub-element 12a facing the flow channel 20a.
  • the first sub-element 12a is flat on a second side 38a of the first sub-element 12a that faces away from the flow channel 20a.
  • the first sub-element 12a is plate-like on more than 80% of a total surface of the first sub-element 12a.
  • the first sub-element 12a is at least essentially designed as a rectangular flat plate (with recesses) (see also FIG. 3a).
  • the basic unit 10a has a second sub-element 22a.
  • the second sub-element 22a forms a lower shell.
  • the second sub-element 22a is formed in one piece.
  • the second sub-element 22a is monolithic.
  • the second sub-element 22a is designed as an injection-molded plastic part.
  • the second sub-element 22a is made of a non-laser-transmissive material.
  • the second sub-element 22a could also be formed from a laser-transmissive material, in particular with the same laser transmissivity as the first sub-element 12a or with a laser transmissivity matched to a different laser wavelength than the first sub-element 12a.
  • the basic unit 10a is formed by assembling the first sub-element 12a with the second sub-element 22a.
  • the two sub-elements 12a, 22a are fixed to one another, for example welded, glued and/or together screwed or something similar.
  • the basic unit 10a comprises at least two, preferably at least three and preferably more than three, prepared assembly points 14a, 24a, each assigned to at least one of the sub-elements 12a, 22a.
  • the prepared assembly points 14a, 24a are each intended for assembly of one of the functional components 16a, 48a.
  • the basic unit 10a includes the flow channel 20a of the thermal circuit 18a.
  • the second sub-element 22a has a recess 32a.
  • the depression 32a of the second sub-element 22a defines the flow channel 20a at least in the flow section 26a of the flow channel 20a.
  • the depression 32a of the second sub-element 22a defines a course of the flow channel 20a in the base unit 10a.
  • the depression 32a is elongated in sections, curved in sections and/or extends in a meandering manner in sections in the flow plane.
  • the recess 32a of the second sub-element 22a has a U-shaped cross section.
  • the recess 32a of the second sub-element 22a has, at least in sections, a part-circular cross section.
  • the flow channel 20a is completely circumferentially delimited by the two assembled sub-elements 12a, 22a.
  • the first sub-element 12a is flat in the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a.
  • the first sub-element 12a is flat outside the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a.
  • the first sub-element 12a is designed like a plate in the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a.
  • the first sub-element 12a is designed like a plate outside the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a.
  • the flow channel 20a is integrally formed by the two sub-elements 12a, 22a, in particular by the recess 32a of the second sub-element 22a and the flat first side 28a of the first sub-element 12a facing the recess 32a.
  • the cross section of the flow channel 20a resembles a U-shape covered at the top.
  • the further flow channel 30a is, analogously to the flow channel 20a, completely circumferentially delimited by the two assembled sub-elements 12a, 22a, at least in a flow section 36a of the further flow channel 30a.
  • the further flow channel 30a is formed integrally, analogously to the flow channel 20a, by the two joined sub-elements 12a, 22a.
  • the first sub-element 12a is flat in the area of the flow section 36a, which delimits the further flow channel 30a.
  • the first sub-element 12a is designed like a plate in the area of the flow section 36a, which delimits the further flow channel 30a.
  • the further flow channel 30a has a cross section which corresponds to that of the flow channel 20a shown in FIG. 4.
  • FIG. 1 A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numerals, in principle also to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular Figures 1 to 4, can be referred to.
  • the letter a is placed after the reference numbers of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 4.
  • the letter a is replaced by the letter b.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective top view of an exemplary alternative thermal module 42b with an alternative thermal module device 40b.
  • the alternative thermal module device 40b has a basic unit 10b.
  • the basic unit 10b includes a first sub-element 12b and a second sub-element 22b. By joining the two sub-elements 12b, 22b to form the basic unit 10b, at least one flow channel 20b and at least one further flow channel 30b are formed.
  • the first sub-element 12b is divided into several separate sub-element pieces 34b, 44b educated. Different partial element pieces 34b, 44b of the first partial element 12b each partially or completely cover a different connected flow channel 20b, 30b.
  • a first sub-element piece 34b of the first sub-element 12b covers, for example, the flow channel 20b.
  • a second partial element piece 44b of the first partial element 12b covers, for example, the further flow channel 30b.

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

The invention is based on a thermal module device (40a-b), in particular a cooling and/or refrigerating module device, for example an, in particular electrically driven, vehicle (46a-b), comprising a main unit (10a-b), which has a first sub-element (12a-b), in particular an upper shell, and a second sub-element (22a-b), in particular a lower shell, and which is formed by the two sub-elements (12a-b, 22a-b) being joined together, comprising at least two, preferably at least three and preferably more than three, prepared mounting points (14a-b, 24a-b), which are in each case assigned to at least one of the sub-elements (12a-b, 22a-b), for mounting of, preferably electrical, functional components (16a-b) of a thermal circuit (18a-b), in particular of a cooling circuit and/or a refrigerating circuit, and comprising at least one flow duct (20a-b) of the thermal circuit (18a-b), which is completely circumferentially delimited by the two sub-elements (12a-b, 22a-b) at least in a flow portion (26a-b) of the flow duct (20a-b) and which is formed integrally by the two sub-elements (12a-b, 22a-b). It is proposed that the first sub-element (12a-b) is flat and/or plate-like at least in a region of the flow portion (26a-b) of the flow duct (20a-b).

Description

Thermalmodulvorrichtung und Fahrzeug mit der Thermalmodulvorrichtung Thermal module device and vehicle with the thermal module device
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Thermalmodulvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Thermalmodul nach dem Anspruch 15 und ein Fahrzeug nach dem Anspruch 16. The invention relates to a thermal module device according to the preamble of claim 1, a thermal module according to claim 15 and a vehicle according to claim 16.
Es ist bereits eine Thermalmodulvorrichtung, umfassend eine Grundeinheit, welche ein erstes Teilelement, insbesondere eine Oberschale, und ein zweites Teilelement, insbesondere eine Unterschale, aufweist, und welche durch ein Zusammenfügen der beiden Teilelemente ausgebildet ist, umfassend wenigstens zwei jeweils zumindest einem der Teilelemente zugeordnete vorbereitete Montagestellen für eine Montage von Funktionalkomponenten eines Thermalkreislaufs sowie umfassend zumindest einen Strömungskanal des Thermalkreislaufs, welcher von den beiden Teilelementen zumindest in einem Strömungsabschnitt des Strömungskanals vollständig umlaufend begrenzt ist und welcher durch die beiden Teilelemente integral ausgebildet ist, vorgeschlagen worden. Durch die zunehmende Anzahl an Komponenten, die in Thermalmodule integriert werden sollen, wird eine adäquate Positionierung der Teilelemente und deren Schnittstellen zueinander immer komplexer. There is already a thermal module device comprising a basic unit which has a first sub-element, in particular an upper shell, and a second sub-element, in particular a lower shell, and which is formed by joining the two sub-elements together, comprising at least two each assigned to at least one of the sub-elements prepared assembly points for assembly of functional components of a thermal circuit and comprising at least one flow channel of the thermal circuit, which is completely circumferentially delimited by the two sub-elements at least in a flow section of the flow channel and which is integrally formed by the two sub-elements, has been proposed. Due to the increasing number of components that need to be integrated into thermal modules, adequate positioning of the sub-elements and their interfaces to one another is becoming increasingly complex.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Montage, insbesondere von Thermalmodulen, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is, in particular, to provide a generic device with advantageous properties with regard to assembly, in particular of thermal modules. The object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1, while Advantageous refinements and further developments of the invention can be found in the subclaims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Thermalmodulvorrichtung, insbesondere einer Kühl- und/oder Kältemodulvorrichtung, beispielsweise für ein, insbesondere elektrisch angetriebenes, Fahrzeug, umfassend eine Grundeinheit, welche ein erstes Teilelement, insbesondere eine Oberschale, und ein zweites Teilelement, insbesondere eine Unterschale, aufweist, und welche durch ein Zusammenfügen der beiden Teilelemente ausgebildet ist, umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei und bevorzugt mehr als drei, jeweils zumindest einem der Teilelemente zugeordnete, vorzugsweise zumindest jeweils dem ersten Teilelement zugeordnete, vorbereitete Montagestellen für eine Montage von, bevorzugt elektrischen, Funktionalkomponenten eines Thermalkreislaufs, insbesondere eines Kühlkreislaufs und/oder eines Kältekreislaufs, sowie umfassend zumindest einen Strömungskanal des Thermalkreislaufs, welcher von den beiden Teilelementen zumindest in einem Strömungsabschnitt des Strömungskanals vollständig umlaufend begrenzt ist und welcher durch die beiden Teilelemente integral ausgebildet ist. The invention is based on a thermal module device, in particular a cooling and/or refrigeration module device, for example for an, in particular electrically driven, vehicle, comprising a basic unit which has a first sub-element, in particular an upper shell, and a second sub-element, in particular a lower shell , and which is formed by joining the two sub-elements together, comprising at least two, preferably at least three and preferably more than three, prepared assembly points, each assigned to at least one of the sub-elements, preferably at least each assigned to the first sub-element, for an assembly of, preferably electrical, Functional components of a thermal circuit, in particular a cooling circuit and/or a refrigeration circuit, and comprising at least one flow channel of the thermal circuit, which is completely circumferentially delimited by the two sub-elements at least in a flow section of the flow channel and which is integrally formed by the two sub-elements.
Es wird vorgeschlagen, dass das erste Teilelement zumindest in einem Bereich des Strömungsabschnitts des Strömungskanals, insbesondere in einem den Strömungskanal direkt begrenzenden Bereich des Strömungsabschnitts, eben und/oder plattenartig ausgebildet ist. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften für eine Montage eines Thermalmoduls erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Montage wesentlich vereinfacht und/oder beschleunigt werden, insbesondere da eine gegenseitige Positionierung der beiden Teilelemente zueinander vereinfacht wird. Vorteilhaft sind durch die plattenartige Ausbildung des ersten Teilelements größere Bauteilunebenheiten und Prozesstoleranzen ausgleichbar, insbesondere da das erste Teilelement als Platte eine geringere Steifigkeit als ein mit Kanälen versehenes erstes Teilelement besitzt und sich dadurch bei einem Fügen mit dem zweiten Teilelement besser an dieses anschmiegen kann. Vorteilhaft kann zudem ein Niederhalten bei einem Zusammenfügen der beiden Teilelemente, z.B. durch ein Verschweißen, besonders großflächig erfolgen, insbesondere da kaum Störkonturen auf der Oberfläche des plattenartigen ersten Teilelements vorhanden sind. Außerdem kann vorteilhaft eine Zugänglichkeit für Funktionalkomponenten, die an dem ersten Teilelement befestigt (angeschweißt) werden müssen, verbessert werden, da es insbesondere kaum Störkonturen auf dem ersten Teilelement gibt. Des Weiteren können zusätzlich vorteilhaft Kosten reduziert werden, insbesondere indem einfachere Werkzeuge, insbesondere Spritzgusswerkzeuge, zur Herstellung des komplexitätsreduzierten ersten Teilelements verwendet werden können. Weitere Kosten können vorteilhaft eingespart werden, wenn nur das erste Teilelement aus einem teureren lasertransmissiven Material zur Ermöglichung des Verschweißens der Teilelemente ausgebildet ist, da das erste Teilelement durch die plattenartige Ausbildung aus vergleichsweise weniger Material besteht. It is proposed that the first sub-element is flat and/or plate-like at least in a region of the flow section of the flow channel, in particular in a region of the flow section that directly delimits the flow channel. This allows advantageous properties for assembling a thermal module to be achieved. Assembly can advantageously be significantly simplified and/or accelerated, in particular since mutual positioning of the two sub-elements relative to one another is simplified. The plate-like design of the first sub-element advantageously allows larger component unevenness and process tolerances to be compensated for, in particular since the first sub-element as a plate has a lower rigidity than a first sub-element provided with channels and is therefore different when joined with the second sub-element can nestle better against this. Advantageously, when the two sub-elements are joined together, for example by welding, it can also be held down over a particularly large area, especially since there are hardly any disruptive contours on the surface of the plate-like first sub-element. In addition, accessibility for functional components that have to be attached (welded) to the first sub-element can advantageously be improved, since in particular there are hardly any interfering contours on the first sub-element. Furthermore, costs can also be advantageously reduced, in particular by using simpler tools, in particular injection molding tools, to produce the complexity-reduced first sub-element. Further costs can be advantageously saved if only the first sub-element is made of a more expensive laser-transmissive material to enable the sub-elements to be welded, since the first sub-element consists of comparatively less material due to the plate-like design.
Insbesondere bildet das Thermalmodul ein austauschbares, komplexes Element innerhalb eines Gesamtsystems, insbesondere innerhalb des, vorzugsweise elektrisch angetriebenen, Fahrzeugs, aus. Alternative Einsatzgebiete zum Fahrzeug, zum Beispiel in industriellen Anlagen oder in der Haustechnik sind jedoch ebenfalls denkbar. Insbesondere bildet das Thermalmodul dabei eine geschlossene Funktionseinheit aus. Insbesondere umfasst das Thermalmodul zumindest einen Großteil eines Kühlkreislaufs und/oder zumindest einen Großteil eines Kältekreislaufs für ein Fahrzeug. Unter einem Großteil soll insbesondere 51%, vorzugsweise 66%, bevorzugt 80% und besonders bevorzugt 95% verstanden werden. Insbesondere ist das Thermalmodul zumindest an einer Temperierung (heizen oder kühlen) einer Komponente oder eines Fahrgastraums des Fahrzeugs beteiligt. Insbesondere sind in dem Thermalmodul Kühlmittel- und/oder Kältemittelschläuche und/oder Kühlmittel- und/oder Kältemittelleitungen des Kühlkreislaufs/Kältekreislaufs für das Fahrzeug in einem gemeinsamen, vorzugsweise schlauchfreien, Modul zusammengefasst. Insbesondere könnte an die Montagestellen der Thermalmodulvorrichtung eine oder mehrere der folgenden Funktionalkomponenten montiert sein: a) Sensor(en), b) Umschaltventil(e) c) Regelventil(e), d) Rückschlagventil(e), e) Wärmetauscher, f) Pumpe(n), g) Chiller und/oder h) PTC (Positive Temperature Coefficient)-Heizer. Vorzugsweise umfasst die Thermalmodulvorrichtung oder ein mittels der Thermalmodulvorrichtung hergestelltes Thermalmodul wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei der in der obigen Liste genannten Funktionalkomponenten. Insbesondere ist der Strömungskanal zu einer Leitung eines Kältemittels und/oder eines Kühlmittels vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich könnte der Strömungskanal auch zu einer Leitung eines Heizmittels vorgesehen sein. Vorzugsweise weist die Thermalmodulvorrichtung mehr als einen Strömungskanal auf, vorzugsweise mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei und besonders bevorzugt mindestens mehr als drei. Insbesondere sind die Strömungskanäle der Thermalmodulvorrichtung zumindest zu einem Großteil ihrer Kanalerstreckungen vollständig umlaufend durch die beiden Teilelemente begrenzt. Darunter, dass ein Strömungskanal integral durch eines oder mehrere der Teilelemente gebildet ist soll insbesondere verstanden werden, dass der Strömungskanal als eine Vertiefung in zumindest einem der Teilelemente zumindest teilweise vorgegeben ist. Insbesondere ist das erste Teilelement ein Spritzguss-Kunststoffteil. Insbesondere ist das zweite Teilelement ein Spritzguss- Kunststoffteil. In particular, the thermal module forms an exchangeable, complex element within an overall system, in particular within the, preferably electrically driven, vehicle. However, alternative areas of application to the vehicle, for example in industrial plants or in building technology, are also conceivable. In particular, the thermal module forms a closed functional unit. In particular, the thermal module comprises at least a large part of a cooling circuit and/or at least a large part of a refrigeration circuit for a vehicle. A majority should be understood to mean in particular 51%, preferably 66%, preferably 80% and particularly preferably 95%. In particular, the thermal module is involved at least in temperature control (heating or cooling) of a component or a passenger compartment of the vehicle. In particular, coolant and/or refrigerant hoses and/or coolant and/or refrigerant lines of the cooling circuit/refrigeration circuit for the vehicle are combined in the thermal module in a common, preferably hose-free, module. In particular, could One or more of the following functional components must be mounted at the mounting points of the thermal module device: a) sensor(s), b) changeover valve(s) c) control valve(s), d) check valve(s), e) heat exchanger, f) pump(s) , g) chiller and/or h) PTC (Positive Temperature Coefficient) heater. Preferably, the thermal module device or a thermal module produced by means of the thermal module device comprises at least two, preferably at least three, of the functional components mentioned in the list above. In particular, the flow channel is provided for a line of a refrigerant and/or a coolant. Alternatively or additionally, the flow channel could also be provided as a line for a heating medium. The thermal module device preferably has more than one flow channel, preferably at least two, preferably at least three and particularly preferably at least more than three. In particular, the flow channels of the thermal module device are completely circumferentially delimited by the two sub-elements, at least to a large extent of their channel extensions. The fact that a flow channel is formed integrally by one or more of the sub-elements should be understood in particular to mean that the flow channel is at least partially predetermined as a recess in at least one of the sub-elements. In particular, the first sub-element is an injection-molded plastic part. In particular, the second sub-element is an injection-molded plastic part.
Insbesondere ist die Grundeinheit durch das Zusammenfügen der beiden Teilelemente in Richtungen senkrecht zu deren Haupterstreckungsebenen gebildet. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere sind die Montagestellen voneinander räumlich getrennt. Insbesondere kann zumindest eine der Montagestellen mit dem Strömungskanal leitungsverbunden sein. Darunter, dass der Strömungskanal „vollständig umlaufend begrenzt ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Wände des Strömungskanals in einem Querschnitt des Strömungskanals in der Querschnittsebene öffnungsfrei sind. Insbesondere weist das erste Teilelement in dem anspruchsgemäßen Bereich eine Plattenform auf. Unter einer plattenartigen Ausbildung soll insbesondere eine Ausbildung in einer Form eines flachen, überall etwa gleich dicken, auf zwei gegenüberliegenden Seiten von je einer im Verhältnis zur Dicke sehr ausgedehnten ebenen Fläche begrenzten Objekts, vorzugsweise aus einem zumindest im Wesentlichen biegesteifen Material, verstanden werden. In particular, the basic unit is formed by joining the two sub-elements together in directions perpendicular to their main extension planes. A “main extension plane” of a structural unit is to be understood in particular as a plane which is parallel to a largest side surface of a smallest imaginary cuboid, which just completely encloses the structural unit, and in particular runs through the center of the cuboid. “Provided” is intended to mean, in particular, specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular as: that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state. In particular, the assembly points are spatially separated from one another. In particular, at least one of the assembly points can be connected to the flow channel. The fact that the flow channel is “completely circumferential” should be understood in particular to mean that the walls of the flow channel are free of openings in a cross section of the flow channel in the cross-sectional plane. In particular, the first sub-element has a plate shape in the claimed area. A plate-like design is intended to be understood in particular as a design in the form of a flat object with approximately the same thickness everywhere and limited on two opposite sides by a flat surface that is very extensive in relation to the thickness, preferably made of an at least essentially rigid material.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Thermalmodulvorrichtung einen weiteren Strömungskanal aufweist, welcher von den Teilelementen zumindest in einem Strömungsabschnitt des weiteren Strömungskanals vollständig umlaufend begrenzt ist und welcher durch die Teilelemente integral ausgebildet ist, wobei das erste Teilelement zumindest in einem Bereich des Strömungsabschnitts des weiteren Strömungskanals eben und/oder plattenartig ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine einfache Montage eines komplexen Thermalmoduls ermöglicht werden. Insbesondere ist der weitere Strömungskanal von dem Strömungskanal verschieden. Es ist denkbar, dass zwischen dem Strömungskanal und dem weiteren Strömungskanal keine Strömungsverbindung existiert oder dass der Strömungskanal und der weitere Strömungskanal jeweils Verästelungen eines gemeinsamen Strömungskanalsystems ausbilden. Furthermore, it is proposed that the thermal module device has a further flow channel, which is completely circumferentially delimited by the sub-elements at least in a flow section of the further flow channel and which is integrally formed by the sub-elements, wherein the first sub-element is flat at least in a region of the flow section of the further flow channel and/or is designed like a plate. This advantageously enables simple assembly of a complex thermal module. In particular, the further flow channel is different from the flow channel. It is conceivable that there is no flow connection between the flow channel and the further flow channel or that the flow channel and the further flow channel each form branches of a common flow channel system.
Wenn mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 90 %, einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements auf einer zu dem Strömungskanal hin weisenden ersten Seite des ersten Teilelements zumindest im Wesentlichen eben ist, können die vorgenannten Vorteile der plattenartigen/ebenen Ausbildung vorteilhaft weiter ausgebaut werden. Vorteilhaft kann die Positionierung der beiden Teilelemente zueinander während der Montage besonders vereinfacht werden. If more than 80%, preferably more than 90%, of a total surface of the first sub-element on a first side of the first sub-element facing the flow channel is at least essentially flat, the aforementioned advantages of the plate-like/flat design can advantageously continue get extended. The positioning of the two sub-elements relative to one another during assembly can advantageously be particularly simplified.
Wenn zudem mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 90 %, einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements auf einer von dem Strömungskanal weg weisenden zweiten Seite des ersten Teilelements zumindest im Wesentlichen eben ist, können die vorgenannten Vorteile der plattenartigen/ebenen Ausbildung vorteilhaft weiter ausgebaut werden. Vorteilhaft kann eine Montage von Funktionalbauteilen an der zweiten Seite des ersten Teilelements besonders vereinfacht werden. If more than 80%, preferably more than 90%, of a total surface of the first sub-element on a second side of the first sub-element facing away from the flow channel is at least essentially flat, the aforementioned advantages of the plate-like/flat design can advantageously be further expanded. Advantageously, assembly of functional components on the second side of the first sub-element can be particularly simplified.
Wenn außerdem das erste Teilelement auf mehr als 80 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements, vorzugsweise auf mehr als 90 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements und bevorzugt zu 100 %, plattenartig ausgebildet ist, können die vorgenannten Vorteile der plattenartigen/ebenen Ausbildung vorteilhaft weiter ausgebaut werden. Vorteilhaft kann eine Herstellung des ersten Teilelements besonders vereinfacht und insbesondere vergünstigt werden. Insbesondere ist das erste Teilelement abgesehen von / außerhalb von Anschlussstellen der Strömungskanäle an Funktionalkomponenten plattenartig ausgebildet. Vorzugsweise weist das erste Teilelement zumindest im Wesentlichen eine Form einer rechteckigen Platte auf. Vorzugsweise weicht das erste Teilelement an weniger als 10 %, vorzugsweise an weniger als 5 % seiner Gesamtflächenerstreckung, insbesondere abgesehen von den Montagestellen für die Montage der, bevorzugt elektrischen, Funktionalkomponenten, eine wesentliche Abweichung von der Plattenform / von der plattenartigen Ausbildung ab. Insbesondere weist das erste Teilelement in zumindest einem Teilbereich, der keinen Strömungskanal begrenzt, eine identische Oberflächenform auf wie in dem Teilbereich, in dem das erste Teilelement den Strömungsabschnitt des Strömungskanals begrenzt. If, in addition, the first sub-element is plate-like on more than 80% of a total surface of the first sub-element, preferably on more than 90% of a total surface of the first sub-element and preferably 100%, the aforementioned advantages of the plate-like/planar design can advantageously be further expanded . Advantageously, production of the first sub-element can be particularly simplified and, in particular, cheaper. In particular, the first sub-element is designed like a plate apart from/outside of connection points of the flow channels on functional components. Preferably, the first sub-element has at least essentially the shape of a rectangular plate. Preferably, the first partial element deviates significantly from the plate shape/from the plate-like design at less than 10%, preferably at less than 5%, of its total surface extent, in particular apart from the assembly points for the assembly of the, preferably electrical, functional components. In particular, the first sub-element has an identical surface shape in at least one sub-region that does not delimit a flow channel as in the sub-region in which the first sub-element delimits the flow section of the flow channel.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zweite Teilelement eine Vertiefung aufweist, welche den Strömungskanal zumindest in dem Strömungsabschnitt des Strömungskanals definiert, insbesondere dessen Verlauf in der Grundeinheit festlegt. Dadurch kann eine vorteilhafte Strömungskanalintegration ermöglicht werden. Insbesondere weist das zweite Teilelement in keinem Teilbereich, der keinen Strömungskanal begrenzt, eine identische Oberflächenform auf wie in dem Teilbereich, in dem das zweite Teilelement den Strömungsabschnitt des Strömungskanals begrenzt. Insbesondere weist das zweite Teilelement eine weitere Vertiefung auf, welche den weiteren Strömungskanal zumindest in dem Strömungsabschnitt des weiteren Strömungskanals definiert, insbesondere dessen Verlauf in der Grundeinheit festlegt. Vorteilhaft befinden sich ein Großteil aller kritischen (nicht ebenen / unebenen) Geometrien der Thermalmodulvorrichtung, insbesondere des Strömungskanals / der Strömungskanäle auf dem zweiten Teilelement. Vorzugsweise werden die Verläufe der Strömungskanäle (bzw. des Strömungskanals) der Thermalmodulvorrichtung vollständig durch das zweite Teilelement bestimmt. Insbesondere bildet das erste Teilelement lediglich einen (ebenen) Verschluss für den Strömungskanal / die Strömungskanäle der Thermalmodulvorrichtung aus. Furthermore, it is proposed that the second sub-element has a recess which defines the flow channel at least in the flow section of the Flow channel defined, in particular defining its course in the basic unit. This makes advantageous flow channel integration possible. In particular, the second sub-element does not have an identical surface shape in any sub-region that does not delimit a flow channel as in the sub-region in which the second sub-element delimits the flow section of the flow channel. In particular, the second sub-element has a further recess, which defines the further flow channel at least in the flow section of the further flow channel, in particular determines its course in the basic unit. Advantageously, a majority of all critical (non-flat/uneven) geometries of the thermal module device, in particular of the flow channel/s, are located on the second sub-element. Preferably, the courses of the flow channels (or the flow channel) of the thermal module device are completely determined by the second sub-element. In particular, the first sub-element merely forms a (flat) closure for the flow channel(s) of the thermal module device.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die den Strömungskanal definierende Vertiefung und/oder die den weiteren Strömungskanal definierende weitere Vertiefung länglich gerade, gekurvt oder mäandernd (kurvenreich / verschlungen / schlängelnd) in einer zu einer Haupterstreckungsebene der Grundeinheit parallelen Strömungsebene erstreckt ist, insbesondere in einer zu einer Haupterstreckungsebene des ersten Teilelements parallelen Strömungsebene erstreckt ist. Dadurch kann eine vorteilhaft vielfältig gestaltbare Strömungskanalintegration ermöglicht werden. Furthermore, it is proposed that the recess defining the flow channel and/or the further recess defining the further flow channel is elongated, straight, curved or meandering (curvy/winding/meandering) in a flow plane parallel to a main extension plane of the basic unit, in particular in a flow plane Main extension plane of the first sub-element extends parallel to the flow plane. This allows flow channel integration to be advantageously designed in a variety of ways.
Überdies wird vorgeschlagen, dass die Vertiefung einen U-förmigen oder einen teilkreisförmigen, vorzugsweise halbkreisförmigen, Querschnitt aufweist. Dadurch können vorteilhafte Strömungseigenschaften erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine hohe Materialverbrauchseffizienz erreicht werden. Außerdem kann vorteilhaft eine einfache Herstellung ermöglicht werden. Des Weiteren kann vorteilhaft ein besonders großes Verhältnis aus Strömungsvolumen und Strömungskanalumfang erreicht werden. Unter einem U-förmigen Querschnitt soll insbesondere ein Querschnitt verstanden werden, welcher eine Form aufweist, die der des lateinischen Großbuchstabens U, insbesondere in der Computer-Schriftart „Arial“, stark ähnelt / zumindest im Wesentlichen entspricht. Insbesondere weist die Vertiefung einen wannenförmigen Querschnitt auf. Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass die Vertiefung einen von dem U-förmigen Querschnitt oder dem teilkreisförmigen Querschnitt verschiedenen Querschnitt aufweist, z.B. einen trapezförmigen Querschnitt, einen vieleckigen / polygonalen (dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen, etc.) Querschnitt oder einen Querschnitt eines Parallelogramms. Insbesondere sind in diesem Fall innere Kanten und/oder äußere Kanten der Querschnittsformen verrundet/abgerundet. Furthermore, it is proposed that the recess has a U-shaped or a part-circular, preferably semi-circular, cross-section. This allows advantageous flow properties to be achieved. In addition, a high material consumption efficiency can advantageously be achieved. In addition, simple production can advantageously be made possible. Furthermore, a particularly large ratio of flow volume and Flow channel circumference can be achieved. A U-shaped cross-section is intended to mean, in particular, a cross-section which has a shape that closely resembles/at least essentially corresponds to that of the Latin capital letter U, in particular in the computer font “Arial”. In particular, the depression has a trough-shaped cross section. Alternatively, it is proposed that the recess has a cross-section different from the U-shaped cross-section or the part-circular cross-section, for example a trapezoidal cross-section, a polygonal/polygonal (triangular, square, pentagonal, etc.) cross-section or a cross-section of a parallelogram. In particular, in this case, inner edges and/or outer edges of the cross-sectional shapes are rounded/rounded off.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass von den beiden Teilelementen lediglich das erste Teilelement aus einem lasertransmissiven Material ausgebildet ist. Dadurch können vorteilhaft Herstellungskosten gering gehalten werden, insbesondere da das lasertransmissive Material in der Regel hochpreisiger ist als ein nicht- lasertransmissives Material. Verschiedene lasertransmissive Polymere, welche sich für ein Spritzgießen und ein Laserschweißen eignen, sind dem Fachmann aus seinem Alltagswissen bekannt. Insbesondere ist das zweite Teilelement aus einem nicht-lasertransmissiven Material ausgebildet. In addition, it is proposed that of the two sub-elements, only the first sub-element is made of a laser-transmissive material. As a result, manufacturing costs can advantageously be kept low, especially since the laser-transmissive material is generally more expensive than a non-laser-transmissive material. Various laser-transmissive polymers that are suitable for injection molding and laser welding are known to those skilled in the art from their everyday knowledge. In particular, the second sub-element is made of a non-laser-transmissive material.
Wenn das zweite Teilelement und/oder das erste Teilelement einstückig, vorzugsweise monolithisch, ausgebildet ist/sind, kann vorteilhaft eine besonders einfache und/oder kostengünstige Montage ermöglicht werden. Unter „einstückig“ soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. If the second sub-element and/or the first sub-element is/are formed in one piece, preferably monolithically, a particularly simple and/or cost-effective assembly can advantageously be made possible. “One-piece” is intended to mean, in particular, materially connected, such as through a welding process and/or gluing process, etc., and particularly advantageously formed, such as through production from a single casting and/or through production in a single- or multi-component injection molding process.
Wenn alternativ das erste Teilelement in mehrere separate Teilelementstücke unterteilt ausgebildet ist, kann vorteilhaft ein besonders geringer Materialverbrauch und damit insbesondere auch ein Kostenvorteil erreicht werden. Insbesondere könnten die separaten Teileelementstücke derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass sie jeweils nur einzelne Strömungskanäle der Thermalmodulvorrichtung, insbesondere Vertiefungen des zweiten Teilelements, abdecken. Zudem könnte durch die Auftrennung in die mehreren separaten Teilelementstücke gegebenenfalls eine einfachere Positionierung des ersten Teilelements relativ zu dem zweiten Teilelement erreicht werden. Alternatively, if the first sub-element is designed to be divided into several separate sub-element pieces, a particularly small amount can advantageously be achieved Material consumption and thus, in particular, a cost advantage can be achieved. In particular, the separate partial element pieces could be designed and/or arranged in such a way that they only cover individual flow channels of the thermal module device, in particular depressions of the second partial element. In addition, a simpler positioning of the first sub-element relative to the second sub-element could possibly be achieved by separating it into the several separate sub-element pieces.
Wenn dabei unterschiedliche Teilelementstücke des ersten Teilelements jeweils zumindest einen unterschiedlichen zusammenhängenden Strömungskanal teilweise oder vollständig abdecken, kann vorteilhaft eine hohe Dichtigkeit mit einem minimierten Materialeinsatz kombiniert werden. Insbesondere könnte ein erstes Teilelementstück des ersten Teilelements den Strömungskanal, insbesondere vollständig, abdecken, während ein zweites Teileelementstück des ersten Teilelements den weiteren Strömungskanal, insbesondere vollständig, abdeckt. If different partial element pieces of the first partial element each partially or completely cover at least one different connected flow channel, a high level of tightness can advantageously be combined with a minimized use of material. In particular, a first sub-element piece of the first sub-element could cover the flow channel, in particular completely, while a second sub-element piece of the first sub-element covers the further flow channel, in particular completely.
Ferner werden das erste Teilelement der Grundeinheit der Thermalmodulvorrichtung und das zweite Teilelement der Grundeinheit der Thermalmodulvorrichtung, ein Thermalmodul mit der Thermalmodulvorrichtung und mit zumindest zwei voneinander getrennt ausgebildeten, vorzugsweise verschiedenen, insbesondere elektrischen, Funktionalkomponenten, welche als Sensoreinheit, als Umschaltventil, als Regelventil, als Pumpe, als Rückschlagventil, als Wärmetauscher, als Pumpe, als Chiller oder als PTC-Heizer ausgebildet sind und/oder ein Fahrzeug mit dem Thermalmodul vorgeschlagen. Dadurch können vorteilhafte Eigenschaften für eine Montage/Herstellung, insbesondere des Thermalmoduls, und/oder eine Kostenreduzierung erreicht werden. Die zumindest zwei Funktionalkomponenten können funktional identisch oder funktional verschieden sein. Insbesondere können die zumindest zwei Funktionalkomponenten beide als ein Element aus der obigen Liste oder als unterschiedliche Elemente aus der obigen Liste ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Thermalmodulvorrichtung, das erfindungsgemäße Thermalmodul und das erfindungsgemäße Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Thermalmodulvorrichtung, das erfindungsgemäße Thermalmodul und das erfindungsgemäße Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Furthermore, the first sub-element of the basic unit of the thermal module device and the second sub-element of the basic unit of the thermal module device, a thermal module with the thermal module device and with at least two separately designed, preferably different, in particular electrical, functional components, which act as a sensor unit, as a switching valve, as a control valve, as Pump, as a check valve, as a heat exchanger, as a pump, as a chiller or as a PTC heater and / or a vehicle with the thermal module is proposed. As a result, advantageous properties for assembly/manufacture, in particular of the thermal module, and/or cost reduction can be achieved. The at least two functional components can be functionally identical or functionally different. In particular, the at least two functional components can both be designed as one element from the above list or as different elements from the above list. The thermal module device according to the invention, the thermal module according to the invention and the vehicle according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the thermal module device according to the invention, the thermal module according to the invention and the vehicle according to the invention can have a number of individual elements, components and units that deviate from the number of individual elements, components and units mentioned here in order to fulfill a function of operation described herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the following drawing description. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, description and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will also expediently consider the features individually and combine them into further sensible combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Thermalmodul, 1 shows a cross section through a thermal module known from the prior art,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Thermalmodul, 2 shows a schematic side view of a vehicle with a thermal module,
Fig. 3a eine schematische perspektivische Oberansicht des Thermalmoduls mit einer Thermalmodulvorrichtung,3a shows a schematic perspective top view of the thermal module with a thermal module device,
Fig. 3b eine schematische perspektivische Unteransicht des Thermalmoduls mit der Thermalmodulvorrichtung,3b is a schematic perspective bottom view of the thermal module with the thermal module device,
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines Teils der Thermalmodulvorrichtung in einem Bereich eines Strömungsabschnitts eines Strömungskanals des Thermalmoduls und Fig. 5 eine schematische perspektivische Oberansicht eines alternativen Thermalmoduls mit einer alternativen Thermalmodulvorrichtung. 4 shows a schematic sectional view of a part of the thermal module device in a region of a flow section of a flow channel of the thermal module and Fig. 5 is a schematic perspective top view of an alternative thermal module with an alternative thermal module device.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments
Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Thermalmodul, bei welchem ein Strömungskanal durch zwei halbkreisförmige Vertiefungen in einer Oberschale und einer Unterschale gebildet ist. Um eine ausreichende Dichtigkeit zu erreichen, müssen in diesem Fall die Oberschale und die Unterschale beim Zusammenfügen sehr präzise zueinander ausgerichtet werden. Figure 1 shows a cross section through a thermal module known from the prior art, in which a flow channel is formed by two semicircular depressions in an upper shell and a lower shell. In order to achieve sufficient tightness, in this case the upper shell and the lower shell must be aligned very precisely with one another when they are put together.
Die Figur 2 zeigt schematisch ein Fahrzeug 46a in einer Seitenansicht. Das Fahrzeug 46a ist als ein elektrisch betriebenes, insbesondere batterieelektrisch betriebenes, Fahrzeug 46a ausgebildet. Das Fahrzeug 46a weist ein Thermalmodul 42a auf. Das Thermalmodul 42a stellt eine Kühlfunktion für Komponenten des Fahrzeugs 46a zur Verfügung. Das Thermalmodul 42a stellt eine Kältefunktion zu einer Klimatisierung eines Fahrgastraums des Fahrzeugs 46a zur Verfügung. Das Thermalmodul 42a könnte zudem auch eine Heizfunktion zu einer Heizung von Komponenten des Fahrzeugs 46a oder des Fahrgastraums des Fahrzeugs 46a zur Verfügung stellen. Das Thermalmodul 42a ist in Modulbauweise in das Fahrzeug 46a eingebaut. Figure 2 shows schematically a vehicle 46a in a side view. The vehicle 46a is designed as an electrically operated, in particular battery-electrically operated, vehicle 46a. The vehicle 46a has a thermal module 42a. The thermal module 42a provides a cooling function for components of the vehicle 46a. The thermal module 42a provides a cooling function for air conditioning of a passenger compartment of the vehicle 46a. The thermal module 42a could also provide a heating function for heating components of the vehicle 46a or the passenger compartment of the vehicle 46a. The thermal module 42a is installed in the vehicle 46a in a modular design.
Die Figur 3a zeigt eine schematische perspektivische Oberansicht eines beispielhaften Thermalmoduls 42a. Die Figur 3b zeigt eine schematische perspektivische Unteransicht des beispielhaften Thermalmoduls 42a. Das dargestellte Thermalmodul 42a weist zwei Funktionalkomponenten 16a, 48a auf. Prinzipiell kann ein Thermalmodul 42a auch mehr als zwei Funktionalkomponenten 16a, 48a aufweisen. Die Funktionalkomponenten 16a, 48a sind elektrisch betreibbar oder ansteuerbar. Die Funktionalkomponenten 16a, 48a sind zueinander verschieden ausgebildet. Die Funktionalkomponenten 16a, 48a erfüllen unterschiedliche Funktionen in dem Thermalmodul 42a. Die Funktionalkomponenten 16a, 48a weisen unterschiedliche Funktionsweisen auf. Eine erste Funktionalkomponente 16a ist beispielhaft als Umschaltventil ausgebildet. Eine zweite Funktionalkomponente 48a ist beispielhaft als Pumpe ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich können die Funktionalkomponenten 16a, 48a auch als Sensoreinheit, als Regelventil, als Rückschlagventil, als Wärmetauscher, als Pumpe, als Chiller, als PTC-Heizer, etc. ausgebildet sein. Es wäre jedoch alternativ auch denkbar, dass die beiden Funktionalkomponenten 16a, 48a ähnliche oder gleiche Funktionen in dem Thermalmodul 42a erfüllen und/oder dass die beiden Funktionalkomponenten 16a, 48a ähnliche oder gleiche Funktionsweisen aufweisen. Beispielsweise könnten in diesem Fall beide Funktionalkomponenten 16a, 48a jeweils als Pumpen oder jeweils als Ventile ausgebildet sein. Das Thermalmodul 42a bildet einen Thermalkreislauf 18a aus. Der Thermalkreislauf 18a bildet einen Kühlkreislauf oder einen Kältekreislauf aus. Die Funktionalkomponenten 16a, 48a sind dem Thermalkreislauf 18a des Thermalmoduls 42a zugeordnet. Der Thermalkreislauf 18a weist einen Strömungskanal 20a auf. Das Thermalmodul 42a, insbesondere eine Thermalmodulvorrichtung 40a des Thermalmoduls 42a, weist einen weiteren Strömungskanal 30a auf. Der weitere Strömungskanal 30a kann Teil des Thermalkreislaufs 18a sein oder einem weiteren Thermalkreislauf des Thermalmoduls 42a zugeordnet sein. Das Thermalmodul 42a weist die Thermalmodulvorrichtung 40a auf. Die Thermalmodulvorrichtung 40a kann als eine Kühlmodulvorrichtung oder als eine Kältemodulvorrichtung ausgebildet sein. Figure 3a shows a schematic perspective top view of an exemplary thermal module 42a. Figure 3b shows a schematic perspective bottom view of the exemplary thermal module 42a. The thermal module 42a shown has two functional components 16a, 48a. In principle, a thermal module 42a can also have more than two functional components 16a, 48a. The functional components 16a, 48a can be operated or controlled electrically. The functional components 16a, 48a are designed differently from one another. The functional components 16a, 48a fulfill different functions in the thermal module 42a. The Functional components 16a, 48a have different functions. A first functional component 16a is designed, for example, as a switching valve. A second functional component 48a is designed, for example, as a pump. Alternatively or additionally, the functional components 16a, 48a can also be designed as a sensor unit, as a control valve, as a check valve, as a heat exchanger, as a pump, as a chiller, as a PTC heater, etc. However, it would alternatively also be conceivable that the two functional components 16a, 48a fulfill similar or identical functions in the thermal module 42a and/or that the two functional components 16a, 48a have similar or identical functionalities. For example, in this case both functional components 16a, 48a could each be designed as pumps or as valves. The thermal module 42a forms a thermal circuit 18a. The thermal circuit 18a forms a cooling circuit or a refrigeration cycle. The functional components 16a, 48a are assigned to the thermal circuit 18a of the thermal module 42a. The thermal circuit 18a has a flow channel 20a. The thermal module 42a, in particular a thermal module device 40a of the thermal module 42a, has a further flow channel 30a. The further flow channel 30a can be part of the thermal circuit 18a or can be assigned to a further thermal circuit of the thermal module 42a. The thermal module 42a has the thermal module device 40a. The thermal module device 40a can be designed as a cooling module device or as a cold module device.
Die Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils der Thermalmodulvorrichtung 40a in einem Bereich eines Strömungsabschnitts 26a des Strömungskanals 20a. Die Thermalmodulvorrichtung 40a umfasst eine Grundeinheit 10a. Die Grundeinheit 10a ist zu einer Ausbildung zumindest von Strömungsabschnitten 26a, 36a der Strömungskanäle 20a, 30a vorgesehen. Die Grundeinheit 10a ist zu einer Halterung der Funktionalkomponenten 16a, 48a vorgesehen. Die Grundeinheit 10a weist eine Haupterstreckungsebene auf. Die Strömungskanäle 20a, 30a verlaufen innerhalb einer Strömungsebene, welche parallel zu der Haupterstreckungsebene angeordnet ist. Die Strömungskanäle 20a, 30a verlaufen abschnittsweise länglich gerade, abschnittsweise gekurvt und abschnittsweise mäandernd in der Strömungsebene. 4 shows a schematic sectional view of a part of the thermal module device 40a in a region of a flow section 26a of the flow channel 20a. The thermal module device 40a includes a basic unit 10a. The basic unit 10a is intended to form at least flow sections 26a, 36a of the flow channels 20a, 30a. The basic unit 10a is intended to hold the functional components 16a, 48a. The basic unit 10a has a main extension plane. The flow channels 20a, 30a run within a flow plane, which is arranged parallel to the main extension plane. The flow channels 20a, 30a run elongated straight in sections, curved in sections and meandering in sections in the flow plane.
Die Grundeinheit 10a weist ein erstes Teilelement 12a auf. Das erste Teilelement 12a bildet eine Oberschale des Thermalmoduls 42a zumindest teilweise aus. Das erste Teilelement 12a bildet eine Oberschale des Strömungskanals 20a zumindest abschnittsweise aus. Das erste Teilelement 12a ist einstückig ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist monolithisch ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist als ein Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt. Das erste Teilelement 12a ist aus einem lasertransmissiven Material ausgebildet. Mehr als 80 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements 12a ist auf einer zu dem Strömungskanal 20a hin weisenden ersten Seite 28a des ersten Teilelements 12a eben. Mehr als 80 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements 12a ist auf einer von dem Strömungskanal 20a weg weisenden zweiten Seite 38a des ersten Teilelements 12a eben. Das erste Teilelement 12a ist auf mehr als 80 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements 12a plattenartig ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist zumindest im Wesentlichen als rechteckige ebene Platte (mit Ausnehmungen) ausgebildet (vgl. auch Fig. 3a). The basic unit 10a has a first sub-element 12a. The first sub-element 12a at least partially forms an upper shell of the thermal module 42a. The first sub-element 12a forms an upper shell of the flow channel 20a at least in sections. The first sub-element 12a is formed in one piece. The first sub-element 12a is monolithic. The first sub-element 12a is manufactured as a plastic injection molded part. The first sub-element 12a is made of a laser-transmissive material. More than 80% of a total surface of the first sub-element 12a is flat on a first side 28a of the first sub-element 12a facing the flow channel 20a. More than 80% of a total surface of the first sub-element 12a is flat on a second side 38a of the first sub-element 12a that faces away from the flow channel 20a. The first sub-element 12a is plate-like on more than 80% of a total surface of the first sub-element 12a. The first sub-element 12a is at least essentially designed as a rectangular flat plate (with recesses) (see also FIG. 3a).
Die Grundeinheit 10a weist ein zweites Teilelement 22a auf. Das zweite Teilelement 22a bildet eine Unterschale aus. Das zweite Teilelement 22a ist einstückig ausgebildet. Das zweite Teilelement 22a ist monolithisch ausgebildet. Das zweite Teilelement 22a ist als ein Spritzguss-Kunststoffteil ausgebildet. Das zweite Teilelement 22a ist aus einem nicht-lasertransmissiven Material ausgebildet. Alternativ könnte jedoch auch das zweite Teilelement 22a aus einem lasertransmissiven Material, insbesondere mit derselben Lasertransmissivität wie das erste Teilelement 12a oder mit einer auf eine andere Laserwellenlänge als das erste Teilelement 12a abgestimmten Lasertransmissivität, ausgebildet sein. Die Grundeinheit 10a ist durch ein Zusammenfügen des ersten Teilelements 12a mit dem zweiten Teilelement 22a ausgebildet. Die beiden Teilelemente 12a, 22a sind aneinander fixiert, beispielsweise miteinander verschweißt, verklebt und/oder verschraubt oder dergleichen. Die Grundeinheit 10a umfasst wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei und bevorzugt mehr als drei, jeweils zumindest einem der Teilelemente 12a, 22a zugeordnete vorbereitete Montagestellen 14a, 24a. Die vorbereiteten Montagestellen 14a, 24a sind jeweils zu einer Montage einer der Funktionalkomponenten 16a, 48a vorgesehen. Die Grundeinheit 10a umfasst den Strömungskanal 20a des Thermalkreislaufs 18a. Das zweite Teilelement 22a weist eine Vertiefung 32a auf. Die Vertiefung 32a des zweiten Teilelements 22a definiert den Strömungskanal 20a zumindest in dem Strömungsabschnitt 26a des Strömungskanals 20a. Die Vertiefung 32a des zweiten Teilelements 22a legt einen Verlauf des Strömungskanals 20a in der Grundeinheit 10a fest. Die Vertiefung 32a ist abschnittsweise länglich gerade, abschnittsweise gekurvt und/oder abschnittsweise mäandernd in der Strömungsebene erstreckt. The basic unit 10a has a second sub-element 22a. The second sub-element 22a forms a lower shell. The second sub-element 22a is formed in one piece. The second sub-element 22a is monolithic. The second sub-element 22a is designed as an injection-molded plastic part. The second sub-element 22a is made of a non-laser-transmissive material. Alternatively, however, the second sub-element 22a could also be formed from a laser-transmissive material, in particular with the same laser transmissivity as the first sub-element 12a or with a laser transmissivity matched to a different laser wavelength than the first sub-element 12a. The basic unit 10a is formed by assembling the first sub-element 12a with the second sub-element 22a. The two sub-elements 12a, 22a are fixed to one another, for example welded, glued and/or together screwed or something similar. The basic unit 10a comprises at least two, preferably at least three and preferably more than three, prepared assembly points 14a, 24a, each assigned to at least one of the sub-elements 12a, 22a. The prepared assembly points 14a, 24a are each intended for assembly of one of the functional components 16a, 48a. The basic unit 10a includes the flow channel 20a of the thermal circuit 18a. The second sub-element 22a has a recess 32a. The depression 32a of the second sub-element 22a defines the flow channel 20a at least in the flow section 26a of the flow channel 20a. The depression 32a of the second sub-element 22a defines a course of the flow channel 20a in the base unit 10a. The depression 32a is elongated in sections, curved in sections and/or extends in a meandering manner in sections in the flow plane.
Die Vertiefung 32a des zweiten Teilelements 22a weist einen U-förmigen Querschnitt auf. Die Vertiefung 32a des zweiten Teilelements 22a weist zumindest abschnittsweise einen teilkreisförmigen Querschnitt auf. Der Strömungskanal 20a ist zumindest in dem in der Fig. 4 dargestellten Strömungsabschnitt 26a vollständig umlaufend durch die beiden zusammengefügten Teilelemente 12a, 22a begrenzt. Das erste Teilelement 12a ist in dem Bereich des Strömungsabschnitts 26a, der den Strömungskanal 20a begrenzt, eben ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist außerhalb des Bereichs des Strömungsabschnitts 26a, der den Strömungskanal 20a begrenzt, eben ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist in dem Bereich des Strömungsabschnitts 26a, der den Strömungskanal 20a begrenzt, plattenartig ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist außerhalb des Bereichs des Strömungsabschnitts 26a, der den Strömungskanal 20a begrenzt, plattenartig ausgebildet. Der Strömungskanal 20a ist durch die beiden Teilelemente 12a, 22a, insbesondere durch die Vertiefung 32a des zweiten Teilelements 22a und die der Vertiefung 32a zugewandte ebene erste Seite 28a des ersten Teilelements 12a, integral ausgebildet. Der Querschnitt des Strömungskanals 20a ähnelt einer oben zugedeckten U-Form. Der weitere Strömungskanal 30a ist analog zu dem Strömungskanal 20a durch die beiden zusammengefügten Teilelemente 12a, 22a zumindest in einem Strömungsabschnitt 36a des weiteren Strömungskanals 30a vollständig umlaufend begrenzt. Der weitere Strömungskanal 30a ist analog zu dem Strömungskanal 20a durch die beiden zusammengefügten Teilelemente 12a, 22a integral ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist in dem Bereich des Strömungsabschnitts 36a, der den weiteren Strömungskanal 30a begrenzt, eben ausgebildet. Das erste Teilelement 12a ist in dem Bereich des Strömungsabschnitts 36a, der den weiteren Strömungskanal 30a begrenzt, plattenartig ausgebildet. Der weitere Strömungskanal 30a weist einen Querschnitt auf, welcher dem des Strömungskanals 20a, der in der Fig. 4 gezeigt ist, entspricht. The recess 32a of the second sub-element 22a has a U-shaped cross section. The recess 32a of the second sub-element 22a has, at least in sections, a part-circular cross section. At least in the flow section 26a shown in FIG. 4, the flow channel 20a is completely circumferentially delimited by the two assembled sub-elements 12a, 22a. The first sub-element 12a is flat in the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a. The first sub-element 12a is flat outside the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a. The first sub-element 12a is designed like a plate in the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a. The first sub-element 12a is designed like a plate outside the area of the flow section 26a, which delimits the flow channel 20a. The flow channel 20a is integrally formed by the two sub-elements 12a, 22a, in particular by the recess 32a of the second sub-element 22a and the flat first side 28a of the first sub-element 12a facing the recess 32a. The cross section of the flow channel 20a resembles a U-shape covered at the top. The further flow channel 30a is, analogously to the flow channel 20a, completely circumferentially delimited by the two assembled sub-elements 12a, 22a, at least in a flow section 36a of the further flow channel 30a. The further flow channel 30a is formed integrally, analogously to the flow channel 20a, by the two joined sub-elements 12a, 22a. The first sub-element 12a is flat in the area of the flow section 36a, which delimits the further flow channel 30a. The first sub-element 12a is designed like a plate in the area of the flow section 36a, which delimits the further flow channel 30a. The further flow channel 30a has a cross section which corresponds to that of the flow channel 20a shown in FIG. 4.
In der Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 4 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt. A further exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numerals, in principle also to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular Figures 1 to 4, can be referred to. To distinguish between the exemplary embodiments, the letter a is placed after the reference numbers of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 4. In the exemplary embodiment in FIG. 5, the letter a is replaced by the letter b.
Die Figur 5 zeigt eine schematische perspektivische Oberansicht eines beispielhaften alternativen Thermalmoduls 42b mit einer alternativen Thermalmodulvorrichtung 40b. Die alternative Thermalmodulvorrichtung 40b weist eine Grundeinheit 10b auf. Die Grundeinheit 10b umfasst ein erstes Teilelement 12b und ein zweites Teilelement 22b. Durch ein Zusammenfügen der beiden Teilelemente 12b, 22b zu der Grundeinheit 10b ist zumindest ein Strömungskanal 20b und zumindest ein weiterer Strömungskanal 30b gebildet. Das erste Teilelement 12b ist in mehrere separate Teilelementstücke 34b, 44b unterteilt ausgebildet. Unterschiedliche Teilelementstücke 34b, 44b des ersten Teilelements 12b decken jeweils einen unterschiedlichen zusammenhängenden Strömungskanal 20b, 30b teilweise oder vollständig ab. Ein erstes Teilelementstück 34b des ersten Teilelements 12b deckt beispielsweise den Strömungskanal 20b ab. Ein zweites Teilelementstück 44b des ersten Teilelements 12b deckt beispielsweise den weiteren Strömungskanal 30b ab. Figure 5 shows a schematic perspective top view of an exemplary alternative thermal module 42b with an alternative thermal module device 40b. The alternative thermal module device 40b has a basic unit 10b. The basic unit 10b includes a first sub-element 12b and a second sub-element 22b. By joining the two sub-elements 12b, 22b to form the basic unit 10b, at least one flow channel 20b and at least one further flow channel 30b are formed. The first sub-element 12b is divided into several separate sub-element pieces 34b, 44b educated. Different partial element pieces 34b, 44b of the first partial element 12b each partially or completely cover a different connected flow channel 20b, 30b. A first sub-element piece 34b of the first sub-element 12b covers, for example, the flow channel 20b. A second partial element piece 44b of the first partial element 12b covers, for example, the further flow channel 30b.
Bezugszeichen Reference symbols
10 Grundeinheit 10 basic unit
12 Erstes Teilelement 12 First sub-element
14 Montagestelle 14 assembly point
16 Funktionalkomponente16 functional component
18 Thermalkreislauf 18 Thermal circuit
20 Strömungskanal 20 flow channel
22 Zweites Teilelement 22 Second sub-element
24 Montagestelle 24 assembly point
26 Strömungsabschnitt 26 flow section
28 Erste Seite 28 First page
30 Weiterer Strömungskanal30 Another flow channel
32 Vertiefung 32 deepening
34 Teilelementstück 34 partial element piece
36 Strömungsabschnitt 36 flow section
38 Zweite Seite 38 Second page
40 Thermalmodulvorrichtung40 thermal module device
42 Thermalmodul 42 thermal module
44 Teilelementstück 44 partial element piece
46 Fahrzeug 46 vehicle
48 Funktionalkomponente 48 functional component

Claims

03.04.2023 April 3, 2023
Ansprüche Thermalmodulvorrichtung (40a-b), insbesondere Kühl- und/oder Kältemodulvorrichtung, beispielsweise für ein, insbesondere elektrisch angetriebenes, Fahrzeug (46a-b), umfassend eine Grundeinheit (10a-b), welche ein erstes Teilelement (12a-b), insbesondere eine Oberschale, und ein zweites Teilelement (22a-b), insbesondere eine Unterschale, aufweist, und welche durch ein Zusammenfügen der beiden Teilelemente (12a-b, 22a-b) ausgebildet ist, umfassend wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei und bevorzugt mehr als drei, jeweils zumindest einem der Teilelemente (12a-b, 22a-b) zugeordnete vorbereitete Montagestellen (14a-b, 24a-b) für eine Montage von, bevorzugt elektrischen, Funktionalkomponenten (16a-b, 48a-b) eines Thermalkreislaufs (18a-b), insbesondere eines Kühlkreislaufs und/oder eines Kältekreislaufs, sowie umfassend zumindest einen Strömungskanal (20a-b) des Thermalkreislaufs (18a-b), welcher von den beiden Teilelementen (12a-b, 22a-b) zumindest in einem Strömungsabschnitt (26a-b) des Strömungskanals (20a-b) vollständig umlaufend begrenzt ist und welcher durch die beiden Teilelemente (12a-b, 22a-b) integral ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilelement (12a-b) zumindest in einem Bereich des Strömungsabschnitts (26a-b) des Strömungskanals (20a-b) eben und/oder plattenartig ausgebildet ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen weiteren Strömungskanal (30a-b), welcher von den Teilelementen (12a-b, 22a-b) zumindest in einem Strömungsabschnitt (36a-b) des weiteren Strömungskanals (30a-b) vollständig umlaufend begrenzt ist und welcher durch die Teilelemente (12a-b, 22a-b) integral ausgebildet ist, wobei das erste Teilelement (12a-b) zumindest in einem Bereich des Strömungsabschnitts (36a-b) des weiteren Strömungskanals (30a-b) eben und/oder plattenartig ausgebildet ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 90 %, einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements (12a-b) auf einer zu dem Strömungskanal (20a-b) hin weisenden ersten Seite (28a-b) des ersten Teilelements (12a-b) zumindest im Wesentlichen eben ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 90 %, einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements (12a-b) auf einer von dem Strömungskanal (20a-b) weg weisenden zweiten Seite (38a-b) des ersten Teilelements (12a-b) zumindest im Wesentlichen eben ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilelement (12a- b) auf mehr als 80 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements (12a-b), vorzugsweise auf mehr als 90 % einer Gesamtoberfläche des ersten Teilelements (12a-b) und bevorzugt zu 100 %, plattenartig ausgebildet ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement (22a- b) eine Vertiefung (32a-b) aufweist, welche den Strömungskanal (20a-b) zumindest in dem Strömungsabschnitt (26a-b) des Strömungskanals (20a- b) definiert, insbesondere dessen Verlauf in der Grundeinheit (10a-b) festlegt. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (32a-b) länglich gerade, gekurvt oder mäandernd in einer zu einer Haupterstreckungsebene der Grundeinheit (10a-b) parallelen Strömungsebene erstreckt ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (32a-b) einen U-förmigen, polygonalen oder teilkreisförmigen Querschnitt aufweist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Teilelementen (12a-b, 22a-b) lediglich das erste Teilelement (12a-b) aus einem lasertransmissiven Material ausgebildet ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement (22a- b) einstückig, vorzugsweise monolithisch, ausgebildet ist. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilelement (12a) einstückig, vorzugsweise monolithisch, oder in mehrere separate Teilelementstücke (34b, 44b) unterteilt ausgebildet ist. 12. Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Teilelementstücke (34b, 44b) des ersten Teilelements (12b) jeweils zumindest einen unterschiedlichen zusammenhängenden Strömungskanal (20b, 30b) teilweise oder vollständig abdecken. Claims Thermal module device (40a-b), in particular cooling and/or refrigeration module device, for example for an, in particular electrically driven, vehicle (46a-b), comprising a basic unit (10a-b), which has a first sub-element (12a-b), in particular an upper shell, and a second sub-element (22a-b), in particular a lower shell, and which is formed by joining the two sub-elements (12a-b, 22a-b), comprising at least two, preferably at least three and preferably more as three prepared assembly points (14a-b, 24a-b), each assigned to at least one of the sub-elements (12a-b, 22a-b), for assembly of, preferably electrical, functional components (16a-b, 48a-b) of a thermal circuit ( 18a-b), in particular a cooling circuit and/or a refrigeration circuit, and comprising at least one flow channel (20a-b) of the thermal circuit (18a-b), which of the two sub-elements (12a-b, 22a-b) at least in one flow section (26a-b) of the flow channel (20a-b) is completely circumferential and which is formed integrally by the two sub-elements (12a-b, 22a-b), characterized in that the first sub-element (12a-b) at least in one Area of the flow section (26a-b) of the flow channel (20a-b) is flat and / or plate-like. Thermal module device (40a-b) according to claim 1, characterized by a further flow channel (30a-b), which of the sub-elements (12a-b, 22a-b) at least in a flow section (36a-b) of the further flow channel (30a-b ) is completely circumferentially limited and which is integrally formed by the sub-elements (12a-b, 22a-b), the first sub-element (12a-b) being at least in a region of the flow section (36a-b) of the further flow channel (30a-b ) is flat and / or plate-like. Thermal module device (40a-b) according to claim 1 or 2, characterized in that more than 80%, preferably more than 90%, of a total surface of the first sub-element (12a-b) is on a first one facing the flow channel (20a-b). Side (28a-b) of the first sub-element (12a-b) is at least substantially flat. Thermal module device (40a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that more than 80%, preferably more than 90%, of a total surface of the first sub-element (12a-b) is on a second one facing away from the flow channel (20a-b). Side (38a-b) of the first sub-element (12a-b) is at least essentially flat. Thermal module device (40a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that the first sub-element (12a-b) is on more than 80% of a total surface of the first sub-element (12a-b), preferably on more than 90% of a total surface of the first Partial element (12a-b) and preferably 100%, is designed like a plate. Thermal module device (40a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that the second sub-element (22a-b) has a recess (32a-b) which defines the flow channel (20a-b) at least in the flow section (26a-b). of the flow channel (20a-b), in particular defining its course in the basic unit (10a-b). Thermal module device (40a-b) according to claim 6, characterized in that the depression (32a-b) extends elongated straight, curved or meandering in a flow plane parallel to a main extension plane of the base unit (10a-b). Thermal module device (40a-b) according to claim 6 or 7, characterized in that the depression (32a-b) has a U-shaped, polygonal or part-circular cross section. Thermal module device (40a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that of the two sub-elements (12a-b, 22a-b), only the first sub-element (12a-b) is formed from a laser-transmissive material. Thermal module device (40a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that the second sub-element (22a-b) is formed in one piece, preferably monolithically. Thermal module device (40a-b) according to one of the preceding claims, characterized in that the first sub-element (12a) is formed in one piece, preferably monolithically, or divided into several separate sub-element pieces (34b, 44b). 12. Thermal module device (40a-b) according to claim 11, characterized in that different partial element pieces (34b, 44b) of the first partial element (12b) each partially or completely cover at least one different contiguous flow channel (20b, 30b).
13. Erstes Teilelement (12a-b) einer Grundeinheit (1 Oa-b) einer Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12. 13. First sub-element (12a-b) of a basic unit (10a-b) of a thermal module device (40a-b) according to one of claims 1 to 12.
14. Zweites Teilelement (22a-b) einer Grundeinheit (10a-b) einer Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12. 15. Thermalmodul (42a-b) mit einer Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit zumindest zwei voneinander getrennt ausgebildeten, insbesondere elektrischen, Funktionalkomponenten (16a-b, 48a-b), welche als Sensoreinheit, als Umschaltventil, als Regelventil, als Pumpe, als Rückschlagventil, als Wärmetauscher, als Pumpe, als Chiller oder als PTC-Heizer ausgebildet sind. 14. Second sub-element (22a-b) of a basic unit (10a-b) of a thermal module device (40a-b) according to one of claims 1 to 12. 15. Thermal module (42a-b) with a thermal module device (40a-b) according to one of Claims 1 to 12 and with at least two separately designed, in particular electrical, functional components (16a-b, 48a-b), which act as a sensor unit, as a changeover valve, as a control valve, as a pump, as a check valve, as a heat exchanger, as a pump, as a chiller or are designed as PTC heaters.
16. Fahrzeug (46a-b) mit einer Thermalmodulvorrichtung (40a-b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere mit einem Thermalmodul (42a-b) nach Anspruch 15. 16. Vehicle (46a-b) with a thermal module device (40a-b) according to one of claims 1 to 12, in particular with a thermal module (42a-b) according to claim 15.
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